JP5079903B1 - 静電容量推定方法、集積回路、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】静電容量の容量変化を正しく検出することができる線形系係数推定方法を提供する。
【解決手段】タッチパネルコントローラ３は、Ｎ個のＭ次元ベクトルにより静電容量Ｃ１〜ＣＭを並列駆動する駆動部４と、この並列駆動に基づいて静電容量Ｃ１〜ＣＭの線形和を得て、この線形和とＮ個のＭ次元ベクトルとの内積演算により静電容量Ｃ１〜ＣＭを推定する推定部５とを備え、駆動部４は、Ｎ個のＭ次元ベクトルの第１の順番に従って、容量Ｃ１〜ＣＭを並列駆動し、推定部５は、この並列駆動に基づいて静電容量Ｃ１〜ＣＭの第１推定値を推定し、駆動部４は、Ｎ個のＭ次元ベクトルの第２の順番に従って、静電容量Ｃ１〜ＣＭを並列駆動し、推定部５は、この並列駆動に基づいて静電容量Ｃ１〜ＣＭの第２推定値を推定し、第１推定値と第２推定値とを平均して静電容量Ｃ１〜ＣＭの値を推定する平均化部１７を設けた。
【選択図】図６

Description

本発明は、複数の符号系列に基づいてドライブラインを駆動して、マトリックス状に構成された静電容量の容量値を推定または検出する線形系係数推定方法、集積回路、及び電子機器に関する。

マトリックス状に分布した静電容量値を検出する装置、例えば、Ｍ本のドライブラインとＬ本のセンスラインとの間に形成される静電容量行列の静電容量値の分布を検出する容量検出装置が、特許文献１に開示されている。この容量検出装置は、指やペンでタッチパネルに触れると、触れられた静電容量の容量値が小さくなるので、容量値が小さくなった変化を検出して、指やペンのタッチを検出する。

図２１は、従来のタッチパネルシステム９１の構成を示す模式図である。図２２は、タッチパネルシステム９１の駆動方法を説明するための図である。タッチパネルシステム９１は、タッチパネル９２を備えている。タッチパネル９２は、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４と、センスラインＳＬ１〜ＳＬ４と、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４とセンスラインＳＬ１〜ＳＬ４とが交差する位置に配置された静電容量Ｃ１１〜Ｃ４４とを有している。

タッチパネルシステム９１には、駆動部９４が設けられている。駆動部９４は、図２２の式３に示される４行４列の符号系列に基づいてドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４を駆動する。符号系列の要素が「１」であれば、駆動部９４は電源電圧ＶＤＤを印加し、要素が「０」であれば、ゼロボルトを印加する。

タッチパネルシステム９１は、センスラインＳＬ１〜ＳＬ４にそれぞれ対応する位置に配置された４個の増幅器９８を有している。増幅器９８は、駆動部９４により駆動されたセンスラインに沿った静電容量の線形和Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４を受け取って増幅する。

例えば、上記４行×４列の符号系列による４回の駆動のうちの最初の駆動では、駆動部９４はドライブラインＤＬ１に電源電圧ＶＤＤを印加し、残りのドライブラインＤＬ２〜ＤＬ４にゼロボルトを印加する。すると、例えばセンスラインＳＬ３からは、図２２の式１で示される静電容量Ｃ３１に対応する出力が測定値Ｙ１として増幅器９８に供給される。

そして、２回目の駆動では、ドライブラインＤＬ２に電源電圧ＶＤＤを印加し、残りのドライブラインＤＬ１、ＤＬ３、ＤＬ４にゼロボルトを印加する。すると、センスラインＳＬ３からは、図２２の式２で示される静電容量Ｃ３２に対応する出力が測定値Ｙ２として増幅器９８に供給される。

次に、３回目の駆動では、ドライブラインＤＬ３に電源電圧ＶＤＤを印加し、残りのドライブラインにゼロボルトを印加する。その後、４回目の駆動では、ドライブラインＤＬ４に電源電圧ＶＤＤを印加し、残りのドライブラインにゼロボルトを印加する。

そうすると、図２２の式３及び式４に示すように、測定値Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４そのものが、それぞれ静電容量値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と関連付けられる。

特許第４３６４６０９号明細書（２００５年６月１６日公開）

しかしながら、上述した図２１及び図２２に示す構成では、１回の測定で１本のドライブラインと交差する容量データしか取得できず、ノイズ成分が小さくならず、静電容量の容量変化を正しく検出することが困難であるという問題がある。

本発明の目的は、静電容量の容量変化を正しく検出することができる線形系係数推定方法、集積回路、及び電子機器を提供することにある。

本発明に係る静電容量推定方法は、センスラインとＭ本のドライブラインとが交差する位置に配置されるＭ個の静電容量をＮ個のＭ次元ベクトルを構成する電圧により並列駆動して前記静電容量のＮ個の線形和を得て、前記静電容量のＮ個の線形和とＭ個のＮ次元ベクトルとの内積演算により前記Ｍ個の静電容量の値を推定する静電容量推定方法であって、
上記Ｍ個のＮ次元ベクトルは、上記Ｎ個のＭ次元ベクトルとの内積演算の結果、Ｍ行×Ｍ列の正方行列であって、対角成分の絶対値が、非対角成分の絶対値と比較して相対的に大きい行列が得られるベクトルであり、
前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの第１の順番に従って、前記Ｍ個の静電容量を並列駆動して前記Ｍ個の対象係数の第１推定値を推定する第１推定工程と、
前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの前記第１の順番と異なる第２の順番に従って、前記Ｍ個の静電容量を並列駆動して前記Ｍ個の静電容量の第２推定値を推定する第２推定工程と、
前記第１推定値と前記第２推定値とを平均して前記Ｍ個の静電容量の値を推定する平均化工程とを包含することを特徴とする。

この特徴によれば、Ｎ個のＭ次元ベクトルの第１の順番に従って、Ｍ個の対象係数を並列駆動してＭ個の対象係数の第１推定値を推定し、第１の順番と異なる第２の順番に従って、Ｍ個の対象係数を並列駆動してＭ個の対象係数の第２推定値を推定し、第１推定値と第２推定値とを平均してＭ個の対象係数の値を推定する。このため、静電容量の推定結果は、毎回走査順番を変えて加算平均される。従って、対象係数のＮ個の線形和を求めるための期間の間に対象係数の値が変化したときに生じる本来の容量分布のピークとは異なる偽のピークを低減することができる。

本発明に係る静電容量推定方法では、前記第２の順番は、前記第１の順番を逆に並べた順番であることが好ましい。

上記構成によれば、第１の順番による推定値と第１の順番を逆に並べた第２の順番による推定値とを加算平均するので、対象係数のＮ個の線形和を求めるための期間の間に対象係数の値が変化したときに生じる本来の容量分布のピークとは異なる偽のピークを低減することができる。

本発明に係る静電容量推定方法では、前記第２の順番は、前記第１の順番をランダムに変更した順番であることが好ましい。

上記構成によれば、第１の順番による推定値と第１の順番をランダムに変更した第２の順番による推定値とを加算平均するので、対象係数のＮ個の線形和を求めるための期間の間に対象係数の値が変化したときに生じる本来の容量分布のピークとは異なる偽のピークを分散させることができ、加算平均することで偽のピーク値を低減することができる。

本発明に係る線形系係数推定方法は、Ｎ個のＭ次元ベクトルにより、Ｍ個の対象係数を並列駆動して前記対象係数のＮ個の線形和を得て、前記対象係数のＮ個の線形和とＭ個のＮ次元ベクトルとの内積演算により前記Ｍ個の対象係数の値を推定する線形系係数推定方法であって、上記Ｍ個のＮ次元ベクトルは、上記Ｎ個のＭ次元ベクトルとの内積演算の結果、Ｍ行×Ｍ列の正方行列であって、対角成分の絶対値が、非対角成分の絶対値と比較して相対的に大きい行列が得られるベクトルであり、各Ｍ次元ベクトルは、横方向に並ぶＭ個の要素を有しており、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルは、縦方向に並んでおり、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルは、各Ｍ次元ベクトルのＭ個の要素が前記横方向に沿って増加から減少に転ずる回数と、減少から増加に転ずる回数とを加算した値が、前記縦方向に沿って単調に変化するように並んでおり、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの前記縦方向に沿った並びの順番に前記Ｍ個の対象係数を並列駆動して前記Ｍ個の対象係数の値を推定する単調変化推定工程を包含することを特徴とする。

この特徴によれば、各Ｍ次元ベクトルは、横方向に並ぶＭ個の要素を有しており、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルは、縦方向に並んでおり、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルは、各Ｍ次元ベクトルのＭ個の要素が前記横方向に沿って増減する回数が、前記縦方向に沿って単調に変化するように並んでおり、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの前記縦方向に沿った並びの順番に前記Ｍ個の対象係数を並列駆動して前記Ｍ個の対象係数の値を推定する。Ｎ個のＭ次元ベクトルは、各Ｍ次元ベクトルのＭ個の要素が前記横方向に沿って増加から減少に、及び減少から増加に転ずる回数が、前記縦方向に沿って単調に変化するように並んでおり、各要素が横方向に沿って増減する周波数の順番に並んでいる。このように周波数の順番に並んだＮ個のＭ次元ベクトルにより駆動して対象係数を推定すると、対象係数のＮ個の線形和を求めるための期間の間に対象係数の値が変化したときに生じる本来の容量分布のピークとは異なる偽のピークを低減することができる。

本発明に係る線形系係数推定方法では、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルは、アダマール・ウォルシュ（Hadamard-Walsh）変換行列を構成することが好ましい。

上記構成によれば、アダマール・ウォルシュ変換行列は、シルベスター（sylvester）法によって生成されるアダマール（Hadamard）行列を、各要素が横方向に沿って増減する周波数の順番に並べ替えることにより得られる。従って、簡単な構成により、対象係数のＮ個の線形和を求めるための期間の間に対象係数の値が変化したときに生じる本来の容量分布のピークとは異なる偽のピークを低減することができる。

本発明に係る線形系係数推定方法では、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルは、離散コサイン変換（ＤＣＴ、Discrete Cosine Transform）を構成することが好ましい。

離散コサイン変換は、本来、各要素が横方向に沿って増減する周波数の順番に並べられた行列である。従って、簡単な構成により、対象係数のＮ個の線形和を求めるための期間の間に対象係数の値が変化したときに生じる本来の容量分布のピークとは異なる偽のピークを低減することができる。

本発明に係る線形系係数推定方法では、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルは、アダマール・ウォルシュ変換行列の部分行列を構成することが好ましい。

アダマール・ウォルシュ変換行列は、正方行列であるため、Ｎ個のＭ次元ベクトル（Ｎ＝Ｍ）に適用されるが、アダマール・ウォルシュ変換行列の部分行列を構成することにより、Ｎ個のＭ次元ベクトル（Ｎ≠Ｍ）に適用することができる。

本発明に係る線形系係数推定方法では、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルは、離散コサイン変換の部分行列を構成することが好ましい。

離散コサイン変換の部分行列を構成することにより、Ｎ個のＭ次元ベクトル（Ｎ≠Ｍ）に適用することができる。

本発明に係る線形系係数推定方法では、前記単調変化推定工程は、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの第１の順番に従って、前記Ｍ個の対象係数を並列駆動して前記Ｍ個の対象係数の第１推定値を推定する第１推定工程と、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの前記第１の順番を逆に並べた第２の順番に従って、前記Ｍ個の対象係数を並列駆動して前記Ｍ個の対象係数の第２推定値を推定する第２推定工程と、前記第１推定値と前記第２推定値とを平均化して前記Ｍ個の対象係数の値を推定する平均化工程とを包含することが好ましい。

上記構成により、静電容量の推定結果は、毎回走査方向を変えて加算平均される。従って、本来の容量分布のピークとは異なる偽のピークをより一層低減することができる。

本発明に係る集積回路は、センスラインとＭ本のドライブラインとが交差する位置に配置されるＭ個の静電容量をＮ個のＭ次元ベクトルを構成する電圧により並列駆動する駆動部と、前記駆動部による並列駆動に基づいて、前記静電容量のＮ個の線形和を得て、前記静電容量のＮ個の線形和とＭ個のＮ次元ベクトルとの内積演算により前記Ｍ個の静電容量の値を推定する推定部とを備えた集積回路であって、上記Ｍ個のＮ次元ベクトルは、上記Ｎ個のＭ次元ベクトルとの内積演算の結果、Ｍ行×Ｍ列の正方行列であって、対角成分の絶対値が、非対角成分の絶対値と比較して相対的に大きい行列が得られるベクトルであり、前記駆動部は、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの第１の順番に従って、前記Ｍ個の静電容量を並列駆動し、前記推定部は、前記第１の順番による並列駆動に基づいて前記Ｍ個の静電容量の第１推定値を推定し、前記駆動部は、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの前記第１の順番と異なる第２の順番に従って、前記Ｍ個の静電容量を並列駆動し、前記推定部は、前記第２の順番による並列駆動に基づいて前記Ｍ個の静電容量の第２推定値を推定し、前記第１推定値と前記第２推定値とを平均して前記Ｍ個の静電容量の値を推定する平均化部を設けたことを特徴とする。

この特徴により、駆動部は、Ｎ個のＭ次元ベクトルの第１の順番に従って、Ｍ個の対象係数を並列駆動し、推定部は、第１の順番による並列駆動に基づいてＭ個の対象係数の第１推定値を推定し、駆動部は、Ｎ個のＭ次元ベクトルの第１の順番と異なる第２の順番に従って、Ｍ個の対象係数を並列駆動し、推定部は、第２の順番による並列駆動に基づいてＭ個の対象係数の第２推定値を推定し、第１推定値と第２推定値とを平均してＭ個の対象係数の値を推定する。このため、静電容量の推定結果は、毎回走査順番を変えて加算平均される。従って、対象係数のＮ個の線形和を求めるための期間の間に対象係数の値が変化したときに生じる本来の容量分布のピークとは異なる偽のピークを低減することができる。

本発明に係る他の集積回路は、Ｎ個のＭ次元ベクトルにより、Ｍ個の対象係数を並列駆動する駆動部と、前記駆動部による並列駆動に基づいて、前記対象係数のＮ個の線形和を得て、前記対象係数のＮ個の線形和とＭ個のＮ次元ベクトルとの内積演算により前記Ｍ個の対象係数の値を推定する推定部とを備えた集積回路であって、上記Ｍ個のＮ次元ベクトルは、上記Ｎ個のＭ次元ベクトルとの内積演算の結果、Ｍ行×Ｍ列の正方行列であって、対角成分の絶対値が、非対角成分の絶対値と比較して相対的に大きい行列が得られるベクトルであり、各Ｍ次元ベクトルは、横方向に並ぶＭ個の要素を有しており、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルは、縦方向に並んでおり、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルは、各Ｍ次元ベクトルのＭ個の要素が前記横方向に沿って増加から減少に、及び減少から増加に転ずる回数が、前記縦方向に沿って単調に変化するように並んでおり、前記推定部は、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの前記縦方向に沿った並びの順番に前記Ｍ個の対象係数を並列駆動して前記Ｍ個の対象係数の値を推定することを特徴とする。

この特徴により、各Ｍ次元ベクトルは、横方向に並ぶＭ個の要素を有しており、Ｎ個のＭ次元ベクトルは、縦方向に並んでおり、Ｎ個のＭ次元ベクトルは、各Ｍ次元ベクトルのＭ個の要素が前記横方向に沿って増減する回数が、縦方向に沿って単調に変化するように並んでおり、推定部は、Ｎ個のＭ次元ベクトルの前記縦方向に沿った並びの順番にＭ個の対象係数を並列駆動してＭ個の対象係数の値を推定する。Ｎ個のＭ次元ベクトルは、各Ｍ次元ベクトルのＭ個の要素が前記横方向に沿って増減する回数が、前記縦方向に沿って単調に変化するように並んでおり、各要素が横方向に沿って増減する周波数の順番に並んでいる。このように周波数の順番に並んだＮ個のＭ次元ベクトルにより駆動して対象係数を推定すると、対象係数のＮ個の線形和を求めるための期間の間に対象係数の値が変化したときに生じる本来の容量分布のピークとは異なる偽のピークを低減することができる。

本発明に係る電子機器は、本発明に係る集積回路と、前記集積回路により制御されるタッチパネルと、前記タッチパネルに重ねられているか、前記タッチパネルを内蔵した表示パネルとを備えたことを特徴とする。

この特徴によれば、対象係数のＮ個の線形和を求めるための期間の間に対象係数の値が変化したときに生じる本来の容量分布のピークとは異なる偽のピークを低減することができる。

本発明に係る線形系係数推定方法は、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの第１の順番に従って、前記Ｍ個の対象係数を並列駆動して前記Ｍ個の対象係数の第１推定値を推定する第１推定工程と、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの前記第１の順番と異なる第２の順番に従って、前記Ｍ個の対象係数を並列駆動して前記Ｍ個の対象係数の第２推定値を推定する第２推定工程と、前記第１推定値と前記第２推定値とを平均して前記Ｍ個の対象係数の値を推定する平均化工程とを包含するので、対象係数のＮ個の線形和を求めるための期間の間に対象係数の値が変化したときに生じる本来の容量分布のピークとは異なる偽のピークを低減することができる。

（ａ）は実施の形態の前提となるタッチパネルシステムの構成を示す模式図であり、（ｂ）は上記タッチパネルシステムを駆動するための符号系列の構成を示す図である。 （ａ）はＭ行×Ｎ列の行列Ｆの具体例を示す図であり、（ｂ）はＮ行×Ｍ列の行列Ｈの具体例を示す図であり、（ｃ）は行列Ｅｂの具体例を示す図である。 （ａ）（ｂ）は、上記符号系列による駆動により静電容量の値を推定する方法を説明するための図である。 上記符号系列の一例を示す図である。 （ａ）は上記タッチパネルシステムが推定しようとする静電容量の分布の変化を示すグラフであり、（ｂ）は上記タッチパネルシステムによる静電容量分布の推定結果を示すグラフである。 実施の形態１に係るタッチパネルシステムの構成を示す模式図である。 （ａ）は実施の形態１に係るシルベスター（sylvester）法によって生成される３２行×３２列のアダマール（Hadamard）行列を示す図であり、（ｂ）は実施の形態１に係るアダマール・ウォルシュ（Hadamard-Walsh）変換行列を示す図である。 （ａ）は上記タッチパネルシステムが推定しようとする静電容量の分布の変化モデルを示すグラフであり、（ｂ）は上記静電容量分布を上記シルベスター法によるアダマール行列に基づいて推定したシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）は上記静電容量分布を上記アダマール・ウォルシュ変換行列に基づいて推定したシミュレーション結果を示すグラフである。 （ａ）は上記タッチパネルシステムが推定しようとする静電容量の分布の他の変化モデルを示すグラフであり、（ｂ）は上記静電容量分布を上記シルベスター法によるアダマール行列に基づいて推定したシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）は上記静電容量分布を上記アダマール・ウォルシュ変換行列に基づいて推定したシミュレーション結果を示すグラフである。 （ａ）は上記タッチパネルシステムが推定しようとする静電容量の分布の変化を示すグラフであり、（ｂ）は上記静電容量分布を上記シルベスター法によるアダマール行列に基づいて推定した実験結果を示すグラフであり、（ｃ）は上記静電容量分布を上記アダマール・ウォルシュ変換行列に基づいて推定した実験結果を示すグラフである。 （ａ）は上記タッチパネルシステムが推定しようとする静電容量の分布の他の変化を示すグラフであり、（ｂ）は上記静電容量分布を上記シルベスター法によるアダマール行列に基づいて推定した実験結果を示すグラフであり、（ｃ）は上記静電容量分布を上記アダマール・ウォルシュ変換行列に基づいて推定した実験結果を示すグラフである。 （ａ）は実施の形態１に係る符号系列による駆動順番を２回目に反転させて駆動する方法を示す図であり、（ｂ）は上記方法による駆動に基づいて推定した静電容量分布の推定結果を示すグラフである。 実施の形態１に係るタッチパネルシステムが推定しようとする静電容量の分布の時間的変動を示すグラフである。 （ａ）は符号系列による他の駆動方法を示す図であり、（ｂ）は上記方法による駆動に基づいて推定した静電容量分布の推定結果を示すグラフである。 （ａ）は実施の形態１に係る符号系列による駆動順番をランダムに変更して駆動する方法を示す図であり、（ｂ）は上記方法による駆動に基づいて推定した静電容量分布の推定結果を示すグラフである。 実施の形態２に係る符号系列の性質を説明するための図である。 実施の形態２に係るアダマール・ウォルシュ変換行列による駆動方法を説明するための図であり、（ｂ）は上記方法による駆動に基づいて推定した静電容量分布の推定結果を示すグラフである。 実施の形態２に係るＤＣＴ行列による駆動方法を説明するための図である。 （ａ）は実施の形態２に係るアダマール・ウォルシュ変換行列による駆動順番を２回目に反転させて駆動する方法を示す図であり、（ｂ）は上記方法による駆動に基づいて推定した静電容量分布の推定結果を示すグラフである。 実施の形態３に係る携帯電話機の構成を示す機能ブロック図である。 従来のタッチパネルシステムの構成を示す模式図である。 上記タッチパネルシステムの駆動方法を説明するための図である。

本発明者らは、先願の特許出願（特願２０１１−０２２０２２号、出願日：平成２３年２月９日、優先日：平成２２年１１月１２日）において、直交符号系列に基づいてドライブラインを駆動して容量を推定するタッチパネルシステムを提案しており、本実施の形態は、この提案されたタッチパネルシステムを前提としている。よって、まず、本実施の形態の前提として上記先願で提案したタッチパネルシステムを中心に説明し、その後、本実施の形態に係る種々のタッチパネルシステムを説明することとする。

（本実施の形態の前提）
（複数の符号系列による駆動）
図１（ａ）は実施の形態の前提となるタッチパネルシステム５１の構成を示す模式図であり、（ｂ）はタッチパネルシステム５１を駆動するための符号系列Ｈの構成を示す図である。図２（ａ）はＭ行×Ｎ列の行列Ｆの具体例を示す図であり、（ｂ）はＮ行×Ｍ列の行列Ｈの具体例を示す図であり、（ｃ）は行列Ｅｂの具体例を示す図である。
図３（ａ）（ｂ）は、上記直交符号系列による駆動により静電容量の値を推定する方法を説明するための図である。

タッチパネルシステム５１は、タッチパネル２とタッチパネルコントローラ５３とを備えている。タッチパネル２は、Ｍ本のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭと、複数のセンスラインとを有している。但し、説明の簡潔化のために、センスラインは１本のセンスラインＳＬのみが設けられているものとして説明する。ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭとセンスラインＳＬとが交差する位置には、静電容量Ｃ１〜ＣＭが配置されている。

タッチパネルコントローラ５３には、駆動部５４が設けられている。駆動部５４は、図１（ｂ）の式８に示されるＮ行×Ｍ列（Ｍ≦Ｎ）の符号系列Ｈに基づいてドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭを並列に駆動する。符号系列Ｈの要素が「１」であれば、駆動部５４は電圧Ｖを印加し、要素が「−１」であれば、電圧−Ｖを印加する。

図１（ｂ）の式７により表されるＭ行×Ｎ列の符号系列Ｆは、符号系列Ｈとの内積演算の結果、Ｍ行×Ｍ列の正方行列であって、対角成分の絶対値が、非対角成分の絶対値と比較して相対的に大きい行列Ｅｂが得られる符号系列とする。図２（ａ）〜（ｃ）は、符号系列Ｈ、符号系列Ｆ、行列Ｅｂの具体例であり、１５周期のＭ系列から１３個を切り出した場合（Ｍ＝１３≦Ｎ＝１５）の例である。図２（ｂ）は、１５行×１３列の符号系列Ｈの具体例であり、図２（ａ）は、１３行×１５列の符号系列Ｆの具体例を示し、図２（ｃ）は、１３行×１３列の正方行列Ｅｂの具体例を示す。

本実施の形態では、符号系列Ｈとして、直交符号系列を使用することができるが、直交符号系列でない符号系列を使用することもできる。

本明細書において、「直交符号系列」とは、符号長Ｎの符合系列ｄｉ＝（ｄｉ１、ｄｉ２、…、ｄｉＮ）（ｉ＝１、…、Ｍ）が、下記に示す条件を満足することをいうものとする。

「直交符号系列」の例としては、シルベスター（sylvester）法によって生成されるアダマール（Hadamard）行列、アダマール・ウォルシュ（Hadamard-Walsh）変換行列、及び離散コサイン変換（ＤＣＴ、Discrete Cosine Transform）行列が挙げられる。

シルベスター法によるアダマール行列は、基本的な構造として、２行×２列の基本単位を作る。この基本単位の右上、左上、及び左下のビットは同一であり、右下はこれらのビット反転となっている。

次に、前述した２×２の基本要素を、右上、左上、右下、及び左下にブロックとして４つ合成して、４行×４列のビット配列の符号を作る。ここで、２×２の基本単位の作成と同様に、右下のブロックはビット反転となる。同様な手順で、８行×８列、１６行×１６列のビット配列の符号を生成する。これらの行列は、前述した本発明の「直交符号系列」の定義を満足する。図２に示される４行×４列の直交符号系列は、シルベスター法による４行×４列のアダマール行列である。

ここで、アダマール（Hadamard）行列とは、要素が１または−１のいずれかであり、かつ各行が互いに直交であるような正方行列をいう。すなわち、アダマール行列の任意の２つの行は、互いに垂直なベクトルを表す。

本発明に係る「直交符号系列」は、Ｍ次のアダマール行列から任意にＮ行取り出した行列を使用することができる（ここで、Ｎ≦Ｍである）。以下に述べるように、シルベスター法以外の方法によるアダマール行列も本発明に適用することができる。

シルベスター法によるＮ次のアダマール行列は、Ｍ＝２のべき乗になるが、Ｍが４の倍数であれば、アダマール行列は存在するという予想が存在し、例えば、Ｍ＝１２のとき、及び、Ｍ＝２０のときにアダマール行列が存在する。これらのシルベスター法以外の方法によるアダマール行列も、本実施の形態に係る直交符号系列として使用することができる。

タッチパネルコントローラ５３は、センスラインＳＬに対応する位置に配置された増幅器６を有している。増幅器６は、駆動部５４により駆動された静電容量のセンスラインＳＬに沿った下記の式５により示される線形和Ｖｉ（ｉ＝１、２、…、Ｍ）を受け取って増幅する。

図３（ａ）の式９及び（ｂ）の式１０に示すように、測定値（線形和）Ｖ１、Ｖ２、…、ＶＭ、…、ＶＮと符号系列Ｆとの行列演算を行うことにより、静電容量Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＭを近似推定することができる。

（直交符号系列による駆動における課題）
前述したように、センスラインＳＬに結合された複数個の静電容量Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＭを推定するためには、例えば図３に示すシルベスター法によるアダマール行列Ｍ１によりドライブラインを駆動して得られる複数個の線形和Ｖ１、Ｖ２、…、ＶＭが必要になる。この複数個の線形和Ｖ１、Ｖ２、…、ＶＭを求めている間に、推定対象の静電容量の値が変化してしまうという課題を本発明者らは見出した。

タッチパネルにタッチする指がタッチパネル上で移動すると、推定対象の静電容量の値が変化する。ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭは、タッチパネル上での指の移動が無視できる程度に高速にドライブしようとしているが、それでも、指の移動速度が速い場合は、ドライブラインをドライブして複数個の線形和Ｖ１、Ｖ２、…、ＶＭを求めている間に、指の移動により静電容量が多少変化してしまう場合が生じる。そうすると、本来は、固定的な１つの静電容量の解が存在するという前提で、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭを複数回ドライブしているが、解となるべき静電容量が少しずつ変化してゆく。このため、静電容量がそのように変化しているにもかかわらず、固定されているという前提で静電容量を推定すると、予期しない全く誤った解が得られるおそれがあるという課題を本発明者らは見出した。

この課題を解決するために、タッチパネル上での指の動きが無視できる程度により一層高速にドライブラインを駆動する方法が考えられる。しかしながら、より一層高速にドライブラインを駆動することは困難であり、ドライブラインの高速駆動の負担を軽減する方法が要望されている。本発明は、係る課題を解決するためになされたものである。

図４は、上記符号系列の一例を示す図である。図５（ａ）はタッチパネルシステム５１が推定しようとする静電容量の分布の変化を示すグラフであり、（ｂ）はタッチパネルシステム５１による静電容量分布の推定結果を示すグラフである。

図４は、直交符号系列の一例としてシルベスター法による３２行×３２列のアダマール行列Ｍ１を示している。黒抜きにより示す要素は「−１」を示しており、白抜きにより示す要素は「１」を示している。

図５（ａ）は、アダマール行列Ｍ１の１行目から３２行目までにより順番にドライブラインをドライブして線形和を求めていくが、この１行目から３２行目までで３２回ドライブしている間に、図５（ａ）のグラフに示すように、静電容量の分布が少しずつずれていく場合がある。図５（ａ）のグラフの横軸は静電容量のセンスラインに沿った３２個の位置を表しており、縦軸は静電容量の変化を表している。線Ｄ１は、アダマール行列Ｍ１の１行目から８行目までで駆動したときの静電容量変化の分布の平均値を示している。線Ｄ２は、９行目〜１６行目で駆動したときの静電容量変化の分布の平均値を示しており、線Ｄ３は、１７行目〜２４行目で駆動したときの分布の平均値を示している。線Ｄ４は、２５行目〜３２行目で駆動したときの分布の平均値を示している。３２行のアダマール行列Ｍ１を８行ずつ４つの組に分けて、それぞれの組でドライブしたときの容量分布の平均値を求めると、線Ｄ１〜Ｄ４に示すように、矢印Ａ１の方向にずれていった。

図５（ａ）に示すように、ドライブラインをドライブして複数個の線形和Ｖ１、Ｖ２、…、ＶＭを求めている間に、指の移動により静電容量が変化してしまう場合に、線形和Ｖ１、Ｖ２、…、ＶＭに逆行列Ｆを掛けて静電容量を推定すると、図５（ｂ）のグラフの線Ｄ５に示すように、線Ｄ１〜Ｄ４の４つの容量分布を平均した位置に大きなピークが現れるが、両端側にもいくつかの乱れ（偽のピーク）が現れるという問題がある。

もし、ドライブラインを３２回ドライブする間に静電容量分布がずれず、時間的に固定された静電容量分布であるとすると、３２回ドライブした後、線形和に行列Ｆを掛けると静電容量Ｃ１〜Ｃ３２の容量分布が正確に求められる。しかしながら、これは、ドライブラインを３２回ドライブする間に静電容量分布が変化しないことが前提であり、ドライブする間に静電容量分布が変化すると、相当大きな誤差が生じるという課題がある。

（実施の形態１）
図６は、実施の形態１に係るタッチパネルシステム１の構成を示す模式図である。図７（ａ）は実施の形態１に係るシルベスター法によって生成される３２行×３２列のアダマール行列Ｍ１を示す図であり、（ｂ）は実施の形態１に係るアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ２を示す図である。

タッチパネルシステム１は、タッチパネル２とタッチパネルコントローラ３とを備えている。タッチパネル２は、Ｍ本のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭと、複数のセンスラインとを有している。説明の簡潔化のために、センスラインは１本のセンスラインＳＬのみを図６に示して説明する。ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭとセンスラインＳＬとが交差する位置には、静電容量Ｃ１〜ＣＭ（対象係数）が配置されている。

タッチパネルコントローラ３には、駆動部４が設けられている。駆動部４は、図７（ａ）に示されるアダマール行列Ｍ１に基づいて、または、図７（ｂ）のアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ２に基づいてドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭを駆動する。アダマール行列Ｍ１またはアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ２の要素が「１」であれば、駆動部４は電圧Ｖを印加し、要素が「−１」であれば、電圧−Ｖを印加する。

タッチパネルコントローラ３は、センスラインＳＬに対応する位置に配置された増幅器６を有している。増幅器６は、その非反転入力端子と出力端子との間に設けられた積分容量Ｃｆを有しており、駆動部４により駆動された静電容量のセンスラインＳＬに沿った線形和Ｖｉ（ｉ＝１、２、…、Ｍ）を受け取って増幅する。

タッチパネルコントローラ３には、推定部５が設けられている。推定部５は、増幅器６により増幅された線形和Ｖｉ（ｉ＝１、２、…、Ｍ）と、アダマール行列Ｍ１またはアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ２との内積演算に基づいて静電容量Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＭを推定する。

図７（ａ）に示すシルベスター法による３２行×３２列のアダマール行列Ｍ１を、１行の中で横方向に沿って増加から減少に転じる回数及び減少から増加に転じる回数を加算した値が少ない順番に行を並べ変えた行列が、図７（ｂ）に示すアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ２である。即ち、アダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ２は、１行の中で要素が横方向に沿って増加から減少に転じる回数及び減少から増加に転じる回数を加算した値を数え、その値が一番少ない行を１行目に配置し、その加算した値が縦方向に向かって増えるように行を並べ替えた行列である。この加算した値は、行の周波数成分（スペクトル）に対応している。

図８（ａ）はタッチパネルシステム１が推定しようとする静電容量の分布の変化モデルを示すグラフであり、（ｂ）は上記静電容量分布を上記シルベスター法によるアダマール行列に基づいて推定したシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）は上記静電容量分布を上記アダマール・ウォルシュ変換行列に基づいて推定したシミュレーション結果を示すグラフである。

アダマール行列Ｍ１またはアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ２の１行目から３２行目までにより順番にドライブラインをドライブしている間に、図８（ａ）のグラフに示すように、静電容量の分布が少しずつずれていく。線Ｄ５は、１行目から８行目までで駆動したときの静電容量変化の分布の平均値を示している。線Ｄ６は、９行目〜１６行目で駆動したときの静電容量変化の分布の平均値を示しており、線Ｄ７は、１７行目〜２４行目で駆動したときの分布の平均値を示している。線Ｄ８は、２５行目〜３２行目で駆動したときの分布の平均値を示している。

図８（ａ）に示すように、１行目から３２行目までで順番にドライブラインをドライブしている間に、静電容量分布が矢印Ａ４に示す方向に変化していく場合に、図７（ａ）に示すシルベスター法によるアダマール行列で駆動すると、図８（ｂ）に示すグラフにおける線Ｄ９に示すように、線Ｄ５〜Ｄ８の４つの容量分布を平均した位置に大きなピークが現れるが、両端側にもいくつかの乱れ（偽のピーク）が現れる。

図７（ｂ）に示すアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ２によりドライブラインを駆動すると、図８（ｃ）の線Ｄ１０に示すように、図８（ａ）の線Ｄ５〜Ｄ８の４つの容量分布を平均した位置に大きなピークが現れ、その近くに小さな乱れは現れるが、大きな乱れ（偽のピーク）は現れない。

図９（ａ）は上記タッチパネルシステムが推定しようとする静電容量の分布の他の変化モデルを示すグラフであり、（ｂ）は上記静電容量分布を上記シルベスター法によるアダマール行列に基づいて推定したシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）は上記静電容量分布を上記アダマール・ウォルシュ変換行列に基づいて推定したシミュレーション結果を示すグラフである。図９（ａ）に示す場合は、静電容量分布は、矢印Ａ４とは逆の矢印Ａ５の方向にずれていく。線Ｄ１１は、１行目から８行目までで駆動したときの静電容量変化の分布の平均値を示している。線Ｄ１２は、９行目〜１６行目で駆動したときの静電容量変化の分布の平均値を示しており、線Ｄ１３は、１７行目〜２４行目で駆動したときの分布の平均値を示している。線Ｄ１４は、２５行目〜３２行目で駆動したときの分布の平均値を示している。

このように容量分布が変化する場合に、図７（ａ）に示すシルベスター法によるアダマール行列で駆動すると、図９（ｂ）に示すグラフにおける線Ｄ１５に示すように、図８（ｂ）のグラフにおける線９を左右反転した線Ｄ１５に示す静電容量分布を示す。
また、図７（ｂ）に示すアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ２によりドライブラインを駆動すると、図９（ｃ）の線Ｄ１６に示すように、図８（ｃ）のグラフにおける線Ｄ１０を左右反転させた容量分布を示す。

図１０（ａ）はタッチパネルシステム１が推定しようとする静電容量の分布の変化を示すグラフであり、（ｂ）は上記静電容量分布を上記シルベスター法によるアダマール行列に基づいて推定した実験結果を示すグラフであり、（ｃ）は上記静電容量分布を上記アダマール・ウォルシュ変換行列に基づいて推定した実験結果を示すグラフである。図１１（ａ）はタッチパネルシステム１が推定しようとする静電容量の分布の他の変化を示すグラフであり、（ｂ）は上記静電容量分布を上記シルベスター法によるアダマール行列に基づいて推定した実験結果を示すグラフであり、（ｃ）は上記静電容量分布を上記アダマール・ウォルシュ変換行列に基づいて推定した実験結果を示すグラフである。

図１０（ａ）は、３２行×３２列のアダマール行列による３２回のドライブラインの駆動によるそれぞれの容量分布を３２本の線によって表している。１回目の駆動から３２回目の駆動まで、容量分布は矢印Ａ６の方向に少しずつ移動している。静電容量は、実際には離散的に配置されており、指が、例えば、容量に対応する位置にあるときは、静電容量分布は、その指に対応する容量の位置に１個のピークが生じる。指が、離散的に配置されて隣接する２つの容量の間に位置するときは、静電容量分布は、その隣接する２つの容量に対応する位置に２つのピークが分散して生じる。このように、実際に想定される構成により実験した。

図７（ａ）に示すシルベスター法によるアダマール行列Ｍ１で駆動すると、図１０（ｂ）に示すグラフにおける線Ｄ１７に示すように、図１０（ａ）に示す容量分布を平均した位置に大きなピークが現れるが、両端側にもいくつかの乱れ（偽のピーク）が現れる。

図７（ｂ）に示すアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ２によりドライブラインを駆動すると、図１０（ｃ）の線Ｄ１８に示すように、図１０（ａ）に示す容量分布を平均した位置に大きなピークが現れ、その近くに小さな乱れは現れるが、大きな乱れ（偽のピーク）は現れない。

タッチパネルに細いペンで入力するような場合に、ペンによる小さな静電容量変化が、図１０（ｂ）に示されるシルベスター法アダマール行列Ｍ１による容量分布の両端の偽のピークに埋もれてしまうという問題がある。

図１１（ａ）は、３２行×３２列のアダマール行列による３２回のドライブラインの駆動によるそれぞれの容量分布を３２本の線によって表しており、１回目の駆動から３２回目の駆動まで、容量分布は矢印Ａ６とは逆の矢印Ａ７の方向に少しずつ移動している。
このように容量分布が逆の方向に変化する場合に、図７（ａ）に示すシルベスター法によるアダマール行列Ｍ１で駆動すると、図１１（ｂ）に示すグラフにおける線Ｄ１９に示すように、図１０（ｂ）のグラフにおける線Ｄ１７を左右反転した線Ｄ１９に示す静電容量分布を示す。

また、図７（ｂ）に示すアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ２によりドライブラインを駆動すると、図１１（ｃ）の線Ｄ２０に示すように、図１０（ｃ）のグラフにおける線Ｄ１８を左右反転させた容量分布を示す。

図１０（ａ）及び図１１（ａ）に示すように、静電容量分布が変化する方向が逆になると、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）に示すように、偽のノイズが生じる処が逆になることに本発明者らは着目し、さらに、静電容量分布が変化する方向が同じであるときに、直交符号系列により駆動する順番を逆にすれば、静電容量分布の変化方向を逆にすることと同じ効果が得られるはずであるとする知見を本発明者らは獲得した。例えば、図７（ａ）に示すシルベスター法のアダマール行列Ｍ１により矢印Ａ３の方向からドライブラインを駆動すれば、矢印Ａ２の方向から駆動した場合に比べて、偽のノイズが生じる位置が左右逆になるなずであると考えられる。

図１２（ａ）は実施の形態１に係る直交符号系列による駆動順番を２回目に反転させて駆動する方法を示す図であり、（ｂ）は上記方法による駆動に基づいて推定した静電容量分布の推定結果を示すグラフである。図１３は、タッチパネルシステム１が推定しようとする静電容量の分布の時間的変動を示すグラフである。

図１２（ａ）は、１６行×１６列のアダマール行列による１６回のドライブラインの駆動によるそれぞれの容量分布を１６本の線によって表しており、１回目の駆動から１６回目の駆動まで、静電容量分布は矢印Ａ８の方向に少しずつ移動している。

まず、駆動部４（図６）は、シルベスター法による１６行×１６列のアダマール行列Ｍ３の１行目から始まり１６行目で終了する順番（第１の順番）に基づいて、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６が結合されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬ１６を１６回並列駆動する。そして、増幅部６は、センスラインＳＬから供給される静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の１６個の第１線形和出力を増幅する。次に、推定部５は、増幅部６により増幅された１６個の第１線形和出力と、１６行×１６列のアダマール行列Ｍ３との内積演算により、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の第１推定値を推定する。なお、これは、図６に示す構成において、Ｍ＝１６の場合に相当する。

その後、駆動部４は、アダマール行列Ｍ３の第１行〜第１６行を逆の順番（第２の順番）に並べなおしたアダマール行列Ｍ３ｒｅｖに基づいて、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６が結合されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬ１６を１６回並列駆動する。そして、増幅部６は、センスラインＳＬから供給される静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の１６個の第２線形和出力を増幅する。次に、推定部５は、増幅部６により増幅された１６個の第２線形和出力と、１６行×１６列のアダマール行列Ｍ３ｒｅｖとの内積演算により、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の第２推定値を推定する。その後、平均化部１７は、第１推定値と前記第２推定値とを平均して１６個の静電容量の値を推定する。

図１４（ａ）は直交符号系列による他の駆動方法を示す図であり、（ｂ）は上記方法による駆動に基づいて推定した静電容量分布の推定結果を示すグラフである。アダマール行列Ｍ３及びＭ３ｒｅｖによりドライブラインを駆動したときの図１２（ｂ）の線Ｄ２１により示される静電容量分布における偽のピークの振幅Ｐ１は、図１４（ａ）に示すようにシルベスター法による１６行×１６列のアダマール行列Ｍ３による駆動を２回繰り返してそれを平均化したときに生じる図１４（ｂ）の線Ｄ２２により示される静電容量分布における偽のピーク値の振幅Ｐ２よりも縮小する。

このように、直交符号系列によるドライブの順番を逆にすることにより、静電容量分布における偽のピークの位置は、ほぼ左右反転する。このため、毎回、ドライブの順番を逆にして得られた推定値を加算平均することにより、静電容量分布における偽のピークを相殺して低減することができる。

図１５（ａ）は実施の形態１に係る直交符号系列による駆動順番をランダムに変更して駆動する方法を示す図であり、（ｂ）は上記方法による駆動に基づいて推定した静電容量分布の推定結果を示すグラフである。

まず、駆動部４（図６）は、シルベスター法による１６行×１６列のアダマール行列Ｍ３の１行目から１６行目をランダムな順番（第１の順番）に並べ替えた行列Ｍ４ｒａｍ１に基づいて、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６が結合されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬ１６を１６回並列駆動する。そして、増幅部６は、センスラインＳＬから供給される静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の１６個の第１線形和出力を増幅する。次に、推定部５は、増幅部６により増幅された１６個の第１線形和出力と、１６行×１６列の行列Ｍ４ｒａｍ１との内積演算により、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の第１推定値を推定する。

その後、駆動部４は、アダマール行列Ｍ３の１行目から１６行目を他のランダムな順番（第２の順番）に並べ替えた他の行列Ｍ４ｒａｍ２に基づいて、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６が結合されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬ１６を１６回並列駆動する。そして、増幅部６は、センスラインＳＬから供給される静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の１６個の第２線形和出力を増幅する。次に、推定部５は、増幅部６により増幅された１６個の第２線形和出力と、１６行×１６列のアダマール行列Ｍ４ｒａｍ２との内積演算により、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の第２推定値を推定する。その後、平均化部１７は、第１推定値と前記第２推定値とを平均して１６個の静電容量の値を推定する。

図１５（ｂ）に示すように、ランダムに並べ替えた行列Ｍ４ｒａｍ１及びＭ４ｒａｍ２によりドライブラインを駆動したときの図１５（ｂ）の線Ｄ２３により示される静電容量分布における偽のピークの振幅Ｐ３は、図１４（ｂ）の線Ｄ２２により示される静電容量分布における偽のピーク値の振幅Ｐ２よりも縮小する。

このように、駆動順番をランダムに変更して駆動すると、ノイズの位置が分散し、平均化すると、偽のピーク値の振幅を低減することができる。

（実施の形態２）
図１６は、実施の形態２に係る直交符号系列の性質を説明するための図である。図１７は、実施の形態２に係るアダマール・ウォルシュ変換行列による駆動方法を説明するための図であり、（ｂ）は上記方法による駆動に基づいて推定した静電容量分布の推定結果を示すグラフである。実施の形態２に係るタッチパネルシステムは、図６で前述したタッチパネルシステム１と同様である。

実施の形態２では、直交符号系列を空間周波数の順番に並べ替えた行列によりドライブラインを駆動する。実施の形態２で使用する直交符号系列は、互いに直交するＮ個のＭ次元ベクトル（Ｎ≦Ｍ）を有しており、各Ｍ次元ベクトルは、横方向に並ぶＭ個の要素を有しており、Ｎ個のＭ次元ベクトルは、縦方向に並んでいる。

そして、これらのＮ個のＭ次元ベクトルは、各Ｍ次元ベクトルのＭ個の要素が前記横方向に沿って増加から減少に転じる回数、及び減少から増加に転ずる回数を加算した値が、縦方向に沿って単調に変化するように並んでいる。

「各Ｍ次元ベクトルのＭ個の要素が前記横方向に沿って増加から減少に転じる回数、及び減少から増加に転ずる回数を加算した値」（以下、「増減加算値」という）の意義を説明する。例えば、「０、１、１、０、１、１、０、１」という８次元ベクトルを考えると、図１６に示すように、この８次元ベクトルは、最初の「０」から２番目の「１」に増大し、３番目の「１」から４番目の「０」に減少しているので、この１番目から４番目の「０、１、１、０」において増大から減少に転じている。そして、３番目の「１」から４番目の「０」に減少し、４番目の「０」から５番目の「１」に増大しているので、この３番目から５番目の「１、０、１」において減少から増大に転じている。次に、４番目の「０」から５番目の「１」に増大し、６番目の「１」から７番目の「０」に減少しているので、４番目から７番目の「０、１、１、０」において増大から減少に転じている。そして、６番目の「１」から７番目の「０」に減少し、７番目の「０」から８番目の「１」に増大しているので、６番目から８番目の「１、０、１」において減少から増大に転じている。

従って、この「０、１、１、０、１、１、０、１」という８次元ベクトルの増減加算値は、４である。

実施の形態２で使用する直交符号系列の典型的な例は、アダマール・ウォルシュ変換行列である。図１７（ａ）に示す１６行×１６列のアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５は、１行目の要素はすべて「１」であり、増減加算値はゼロである。２行目の要素は、最初の８個が「１」であり、残りの８個が「−１」であり、従って、増減加算値はゼロである。

３行目の要素は、最初の４個が「１」であり、次の８個が「−１」であり、次の４個が「１」であり、従って、増減加算値は１である。

４行目の要素は、最初の４個が「１」であり、次の４個が「−１」であり、次の４個が「１」であり、残りの４個が「−１」であり、従って、増減加算値は２である。５行目の要素は、最初の２個が「１」であり、次の４個が「−１」であり、次の４個が「１」であり、次の４個が「−１」であり、残りの２個が「１」であり、従って、増減加算値は３である。

このように、１６行×１６列のアダマール・ウォルシュ変換行列の各行の要素の増減加算値は、３行目から１行ごとに１ずつ増大してゆき、最終の１６行目の要素は、奇数番目の８個が「１」であり、偶数番目の８個が「−１」であり、増減加算値は１４である。

以上のように、図１７（ａ）に示す１６行×１６列のアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５は、各行ベクトルの１６個の要素の横方向に沿った増減加算値が、縦方向に沿って単調に増加するように並んでいる。

タッチパネルシステム１は、１６行×１６列のアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５により２回駆動する。まず、駆動部４（図６）は、１６行×１６列のアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５に基づいて、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６が結合されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬ１６を１６回並列駆動する。そして、増幅部６は、センスラインＳＬから供給される静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の１６個の第１線形和出力を増幅する。次に、推定部５は、増幅部６により増幅された１６個の第１線形和出力と、１６行×１６列のアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５との内積演算により、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の第１推定値を推定する。

その後、駆動部４は、アダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５に基づいて、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６が結合されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬ１６を１６回並列駆動する。そして、増幅部６は、センスラインＳＬから供給される静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の１６個の第２線形和出力を増幅する。次に、推定部５は、増幅部６により増幅された１６個の第２線形和出力と、アダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５との内積演算により、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の第２推定値を推定する。その後、平均化部１７は、第１推定値と前記第２推定値とを平均して１６個の静電容量の値を推定する（単調変化推定工程）。

アダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５によりドライブラインを駆動したときの図１７（ｂ）の線Ｄ２４により示される静電容量分布における偽のピークの振幅Ｐ４は、図１４（ｂ）の線Ｄ２２により示される静電容量分布における偽のピーク値の振幅Ｐ２よりも縮小する。

図１８は、実施の形態２に係る８行×８列のＤＣＴ行列Ｍ６による駆動方法を説明するための図である。ＤＣＴ行列Ｍ６も、アダマール・ウォルシュ変換行列と同様に、Ｎ個のＭ次元ベクトルであって、各Ｍ次元ベクトルのＭ個の要素の増減加算値が、縦方向に沿って単調に増加するように並んでいる行列に相当し、実施の形態３の直交符号系列として使用することができる。

まず、駆動部４（図６）は、８行×８列のＤＣＴ行列Ｍ６に基づいて、静電容量Ｃ１〜Ｃ８が結合されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬ８を８回並列駆動する。そして、増幅部６は、センスラインＳＬから供給される静電容量Ｃ１〜Ｃ８の８個の第１線形和出力を増幅する。次に、推定部５は、増幅部６により増幅された８個の第１線形和出力と、８行×８列のＤＣＴ行列Ｍ６との内積演算により、静電容量Ｃ１〜Ｃ８の第１推定値を推定する。

その後、駆動部４は、ＤＣＴ行列Ｍ６に基づいて、静電容量Ｃ１〜Ｃ８が結合されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬ８を８回並列駆動する。そして、増幅部６は、センスラインＳＬから供給される静電容量Ｃ１〜Ｃ８の８個の第２線形和出力を増幅する。次に、推定部５は、増幅部６により増幅された８個の第２線形和出力と、ＤＣＴ行列Ｍ６との内積演算により、静電容量Ｃ１〜Ｃ８の第２推定値を推定する。その後、平均化部１７は、第１推定値と前記第２推定値とを平均して８個の静電容量Ｃ１〜Ｃ８の値を推定する。

なお、８行×８列のＤＣＴ行列Ｍ６の例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、８行×Ｋ列（Ｋ＜８）のＤＣＴ行列Ｍ６の部分行列を使用するように構成しても良い。

図１９（ａ）は実施の形態２に係るアダマール・ウォルシュ変換行列による駆動順番を２回目に反転させて駆動する方法を示す図であり、（ｂ）は上記方法による駆動に基づいて推定した静電容量分布の推定結果を示すグラフである。

アダマール・ウォルシュ変換行列による駆動順番を、実施の形態１に係る方法のように２回目に反転させて駆動してもよい。

まず、駆動部４（図６）は、１６行×１６列のアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５に基づいて、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６が結合されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬ１６を１６回並列駆動する。そして、増幅部６は、センスラインＳＬから供給される静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の１６個の第１線形和出力を増幅する。次に、推定部５は、増幅部６により増幅された１６個の第１線形和出力と、１６行×１６列のアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５との内積演算により、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の第１推定値を推定する。

その後、駆動部４は、アダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５の第１行〜第１６行を逆に並べなおしたアダマール行列Ｍ５ｒｅｖに基づいて、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６が結合されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬ１６を１６回並列駆動する。そして、増幅部６は、センスラインＳＬから供給される静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の１６個の第２線形和出力を増幅する。次に、推定部５は、増幅部６により増幅された１６個の第２線形和出力と、１６行×１６列のアダマール行列Ｍ５ｒｅｖとの内積演算により、静電容量Ｃ１〜Ｃ１６の第２推定値を推定する。その後、平均化部１７は、第１推定値と前記第２推定値とを平均して１６個の静電容量の値を推定する。

アダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５及びＭ５ｒｅｖによりドライブラインを駆動したときの図１９（ｂ）の線Ｄ２５により示される静電容量分布における偽のピークの振幅Ｐ５は、アダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５によりドライブラインを駆動したときの図１７（ｂ）の線Ｄ２４により示される静電容量分布における偽のピークの振幅Ｐ４よりもさらに縮小する。

なお、１６行×１６列のアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５の例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、１６行×Ｋ列（Ｋ＜１６）のアダマール・ウォルシュ変換行列Ｍ５の部分行列を使用するように構成しても良い。

（実施の形態３）
図２０は、実施の形態３に係る携帯電話機７の構成を示す機能ブロック図である。携帯電話機７は、ＣＰＵ１０と、ＲＡＭ１２と、ＲＯＭ１１と、カメラ１３と、マイクロフォン１４と、スピーカ１５と、操作キー１６と、表示パネル１８と、表示制御回路９と、タッチパネルシステム１とを備えている。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。

ＣＰＵ１０は、携帯電話機７の動作を制御する。ＣＰＵ１０は、たとえばＲＯＭ１１に格納されたプログラムを実行する。操作キー１６は、携帯電話機７のユーザによる指示の入力を受ける。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０によるプログラムの実行により生成されたデータ、または操作キー１６を介して入力されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ１１は、データを不揮発的に格納する。

また、ＲＯＭ１１は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリなどの書込みおよび消去が可能なＲＯＭである。なお、図２０には示していないが、携帯電話機７が、他の電子機器に有線により接続するためのインターフェイス（ＩＦ）を備える構成としてもよい。

カメラ１３は、ユーザの操作キー１６の操作に応じて、被写体を撮影する。なお、撮影された被写体の画像データは、ＲＡＭ１２や外部メモリ（たとえば、メモリカード）に格納される。マイクロフォン１４は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機７は、当該入力された音声（アナログデータ）をデジタル化する。そして、携帯電話機７は、通信相手（たとえば、他の携帯電話機）にデジタル化した音声を送る。スピーカ１５は、たとえば、ＲＡＭ１２に記憶された音楽データなどに基づく音を出力する。

タッチパネルシステム１は、タッチパネル２とタッチパネルコントローラ３とを有している。ＣＰＵ１０は、タッチパネルシステム１の動作を制御する。ＣＰＵ１０は、例えばＲＯＭ１１に記憶されたプログラムを実行する。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０によるプログラムの実行により生成されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ１１は、データを不揮発的に格納する。

表示パネル８は、表示制御回路９により、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２に格納されている画像を表示する。表示パネル８は、タッチパネル２に重ねられているか、タッチパネル２を内蔵している。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、複数の符号系列に基づいてドライブラインを駆動して、マトリックス状に構成された静電容量の容量値を推定または検出する線形系係数推定方法、集積回路、及び電子機器に利用することができる。

１ タッチパネルシステム
２ タッチパネル
３ タッチパネルコントローラ
４ 駆動部
５ 推定部
６ 増幅器
７ 携帯電話機
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、…、ＣＭ 静電容量（対象係数）

Claims (5)

1. センスラインとＭ本のドライブラインとが交差する位置に配置されるＭ個の静電容量をＮ個のＭ次元ベクトルを構成する電圧により並列駆動して前記静電容量のＮ個の線形和を得て、前記静電容量のＮ個の線形和とＭ個のＮ次元ベクトルとの内積演算により前記Ｍ個の静電容量の値を推定する静電容量推定方法であって、
   上記Ｍ個のＮ次元ベクトルは、上記Ｎ個のＭ次元ベクトルとの内積演算の結果、Ｍ行×Ｍ列の正方行列であって、対角成分の絶対値が、非対角成分の絶対値と比較して相対的に大きい行列が得られるベクトルであり、
   前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの第１の順番に従って、前記Ｍ個の静電容量を並列駆動して前記Ｍ個の静電容量の第１推定値を推定する第１推定工程と、
   前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの前記第１の順番と異なる第２の順番に従って、前記Ｍ個の静電容量を並列駆動して前記Ｍ個の静電容量の第２推定値を推定する第２推定工程と、
   前記第１推定値と前記第２推定値とを平均して前記Ｍ個の静電容量の値を推定する平均化工程とを包含することを特徴とする静電容量推定方法。
2. 前記第２の順番は、前記第１の順番を逆に並べた順番である請求項１記載の静電容量推定方法。
3. 前記第２の順番は、前記第１の順番をランダムに変更した順番である請求項１記載の静電容量推定方法。
4. センスラインとＭ本のドライブラインとが交差する位置に配置されるＭ個の静電容量をＮ個のＭ次元ベクトルを構成する電圧により並列駆動する駆動部と、前記駆動部による並列駆動に基づいて、前記静電容量のＮ個の線形和を得て、前記静電容量のＮ個の線形和とＭ個のＮ次元ベクトルとの内積演算により前記Ｍ個の静電容量の値を推定する推定部とを備えた集積回路であって、
   上記Ｍ個のＮ次元ベクトルは、上記Ｎ個のＭ次元ベクトルとの内積演算の結果、Ｍ行×Ｍ列の正方行列であって、対角成分の絶対値が、非対角成分の絶対値と比較して相対的に大きい行列が得られるベクトルであり、
   前記駆動部は、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの第１の順番に従って、前記Ｍ個の静電容量を並列駆動し、
   前記推定部は、前記第１の順番による並列駆動に基づいて前記Ｍ個の静電容量の第１推定値を推定し、
   前記駆動部は、前記Ｎ個のＭ次元ベクトルの前記第１の順番と異なる第２の順番に従って、前記Ｍ個の静電容量を並列駆動し、
   前記推定部は、前記第２の順番による並列駆動に基づいて前記Ｍ個の静電容量の第２推定値を推定し、
   前記第１推定値と前記第２推定値とを平均して前記Ｍ個の静電容量の値を推定する平均化部を設けたことを特徴とする集積回路。
5. 請求項４記載の集積回路と、
   前記集積回路により制御されるタッチパネルと、
   前記タッチパネルに重ねられているか、前記タッチパネルを内蔵した表示パネルとを備えたことを特徴とする電子機器。

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