JP6117443B2 - タッチパネルシステム及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルを利用するシステム、及び、当該システムを利用する電子機器に関する。

本発明者らは、特許文献１において、外来ノイズの有無を判定することができる静電容量値分布検出装置を開示している。特許文献１の静電容量値分布検出装置では、タッチパネルのドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換えてノイズを検知している。

国際公開ＷＯ２０１４／０４２１２８号公報（2014年3月20日公開）

しかし、特許文献１の静電容量値分布検出装置は、ノイズを検知するために、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える前の静電容量値分布と、当該接続状態を切り換えた後の静電容量値分布とを比較する必要がある。この動作（比較）を行うためには、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える構成・動作が必須となる。また、ノイズを検出し、検出したノイズの影響を抑圧できるパターンに収束する（つまり、当該ノイズの影響が少ないタッチパネルの駆動パターンを選択する）までに時間を要するといった課題がある。

本発明は、以上の問題を鑑み、タッチ検出において、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える構成の有無に影響されず、かつ、適時にノイズを検知し、時間的に変化するノイズの影響を抑制することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るタッチパネルシステムは、複数本の第１信号線と複数本の第２信号線との交点にそれぞれ形成された複数個のキャパシタを有するタッチパネルと、前記タッチパネルを制御するコントローラとを備えたタッチパネルシステムであって、前記コントローラは、前記タッチパネル上のタッチ位置を検出する期間であるタッチ検出期間において、駆動パターンに基づいて前記キャパシタを前記第１信号線に沿って駆動する駆動回路と、前記駆動回路によって駆動された前記キャパシタに蓄積された電荷に基づく線形和信号を前記第２信号線に沿って読み出すために設けられた読出部と、前記駆動回路が前記キャパシタを駆動しない間に、前記タッチパネルに混入したノイズ信号を読み出すノイズ読出期間を規定する期間規定部と、前記ノイズ読出期間に前記読出部により読み出されたノイズ信号に基づき、前記タッチ検出期間の前記駆動パターンを規定する駆動規定部とを備え、前記期間規定部は、前記タッチパネルの省電力期間内に、前記ノイズ読出期間を規定する。

本発明の一態様によれば、ノイズを検知するために、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える必要がない。そして、タッチパネルの動作中にノイズを読み出し、タッチ検出において、時間的に変化するノイズの影響を適時に抑制できるという効果を奏する。さらに、ノイズを読み出すためだけにタッチパネルを動作させる必要がなく、適時にノイズを読み出せるという効果を奏する。

参考形態１に係る信号処理システムの構成を示すブロック図である。 前記信号処理システムにより処理される時系列信号のノイズ量及びサンプリング周波数と時系列信号の信号変化量との間の周波数特性を示すグラフである。 参考形態１に係るタッチパネルシステムの構成を示す回路図である。 前記タッチパネルシステムの駆動方法を説明するための回路図である。 前記タッチパネルシステムの駆動方法を示す数式を説明するための図である。 前記タッチパネルシステムにノイズが印加される状況を示す回路図である。 前記タッチパネルシステムの並列駆動方法を説明するための回路図である。 前記タッチパネルシステムの並列駆動方法を示す数式を説明するための図である。 前記タッチパネルシステムをＭ系列（M-sequence）符号により並列駆動する方法を示す数式を説明するための図である。 参考形態１に係る他のタッチパネルシステムの構成を示す回路図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、前記他のタッチパネルシステムによりキャパシタを駆動する実施単位を説明するための図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、前記他のタッチパネルシステムによりキャパシタを反転駆動する方法を説明するための図である。 前記他のタッチパネルシステムにより１ｓｔベクタによる駆動の次に２ｎｄベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図である。 （ａ）は前記他のタッチパネルシステムにより連続して１ｓｔベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は連続して１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を実施するときの駆動信号等の波形図である。 （ａ）は前記他のタッチパネルシステムにより連続して１ｓｔベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタによる駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。 （ａ）は連続して１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。 （ａ）は前記他のタッチパネルシステムにより連続して１ｓｔベクタ〜３ｒｄベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタ〜３ｒｄベクタによる駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。 （ａ）（ｂ）は前記他のタッチパネルシステムによる４重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 前記他のタッチパネルシステムによる他の４重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 （ａ）（ｂ）前記他のタッチパネルシステムによるさらに他の４重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 （ａ）（ｂ）は前記他のタッチパネルシステムの駆動方法を比較するための図である。 参考形態２に係るタッチパネルシステムの構成を示す回路図である。 参考形態３に係る電子機器の構成を示すブロック図である。 本発明の参考形態４に係るタッチパネルシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の参考形態４に係るタッチパネルシステムに設けられたタッチパネルの構成を示す模式図である。 本発明の参考形態４に係るマルチプレクサの概略構成を示す回路図である。 本発明の参考形態４に係る接続切替部の具体的な構成の一例を示す回路図である。 （ａ）は本発明の参考形態５におけるタッチパネルシステムにおけるタッチパネルコントローラからスタイラスペンに送信されるマンチェスタ符号化された周期性を有する疑似不規則化系列の同期波形を示す図であり、（ｂ）は同期波形とタッチ検出用波形とを示す波形図である。 前記タッチパネルシステムの構成を示すブロック図である。 前記タッチパネルシステムに設けられたタッチパネルの構成を示す配線図である。 前記タッチパネルに接続された信号線とドライバに接続されたドライブライン及びセンスアンプに接続されたセンスラインとの接続を切り替えるためのマルチプレクサの構成を示す回路図である。 前記タッチパネルシステムにおけるスタイラスペンの構成を示すブロック図である。 前記スタイラスペンにおける同期を取るための基本動作を示すタイミングチャートである。 （ａ）はタッチパネルコントローラにおけるドライバのドライブライン及びセンスアンプのセンスラインにおけるタッチパネル及びスタイラスペンへの出力関係を示す図であり、（ｂ）は同期波形とタッチ検出用波形とを示す波形図である。 （ａ）はタッチパネルコントローラからスタイラスペンに送信される同期波形及びタッチ検出用波形等の駆動波形と低周波ノイズとを示す波形図であり、（ｂ）は駆動波形と低周波ノイズとが重畳された状態を示す波形図であり、（ｃ）はリセットタイミングによりリセットした状態を示す波形図である。 前記スタイラスペンにおける同期信号検出回路に設けられたリセット回路の構成を示す図である。 （ａ）はタッチパネルコントローラから送信される同期波形の一例を示す波形図であり、（ｂ）は受信であるスタイラスペンでの入力波形を示す波形図であり、（ｃ）は（ｂ）においてリセットタイミングＲ１にて基準電位を定めたときの内部波形を示す波形図であり、（ｄ）は（ｂ）においてリセットタイミングＲ２にて基準電位を定めたときの内部波形を示す波形図である。 （ａ）はマンチェスタ符号化しない場合のＭ系列符号「１１１００１０」を用いた同期波形を示す波形図であり、（ｂ）はマンチェスタ符号化したＭ系列符号「１１１００１０」を用いた同期波形を示す波形図である。 （ａ）はタッチパネルコントローラから送信されるＨｉｇｈ期間の長い同期波形の一例を示す波形図であり、（ｂ）は受信であるスタイラスペンでの入力波形のリセットタイミングＲ３を示す波形図であり、（ｃ）は（ｂ）においてリセットタイミングＲ３にて基準電位を定めたときの内部波形を示す波形図である。 タッチパネルコントローラの駆動動作とスタイラスペンの駆動動作との対応関係を示す動作イメージ図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、図４０に示す同期信号検出期間、休止期間及び通常の駆動期間の具体的駆動動作を示す図である。 （ａ）は本発明の参考形態６におけるタッチパネルシステムを示すものであって、スタイラスペンにて受信された信号の入力波形を示す波形図であり、（ｂ）はリセットタイミングＲ１〜Ｒ６にて基準電位を定めたときの内部波形を示す波形図である。 （ａ）はタッチパネルコントローラから送信される同期波形の一例を示す波形図であり、（ｂ）は受信であるスタイラスペンでの入力波形のリセットタイミングＲ７・Ｒ８・Ｒ９を示す波形図であり、（ｃ）は（ｂ）に示すリセットタイミングＲ７・Ｒ８・Ｒ９にて基準電位を定めたときの同期波形を示す波形図である。 同期波形が出力される直前に固定期間を設けたタッチパネルコントローラの出力波形を示すタイミングチャートである。 （ａ）はタッチパネルコントローラから送信される同期波形の一例を示す波形図であり、（ｂ）は受信であるスタイラスペンでの入力波形のリセットタイミングＲ１１・Ｒ１２・Ｒ１３を示す波形図であり、（ｃ）は（ｂ）に示すリセットタイミングＲ１１・Ｒ１２・Ｒ１３にて基準電位を定めたときの同期波形を示す波形図である。 （ａ）はタッチパネルコントローラにおけるドライバのドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌによって送信される同期波形の送信方法を示す図であり、（ｂ）は受信であるスタイラスペンでの入力波形を示す波形図であり、（ｃ）は（ｂ）に示す固定期間にて最初にリセットして基準電位を定めたときの同期波形を示す波形図である。 タッチパネルコントローラの駆動動作とスタイラスペンの駆動動作との対応関係を示す動作イメージ図である。 図４７に示す固定期間の具体的駆動動作を示す図である。 本発明の実施形態１の、タッチパネルシステムの構成を示す回路図である。 図４９に示されるタッチパネルシステムにおいて、期間規定部がノイズ読出期間を規定する動作を説明するタイミングチャートであって、（ａ）はノイズ読出期間が規定される前の動作を示し、（ｂ）はノイズ読出期間が規定された後の動作を示す。 本発明の実施形態２の、図４９に示されるタッチパネルシステムにおいて、期間規定部がノイズ読出期間を規定する動作を説明するタイミングチャートであって、（ａ）はノイズ読出期間が規定される前の動作を示し、（ｂ）はノイズ読出期間が規定された後の動作を示す。 図４９に示されるタッチパネルシステムにおいて、期間規定部がノイズ読出期間を規定する動作を説明するタイミングチャートであって、（ａ）はノイズ読出期間が規定される前の動作を表し、（ｂ）はノイズ読出期間が規定された後の動作を表す。 本発明の実施形態３の、図４９に示されるタッチパネルシステムが備える読出部を簡略化して示すブロック図であって、（ａ）は読出部の簡略化された構成を示し、（ｂ）は読出部の簡略化された動作を示し、（ｃ）は読出部の簡略化された他の動作を示し、（ｄ）は読出部の簡略化されたさらに他の動作を示す。 本発明の実施形態４の、フェイズ長の設定に応じたＡＤ変換回路の連続した２つの出力を単純加算平均した結果を示すグラフであって、（ａ）はＡＤ変換回路のサンプリング周波数が４００ｋＨｚである場合のグラフを示し、（ｂ）は当該サンプリング周波数が６００ｋＨｚである場合を示す。 本発明の実施形態５の、サンプリングの個数が８である図１１（ｃ）の同一ベクタ連続駆動と、図１２（ｂ）の同一ベクタ連続反転駆動とにおけるノイズの伝達特性を示すグラフであって、（ａ）は正規化周波数に対する信号変化量の関係を示し、（ｂ）はサンプリング周波数に対するノイズ推定量を示す。

〔参考例〕
本発明の実施形態を理解する上で参考となる例を説明する。

≪タッチパネルシステムの構成≫
〔参考形態１〕
（信号処理システム１０の構成）
図１は、参考形態１に係る信号処理システム１０の構成を示すブロック図である。信号処理システム１０は、線形素子ＣＸを駆動する駆動回路４と、駆動回路４を制御する制御回路１４とを備えている。

制御回路１４は、互いに異なる入出力伝達特性を有するサブシステム５ａ・５ｂと、サブシステム５ａ・５ｂのいずれかを駆動回路４に接続する切換回路６とを有している。

線形素子ＣＸは、サブシステム５ａ又は５ｂにより制御される駆動回路４により駆動されて、連続的又は離散的に観測できて時々刻々と変化する値を有する時系列信号をアナログインターフェース回路７ａ（例えば、増幅回路）に供給する。アナログインターフェース回路７ａは、この時系列信号を増幅してＡＤ変換回路１３に出力する。ＡＤ変換回路１３は、アナログインターフェース回路７ａから供給された時系列信号をＡＤ変換し、離散時間でサンプリングされた時々刻々と変化する複数個の時系列信号を線形素子推定部１１に供給する。線形素子推定部１１は、ＡＤ変換された線形素子ＣＸに基づく複数個の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って線形素子ＣＸの値、もしくは、線形素子ＣＸの入力を推定する。信号処理システム１０には、線形素子推定部１１による線形素子ＣＸの推定値もしくは線形素子ＣＸの入力の推定値から、時系列信号に混入するノイズ量を推定するノイズ量推定回路９が設けられている。

切換回路６は、時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、入出力伝達特性に基づいて、加減算に基づく信号処理を行って線形素子ＣＸの値もしくは入力を推定する結果に混入するノイズの影響を低減するようにサブシステム５ａ・５ｂを切り換えて駆動回路４に繋ぐ。

制御回路１４は、アナログインターフェース回路７ａを制御する。例えば、増幅回路への入力状態を切り換える偶数フェイズ駆動と奇数フェイズ駆動に対応する信号を制御回路１４は制御する。また制御回路１４は、ＡＤ変換回路１３のサンプリング周波数、多重サンプリング数を制御する。さらに制御回路１４は、線形素子推定部１１の動作を制御する。

サブシステム５ａに基づく線形素子ＣＸからの時系列信号の多重サンプリング数と、サブシステム５ｂに基づく線形素子ＣＸからの時系列信号の多重サンプリング数とは異なり得る。そして、サブシステム５ａに基づく線形素子ＣＸからの時系列信号のサンプリング周波数と、サブシステム５ｂに基づく線形素子ＣＸからの時系列信号のサンプリング周波数とは異なり得る。

サブシステム５ａ・５ｂに基づく複数個の時系列信号の符号の正負は時系列に沿って反転し得る。また、サブシステム５ａ・５ｂに基づく複数個の時系列信号の符号の正負は時系列に沿って一定となり得る。

切換回路６は、ノイズ量推定回路９の推定結果に基づいてサブシステム５ａ・５ｂを切り換える。

線形素子ＣＸは、例えば、キャパシタであり得る。線形素子ＣＸは、熱電対を備えた温度計であってもよい。この場合は、駆動回路４が無くても、信号処理システム１０が成立する。熱電対を用いて観測できる微小電圧（微小電流）を増幅回路により増幅した後、ＡＤ変換回路１３によりサンプリングし、多重サンプリングのサンプリング数、サンプリング周波数を変えて、ノイズの影響を低減できる構成が実現できる。

（ノイズ量及びサンプリング周波数と信号変化量との間の周波数特性）
図２は、信号処理システム１０により処理される時系列信号のノイズ量及びサンプリング周波数と時系列信号の信号変化量との間の周波数特性を示すグラフである。横軸は、信号周波数とサンプリング周波数との比である正規化係数を示している。縦軸は、信号の信号変化量を示している。

特性Ｃ１は、２個の信号をサンプリングして単純移動平均を出力する２重サンプリングの周波数特性を示している。特性Ｃ２は４個の信号をサンプリングして単純移動平均を出力する４重サンプリングの周波数特性を示しており、特性Ｃ３は８個の信号をサンプリングして単純移動平均を出力する８重サンプリングの周波数特性を示している。そして、特性Ｃ４は１６個の信号をサンプリングして単純移動平均を出力する１６重サンプリングの周波数特性を示している。

この周波数特性のグラフから、２重サンプリングでは、特性Ｃ１に示すように、正規化係数が０．５のとき信号変化量が−∞ｄＢになる。従って、サンプリング周波数をノイズ周波数の２倍に設定するとノイズの影響をなくすことができる。また、正規化周波数が０．５に近づくようにサンプリング周波数を変更してもノイズの影響を低減することができる。

４重サンプリングでは、特性Ｃ２に示すように、正規化係数が０．５のとき、及び０．２５のとき信号変化量が−∞ｄＢになる。従って、サンプリング周波数をノイズ周波数の２倍又は４倍に設定するとノイズの影響をなくすことができる。正規化周波数が０．５又は０．２５に近づくようにサンプリング周波数を変更してもノイズの影響を低減することができる。

８重サンプリングでは、特性Ｃ３に示すように、正規化係数が０．５、０．３７５、０．２５、及び０．１２５のとき信号変化量が−∞ｄＢになる。従って、サンプリング周波数をノイズ周波数の２倍、２．６７倍、４倍、又は８倍に設定するとノイズの影響をなくすことができる。正規化周波数が０．５、０．３７５、０．２５、又は０．１２５に近づくようにサンプリング周波数を変更してもノイズの影響を低減することができる。

１６重サンプリングでも、特性Ｃ４に示すように、サンプリング周波数を設定、又は変更することにより、ノイズの影響を無くし、又は低減することができる。

このように、ノイズ周波数に対するサンプリング周波数を設定、又は変更することにより、ノイズの影響を無くし、又は低減することができる。

例えば、正規化周波数が０．２５のとき、２重サンプリングでは信号変化量は−３ｄＢであるが、４重サンプリング、８重サンプリング、及び１６重サンプリングでは信号変化量は−∞ｄＢである。従って、多重サンプリングの多重度を２重から４重、８重、及び１６重のいずれかに変更すると、ノイズの影響を無くすことができる。このように、多重サンプリングの多重度を変更することによっても、ノイズの影響を無くし、又は低減することができる。

従って、図１に示す複数のサブシステムのサンプリング周波数を異なるように設定し、又は、多重サンプリングの多重度を異なるように設定しておき、ノイズの周波数に基づいて、図２に示す信号変化量「ｄＢ」が小さく（絶対値の大きい負の値に）なるように多重度、サンプリング周波数が設定されたサブシステムに切換回路６で切り換えることにより、ノイズの影響を無くし、又は低減することができる。

（タッチパネルシステム１の構成）
図３は、参考形態１に係るタッチパネルシステム１の構成を示す回路図である。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、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４とセンスラインＳＬ１〜ＳＬ４との交点にそれぞれ形成されたキャパシタＣ１１〜Ｃ４４を有する。

タッチパネルコントローラ３は、キャパシタＣ１１〜Ｃ４４をドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４に沿って駆動する駆動回路４を有している。

タッチパネルコントローラ３には、センスラインＳＬ１〜ＳＬ４にそれぞれ接続された増幅回路７が設けられている。各増幅回路７は、駆動回路４により駆動されたキャパシタＣ１１〜Ｃ４４にそれぞれ蓄積された静電容量に基づく複数個の線形和信号をセンスラインＳＬ１〜ＳＬ４に沿って読み出して増幅する。増幅回路７は、増幅器１８と、増幅器１８に並列に接続された積分容量Ｃｉｎｔ及びリセットスイッチを有している。

タッチパネルコントローラ３は、増幅回路７の出力をアナログ・デジタル変換するＡＤ変換回路１３と、アナログ・デジタル変換された増幅回路７の出力に基づいてキャパシタＣ１１〜Ｃ４４にそれぞれ蓄積された静電容量を推定する復号演算回路８とを有している。

タッチパネルコントローラ３は、駆動回路４を制御する制御回路１４を有している。制御回路１４は、異なる入出力伝達特性を有するサブシステム５ａ・５ｂと、線形和信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、入出力伝達特性に基づいて、復号演算回路８によりキャパシタＣ１１〜Ｃ４４の静電容量を推定した結果に混入するノイズの影響を低減するようにサブシステム５ａ・５ｂを切り換えて駆動回路４に繋ぐ切換回路６とを有している。

制御回路１４は、ＡＤ変換回路１３のサンプリング周波数、多重サンプリング数を制御する。さらに制御回路１４は、復号演算回路８の動作を制御する。

線形和信号の加減算に基づく信号処理による静電容量の推定値から、線形和信号に混入するノイズ量を推定するノイズ量推定回路９が設けられている。切換回路６は、ノイズ量推定回路９の推定結果に基づいてサブシステム５ａ・５ｂを切り換える。

（タッチパネルシステム１の動作）
図４はタッチパネルシステム１の駆動方法を説明するための回路図であり、図５はタッチパネルシステム１の駆動方法を示す数式を説明するための図である。

駆動回路４は、図５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。符号行列の要素が「１」であれば、駆動回路４は電圧Ｖdriveを印加し、要素が「０」であれば、ゼロボルトを印加する。

増幅回路７は、駆動回路４により駆動されたキャパシタに蓄積された電荷に基づく静電容量のセンスラインに沿った線形和の測定値Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４を受け取って増幅する。

例えば、前記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、駆動回路４はドライブラインＤＬ１に電圧Ｖdrive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、図５の式１で示される静電容量Ｃ_３１が蓄積されたキャパシタＣ３１に対応するセンスラインＳＬ３からの測定値Ｙ１が増幅回路７から出力される。

そして、２回目の駆動では、ドライブラインＤＬ２に電圧Ｖdrive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、図５の式２で示される静電容量Ｃ_３２が蓄積されたキャパシタＣ３２に対応するセンスラインＳＬ３からの測定値Ｙ２が増幅回路７から出力される。

次に、３回目の駆動では、ドライブラインＤＬ３に電圧Ｖdrive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に電圧Ｖdrive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５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。なお、図５の式３〜式４においては、表記の簡単化のため、測定値Ｙ１〜Ｙ４について、係数（−Ｖdrive／Ｃint）を省略して記載している。

図６は、タッチパネルシステム１にノイズが印加される状況を示す回路図である。説明の簡潔化のためにセンスラインＳＬ３を例に挙げて説明すると、センスラインＳＬ３に結合された寄生容量Ｃｐを介して、センスラインＳＬ３に沿って読み出される線形和信号にノイズが印加されると、線形和信号が以下のようになる。

（−Ｃ×Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ）＋（−Ｃｐ×Ｖｎ／Ｃｉｎｔ）
従って、
Ｅｙ＝−Ｃｐ×Ｖｎ／Ｃｉｎｔ
により表されるノイズが線形和信号に混入する。

図７はタッチパネルシステム１の並列駆動方法を説明するための回路図であり、図８はタッチパネルシステム１の並列駆動方法を示す数式を説明するための図である。

駆動回路４は、図８の式５に示される４行４列の直交符号系列に基づいてドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４を駆動する。直交符号系列の要素は、「１」と「−１」とのいずれかであり。要素が「１」であれば、駆動部５４は電圧Ｖdriveを印加し、要素が「−１」であれば、−Ｖdriveを印加する。ここで、電圧Ｖdriveは、電源電圧でもよいが、電源電圧以外の電圧であってもよい。

そして、図８の式６に示すように、測定値Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４と直交符号系列との内積をとることにより、式７に示すように、静電容量Ｃ１〜Ｃ４を推定することができる。

タッチパネルシステムでは、比較的ノイズが大きいため、前記動作を複数回行い、平均化した線形和信号データを真の値として取り扱うことがある。この複数回行う動作のタイミングを変えることによって、異なる入出力伝達特性を有するサブシステム５ａ・５ｂ（図３参照）を実現することができる。

図９は、タッチパネルシステム１をＭ系列符号により並列駆動する方法を示す数式を説明するための図である。Ｍ系列符号によりキャパシタを並列駆動することによってもキャパシタの静電容量を推定することができる。式８〜式１１に示すように、測定値Ｙ１〜Ｙ７の内積をとることにより、静電容量Ｃ１〜Ｃ７を推定することができる。「Ｍ系列」は、二進擬似乱数列の一種であり、１と０（又は０を−１に置き換えて、１と−１）の２値のみから構成される。なお、Ｍ系列の詳細については、後述する。Ｍ系列の１周期の長さは、２^ｎ−１である。長さ＝２^３−１＝７のＭ系列の例としては、「１、−１、−１、１、１、１、−１」が挙げられる。

（タッチパネルシステム１ａの構成）
図１０は、参考形態１に係る他のタッチパネルシステム１ａの構成を示す回路図である。図３で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。

タッチパネルシステム１ａは、タッチパネルコントローラ３ａを有している。タッチパネルコントローラ３ａは、切換回路１２を有している。切換回路１２は、各増幅回路（センスアンプ）７の入力状態を、（２ｎ）番目のセンスラインと（２ｎ＋１）番目のセンスラインとが入力される偶数フェイズ状態（フェイズ０）と、（２ｎ＋１）番目のセンスラインと（２ｎ＋２）番目のセンスラインとが入力される奇数フェイズ状態（フェイズ１）との間で切り換える。ここでｎはゼロ以上３１以下の整数である。

制御回路１４は、増幅回路７を制御する。例えば、増幅回路７への入力状態を切り換える偶数フェイズ駆動と奇数フェイズ駆動に対応する切換回路１２に与える信号を制御回路１４は制御する。また制御回路１４は、ＡＤ変換回路１３のサンプリング周波数、多重サンプリング数を制御する。さらに制御回路１４は、復号演算回路８の動作を制御する。

（タッチパネルシステム１ａの駆動方法）
図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、他のタッチパネルシステム１ａによりキャパシタを駆動する実施単位を説明するための図である。

図１１（ａ）は、フレーム単位でキャパシタを駆動するフレーム単位駆動を説明するための図である。タッチパネルシステム１ａは、（Ｍ＋１）個のフレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭをこの順番に繰り返す。各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭは、それぞれ（Ｎ＋１）個のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜ＶｅｃｔｏｒＮを含む。各ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜ＶｅｃｔｏｒＮは、それぞれ偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０及び奇数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１を含む。

図１１（ａ）に示す各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭが含むベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０の偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０（図１１（ａ）において、黒地に白抜きで「Ｐｈａｓｅ０」と表記している）は、請求項に記載の「離散時間でサンプリングされた線形素子に基づく複数個の時系列信号」に相当する。

図１１（ｂ）は、同じフェイズで連続してキャパシタを駆動するフェイズ連続駆動を説明するための図である。まず、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、…、フレーム駆動ＦｌａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０の順番で、各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０のみで連続して駆動する。

そして、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１、…、フレーム駆動ＦｌａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１の順番で、各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１のみで連続して駆動する。

次に、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、…、フレーム駆動ＦｌａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０の順番で、各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０のみで連続して駆動する。以下、同様にして、ベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＮまで駆動する。

図１１（ｃ）は、同じベクタで連続してキャパシタを駆動する同一ベクタ連続駆動を説明するための図である。まず、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０、…、フレーム駆動ＦｌａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０の順番で、各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０のみで連続して駆動する。

そして、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１、…、フレーム駆動ＦｌａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１の順番で、各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１のみで連続して駆動する。

次に、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２、…、フレーム駆動ＦｌａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２の順番で、各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２のみで連続して駆動する。以下同様にして、ベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＮまで駆動する。

図１１（ｄ）は、複数のベクタで連続してキャパシタを駆動する複数ベクタ連続駆動を説明するための図であり、Ｌ＋１個の連続するベクタを一つの単位として駆動する。ここで、Ｌは、１≦Ｌ≦（Ｎ−１）を満足する整数である。

まず、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜Ｌ，フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜Ｌ、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜Ｌ…、フレーム駆動ＦｌａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜Ｌ…の順番で、各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜Ｌのみを連続して駆動する。

そして、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＬ＋１〜２Ｌ＋１、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＬ＋１〜２Ｌ＋１、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＬ＋１〜２Ｌ＋１、…、フレーム駆動ＦｌａｍｅＭのベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＬ＋１〜２Ｌ＋１の順番で、各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭに含まれるベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＬ＋１〜２Ｌ＋１のみを連続して駆動する。

次に、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２Ｌ＋２〜３Ｌ＋２、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２Ｌ＋２〜３Ｌ＋２、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２Ｌ＋２〜３Ｌ＋２、…、フレーム駆動ＦｌａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２Ｌ＋２〜３Ｌ＋２の順番で、各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２Ｌ＋２〜３Ｌ＋２のみで連続して駆動する。以下同様にして、フレーム駆動ＦｌａｍｅＭに含まれるベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＮを駆動するまで続ける。

なお、Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭ−１に含まれるベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＮが出現する駆動の時に、連番となるベクタの個数がＬ＋１個とならない場合、不足分だけダミーの駆動を行うか、不足分の期間に相当するブランク期間を設ける。

また、Ｌ＝０とした時は、この複数ベクタ連続駆動は、図１１（ｃ）に示す同一ベクタ連続駆動と同じになり、Ｌ＝Ｎとした時は、図１１（ａ）に示すフレーム単位駆動と同じになる。

図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、タッチパネルシステム１ａによりキャパシタを反転駆動する方法を説明するための図である。

図１２（ａ）は、図１１（ｂ）に示したフェイズ連続駆動において、偶数回目の駆動を反転するフェイズ連続反転駆動の例である（反転する駆動箇所は黒地に白抜きで表記している）。まず、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０で駆動する。そして、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０で反転駆動する。

次に、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０で駆動する。その後、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ３のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０反転駆動する。

フェイズ連続反転駆動における反転は、１個のフェイズ駆動単位で行われることになる。そして、平均処理のための同一データの取得周期は１個のフェイズ駆動に対応する期間となる。この同一データの極性は偶数回目で反転する。

図１２（ｂ）は、図１１（ｃ）に示した同一ベクタ連続駆動において、偶数回目の２個のフェイズ駆動を反転する同一ベクタ連続反転駆動を示している（反転する偶数回目の駆動箇所は黒地に白抜きで表記している）。まず、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０で駆動する。そして、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０で反転駆動する。次に、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０で駆動する。その後、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ３のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０で反転駆動する。

同一ベクタ連続反転駆動における反転は、２個のフェイズ駆動単位で行われることになる。そして、平均処理のための同一データの取得周期は２個のフェイズ駆動に対応する期間となる。同一ベクタ連続反転駆動では、偶数回目の２個のフェイズ駆動の極性が反転する。

図１２（ｃ）は、図１１（ｄ）に示した複数ベクタ連続駆動において、偶数回目の複数ベクタの駆動を反転する複数ベクタ連続反転駆動を示している（反転する偶数回目の駆動箇所は黒地に白抜きで表記している）。まず、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜Ｌで駆動する。そして、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜Ｌで反転駆動する。次に、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜Ｌで駆動する。その後、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ３のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜Ｌで反転駆動する。

複数ベクタ連続反転駆動における反転は、２×（Ｌ＋１）個のフェイズ駆動単位で行われることになる。そして、平均処理のための同一データの取得周期は２×（Ｌ＋１）個のフェイズ駆動に対応する期間となる。複数ベクタ連続反転駆動では、偶数回目の（２×（Ｌ＋１））個のフェイズ駆動の極性が反転する。

図１３は、タッチパネルシステム１ａにより１ｓｔベクタによる駆動の次に２ｎｄベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図である。図１１（ａ）に示すフレーム単位駆動におけるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０及びベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０に対応する波形図が示されている。信号Ｐｈａｓｅ０がオンのときは、偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０による駆動が行われ、信号Ｐｈａｓｅ０がオフのときは、奇数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１による駆動が行われる。リセット信号ｒｅｓｅｔ＿ｃｄｓがオンのときは増幅回路７がリセットされる。駆動信号ＤｒｉｖｅがオンになるとキャパシタＣ１１〜Ｃ４４が駆動される。クロック信号ｃｌｋ＿ｓｈがオンのときに線形和信号がセンスラインに沿って読み出される。ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０の偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０に基づく線形和信号は、１フレーム間隔（期間Ｔ１）で取得される。

図１４（ａ）はタッチパネルシステム１ａにより連続して１ｓｔベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は連続して１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を実施するときの駆動信号等の波形図である。

図１１（ｃ）に示すようにベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０（１ｓｔベクタ）を連続して実施する同一ベクタ連続駆動のときは、図１４（ａ）に示すように、ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０による線形和信号は、２フェイズ間隔（期間Ｔ２）で取得される。

図１１（ｂ）に示すようにベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０（１ｓｔベクタ）に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０を連続して実施するフェイズ連続駆動のときは、図１４（ｂ）に示すように、フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０による線形和信号は、１フェイズ間隔（期間Ｔ３）で取得される。

図１５（ａ）はタッチパネルシステム１ａにより連続して１ｓｔベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタによる駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。

図１５（ａ）に示すように、リセット信号ｒｅｓｅｔ＿ｃｄｓが立ち上がると駆動信号Ｄｒｉｖｅは立下り、リセット信号ｒｅｓｅｔ＿ｃｄｓが時刻ｔ３において立ち下がった後、駆動信号Ｄｒｉｖｅが立ち上がる。

図１５（ｂ）に示すように、駆動の反転は、駆動信号Ｄｒｉｖｅをハイからローに立ち下げることにより行われる。このため、リセット信号が立ち上がったときに駆動信号Ｄｒｉｖｅを図１５（ａ）に示すように立ち下げる必要がない。このため、反転駆動前のリセット信号の立ち下げを、図１５（ａ）におけるリセット信号の立ち下げ時刻ｔ３よりもΔＴだけ早い時刻ｔ２にすることができ、リセット信号ｒｅｓｅｔ＿ｃｄｓがオンであるリセット時間をΔＴだけ短縮することができる。このため、ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０による線形和信号は、図１５（ａ）では２フェイズ間隔（時刻ｔ１から時刻ｔ５までの期間Ｔ２）で取得されていたが、図１５（ｂ）では（２フェイズ−ΔＴ）の間隔（時刻ｔ１から時刻ｔ４までの期間Ｔ５）で取得することができる。

図１６（ａ）は連続して１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。

図１６（ｂ）を参照すると、反転駆動前のリセット信号の立ち下げを、図１６（ａ）におけるリセット信号の立ち下げ時刻ｔ８よりもΔＴだけ早い時刻ｔ７にすることができ、リセット信号ｒｅｓｅｔ＿ｃｄｓがオンであるリセット時間をΔＴだけ短縮することができる。そして、次のリセット信号の立ち下げを、図１６（ａ）におけるリセット信号の立ち下げ時刻ｔ１２よりも合計でΔ２Ｔだけ早い時刻ｔ１１にすることができる。

このため、ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０による線形和信号は、図１６（ａ）の例では１フェイズ間隔（時刻ｔ６から時刻ｔ１０までの期間Ｔ３）で取得されていたが、図１６（ｂ）では（１フェイズ−ΔＴ）の間隔（時刻ｔ６から時刻ｔ９までの期間Ｔ７）で取得することができる。

図１７（ａ）はタッチパネルシステム１ａにより連続して１ｓｔベクタ〜３ｒｄベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタによる駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。

図１１（ｄ）に示す複数ベクタ連続駆動において、Ｌ＝２の場合は、Ｖｅｃｔｏｒ０（１ｓｔベクタ）〜Ｖｅｃｔｏｒ２（３ｒｄベクタ）を連続して実施し、図１７（ａ）に示すように、ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０による線形和信号は、６フェイズ間隔（期間Ｔ４）で取得される。

図１８（ａ）（ｂ）は、タッチパネルシステム１ａによる４重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。横軸は周波数を示しており、縦軸は信号変化量を示している。それぞれのグラフにおいて、１フェイズの時間は２．５マイクロ秒（μｓ）である。

図１８（ａ）は反転駆動を行わない場合の、フェイズ駆動を連続して実施したとき（図１１（ｂ）のフェイズ連続駆動）の周波数特性と、ベクタ駆動を連続して実施したとき（図１１（ｃ）の同一ベクタ連続駆動）の周波数特性と、３個のベクタ単位での駆動を連続して実施したとき（図１１（ｄ）の複数ベクタ連続駆動（Ｌ＝２））の周波数特性とを示している。

図１８（ｂ）は反転駆動を行い、リセット信号の短縮時間ΔＴ＝０．０μｓの場合の、フェイズ駆動を連続して実施したときの周波数特性（図１２（ａ）のフェイズ連続反転駆動）と、ベクタ駆動を連続して実施したとき（図１２（ｂ）の同一ベクタ連続反転駆動）の周波数特性と、３個のベクタ単位での駆動を連続して実施したとき（図１２（ｃ）の複数ベクタ連続反転駆動（Ｌ＝２））の周波数特性とを示している。

図１９は反転駆動を行い、リセット信号の短縮時間ΔＴ＝０．５μｓの場合の、フェイズ駆動を連続して実施したときの周波数特性（図１２（ａ）のフェイズ連続反転駆動）とベクタ駆動を連続して実施したとき（図１２（ｂ）の同一ベクタ連続反転駆動）の周波数特性とを示している。

図１８及び図１９に示すこれらのグラフは、信号変化量が０ｄＢ程度となる周波数帯域はノイズに弱く、信号変化量「ｄＢ」が小さい（絶対値の大きい負の値の）周波数帯域ほど、ノイズに強いことを示している。図１８及び図１９に示す例では、どのような条件でも０ｄＢとなる周波数帯域はないので、ノイズ周波数が一つであれば、サンプリング動作を変更することによってノイズの影響を抑圧することを期待することができる。なお、このサンプリングの条件では、複数ベクタ連続駆動におけるダミー駆動期間、ブランク期間が無い場合には、動作速度（レポートレート）は落ちない。

図２０は、タッチパネルシステム１ａによる他の４重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。それぞれのグラフにおいて、１フェイズの時間は２．５μｓである。

図２０（ａ）は反転駆動を行わない場合の、１個のベクタ単位での駆動を連続して実施したとき（図１１（ｃ）の同一ベクタ連続駆動）の周波数特性と、３個のベクタ単位での駆動を連続して実施したとき（図１１（ｄ）の複数ベクタ連続駆動（Ｌ＝２））の周波数特性と、５個のベクタ単位での駆動を連続して実施したとき（図１１（ｄ）の複数ベクタ連続駆動（Ｌ＝４））の周波数特性とを示している。

図２０（ｂ）は反転駆動を行った場合の、１個のベクタ単位での駆動を連続して実施したとき（図１２（ｂ）の同一ベクタ連続駆動）の周波数特性と、３個のベクタ単位での駆動を連続して実施したとき（図１２（ｃ）の複数ベクタ連続駆動（Ｌ＝２））の周波数特性と、５個のベクタ単位での駆動を連続して実施したとき（図１２（ｃ）の複数ベクタ連続駆動（Ｌ＝４））の周波数特性とを示している。

図２０に示す例では、連続するベクタ単位の個数を増やすと、減衰特性が悪い周波数帯域と減衰特性が良い周波数帯域との間隔が狭まるように変化する。連続するベクタ単位の個数を適切に変更することによって、除去したいノイズ周波帯域と、信号変化量「ｄＢ」が小さい（絶対値の大きい負の値である）周波数帯域とは、同じになることが期待できる。なお、このサンプリングの条件では、複数ベクタ単位での駆動におけるダミー駆動期間、ブランク期間が無い場合には、動作速度（レポートレート）は落ちない。

図２１（ａ）（ｂ）はタッチパネルシステム１ａの駆動方法を比較するための図である。

図１１（ａ）で説明したフレーム単位駆動の動作モードは（（０）フレーム単位での駆動）、平均処理のための線形和信号データの取得時間間隔が１フレームであり、取得する線形和時系列信号の極性が全部同じである。減衰特性が悪い周波数は（１／Ｆｌａｍｅ）×Ｎである。

図１１（ｂ）で説明したフェイズ連続駆動の動作モードは（（１）フェイズ連続駆動）、平均処理のための線形和信号データの取得時間間隔が１フェイズであり、取得する線形和時系列信号の極性が全部同じである。減衰特性が悪い周波数は（１／ｐｈａｓｅ）×Ｎである。

図１１（ｃ）で説明した同一ベクタ連続駆動の動作モードは（（２）ベクタ連続駆動）、平均処理のための線形和信号データの取得時間間隔が２フェイズであり、取得する線形和時系列信号の極性が全部同じである。減衰特性が悪い周波数は（１／２ｐｈａｓｅ）×Ｎである。

図１１（ｄ）で説明した複数ベクタ連続駆動の動作モードは（（３）Ｍ ベクタ連続駆動）、平均処理のための線形和信号データの取得時間間隔が２フェイズ×Ｍであり、取得する線形和時系列信号の極性が全部同じである。減衰特性が悪い周波数は（１／（２×Ｍ）ｐｈａｓｅ）×Ｎである。

図１２（ａ）、図１６（ｂ）で説明したフェイズ駆動を連続して偶数回目の駆動を反転するフェイズ連続反転駆動の動作モードは（（４）フェイズ連続駆動、偶数回目反転）、平均処理のための線形和信号データの取得時間間隔が（１フェイズ−ΔＴ）であり、取得する線形和時系列信号の極性は偶数回目で反転する。減衰特性が悪い周波数は（１／（１ｐｈａｓｅ−ΔＴ））×（Ｎ＋０．５）である。

図１２(ｂ)、図１５（ｂ）で説明したベクタ駆動を連続して偶数回目の駆動を反転する同一ベクタ連続反転駆動の動作モードは（（５）ベクタ連続駆動、偶数回目反転）、平均処理のための線形和信号データの取得時間間隔が（２フェイズ−ΔＴ）であり、取得する線形和時系列信号の極性は偶数回目で反転する。減衰特性が悪い周波数は（１／（２ｐｈａｓｅ−ΔＴ））×（Ｎ＋０．５）である。

図１２(ｃ)、図１７（ｂ）で説明したベクタ駆動を連続して偶数回目の駆動を反転する複数ベクタ連続反転駆動の動作モードは（（６）Ｍ ベクタ連続駆動、偶数回目反転）、平均処理のための線形和信号データの取得時間間隔が（２×Ｍ）フェイズであり、取得する線形和時系列信号の極性は偶数回目で反転する。減衰特性が悪い周波数は（１／（２×Ｍ）ｐｈａｓｅ）×（Ｎ＋０．５）である。

（ノイズ量推定回路９の動作）
ノイズ量推定回路９は、複数個の線形素子推定部の出力（加減算に基づく信号処理を行って線形素子ＣＸの値、もしくは、線形素子ＣＸの入力の複数個の推定結果）を用いて判断する。切換回路６は、ノイズ量推定回路９の推定結果に基づいてサブシステム５ａ・５ｂを切り換える。本来であれば、複数個の推定値は、同じ値になるはずであり、これが同じ値にならないとき、ノイズ量推定回路９は、推定結果に混入しているノイズの影響が増大したと推定する。

（サブシステムの構成）
制御回路１４に設けられた複数のサブシステムは、外来ノイズの影響を低減するために、前述した説明に基づいて種々のタイプに構成することができる。

例えば、同じベクタ駆動で同じフェイズ駆動に基づく複数個の線形和信号を加算平均する実施単位をフレーム単位としたサブシステム、加算平均する実施単位をフェイズ単位としたサブシステム、加算平均する実施単位をベクタ単位としたサブシステム、加算平均する実施単位を複数ベクタ単位としたサブシステムを設け、これらのサブシステムを、正規化周波数と信号変化量との間の周波数特性に基づいて外来ノイズの影響を低減するように選択する構成としてもよい。

この加算平均の実施単位が、フェイズ単位、ベクタ単位、複数ベクタ単位の場合に、駆動信号の符号を反転させる機能を備えたサブシステムを設けてもよい。この場合、駆動反転周期をＮフェイズ単位（Ｎは整数）としたサブシステムを設け、これらのサブシステムを、前記周波数特性に基づいて外来ノイズの影響を低減するように選択する構成としてもよい。

また、駆動信号の駆動反転機能を有する場合、増幅回路をリセットするリセット信号のリセット時間を短縮するサブシステムを設けてもよい。

〔参考形態２〕
本発明の他の参考形態について、図２２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記参考形態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。

図２２は、参考形態２に係るタッチパネルシステムの構成を示す回路図である。参考の形態２に係るタッチパネルシステムは、タッチパネルコントローラ３ｂを備えている。タッチパネルコントローラ３ｂには、増幅回路７ｂが設けられている。増幅回路７ｂは、差動増幅器１８ａを有している。差動増幅器１８ａは、互いに隣接するセンスラインに沿って読み出される線形和信号を受け取って増幅する。

このように、差動増幅器によって増幅回路を構成すると、タッチパネルコントローラのノイズ耐性をさらに強めることができる。

〔参考形態３〕
図２３は、参考形態３に係る携帯電話機９０（電子機器）の構成を示すブロック図である。携帯電話機９０は、ＣＰＵ９６と、ＲＡＭ９７と、ＲＯＭ９８と、カメラ９５と、マイクロフォン９４と、スピーカ９３と、操作キー９１と、表示パネル９２ｂ及び表示制御回路９２ａを含む表示部９２と、タッチパネルシステム１（タッチパネルシステム１ａや、後述するタッチパネルシステム１ｂであってもよい）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。

ＣＰＵ９６は、携帯電話機９０の動作を制御する。ＣＰＵ９６は、たとえばＲＯＭ９８に格納されたプログラムを実行する。操作キー９１は、携帯電話機９０のユーザによる指示の入力を受ける。ＲＡＭ９７は、ＣＰＵ９６によるプログラムの実行により生成されたデータ、又は操作キー９１を介して入力されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ９８は、データを不揮発的に格納する。

また、ＲＯＭ９８は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリなどの書込み及び消去が可能なＲＯＭである。なお、図２３には示していないが、携帯電話機９０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９５は、ユーザの操作キー９１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、ＲＡＭ９７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９４は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機９０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９０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９３は、たとえば、ＲＡＭ９７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（タッチパネルコントローラ３ａや、後述するタッチパネルコントローラ３ｂであってもよい）とを有している。ＣＰＵ９６は、タッチパネルシステム１の動作を制御する。

表示パネル９２ｂは、表示制御回路９２ａにより、ＲＯＭ９８、ＲＡＭ９７に格納されている画像を表示する。表示パネル９２ｂ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。

≪ドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える構成≫
〔参考形態４〕
図２４は、本参考形態に係るタッチパネルシステム１（タッチパネル装置）の構成を示すブロック図である。図２５は、タッチパネルシステム１に設けられたタッチパネル２の構成を示す模式図である。

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３ａ（静電容量値分布検出装置）とを備えている。タッチパネル２は、水平方向（横方向）に沿って延び互いに平行に配置された水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（第２信号線）と、垂直方向（縦方向）に沿って延び互いに平行に配置された垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（第１信号線）とを備えている。水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭとの交点には、それぞれ静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭが形成される。

タッチパネルコントローラ３ａは、マルチプレクサＭＵ１、駆動回路４、読出部４０、制御回路１４（外来ノイズ除去低減部）、ノイズ検知部ＮＳ（外来ノイズ判定部）を備えている。

駆動回路４は、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに、時系列で駆動信号を供給する。駆動信号が印加されると、タッチパネル２は、静電容量の値に対応する電荷をセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭから出力する。

読出部４０は、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを介して、タッチパネル２に供給された駆動信号と静電容量とに応じたセンス信号を受信する。読出部４０は、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭとの各交点における静電容量の値に応じたセンス信号を受信する。受信したセンス信号の強度の分布は、タッチパネル２上の静電容量値の分布に対応する信号である。読出部４０は、センス信号の強度分布をノイズ検知部ＮＳに出力する。

図２６は、マルチプレクサＭＵ１の概略構成を示す回路図である。マルチプレクサＭＵ１は、縦続接続されたＭ個の接続切替部ＣＳを備える。制御回路１４からの制御ラインＣＬは、１番目の接続切替部ＣＳに入力されている。マルチプレクサＭＵ１は、制御ラインＣＬを介して制御回路１４から入力される制御信号に応じて、第１接続状態（第１動作モード）と第２接続状態（第２動作モード）とを切り替える。第１接続状態では、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭが駆動回路４のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにそれぞれ接続され、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭが読出部４０のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭにそれぞれ接続される。第２接続状態では、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭが読出部４０のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭにそれぞれ接続され、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭが駆動回路４のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにそれぞれ接続される。

図２７は、接続切替部ＣＳの具体的な構成の一例を示す回路図である。接続切替部ＣＳは、４個のＣＭＯＳスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を有している。接続切替部ＣＳの制御ラインＣＬは、前段の接続切替部ＣＳの制御ラインＣＬ及び後段の接続切替部ＣＳの制御ラインＣＬに接続されている。すなわち、制御回路１４からの制御ラインＣＬは、各接続切替部ＣＳによって共有されている。なお、複数の制御ラインＣＬを設けて、各接続切替部ＣＳの接続は各々に制御可能な構成としてもよい。制御ラインＣＬは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１のｐ型トランジスタの制御端子と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のｎ型トランジスタの制御端子と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３のｐ型トランジスタの制御端子と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ４のｎ型トランジスタの制御端子と、反転器ｉｎｖの入力とに接続されている。反転器ｉｎｖの出力は、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１のｎ型トランジスタの制御端子と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のｐ型トランジスタの制御端子と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３のｎ型トランジスタの制御端子と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ４のｐ型トランジスタの制御端子とに接続されている。水平信号線ＨＬｋは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ２の一端に接続されている。垂直信号線ＶＬｋは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３・ＳＷ４の一端に接続されている。ドライブラインＤＬｋは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ４の他端に接続されている。センスラインＳＬｋは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２・ＳＷ３の他端に接続されている。ここで、例えばＨＬｋは、ｋ番目（１≦ｋ≦Ｍ）の水平信号線を示す。

制御ラインＣＬの制御信号をＨｉｇｈにすると、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭにそれぞれつながり、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにそれぞれつながる（第１接続状態）。制御ラインＣＬの制御信号をＬｏｗにすると、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにそれぞれつながり、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭにそれぞれつながる（第２接続状態）。

制御回路１４は、マルチプレクサＭＵ１に接続状態を指示する制御信号を供給する。制御回路１４は、駆動回路４及び読出部４０のそれぞれの動作を規定する信号を生成し、駆動回路４及び読出部４０のそれぞれに該信号を供給する。

ノイズ検知部ＮＳは、センス信号の強度分布から、外来ノイズの有無を判定する。ノイズ検知部ＮＳの詳細な処理は後述する。ノイズ検知部ＮＳは、外来ノイズの有無の判定結果と、センス信号の強度分布とを出力できる。本明細書では、人体等が受けた電磁ノイズが指示体を介してタッチパネルシステムに混入したものを「外来ノイズ」と称する。

≪タッチペンを利用する構成≫
〔参考形態５〕
本発明の一参考形態について図２８〜図４１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

（タッチパネルシステムの構成）
本参考形態のタッチパネルシステム１の構成について、図２９及び図３０に基づいて説明する。図２９は本参考形態のタッチパネルシステム１の構成を示すブロック図であり、図３０はタッチパネルシステムに設けられたタッチパネルの構成を示す配線図である。

本参考形態のタッチパネルシステム１は、図２９に示すように、タッチパネル２と、タッチペン及び電子ペンとしてのスタイラスペンＳと、これらタッチパネル２及びスタイラスペンＳを駆動するタッチパネルコントローラ３ａとを備えている。

前記タッチパネル２は、図３０に示すように、水平方向に沿って互いに平行に配置された複数本であるＫ本（Ｋは正の整数）の第１信号線としての水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋと、垂直方向に沿って互いに平行に配置された複数本であるＬ本（Ｌは正の整数）の第２信号線としての垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌとを備えている。前記水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋと垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌとの各交点には、静電容量Ｃ１１〜ＣＫＬが発生するものとなっている。尚、ＫとＬとは互いに同じか又は異なるかのいずれであってもよいが、本参考形態では、Ｌ≧Ｋとして説明を行う。また、本参考形態では、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋと垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌとは互いに垂直に交差しているが、本発明においては、必ずしもこれに限らず、両者が互いに交差していれば足りる。

タッチパネル２は、スタイラスペンＳを把持した手を着くことができる広さを有していることが好ましいが、スマートフォンに使用される大きさであってもよい。

前記スタイラスペンＳは、本参考形態では、単にタッチパネル２に接触させるための導電体からなるタッチペンにとどまらず、信号が入出力できるペンからなっている。このスタイラスペンＳには、後述するように、同期信号検出回路３６が設けられており、タッチパネルコントローラ３ａのタイミングジェネレータ１１４にて発生された専用同期信号と同期を取るための同期信号が受信入力されるようになっている。

前記タッチパネルコントローラ３ａは、図２９に示すように、マルチプレクサＭＵ１とドライバ１１２とセンスアンプ１１３とタイミングジェネレータ１１４とＡＤ変換器１１５と容量分布計算部１１６とタッチ認識部１１７とペン位置検出部１１８とを備えている。

前記ドライバ１１２は、タッチパネル２における前述した水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋ又は垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌの駆動に対応してドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｋ又はドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌに電圧を印加するようになっている。

前記センスアンプ１１３は、第１信号線駆動期間における水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋの駆動時において、タッチパネル２の各静電容量Ｃ１１〜ＣＫＬに対応する当初電荷の信号と、タッチ時におけるスタイラスペンＳとＬ本の垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌのそれぞれとの間の静電容量に対応するタッチ時電荷である第１ペン電荷信号とに対応する線形和信号を、センスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｋを通して読み出して、ＡＤ変換器１１５に供給する。すなわち、第１信号線駆動期間において、各静電容量Ｃ１１〜ＣＫＬに対応する電荷を検出しているときに、スタイラスペンＳをタッチパネル２の或る位置に近づけると該位置の静電容量が変化するので、その変化した静電容量を線形和信号として検出することができる。通常、スタイラスペンＳをタッチパネル２に近づけると、近づけた位置の各静電容量Ｃ１１〜ＣＫＬは、増加することになる。

また、センスアンプ１１３は、第２信号線駆動期間における垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌの駆動時において、タッチパネル２の各静電容量Ｃ１１〜ＣＫＬに対応する当初電荷の信号と、タッチ時におけるスタイラスペンＳとＫ本の水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋのそれぞれとの間の静電容量に対応するタッチ時電荷である第２ペン電荷信号とに対応する線形和信号を、センスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｌを通して読み出して、ＡＤ変換器１１５に供給するようになっている。

次に、前記マルチプレクサＭＵ１について、図３１に基づいて説明する。図３１は、タッチパネル２に設けられた水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋ、又は垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｋ〜ＶＬ_Ｌと、ドライバに接続されたドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｋ〜ＤＬ_Ｌ又はセンスアンプ１１３に接続されたセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｋ〜ＳＬ_Ｌとの接続を切り替えるマルチプレクサの構成を示す回路図である。

マルチプレクサＭＵ１は、複数の入力と複数の出力との接続を互いに切り替える接続切替回路である。本参考形態では、図３１に示すように、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋをドライバ１１２のドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｋに接続し、垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｋ〜ＶＬ_Ｌをセンスアンプ１１３のセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｋ〜ＳＬ_Ｌに接続する第１接続状態と、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋをセンスアンプ１１３のセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｋに接続し、垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｋ〜ＶＬ_Ｌをドライバ１１２のドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｋ〜ＤＬ_Ｌに接続する第２接続状態とに切替える。

前記マルチプレクサＭＵ１においては、図３１に示す制御ラインＣＬの信号をＬｏｗにすると、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_ＫはドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｋに接続されると共に、垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_ＬはセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｌに接続される。一方、制御ラインＣＬの信号をＨｉｇｈにすると、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_ＫはセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｋに接続されると共に、垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_ＬはドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌに接続されるようになっている。

次に、図２９に示す前記タイミングジェネレータ１１４は、ドライバ１１２の動作を規定する信号と、センスアンプ１１３の動作を規定する信号と、ＡＤ変換器１１５の動作を規定する信号とを生成して、ドライバ１１２、センスアンプ１１３及びＡＤ変換器１１５にそれぞれ供給する。また、タイミングジェネレータ１１４は同期信号を生成する。そして、タッチパネルコントローラ３ａは、タイミングジェネレータ１１４にて生成した同期信号を同期専用信号として用いて水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋ及び、又は、垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌを駆動するようになっている。

次に、ＡＤ変換器１１５は、第１信号線駆動期間において、垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_ＬとセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｌとを通して読み出される各静電容量Ｃ１１〜ＣＫＬに対応する電荷と、スタイラスペンＳとＬ本の垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷である第１ペン電荷信号とに対応する線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部１１６に供給する。

また、ＡＤ変換器１１５は、第２信号線駆動期間において、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_ＫとセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｋとを通して読み出される各静電容量Ｃ１１〜ＣＫＬに対応する電荷と、スタイラスペンＳとＫ本の水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷である第２ペン電荷信号とに対応する線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部１１６に供給する。

次に、容量分布計算部１１６は、前記第１ペン電荷信号及び第２ペン電荷信号を含む線形和信号と、駆動に基づいた符号系列とに基づいて、タッチパネル２上の静電容量分布、及びスタイラスペンＳとＬ本の垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌのそれぞれとの間の静電容量の分布、並びにスタイラスペンＳとＫ本の水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋのそれぞれとの間の静電容量の分布を計算して、タッチパネル２上の静電容量分布をタッチ認識部１１７に供給すると共に、スタイラスペンＳとＬ本の垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌのそれぞれとの間の静電容量の分布、及びスタイラスペンＳとＫ本の水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋのそれぞれとの間の静電容量の分布を位置検出手段であるペン位置検出部１１８に供給する。タッチ認識部１１７は、容量分布計算部１１６から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル２上のタッチされた位置を認識する。

前記ペン位置検出部１１８は、スタイラスペンＳとＬ本の垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌのそれぞれとの間の静電容量の分布に基づいて、スタイラスペンＳの水平信号線ＨＬ_１に沿った位置を検出する。また、ペン位置検出部１１８は、スタイラスペンＳとＫ本の水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋのそれぞれとの間の静電容量の分布に基づいて、スタイラスペンＳの垂直信号線ＶＬ_１に沿った位置を検出する。

（タッチペンのタッチ位置の検出動作）
前記構成のタッチパネルシステム１におけるスタイラスペンＳのタッチ位置の検出動作について、以下に経時的に説明する。尚、ここでは、スタイラスペンＳを単にタッチペンとして使用する場合の検出動作について説明する。

まず、第１信号線駆動期間においては、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋをドライバ１１２のドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｋに接続し、垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌをセンスアンプ１１３のセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｌに接続する第１接続状態において、ドライバ１１２が、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｋに電圧を印加して水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋを駆動する。

そして、第１信号線駆動期間においては、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋの駆動により各静電容量Ｃ１１〜ＣＫＬに蓄積された電荷と、スタイラスペンＳをタッチパネル２に近づけたときの該スタイラスペンＳとＬ本の垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷である第１ペン電荷信号とに基づくＬ個の第１線形和信号がＬ本の垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌのそれぞれから出力される。

センスアンプ１１３は、第１ペン電荷信号を含む前記Ｌ個の第１線形和信号を、マルチプレクサＭＵ１及びセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｌを介して読み出し、ＡＤ変換器１１５に供給する。ＡＤ変換器１１５は、第１ペン電荷信号を含む前記Ｌ個の第１線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部１１６に出力する。

次に、前記第１接続状態から、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋと垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌとのドライブ信号とセンス信号とを互いに入れ替えるべく、第２接続状態に切り替える。すなわち、第２接続状態では、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋをセンスアンプ１１３のセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｋに接続し、垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌをドライバ１１２のドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌに接続する。

その後、ドライバ１１２が、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌに電圧を印加して垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌを駆動する。

そして、第２信号線駆動期間においては、垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌの駆動により各静電容量Ｃ１１〜ＣＫＬに蓄積された電荷と、スタイラスペンＳとＫ本の水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷である第２ペン電荷信号とに基づくＫ個の第２線形和信号がＫ本の水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋのそれぞれから出力される。このとき、センスアンプ１１３は、第２ペン電荷信号を含む前記Ｋ個の第２線形和信号を、マルチプレクサＭＵ１及びセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｋを介して読み出し、ＡＤ変換器１１５に供給する。ＡＤ変換器１１５は、第２ペン電荷信号を含む前記Ｋ個の第２線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部１１６に出力する。

次に、位置検出工程においては、容量分布計算部１１６は、第１ペン電荷信号を含む前記第１線形和信号、第２ペン電荷信号を含む前記第２線形和信号、タッチパネル２上の静電容量分布を算出してタッチ認識部１１７に供給すると共に、スタイラスペンＳの水平信号線ＨＬ_１に沿った位置、及びスタイラスペンＳの垂直信号線ＶＬ_１に沿った位置を算出してペン位置検出部１１８に供給する。

その後、タッチ認識部１１７は、容量分布計算部１１６から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル２上のタッチされた位置を認識する。

また、ペン位置検出部１１８は、容量分布計算部１１６により算出されたスタイラスペンＳの水平信号線ＨＬ_１に沿った位置、及びスタイラスペンＳの垂直信号線ＶＬ_１に沿った位置に基づいて、スタイラスペンＳのタッチパネル２上の位置を検出する。

尚、前記の説明において、本参考形態では、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋ及び垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌはいずれも並列に同時に駆動を行っている。つまり、並列駆動を行っている。ただし、必ずしもこれに限らず、前記のタッチパネル２におけるＫ本の水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋの駆動及びＬ本の垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌの駆動は、並列駆動又は逐次駆動のいずれであってもよい。並列駆動とは、Ｋ本の水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋの駆動又はＬ本の垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌを並列に同時に駆動することであり、逐次駆動とはＫ本の水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋの駆動又はＬ本の垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌを水平信号線ＨＬ_１又は垂直信号線ＶＬ_１から順に逐次、駆動することである。速さの点からは、並列駆動が好ましく、本参考形態では、並列駆動を採用している。

このように、本参考形態のタッチパネルシステム１は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される静電容量を有するタッチパネル２とタッチペンとタッチパネルコントローラ３ａとを備えている。タッチパネルコントローラ３ａは、第１信号線駆動期間において複数の第１信号線である水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋを駆動して各静電容量に基づく電荷信号を各第２信号線である垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌから出力させ、第２信号線駆動期間において複数の第２信号線である垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌを駆動して各静電容量に基づく電荷信号を各第１信号線である水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋから出力させる切り替え駆動を反復して行っているときに、タッチペンをタッチパネル２にタッチさせることにより、タッチペンによる静電容量の変化に基づいてタッチ位置を検出する。

前記構成のタッチパネルシステム１におけるタッチペンの座標位置検出方法では、タッチペンがタッチパネル２にタッチされた場合には、第１信号線駆動期間での検出位置と第２信号線駆動期間における検出位置とが同じ位置に表れる。一方、電磁ノイズを受けた人体の手、指等のタッチパネル２へのタッチに起因して生じるファントムノイズによる誤信号は、第１信号線と第２信号線との切り替えにより第１信号線駆動期間に表れたとしても第２信号線駆動期間には同位置には表れない。したがって、第１信号線駆動期間での検出位置と第２信号線駆動期間での検出位置との論理積にて検出位置を判断することによって、タッチペンのタッチ信号とファントムノイズによる誤信号とを区別し、該ファントムノイズによる誤信号を除去することが可能となる。

尚、ファントムノイズとは、タッチペンを握る手を介してタッチペンのタッチ位置とは異なる位置に静電気に基づく検出信号が発生するノイズであり、タッチペンの正規のタッチ位置とは違うので、ノイズとされるものである。

（スタイラスペンの構成及び筆圧センサ機能）
本参考形態のスタイラスペンＳは、例えば、筆圧を検知するための筆圧センサを有しており、この筆圧センサからに筆圧信号は、タッチパネルコントローラ３ａと同期を取りながら出力されるようになっている。ただし、スタイラスペンＳは、必ずしもこれに限らず、筆圧を検知するための筆圧センサを有していなくてもよい。

前記スタイラスペンＳの構成について、図３２に基づいて説明する。図３２は、スタイラスペンＳの構成を示す断面図である。

スタイラスペンＳは、図３２に示すように、使用者が手で握るために略円筒状に形成された導電性の把持部３０ａを有するユーザが手で握るペン本体３０を有し、ペン本体３０の先端には、タッチ操作時にタッチパネル２に押し当てられるペン先部３１が設けられている。

前記ペン先部３１は、ペン先カバー３１ａと、ペン先軸３１ｂと、ペン先カバー３１ａを軸方向に進出移動自在に保持する絶縁体３１ｃと、ペン先軸３１ｂの奥側に設けられた筆圧センサ３１ｄとを有している。

前記ペン先カバー３１ａは絶縁性材料からなっていると共に、ペン先軸３１ｂは導電性の材料、例えば金属又は導電性合成樹脂材からなっている。

また、筆圧センサ３１ｄは、例えば、半導体ピエゾ抵抗圧力センサからなっており、図示しないダイヤフラムの表面に半導体ひずみゲージが形成されている。したがって、タッチ操作時にペン先部３１のペン先カバー３１ａをタッチパネル２に押し当てると、ペン先カバー３１ａを介してペン先軸３１ｂが押し込まれて、筆圧センサ３１ｄのダイヤフラムの表面を押圧し、これにより、ダイヤフラムが変形して発生するピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を電気信号に変換する。これにより、スタイラスペンＳにおける筆圧を検出できるようになっている。尚、筆圧検出の原理については、必ずしもこれに限らず、他の検出原理を採用することが可能である。

前記ペン本体３０の内部には、接続スイッチ３２と、制御回路３３と、動作切替スイッチ３４ａ・３４ｂと、センス回路３５と、同期信号検出回路３６と、タイミング調整回路３７と、ドライブ回路３８とが設けられている。

また、スタイラスペンＳには、例えば、プッシュ式の第１操作スイッチ３９ａと第２操作スイッチ３９ｂとが設けられており、第１操作スイッチ３９ａ及び第２操作スイッチ３９ｂを押下操作することによって、第１操作スイッチ３９ａ及び第２操作スイッチ３９ｂに割り当てられた機能を、制御回路３３を介して実行させる。第１操作スイッチ３９ａに割り当てられた機能としては、例えば消しゴム機能を挙げることができ、この消しゴム機能のオン・オフを第１操作スイッチ３９ａにて行うことが可能である。また、第２操作スイッチ３９ｂに割り当てられた機能としては、例えばマウスの右クリック機能を挙げることができ、このマウスの右クリック機能のオン・オフを第２操作スイッチ３９ｂにて行うことが可能である。

尚、消しゴム機能及びマウスの右クリック機能は一例であり、消しゴム機能及びマウスの右クリック機能に限らない。また、さらに他の操作スイッチを設けて他の機能を付加することも可能である。

ところで、スタイラスペンＳのタッチパネル２へのタッチ信号、つまり前述した第１ペン電荷信号及び第２ペン電荷信号は、スタイラスペンＳの接続スイッチ３２をオフした状態（ペン先軸３１ｂはペン本体３０の把持部３０ａと電気的に遮断されている状態）でスタイラスペンＳをタッチパネル２にタッチすることによって、前述したように、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋと垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌとの切り替え駆動によってタッチ位置が検出される。

本参考形態では、前記スタイラスペンＳにおけるペン先部３１の駆動をタッチパネルコントローラ３ａにて検出するために、スタイラスペンＳのドライブ回路３８による駆動において、その駆動パターンを、第１信号線駆動期間においてはタッチパネルコントローラ３ａによるタッチパネル２の水平信号線ＨＬ_Ｋ＋１（又はそれ以降）の駆動パターン、つまりドライバ１１２のＫ＋１番目（又はそれ以降）のドライブラインＤＬ_Ｋ＋１（又はそれ以降）の駆動パターンに一致させると共に、第２信号線駆動期間においてはタッチパネルコントローラ３ａによるタッチパネル２の垂直信号線ＶＬ_Ｌ＋１（又はそれ以降）の駆動パターン、つまりドライバ１１２のＬ＋１番目（又はそれ以降）のドライブラインＤＬ_Ｌ＋１（又はそれ以降）の駆動パターンに一致させるという方法を採用している。ここで、水平信号線ＨＬ_Ｋ＋１（又はそれ以降）及び垂直信号線ＶＬ_Ｌ＋１（又はそれ以降）自体は、存在しない。

尚、図２９及び図３０においては、前記ドライブラインＤＬ_Ｋ＋１又はドライブラインＤＬ_Ｌ＋１のように駆動期間によって駆動パターンは異なっている（Ｋ≠Ｌ）場合もあるが、表記の見易さのためドライブラインＤＬ_Ｌ＋１の表記を用いて仮想線にて表示している。また、以降の説明においてもドライブラインＤＬ_Ｌ＋１と表記する。

（タッチパネルコントローラとスタイラスペンとの同期の基本動作）
ところで、本参考形態のスタイラスペンＳは、無線にてタッチパネルコントローラ３ａと信号の送受信を行っている。したがって、タッチパネルコントローラ３ａにおけるドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌの駆動のタイミングに合うようにドライブラインＤＬ_Ｌ＋１を駆動するのと同じパターンでペン先部３１を駆動する。そこで、スタイラスペンＳでは、ドライブ回路３８を設けてタッチパネルコントローラ３ａのドライバ１１２と同様に駆動を行うようにしている。

一方、タッチパネルコントローラ３ａにおけるドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌの駆動は、タイミングジェネレータ１１４にて生成される駆動タイミングに基づいている。このため、スタイラスペンＳにおいても、タッチパネルコントローラ３ａが駆動するタイミングに同期をとって動作させなければならない。そこで、本参考形態のスタイラスペンＳでは、センス回路３５、同期信号検出回路３６及びタイミング調整回路３７を設けることにより、スタイラスペンＳにてタッチパネルコントローラ３ａが駆動する専用同期信号を検出して、該タッチパネルコントローラ３ａの専用同期信号のタイミングとスタイラスペンＳにおいてタイミング調整回路３７にて発生するペン同期信号のタイミングとを一致させるようにしている。

前記ペン本体３０の内部には、接続スイッチ３２が設けられている。接続スイッチ３２は、省略することも可能である。接続スイッチ３２を省略する場合には、ペン本体３０の把持部３０ａは、例えば、基準電位（ＧＮＤ）に接続される。

前記接続スイッチ３２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field effect transistor）等からなる電子スイッチであり、制御回路３３にてオン・オフ制御される。ここで、接続スイッチ３２がオフの場合、ペン先軸３１ｂはペン本体３０の把持部３０ａと電気的に遮断されている。このとき、ペン先部３１とタッチパネル２間の容量は小さいため、ペン先カバー３１ａをタッチパネル２に近接させても、スタイラスペンＳはタッチパネルの同期信号の取得に困難を伴うことがある。

一方、接続スイッチ３２がオンになると、ペン先軸３１ｂは、ペン本体３０の把持部３０ａと電気的に接続され、人体は把持部３０ａを介してペン先軸３１ｂと導通する。これにより、人体は比較的大きな静電容量を有するため、スタイラスペンＳがタッチパネル２に近接・接触すると、スタイラスペンＳはタッチパネルの同期信号の取得が容易になることがある。

ここで、タッチパネルシステム１におけるスタイラスペンＳの同期の取り方の基本原理について、図３３に基づいて説明する。図３３は、同期の取り方の基本原理を示すタイミングチャートである。

スタイラスペンＳは、センス回路３５及び同期信号検出回路３６にて、タッチパネルコントローラ３ａのタイミングジェネレータ１１４にて発生した専用同期信号を検出する。ここでは、簡単のために、専用同期信号は、単一パルスであるとする。

図３３に示すように、単一パルスからなる専用同期信号であるタッチパネル同期信号Ｓ０が一定の周期で発生しているとする。

これに対して、スタイラスペンＳでは、センス回路３５にて、複数の同期信号候補Ｓ１〜Ｓｐ（ｐは２以上の整数）を発生させる。尚、図３３に示す同期信号候補Ｓｐは、同期信号候補Ｓ１が１周期程度遅れた信号を表している。スタイラスペンＳは、タッチパネルコントローラ３ａのタイミングジェネレータ１１４から送信される専用同期信号と一致度が高い同期信号を、同期信号候補Ｓ１〜Ｓｐの中から選択し、タッチパネルコントローラ３ａとの通信の同期信号として採用する。図３３に示す例では、タッチパネル同期信号Ｓ０と一致度が高い同期信号候補Ｓ４又はＳ５をスタイラスペンＳのペン同期信号として採用する。

スタイラスペンＳは、同期が取れるまで、検出モードになり、ドライブ回路３８の駆動は行われない。

このような原理により、スタイラスペンＳは、タッチパネルコントローラ３ａにおける専用同期信号と同期を取ることができる。

（タッチパネルコントローラとスタイラスペンとの同期の特徴的動作）
ところで、実際の同期の取り方において、タッチパネルコントローラ３ａからの専用同期信号の受信においては、ノイズが存在するので、容易ではない。具体的には、専用同期信号に低周波成分が重畳されるので、正しい専用同期信号のパルスの振幅を把握するのが困難となり、その結果、専用同期信号のパルスの取り逃がしが発生するという問題を有している。

このような問題の解消方法の一例について、図２８（ａ）（ｂ）、図３４（ａ）（ｂ）〜図３９（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。図２８（ａ）はタッチパネルシステムにおけるタッチパネルコントローラからスタイラスペンに送信されるマンチェスタ符号化された周期性を有する疑似不規則化系列の同期波形を示す図であり、図２８（ｂ）は同期波形とタッチ検出用波形とを示す波形図である。図３４（ａ）はタッチパネルコントローラにおけるドライバのドライブライン及びセンスアンプのセンスラインにおけるタッチパネル及びスタイラスペンへの出力関係を示す図であり、図３４（ｂ）は同期波形とタッチ検出用波形とを示す波形図である。図３５（ａ）はタッチパネルコントローラからスタイラスペンに送信される同期波形及びタッチ検出用波形等の駆動波形と低周波ノイズとを示す波形図であり、図３５（ｂ）は駆動波形と低周波ノイズとが重畳された状態を示す波形図であり、図３５（ｃ）はリセットタイミングによりリセットした状態を示す波形図である。図３６は、前記スタイラスペンにおける同期信号検出回路に設けられたリセット回路の構成を示す図である。図３７（ａ）はタッチパネルコントローラから送信される同期波形の一例を示す波形図であり、図３７（ｂ）は受信であるスタイラスペンでの入力波形を示す波形図であり、図３７（ｃ）は図３７（ｂ）においてリセットタイミングＲ１にて基準電位を定めたときの内部波形を示す波形図であり、図３７（ｄ）は図３７（ｂ）においてリセットタイミングＲ２にて基準電位を定めたときの内部波形を示す波形図である。図３８（ａ）はマンチェスタ符号化しない場合のＭ系列符号「１１１００１０」を用いた同期波形を示す波形図であり、図３８（ｂ）はマンチェスタ符号化したＭ系列符号「１１１００１０」を用いた同期波形を示す波形図である。図３９（ａ）はタッチパネルコントローラから送信されるＨｉｇｈ期間の長い同期波形の一例を示す波形図であり、図３９（ｂ）は受信であるスタイラスペンでの入力波形のリセットタイミングＲ３を示す波形図であり、図３９（ｃ）は図３９（ｂ）においてリセットタイミングＲ３にて基準電位を定めたときの内部波形を示す波形図である。

本参考形態のタッチパネルシステム１では、図３４（ａ）に示すように、タッチパネルコントローラ３ａの専用同期信号は、タッチパネルコントローラ３ａのタイミングジェネレータ１１４にて作成され、ドライバ１１２によりドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌを用いて送信される。そして、タッチパネルコントローラ３ａの駆動タイミングである専用同期信号をスタイラスペンＳに通知する仕組みとして、図３４（ｂ）に示すように、通常のタッチ検出用の波形とは別に同期を表す波形にてドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌを駆動するようにしている。具体的には、各ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌにおいては、同期波形を発生した後にタッチ検出用の波形を発生させている。尚、ここでは、説明を分かり易くするため、逐次駆動にて、タッチ検出用の波形を発生させている。また、同期波形の発生において、複数の連続したパルスで表記しているのは、逐次駆動の波形との見た目の区別をし易くするためであり、実際には本参考形態にて提案しているＭ系列符号等をマンチェスタ符号化した波形である方が同期波形として検出し易くなる。

ところで、スタイラスペンＳにて受信される信号波形には各種のノイズ、特に低周波のノイズが混入している。図３５（ａ）においては、太直線で示すものが、タッチパネルコントローラ３ａが駆動した複数の密集したパルスからなる専用同期波形であり、ｓｉｎカーブで示されるものをノイズとして仮定する。

スタイラスペンＳにて受信される信号波形は、図３５（ｂ）に示すように、前記タッチパネルコントローラ３ａからの同期波形と低周波のノイズとが重畳されたものとなる。この結果、スタイラスペンＳにて受信される信号波形は、取り出したいタッチパネルコントローラ３ａからの同期波形の振幅よりも低周波のノイズの振幅の方が大きくなる。このため、受信信号波形の最小電位から最大電位までを扱うようにすると、同期波形信号の振幅はノイズに比べて相対的に微小な振幅の信号となるため、同期波形信号の取り出しが困難となる。

そこで、図３５（ｂ）に示す同期波形と低周波のノイズとが重畳された波形から同期波形を見出す方法として、例えば、低周波カットフィルタにて低周波のノイズを除く方法と、同期波形と低周波のノイズとが重畳された波形に対しての基準電位を定めるリセット動作を行い、その基準電位からの電位差により内部波形の振幅を求める方法とがある。しかしながら、低周波カットフィルタは高価である。

このため、本参考形態では、同期波形の受信側であるスタイラスペンＳは、受信した入力波形に対しての基準電位を定めるリセット動作を行い、その基準電位からの電位差により内部波形の振幅を求める方法を採用している。ただし、本発明においては、必ずしもこれに限らず、低周波カットフィルタを用いて、低周波成分からなるノイズを除去することも可能である。

本参考形態では、受信した入力波形に対しての基準電位を定めるリセット動作を行うために、スタイラスペンＳの同期信号検出回路３６は、図３６に示すリセット回路３６ａを備えている。このリセット回路３６ａでは、図３５（ｂ）に示すタッチパネルコントローラ３ａからの同期波形と低周波のノイズとが重畳された重畳信号波形に対してリセットを行う。このリセットを行うことにより、図３５（ｃ）に示すように、リセットタイミングにおいて重畳信号波形が基準電位に戻される。つまり、基準電位を入力信号と同じ電位にする。そして、入力された重畳信号波形の電位が基準電位よりも高ければ正の電位を出力する一方、入力された重畳信号波形の電位が基準電位よりも低ければ負の電位を出力する。これにより、低周波成分を除去し、信号の振幅を一定の範囲に収めることが可能となる。

ところで、タッチパネルコントローラ３ａからの同期波形を等間隔の複数パルス列にて表現すると、受信した入力波形に対して基準電位を定めるリセット動作を行う場合には、受信側のスタイラスペンＳの基準電位を定めるリセットタイミングと同期波形のパルスとが重なってしまった場合に、パルスを取り逃し、タッチパネルコントローラ３ａの駆動タイミングである専用同期信号の判別が困難になるという問題を有している。

例えば、タッチパネルコントローラ３ａから、図３７（ａ）に示す同期波形が送信されている場合、受信側のスタイラスペンＳでの入力波形は、図３７（ｂ）の波形にて示される。このとき、図３７（ｂ）の波形において、リセットタイミングＲ１にて基準電位を定めたときの内部波形は、図３７（ｃ）にて示される。しかしながら、図３７（ｂ）の波形において、第２番目のパルスにリセットタイミングＲ２が設定されたときには、基準電位を定めたときの内部波形は、図３７（ｄ）に示すようになる。この結果、第２番目のパルスは正の立ち上がりが無くなるので、第２番目のパルスを取り逃すことになる。すなわち、タッチパネルコントローラ３ａの駆動タイミングである専用同期信号の判別が困難になる。

そこで、本参考形態では、タッチパネルコントローラ３ａにて送信する同期波形として、周期性を有する疑似不規則化系列にてなる一定パターン同期信号を用いている。具体的には、Ｍ系列(Ｍ-sequence)符号又はゴールド（Gold）系列符号を用いている。

ここで、疑似不規則化系列とは、人工的に作られた不規則信号である疑似不規則信号(pseudorandom signal)に用いられる符号系列をいう。すなわち、自然界に存在する真に不規則な信号は通常、不規則信号(random signal)とよばれるが、これに対して、人工的に作られた不規則信号を、疑似不規則信号(pseudorandom signal)という。人工的に作るわけであるから、ある規則が必要であるが、作られた信号の統計的性質は真の不規則信号のそれにできるだけ近いものとなるように種々の工夫がなされている。通常の場合、作られた信号の自己相関関数が白色雑音の自己相関関数δ(t)にできるだけ近くなるように工夫される。疑似不規則信号は疑似不規則な系列（数字の列）を電圧等の物理量に対応させて作られる。疑似不規則系列(pseudorandom sequence)には、有限長の系列と周期的系列があるが、発生のし易さ、利用のし易さの点から、周期系列が多く用いられている。そして、周期系列の代表として、Ｍ系列(Ｍ-sequence)及びゴールド（Gold）系列がある。

Ｍ系列信号及びゴールド（Gold）系列符号の自己相関は非常に鋭いピークを示し，自分以外との相関値は極めて低いという性質を有している。このＭ系列及びゴールド（Gold）系列は０と１との２進数からなり、２値系列が連なった周期性を有する系列である。なお、０を−１と置き直して表現することもできる。

このＭ系列符号又はゴールド（Gold）系列符号を、タッチパネルコントローラ３ａにて送信する同期波形として用いることにより、リセットタイミングが１つのパルスと重なった場合においても、このＭ系列符号と一致するものを正しい同期タイミングと判断すればよいので、同期判定の信頼性が高まる。

例えば、図３８（ａ）に示すように、Ｍ系列符号「１１１００１０」を用いる場合に、「０」を同期波形のＬｏｗに対応させ、「１」を同期波形のＨｉｇｈに対応させることにより、図３８（ａ）に示す同期波形を得ることができる。

ところで、前述のように、タッチパネルコントローラ３ａにて送信する同期波形としてＭ系列符号を用いると共に、スタイラスペンＳのセンス回路３５及び同期信号検出回路３６において、同じＭ系列符号にて一致判断することにより、パルスの取り逃しに対する耐性が高まる。しかし、系列を長くするとＨｉｇｈ又はＬｏｗの連続数が大きくなるパターンが含まれるため、この部分で基準電位を定めるリセットタイミングとなってしまうと不要な電位変動が発生し波形の判断が困難となる。

例えば、タッチパネルコントローラ３ａにて送信する同期波形に、図３９（ａ）に示すように、長い期間Ｈｉｇｈとなるパルスが存在し、図３９（ｂ）に示すスタイラスペンＳの受信入力波形において、リセットタイミングＲ３にて基準電位を定めたときの内部波形は、図３９（ｃ）に示すものとなり、検出が困難となる。

そこで、本参考形態では、Ｍ系列等の自己相関特性がよい符号に対して、マンチェスタ符号化した波形を用いて、タッチパネルコントローラ３ａの同期波形としての駆動を行う。ここで、マンチェスタ符号化した波形とは、図３８（ｂ）に示すように、「０」を同期波形のＨｉｇｈ→Ｌｏｗに対応させ、「１」を同期波形のＬｏｗ→Ｈｉｇｈに対応させることをいう。尚、この逆でもよい。これにより、図３８（ｂ）に示すように、Ｍ系列符号「１１１００１０」を用いる場合に、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗの期間が長い場合が発生するのを防止することができる。

このように、リセット動作を考慮すると、マンチェスタ符号化したＭ系列符号又はゴールド系列符号を用いることが好ましい。

本参考形態では、図２８（ａ）に示すように、前述した例えば７ｂｉｔのＭ系列符号「１１１００１０」をマンチェスタ符号化したものを用いて、図２８（ａ）に示すように、パルスを対応させる。そして、図２８（ｂ）に示すように、タッチパネルコントローラ３ａの同期波形として用いる。

これにより、長期の連続したＨｉｇｈ又はＬｏｗの期間が同期波形に現れない状態となり、自己相関特性により検出し易い同期パターンを使用することができる。また、同期波形中には最大でも１ｂｉｔを表現する時間しかＨｉｇｈ又はＬｏｗが継続しないため、受信側のスタイラスペンＳにて基準電位を定めるリセットタイミングを調整することも可能となる。

例えば、１ｂｉｔを表現する時間以上電位が高い状態が継続した場合には、ノイズの影響とみなし、その時点での電位を以降の基準電位とする。また、電位が高い状態から基準電位に近づいた場合には、その時点での電位を以降の基準電位とする。これにより、ノイズ等によって電位が大きく低下した場合でも、追従することが可能となる。

（タッチパネルシステム及びスタイラスペンの同期とタッチ位置検出との連続動作）
前記構成のタッチパネルシステム１及びスタイラスペンＳの同期とタッチ位置検出との連続動作について、図４０及び図４１（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。図４０は、タッチパネルコントローラ３ａの駆動動作とスタイラスペンＳの駆動動作との対応関係を示す動作イメージ図である。図４１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図４０に示す同期信号検出期間、休止期間及び通常の駆動期間の具体的駆動動作を示す図である。

図４０に示すように、スタイラスペンＳの駆動動作は、動作切替スイッチ３４ａをオンにし、かつ動作切替スイッチ３４ｂをオフにしてセンス回路３５及び同期信号検出回路３６によりタッチパネルコントローラ３ａからの同期信号を検出するための同期信号検出期間と、準備期間と、動作切替スイッチ３４ａをオフにし、かつ動作切替スイッチ３４ｂをオンにしてドライブ回路３８によりペン先部３１を駆動する駆動モード期間との３期間の繰り返しによって構成されている。

前記同期信号検出期間は、同期波形を表すビットパターンを検出するための待ち期間であり、ペン先部３１のドライブを切り、ペン先信号波形から同期信号パターンを検出する期間である。具体的には、同期信号検出期間では、図４１（ａ）に示すように、ドライバ１１２のドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌをそれぞれ同じ波形でドライブする。波形のパターンは例えばＭ系列のような自己相関特性があるパターンが含まれているものを使用する。

図４０に示す準備期間は、同期信号パターン検出後の付加情報とスタイラスペンＳ自身の状態を基にドライブする符号を選択し、タッチパネルコントローラ３ａとタイミングを合わせてペン先を駆動し始めるための準備期間であり、ドライブ開始のタイミングをとる付加情報を解釈する期間である。

また、駆動モード期間は、ドライブ回路３８によりペン先部３１を駆動する期間であり、タッチパネルコントローラ３ａの駆動タイミングに合うよう、駆動波形のエッジを微調整しながら、選択した符号でペン先部３１を駆動する期間である。このときには、タッチパネルコントローラ３ａの駆動タイミングに合わせてスタイラスペンＳのドライブ回路３８が駆動される。

一方、タッチパネルコントローラ３ａの駆動動作は、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌを同じ波形で駆動する期間と、休止期間Ｂと、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｋ〜ＤＬ_ＬとセンスラインＳＬ１〜ＳＬ_Ｋ〜ＳＬ_Ｌとを切り替え駆動する期間との３期間の繰り返しにて構成されている。

ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌを同じ波形で駆動する期間は、スタイラスペンＳが同期を取るための同期波形＋付加情報の駆動期間である。具体的には、前記図４１（ａ）に示すように、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌを同じ波形で駆動する。

前記休止期間Ｂは、スタイラスペンＳが同期検出を終える期間、及び駆動準備をするための期間である。具体的には、図４１（ｂ）に示すように、スタイラスペンＳが同期波形を検出して通常の駆動を行う準備期間を設けるための待ち時間である。このため、駆動波形に意味はなく完全に任意である。したがって、駆動しなくてもよい。尚、スタイラスペンＳ側の準備期間が不要の場合にはこの区間は不要である。

次に、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｋ〜ＤＬ_ＬとセンスラインＳＬ１〜ＳＬ_Ｋ〜ＳＬ_Ｌとを切り替え駆動する期間は、タッチパネル２の一面分のデータを得るための位置検出のための通常駆動期間である。具体的には、この通常駆動期間では、図４１（ｃ）に示すように、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_ＬをスタイラスペンＳのタッチ位置検出に必要な波形にてドライブ及びセンスを繰り返す。駆動方法としては、逐次駆動や並列駆動にて行われる。尚、図４１（ｃ）においては、駆動パターンの順序が視覚的に分かり易いように逐次駆動で表現している。

スタイラスペンＳは、同期波形が検出できた場合に、タッチパネル２の外側に相当するドライブラインＤＬ_Ｌ＋１と同じ波形でペン先部３１を駆動する。尚、図４１（ｃ）において、背景に色がついているのはセンス期間、つまり、タッチ位置検出のための静電容量を検出している期間を示す。

このように、本参考形態のタッチパネルシステム１では、複数の第１信号線としての水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋと複数の第２信号線としての垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌとの交点にそれぞれ形成される静電容量を有するタッチパネル２とタッチペンとしてのスタイラスペンＳとタッチパネルコントローラ３ａとを備え、前記タッチパネルコントローラ３ａは、第１信号線駆動期間において複数の水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋを駆動して各静電容量に基づく電荷信号を各垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌから出力させ、第２信号線駆動期間において複数の垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌを駆動して各静電容量に基づく電荷信号を各水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋから出力させる切り替え駆動を反復して行っているときに、スタイラスペンＳのペン先部３１をドライブラインＤＬ_Ｌ＋１の波形で駆動しながらタッチパネル２にタッチさせることにより、スタイラスペンＳによる静電容量の変化に基づいてタッチ位置を検出する。

これにより、スタイラスペンＳがタッチパネル２にタッチされた場合には、第１信号線駆動期間での検出位置と第２信号線駆動期間における検出位置とが同じ位置に表れる。一方、電磁ノイズを受けた人体の手、指等のタッチパネルへのタッチに起因して生じるタッチ位置とは異なる他の位置に発生するノイズによる誤信号は、第１信号線と第２信号線との切り替え駆動により第１信号線駆動期間に表れたとしても第２信号線駆動期間には同位置には表れない。

したがって、スタイラスペンＳのタッチ信号とノイズによる誤信号とを区別し、該ノイズによる誤信号を容易に除去することが可能となっている。

ところで、タッチペンとして、信号を入出力できる電子ペンとしてのスタイラスペンＳを使用する場合には、スタイラスペンＳにおいてタッチパネルコントローラ３ａで用いる同期信号との同期を取る必要がある。

この場合に、本参考形態では、タッチパネルコントローラ３ａの同期信号送信部としてのドライバ１１２は、第１信号線駆動期間の直前と第２信号線駆動期間の直前とのそれぞれの同期信号送信期間にスタイラスペンＳに同期信号を送信するので、第１信号線及び第２信号線への駆動用の駆動信号を用いて同期信号を作成することが可能である。このため、同期信号を作成するための別途回路を設けることがないので、部品点数の削減を図ることができる。

ここで、タッチパネルコントローラ３ａからスタイラスペンＳへ同期信号を送る場合に、低周波信号がノイズとして重畳されるので、単一のパルスではノイズとの分離が適切に行われないときには、同期信号を取り逃がすことがある。一方、同一ピッチの変化のない複数のパルスでは、どの部分が同期信号に該当するかが不明確である。

そこで、本参考形態では、タッチパネルコントローラ３ａのドライバ１１２は、同期信号送信期間に、Ｍ系列符号又はゴールド系列符号等の周期性を有する疑似不規則化系列にてなる波形の同期信号をスタイラスペンＳに送信すると共に、スタイラスペンＳは、前記同期信号を検出する同期信号検出部としてのセンス回路３５及び同期信号検出回路３６を備えている。

このため、同期信号は、周期性を有する疑似不規則化系列にてなる波形にて送信されるので、自己相関特性がよい。このため、同期信号であるか否かの識別の精度が高くなり、同期信号の取り逃がしを減少させることができる。

したがって、同期信号の検出を適格に行うことが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。

ところで、例えば、低周波成分が重畳された同期信号を受信したときに、周期的にリセット動作を行って受信した入力波形を基準電位に戻すことにより同期信号の振幅を検出する場合には、パルスのＨｉｇｈ期間又はＬｏｗ期間が長いときにリセット動作が行われると、不要な電位変動を行われ、波形の判断が行い難くなる。

そこで、本参考形態では、疑似不規則化系列にてなる波形の同期信号は、マンチェスタ符号化されている。すなわち、マンチェスタ符号化処理では、疑似不規則化系列の「０」を同期波形のＨｉｇｈ→Ｌｏｗに対応させ、「１」を同期波形のＬｏｗ→Ｈｉｇｈに対応させる処理を行う。尚、この逆でもよい。これにより、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗの期間が長くなるのを防止することができる。

また、本参考形態のタッチパネルシステム１では、タッチパネルコントローラ３ａの同期信号送信部としてのドライバ１１２は、前記複数の第１信号線としての水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋ又は複数の第２信号線としての垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌを駆動するための駆動信号を供給する駆動部としてのドライバ１１２を兼ねており、該ドライバ１１２は、前記複数の水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋ又は複数の垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌを駆動するための駆動信号を、周期性を有するマンチェスタ符号化された疑似不規則化系列にてなる波形に変えて同期信号を送信する。

これにより、同期信号送信部は駆動部を兼ねたドライバ１１２にてなっているので、水平信号線ＨＬ_１〜ＨＬ_Ｋ及び垂直信号線ＶＬ_１〜ＶＬ_Ｌへの駆動用のドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌの駆動信号の波形パターンを変えるだけで同期信号を作成することが可能である。このため、同期信号を作成するための別途回路を設けることがないので、部品点数の削減を確実に図ることができる。

〔参考形態６〕
本発明の他の参考形態について図４２〜図４８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本参考形態において説明すること以外の構成は、前記参考形態５と同じである。また、説明の便宜上、前記の参考形態５の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

（タッチパネルコントローラとスタイラスペンとの同期の特徴的動作）
本参考形態では、スタイラスペンＳでの同期の取り方において、さらに、専用同期信号のパルスの取り逃がしの発生を防止し得る方法について、図４２（ａ）（ｂ）〜図４６（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。図４２（ａ）は本参考形態におけるタッチパネルシステムにおいてスタイラスペンにて受信された信号の入力波形を示す波形図であり、図４２（ｂ）はリセットタイミングＲ１〜Ｒ６にて基準電位を定めたときの内部波形を示す波形図である。図４３（ａ）はタッチパネルコントローラから送信される同期波形の一例を示す波形図であり、図４３（ｂ）は受信であるスタイラスペンでの入力波形のリセットタイミングＲ７・Ｒ８・Ｒ９を示す波形図であり、図４３（ｃ）は図４３（ｂ）に示すリセットタイミングＲ７・Ｒ８・Ｒ９にて基準電位を定めたときの同期波形を示す波形図である。図４４は、同期波形が出力される直前に固定期間を設けたタッチパネルコントローラの出力波形を示すタイミングチャートである。図４５（ａ）はタッチパネルコントローラから送信される同期波形の一例を示す波形図であり、図４５（ｂ）は受信であるスタイラスペンでの入力波形のリセットタイミングＲ１１・Ｒ１２・Ｒ１３を示す波形図であり、図４５（ｃ）は図４５（ｂ）に示すリセットタイミングＲ１１・Ｒ１２・Ｒ１３にて基準電位を定めたときの同期波形を示す波形図である。図４６（ａ）はタッチパネルコントローラにおけるドライバのドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌによって送信される同期波形の送信方法を示す図であり、図４６（ｂ）は受信であるスタイラスペンでの入力波形を示す波形図であり、図４６（ｃ）は図４６（ｂ）に示す固定期間にて最初にリセットして基準電位を定めたときの同期波形を示す波形図である。

スタイラスペンＳにおいて、例えば、図４２（ａ）に示す入力波形が得られた場合に、基準電位を定めるリセットタイミングＲ１〜Ｒ６にてリセットすると、図４２（ｂ）に示す内部波形が得られる。

この場合、マンチェスタ符号化したＭ系列符号を用いていたとしても、図４３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、基準電位を定めるリセット動作のタイミングによっては同じ信号でも電位が異なってしまい、タッチパネルコントローラ３ａの同期波形の出力がＨｉｇｈ又はＬｏｗのいずれであったのかの判別が困難となることには変わらない。つまり、第２のピークがＨｉｇｈ又はＬｏｗのいずれであるのかが分からない。

そこで、本参考形態では、図４４に示すように、同期波形が出力される直前に、固定期間Ｆを設けてタッチパネルコントローラ３ａの出力波形を固定するようにしている。固定する時間は、受信側であるスタイラスペンＳにて基準電位を決めるリセット動作タイミングが少なくとも１回は含まれる時間とする。

これにより、同期波形が出力される前段階で、安定した電位を基準電位として定めることができる。

具体的には、図４５（ａ）（ｂ）に示すように、固定期間ＦにリセットタイミングＲ１１・Ｒ１２・Ｒ１３を設けて基準電位を定める。これにより、図４５（ｃ）に示すように、同期波形を検出するときに、タッチパネルコントローラ３ａの出力がＨｉｇｈ又はＬｏｗのいずれであったのか判別し易くなる。

この結果、図４４に示すように、同期波形が出力される前段階に固定期間Ｆを設けることによって、リセット動作が終了する時点の電位が基準電位となる。このため、図４６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、スタイラスペンＳにおいて、リセット間隔よりも長い固定期間Ｆを設けることにより、タッチパネルコントローラ３ａが駆動電位が定まった状態で同期信号検出期間の前に必ずリセットが１回以上実施され、同期信号検出期間の先頭から安定した状態で波形の整形を行うことができる。

（タッチパネルシステム及びスタイラスペンの総合動作）
前記構成のタッチパネルシステム１及びスタイラスペンＳの総合動作について、図４７及び図４８に基づいて説明する。図４７は、タッチパネルコントローラ３ａの駆動動作とスタイラスペンＳの駆動動作との対応関係を示す動作イメージ図である。図４８は、図４７に示す固定期間の具体的駆動動作を示す図である。尚、図４７及び図４８の説明は、参考形態５の図４０及び図４１（ａ）（ｂ）（ｃ）と同じ部分は、その説明を簡易に行う。

図４７に示すように、スタイラスペンＳは、センス回路３５及び同期信号検出回路３６によりタッチパネルコントローラ３ａからの同期信号を検出するための同期信号検出期間と、準備期間と、ドライブ回路３８によりペン先部３１を駆動する駆動モード期間とを含んでいる。

前記同期信号検出期間、準備期間、駆動モード期間は、前記図４０及び図４１（ａ）（ｂ）（ｃ）にて説明したとおりである。

一方、タッチパネルコントローラ３ａは、固定期間Ｆと、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌを同じ波形で駆動する期間と、休止期間Ｂと、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌを駆動しセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｌで静電容量の変化を読み出す期間とを有している。

固定期間Ｆは、スタイラスペンＳが同期を検出する信号レベルを安定させるための期間である。具体的には、固定期間Ｆでは、図４８に示すように、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_ＬをＬｏｗ又はＨｉｇｈのいずれかに固定する。尚、Ｌｏｗ又はＨｉｇｈのいずれでもよいが、本参考形態では、Ｌｏｗとしている。このため、タッチパネルコントローラ３ａのドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌは０である。このとき、スタイラスペンＳのドライブラインＤＬ_Ｌ＋１は駆動しない。

ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌを同じ波形で駆動する期間は、スタイラスペンＳが同期を取るための同期波形＋付加情報の駆動期間である。具体的には、前記図４１（ｂ）に示すように、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌを同じ波形で駆動する。

前記休止期間Ｂは、スタイラスペンＳが同期検出を終える期間、及び駆動準備をするための期間である。具体的には、前記図４１（ｂ）に示すように、スタイラスペンＳが同期波形を検出して通常の駆動を行う準備期間を設けるための待ち時間であるため駆動波形に意味はなく完全に任意である。したがって、駆動しなくてもよい。また、スタイラスペンＳのドライブラインＤＬ_Ｌ＋１も駆動しない。尚、スタイラスペンＳ側の準備期間が不要の場合にはこの区間は不要である。

次に、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌを駆動し、センスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｌにて静電容量の変化を読み出す期間は、タッチパネル２の一面分のデータを得るための位置検出のための通常駆動期間である。具体的には、この通常駆動期間では、前記図４１（ｃ）に示すように、ドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌのドライブ及びセンスラインＳＬ_１〜ＳＬ_Ｌからの読み出しを繰り返す。駆動方法としては、逐次駆動や並列駆動にて行われる。尚、図４１（ｃ）においては、駆動パターンの順序が視覚的に分かり易いように逐次駆動で表現している。

スタイラスペンＳは、同期波形が検出できた場合に、タッチパネル２の外側に相当するドライブラインＤＬ_Ｌ＋１を駆動する。すなわち、タッチパネルコントローラ３ａによるドライブラインＤＬ_１〜ＤＬ_Ｌの駆動に合わせて、ドライブラインＤＬ_Ｌ＋１に相当する波形を出力する。尚、図４１（ｃ）において、背景に色がついているのはセンス期間、つまり、静電容量を検出している期間を示す。

このように、本参考形態のタッチパネルシステム１では、電子ペンとしてのスタイラスペンＳの同期信号検出部としてのセンス回路３５及び同期信号検出回路３６は、低周波成分が重畳された同期信号を受信したときに、周期的にリセット動作を行って受信した入力波形を基準電位に戻すことにより同期信号の振幅を検出する。これにより、ノイズとして重畳された低周波成分を高価な低周波カットフィルタを用いることなく安価に同期信号の振幅を検出することができる。

ところで、受信した入力波形に対して任意にリセット動作を行う場合に、リセット動作がパルスのＨｉｇｈ部分に重なったときには、その後の信号波形が負になるので、正確な正のパルスのＨｉｇｈ部分と認識できない。その結果、同期信号を取り逃がす虞が発生する。

そこで、本参考形態では、同期信号送信期間は、波形がＨｉｇｈ又はＬｏｗに固定された固定同期信号が送信される固定期間Ｆと、Ｍ系列符号又はゴールド系列符号等の周期性を有する疑似不規則化系列にてなる波形の同期信号が送信される疑似不規則化系列波形期間とからなっている。そして、固定期間Ｆでは、リセット動作が少なくとも１回行われる。

これにより、波形がＨｉｇｈ又はＬｏｗに固定された固定期間Ｆにて、入力波形を基準電位に戻すので、以降のパルスがＨｉｇｈ又はＬｏｗのいずれであるかを適格に判断することができる。

〔実施形態１〕
本発明の第一実施形態について、図４９〜図５０に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前述した部材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の構成≫
図４９は、本実施形態のタッチパネルシステム１ｂの構成を示す回路図である。

図４９に示されるように、タッチパネルシステム１ｂは、タッチパネル２と、タッチパネルコントローラ３ｃとを備える。

タッチパネルコントローラ３ｃは、駆動回路４と、制御回路１４と、読出部４０と、ノイズ検知部ＮＳと、マルチプレクサＭＵ１・ＭＵ２とを備える。

（読出部）
読出部４０は、切換回路１２と、増幅回路７（センスアンプ）と、ＡＤ変換回路１３と、復号演算回路８とを含む。

また、読出部４０は、タッチパネル２と、制御回路１４と、ノイズ検知部ＮＳとに接続されている。

また、読出部４０は、駆動回路４によって駆動されたタッチパネル２のキャパシタに蓄積された電荷に基づく線形和信号を上述の水平信号線（第２信号線）に沿って読み出すために設けられている。

（ノイズ検知部）
ノイズ検知部ＮＳは、期間規定部４１と、駆動規定部４２とを含む。

また、ノイズ検知部ＮＳは、制御回路１４と、読出部４０とに接続されている。

（期間規定部）
期間規定部４１は、制御回路１４と、駆動規定部４２とに接続されている。

また、期間規定部４１は、制御回路１４を介し、駆動回路４の駆動パターンを取得する。そして、期間規定部４１は、駆動回路４がタッチパネル２のキャパシタを駆動しない間に、タッチパネル２に混入したノイズ信号を読み出すノイズ読出期間を規定する。

ここで、「駆動パターン」は、例えば、以下に列挙するものである。
・図１１の（ａ）に示される、フレーム単位駆動
・図１１の（ｂ）に示される、フェイズ連続駆動
・図１１の（ｃ）に示される、同一ベクタ連続駆動
・図１１の（ｄ）に示される、複数ベクタ連続駆動
・図１２の（ａ）に示される、図１１（ｂ）に示したフェイズ連続駆動において、偶数回目の駆動を反転するフェイズ連続反転駆動
・図１２の（ｂ）に示される、図１１（ｃ）に示した同一ベクタ連続駆動において、偶数回目の２個のフェイズ駆動を反転する同一ベクタ連続反転駆動
・図１２の（ｃ）に示される、図１１（ｄ）に示した複数ベクタ連続駆動において、偶数回目の複数ベクタの駆動を反転する複数ベクタ連続反転駆動
期間規定部４１がノイズ読出期間を規定する詳細な動作については、後述する。

（駆動規定部）
駆動規定部４２は、制御回路１４と、読出部４０と、期間規定部４１とに接続されている。

また、駆動規定部４２は、ノイズ読出期間に読出部４０により読み出されたノイズ信号に基づき、タッチ検出期間の駆動パターンを規定する。そして、制御回路１４では、駆動回路４が、駆動規定部４２によって規定された駆動パターンによってタッチパネル２のドライブラインを駆動するように、切換回路６は、サブシステム５ａ・５ｂを切り換えて駆動回路４に繋ぐ。

（マルチプレクサ）
マルチプレクサＭＵ１は、前述した構成を備える。マルチプレクサＭＵ２は、複数のサンプルホールド（Ｓ／Ｈ；Sample and Hold）回路を含む。また、マルチプレクサＭＵ２は、増幅回路７（センスアンプ）と、ＡＤ変換回路１３との間に接続されている。

≪タッチパネルシステムの動作≫
（ノイズ読出期間の規定）
図５０は、図４９に示されるタッチパネルシステム１ｂにおいて、期間規定部４１がノイズ読出期間Ｐ１〜Ｐ４を規定する動作を説明するタイミングチャートであって、（ａ）はノイズ読出期間Ｐ１〜Ｐ４が規定される前の動作を示し、（ｂ）はノイズ読出期間Ｐ１〜Ｐ４が規定された後の動作を示す。

図５０の（ａ）に示されるように、タッチパネルシステム１ｂは、例えば、図２４〜図２７に示される構成により、タッチ検出期間Ｑ１〜Ｑ４（例えば、１０ミリ秒（ｍｓ））ごとに、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える。

なお、タッチ検出期間Ｑ１〜Ｑ４ごとにドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える動作に限定されるわけではなく、同じ種類のタッチ検出期間が続く動作であってもよい。

図５０の（ａ）及び（ｂ）において、「Ｘ軸：センス」とは、図４９及び２４に示されるマルチプレクサＭＵ１が、図２５に示される水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続している状態を意味する。また、「Ｙ軸：ドライブ」とは、マルチプレクサＭＵ１が、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続している状態を意味する。

また、「Ｘ軸：ドライブ」とは、マルチプレクサＭＵ１が、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続している状態を意味する。また、「Ｙ軸：センス」とは、マルチプレクサＭＵ１が、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続している状態を意味する。

図５０の（ｂ）に示されるように、期間規定部４１は、ノイズ読出期間Ｐ１〜Ｐ４を、Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋１］〜Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋４］で示される各時刻を終端とする１ｍｓの長さの期間に規定する。

ここで、時刻Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋１］の１ｍｓ前には、駆動回路４によるキャパシタの駆動が完了しているため、駆動回路４によるキャパシタの駆動に起因する線形和信号の値が収束している。他の時刻Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋２］〜Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋４］についても同様である。

（ノイズの判定）
ノイズ読出期間Ｐ１〜Ｐ４において、駆動回路４によるキャパシタの駆動に起因する線形和信号の値は、収束している（例えば、０になっている）。それゆえ、ノイズ読出期間Ｐ１〜Ｐ４において、読出部４０が読み出した線形和信号は、駆動回路４によるキャパシタの駆動に起因しない線形和信号（つまり、ノイズ）を読み出すことができる。

ノイズは、例えば、物体（人間の指、タッチペン）がタッチパネルに接触することで、当該物体以外のノイズ源（ＡＣアダプター、蛍光灯など）から流れ込む信号が原因となり発生する。

駆動規定部４２は、所定のノイズ読出期間Ｐ１に読み出されたノイズに基づき、当該所定のノイズ読出期間Ｐ１よりも後の期間であるタッチ検出期間Ｑ２における駆動パターンを規定する。このとき、前述の方法に基づき、駆動パターンとして、ノイズの抑制量の多いものを規定できる。なお、ノイズ読出期間Ｐ２・Ｐ３よりも、それぞれ後の期間であるタッチ検出期間Ｑ３・Ｑ４についても同様である。また、タッチ検出期間Ｑ１の前にも、ノイズ読出期間が設けられてよい。

以上によれば、ノイズを検知するために、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える必要がない。そして、タッチパネル２の動作中にノイズを読み出し、タッチ検出において、時間的に変化するノイズの影響を適時に抑制できる。さらに、ノイズを読み出すためだけにタッチパネルを動作させる必要がなく、１１ｍｓに１度の頻度（周波数９０．９Ｈｚ）で、適時にノイズを読み出せる。

（比較例）
特許文献１の静電容量値分布検出装置は、図５０の（ａ）に示される動作と同様に、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を一定時間ごとに切り換える。しかし、特許文献１の静電容量値分布検出装置は、時刻Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ］にノイズを検知した場合、次にノイズを検知する時刻は、タッチ検出期間Ｑ２の後の時刻Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋２］でなければならない。なぜならば、特許文献１の静電容量値分布検出装置は、タッチ検出期間Ｑ１の静電容量値分布検出結果と、タッチ検出期間Ｑ２の静電容量値分布検出結果とを比較しなければ、ノイズを検知できないからである。

つまり、特許文献１の静電容量値分布検出装置では、ノイズを読み出すためだけにタッチパネルを動作させる必要があり、かつ、少なくとも２０ｍｓに１度の頻度（周波数５０Ｈｚ）でしかノイズを読み出せない。

≪タッチパネルシステムの効果≫
ノイズを検知するために、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える必要がない。そして、タッチパネル２の動作中にノイズを読み出し、タッチ検出において、時間的に変化するノイズの影響を適時に抑制できる。さらに、ノイズを読み出すためだけにタッチパネルを動作させる必要がなく、特許文献１の静電容量値分布検出装置などの従来技術よりも、適時にノイズを読み出せる。

なお、タッチパネルシステム１ｂは、図２３に示されるように、携帯電話機９０（電子機器）の一部に組み込むことができる。

〔実施形態２〕
本発明の第二実施形態について、図５１〜図５２に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材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。

≪ノイズ読出期間を規定する種々の構成・動作及びその効果≫
（ノイズ読出期間の規定位置）
図５１は、本実施形態の、図４９に示されるタッチパネルシステム１ｂにおいて、期間規定部４１がノイズ読出期間Ｐを規定する動作を説明するタイミングチャートであって、（ａ）はノイズ読出期間Ｐが規定される前の動作を示し、（ｂ）はノイズ読出期間Ｐが規定された後の動作を示す。

図５１の（ａ）に示されるように、タッチパネルシステム１ｂは、例えば、図２４〜図２７に示される構成により、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を１０ｍｓごとに切り換える。

そして、図５１の（ｂ）に示されるように、期間規定部４１は、ノイズ読出期間Ｐを、時刻Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋４］を終端とする１ｍｓの長さの期間に規定してもよい。

このように、期間規定部４１は、駆動回路４の駆動パターンからノイズ読出期間Ｐを規定するときに、タッチ検出期間Ｑ１〜Ｑ４ごとにノイズ読出期間Ｐを、必ず規定する必要があるわけではない。

図５１の（ｂ）に示される例では、読出部４０は、４１ｍｓに１度の頻度（周波数２４．４Ｈｚ）でノイズを読み出す。所望のノイズ読み出し頻度が２４．４Ｈｚ以下であるのならば、ノイズ読出期間Ｐは、図５１の（ｂ）に示されるように規定されてよい。

また、特許文献１に示されている従来方法（例えば、ノイズメトリックを取得）を継続的に行っておき、ノイズメトリックがある閾値レベルを超えたときに、ノイズ読み出し期間を設ける構成としてもよい。この方法では、ノイズ周波数やノイズ量の変化自体は従来技術の方法で判断を行う。駆動規定部４２の動作を行うため、期間規定部４１にて、駆動回路４がタッチパネル２のキャパシタを駆動しない間に、タッチパネル２に混入したノイズ信号を読み出す期間を定める。

（省電力休止期間におけるノイズ読出期間の規定）
図５２は、図４９に示されるタッチパネルシステム１ｂにおいて、期間規定部４１がノイズ読出期間Ｐ１〜Ｐ４を規定する動作を説明するタイミングチャートであって、（ａ）はノイズ読出期間Ｐ１〜Ｐ４が規定される前の動作を表し、（ｂ）はノイズ読出期間Ｐ１〜Ｐ４が規定された後の動作を表す。

図５２の（ａ）に示されるように、タッチパネルシステム１ｂの消費電力を抑制するために、駆動回路４は、タッチ検出期間Ｑ１〜Ｑ４（例えば、４ｍｓの期間）の間の休止期間Ｂ１〜Ｂ４（省電力期間；例えば、６ｍｓの期間）において、ドライブラインの駆動を休止することがある。

この場合、図５２の（ｂ）に示されるように、期間規定部４１は、ノイズ読出期間Ｐ１（例えば、１ｍｓの期間）を、休止期間Ｂ１内に規定してもよい。ノイズ読出期間Ｐ２〜Ｐ４についても同様である。

以上により、タッチパネルシステム１ｂの省電力化を図りつつ、１０ｍｓに１度の頻度（周波数１００Ｈｚ）で、適時にノイズを読み出せる。

（タッチペンを併用する形態におけるノイズ読出期間の規定）
タッチパネルシステム１ｂでは、前述のようにタッチペンを併用することがある。

この場合、期間規定部４１は、図４０に示される休止期間Ｂ（コントローラが同期信号を送信しない期間）の一部又は全体に、一つ又は複数のノイズ読出期間を規定してもよい。また、期間規定部４１は、図４７に示される休止期間Ｂ又は固定期間Ｆの一部又は全体に、一つ又は複数のノイズ読出期間を規定してもよい。

以上により、タッチペンのタッチ信号とノイズによる誤信号とを区別し、該ノイズによる誤信号を容易に除去しつつ、適時にノイズを読み出せる。

〔実施形態３〕
本発明の第三実施形態について、図５３に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材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。

≪サンプリング周波数を最適化する構成・動作及びその効果≫
（サンプリング周波数の最適化）
図５３は、本実施形態の、図４９に示されるタッチパネルシステム１ｂが備える読出部４０を簡略化して示すブロック図であって、（ａ）は読出部４０の簡略化された構成を示し、（ｂ）は読出部４０の簡略化された動作を示し、（ｃ）は読出部４０の簡略化された他の動作を示し、（ｄ）は読出部４０の簡略化されたさらに他の動作を示す。

図５３の（ａ）に示されるように、読出部４０が含む増幅回路７の個数は、１０個（増幅回路Ａｍｐ１〜Ａｍｐ１０）に簡略化されている。また、図４９に示される複数のＳ／Ｈ回路は、一つのマルチプレクサＭＵ２として簡略化されている。

図５３の（ｂ）に示されるように、“１”〜“１０”で示される増幅回路Ａｍｐ１〜Ａｍｐ１０の各出力は、マルチプレクサＭＵ２を介してＡＤ変換回路１３で順番にＡＤ変換される。

ここで、ＡＤ変換回路１３のサンプリング頻度が、１０メガサンプル／秒（Ｍｓｐｓ；Mega-sample per second）であれば（つまり、ＡＤ変換回路１３のサンプリング周波数が１０ＭＨｚであれば）、増幅回路Ａｍｐ１〜Ａｍｐ１０のうちの一つの増幅回路の出力がＡＤ変換される頻度は、１Ｍｓｐｓになる。このとき、サンプリング定理により、当該出力から復元できる信号の最大周波数は、０．５ＭＨｚになる。

以上の場合、駆動規定部４２は、所定のノイズ読出期間に読み出された線形和信号に基づき、当該所定のノイズ読出期間よりも後の期間における駆動パターンを規定するときに、高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Fast Fourier Transform）演算等を行うことにより、最大０．５ＭＨｚまでの周波数成分のノイズに対して、正しくノイズ周波数を推測することができ、最大０．５ＭＨｚまでの周波数成分のノイズに対し、ノイズの抑制量の多い駆動パターンを正しく規定できる。

ここで、ＡＤ変換回路１３は、省電力のために、サンプリング頻度を低く設定されていることがある。この場合、図５３の（ｃ）に示されるように、ＡＤ変換回路１３のサンプリング頻度を、例えば１００Ｍｓｐｓまで上げ、増幅回路Ａｍｐ１〜Ａｍｐ１０のうちの一つの増幅回路の出力がＡＤ変換される周期を１０Ｍｓｐｓにする。

以上の場合、駆動規定部４２は、所定のノイズ読出期間に読み出された線形和信号に基づき、当該所定のノイズ読出期間よりも後の期間における駆動パターンを規定するときに、ＦＦＴ演算等を行うことにより、最大５ＭＨｚまでの周波数成分のノイズに対して、正しくノイズ周波数を推測することができ、最大５ＭＨｚまでの周波数成分のノイズに対して、ノイズの抑制量の多い駆動パターンを正しく規定できる。

ここで、ＡＤ変換回路１３のサンプリング周波数は、ＡＤ変換回路１３の数を増やし並列化するなどによっても上げることができる。この場合、有意なノイズを測定できる最大周波数まで、サンプリング周波数を上げればよい。

具体的には、駆動規定部４２は、上述のノイズ読出期間にＡＤ変換回路１３により読み出されたノイズ信号の最大周波数の２倍を上限として、ＡＤ変換回路１３のサンプリング周波数を規定すればよい。

（サンプリングする水平信号線の最適化）
図５３の（ａ）に示される構成において、予めノイズが観測される増幅回路７（この例では、増幅回路Ａｍｐ２〜Ａｍｐ３）が判明している場合、マルチプレクサＭＵ２は、増幅回路Ａｍｐ２〜Ａｍｐ３の出力のみを、ＡＤ変換回路１３に送信してよい。この場合、ＡＤ変換回路１３のサンプリング周波数が１０Ｍｓｐｓであるならば、増幅回路Ａｍｐ２〜Ａｍｐ３の出力がＡＤ変換される周期を５Ｍｓｐｓにできる。

駆動規定部４２は、所定のノイズ読出期間に読み出された線形和信号に基づき、当該所定のノイズ読出期間よりも後の期間における駆動パターンを規定するときに、ＦＦＴ演算等を行うことにより、最大２．５ＭＨｚまでの周波数成分のノイズに対して、正しくノイズ周波数を推測することができ、ノイズの抑制量の多いものを正しく規定できる。

なお、ノイズが観測される増幅回路を特定するために、複数の増幅回路７を順番に検査してよい。

また、前述のように、物体がタッチパネルに接触（タッチ）することで、当該物体以外のノイズ源から流れ込む信号に起因し、ノイズが検知されることがある。よって、ノイズが観測される増幅回路を特定するために、タッチされることが多い増幅回路７（例えば最近タッチされたセンスラインの信号線に対応する増幅回路７）を優先的に検査してもよい。この場合、読出部４０は、ノイズ読出期間において、ノイズ読出期間よりも前の、タッチ検出期間にタッチが検出されたセンスラインの信号線に沿って線形和信号を読み出せばよい。

〔実施形態４〕
本発明の第四実施形態について、図５４に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材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。

≪サンプリング周波数の半分の周波数以上のノイズ同定≫
図４９に示される駆動規定部４２が、よりノイズ低減量が大きい駆動パターンを規定するためには、正確なノイズ周波数が、特定され得ることが望ましい。換言するならば、読出部４０のサンプリング周波数は、できるだけ高いことが望ましい。しかし、読出部４０の動作周波数などの制約により、当該サンプリング周波数は律速される。

（予想される弊害の例）
読出部４０のサンプリング周波数Ｆｓが、５００ｋＨｚ（サンプリング間隔２ｕｓに対応）である場合、読出部４０が正しく観測できる信号の最大周波数は、２５０ｋＨｚである。そして、読出部４０が観測する信号のうち２５０ｋＨｚ以上の周波数成分は、本来とは異なる周波数として観測される（いわゆる「折り返し」）。

このとき、読出部４０が観測する信号に、３００ｋＨｚのノイズが重畳したと仮定すると、読出部４０が観測する信号の周波数成分は、２００ｋＨｚと推定（誤判定）されることがある。

そして、駆動規定部４２が、周波数が２００ｋＨｚであるノイズの影響の抑圧量が大きい駆動パターンを規定する（ノッチを当てる）と、実際のノイズである３００ｋＨｚの周波数成分は、十分に抑圧されないことがある。

（サンプリング周波数の半分の周波数以上のノイズ同定）
ここで、読出部４０のサンプリング周波数Ｆｓは既知である。このとき、読出部４０が観測する信号に重畳するノイズ周波数をＦｎｏｉｓｅとおくと、折り返し周波数Ｆｆは、「Ｆｆ＝Ｆｓ−Ｆｎｏｉｓｅ」によって求められる。

そして、駆動規定部４２が、ノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅの信号に対して抑圧量が大きい駆動パターンを規定し（ノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅに対応するノッチを当て）、後述する方法により、ノイズの影響が減ったか否かを判断する。ノイズの影響が減っていなければ、駆動規定部４２が、折り返し周波数Ｆｆの信号に対して抑圧量が大きい駆動パターンを規定し、ノイズの影響が減ったか否かを判断する。

（ノイズの影響が減ったか否かの判断方法）
ノッチを当てた（駆動規定部４２が規定した）駆動パターンに対し、１フェイズの時間（フェイズ長）が定まる。当該フェイズ長にてノイズ読出期間（ドライブラインを駆動しない期間）において、前述のノイズ分析動作と同様に読出部４０を動作させ、ＡＤ変換回路１３の出力（ＡＤダンプ値）を取得し、駆動規定部４２で規定しようとしている駆動パターンに対応する加減算を含む平均化処理を行えば、ノイズの影響が減ったか否か（ノイズ混入量の大小）を判断できる。

図５４は、本実施形態の、フェイズ長の設定に応じたＡＤ変換回路１３の連続した２つの出力を単純加算平均した結果を示すグラフであって、（ａ）はＡＤ変換回路１３のサンプリング周波数が４００ｋＨｚである場合のグラフを示し、（ｂ）は当該サンプリング周波数が６００ｋＨｚである場合を示す。

図５４の（ａ）に示されるように、ＡＤ変換回路１３のサンプリング周波数が４００ｋＨｚである場合、単純加算平均の値は、実際のノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅが２００ｋＨｚであれば、０に抑圧される（実線）。しかし、実際のノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅが３００ｋＨｚであれば、０には抑圧されない（破線）。

次に、図５４の（ｂ）に示されるように、ＡＤ変換回路１３のサンプリング周波数が６００ｋＨｚである場合、単純加算平均の値は、実際のノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅが３００ｋＨｚであれば、０に抑圧される（破線）。しかし、実際のノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅが２００ｋＨｚであれば、０には抑圧されない（実線）。

以上のように、図５４の（ａ）及び（ｂ）を比較することにより、ノッチが当たったか否かを判断し、読出部４０が観測する信号に重畳するノイズの実際のノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅを同定できる。そして、従来方法（例えば、ノイズメトリックを取得する方法）よりも、ノイズの影響が減ったか否かを高速に判断できる。

なお、以上は駆動規定部４２で規定しようとしている駆動パターンが、同じフェイズで２連続してキャパシタを駆動するフェイズ連続駆動の場合の例であり、ノイズの影響が減ったか否かの判断は、ＡＤ変換回路１３の出力（ＡＤダンプ値）を取得し、駆動規定部４２で規定しようとしている駆動パターンに対応する加減算を含む平均化処理を行えばよい。

〔実施形態５〕
本発明の第五実施形態について、図５５に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材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。

≪特定の駆動パターンにおけるサンプリング周波数の最適化≫
ノイズ読出期間において、読出部４０が線形和信号を読み出すことで、タッチ検出期間において、読出部４０によって観測される信号に重畳するノイズの周波数が求まる。この場合、以下の方法によってサンプリング周波数を最適化し、ノイズの影響を抑圧できる。

（サンプリングの個数が８である同一ベクタ連続駆動パターンにおける最適化）
駆動規定部４２によって規定される駆動パターンが、例えば、サンプリングの個数が８である、図１１（ｃ）の同一ベクタ連続駆動パターンであるとする。

この場合、サンプリング周波数Ｆｓとノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅとの関係について、所定の許容誤差をΔＥとして、次式を満たすサンプリング周波数Ｆｓを求める。なお、次式においてＮは整数である。
Ｆｎｏｉｓｅ／Ｆｓ＝Ｎ＋（（1/8±ΔＥ) or （2/8±ΔＥ） or （3/8±ΔＥ） or （4/8±ΔＥ） or （5/8±ΔＥ） or （6/8±ΔＥ） or （7/8±ΔＥ）） ……式（１）
以下において、フェイズピリオドとは、フェイズピリオドをＰＰ、サンプリング周波数をＦｓ、タッチパネルシステム１ｂの基準クロック周波数をＦｃｌｋとおくと、関係式「Ｆｓ＝Ｆｃｌｋ／（ＰＰ×２）」により表されるものを意味する。

また、正規化周波数とは、読出部４０によって観測される信号に重畳するノイズ周波数をＦｎｏｉｓｅとおくと、「Ｆｎｏｉｓｅ／Ｆｓ」により表される数値（上式（１）の左辺）を意味する。

ここで、以下（Ａ）〜（Ｃ）のように仮定する。
（Ａ）フェイズピリオドＰＰは、探査範囲１２０〜１６０に含まれ、例えば１３３である。
（Ｂ）図４９に示されるタッチパネルシステム１ｂの基準クロックの周波数は、４０ＭＨｚである。
（Ｃ）ノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅは、９３．７５ｋＨｚである。

このとき、サンプリング周波数Ｆｓは、４０［ＭＨｚ］／（１３３×２）＝１５０．３７６［ｋＨｚ］であると求められるので、正規化周波数Ｆｎｏｉｓｅ／Ｆｓは、０．６２３と求まる。

そして、上式（１）における許容誤差ΔＥを０．０１に設定すると、正規化周波数Ｆｎｏｉｓｅ／Ｆｓは、（5/8±ΔＥ）の範囲に含まれる。

よって、サンプリング周波数が１５０．３７６ｋＨｚ（つまり、フェイズピリオドＰＰが１３３）であれば、駆動規定部４２が、駆動パターンとして、サンプリングの個数が８である、図１１（ｃ）の同一ベクタ連続駆動パターンを規定することにより、ノイズの影響を抑圧できる（ノッチが当たる）ことがわかる。

なお、ΔＥが最小になるように、サンプリング周波数を最適化することが望ましい。

以上のように、駆動規定部４２は、駆動パターン（例えば、サンプリングの個数が８である同一ベクタ連続駆動パターン）と、所定のノイズ読出期間に読み出された線形和信号に基づく信号の周波数（例えば、９３．７５ｋＨｚ）とから、読出部のサンプリング周波数を規定する。

≪複数の周波数成分が含まれるノイズの影響の抑圧≫
ノイズ読出期間において、読出部４０が線形和信号を読み出すことで、読出部４０によって観測される信号に重畳するノイズの周波数が求まる。そして、ノイズの周波数は、複数存在することがある。この場合でも、以下の方法により、複数周波数のノイズの影響を抑圧できる。

本実施形態の例では、駆動規定部４２が規定し得る駆動パターンの候補は、次の（ａ）及び（ｂ）の２つの駆動パターンであるとする。
（ａ）反転駆動を行わない場合の、サンプリングの個数が８である図１１（ｃ）の同一ベクタ連続駆動
（ｂ）反転駆動を行った場合の、サンプリングの個数が８である図１２（ｂ）の同一ベクタ連続反転駆動
図５５は、本実施形態の、サンプリングの個数が８である図１１（ｃ）の同一ベクタ連続駆動と、図１２（ｂ）の同一ベクタ連続反転駆動とにおけるノイズの伝達特性を示すグラフであって、（ａ）は正規化周波数に対する信号変化量の関係を示し、（ｂ）はサンプリング周波数に対するノイズ推定量を示す。

ここで、「信号変化量」とは、前述の図１８〜図２０の縦軸に示される信号変化量と同じものを意味する。

図５５の（ａ）に示されるように、駆動パターンが同一であっても、反転駆動を行わない場合と、反転駆動を行った場合とで、正規化周波数に対する信号変化量（つまり、ノイズ抑圧量）が変化する。

よって、例えば、読出部４０によって観測される信号に重畳するノイズの周波数が、ノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅ１（３５．７１４ｋＨｚ）と、ノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅ２（１４２．８５７ｋＨｚ）とであるとき、図５５の（ａ）のグラフに基づいて、反転駆動を行うべきか否かを決定することは困難である。

そこで、次式で表されるノイズ推定量Ｎｅｓｔを導入する。次式では、ノイズ周波数がＦｎｏｉｓｅ１であるノイズの振幅をＡｎｏｉｓｅ１、ノイズ周波数がＦｎｏｉｓｅ２であるノイズの振幅をＡｎｏｉｓｅ２、正規化周波数がＦｎであるときの図５５（ａ）に示される信号変化量をｆ（Ｆｎ）とおいている。
Ｎｅｓｔ＝ｓｑｒｔ（（Ａｎｏｉｓｅ１×ｆ（Ｆｎｏｉｓｅ１／Ｆｓ））＾２＋（Ａｎｏｉｓｅ２×ｆ（Ｆｎｏｉｓｅ２／Ｆｓ））＾２） ……式（２）
図５５の（ｂ）に示されるように、上式（２）で表されるノイズ推定量Ｎｅｓｔは、駆動パターンが反転駆動を行う駆動パターンである場合、サンプリング周波数が１４２．８５７ｋＨｚ（つまり、フェイズピリオドＰＰが１４０）であるときに、最小値になることがわかる。

以上のように、駆動規定部４２は、所定のノイズ読出期間に読み出された線形和信号に基づく信号の周波数であるノイズ周波数（例えば、ノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅ１・ノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅ２）と、当該ノイズ周波数における駆動パターンの信号変化量（例えば、図５５の（ａ）に示される信号変化量）とから、読出部４０のサンプリング周波数を規定する。

≪本実施形態の効果≫
駆動規定部４２が規定する特定の駆動パターンにおいて、読出部４０のサンプリング周波数を最適化することにより、ノイズの影響を抑圧できる。

また、図４９に示されるように、制御回路１４に設けられた複数のサブシステムは、外来ノイズの影響を低減するために、前述した説明に基づいて種々のタイプに構成することができる。換言するならば、駆動規定部４２が規定する駆動パターンは、種々のパターンが存在する。

ここで、例えば、同じベクタ駆動で同じフェイズ駆動に基づく複数個の線形和信号を加算平均する実施単位をフレーム単位としたサブシステム、加算平均する実施単位をフェイズ単位としたサブシステム、加算平均する実施単位をベクタ単位としたサブシステム、加算平均する実施単位を複数ベクタ単位としたサブシステムを設け、これらのサブシステムを、正規化周波数と振幅変化率（信号変化量）との間の周波数特性に基づいて外来ノイズの影響を低減するように選択する構成とできる。

このように、複数の駆動パターンを選択し得る状況においても、読出部４０のサンプリング周波数を最適化し、複数周波数のノイズの影響を抑圧できる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るタッチパネルシステムは、複数本の第１信号線（垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ）と複数本の第２信号線（水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）との交点にそれぞれ形成された複数個のキャパシタを有するタッチパネル２と、前記タッチパネルを制御するコントローラ（タッチパネルコントローラ３・３ａ・３ｂ・３ｃ）とを備えたタッチパネルシステム１・１ａ・１ｂであって、前記コントローラは、前記タッチパネル上のタッチ位置を検出する期間であるタッチ検出期間Ｑ１〜Ｑ４において、駆動パターンに基づいて前記キャパシタを前記第１信号線に沿って駆動する駆動回路４と、前記駆動回路によって駆動された前記キャパシタに蓄積された電荷に基づく線形和信号を前記第２信号線に沿って読み出すために設けられた読出部４０と、前記駆動回路が前記キャパシタを駆動しない間に、前記タッチパネルに混入したノイズ信号を読み出すノイズ読出期間Ｐ・Ｐ１〜Ｐ４を規定する期間規定部４１と、前記ノイズ読出期間に前記読出部により読み出されたノイズ信号に基づき、前記タッチ検出期間の前記駆動パターンを規定する駆動規定部４２とを備える。

前記構成によれば、駆動規定部は、期間規定部が規定したノイズ読出期間において、ノイズ信号に基づき、ノイズ信号の抑制量が多い駆動パターンを規定できる。

以上によれば、ノイズを検知するために、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える必要がない。そして、タッチパネルの動作中にノイズを読み出し、タッチ検出において、時間的に変化するノイズの影響を適時に抑制できる。さらに、ノイズを読み出すためだけにタッチパネルを動作させる必要がなく、適時にノイズを読み出せる。

本発明の態様２に係るタッチパネルシステムでは、前記態様１において、前記期間規定部は、前記タッチパネルの省電力期間（休止期間Ｂ１〜Ｂ４）内に、前記ノイズ読出期間を規定してよい。

本発明の態様３に係るタッチパネルシステムは、前記態様１又は２において、信号を入出力できるタッチペンをさらに備え、前記コントローラは、前記タッチペンに同期信号を送信し、前記期間規定部は、前記コントローラが前記同期信号を送信しない期間（休止期間Ｂ、固定期間Ｆ）に、前記ノイズ読出期間を規定してよい。

本発明の態様４に係るタッチパネルシステムでは、前記態様１から３のいずれか一態様において、前記駆動規定部は、前記駆動パターンと、前記所定の前記ノイズ読出期間に読み出された前記線形和信号に基づく信号の周波数とから、前記読出部のサンプリング周波数Ｆｓを規定してよい。

本発明の態様５に係るタッチパネルシステムでは、前記態様１から３のいずれか一態様において、前記駆動規定部は、前記所定の前記ノイズ読出期間に読み出された前記線形和信号に基づく信号の周波数であるノイズ周波数Ｆｎｏｉｓｅ・Ｆｎｏｉｓｅ１・Ｆｎｏｉｓｅ２と、当該ノイズ周波数における複数の候補となる前記駆動パターンの信号変化量とから、当該複数の候補となる前記駆動パターンのうちの一つの駆動パターンと、前記読出部のサンプリング周波数Ｆｓとを規定してよい。

本発明の態様６に係るタッチパネルシステムでは、前記態様１から５のいずれか一態様において、前記駆動規定部は、前記ノイズ読出期間に前記読出部により読み出された前記ノイズ信号の最大周波数の２倍を上限として、前記読出部のサンプリング周波数Ｆｓを規定してよい。

本発明の態様７に係るタッチパネルシステムでは、前記態様１から６のいずれか一態様において、前記読出部は、前記タッチ検出期間にタッチが検出された前記第２信号線に沿って前記線形和信号を読み出してよい。

本発明の態様８に係るタッチパネルシステムでは、前記態様１から７のいずれか一態様において、前記駆動規定部は、前記所定の前記ノイズ読出期間に読み出された前記線形和信号に基づく信号の周波数であるノイズ周波数における前記駆動パターンでのノイズ混入量と、当該ノイズ周波数に対応する折り返し周波数における前記駆動パターンでのノイズ混入量とを比較し、前記ノイズ混入量が小さい前記駆動パターンを規定してよい。

本発明の態様９に係る電子機器は、前記態様１から８のいずれか一態様のタッチパネルシステムを備える。

〔付記事項〕
本発明は前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。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、離散時間でサンプリングされた線形素子に基づく複数個の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って前記線形素子の値、もしくは、前記線形素子の入力を推定する信号処理システム、複数本のドライブラインと複数本のセンスラインとの交点にそれぞれ形成された複数個のキャパシタを有するタッチパネルとタッチパネルを制御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、及び、電子機器に利用することができる。

また、本発明は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される静電容量（キャパシタ）を有するタッチパネル上のタッチペンのタッチ位置を検出するタッチパネルシステム及び電子機器に利用することができ、電子機器としては、例えば、携帯電話機に利用することができる。

１・１ａ・１ｂ タッチパネルシステム
３・３ａ・３ｂ・３ｃ タッチパネルコントローラ
４ 駆動回路
４０ 読出部
４１ 期間規定部
４２ 駆動規定部
９０ 携帯電話機（電子機器）
Ｂ１〜Ｂ４ 休止期間（省電力期間）
Ｂ 休止期間（コントローラが同期信号を送信しない期間）
Ｆ 固定期間（コントローラが同期信号を送信しない期間）
Ｆｆ 折り返し周波数
Ｆｎｏｉｓｅ・Ｆｎｏｉｓｅ１・Ｆｎｏｉｓｅ２ ノイズ周波数
Ｆｓ サンプリング周波数
ＨＬ１〜ＨＬＭ 水平信号線（第２信号線）
ＭＵ１・ＭＵ２ マルチプレクサ
Ｐ・Ｐ１〜Ｐ４ ノイズ読出期間
Ｑ１〜Ｑ４ タッチ検出期間
ＶＬ１〜ＶＬＭ 垂直信号線（第１信号線）

Claims (7)

1. 複数本の第１信号線と複数本の第２信号線との交点にそれぞれ形成された複数個のキャパシタを有するタッチパネルと、
   前記タッチパネルを制御するコントローラと、
   を備えたタッチパネルシステムであって、
   前記コントローラは、前記タッチパネル上のタッチ位置を検出する期間であるタッチ検出期間において、駆動パターンに基づいて前記キャパシタを前記第１信号線に沿って駆動する駆動回路と、
   前記駆動回路によって駆動された前記キャパシタに蓄積された電荷に基づく線形和信号を前記第２信号線に沿って読み出すために設けられた読出部と、
   前記駆動回路が前記キャパシタを駆動しない間に、前記タッチパネルに混入したノイズ信号を読み出すノイズ読出期間を規定する期間規定部と、
   前記ノイズ読出期間に前記読出部により読み出されたノイズ信号に基づき、前記タッチ検出期間の前記駆動パターンを規定する駆動規定部と、
   を備え、
   前記期間規定部は、前記タッチパネルの省電力期間内に、前記ノイズ読出期間を規定することを特徴とするタッチパネルシステム。
2. 前記駆動規定部は、前記駆動パターンと、前記ノイズ読出期間に読み出された前記線形和信号に基づく信号の周波数とから、前記読出部のサンプリング周波数を規定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. 前記駆動規定部は、前記ノイズ読出期間に読み出された前記線形和信号に基づく信号の周波数であるノイズ周波数と、当該ノイズ周波数における複数の候補となる前記駆動パターンの信号変化量とから、当該複数の候補となる前記駆動パターンのうちの一つの駆動パターンと、前記読出部のサンプリング周波数とを規定することを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネルシステム。
4. 前記駆動規定部は、前記ノイズ読出期間に前記読出部により読み出された前記ノイズ信号の最大周波数の２倍を上限として、前記読出部のサンプリング周波数を規定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のタッチパネルシステム。
5. 前記読出部は、前記タッチ検出期間にタッチが検出された前記第２信号線に沿って前記線形和信号を読み出すことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のタッチパネルシステム。
6. 前記駆動規定部は、前記ノイズ読出期間に読み出された前記線形和信号に基づく信号の周波数であるノイズ周波数における前記駆動パターンでのノイズ混入量と、当該ノイズ周波数に対応する折り返し周波数における前記駆動パターンでのノイズ混入量とを比較し、前記ノイズ混入量が小さい前記駆動パターンを規定することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のタッチパネルシステム。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のタッチパネルシステムを備えた電子機器。

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