JP5620019B2 - タッチパネルシステムおよび電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルシステムおよびそれを備えた電子機器に関し、特に、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極と、垂直方向に所定の間隔を空けて垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極と、垂直電極面と水平電極面との間に配置されて複数の垂直電極と複数の水平電極とを絶縁する絶縁体とを備え、表示装置等により発生するノイズの除去（キャンセル）を確実に効果的に行うことが可能であるタッチパネルシステムおよび電子機器に関するものである。

現在、スマートフォン等の携帯情報機器、自動券売機等の自動販売機を始めとする様々な電子機器に、タッチパネルシステムの搭載が急速に進んでいる。

このようなタッチパネルシステムは、通常、表示装置の上部（前面）に、タッチパネルが積層された構造となっている。このため、タッチパネル上に設けられたセンサは、表示装置に発生するクロック等のノイズだけでなく、その他外来からのノイズの影響を受けやすい。このようなノイズは、タッチ操作の検出感度の低下につながる。

特許文献１には、このようなノイズ対策が施されたタッチパネルシステム（座標入力装置）が記載されている。特許文献１のタッチパネルシステムは、ノイズを除去するために、ノイズ処理部を備えている。図１９は、特許文献１のタッチパネルシステムに設けられたノイズ処理部１００を示すブロック図である。図１９に示すように、ノイズ処理部１００は、フィルタ部１０１と、論理反転部１０２と、加算部１０３とを備えている。フィルタ部１０１は、図示しないタッチパネルに設けられたセンサからの出力信号（アナログ信号）を受信する。さらに、フィルタ部１０１は、その入力信号に含まれるＡＣ信号成分を、ノイズ信号として抽出する。論理反転部１０２は、抽出されたノイズ信号の位相を、１８０度反転させる。加算部１０３は、フィルタ部１０１に入力されたノイズ信号を含む入力信号に、位相を１８０度反転させたノイズ信号を加算する。

このように、特許文献１のタッチパネルシステムでは、フィルタ部１０１で抽出されたノイズ信号を反転し、反転された信号が、センサからの入力信号（アナログ信号）に加算される。つまり、センサからの入力信号に含まれるノイズ成分に、ノイズ成分と同レベルの反転した信号が加算される。これにより、センサからの入力信号に重畳されたノイズが相殺される。従って、センサからの入力信号に含まれるノイズの影響を低減することが可能とされている。

一方、従来の静電容量型タッチセンサパネルにおける垂直電極及び水平電極の構成を説明する。図５５は、従来の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極９１及び水平電極９２の構成を示す図であり、特許文献２のFIG.3に対応する。

特許文献２に示される従来の静電容量型タッチセンサパネルには、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極９１と、垂直方向に所定の間隔を空けて垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極９２とが設けられている。

垂直電極９１は、ダイヤモンド形状をした四角形状部９３・９４を垂直方向に繰り返し接続して形成されており、水平電極９２は、ダイヤモンド形状をした四角形状部９５・９６を水平方向に繰り返し接続して形成されている。

このようなダイヤモンド形状をした垂直電極９１及び水平電極９２を交差配置した静電容量型のタッチセンサパネルを、表示装置の上に重ねて使用する場合は、通常、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明な導電膜によって垂直電極９１及び水平電極９２を構成する。近年はグラフェンの活用も研究されている。

図５５に示すようなダイヤモンド形状をITO等で面の形で形成すると、そのダイヤモン
ド形状は中心線対称であり中心点対称であるため、ペン等のタッチ面積の小さい物体による容量変化には同様な対称性がある。この容量変化の対称性を用いることにより、タッチ位置検出の際に対称な位置補正が行え、位置検出精度を向上することができる。

図５６は、特許文献３に示される従来の他の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極８１及び水平電極８２の構成を示す図である。垂直電極８１及び水平電極８２は、それぞれ一定間隔で並べられ、互いに直交する方向を向いている。そして、垂直電極８１及び水平電極８２で格子状に形成される。垂直電極８１及び水平電極８２そのものは、それぞれ細線によって構成され、この細線によって網目が構成されている。

図５７の（ａ）は、特許文献４に示される従来のさらに他の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極７１の構成を示す図であり、図５７の（ｂ）はその水平電極７２の構成を示す図である。

図５７の（ａ）ではダイヤモンドに似た形状が垂直方向に接続された垂直電極７１が整列しており、図５７の（ｂ）では同様にダイヤモンドに似た形状が水平方向に接続された水平電極７２が整列している。

図５９の（ａ）は特許文献５に示される従来のさらに他の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極の構成を示す図であり、図５９の（ｂ）はその水平電極の構成を示す図である。

静電容量式タッチパネルスイッチは、Ｘ方向に複数の導電Ｘ軸１６２が僅かな間隔で並ぶ導電性のＸパターン群１６１と、Ｙ方向に複数の導電Ｙ軸１６７が僅かな間隔で並ぶ導電性のＹパターン群１６６とを備えている。

導電Ｘ軸１６２は、Ｙ軸方向に沿って配置されて輪郭が略菱形状の複数の導電Ｘパッド１６３と、複数の導電Ｘパッド１６３を挟むようにＹ軸方向に沿って配置されて輪郭が略二等辺三角形状の導電Ｘパッド１６３ａとを有している。隣接する導電Ｘパッド１６３、及び隣接する導電Ｘパッド１６３・１６３ａは、導電Ｘライン１６４により接続されている。

各導電Ｘパッド１６３・１６３ａは、Ｘ方向に延びる細線とＹ方向に延びる細線とによりメッシュ状に形成されている。各導電Ｘライン１６４は、Ｙ方向に延びてＸ方向に所定の間隔で並ぶ３本の直線ライン１６５により細長く形成されている。

導電Ｙ軸１６７は、Ｘ軸方向に沿って配置されて輪郭が略菱形状の複数の導電Ｙパッド１６８と、複数の導電Ｙパッド１６８を挟むようにＸ軸方向に沿って配置されて輪郭が略二等辺三角形状の導電Ｙパッド１６８ａとを有している。隣接する導電Ｙパッド１６８、及び隣接する導電Ｙパッド１６８・１６８ａは、導電Ｙライン１６９により接続されている。

各導電Ｙパッド１６８・１６８ａは、Ｘ方向に延びる細線とＹ方向に延びる細線とによりメッシュ状に形成されている。各導電Ｙライン１６９は、Ｘ方向に延びてＹ方向に所定の間隔で並ぶ３本の直線ライン１６０により細長く形成されている。

このように構成されたＸパターン群１６１とＹパターン群１６６とを平面視で直交させる場合に、導電Ｘ軸１６２の導電Ｘライン１６４と導電Ｙ軸１６７の導電Ｙライン１６９とを積層して、導電Ｘパッド１６３及び導電Ｙパッド１６８と略同様の光透過性を有する光透過領域を形成するようにしている。

日本国公開特許公報「特開２００１−１２５７４４号公報（２００１年５月１１日公開）」 米国特許第4,639,720号明細書（1987年1月27日） 日本国公開特許公報「特開2011-113149公報（2011年6月9日公開）」 日本国公開特許公報「特開2010-39537号公報（2010年2月18日公開）」 日本国公開特許公報「特開2011-175412号公報（2011年9月8日公開）」

しかしながら、特許文献１のタッチパネルシステムは、ＡＣ信号成分以外のノイズを除去することができないという問題がある。

具体的には、上述のように、特許文献１のタッチパネルシステムは、センサからの入力信号に対し、その入力信号に含まれるＡＣ信号成分をノイズとして扱う。このＡＣ信号は、フィルタ部１０１で抽出された後、論理反転部１０２で位相が１８０度反転される。そして、加算部１０３では、反転された信号が、ＡＣ信号成分を含む入力信号に加算される。このように、特許文献１においては、フィルタ部１０１においてＡＣ信号成分を抽出する処理が、ノイズ処理上、最も重要となる。

しかし、特許文献１には、フィルタ部１０１の構成が詳細に開示されていない。このため、特許文献１のタッチパネルシステムが、どの程度ノイズを除去することができるかは不明である。また、特許文献１では、アナログ信号に含まれるＡＣ信号成分がノイズとして扱われる。つまり、特許文献１のタッチパネルシステムでは、基本的にインパルスノイズのみを除去することが想定されており、インパルスノイズ以外のノイズが、除去対象外となっている。このため、インパルスノイズ以外の多種多様なノイズを確実にキャンセルすることができない。

また、図５５に示す構成では、３０インチ以上の大きな静電容量型のタッチセンサパネルを実現しようとする場合に、ITOやグラフェンでは抵抗値が大きすぎる。この
ため、抵抗値の低い金属(AgやCu)の細い配線を用いてダイヤモンド形状を作成する方法がとられる（特許文献３（図５６）・特許文献４（図５７））。

図５６に示す構成では、格子の存在しない十字状の開口９７が周期的に存在するため、開口９７が視認され、モアレが発生するという課題が生じる。また、タッチによる開口９７の容量変化の仕方が他の部分と異なることに起因する位置検出精度劣化という課題が発生する。

図５８は、垂直電極７１と水平電極７２とにより形成された一様な格子７３を示す図である。図５７に示す構成では、図５６に示すような開口は発生しないが、垂直電極７１及び水平電極７２とも中心線対称でも無く、中心点対象でも無く、垂直電極７１及び水平電極７２を重ね合わせると、図５８に示すように、格子７３の左辺側及び下辺側にジグザグ形状７８・７９が形成され、水平電極７２（あるいは垂直電極７１）を駆動するアドレスラインと、垂直電極７１（あるいは水平電極７２）から信号を読み出すためのアドレスラインとをそのまま容易に格子７３に接合することが困難であるという課題が生じる。

図５９に示す構成では、導電Ｘライン１６４はＹ軸に平行であり、導電Ｙライン１６９はＸ軸に平行になるため、導電Ｘライン１６４と導電Ｙライン１６９とを積層して形成される光透過領域は、Ｙ軸に平行な直線とＸ軸に平行な直線とから形成されることになる。このため、液晶ディスプレイ等と重ねた時に、モアレが発生するという問題が生じる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、多様な種類のノイズを確実に除去することのできるタッチパネルシステムおよび電子機器を提供することにある。

本発明の他の目的は、視覚的に隙間の無い一様な格子が形成され、表示装置に重ねた際にモアレ等の発生を防ぐことができるタッチパネルシステムおよび電子機器を提供することにある。

本発明に係るタッチパネルシステムは、上記の課題を解決するために、タッチパネルと、上記タッチパネルからの信号を処理するタッチパネルコントローラと、ドライブライン駆動回路とを備えたタッチパネルシステムにおいて、
上記タッチパネルは、複数のセンスラインと、上記センスラインに対し交差して設けられた複数のドライブラインと、上記センスラインと、上記ドライブラインとの間に形成された静電容量とを有し、上記タッチパネルのタッチ操作を検出するセンサ部を備え、
上記ドライブライン駆動回路は、上記ドライブラインを並列に駆動するようになっており、
上記タッチパネルコントローラは、
上記センサ部からの信号を受信し、互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する減算部と、
上記ドライブラインを並列駆動する符号系列と、上記符号系列に対応するセンスラインの差分出力系列との内積を演算することによって、上記減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する復号部と、
上記減算部において、上記センスラインから選択されたセンスラインＳｎの信号と、センスラインＳｎに隣接する２つのセンスライン（センスラインＳｎ＋１，センスラインＳｎ−１）のうち、一方のセンスラインＳｎ＋１の信号との差分である第１の差分（（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ）、または、センスラインＳｎの信号とセンスラインＳｎに隣接する他方のセンスラインＳｎ−１の信号との差分である第２の差分（Ｓｎ−（Ｓｎ−１））が算出されるように、減算部に入力される信号を切り替えるスイッチとを備え、
上記減算部は、上記センスラインごとの出力信号を受信し、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分として、上記ドライブラインが延びる方向における静電容量の差分を算出し、
上記複数のセンスラインまたはドライブラインの一方が複数の垂直電極であり、他方が複数の水平電極であり、
上記複数の垂直電極は、細線で形成された第一の基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成され、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置されており、
上記複数の水平電極は、細線で形成された第二の基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成され、垂直方向に所定の間隔を空けて前記垂直電極面に平行な水平電極面上に配置されており、
前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とは、前記垂直電極面と前記水平電極面との間に配置された絶縁体によって絶縁されており、
前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とは、前記垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置され、隙間無く一様な格子を形成することを特徴としている。

本発明に係る別のタッチパネルシステムは、上記の課題を解決するために、タッチパネルと、上記タッチパネルからの信号を処理するタッチパネルコントローラと、ドライブライン駆動回路とを備えたタッチパネルシステムにおいて、
上記タッチパネルは、複数のセンスラインと、上記センスラインに対し交差して設けられた複数のドライブラインと、上記センスラインと、上記ドライブラインとの間に形成された静電容量とを有し、上記タッチパネルのタッチ操作を検出するセンサ部を備え、
上記ドライブライン駆動回路は、上記ドライブラインを並列に駆動するようになっており、
上記タッチパネルコントローラは、
上記センサ部からの信号を受信し、互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する減算部と、
上記ドライブラインを並列駆動する符号系列と、上記符号系列に対応するセンスラインの差分出力系列との内積を演算することによって、上記減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する復号部とを備え、
上記減算部は、上記センスラインごとの出力信号を受信し、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分として、上記ドライブラインが延びる方向における静電容量の差分を算出し、
上記複数のセンスラインまたはドライブラインの一方が複数の垂直電極であり、他方が複数の水平電極であり、
上記複数の垂直電極は、細線で形成された第一の基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成され、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置されており、
上記複数の水平電極は、細線で形成された第二の基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成され、垂直方向に所定の間隔を空けて前記垂直電極面に平行な水平電極面上に配置されており、
前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とは、前記垂直電極面と前記水平電極面との間に配置された絶縁体によって絶縁されており、
前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とは、前記垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置され、隙間無く一様な格子を形成することを特徴としている。

上記の各構成によれば、減算部が、隣接するセンスライン間で差分信号値を取得する。つまり、ノイズの相関性がより高い隣接するセンスライン間の差分を取ることとなる。これにより、主センサの出力信号からノイズ成分が除去され、タッチ操作本来の信号が抽出される。従って、タッチパネルに反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができる。

また、上記の各構成によれば、タッチパネルが並列駆動され、復号部が、減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する。これにより、静電容量の信号が符号長倍（Ｎ倍）されて求まるため、ドライブライン数に依存せず、静電容量の信号強度が高まる。また、従来方式と同等の信号強度で良ければ、ドライブラインの駆動回数を減らすことができ、省電力化が可能となる。

さらに、上記の各構成によれば、細線で形成された第一の基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成され、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極と、細線で形成された第二の基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成され、垂直方向に所定の間隔を空けて前記垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極とを、前記垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置し、隙間無く一様な格子を形成する。このため、絶縁膜を挟んで垂直電極と水平電極との電極分布を作成することにより、視覚的に隙間の無い一様な格子が形成され、表示装置に重ねた際にモアレ等の発生を防ぐことができる。

本発明に係る電子機器は、上記の課題を解決するために、本発明に係るタッチパネルシステムを備えることを特徴としている。

従って、タッチパネルに反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができる電子機器を提供することができる。さらに、絶縁膜を挟んで垂直電極と水平電極との電極分布を作成することにより、視覚的に隙間の無い一様な格子が形成され、表示装置に重ねた際にモアレ等の発生を防ぐことができる。

以上のように、本発明に係るタッチパネルシステムは、複数の垂直電極と複数の水平電極とが、垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置され、隙間無く一様な格子を形成する構成である。従って、タッチパネルに反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができるという効果を奏する。さらに、表示装置に重ねた際にモアレ等の発生を防ぐことができるという効果を奏する。

本発明に係るタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 図１のタッチパネルシステムの基本処理を示すフローチャートである。 図１のタッチパネルシステムにおける減算部で処理される信号の波形を示す図である。 本発明に係る別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 図４のタッチパネルシステムにおいて、副センサ群を備えないタッチパネルを示す概略図である。 図４のタッチパネルシステムの基本処理を示すフローチャートである。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 図７のタッチパネルシステムの基本処理を示すフローチャートである。 従来のタッチパネルシステムにおけるタッチパネルの駆動方式を示す図である。 本発明のタッチパネルシステムにおけるタッチパネルの駆動方式（直交系列駆動方式）を示す図である。 図９の駆動方式のタッチパネルによって、図１０の駆動方式のタッチパネルと同等の感度を得るために必要な処理を示す図である。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムであって、直交系列駆動方式のタッチパネルを備えたタッチパネルシステムを示す概略図である。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 図１６のタッチパネルシステムにおける全差動増幅器の一例を示す回路図である。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 特許文献１のタッチパネルシステムに設けられたノイズ処理部を示すブロック図である。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 図２０のタッチパネルシステムの基本処理を示すフローチャートである。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 図２２のタッチパネルシステムにおける判定部の基本処理を示すフローチャートである。 図２７のフローチャートにおけるタッチ情報の認識方法を示す模式図である。 上記タッチパネルシステムを搭載した携帯電話機の構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態１８に係るタッチセンサシステムの構成を示すブロック図である。 上記タッチセンサシステムに設けられたタッチパネルの構成を説明するための断面図である。 図３２の（ａ）は上記タッチパネルに設けられた垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、図３２の（ｂ）は上記垂直電極の構成を示す図である。 図３３の（ａ）は上記タッチパネルに設けられた水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、図３３の（ｂ）は上記水平電極の構成を示す図である。 上記垂直電極と上記水平電極により形成された一様な格子を示す図である。 図３５の（ａ）は上記タッチパネルに設けられた変形例の垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、図３５の（ｂ）は上記変形例の垂直電極の構成を示す図である。 図３６の（ａ）は上記タッチパネルに設けられた変形例の水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、図３６の（ｂ）は上記変形例の水平電極の構成を示す図である。 上記変形例の垂直電極と上記変形例の水平電極により形成された一様な格子を示す図である。 図３８の（ａ）は上記変形例の垂直電極の第１の基本形状に透明電極材料を埋め込んだ構成を示す図であり、図３８の（ｂ）は上記透明電極材料を埋め込んだ変形例の垂直電極を示す図である。 図３９の（ａ）は上記変形例の水平電極の第２の基本形状に透明電極材料を埋め込んだ構成を示す図であり、図３９の（ｂ）は上記透明電極材料を埋め込んだ変形例の水平電極を示す図である。 図４０の（ａ）は上記変形例の垂直電極にアドレスラインを接続した構成を示す図であり、図４０の（ｂ）は上記変形例の水平電極にアドレスラインを接続した構成を示す図であり、図４０の（ｃ）はアドレスラインを接続した垂直電極及び水平電極により構成される格子を示す図である。 図４１の（ａ）は実施の形態２に係るタッチパネルに設けられた垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、図４１の（ｂ）は上記垂直電極の構成を示す図である。 図４２の（ａ）は実施の形態２に係るタッチパネルに設けられた水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、図４２の（ｂ）は上記水平電極の構成を示す図である。 図４３の（ａ）は実施の形態３に係るタッチパネルに設けられた垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、図４３の（ｂ）は上記垂直電極の構成を示す図である。 図４４の（ａ）は実施の形態３に係るタッチパネルに設けられた水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、図４４の（ｂ）は上記水平電極の構成を示す図である。 図４５の（ａ）は実施の形態４に係るタッチパネルに設けられた垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、図４５の（ｂ）は上記垂直電極の構成を示す図である。 図４６の（ａ）は実施の形態４に係るタッチパネルに設けられた水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、図４６の（ｂ）は上記水平電極の構成を示す図である。 図４７の（ａ）は実施の形態５に係るタッチパネルに設けられた垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、図４７の（ｂ）は上記垂直電極の構成を示す図である。 図４８の（ａ）は実施の形態５に係るタッチパネルに設けられた水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、図４８の（ｂ）は上記水平電極の構成を示す図である。 上記垂直電極と上記水平電極により形成された一様な格子を示す図である。 図５０の（ａ）は実施の形態５に係るタッチパネルに設けられた他の垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、図５０の（ｂ）は上記他の垂直電極の構成を示す図である。 図５１の（ａ）は実施の形態５に係るタッチパネルに設けられた他の水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、図５１の（ｂ）は上記他の水平電極の構成を示す図である。 図５２の（ａ）は上記タッチパネルに設けられた変形例の垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、図５２の（ｂ）は変形例の水平電極を構成する第二の基本形状を示す図である。 図５３の（ａ）は上記タッチパネルに設けられた他の変形例の垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、図５３の（ｂ）は他の変形例の水平電極を構成する第二の基本形状を示す図である。 実施の形態６に係る電子黒板の外観を示す図である。 従来の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極及び水平電極の構成を示す図である。 従来の他の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極及び水平電極の構成を示す図である。 図５７の（ａ）は従来のさらに他の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極の構成を示す図であり、図５７の（ｂ）はその水平電極の構成を示す図である。 上記垂直電極と上記水平電極により形成された一様な格子を示す図である。 図５９の（ａ）は従来のさらに他の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極の構成を示す図であり、図５９の（ｂ）はその水平電極の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

〔実施の形態１〕
（１）タッチパネルシステム１の構成
図１は、本発明の実施の一形態に係るタッチパネルシステム１の基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１は、表示装置２、タッチパネル３、タッチパネルコントローラ４、およびドライブライン駆動回路５を備えており、ノイズキャンセル機能を有する。以下では、使用者が利用する側を、前面（または上方）として説明する。

表示装置２は、図示しない表示画面（表示部）を備えている。表示画面には、操作用の各種アイコンや、使用者の操作指示に応じた文字情報等が表示される。表示装置２は、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ；field emission display）等から構成される。これらのディスプレイは、日常的な電子機器に多用されており、汎用性の高いタッチパネルシステム１が構成される。表示装置２は、任意の構成とすればよく、特に限定されない。

タッチパネル３は、使用者が指またはペン等により、タッチパネル３の表面をタッチ（押圧）操作することによって、各種の操作指示を入力する。タッチパネル３は、表示画面を覆うように、表示装置２の前面（上部）に積層されている。

タッチパネル３は、同一面上（同一面内）に設けられた２つのセンサ（主センサ３１，副センサ３２を各１個）を備えている。主センサ３１と副センサ３２とは、互いに隣接して設けられている。主センサ３１および副センサ３２は、いずれも静電容量方式のセンサである。静電容量方式のセンサが設置されたタッチパネル３は、透過率が高く、耐久性も有するという利点を有する。

主センサ（主センサ部）３１は、タッチパネル３上のタッチ操作される領域（タッチ領域）に設けられており、使用者によるタッチパネル３のタッチ操作を検出する。タッチ操作には、ダブルクリック操作、スライド操作、シングルクリック操作、ドラッグ操作等が含まれる。主センサ３１は、線状電極からなるセンスライン３３を備えている。センスライン３３の一端は、タッチパネルコントローラ４に接続されている。これにより、主センサ３１で検出された信号は、センスライン３３を介して、タッチパネルコントローラ４に出力される。つまり、主センサ３１で検出されたタッチ操作に応じた信号が、タッチパネルコントローラ４に出力される。

副センサ（副センサ部）３２は、タッチパネル３に反映されるノイズ成分を検出する。副センサ３２は、タッチパネル３上のタッチ操作されない領域（非タッチ領域）に設けられている。このため、副センサ３２は、使用者がタッチ操作により接触することなく、タッチパネルシステム１で発生する各種ノイズを検出する。このように、副センサ３２は、主センサ３１とは異なり、タッチ操作に応じた信号は検出しない。つまり、副センサ３２は、使用者がタッチ操作により接触することなく、タッチパネル３に発生するノイズを検出するようになっている。

副センサ３２は、線状電極からなるサブセンスライン３４を備えている。サブセンスライン３４は、センスライン３３に対して、平行である（センスライン３３と同一方向に延びている）。サブセンスライン３４の一端は、タッチパネルコントローラ４に接続されている。これにより、副センサ３２で検出された信号は、サブセンスライン３４を介して、タッチパネルコントローラ４に出力される。

一方、タッチパネル３は、センスライン３３およびサブセンスライン３４に直交するように交差したドライブライン３５を備えている。ドライブライン３５は、線状電極からなるものである。センスライン３３またはサブセンスライン３４とドライブライン３５との交差部分には、静電容量が形成されている。すなわち、センスライン３３とドライブライン３５との間、および、サブセンスライン３４とドライブライン３５との間には、それぞれ、静電容量が形成されている。ドライブライン３５は、ドライブライン駆動回路（センサ駆動部）５に接続されており、ドライブライン３５には、タッチパネルシステム１の起動時に、一定周期で電位が印加される。

センスライン３３、サブセンスライン３４、およびドライブライン３５は、いずれも、例えば、ＩＴＯ（Indium TinOxide：酸化インジウムスズ）などの透明な配線材料から形成することができる。センスライン３３、サブセンスライン３４、およびドライブライン３５は、タッチパネル３におけるセンサ電極であるともいえる。

なお、ドライブライン３５は、透明基板または透明フィルム（図示せず）上に設けられている。さらに、ドライブライン３５は、絶縁層（図示せず）により被覆されている。この絶縁層上には、センスライン３３およびサブセンスライン３４が設けられている。このように、センスライン３３またはサブセンスライン３４と、ドライブライン３５とは、絶縁層を介して互いに絶縁されると共に、容量結合している。センスライン３３およびサブセンスライン３４は、保護層（図示せず）により被覆されている。つまり、タッチパネル３では、保護層が、最も前面側（使用者側）に配置されている。

タッチパネルコントローラ４は、タッチパネル３の主センサ３１および副センサ３２から入力された信号（データ）を読み取る。タッチパネルシステム１は、静電容量方式のセンサを備えているため、タッチパネルコントローラ４は、タッチパネル３で発生した静電容量を検出する。具体的にはタッチパネルコントローラ４は、センスライン３３−ドライブライン３５間の静電容量の変化、サブセンスライン３４−ドライブライン３５間の静電容量の変化を検出する。タッチパネルコントローラ４は、減算部４１、座標検出部４２、およびＣＰＵ４３を備えている。

減算部４１は、主センサ３１から出力された信号を受信するための入力端子（主センサ出力用の入力端子）と、副センサ３２から出力された信号を受信するための入力端子（副センサ出力用の入力端子）とを備えている。減算部４１は、主センサ出力用の入力端子に入力された信号から、副センサ出力用の入力端子に入力された信号を減算する。減算部４１で減算処理された信号は、座標検出部４２に出力される。なお、減算部４１に入力される信号は、デジタル信号であっても、アナログ信号であってもよい。すなわち、減算部４１への入力信号は、減算部４１の構成に応じた信号であればよい。

座標検出部４２は、減算部４１で減算処理された信号に基づいて、タッチ操作の有無情報を検出する。例えば、座標検出部４２は、減算部４１からの出力信号値が所定の閾値以上の場合、タッチ操作「有」の信号を、ＣＰＵ４３に出力する。なお、タッチパネルシステム１では、主センサ３１が単数であるため、座標検出部４２は、タッチ操作の有無情報を検出する。一方、主センサ３１が複数の場合、座標検出部４２は、使用者のタッチ位置の座標値も検出することになる。

ＣＰＵ４３は、座標検出部４２から出力された情報を一定間隔で取り込み、取り込んだ情報に応じて表示装置２に出力等を行う。

ドライブライン駆動回路５は、ドライブライン３５に接続されており、タッチパネルシステム１の起動時に、ドライブライン３５に一定周期で電位を印加する。

（２）タッチパネルシステム１のノイズ処理
タッチパネルシステム１は、タッチパネルコントローラ４で検出される静電容量の変化に基づいて、タッチ操作の有無を検出する。しかし、タッチパネル３が表示装置２の前面（使用者側）に接着されている。このため、タッチパネルシステム１は、表示装置２が発生するクロック等のノイズだけでなく、その他外来からのノイズの影響を受けやすい。その結果、タッチ操作の検出感度（座標検出部４２の検出感度）が低下してしまう。

そこで、タッチパネルシステム１は、このようなノイズを除去する対策として、副センサ３２と減算部４１とを備えている。図２に基づいて、タッチパネルシステム１のノイズキャンセル処理について説明する。図２は、タッチパネルシステム１の基本処理であるノイズキャンセル処理を示すフローチャートである。

タッチパネルシステム１を起動すると、ドライブライン駆動回路５からドライブライン３５に一定周期で電位が印加される。使用者がタッチパネル３にタッチ操作を行うと、主センサ３１および副センサ３２の両センサが、減算部４１に信号を出力する。

ここで、表示装置２が発生するクロック等のノイズ、および、その他外来からのノイズは、タッチパネル３に反映される。このため、主センサ３１および副センサ３２では、各種ノイズ成分が検出される。すなわち、主センサ３１からの出力信号には、タッチ操作本来の信号に、ノイズ信号（ノイズ成分）が加算されている。一方、副センサ３２はタッチ操作を検出しないようになっている。このため、副センサ３２からの出力信号には、ノイズ信号（ノイズ成分）が含まれるが、タッチ操作の信号は含まれない（Ｆ２０１）。

タッチパネルシステム１では、主センサ３１と副センサ３２とが、互いに同一面内に設けられており、かつ、互いに隣接して設けられている。このため、主センサ３１の出力信号に含まれるノイズ信号値と、副センサ３２の出力信号に含まれるノイズ信号値とは、基本的に同じ値であるとみなすことができる。そこで、タッチパネルコントローラ４内に存在する減算部４１は、主センサ３１からの入力信号（信号値）から、副センサ３２からの入力信号（信号値）を減算する処理を実行する（Ｆ２０２）。つまり、減算部４１は、センスライン３３とサブセンスライン３４との差分をとる。これにより、主センサ３１からの出力信号から、ノイズ信号が除去される。従って、タッチ操作により生じたタッチ操作本来の信号値が得られることになる。

このようにして減算処理された信号（タッチ操作本来の信号）は、タッチパネルコントローラ４内に存在する座標検出部４２に出力される（Ｆ２０３）。これにより、タッチ操作本来の信号が、座標検出部４２に出力される。座標検出部４２は、タッチ操作本来の信号処理により、タッチ操作の有無を検出する。従って、座標検出部４２の検出感度（タッチ操作の有無の検出精度など）の低下を抑制することができる。

このように、タッチパネルシステム１では、減算部４１が、センスライン３３とサブセンスライン３４との差分をとり、多様なノイズ成分が含まれるセンスライン３３からの入力信号から、ノイズ成分をキャンセルする。つまり、減算部４１は、センスライン３３からの入力信号からノイズ信号を除去し、タッチ操作により生じた本来の信号を抽出する。従って、多様な種類のノイズを確実にキャンセルすることのできるタッチパネルシステム１を提供することができる。

一方、タッチパネルシステム１のノイズキャンセル処理を視覚的に示すと、図３のようになる。図３は、タッチパネルシステム１における減算部４１で処理される信号の波形を示す図である。図３の（ａ）は主センサ３１からの出力信号、図３の（ｂ）は副センサ３２からの出力信号、図３の（ｃ）は減算部４１で処理された信号を示している。図３に示す各信号は、使用者がタッチ操作したときの信号である。

タッチパネルシステム１では、使用者がタッチ操作を行うと、タッチ操作を検出する主センサ３１の容量が増加する（図３の（ａ））。つまり、主センサ３１（センスライン３３）からの出力信号値が増加する。しかし、タッチ操作されたときの主センサ３１からの出力信号には、タッチ操作本来の信号だけでなく、各種ノイズ（表示装置２が発生するクロック等のノイズ、外来からのノイズ）信号が加算されている。

一方、副センサ３２は、タッチ操作を検出しないため、副センサ３２（サブセンスライン）の容量は、タッチ操作によっては増加しない。つまり、副センサ３２からの出力信号には、タッチ操作の信号は含まれず、タッチパネル３に反映されたノイズ成分が含まれる（図３の（ｂ））。

減算部４１は、主センサ３１からの出力信号から、副センサ３２からの出力信号を減算する（図３の（ａ）の信号値−図３の（ｂ）の信号値）。この減算処理によって、図３の（ｃ）のような、主センサ３１からの出力信号から、副センサ３２から出力されたノイズ成分が除去される。従って、タッチ操作により生じたタッチ操作本来の信号が得られる。さらに、座標検出部４２には、タッチ操作本来の信号が入力されるため、タッチ操作の検出精度は低下しない。

以上のように、本実施形態のタッチパネルシステム１は、タッチパネル３上の同一面内（同一面上）に、主センサ３１と副センサ３２とが設けられている。これにより、主センサ３１および副センサ３２からのいずれの出力信号にも、タッチパネル３に反映された各種ノイズ信号が含まれる。さらに、減算部４１が、タッチ操作による信号とノイズ信号とを含む主センサ３１からの出力信号と、ノイズ信号を含む副センサ３２からの出力信号との差分をとる。これにより、主センサ３１の出力信号からノイズ成分が除去され、タッチ操作本来の信号が抽出される。従って、タッチパネル３に反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができる。

なお、特許文献１のタッチパネルシステムにおいて、除去対象となるノイズ成分は、ノイズ成分を含む信号中のＡＣ信号成分である。これに対し、タッチパネルシステム１においては、主センサ３１および副センサ３２からの出力信号に、各種ノイズ成分が含まれている。このため、タッチパネルシステム１において除去対象となるノイズ成分は、ＡＣ信号成分に限られない。従って、タッチパネルシステム１は、タッチパネル３に反映されるあらゆるノイズを全てキャンセルすることができる。

タッチパネルシステム１において、副センサ３２は、主センサ３１と共に、タッチパネル３の同一面内に設けられていればよい。これにより、主センサ３１および副センサ３２のいずれにおいても、タッチパネル３に反映されるノイズ成分（ノイズ信号）を検出することができる。ただし、副センサ３２は、タッチパネル３のタッチ操作を検出しないようになっていることが好ましい。この構成によれば、タッチ操作による信号が副センサ３２で検出されなくなるため、副センサ３２からの出力信号には、タッチ操作による信号が含まれない。これにより、減算部４１の減算処理によって、タッチ操作の信号値が低減されることはない。つまり、主センサ３１で検出されたタッチ操作の信号が低減されることなく、ノイズ成分が除去される。従って、タッチ操作の検出感度をより一層高めることができる。

タッチパネルシステム１のように、副センサ３２がタッチパネル３上の使用者がタッチ操作されない領域（非タッチ領域）に設けられている場合、タッチ操作による信号が副センサ３２で検出されなくなる。このため、副センサ３２は、使用者がタッチ操作することなく、タッチパネルに反映されたノイズを検出するが、タッチ操作による信号を検出しないようになっている。従って、副センサ３２が、タッチ操作を検出するのを確実に回避することができる。

副センサ３２によってノイズ成分を検出する上では、副センサ３２は、できる限り、主センサ３１の近くに設けられていることが好ましく、主センサ３１に隣接して設けられていることがより好ましい。これにより、主センサ３１と副センサ３２とが、ほぼ同一条件に配置される。特に、副センサ３２が、主センサ３１に隣接して設けられている場合、主センサ３１と副センサ３２とが、最も接近して配置される。このため、副センサ３２からの出力信号に含まれるノイズ信号値は、主センサ３１からの出力信号に含まれるノイズ信号値と同一であるとみなすことができる。これにより、減算部４１による減算処理によって、タッチパネル３に反映されたノイズ成分を、より確実に除去することができる。従って、タッチ操作の検出感度をより一層高めることができる。

本実施形態では、静電容量方式のタッチパネル３を備えたタッチパネルシステム１について説明した。しかし、タッチパネル３の動作原理（センサの動作方式）は、静電容量方式に限定されるものではない。例えば、抵抗膜方式、赤外線方式、超音波方式、または電磁誘導結合方式のタッチパネルを備えたタッチパネルシステムも、同様に、ノイズキャンセル機能を発揮する。また、表示装置２の種類も問わずに、ノイズキャンセル機能を発揮する。

本実施形態のタッチパネルシステム１は、タッチパネル式の各種電子機器に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビ、パソコン、携帯電話、デジタルカメラ、携帯ゲーム機、電子フォトフレーム、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、電子ブック、家電製品（電子レンジ，洗濯機等）、券売機、ＡＴＭ（Automated Teller Machine）、カーナビゲーション等を挙げることができる。これにより、タッチ操作の検出感度の低下を効果的に抑制することのできる電子機器を提供することができる。

〔実施の形態２〕
（１）タッチパネルシステム１ａの構成
図４は、本発明に係る別のタッチパネルシステム１ａの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ａの基本的な構成は、実施の形態１のタッチパネルシステム１と略同様である。以下では、タッチパネルシステム１との相違点を中心に、タッチパネルシステム１ａについて説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

タッチパネルシステム１ａは、タッチパネル３ａに設けられたセンサの構成が、タッチパネルシステム１と異なる。すなわち、タッチパネル３ａが、複数の主センサ３１からなる主センサ群３１ａ、および、複数の副センサ３２からなる副センサ群３２ａを備えている。タッチパネルシステム１ａは、使用者によるタッチ操作の有無だけでなく、使用者のタッチ操作の位置情報（座標）も検出する。

具体的には、タッチパネルシステム１ａでは、タッチパネル３ａは、タッチパネル３ａの同一面上（同一面内）に、主センサ群３１ａと、副センサ群３２ａとを備えている。主センサ群３１ａと、副センサ群３２ａとは、互いに隣接して設けられている。主センサ群３１ａおよび副センサ群３２ａは、いずれも静電容量方式のセンサから構成されている。

主センサ群（主センサ部）３１ａは、タッチパネル３ａ上のタッチ操作される領域（タッチ領域）に設けられており、使用者によるタッチパネル３ａのタッチ操作を検出する。主センサ群３１ａは、格子状に配置された複数の主センサ３１から構成されている。主センサ群３１ａは、Ｌ本（Ｌは２以上の整数）のセンスライン３３を備えている。各センスライン３３は、互いに平行に、かつ、等間隔に設けられている。各センスライン３３上には、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の主センサ３１が配置されている。

各センスライン３３の一端は、タッチパネルコントローラ４の減算部４１に接続されている。これにより、主センサ３１で検出された信号は、各センスライン３３を介して、減算部４１に出力される。つまり、主センサ３１で検出されたタッチ操作に応じた信号が、減算部４１に出力される。

副センサ群（副センサ部）３２ａは、タッチパネル３ａに反映されるノイズ成分を検出する。副センサ群３２ａは、タッチパネル３ａ上のタッチ操作されない領域（非タッチ領域）に設けられている。このため、副センサ群３２ａは、使用者がタッチ操作により接触することなく、タッチパネルシステム１ａで発生する各種ノイズを検出する。このように、副センサ群３２ａは、主センサ群３１ａとは異なり、タッチ操作に応じた信号は検出しないようになっている。つまり、副センサ群３２ａは、使用者がタッチ操作により接触することなく、センサに発生するノイズを検出するようになっている。副センサ群３２ａは、１本のサブセンスライン３４を備えている。サブセンスライン３４は、各センスライン３３に対して平行である（センスライン３３と同一方向に延びている）。サブセンスライン３４上には、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の副センサ３２が配置されている。つまり、各センスライン３３上に配置された主センサ３１の個数と、サブセンスライン３４上に配置された副センサ３２の個数とは、同一である。

サブセンスライン３４の一端は、タッチパネルコントローラ４の減算部４１に接続されている。これにより、副センサ群３２ａで検出された信号は、サブセンスライン３４を介して、減算部４１に出力される。

一方、タッチパネル３ａは、各センスライン３３およびサブセンスライン３４に直交するように交差した、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）のドライブライン３５を備えている。各ドライブライン３５は、互いに平行に、かつ、等間隔に設けられている。各ドライブライン３５上には、Ｌ個（Ｌは２以上の整数）の主センサ３１と、１個の副センサ３２とが配置されている。さらに、各センスライン３３またはサブセンスライン３４と、各ドライブライン３５との交差部分には、静電容量が形成されている。すなわち、各センスライン３３と各ドライブライン３５との間、および、サブセンスライン３４と各ドライブライン３５との間には、それぞれ、静電容量が形成されている。ドライブライン３５は、図示しないドライブライン駆動回路に接続されており、ドライブライン３５には、タッチパネルシステム１ａの起動時に、一定周期で電位が印加される。

このように、タッチパネル３ａでは、横方向に設けられたセンスライン３３およびサブセンスライン３４と、縦方向に設けられたドライブライン３５とが、二次元マトリクス状に配置されている。なお、センスライン３３、サブセンスライン３４、ドライブライン３５の本数、長さ、幅、間隔等は、タッチパネルシステム１ａの用途またはタッチパネル３ａのサイズ等により任意に設定することができる。

（２）タッチパネルシステム１ａのノイズ処理
タッチパネルシステム１ａは、タッチパネルコントローラ４で検出される静電容量の変化に基づいて、タッチ操作の有無およびタッチされた位置を検出する。しかし、タッチパネルシステム１ａにおいても、タッチパネルシステム１と同様に、各種ノイズの影響を受けやすい。このため、タッチ操作の検出感度（座標検出部の検出感度）が低下してしまう。具体的には、図５は、図４のタッチパネルシステム１ａにおいて、副センサ群３２ａを備えないタッチパネル３ｂを示す概略図である。図５のように、タッチパネル３ｂは、主センサ群３１ａのみを備え、副センサ群３２ａを備えていない。すなわち、図５のタッチパネル３ｂは、ノイズ対策前の構成である。この場合、タッチパネル３ｂが、各種ノイズの影響を受けてしまう。従って、各センスライン３３から出力された信号には、各種ノイズ成分が含まれ、タッチ操作の検出感度が低下してしまう。

そこで、タッチパネルシステム１ａでは、このようなノイズを除去する対策として、副センサ群３２ａと減算部４１とを備えている。図６に基づいて、タッチパネルシステム１ａのノイズキャンセル処理について説明する。図６は、タッチパネルシステム１ａの基本処理であるノイズキャンセル処理を示すフローチャートである。

タッチパネルシステム１ａを起動すると、ドライブライン３５に一定周期で電位が印加される。使用者がタッチパネル３ａにタッチ操作を行うと、主センサ群３１ａおよび副センサ群３２ａの両センサ群が、減算部４１に信号を出力する。具体的には、使用者がタッチ操作を行うと、タッチ位置に対応する特定の主センサ３１の容量が増加する。つまり、その主センサ３１（センスライン３３）からの出力信号値が増加する。タッチパネルシステム１ａは、各ドライブライン３５を駆動しつつ、センスライン３３およびサブセンスライン３４からの出力信号を、減算部４１に出力する。

より詳細には、表示装置２が発生するクロック等のノイズ、および、その他外来からのノイズは、タッチパネル３ａに反映される。このため、主センサ群３１ａおよび副センサ群３２ａでは、各種ノイズ成分が検出される。すなわち、主センサ群３１ａからの出力信号には、タッチ操作本来の信号に、ノイズ信号（ノイズ成分）が加算されている。一方、副センサ群３２ａはタッチ操作を検出しないようになっている。このため、副センサ群３２ａからの出力信号には、ノイズ信号（ノイズ成分）が含まれるが、タッチ操作の信号は含まれない（Ｆ５０１）。

タッチパネルシステム１ａでは、主センサ群３１ａと副センサ群３２ａとが、互いに同一面内に設けられており、かつ、互いに隣接して設けられている。このため、主センサ群３１ａの出力信号に含まれるノイズ信号値と、副センサ群３２ａの出力信号であるノイズ信号値とは、基本的に同じ値であるとみなすことができる。そこで、タッチパネルコントローラ４内に存在する減算部４１は、主センサ群３１ａからの入力信号（信号値）から、副センサ群３２ａからの入力信号（信号値）を減算する処理を実行する（Ｆ５０２）。つまり、減算部４１は、各センスライン３３とサブセンスライン３４との差分をとる。これにより、主センサ群３１ａからの出力信号から、ノイズ信号が除去される。従って、タッチ操作により生じたタッチ操作本来の信号値が得られることになる。

このようにして減算処理された信号は、タッチパネルコントローラ４内に存在する座標検出部４２に出力される（Ｆ５０３）。これにより、タッチ操作本来の信号が、座標検出部４２に出力される。座標検出部４２は、タッチ操作本来の信号処理により、タッチ操作の有無およびタッチ位置（座標）を検出する。従って、座標検出部４２の検出感度（タッチ操作の有無の検出精度、タッチ位置の検出感度など）の低下を抑制することができる。

なお、タッチパネルシステム１ａでは、タッチ位置に対応する特定の主センサ３１を含むセンスライン３３からの出力信号が、図３の（ａ）のような波形を有し、副センサ群３２ａ（サブセンスライン３４）からの出力信号が、図３の（ｂ）のような波形を有する。減算部４１は、主センサ群３１ａからの出力信号から、副センサ群３２ａからの出力信号を減算する。この減算処理によって、図３の（ｃ）のような、主センサ群３１ａからの出力信号から、副センサ群３２ａから出力されたノイズ成分が除去される。従って、タッチ操作により生じたタッチ操作本来の信号が得られる。さらに、座標検出部４２には、タッチ操作本来の信号が入力されるため、タッチ操作の検出精度もタッチ位置の検出精度も低下しない。このため、実際のタッチ位置と、座標検出部４２で検出された検出位置とのズレを小さくすることができる。

以上のように、タッチパネルシステム１ａは、ドライブライン３５を駆動しつつ、使用者がタッチ操作を行うことによる主センサ群３１ａの容量値の変化をセンスライン３３にて読み取る。また、ノイズ成分をサブセンスライン３４にて読み取る。さらに、減算部４１にて、センスライン３３とサブセンスライン３４との差分をとり、ノイズ成分を除去（キャンセル）することができる。

タッチパネルシステム１ａは、主センサ群３１ａが、縦方向および横方向にマトリクス状に配置された複数の主センサ３１から構成されている。これにより、タッチパネルシステム１と同様の効果に加えて、座標検出部４２にて、タッチされた座標を検出することができる。つまり、タッチ操作の有無と共に、タッチ位置（座標値）を検出することができる。

タッチパネルシステム１と同様に、タッチパネルシステム１ａにおいても、除去対象となるノイズ成分は、ＡＣ信号成分に限られない。従って、タッチパネルシステム１ａも、タッチパネル３ａに反映されるあらゆるノイズを全てキャンセルすることができる。

〔実施の形態３〕
（１）タッチパネルシステム１ｂの構成
図７は、本発明に係る別のタッチパネルシステム１ｂの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｂの基本的な構成は、実施の形態２のタッチパネルシステム１ａと略同様である。以下では、タッチパネルシステム１ａとの相違点を中心に、タッチパネルシステム１ｂについて説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１，２にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

タッチパネル３ｂは、実施の形態２のタッチパネルシステム１ａのタッチパネル３ａと同様の構成である。すなわち、タッチパネル３ｂは、複数本（図７では５本）のドライブライン３５と、各ドライブライン３５に交差する複数本（図７では７本）のセンスライン３３と、各ドライブライン３５に直交し、センスライン３３と平行な１本のサブセンスライン３４とを備えている。センスライン３３とドライブライン３５、および、サブセンスライン３４とドライブライン３５とは、それぞれ互いに絶縁され、かつ、容量結合している。

以下では、１本のサブセンスライン３４と、７本のセンスライン３３とからなる８本のセンス／サブセンス配列を、配列（１）〜配列（８）として区別して説明する。

タッチパネルコントローラ４は、入力側から順に、スイッチＳＷ、減算部４１、記憶部４５ａ〜４５ｄ、加算部４６を備えている。なお、図示しないが、タッチパネルコントローラ４は、座標検出部４２とＣＰＵ４３も備えている（図１）。このように、タッチパネルシステム１ｂは、タッチパネルコントローラ４の構成が、タッチパネルシステム１，１ａとは異なる。

スイッチＳＷは、センスライン３３またはサブセンスライン３４から減算部４１に入力される信号を切り替える。より詳細には、スイッチＳＷは、上下に２つの端子を備えており、一方の端子が選択される。図７は、スイッチＳＷが下側の端子を選択した状態である。

減算部４１は、スイッチＳＷで選択された配列（１）〜（８）の信号の差分信号処理を行う。すなわち、減算部４１は、隣接するセンスライン３３間の差分信号処理、および、隣接するセンスライン３３とサブセンスライン３４との差分信号処理を行う。例えば、図７のように、スイッチＳＷにより下側の端子が選択されている場合、減算部４１は、配列（８）−配列（７）、配列（６）−配列（５）、配列（４）−配列（３）、および配列（２）−配列（１）の各差分信号処理を行う。一方、図示しないが、スイッチＳＷにより上側の端子が選択されている場合、減算部４１は、配列（７）−配列（６）、配列（５）−配列（４）、および配列（３）−配列（２）の各差分信号処理を行う。

記憶部４５ａ〜４５ｄは、スイッチＳＷにより一方の端子が選択された場合の減算部４１による差分処理された信号（差分処理信号）を記憶する。記憶部４５ａ〜４５ｄに記憶された差分処理信号は、加算部４６に出力される。なお、スイッチＳＷにより他方の端子が選択された場合、差分処理信号は、記憶部４５ａ〜４５ｄを経由せず、直接加算部４６に出力される。

加算部４６は、減算部４１および記憶部４５ａ〜４５ｄから入力される、隣接するセンスライン３３の差分処理信号を加算し、加算処理した結果を出力する。また、加算部４６は、記憶部４５ａに記憶されたサブセンスライン３４とそれに隣接するセンスライン３３との差分処理信号（配列（２）−配列（１））を出力する。加算部４６は、最終的に、配列（２）−配列（１）、配列（３）−配列（１）、配列（４）−配列（１）、配列（５）−配列（１）、配列（６）−配列（１）、配列（７）−配列（１）、配列（８）−配列（１）の各信号を出力する。つまり、加算部４６から出力される信号は、センスライン３３に含まれるノイズ信号（配列（１）の信号）が除去されている。しかも、減算部４１は隣接するセンスライン３３間の差分信号処理を行っている。従って、ノイズ信号がより確実に除去された信号が、加算部４６から出力される。

（２）タッチパネルシステム１ｂのノイズ処理
図７および図８に基づいて、タッチパネルシステム１ｂのノイズ処理について説明する。図８は、タッチパネルシステム１ｂの基本処理であるノイズキャンセル処理を示すフローチャートである。

タッチパネルシステム１ｂを起動すると、ドライブライン３５に一定周期で電位が印加される。使用者がタッチパネル３ｂにタッチ操作を行うと、タッチ位置に対応する特定のセンスライン３３の容量が増加する。つまり、そのセンスライン３３からの出力信号値が増加する。タッチパネルシステム１ｂは、各ドライブライン３５を駆動しつつ、センスライン３３およびサブセンスライン３４からの出力信号を、タッチパネルコントローラ４に出力する。このように、タッチパネルシステム１ｂは、ドライブライン３５を駆動しつつ、センスライン３３およびサブセンスライン３４の容量変化を検出し、タッチ操作の有無およびタッチ位置を検出する。

より詳細には、表示装置２が発生するクロック等のノイズ、および、その他外来からのノイズは、タッチパネル３ｂに反映される。このため、主センサ群３１ａおよび副センサ群３２ａでは、各種ノイズ成分が検出される。すなわち、センスライン３３からの出力信号には、タッチ操作本来の信号に、ノイズ信号（ノイズ成分）が加算されている。一方、サブセンスライン３４はタッチ操作を検出しないようになっている。このため、サブセンスライン３４からの出力信号には、ノイズ信号（ノイズ成分）が含まれるが、タッチ操作の信号は含まれない（Ｆ６０１）。

次に、スイッチＳＷにおいて、下側の端子を選択する（Ｆ６０２）。そして、減算部４１において、センスライン３３（センスラインＳｎ）と、あるセンスライン３３に隣接する２つのセンスライン３３のうち、サブセンスライン３４に近い方のセンスライン（センスラインＳｎ＋１）との間の差分を取る（センスライン（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ：第１の差分）。このとき、サブセンスライン３４に最も近いセンスライン３３については、サブセンスライン３４との差分（第３の差分）を取る（Ｆ６０３）。

図７の配列（１）〜（８）の場合、減算部４１は、
・配列（２）−配列（１）（この差分値をＡとする）
・配列（４）−配列（３）（この差分値をＣとする）
・配列（６）−配列（５）（この差分値をＥとする）
・配列（８）−配列（７）（この差分値をＧとする）
の４つの差分信号処理を行う。つまり、ステップＦ６０３では、サブセンスライン３４を含む配列（１）〜（８）の差分信号処理を行う。

減算部４１で算出された差分値Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇは、記憶部４５ａ〜４５ｄに記憶される。すなわち、記憶部４５ａは差分値Ａ，記憶部４５ｂは差分値Ｃ、記憶部４５ｃは差分値Ｅ、記憶部４５ｄは差分値Ｇを、それぞれ記憶する（Ｆ６０４）。

次に、下側の端子が選択されているスイッチＳＷを、上側の端子を選択する（閉ざす）ように切り替える（Ｆ６０５）。そして、減算部４１において、Ｆ６０３と同様に処理する。すなわち、センスライン３３（センスラインＳｎ）と、あるセンスライン３３に隣接する２つのセンスライン３３のうち、サブセンスライン３４に遠い方のセンスライン（センスラインＳｎ−１）との間の差分信号処理（センスラインＳｎ−（Ｓｎ−１）：第２の差分）を行う。（Ｆ６０６）。

図７の配列（１）〜（８）の場合、減算部４１は、
・配列（３）−配列（２）（この差分値をＢとする）
・配列（５）−配列（４）（この差分値をＤとする）
・配列（７）−配列（６）（この差分値をＦとする）
の３つの差分信号処理を行う。つまり、ステップＦ６０６では、サブセンスライン３４を含まない配列（２）〜（７）の差分信号処理を行う。

次に、加算部４６は、ステップＦ６０６で求めた差分値Ｂ，Ｄ，Ｆと、記憶部４５ａ〜４５ｄに記憶された差分値Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇの加算処理を行う。つまり、スイッチＳＷにより下側の端子が選択された場合の差分値（差分値Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇ）と、上側の端子が選択された場合の差分値（差分値Ｂ，Ｄ，Ｆ）とを加算する（Ｆ６０７）。

図７の配列（１）〜（８）の場合、加算部４６は、まず記憶部４５ａに記憶された差分値Ａ（配列（２）−配列（１）信号）と、減算部４１から出力された差分値Ｂ（配列（３）−配列（２）信号）を加算する。この加算処理は、
差分値Ａ＋差分値Ｂ＝｛配列（２）−配列（１）｝＋｛配列（３）−配列（２）｝
＝配列（３）−配列（１）（この差分値を差分値Ｈとする）
となり、配列（３）−配列（１）信号が取得できる。加算部４６は、このような処理を順次進める。

すなわち、この差分値Ｈ（配列（３）−配列（１）信号）に、記憶部４５ｂに記憶された差分値Ｃ（配列（４）−配列（３）信号）を加算する。その結果、配列（４）−配列（１）信号（差分値Ｉ）が取得できる。

次に、この差分値Ｉ（配列（４）−配列（１）信号）に、減算部４１から出力された差分値Ｄ（配列（５）−配列（４）信号）を加算する。その結果、配列（５）−配列（１）信号（差分値Ｊ）が取得できる。

次に、この差分値Ｊ（配列（５）−配列（１）信号）に、記憶部４５ｃに記憶された差分値Ｅ（配列（６）−配列（５）信号）を加算する。その結果、配列（６）−配列（１）信号（差分値Ｋ）が取得できる。

次に、この差分値Ｋ（配列（６）−配列（１）信号）に、減算部４１から出力された差分値Ｆ（配列（７）−配列（６）信号）を加算する。その結果、配列（７）−配列（１）信号（差分値Ｌ）が取得できる。

次に、この差分値Ｌ（配列（７）−配列（１）信号）に、記憶部４５ｄに記憶された差分値Ｇ（配列（８）−配列（７）信号）を加算する。その結果、配列（８）−配列（１）信号（差分値Ｍ）が取得できる。

なお、記憶部４５ａに記憶された差分値Ａ（つまり、配列（２）−配列（１）信号）については、加算部４６で加算処理をされずに出力される。

このように、加算部４６からは、
・配列（２）−配列（１）信号＝差分値Ａ
・配列（３）−配列（１）信号＝差分値Ｈ
・配列（４）−配列（１）信号＝差分値Ｉ
・配列（５）−配列（１）信号＝差分値Ｊ
・配列（６）−配列（１）信号＝差分値Ｋ
・配列（７）−配列（１）信号＝差分値Ｌ
・配列（８）−配列（１）信号＝差分値Ｍ
の各信号が出力される。

図７においては、配列（２）〜配列（８）がセンスライン３３であり、配列（１）がサブセンスライン３４である。加算部４６による加算処理の結果、配列（２）〜配列（８）の各信号から、配列（１）の信号（ノイズ信号）が除去される。このため、加算部４６からの出力信号は、センスライン３３の信号に含まれるノイズ信号を除去したものとなり、タッチ操作により生じたタッチ操作本来の信号値が得られることになる。ノイズ信号が除去された加算部４６の出力信号は、タッチパネルコントローラ４内の座標検出部４２に出力される。つまり、タッチ操作本来の信号が、座標検出部４２に出力される（Ｆ６０８）。

以上のように、タッチパネルシステム１ｂは、隣接するセンスライン３３間で差分信号値を取得する。つまり、ノイズの相関性がより高い隣接するセンスライン３３間の差分を取ることになる。さらに、各センスライン３３の出力信号から、サブセンスライン３４の信号（ノイズ信号）も除去される。従って、タッチパネルシステム１ｂは、第１、第２の実施の形態のタッチパネルシステム１，１ａに比べて、より確実にノイズを除去することができる。

また、加算部４６の加算処理を、サブセンスライン３４側から順に（サブセンスライン３４からの距離が近い順に）行うことによって、加算処理結果を次の加算処理に利用しながら、加算処理を進め、ノイズを除去することができる。

〔実施の形態４〕
本発明のタッチパネルシステムの駆動方法は、特に限定されるものではないが、直交系列駆動方式であることが好ましい。言い換えれば、ドライブライン３５を並列駆動することが好ましい。図９は、従来のタッチパネルシステムにおけるタッチパネルの駆動方式を示す図である。図１０は、本発明のタッチパネルシステムにおけるタッチパネルの駆動方式（直交系列駆動方式）を示す図である。

図９は、タッチパネルから抽出した１つのセンスラインに、４つのセンサがある場合を示している。図９で示すように、従来のタッチパネルシステムは、ドライブラインの駆動に際し、駆動するドライブラインには＋Ｖボルトを印加し、ドライブラインを逐次駆動するようになっている。

具体的には、１回目のドライブラインの駆動は、最も左側のセンサに＋Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの１回目の測定結果（Ｘ１）は、
Ｘ１＝Ｃ１×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。

同様に、２回目のドライブラインの駆動は、左から２番目のセンサに＋Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの２回目の測定結果（Ｘ２）は、
Ｘ２＝Ｃ２×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。

３回目のドライブラインの駆動は、左から３番目のセンサに＋Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの3回目の測定結果（Ｘ３）は、
Ｘ３＝Ｃ３×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。

４回目のドライブラインの駆動は、最も右側のセンサに＋Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの4回目の測定結果（Ｘ４）は、
Ｘ４＝Ｃ４×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。

これに対し、図１０も図９と同様に、タッチパネルから抽出した１つのセンスラインに、４つのセンサがある場合を示している。図１０のように、直交系列駆動方式の場合、ドライブラインの駆動に際し、全てのドライブラインに、＋Ｖボルト、あるいは、−Ｖボルトを印加する。つまり、直交系列駆動方式では、ドライブラインが並列駆動される。

具体的には、１回目のドライブラインの駆動は、全てのセンサに＋Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの１回目の測定結果（Ｙ１）は、
Ｙ１＝（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。

２回目のドライブラインの駆動は、最も左側のセンサに＋Ｖボルト、左から２番目のセンサに−Ｖボルト、左から３番目のセンサに＋Ｖボルト、最も右側のセンサに−Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの2回目の測定結果（Ｙ２）は、
Ｙ２＝（Ｃ１−Ｃ２＋Ｃ３−Ｃ４）×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。

３回目のドライブラインの駆動は、最も左側のセンサに＋Ｖボルト、左から２番目のセンサに＋Ｖボルト、左から3番目のセンサに−Ｖボルト、最も右側のセンサに−Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの３回目の測定結果（Ｙ３）は、
Ｙ３＝（Ｃ１＋Ｃ２−Ｃ３−Ｃ４）×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。

４回目のドライブラインの駆動は、最も左側のセンサに＋Ｖボルト、左から２番目のセンサに−Ｖボルト、左から３番目のセンサに−Ｖボルト、最も右側のセンサに＋Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの４回目の測定結果（Ｙ４）は、
Ｙ４＝（Ｃ１−Ｃ２−Ｃ３＋Ｃ４）×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。

図１０において、容量値（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）の値は、出力系列（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４）と直交符号ｄｉとの内積演算により求めることが可能である。この式が成立するのは、直交符号ｄｉの直交性のためである。ここで符号ｄｉとは、各ドライブラインに印加した正負の電圧の符号を示す。すなわち、符号ｄ１は、最も左側のセンサに印加した電圧の符号であり、「＋１，＋１，＋１，＋１」となる。符号ｄ２は、左から２番目のセンサに印加した電圧の符号であり、「＋１，−１，＋１，−１」となる。符号ｄ３は左から３番目のセンサに印加した電圧の符号であり、「＋１，＋１，−１，−１」となる。符号ｄ４は最も右側のセンサに印加した電圧の符号であり、「＋１，−１，−１，＋１」となる。

Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の値を、出力系列Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４と、符号ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４との内積演算により求めると、
Ｃ１＝１×Ｙ１＋１×Ｙ２＋1×Ｙ３＋１×Ｙ４＝４Ｃ１×Ｖ／Ｃｉｎｔ
Ｃ２＝１×Ｙ１＋（−１）×Ｙ２＋１×Ｙ３＋（−１）×Ｙ４＝４Ｃ２×Ｖ／Ｃｉｎｔ
Ｃ３＝１×Ｙ１＋１×Ｙ２＋（−１）×Ｙ３＋（−１）×Ｙ４＝４Ｃ３×Ｖ／Ｃｉｎｔ
Ｃ４＝１×Ｙ１＋（−１）×Ｙ２＋（−１）×Ｙ３＋（−１）×Ｙ４
＝４Ｃ３×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。

このように、符号ｄｉの直交性により、符号ｄｉと出力系列Ｙｉとの内積演算によりＣｉが求められる。この結果を、図９に示す従来の駆動方式と比較すると、同一の駆動回数で４倍の値を検出できることとなる。図１１は、図９の駆動方式のタッチパネルによって、図１０の駆動方式のタッチパネルと同等の感度を得るために必要な処理を示す図である。図１１のように、図９の駆動方式で、図１０の駆動方式と同等の感度を得るためには、同一ドライブラインの駆動を４回繰り返し、その結果を加算する必要がある。すなわち、ドライブラインの駆動時間は、４倍となる。逆に言えば、図１０に示す駆動方式によって、図９に示す従来の駆動方式と同等の感度を得るためには、ドライブラインの駆動時間が、図９に示す駆動方式の場合の１／４に短縮される。従って、タッチパネルシステムの省電力化が可能となる。

図１２は、このような直交系列駆動方式のタッチパネル３を備えたタッチパネルシステム１ｃを示す概略図である。すなわち、図１２のタッチパネルシステム１ｃは、図１０で示した４本のドライブライン、１本のセンスラインを一般化して示している。

具体的には、タッチパネルシステム１ｃは、Ｍ本のドライブライン３５とＬ本のセンスライン３３（Ｍ，Ｌはいずれも自然数）の間に、マトリクス状に静電容量が形成されている。タッチパネルシステム１ｃでは、これら静電容量のマトリックスＣｉｊ（ｉ＝１，．．．，Ｍ，ｊ＝１，．．．，Ｌ）に対し、＋１と−１から構成される互いに直交する符号長Ｎの符号ｄｉ＝（ｄｉ１，．．．，ｄｉＮ）（ｉ＝１，．．．，Ｍ）を用いて、＋１の場合は＋Ｖボルト、−１の場合は−ＶボルトになるようにＭ本のドライブライン３５を並列に全て同時に駆動する。そして、センスライン３３毎に読み出した出力系列ｓｊ＝（ｓｊ１，．．．，ｓｊＮ）（ｊ＝１，．．．，Ｌ）と、符号ｄｉとの内積演算ｄｉ・ｓｊ＝Σ（ｋ＝１，．．．，Ｎ）ｄｉｋ・ｓｊｋにより、容量値Ｃｉｊを推定するようになっている。タッチパネルシステム１ｃは、このような内積演算を行うために、電荷積分器（演算部）４７を備えている。電荷積分器４７からの出力信号（Ｖｏｕｔ）の信号強度は、
Ｖｏｕｔ＝Ｃｆ×Ｖｄｒｉｖｅ×Ｎ／Ｃｉｎｔ
によって求められる。

出力系列ｓｊは、
ｓｊ＝（ｓｊ１，．．．，ｓｊＮ）
＝（Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）Ｃｋｊ×ｄｋ１，．．．，Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）Ｃｋｊ×ｄｋＮ）×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ）
＝（Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）Ｃｋｊ×（ｄｋ１，．．．，ｄｋＮ）×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ）
＝Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）（Ｃｋｊ×ｄｋ）×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ）
となる。

符号ｄｉと出力系列ｓｊとの内積は、
ｄｉ・ｓｊ＝ｄｉ・（Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）（Ｃｋｊ×ｄｋ）×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ））
＝Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）（Ｃｋｊ×ｄｉ・ｄｋ）×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ）
＝Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）（Ｃｋｊ×Ｎ×δｉｋ）×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ） ［δｉｋ＝１ ｉｆ ｉ=k, 0 if else］
＝Ｃｉｊ×Ｎ×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ）
となる。

このように、タッチパネルシステム１ｃによれば、直交系列駆動方式によりタッチパネル３を駆動する。このため、符号ｄｉと出力系列ｓｊとの内積を算出することにより、容量Ｃｉｊの信号がＮ（符号長）倍されて求まると一般化される。この駆動方式による効果は、ドライブライン３５の本数Ｍに依存せず、キャパシタの信号強度はＮ倍になる。また、逆に言えば、直交系列駆動方式を採用することによって、図９に示す従来の駆動方式と同等の感度を得るためには、ドライブラインの駆動時間が、図９に示す駆動方式の場合の１／Ｎに短縮される。つまり、ドライブラインの駆動回数を減らすことができる。従って、タッチパネルシステム１ｃの省電力化が可能となる。

〔実施の形態５〕
図１３は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｄの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｄは、上述した図７で示されるノイズキャンセル機能付きタッチパネルシステム１ｂに対し、図１０，図１２で示されるタッチパネルシステム１ｃにおけるドライブライン３５の直交系列駆動方式を適用したものである。タッチパネルシステム１ｄの動作については、上述したタッチパネルシステム１ｂ，１ｃと同様であるため、説明を省略する。

タッチパネルシステム１ｄによれば、隣接するセンスライン３３間で差分信号値を取得する。つまり、ノイズの相関性がより高い隣接するセンスライン３３間の差分を取ることになる。さらに、各センスライン３３の出力信号から、サブセンスライン３４の信号（ノイズ信号）も除去される。従って、タッチパネルシステム１ｄは、第１、第２の実施の形態のタッチパネルシステム１，１ａに比べて、より確実にノイズを除去することができる。さらに、容量Ｃｉｊの信号が、Ｎ（符号長）倍されて求まるため、ドライブライン３５の数に依存せず、キャパシタの信号強度がＮ倍になる。また、直交系列駆動方式を採用することによって、図９に示す従来の駆動方式と同等の感度を得るためには、ドライブラインの駆動時間が、図９に示す駆動方式の場合の１／Ｎに短縮される。つまり、ドライブラインの駆動回数を減らすことができる。従って、タッチパネルシステム１ｄの省電力化が可能となる。

〔実施の形態６〕
図１４は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｅの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｅは、減算部４１の構成が異なる。

タッチパネル３ｂのセンスライン３３、サブセンスライン３４からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１は、ＡＤ変換部（第１のＡＤ変換部）４８とデジタル減算器（図示せず）とを備えている。

これにより、タッチパネル３ｂからの出力信号（アナログ信号）は、減算部４１のＡＤ変換部４８にて、デジタル信号に変換される。デジタル減算器は、変換されたデジタル信号を用いて、図７のタッチパネルシステム１ｂと同様に減算処理を行う。

このように、タッチパネルシステム１ｅは、タッチパネル３ｂから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換した後、減算処理を行うことにより、ノイズを除去することができる。

〔実施の形態７〕
図１５は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｆの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｆは、減算部４１の構成が異なる。

タッチパネル３ｂのセンスライン３３、サブセンスライン３４からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１は、差動増幅器４９とＡＤ変換部４８とを備えている。

これにより、差動増幅器４９は、タッチパネル３ｂからの出力信号（アナログ信号）を、アナログ信号のまま、図７のタッチパネルシステム１ｂと同様に減算処理を行う。ＡＤ変換部４８（第２のＡＤ変換部）は、減算処理されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。

このように、タッチパネルシステム１ｆは、タッチパネル３ｂから出力されるアナログ信号を、アナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。

〔実施の形態８〕
図１６は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｇの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｇは、減算部４１の構成が異なる。タッチパネルシステム１ｇは、図１５のタッチパネルシステム１ｆにおける差動増幅器４９の代わりに、全差動増幅器５０を備えている。

タッチパネル３ｂのセンスライン３３、サブセンスライン３４からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１は、全差動増幅器５０とＡＤ変換部４８とを備えている。

これにより、全差動増幅器５０は、タッチパネル３ｂからの出力信号（アナログ信号）を、アナログ信号のまま、図７のタッチパネルシステム１ｂと同様に減算処理を行う。ＡＤ変換部４８は、減算処理されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。

図１７は、全差動増幅器５０の一例を示す回路図である。全差動増幅器５０は、差動増幅器に対称に、２対の静電容量およびスイッチが配置されている。具体的には、非反転入力端子（＋）と反転入力端子（−）とには、隣接するセンスライン３３からの信号が入力される。差動増幅器の反転出力端子（−）と非反転入力端子（＋）との間、および、差動増幅器の非反転出力端子（＋）と反転入力端子（−）の間には、同じ容量（フィードバック容量）が接続されている。さらに、反転出力端子（−）と非反転入力端子（＋）との間、および、非反転出力端子（＋）と反転入力端子（−）との間には、それぞれスイッチが接続されている。

このように、タッチパネルシステム１ｇは、タッチパネル３ｂから出力されるアナログ信号を、アナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。

〔実施の形態９〕
図１８は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｈの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｈは、減算部４１の構成及びタッチパネル３ｂの駆動方式が異なる。タッチパネルシステム１ｈは、図１５のタッチパネルシステム１ｆにおける差動増幅器４９の代わりに、全差動増幅器５０を備えている。

タッチパネル３ｂのセンスライン３３、サブセンスライン３４からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１は、全差動増幅器５０とＡＤ変換部４８とを備えている。

これにより、全差動増幅器５０は、タッチパネル３ｂからの出力信号（アナログ信号）を、アナログ信号のまま、図７のタッチパネルシステム１ｂと同様に減算処理を行う。ＡＤ変換部４８は、減算処理されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。

さらに、タッチパネルシステム１ｈにおいて、タッチパネル３ｂの駆動方式として、図１０，図１２，図１３で示す直交系列駆動方式を適用している。この場合、図１０に示すように、４本のドライブラインを駆動する電圧は、２回目〜４回目の場合は＋Ｖの印加と−Ｖの印加が同数の２回であるのに対し、１回目の場合は＋Ｖの印加が４回となっている。このため、１回目の出力系列Ｙ１の出力値が、２〜４回目の出力系列Ｙ２〜Ｙ４の出力値と比して大きくなる。このため、２〜４回目の出力系列Ｙ２〜Ｙ４の出力値に、ダイナミックレンジを合わせると、１回目の出力系列Ｙ１が飽和してしまうことになる。

そこで、タッチパネルシステム１ｈの減算部４１は、全差動増幅器５０を備えている。さらに、全差動増幅器５０は、入力コモンモード電圧範囲が、レールトゥレール動作するものを採用している。つまり、この全差動増幅器５０は、コモンモード入力レンジが広い。これにより、全差動増幅器５０が、電源電圧（Ｖｄｄ）からＧＮＤまでの電圧範囲で動作可能となる。また、全差動増幅器５０への入力信号の差分が増幅される。従って、どのような直交系列駆動方式のタッチパネル３ｂを組み合わせても、全差動増幅器５０からの出力信号に、出力飽和の問題が生じない。なお、全差動増幅器５０の一例は、上述した図１７の通りである。

このように、タッチパネルシステム１ｈは、タッチパネル３ｂから出力されるアナログ信号を、アナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。さらに、レールトゥレール（rail to rail）動作可能な全差動増幅器５０を備えているため、全差動増幅器５０からの出力信号に、出力飽和の問題が生じない。

〔実施の形態１０〕
実施の形態１〜９では、副センサ３２（サブセンスライン３４）を備えたタッチパネルシステムについて説明した。しかし、本発明のタッチパネルシステムにおいて、副センサ３２は、必須の構成ではない。本実施形態では、副センサ３２を備えていないタッチパネルパネルシステムについて説明する。

図２０は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｉの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｉは、互いに隣接するセンスライン３３の差分信号を算出する減算部４１ａを備えている。

より具体的には、タッチパネル３ｃは、複数本（図２０では５本）のドライブライン３５と、各ドライブライン３５に交差する複数本（図２０では８本）のセンスライン３３とを備えている。センスライン３３とドライブライン３５とは、それぞれ互いに絶縁され、かつ、容量結合している。

タッチパネルコントローラ４は、入力側から順に、スイッチＳＷ、減算部４１ａ、記憶部４５ａ〜４５ｄを備えている。なお、図示しないが、タッチパネルコントローラ４は、座標検出部４２とＣＰＵ４３も備えている（図１参照）。

減算部４１ａは、主センサ３１から出力された信号を受信するための入力端子（主センサ出力用の入力端子）を備えている。減算部４１ａは、主センサ３１からの信号を受信し、互いに隣接するセンスライン３３の信号を減算し、差分値（差分信号）を算出する。減算部４１ａで減算処理された信号は、座標検出部４２（図１参照）に出力される。

このように、タッチパネルシステム１ｉは、副センサ３２（サブセンスライン３４）を備えない点、および、減算部４１ａの処理が、上述の実施形態のタッチパネルシステムと異なる。

スイッチＳＷは、センスライン３３から減算部４１ａに入力される信号を切り替える。より詳細には、スイッチＳＷは、上下に２つの端子を備えており、一方の端子が選択される。図２０は、スイッチＳＷが下側の端子を選択した状態である。

減算部４１ａは、スイッチＳＷで選択された配列（１）〜（８）の信号の差分信号処理を行う。すなわち、減算部４１ａは、隣接するセンスライン３３間の差分信号処理を行う。例えば、図２０のように、スイッチＳＷにより下側の端子が選択されている場合、減算部４１ａは、配列（８）−配列（７）、配列（６）−配列（５）、配列（４）−配列（３）、および配列（２）−配列（１）の各差分信号処理を行う。一方、図示しないが、スイッチＳＷにより上側の端子が選択されている場合、減算部４１ａは、配列（７）−配列（６）、配列（５）−配列（４）、および配列（３）−配列（２）の各差分信号処理を行う。

記憶部４５ａ〜４５ｄは、スイッチＳＷにより一方の端子が選択された場合の減算部４１ａによる差分処理された信号（差分処理信号）を記憶する。なお、スイッチＳＷにより他方の端子が選択された場合、差分処理信号は、記憶部４５ａ〜４５ｄを経由せず、直接出力される。

（２）タッチパネルシステム１ｉのノイズ処理
図２０および図２１に基づいて、タッチパネルシステム１ｉのノイズ処理について説明する。図２１は、タッチパネルシステム１ｉの基本処理であるノイズキャンセル処理を示すフローチャートである。

タッチパネルシステム１ｉを起動すると、ドライブライン３５に一定周期で電位が印加される。使用者がタッチパネル３ｃにタッチ操作を行うと、タッチ位置に対応する特定のセンスライン３３の容量が変化する。つまり、そのセンスライン３３からの出力信号値が変化する。タッチパネルシステム１ｉは、各ドライブライン３５を駆動しつつ、センスライン３３からの出力信号を、タッチパネルコントローラ４に出力する。このように、タッチパネルシステム１ｉは、ドライブライン３５を駆動しつつ、センスライン３３の容量変化を検出し、タッチ操作の有無およびタッチ位置を検出する。

より詳細には、表示装置２が発生するクロック等のノイズ、および、その他外来からのノイズは、タッチパネル３ｃに反映される。このため、主センサ群３１ｂでは、各種ノイズ成分が検出される。すなわち、センスライン３３からの出力信号には、タッチ操作本来の信号に、ノイズ信号（ノイズ成分）が加算されている（Ｆ７０１）。
次に、スイッチＳＷにおいて、下側の端子を選択する（Ｆ７０２）。そして、減算部４１ａにおいて、センスライン３３（センスラインＳｎ）と、あるセンスライン３３に隣接する２つのセンスライン３３のうち、一方のセンスライン（センスラインＳｎ＋１）との間の差分を取る（センスライン（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ：第１の差分）（Ｆ７０３）。

図２０の配列（１）〜（８）の場合、減算部４１ａは、
・配列（２）−配列（１）（この差分値をＡとする）
・配列（４）−配列（３）（この差分値をＣとする）
・配列（６）−配列（５）（この差分値をＥとする）
・配列（８）−配列（７）（この差分値をＧとする）
の４つの差分信号処理を行う。つまり、ステップＦ７０３では、センスライン３３における配列（１）〜（８）の差分信号処理を行う。

減算部４１ａで算出された差分値Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇは、記憶部４５ａ〜４５ｄに記憶される。すなわち、記憶部４５ａは差分値Ａ，記憶部４５ｂは差分値Ｃ、記憶部４５ｃは差分値Ｅ、記憶部４５ｄは差分値Ｇを、それぞれ記憶する（Ｆ７０４）。

次に、下側の端子が選択されているスイッチＳＷを、上側の端子を選択する（閉ざす）ように切り替える（Ｆ７０５）。そして、減算部４１ａにおいて、Ｆ７０３と同様に処理する。すなわち、センスライン３３（センスラインＳｎ）と、あるセンスライン３３に隣接する２つのセンスライン３３のうち、他方のセンスライン（センスラインＳｎ−１）との間の差分信号処理（センスラインＳｎ−（Ｓｎ−１）：第２の差分）を行う。（Ｆ７０６）。

図２０の配列（１）〜（８）の場合、減算部４１ａは、
・配列（３）−配列（２）（この差分値をＢとする）
・配列（５）−配列（４）（この差分値をＤとする）
・配列（７）−配列（６）（この差分値をＦとする）
の３つの差分信号処理を行う。つまり、ステップＦ７０６では、配列（２）〜（７）の差分信号処理を行う。

以上のように、タッチパネルシステム１ｉは、隣接するセンスライン３３間で差分信号値を取得する。つまり、ノイズの相関性がより高い隣接するセンスライン３３間の差分を取ることとなる。すなわち、主センサ群３１ｂの出力信号からノイズ成分が除去され、タッチ操作本来の信号が抽出される。従って、タッチパネル３ｃに反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができる。

〔実施の形態１１〕
図２２は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｊの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｊは、上述した図２０で示されるノイズキャンセル機能付きタッチパネルシステム１ｉに対し、ドライブライン３５を並列駆動するドライブライン駆動回路（図示せず）を適用したものである。さらに、タッチパネルシステム１ｊは、減算部４１ａで算出された静電容量の差分値を、復号化する復号部５８と、非タッチ操作時に復号部５８で復号化された静電容量の差分分布を記憶する非タッチ操作時情報記憶部６１と、タッチ操作時に復号部５８で復号化された静電容量の差分分布を較正する較正部６２とを備えている。タッチパネルシステム１ｊの動作については、上述したタッチパネルシステム１ｉと同様であるため、説明を省略する。そこで、以下では、減算部４１ａ復号部５８、非タッチ操作時情報記憶部６１、および較正部６２での処理を中心に説明する。また、以下では、並列駆動のための符号列として、直交系列またはＭ系列を用いる例について説明する。

具体的には、ドライブラインの1番目からＭ番目までを並列駆動する符号系列（成分は１または−１）を、
ｄ_１ ＝ （ｄ_１１，ｄ_１２，・・・，ｄ_１Ｎ）
ｄ_２ ＝ （ｄ_２１，ｄ_２２，・・・，ｄ_２Ｎ）
・
・
・
ｄ_Ｍ ＝ （ｄ_Ｍ１，ｄ_Ｍ２，・・・，ｄ_ＭＮ）
とする。以下のこの系列を、直交系列、あるいは、符号長Ｎ（＝２＾ｎ−１）のＭ系列をシフトした系列とする。このような系列では、以下の式が成立するという性質を有する。

この系列に対応するセンスライン３３の差分出力系列「Ｓ_{ｊ, Ｐ}(ｊ＝１,..,[Ｌ／２], Ｐ＝１，２）（Ｌはセンスライン３３の数、[ｎ]＝ｎの整数部分）」を、
Ｓ_ｊ，１：スイッチＳＷが下側の時のｄ_１〜 ｄ_Ｍに対する出力系列
Ｓ_ｊ，２：スイッチＳＷが上側の時のｄ_１〜 ｄ_Ｍに対する出力系列
と定義する。

また、ドライブラインが延びる方向（センスライン３３が配列する方向）の容量値の差分分布「（∂ｓＣ）_ｋｊ，Ｐ（ｋ＝１,…,Ｍ, ｊ＝１,..,[L/2], P=1, 2）」を、
（∂ｓＣ）_ｋｊ，１＝Ｃ_ｋ，２ｊ − Ｃ_{ｋ，２ｊ−１}
（∂ｓＣ）_ｋｊ，２＝Ｃ_{ｋ，２ｊ＋１} − Ｃ_ｋ，２ｊ
と定義する。

この場合、並列駆動による容量のドライブライン３５が延びる方向の差分出力は、以下の式のようになる。

復号部５８は、減算部４１ａで算出された静電容量の差分値（つまりドライブライン３５が延びる方向の容量値の差分分布）を復号化する。具体的には、ドライブライン３５を並列駆動する符号系列と、この系列に対応するセンスライン３３の差分出力系列との内積を演算する。従って、復号部５８による復号後の内積値は、以下の式のようになる。

このように、復号部５８では、復号後の内積値ｄ_ｉ・ｓ_ｊ，Ｐ の主成分として、ドライブライン３５が延びる方向の容量値の差分分布（∂ｓＣ）_ｋｊ，ＰがＮ倍され算出される。従って、内積値ｄ_ｉ・ｓ_ｊ，Ｐ を、ドライブライン３５が延びる方向の容量値の差分分布（∂ｓＣ）_ｉｊ，Ｐの推定値とすることにより、その容量値の信号強度をＮ倍（符号長倍）にした読み出しが可能になる。

一方、上述のように、センスライン３３の差分出力系列Ｓ_ｊ，Ｐ（Ｐ＝１，２）を定義することによって、隣り合うセンスライン３３に共通に重畳されるコモンモードノイズは、キャンセルされる。従って、ＳＮＲが高い差分容量の読み出しが可能となる。

以上のように、タッチパネルシステム１ｊによれば、タッチパネル３ｃが並列駆動され、復号部５８が、減算部４１ａで算出された静電容量の差分値を、復号化する。これにより、静電容量の信号が符号長倍（Ｎ倍）されて求まるため、ドライブライン３５の数に依存せず、静電容量の信号強度が高まる。また、図９に示す従来の駆動方式と同等の信号強度で良ければ、ドライブライン３５の駆動時間が、図９に示す駆動方式の場合の１／Ｎに短縮される。つまり、ドライブライン３５の駆動回数を減らすことができる。従ってタッチパネルシステム１ｊの省電力化が可能となる。

また、タッチパネルシステム１ｊにおいて、較正部６２が、タッチ操作時に算出された互いに隣接するセンスライン３３の差分（すなわち、タッチパネル３ｃ全体における差分値の分布）から、非タッチ操作時に算出された互いに隣接するセンスライン３３の差分（＝タッチパネル全体における差分値の分布）を減算することが好ましい。すなわち、上述のような差分信号処理を、タッチ操作前後で行うと共に、タッチ操作前後の差分値信号を減算することが好ましい。例えば、タッチ操作の無い初期状態（非タッチ操作時）の差分分布（∂ｓＣ）_ｋｊ，Ｐの推定値を非タッチ操作時情報記憶部６１に記憶しておく。そして、較正部６２が、タッチ操作時の差分分布（∂ｓＣ）_ｋｊの推定値から、非タッチ操作時情報記憶部６１に記憶された非タッチ操作時の差分分布（∂ｓＣ）_ｋｊ，Ｐの推定値を差し引く。このように、較正部６２は、タッチ操作時の静電容量の差分分布から、非タッチ操作時情報記憶部６１に記憶された非タッチ操作時の静電容量の差分分布を減算する（タッチ操作時の差分値信号−非タッチ操作時の差分値信号）。従って、タッチパネル３ｃに内在するオフセットをキャンセルすることができる。

このように、タッチパネルシステム１ｊでは、タッチパネル３ｃに内在する容量バラツキに起因する差成分は無くなり、タッチ操作に起因する差成分のみが検出される。Ｍ系列の場合は、直交系列では入らない誤差成分（δ_{i j} ＝-1/N if else i≠j)の混入がある。しかし、この誤差成分はタッチ操作に起因するものだけになるため、Ｎ＝６３または１２７のようにＮを大きくすれば、ＳＮＲの劣化は少ない。

〔実施の形態１２〕
図２３は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｋの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｋは、減算部４１ａの構成が異なる。

タッチパネル３ｃのセンスライン３３からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１ａは、ＡＤ変換部（第３のＡＤ変換部）４８ａとデジタル減算器（図示せず）とを備えている。

これにより、タッチパネル３ｃからの出力信号（アナログ信号）は、減算部４１ａのＡＤ変換部４８ａにて、デジタル信号に変換される。デジタル減算器は、変換されたデジタル信号を用いて、図２０のタッチパネルシステム１ｉ，１ｊと同様に減算処理を行う。

このように、タッチパネルシステム１ｋは、タッチパネル３ｃから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換した後、減算処理を行うことにより、ノイズを除去することができる。

〔実施の形態１３〕
図２４は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｍの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｍは、減算部４１ａの構成が異なる。

タッチパネル３ｃのセンスライン３３からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１ａは、差動増幅器４９とＡＤ変換部４８ａ（第４のＡＤ変換部）とを備えている。

これにより、差動増幅器４９は、タッチパネル３ｃからの出力信号（アナログ信号）を、アナログ信号のまま、図２０のタッチパネルシステム１ｉと同様に減算処理を行う。ＡＤ変換部４８ａは、減算処理されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。

このように、タッチパネルシステム１ｍは、タッチパネル３ｃから出力されるアナログ信号を、アナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。

〔実施の形態１４〕
図２５は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｎの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｎは、減算部４１ａの構成が異なる。タッチパネルシステム１ｎは、図２４のタッチパネルシステム１ｍにおける差動増幅器４９の代わりに、全差動増幅器５０を備えている。

タッチパネル３ｃのセンスライン３３からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１ａは、全差動増幅器５０とＡＤ変換部４８ａとを備えている。

これにより、全差動増幅器５０は、タッチパネル３ｃからの出力信号（アナログ信号）を、アナログ信号のまま、図２０のタッチパネルシステム１ｉと同様に減算処理を行う。ＡＤ変換部４８ａは、減算処理されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。

このように、タッチパネルシステム１ｎは、タッチパネル３ｃから出力されるアナログ信号を、アナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。

〔実施の形態１５〕
図２６は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｏの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｏは、減算部４１ａの構成が異なる。タッチパネルシステム１ｏは、図２６のタッチパネルシステム１ｍにおける差動増幅器４９の代わりに、全差動増幅器５０を備えている。

タッチパネル３ｃのセンスライン３３からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１ａは、全差動増幅器５０とＡＤ変換部４８ａとを備えている。

これにより、全差動増幅器５０は、タッチパネル３ｃからの出力信号（アナログ信号）を、アナログ信号のまま、図２０のタッチパネルシステム１ｉと同様に減算処理を行う。ＡＤ変換部４８ａは、減算処理されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。

さらに、タッチパネルシステム１ｏにおいて、タッチパネル３ｃの駆動方式として、図１０，図１２，図２２で示す直交系列駆動方式を適用している。この場合、図１０に示すように、４本のドライブラインを駆動する電圧は、２回目〜４回目の場合は＋Ｖの印加と−Ｖの印加が同数の２回であるのに対し、１回目の場合は＋Ｖの印加が４回となっている。このため、１回目の出力系列Ｙ１の出力値が、２〜４回目の出力系列Ｙ２〜Ｙ４の出力値と比して大きくなる。このため、２〜４回目の出力系列Ｙ２〜Ｙ４の出力値に、ダイナミックレンジを合わせると、１回目の出力系列Ｙ１が飽和してしまうことになる。

そこで、タッチパネルシステム１ｏの減算部４１ａは、全差動増幅器５０を備えている。

さらに、全差動増幅器５０は、入力コモンモード電圧範囲が、レールトゥレール動作するものを採用している。つまり、この全差動増幅器５０は、コモンモード入力レンジが広い。これにより、全差動増幅器５０が、電源電圧（Ｖｄｄ）からＧＮＤまでの電圧範囲で動作可能となる。また、全差動増幅器５０への入力信号の差分が増幅される。従って、どのような直交系列駆動方式のタッチパネル３ｃを組み合わせても、全差動増幅器５０からの出力信号に、出力飽和の問題が生じない。なお、全差動増幅器５０の一例は、上述した図１７の通りである。

このように、タッチパネルシステム１ｏは、タッチパネル３ｃから出力されるアナログ信号を、アナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。さらに、レールトゥレール（rail to rail）動作可能な全差動増幅器５０を備えているため、全差動増幅器５０からの出力信号に、出力飽和の問題が生じない。

〔実施の形態１６〕
次に、上述の実施形態に係るタッチパネルシステムによるタッチ操作の認識方法について説明する。以下では、図２２のタッチパネルシステム１ｊを例に説明するが、他の実施形態のタッチパネルシステムについても同様である。タッチパネルシステム１ｊは、減算部４１ａおよび復号部５８で算出された互いに隣接するセンスライン３３の信号の差分と、正および負の閾値との比較に基づいて、タッチ操作の有無を判定する判定部５９を備えている。なお、判定部５９には、較正部６２で較正処理された信号（静電容量の差分分布）、または、較正部６２で較正処理されていない信号（静電容量の差分分布）が入力される。較正部６２で較正処理されていない信号が、判定部５９に入力される場合、復号部５８で復号化された静電容量の差分分布が、判定部５９に直接入力されることになる。以下では、較正部６２で較正処理されていない信号が、判定部５９に入力される場合について説明する。しかし、較正処理された信号が、判定部５９に入力される場合も同様である。

図２７は、図２２のタッチパネルシステム１ｊにおける判定部５９の基本処理を示すフローチャートである。図２８は、図２７のフローチャートにおけるタッチ情報の認識方法を示す模式図である。

図２７のように、判定部５９は、まず、減算部４１ａおよび復号部５９で算出された互いに隣接するセンスラインの信号の差分値（差分情報）「（∂ｓＣ）_ｉｊ，Ｐ」を取得する（Ｆ８０１）。次に、この差分値を、判定部５９に格納された正の閾値ＴＨｐおよび負の閾値ＴＨｍと比較し、増減表を作成する（Ｆ８０２）。この増減表は、例えば、図２８の（ａ）に示すような、３値化された増減表である。

次に、３値化された増減表を２値画像に変換（２値化）する（Ｆ８０３）。例えば、図２８の（ａ）の増減表において、センスラインＳ１〜センスラインＳ７の順（図中右向き）にスキャンする場合、増減表に「＋」が出たら次の「−」がでるまですべて「１」、「−」がでたらスキャン方向と逆方向（図中左向き）に遡って全て「１」に変換する。これにより、図２８の（ｂ）に示すような２値化されたデータが得られる。

次に、２値化されたデータからタッチ情報を抽出するため、連結成分を抽出する（Ｆ８０４）。例えば、図２８の（ｂ）において、隣り合うドライブライン上で、同じセンスライン位置に「１」が重なった場合は、同一の連結成分であるとみなし、タッチ位置候補とする。すなわち、図２８の（ｃ）において、枠で囲った「１」は同一の連結成分であるとみなし、タッチ位置候補として抽出する。

最後に、抽出されたタッチ位置候補に基づいて、タッチ情報（タッチの大きさ、位置など）を認識する（Ｆ８０５）。

このように、判定部５９は、ノイズ信号が除去された、互いに隣接するセンスライン３３の信号の差分に基づいて、タッチ操作の有無を判定する。従って、タッチ操作の有無を正確に判定することができる。

さらに、上述の例では、判定部５９が、減算部４１ａで算出された互いに隣接するセンスライン３３の信号の差分と、正および負の閾値（ＴＨｐ，ＴＨｍ）との比較に基づいて、各センスライン３３の信号の差分分布を３値化した増減表を作成すると共に、その増減表を２値画像に変換する。すなわち、ノイズ信号が除去された、互いに隣接するセンスラインの信号の差分が判定部５９に入力される。判定部５９は、互いに隣接するセンスライン３３の信号の差分と、判定部５９に格納された正および負の閾値（ＴＨｐ，ＴＨｍ）との比較とを用いて、各センスライン３３の信号の差分分布を３値化した増減表を作成する。さらに、判定部５９は、その増減表を２値化することにより、増減表が２値画像に変換される。これにより、変換された２値画像には、タッチ位置候補が抽出される。従って、この２値画像に基づいて、タッチ情報（タッチの大きさ、位置など）を認識することにより、タッチ操作の有無に加えて、タッチ情報をより正確に認識することができる。

〔実施の形態１７〕
図２９は、タッチパネルシステム１を搭載した携帯電話機１０の構成を示す機能ブロック図である。携帯電話機（電子機器）１０は、ＣＰＵ５１と、ＲＡＭ５３と、ＲＯＭ５２と、カメラ５４と、マイクロフォン５５と、スピーカ５６と、操作キー５７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。

ＣＰＵ５１は、携帯電話機１０の動作を制御する。ＣＰＵ５１は、たとえばＲＯＭ５２に格納されたプログラムを実行する。操作キー５７は、携帯電話機１０のユーザによる指示の入力を受ける。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１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５７を介して入力されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ５２は、データを不揮発的に格納する。

また、ＲＯＭ５２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１０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５４は、ユーザの操作キー５７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、ＲＡＭ５３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５５は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機１０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１０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５６は、たとえば、ＲＡＭ５３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３とタッチパネルコントローラ４とドライブライン駆動回路５と表示装置２とを有している。ＣＰＵ５１は、タッチパネルシステム１の動作を制御する。ＣＰＵ５１は、例えばＲＯＭ５２に記憶されたプログラムを実行する。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１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。ＲＯＭ５２は、データを不揮発的に格納する。

表示装置２は、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３に格納されている画像を表示する。表示装置２は、タッチパネル３に重ねられているか、タッチパネル３を内蔵している。

上述した各実施形態のタッチパネルシステムは、以下のような静電容量型タッチセンサパネル３ｄを備えることもできる。

本発明の静電容量型タッチセンサパネル３ｄに関する実施の一形態について図３０〜図５２に基づいて説明すれば以下のとおりである。

（実施の形態１８）
まず、静電容量型タッチセンサパネル３ｄを備えたタッチパネルシステム１ｐの全体構成を説明し、その後、タッチセンサパネル３ｄの構成を説明する。
（タッチパネルシステム１ｐの全体構成）
図３０は、実施の形態１８に係るタッチパネルシステム１ｐの構成を示すブロック図である。タッチパネルシステム１ｐは、タッチパネル３ｄと静電容量値分布検出回路２２とを備えている。タッチパネル３ｄには、水平方向に沿って互いに平行に配置された複数の水平電極７（図３１・図３３）と、垂直方向に沿って互いに平行に配置された垂直電極６（図３１・図３２）と、水平電極７と垂直電極６との交点にそれぞれ形成される静電容量とを備えている。

複数の水平電極７はアドレスラインＨＬ１〜ＨＬＭにそれぞれ接続され、複数の垂直電極６はアドレスラインＶＬ１〜ＶＬＭにそれぞれ接続されている。

静電容量値分布検出回路２２は、ドライバ１６を備えている。ドライバ１６は、符号系列に基づいてアドレスラインＨＬ１〜ＨＬＭを介して複数の水平電極７に電圧を印加して各静電容量を駆動する。静電容量値分布検出回路２２には、センスアンプ１７が設けられている。センスアンプ１７は、ドライバ１６により駆動された各静電容量に対応する電荷の線形和を、複数の垂直電極６及びアドレスラインＶＬ１〜ＶＬＭを通して読み出して、ＡＤ変換器１９に供給する。ＡＤ変換器１９は、アドレスラインＶＬ１〜ＶＬＭを通して読み出した各静電容量に対応する電荷の線形和をＡＤ変換して容量分布計算部２０に供給する。

なお、本発明の実施の形態では、水平電極に電圧を印加して駆動し、垂直電極から電圧信号を読み出す例を示すが、本発明はこれに限定されない。垂直電極に電圧を印加して駆動し、水平電極から電圧信号を読み出すように構成してもよい。

容量分布計算部２０は、ＡＤ変換器１９から供給された各静電容量に対応する電荷の線形和と符号系列とに基づいて、タッチパネル３ｄ上の静電容量分布を計算してタッチ認識部２１に供給する。タッチ認識部２１は、容量分布計算部２０から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル３ｄ上のタッチされた位置を認識する。

静電容量値分布検出回路２２は、タイミングジェネレータ１８を有している。タイミングジェネレータ１８は、ドライバ１６の動作を規定する信号と、センスアンプ１７の動作を規定する信号と、ＡＤ変換器１９の動作を規定する信号とを生成して、ドライバ１６、センスアンプ１７、及びＡＤ変換器１９に供給する。

（タッチセンサパネル３ｄの構成）
図３１は、タッチパネルシステム１ｐに設けられたタッチパネル３ｄの構成を説明するための断面図である。タッチパネル３ｄは、基板２０３（絶縁体）と、基板２０３の一方の面２０４（垂直電極面）に形成された複数の垂直電極６と、基板２０３の他方の面２０５（水平電極面）に形成された複数の水平電極７とを備えている。

基板２０３は、絶縁性を有する誘電体基板である。そして、基板２０３は、複数の垂直電極６と複数の水平電極７との間に配置されて、複数の垂直電極６と複数の水平電極７とを絶縁する。基板２０３の垂直電極６側には、透明接着剤１３が垂直電極６を覆うように形成されている。透明接着剤１３の上には、カバーフィルム１５が接着されている。基板２０３の水平電極７側には、透明接着剤１４が水平電極７を覆うように形成されている。透明接着剤１４には、ディスプレイ１２が接着されている。

（垂直電極６の構成）
図３２の（ａ）はタッチパネル３ｄに設けられた垂直電極６を構成する第一の基本形状８を示す図であり、図３２の（ｂ）は垂直電極６の構成を示す図である。

垂直電極６は、図３１を参照して前述したように、基板２０３の一方の面２０４に形成されており、図３２の（ａ）に示す細線で形成された第一の基本形状８を、図３２の（ｂ）に示すように垂直方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状８は、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されている。そして、基本形状８は、斜め４５度傾斜した細線及び斜めマイナス４５度傾斜した細線のみによって構成されている。垂直電極６は、水平方向に所定の間隔を空けて、例えば約７ｍｍピッチで、基板２０３の一方の面２０４上（図３１）に配置されている。

このように、傾斜した細線によって基本形状８を構成すると、タッチパネル３ｄを重ねた液晶ディスプレイ１２に形成された画素を細線が遮蔽してしまうことがないので、モアレの発生を防止することができる。

（水平電極７の構成）
図３３の（ａ）はタッチパネル３ｄに設けられた水平電極７を構成する第二の基本形状９を示す図であり、図３３の（ｂ）は水平電極７の構成を示す図である。

水平電極７は、図３１を参照して前述したように、基板２０３の他方の面２０５に形成されており、図３３の（ａ）に示す細線で形成された第二の基本形状９を、図３３の（ｂ）に示すように水平方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状９は、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されている。そして、基本形状９は、基本形状８と同様に、斜め４５度に傾斜した細線及び斜めマイナス４５度に傾斜した細線のみによって構成されている。水平電極７は、垂直方向に所定の間隔を空けて、例えば約７ｍｍピッチで、基板２０３の他方の面２０５上（図３１）に配置されている。

垂直電極６及び水平電極７は、例えば、金属薄膜のエッチングにより形成されるか、あるいは、導電性のナノ粒子を含むインクによって印刷形成される。導電性のナノ粒子は、銀、金、白金、パラジウム、銅、カーボン、またはそれらの混合物を含む。

（格子の構成）
図３４は、複数の垂直電極６と複数の水平電極７とにより形成された一様な格子２１０を示す図である。複数の垂直電極６と複数の水平電極７とは、基板２０３（図３１）に垂直な方向から見ると、互いに重なる線分を持たないように配置されている。そして、複数の垂直電極６と複数の水平電極７とは、隙間無く一様に配置された格子２１０を形成する。格子２１０の輪郭は、長方形状に形成されている。

垂直電極６を構成する基本図形８及び水平電極７を構成する基本図形９は、線対称に形成されており、複数の垂直電極６と複数の水平電極７とにより構成される格子２１０は、開口が生じることなく、隙間無く形成されている。このため、図５４に示す従来の構成のように、格子の存在しない十字状の開口９７が生じ、当該開口９７が視認されて視認性が低下するという問題が解消する。また、図５４に示す従来の構成では、生じた開口９７の周辺では容量変化の態様が開口から離れた場所での容量変化の態様と異なってくるという問題が生じるが、図３４に示す実施の形態１８の構成では、開口が生じないため、容量変化の態様が基板２０３全体で一様になるという効果を奏する。

また、図５７に示す構成では、垂直電極７１は、基本図形７４を垂直方向に繰り返して形成した後、基本図形７４とは異なる基本図形７５を接合して垂直電極７１を構成する。そして、水平電極７２は、基本図形７６を水平方向に繰り返して形成した後、基本図形７６とは異なる基本図形７７を接合して水平電極７２を構成する。このため、垂直電極７１と水平電極７２とを重ね合わせて格子７３を形成すると、図５８に示すように、格子７３の下辺において基本図形７５によるジグザグ形状７８が現れ、格子７３の左辺において基本図形７７によるジグザグ形状７９が現れる。このようなジグザグ形状７８・７９が現れると、水平電極７２を駆動するアドレスラインを、ジグザグ形状７９を構成する水平電極７２にそのまま容易に接合することが困難であり、垂直電極７１を駆動するアドレスラインを、ジグザグ形状７８を構成する垂直電極７１にそのまま容易に接合することが困難であるという問題が生じる。

これに対して図３４に示す実施の形態１８の構成によれば、格子２１０は、その輪郭が長方形状に形成されて、ジグザグ形状が現れない。このため、水平電極７を駆動するアドレスラインをそのまま容易に水平電極７に接合することができ、垂直電極６から信号を読み出すためのアドレスラインをそのまま容易に垂直電極６に接合することができる。

さらに、図５９の（ａ）に示す構成では、導電Ｘ軸１６２は、導電Ｘパッド１６３と導電Ｘライン１６４とを組み合わせた基本形状を垂直方向に繰り返して形成した後、この導電Ｘパッド１６３と導電Ｘライン１６４とを組み合わせた基本形状とは異なる基本形状である導電Ｘパッド１６３ａを接合して導電Ｘ軸１６２を構成している。従って、図５９の（ａ）に示す導電Ｘ軸１６２は、基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成されていないから、図３２に示す実施の形態１８の垂直電極６とは構成が異なる。

そして、図５９の（ｂ）に示す導電Ｙ軸１６７は、導電Ｙパッド１６８と導電Ｙライン１６９とを組み合わせた基本形状を水平方向に繰り返して形成した後、この導電Ｙパッド１６８と導電Ｙライン１６９とを組み合わせた基本形状とは異なる基本形状である導電Ｙパッド１６８ａを接合して導電Ｙ軸１６７を構成している。従って、図５９の（ｂ）に示す導電Ｙ軸１６７は、基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成されていないから、図３３に示す実施の形態１８の水平電極７とは構成が異なる。

このように、本願発明の実施の形態では、基本形状を垂直方向または水平方向に繰り返し接続して形成するので、垂直電極、水平電極の設計が容易になり、電極の自動生成や自動修正等が可能になる。また、タッチパネル製造に用いるフォトマスク及びタッチパネル製品の検査を、繰り返し画像処理により行えるため、タッチパネルの製造も容易に行うことができる。

また、図５９に示す導電Ｘパッド１６３及び導電Ｙパッド１６８を、Ｙ軸及びＸ軸に平行でない斜め方向に延びる細線により構成すると、導電Ｘライン１６４はＹ軸に平行である必要があり、導電Ｙライン１６９はＸ軸に平行である必要があるため、一様な格子を構成することができないという問題が生じる。

実施の形態１８に係るタッチパネル３ｄを製造する際、図３１に示すように垂直電極６と水平電極７とを同一シート（基板２０３）の両面に形成する構成と、垂直電極６を形成したシートと水平電極７を形成したシートとを張り合わせる構成とが考えられる。いずれの場合も、位置合わせ精度や張り合わせ精度により、垂直電極６と水平電極７との位置関係が実施の形態１８で開示した位置関係から微妙にずれることはありうる。そこで、要求されるタッチ位置検出精度に応じて、タッチパネル製造工程における位置合わせ精度、張り合わせ精度を決める必要がある。

（変形例）
図３５の（ａ）はタッチパネル３ｄに設けられた変形例の垂直電極６ａを構成する第一の基本形状８ａを示す図であり、図３５の（ｂ）は上記変形例の垂直電極６ａの構成を示す図である。基本形状８ａは、上側の細線の配線経路と下側の細線の配線経路とが、接続点Ｑ１において、細線１本分に絞られて接続されている。そして、基本形状８ａは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称である。

図３６の（ａ）はタッチパネル３ｄに設けられた変形例の水平電極７ａを構成する第二の基本形状９ａを示す図であり、図３６の（ｂ）は上記変形例の水平電極７ａの構成を示す図である。基本形状９ａは、左側の細線の配線経路と中央の細線の配線経路とが、接続点Ｑ２において、細線１本分に絞られて接続されている。そして、中央の細線の配線経路と右側の細線の配線経路とが、接続点Ｑ３において、細線１本分に絞られて接続されている。また、基本形状９ａは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称である。

図３７は、変形例の垂直電極６ａと変形例の水平電極７ａとにより形成された一様な格子２１０ａを示す図である。図３４に示す格子２１０と同様に、複数の垂直電極６ａと複数の水平電極７ａとは、基板２０３（図３１）に垂直な方向から見ると、互いに重なる線分を持たないように配置されている。そして、複数の垂直電極６ａと複数の水平電極７ａとは、隙間無く一様に配置された格子２１０ａを形成する。格子２１０ａの輪郭は、長方形状に形成されている。

図３５〜図３７に示す垂直電極６ａ、水平電極７ａ及び格子２１０ａの構成は、図３２〜図３４に示す垂直電極６、水平電極７及び格子２１０の構成と同様の効果を奏する。

図３８の（ａ）は上記変形例の垂直電極６ａの第一の基本形状８ａに透明電極材料２３を埋め込んだ構成を示す図であり、図３８の（ｂ）は透明電極材料２３を埋め込んだ変形例の垂直電極６ａを示す図である。図３９の（ａ）は変形例の水平電極７ａの第二の基本形状９ａに透明電極材料２３を埋め込んだ構成を示す図であり、図３９の（ｂ）は透明電極材料２３を埋め込んだ変形例の水平電極７ａを示す図である。

図３８に示すように、第一の基本形状８ａからなる垂直電極６ａの外郭に沿って透明電極材料２３を埋め込むことにより、垂直電極６ａの抵抗値をさらに下げることができる。そして、図３９に示すように、第二の基本形状９ａからなる水平電極７ａの外郭にほぼ沿って透明電極材料２３を埋め込むことにより、水平電極７ａの抵抗値をさらに下げることができる。透明電極材料２３は、例えば、ＩＴＯ膜、または、グラフェンにより構成することができる。

これにより、細線の線幅をさらに細かくすることができ、視認性を下げることができる。細線の線幅が、例えば、０．５ｍｍ以上に広いと、タッチパネル設けた表示装置の画面に視聴者が近づくと、細線が視認される。

図４０の（ａ）は変形例の垂直電極６ａにアドレスラインＶＬ１〜ＶＬＭを接続した構成を示す図であり、図４０の（ｂ）は変形例の水平電極７ａにアドレスラインＨＬ１〜ＨＬＭを接続した構成を示す図であり、図４０の（ｃ）はアドレスラインＶＬ１〜ＶＬＭ、ＨＬ１〜ＨＬＭを接続した垂直電極６ａ及び水平電極７ａにより構成される格子２１０ａを示す図である。

垂直電極６ａ及び水平電極７ａにより構成される格子２１０ａは、格子２１０と同様に、その輪郭が長方形状に形成されて、ジグザグ形状が現れない。このため、水平電極７ａを駆動するアドレスラインＨＬ１〜ＨＬＭをそのまま容易に水平電極７ａに接合することができ、垂直電極６ａから信号を読み出すためのアドレスラインＶＬ１〜ＶＬＭをそのまま容易に垂直電極６ａに接合することができる。

（実施の形態１９）
（垂直電極６ｂの構成）
図４１の（ａ）は実施の形態１９に係るタッチパネルに設けられた垂直電極６ｂを構成する第一の基本形状８ｂを示す図であり、図４１の（ｂ）は垂直電極６ｂの構成を示す図である。垂直電極６ｂは、図３１を参照して前述したように、基板２０３の一方の面２０４に形成されており、細線で形成された第一の基本形状８ｂを、垂直方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状８ｂは、中心点Ｐに対して点対称に形成されている。そして、基本形状８ｂは、斜め４５度傾斜した細線及び斜めマイナス４５度傾斜した細線のみによって構成されている。垂直電極６ｂは、水平方向に所定の間隔を空けて、例えば約７ｍｍピッチで、基板２０３の一方の面２０４上（図３１）に配置されている。

（水平電極７ｂの構成）
図４２の（ａ）は実施の形態１９に係るタッチパネルに設けられた水平電極７ｂを構成する第二の基本形状９ｂを示す図であり、図４２の（ｂ）は水平電極７ｂの構成を示す図である。水平電極７ｂは、図３１を参照して前述したように。基板２０３の他方の面２０５に形成されており、図４２の（ａ）に示す細線で形成された第二の基本形状９ｂを、水平方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状９ｂは、中心点Ｐに対して点対称に形成されている。そして、基本形状９ｂは、基本形状８ｂと同様に、斜め４５度に傾斜した細線及び斜めマイナス４５度に傾斜した細線のみによって構成されている。水平電極７ｂは、垂直方向に所定の間隔を空けて、例えば約７ｍｍピッチで、基板２０３の他方の面２０５上（図３１）に配置されている。

（実施の形態２０）
（垂直電極６ｃの構成）
図４３の（ａ）は実施の形態２０に係るタッチパネルに設けられた垂直電極６ｃを構成する第一の基本形状８ｃを示す図であり、図４３の（ｂ）は垂直電極６ｃの構成を示す図である。垂直電極６ｃは、図３１に示す基板２０３の一方の面２０４に形成されており、細線で形成された第一の基本形状８ｃを、垂直方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状８ｃは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されているとともに、水平中心線Ｃ２に対しても線対称に形成されている。そして、基本形状８ｃは、斜め４５度傾斜した細線及び斜めマイナス４５度傾斜した細線のみによって構成されている。垂直電極６ｃは、水平方向に所定の間隔を空けて、例えば約７ｍｍピッチで、基板２０３の一方の面２０４上（図３１）に配置されている。

（水平電極７ｃの構成）
図４４の（ａ）は実施の形態２０に係るタッチパネルに設けられた水平電極７ｃを構成する第二の基本形状９ｃを示す図であり、図４４の（ｂ）は水平電極７ｃの構成を示す図である。水平電極７ｃは、図３１に示す基板２０３の他方の面２０５に形成されており、細線で形成された第二の基本形状９ｃを、水平方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状９ｃは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されているとともに、水平中心線Ｃ２に対しても線対称に形成されている。そして、基本形状９ｃは、斜め４５度に傾斜した細線及び斜めマイナス４５度に傾斜した細線のみによって構成されている。水平電極７ｃは、垂直方向に所定の間隔を空けて、例えば約７ｍｍピッチで、基板２０３の他方の面２０５上（図３１）に配置されている。

（垂直電極、水平電極を対称に構成する効果）
図５７に示す従来の構成では、垂直電極７１及び水平電極７２とも中心線対称でも無く、中心点対象でも無い。このため、図５７に示す電極分布を持つ静電容量型タッチセンサでは、タッチ面積の小さい物体による容量変化に位置による対称性が無い。従って、タッチ位置検出の際に対称な位置補正が行えず、位置検出精度を向上するアルゴリズムが複雑になるという課題が生ずる。これは、演算量、回路規模、メモリ量の増大を招き、消費電力やコストの増大につながる。

これに対して、垂直電極または水平電極を線対称または点対称に構成すると、ペン等のタッチ面積の小さい物体による容量変化に同様な対称性が現れる。この容量変化の対称性を用いることにより、タッチ位置検出の際に対称な位置補正が行え、位置検出精度を向上することができる。

このように、位置検出精度の課題を解消するために、本発明の実施の形態では、細い配線を用いた対称性のあるダイヤモンド形状の構成を利用する。これにより、30インチ以上の大きな静電容量型タッチセンサにおいて、ペン等のタッチ面積の小さい物体による位置検出を高精度で行うことが可能になる。

（実施の形態２１）
（垂直電極６ｄの構成）
図４５の（ａ）は実施の形態２１に係るタッチパネルに設けられた垂直電極６ｄを構成する第一の基本形状８ｄを示す図であり、図４５の（ｂ）は垂直電極６ｄの構成を示す図である。垂直電極６ｄは、図３５に示した垂直電極６ａの格子ピッチを（７／５）倍に変更したものである。基本形状８ｄは、上側の細線の配線経路と下側の細線の配線経路とが、接続点Ｑ４において、細線１本分に絞られて接続されている。そして、基本形状８ｄは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称である。

図４６の（ａ）は実施の形態２１に係るタッチパネルに設けられた水平電極７ｄを構成する第二の基本形状９ｄを示す図であり、図４６の（ｂ）は水平電極７ｄの構成を示す図である。水平電極７ｄは、図３６に示した水平電極７ａの格子ピッチを（７／５）倍に変更したものである。基本形状９ｄは、左側の細線の配線経路と中央の細線の配線経路とが、接続点Ｑ５において、細線１本分に絞られて接続されている。そして、中央の細線の配線経路と右側の細線の配線経路とが、接続点Ｑ６において、細線１本分に絞られて接続されている。また、基本形状９ｄは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称である。

（実施の形態２２）
（垂直電極６ｅの構成）
図４７の（ａ）は実施の形態２２に係るタッチパネルに設けられた垂直電極６ｅを構成する第一の基本形状８ｅを示す図であり、図４７の（ｂ）は垂直電極６ｅの構成を示す図である。垂直電極６ｅは、細線で形成された第一の基本形状８ｅを、垂直方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状８ｅは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されている。

そして、基本形状８ｅは、上側の細線の配線経路と下側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により垂直方向に接続されている。

（水平電極７ｅの構成）
図４８の（ａ）は実施の形態２２に係るタッチパネルに設けられた水平電極７ｅを構成する第二の基本形状９ｅを示す図であり、図４８の（ｂ）は水平電極７ｅの構成を示す図である。水平電極７ｅは、細線で形成された第二の基本形状９ｅを、水平方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状９ｅは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されている。

そして、基本形状９ｅは、左側の細線の配線経路と右側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により水平方向に接続されている。

（格子２１０ｅの構成）
図４９は、垂直電極６ｅと水平電極７ｅにより形成された一様な格子２１０ｅを示す図である。複数の垂直電極６ｅと複数の水平電極７ｅとは、基板２０３（図３１）に垂直な方向から見ると、互いに重なる線分を持たないように配置されている。そして、複数の垂直電極６ｅと複数の水平電極７ｅとは、隙間無く一様に配置された格子２１０ｅを形成する。格子２１０ｅの輪郭は、長方形状に形成されている。

（垂直電極６ｆの構成）
図５０の（ａ）は実施の形態２２に係るタッチパネルに設けられた他の垂直電極６ｆを構成する第一の基本形状８ｆを示す図であり、図５０の（ｂ）は上記他の垂直電極６ｆの構成を示す図である。垂直電極６ｆは、細線で形成された第一の基本形状８ｆを、垂直方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状８ｆは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されている。

そして、基本形状８ｆは、基本形状８ｅと同様、上側の細線の配線経路と下側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により垂直方向に接続されている。

（水平電極７ｆの構成）
図５１の（ａ）は実施の形態２２に係るタッチパネルに設けられた他の水平電極７ｆを構成する第二の基本形状９ｆを示す図であり、図５１の（ｂ）は上記他の水平電極７ｆの構成を示す図である。水平電極７ｆは、細線で形成された第二の基本形状９ｆを、水平方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状９ｆは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されている。

そして、基本形状９ｆは、基本形状９ｅと同様、左側の細線の配線経路と右側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により水平方向に接続されている。

図５７に示す構成に内在するもう一点の問題点として、図５７の（ａ）の垂直電極７１、及び図５７の（ｂ）の水平電極７２とも、配線経路が細線一本分に絞られて接続される部分を持つことが挙げられる。タッチセンサパネルの製造工程において、この細線一本分に絞られている部分が断線すると、電極全体に通電できなくなるため、断線の可能性のある製造工程を用いる場合は、タッチセンサパネルの歩留まりを低下させるという課題が生じる。

これに対して本発明の実施形態では、基本形状８ｅ・８ｆ、基本形状９ｅ・９ｆは、配線経路が細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により接続されている。このため、製造工程において１本の細線が切れても、残りの細線により接続が維持され、垂直電極６ｅ・６ｆ、水平電極７ｅ・７ｆの断線を防止することができるという効果を奏する。

（変形例の第一の基本形状８ｇ・第二の基本形状９ｇの構成）
図５２の（ａ）は変形例の第一の基本形状８ｇを示す図であり、図５２の（ｂ）は変形例の第二の基本形状９ｇを示す図である。

基本形状８ｇは、上側の細線の配線経路と下側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により垂直方向に接続されている。そして、基本形状８ｇは、中心点Ｐに対して点対称に形成されている。

基本形状９ｇは、左側の細線の配線経路と右側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により水平方向に接続されている。そして、基本形状９ｇは、中心点Ｐに対して点対称に形成されている。

（他の変形例の第一の基本形状８ｈ・第二の基本形状９ｈの構成）
図５３の（ａ）は他の変形例の第一の基本形状８ｈを示す図であり、図５３の（ｂ）は他の変形例の第二の基本形状９ｈを示す図である。

基本形状８ｈは、上側の細線の配線経路と下側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により垂直方向に接続されている。そして、基本形状８ｈは、垂直中心線Ｃ１及び水平中心線Ｃ２に対して線対称に形成されている。

基本形状９ｈは、左側の細線の配線経路と右側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により水平方向に接続されている。そして、基本形状９ｈは、垂直中心線Ｃ１及び水平中心線Ｃ２に対して線対称に形成されている。

（実施の形態２３）
（電子黒板２５０の構成）
図５４は、実施の形態２３に係る電子黒板２５０（情報入出力装置）の外観を示す図である。電子黒板２５０は、本発明の実施の形態に係るタッチパネルシステム１ｐを備えており、タッチパネルシステム１ｐは、本発明の実施の形態に係るタッチパネル３ｄを有している。タッチパネル３ｄは、例えば約８０インチのサイズを有している。

なお、本発明は、以下のように表現することもできる。

〔１〕複数のセンサを持つタッチパネルと、前記センサからの信号を入力し、データを読み取るタッチパネルコントローラとからなるタッチパネルシステムに関して、前記タッチパネルは、使用者がタッチ操作を行うことにより信号を入力する主センサと、前記主センサと同じタッチパネル上に設置された副センサとを備え、前記タッチパネルコントローラは、前記主センサからの信号と前記副センサからの信号を受信し、前記主センサからの信号から、前記副センサからの信号を減算する減算手段とを有することを特徴とするタッチパネルシステム。

〔２〕前記副センサが、使用者がタッチ操作により接触することなく、センサに発生するノイズを検出することを特徴とする上記〔１〕に記載のタッチパネルシステム。

〔３〕前記主センサと前記副センサとが隣接して設置されていることを特徴とする上記〔１〕または〔２〕に記載のタッチパネルシステム。

〔４〕表示装置と、前記表示装置の表示画面の上部等に配置され、複数のセンサ群をマトリクス状に配置したタッチパネルと、前記センサ群からの信号を入力し、データを読み取るタッチパネルコントローラとからなるタッチパネルシステムに関して、前記タッチパネルは、使用者がタッチ操作を行うことにより信号を入力する主センサ群と、前記主センサ群と同じタッチパネル上に設置された副センサ群とを備え、前記タッチパネルコントローラは、前記主センサ群からの信号と前記副センサ群からの信号を受信し、前記主センサ群からの信号から、前記副センサ群からの信号を減算する減算手段とを有することを特徴とするタッチパネルシステム。

〔５〕前記副センサ群が、使用者がタッチ操作により接触することなく、センサ群に発生するノイズを検出することを特徴とする上記〔４〕に記載のタッチパネルシステム。

〔６〕前記主センサ群と前記副センサ群とが隣接して設置されていることを特徴とする上記〔４〕または〔５〕に記載のタッチパネルシステム。

〔７〕前記表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、FEDディスプレイであることを特徴とする上記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載のタッチパネルシステム。

〔８〕上記〔１〕〜〔７〕のいずれかのタッチパネルシステムを備えたことを特徴とする電子機器。

上記各構成によれば、タッチパネル内に、タッチ操作を検出する主センサ部と、ノイズ検出用の副センサ部とを備え、減算部が、主センサ部と副センサ部との信号の差分を取る。これにより、主センサ部からの出力信号からノイズ信号が除去され、タッチ操作により生じたタッチ操作本来の信号が抽出される。従って、タッチパネルに反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができる。それゆえ、除去対象となるノイズ成分は、ノイズを含む信号中のＡＣ信号成分に限られることなく、タッチパネルに反映されるノイズ成分の全てである。つまり、基本的にノイズ成分を全てキャンセルすることが可能であるタッチパネルシステムおよび電子機器を提供することが可能となる。

また、本発明は、以下のように記載することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記主センサ部は、複数のセンスラインを備え、上記副センサ部は、センスラインと同一方向に延びるサブセンスラインを備え、
上記減算部は、
上記センスラインから選択されたセンスラインＳｎの信号と、センスラインＳｎに隣接する２つのセンスライン（センスラインＳｎ＋１，センスラインＳｎ−１）のうち、一方のセンスラインＳｎ＋１の信号との差分である第１の差分（（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ）、および、
センスラインＳｎの信号とセンスラインＳｎに隣接する他方のセンスラインＳｎ−１の信号との差分である第２の差分（Ｓｎ−（Ｓｎ−１））を算出すると共に、
サブセンスラインとサブセンスラインに隣接するセンスラインとの差分である第３の差分を算出し、
上記タッチパネルコントローラは、上記第１の差分と第２の差分と第３の差分とを加算する加算部を備えることが好ましい。

上記の構成によれば、減算部が、隣接するセンスライン間で差分信号値を取得する。つまり、ノイズの相関性がより高い隣接するセンスライン間の差分を取ることになる。さらに、各センスラインの出力信号から、サブセンスラインの信号（ノイズ信号）も除去される。従って、より確実にノイズを除去することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記センスラインおよびサブセンスラインに対し交差して設けられたドライブラインと、上記ドライブラインを駆動するドライブライン駆動回路とを備え、
上記センスラインまたはサブセンスラインと、上記ドライブラインとの間に静電容量が形成されており、
上記ドライブライン駆動回路は、直交系列またはＭ系列を用いて、上記ドライブラインを並列に駆動するようになっており、
上記センスラインおよびサブセンスラインごとの出力信号を読み出し、その出力信号と上記ドライブラインを並列駆動する符号系列とを内積し、上記静電容量の容量値を算出する演算部を備えていてもよい。

上記の構成によれば、タッチパネルが直交系列駆動方式により駆動される。これにより、静電容量の信号が符号長倍（Ｎ倍）されて求まるため、ドライブライン数に依存せず、静電容量の信号強度が高まる。また、従来方式と同等の信号強度で良ければ、ドライブラインの駆動回数を減らすことができ、省電力化が可能となる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、上記減算部に入力されたセンスラインまたはサブセンスラインからのアナログ信号を、デジタル信号に変換する第１のＡＤ変換部を備え、
上記減算部は、上記第１のＡＤ変換部でデジタル信号を用いて上記第１の差分〜第３の差分を算出するようになっていてもよい。

上記の構成によれば、タッチパネルから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換した後、減算処理を行うことにより、ノイズを除去することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、上記減算部に入力されたセンスラインまたはサブセンスラインからのアナログ信号を、デジタル信号に変換する第２のＡＤ変換部を備え、
上記第２のＡＤ変換部は、上記減算部により上記アナログ信号を用いて算出された上記第１の差分〜第３の差分をデジタル信号に変換するようになっていてもよい。

上記の構成によれば、タッチパネルから出力されるアナログ信号をアナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、上記アナログ信号を用いて上記第１の差分〜第３の差分を算出する全差動増幅器を備えることが好ましい。

上記の構成によれば、全差動増幅器によって、タッチパネルから出力されるアナログ信号をアナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記全差動増幅器は、入力コモンモード電圧範囲が、レールトゥレール動作するようになっていることが好ましい。

上記の構成によれば、レールトゥレール（rail to rail）動作可能な全差動増幅器を備えている。これにより、全差動増幅器が、電源電圧（Ｖｄｄ）からＧＮＤまでの電圧範囲で動作可能となる。従って、全差動増幅器からの出力信号に、出力飽和の問題が生じない。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記加算部は、上記サブセンスラインからの距離が近い順に加算処理を進め、加算結果を次の加算処理に用いるようになっていることが好ましい。

上記の構成によれば、加算部が、加算結果を利用しながら、サブセンスラインから離れる方向に順次加算処理を進める。従って、加算処理速度を高めることができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記副センサ部は、上記タッチパネルのタッチ操作を検出しないようになっていてもよい。

上記の構成によれば、タッチ操作による信号が副センサ部で検出されないため、副センサ部からの出力信号には、タッチ操作による信号が含まれない。これにより、減算部の減算処理によって、タッチ操作の信号値が低減されることはない。つまり、主センサ部で検出されたタッチ操作の信号が低減されることなく、ノイズ成分が除去される。従って、タッチ操作の検出感度をより一層高めることができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記副センサ部は、上記タッチパネル上のタッチ操作されない領域に設けられていてもよい。

上記の構成によれば、副センサ部が、使用者がタッチ操作する領域（タッチ領域）を避けて設けられている。このため、副センサ部は、使用者がタッチ操作することなく、タッチパネルに反映されたノイズを検出するが、タッチ操作による信号を検出しない。従って、副センサ部が、タッチ操作を検出するのを確実に回避することができる。

つまり、上記の構成によれば、タッチ操作による信号が副センサ部で検出されないため、副センサ部からの出力信号には、タッチ操作による信号が含まれない。これにより、減算部の減算処理によって、タッチ操作の信号値が低減されることはない。つまり、主センサ部で検出されたタッチ操作の信号が低減されることなく、ノイズ成分が除去される。従って、タッチ操作の検出感度をより一層高めることができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記主センサ部と副センサ部とが、互いに隣接して設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、主センサ部と副センサ部とが、最も接近して配置される。つまり、主センサ部と副センサ部とが、略同一条件の配置状態となる。このため、副センサ部からの出力信号に含まれるノイズ信号値は、主センサ部からの出力信号に含まれるノイズ信号値と同一であるとみなすことができる。これにより、減算部による減算処理によって、タッチパネルに反映されたノイズ成分を、より確実に除去することができる。従って、タッチ操作の検出感度をより一層高めることができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記主センサ部は、１個の主センサからなるものであってもよい。

上記の構成によれば、主センサ部が、単数の主センサから構成されている。これにより、タッチ操作の有無を検出することのできるタッチパネルシステムを提供することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記主センサ部は、マトリクス状に配置された複数の主センサからなるものであってもよい。

上記の構成によれば、主センサ部が、マトリクス状に配置された複数の主センサから構成されている。これにより、タッチ操作の有無と共にタッチ位置を検出することのできるタッチパネルシステムを提供することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記センスラインに対し交差して設けられたドライブラインと、
上記ドライブラインを駆動するドライブライン駆動回路とを備え、
上記センスラインと、上記ドライブラインとの間に静電容量が形成されており、
上記ドライブライン駆動回路は、上記ドライブラインを並列に駆動するようになっており、
上記減算部は、上記センスラインごとの出力信号を受信し、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分として、上記ドライブラインが延びる方向における静電容量の差分を算出し、
上記減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する復号部を備えることが好ましい。

上記の構成によれば、タッチパネルが並列駆動され、復号部が、減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する。これにより、静電容量の信号が符号長倍（Ｎ倍）されて求まるため、ドライブライン数に依存せず、静電容量の信号強度が高まる。また、従来方式と同等の信号強度で良ければ、ドライブラインの駆動回数を減らすことができ、省電力化が可能となる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、上記減算部に入力されたセンスラインからのアナログ信号を、デジタル信号に変換する第３のＡＤ変換部を備え、
上記減算部は、上記第３のＡＤ変換部でデジタル信号を用いて算出された、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出してもよい。

上記の構成によれば、タッチパネルから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換した後、減算処理を行うことにより、ノイズを除去することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、上記減算部に入力されたセンスラインからのアナログ信号を、デジタル信号に変換する第４のＡＤ変換部を備え、
上記第４のＡＤ変換部は、上記減算部により上記アナログ信号を用いて算出された上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分をデジタル信号に変換してもよい。

上記の構成によれば、タッチパネルから出力されるアナログ信号をアナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、上記アナログ信号を用いて上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する全差動増幅器を備えていてもよい。

上記の構成によれば、全差動増幅器によって、タッチパネルから出力されるアナログ信号をアナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、非タッチ操作時に上記復号部で復号化された静電容量の差分分布を記憶する非タッチ操作時情報記憶部と、タッチ操作時に上記復号部で復号化された静電容量の差分分布から、非タッチ操作時情報記憶部に記憶された、非タッチ操作時の静電容量の差分分布を減算し、静電容量の差分分布を較正する較正部とを備える構成であってもよい。

上記の構成によれば、非タッチ操作時情報記憶部が、復号部で復号化された非タッチ操作時における静電容量の差分分布を記憶している。そして、較正部は、タッチ操作時の静電容量の差分分布から、非タッチ操作時情報記憶部に記憶された非タッチ操作時の静電容量の差分分布を減算する。つまり、較正部は、（タッチ操作時の静電容量の差分分布）−（非タッチ操作時の静電容量の差分分布）を算出する。従って、タッチパネルに内在するオフセットをキャンセルすることができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部で算出された互いに隣接するセンスラインの信号の差分と、正および負の閾値との比較に基づいて、タッチ操作の有無を判定する判定部を備えることが好ましい。

上記の構成によれば、判定部が、ノイズ信号が除去された、互いに隣接するセンスラインの信号の差分に基づいて、タッチ操作の有無を判定する。従って、タッチ操作の有無を正確に判定することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記判定部は、上記減算部で算出された互いに隣接するセンスラインの信号の差分と、正および負の閾値との比較に基づいて、各センスラインの信号の差分分布を３値化した増減表を作成すると共に、その増減表を２値画像に変換することによって、タッチ情報を抽出することが好ましい。

上記の構成によれば、ノイズ信号が除去された、互いに隣接するセンスラインの信号の差分が判定部に入力される。判定部は、互いに隣接するセンスラインの信号の差分と、判定部に格納された正および負の閾値との比較とを用いて、各センスラインの信号の差分分布を３値化した増減表を作成する。さらに、判定部は、その増減表を２値化することにより、増減表が２値画像に変換される。これにより、変換された２値画像には、タッチ位置候補が抽出される。従って、この２値画像に基づいて、タッチ情報（タッチの大きさ、位置など）を認識することにより、タッチ操作の有無に加えて、タッチ情報をより正確に認識することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、表示装置をさらに備え、上記タッチパネルは、上記表示装置の前面に設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、タッチパネルが表示装置の前面に設けられているため、表示装置に発生するノイズを確実に除去することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイ、電解放出ディスプレイであることが好ましい。

上記の構成によれば、表示装置が、日常的な電子機器に多用されている各種ディスプレイから構成されている。従って、汎用性の高いタッチパネルシステムを提供することができる。

本発明に係る静電容量型タッチセンサパネルは、細線で形成された第一の基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成され、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極と、細線で形成された第二の基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成され、垂直方向に所定の間隔を空けて前記垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極と、前記垂直電極面と前記水平電極面との間に配置されて前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とを絶縁する絶縁体とを備え、前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とは、前記垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置され、隙間無く一様な格子を形成することを特徴とする。

この特徴により、細線で形成された第一の基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成され、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極と、細線で形成された第二の基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成され、垂直方向に所定の間隔を空けて前記垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極とを、前記垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置し、隙間無く一様な格子を形成する。このため、絶縁膜を挟んで垂直電極と水平電極との電極分布を作成することにより、視覚的に隙間の無い一様な格子が形成され、表示装置に重ねた際にモアレ等の発生を防ぐことができる。

本発明に係る静電容量型タッチセンサシステムは、本発明に係るタッチセンサパネルを備えたことを特徴とする。

本発明に係る情報入出力装置は、本発明に係るタッチセンサシステムを備えたことを特徴とする。

本発明に係る静電容量型タッチセンサパネルは、複数の垂直電極と複数の水平電極とが、垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置され、隙間無く一様な格子を形成する。この結果、表示装置に重ねた際にモアレ等の発生を防ぐことができる。

本実施の形態に係る静電容量型タッチセンサパネルでは、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状を形成する線分は、斜め方向に沿って形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、第一の基本形状及び第二の基本形状を形成する線分が、ディスプレイのブラックマトリックスに対して傾斜することになるので、モアレが発生しにくくなる。

本実施の形態に係る静電容量型タッチセンサパネルでは、前記格子は、輪郭が長方形状に形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、複数の垂直電極と複数の水平電極とは、垂直電極面に垂直な方向から見て、輪郭が長方形状の格子を形成する。従って、隙間無く一様な格子の長方形状の輪郭の辺の箇所に、水平電極または垂直電極を駆動するアドレスラインと、垂直電極または水平電極から信号を読み出すためのアドレスラインとをそのまま容易に接合することができる。

本実施の形態に係る静電容量型タッチセンサパネルでは、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状は、垂直方向に延びる垂直中心線に対して線対称であることが好ましい。

上記構成により、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状が対称形状となるので、ペンを用いたタッチ入力による静電容量分布変化に基づく座標読み取り精度を向上させることができる。

本実施の形態に係る静電容量型タッチセンサパネルでは、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状は、点対称であることが好ましい。

上記構成により、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状が対称形状となるので、ペンを用いたタッチ入力による静電容量分布変化に基づく座標読み取り精度を向上させることができる。

本実施の形態に係る静電容量型タッチセンサパネルでは、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状は、垂直方向に延びる垂直中心線及び水平方向に延びる水平中心線のそれぞれに対して線対称であることが好ましい。

上記構成により、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状が対称形状となるので、ペンを用いたタッチ入力による静電容量分布変化に基づく座標読み取り精度を向上させることができる。

本実施の形態に係る静電容量型タッチセンサパネルでは、前記第一の基本形状は、少なくとも２箇所の細線部分により垂直方向に接続されており、前記第二の基本形状は、少なくとも２箇所の細線部分により水平方向に接続されていることが好ましい。

上記構成により、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状が少なくとも２箇所の細線部分により接続されるので、製造工程において一方の細線部分が切れても、他方の細線部分が残るので、断線を回避することができる。

本実施の形態に係るタッチパネルシステムは、タッチパネルと、上記タッチパネルからの信号を処理するタッチパネルコントローラとを備えたタッチパネルシステムにおいて、
上記タッチパネルは、上記タッチパネルのタッチ操作を検出する主センサ部と、上記主センサ部が設けられたタッチパネル上の面と同一面内に設けられた副センサ部とを備え、
上記タッチパネルコントローラは、上記主センサ部および副センサ部からの信号を受信し、上記主センサ部からの信号から、上記副センサ部からの信号を減算する減算部を備え、
上記主センサ部は、複数のセンスラインを備え、
上記副センサ部は、センスラインと同一方向に延びるサブセンスラインを備え、
上記減算部は、
上記センスラインから選択されたセンスラインＳｎの信号と、センスラインＳｎに隣接する２つのセンスライン（センスラインＳｎ＋１，センスラインＳｎ−１）のうち、一方のセンスラインＳｎ＋１の信号との差分である第１の差分（（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ）、および、
センスラインＳｎの信号とセンスラインＳｎに隣接する他方のセンスラインＳｎ−１の信号との差分である第２の差分（Ｓｎ−（Ｓｎ−１））を算出すると共に、
サブセンスラインとサブセンスラインに隣接するセンスラインとの差分である第３の差分を算出し、
上記タッチパネルコントローラは、上記第１の差分と第２の差分と第３の差分とを加算する加算部を備え、
上記タッチパネルは、
細線で形成された第一の基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成され、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極と、
細線で形成された第二の基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成され、垂直方向に所定の間隔を空けて前記垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極と、
前記垂直電極面と前記水平電極面との間に配置されて前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とを絶縁する絶縁体とを備え、
前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とは、前記垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置され、隙間無く一様な格子を形成する構成であってもよい。

上記の構成によれば、タッチパネル上の同一面内（同一面上）に、主センサ部と副センサ部とが設けられている。これにより、主センサ部および副センサ部からのいずれの出力信号にも、タッチパネルに反映された各種ノイズ信号が含まれる。さらに、減算部が、タッチ操作による信号とノイズ信号とを含む主センサ部からの出力信号と、ノイズ信号を含む副センサ部からの出力信号との差分をとる。これにより、主センサ部の出力信号からノイズ成分が除去され、タッチ操作本来の信号が抽出される。従って、タッチパネルに反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができる。

また、上記の構成によれば、減算部が、隣接するセンスライン間で差分信号値を取得する。つまり、ノイズの相関性がより高い隣接するセンスライン間の差分を取ることになる。さらに、各センスラインの出力信号から、サブセンスラインの信号（ノイズ信号）も除去される。従って、より確実にノイズを除去することができる。

さらに、上記の構成によれば、細線で形成された第一の基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成され、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極と、細線で形成された第二の基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成され、垂直方向に所定の間隔を空けて前記垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極とを、前記垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置し、隙間無く一様な格子を形成する。このため、絶縁膜を挟んで垂直電極と水平電極との電極分布を作成することにより、視覚的に隙間の無い一様な格子が形成され、表示装置に重ねた際にモアレ等の発生を防ぐことができる。

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。すなわち、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、各実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が本発明の範囲に含まれることが意図される。

本発明は、テレビ、パソコン、携帯電話、デジタルカメラ、携帯ゲーム機、電子フォトフレーム、携帯情報端末、電子ブック、家電製品、券売機、ＡＴＭ、カーナビゲーション等、タッチパネル式の各種電子機器に適用することができる。

本発明は、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極と、垂直方向に所定の間隔を空けて垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極と、垂直電極面と水平電極面との間に配置されて複数の垂直電極と複数の水平電極とを絶縁する絶縁体とを備えた静電容量型タッチセンサパネル、及びこれを用いた静電容量型タッチセンサシステム、情報入出力装置に利用することができる。

１ タッチパネルシステム
１ａ タッチパネルシステム
１ｂ タッチパネルシステム
１ｃ タッチパネルシステム
１ｄ タッチパネルシステム
１ｅ タッチパネルシステム
１ｆ タッチパネルシステム
１ｇ タッチパネルシステム
１ｈ タッチパネルシステム
１ｉ タッチパネルシステム
１ｊ タッチパネルシステム
１ｋ タッチパネルシステム
１ｍ タッチパネルシステム
１ｎ タッチパネルシステム
１ｏ タッチパネルシステム
１ｐ タッチパネルシステム（タッチパネルシステム，静電容量型タッチセンサシステム）
２ 表示装置
３ タッチパネル
３ａ タッチパネル
３ｂ タッチパネル
３ｃ タッチパネル
３ｄ タッチパネル（静電容量型タッチセンサパネル）
４ タッチパネルコントローラ
６ 垂直電極
７ 水平電極
８ 基本形状（第一の基本形状）
９ 基本形状（第二の基本形状）
１０ 格子
１２ ディスプレイ
１３、１４ 透明接着剤
１５ カバーフィルム
１６ ドライバ
１７ センスアンプ
１８ タイミングジェネレータ
１９ ＡＤ変換器
２０ 容量分布計算部
２１ タッチ認識部
２２ 静電容量値分布検出回路
３１ 主センサ（主センサ部）
３１ａ 主センサ群（主センサ部）
３１ｂ 主センサ群（センサ部）
３２ 副センサ（副センサ部）
３２ａ 副センサ群（副センサ部）
３３ センスライン
３４ サブセンスライン
３５ ドライブライン
４１ 減算部
４１ａ 減算部
４６ 加算部
４７ 電荷積分器（演算部）
４８ ＡＤ変換部（第１のＡＤ変換部，第２のＡＤ変換部）
４８ａ ＡＤ変換部（第３のＡＤ変換部，第４のＡＤ変換部）
４９ 差動増幅器
５０ 全差動増幅器
５８ 復号部
５９ 判定部
６１ 非タッチ操作時情報記憶部
６２ 較正部
２０３ 基板（絶縁体）
２０４ 面（垂直電極面）
２０５ 面（水平電極面）
２５０ 電子黒板（電子機器，情報入出力装置）
Ｃ１ 垂直中心線
Ｃ２ 水平中心線
Ｐ 中心点

Claims (13)

1. タッチパネルと、上記タッチパネルからの信号を処理するタッチパネルコントローラと、ドライブライン駆動回路とを備えたタッチパネルシステムにおいて、
   上記タッチパネルは、複数のセンスラインと、上記センスラインに対し交差して設けられた複数のドライブラインと、上記センスラインと、上記ドライブラインとの間に形成された静電容量とを有し、上記タッチパネルのタッチ操作を検出するセンサ部を備え、
   上記ドライブライン駆動回路は、上記ドライブラインを並列に駆動するようになっており、
   上記タッチパネルコントローラは、
   上記センサ部からの信号を受信し、互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する減算部と、
   上記ドライブラインを並列駆動する符号系列と、上記符号系列に対応するセンスラインの差分出力系列との内積を演算することによって、上記減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する復号部と、
   上記減算部において、上記センスラインから選択されたセンスラインＳｎの信号と、センスラインＳｎに隣接する２つのセンスライン（センスラインＳｎ＋１，センスラインＳｎ−１）のうち、一方のセンスラインＳｎ＋１の信号との差分である第１の差分（（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ）、または、センスラインＳｎの信号とセンスラインＳｎに隣接する他方のセンスラインＳｎ−１の信号との差分である第２の差分（Ｓｎ−（Ｓｎ−１））が算出されるように、減算部に入力される信号を切り替えるスイッチとを備え、
   上記減算部は、上記センスラインごとの出力信号を受信し、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分として、上記ドライブラインが延びる方向における静電容量の差分を算出し、
   上記複数のセンスラインまたはドライブラインの一方が複数の垂直電極であり、他方が複数の水平電極であり、
   上記複数の垂直電極は、細線で形成された第一の基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成され、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置されており、
   上記複数の水平電極は、細線で形成された第二の基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成され、垂直方向に所定の間隔を空けて前記垂直電極面に平行な水平電極面上に配置されており、
   前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とは、前記垂直電極面と前記水平電極面との間に配置された絶縁体によって絶縁されており、
   前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とは、前記垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置され、隙間無く一様な格子を形成することを特徴とするタッチパネルシステム。
2. 上記スイッチは、２つの端子を備え、一方の端子が選択されるようになっており、
   上記ドライブラインを並列駆動する符号系列は、以下に示される上記ドライブラインの１番目からＭ番目までを並列駆動する符号系列（成分は１または−１）であり、
   ｄ_１ ＝ （ｄ_１１，ｄ_１２，・・・，ｄ_１Ｎ）
   ｄ_２ ＝ （ｄ_２１，ｄ_２２，・・・，ｄ_２Ｎ）
   ・
   ・
   ・
   ｄ_Ｍ ＝ （ｄ_Ｍ１，ｄ_Ｍ２，・・・，ｄ_ＭＮ）
   上記符号系列に対応するセンスラインの差分出力系列「Ｓ_{ｊ, Ｐ}（ｊ＝１,..,[Ｌ／２], Ｐ＝１，２）（Ｌはセンスラインの数、[ｎ]＝ｎの整数部分）」を、
   Ｓ_ｊ，１：スイッチＳＷが一方の端子を選択した時のｄ_１〜 ｄ_Ｍに対する出力系列
   Ｓ_ｊ，２：スイッチＳＷが他方の端子を選択した時のｄ_１〜 ｄ_Ｍに対する出力系列
   と定義し、
   上記復号部は、上記ドライブラインを並列駆動する符号系列と、上記符号系列に対応するセンスラインの差分出力系列との内積を演算することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルシステム。
3. 上記減算部は、
   上記減算部に入力されたセンスラインからのアナログ信号を、デジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
   上記ＡＤ変換部で変換されたデジタル信号を用いて、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する減算器とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネルシステム。
4. 上記減算部は、
   上記減算部に入力されたセンスラインからのアナログ信号を用いて、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する減算器と、
   上記減算器によって算出された上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分をデジタル信号に変換するＡＤ変換部とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネルシステム。
5. 上記減算部は、上記減算器として、上記アナログ信号を用いて上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する全差動増幅器を備えることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネルシステム。
6. 非タッチ操作時に上記復号部で復号化された静電容量の差分分布を記憶する非タッチ操作時情報記憶部と、
   タッチ操作時に上記復号部で復号化された静電容量の差分分布から、非タッチ操作時情報記憶部に記憶された、非タッチ操作時の静電容量の差分分布を減算し、静電容量の差分分布を較正する較正部とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネルシステム。
7. 上記減算部で算出された互いに隣接するセンスラインの信号の差分と、正および負の閾値との比較に基づいて、タッチ操作の有無を判定する判定部を備えることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のタッチパネルシステム。
8. タッチパネルと、上記タッチパネルからの信号を処理するタッチパネルコントローラと、ドライブライン駆動回路とを備えたタッチパネルシステムにおいて、
   上記タッチパネルは、複数のセンスラインと、上記センスラインに対し交差して設けられた複数のドライブラインと、上記センスラインと、上記ドライブラインとの間に形成された静電容量とを有し、上記タッチパネルのタッチ操作を検出するセンサ部を備え、
   上記ドライブライン駆動回路は、上記ドライブラインを並列に駆動するようになっており、
   上記タッチパネルコントローラは、
   上記センサ部からの信号を受信し、互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する減算部と、
   上記ドライブラインを並列駆動する符号系列と、上記符号系列に対応するセンスラインの差分出力系列との内積を演算することによって、上記減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する復号部とを備え、
   上記減算部は、上記センスラインごとの出力信号を受信し、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分として、上記ドライブラインが延びる方向における静電容量の差分を算出し、
   上記複数のセンスラインまたはドライブラインの一方が複数の垂直電極であり、他方が複数の水平電極であり、
   上記複数の垂直電極は、細線で形成された第一の基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成され、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置されており、
   上記複数の水平電極は、細線で形成された第二の基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成され、垂直方向に所定の間隔を空けて前記垂直電極面に平行な水平電極面上に配置されており、
   前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とは、前記垂直電極面と前記水平電極面との間に配置された絶縁体によって絶縁されており、
   前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とは、前記垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置され、隙間無く一様な格子を形成することを特徴とするタッチパネルシステム。
9. 上記減算部において、上記センスラインから選択されたセンスラインＳｎの信号と、センスラインＳｎに隣接する２つのセンスライン（センスラインＳｎ＋１，センスラインＳｎ−１）のうち、一方のセンスラインＳｎ＋１の信号との差分である第１の差分（（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ）、および、センスラインＳｎの信号とセンスラインＳｎに隣接する他方のセンスラインＳｎ−１の信号との差分である第２の差分（Ｓｎ−（Ｓｎ−１））が算出されることを特徴とする請求項８に記載のタッチパネルシステム。
10. 上記符号系列は、直交系列またはＭ系列であることを特徴とする請求項８に記載のタッチパネルシステム。
11. 表示装置をさらに備え、
    上記タッチパネルは、上記表示装置の前面に設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のタッチパネルシステム。
12. 上記表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイ、電界放出ディスプレイであることを特徴とする請求項１１に記載のタッチパネルシステム。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のタッチパネルシステムを備えることを特徴とする電子機器。

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