JPWO2014174960A1 - スタイラスペン、タッチパネルシステム、および電子機器 - Google Patents

Abstract

スタイラスペン（１５）は、タッチパネル（３）の動作を制御するタッチパネルコントローラ（２）が同期信号を出力するためにタッチパネルコントローラ（２）が生成するコントローラクロック数と、タッチパネルコントローラ（２）から出力された同期信号をスタイラスペン（１５）が受け取るためにスタイラスペン（１５）が生成するペンクロック数との間のずれを補正する補正回路を備えている。

Description

本発明は、スタイラスペン、ならびに、スタイラスペンを備えたタッチパネルシステムおよび電子機器に関する。

タッチパネルシステムは、ＰＣ（Personal Computer）、携帯端末、およびタブレット等の様々な電子機器において、広く利用されている。

タッチパネルシステムにおいては、ユーザが自身の指またはタッチペンを、タッチパネルへ接触させることにより、タッチパネルへの入力操作が行われる。静電容量方式のタッチパネルシステムでは、ユーザの指またはタッチペンがタッチパネルに接触することによって生じた、タッチパネルにおける静電容量の変化が検出され、タッチパネルにおいて静電容量の変化が生じた位置が、タッチパネルに対する入力位置として認識される。

近年、信号を出力する機能を備えたタッチペンとして、アクティブスタイラス（ActiveStylus）等の様々なスタイラスペンが開発されている。これらのスタイラスペンを、タッチパネルシステムに適用することにより、タッチパネルシステムのさらなる高性能化が期待されている。

特許文献１には、複数のスタイラスペン（電子ペン）によってタッチパネルへの入力が与えられた場合に、個々のタッチ位置を精度良く検出することが可能なタッチパネルシステムが開示されている。

日本国公開特許公報「特開２０１２−２２５４３号公報（２０１２年２月２日公開）」

特許文献１に開示されているタッチパネルシステムは、タッチパネルコントローラによって、タッチパネルの信号線を順次選択して駆動する、逐次駆動方式のタッチパネルシステムに対応した構成である。

そして、上記タッチパネルシステムによれば、タッチパネルコントローラが送信したペン同期信号をスタイラスペンが検出するのに応じて、スタイラスペンはペン識別信号を送出する。

近年、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を有するタッチパネル上をタッチするスタイラスペンのペン先を駆動して、タッチパネル上のスタイラスペンの位置を検出する技術が注目されている。

そして、前記第１信号線と前記第２信号線とを交互に駆動する静電容量方式のタッチパネルコントローラに当該技術を適用し、タッチパネルシステムを高性能化したいという要望が存在する。

スタイラスペンとタッチパネルコントローラとを有線によって接続し、スタイラスペンのペン先をタッチパネルコントローラにより有線によって駆動する構成も考えられるが、操作性の観点から、無線によりスタイラスペンのペン先を駆動する構成の要望が強い。このため、タッチパネルコントローラの第１、第２信号線の駆動動作とスタイラスペンのペン先の駆動動作とを同期させる同期回路と、スタイラスペンのペン先を駆動する駆動回路とをスタイラスペンに設ける構成が考えられる。

しかしながら、実際には、タッチパネルコントローラのクロック信号の周期と、スタイラスペンのクロック信号の周期との間の偏差に起因して、上記タッチパネルコントローラの第１、第２信号線の駆動動作とスタイラスペンのペン先の駆動動作との同期がずれるという問題がある。

上記特許文献１は、タッチパネルコントローラのクロック信号の周期と、スタイラスペンのクロック信号の周期との間の偏差に起因する、タッチパネルコントローラの第１、第２信号線の駆動動作と、スタイラスペンのペン先の駆動動作との間における同期ずれを補正する構成については、教示も示唆もしていない。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、タッチパネルコントローラの第１、第２信号線の駆動動作と、スタイラスペンのペン先の駆動動作との間における同期ずれを補正することが可能なスタイラスペンを提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るスタイラスペンは、タッチパネルにタッチ入力を与えるスタイラスペンであって、上記タッチパネルの動作を制御するタッチパネルコントローラが同期信号を出力するために上記タッチパネルコントローラが生成するコントローラクロック数と、上記タッチパネルコントローラから出力された上記同期信号を上記スタイラスペンが受け取るために上記スタイラスペンが生成するペンクロック数との間のずれを補正する補正回路を備えていることを特徴としている。

本発明の一態様に係るスタイラスペンによれば、タッチパネルコントローラの第１、第２信号線の駆動動作と、スタイラスペンのペン先の駆動動作との間における同期ずれを補正することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るタッチパネルシステムの概略構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１に係るタッチパネルの構成を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１に係るマルチプレクサにおける配線の接続関係を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るマルチプレクサの回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るスタイラスペンの構成を模式的に示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１に係るタッチパネルコントローラおよびスタイラスペンにおける同期信号のタイミングを示す図である。 本発明の実施の形態１に係るタッチパネルコントローラおよびスタイラスペンにおける、同期信号とクロック信号との対応関係を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るタッチパネルコントローラおよびスタイラスペンにおける同期信号のタイミングを示す図である。 本発明の実施の形態１に係るタッチパネルシステムにおけるクロック数のデータの誤検出が無い場合における各行列の成分の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るタッチパネルシステムにおけるクロック数のデータの誤検出が有る場合における各行列の成分の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る同期信号検出回路の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る携帯電話の構成を示す機能ブロック図である。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１について図１〜図１１に基づいて説明すれば、以下の通りである。

（タッチパネルシステム１の構成）
図１は、本実施形態のタッチパネルシステム１の概略構成を示す機能ブロック図である。タッチパネルシステム１は、タッチパネルコントローラ２、タッチパネル３、およびスタイラスペン１５を備えている。

（タッチパネル３）
図２は、タッチパネル３の構成を模式的に示す図である。タッチパネル３は、水平方向に沿って互いに平行に配置された、Ｍ（Ｍは自然数）本の第１信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと、垂直方向に沿って互いに平行に配置された、Ｍ本の第２信号線ＶＬ１〜ＶＬＭとを備えている。なお、ここでの自然数Ｍは、タッチパネルシステム１における信号線の本数を示すものであり、後述の同期信号の番号を示す非負整数Ｍとは異なる。

そして、タッチパネル３には、（Ｍ×Ｍ）個の静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭが、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと信号線ＶＬ１〜ＶＬＭとの交点に、それぞれ形成されている。

タッチパネル３は、スタイラスペン１５を把持しているユーザの手を置くことができるよう、ある程度の大きい面積を有していることが好ましいが、スマートフォン等の小型の携帯端末に適用されるよう、小さい面積を有していてもよい。

（タッチパネルコントローラ２）
図１において示されているように、タッチパネルコントローラ２は、マルチプレクサ４、ドライバ５、センスアンプ６、タイミングジェネレータ７、ＡＤ（Analog-Digital）変換器８、容量分布計算部９、タッチ認識部１０、およびペン位置検出部１６を備えている。以下、タッチパネルコントローラ２の備える各部材について説明する。

（マルチプレクサ４）
図３は、マルチプレクサ４における配線の接続関係を示す図であり、（ｉ）タッチパネル３に接続された第１信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ、（ｉｉ）タッチパネル３に接続された第２信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ、（ｉｉｉ）ドライバ５に接続されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭ、および、（ｉｖ）センスアンプ６に接続されたセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭにおける、それぞれの接続関係を示している。

マルチプレクサ４は、第１接続状態と第２接続状態との２つの接続状態の切り替えを行う。なお、マルチプレクサ４のスイッチング動作を制御するための制御信号は、制御ラインＣＬを介して、タイミングジェネレータ７からマルチプレクサ４へ与えられている。

ここで、第１接続状態とは、タッチパネル３の第１信号線ＨＬ１〜ＨＬＭが、ドライバ５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続されており、かつ、タッチパネル３の第２信号線ＶＬ１〜ＶＬＭが、センスアンプ６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続されている状態を指す。

また、第２接続状態とは、タッチパネル３の第１信号線ＨＬ１〜ＨＬＭが、センスアンプ６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続されており、かつ、タッチパネル３の第２信号線ＶＬ１〜ＶＬＭが、ドライバ５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続されている状態を指す。

図４は、マルチプレクサ４の回路構成を示す図である。マルチプレクサ４は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４およびインバータＩＮＶを備えている。

スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、それぞれ、ＰＭＯＳ（Positive Metal Oxide Semiconductor）とＮＭＯＳ（Negative MOS）とを組み合わせて形成された、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）ゲート回路である。また、インバータＩＮＶは、論理回路における１入力１出力のＮＯＴ素子であり、入力側に与えられた論理変数の論理値（例えば０）を反転し、反転された論理値（例えば１）を出力側に出力する機能を有している。

タイミングジェネレータ７からの制御ラインＣＬは、（ｉ）スイッチＳＷ１のＰＭＯＳのゲート、（ｉｉ）スイッチＳＷ２のＮＭＯＳのゲート、（ｉｉｉ）スイッチＳＷ３のＰＭＯＳのゲート、（ｉｖ）スイッチＳＷ４のＮＭＯＳのゲート、および、（ｖ）インバータＩＮＶの入力側に接続されている。

インバータＩＮＶの出力側は、（ｉ）スイッチＳＷ１のＮＭＯＳのゲート、（ｉｉ）スイッチＳＷ２のＰＭＯＳのゲート、（ｉｉｉ）ＳＷ３のＮＭＯＳのゲート、および、（ｉｖ）スイッチＳＷ４のＰＭＯＳのゲートに接続されている。

第１信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、スイッチＳＷ１およびＳＷ２に接続されている。また、第２信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、スイッチＳＷ３およびＳＷ４に接続されている。そして、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭは、スイッチＳＷ１およびＳＷ４に接続されている。また、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭは、スイッチＳＷ２およびＳＷ３に接続されている。

制御ラインＣＬを介して、タイミングジェネレータ７からマルチプレクサ４へ与えられる制御信号の論理値が、ＬＯＷ値（例えば０）であるとき、第１信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続され、かつ、第２信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続される。すなわち、マルチプレクサ４によって、第１接続状態が得られる。

他方、制御ラインＣＬを介して、タイミングジェネレータ７からマルチプレクサ４へ与えられる制御信号の論理値が、ＨＩＧＨ値（例えば１）であるとき、第１信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続され、かつ、第２信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続される。すなわち、マルチプレクサ４によって、第２接続状態が得られる。

（ドライバ５）
ドライバ５は、長さＮを有する（Ｍ＋１）個の符号系列のうち、Ｍ個の符号系列に基づき、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに電圧を印加し、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭを駆動する。

また、ドライバ５は、上述の（Ｍ＋１）個の符号系列のうち、残りの１個の符号系列に基づき、有線によって接続されたスタイラスペン１５に電圧を印加し、スタイラスペン１５を駆動する。

すなわち、ドライバ５は、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭと、スタイラスペン１５とを並列的に駆動する、並列駆動方式のタッチパネルシステムに対応したドライバである。

なお、本実施形態においては、スタイラスペン１５に、後述の図５において示されるように、センス回路、同期信号検出回路、およびドライブ回路を搭載し、スタイラスペン１５を駆動する構成を採用している。

また、ドライバ５は、タッチパネル３を同期信号によって駆動する。スタイラスペン１５は、センス回路により、タッチパネル３から同期信号を取得する。すなわち、タッチパネルコントローラ２から、スタイラスペン１５に同期信号が与えられていると見なすことができる。

そして、スタイラスペン１５の備えるドライブ回路によって、タッチパネルコントローラ２の出力する同期信号に基づき、スタイラスペン１５が駆動される。

（センスアンプ６）
センスアンプ６は、
（ｉ）各静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭに対応する電荷、
および、
（ｉｉ）スタイラスペン１５と、Ｍ本の第２信号線ＶＬ１〜ＶＬＭのそれぞれと、の間の静電容量に対応する電荷、
の線形和を示す信号である第１線形和信号を、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭからアナログ信号として読み出す。

そして、センスアンプ６は、アナログ信号としての第１線形和信号を、ＡＤ変換器８に与える。

また、センスアンプ６は、
（ｉ）各静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭに対応する電荷、
および、
（ｉｉ）スタイラスペン１５と、Ｍ本の第１信号線ＨＬ１〜ＨＬＭのそれぞれと、の間の静電容量に対応する電荷、
の線形和を示す第２線形和信号を、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭからアナログ信号として読み出す。

そして、センスアンプ６は、アナログ信号としての第２線形和信号を、ＡＤ変換器８に与える。

（ＡＤ変換器８）
ＡＤ変換器８は、センスアンプ６から与えられた、アナログ信号としての第１線形和信号にＡＤ変換を施し、デジタル化された第１線形和信号を容量分布計算部９に与える。

また、ＡＤ変換器８は、センスアンプ６から与えられた、アナログ信号としての第２線形和信号にＡＤ変換を施し、デジタル化された第２線形和信号を容量分布計算部９に与える。

第１線形和信号および第２線形和信号が、デジタル信号として、ＡＤ変換器８から容量分布計算部９へ与えられることにより、容量分布計算部９による、タッチパネル３における静電容量の分布を計算するための各種演算が容易化される。

（容量分布計算部９）
容量分布計算部９は、上述の第１線形和信号、第２線形和信号、および長さＮを有する（Ｍ＋１）個の符号系列に基づき、
（ｉ）タッチパネル３における静電容量の分布を示す第１静電容量マップ、
（ｉｉ）スタイラスペン１５と第１信号線ＨＬ１〜ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布を示す第２静電容量マップ、
（ｉｉｉ）スタイラスペン１５と第２信号線ＶＬ１〜ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布を示す第３静電容量マップ、
をそれぞれ計算する。

そして、容量分布計算部９は、第１静電容量マップをタッチ認識部１０へ与え、また、第２静電容量マップおよび第３静電容量マップをペン位置検出部１６に与える。

（タッチ認識部１０）
タッチ認識部１０は、容量分布計算部９から与えられた第１静電容量マップに基づき、タッチパネル３において、タッチ入力が与えられた位置を検出する。

（ペン位置検出部１６）
ペン位置検出部１６は、容量分布計算部９から与えられた第２静電容量マップに基づき、タッチパネル３の第２信号線ＶＬ１〜ＶＬＭに沿ったスタイラスペン１５の位置を検出する。

また、ペン位置検出部１６は、容量分布計算部９から与えられた第３静電容量マップに基づき、タッチパネル３の第１信号線ＨＬ１〜ＨＬＭに沿ったスタイラスペン１５の位置を検出する。

（タイミングジェネレータ７）
タイミングジェネレータ７は、マルチプレクサ４、ドライバ５、センスアンプ６、およびＡＤ変換器８のそれぞれの動作を規定する制御信号を生成し、ドライバ５、センスアンプ６、およびＡＤ変換器８にそれぞれ与える。

（スタイラスペン１５）
スタイラスペン１５は、ユーザの手によって把持され、タッチパネル３へタッチ入力を与えるためのタッチペンである。スタイラスペン１５は、有線によって駆動されてもよいし、無線によって駆動されてもよい。ここでは、スタイラスペン１５が無線によって駆動され、タッチパネルコントローラ２と同期して動作する構成について説明する。

図５は、スタイラスペン１５の構成を模式的に示す機能ブロック図である。スタイラスペン１５は、ユーザが手によってスタイラスペン１５を握るために設けられた、略円筒状に形成された導電性の把持部２８を有するペン本体２７と、ユーザによるタッチ入力の操作において、タッチパネル３に押し当てられるペン先端２９とを備えている。

ペン先端２９は、ペン先カバー３０と、ペン先軸３１とを有している。ペン先軸３１は、その先端にペン先３８を有している。ペン先カバー３０は導電性のフェルト材から成り、ペン先軸３１は導電性の合成樹脂材から成る。

そして、ペン先端２９は、絶縁体３２を介してペン本体２７に保持されている。ペン先軸３１は、図示されていないガイド部材によって、軸方向（すなわち、スタイラスペン１５の長手方向）に移動可能であるように支持されている。

ユーザによるタッチ入力の操作において、ペン先端２９は、タッチパネル３に押し当てられる。このとき、フェルト材から成るペン先カバー３０が凹み、ペン先軸３１は、タッチパネル３によって、スタイラスペン１５の内側に押し込まれる。

スタイラスペン１５には、切替スイッチ３４が設けられている。切替スイッチ３４は、把持部２８に接続された把持部端子３５と、ペン先３８に接続されたペン先端子３６と、グランド電位を有するグランド端子３７とを有している。切替スイッチ３４は、把持部端子３５の接続先の端子を、ペン先端子３６とグランド端子３７とのいずれかに切り替えるスイッチである。

また、スタイラスペン１５は、補正回路２０、タイミング調整回路２３、第１動作切替スイッチ２４、第２動作切替スイッチ２５、およびドライブ回路２６を備えている。そして、補正回路２０は、センス回路２１および同期信号検出回路２２を備えている。

スタイラスペン１５は、（ｉ）タッチパネルコントローラ２からの同期信号を検出するセンスモード、および、（ｉｉ）スタイラスペン１５を駆動する駆動モードという、２つの動作モードを有している。

（センスモード）
センスモードでは、第１動作切替スイッチ２４がＯＮ状態となり、ペン先３８とセンス回路２１とが接続される。かつ、第２動作切替スイッチ２５がＯＦＦ状態となり、ペン先３８とドライブ回路２６とが接続されていない状態となる。

センス回路２１は、タッチパネル３を介して、タッチパネルコントローラ２のドライバ５から送信された同期信号を取得する。そして、センス回路２１は、ペン先３８および第１動作切替スイッチ２４を介して取得したタッチパネルコントローラ２からの同期信号を、同期信号検出回路２２に与える。

また、センス回路２１は、タッチパネルコントローラ２からの同期信号に対応する、スタイラスペン１５のクロック信号の番号を示すデータ（後述のクロック数Ｄａｔａ［Ｎ］）を検出し、同期信号検出回路２２へ与える。

同期信号検出回路２２は、センス回路２１から与えられた、タッチパネルコントローラ２からの同期信号、および、タッチパネルコントローラ２からの同期信号に対応する、スタイラスペン１５のクロック信号の番号を示すデータに基づき、各種演算を実行し、スタイラスペン１５をタッチパネルコントローラ２と同期して動作させるための制御信号であるタイミング補正信号を生成する。

ここで、同期信号検出回路２２における、タイミング補正信号を生成するための構成については、後に詳細に説明する（後述の図１１を参照）。

なお、スタイラスペン１５は、タッチパネルコントローラ２と同期して動作することが可能となるまで、センスモードでの動作を継続し、駆動モードでの動作には移行しない。

ここで、タッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５に同期信号が与えられる時間周期の値（すなわち、後述の時間Ｔ_ＣＯＮの値）を含んだ、同期信号検出回路２２の動作に用いられる各種パラメータは、スタイラスペン１５において初期設定が可能である。

従って、スタイラスペン１５に不揮発性メモリを搭載することにより、スタイラスペン１５の電源をＯＦＦ状態とした場合にも、スタイラスペン１５に初期設定を記憶させる構成としてもよい。

また、スタイラスペン１５に不揮発性メモリを搭載しない場合には、スタイラスペン１５の電源をＯＮ状態として、スタイラスペン１５が起動された直後に、有線によって、スタイラスペン１５をタッチパネルコントローラ２に接続し、スタイラスペン１５の備える揮発性メモリ（不図示）に初期設定を書き込む構成としてもよい。

（駆動モード）
駆動モードでは、第２動作切替スイッチ２５がＯＮ状態となり、ペン先３８とドライブ回路２６とが接続される。かつ、第１動作切替スイッチ２４がＯＦＦ状態となり、ペン先３８とセンス回路２１とが接続されていない状態となる。

同期信号検出回路２２は、同期モードにおいて生成されたタイミング補正信号を、タイミング調整回路２３に与える。

タイミング調整回路２３は、同期信号検出回路２２から与えられたタイミング補正信号に基づき、スタイラスペン１５が、タッチパネルコントローラ２の出力する動作クロックと一致して動作するように、ドライブ回路２６の動作のタイミングを規定する。

ドライブ回路２６は、タイミング調整回路２３によって規定された動作のタイミングにおいて生成した駆動信号を、第２動作切替スイッチ２５を介して、ペン先３８に与える。

（同期信号のタイミングのずれ）
次に、図６に基づき、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５との間の同期信号のタイミングのずれについて説明する。図６は、タッチパネルコントローラ２がスタイラスペン１５に同期信号を出力するタイミングと、スタイラスペン１５がタッチパネルコントローラ２から同期信号を与えられると想定しているタイミングとの間の関係を示す図である。

いま、時刻ｔ＝０において、タッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５に同期信号が与えられたケースを考える。

スタイラスペン１５は、時刻ｔ_ＰＥＮ（０）＝０においてタッチパネルコントローラ２から同期信号を取得した後、初期設定において示された、タッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５に同期信号が与えられる時間周期のパラメータ値に基づき、自身のクロック信号の周期Ｔ_ＰＥＮに応じて、以降の同期信号がタッチパネルコントローラ２から与えられるタイミングを想定する。

すなわち、スタイラスペン１５は、時刻ｔ_ＰＥＮ（０）＝０に続いて、
時刻ｔ_ＰＥＮ（１）、ｔ_ＰＥＮ（２）、ｔ_ＰＥＮ（３）、ｔ_ＰＥＮ（４）
において、タッチパネルコントローラ２から同期信号が与えられると想定する。

また、タッチパネルコントローラ２がスタイラスペン１５にそれぞれの同期信号を出力する時刻を、時刻ｔ_ＣＯＮ（０）＝０に続いて、
時刻ｔ_ＣＯＮ（１）、ｔ_ＣＯＮ（２）、ｔ_ＣＯＮ（３）、ｔ_ＣＯＮ（４）
として表す。なお、時刻ｔ＝０は、同期信号のタイミングの基準時刻であり、ｔ_ＣＯＮ（０）＝ｔ_ＰＥＮ（０）＝０が成立している。

理想的なケースにおいては、
ｔ_ＣＯＮ（１）＝ｔ_ＰＥＮ（１）、ｔ_ＣＯＮ（２）＝ｔ_ＰＥＮ（２）、ｔ_ＣＯＮ（３）＝ｔ_ＰＥＮ（３）、ｔ_ＣＯＮ（４）＝ｔ_ＰＥＮ（４）、
が成立する。すなわち、タッチパネルコントローラ２がスタイラスペン１５に同期信号を出力するタイミングと、スタイラスペン１５がタッチパネルコントローラ２から同期信号を与えられると想定しているタイミングとは、ともに一致している。

しかし、実際には、上述の理想的な関係は成立せず、図６に示されているように、
ｔ_ＣＯＮ（１）≠ｔ_ＰＥＮ（１）、ｔ_ＣＯＮ（２）≠ｔ_ＰＥＮ（２）、ｔ_ＣＯＮ（３）≠ｔ_ＰＥＮ（３）、ｔ_ＣＯＮ（４）≠ｔ_ＰＥＮ（４）
であることが一般的である。

なお、図６では、ｔ_ＣＯＮ（ｉ）＞ｔ_ＰＥＮ（ｉ）（１≦ｉ≦４）であり、スタイラスペン１５がタッチパネルコントローラ２から同期信号を与えられると想定しているタイミングが、タッチパネルコントローラ２がスタイラスペン１５に同期信号を出力するタイミングよりも早い場合を例示している。

このような同期信号のタイミングのずれは、タッチパネルコントローラ２およびスタイラスペン１５における、それぞれのクロック信号の周期の偏差に起因している。

すなわち、タッチパネルコントローラ２のクロック信号、およびスタイラスペン１５のクロック信号は、ともに同一のクロック信号の周期を有するように設計されており、それぞれ、水晶振動子によって生成されている。

しかし、個々の水晶振動子の偏差（例えば、製作公差）により、タッチパネルコントローラ２のクロック信号の周期、およびスタイラスペン１５のクロック信号の周期には、それぞれ、設計値からの偏差が含まれている。このため、タッチパネルコントローラ２のクロック信号の周期と、スタイラスペン１５のクロック信号の周期とは、それぞれ異なり、結果として、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５との間における、同期信号のタイミングのずれが生じる。

（タッチパネルコントローラ２およびスタイラスペン１５のクロックの偏差）
次に、タッチパネルコントローラ２およびスタイラスペン１５のクロックの偏差について説明する。

いま、スタイラスペン１５のクロック周期の偏差をΔＴ_ＰＥＮとして表す。ΔＴ_ＰＥＮは、スタイラスペン１５に内蔵される水晶振動子の偏差によって定められる量である。

ここで、スタイラスペン１５が、タッチパネルコントローラ２から、１つの同期信号を与えられた後に、次の同期信号を与えられるまでの時間周期の理想値を、Ｔ_{ＩＤＥＡＬ}として表す。また、スタイラスペン１５が、タッチパネルコントローラ２から、１つの同期信号を与えられた後に、次の同期信号を与えられるまでの時間周期として想定している値を、Ｔ_ＰＥＮとして表す。

このとき、ΔＴ_ＰＥＮは、Ｔ_ＰＥＮおよびＴ_{ＩＤＥＡＬ}を用いて、以下の式（１）によって表される。

ΔＴ_ＰＥＮ＝（Ｔ_ＰＥＮ−Ｔ_{ＩＤＥＡＬ}）／Ｔ_{ＩＤＥＡＬ} …（１）
また、式（１）を変形することにより、Ｔ_ＰＥＮは、ΔＴ_ＰＥＮおよびＴ_{ＩＤＥＡＬ}を用いて、以下の式（２）によって表される。

Ｔ_ＰＥＮ＝Ｔ_{ＩＤＥＡＬ}×（１＋ΔＴ_ＰＥＮ） …（２）
次に、タッチパネルコントローラ２のクロック周期の偏差をΔＴ_ＣＯＮとして表す。ΔＴ_ＣＯＮは、タッチパネルコントローラ２に内蔵される水晶振動子の偏差によって定められる量である。

ここで、上述のＴ_{ＩＤＥＡＬ}対して、タッチパネルコントローラ２が、スタイラスペン１５へ、１つの同期信号を与えた後に、次の同期信号を与えるまでの時間周期を、Ｔ_ＣＯＮとして表す。

このとき、ΔＴ_ＣＯＮは、Ｔ_ＣＯＮおよびＴ_{ＩＤＥＡＬ}を用いて、以下の式（３）によって表される。

ΔＴ_ＣＯＮ＝（Ｔ_ＣＯＮ−Ｔ_{ＩＤＥＡＬ}）／Ｔ_{ＩＤＥＡＬ} …（３）
また、式（３）を変形することにより、Ｔ_ＣＯＮは、ΔＴ_ＣＯＮおよびＴ_{ＩＤＥＡＬ}を用いて、以下の式（４）によって表される。

Ｔ_ＣＯＮ＝Ｔ_{ＩＤＥＡＬ}×（１＋ΔＴ_ＣＯＮ） …（４）
さらに、スタイラスペン１５を基準として観測された、タッチパネルコントローラ２に対するスタイラスペン１５のクロック周期の偏差をΔＴとして表す。このとき、ΔＴは、Ｔ_ＰＥＮおよびＴ_ＣＯＮを用いて、以下の式（５）によって表される。

ΔＴ＝（Ｔ_ＰＥＮ−Ｔ_ＣＯＮ）／Ｔ_ＣＯＮ
＝Ｔ_ＰＥＮ／Ｔ_ＣＯＮ−１ …（５）
また、式（５）に、式（２）および式（４）を適用することにより、ΔＴは、ΔＴ_ＰＥＮおよびΔＴ_ＣＯＮを用いて、以下の式（６）によっても表される。

ΔＴ＝（Ｔ_{ＩＤＥＡＬ}×（１＋ΔＴ_ＰＥＮ））／（Ｔ_{ＩＤＥＡＬ}×（１＋ΔＴ_ＣＯＮ））−１
＝（１＋ΔＴ_ＰＥＮ）／（１＋ΔＴ_ＣＯＮ）−１ …（６）
として示される。

なお、一般的な水晶振動子を備えた電子機器において、クロック周期の偏差は、±１００ｐｐｍ（＝±０．０１％）程度である。従って、ΔＴ_ＰＥＮ＝ΔＴ_ＣＯＮ＝±１００ｐｐｍとすると、式（６）より、ΔＴは、概ね、（ｉ）ΔＴ≒−１９９．９８ｐｐｍから、（ｉｉ）ΔＴ≒２００．０２ｐｐｍまでの範囲の値である。すなわち、ΔＴ≒±２００ｐｐｍである。

（クロック信号のずれが補正可能であるための条件）
次に、図７および図８に基づき、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５との間におけるクロック信号のずれが補正可能であるための条件について説明する。図７は、タッチパネルコントローラ２およびスタイラスペン１５における、同期信号とクロック信号との対応関係を示す図（表）である。また、図８は、タッチパネルコントローラ２がスタイラスペン１５に同期信号を出力するタイミングと、スタイラスペン１５がタッチパネルコントローラ２から同期信号を与えられると想定しているタイミングとの間の関係を示す図である。

いま、図７において、タッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５に与える同期信号の数を非負整数Ｎとして表し、０≦Ｎ≦２５０１の範囲を考える。

また、タッチパネルコントローラ２が、スタイラスペン１５へ１つの同期信号を与えた後に、次の同期信号を与えるまでの時間周期であるＴ_ＣＯＮを、時間の基準として採用し、Ｔ_ＣＯＮ＝４ｍｓとする。すなわち、タッチパネルコントローラ２が、スタイラスペン１５へ、２５０Ｈｚの周波数において同期信号を与える状況を考える。さらに、タッチパネルコントローラ２のクロック周期Ｔ_ｃｌｋを、Ｔ_ｃｌｋ＝１００ｎｓとする。すなわち、タッチパネルコントローラ２が、１０ＭＨｚのクロック周波数において動作する状況を考える。

このとき、１個の同期信号がタッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５へ与えられる時間周期Ｔ_ＣＯＮごとに、平均的に存在しているクロック信号の個数をＮ_ｃｌｋとすると、
Ｎ_ｃｌｋ＝Ｔ_ＣＯＮ／Ｔ_ｃｌｋ …（７）
として表される。以降、Ｎ_ｃｌｋを、単位理想クロック数と呼称する。ここでは、Ｎ_ｃｌｋ＝４ｍｓ／１００ｎｓ＝４００００であり、１個の同期信号がタッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５へ与えられる時間周期ごとに、４００００個のクロック信号が平均的に存在している。

従って、Ｎ回目の同期信号がタッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５へ与えられる時点において、タッチパネルコントローラ２の理想的なクロック信号の番号Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］をすると、
Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］＝Ｎ_ｃｌｋ×Ｎ …（８）
として表される。以降、Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］を、理想クロック数Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］（コントローラクロック数）と呼称する。理想クロック数Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］は、タッチパネルコントローラ２において生成されるクロック信号の番号に相当しており、ここでは、Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］＝４００００×Ｎである。

続いて、スタイラスペン１５について考える。ここで、Ｎ回目の同期信号がタッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５へ与えられる時点における、スタイラスペン１５のクロック信号の番号を、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］（ペンクロック数）と呼称する。

このとき、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５との間には、クロック周期の偏差ΔＴが存在しているため、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］と理想クロック数Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］とは、一般的には一致しない。図７では、
（ｉ）ΔＴ≒２００．０２ｐｐｍ＝（（１＋１００ｐｐｍ）／（１−１００ｐｐｍ）−１）、
および、
（ｉｉ）ΔＴ≒−１９９．９８ｐｐｍ＝（（１−１００ｐｐｍ）／（１＋１００ｐｐｍ）−１）
のそれぞれの場合について、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］の値が示されている。

図７によれば、Ｎ≧１において、
（ｉ）ΔＴ≒２００．０２ｐｐｍのとき、Ｄａｔａ［Ｎ］は、
Ｄａｔａ［Ｎ］＝ＣＥＩＬＩＮＧ（４００００×Ｎ／（（１＋１００ｐｐｍ）／（１−１００ｐｐｍ））） …（９）
であり、また、
（ｉｉ）ΔＴ≒−１９９．９８ｐｐｍのとき、
Ｄａｔａ［Ｎ］＝ＣＥＩＬＩＮＧ（４００００×Ｎ／（（１−１００ｐｐｍ）／（１＋１００ｐｐｍ）） …（１０）
として表される。

ここで、関数ＣＥＩＬＩＮＧ（ｘ）は、変数ｘに対して小数点以下を繰り上げた値を出力する関数である。

なお、Ｎ＝０のケースは、同期ずれが無い基準時刻に対応しており、Ｄａｔａ［Ｎ］＝Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］＝０が成立している。

次に、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］と理想クロック数Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］との差分として、以下の式（１１）によって定義される差分ＤＥＬＴＡ［Ｎ］を考える。

ＤＥＬＴＡ［Ｎ］＝Ｄａｔａ［Ｎ］−Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］ …（１１）
このとき、Ｎ≧１において、ＤＥＬＴＡ［Ｎ］は、
（ｉ）ΔＴ≒２００．０２ｐｐｍのとき、
ＤＥＬＴＡ［Ｎ］＝ＣＥＩＬＩＮＧ（４００００×Ｎ／（（１＋１００ｐｐｍ）／（１−１００ｐｐｍ）））−４００００×Ｎ …（１２）
であり、また、
（ｉｉ）ΔＴ≒−１９９．９８ｐｐｍのとき、
ＤＥＬＴＡ［Ｎ］＝ＣＥＩＬＩＮＧ（４００００×Ｎ／（（１−１００ｐｐｍ）／（１＋１００ｐｐｍ）））−４００００×Ｎ …（１３）
として表される。

ここで、差分ＤＥＬＴＡ［Ｎ］は、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］と理想クロック数Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］との間のクロック信号の個数の差を表している。

なお、Ｎ＝０においては、Ｄａｔａ［Ｎ］＝Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］＝０であるから、ＤＥＬＴＡ［Ｎ］＝０である。

ここで、図７によれば、０≦Ｎ≦２４９９の範囲において、ＤＥＬＴＡ［Ｎ］＜２００００であり、すなわち、
ＤＥＬＴＡ［Ｎ］＜Ｎ_ｃｌｋ／２ …（補正可能条件）
が成立している。

ここで、差分ＤＥＬＴＡ［Ｎ］は、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］と理想クロック数Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］との間のクロック信号の個数の差を表しており、補正可能条件が満たされている場合、差分ＤＥＬＴＡ［Ｎ］の値は、単位理想クロック数Ｎ_ｃｌｋの半数、すなわち、（Ｎ_ｃｌｋ／２）個の未満の値であることが保障される。

ここで、補正可能条件について、図８を用いて説明する。いま、タッチパネルコントローラ２からＭ番目の同期信号が出力される時刻ｔ_ＣＯＮ（Ｍ）＝Ｍ×Ｔ_ＣＯＮ、および、スタイラスペン１５がタッチパネルコントローラ２からＭ番目の同期信号を与えられると想定している時刻ｔ_ＰＥＮ（Ｍ）＝Ｍ×Ｔ_ＰＥＮにそれぞれ着目する。なお、ここでの非負整数Ｍは、同期信号の番号を示すものであり、前出の信号線の本数を示す自然数Ｍとは異なる。

図８の（ａ）に示されているように、スタイラスペン１５のクロック周期が、タッチパネルコントローラ２のクロック周期と等しい理想的な場合においては、Ｔ_ＣＯＮ＝Ｔ_ＰＥＮであるから、
ｔ_ＰＥＮ（Ｍ）＝ｔ_ＣＯＮ（Ｍ）
の関係が成立している。

次に、Ｔ_ＣＯＮ＞Ｔ_ＰＥＮである場合、すなわち、スタイラスペン１５のクロック周期が、タッチパネルコントローラ２のクロック周期よりも早い場合を考える。このとき、図８の（ｂ）に示されているように、
ｔ_ＣＯＮ（Ｍ）＞ｔ_ＰＥＮ（Ｍ）
の関係が成立している。

ここで、スタイラスペン１５がタッチパネルコントローラ２から与えられると想定しているＭ番目の同期信号が、タッチパネルコントローラ２から出力されたＭ番目の同期信号と一対一に対応付けられることが可能であるためには、
ｔ_ＣＯＮ（Ｍ−１／２）＜ｔ_ＰＥＮ（Ｍ）
すなわち、
（Ｍ−１／２）×Ｔ_ＣＯＮ＜（Ｍ）×Ｔ_ＰＥＮ …（１４）
が成立していることが必要である。

さらに、式（１４）を変形することにより、
（Ｍ−１／２）／Ｍ＜Ｔ_ＰＥＮ／Ｔ_ＣＯＮ …（１５）
が得られる。

続いて、Ｔ_ＣＯＮ＜Ｔ_ＰＥＮである場合、すなわち、スタイラスペン１５のクロック周期が、タッチパネルコントローラ２のクロック周期よりも遅い場合を考える。このとき、図８の（ｃ）に示されているように、
ｔ_ＣＯＮ（Ｍ）＜ｔ_ＰＥＮ（Ｍ）
の関係が成立している。

ここで、スタイラスペン１５がタッチパネルコントローラ２から与えられると想定しているＭ番目の同期信号が、タッチパネルコントローラ２から出力されたＭ番目の同期信号と一対一に対応付けられることが可能であるためには、
ｔ_ＣＯＮ（Ｍ＋１／２）＞ｔ_ＰＥＮ（Ｍ）
すなわち、
（Ｍ＋１／２）×Ｔ_ＣＯＮ＞（Ｍ）×Ｔ_ＰＥＮ …（１６）
が成立していることが必要である。

さらに、式（１６）を変形することにより、
（Ｍ＋１／２）／Ｍ＞Ｔ_ＰＥＮ／Ｔ_ＣＯＮ …（１７）
が得られる。

従って、スタイラスペン１５がタッチパネルコントローラ２から与えられると想定しているＭ番目の同期信号が、タッチパネルコントローラ２から出力されたＭ番目の同期信号と一対一に対応付けられることが可能であるための条件は、式（１５）および（１７）を組み合わせることにより、
（Ｍ−１／２）／Ｍ＜Ｔ_ＰＥＮ／Ｔ_ＣＯＮ＜（Ｍ＋１／２）／Ｍ …（１８）
として表される。式（１８）を、図７に示されたデータ系列の関係式によって表すことにより、補正可能条件が得られる。

ここで、図７における説明と同様の条件下においては、０．９９８≦Ｔ_ＰＥＮ／Ｔ_ＣＯＮ≦１．０００２であるので、式（１８）を満たすＭの最大値は、Ｍ＝２４９９となる。従って、補正可能条件と同様の条件が導かれる。

補正可能条件が満たされている場合、Ｎ回目の同期信号における理想クロック数Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］は、Ｎ回目の同期信号におけるクロック数Ｄａｔａ［Ｎ］と一対一に対応付けることが可能である。このため、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５との間に生じているクロック信号のずれを補正することができる。

（データの誤検出の影響を排除したクロック信号のずれを補正する方法）
これまでの議論では、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータの誤検出が生じておらず、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］の全てのデータは、例えば、式（９）および（１０）に示されるような、一定の規制性を有するケースを想定していた。

他方、実際のタッチパネルシステムにおいては、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータの一部が誤検出され、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータの一部が、一定の規制性を有しない乱数として取得される場合がある。

以下、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータの誤検出の影響を排除することが可能な、クロック信号のずれを補正する方法について説明する。

（クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータの誤検出が無い場合）
はじめに、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータの誤検出が無い理想的なケースについて、図９を用いて説明を行う。図９は、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータの誤検出が無い場合における各行列の成分の一例を示す図（表）である。

図９には、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］として、Ｄａｔａ［０］からＤａｔａ［３］までの、４個のデータが示されている。なお、自然数Ｎは、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータの最終の番号を表しており、ここでは、Ｎ＝３である。

また、ここでは、Ｎ_ｃｌｋ＝４００００、ΔＴ＝１００ｐｐｍであり、タッチパネルコントローラ２の１００００クロックサイクルが、スタイラスペン１５の１０００１クロックサイクルに相当する場合を例示している。従って、タッチパネルコントローラ２の４００００クロックサイクルは、スタイラスペン１５の４０００４クロックサイクルに相当している。それゆえ、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］とデータ番号Ｎとの間には、
Ｄａｔａ［Ｎ］＝４０００４×Ｎ＋５０００ …（１９）
という規則性が成立している。

（差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］）
いま、以下の式（２０）によって、二次元配列としての差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］を、一次元配列としてのクロック数Ｄａｔａ［ｉ］およびクロック数Ｄａｔａ［ｊ］を用いて定義する。ここで、自然数ｉおよびｊは、０≦ｉ，ｊ≦Ｎを満たす自然数である。

Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］＝Ｄａｔａ［ｉ］−Ｄａｔａ［ｊ］ …（２０）
図９の（ａ）には、差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］の各成分の値が示されている。ここで、式（２０）から、
Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｉ］＝Ｄａｔａ［ｉ］−Ｄａｔａ［ｉ］＝０ …（２１）
である。すなわち、式（２１）から、差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］における全ての対角成分の値は、０であることが保障されている。

従って、以降では、差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］、および、差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］に基づき生成される他の行列において、特別な場合を除いては、対角成分については考慮しない。

さらに、式（２０）から、
Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｊｉ］
＝Ｄａｔａ［ｊ］−Ｄａｔａ［ｉ］＝−（Ｄａｔａ［ｉ］−Ｄａｔａ［ｊ］）
＝−Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］ …（２２）
である。ゆえに、差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］は、反対称行列である。

従って、式（２２）から、差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］について、ｉ＞ｊとなる下三角行列成分の値を算出すれば、ｉ＜ｊとなる上三角行列成分の値について、さらなる計算を行うことなく、差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］の全ての成分の値を得ることができる。

（同期信号の各番号の算出）
次に、以下の式（２３）によって、行列Ｍ２［ｉｊ］（補助行列）を定義する。

Ｍ２［ｉｊ］＝ｒｏｕｎｄ（Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］／Ｎ_ｃｌｋ） …（２３）
を算出する。ここで、関数ｒｏｕｎｄ（ｘ）は、変数ｘに対して四捨五入を施した値を出力する丸め関数である。

図９の（ｂ）には、行列Ｍ２［ｉｊ］の各成分の値が示されている。行列Ｍ２［ｉｊ］は、ｉ番目の同期信号が、ｊ番目の同期信号に対して、どれだけの番号の差があるかを示している。例えば、Ｍ２［３１］＝２であり、３番目の同期信号は、１番目の同期信号に対して、番号が２つ進んでいることが示されている。また、Ｍ２［１３］＝−２であり、１番目の同期信号は、３番目の同期信号に対して、番号が２つ遅れていることが示されている。

（同期信号の各番号に対応する理想クロック数の算出）
次に、以下の式（２４）によって、行列Ｍ３［ｉｊ］（補助行列）を定義する。

Ｍ３［ｉｊ］＝Ｍ２［ｉｊ］×Ｎ_ｃｌｋ …（２４）
図９の（ｃ）には、行列Ｍ３［ｉｊ］の各成分の値が示されている。行列Ｍ３［ｉｊ］は、ｉ番目の同期信号が、ｊ番目の同期信号に対して、どれだけの理想クロック数としての差があるかを示している。例えば、Ｍ３［３１］＝８００００であり、３番目の同期信号は、１番目の同期信号に対して、理想クロック数として８００００個分だけ進んでいることが示されている。

（同期信号の各番号のクロック数のずれ量の算出）
次に、以下の式（２５）によって、行列Ｍ４［ｉｊ］（補助行列）を定義する。

Ｍ４［ｉｊ］＝Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］−Ｍ３［ｉｊ］ …（２５）
図９の（ｄ）には、行列Ｍ４［ｉｊ］の各成分の値が示されている。行列Ｍ４［ｉｊ］は、ｉ番目の同期信号が、ｊ番目の同期信号に対して、どれだけのクロック数のずれ量を有しているかを示している。例えば、Ｍ４［３１］＝８であり、３番目の同期信号は、１番目の同期信号に対して、クロック数として８個分だけ進んでいることが示されている。

なお、式（２３）、式（２４）、および式（２５）によって定義された行列Ｍ２［ｉｊ］、行列Ｍ３［ｉｊ］、および行列Ｍ４［ｉｊ］を総称して、補助行列と呼称する。

（検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］）
次に、以下の式（２６）によって、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］を定義する。

Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］＝Ｍ４［ｉｊ］／Ｍ２［ｉｊ］ …（２６）
但し、式（２５）において、行列Ｍ２［ｉｊ］における対角成分（すなわち、Ｍ２［ｉｉ］）は零値であるため、零除算を回避するために、Ｍ２［ｉｉ］＝１と置換して計算を行う。

図９の（ｅ）には、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］の各成分の値が示されている。検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］の非対角の各成分は、１つの同期信号毎における、クロック数のずれ量を示している。ここでは、タッチパネルコントローラ２の４００００クロックサイクルが、スタイラスペン１５の４０００４クロックサイクルに相当するケースを例示しているため、非対角の任意の成分において、Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］＝４となる。

そして、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］の各成分の絶対値を、タッチパネルシステム１の設計仕様に応じて定められた第１閾値Ｔ１と比較し、
｜Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］｜＜Ｔ１ …（有効データ候補判定条件）
を満たす検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］の成分を、有効データ候補として選択する。なお、ここでは、第１閾値Ｔ１の値について、Ｔ１＝１０としている。

続いて、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］のｉ行目において、有効データ候補判定条件を満たす検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］の成分の数、すなわち、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］のｉ行目における有効データ候補の数を算出し、有効データ数Ｎ_Ｖ［ｉ］として定める。

そして、それぞれの行ｉにおいて、有効データ数Ｎ_Ｖ［ｉ］の値を、タッチパネルシステム１の設計仕様に応じて定められた第２閾値Ｔ２と比較し、
Ｎ_Ｖ［ｉ］＞Ｔ２ …（有効データ判定条件）
が満たされている行ｉにおいて、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］の各成分のデータが有効であると判定する。なお、ここでは、第２閾値Ｔ２の値について、Ｔ２＝Ｎ×２／３＝３×２／３＝２、としている。

（有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］）
続いて、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］における有効データ判定条件に基づき、誤検出の無い有効なデータを抽出した行列である、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］を考える。

検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］において、有効データ判定条件を満たす行ｉを選択し、
Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］＝Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］ （但し、ｉ＞ｊ） …（２７）
として、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の各成分を定める。

図９の（ｆ）には、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の各成分の値が示されている。式（２７）によれば、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］は、下三角成分に有効な成分を有する行列として規定されている。なお、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］において、ｉ＝ｊの対角成分、および、ｉ＜ｊの上三角成分については、０または１などの、有効でない成分に対応する任意の値が代入されてよい。

反対称行列である差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］に基づいて生成された検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］は、対角成分が互いに等しい対称行列である。それゆえ、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］に基づいて生成された有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］もまた、対称行列である。従って、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の下三角成分のみに着目すればよく、上三角成分をさらに用いる必要はない。

このため、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］を、下三角成分に有効な成分を有する行列として生成することにより、スタイラスペン１５に搭載すべきメモリの容量を低減することができる。また、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］を生成するための演算時間を低減することも可能となる。

また、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の各成分の値に対して、平均値または中央値を算出し、算出した平均値または中央値を、クロックのずれを示すデータとしてタッチパネルシステム１において利用してもよい。

有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の各成分の値の平均値または中央値を、クロックのずれを示すデータとして利用することにより、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の一部の成分の値に微小な誤差が畳重された場合においても、クロックのずれの精度の悪化を抑制することができる。なお、ここでは、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の各成分について、その平均値および中央値はともに４である。

（クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータの誤検出が有る場合）
続いて、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータの誤検出が有る実際的なケースについて、図１０を用いて説明を行う。図１０は、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータに誤検出が有る場合における各行列の成分の一例を示す図（表）である。図１０には、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］として、Ｄａｔａ［０］からＤａｔａ［５］までの、６個のデータが示されている。

ここでは、Ｄａｔａ［０］からＤａｔａ［５］までの６個のデータのうち、４つのデータが正しいデータとして取得され、２つのデータが誤検出されたデータとして取得された場合を例示している。

すなわち、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］において、Ｎ＝０、１、３、５にそれぞれ対応する４つのデータとしての、Ｄａｔａ［０］、Ｄａｔａ［１］、Ｄａｔａ［３］、Ｄａｔａ［５］は、式（１９）に示された規則性を有した、正しいデータである。他方、Ｎ＝２、４に対応する２つのデータとしての、Ｄａｔａ［２］、Ｄａｔａ［４］は、式（１９）に示された規則性を有していない、誤検出されたデータである。

図１０の（ａ）には、式（２０）に基づき算出された差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］の各成分の値が示されている。また、図１０の（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）には、それぞれ、式（２３）、式（２４）、および式（２５）に基づき算出された補助行列である、行列Ｍ２［ｉｊ］、行列Ｍ３［ｉｊ］、および行列Ｍ４［ｉｊ］の各成分の
値が示されている。

（誤検出がある場合における検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］）
図１０の（ｅ）には、式（２６）に基づき算出された検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］の各成分の値が示されている。ここで、図１０の（ｂ）によれば、行列Ｍ２［ｉｊ］において、Ｍ２［２１］＝Ｍ２［１２］＝Ｍ２［３４］＝Ｍ２［４３］＝０であるため、式（２６）においては、これらの成分における行列Ｍ２［ｉｉ］の値を、１と置換して計算を行っている。

ここでは、第１閾値Ｔ１＝１０に基づき、有効データ候補判定条件を用いることにより、Ｖｅｒｉｆｙ［２０］、Ｖｅｒｉｆｙ［４０］、Ｖｅｒｉｆｙ［２１］、Ｖｅｒｉｆｙ［４１］、Ｖｅｒｉｆｙ［０２］、Ｖｅｒｉｆｙ［１２］、Ｖｅｒｉｆｙ［３２］、Ｖｅｒｉｆｙ［５２］、Ｖｅｒｉｆｙ［２３］、Ｖｅｒｉｆｙ［４３］、Ｖｅｒｉｆｙ［０４］、Ｖｅｒｉｆｙ［１４］、Ｖｅｒｉｆｙ［３４］、Ｖｅｒｉｆｙ［５４］、Ｖｅｒｉｆｙ［２５］、Ｖｅｒｉｆｙ［４５］が、有効データ候補判定条件を満たさない成分として判定される。

従って、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］のｉ行目における有効データ数Ｎ_Ｖ［ｉ］は、それぞれ、Ｎ_Ｖ［０］＝３、Ｎ_Ｖ［１］＝３、Ｎ_Ｖ［２］＝１、Ｎ_Ｖ［３］＝３、Ｎ_Ｖ［４］＝１、Ｎ_Ｖ［５］＝３として定められる。

そして、第２閾値Ｔ２の値を、Ｔ２＝３として設定し、有効データ判定条件を用いることにより、有効データ判定条件を満たす行ｉの番号は、ｉ＝０、１、３、５であると判定される。従って、ｉ＝２、４である行ｉは、有効データ判定条件を満たさない行として判定される。なお、ここでは、第２閾値Ｔ２の値は、Ｎ×２／３＝５×２／３＝１０／３を超えない最大の整数である、３として設定されている。

図１０の（ｆ）には、式（２７）に基づき算出された有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の各成分の値が示されている。有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］において、誤検出されたデータである、Ｄａｔａ［２］、Ｄａｔａ［４］に対応する行ｉ＝２、４における各成分は、有意な値を与えられておらず、有効なデータではないことが示されている。なお、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の各成分について、その平均値および中央値はともに４である。

また、第１閾値Ｔ１および第２閾値Ｔ２の値は、上述の値に限定されず、タッチパネルシステム１の仕様に応じて、他の適当な値として設定されてよい。第１閾値Ｔ１および第２閾値Ｔ２の値を、好適に設定することにより、誤検出されたデータを効果的に排除することが可能である。

（同期信号検出回路２２の詳細な構成）
図１１に、同期信号検出回路２２の詳細な構成を示す機能ブロック図を示す。図１１を用いて、スタイラスペン１５とタッチパネルコントローラ２との間におけるクロック信号のずれを補正する同期信号検出回路２２の詳細な構成について以下に説明する。

同期信号検出回路２２は、差分行列生成部２２１、補助行列生成部２２２、検証行列生成部２２３、有効データ判定部２２４、有効行列生成部２２５、およびタイミング補正信号生成部２２６を備えている。

差分行列生成部２２１は、センス回路２１から、スタイラスペン１５のクロック信号の番号を示す、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータを取得する。差分行列生成部２２１は、式（２０）に基づき、一次元配列としてのクロック数Ｄａｔａ［Ｎ］を用いて、二次元配列としての差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］を生成し、補助行列生成部２２２に与える。

補助行列生成部２２２は、差分行列生成部２２１から、差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］を与えられる。また、補助行列生成部２２２は、差分行列生成部２２１を介して、センス回路２１から、スタイラスペン１５の初期設定において設定された時間Ｔ_ＣＯＮ、およびタッチパネルコントローラ２のクロック周期Ｔ_ｃｌｋの値のデータを与えられる。

補助行列生成部２２２は、はじめに、Ｔ_ＣＯＮ、Ｔ_ｃｌｋの値に基づき、式（７）を用いて、単位理想クロック数Ｎ_ｃｌｋの値を算出する。

続いて、補助行列生成部２２２は、算出した単位理想クロック数Ｎ_ｃｌｋの値、および差分行列生成部２２１から与えられた差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］に基づき、式（２３）、式（２４）、および式（２５）をそれぞれ用いて、補助行列としての行列Ｍ２［ｉｊ］、行列Ｍ３［ｉｊ］、および行列Ｍ４［ｉｊ］を生成し、検証行列生成部２２３に与える。

検証行列生成部２２３は、補助行列生成部２２２から与えられた補助行列に基づき、式（２６）を用いて、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］を生成し、有効データ判定部２２４へ与える。

有効データ判定部２２４は、検証行列生成部２２３から、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］を与えられる。また、有効データ判定部２２４は、差分行列生成部２２１、補助行列生成部２２２、および検証行列生成部２２３を介して、センス回路２１から、スタイラスペン１５の初期設定において設定された第１閾値Ｔ１および第２閾値Ｔ２の値のデータを与えられる。

有効データ判定部２２４は、第１閾値Ｔ１を用いて、有効データ候補判定条件に基づき、有効データ候補判定条件を満たす検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］の成分を選択し、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］のｉ行目における有効データ数Ｎ_Ｖ［ｉ］を定める。

続いて、有効データ判定部２２４は、第２閾値Ｔ２を用いて、有効データ判定条件に基づき、有効データ判定条件を満たす検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］の行ｉを選択し、その選択結果を示す有効データ判定結果情報を、有効行列生成部２２５へ与える。

有効行列生成部２２５は、有効データ判定部２２４から与えられた有効データ判定結果情報に基づき、式（２７）を用いて、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］を生成し、タイミング補正信号生成部２２６へ与える。

タイミング補正信号生成部２２６は、有効行列生成部２２５から与えられた有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の成分に基づき、タイミング補正信号を生成し、タイミング調整回路２３へ与える。

ここで、図９の（ｆ）および図１０の（ｆ）において示された有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の各成分の値は４であり、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の各成分の値は、タッチパネルコントローラ２の４００００クロックサイクルが、スタイラスペン１５の４０００４クロックサイクルに相当していることを示す情報として見なすことができる。

このため、タッチパネルコントローラ２の１００００クロックサイクルが、スタイラスペン１５の１０００１クロックサイクルに相当していることが、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］から明らかとなる。

従って、タイミング補正信号生成部２２６において、例えば、スタイラスペン１５を、１００００クロック毎に、１クロック分だけ動作を遅延させるように、タイミング補正信号を生成することができる。このタイミング補正信号により、１００００クロック毎に、スタイラスペン１５のクロックのタイミングを、タッチパネルコントローラ２のクロックのタイミングに合致するように補正することができ、スタイラスペン１５とタッチパネルコントローラ２との間における同期ずれを抑制することができる。

また、スタイラスペン１５を、５０００クロック毎に、０．５クロック分だけ動作を遅延させるように、タイミング補正信号生成部２２６において、タイミング補正信号を生成してもよい。このタイミング補正信号により、スタイラスペン１５とタッチパネルコントローラ２との間における同期ずれを、より高精度に抑制することができる。

なおタイミング補正信号生成部２２６において、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の各成分の値に対して、平均値または中央値を算出し、算出した平均値または中央値をさらに用いて、タイミング補正信号を生成してもよい。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図１２に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。図１２は、実施形態１に記載のタッチパネルシステム１を備えた電子機器の一例としての携帯電話６０（電子機器）の構成を示す機能ブロック図である。

携帯電話６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６５、カメラ６６、マイクロフォン６７、スピーカ６８、操作部６９、表示パネル７０、表示制御回路７１、ＲＯＭ（Read Only Memory）７２、ＲＡＭ（Random Access Memory）７３、およびタッチパネルシステム１を備えている。

携帯電話６０の備える各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。なお、図１２には示されていないが、携帯電話６０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ースを備える構成としてもよい。

ＣＰＵ６５は、携帯電話６０の動作を制御する。ＣＰＵ６５は、たとえばＲＯＭ７２に格納されたプログラムを実行する。操作部６９は、携帯電話６０のユーザによる指示の入力を受け付ける入力デバイスであり、例えば各種の操作キーまたはボタンである。

ＲＯＭ７２は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）やフラッシュメモリなどの書込みおよび消去が可能なＲＯＭであり、データを不揮発的に格納する。ＲＡＭ７３は、ＣＰＵ６５によるプログラムの実行により生成されたデータ、または操作部６９を介して入力されたデータを揮発的に格納する。

カメラ６６は、ユーザによる操作部６９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、ＲＡＭ７３または外部メモリ（例えば、メモリカード）に格納される。

マイクロフォン６７は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話６０は、当該入力されたアナログデータとしての音声信号をデジタル化する。そして、携帯電話６０は、通信対象（例えば、他の携帯電話）に、デジタル化信号としての音声信号を送る。スピーカ６８は、例えば、ＲＡＭ７３に記憶された音楽データ等に基づき、アナログ信号としての音声信号を出力する。

表示パネル７０は、表示制御回路７１により、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３に格納されている画像を表示する。表示パネル７０は、タッチパネル３に重ねられていてもよいし、または、タッチパネル３を内蔵していてもよい。なお、タッチ認識部１０において生成されたタッチパネル３上のタッチ位置を示すタッチ認識信号に、操作部６９が操作されたことを示す信号と同じ役割を持たせることもできる。

タッチパネルシステム１は、タッチパネルコントローラ２、タッチパネル３、およびスタイラスペン１５を有している。タッチパネルシステム１の動作は、ＣＰＵ６５によって制御されている。

本実施形態において、タッチパネルシステム１を備えた電子機器の一例としての携帯電話６０は、カメラ付き携帯電話またはスマートフォン等であるが、タッチパネルシステム１を備えた電子機器はこれらに限定されない。例えば、タブレットなどの携帯端末装置や、ＰＣモニタ、サイネージ、電子黒板、インフォメーションディスプレイ等の情報処理装置もまた、タッチパネルシステム１を備えた電子機器に含まれる。

〔実施形態３〕
携帯電話６０の制御ブロック（特にＣＰＵ６５）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、携帯電話６０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭまたは記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭなどを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るスタイラスペン（１５）は、タッチパネル（３）にタッチ入力を与えるスタイラスペンであって、上記タッチパネルの動作を制御するタッチパネルコントローラ（２）が同期信号を出力するために上記タッチパネルコントローラが生成するコントローラクロック数（理想クロック数Ｎ_ｃｌｋ［Ｍ］）と、上記タッチパネルコントローラから出力された上記同期信号を上記スタイラスペンが受け取るために上記スタイラスペンが生成するペンクロック数（クロック数Ｄａｔａ［Ｍ］）との間のずれを補正する補正回路（２０）を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、タッチパネルにタッチ入力を与えるスタイラスペンは、タッチパネルの動作を制御するタッチパネルコントローラが同期信号を出力するために、タッチパネルコントローラによって生成されるコントローラクロック数と、タッチパネルコントローラから出力された同期信号をスタイラスペンが受け取るために、スタイラスペンが生成するペンクロック数との間のずれを補正する補正回路を備えている。

従って、補正回路によって、コントローラクロック数とペンクロック数との間のずれを補正することができる。

それゆえ、スタイラスペンが、タッチパネルコントローラと精度良く同期しながら、タッチパネルへのタッチ入力に付随する各種の動作を行うことが可能となる。

また、本発明の態様２に係るスタイラスペンは、上記態様１において、上記ペンクロック数は、上記タッチパネルコントローラから与えられるＭ（Ｍは非負整数）番目の上記同期信号が上記タッチパネルコントローラから出力された時点における、上記スタイラスペンのクロック番号を示すペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］（クロック数Ｄａｔａ［Ｍ］）、および、上記タッチパネルコントローラから与えられるＮ（Ｎは非負整数）番目の上記同期信号が上記タッチパネルコントローラから出力された時点における、上記スタイラスペンのクロック番号を示すペンクロック数Ｄａｔａ［Ｎ］（クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］）により表され、上記補正回路は、上記コントローラクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］を検出するセンス回路（２１）と、上記センス回路によって検出された上記ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］に基づき、上記スタイラスペンを上記タッチパネルコントローラに同期させて動作させる制御信号としてのタイミング補正信号を生成する同期信号検出回路（２２）と、を備えており、上記同期信号検出回路は、上記ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］を用いて、演算
Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ＭＮ］＝Ｄａｔａ［Ｍ］−Ｄａｔａ［Ｎ］（０≦Ｍ≦Ｋ、０≦Ｎ≦Ｋ、Ｋは整数）、
によって、上記ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］の差分を二次元のデータ配列として表した差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ＭＮ］を生成する差分行列生成部（２２１）と、上記スタイラスペンにおいて既知のパラメータである、上記タッチパネルコントローラから上記同期信号が出力される時間周期の値（Ｔ_ＣＯＮ）と、上記タッチパネルコントローラのクロック周期の値（Ｔ_ｃｌｋ）とを用いて、上記差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ＭＮ］に基づき、複数種類の補助行列（Ｍ２［ＭＮ］、Ｍ３［ＭＮ］、Ｍ４［ＭＮ］）を生成する補助行列生成部（２２２）と、上記複数種類の補助行列に基づき、上記ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］の値が有効であるか否かを検証するための検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］を生成する検証行列生成部（２２３）と、上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の各成分の値が有効であるか否かを判定する有効データ判定部（２２４）と、上記有効データ判定部において有効であると判定された、上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の各成分の値を抽出することによって、有効行列Ｖａｌｉｄ［ＭＮ］を生成する有効行列生成部（２２５）と、上記有効行列Ｖａｌｉｄ［ＭＮ］の各成分の値を用いて、上記タイミング補正信号を生成するタイミング補正信号生成部（２２６）と、を備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、ペンクロック数は、タッチパネルコントローラから与えられるＭ番目およびＮ番目（Ｍ、Ｎは非負整数）の同期信号が、それぞれタッチパネルコントローラから出力された時点における、スタイラスペンのクロック番号を示す、ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］、および、ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｎ］により表される。

補正回路は、ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］を検出するセンス回路を備えている。また、補正回路は、センス回路によって検出されたペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］に基づき、スタイラスペンをタッチパネルコントローラに同期させて動作させる制御信号としてのタイミング補正信号を生成する同期信号検出回路を備えている。

そして、同期信号検出回路は、差分行列生成部、補助行列生成部、検証行列生成部、有効データ判定部、有効行列生成部、およびタイミング補正信号生成部を、さらに備えている。

差分行列生成部は、ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］を用いて、演算
Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ＭＮ］＝Ｄａｔａ［Ｍ］−Ｄａｔａ［Ｎ］（０≦Ｍ≦Ｋ、０≦Ｎ≦Ｋ、Ｋは整数）、
によって、実施形態１において示された式（２０）を用いて、ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］の差分を二次元のデータ配列として表した差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ＭＮ］を生成する。

補助行列生成部は、スタイラスペンにおいて既知のパラメータである、タッチパネルコントローラから上記同期信号が出力される時間周期の値Ｔ_ＣＯＮと、上記タッチパネルコントローラのクロック周期の値Ｔ_ｃｌｋとを用いて、上記差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ＭＮ］に基づき、複数種類の補助行列を生成する。補助行列の一例としては、例えば、実施形態１において示された式（７）、式（２３）、式（２４）、および式（２５）をそれぞれ用いて生成された、行列Ｍ２［ＭＮ］、行列Ｍ３［ＭＮ］、および行列Ｍ４［ＭＮ］を例示することができる。

検証行列生成部は、ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］の値が有効であるか否かを検証するための検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］を、複数種類の補助行列に基づき生成する。検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］は、例えば、実施形態１において示された式（２６）を用いて、複数種類の補助行列に基づき生成される。

有効データ判定部は、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の各成分の値が有効であるか否かを判定する。そして、有効行列生成部は、有効データ判定部において有効であると判定された、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の各成分の値を抽出することによって、有効行列Ｖａｌｉｄ［ＭＮ］を生成する。

タイミング補正信号生成部は、有効行列Ｖａｌｉｄ［ＭＮ］の各成分の値を用いて、タイミング補正信号を生成する。

従って、スタイラスペンは、有効でないと判定されたペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］の値の影響を排除して、タイミング補正信号を生成することができる。

このため、タッチパネルコントローラから出力されるＭ番目の同期信号に対応する、スタイラスペンのクロック番号を示すペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］の一部が、スタイラスペンにおいて誤検出された場合においても、タイミング補正信号が、誤検出されたペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］によって影響を受けることを抑制することができる。

それゆえ、スタイラスペンが、タッチパネルコントローラと精度良く同期しながら、タッチパネルへのタッチ入力に付随する各種の動作を行うことが可能となる。

また、本発明の態様３に係るスタイラスペンは、上記態様２において、上記有効データ判定部は、上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の成分の絶対値が、第１閾値未満（Ｔ１）である場合に、上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の成分を、有効データ候補として選択し、上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］のそれぞれの行（ｉ）における有効データ候補の数を、当該行における有効データ数（Ｎ_Ｖ［ｉ］）として算出し、上記有効データ数が、第２閾値（Ｔ２）を超えている場合に、当該行における上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の各成分の値が有効であると判定することが好ましい。

上記の構成によれば、有効データ判定部は、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の成分の絶対値が、第１閾値未満Ｔ１である場合に、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の成分を、有効データ候補として選択する。すなわち、有効データ判定部は、実施形態１において示された有効データ候補判定条件を満たす、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の成分を、有効データ候補として選択する。

そして、有効データ判定部は、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］のそれぞれの行ｉにおける有効データ候補の数を、当該行における有効データ数Ｎ_Ｖ［ｉ］として算出する。

続いて、有効データ判定部は、有効データ数Ｎ_Ｖ［ｉ］が、第２閾値Ｔ２を超えている場合に、当該行における上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の各成分の値が有効であると判定する。すなわち、有効データ判定部は、実施形態１において示された有効データ判定条件を満たす、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の成分の値を、有効であると判定する。

従って、タッチパネルコントローラから同期信号が出力される時間周期Ｔ_ＣＯＮ、および、タッチパネルコントローラのクロック周期Ｔ_ｃｌｋ等の、スタイラスペンの動作仕様としての各種パラメータの値に応じて、第１閾値Ｔ１および第２閾値Ｔ２の値をそれぞれ好適に選択することにより、誤検出されたペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］がタイミング補正信号に及ぼす影響を、さらに効果的に排除することができる。

また、本発明の態様４に係るスタイラスペンは、上記態様２または３において、上記タイミング補正信号生成部は、上記有効行列Ｖａｌｉｄ［ＭＮ］の各成分の値の平均値または中央値を用いて、上記タイミング補正信号を生成することが好ましい。

上記の構成によれば、タイミング補正信号生成部は、有効行列Ｖａｌｉｄ［ＭＮ］の各成分の値の平均値または中央値を用いて、タイミング補正信号を生成する。

従って、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の一部の成分の値に、第１閾値Ｔ１および第２閾値Ｔ２によって排除できない程度の微小な誤差が畳重された場合においても、タイミング補正信号が、微小な誤差が生じた有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の一部の成分の値から受ける影響を抑制することができる。

また、本発明の態様５に係るスタイラスペンは、上記態様２から４のいずれか１つにおいて、上記有効行列生成部は、上記有効データ判定部において有効であると判定された、上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の下三角成分に属する各成分の値を抽出することによって、上記有効行列Ｖａｌｉｄ［ＭＮ］を生成することが好ましい。

上記の構成によれば、有効行列生成部は、有効データ判定部において有効であると判定された、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の下三角成分に属する各成分の値を抽出することによって、有効行列Ｖａｌｉｄ［ＭＮ］を生成する。

ここで、実施形態１において示された式（２０）を用いて生成された差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ＭＮ］は、反対称行列であるため、差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ＭＮ］に基づいて生成された検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］は、対称行列となる。

そのため、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］に基づいて生成された有効行列Ｖａｌｉｄ［ＭＮ］もまた、対称行列となる。

従って、タイミング補正信号を生成する場合には、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の下三角成分のみを用いればよく、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の上三角成分を用いる必要はない。

それゆえ、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］を、下三角成分に有効な成分を有する行列として構成することにより、スタイラスペンに搭載すべきメモリの容量を低減することができる。また、有効行列生成部における演算時間を低減することも可能となる。

また、本発明の態様６に係るタッチパネルシステム（１）は、上記態様１から５のいずれか１つに係るスタイラスペンと、上記スタイラスペンによるタッチ入力が与えられるタッチパネルと、上記スタイラスペンによって、上記タッチパネルに対するタッチ入力が与えられた位置を検出するタッチパネルコントローラと、を備えていることが好ましい。

また、本発明の態様７に係る電子機器（携帯電話６０）は、上記態様６に係るタッチパネルシステムを含んでいることが好ましい。

また、本発明の態様８および９において、上記態様７に係る電子機器は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記電子機器が備える各部として動作させることにより上記電子機器をコンピュータにて実現させる電子機器の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

〔付記事項〕
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。

本発明は、スタイラスペン、ならびに、スタイラスペンを備えたタッチパネルシステムおよび電子機器に利用することができる。

１ タッチパネルシステム
２ タッチパネルコントローラ
３ タッチパネル
１５ スタイラスペン
２０ 補正回路
２１ センス回路
２２ 同期信号検出回路
６０ 携帯電話（電子機器）
２２１ 差分行列生成部
２２２ 補助行列生成部
２２３ 検証行列生成部
２２４ 有効データ判定部
２２５ 有効行列生成部
２２６ タイミング補正信号生成部
Ｍ，Ｎ 非負整数（同期信号の番号）
Ｄａｔａ［Ｎ］ クロック数（ペンクロック数）
Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］ 理想クロック数（コントローラクロック数）
Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ＭＮ］ 差分行列
Ｍ２［ＭＮ］，Ｍ３［ＭＮ］，Ｍ４［ＭＮ］ 行列（補助行列）
Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］ 検証行列
Ｖａｌｉｄ［ＭＮ］ 有効行列
Ｔ_ＣＯＮ タッチパネルコントローラから出力される同期信号の時間周期
Ｔ_ｃｌｋ タッチパネルコントローラのクロック周期
Ｔ１ 第１閾値
Ｔ２ 第２閾値
ｉ 行番号
Ｎ_Ｖ［ｉ］ 有効データ数

Claims (5)

1. タッチパネルにタッチ入力を与えるスタイラスペンであって、
   上記タッチパネルの動作を制御するタッチパネルコントローラが同期信号を出力するために上記タッチパネルコントローラが生成するコントローラクロック数と、上記タッチパネルコントローラから出力された上記同期信号を上記スタイラスペンが受け取るために上記スタイラスペンが生成するペンクロック数との間のずれを補正する補正回路を備えていることを特徴とするスタイラスペン。
2. 上記ペンクロック数は、上記タッチパネルコントローラから与えられるＭ（Ｍは非負整数）番目の上記同期信号が上記タッチパネルコントローラから出力された時点における、上記スタイラスペンのクロック番号を示すペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］、および、上記タッチパネルコントローラから与えられるＮ（Ｎは非負整数）番目の上記同期信号が上記タッチパネルコントローラから出力された時点における、上記スタイラスペンのクロック番号を示すペンクロック数Ｄａｔａ［Ｎ］により表され、
   上記補正回路は、
   上記ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］を検出するセンス回路と、
   上記センス回路によって検出された上記ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］に基づき、上記スタイラスペンを上記タッチパネルコントローラに同期させて動作させる制御信号としてのタイミング補正信号を生成する同期信号検出回路と、を備えており、
   上記同期信号検出回路は、
   上記ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］を用いて、演算
   Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ＭＮ］＝Ｄａｔａ［Ｍ］−Ｄａｔａ［Ｎ］（０≦Ｍ≦Ｋ、０≦Ｎ≦Ｋ、Ｋは整数）、
   によって、上記ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］の差分を二次元のデータ配列として表した差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ＭＮ］を生成する差分行列生成部と、
   上記スタイラスペンにおいて既知のパラメータである、上記タッチパネルコントローラから上記同期信号が出力される時間周期の値と、上記タッチパネルコントローラのクロック周期の値とを用いて、上記差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ＭＮ］に基づき、複数種類の補助行列を生成する補助行列生成部と、
   上記複数種類の補助行列に基づき、上記ペンクロック数Ｄａｔａ［Ｍ］およびＤａｔａ［Ｎ］の値が有効であるか否かを検証するための検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］を生成する検証行列生成部と、
   上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の各成分の値が有効であるか否かを判定する有効データ判定部と、
   上記有効データ判定部において有効であると判定された、上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の各成分の値を抽出することによって、有効行列Ｖａｌｉｄ［ＭＮ］を生成する有効行列生成部と、
   上記有効行列Ｖａｌｉｄ［ＭＮ］の各成分の値を用いて、上記タイミング補正信号を生成するタイミング補正信号生成部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のスタイラスペン。
3. 上記有効データ判定部は、
   上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の成分の絶対値が、第１閾値未満である場合に、上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の成分を、有効データ候補として選択し、
   上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］のそれぞれの行における有効データ候補の数を、当該行における有効データ数として算出し、
   上記有効データ数が、第２閾値を超えている場合に、当該行における上記検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ＭＮ］の各成分の値が有効であると判定することを特徴とする請求項２に記載のスタイラスペン。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のスタイラスペンと、
   上記スタイラスペンによるタッチ入力が与えられるタッチパネルと、
   上記スタイラスペンによって、上記タッチパネルに対するタッチ入力が与えられた位置を検出するタッチパネルコントローラと、を備えていることを特徴とするタッチパネルシステム。
5. 請求項４に記載のタッチパネルシステムを含んでいることを特徴とする電子機器。

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