JPWO2015137416A1 - 信号処理システム、タッチパネルシステム、及び、電子機器 - Google Patents

Abstract

離散時間でサンプリングされた線形素子に基づく複数個の時系列信号に混入するノイズを低減する。サブシステム（５ａ）は、第１〜第（Ｎ＋１）ベクタ駆動を実行する第１〜第（Ｍ＋１）フレーム駆動を行うフレーム単位駆動を実施し、サブシステム（５ｂ）は、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動〜第（ｋ＋ｊ）ベクタ駆動を実行する複数ベクタ連続駆動を実施する。

Description

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

本発明者らは、複数本のドライブラインと複数本のセンスラインとの交点にそれぞれ形成された複数個のキャパシタを有するタッチパネルを制御して、マトリックス状に構成されたキャパシタに蓄積された静電容量を推定または検出するタッチパネルコントローラを提案している（特許文献１）。

このタッチパネルコントローラは、複数のドライブラインを符号系列に基づいて並列駆動してキャパシタに蓄積された電荷に基づく線形和信号をセンスラインに沿って離散時間でサンプリングして読み出し、読み出した線形和信号と符号系列との内積演算によりキャパシタの静電容量を推定または検出する。

日本国特許公報「特許第5231605号（2013年3月29日登録）」

しかしながら、上述のような従来技術は、離散時間でサンプリングした線形和信号にノイズが混入し、キャパシタの静電容量の推定または検出が不正確になり、タッチパネルコントローラを良好に動作させることが困難になるという問題がある。

本発明の目的は、離散時間でサンプリングされた線形素子に基づく複数個の時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、入出力伝達特性に基づいて、加減算に基づく信号処理を行って線形素子の値もしくは入力を推定する結果に混入するノイズを低減することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る信号処理システムは、離散時間でサンプリングされた線形素子に基づく複数個の時系列信号に、 加減算に基づく信号処理を行って前記線形素子の値、もしくは、前記線形素子の入力を推定する信号処理システムであって、異なる入出力伝達特性を有する第１及び第２サブシステムと、前記時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、前記入出力伝達特性に基づいて、前記線形素子の値もしくは入力を推定した結果に混入するノイズを低減するように前記第１及び第２サブシステムを切り換えて前記線形素子に繋ぐ切換回路とを備え、前記第１サブシステムは、それぞれが偶数フェイズ駆動と奇数フェイズ駆動とを含む第１〜第（Ｎ＋１）ベクタ駆動をこの順番で実行する第１〜第（Ｍ＋１）フレーム駆動を行うフレーム単位駆動を実施し（Ｎ、Ｍは整数）、前記第２サブシステムは、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動〜第（ｋ＋ｊ）ベクタ駆動（ｋ、ｊは、１≦ｋ≦Ｎ、１≦ｊ≦Ｎ−１を満足する整数）をこの順番で実行する複数ベクタ連続駆動を実施することを特徴とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るタッチパネルシステムは、複数本のドライブラインと複数本のセンスラインとの交点にそれぞれ形成された複数個のキャパシタを有するタッチパネルと、前記タッチパネルを制御するタッチパネルコントローラとを備えたタッチパネルシステムであって、前記タッチパネルコントローラは、前記キャパシタを前記ドライブラインに沿って駆動する駆動回路と、前記駆動回路により駆動されたキャパシタに基づく複数個の線形和信号を前記センスラインに沿って読み出して増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力をアナログ・デジタル変換するアナログ・デジタル変換回路と、前記アナログ・デジタル変換された増幅回路の出力に基づいて前記キャパシタに蓄積された電荷の静電容量を推定する復号演算回路と、異なる入出力伝達特性を有する第１及び第２サブシステムと、前記第１及び第２サブシステムを切り換えて前記線形素子に繋ぐ切換回路とを備え、前記第１サブシステムは、それぞれが偶数フェイズ駆動と奇数フェイズ駆動とを含む第１〜第（Ｎ＋１）ベクタ駆動をこの順番で実行する第１〜第（Ｍ＋１）フレーム駆動を行うフレーム単位駆動を実施し（Ｎ、Ｍは整数）、前記第２サブシステムは、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動〜第（ｋ＋ｊ）ベクタ駆動（ｋ、ｊは、１≦ｋ≦Ｎ、１≦ｊ≦Ｎ−１を満足する整数）をこの順番で実行する複数ベクタ連続駆動を実施することを特徴とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電子機器は、本発明に係るタッチパネルシステムと、前記タッチパネルシステムに対応する表示装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、離散時間でサンプリングされた線形素子に基づく複数個の時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、入出力伝達特性に基づいて、加減算に基づく信号処理を行って線形素子の値もしくは入力を推定する結果に混入するノイズを低減することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る信号処理システムの構成を示すブロック図である。 上記信号処理システムにより処理される時系列信号のノイズ量及びサンプリング周波数と時系列信号の振幅変化量との間の周波数特性を示すグラフである。 実施の形態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。 上記タッチパネルシステムの駆動方法を説明するための回路図である。 上記タッチパネルシステムの駆動方法を示す数式を説明するための図である。 上記タッチパネルシステムにノイズが印加される状況を示す回路図である。 上記タッチパネルシステムの並列駆動方法を説明するための回路図である。 上記タッチパネルシステムの並列駆動方法を示す数式を説明するための図である。 上記タッチパネルシステムをＭ系列符号により並列駆動する方法を示す数式を説明するための図である。 実施の形態１に係る他のタッチパネルシステムの構成を示す回路図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、上記他のタッチパネルシステムによりキャパシタを駆動する実施単位を説明するための図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、上記他のタッチパネルシステムによりキャパシタを反転駆動する方法を説明するための図である。 上記他のタッチパネルシステムにより１ｓｔベクタによる駆動の次に２ｎｄベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図である。 （ａ）は上記他のタッチパネルシステムにより連続して１ｓｔベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は連続して１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を実施するときの駆動信号等の波形図である。 （ａ）は上記他のタッチパネルシステムにより連続して１ｓｔベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタによる駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。 （ａ）は連続して１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。 （ａ）は上記他のタッチパネルシステムにより連続して１ｓｔベクタ〜３ｒｄベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタ〜３ｒｄベクタによる駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。 （ａ）（ｂ）は上記他のタッチパネルシステムによる４重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 上記他のタッチパネルシステムによる他の４重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 （ａ）（ｂ）上記他のタッチパネルシステムによるさらに他の４重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 （ａ）（ｂ）は上記他のタッチパネルシステムの駆動方法を比較するための図である。 実施の形態２に係るタッチパネルシステムの構成を示す回路図である。 実施の形態３に係る電子機器の構成を示すブロック図である。

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〕
（信号処理システム１０の構成）
図１は、実施の形態１に係る信号処理システム１０の構成を示すブロック図である。信号処理システム１０は、線形素子ＣＸを駆動する駆動回路４と、駆動回路４を制御する制御回路１４とを備えている。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

従って、図１に示す複数のサブシステムのサンプリング周波数を異なるように設定し、または、多重サンプリングの多重度を異なるように設定しておき、ノイズの周波数に基づいて、図２に示す振幅変化量が低減するように多重度、サンプリング周波数が設定されたサブシステムに切換回路６で切り換えることにより、ノイズを無くし、または低減することができる。

（タッチパネルシステム１の構成）
図３は、実施の形態１に係るタッチパネルシステム１の構成を示す回路図である。タッチパネルシステム１は、タッチパネル２とタッチパネルコントローラ３とを備えている。タッチパネル２は、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４とセンスラインＳＬ１〜ＳＬ４との交点にそれぞれ形成されたキャパシタＣ１１〜Ｃ４４を有する。

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

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

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

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

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

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

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

駆動回路４は、図５の式３に示される４行４列の符号系列に基づいてドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４を駆動する。符号行列の要素が「１」であれば、駆動回路４は電圧Ｖdriveを印加し、要素が「０」であれば、ゼロボルトを印加する。

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

例えば、上記４行４列の符号系列による４回の駆動のうちの最初の駆動では、駆動回路４はドライブラインＤＬ１に電圧Ｖdriveを印加し、残りのドライブラインＤＬ２〜ＤＬ４にゼロボルトを印加する。すると、例えば、図５の式１で示される静電容量Ｃ_３１が蓄積されたキャパシタＣ３１に対応するセンスラインＳＬ３からの測定値Ｙ１が増幅回路７から出力される。

そして、２回目の駆動では、ドライブラインＤＬ２に電圧Ｖdriveを印加し、残りのドライブラインＤＬ１、ＤＬ３、ＤＬ４にゼロボルトを印加する。すると、図５の式２で示される静電容量Ｃ_３２が蓄積されたキャパシタＣ３２に対応するセンスラインＳＬ３からの測定値Ｙ２が増幅回路７から出力される。

次に、３回目の駆動では、ドライブラインＤＬ３に電圧Ｖdriveを印加し、残りのドライブラインにゼロボルトを印加する。その後、４回目の駆動では、ドライブラインＤＬ４に電圧Ｖdriveを印加し、残りのドライブラインにゼロボルトを印加する。

そうすると、図５の式３及び式４に示すように、測定値Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４そのものが、それぞれ静電容量値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と関連付けられる。なお、図５の式３〜式４においては、表記の簡単化のため、測定値Ｙ１〜Ｙ４について、係数（−Ｖdrive／Ｃint）を省略して記載している。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

次に、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２Ｌ＋２〜３Ｌ＋２、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２Ｌ＋２〜３Ｌ＋２、フレーム駆動Ｆｌａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２Ｌ＋２〜３Ｌ＋２、…、フレーム駆動ＦｌａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ３Ｌ＋２の順番で、各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２Ｌ＋２〜３Ｌ＋２のみで連続して駆動する。以下同様にして、フレーム駆動ＦｌａｍｅＭに含まれるベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＮを駆動するまで続ける。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図２０に示す例では、連続するベクタ単位の個数を増やすと、減衰特性が悪い周波数帯域と減衰特性が良い周波数帯域との間隔が狭まるようになっており、除去したいノイズ周波数が低周波領域にある場合は、連続するベクタ単位の個数を変更することによってノイズを抑圧することを期待することができる。なお、このサンプリングの条件では、複数ベクタ単位での駆動におけるダミー駆動期間、ブランク期間が無い場合には、動作速度（レポートレート）は落ちない。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

例えば、同じベクタ駆動で同じフェイズ駆動に基づく複数個の線形和信号を加算平均する実施単位をフレーム単位としたサブシステム、加算平均する実施単位をフェイズ単位としたサブシステム、加算平均する実施単位をベクタ単位としたサブシステム、加算平均する実施単位を複数ベクタ単位としたサブシステムを設け、これらのサブシステムを、正規化周波数と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選択する構成としてもよい。

この加算平均の実施単位が、フェイズ単位、ベクタ単位、複数ベクタ単位の場合に、駆動信号の符号を反転させる機能を備えたサブシステムを設けてもよい。この場合、駆動反転周期をＮフェイズ単位（Ｎは整数）としたサブシステムを設け、これらのサブシステムを、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、図２２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記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。

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

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

〔実施形態３〕
図２３は、実施の形態３に係る携帯電話機９０（電子機器）の構成を示すブロック図である。携帯電話機９０は、ＣＰＵ９６と、ＲＡＭ９７と、ＲＯＭ９８と、カメラ９５と、マイクロフォン９４と、スピーカ９３と、操作キー９１と、表示パネル９２ｂ及び表示制御回路９２ａを含む表示部９２と、タッチパネルシステム１とを備えている。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。

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

また、ＲＯＭ９８は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリなどの書込みおよび消去が可能なＲＯＭである。なお、図２３には示していないが、携帯電話機９０が、他の電子機器に有線により接続するためのインターフェイス（ＩＦ）を備える構成としてもよい。

カメラ９５は、ユーザの操作キー９１の操作に応じて、被写体を撮影する。なお、撮影された被写体の画像データは、ＲＡＭ９７や外部メモリ（たとえば、メモリカード）に格納される。マイクロフォン９４は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機９０は、当該入力された音声（アナログデータ）をデジタル化する。そして、携帯電話機９０は、通信相手（たとえば、他の携帯電話機）にデジタル化した音声を送る。スピーカ９３は、たとえば、ＲＡＭ９７に記憶された音楽データなどに基づく音を出力する。

タッチパネルシステム１は、タッチパネル２とタッチパネルコントローラ３とを有している。ＣＰＵ９６は、タッチパネルシステム１の動作を制御する。ＣＰＵ９６は、例えばＲＯＭ９８に記憶されたプログラムを実行する。ＲＡＭ９７は、ＣＰＵ９６によるプログラムの実行により生成されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ９８は、データを不揮発的に格納する。

表示パネル９２ｂは、表示制御回路９２ａにより、ＲＯＭ９８、ＲＡＭ９７に格納されている画像を表示する。表示パネル９２ｂは、タッチパネル２に重ねられているか、タッチパネル２を内蔵している。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る信号処理システム１０は、離散時間でサンプリングされた線形素子ＣＸに基づく複数個の時系列信号に、 加減算に基づく信号処理を行って線形素子ＣＸの値、もしくは、線形素子ＣＸの入力を推定する信号処理システムであって、異なる入出力伝達特性を有するサブシステム５ａ・５ｂと、前記時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、前記入出力伝達特性に基づいて、線形素子ＣＸの値もしくは入力を推定した結果に混入するノイズを低減するようにサブシステム５ａ・５ｂを切り換えて線形素子ＣＸに繋ぐ切換回路６とを備え、サブシステム５ａは、それぞれが偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０と奇数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１とを含むベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜ＶｅｃｔｏｒＮをこの順番で実行するフレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭを行うフレーム単位駆動を実施し（Ｎ、Ｍは整数）、２サブシステム５ｂは、各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ（ｋ）〜Ｖｅｃｔｏｒ（ｋ＋ｊ）（ｋ、ｊは、１≦ｋ≦Ｎ、１≦ｊ≦Ｎ−１を満足する整数）をこの順番で実行する複数ベクタ連続駆動を実施する。

上記の構成によれば、複数ベクタ連続駆動とフレーム単位駆動とは、時系列信号のサンプリング周波数、多重サンプリング数が異なるので、時系列信号周波数とサンプリング周波数との比である正規化係数と時系列信号の振幅変化量との間の周波数特性に基づいて、複数ベクタ連続駆動とフレーム単位駆動とのいずれかを選択することにより、離散時間でサンプリングされた線形素子に基づく複数個の時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、入出力伝達特性に基づいて、加減算に基づく信号処理を行って線形素子の値もしくは入力を推定する結果に混入するノイズを低減することができる。

本発明の態様２に係る信号処理システムは、上記態様１において、サブシステム５ａ・５ｂと異なる入出力伝達特性を有するサブシステムをさらに備え、前記サブシステムは、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動（１≦ｋ≦Ｎ＋１）を連続する同一ベクタ連続駆動と、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動（１≦ｋ≦Ｎ＋１）にそれぞれ含まれる偶数フェイズ駆動を連続して実行した後、前記第ｋベクタ駆動にそれぞれ含まれる奇数フェイズ駆動を連続して実行するフェイズ連続駆動とのいずれかを実施してもよい。

上記の構成によれば、同一ベクタ連続駆動及びフェイズ連続駆動は、複数ベクタ連続駆動及びフレーム単位駆動に対して、時系列信号のサンプリング周波数、多重サンプリング数が異なるので、時系列信号周波数とサンプリング周波数との比である正規化係数と時系列信号の振幅変化量との間の周波数特性に基づいて、同一ベクタ連続駆動、フェイズ連続駆動、複数ベクタ連続駆動、及び、フレーム単位駆動のいずれかを選択することにより、離散時間でサンプリングされた線形素子に基づく複数個の時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、入出力伝達特性に基づいて、加減算に基づく信号処理を行って線形素子の値もしくは入力を推定する結果に混入するノイズを低減することができる。

本発明の態様３に係る信号処理システムは、上記態様１において、前記第１及び第２サブシステムと異なる入出力伝達特性を有する第３サブシステムをさらに備え、前記第３サブシステムは、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動（１≦ｋ≦Ｎ＋１）にそれぞれ含まれる偶数フェイズ駆動を連続して、前記複数個の時系列信号の符号の正負が時系列に沿って各偶数フェイズ駆動毎に反転するように実行した後、前記第ｋベクタ駆動にそれぞれ含まれる奇数フェイズ駆動を連続して、前記複数個の時系列信号の符号の正負が時系列に沿って各奇数フェイズ駆動毎に反転するように実行するフェイズ連続反転駆動と、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動（１≦ｋ≦Ｎ＋１）を連続して、前記複数個の時系列信号の符号の正負が時系列に沿って各ベクタ駆動毎に反転するように実行する同一ベクタ連続反転駆動と、各フレーム駆動の前記第ｋベクタ駆動〜第（ｋ＋ｊ）ベクタ駆動をこの順番で実行して、前記複数個の時系列信号の符号の正負が時系列に沿って前記第ｋベクタ駆動〜第（ｋ＋ｊ）ベクタ駆動毎に反転するように実行する複数ベクタ連続反転駆動とのいずれかを実施してもよい。

上記の構成によれば、フェイズ連続反転駆動、同一ベクタ連続反転駆動、及び、複数ベクタ連続反転駆動は、複数ベクタ連続駆動及びフレーム単位駆動に対して、時系列信号のサンプリング周波数、多重サンプリング数が異なるので、時系列信号周波数とサンプリング周波数との比である正規化係数と時系列信号の振幅変化量との間の周波数特性に基づいて、フェイズ連続反転駆動、同一ベクタ連続反転駆動、及び、複数ベクタ連続反転駆動のいずれかを選択することにより、離散時間でサンプリングされた線形素子に基づく複数個の時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、入出力伝達特性に基づいて、加減算に基づく信号処理を行って線形素子の値もしくは入力を推定する結果に混入するノイズを低減することができる。

本発明の態様４に係る信号処理システムは、上記態様１において、切換回路６は、線形素子ＣＸからの時系列信号の多重サンプリング数及びサンプリング周波数を決定及び変更してもよい。

上記の構成によれば、時系列信号周波数とサンプリング周波数との比である正規化係数と時系列信号の振幅変化量との間の周波数特性に基づいて、ノイズを低減することができるサブシステムに切り換えることができる。

本発明の態様５に係る信号処理システムは、上記態様１において、切換回路６は、前記複数個の時系列信号の符号の正負が時系列に沿って反転するか、時系列に沿って一定となるかを選択してもよい。

上記の構成によれば、符号の正負の反転の有無に応じて、時系列信号のサンプリング周波数、多重サンプリング数が異なるので、時系列信号周波数とサンプリング周波数との比である正規化係数と時系列信号の振幅変化量との間の周波数特性に基づいて、駆動態様を選択することにより、ノイズを低減することができる。

本発明の態様６に係る信号処理システムは、上記態様１において、前記時系列信号の加減算に基づく信号処理による線形素子ＣＸの推定値もしくは線形素子ＣＸの入力の推定値から、前記ノイズ量を推定するノイズ量推定回路９をさらに備え、切換回路６は、ノイズ量推定回路９の推定結果に基づいて、サブシステム５ａ・５ｂを切り換え、前記複数個の時系列信号の符号の正負が時系列に沿って反転するか、時系列に沿って一定となるかを選択し、及び、線形素子ＣＸからの時系列信号の多重サンプリング数及びサンプリング周波数を決定及び変更してもよい。

上記の構成によれば、時系列信号周波数とサンプリング周波数との比である正規化係数と時系列信号の振幅変化量との間の周波数特性に基づいて、選択し、及び、決定、変更することによりノイズを低減することができる。

本発明の態様７に係る信号処理システムは、上記態様１において、線形素子ＣＸに基づく複数個の時系列信号をアナログ・デジタル変換して、前記離散時間でサンプリングされた複数個の時系列信号を生成するアナログ・デジタル変換回路１３をさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、デジタル信号処理により、線形素子ＣＸの値、もしくは、線形素子ＣＸの入力を推定することができる。

本発明の態様８に係るタッチパネルシステムは、複数本のドライブラインと複数本のセンスラインとの交点にそれぞれ形成された複数個のキャパシタを有するタッチパネル２とタッチパネル２を制御するタッチパネルコントローラ３ａとを備えたタッチパネルシステム１ａであって、タッチパネルコントローラ３ａは、前記キャパシタを前記ドライブラインに沿って駆動する駆動回路４と、駆動回路４により駆動されたキャパシタに基づく複数個の線形和信号を前記センスラインに沿って読み出して増幅する増幅回路７と、増幅回路７の出力をアナログ・デジタル変換するアナログ・デジタル変換回路１３と、アナログ・デジタル変換された増幅回路７の出力に基づいて前記キャパシタに蓄積された電荷の静電容量を推定する復号演算回路８と、異なる入出力伝達特性を有するサブシステム５ａ・５ｂと、サブシステム５ａ・５ｂを切り換えて線形素子ＣＸに繋ぐ切換回路６とを備え、サブシステム５ａは、それぞれが偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０と奇数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１とを含むベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜ＶｅｃｔｏｒＮをこの順番で実行するフレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭを行うフレーム単位駆動を実施し（Ｎ、Ｍは整数）、前記第２サブシステムは、各フレーム駆動Ｆｌａｍｅ０〜ＦｌａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ（ｋ）〜Ｖｅｃｔｏｒ（ｋ＋ｊ）（ｋ、ｊは、１≦ｋ≦Ｎ、１≦ｊ≦Ｎ−１を満足する整数）をこの順番で実行する複数ベクタ連続駆動を実施する。

本発明の態様９に係るタッチパネルシステムは、上記態様８において、増幅回路７ａは、隣接するセンスラインに沿って出力される線形和信号を差動増幅する差動増幅器１８ａを含んでもよい。

上記の構成によれば、タッチパネルコントローラのノイズ耐性をさらに強めることができる。

本発明の態様１０に係る電子機器は、本発明の態様８又は態様９に係るタッチパネルシステムと、前記タッチパネルシステムに対応する表示部９２とを備える。

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

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

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
５ａ、５ｂ サブシステム（第１サブシステム、第２サブシステム）
６ 切換回路
８ 復号演算回路
９ ノイズ量推定回路
１０ 信号処理システム
１１ 線形素子推定部
１２ 切換回路
１３ ＡＤ変換回路
１４ 制御回路
１８、１８ａ 増幅器
ＣＸ 線形素子

Claims (5)

1. 離散時間でサンプリングされた線形素子に基づく複数個の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って前記線形素子の値、もしくは、前記線形素子の入力を推定する信号処理システムであって、
   異なる入出力伝達特性を有する第１及び第２サブシステムと、
   前記時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、前記入出力伝達特性に基づいて、前記線形素子の値もしくは入力を推定した結果に混入するノイズを低減するように前記第１及び第２サブシステムを切り換えて前記線形素子に繋ぐ切換回路とを備え、
   前記第１サブシステムは、それぞれが偶数フェイズ駆動と奇数フェイズ駆動とを含む第１〜第（Ｎ＋１）ベクタ駆動をこの順番で実行する第１〜第（Ｍ＋１）フレーム駆動を行うフレーム単位駆動を実施し（Ｎ、Ｍは整数）、
   前記第２サブシステムは、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動〜第（ｋ＋ｊ）ベクタ駆動（ｋ、ｊは、１≦ｋ≦Ｎ、１≦ｊ≦Ｎ−１を満足する整数）をこの順番で実行する複数ベクタ連続駆動を実施することを特徴とする信号処理システム。
2. 前記第１及び第２サブシステムと異なる入出力伝達特性を有する第３サブシステムをさらに備え、
   前記第３サブシステムは、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動（１≦ｋ≦Ｎ＋１）を連続する同一ベクタ連続駆動と、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動（１≦ｋ≦Ｎ＋１）にそれぞれ含まれる偶数フェイズ駆動を連続して実行した後、前記第ｋベクタ駆動にそれぞれ含まれる奇数フェイズ駆動を連続して実行するフェイズ連続駆動とのいずれかを実施する請求項１に記載の信号処理システム。
3. 前記第１及び第２サブシステムと異なる入出力伝達特性を有する第３サブシステムをさらに備え、
   前記第３サブシステムは、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動（１≦ｋ≦Ｎ＋１）にそれぞれ含まれる偶数フェイズ駆動を連続して、前記複数個の時系列信号の符号の正負が時系列に沿って各偶数フェイズ駆動毎に反転するように実行した後、前記第ｋベクタ駆動にそれぞれ含まれる奇数フェイズ駆動を連続して、前記複数個の時系列信号の符号の正負が時系列に沿って各奇数フェイズ駆動毎に反転するように実行するフェイズ連続反転駆動と、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動（１≦ｋ≦Ｎ＋１）を連続して、前記複数個の時系列信号の符号の正負が時系列に沿って各ベクタ駆動毎に反転するように実行する同一ベクタ連続反転駆動と、各フレーム駆動の前記第ｋベクタ駆動〜第（ｋ＋ｊ）ベクタ駆動をこの順番で実行して、前記複数個の時系列信号の符号の正負が時系列に沿って前記第ｋベクタ駆動〜第（ｋ＋ｊ）ベクタ駆動毎に反転するように実行する複数ベクタ連続反転駆動とのいずれかを実施する請求項１に記載の信号処理システム。
4. 複数本のドライブラインと複数本のセンスラインとの交点にそれぞれ形成された複数個のキャパシタを有するタッチパネルと、
   前記タッチパネルを制御するタッチパネルコントローラとを備えたタッチパネルシステムであって、
   前記タッチパネルコントローラは、前記キャパシタを前記ドライブラインに沿って駆動する駆動回路と、
   前記駆動回路により駆動されたキャパシタに基づく複数個の線形和信号を前記センスラインに沿って読み出して増幅する増幅回路と、
   前記増幅回路の出力をアナログ・デジタル変換するアナログ・デジタル変換回路と、
   前記アナログ・デジタル変換された増幅回路の出力に基づいて前記キャパシタに蓄積された電荷の静電容量を推定する復号演算回路と、
   異なる入出力伝達特性を有する第１及び第２サブシステムと、
   前記第１及び第２サブシステムを切り換えて前記キャパシタに繋ぐ切換回路とを備え、
   前記第１サブシステムは、それぞれが偶数フェイズ駆動と奇数フェイズ駆動とを含む第１〜第（Ｎ＋１）ベクタ駆動をこの順番で実行する第１〜第（Ｍ＋１）フレーム駆動を行うフレーム単位駆動を実施し（Ｎ、Ｍは整数）、
   前記第２サブシステムは、各フレーム駆動の第ｋベクタ駆動〜第（ｋ＋ｊ）ベクタ駆動（ｋ、ｊは、１≦ｋ≦Ｎ、１≦ｊ≦Ｎ−１を満足する整数）をこの順番で実行する複数ベクタ連続駆動を実施す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と、
   前記タッチパネルシステムに対応する表示部とを備えたことを特徴とする電子機器。

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