JPWO2014042128A1 - 静電容量値分布検出装置、タッチパネルシステム、および静電容量値分布検出装置の検出方法 - Google Patents

静電容量値分布検出装置、タッチパネルシステム、および静電容量値分布検出装置の検出方法 Download PDF

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Abstract

外来ノイズの有無を判定することができる静電容量値分布検出装置を実現する。本発明の一態様に係る静電容量値分布検出回路（２）は、垂直信号線（ＶＬ）を駆動して静電容量に対応する電荷を水平信号線（ＨＬ）から出力させた後、水平信号線を駆動して静電容量に対応する電荷を垂直信号線から出力させる。静電容量値分布検出装置は、外来ノイズの有無を判定するノイズ検知部（８）を備える。

Description

本発明は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出する静電容量値分布検出装置に関する。
タッチパネル装置には、種々の方式のタッチパネル装置がある。中でも、静電容量方式のタッチパネル装置は、特殊なペンに依らず、ユーザの指または単なる導電性のペン等によって操作可能であるので、高い利便性を有する。
しかしながら、電磁ノイズ（蛍光灯、スイッチング電源、電子機器、無線等）を人体が受けると、指示体（指、導電性のペン）を介してタッチパネル装置にノイズが混入する。このように、人体等が受けた電磁ノイズが指示体を介してタッチパネル装置に混入したものを「外来ノイズ」と称する。外来ノイズが存在すると、タッチ位置を誤認識する可能性がある。
従来のタッチパネル装置の中には、外来ノイズを除去するシステムを有するものがある。
特許文献１には、外来ノイズの影響を避ける静電容量方式のタッチパネル装置が記載されている。このタッチパネル装置は、受信部から出力されるレベル信号のばらつき度合を検出して、そのばらつき度合が小さくなるタイミングでサンプリングが行われるようにする。このタッチパネル装置は、ばらつき度合が小さくなるように、サンプルホールド部のサンプルタイミングを設定する、または、駆動信号の周波数を設定する。これにより、外来ノイズの影響を受けない安定した出力信号を得ることができる。
特許文献２には、外来ノイズの影響を避ける静電容量方式のタッチパネル装置が記載されている。このタッチパネル装置は、外来ノイズの周波数が、駆動信号のいずれか１つの周波数と一致する場合、別の周波数に切り替える。これにより、駆動信号の周波数と同一となる電圧信号の周波数を、外来ノイズの周波数と異なるようにする。そのうえで、駆動信号の周波数と異なる周波数成分をカットするバンドパスフィルタによって外来ノイズを除去する。
特許文献３には、表面弾性波方式のタッチパネル装置が記載されている。このタッチパネル装置は、表面弾性波方式のバースト波に基づく受信信号から、ノイズが存在するか否かを判断する。ノイズが存在すると判断した場合、当該受信信号に基づく物体の検出を行わない。
日本国公開特許公報「特開２０１１−１２８８５８号公報（２０１１年６月３０日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１１−１２８８５７号公報（２０１１年６月３０日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００６−２６８２８８号公報（２００６年１０月５日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１２−１１８９５７号公報（２０１２年６月２１日公開）」
しかしながら、特許文献１、２のように外来ノイズの周波数に応じて外来ノイズを除去する場合、外来ノイズの周波数が分からないと効果がない。あるいは、外来ノイズが混入していることをシステムが認識できないと、適切に外来ノイズを除去することができない。
また、従来の静電容量方式のタッチパネル装置においては、混入した外来ノイズを適切に検知できなかった。
本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであり、本発明の一態様によれば、外来ノイズの有無を判定することができる静電容量値分布検出装置を実現することができる。
本発明の一態様に係る静電容量値分布検出装置は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出するために、第１時刻において、前記第１信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第２信号線から出力させ、前記第１時刻よりも後の第２時刻において、前記第１及び前記第２信号線の接続を切替制御し、前記第２時刻よりも後の第３時刻において、前記第２信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第１信号線から出力させる静電容量値分布検出装置であって、タッチした指示体を通じて前記静電容量に対応する電荷の出力方向に沿って生じる外来ノイズの有無を判定する外来ノイズ判定部を設けたことを特徴としている。
本発明の一態様に係る静電容量値分布検出装置は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出するために、第１時刻において、前記第１信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第２信号線から出力させ、前記第１時刻よりも後の第２時刻において、前記第１及び前記第２信号線の接続を切替制御し、前記第２時刻よりも後の第３時刻において、前記第２信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第１信号線から出力させる静電容量値分布検出装置であって、タッチした第１及び第２指示体を通じて前記静電容量に対応する電荷の出力方向に沿って生じる外来ノイズの有無を判定する外来ノイズ判定部を設け、前記静電容量値に対応する信号が検出閾値を超える静電容量の数を超閾値静電容量数としたとき、前記外来ノイズ判定部は、前記第１信号線に沿った第１検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第２信号線に沿った第２検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第１信号線に沿った第３検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第２信号線に沿った第４検出領域内の超閾値静電容量数とに基づいて前記外来ノイズを検出し、前記外来ノイズ判定部は、前記第１時刻において、前記第２検出領域内の超閾値静電容量数と前記第４検出領域内の超閾値静電容量数とを検出し、前記第３時刻において、前記第１検出領域内の超閾値静電容量数と前記第３検出領域内の超閾値静電容量数とを検出することを特徴としている。
本発明の一態様によれば、静電容量値の分布を検出する静電容量値分布検出装置において、人体等が受けた電磁ノイズが指示体を介して混入する外来ノイズの有無を判定することができる。
本発明の一実施形態に係るタッチセンサシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサシステムに設けられたタッチパネルの構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るマルチプレクサの概略構成を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係る接続切替部の具体的な構成の一例を示す回路図である。 （ａ）は、垂直信号線がドライブラインに接続されており、水平信号線がセンスラインに接続されているときの、センス信号の強度分布を示す図であり、（ｂ）は、水平信号線がドライブラインに接続されており、垂直信号線がセンスラインに接続されているときの、センス信号の強度分布を示す図である。 （ａ）は、第１接続状態においてタッチされた領域とノイズが発生する領域とを示す図であり、（ｂ）は、第２接続状態においてタッチされた領域とノイズが発生する領域とを示す図である。 本発明の一実施形態に係るノイズ検出のフローを示す図である。 本発明の一実施形態に係るノイズ検出において、通常終了したときの複数回のノイズ判定処理におけるノイズ指標NoiseMetricの値の一例を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係るノイズ検出において、条件付き終了をしたときの複数回のノイズ判定処理におけるノイズ指標NoiseMetricの値の一例を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係るノイズ検出における各パラメータを説明するための図である。 上記実施形態の第１接続状態において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。 図１１に対応し、上記実施形態の第２接続状態において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。 上記実施形態の第１接続状態において測定されるセンス信号の強度分布の別の具体例を示す図である。 図１３に対応し、上記実施形態の第２接続状態において測定されるセンス信号の強度分布の別の具体例を示す図である。 上記実施形態の第１接続状態において測定されるセンス信号の強度分布のさらに別の具体例を示す図である。 図１５に対応し、上記実施形態の第２接続状態において測定されるセンス信号の強度分布のさらに別の具体例を示す図である。 （ａ）は、指示体が高速で移動している場合の第１時刻（第１フレーム）における状況を示す図であり、（ｂ）は、第５時刻（第３フレーム）における状況を示す図である。 （ａ）は、指示体が高速で移動している場合の第３時刻（第２フレーム）における状況を示す図であり、（ｂ）は、第７時刻（第４フレーム）における状況を示す図である。 本発明の別の実施形態に係るノイズ検出のフローを示す図である。 上記実施形態の第１フレーム（第１接続状態）において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。 上記実施形態の第２フレーム（第２接続状態）において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。 上記実施形態の第３フレーム（第１接続状態）において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。 上記実施形態の第４フレーム（第２接続状態）において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る携帯電話機の構成を示すブロック図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る携帯電話機の外観を示す図である。
［実施形態１］
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
（タッチセンサシステム１の構成）
図１は、本実施形態に係るタッチセンサシステム１（タッチパネル装置）の構成を示すブロック図である。図２は、タッチセンサシステム１に設けられたタッチパネル３の構成を示す模式図である。
タッチセンサシステム１は、タッチパネル３と静電容量値分布検出回路２（静電容量値分布検出装置）とを備えている。タッチパネル３は、水平方向（横方向）に沿って延び互いに平行に配置された水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（第２信号線）と、垂直方向（縦方向）に沿って延び互いに平行に配置された垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（第１信号線）とを備えている。水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭとの交点には、それぞれ静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭが形成される。
静電容量値分布検出回路２は、マルチプレクサ４、駆動部５、センス信号処理部６、動作制御部７（外来ノイズ除去低減部）、ノイズ検知部８（外来ノイズ判定部）、タッチ位置検出部９、およびパラメータ記憶部１０を備えている。
駆動部５は、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに、時系列で駆動信号を供給する。駆動信号が印加されると、タッチパネル３は、静電容量の値に対応する電荷をセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭから出力する。
センス信号処理部６は、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを介して、タッチパネル３に供給された駆動信号と静電容量とに応じたセンス信号を受信する。センス信号処理部６は、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭとの各交点における静電容量の値に応じたセンス信号を受信する。受信したセンス信号の強度の分布は、タッチパネル３上の静電容量値の分布に対応する信号である。センス信号処理部６は、センス信号の強度分布をノイズ検知部８に出力する。
図３は、マルチプレクサ４の概略構成を示す回路図である。マルチプレクサ４は、縦続接続されたＭ個の接続切替部１１を備える。動作制御部７からの制御ラインＣＬは、１番目の接続切替部１１に入力されている。マルチプレクサ４は、制御ラインＣＬを介して動作制御部７から入力される制御信号に応じて、第１接続状態（第１動作モード）と第２接続状態（第２動作モード）とを切り替える。第１接続状態では、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭが駆動部５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにそれぞれ接続され、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭがセンス信号処理部６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭにそれぞれ接続される。第２接続状態では、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭがセンス信号処理部６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭにそれぞれ接続され、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭが駆動部５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにそれぞれ接続される。
図４は、接続切替部１１の具体的な構成の一例を示す回路図である。接続切替部１１は、４個のＣＭＯＳスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を有している。接続切替部１１の制御ラインＣＬは、前段の接続切替部１１の制御ラインＣＬおよび後段の接続切替部１１の制御ラインＣＬに接続されている。すなわち、動作制御部７からの制御ラインＣＬは、各接続切替部１１によって共有されている。制御ラインＣＬは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１のｐ型トランジスタの制御端子と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のｎ型トランジスタの制御端子と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３のｐ型トランジスタの制御端子と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ４のｎ型トランジスタの制御端子と、反転器ｉｎｖの入力とに接続されている。反転器ｉｎｖの出力は、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１のｎ型トランジスタの制御端子と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のｐ型トランジスタの制御端子と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３のｎ型トランジスタの制御端子と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ４のｐ型トランジスタの制御端子とに接続されている。水平信号線ＨＬｋは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ２の一端に接続されている。垂直信号線ＶＬｋは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３・ＳＷ４の一端に接続されている。ドライブラインＤＬｋは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ４の他端に接続されている。センスラインＳＬｋは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２・ＳＷ３の他端に接続されている。ここで、例えばＨＬｋは、ｋ番目（１≦ｋ≦Ｍ）の水平信号線を示す。
制御ラインＣＬの制御信号をＨｉｇｈにすると、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭにそれぞれつながり、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにそれぞれつながる（第１接続状態）。制御ラインＣＬの制御信号をＬｏｗにすると、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにそれぞれつながり、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭにそれぞれつながる（第２接続状態）。
動作制御部７は、マルチプレクサ４に接続状態を指示する制御信号を供給する。動作制御部７は、駆動部５およびセンス信号処理部６のそれぞれの動作を規定する信号を生成し、駆動部５およびセンス信号処理部６のそれぞれに該信号を供給する。
ノイズ検知部８は、センス信号の強度分布から、外来ノイズの有無を判定する。ノイズ検知部８の詳細な処理は後述する。ノイズ検知部８は、外来ノイズの有無の判定結果と、センス信号の強度分布とをタッチ位置検出部９に出力する。本明細書では、人体等が受けた電磁ノイズが指示体を介してタッチセンサシステムに混入したものを「外来ノイズ」と称する。
タッチ位置検出部９は、センス信号の強度分布から、指示体がタッチしている位置を特定する。
パラメータ記憶部１０は、ノイズの有無またはタッチ位置を判定するために使用する所定のパラメータを記憶している。パラメータは、ノイズ検知部８およびタッチ位置検出部９によって読み出される。
（ノイズ検出方法の概要）
ここで、外来ノイズが存在する場合に、センス信号にどのように影響を与えるかについて簡単に説明する。
図５の（ａ）および（ｂ）は、外来ノイズが存在する場合のセンス信号の強度分布を示すグラフである。図５の（ａ）は、垂直信号線がドライブラインに接続されており、水平信号線がセンスラインに接続されているときの、センス信号の強度分布を示す。グラフにおける高さは、センス信号の強度を示す。ある垂直信号線（ドライブライン）に駆動信号を供給したときにある水平信号線（センスライン）から得られるセンス信号の強度を、該垂直信号線と水平信号線との交点にプロットしている。
図５の（ａ）における中央のピークが、タッチに起因するセンス信号である。外来ノイズが存在する場合、タッチされた位置以外にも小さなピークが検出される。この小さなピークが外来ノイズに起因するセンス信号であり、この小さなピークは、タッチされたセンスライン上に複数現れる。
図５の（ｂ）は、水平信号線がドライブラインに接続されており、垂直信号線がセンスラインに接続されているときの、センス信号の強度分布を示す。この場合も、外来ノイズに起因するセンス信号のピークは、タッチされたセンスライン上に現れる。
なお、ノイズには、人体等が受けた電磁ノイズが指示体を介してタッチパネル装置に混入した外来ノイズ以外にも、タッチパネル上を指示体が高速で移動することに起因して生じるノイズがある。本明細書ではタッチパネル上を指示体が高速で移動することに起因して生じるノイズを「ファントムノイズ」と称する。指示体が高速で移動している場合、指示体がタッチしているセンスライン上に、ファントムノイズに起因するセンス信号の複数のピークが現れる。ファントムノイズが存在する場合も、図５の（ａ）および（ｂ）のようなセンス信号の強度分布が得られる。
センス信号の強度と閾値とを比較することにより、タッチされた位置を特定することができる。しかしながら、外来ノイズを誤検出しないために閾値を大きくしすぎると、タッチを検出する感度が低下してしまう。また、信号強度が大きく異なる指示体を同時にタッチ検出しようとする場合、複数の閾値を設定するか、あるいは、信号強度の小さい指示体を検出可能なように閾値を設定する必要がある。いずれの場合も、ノイズが閾値より大きくなり、ノイズをタッチとして誤検出してしまう。そのため、単にセンス信号の強度からだけでは、ノイズに起因するピークなのかタッチに起因するピークなのかを正確に判別するのは難しい。
そこで、本実施形態の静電容量値分布検出回路２では、外来ノイズがタッチしたセンスライン上に現れる性質を利用する。静電容量値分布検出回路２は、第１接続状態で得られるセンス信号の強度分布と第２接続状態で得られるセンス信号の強度分布とを用いて、外来ノイズの存在を検知する。
図６の（ａ）は、第１接続状態においてタッチされた領域とノイズが発生する領域とを示す図である。図６の（ｂ）は、第２接続状態においてタッチされた領域とノイズが発生する領域とを示す図である。ここでは垂直信号線の延びる方向をｘ方向、水平信号線の延びる方向をｙ方向としている。第１接続状態（図６の（ａ））において、領域Ａが指示体によってタッチされている場合、外来ノイズは領域Ａを通るセンスライン（水平信号線）のセンス信号に現れる。よって、領域Ａを通るセンスライン（水平信号線）上の領域Ｂのセンス信号に外来ノイズが現れる。同様に、第２接続状態（図６の（ｂ））において、領域Ａが指示体によってタッチされている場合、外来ノイズは領域Ａを通るセンスライン（垂直信号線）のセンス信号に現れる。よって、領域Ａを通るセンスライン（垂直信号線）上の領域Ｃのセンス信号に外来ノイズが現れる。
ここで、タッチされた領域Ａ以外の位置に、所定の信号閾値を超えるような信号強度を有する箇所（交点）が存在すれば、外来ノイズが存在すると考えられる。そこで、第１接続状態において信号強度が信号閾値を超える交点の数（静電容量の数）をカウントし、ｂとする。これは、領域Ｂ（第２検出領域）において信号強度が信号閾値を超える交点の数を表すと考えられる。信号強度が信号閾値を超える交点の数を超閾値静電容量数とする。同様に、第２接続状態において信号強度が信号閾値を超える交点の数をカウントし、ｃとする。これは、領域Ｃ（第１検出領域）において信号強度が信号閾値を超える交点の数を表すと考えられる。ｂとｃとの和から、領域Ａの中の交点の数ａの２倍を減算したものをノイズ指標とする。領域Ａの中の交点の数ａをタッチ対応静電容量数とする。ノイズ指標（ｂ＋ｃ−２×ａ）が零（０）より大きければ、タッチされた領域Ａ以外の位置に信号閾値を超えるような信号強度を有する交点が存在すると考えられる。すなわち、ノイズ指標（ｂ＋ｃ−２×ａ）が０より大きければ、外来ノイズが存在すると考えられる。ノイズ指標（ｂ＋ｃ−２×ａ）が０以下であれば、外来ノイズは存在しないと考えられる。
（ノイズ検出方法の詳細）
図７は、本実施形態のノイズ検出のフローを示す図である。
第１時刻において、動作制御部７は、制御ラインＣＬを介してマルチプレクサ４に制御信号を出力し、マルチプレクサ４を第１接続状態に切り替える（ＳＴ１）。第１接続状態では、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭが駆動部５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにそれぞれ接続され、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭがセンス信号処理部６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭにそれぞれ接続される。
次に第２時刻において、駆動部５がドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに駆動信号を供給する。また、センス信号処理部６は、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを介してセンス信号を受信する（ＳＴ２）。センス信号は、交点の静電容量の値に対応する信号である。
ノイズ検知部８は、パラメータ記憶部１０から、所定のパラメータ（外部パラメータ）NoiseThおよびFingerWidthwithMarginを読み込む。
NoiseThは、タッチされた位置およびノイズを検知するための信号閾値（検出閾値）である。すなわち、ある交点の信号強度がNoiseThを超える場合、該交点は指示体によってタッチされている可能性があると考えられる。ただし、外来ノイズ等によって信号強度が信号閾値NoiseThを超える場合も考えられる。
FingerWidthwithMarginは、想定される指示体がタッチパネル３をタッチした場合におけるタッチされた領域の垂直方向または水平方向の幅（交点の数）の上限値（第１閾値、第２閾値）を示す。FingerWidthwithMarginは、垂直方向と水平方向とで異なっていてもよい。外来ノイズが無い状態で想定される指示体がタッチパネル３をタッチした場合、信号強度が信号閾値NoiseThを超える複数の交点の垂直方向の広がりおよび水平方向の広がりは、上限値FingerWidthwithMargin以下に収まると考えられる。すなわち、外来ノイズが無い場合、図６における領域Ａの垂直方向の幅および水平方向の幅は、上限値FingerWidthwithMargin以下に収まると想定できる。
ノイズ検知部８は、得られたセンス信号の強度分布から、第１接続状態におけるパラメータNoiseIndicator(i)、NoisyLineSet(first)、NumNoisyLine(first)、およびNumNoise(first)を求める（ＳＴ３）。
ノイズ検知部８は、各センスライン毎に、信号閾値NoiseThを超える信号強度（信号絶対値）を有する交点（静電容量）の数をNoiseIndicator(i)として求める。NoiseIndicator(i)は、第ｉ番目のセンスライン上における、信号閾値NoiseThを超える信号強度（信号絶対値）を有する交点の数（超閾値静電容量数）を表す変数である。
NoisyLineSet(first)は、第１接続状態においてNoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインの集合である。例えば、第３番目のセンスラインから第６番目のセンスラインが上記関係を満たす場合、NoisyLineSet(first)は、要素として３、４、５、６を含む配列として規定することができる。
NumNoisyLine(first)は、第１接続状態における集合NoisyLineSet(first)の要素の数を示す変数である。すなわちNumNoisyLine(first)は、NoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインの数（第２線数）を示す。
NumNoise(first)は、第１接続状態におけるNoisyLineSet(first)に含まれるセンスラインについてのNoiseIndicator(i)の和を示す変数である。すなわち、NoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインのNoiseIndicator(i)の合計（第２合計）が、NumNoise(first)である。
第２時刻より後の第３時刻において、動作制御部７は、制御ラインＣＬを介してマルチプレクサ４に制御信号を出力し、マルチプレクサ４を第２接続状態に切り替える（ＳＴ４）。第２接続状態では、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭがセンス信号処理部６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭにそれぞれ接続され、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭが駆動部５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにそれぞれ接続される。
次に第４時刻において、駆動部５がドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに駆動信号を供給する。また、センス信号処理部６は、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを介してセンス信号を受信する（ＳＴ５）。
ノイズ検知部８は、得られたセンス信号の強度分布から、第２接続状態におけるパラメータNoiseIndicator(i)、NoisyLineSet(second)、NumNoisyLine(second)、およびNumNoise(second)を求める（ＳＴ６）。
NoisyLineSet(second)は、第２接続状態においてNoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインの集合である。
NumNoisyLine(second)は、第２接続状態における集合NoisyLineSet(second)の要素の数を示す変数である。すなわちNumNoisyLine(second)は、NoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインの数（第１線数）を示す。
NumNoise(second)は、第２接続状態におけるNoisyLineSet(second)に含まれるセンスラインについてのNoiseIndicator(i)の和を示す変数である。すなわち、NoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインのNoiseIndicator(i)の合計（第１合計）が、NumNoise(second)である。
ノイズ検知部８は、第１接続状態のパラメータおよび第２接続状態のパラメータから、以下のノイズ指標NoiseMetricを求める。
NoiseMetric＝NumNoise(first)＋NumNoise(second)
−２×NumNoisyLine(first)×NumNoisyLine(second)
外来ノイズが大きいほどノイズ指標NoiseMetricは大きくなると考えられる。ノイズ検知部８は、NoiseMetric＞０である場合（ＳＴ７でＹｅｓ）、外来ノイズが存在すると判定する。
NoiseMetric≦０である場合（ＳＴ７でＮｏ）、ノイズ検知部８は、外来ノイズが存在しないと判定し、判定結果をタッチ位置検出部９に通知する。タッチ位置検出部９は、第１接続状態および／または第２接続状態のセンス信号の強度分布に基づいて、指示体にタッチされた位置を特定する（ＳＴ８）。
NoiseMetric＞０である場合（ＳＴ７でＹｅｓ）、ノイズ検知部８は、ノイズが存在すると判定する。そして、ノイズ検知部８は、ＳＴ１からＳＴ７のノイズ判定処理を所定回数以上行ったかを判定する。なお、ノイズ検知部８は、ノイズ指標NoiseMetricと対応する信号の強度分布とを蓄積（記憶）しておく。
ＳＴ１からＳＴ７のノイズ判定処理を所定回数以上行っている場合（ＳＴ９でＹｅｓ）、ノイズ検知部８は、複数回のノイズ判定処理の中で最もNoiseMetricが小さかったときのセンス信号の強度分布をタッチ位置検出部９に出力する。NoiseMetricの値が小さい場合、外来ノイズの影響も小さいと考えられる。そして、タッチ位置検出部９は、受け取ったセンス信号の強度分布に基づいて、指示体にタッチされた位置を特定する（ＳＴ８）。なお、ノイズ検知部８（通知部）は、外来ノイズの有無を、タッチ位置検出部９に、またはタッチセンサシステム１を利用する装置（ホスト装置）に通知してもよい。
行われたＳＴ１からＳＴ７のノイズ判定処理が所定回数未満である場合（ＳＴ９でＮｏ）、ノイズ検知部８は、外来ノイズが存在すると判定し、動作制御部７にノイズ除去を行う指示を出力する。動作制御部７は、ノイズ除去を行うために動作条件を変更する（ＳＴ１０）。例えば、ノイズ除去を行うために駆動信号の周波数が変更される。なお、他のノイズ除去手段を適用することもできる。その後、静電容量値分布検出回路２は、変更された動作条件でＳＴ１〜ＳＴ７のノイズ判定処理を繰り返す。
なお、NoiseMetric＞０である場合、ノイズ検知部８が外来ノイズが存在していることを示す警告をホストに対して通知した上で、タッチ位置検出部９が指示体にタッチされた位置を特定してもよい。この警告はNoiseMetricの値を含んでもよい。NoiseMetricが小さいほど外来ノイズの影響が小さいと考えられるので、ホストは外来ノイズの影響の量（強さ）を認識することができる。
図８は、通常終了したときの複数回のノイズ判定処理におけるノイズ指標NoiseMetricの値の一例を示すグラフである。図８に示す例では、ノイズ除去の動作条件を変更することにより、４回目の処理でノイズ指標NoiseMetricが０になっている。ノイズ検知部８は、４回目の処理におけるセンス信号の強度分布を、タッチ位置の検出のために採用する。
図９は、条件付き終了をしたときの複数回のノイズ判定処理におけるノイズ指標NoiseMetricの値の一例を示すグラフである。図９に示す例では、ノイズ除去の動作条件を変更してもノイズ指標NoiseMetricが０にならず、ノイズ判定処理が所定回数（６回）に達したので処理を終了している。この場合、ノイズ検知部８は、ノイズ指標NoiseMetricが最小であるとき（４回目）のセンス信号の強度分布を、タッチ位置の検出のために採用する。また、これ以降、動作制御部７は、ノイズ指標NoiseMetricが最小になった４回目の動作条件でノイズ除去を行うようにすることができる。
このように本実施形態によれば、静電容量値分布検出回路２は、外来ノイズが存在することを検知し、外来ノイズが存在する場合にノイズ除去の処理を行うことができる。また、ノイズ除去した結果、静電容量値分布検出回路２は、外来ノイズが除去されたのか未だに外来ノイズが残存しているのかを判定することができる。静電容量値分布検出回路２は、信号に含まれる外来ノイズの大きさを、ノイズ指標NoiseMetricとして定量的に求めることができる。そのため、外来ノイズが極小になるように最適なノイズ除去処理を選択することができる。
図１０は、各パラメータを説明するための図である。図１０の（ａ）は、各交点のセンス信号の強度分布を示すグラフであり、図１０の（ｂ）は、第ｉ番目のセンスラインにおける強度分布を示すグラフである。NoiseThは信号強度の閾値である。信号強度（信号絶対値）がNoiseThを超える交点の数がNoiseIndicator(i)である。NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMarginを超えるセンスラインの集合がNoisyLineSetである。図１０における{Ai,Aj,Ak}は第ｉ〜第ｋ番目のセンスラインを表す。NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMarginを超えるセンスラインの数がNumNoisyLineである。
（ノイズ検出の具体例１）
垂直信号線が２１本、水平信号線が１１本であるタッチパネルを例に挙げて、ノイズ判定処理の具体例を説明する。
図１１は、第１接続状態において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。図１２は、図１１に対応し、第２接続状態において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。ここで、信号閾値NoiseThは１００であり、FingerWidthwithMarginは７である。
第１接続状態（図１１）では、垂直信号線がドライブラインであり、水平信号線がセンスラインである。図１１において、Ｓ０〜Ｓ１０はセンスラインの番号を示し、Ｄ０〜Ｄ２０はドライブラインの番号を示す。図１１のNoiseIndicator(i)に示すように、第１接続状態においては、信号強度が信号閾値NoiseTh（＝１００）を超える交点はいくらか存在するが、NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMargin（＝７）を超えるセンスラインは０本である。そのためNumNoisyLine(first)が０であり、NumNoise(first)も０である。
第２接続状態（図１２）では、水平信号線がドライブラインであり、垂直信号線がセンスラインである。図１２において、Ｓ０〜Ｓ２０はセンスラインの番号を示し、Ｄ０〜Ｄ１０はドライブラインの番号を示す。図１２のNoiseIndicator(i)に示すように、第２接続状態においては、信号強度が信号閾値NoiseThを超える交点はいくらか存在するが、NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMargin（＝７）を超えるセンスラインは０本である。そのためNumNoisyLine(second)が０であり、NumNoise(second)も０である。
そのため、ノイズ指標NoiseMetric＝０となる。ノイズ指標NoiseMetricが０を超えないので、図１１および図１２に示す場合は、ノイズ検知部８は、外来ノイズは存在しないと判定する。
（ノイズ検出の具体例２）
次に、別の強度分布が得られた場合のノイズ判定処理の具体例について説明する。
図１３は、第１接続状態において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。図１４は、図１３に対応し、第２接続状態において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。ここで、信号閾値NoiseThは１００であり、FingerWidthwithMarginは７である。
第１接続状態（図１３）では、垂直信号線がドライブラインであり、水平信号線がセンスラインである。信号強度が信号閾値NoiseTh（＝１００）を超える交点の数がNoiseIndicator(i)である。図１３のNoiseIndicator(i)に示すように、第１接続状態においては、NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMargin（＝７）を超えるセンスラインが４本存在する。NumNoisyLine(first)＝４である。また、NumNoise(first)は、これらのセンスラインのNoiseIndicator(i)の和であるので、NumNoise(first)＝１０＋１６＋８＋１７＝５１である。
第２接続状態（図１４）では、水平信号線がドライブラインであり、垂直信号線がセンスラインである。信号強度が信号閾値NoiseTh（＝１００）を超える交点の数がNoiseIndicator(i)である。図１４のNoiseIndicator(i)に示すように、第２接続状態においては、NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMargin（＝７）を超えるセンスラインが２本存在する。NumNoisyLine(second)＝２である。また、NumNoise(second)は、これらのセンスラインのNoiseIndicator(i)の和であるので、NumNoise(second)＝１０＋９＝１９である。
そのため、この場合のノイズ指標NoiseMetric＝５１＋１９−２×４×２＝５４となる。ノイズ指標NoiseMetricが０を超えているので、図１３および図１４に示す場合は、ノイズ検知部８は、外来ノイズが存在すると判定する。
（ノイズ検出の具体例３）
次に、別の強度分布が得られた場合のノイズ判定処理の具体例について説明する。ここでは、２つの指示体が互いに離れた位置に同時にタッチしている状況について説明する。
図１５は、第１接続状態において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。図１６は、図１５に対応し、第２接続状態において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。ここで、信号閾値NoiseThは１００であり、FingerWidthwithMarginは７である。
第１接続状態（図１５）では、垂直信号線がドライブラインであり、水平信号線がセンスラインである。２つの指示体がタッチパネルにタッチしているので、ドライブラインＤ５の辺りおよびドライブラインＤ１５の辺りの離れた２箇所に信号強度のピークが存在する。信号強度が信号閾値NoiseTh（＝１００）を超える交点の数がNoiseIndicator(i)である。図１５のNoiseIndicator(i)に示すように、第１接続状態においては、NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMargin（＝７）を超えるセンスラインが４本存在する。NumNoisyLine(first)＝４である。また、NumNoise(first)は、これらのセンスラインのNoiseIndicator(i)の和であるので、NumNoise(first)＝１１＋１７＋８＋１８＝５４である。
第２接続状態（図１６）では、水平信号線がドライブラインであり、垂直信号線がセンスラインである。信号強度が信号閾値NoiseTh（＝１００）を超える交点の数がNoiseIndicator(i)である。図１６のNoiseIndicator(i)に示すように、第２接続状態においては、NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMargin（＝７）を超えるセンスラインがＳ５・Ｓ６に２本存在し、Ｓ１７・Ｓ１８にも２本存在する。つまり、第２接続状態においては、NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMargin（＝７）を超えるセンスラインが、合計４本存在する。NumNoisyLine(second)＝４である。また、NumNoise(second)は、これらのセンスラインのNoiseIndicator(i)の和であるので、NumNoise(second)＝１０＋９＋８＋８＝３５である。
そのため、この場合のノイズ指標NoiseMetric＝５４＋３５−２×４×４＝５７となる。ノイズ指標NoiseMetricが０を超えているので、図１５および図１６に示す場合は、ノイズ検知部８は、外来ノイズが存在すると判定する。このように、本実施形態では、複数の指示体が離れた位置を同時にタッチしていても、外来ノイズの存在を判定することができる。
（変形例）
なお、以上では各ドライブラインに駆動信号を順次出力する形態に基づいて説明したが、これに限らない。本実施形態は、複数の駆動信号を符号化し、複数のドライブラインを並列駆動するタッチパネル装置（例えば特許文献４参照）についても適用することが可能である。複数の駆動信号は、それぞれが直交する信号（線形独立な信号、基底ベクトル）となるようなパルスを有する。この場合は、センスラインから出力された信号は、複数の静電容量（交点）に対応する信号の線形和として得られる。センスラインから出力された信号を所定の演算で復号することで、各静電容量値に対応する信号強度を有する信号を得ることができる。
動作制御部７は、外来ノイズ除去のためのサブシステム（外来ノイズ除去低減部）を有していてもよい。前述した駆動信号の周波数を変更する方法以外にも、種々の外来ノイズを除去または低減する方法が考えられる。
例えば、タッチセンサシステムが、複数のドライブラインを並列駆動する構成である場合について説明する。動作制御部７は、同じベクタ駆動で同じフェイズ駆動に基づく複数個の線形和信号を加算平均する実施単位をフレーム単位としたサブシステム、加算平均する実施単位をベクタ単位としたサブシステム、および、加算平均する実施単位をフェイズ単位としたサブシステムを備える。動作制御部７は、正規化周波数と振幅変化率との間の周波数特性に基づいて外来ノイズを低減するように、これらのサブシステムを選択する構成としてもよい。
この加算平均の実施単位が、ベクタ単位、フェイズ単位の場合に、駆動信号の符号を反転させる機能を備えたサブシステムを動作制御部７に設けてもよい。この場合、駆動反転周期を２フェイズ単位としたサブシステム、１フェイズ単位としたサブシステムを動作制御部７に設け、これらのサブシステムを、上記周波数特性に基づいて外来ノイズを低減するように選択する構成としてもよい。
また、駆動信号の駆動反転機能を有する場合、増幅回路をリセットするリセット信号のリセット時間を短縮するサブシステムを設けてもよい。
［実施形態２］
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本実施形態では、空間中の電磁波に起因して生じる外来ノイズに加えて、タッチパネル上を指示体が高速で移動することに起因して生じるファントムノイズの有無を判定する。図２５に示すように、指示体（指）がタッチパネル３にタッチしながら高速で移動している場合、指示体がタッチしているセンスラインのセンス信号に、ファントムノイズが現れる。
タッチセンサシステム１のノイズ検知部８は、ファントムノイズ検出スイッチがＯＮである場合、ファントムノイズの有無の判定をも行う。ファントムノイズ検出スイッチがＯＮであるかＯＦＦであるかの情報は、例えばパラメータ記憶部１０に記憶しておくことができる。実施形態１では、ファントムノイズ検出スイッチがＯＦＦである場合について説明した。タッチセンサシステム１の構成は実施形態１と同じであるので、詳細な説明は省略する。
（ノイズ検出方法の概要）
本実施形態では、タッチセンサシステム１は、第１接続状態で２回および第２接続状態で２回、各交点の静電容量の測定を行う。
図１７および図１８は、第１フレームから第４フレームにかけてタッチパネルにタッチしている指示体が高速で移動している状況を示す図である。このような状況下では、指示体の動く方向に関わらず、指示体がタッチしているセンスライン上にファントムノイズが発生する。動いている指示体がタッチしている領域をＤで示す。ここでは、指示体は、垂直信号線ＶＬ３に沿って下方向に高速で移動している。
図１７の（ａ）は、第１時刻（第１フレーム）における状況を示す図である。第１フレームでは、タッチセンサシステム１は第１接続状態である。第１フレームでは、垂直信号線ＶＬから駆動信号が供給され、水平信号線ＨＬからセンス信号が出力される。第１フレームにおいて指示体はセンスラインである水平信号線ＨＬ６・ＨＬ７上にある。タッチによる信号強度のピーク位置は、水平信号線ＨＬ６・ＨＬ７上にある。それゆえ、ファントムノイズは、水平信号線ＨＬ６・ＨＬ７のセンス信号の中に現れる。
第１時刻の後の第２時刻に、タッチセンサシステム１は第１接続状態から第２接続状態に切り替えられる。
図１８の（ａ）は、第３時刻（第２フレーム）における状況を示す図である。第２フレームでは、タッチセンサシステム１は第２接続状態である。第２フレームでは、水平信号線ＨＬから駆動信号が供給され、垂直信号線ＶＬからセンス信号が出力される。第２フレームにおいて指示体はセンスラインである垂直信号線ＶＬ３上にある。タッチによる信号強度のピーク位置は、垂直信号線ＶＬ３上にある。それゆえ、ファントムノイズは、垂直信号線ＶＬ３のセンス信号の中に現れる。
第３時刻の後の第４時刻に、タッチセンサシステム１は第２接続状態から第１接続状態に切り替えられる。
図１７の（ｂ）は、第５時刻（第３フレーム）における状況を示す図である。第３フレームでは、タッチセンサシステム１は第１接続状態である。第３フレームでは、垂直信号線ＶＬから駆動信号が供給され、水平信号線ＨＬからセンス信号が出力される。第３フレームにおいて指示体はセンスラインである水平信号線ＨＬ８・ＨＬ９上にある。タッチによる信号強度のピーク位置は、水平信号線ＨＬ８・ＨＬ９上にある。それゆえ、ファントムノイズは、水平信号線ＨＬ８・ＨＬ９のセンス信号の中に現れる。時間経過の間に指示体が移動しているため、第１フレームと第３フレームとでは、ファントムノイズが現れる信号線が異なっている。
第５時刻の後の第６時刻に、タッチセンサシステム１は第１接続状態から第２接続状態に切り替えられる。
図１８の（ｂ）は、第７時刻（第４フレーム）における状況を示す図である。第４フレームでは、タッチセンサシステム１は第２接続状態である。第４フレームでは、水平信号線ＨＬから駆動信号が供給され、垂直信号線ＶＬからセンス信号が出力される。第４フレームにおいて指示体はセンスラインである垂直信号線ＶＬ３上にある。タッチによる信号強度のピーク位置は、垂直信号線ＶＬ３上にある。それゆえ、ファントムノイズは、垂直信号線ＶＬ３のセンス信号の中に現れる。
第１接続状態である第１フレームおよび第３フレームの間でノイズが生じているセンスラインを比較して、ノイズが生じているセンスラインがシフトしていれば、そのノイズはファントムノイズであると判定することができる。また、指示体の移動方向が水平信号線に沿っている場合、第２接続状態である第２フレームおよび第４フレームの間でノイズが生じているセンスラインを比較することで、ノイズが生じているセンスラインがシフトしていることを検知できる。
（ノイズ検出方法の詳細）
図１９は、本実施形態のノイズ検出のフローを示す図である。本実施形態では、タッチセンサシステム１は、ファントムノイズおよび外来ノイズの両方の有無を判定する。
第０時刻において、動作制御部７は、制御ラインＣＬを介してマルチプレクサ４に制御信号を出力し、マルチプレクサ４を第１接続状態に切り替える（ＳＴ２１）。第１接続状態では、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭが駆動部５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにそれぞれ接続され、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭがセンス信号処理部６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭにそれぞれ接続される。
次に第１時刻（第１フレーム）において、駆動部５がドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに駆動信号を供給する。また、センス信号処理部６は、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを介してセンス信号を受信する。また、ノイズ検知部８は、パラメータ記憶部１０から、所定のパラメータ（外部パラメータ）NoiseThおよびFingerWidthwithMarginを読み込む。また、ノイズ検知部８は、得られたセンス信号の強度分布から、第１フレーム（第１接続状態）におけるパラメータNoiseIndicator(i)、NoisyLineSet(first)、NumNoisyLine(first)、およびNumNoise(first)を求める（ＳＴ２２）。
NoiseIndicator(i)は、第１フレームにおいて、第ｉ番目のセンスライン上における、信号閾値NoiseThを超える信号強度（信号絶対値）を有する交点の数を表す変数である。
NoisyLineSet(first)は、第１フレームにおいてNoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインの集合である。外来ノイズおよびファントムノイズは、指示体にタッチされた位置のセンスラインに生じるので、第１フレームにおけるタッチによる信号強度のピーク位置に対応するセンスラインは、集合NoisyLineSet(first)に含まれていると考えられる。
NumNoisyLine(first)は、第１フレームにおける集合NoisyLineSet(first)の要素の数を示す変数である。すなわちNumNoisyLine(first)は、NoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインの数を示す。
NumNoise(first)は、第１フレームにおけるNoisyLineSet(first)に含まれるセンスラインについてのNoiseIndicator(i)の和を示す変数である。すなわち、NoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインのNoiseIndicator(i)の合計が、NumNoise(first)である。
第１時刻より後の第２時刻において、動作制御部７は、制御ラインＣＬを介してマルチプレクサ４に制御信号を出力し、マルチプレクサ４を第２接続状態に切り替える（ＳＴ２３）。第２接続状態では、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭがセンス信号処理部６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭにそれぞれ接続され、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭが駆動部５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにそれぞれ接続される。
次に第３時刻（第２フレーム）において、駆動部５がドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに駆動信号を供給する。また、センス信号処理部６は、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを介してセンス信号を受信する。ノイズ検知部８は、得られたセンス信号の強度分布から、第２フレーム（第２接続状態）におけるパラメータNoiseIndicator(i)、NoisyLineSet(second)、NumNoisyLine(second)、およびNumNoise(second)を求める（ＳＴ２４）。
NoiseIndicator(i)は、第２フレームにおいて、第ｉ番目のセンスライン上における、信号閾値NoiseThを超える信号強度（信号絶対値）を有する交点の数を表す変数である。
NoisyLineSet(second)は、第２フレームにおいてNoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインの集合である。第２フレームにおけるタッチによる信号強度のピーク位置に対応するセンスラインは、集合NoisyLineSet(second)に含まれていると考えられる。
NumNoisyLine(second)は、第２フレームにおける集合NoisyLineSet(second)の要素の数を示す変数である。すなわちNumNoisyLine(second)は、NoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインの数を示す。
NumNoise(second)は、第２フレームにおけるNoisyLineSet(second)に含まれるセンスラインについてのNoiseIndicator(i)の和を示す変数である。すなわち、NoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインのNoiseIndicator(i)の合計が、NumNoise(second)である。
第３時刻より後の第４時刻において、動作制御部７は、制御ラインＣＬを介してマルチプレクサ４に制御信号を出力し、マルチプレクサ４を第１接続状態に切り替える（ＳＴ２５）。
次に第５時刻（第３フレーム）において、駆動部５がドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに駆動信号を供給する。また、センス信号処理部６は、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを介してセンス信号を受信する。また、ノイズ検知部８は、得られたセンス信号の強度分布から、第３フレーム（第１接続状態）におけるパラメータNoiseIndicator(i)、NoisyLineSet(third)、NumNoisyLine(third)、およびNumNoise(third)を求める（ＳＴ２６）。
NoiseIndicator(i)は、第３フレームにおいて、第ｉ番目のセンスライン上における、信号閾値NoiseThを超える信号強度（信号絶対値）を有する交点の数を表す変数である。
NoisyLineSet(third)は、第３フレームにおいてNoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインの集合である。第３フレームにおけるタッチによる信号強度のピーク位置に対応するセンスラインは、集合NoisyLineSet(third)に含まれていると考えられる。
NumNoisyLine(third)は、第３フレームにおける集合NoisyLineSet(third)の要素の数を示す変数である。すなわちNumNoisyLine(third)は、NoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインの数を示す。
NumNoise(third)は、第３フレームにおけるNoisyLineSet(third)に含まれるセンスラインについてのNoiseIndicator(i)の和を示す変数である。すなわち、NoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインのNoiseIndicator(i)の合計が、NumNoise(third)である。
第５時刻より後の第６時刻において、動作制御部７は、制御ラインＣＬを介してマルチプレクサ４に制御信号を出力し、マルチプレクサ４を第２接続状態に切り替える（ＳＴ２７）。
次に第７時刻（第４フレーム）において、駆動部５がドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに駆動信号を供給する。また、センス信号処理部６は、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを介してセンス信号を受信する。ノイズ検知部８は、得られたセンス信号の強度分布から、第４フレーム（第２接続状態）におけるパラメータNoiseIndicator(i)、NoisyLineSet(fourth)、NumNoisyLine(fourth)、およびNumNoise(fourth)を求める（ＳＴ２８）。
NoiseIndicator(i)は、第４フレームにおいて、第ｉ番目のセンスライン上における、信号閾値NoiseThを超える信号強度（信号絶対値）を有する交点の数を表す変数である。
NoisyLineSet(fourth)は、第４フレームにおいてNoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインの集合である。第４フレームにおけるタッチによる信号強度のピーク位置に対応するセンスラインは、集合NoisyLineSet(fourth)に含まれていると考えられる。
NumNoisyLine(fourth)は、第４フレームにおける集合NoisyLineSet(fourth)の要素の数を示す変数である。すなわちNumNoisyLine(fourth)は、NoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインの数を示す。
NumNoise(fourth)は、第４フレームにおけるNoisyLineSet(fourth)に含まれるセンスラインについてのNoiseIndicator(i)の和を示す変数である。すなわち、NoiseIndicator(i)＞FingerWidthwithMarginの関係を満たすセンスラインのNoiseIndicator(i)の合計が、NumNoise(fourth)である。
ノイズ検知部８は、パラメータ記憶部１０から、所定のパラメータ（外部パラメータ）MoveThを読み込む。MoveThは、センスラインのシフト量の閾値である。
ノイズ検知部８は、第１接続状態である第１フレームのNoisyLineSet(first)と第１接続状態である第３フレームのNoisyLineSet(third)とを比較する。この比較により、ノイズ検知部８は、第１フレームと第３フレームとの間における、ノイズが現れていると考えられるセンスラインのシフト量を求める。同様にして、ノイズ検知部８は、第２接続状態である第２フレームのNoisyLineSet(second)と第２接続状態である第４フレームのNoisyLineSet(fourth)とを比較する。この比較により、ノイズ検知部８は、第２フレームと第４フレームとの間における、ノイズが現れていると考えられるセンスラインのシフト量を求める（ＳＴ２９）。
なお、集合NoisyLineSetは、信号閾値NoiseThを超える信号強度（信号絶対値）を有する交点が閾値FingerWidthwithMarginを超えるセンスラインを格納している。すなわち、集合NoisyLineSetに含まれるセンスラインには、信号強度が大きい交点が多く含まれている。集合NoisyLineSetに含まれるセンスラインは、ノイズが発生している可能性が高いセンスラインである。
ノイズ検知部８（ファントムノイズ判定部）は、第１フレームと第３フレームとの間におけるシフト量が閾値MoveThを超えている場合、または第２フレームと第４フレームとの間におけるシフト量が閾値MoveThを超えている場合（ＳＴ３０でＹｅｓ）、ファントムノイズが存在すると判定する。この場合、ノイズ検知部８は、ファントムノイズが存在することをホスト装置へ通知し（ＳＴ３１）、処理を終了する。この場合、タッチセンサシステム１は、ファントムノイズの発生を回避するために、所定の時間経過後に改めてＳＴ２１からのセンシングを行ってもよい。
ノイズ検知部８は、第１フレームと第３フレームとの間におけるシフト量が閾値MoveTh以下であり、かつ第２フレームと第４フレームとの間におけるシフト量が閾値MoveTh以下である場合（ＳＴ３０でＮｏ）、ＳＴ３２以降の外来ノイズの判定処理を行う。
ノイズ検知部８は、第１接続状態のパラメータおよび第２接続状態のパラメータから、ノイズ指標NoiseMetricを求める。このとき、ノイズ検知部８は、第１フレームのパラメータおよび第２フレームのパラメータから第１ノイズ指標NoiseMetricを求め、第２フレームのパラメータおよび第３フレームのパラメータから第２ノイズ指標NoiseMetricを求め、第３フレームのパラメータおよび第４フレームのパラメータから第３ノイズ指標NoiseMetricを求める（ＳＴ３２）。連続する２つのフレームは接続状態が異なるので、ノイズ検知部８は、複数のノイズ指標を求めることができる。
ノイズ検知部８は、いずれかのNoiseMetricについてNoiseMetric＞０である場合（ＳＴ３３でＹｅｓ）、外来ノイズが存在すると判定する。
全てのNoiseMetricについてNoiseMetric≦０である場合（ＳＴ３３でＮｏ）、ノイズ検知部８は、外来ノイズが存在しないと判定し、判定結果をタッチ位置検出部９に通知する。タッチ位置検出部９は、いずれかのフレームのセンス信号の強度分布に基づいて、指示体にタッチされた位置を特定する（ＳＴ３４）。
いずれかのNoiseMetricについてNoiseMetric＞０である場合（ＳＴ３３でＹｅｓ）、ノイズ検知部８は、ノイズが存在すると判定する。そして、ノイズ検知部８は、ＳＴ２１からのノイズ判定処理を所定回数以上行ったかを判定する。なお、ノイズ検知部８は、ノイズ指標NoiseMetricと対応する信号の強度分布とを蓄積（記憶）しておく。
ＳＴ２１からのノイズ判定処理を所定回数以上行っている場合（ＳＴ３５でＹｅｓ）、ノイズ検知部８は、複数回のノイズ判定処理の中で最もNoiseMetricが小さかったときのセンス信号の強度分布をタッチ位置検出部９に出力する。NoiseMetricの値が小さい場合、外来ノイズの影響も小さいと考えられる。そして、タッチ位置検出部９は、受け取ったセンス信号の強度分布に基づいて、指示体にタッチされた位置を特定する（ＳＴ３４）。
行われたＳＴ２１からのノイズ判定処理が所定回数未満である場合（ＳＴ３５でＮｏ）、ノイズ検知部８は、外来ノイズが存在すると判定し、動作制御部７にノイズ除去を行う指示を出力する。動作制御部７は、ノイズ除去を行うために動作条件を変更する（ＳＴ３６）。例えば、ノイズ除去を行うために駆動信号の周波数が変更される。なお、他のノイズ除去手段を適用することもできる。その後、静電容量値分布検出回路２は、変更された動作条件でＳＴ２１からのノイズ判定処理を繰り返す。
なお、いずれかのNoiseMetric＞０である場合、ノイズ検知部８が外来ノイズが存在していることを示す警告をホストに対して通知した上で、タッチ位置検出部９が指示体にタッチされた位置を特定してもよい。この警告はNoiseMetricの値を含んでもよい。NoiseMetricが小さいほど外来ノイズの影響が小さいと考えられるので、ホストは外来ノイズの影響の量（強さ）を認識することができる。
なお、上記の例では複数のノイズ指標NoiseMetricを求めたが、ノイズ検知部８は、２つのフレーム間の１つのノイズ指標NoiseMetricのみを求めて外来ノイズ判定処理に使用してもよい。
本実施形態によれば、静電容量値分布検出回路２は、ファントムノイズの存在の有無を判定することができる。また、静電容量値分布検出回路２は、互いに原因が異なる外来ノイズとファントムノイズとを区別することができる。そのため、静電容量値分布検出回路２は、ノイズが外来ノイズであるかファントムノイズであるかに応じて、適切な処理（ノイズ除去処理等）を行うことができる。
（ノイズ検出の具体例４）
垂直信号線が２１本、水平信号線が１１本であるタッチパネルを例に挙げて、ノイズ判定処理の具体例を説明する。
図２０は、第１フレーム（第１接続状態）において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。図２１は、第２フレーム（第２接続状態）において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。図２２は、第３フレーム（第１接続状態）において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。図２３は、第４フレーム（第２接続状態）において測定されるセンス信号の強度分布の具体例を示す図である。ここで、信号閾値NoiseThは１００であり、FingerWidthwithMarginは７であり、閾値MoveThは１である。
第１フレーム（図２０）では、垂直信号線がドライブラインであり、水平信号線がセンスラインである。図２０において、Ｓ０〜Ｓ１０はセンスラインの番号を示し、Ｄ０〜Ｄ２０はドライブラインの番号を示す。信号強度が信号閾値NoiseTh（＝１００）を超える交点の数がNoiseIndicator(i)である。図２０のNoiseIndicator(i)に示すように、第１フレームにおいては、NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMargin（＝７）を超えるセンスラインが４本存在する。集合NoisyLineSet(first)＝｛Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６｝である。NumNoisyLine(first)＝４である。また、NumNoise(first)は、これらのセンスラインのNoiseIndicator(i)の和であるので、NumNoise(first)＝１０＋１６＋８＋１７＝５１である。
第２フレーム（図２１）では、水平信号線がドライブラインであり、垂直信号線がセンスラインである。信号強度が信号閾値NoiseTh（＝１００）を超える交点の数がNoiseIndicator(i)である。図２１のNoiseIndicator(i)に示すように、第２フレームにおいては、NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMargin（＝７）を超えるセンスラインが２本存在する。集合NoisyLineSet(second)＝｛Ｓ６、Ｓ７｝である。NumNoisyLine(second)＝２である。また、NumNoise(second)は、これらのセンスラインのNoiseIndicator(i)の和であるので、NumNoise(second)＝１０＋９＝１９である。
第３フレーム（図２２）では、垂直信号線がドライブラインであり、水平信号線がセンスラインである。信号強度が信号閾値NoiseTh（＝１００）を超える交点の数がNoiseIndicator(i)である。図２２のNoiseIndicator(i)に示すように、第３フレームにおいては、NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMargin（＝７）を超えるセンスラインが４本存在する。集合NoisyLineSet(third)＝｛Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６｝である。NumNoisyLine(third)＝４である。また、NumNoise(third)は、これらのセンスラインのNoiseIndicator(i)の和であるので、NumNoise(third)＝１１＋１５＋８＋１７＝５１である。
第４フレーム（図２３）では、水平信号線がドライブラインであり、垂直信号線がセンスラインである。信号強度が信号閾値NoiseTh（＝１００）を超える交点の数がNoiseIndicator(i)である。図２３のNoiseIndicator(i)に示すように、第４フレームにおいては、NoiseIndicator(i)がFingerWidthwithMargin（＝７）を超えるセンスラインが２本存在する。集合NoisyLineSet(fourth)＝｛Ｓ８、Ｓ９｝である。NumNoisyLine(fourth)＝２である。また、NumNoise(fourth)は、これらのセンスラインのNoiseIndicator(i)の和であるので、NumNoise(fourth)＝１０＋９＝１９である。
第１フレームの集合NoisyLineSet(first)と第３フレームの集合NoisyLineSet(third)は同じであるので、第１フレームと第３フレームとの間のシフト量は０である。第２フレームの集合NoisyLineSet(second)＝｛Ｓ６、Ｓ７｝と第４フレームの集合NoisyLineSet(fourth)＝｛Ｓ８、Ｓ９｝とは、センスラインが２つずれている。そのため、第２フレームと第４フレームとの間のシフト量は２である。第２フレームと第４フレームとの間のシフト量が閾値MoveTh（＝１）を超えているので、図２０から図２３に示す場合は、ノイズ検知部８は、ファントムノイズが存在すると判定する。
［実施形態３］
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態では、実施形態１のタッチセンサシステム１を搭載した電子機器の例である携帯電話機１００について説明する。
（携帯電話機１００の構成）
図２４は、本実施形態の携帯電話機１００の構成を示すブロック図である。図２５は、携帯電話機１００の外観を示す図である。
携帯電話機１００（スマートフォン）は、ＣＰＵ１１０と、ＲＡＭ１１２と、ＲＯＭ１１１と、カメラ１１３と、マイクロフォン１１４と、スピーカ１１５と、操作キー１１６と、表示パネル１１８と、表示制御回路１０９と、タッチセンサシステム１とを備えている。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。
ＣＰＵ１１０は、携帯電話機１００の動作を制御する。ＣＰＵ１１０は、たとえばＲＯＭ１１１に格納されたプログラムを実行する。操作キー１１６は、ユーザによる携帯電話機１００への指示の入力を受ける。ＲＡＭ１１２は、ＣＰＵ１１０によるプログラムの実行により生成されたデータ、または操作キー１１６を介して入力されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ１１１は、データを不揮発的に格納する。
また、ＲＯＭ１１１は、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュメモリなどの書込みおよび消去が可能なＲＯＭである。また、図２４には示していないが、携帯電話機１００が、他の電子機器に有線により接続するためのインターフェイス（ＩＦ）を備える構成としてもよい。
カメラ１１３は、ユーザの操作キー１１６の操作に応じて、被写体を撮影する。なお、撮影された被写体の画像データは、ＲＡＭ１１２や外部メモリ（たとえば、メモリカード）に格納される。マイクロフォン１１４は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機１００は、当該入力された音声（アナログデータ）をデジタル化する。そして、携帯電話機１００は、通信相手（たとえば、他の携帯電話機）にデジタル化した音声を送る。スピーカ１１５は、例えば、ＲＡＭ１１２に記憶された音楽データなどに基づく音を出力する。
タッチセンサシステム１は、タッチパネル３と静電容量値分布検出回路２とを含んでいる。
表示パネル１１８は、表示制御回路１０９により、ＲＯＭ１１１、ＲＡＭ１１２に格納されている画像を表示する。表示パネル１１８は、タッチパネル３に重ねられていてもよいし、タッチパネル３を内蔵していてもよい。
〔まとめ〕
本発明の一態様に係る静電容量値分布検出装置は、複数の第１信号線（垂直信号線ＶＬ）と複数の第２信号線（水平信号線ＨＬ）との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出するために、第１時刻において、前記第１信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第２信号線から出力させ、前記第１時刻よりも後の第２時刻において、前記第１及び前記第２信号線の接続を切替制御し、前記第２時刻よりも後の第３時刻において、前記第２信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第１信号線から出力させる静電容量値分布検出装置であって、タッチした指示体を通じて前記静電容量に対応する電荷の出力方向に沿って生じる外来ノイズの有無を判定する外来ノイズ判定部（ノイズ検知部８）を備える。
上記の構成によれば、静電容量値の分布を検出する静電容量値分布検出装置において、人体等が受けた電磁ノイズが指示体を介して混入する外来ノイズの有無を判定することができる。
前記静電容量値に対応する信号が検出閾値を超える静電容量の数を超閾値静電容量数としたとき、前記外来ノイズ判定部は、前記第１信号線に沿った第１検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第２信号線に沿った第２検出領域内の超閾値静電容量数とに基づいて前記外来ノイズの有無を判定する構成とすることもできる。
上記の構成によれば、信号が検出閾値を超える静電容量の数によって、外来ノイズの有無を判定することができる。
前記外来ノイズ判定部は、前記第１時刻において得られた前記静電容量値に対応する信号から前記第２検出領域内の超閾値静電容量数を検出し、前記第３時刻において得られた前記静電容量値に対応する信号から前記第１検出領域内の超閾値静電容量数を検出する構成とすることもできる。
前記外来ノイズ判定部は、前記第１時刻において得られた前記静電容量値に対応する信号から、前記第２信号線毎に、前記検出閾値を超える静電容量の数を前記超閾値静電容量数として求め、前記複数の第２信号線のうち、前記超閾値静電容量数が第２閾値を超える前記第２信号線の数を第２線数として求め、前記複数の第２信号線のうち、前記超閾値静電容量数が第２閾値を超える前記第２信号線の前記超閾値静電容量数の合計を第２合計として求め、前記第３時刻において得られた前記静電容量値に対応する信号から、前記第１信号線毎に、前記検出閾値を超える静電容量の数を前記超閾値静電容量数として求め、前記複数の第１信号線のうち、前記超閾値静電容量数が第１閾値を超える前記第１信号線の数を第１線数として求め、前記複数の第１信号線のうち、前記超閾値静電容量数が第１閾値を超える前記第１信号線の前記超閾値静電容量数の合計を第１合計として求め、前記第１合計、前記第２合計、前記第１線数、および前記第２線数に基づいて、前記外来ノイズの有無を判定する構成とすることもできる。
上記の構成によれば、検出閾値を超える静電容量の数の多さに応じて外来ノイズの有無を判定することができる。
前記外来ノイズ判定部は、前記第１合計および前記第２合計の和から、前記第１線数および前記第２線数の積の２倍した値を減算した値をノイズ指標として求め、前記ノイズ指標が零より大きい場合、前記外来ノイズが発生したと判定する構成とすることもできる。
上記の構成によれば、外来ノイズに起因する信号と指示体のタッチに起因する信号とから、外来ノイズに起因する信号の多さをノイズ指標で表すことができる。そのため、外来ノイズの有無をノイズ指標によって適切に判定することができる。
前記外来ノイズ判定部は、前記第１合計および前記第２合計の和から、前記第１線数および前記第２線数の積の２倍した値を減算した値をノイズ指標として求め、前記ノイズ指標が零以下の場合、前記外来ノイズが発生していないと判定する構成とすることもできる。
前記静電容量値分布検出装置は、前記外来ノイズ判定部の判定結果に基づいて前記外来ノイズを除去低減する外来ノイズ除去低減部（動作制御部７）をさらに備え、前記外来ノイズ判定部は、前記外来ノイズ除去低減部による外来ノイズ除去低減処理の実行後、前記外来ノイズの有無を判定する構成とすることもできる。
前記静電容量値分布検出装置は、前記外来ノイズ判定部の判定結果をホスト装置に通知する通知部（ノイズ検知部８）をさらに備える構成とすることもできる。
前記外来ノイズ判定部は、前記外来ノイズのノイズ量を測定して蓄積し、前記外来ノイズ除去低減部は、前記蓄積されたノイズ量が最小のときの条件に基づいて前記外来ノイズを除去低減する構成とすることもできる。
上記の構成によれば、外来ノイズ除去低減部は、ノイズ量に基づいて適切に外来ノイズを除去低減することができる。
前記静電容量値分布検出装置は、高速に移動する指示体のタッチを通じて前記静電容量に対応する電荷の出力方向に沿って生じるファントムノイズの有無を判定するファントムノイズ判定部（ノイズ検知部８）をさらに備える構成とすることもできる。
上記の構成によれば、外来ノイズとは原因が異なるファントムノイズの有無をも判定することができる。
前記静電容量値分布検出装置は、前記第３時刻よりも後の第４時刻において、前記第１及び前記第２信号線の接続を切替制御し、前記第４時刻よりも後の第５時刻において、前記第１信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第２信号線から出力させ、前記外来ノイズ判定部は、前記静電容量値に対応する信号が検出閾値を超える静電容量の数を超閾値静電容量数としたとき、前記外来ノイズ判定部は、前記第１信号線に沿った第１検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第２信号線に沿った第２検出領域内の超閾値静電容量数とに基づいて前記外来ノイズの有無を判定し、前記外来ノイズ判定部は、前記第１時刻において、前記第２検出領域内の超閾値静電容量数を検出し、前記第３時刻において、前記第１検出領域内の超閾値静電容量数を検出し、前記ファントムノイズ判定部は、前記第１時刻において前記静電容量に対応する信号の前記第２信号線に沿ったピーク位置を検出し、前記第５時刻において前記静電容量に対応する信号の前記第２信号線に沿ったピーク位置を検出する構成とすることもできる。
前記静電容量値分布検出装置は、前記第５時刻よりも後の第６時刻において、前記第１及び前記第２信号線の接続を切替制御し、前記第６時刻よりも後の第７時刻において、前記第２信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第１信号線から出力させ、前記外来ノイズ判定部は、前記第５時刻において、前記第２検出領域内の超閾値静電容量数を検出し、前記第７時刻において、前記第１検出領域内の超閾値静電容量数を検出する構成であってもよい。
前記静電容量値分布検出装置は、前記第５時刻よりも後の第６時刻において、前記第１及び前記第２信号線の接続を切替制御し、前記第６時刻よりも後の第７時刻において、前記第２信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第１信号線から出力させ、前記ファントムノイズ判定部は、前記第１時刻において前記静電容量に対応する信号の前記第２信号線に沿ったピーク位置を検出し、前記第５時刻において前記静電容量に対応する信号の前記第２信号線に沿ったピーク位置を検出することにより得られた第１判定結果と、前記第３時刻において前記静電容量に対応する信号の前記第１信号線に沿ったピーク位置を検出し、前記第７時刻において前記静電容量に対応する信号の前記第１信号線に沿ったピーク位置を検出することにより得られた第２判定結果とに基づいて前記ファントムノイズの有無を判定する構成であってもよい。
上記の構成によれば、２つの時刻における静電容量に対応する信号のピーク位置に応じて得られる判定結果に基づいて、ファントムノイズの有無を判定することができる。そのため、外来ノイズとファントムノイズとを区別することができる。
前記静電容量値分布検出装置は、前記ファントムノイズ判定部の判定結果をホスト装置に通知する通知部をさらに備える構成であってもよい。
前記静電容量値分布検出装置は、前記ファントムノイズ判定部の判定結果に基づいて外来ノイズ除去低減処理を終了する構成であってもよい。
上記の構成によれば、外来ノイズとファントムノイズを区別することができるので、ファントムノイズが存在する場合に外来ノイズ除去低減処理を行うといった不適切な処理を行うことを防ぐことができる。
前記外来ノイズ判定部は、前記第１時刻での検出結果及び前記第３時刻での検出結果による第１判定結果と、前記第３時刻での検出結果及び前記第５時刻での検出結果による第２判定結果と、前記第５時刻での検出結果及び前記第７時刻での検出結果による第３判定結果とに基づいて前記外来ノイズの有無を判定する構成であってもよい。
本発明の一態様に係る静電容量値分布検出装置は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出するために、第１時刻において、前記第１信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第２信号線から出力させ、前記第１時刻よりも後の第２時刻において、前記第１及び前記第２信号線の接続を切替制御し、前記第２時刻よりも後の第３時刻において、前記第２信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第１信号線から出力させる静電容量値分布検出装置であって、タッチした第１及び第２指示体を通じて前記静電容量に対応する電荷の出力方向に沿って生じる外来ノイズの有無を判定する外来ノイズ判定部を設け、前記静電容量値に対応する信号が検出閾値を超える静電容量の数を超閾値静電容量数としたとき、前記外来ノイズ判定部は、前記第１信号線に沿った第１検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第２信号線に沿った第２検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第１信号線に沿った第３検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第２信号線に沿った第４検出領域内の超閾値静電容量数とに基づいて前記外来ノイズを検出し、前記外来ノイズ判定部は、前記第１時刻において、前記第２検出領域内の超閾値静電容量数と前記第４検出領域内の超閾値静電容量数とを検出し、前記第３時刻において、前記第１検出領域内の超閾値静電容量数と前記第３検出領域内の超閾値静電容量数とを検出する。
上記の構成によれば、複数の指示体が異なる領域をタッチしている場合でも、外来ノイズの有無を適切に判定することができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、静電容量値分布検出装置、タッチパネル装置、および携帯電話機等の電子機器に利用することができる。
１ タッチセンサシステム
２ 静電容量値分布検出回路（静電容量値分布検出装置）
３ タッチパネル
４ マルチプレクサ
５ 駆動部
６ センス信号処理部
７ 動作制御部（外来ノイズ除去低減部）
８ ノイズ検知部（外来ノイズ判定部、ファントムノイズ判定部、通知部）
９ タッチ位置検出部
１０ パラメータ記憶部
１１ 接続切替部
１００ 携帯電話機
１０９ 表示制御回路
１１０ ＣＰＵ
１１１ ＲＯＭ
１１２ ＲＡＭ
１１３ カメラ
１１４ マイクロフォン
１１５ スピーカ
１１６ 操作キー
１１８ 表示パネル
Ｃ１１〜ＣＭＭ 静電容量
ＣＬ 制御ライン
ＤＬ１〜ＤＬＭ ドライブライン
ＨＬ１〜ＨＬＭ 水平信号線（第２信号線）
ＳＬ１〜ＳＬＭ センスライン
ＳＷ１〜ＳＷ４ ＣＭＯＳスイッチ
ＶＬ１〜ＶＬＭ 垂直信号線（第１信号線）
ｉｎｖ 反転器

Claims (19)

  1. 複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出するために、第１時刻において、前記第１信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第２信号線から出力させ、前記第１時刻よりも後の第２時刻において、前記第１及び前記第２信号線の接続を切替制御し、前記第２時刻よりも後の第３時刻において、前記第２信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第１信号線から出力させる静電容量値分布検出装置であって、
    タッチした指示体を通じて前記静電容量に対応する電荷の出力方向に沿って生じる外来ノイズの有無を判定する外来ノイズ判定部を設けたことを特徴とする静電容量値分布検出装置。
  2. 前記静電容量値に対応する信号が検出閾値を超える静電容量の数を超閾値静電容量数としたとき、
    前記外来ノイズ判定部は、前記第１信号線に沿った第１検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第２信号線に沿った第２検出領域内の超閾値静電容量数とに基づいて前記外来ノイズの有無を判定する請求項１に記載の静電容量値分布検出装置。
  3. 前記外来ノイズ判定部は、前記第１時刻において得られた前記静電容量値に対応する信号から前記第２検出領域内の超閾値静電容量数を検出し、前記第３時刻において得られた前記静電容量値に対応する信号から前記第１検出領域内の超閾値静電容量数を検出する請求項２に記載の静電容量値分布検出装置。
  4. 前記外来ノイズ判定部は、
    前記第１時刻において得られた前記静電容量値に対応する信号から、前記第２信号線毎に、前記検出閾値を超える静電容量の数を前記超閾値静電容量数として求め、
    前記複数の第２信号線のうち、前記超閾値静電容量数が第２閾値を超える前記第２信号線の数を第２線数として求め、
    前記複数の第２信号線のうち、前記超閾値静電容量数が第２閾値を超える前記第２信号線の前記超閾値静電容量数の合計を第２合計として求め、
    前記第３時刻において得られた前記静電容量値に対応する信号から、前記第１信号線毎に、前記検出閾値を超える静電容量の数を前記超閾値静電容量数として求め、
    前記複数の第１信号線のうち、前記超閾値静電容量数が第１閾値を超える前記第１信号線の数を第１線数として求め、
    前記複数の第１信号線のうち、前記超閾値静電容量数が第１閾値を超える前記第１信号線の前記超閾値静電容量数の合計を第１合計として求め、
    前記第１合計、前記第２合計、前記第１線数、および前記第２線数に基づいて、前記外来ノイズの有無を判定することを特徴とする請求項２に記載の静電容量値分布検出装置。
  5. 前記外来ノイズ判定部は、前記第１合計および前記第２合計の和から、前記第１線数および前記第２線数の積の２倍した値を減算した値をノイズ指標として求め、前記ノイズ指標が零より大きい場合、前記外来ノイズが発生したと判定する請求項４に記載の静電容量値分布検出装置。
  6. 前記外来ノイズ判定部は、前記第１合計および前記第２合計の和から、前記第１線数および前記第２線数の積の２倍した値を減算した値をノイズ指標として求め、前記ノイズ指標が零以下の場合、前記外来ノイズが発生していないと判定する請求項４に記載の静電容量値分布検出装置。
  7. 前記外来ノイズ判定部の判定結果に基づいて前記外来ノイズを除去低減する外来ノイズ除去低減部をさらに備え、
    前記外来ノイズ判定部は、前記外来ノイズ除去低減部による外来ノイズ除去低減処理の実行後、前記外来ノイズの有無を判定する請求項１に記載の静電容量値分布検出装置。
  8. 前記外来ノイズ判定部の判定結果をホスト装置に通知する通知部をさらに備える請求項１に記載の静電容量値分布検出装置。
  9. 前記外来ノイズ判定部は、前記外来ノイズのノイズ量を測定して蓄積し、
    前記外来ノイズ除去低減部は、前記蓄積されたノイズ量が最小のときの条件に基づいて前記外来ノイズを除去低減する請求項７に記載の静電容量値分布検出装置。
  10. 高速に移動する指示体のタッチを通じて前記静電容量に対応する電荷の出力方向に沿って生じるファントムノイズの有無を判定するファントムノイズ判定部をさらに備える請求項１に記載の静電容量値分布検出装置。
  11. 前記静電容量値分布検出装置は、前記第３時刻よりも後の第４時刻において、前記第１及び前記第２信号線の接続を切替制御し、前記第４時刻よりも後の第５時刻において、前記第１信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第２信号線から出力させ、
    前記外来ノイズ判定部は、前記静電容量値に対応する信号が検出閾値を超える静電容量の数を超閾値静電容量数としたとき、
    前記外来ノイズ判定部は、前記第１信号線に沿った第１検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第２信号線に沿った第２検出領域内の超閾値静電容量数とに基づいて前記外来ノイズの有無を判定し、
    前記外来ノイズ判定部は、前記第１時刻において、前記第２検出領域内の超閾値静電容量数を検出し、前記第３時刻において、前記第１検出領域内の超閾値静電容量数を検出し、
    前記ファントムノイズ判定部は、前記第１時刻において前記静電容量に対応する信号の前記第２信号線に沿ったピーク位置を検出し、前記第５時刻において前記静電容量に対応する信号の前記第２信号線に沿ったピーク位置を検出する請求項１０に記載の静電容量値分布検出装置。
  12. 前記静電容量値分布検出装置は、前記第５時刻よりも後の第６時刻において、前記第１及び前記第２信号線の接続を切替制御し、前記第６時刻よりも後の第７時刻において、前記第２信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第１信号線から出力させ、
    前記外来ノイズ判定部は、前記第５時刻において、前記第２検出領域内の超閾値静電容量数を検出し、前記第７時刻において、前記第１検出領域内の超閾値静電容量数を検出する請求項１１に記載の静電容量値分布検出装置。
  13. 前記静電容量値分布検出装置は、前記第５時刻よりも後の第６時刻において、前記第１及び前記第２信号線の接続を切替制御し、前記第６時刻よりも後の第７時刻において、前記第２信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第１信号線から出力させ、
    前記ファントムノイズ判定部は、前記第１時刻において前記静電容量に対応する信号の前記第２信号線に沿ったピーク位置を検出し、前記第５時刻において前記静電容量に対応する信号の前記第２信号線に沿ったピーク位置を検出することにより得られた第１判定結果と、前記第３時刻において前記静電容量に対応する信号の前記第１信号線に沿ったピーク位置を検出し、前記第７時刻において前記静電容量に対応する信号の前記第１信号線に沿ったピーク位置を検出することにより得られた第２判定結果とに基づいて前記ファントムノイズの有無を判定する請求項１１に記載の静電容量値分布検出装置。
  14. 前記ファントムノイズ判定部の判定結果をホスト装置に通知する通知部をさらに備える請求項１０に記載の静電容量値分布検出装置。
  15. 前記ファントムノイズ判定部の判定結果に基づいて外来ノイズ除去低減処理を終了する請求項１３に記載の静電容量値分布検出装置。
  16. 前記外来ノイズ判定部は、前記第１時刻での検出結果及び前記第３時刻での検出結果による第１判定結果と、前記第３時刻での検出結果及び前記第５時刻での検出結果による第２判定結果と、前記第５時刻での検出結果及び前記第７時刻での検出結果による第３判定結果とに基づいて前記外来ノイズの有無を判定する請求項１２に記載の静電容量値分布検出装置。
  17. 複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出するために、第１時刻において、前記第１信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第２信号線から出力させ、前記第１時刻よりも後の第２時刻において、前記第１及び前記第２信号線の接続を切替制御し、前記第２時刻よりも後の第３時刻において、前記第２信号線を駆動して前記静電容量に対応する電荷を前記第１信号線から出力させる静電容量値分布検出装置であって、
    タッチした第１及び第２指示体を通じて前記静電容量に対応する電荷の出力方向に沿って生じる外来ノイズの有無を判定する外来ノイズ判定部を設け、
    前記静電容量値に対応する信号が検出閾値を超える静電容量の数を超閾値静電容量数としたとき、
    前記外来ノイズ判定部は、前記第１信号線に沿った第１検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第２信号線に沿った第２検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第１信号線に沿った第３検出領域内の超閾値静電容量数と、前記第２信号線に沿った第４検出領域内の超閾値静電容量数とに基づいて前記外来ノイズを検出し、
    前記外来ノイズ判定部は、前記第１時刻において、前記第２検出領域内の超閾値静電容量数と前記第４検出領域内の超閾値静電容量数とを検出し、前記第３時刻において、前記第１検出領域内の超閾値静電容量数と前記第３検出領域内の超閾値静電容量数とを検出することを特徴とする静電容量値分布検出装置。
  18. 請求項１から１７のいずれか一項に記載の静電容量値分布検出装置を備えることを特徴とするタッチパネルシステム。
  19. 複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出する静電容量値分布検出装置の検出方法であって、
    前記第１信号線を駆動して、前記静電容量に対応する第１の電荷を前記第２信号線から出力させるステップと、
    前記第２信号線を駆動して、前記静電容量に対応する第２の電荷を前記第１信号線から出力させるステップと、
    前記第１の電荷と前記第２の電荷に基づき、タッチした指示体を通じて前記静電容量に対応する電荷の出力方向に沿って生じる外来ノイズの有無を判定するステップとを含むことを特徴とする静電容量値分布検出装置の検出方法。
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