JP6899266B2 - Capacity detection method - Google Patents

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本発明は、複数の電極と検出対象との間の容量又は容量変化を検出するタッチパネルを使用した容量検出方法に関する。 The present invention relates to a capacitance detection method using a touch panel for detecting a capacitance or a capacitance change between a plurality of electrodes and a detection target.

複数の電極と検出対象との間の容量又は容量変化を検出するタッチパネルを使用した容量検出方法が特許文献1に開示されている。 Patent Document 1 discloses a capacitance detection method using a touch panel for detecting a capacitance or a capacitance change between a plurality of electrodes and a detection target.

この特許文献1に開示される容量検出方法では、タッチパネルが、マトリックス状に互いに間隔を空けて配置された複数個の検出電極を備える。そして、各検出電極のそれぞれにセンスラインが結合される。各検出電極のそれぞれに結合されたセンスラインは読み出し回路に接続される。 In the capacitance detection method disclosed in Patent Document 1, the touch panel includes a plurality of detection electrodes arranged so as to be spaced apart from each other in a matrix. Then, a sense line is coupled to each of the detection electrodes. The sense line coupled to each of the detection electrodes is connected to the readout circuit.

このように構成されたタッチパネルを使用した容量検出方法では、各検出電極と検出対象との間の静電容量に対応する信号が対応するセンスラインを通って読み出し回路に読み出される。そして、上記静電容量又は静電容量変化のタッチパネル上の分布が検出される。 In the capacitance detection method using the touch panel configured in this way, the signal corresponding to the capacitance between each detection electrode and the detection target is read out to the readout circuit through the corresponding sense line. Then, the distribution of the capacitance or the change in capacitance on the touch panel is detected.

特開2015-32234号公報(2015年2月16日公開)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-32234 (published on February 16, 2015)

しかしながら、上述のような従来技術は、静電容量又は静電容量変化のタッチパネル上の分布を検出するために、タッチパネルのすべての検出電極からセンスラインを読み出し回路まで引いてこなければならない。このため、タッチパネルの大型化を見据えた場合に、センスラインの配線抵抗が増大し、読み出し回路のチャネルの数(センスラインの本数)が、検出電極の行数と列数との乗算結果に比例して膨大になり、タッチパネルシステムの構成が複雑になるという問題がある。 However, in the prior art as described above, in order to detect the capacitance or the distribution of the capacitance change on the touch panel, the sense lines must be drawn from all the detection electrodes of the touch panel to the readout circuit. Therefore, when looking at the increase in size of the touch panel, the wiring resistance of the sense line increases, and the number of channels of the readout circuit (the number of sense lines) is proportional to the multiplication result of the number of rows and the number of columns of the detection electrode. Therefore, there is a problem that the configuration becomes enormous and the configuration of the touch panel system becomes complicated.

この問題を解決するために、例えば、一列に配置された複数個の検出電極毎に1本のセンスラインを配置し、上記センスラインと各検出電極との間にスイッチを設けるように構成してセンスラインの本数を削減することが考えられる。 In order to solve this problem, for example, one sense line is arranged for each of a plurality of detection electrodes arranged in a row, and a switch is provided between the sense line and each detection electrode. It is conceivable to reduce the number of sense lines.

しかしながら、上記センスラインと各検出電極との間に設けられたスイッチのオン/オフ動作に起因するスイッチングノイズが容量等の検出結果に影響を与えるという問題が生じる。スイッチングノイズは、一般的には一定のノイズであるため、検出データから基準データを減算するキャリブレーション処理により検出結果への影響を低減することができる。しかしながら、スイッチングノイズの影響が一定でない場合は、上記キャリブレーション処理を行っても、スイッチングノイズの検出結果への影響を低減することができない。 However, there arises a problem that switching noise caused by the on / off operation of the switch provided between the sense line and each detection electrode affects the detection result such as capacitance. Since the switching noise is generally constant noise, the influence on the detection result can be reduced by the calibration process of subtracting the reference data from the detection data. However, if the influence of the switching noise is not constant, the influence of the switching noise on the detection result cannot be reduced even if the above calibration process is performed.

本発明の一態様は、センスラインと各検出電極との間に設けられたスイッチのオン/オフ動作に起因するスイッチングノイズが容量等の検出結果に与える影響を低減することができる容量検出方法を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention is a capacitance detection method capable of reducing the influence of switching noise caused by the on / off operation of a switch provided between the sense line and each detection electrode on the detection result such as capacitance. The purpose is to realize it.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る容量検出方法は、マトリックス状に配置された複数の電極であって、前記マトリックスの第1方向に並ぶ複数の第1信号線との間に複数の第1スイッチ素子が形成される複数の電極を充電するために前記複数の電極を、前記第1方向に交差する第2方向に並ぶ複数の第2信号線に沿って、前記第2信号線と前記複数の電極との間に形成された複数の第2スイッチ素子を通して符号系列に基づいて並列駆動する駆動工程と、前記駆動工程により複数の電極に充電された電荷に基づく線形和信号を、前記第1スイッチ素子を介して前記第1信号線に沿って読み出す読出し工程と、前記複数の電極を充電するために前記複数の電極を、前記第2信号線に沿って前記第2スイッチ素子を通して反転符号系列に基づいて並列駆動する反転駆動工程と、前記反転駆動工程により複数の電極に充電された電荷に基づく反転線形和信号を、前記第1スイッチ素子を介して前記第1信号線に沿って読み出す反転読出し工程と、前記線形和信号から前記反転線形和信号を減算して前記複数の電極と検出対象との間の容量分布又は容量変化分布を検出する検出工程とを包含することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the capacitance detection method according to one aspect of the present invention is a plurality of electrodes arranged in a matrix, with a plurality of first signal lines arranged in the first direction of the matrix. to charge a plurality of electrodes in which a plurality of first switching element is formed between a plurality of electrodes, along a plurality of second signal lines arranged in the second direction crossing the first direction, wherein A drive step of driving in parallel based on a code sequence through a plurality of second switch elements formed between the second signal line and the plurality of electrodes, and a linearity based on the charges charged to the plurality of electrodes by the drive step. a sum signal, and a read step of reading along the first signal line via the first switch element, for charging said plurality of electrodes, the plurality of electrodes, along the second signal line the The inverting drive step of driving in parallel based on the inverting code sequence through the second switch element and the inverting linear sum signal based on the charges charged to the plurality of electrodes by the inverting driving step are transmitted to the first switch element via the first switch element . An inverting read-out step of reading along one signal line and a detection step of subtracting the inverting linear sum signal from the linear sum signal to detect a capacitance distribution or a capacitance change distribution between the plurality of electrodes and a detection target. It is characterized by inclusion.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る他の容量検出方法は、マトリックス状に配置された複数の電極であって、前記マトリックスの第1方向に並ぶ複数の第1信号線との間に複数の第1スイッチ素子が形成される複数の電極の電荷に基づく非駆動線形和信号を前記第1信号線に沿って読み出す非駆動読出し工程と、前記複数の電極を充電するために前記複数の電極を符号系列に基づいて並列駆動する駆動工程と、前記駆動工程により複数の電極に充電された電荷に基づく線形和信号を前記第1信号線に沿って読み出す読出し工程と、前記線形和信号から前記非駆動線形和信号を減算して前記複数の電極と検出対象との間の容量分布又は容量変化分布を検出する検出工程とを包含することを特徴とする。 In order to solve the above problems, another capacitance detection method according to one aspect of the present invention is a plurality of electrodes arranged in a matrix, and a plurality of first signal lines arranged in the first direction of the matrix. A non-driving read-out step of reading out a non-driving linear sum signal based on the electric charge of a plurality of electrodes on which a plurality of first switch elements are formed along the first signal line, and for charging the plurality of electrodes. A driving step of driving the plurality of electrodes in parallel based on a code sequence, a reading step of reading out a linear sum signal based on the charges charged to the plurality of electrodes by the driving step along the first signal line, and the above-mentioned It is characterized by including a detection step of subtracting the non-driven linear sum signal from the linear sum signal to detect a capacitance distribution or a capacitance change distribution between the plurality of electrodes and a detection target.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るさらに他の容量検出方法は、マトリックス状に配置された複数の電極であって、前記マトリックスの第1方向に並ぶ複数の第1信号線との間に複数の第1スイッチ素子が形成される複数の電極を充電するために前記複数の電極を測定対象が無い基準状態で符号系列に基づいて並列駆動する基準駆動工程と、前記基準駆動工程により複数の電極に充電された電荷に基づく基準線形和信号を前記第1信号線に沿って読み出す基準読出し工程と、測定対象を検出する測定状態で前記複数の電極を充電するために前記複数の電極を前記符号系列に基づいて並列駆動する測定駆動工程と、前記測定駆動工程により複数の電極に充電された電荷に基づく測定線形和信号を前記第1信号線に沿って読み出す測定読出し工程とを包含し、前記測定対象の影響を受けないように、前記複数の電極の一部は、交流成分を持たないように交流接地された電位を有する交流接地電極により周囲を囲まれてシールドされた基準電極として配置され、前記測定線形和信号から前記基準線形和信号を減算した減算結果と前記符号系列とに基づいて、前記複数の電極と検出対象との間の容量分布又は容量変化分布を復号する復号工程と、前記複数の電極のうちの基準電極が配置された箇所の復号結果に基づいて、前記復号した容量分布又は容量変化分布を補正する補正工程とをさらに包含することを特徴とする。 In order to solve the above problems, another capacitance detection method according to one aspect of the present invention is a plurality of electrodes arranged in a matrix, and a plurality of first signals arranged in the first direction of the matrix. A reference driving step of driving the plurality of electrodes in parallel based on a code sequence in a reference state where there is no measurement target in order to charge the plurality of electrodes in which a plurality of first switch elements are formed between the wires and the reference. A reference reading step of reading out a reference linear sum signal based on the charges charged to the plurality of electrodes by the driving step along the first signal line, and the above-mentioned step of charging the plurality of electrodes in a measurement state for detecting a measurement target. A measurement drive step in which a plurality of electrodes are driven in parallel based on the code sequence, and a measurement readout step in which a measurement linear sum signal based on the charges charged in the plurality of electrodes by the measurement drive step is read out along the first signal line. A part of the plurality of electrodes is surrounded and shielded by an AC ground electrode having an AC grounded potential so as not to have an AC component so as not to be affected by the measurement target. Based on the subtraction result obtained by subtracting the reference linear sum signal from the measured linear sum signal and the code sequence, the capacitance distribution or the capacitance change distribution between the plurality of electrodes and the detection target is obtained. It is characterized by further including a decoding step of decoding and a correction step of correcting the decoded capacitance distribution or capacitance change distribution based on the decoding result of the portion where the reference electrode is arranged among the plurality of electrodes. To do.

本発明の一態様によれば、センスラインと各検出電極との間に設けられたスイッチのオン/オフ動作に起因するスイッチングノイズが容量等の検出結果に与える影響を低減することができるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to reduce the influence of switching noise caused by the on / off operation of the switch provided between the sense line and each detection electrode on the detection result such as capacitance. Play.

実施形態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。It is a circuit diagram which shows the structure of the touch panel system which concerns on Embodiment 1. FIG. 上記タッチパネルシステムの走査を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the scanning of the touch panel system. (a)〜(c)は、上記タッチパネルシステムによる容量推定演算を説明するための図である。(A) to (c) are diagrams for explaining the capacity estimation calculation by the touch panel system. 上記タッチパネルシステムにより取得されたデータの所望成分とノイズ成分とを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the desired component and noise component of the data acquired by the touch panel system. (a)〜(c)は上記タッチパネルシステムに設けられた差動増幅器による読出し時のスイッチングノイズの影響を説明するための図である。(A) to (c) are diagrams for explaining the influence of switching noise at the time of reading by the differential amplifier provided in the touch panel system. 上記タッチパネルシステムによる容量検出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the capacity detection method by the said touch panel system. 実施形態2に係るタッチパネルシステムによる容量検出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the capacity detection method by the touch panel system which concerns on Embodiment 2. 実施形態3に係るタッチパネルシステムによる容量検出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the capacity detection method by the touch panel system which concerns on Embodiment 3. 実施形態4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。It is a circuit diagram which shows the structure of the touch panel system which concerns on Embodiment 4. 実施形態4に係るタッチパネルシステムによる容量検出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the capacity detection method by the touch panel system which concerns on Embodiment 4. 実施形態4に係るM行列を使用した駆動/復号演算例を示す図である。It is a figure which shows the driving / decoding operation example using the M matrix which concerns on Embodiment 4. 上記M行列を使用した他の駆動/復号演算例を示す図である。It is a figure which shows the other drive / decoding operation example using the said M matrix. 上記M行列を使用したさらに他の駆動/復号演算例を示す図である。It is a figure which shows still another drive / decoding operation example using the said M matrix. 上記M行列を使用したさらに他の駆動/復号演算例を示す図である。It is a figure which shows still another drive / decoding operation example using the said M matrix. 実施形態5に係るアダマール行列を使用した駆動/復号演算例を示す図である。It is a figure which shows the driving / decoding operation example using the Hadamard matrix which concerns on Embodiment 5. 上記アダマール行列を使用した他の駆動/復号演算例を示す図である。It is a figure which shows the other drive / decoding operation example using the said Hadamard matrix. 上記アダマール行列を使用したさらに他の駆動/復号演算例を示す図である。It is a figure which shows still another driving / decoding operation example using the said Hadamard matrix. 上記アダマール行列を使用したさらに他の駆動/復号演算例を示す図である。It is a figure which shows still another driving / decoding operation example using the said Hadamard matrix. (a)〜(b)は実施形態5に係る容量検出結果例を示す図である。(A) to (b) are diagrams showing examples of capacity detection results according to the fifth embodiment. 実施形態6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。It is a circuit diagram which shows the structure of the touch panel system which concerns on Embodiment 6. 実施形態7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。It is a circuit diagram which shows the structure of the touch panel system which concerns on Embodiment 7.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。・・・
〔実施形態1〕
図1は実施形態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、このタッチパネル2を制御するタッチパネルコントローラ3とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.・ ・ ・
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of the touch panel system 1 according to the first embodiment. The touch panel system 1 includes a touch panel 2 and a touch panel controller 3 that controls the touch panel 2.

タッチパネル2は、互いに交差するK本(Kは複数)の駆動ラインDL<0>〜DL<K−1>(第2信号線)、及び、M本(Mは複数)のセンスラインSL<0>〜SL<M−1>(第1信号線)、並びに、K本の駆動ラインDL<0>〜DL<K−1>とM本のセンスラインSL<0>〜SL<M−1>との交差点に対応してマトリックス状に配置された(K×M)個の検出電極E(電極)を備えている。 The touch panel 2 has K (multiple K) drive lines DL <0> to DL <K-1> (second signal line) intersecting each other, and M (multiple M) sense lines SL <0. > ~ SL <M-1> (first signal line), K drive lines DL <0> ~ DL <K-1> and M sense lines SL <0> ~ SL <M-1> It is provided with (K × M) detection electrodes E (electrodes) arranged in a matrix corresponding to the intersection with.

タッチパネル2には、K本の駆動制御ラインDS<0>〜DS<K−1>とK本のセンス制御ラインSS<0>〜SS<K−1>とが、各駆動ラインDL<0>〜DL<K−1>に対応して配置されている。各検出電極Eと、対応する駆動ラインとの間に駆動スイッチ素子DT(第2スイッチ素子)が形成されている。各検出電極Eと、対応するセンスラインとの間にセンススイッチ素子ST(第1スイッチ素子)が形成されている。駆動スイッチ素子DT及びセンススイッチ素子STは、トランジスタにより構成されている。各駆動スイッチ素子DTのゲートは、対応する駆動制御ラインに結合されている。各センススイッチ素子STのゲートは、対応するセンス制御ラインに結合されている。 On the touch panel 2, K drive control lines DS <0> to DS <K-1> and K sense control lines SS <0> to SS <K-1> are provided on each drive line DL <0>. It is arranged corresponding to ~ DL <K-1>. A drive switch element DT (second switch element) is formed between each detection electrode E and the corresponding drive line. A sense switch element ST (first switch element) is formed between each detection electrode E and the corresponding sense line. The drive switch element DT and the sense switch element ST are composed of transistors. The gate of each drive switch element DT is coupled to the corresponding drive control line. The gate of each sense switch element ST is coupled to the corresponding sense control line.

タッチパネル2は、各検出電極Eと指、ペン等の検出対象との間の容量又は容量変化を検出するために設けられている。 The touch panel 2 is provided to detect the capacitance or the change in capacitance between each detection electrode E and a detection target such as a finger or a pen.

タッチパネルコントローラ3は、K本の駆動ラインDL<0>〜DL<K−1>に接続された駆動回路4と、K本の駆動制御ラインDS<0>〜DS<K−1>とK本のセンス制御ラインSS<0>〜SS<K−1>とに接続されたスイッチ素子制御回路8と、互いに隣接するセンスラインに接続された複数の読み出し回路5と、各読み出し回路5の出力に基づいて、各検出電極Eと検出対象との間の容量又は容量変化を検出する検出回路6とを有している。 The touch panel controller 3 includes a drive circuit 4 connected to K drive lines DL <0> to DL <K-1>, and K drive control lines DS <0> to DS <K-1> and K lines. To the switch element control circuit 8 connected to the sense control lines SS <0> to SS <K-1>, the plurality of read circuits 5 connected to the sense lines adjacent to each other, and the output of each read circuit 5. Based on this, it has a detection circuit 6 for detecting a capacitance or a capacitance change between each detection electrode E and a detection target.

各読み出し回路5は、互いに隣接するセンスラインの出力の差分を増幅する差動増幅器7と、差動増幅器7の一方の入力と一方の出力との間に、及び他方の入力と他方の出力との間に設けられた一対の積分容量Cintを有している。なお、読み出し回路5は、積分容量Cintの一方の端子と他方の端子とを短絡して差動増幅器7の状態をリセットするためのスイッチ(図示せず)を有する構成としても良い。 Each readout circuit 5 has a differential amplifier 7 that amplifies the difference between the outputs of the sense lines adjacent to each other, between one input and one output of the differential amplifier 7, and between the other input and the other output. It has a pair of integrated capacitance Cint provided between. The read circuit 5 may have a switch (not shown) for resetting the state of the differential amplifier 7 by short-circuiting one terminal and the other terminal of the integrated capacitance Cint.

(タッチパネルシステム1の動作)
このように構成されたタッチパネルシステム1は以下のように動作する。
(Operation of touch panel system 1)
The touch panel system 1 configured in this way operates as follows.

まず、スイッチ素子制御回路8が、K本の駆動制御ラインDS<0>〜DS<K−1>を介して(K×M)個の駆動スイッチ素子DTをオンし、K本のセンス制御ラインSS<0>〜SS<K−1>を介して(K×M)個のセンススイッチ素子STをオフする。そして、駆動回路4が、N行K列の符号系列に基づいてK本の駆動ラインDL<0>〜DL<K−1>を並列に駆動し、各駆動スイッチ素子DTを通して各検出電極Eを例えば電源電圧、又は、グランド電位に充電又は放電する。 First, the switch element control circuit 8 turns on (K × M) drive switch element DTs via K drive control lines DS <0> to DS <K-1>, and K sense control lines. The (K × M) sense switch elements ST are turned off via SS <0> to SS <K-1>. Then, the drive circuit 4 drives K drive lines DL <0> to DL <K-1> in parallel based on the code sequence of N rows and K columns, and drives each detection electrode E through each drive switch element DT. For example, it charges or discharges to the power supply voltage or the ground potential.

次に、スイッチ素子制御回路8が、K本の駆動制御ラインDS<0>〜DS<K−1>を介して(K×M)個の駆動スイッチ素子DTをオフし、各検出電極Eをフローティング状態にする。その後、スイッチ素子制御回路8は、K本のセンス制御ラインSS<0>〜SS<K−1>を介して(K×M)個のセンススイッチ素子STをオンする。 Next, the switch element control circuit 8 turns off (K × M) drive switch element DTs via K drive control lines DS <0> to DS <K-1>, and sets each detection electrode E. Make it floating. After that, the switch element control circuit 8 turns on (K × M) sense switch elements ST via K sense control lines SS <0> to SS <K-1>.

そして、各読み出し回路5が、オンされたセンススイッチ素子STを介して、隣接するセンスラインに沿って読み出された各検出電極Eの電荷に基づく線形和信号の差分を増幅する。次に、検出回路6が、各読み出し回路5から出力される線形和信号の差分と上記符号系列との内積演算に基づいて、タッチパネル2の各検出電極Eと検出対象との間の容量又は容量変化を検出する。その後、検出回路6は、検出された容量又は容量変化に基づいて、タッチパネル2上の検出対象の位置を検出する。 Then, each read-out circuit 5 amplifies the difference of the linear sum signal based on the charge of each detection electrode E read out along the adjacent sense line via the turned-on sense switch element ST. Next, the detection circuit 6 has a capacitance or a capacitance between each detection electrode E of the touch panel 2 and the detection target based on the inner product calculation of the difference between the linear sum signals output from each readout circuit 5 and the code sequence. Detect changes. After that, the detection circuit 6 detects the position of the detection target on the touch panel 2 based on the detected capacitance or the capacitance change.

(スイッチングノイズ自体の低減)
図2は上記タッチパネルシステム1の走査を示すタイミングチャートである。サンプルホールド前に各信号の立上エッジと立下りエッジの回数を同じにしてスイッチングノイズ自体を低減することも可能である。
(Reduction of switching noise itself)
FIG. 2 is a timing chart showing scanning of the touch panel system 1. It is also possible to reduce the switching noise itself by making the number of rising edges and falling edges of each signal the same before holding the sample.

スイッチングノイズを低減する方法として、ダミースイッチを設けて極性反転の制御信号を印加する方法や、図2に示す立ち上がりエッジ数と立ち下がりエッジ数とを同じにする方法があるが、これらの方法を用いてもスイッチングノイズ自体を十分に抑圧できない場合がある。そのような場合でも、後述する本実施形態の容量推定演算技術を用いることにより、スイッチングノイズの影響を低減することができる。 As a method of reducing switching noise, there are a method of providing a dummy switch and applying a control signal of polarity inversion, and a method of making the number of rising edges and the number of falling edges shown in FIG. 2 the same. Even if it is used, the switching noise itself may not be sufficiently suppressed. Even in such a case, the influence of switching noise can be reduced by using the capacity estimation calculation technique of the present embodiment described later.

(並列駆動時の容量推定演算におけるスイッチングノイズの混入)
図3(a)〜(c)は、タッチパネルシステム1による容量推定演算を説明するための図である。タッチパネルシステム1による並列駆動時の容量推定演算では、図3(a)及び図3(c)に示すように、M系列(Maximum length sequence)行列Mを用いた並列駆動で得られた線形和信号行列Dに、M系列行列Mの逆行列M−1を乗算して容量分布行列Cが得られる。
(Mixing of switching noise in capacitance estimation calculation during parallel drive)
3A to 3C are diagrams for explaining the capacity estimation calculation by the touch panel system 1. In the capacity estimation calculation during parallel drive by the touch panel system 1, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (c), a linear sum signal obtained by parallel drive using an M-sequence (Maximum length sequence) matrix M. The capacity distribution matrix C is obtained by multiplying the matrix D by the inverse matrix M -1 of the M-sequence matrix M.

しかしながら、センススイッチ素子ST、駆動スイッチ素子Dtのオン/オフ動作に起因するスイッチングノイズが、各検出電極Eの電荷に基づく線形和信号に混入すると、図3(b)に示すように、スイッチングノイズ行列Nが混入し、復号結果にスイッチングノイズの影響N*M−1が混入するという問題がある。 However, when the switching noise caused by the on / off operation of the sense switch element ST and the drive switch element Dt is mixed in the linear sum signal based on the charge of each detection electrode E, the switching noise is as shown in FIG. 3 (b). There is a problem that the matrix N is mixed and the influence of switching noise N * M- 1 is mixed in the decoding result.

図4はタッチパネルシステム1により取得されたデータの所望成分とノイズ成分とを説明するための図である。タッチパネル2の検出対象のタッチが存在しない基準状態におけるキャリブレーション用容量分布のC行列をCrとし、基準状態における基準データ取得時のノイズ行列をNrとする。そして、タッチが存在する測定状態における容量分布のC行列をCtとし、測定対象データ取得時のノイズ行列をNtとし、ドライフのための符号系列をMとし、復号符号(逆行列)をM−1とする。そうすると、基準状態での基準データを求める容量推定演算は図4に示す(式1)で表され、測定状態での測定データを求める容量推定演算は図4に示す(式2)で表される。 FIG. 4 is a diagram for explaining a desired component and a noise component of the data acquired by the touch panel system 1. Let Cr be the C matrix of the calibration capacitance distribution in the reference state in which the touch of the touch panel 2 to be detected does not exist, and let Nr be the noise matrix when acquiring the reference data in the reference state. Then, the C matrix of the capacitance distribution in the measurement state where the touch exists is Ct, the noise matrix at the time of acquiring the measurement target data is Nt, the code sequence for dlife is M, and the decoding code (inverse matrix) is M -1. And. Then, the capacity estimation calculation for obtaining the reference data in the reference state is represented by (Equation 1) shown in FIG. 4, and the capacity estimation calculation for obtaining the measurement data in the measurement state is represented by (Equation 2) shown in FIG. ..

スイッチングノイズの影響を低減するために、図4の(式3)に示すように、キャリブレーションのために基準データを測定データから減算する。ノイズ行列Nt・Nrがランダムノイズである場合は、測定回数を増やす等の平均化処理によって、(式3)の右辺の項(Nt−Nr)の影響を低減することができる。また、ノイズ行列Nt・Nrがランダムノイズではなく、平均化処理による低減ができない場合でも、Nt=Nrの場合は、キャリブレーション処理によりスイッチングノイズの影響を低減することができる。 In order to reduce the influence of switching noise, as shown in (Equation 3) of FIG. 4, reference data is subtracted from the measurement data for calibration. When the noise matrices Nt and Nr are random noise, the influence of the term (Nt-Nr) on the right side of (Equation 3) can be reduced by averaging processing such as increasing the number of measurements. Further, even if the noise matrices Nt and Nr are not random noise and cannot be reduced by the averaging process, when Nt = Nr, the influence of the switching noise can be reduced by the calibration process.

しかしながら、ノイズ行列Nt・Nrがランダムノイズで無く、且つ、Nt≠Nrの関係の場合には、平均化処理によっても、キャリブレーション処理によっても、スイッチングノイズの抑圧効果が期待できないという問題が生じる。 However, when the noise matrices Nt and Nr are not random noise and the relationship is Nt ≠ Nr, there arises a problem that the effect of suppressing switching noise cannot be expected by either the averaging process or the calibration process.

(差動読出し時のアンプ出力)
図5(a)〜(c)はタッチパネルシステム1に設けられた差動増幅器7による読出し時のスイッチングノイズの影響を説明するための図である。図5(a)は差動増幅器7のリセット時の状態を示し、図5(b)は差動増幅器7の積分時の状態を示す。静電容量C1p・C2p・C1m・C2mは、図1に示す検出電極Eに形成される静電容量に相当する。センスラインSL<0>に寄生容量Cp1、及び、スイッチングノイズによるノイズ電荷混入経路を形成するノイズ容量Cc1が結合される。そして、センスラインSL<1>に寄生容量Cp2、及び、ノイズ容量Cc2が結合される。静電容量C1p・C2pは符号(+1)で駆動される。静電容量C1m・C2mは符号(−1)で駆動される。差動増幅器7の非反転入力端子に結合されるセンスラインSL<0>に対応する電荷保存則より図5(c)の(式4)が成立する。差動増幅器7の反転入力端子に結合されるセンスラインSL<1>に対応する電荷保存則より図5(c)の(式5)が成立する。これにより、(式6)及び(式7)が導かれる。
(Amplifier output during differential reading)
5 (a) to 5 (c) are diagrams for explaining the influence of switching noise at the time of reading by the differential amplifier 7 provided in the touch panel system 1. FIG. 5A shows a state at the time of resetting the differential amplifier 7, and FIG. 5B shows a state at the time of integration of the differential amplifier 7. The capacitances C1p, C2p, C1m, and C2m correspond to the capacitances formed on the detection electrode E shown in FIG. The parasitic capacitance Cp1 and the noise capacitance Cc1 forming a noise charge mixing path due to switching noise are coupled to the sense line SL <0>. Then, the parasitic capacitance Cp2 and the noise capacitance Cc2 are coupled to the sense line SL <1>. The capacitances C1p and C2p are driven by a symbol (+1). The capacitances C1m and C2m are driven by the reference numeral (-1). From the charge conservation law corresponding to the sense line SL <0> coupled to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 7, (Equation 4) of FIG. 5 (c) is established. From the charge conservation law corresponding to the sense line SL <1> coupled to the inverting input terminal of the differential amplifier 7, (Equation 5) of FIG. 5 (c) is established. As a result, (Equation 6) and (Equation 7) are derived.

ここで、Cintは積分容量であり、C1p、C2pは符号(+1)で駆動される検出電極Eで形成される静電容量であり、C1m、C2mは符号(−1)で駆動される検出電極Eで形成される静電容量である。Cp1、Cp2は寄生容量であり、Cc1、Cc2はノイズ電荷混入経路を形成するノイズ容量である。Vcはコモン電圧であり、Vdはドライブ電圧である。Vd2はスイッチングノイズ電圧であり、ΔVは入力コモンシフト電圧であり、Vout 出力電圧である。 Here, Cint is the integrated capacitance, C1p and C2p are the capacitances formed by the detection electrode E driven by the code (+1), and C1m and C2m are the detection electrodes driven by the code (-1). It is the capacitance formed by E. Cp1 and Cp2 are parasitic capacitances, and Cc1 and Cc2 are noise capacitances that form a noise charge mixing path. Vc is the common voltage and Vd is the drive voltage. Vd2 is the switching noise voltage, ΔV is the input common shift voltage, and Vout is the output voltage.

(式7)において、(−ΔV)に係る成分、(+ΔV)に係る成分、及び、(−(Cp1−Cp2)ΔV+(Cc1−Cc2)(Vd2−ΔV))に係る成分は非所望成分(誤差成分)であり、残りの成分が所望成分である。(−ΔV)に係る成分、(+ΔV)に係る成分は、Vd>>ΔVの場合は所望成分と比較して小さいため影響は小さいが、(−(Cp1−Cp2)ΔV+(Cc1−Cc2)(Vd2−ΔV))に係る成分は、(Cp1−Cp2)や(Cc1−Cc2)の値が大きい場合に、所望成分に影響を与えることがある。 In (Equation 7), the component related to (−ΔV), the component related to (+ ΔV), and the component related to (-(Cp1-Cp2) ΔV + (Cc1-Cc2) (Vd2-ΔV)) are undesired components ( The error component), and the remaining component is the desired component. In the case of Vd >> ΔV, the component related to (−ΔV) and the component related to (+ ΔV) have a small effect because they are smaller than the desired component, but (-(Cp1-Cp2) ΔV + (Cc1-Cc2)) The component related to Vd2-ΔV)) may affect a desired component when the values of (Cp1-Cp2) and (Cc1-Cc2) are large.

簡単化のため、Vd>>ΔV、Cp1=Cp2とすると、(式7)は(式8)に近似できる。(式8)の((C1p−C2p)−(C1m−C2m))Vdの所望成分が変化せず、且つ、Cc1、Cc2、Vd2が変化しなくても、(式6)の分母が変化するために、(Cc1−Cc2)(Vd2−ΔV)の非所望成分(ノイズ成分)が変化する場合がある。 For simplification, if Vd >> ΔV and Cp1 = Cp2, (Equation 7) can be approximated to (Equation 8). Even if the desired component of ((C1p-C2p)-(C1m-C2m)) Vd in (Equation 8) does not change and Cc1, Cc2, and Vd2 do not change, the denominator of (Equation 6) changes. Therefore, the undesired component (noise component) of (Cc1-Cc2) (Vd2-ΔV) may change.

このことは、(Cc1、Cc2、Vd2に起因する)スイッチグノイズ自体は変化しなくても、測定対象(タッチ動作)により静電容量C1p、C1m、C2p、C2mが変化することによりスイッチングノイズの影響が変化することがあり得ることを示している。また、このスイッチングノイズはランダムノイズではないために、平均化処理によるノイズの抑圧効果も期待できないという問題が生じる。 This means that even if the switching noise itself (caused by Cc1, Cc2, Vd2) does not change, the capacitance C1p, C1m, C2p, C2m changes depending on the measurement target (touch operation), resulting in switching noise. It shows that the effects can change. Further, since this switching noise is not random noise, there arises a problem that the noise suppression effect by the averaging process cannot be expected.

(実施形態1に係る容量推定演算)
図6はタッチパネルシステム1による容量検出方法を説明するための図である。上記問題を解決するために実施形態1に係る容量推定演算は、マトリックス状に配置された複数の検出電極Eであって、マトリックスの第1方向に並ぶ複数のセンスラインSL<0>…SL<M−1>との間に複数のセンススイッチ素子STが形成される複数の電極Eを充電するために複数の電極Eを符号系列Mに基づいて並列駆動する駆動工程と、前記駆動工程により複数の電極Eに充電された電荷に基づく線形和信号(通常駆動測定値Drp・Dtp)を複数のセンスラインSL<0>…SL<M−1>に沿って読み出す読出し工程と、前記複数の電極Eを充電するために前記複数の電極Eを反転符号系列(−M)に基づいて並列駆動する反転駆動工程と、前記反転駆動工程により複数の電極Eに充電された電荷に基づく反転線形和信号(反転駆動測定値Drn・Dtn)をセンスラインSL<0>…SL<M−1>に沿って読み出す反転読出し工程と、前記線形和信号(通常駆動測定値Drp・Dtp)から前記反転線形和信号(反転駆動測定値Drn・Dtn)を減算して前記複数の電極Eと検出対象との間の容量分布又は容量変化分布を検出する検出工程とを包含する。
(Capacity estimation calculation according to the first embodiment)
FIG. 6 is a diagram for explaining a capacity detection method by the touch panel system 1. In order to solve the above problem, the capacity estimation calculation according to the first embodiment is a plurality of detection electrodes E arranged in a matrix, and a plurality of sense lines SL <0> ... SL <arranged in the first direction of the matrix. A driving step of driving a plurality of electrodes E in parallel based on a code sequence M in order to charge a plurality of electrodes E in which a plurality of sense switch elements ST are formed between the M-1> and a plurality of the driving steps. A read-out step of reading out a linear sum signal (normal drive measurement value Drp · Dtp) based on the electric charge charged in the electrode E along a plurality of sense lines SL <0> ... SL <M-1>, and the plurality of electrodes. An inversion drive step in which the plurality of electrodes E are driven in parallel based on an inversion code sequence (-M) to charge E, and an inversion linear sum signal based on the charges charged in the plurality of electrodes E by the inversion drive step. The inverting read step of reading (reversing drive measurement values Drn · Dnt) along the sense lines SL <0> ... SL <M-1> and the inverting linear sum from the linear sum signal (normal drive measurement values Drp · Dtp). It includes a detection step of subtracting a signal (reversal drive measurement value Drn · Dnt) to detect a capacitance distribution or a capacitance change distribution between the plurality of electrodes E and a detection target.

基準状態において、複数の電極Eを符号系列Mに基づいて並列駆動すると、図6の(式9)に示すように、通常駆動ノイズNrpが生じる。そして、反転符号系列(−M)に基づいて並列駆動すると、反転駆動ノイズNrnが生じる。次に、基準状態の通常駆動測定値Drpから反転駆動測定値Drnを(式11)に示すように減算する。 When a plurality of electrodes E are driven in parallel based on the code sequence M in the reference state, normal driving noise Nrp is generated as shown in (Equation 9) of FIG. Then, when the parallel drive is performed based on the inversion code sequence (−M), the inversion drive noise Nrn is generated. Next, the reverse drive measurement value Drn is subtracted from the normal drive measurement value Drp in the reference state as shown in (Equation 11).

その後、測定状態に置いて、複数の電極Eを符号系列Mに基づいて並列駆動すると、図5の(式12)に示すように、通常駆動ノイズNtpが生じる。そして、反転符号系列(−M)に基づいて並列駆動すると、反転駆動ノイズNtnが生じる。次に、測定状態の通常駆動測定値Dtpから反転駆動測定値Dtnを(式14)に示すように減算する。 After that, when the plurality of electrodes E are driven in parallel based on the code sequence M in the measurement state, normal drive noise Ntp is generated as shown in FIG. 5 (Equation 12). Then, when the parallel drive is performed based on the inversion code sequence (−M), the inversion drive noise NTn is generated. Next, the reverse drive measurement value Dtn is subtracted from the normal drive measurement value Dtp in the measurement state as shown in (Equation 14).

ここで、
ΔV∝((C1p−C1m)+(C2p−C2m))Vd+(Cc1+Cc2)Vd2、
であるので、
|(Cc1+Cc2)Vd2|>>|((C1p−C1m)+(C2p−C2m))Vd|、
である時、
Nrp≒Nrn、及び、Ntp≒Ntn、
となる。
here,
ΔV∝ ((C1p-C1m) + (C2p-C2m)) Vd + (Cc1 + Cc2) Vd2,
Because it is
| (Cc1 + Cc2) Vd2 | >> | ((C1p-C1m) + (C2p-C2m)) Vd |,
When
Nrp ≒ Nrn, and Ntp ≒ Ntn,
It becomes.

従って、図6の(式15)の近似式が成立する。 Therefore, the approximate expression of (Equation 15) in FIG. 6 is established.

このように、基準状態の通常駆動測定値Drpから反転駆動測定値Drnを減算することにより、基準状態の通常駆動ノイズNrpと反転駆動ノイズNrnとが相殺される。そして、測定状態の通常駆動測定値Dtpから反転駆動測定値Dtnを減算することにより、測定状態の通常駆動ノイズNtpと反転駆動ノイズNtnとが相殺される。 In this way, by subtracting the reverse drive measurement value Drn from the normal drive measurement value Drp in the reference state, the normal drive noise Nrp in the reference state and the reverse drive noise Nrn are canceled out. Then, by subtracting the reverse drive measurement value Dtn from the normal drive measurement value Dtp in the measurement state, the normal drive noise Ntp in the measurement state and the reverse drive noise Ntn are canceled out.

〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図7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。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted.

図7は実施形態2に係るタッチパネルシステムによる容量検出方法を説明するための図である。実施形態2に係る容量推定演算は、マトリックス状に配置された複数の電極Eであって、前記マトリックスの第1方向に並ぶ複数のセンスラインSL<0>…SL<M−1>との間に複数のセンススイッチ素子STが形成される複数の電極Eの電荷に基づく非駆動線形和信号(駆動無し測定値Dr0・Dt0)をセンスラインSL<0>…SL<M−1>に沿って読み出す非駆動読出し工程と、前記複数の電極Eを充電するために前記複数の電極Eを符号系列Mに基づいて並列駆動する駆動工程と、前記駆動工程により複数の電極Eに充電された電荷に基づく線形和信号(通常駆動測定値Drp・Dtp)をセンスラインSL<0>…SL<M−1>に沿って読み出す読出し工程と、前記線形和信号(通常駆動測定値Drp・Dtp)から前記非駆動線形和信号(駆動無し測定値Dr0・Dt0)を減算して前記複数の電極Eと検出対象との間の容量分布又は容量変化分布を検出する検出工程とを包含する。 FIG. 7 is a diagram for explaining a capacity detection method by the touch panel system according to the second embodiment. The capacity estimation calculation according to the second embodiment is between a plurality of electrodes E arranged in a matrix and between a plurality of sense lines SL <0> ... SL <M-1> arranged in the first direction of the matrix. A non-driven linear sum signal (measured values without driving Dr0 / Dt0) based on the charges of a plurality of electrodes E on which a plurality of sense switch elements ST are formed is transmitted along the sense line SL <0> ... SL <M-1>. The non-driving read-out step of reading, the driving step of driving the plurality of electrodes E in parallel based on the code sequence M in order to charge the plurality of electrodes E, and the electric charge charged to the plurality of electrodes E by the driving step. The reading step of reading out the linear sum signal (normal drive measurement value Drp · Dtp) based on the sense line SL <0> ... SL <M-1>, and the above-mentioned from the linear sum signal (normal drive measurement value Drp · Dtp). It includes a detection step of subtracting a non-driven linear sum signal (measured value Dr0 · Dt0 without driving) to detect a capacitance distribution or a capacitance change distribution between the plurality of electrodes E and a detection target.

基準状態において、複数の電極Eを駆動しないで、複数の電極Eの電荷に基づく非駆動線形和信号をセンスラインSL<0>…SL<M−1>に沿って読み出すと、図7の(式17)に示すように、駆動無しノイズNr0が生じる。そして、複数の電極Eを符号系列Mに基づいて並列駆動すると、図7の(式16)に示すように、通常駆動ノイズNrpが生じる。次に、基準状態の通常駆動測定値Drpから駆動無し測定値Dr0を(式18)に示すように減算する。 In the reference state, when the non-driven linear sum signal based on the charges of the plurality of electrodes E is read out along the sense lines SL <0> ... SL <M-1> without driving the plurality of electrodes E, (1) in FIG. As shown in Equation 17), undriven noise Nr0 is generated. Then, when the plurality of electrodes E are driven in parallel based on the code sequence M, normal drive noise Nrp is generated as shown in (Equation 16) of FIG. Next, the undriven measurement value Dr0 is subtracted from the normal drive measurement value Drp in the reference state as shown in (Equation 18).

その後、測定状態に置いて、複数の電極Eを駆動しないで、複数の電極Eの電荷に基づく非駆動線形和信号をセンスラインSL<0>…SL<M−1>に沿って読み出すと、図7の(式20)に示すように、駆動無しノイズNt0が生じる。そして、複数の電極Eを符号系列Mに基づいて並列駆動すると、図7の(式19)に示すように、通常駆動ノイズNtpが生じる。次に、測定状態の通常駆動測定値Dtpから駆動無し測定値Dt0を(式21)に示すように減算する。 After that, when the non-driven linear sum signal based on the charges of the plurality of electrodes E is read out along the sense lines SL <0> ... SL <M-1> in the measurement state without driving the plurality of electrodes E, As shown in (Equation 20) of FIG. 7, undriven noise Nt0 is generated. Then, when the plurality of electrodes E are driven in parallel based on the code sequence M, normal drive noise Ntp is generated as shown in (Equation 19) of FIG. Next, the undriven measurement value Dt0 is subtracted from the normal drive measurement value Dtp in the measurement state as shown in (Equation 21).

ここで、
ΔV∝((C1p−C1m)+(C2p−C2m))Vd+(Cc1+Cc2)Vd2、
であるので、
|(Cc1+Cc2)Vd2|>>|((C1p−C1m)+(C2p−C2m))Vd|、
である時、
Nrp≒Nr0、及び、Ntp≒Nt0、
となる。
here,
ΔV∝ ((C1p-C1m) + (C2p-C2m)) Vd + (Cc1 + Cc2) Vd2,
Because it is
| (Cc1 + Cc2) Vd2 | >> | ((C1p-C1m) + (C2p-C2m)) Vd |,
When
Nrp ≒ Nr0, and Ntp ≒ Nt0,
It becomes.

従って、図7の(式22)の近似式が成立する。 Therefore, the approximate expression of (Equation 22) in FIG. 7 is established.

このように、基準状態の通常駆動測定値Drpから駆動無し測定値Dr0を減算することにより、基準状態の通常駆動ノイズNrpと駆動無しノイズNr0とが相殺される。そして、測定状態の通常駆動測定値Dtpから駆動無し測定値Dt0を減算することにより、測定状態の通常駆動ノイズNtpと駆動無しノイズNt0とが相殺される。 In this way, by subtracting the non-drive measurement value Dr0 from the normal drive measurement value Drp in the reference state, the normal drive noise Nrp in the reference state and the non-drive noise Nr0 are canceled out. Then, by subtracting the non-driven measurement value Dt0 from the normal drive measurement value Dtp in the measurement state, the normal drive noise Ntp in the measurement state and the non-drive noise Nt0 are canceled out.

〔実施形態3〕
本発明のさらに他の実施形態について、図8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。
[Embodiment 3]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted.

図8は実施形態3に係るタッチパネルシステムによる容量検出方法を説明するための図である。実施形態3に係る容量推定演算は、実施形態2に係る容量推定演算において、前記非駆動読出し工程が、測定対象が無い基準状態で基準非駆動線形和信号(駆動無し測定値Dr0)を読み出す基準非駆動読出し工程と、測定対象を検出する測定状態で測定非駆動線形和信号(駆動無し測定値Dt0)を読み出す測定非駆動読出し工程とを含み、前記読出し工程が、前記基準状態で基準線形和信号(通常駆動測定値Drp)を読み出す基準読出し工程と、前記測定状態で測定線形和信号(通常駆動測定値Dtp)を読み出す測定読出し工程とを含み、前記検出工程が、前記基準線形和信号(通常駆動測定値Drp)から前記基準非駆動線形和信号(駆動無し測定値Dr0)を減算した基準減算信号(通常駆動測定値Drp_cor)と、前記測定線形和信号(通常駆動測定値Dtp)から前記測定非駆動線形和信号(駆動無し測定値Dt0)を減算した測定減算信号(通常駆動測定値Dtp_cor)とを生成し、前記測定減算信号(通常駆動測定値Dtp_cor)から前記基準減算信号(通常駆動測定値Drp_cor)を減算して前記容量分布又は容量変化分布を検出する。 FIG. 8 is a diagram for explaining a capacity detection method by the touch panel system according to the third embodiment. The capacity estimation calculation according to the third embodiment is a reference in which the non-driven reading step reads a reference non-driven linear sum signal (measured value Dr0 without driving) in a reference state where there is no measurement target in the capacity estimation calculation according to the second embodiment. A non-driven readout step and a measurement non-driven readout step of reading a measurement non-driven linear sum signal (measured value Dt0 without drive) in a measurement state for detecting a measurement target are included, and the readout step is a reference linear sum in the reference state. The detection step includes a reference reading step of reading a signal (normal drive measurement value Drp) and a measurement reading step of reading a measurement linear sum signal (normal drive measurement value Dtp) in the measurement state, and the detection step is the reference linear sum signal (normal drive measurement value Dtp). The reference subtraction signal (normal drive measurement value Drp_cor) obtained by subtracting the reference non-drive linear sum signal (non-drive measurement value Dr0) from the normal drive measurement value Drp) and the measurement linear sum signal (normal drive measurement value Dtp) described above. A measurement subtraction signal (normal drive measurement value Dtp_cor) obtained by subtracting a measurement non-drive linear sum signal (non-drive measurement value Dt0) is generated, and the reference subtraction signal (normal drive) is generated from the measurement subtraction signal (normal drive measurement value Dtp_cor). The measured value Drp_cor) is subtracted to detect the capacitance distribution or the capacitance change distribution.

基準状態において、複数の電極Eを駆動しないで、複数の電極Eの電荷に基づく非駆動線形和信号をセンスラインSL<0>…SL<M−1>に沿って読み出すと、図8の(式17)に示すように、駆動無しノイズNr0に相当する駆動無し測定値Dr0(式23)が観測される。 In the reference state, when the non-driven linear sum signal based on the charges of the plurality of electrodes E is read out along the sense lines SL <0> ... SL <M-1> without driving the plurality of electrodes E, (1) in FIG. As shown in Equation 17), the undriven measurement value Dr0 (Equation 23) corresponding to the undriven noise Nr0 is observed.

複数の電極Eを符号系列Mに基づいて並列駆動すると、図8の(式16)に示すように、通常駆動ノイズNrpが含まれる通常駆動測定値Drpが観測されることになるが、この時にキャンセル用電荷を注入(−Dr0)することにより、(式24)の関係が得られる。(式24)に示すように、キャンセル電荷注入後の基準状態の通常駆動測定値Drp_corを得る。 When a plurality of electrodes E are driven in parallel based on the code sequence M, as shown in (Equation 16) of FIG. 8, a normal drive measurement value Drp including a normal drive noise Nrp is observed. By injecting the canceling charge (-Dr0), the relationship of (Equation 24) can be obtained. As shown in (Equation 24), the normal drive measurement value Drp_cor in the reference state after the cancellation charge injection is obtained.

その後、測定状態に置いて、複数の電極Eを駆動しないで、複数の電極Eの電荷に基づく非駆動線形和信号をセンスラインSL<0>…SL<M−1>に沿って読み出すと、図8の(式20)に示すように、駆動無しノイズNt0に相当する駆動無し測定値Dt0(式25)が観測される。 After that, when the non-driven linear sum signal based on the charges of the plurality of electrodes E is read out along the sense lines SL <0> ... SL <M-1> in the measurement state without driving the plurality of electrodes E, As shown in FIG. 8 (Equation 20), the undriven measurement value Dt0 (Equation 25) corresponding to the undriven noise Nt0 is observed.

複数の電極Eを符号系列Mに基づいて並列駆動すると、図8の(式19)に示すように、通常駆動ノイズNtpが含まれる通常駆動測定値Dtpが観測されることになるが、この時にキャンセル用電荷を注入(−Dt0)することにより、(式26)の関係が得られる。(式26)に示すように、キャンセル電荷注入後の測定状態の通常駆動測定値Dtp_corを得る。 When a plurality of electrodes E are driven in parallel based on the code sequence M, as shown in (Equation 19) of FIG. 8, a normal drive measurement value Dtp including a normal drive noise Ntp is observed. By injecting the canceling charge (−Dt0), the relationship of (Equation 26) can be obtained. As shown in (Equation 26), the normal drive measurement value Dtp_cor of the measurement state after the cancellation charge injection is obtained.

その後、通常駆動測定値Dtp_corから通常駆動測定値Drp_corを(式27)に示すように減算する。 Then, the normal drive measurement value Drp_cor is subtracted from the normal drive measurement value Dtp_cor as shown in (Equation 27).

ここで、
ΔV∝((C1p−C1m)+(C2p−C2m))Vd+(Cc1+Cc2)Vd2、
であるので、
|(Cc1+Cc2)Vd2|>>|((C1p−C1m)+(C2p−C2m))Vd|、
である時、
Nrp≒Nr0、及び、Ntp≒Nt0、
となる。
here,
ΔV∝ ((C1p-C1m) + (C2p-C2m)) Vd + (Cc1 + Cc2) Vd2,
Because it is
| (Cc1 + Cc2) Vd2 | >> | ((C1p-C1m) + (C2p-C2m)) Vd |,
When
Nrp ≒ Nr0, and Ntp ≒ Nt0,
It becomes.

従って、図8の(式28)の近似式が成立する。 Therefore, the approximate expression of (Equation 28) in FIG. 8 is established.

このように、測定状態の通常駆動測定値Dtp_corから基準状態の通常駆動測定値Drp_corを減算することにより、測定状態の通常駆動ノイズNtpと駆動無しノイズNt0とが相殺され、基準状態の通常駆動ノイズNrpと駆動無しノイズNr0とが相殺される。 In this way, by subtracting the normal drive measurement value Drp_cor in the reference state from the normal drive measurement value Dtp_cor in the measurement state, the normal drive noise Ntp in the measurement state and the non-drive noise Nt0 in the measurement state cancel each other out, and the normal drive noise in the reference state. Nrp and undriven noise Nr0 cancel each other out.

〔実施形態4〕
本発明のさらに他の実施形態について、図9〜図14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。
[Embodiment 4]
Further, another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 9 to 14. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted.

(基準電極)
図9は実施形態4に係るタッチパネルシステム1Aの構成を示す回路図である。図10は実施形態4に係るタッチパネルシステムによる容量検出方法を説明するための図である。タッチパネルシステム1Aはタッチパネル2Aとタッチパネルコントローラ3とを備える。タッチパネル2Aは、互いに交差するK本の駆動ラインDL<0>〜DL<K−1>、及び、M本のセンスラインSL<0>〜SL<M−1>、並びに、K本の駆動ラインDL<0>〜DL<K−1>とM本のセンスラインSL<0>〜SL<M−1>との交差点に対応してマトリックス状に配置された(K×M)個の検出電極E及び基準電極ESを備えている。
(Reference electrode)
FIG. 9 is a circuit diagram showing the configuration of the touch panel system 1A according to the fourth embodiment. FIG. 10 is a diagram for explaining a capacity detection method by the touch panel system according to the fourth embodiment. The touch panel system 1A includes a touch panel 2A and a touch panel controller 3. The touch panel 2A has K drive lines DL <0> to DL <K-1> that intersect each other, M sense lines SL <0> to SL <M-1>, and K drive lines. (K × M) detection electrodes arranged in a matrix corresponding to the intersection of DL <0> to DL <K-1> and M sense lines SL <0> to SL <M-1>. E and a reference electrode ES are provided.

図9に示す例では、基準電極ESは1行目に配置され、検出電極Eは2行目からK行目に配置される。各基準電極ESは、交流成分を持たないように交流接地された電位を有するシールド層13(交流接地電極)により覆われている。このため、基準電極ESは測定対象の影響を受けない。 In the example shown in FIG. 9, the reference electrode ES is arranged in the first row, and the detection electrode E is arranged in the second to K rows. Each reference electrode ES is covered with a shield layer 13 (AC grounded electrode) having a potential that is AC grounded so as not to have an AC component. Therefore, the reference electrode ES is not affected by the measurement target.

実施形態4に係る容量推定演算は、マトリックス状に配置された複数の検出電極Eであって、前記マトリックスの第1方向に並ぶ複数のセンスラインSL<0>…SL<M+1>との間に複数のセンススイッチ素子STが形成される複数の電極Eを充電するために前記複数の電極Eを測定対象が無い基準状態で符号系列Mに基づいて並列駆動する基準駆動工程と、前記基準駆動工程により複数の電極Eに充電された電荷に基づく基準線形和信号(通常駆動測定値Drp)をセンスラインSL<0>…SL<M+1>に沿って読み出す基準読出し工程と、測定対象を検出する測定状態で前記複数の電極Eを充電するために前記複数の電極Eを前記符号系列Mに基づいて並列駆動する測定駆動工程と、前記測定駆動工程により複数の電極Eに充電された電荷に基づく測定線形和信号(通常駆動測定値Dtp)をセンスラインSL<0>…SL<M+1>に沿って読み出す測定読出し工程とを包含し、前記測定対象の影響を受けないように、前記複数の電極Eの一部は、交流成分を持たないように交流接地(AC接地)された電位を有する交流接地電極(シールド層13)により周囲を囲まれてシールドされた基準電極ESとして配置され、前記測定線形和信号(通常駆動測定値Dtp)から前記基準線形和信号(通常駆動測定値Drp)を減算した減算結果と前記符号系列Mとに基づいて、前記複数の電極Eと検出対象との間の容量分布又は容量変化分布を復号する復号工程と、前記複数の電極Eのうちの基準電極ESが配置された箇所の復号結果に基づいて、前記復号した容量分布又は容量変化分布を補正する補正工程とをさらに包含する。 The capacity estimation calculation according to the fourth embodiment is performed by a plurality of detection electrodes E arranged in a matrix, between a plurality of sense lines SL <0> ... SL <M + 1> arranged in the first direction of the matrix. A reference drive step of driving the plurality of electrodes E in parallel based on the code sequence M in a reference state where there is no measurement target in order to charge the plurality of electrodes E on which the plurality of sense switch elements ST are formed, and the reference drive step. A reference reading process for reading out a reference linear sum signal (normal drive measurement value Drp) based on the charges charged to the plurality of electrodes E along the sense line SL <0> ... SL <M + 1>, and a measurement for detecting the measurement target. A measurement drive step in which the plurality of electrodes E are driven in parallel based on the code sequence M in order to charge the plurality of electrodes E in a state, and a measurement based on the electric charge charged in the plurality of electrodes E by the measurement drive step. The plurality of electrodes E include a measurement reading step of reading a linear sum signal (normal drive measurement value Dtp) along the sense line SL <0> ... SL <M + 1> so as not to be affected by the measurement target. A part of the above-mentioned measurement alignment is arranged as a reference electrode ES surrounded by an AC ground electrode (shield layer 13) having a potential that is AC grounded (AC grounded) so as not to have an AC component. The capacitance between the plurality of electrodes E and the detection target based on the subtraction result obtained by subtracting the reference linear sum signal (normal drive measurement value Drp) from the sum signal (normal drive measurement value Dtp) and the code sequence M. A decoding step of decoding the distribution or the capacitance change distribution, and a correction step of correcting the decoded capacitance distribution or the capacitance change distribution based on the decoding result of the portion where the reference electrode ES is arranged among the plurality of electrodes E. Is further included.

実施形態4では、複数の検出電極Eのうちの一部が基準電極ESである。基準電極ESは、外部環境の影響を受けないように、常に交流接地されてグランドにシールドされたシールド層13(交流接地電極)により周囲を囲まれている。そして、この基準電極ESからの線形和信号に基づく静電容量値の検出結果が零になるように、容量分布又は容量変化分布を補正する。 In the fourth embodiment, a part of the plurality of detection electrodes E is the reference electrode ES. The reference electrode ES is surrounded by a shield layer 13 (AC ground electrode) that is always AC grounded and shielded by the ground so as not to be affected by the external environment. Then, the capacitance distribution or the capacitance change distribution is corrected so that the detection result of the capacitance value based on the linear sum signal from the reference electrode ES becomes zero.

基準状態において、複数の電極Eを符号系列Mに基づいて並列駆動すると、図10の(式16)に示すように、通常駆動ノイズNrpが含まれる通常駆動測定値Drpが観測される。そして、測定状態において、複数の電極Eを符号系列Mに基づいて並列駆動すると、図10の(式19)に示すように、通常駆動ノイズNtpが含まれる通常駆動測定値Dtpが観測される。 When a plurality of electrodes E are driven in parallel based on the code sequence M in the reference state, a normal drive measurement value Drp including the normal drive noise Nrp is observed as shown in (Equation 16) of FIG. Then, when a plurality of electrodes E are driven in parallel based on the code sequence M in the measurement state, as shown in FIG. 10 (Equation 19), a normal drive measurement value Dtp including the normal drive noise Ntp is observed.

そして、図10の(式29)に示すように、測定状態の通常駆動測定値Dtpから、基準状態の通常駆動測定値Drpを減算する。 Then, as shown in (Equation 29) of FIG. 10, the normal drive measurement value Drp in the reference state is subtracted from the normal drive measurement value Dtp in the measurement state.

ここで、
ΔV∝((C1p−C1m)+(C2p−C2m))Vd+(Cc1+Cc2)Vd2、
であるので、
|(Cc1+Cc2)Vd2|>>|((C1p−C1m)+(C2p−C2m))Vd|、
である時、
Nrp≒Nr*Ones、及び、Ntp≒Nt*Ones、
となる。
here,
ΔV∝ ((C1p-C1m) + (C2p-C2m)) Vd + (Cc1 + Cc2) Vd2,
Because it is
| (Cc1 + Cc2) Vd2 | >> | ((C1p-C1m) + (C2p-C2m)) Vd |,
When
Nrp ≒ Nr * Ones, and Ntp ≒ Nt * Ones,
It becomes.

ここで、Nr、Ntはスカラー量であり、Onesは全ての要素が「1」で構成された行列である。 Here, Nr and Nt are scalar quantities, and Ones is a matrix in which all the elements are "1".

そして、図10の(式30)が導かれる。この(式30)は、(Dtp−Drp)*M−1の演算結果に、(Nt−Nr)*Ones*M−1の誤差が混入していることを意味している。 Then, (Equation 30) of FIG. 10 is derived. This (Equation 30) means that an error of (Nt-Nr) * Ones * M- 1 is mixed in the calculation result of (Dtp-Drp) * M- 1.

交流接地されてグランドにシールドされたシールド層13(交流接地電極)により周囲を囲まれた基準電極ESをタッチパネル2Aに設けていれば、その基準電極ESが配置された箇所は、(Ct−Cr)=0である。このため、その基準電極ESからの線形和信号の復号結果から、((Nt−Nr)*Ones*M−1)の影響を推定することができる。この基準電極ESの(Nt−Nr)*Ones*M−1の影響を推定することができれば、(Ones*M−1)は既知なので、検出電極Eが配置されたタッチパネル2Aの全領域の((Nt−Nr)*Ones*M−1)の影響(Dcal)を推定することができる。そして、(式31)に示すように、((Dtp−Drp)*M−1)からDcalを減算することにより、スイッチングノイズを低減することができる。 If the touch panel 2A is provided with a reference electrode ES surrounded by a shield layer 13 (AC ground electrode) that is AC grounded and shielded to the ground, the location where the reference electrode ES is arranged is (Ct-Cr). ) = 0. Therefore, the influence of ((Nt-Nr) * Ones * M-1 ) can be estimated from the decoding result of the linear sum signal from the reference electrode ES. If the effect of (Nt-Nr) * Ones * M -1 on the reference electrode ES can be estimated, then (Ones * M -1 ) is known, and the entire region of the touch panel 2A on which the detection electrode E is arranged ( The effect (Dcal) of (Nt-Nr) * Ones * M- 1) can be estimated. Then, as shown in (Equation 31), switching noise can be reduced by subtracting Dcal from ((Dtp-Drp) * M -1).

((Ones*M−1)の影響)
Ones行列の復号演算結果(Ones*M−1)の影響が小さくなる駆動/復号行列を選択する方法を説明する。(式30)で前述したように、線形和信号の復号結果には、下記(式32)の右辺の((Nt−Nr)*Ones*M−1)により表されるスイッチングノイズが混入する。
(Influence of (Ones * M -1))
A method of selecting a drive / decode matrix in which the influence of the Ones matrix decoding operation result (Ones * M -1) is small will be described. As described above in (Equation 30), the switching noise represented by ((Nt-Nr) * Ones * M- 1) on the right side of the following (Equation 32) is mixed in the decoding result of the linear sum signal.

Figure 0006899266
Figure 0006899266

ここで(Ones*M−1)について詳細に検討する。 Here, (Ones * M -1 ) will be examined in detail.

図11〜図14は実施形態4に係るM行列を使用した駆動/復号演算例を示す図である。検出電極Eをドライブするための符号系列に図11に示すM(Maximum length sequence)行列を使用した場合、M−1は、M行列に含まれる要素「−1」を「0」に置換し、転置したものとなる。なお、M−1を逆行列とするには、正確には、(2/(符号長+1))のスカラー量を乗算する必要があるが、ここでは無視して表記する。 11 to 14 are diagrams showing an example of a drive / decoding operation using the M matrix according to the fourth embodiment. When the M (Maximum transpose) matrix shown in FIG. 11 is used as the code sequence for driving the detection electrode E, M -1 replaces the element "-1" contained in the M matrix with "0". It will be transposed. To make M -1 an inverse matrix, it is necessary to multiply by a scalar quantity of (2 / (code length + 1)), but it is ignored here.

復号行列に逆行列を使用した場合、図11、図12に示す例では、M*M−1は8*E(Eは単位行列)となり、Ones*M−1は8*Onesとなる。 When an inverse matrix is used as the decoding matrix, in the examples shown in FIGS. 11 and 12, M * M -1 becomes 8 * E (E is an identity matrix), and Ones * M -1 becomes 8 * Ones.

復号行列に逆行列ではなく、M行列の転置行列(Mt)を使用した場合、図13、図14に示す例では、M*MtのDij(i=j)は15、Dij(i≠j)は−1となり、Ones*MtはOnesとなる。 When the transposed matrix (Mt) of the M matrix is used as the decoding matrix instead of the inverse matrix, in the examples shown in FIGS. 13 and 14, M * Mt Dij (i = j) is 15, Dij (i ≠ j). Is -1, and Ones * Mt is Ones.

図13に示す例では、Dij(i≠j)が−1なので、他要素の影響(誤差)が入るが、ΣDij(i≠j)≒0と近似できるシステムではこの影響(誤差)は小さくなる。 In the example shown in FIG. 13, since Dij (i ≠ j) is -1, the influence (error) of other elements is included, but this influence (error) is small in a system that can be approximated to ΣDij (i ≠ j) ≈ 0. ..

Ones*M−1の影響とOnes*Mtの影響とでは、転置行列(Mt)に係るOnes*Mtの方が小さいので、このノイズの影響を低減したい場合は、復号行列に転置行列(Mt)を採用すればよい。 Since the influence of Ones * Mt related to the transposed matrix (Mt) is smaller than the influence of Ones * M- 1 and the influence of Ones * Mt, if the influence of this noise is to be reduced, the transposed matrix (Mt) is added to the transposed matrix (Mt). Should be adopted.

15行15列のM行列(M)および全要素が1の行列(Ones)を、15行15列のM行列(M)の疑似逆行列(M−1)と15行15列のM行列の転置行列(Mt)とでそれぞれ復号した場合の行列演算結果が、図11〜図14に示されている。なお、疑似逆行列とは、駆動行列を転置し、−1を0に変更した行列を意味する。 A 15-by-15 M-matrix (M) and a matrix with all elements 1 (Ones), a 15-by-15 M-matrix (M) pseudo-transposed matrix (M- 1 ) and a 15-by-15 M-matrix. The matrix calculation results when decoded by the transposed matrix (Mt) are shown in FIGS. 11 to 14. The pseudo-inverse matrix means a matrix in which the driving matrix is transposed and -1 is changed to 0.

駆動符号に依らず毎回同じスイッチングノイズ(switching noise)が入る場合のノイズの復号結果は、Ones行列の復号結果に相当する。 The noise decoding result when the same switching noise (switching noise) is input every time regardless of the drive code corresponds to the decoding result of the Ones matrix.

図11、図12に示す演算結果が示す通り、信号成分は8倍になり、ノイズ成分は8倍となる。 As shown by the calculation results shown in FIGS. 11 and 12, the signal component becomes 8 times and the noise component becomes 8 times.

復号行列に転置行列(Mt)を使用した場合、信号成分は15倍(他のラインからの回り込みは、−1倍が14個)、ノイズ成分は1倍となる。 When a transposed matrix (Mt) is used as the decoding matrix, the signal component is 15 times (the number of wraparounds from other lines is -1 times 14), and the noise component is 1 time.

〔実施形態5〕
本発明のさらに他の実施形態について、図15〜図18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。
[Embodiment 5]
Still other embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 15-18. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted.

実施形態4で説明したように、線形和信号の復号結果には、下記(式32)の右辺の((Nt−Nr)*Ones*M−1)により表されるスイッチングノイズが混入する。 As described in the fourth embodiment, the decoding result of the linear sum signal is mixed with the switching noise represented by ((Nt-Nr) * Ones * M-1) on the right side of the following (Equation 32).

Figure 0006899266
Figure 0006899266

図15〜図18は実施形態5に係るアダマール行列を使用した駆動/復号演算例を示す図である。検出電極Eをドライブする符号系列に図15に示すH(Hadamard、アダマール)行列を使用した場合、H−1はHそのもの(Hを転置)となる。なお、H−1を逆行列とするためには、正確には、1/符号長のスカラー量を乗算する必要があるが、ここでは無視して表記する。 15 to 18 are diagrams showing an example of a drive / decoding operation using the Hadamard matrix according to the fifth embodiment. When the H (Hadamard) matrix shown in FIG. 15 is used as the code sequence for driving the detection electrode E, H -1 becomes H itself (transposes H). In order to make H -1 an inverse matrix, it is necessary to multiply by the scalar amount of 1 / code length, but it is ignored here.

復号行列に逆行列を使用した場合、図15、図16に示す例では、H*Hは16*E(Eは単位行列)となり、Ones*Hの1列目のみ16、その他は0となる。1列目の結果を無視してよいシムテムではこの図16に示す行列を使用してもよい。 When an inverse matrix is used as the decoding matrix, in the examples shown in FIGS. 15 and 16, H * H is 16 * E (E is an identity matrix), only the first column of Ones * H is 16, and the others are 0. .. The matrix shown in FIG. 16 may be used in a simtem where the results in the first column can be ignored.

16行×16列のH行列(H)および全要素が1の行列(Ones)を、16行×16列のH行列の疑似逆行列(H=H−1)と、H行列の1行目を0で置き換えた(H0)(*1)とで復号した場合の行列演算結果が図15〜図18に示されている。駆動符号に依らず毎回同じスイッチングノイズ(switching noise)が入る場合のノイズの復号結果は、Ones行列の復号結果に相当する。 16 rows x 16 columns H matrix (H) and all elements 1 matrix (Ones), 16 rows x 16 columns H matrix pseudo-inverse matrix (H = H -1 ), and the first row of the H matrix The matrix calculation results in the case of decoding with (H0) (* 1) in which is replaced with 0 are shown in FIGS. 15 to 18. The noise decoding result when the same switching noise (switching noise) is input every time regardless of the drive code corresponds to the decoding result of the Ones matrix.

復号行列に逆行列の1行目を0に置換したH0行列を使用した場合、図17、図18に示す例では、H*H0のDij(i=j)は15、Dij(i≠j)は−1となり、Ones*MtはOnesとなる。 When the H0 matrix in which the first row of the inverse matrix is replaced with 0 is used as the decoding matrix, in the examples shown in FIGS. 17 and 18, the Dij (i = j) of H * H0 is 15, and the Dij (i ≠ j). Is -1, and Ones * Mt is Ones.

図17に示す例では、Dij(i≠j)が−1なので、他要素の影響(誤差)が入るが、ΣDij(i≠j)≒0となるようなシステムではこの成分は小さくなる。 In the example shown in FIG. 17, since Dij (i ≠ j) is -1, the influence (error) of other elements is included, but in a system where ΣDij (i ≠ j) ≈ 0, this component becomes small.

図15、図16に示す例では、全ドライブラインを1で駆動するデータを含めて復号演算をしているが、この条件は、差動増幅器7からのアンプ出力が飽和しやすくなることと、入力コモンシフト量が大きくなることにより、誤差の影響が大きくなることから、避けたい場合がある。 In the examples shown in FIGS. 15 and 16, the decoding operation is performed including the data that drives all the drive lines with 1, but this condition is that the amplifier output from the differential amplifier 7 tends to be saturated. As the amount of input common shift increases, the effect of error increases, so it may be desirable to avoid it.

このような場合は、復号行列に逆行列の1行目を0に置換したH0行列を用いてもよい(all=1の駆動は不要なので削除しても良い)。 In such a case, the H0 matrix in which the first row of the inverse matrix is replaced with 0 may be used as the decoding matrix (the drive of all = 1 is unnecessary and may be deleted).

図19(a)(b)は実施形態4に係る容量検出結果例を示す図である。図19(a)(b)は、検出電極Eをドライブするための符号系列にM127行列を使用し、(a)の復号符号には、M127行列の疑似逆行列を使用し、(b)の復号符号には、M127行列の転置行列を使用している。疑似逆行列とは、駆動行列を転置し、−1を0に変更した行列を意味する。 19 (a) and 19 (b) are diagrams showing an example of the capacity detection result according to the fourth embodiment. 19 (a) and 19 (b) use the M127 matrix for the code sequence for driving the detection electrode E, and use the pseudo-inverse matrix of the M127 matrix for the decoding code of (a). The transposed matrix of the M127 matrix is used as the decoding code. The pseudo-inverse matrix means a matrix in which the driving matrix is transposed and -1 is changed to 0.

図19(b)は復号符号に、M127行列の転置行列を使用した実施形態の検出結果例であるが、M127行列の転置行列で復号することにより、期待される容量分布が観測できる場合があることを示している。 FIG. 19B is an example of the detection result of the embodiment in which the transposed matrix of the M127 matrix is used as the decoding code. However, the expected capacitance distribution may be observed by decoding with the transposed matrix of the M127 matrix. It is shown that.

〔実施形態6〕
本発明のさらに他の実施形態について、図20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。
[Embodiment 6]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted.

図20は実施形態6に係るタッチパネルシステム1Bの構成を示す回路図である。実施形態1〜5で前述した容量推定演算は、図20に示すセンスラインを多重化したタッチパネルシステム1Bにも適用することができる。 FIG. 20 is a circuit diagram showing the configuration of the touch panel system 1B according to the sixth embodiment. The capacity estimation calculation described in the first to fifth embodiments can also be applied to the touch panel system 1B in which the sense lines shown in FIG. 20 are multiplexed.

乗算部10は、符号乗算部11と、増幅部12とを備える。符号乗算部11は、センスラインSL<0>〜SL<M−1>ごとにスイッチ素子SWを備える。増幅部12は、オペアンプ121を備える。オペアンプ121の非反転入力と、一方の出力との間には、積分容量Cintが設けられている。オペアンプ121の反転入力と、他方の出力との間にも、積分容量Cintが設けられている。なお、オペアンプ121は、積分容量Cintの一方の端子と、他方の端子とを短絡することにより、オペアンプ121の状態をリセットするためのスイッチ(図示せず)を備えてもよい。 The multiplication unit 10 includes a code multiplication unit 11 and an amplification unit 12. The code multiplication unit 11 includes a switch element SW for each of the sense lines SL <0> to SL <M-1>. The amplification unit 12 includes an operational amplifier 121. An integral capacitance Cint is provided between the non-inverting input of the operational amplifier 121 and one of the outputs. An integral capacitance Cint is also provided between the inverting input of the operational amplifier 121 and the other output. The operational amplifier 121 may include a switch (not shown) for resetting the state of the operational amplifier 121 by short-circuiting one terminal of the integrated capacitance Cint and the other terminal.

符号乗算部11は、「+1」または「−1」の値である検出符号E〜EM−1に応じ、センスラインSL<0>〜SL<M−1>ごとに備えるスイッチ素子SWを切り換える。検出符号Eiが「+1」であるときに、符号乗算部11は、センスラインSLiを、増幅部12のオペアンプ121の非反転入力に接続する。検出符号Eiが「−1」であるときに、符号乗算部11は、センスラインSLiを、オペアンプ121の反転入力に接続する。ここで、iは、0〜M−1のいずれかの値である。つまり、タッチパネルシステム1Aにおいて、複数のセンスラインは、一つのオペアンプに対応するように、多重化されている。一度の多重化において、複数のセンスラインに乗算される複数の検出符号からなる、検出符号系列が用いられる。 The code multiplication unit 11 includes a switch element SW provided for each sense line SL <0> to SL <M-1> according to the detection codes E 0 to E M-1 , which are values of “+1” or “-1”. Switch. When the detection code Ei is "+1", the code multiplication unit 11 connects the sense line SLi to the non-inverting input of the operational amplifier 121 of the amplification unit 12. When the detection code Ei is "-1", the code multiplication unit 11 connects the sense line SLi to the inverting input of the operational amplifier 121. Here, i is any value from 0 to M-1. That is, in the touch panel system 1A, the plurality of sense lines are multiplexed so as to correspond to one operational amplifier. In one multiplexing, a detection code sequence consisting of a plurality of detection codes multiplied by a plurality of sense lines is used.

増幅部12は、オペアンプ121の非反転入力および反転入力に接続されたセンスラインに沿って読み出された各検出電極Eの電荷に基づく線形和信号を増幅する。次に、検出回路6は、増幅部12から出力される信号に基づいて、タッチパネル2の各検出電極Eと検出対象との間の容量または容量変化を検出する。その後、検出回路6は、検出された容量または容量変化に基づいて、タッチパネル2上の検出対象の位置を検出する。 The amplification unit 12 amplifies the linear sum signal based on the charge of each detection electrode E read along the sense line connected to the non-inverting input and the inverting input of the operational amplifier 121. Next, the detection circuit 6 detects the capacitance or the capacitance change between each detection electrode E of the touch panel 2 and the detection target based on the signal output from the amplification unit 12. After that, the detection circuit 6 detects the position of the detection target on the touch panel 2 based on the detected capacitance or the capacitance change.

〔実施形態7〕
本発明のさらに他の実施形態について、図21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。
[Embodiment 7]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted.

図21は実施形態7に係るタッチパネルシステム1Cの構成を示す回路図である。実施形態1〜5で前述した容量推定演算は、図21に示す1トランジスタ方式の並列駆動に係るタッチパネルシステム1Cにも適用することができる。 FIG. 21 is a circuit diagram showing the configuration of the touch panel system 1C according to the seventh embodiment. The capacitance estimation calculation described in the first to fifth embodiments can also be applied to the touch panel system 1C related to the parallel drive of the one-transistor system shown in FIG.

図21に示すように構成されたタッチパネルシステム1Cは以下のように動作する。 The touch panel system 1C configured as shown in FIG. 21 operates as follows.

まず、スイッチ素子制御回路8が、(K×M)個の駆動センススイッチ素子DSTから、K本の制御ラインDSS<0>〜DSS<K−1>を介してK行N列の符号系列の要素「1」に基づき選択した駆動センススイッチ素子DSTをオンする。このとき、選択していない駆動センススイッチ素子DSTはオフ状態である。また、切替えスイッチSWが、駆動回路4と、M本の駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>とを接続するように切り替わる。そして、駆動回路4が、M本の駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>を駆動し、選択された駆動センススイッチ素子DSTを通して各検出電極Eを+V(例えば電源電圧)に充電する(第1駆動工程)。 First, the switch element control circuit 8 is a code sequence of K rows and N columns from (K × M) drive sense switch elements DST via K control lines DSS <0> to DSS <K-1>. The drive sense switch element DST selected based on the element "1" is turned on. At this time, the unselected drive sense switch element DST is in the off state. Further, the changeover switch SW is switched so as to connect the drive circuit 4 and the M drive sense lines DSL <0> to DSL <M-1>. Then, the drive circuit 4 drives M drive sense lines DSL <0> to DSL <M-1>, and charges each detection electrode E to + V (for example, power supply voltage) through the selected drive sense switch element DST. (First drive step).

次に、スイッチ素子制御回路8が、(K×M)個の駆動センススイッチ素子DSTから、K本の制御ラインDSS<0>〜DSS<K−1>を介してK行N列の符号系列の要素「−1」に基づき選択した駆動センススイッチ素子DSTをオンする。このとき、選択していない駆動センススイッチ素子DSTはオフ状態である。ここで、切替えスイッチSWは、駆動回路4と、M本の駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>とを接続するように切り替わっている。そして、駆動回路4が、M本の駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>を駆動し、選択された駆動センススイッチ素子DSTを通して各検出電極Eを−V(例えばグランド電圧)に充電する。 Next, the switch element control circuit 8 is a code sequence of K rows and N columns from (K × M) drive sense switch elements DST via K control lines DSS <0> to DSS <K-1>. The drive sense switch element DST selected based on the element "-1" of is turned on. At this time, the unselected drive sense switch element DST is in the off state. Here, the changeover switch SW is switched so as to connect the drive circuit 4 and the M drive sense lines DSL <0> to DSL <M-1>. Then, the drive circuit 4 drives M drive sense lines DSL <0> to DSL <M-1>, and sets each detection electrode E to −V (for example, ground voltage) through the selected drive sense switch element DST. Charge.

次に、スイッチ素子制御回路8が、K本の制御ラインDSS<0>〜DSS<K−1>を介して(K×M)個の駆動センススイッチ素子DSTをオフし、各検出電極Eをフローティング状態にする。また、切替えスイッチSWが、読み出し回路5と、M本の駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>とを接続するように切り替わる。その後、スイッチ素子制御回路8は、K本の制御ラインDSS<0>〜DSS<K−1>を介して(K×M)個の駆動センススイッチ素子DSTをオンする。 Next, the switch element control circuit 8 turns off (K × M) drive sense switch elements DST via K control lines DSS <0> to DSS <K-1>, and sets each detection electrode E. Make it floating. Further, the changeover switch SW is switched so as to connect the read circuit 5 and the M drive sense lines DSL <0> to DSL <M-1>. After that, the switch element control circuit 8 turns on (K × M) drive sense switch elements DST via K control lines DSS <0> to DSS <K-1>.

そして、各読み出し回路5が、オンされた駆動センススイッチ素子DSTを介して、隣接する駆動センスラインに沿って読み出された各検出電極Eの電荷に基づく線形和信号の差分を増幅する。次に、検出回路6が、各読み出し回路5から出力される線形和信号の差分と上記符号系列との積和演算に基づいて、タッチパネル2の各検出電極Eと検出対象との間の容量又は容量変化を検出する。その後、検出回路6は、検出された容量又は容量変化に基づいて、タッチパネル2上の検出対象の位置を検出する。 Then, each read circuit 5 amplifies the difference of the linear sum signal based on the charge of each detection electrode E read along the adjacent drive sense line via the turned-on drive sense switch element DST. Next, the detection circuit 6 increases the capacitance between each detection electrode E of the touch panel 2 and the detection target based on the product-sum calculation of the difference between the linear sum signals output from each readout circuit 5 and the code sequence. Detect capacity changes. After that, the detection circuit 6 detects the position of the detection target on the touch panel 2 based on the detected capacitance or the capacitance change.

〔まとめ〕
本発明の態様1に係る容量検出方法は、マトリックス状に配置された複数の電極Eであって、前記マトリックスの第1方向に並ぶ複数の第1信号線(センスラインSL<0>…SL<M−1>、駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>)との間に複数の第1スイッチ素子(センススイッチ素子ST、駆動センススイッチ素子DST)が形成される複数の電極Eを充電するために前記複数の電極Eを符号系列に基づいて並列駆動する駆動工程と、前記駆動工程により複数の電極Eに充電された電荷に基づく線形和信号を前記第1信号線(センスラインSL<0>…SL<M−1>、駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>)に沿って読み出す読出し工程と、前記複数の電極Eを充電するために前記複数の電極Eを反転符号系列に基づいて並列駆動する反転駆動工程と、前記反転駆動工程により複数の電極Eに充電された電荷に基づく反転線形和信号を前記第1信号線(センスラインSL<0>…SL<M−1>、駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>)に沿って読み出す反転読出し工程と、前記線形和信号から前記反転線形和信号を減算して前記複数の電極Eと検出対象との間の容量分布又は容量変化分布を検出する検出工程とを包含する。
[Summary]
The capacitance detection method according to the first aspect of the present invention is a plurality of electrodes E arranged in a matrix, and a plurality of first signal lines (sense lines SL <0> ... SL < A plurality of electrodes E in which a plurality of first switch elements (sense switch element ST, drive sense switch element DST) are formed between M-1> and drive sense line DSL <0> to DSL <M-1>). The first signal line (sense line) is a drive step in which the plurality of electrodes E are driven in parallel based on a code sequence to charge the plurality of electrodes E, and a linear sum signal based on the charges charged in the plurality of electrodes E by the drive step. SL <0> ... SL <M-1>, read-out step along the drive sense line DSL <0> to DSL <M-1>), and the plurality of electrodes E to charge the plurality of electrodes E. The first signal line (sense line SL <0> ... SL) is a reverse linear sum signal based on the charges charged in the plurality of electrodes E by the reverse drive step and the reverse drive step in which the two electrodes are driven in parallel based on the reverse code sequence. <M-1>, a reverse reading step of reading along the drive sense line DSL <0> to DSL <M-1>), and subtracting the inverted linear sum signal from the linear sum signal to form the plurality of electrodes E. It includes a detection step of detecting a capacity distribution or a capacity change distribution with a detection target.

上記の構成によれば、線形和信号から反転線形和信号が減算される。このため、センスラインと各検出電極との間に設けられたスイッチのオン/オフ動作に起因するスイッチングノイズが容量等の検出結果に与える影響を低減することができる。 According to the above configuration, the inverted linear sum signal is subtracted from the linear sum signal. Therefore, it is possible to reduce the influence of switching noise caused by the on / off operation of the switch provided between the sense line and each detection electrode on the detection result such as capacitance.

本発明の態様2に係る容量検出方法は、マトリックス状に配置された複数の電極Eであって、前記マトリックスの第1方向に並ぶ複数の第1信号線(センスラインSL<0>…SL<M−1>、駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>)との間に複数の第1スイッチ素子(センススイッチ素子ST、駆動センススイッチ素子DST)が形成される複数の電極Eの電荷に基づく非駆動線形和信号を前記第1信号線(センスラインSL<0>…SL<M−1>、駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>)に沿って読み出す非駆動読出し工程と、前記複数の電極Eを充電するために前記複数の電極Eを符号系列に基づいて並列駆動する駆動工程と、前記駆動工程により複数の電極Eに充電された電荷に基づく線形和信号を前記第1信号線(センスラインSL<0>…SL<M−1>、駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>)に沿って読み出す読出し工程と、前記線形和信号から前記非駆動線形和信号を減算して前記複数の電極と検出対象との間の容量分布又は容量変化分布を検出する検出工程とを包含する。 The capacitance detection method according to the second aspect of the present invention is a plurality of electrodes E arranged in a matrix, and a plurality of first signal lines (sense lines SL <0> ... SL < A plurality of electrodes E in which a plurality of first switch elements (sense switch element ST, drive sense switch element DST) are formed between M-1> and the drive sense line DSL <0> to DSL <M-1>). The non-driving linear sum signal based on the electric charge of is read out along the first signal line (sense line SL <0> ... SL <M-1>, driving sense line DSL <0> to DSL <M-1>). A drive reading step, a drive step of driving the plurality of electrodes E in parallel based on a code sequence to charge the plurality of electrodes E, and a linear sum based on the charges charged to the plurality of electrodes E by the drive step. From the reading step of reading the signal along the first signal line (sense line SL <0> ... SL <M-1>, drive sense line DSL <0> to DSL <M-1>), and the linear sum signal. It includes a detection step of subtracting the non-driven linear sum signal to detect a capacitance distribution or a capacitance change distribution between the plurality of electrodes and a detection target.

上記の構成によれば、線形和信号から非駆動線形和信号が減算される。このため、センスラインと各検出電極との間に設けられたスイッチのオン/オフ動作に起因するスイッチングノイズが容量等の検出結果に与える影響を低減することができる。 According to the above configuration, the non-driven linear sum signal is subtracted from the linear sum signal. Therefore, it is possible to reduce the influence of switching noise caused by the on / off operation of the switch provided between the sense line and each detection electrode on the detection result such as capacitance.

本発明の態様3に係る容量検出方法は、上記態様2において、前記非駆動読出し工程が、測定対象が無い基準状態で基準非駆動線形和信号を読み出す基準非駆動読出し工程と、測定対象を検出する測定状態で測定非駆動線形和信号を読み出す測定非駆動読出し工程とを含み、前記読出し工程が、前記基準状態で基準線形和信号を読み出す基準読出し工程と、前記測定状態で測定線形和信号を読み出す測定読出し工程とを含み、前記検出工程が、前記基準線形和信号から前記基準非駆動線形和信号を減算した基準減算信号と、前記測定線形和信号から前記測定非駆動線形和信号を減算した測定減算信号とを生成し、前記測定減算信号から前記基準減算信号を減算して前記容量分布又は容量変化分布を検出してもよい。 In the capacitance detection method according to the third aspect of the present invention, in the second aspect, the non-driven readout step reads a reference non-driven linear sum signal in a reference state where there is no measurement target, and detects a measurement target. The measurement non-driven sum signal is read out in the measurement state, and the read step includes the reference read step of reading the reference linear sum signal in the reference state and the measurement linear sum signal in the measurement state. The detection step includes a reference subtraction signal obtained by subtracting the reference non-drive linear sum signal from the reference linear sum signal, and a reference subtraction signal obtained by subtracting the measurement non-drive linear sum signal from the measurement linear sum signal. The measurement subtraction signal may be generated, and the reference subtraction signal may be subtracted from the measurement / subtraction signal to detect the capacitance distribution or the capacitance change distribution.

上記の構成によれば、前記基準線形和信号から前記基準非駆動線形和信号を減算した基準減算信号と、前記測定線形和信号から前記測定非駆動線形和信号を減算した測定減算信号とが生成される。そして、前記測定減算信号から前記基準減算信号が減算される。このため、センスラインと各検出電極との間に設けられたスイッチのオン/オフ動作に起因するスイッチングノイズが容量等の検出結果に与える影響を低減することができる。 According to the above configuration, a reference subtraction signal obtained by subtracting the reference non-drive linear sum signal from the reference linear sum signal and a measurement subtraction signal obtained by subtracting the measurement non-drive linear sum signal from the measurement linear sum signal are generated. Will be done. Then, the reference subtraction signal is subtracted from the measurement subtraction signal. Therefore, it is possible to reduce the influence of switching noise caused by the on / off operation of the switch provided between the sense line and each detection electrode on the detection result such as capacitance.

本発明の態様4に係る容量検出方法は、マトリックス状に配置された複数の電極Eであって、前記マトリックスの第1方向に並ぶ複数の第1信号線(センスラインSL<0>…SL<M−1>、駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>)との間に複数の第1スイッチ素子(センススイッチ素子ST、駆動センススイッチ素子DST)が形成される複数の電極Eを充電するために前記複数の電極Eを測定対象が無い基準状態で符号系列に基づいて並列駆動する基準駆動工程と、前記基準駆動工程により複数の電極Eに充電された電荷に基づく基準線形和信号を前記第1信号線(センスラインSL<0>…SL<M−1>、駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>)に沿って読み出す基準読出し工程と、測定対象を検出する測定状態で前記複数の電極Eを充電するために前記複数の電極Eを前記符号系列に基づいて並列駆動する測定駆動工程と、前記測定駆動工程により複数の電極Eに充電された電荷に基づく測定線形和信号を前記第1信号線(センスラインSL<0>…SL<M−1>、駆動センスラインDSL<0>〜DSL<M−1>)に沿って読み出す測定読出し工程とを包含し、前記測定対象の影響を受けないように、前記複数の電極Eの一部は、交流成分を持たないように交流接地された電位を有する交流接地電極により周囲を囲まれてシールドされた基準電極として配置され、前記測定線形和信号から前記基準線形和信号を減算した減算結果と前記符号系列とに基づいて、前記複数の電極Eと検出対象との間の容量分布又は容量変化分布を復号する復号工程と、前記複数の電極Eのうちの基準電極が配置された箇所の復号結果に基づいて、前記復号した容量分布又は容量変化分布を補正する補正工程とをさらに包含する。 The capacitance detection method according to the fourth aspect of the present invention is a plurality of electrodes E arranged in a matrix, and a plurality of first signal lines (sense lines SL <0> ... SL < A plurality of electrodes E in which a plurality of first switch elements (sense switch element ST, drive sense switch element DST) are formed between M-1> and drive sense line DSL <0> to DSL <M-1>). A reference drive step in which the plurality of electrodes E are driven in parallel based on a code sequence in a reference state where there is no measurement target, and a reference linear sum based on the charges charged in the plurality of electrodes E by the reference drive step. A reference reading process for reading a signal along the first signal line (sense line SL <0> ... SL <M-1>, drive sense line DSL <0> to DSL <M-1>), and detection of a measurement target. Based on a measurement drive step in which the plurality of electrodes E are driven in parallel based on the code sequence in order to charge the plurality of electrodes E in the measurement state, and a charge charged in the plurality of electrodes E by the measurement drive step. The measurement reading step of reading the measurement linear sum signal along the first signal line (sense line SL <0> ... SL <M-1>, drive sense line DSL <0> to DSL <M-1>) is included. However, a part of the plurality of electrodes E is surrounded and shielded by an AC ground electrode having a potential that is AC grounded so as not to have an AC component so as not to be affected by the measurement target. The capacitance distribution or capacitance change distribution between the plurality of electrodes E and the detection target is decoded based on the subtraction result obtained by subtracting the reference linear sum signal from the measured linear sum signal and the code sequence arranged as electrodes. The decoding step is further included, and a correction step of correcting the decoded capacitance distribution or capacitance change distribution based on the decoding result of the portion of the plurality of electrodes E where the reference electrode is arranged.

上記の構成によれば、前記複数の電極のうちの基準電極が配置された箇所の復号結果に基づいて、前記復号した容量分布又は容量変化分布が補正される。このため、センスラインと各検出電極との間に設けられたスイッチのオン/オフ動作に起因するスイッチングノイズが容量等の検出結果に与える影響を低減することができる。 According to the above configuration, the decoded capacitance distribution or capacitance change distribution is corrected based on the decoding result of the portion where the reference electrode is arranged among the plurality of electrodes. Therefore, it is possible to reduce the influence of switching noise caused by the on / off operation of the switch provided between the sense line and each detection electrode on the detection result such as capacitance.

本発明の態様5に係る容量検出方法は、上記態様4において、前記符号系列が、M(Maximum length sequence)行列であり、前記復号工程が、前記M行列の転置行列と前記減算結果とに基づいて前記容量分布又は容量変化分布を復号してもよい。 In the capacity detection method according to the fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the code sequence is an M (Maximum length sequence) matrix, and the decoding step is based on the transposed matrix of the M matrix and the subtraction result. The capacitance distribution or the capacitance change distribution may be decoded.

上記の構成によれば、Ones*M−1に係るノイズの影響を低減することができる。 According to the above configuration, the influence of noise related to Ones * M-1 can be reduced.

本発明の態様6に係る容量検出方法は、上記態様4において、前記符号系列が、アダマール(Hadamard)行列であり、前記復号工程が、前記アダマール行列の逆行列の1行目を零に置換した行列と前記減算結果とに基づいて前記容量分布又は容量変化分布を復号してもよい。 In the capacitance detection method according to the sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the code sequence is a Hadamard matrix, and the decoding step replaces the first row of the inverse matrix of the Hadamard matrix with zero. The capacitance distribution or the capacitance change distribution may be decoded based on the matrix and the subtraction result.

上記の構成によれば、差動増幅器の出力の飽和を防止することができる。 According to the above configuration, saturation of the output of the differential amplifier can be prevented.

本発明の態様7に係る容量検出方法は、上記態様4において、前記符号系列が、アダマール(Hadamard)行列であり、前記復号工程が、前記復号した容量分布又は容量変化分布の1列目の復号結果を除いた範囲を容量分布又は容量変化分布として採用してもよい。 In the capacitance detection method according to the seventh aspect of the present invention, in the fourth aspect, the code sequence is a Hadamard matrix, and the decoding step decodes the first column of the decoded capacitance distribution or the capacitance change distribution. The range excluding the result may be adopted as the capacity distribution or the capacity change distribution.

上記の構成によれば、差動増幅器の出力の飽和に基づくノイズを排除することができる。 According to the above configuration, noise due to saturation of the output of the differential amplifier can be eliminated.

本発明の態様8に係る容量検出方法は、上記態様1又は2において、前記第1方向に交差する第2方向に並ぶ複数の第2信号線と前記複数の電極との間に複数の第2スイッチ素子が形成され、前記駆動工程が、前記第2信号線に沿って前記前記複数の電極を並列駆動してもよい。 In the capacity detection method according to the eighth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the plurality of second signal lines intersecting the first direction and arranged in the second direction and the plurality of electrodes are located between the plurality of second signal lines. The switch element may be formed, and the driving step may drive the plurality of electrodes in parallel along the second signal line.

本発明の態様9に係る容量検出方法は、上記態様4において、前記第1方向に交差する第2方向に並ぶ複数の第2信号線と前記複数の電極との間に複数の第2スイッチ素子が形成され、前記基準駆動工程及び前記測定駆動工程が、前記第2信号線に沿って前記前記複数の電極を並列駆動してもよい。 In the capacity detection method according to the ninth aspect of the present invention, in the fourth aspect, a plurality of second switch elements are provided between the plurality of second signal lines arranged in the second direction intersecting the first direction and the plurality of electrodes. Is formed, and the reference driving step and the measurement driving step may drive the plurality of electrodes in parallel along the second signal line.

上記の構成によれば、2トランジスタ方式、センスライン多重化方式のタッチパネルシステムにおいて、センスラインと各検出電極との間に設けられたスイッチのオン/オフ動作に起因するスイッチングノイズが容量等の検出結果に与える影響を低減することができる。 According to the above configuration, in a touch panel system of a two-transistor system or a sense line multiplexing system, switching noise caused by the on / off operation of a switch provided between the sense line and each detection electrode is detected as a capacitance or the like. The impact on the results can be reduced.

本発明の態様10に係る容量検出方法は、上記態様1又は2において、前記駆動工程が、前記第1信号線に沿って前記前記複数の電極を並列駆動してもよい。 In the capacitance detection method according to the tenth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the driving step may drive the plurality of electrodes in parallel along the first signal line.

本発明の態様11に係る容量検出方法は、上記態様4において、前記基準駆動工程及び前記測定駆動工程が、前記第1信号線に沿って前記前記複数の電極を並列駆動してもよい。 In the capacitance detection method according to the eleventh aspect of the present invention, in the fourth aspect, the reference driving step and the measurement driving step may drive the plurality of electrodes in parallel along the first signal line.

上記の構成によれば、1トランジスタ方式のタッチパネルシステムにおいて、センスラインと各検出電極との間に設けられたスイッチのオン/オフ動作に起因するスイッチングノイズが容量等の検出結果に与える影響を低減することができる。 According to the above configuration, in a one-transistor type touch panel system, the influence of switching noise caused by the on / off operation of the switch provided between the sense line and each detection electrode on the detection result such as capacitance is reduced. can do.

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。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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.

1 タッチパネルシステム
2 タッチパネル
3 タッチパネルコントローラ
4 駆動回路
5 読み出し回路
6 検出回路
7 差動増幅器
8 スイッチ素子制御回路
10 乗算部
11 符号乗算部
12 増幅部
13 シールド層(交流接地電極)
E 検出電極(電極)
ES 基準電極
SL<0>…SL<M−1> センスライン(第1信号線)
ST センススイッチ素子(第1スイッチ素子)
DL<0>…DL<K−1> 駆動ライン(第2信号線)
DSL<0>〜DSL<M−1> 駆動センスライン(第1信号線)
SS<0>〜SS<K−1> センス制御ライン
DS<0>〜DS<K−1> 駆動制御ライン
DSS<0>〜DSS<K−1> 制御ライン
DT 駆動スイッチ素子(第2スイッチ素子)
DST 駆動センススイッチ素子(第1スイッチ素子)
Cint 積分容量
C1p、C2p 符号(+1)で駆動される検出電極Eで形成される静電容量
C1m、C2m 符号(−1)で駆動される検出電極Eで形成される静電容量
Cp1、Cp2 寄生容量
Cc1、Cc2 ノイズ電荷混入経路を形成するノイズ容量
Vc コモン電圧
Vd ドライブ電圧
Vd2 スイッチングノイズ電圧
ΔV 入力コモンシフト電圧
Vout 出力電圧
M 符号系列
1 Touch panel system 2 Touch panel 3 Touch panel controller 4 Drive circuit 5 Read circuit 6 Detection circuit 7 Differential amplifier 8 Switch element control circuit 10 Multiplying unit 11 Code multiplying unit 12 Amplifying unit 13 Shield layer (AC ground electrode)
E Detection electrode (electrode)
ES reference electrode SL <0> ... SL <M-1> Sense line (first signal line)
ST sense switch element (first switch element)
DL <0> ... DL <K-1> Drive line (second signal line)
DSL <0> to DSL <M-1> Drive sense line (first signal line)
SS <0> to SS <K-1> Sense control line DS <0> to DS <K-1> Drive control line DSS <0> to DSS <K-1> Control line DT Drive switch element (second switch element) )
DST drive sense switch element (first switch element)
Cint integrated capacitance C1p, C2p Capacitance formed by the detection electrode E driven by the code (+1) C1m, C2m Capacitance formed by the detection electrode E driven by the code (-1) Cp1, Cp2 parasitic Capacitance Cc1, Cc2 Noise forming a noise charge mixing path Capacitance Vc Common voltage Vd Drive voltage Vd2 Switching noise voltage ΔV Input common shift voltage Vout Output voltage M Code series

Claims (10)

マトリックス状に配置された複数の電極であって、前記マトリックスの第1方向に並ぶ複数の第1信号線との間に複数の第1スイッチ素子が形成される複数の電極の電荷に基づく非駆動線形和信号を前記第1信号線に沿って読み出す非駆動読出し工程と、
前記複数の電極を充電するために前記複数の電極を符号系列に基づいて並列駆動する駆動工程と、
前記駆動工程により複数の電極に充電された電荷に基づく線形和信号を前記第1信号線に沿って読み出す読出し工程と、
前記線形和信号から前記非駆動線形和信号を減算して前記複数の電極と検出対象との間の容量分布又は容量変化分布を検出する検出工程とを包含することを特徴とする容量検出方法。
A plurality of electrodes arranged in a matrix, and a plurality of first switch elements are formed between the plurality of first signal lines arranged in the first direction of the matrix. Non-driving based on the charge of the plurality of electrodes. A non-driven read-out step of reading out a linear sum signal along the first signal line,
A driving step of driving the plurality of electrodes in parallel based on a code sequence to charge the plurality of electrodes.
A reading step of reading out a linear sum signal based on the charges charged to the plurality of electrodes by the driving step along the first signal line, and
A capacitance detection method comprising a detection step of subtracting the non-driven linear sum signal from the linear sum signal to detect a capacitance distribution or a capacitance change distribution between the plurality of electrodes and a detection target.
前記非駆動読出し工程が、測定対象が無い基準状態で基準非駆動線形和信号を読み出す基準非駆動読出し工程と、測定対象を検出する測定状態で測定非駆動線形和信号を読み出す測定非駆動読出し工程とを含み、
前記読出し工程が、前記基準状態で基準線形和信号を読み出す基準読出し工程と、前記測定状態で測定線形和信号を読み出す測定読出し工程とを含み、
前記検出工程が、前記基準線形和信号から前記基準非駆動線形和信号を減算した基準減算信号と、前記測定線形和信号から前記測定非駆動線形和信号を減算した測定減算信号とを生成し、前記測定減算信号から前記基準減算信号を減算して前記容量分布又は容量変化分布を検出する請求項に記載の容量検出方法。
The non-driven readout step is a reference non-driven readout step of reading a reference non-driven linear sum signal in a reference state where there is no measurement target, and a measurement non-driven readout step of reading a measurement non-driven linear sum signal in a measurement state of detecting a measurement target. Including and
The reading step includes a reference reading step of reading a reference linear sum signal in the reference state and a measurement reading step of reading a measurement linear sum signal in the measurement state.
The detection step generates a reference subtraction signal obtained by subtracting the reference non-drive linear sum signal from the reference linear sum signal and a measurement subtraction signal obtained by subtracting the measurement non-drive linear sum signal from the measurement linear sum signal. The capacitance detection method according to claim 1 , wherein the reference subtraction signal is subtracted from the measurement subtraction signal to detect the capacitance distribution or the capacitance change distribution.
マトリックス状に配置された複数の電極であって、前記マトリックスの第1方向に並ぶ複数の第1信号線との間に複数の第1スイッチ素子が形成される複数の電極を充電するために前記複数の電極を測定対象が無い基準状態で符号系列に基づいて並列駆動する基準駆動工程と、
前記基準駆動工程により複数の電極に充電された電荷に基づく基準線形和信号を前記第1信号線に沿って読み出す基準読出し工程と、
測定対象を検出する測定状態で前記複数の電極を充電するために前記複数の電極を前記符号系列に基づいて並列駆動する測定駆動工程と、
前記測定駆動工程により複数の電極に充電された電荷に基づく測定線形和信号を前記第1信号線に沿って読み出す測定読出し工程とを包含し、
前記測定対象の影響を受けないように、前記複数の電極の一部は、交流成分を持たないように交流接地された電位を有する交流接地電極により周囲を囲まれてシールドされた基準電極として配置され、
前記測定線形和信号から前記基準線形和信号を減算した減算結果と前記符号系列とに基づいて、前記複数の電極と検出対象との間の容量分布又は容量変化分布を復号する復号工程と、
前記複数の電極のうちの基準電極が配置された箇所の復号結果に基づいて、前記復号した容量分布又は容量変化分布を補正する補正工程とをさらに包含することを特徴とする容量検出方法。
A plurality of electrodes arranged in a matrix, for charging a plurality of electrodes in which a plurality of first switch elements are formed between a plurality of first signal lines arranged in a first direction of the matrix. A reference drive process in which multiple electrodes are driven in parallel based on a code sequence in a reference state where there is no measurement target,
A reference reading step of reading out a reference linear sum signal based on the charges charged to a plurality of electrodes by the reference driving step along the first signal line, and
A measurement driving step of driving the plurality of electrodes in parallel based on the code sequence in order to charge the plurality of electrodes in a measurement state for detecting a measurement target.
It includes a measurement reading step of reading out a measurement linear sum signal based on the charges charged to a plurality of electrodes by the measurement driving step along the first signal line.
A part of the plurality of electrodes is arranged as a reference electrode surrounded and shielded by an AC grounded electrode having an AC grounded potential so as not to have an AC component so as not to be affected by the measurement target. Being done
A decoding step of decoding the capacitance distribution or the capacitance change distribution between the plurality of electrodes and the detection target based on the subtraction result obtained by subtracting the reference linear sum signal from the measured linear sum signal and the code sequence.
A capacitance detection method further comprising a correction step of correcting the decoded capacitance distribution or capacitance change distribution based on the decoding result of a portion of the plurality of electrodes where a reference electrode is arranged.
前記符号系列が、M(Maximum length sequence)行列であり、
前記復号工程が、前記M行列の転置行列と前記減算結果とに基づいて前記容量分布又は容量変化分布を復号する請求項に記載の容量検出方法。
The code sequence is an M (Maximum length sequence) matrix.
The capacity detection method according to claim 3 , wherein the decoding step decodes the capacity distribution or the capacity change distribution based on the transposed matrix of the M matrix and the subtraction result.
前記符号系列が、アダマール(Hadamard)行列であり、
前記復号工程が、前記アダマール行列の逆行列の1行目を零に置換した行列と前記減算結果とに基づいて前記容量分布又は容量変化分布を復号する請求項に記載の容量検出方法。
The code sequence is a Hadamard matrix.
The capacity detection method according to claim 3 , wherein the decoding step decodes the capacity distribution or the capacity change distribution based on the matrix in which the first row of the inverse matrix of the Hadamard matrix is replaced with zero and the subtraction result.
前記符号系列が、アダマール(Hadamard)行列であり、
前記復号工程が、前記復号した容量分布又は容量変化分布の1列目の復号結果を除いた範囲を容量分布又は容量変化分布として採用する請求項に記載の容量検出方法。
The code sequence is a Hadamard matrix.
The capacity detection method according to claim 3 , wherein the decoding step adopts a range excluding the decoding result of the first column of the decoded capacity distribution or capacity change distribution as the capacity distribution or capacity change distribution.
前記第1方向に交差する第2方向に並ぶ複数の第2信号線と前記複数の電極との間に複数の第2スイッチ素子が形成され、
前記駆動工程が、前記第2信号線に沿って前記複数の電極を並列駆動する請求項に記載の容量検出方法。
A plurality of second switch elements are formed between the plurality of second signal lines intersecting the first direction and arranged in the second direction and the plurality of electrodes.
It said driving step, the capacitance detection method according to claim 1 in parallel driving a plurality of electrodes along the second signal line.
前記第1方向に交差する第2方向に並ぶ複数の第2信号線と前記複数の電極との間に複数の第2スイッチ素子が形成され、
前記基準駆動工程及び前記測定駆動工程が、前記第2信号線に沿って前記複数の電極を並列駆動する請求項に記載の容量検出方法。
A plurality of second switch elements are formed between the plurality of second signal lines intersecting the first direction and arranged in the second direction and the plurality of electrodes.
The capacitance detection method according to claim 3 , wherein the reference drive step and the measurement drive step drive the plurality of electrodes in parallel along the second signal line.
前記駆動工程が、前記第1信号線に沿って前記複数の電極を並列駆動する請求項1に記載の容量検出方法。 It said driving step, the capacitance detection method according to claim 1 in parallel driving a plurality of electrodes along the first signal line. 前記基準駆動工程及び前記測定駆動工程が、前記第1信号線に沿って前記複数の電極を並列駆動する請求項に記載の容量検出方法。 The capacitance detection method according to claim 3 , wherein the reference drive step and the measurement drive step drive the plurality of electrodes in parallel along the first signal line.
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