WO2014181680A1 - タッチパネルシステム、スタイラスペン、及び電子機器 - Google Patents

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pen
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睦 ▲濱▼口
信次 新庄
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Definitions

  • the present invention provides a stylus pen for touching a touch panel having a plurality of capacitances formed at intersections of a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines, and detects the position of the stylus pen. More particularly, the present invention relates to a touch panel system including a touch panel controller that alternately drives a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines. Moreover, it is related with an electronic device provided with such a touch panel system.
  • An input operation to the touch panel is performed by the user touching a touch panel having a plurality of capacitances formed at intersections of the plurality of first signal lines and the plurality of second signal lines with their fingers or a touch pen, respectively.
  • Touch panel systems that can be used have become widespread. For example, in a capacitive touch panel system, a change in capacitance on the touch panel, which is caused by a user's finger or touch pen touching the touch panel, is detected, and the position where the change in capacitance occurs on the touch panel is It is recognized as the input position for the touch panel.
  • a technology related to a touch panel system including a stylus pen having a function of outputting a signal by driving a pen tip has been attracting attention.
  • a technique for improving the convenience of the user in the touch panel system by sending, for example, information indicating the writing pressure (writing pressure information), information indicating the inclination of the stylus pen, and the like from the stylus pen to the touch panel has been developed. .
  • a pointer that is transmitted in association with a time difference between two codes of a code for detecting the position of the pointer (stylus pen) and a code that indicates writing pressure information is transmitted from the pointer. And a position detection device that detects the pressure applied to the indicator from the time difference between the two codes.
  • Patent Document 2 discloses a technique for transmitting pen pressure information by controlling the oscillation frequency of the stylus in accordance with the pressure at the stylus (stylus pen) end.
  • a method of transmitting the pen pressure information by changing the driving voltage of the stylus pen according to the pen pressure can be considered, but in this method, the driving is performed according to the pen pressure. It becomes necessary to provide the pen with a circuit for changing the voltage.
  • the pen signal is small, even in the case of a stylus pen that does not transmit writing pressure information, the drive voltage in the stylus pen is usually set large. For this reason, in a stylus pen that transmits pen pressure information, a booster circuit is required to further increase the drive voltage, and a process that can withstand the boosted voltage is required. Become.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and a main object of the present invention is to provide a touch panel system that can supply additional information from the stylus pen to the touch panel controller with a simple configuration. is there.
  • the touch panel system includes M first signal lines (M is a plurality), K second signal lines intersecting the M first signal lines (K is a plurality), A stylus pen for touching a touch panel having (M ⁇ K) capacitances formed at intersections of the first signal line and the second signal line, and a position of the stylus pen are detected.
  • a touch panel system comprising: a touch panel controller, wherein the stylus pen generates a first drive voltage based on a first code sequence and a second drive voltage based on a second code sequence; A multiplexing circuit that drives the pen tip of the stylus pen with a multiplexed voltage obtained by multiplexing one driving voltage and the second driving voltage, and the multiplexing circuit is applied with the first driving voltage.
  • a variable resistor whose one end is connected to the first terminal and whose resistance value changes based on information related to the stylus pen, and a fixed resistor whose one end is connected to the second terminal to which the second driving voltage is applied And an output terminal connected to the other end of the fixed resistor and the other end of the variable resistor to output the multiplexed voltage.
  • a stylus pen includes M first signal lines (M is a plurality), K second signal lines intersecting with the M first signal lines (K is a plurality), A stylus pen for touching a touch panel having (M ⁇ K) capacitances formed at intersections of the first signal line and the second signal line, respectively, based on a first code sequence
  • a driving circuit that generates a first driving voltage and a second driving voltage based on the second code series, and a stylus pen nib is moved by a multiplexed voltage obtained by multiplexing the first driving voltage and the second driving voltage.
  • a multiplexing circuit for driving wherein one end of the multiplexing circuit is connected to a first terminal to which the first driving voltage is applied, and a resistance value is changed based on information related to the stylus pen.
  • Variable resistance and the second drive voltage applied A fixed resistor whose one end is connected to the second terminal, the output terminal for the fixed other end of the resistor and is connected to the other end of the variable resistor outputs the multiplexed voltage, a being.
  • the multiplexing circuit included in the stylus pen uses the first drive voltage and the second drive voltage as multiplexed voltages from an output terminal to which the fixed resistor and the variable resistor are connected.
  • the stylus pen tip is driven by the multiplexed voltage. That is, the stylus pen multiplexes two code sequences into one multiplexed voltage in the multiplexing circuit, and drives the pen tip with the multiplexed voltage.
  • the stylus pen needs to transmit a code indicating the additional information and a code for detecting the position with a time difference in order to supply information related to the stylus pen (hereinafter, additional information) to the touch panel controller. Absent. Further, the stylus pen does not require high pressure resistance and high frequency oscillation performance.
  • the touch panel controller can detect the position of the stylus pen from the pen tip voltage of the stylus pen driven by a multiplexed voltage obtained by multiplexing the drive voltages based on two code sequences, The additional information can also be detected.
  • the touch panel system can supply additional information from the stylus pen to the touch panel controller with a simple configuration.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of a multiplexer for switching connection between a signal line connected to a touch panel, a drive line connected to a driver, and a sense line connected to a sense amplifier according to an embodiment of the present invention. It is a circuit diagram which shows the detailed structure of the multiplexer based on one Embodiment of this invention. It is a block diagram showing typically composition of a stylus pen provided in a touch panel system concerning one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the structure of the mobile telephone which concerns on other embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating the numerical formula which shows the method of driving in parallel the touch panel system which concerns on one Embodiment of this invention by the M series code
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the structure of the mobile telephone which concerns on other embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating the numerical formula which shows the method of driving in parallel the touch panel system which concerns on one Embodiment of this invention by the M series code
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a touch panel system 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of the touch panel 3 provided in the touch panel system 1.
  • the touch panel system 1 includes a touch panel 3, a touch panel controller 2, and a stylus pen 15 as shown in FIG.
  • the touch panel 3 includes a plurality of signal lines VL1 to VLM (second signal lines) arranged in parallel with each other along the vertical direction and a plurality of signal lines arranged in parallel with each other along the horizontal direction.
  • the touch panel 3 preferably has a size that allows the user to wear a hand that holds the stylus pen 15, but may be a size used for a smartphone.
  • the touch panel controller 2 includes a multiplexer 4, a driver 5, a sense amplifier 6, a timing generator 7, an AD converter 8, a capacitance distribution calculation unit 9 (position detection unit), and a touch recognition unit 10 (position detection unit). ) And a pen position detector 16.
  • the driver 5 applies a voltage to the drive lines DL1 to DLM based on the M code sequences of the (M + 2) code sequences of length N.
  • the driver 5 supplies the remaining two code sequences of the (M + 2) code sequences of length N to the stylus pen 15.
  • the method for supplying the code sequence from the driver 5 to the stylus pen 15 is not particularly limited.
  • the touch panel controller 2 and the stylus pen 15 are connected by wire, they may be supplied by wired communication, and when they are connected wirelessly, they may be supplied by wireless communication.
  • the driver 5 drives the signal lines HL1 to HLM in parallel, and drives the signal lines VL1 to VLM in parallel.
  • the sense amplifier 6 charges corresponding to each of the capacitances C11 to CMM and charges corresponding to the capacitance between the stylus pen 15 and each of the M signal lines VL1 to VLM (The linear sum signal corresponding to the first pen signal) is read through the sense lines SL1 to SLM and supplied to the AD converter 8.
  • the sense amplifier 6 charges corresponding to each of the capacitances C11 to CMM and charges corresponding to the capacitance between the stylus pen 15 and each of the M signal lines HL1 to HLM (The linear sum signal corresponding to the second pen signal) is read through the sense lines SL1 to SLM and supplied to the AD converter 8.
  • FIG. 3 shows a connection switching circuit between the signal lines HL1 to HLM and VL1 to VLM connected to the touch panel 3 and the drive lines DL1 to DLM connected to the driver 5 and the sense lines SL1 to SLM connected to the sense amplifier 6. It is a circuit diagram which shows a structure.
  • the multiplexer 4 connects the signal lines HL1 to HLM to the drive lines DL1 to DLM of the driver 5, and connects the signal lines VL1 to VLM to the sense lines SL1 to SLM of the sense amplifier 6, and the signal lines HL1 to
  • the second connection state in which the HLM is connected to the sense lines SL1 to SLM of the sense amplifier 6 and the signal lines VL1 to VLM are connected to the drive lines DL1 to DLM of the driver 5 is switched.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the multiplexer 4 provided in the touch panel controller 2 of the touch panel system 1.
  • the multiplexer 4 has four CMOS switches SW1 to SW4 connected in series.
  • the control line CL from the timing generator 7 includes a PMOS gate of the CMOS switch SW1, an NMOS gate of the CMOS switch SW2, a PMOS gate of the CMOS switch SW3, an NMOS gate of the CMOS switch SW4, and an inverter inv. Connected to the input.
  • the output of the inverter inv is connected to the NMOS gate of the CMOS switch SW1, the PMOS gate of the CMOS switch SW2, the NMOS gate of the CMOS switch SW3, and the PMOS gate of the CMOS switch SW4.
  • the signal lines HL1 to HLM are connected to the CMOS switches SW1 and SW2.
  • the signal lines VL1 to VLM are connected to the CMOS switches SW3 and SW4.
  • the drive lines DL1 to DLM are connected to the CMOS switches SW1 and SW4.
  • the sense lines SL1 to SLM are connected to the CMOS switches SW2 and SW3.
  • the signal lines HL1 to HLM are connected to the drive lines DL1 to DLM, and the signal lines VL1 to VLM are connected to the sense lines SL1 to SLM.
  • the signal lines HL1 to HLM are connected to the sense lines SL1 to SLM, and the signal lines VL1 to VLM are connected to the drive lines DL1 to DLM.
  • the AD converter 8 includes the charge corresponding to each of the capacitances C11 to CMM read through the signal lines VL1 to VLM and the sense lines SL1 to SLM, the stylus pen 15, and the M signal lines VL1 to VL1.
  • a linear sum signal corresponding to the charge (first pen signal) corresponding to the capacitance between each of the VLMs is AD converted and supplied to the capacitance distribution calculation unit 9.
  • the AD converter 8 includes the signal lines HL1 to HLM, the charges corresponding to the capacitances C11 to CMM read through the sense lines SL1 to SLM, the stylus pen 15 and the M signal lines HL1 to HL1.
  • a linear sum signal corresponding to the charge (second pen signal) corresponding to the capacitance between each of the HLMs is AD converted and supplied to the capacitance distribution calculation unit 9.
  • Capacity distribution calculation unit 9, touch recognition unit 10 The capacity distribution calculation unit 9 and the touch recognition unit 10 detect the position of the stylus pen 15 (target object) that touches the touch panel 3.
  • the capacity distribution calculation unit 9 (1) touch panel 3 based on the linear sum signal including the first pen signal and the second pen signal and (M + 2) code sequences of length N. (2) Capacitance distribution between the stylus pen 15 and each of the M signal lines VL1 to VLM, and (3) Stylus pen 15 and the M signal lines HL1 to Calculate the capacitance distribution between each of the HLMs.
  • the capacitance distribution calculation unit 9 supplies the calculated capacitance distribution on the touch panel 3 to the touch recognition unit 10, and also the capacitance between the stylus pen 15 and each of the M signal lines VL1 to VLM. And the distribution of the capacitance between the stylus pen 15 and each of the M signal lines HL1 to HLM are supplied to the pen position detection unit 16.
  • the touch recognition unit 10 recognizes the touched position on the touch panel 3 based on the capacitance distribution supplied from the capacitance distribution calculation unit 9.
  • the pen position detector 16 detects the position of the stylus pen 15 along the signal line HL1 based on the electrostatic capacitance distribution between the stylus pen 15 and each of the M signal lines VL1 to VLM. Further, the pen position detection unit 16 detects the position of the stylus pen 15 along the signal line VL1 based on the electrostatic capacitance distribution between the stylus pen 15 and each of the M signal lines HL1 to HLM. .
  • Timing generator 7 The timing generator 7 generates a signal that defines the operation of the driver 5, a signal that defines the operation of the sense amplifier 6, and a signal that defines the operation of the AD converter 8, and the driver 5, the sense amplifier 6, and This is supplied to the AD converter 8.
  • the timing generator 7 generates a synchronization signal in order to synchronize the operation of the stylus pen 15 and the operation of the touch panel controller 2, and supplies the generated synchronization signal to the stylus pen 15. Note that when the touch panel controller 2 and the stylus pen 15 are connected by wire, the timing generator 7 may supply a synchronization signal to the stylus pen 15 by wired communication. Further, when the touch panel controller 2 and the stylus pen 15 are wirelessly connected, a synchronization signal may be supplied to the stylus pen 15 by wireless communication.
  • the touch panel controller 2 drives the touch panel 3 with a synchronization signal in a sense mode for synchronizing with the operation of the stylus pen 15.
  • the stylus pen 15 drives the pen tip 38 at a predetermined drive timing as soon as synchronization with the touch panel controller 2 is established by the synchronization signal supplied from the touch panel controller 2. Details of driving the stylus pen 15 will be described later.
  • the touch panel controller 2 drives the signal lines HL1 to HLM in parallel and the signal lines VL1 to VLM in parallel by each unit including the driver 5.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of the stylus pen 15 provided in the touch panel system 1.
  • the stylus pen 15 includes a pen body 27 having a conductive grip 28 formed in a substantially cylindrical shape so that a user can hold it with a hand, and a pen pressed against the touch panel 3 during a touch operation. And a tip portion 29.
  • the pen tip portion 29 includes a pen tip cover 30 and a pen tip shaft 31.
  • the pen tip shaft 31 has a pen tip 38 at its tip.
  • the pen tip cover 30 is made of a conductive felt material, and the pen tip shaft 31 is made of a conductive synthetic resin material.
  • the pen tip portion 29 is held by the pen body 27 via the insulator 32.
  • the pen tip shaft 31 is supported by a guide member (not shown) that is movable in the axial direction.
  • the pen tip cover 30 made of felt material is recessed and the pen tip shaft 31 is pushed into the touch panel 3.
  • the pen body 27 of the stylus pen 15 includes a sense circuit 21 (synchronization circuit), a synchronization signal detection circuit 22 (synchronization circuit), a timing generator 23 (synchronization circuit), operation changeover switches 24 and 25, and a drive circuit 26 ( Drive circuit) and sensor circuit 40 (multiplexing circuit).
  • the drive circuit 26 synchronizes with the driver 5 included in the touch panel controller 2 from the remaining two code sequences (the first code sequence and the second code sequence) out of the (M + 2) code sequences.
  • Drive voltages (first drive voltage, second drive voltage) are generated.
  • the drive circuit 26 generates a first drive voltage based on the first code sequence and a second drive voltage based on the second code sequence.
  • the drive circuit 26 applies the two generated drive voltages to the sensor circuit 40.
  • the stylus pen 15 acquires a synchronization signal from the touch panel controller 2 by the sense circuit 21 and supplies the synchronization signal to the synchronization signal detection circuit 22.
  • the timing generator 23 drives the drive circuit 26 at a predetermined drive timing.
  • the drive circuit 26 applies two drive voltages generated from the two code sequences to the sensor circuit 40, and the sensor circuit 40 drives the pen tip 38 with a multiplexed voltage obtained by multiplexing the two applied drive voltages. .
  • the sensor circuit 40 drives the pen tip 38 of the stylus pen 15 with a multiplexed voltage obtained by multiplexing the two drive voltages supplied from the drive circuit 26.
  • the sensor circuit 40 is a voltage dividing circuit having a pressure sensor 41 for detecting writing pressure.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing the sensor circuit 40 provided in the stylus pen 15.
  • the pressure sensor 41 changes its resistance value according to pressure (writing pressure) (information related to the stylus pen (additional information)) when the stylus pen 15 is in contact with the touch panel 3.
  • a variable resistor Rp is provided, and the writing pressure is detected as a resistance value of the variable resistor Rp.
  • the sensor circuit 40 also includes a resistor R (fixed resistor) as shown in FIG.
  • variable resistor Rp One end of the variable resistor Rp and one end of the resistor R are connected to the output terminal Vout.
  • the other end of the variable resistor Rp is connected to the terminal D (M + 1) (first terminal), and the other end of the resistor R is connected to the terminal D (M + 2) (second terminal).
  • FIG. 7 is a graph showing the characteristics of the pressure sensor 41 provided in the stylus pen 15 according to the present embodiment.
  • the drive circuit 26 detects the first drive voltage V (M + 1) and the second drive voltage V (M + 2) generated from the remaining two code sequences of the (M + 2) code sequences of length N, respectively.
  • the voltage is applied to terminals D (M + 1) and D (M + 2) included in the circuit 40, respectively.
  • the sensor circuit 40 multiplexes the voltage V (M + 1) applied to the terminal D (M + 1) and the voltage V (M + 1) applied to the terminal D (M + 2) (that is, the voltage is divided by the variable resistor Rp and the resistor R).
  • the multiplexed voltage Vout is supplied from the output terminal Vout to the pen tip 38 via the operation changeover switch 25.
  • the multiplexed voltage Vout ⁇ R ⁇ V (M + 1) + Rp ⁇ V (M + 2) ⁇ / (R + Rp) (1) From Expression (1), the multiplexed voltage Vout is determined by the ratio of R: Rp from the first drive voltage V (M + 1) and the second drive voltage V (M + 2) applied from the drive circuit 26 to the sensor circuit 40. become. In other words, the multiplexed voltage Vout changes according to the writing pressure (value of the variable resistance Rp) detected by the pressure sensor 41. Note that the resistor R shown in FIG. 6 may be a variable resistor so that the value of R + Rp is constant.
  • the touch panel controller 2 can estimate the writing pressure from the decoding result of the multiplexed voltage Vout that drives the pen tip 38 of the stylus pen 15.
  • the sensor circuit 40 drives the nib 38 of the stylus pen 15 with a multiplexed voltage that is output by multiplexing two drive voltages with the resistor R and the variable resistor Rp. Therefore, in order to supply pressure information to the touch panel controller 2, the stylus pen 15 does not need to transmit the code indicating the pressure information and the code for detecting the position with a time difference, and has high pressure resistance performance and high frequency. Oscillation performance is not necessary.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a correspondence relationship between the driving operation of the touch panel controller 2 and the driving operation of the stylus pen 15.
  • the period of the driving operation of the stylus pen 15 includes a sense mode period for detecting the synchronization signal from the touch panel controller 2 by the synchronization signal detection circuit 22 and a drive mode period for driving the pen tip 38 by the drive circuit 26.
  • the driver 5 drives all the drive lines or all lines (HL1 to HLM and VL1 to VLM in the example of FIG. 2) with the same waveform (synchronization signal). To do. Details of the configuration for driving all lines with the same waveform will be described later.
  • the stylus pen 15 shifts to the drive mode period.
  • the touch panel controller 2 drives the signal lines HL1 to HLM after the period of outputting the synchronization signal for driving all the lines with the same waveform (synchronization signal). That is, the period for driving the horizontal lines (signal lines HL1 to HLM) and sensing the vertical lines (signal lines VL1 to VLM) is entered. Then, the period again shifts to a period in which all lines are driven with the same waveform (synchronization signal). When the period ends, the signal lines VL1 to VLM are driven next. That is, the driving mode period in which the vertical lines (signal lines VL1 to VLM) are driven and the horizontal lines (signal lines HL1 to HLM) are sensed is entered.
  • the drive circuit 26 of the stylus pen 15 drives the pen tip 38 in synchronization with the drive of the touch panel controller 2 during the drive mode period.
  • FIG. 9 shows the value of the output voltage (multiplexed voltage Vout) of the sensor circuit 40 with respect to the value of the variable resistor Rp (that is, the change in the pen pressure detected by the pressure sensor 41) in the sensor circuit 40 according to the present embodiment. It is a graph which shows a characteristic.
  • the sensor circuit 40 drives the nib 38 of the stylus pen 15 with a multiplexed voltage Vout obtained by multiplexing the first drive voltage V (M + 1) and the second drive voltage V (M + 2).
  • the pen tip 38 of the stylus pen 15 is driven by a multiplexed voltage in which two drive voltages are multiplexed. For this reason, the distribution of capacitance between the stylus pen 15 and each of the signal lines VL1 to VLM and the signal lines HL1 to HLM detected by the pen position detection unit 16 of the touch panel controller 2 is also multiplexed by the pen tip 38. This is different from the distribution of capacitance when driven by a drive voltage generated from one unconverted code sequence.
  • FIG. 10 shows the multiplexing characteristics of the stylus pen 15 that is detected and decoded by the touch panel controller 2 when the driver 5 drives the touch panel 3 with an M series having a code length of 127.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining mathematical formulas showing a method of driving the touch panel system 1 in parallel with an M-sequence code having a code length of 7.
  • the capacitance can also be estimated by driving the capacitance in parallel with the M-sequence code. As shown in equations (2) to (4), the capacitances C1 to C7 can be estimated by taking the inner product of the linear sum signals Y1 to Y7.
  • the “M sequence” is a kind of binary pseudorandom number sequence, and is composed of only binary values of 1 and ⁇ 1 (or 1 and 0). The length of one period of the M sequence is 2 n ⁇ 1.
  • the touch panel controller 2 may execute the calculation shown in the equation (4) in FIG. That is, the touch panel controller 2 may perform a product-sum operation using a code that drives a desired capacity.
  • C1 is driven at -1 at a first time (obtaining the linear sum signal Y1), driven at -1 at a second time (obtaining the linear sum signal Y2), and obtained at a second time (obtaining the linear sum signal Y3). It is driven by +1 at the time of 3, driven by +1 at the fourth time (obtaining the linear sum signal Y4), and driven by +1 at the fifth time (obtaining the linear sum signal Y5) (linear sum signal Y6) It is driven at -1 at the sixth time and is driven at +1 at the seventh time (to obtain the linear sum signal Y7).
  • 7C1-C2-C3-C4-C5-C6-C7 ⁇ Y1-Y2 + Y3 + Y4 + Y5-Y6 + Y7 It becomes.
  • the touch panel controller 2 performs a product-sum operation on the linear sum signal using the driven code for the desired capacity.
  • the coefficient of the capacity value to be obtained is 7, and the coefficient of the other capacity is -1.
  • the above is an example in the case where the code length is 7, but when the code length is 127, the coefficient of the capacity value to be obtained is 127, and all other capacity coefficients are -1.
  • FIG. 10 shows a decoded level (L (M + 1)) decoded by a code driving the terminal D (M + 1) with respect to the value of the variable resistor Rp when an M-sequence having a code length of 127 is used as the driving code, and a terminal D (M + 2).
  • L (M + 1) decoded level decoded by a code driving the terminal D (M + 1) with respect to the value of the variable resistor Rp when an M-sequence having a code length of 127 is used as the driving code
  • FIG. 11 is a table showing specific values of the curves in the graph shown in FIG.
  • an M sequence having a code length of 127 is also described as an M127 sequence.
  • the graph E multiplexes the sign of D (M + 1) supplied to the variable resistor Rp and the sign of D (M + 2) supplied to the resistor R in the sensor circuit 40 to drive the pen tip 38.
  • symbol which driven the terminal D (M + 1) with respect to the value of the variable resistance Rp is shown.
  • the graph F is obtained when the pen tip 38 is driven by multiplexing the sign of D (M + 1) supplied to the variable resistor Rp and the sign of D (M + 2) supplied to the resistor R in the sensor circuit 40.
  • the characteristics of the decoded level (L (M + 2)) decoded by the code that has driven the terminal D (M + 2) with respect to the value of the variable resistor Rp are shown.
  • the sum of the decoded level values of the graph E and the graph F with respect to the variable resistor Rp having the same value is the decoded level (L (M + 1) decoded by the code driving the terminal D (M + 1). ))
  • the post-decoding level (L (M + 2)) decoded by the code driving the terminal D (M + 2) is constant at 126.
  • the graph G is decoded with the code driving the decoded level (L (M + 2)) / terminal D (M + 1) decoded with the code driving the terminal D (M + 2) with respect to the value of the variable resistor Rp.
  • the characteristic of the value of the level (L (M + 1)) after decoding ratio of the value of the level L (M + 2) after decoding to the value of the level L (M + 1) after decoding
  • Graph H shows the characteristic of the value of Rp / R after decoding (the ratio of the value of variable resistor Rp to resistor R) with respect to the value of variable resistor Rp.
  • the drive lines DL1 to DLM are driven using M code sequences out of (M + 2) code sequences of length N, and the stylus pen 15 is driven by the remaining two stylus pens 15.
  • the range in which the pressure sensor 41 included in the stylus pen 15 can be detected is in the range of 50 g to 800 g, that is, the value of the variable resistor Rp.
  • the variable range is set to a range of 3 k ⁇ to 35 k ⁇ .
  • a correction coefficient is calculated from the correlation between the value of L (M + 2) / L (M + 1) and the variable resistance Rp / fixed resistance R shown in FIG. 11, and the value of L (M + 2) / L (M + 1) is corrected.
  • a configuration may be used in which the value of the variable resistance Rp / fixed resistance R is estimated using a coefficient.
  • the decoded level (L (M + 2)) decoded with the code driving the terminal D (M + 2) is about 47, and the decoding is performed with the code driving the terminal D (M + 1).
  • the decoded level (L (M + 1)) is about 79, the value of L (M + 2) / L (M + 1) is about 0.59, so the value of the variable resistor Rp is about 6 (k ⁇ ).
  • the decoded level (L (M + 2)) decoded with the code driving the terminal D (M + 2) is about 87, and the decoded level (L (M + 1)) decoded with the code driving the terminal D (M + 1).
  • the touch panel controller 2 decodes the decoded level (L (M + 1)) decoded with the code driving the terminal D (M + 1) and the decoded level (L (M + 2) decoded with the code driven the terminal D (M + 2). )), The value of the writing pressure information supplied from the stylus pen 15 can be calculated.
  • the touch panel system 1 can supply writing pressure information from the stylus pen 15 to the touch panel controller 2 with a simple configuration.
  • the touch panel controller 2 can detect the position of the stylus pen 15 from a signal based on the capacitance between the pen tip 38 of the stylus pen 15 driven by the multiplexed voltage and each signal line. Pen pressure information can also be detected.
  • the configuration for calculating the value of the variable resistor Rp from the ratio is described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the decoded level (L (M + 1)) decoded by the code driving the terminal D (M + 1) and the code driven by the terminal D (M + 2) are decoded.
  • a table in which the ratio of the decoded level (L (M + 2)) and the variable resistance Rp are associated may be stored in a storage unit (not shown).
  • the touch panel controller 2 uses the decoded level (L (M + 1)) decoded with the code driving the terminal D (M + 1) and the decoded level (L (L (M + 2)) decoded with the code driven the terminal D (M + 2).
  • the pen pressure information may be acquired by reading the value of the variable facing Rp associated with the ratio of M + 2)) from the table.
  • the touch panel 3 is provided with M signal lines (second signal lines) equal to the number of signal lines HL1 to HLM (VL1 to VLM) is taken as an example.
  • M signal lines second signal lines
  • the present invention is not limited to this.
  • a configuration in which K signal lines (VL1 to VLK) different from the number of signal lines HL1 to HLM are provided may be employed.
  • (M ⁇ K) capacitances C11 to CMK are formed at the intersections of the signal lines HL1 to HLM and the signal lines VL1 to VLK, respectively.
  • FIG. 12 is a block diagram showing configurations of the multiplexer 4 and the switching circuit 18 included in the touch panel controller 2 according to the present embodiment.
  • the touch panel controller 2 In order to facilitate the sensing operation of the stylus pen 15, when the touch panel controller 2 outputs a synchronization signal, as described above, the touch panel controller 2 covers the entire surface of the touch panel 3 (signal lines VL1 to VLM and signal lines). HL1 to HLM) may be driven. This is because the signal level that can be acquired by the stylus pen 15 can be increased, and the operation in the sense mode becomes easier.
  • the switching circuit 18 has two CMOS switches SW5 to SW6 connected in series.
  • the control line Sync_En from the timing generator 7 is connected to the PMOS gate of the CMOS switch SW5, the NMOS gate of the CMOS switch SW6, and the input of the inverter inv2.
  • the output of the inverter inv2 is connected to the NMOS gate of the CMOS switch SW5 and the PMOS gate of the CMOS switch SW6.
  • the signal line from the multiplexer 4 is connected to the CMOS switches SW5 and SW6.
  • the drive lines DL1 to DLM are connected to the CMOS switch SW6.
  • the sense lines SL1 to SLM are connected to the CMOS switch SW5.
  • the driver 5 drives the signal lines VL1 to VLM and the signal lines HL1 to HLM simultaneously via the drive lines DL1 to DLM.
  • a switching circuit 18 is added. The switching circuit 18 connects the drive lines DL 1 to DLM to the multiplexer 4 when the touch panel controller 2 outputs a synchronization signal to the stylus pen 15.
  • the drive lines DL1 to DLM can be connected to both the signal lines VL1 to VLM and the signal lines HL1 to HLM.
  • Sense lines SL1 to SLM are connected to the multiplexer 4 by the switching circuit 18 at the timing of collecting capacity information (when the first driving process and the second driving process are performed).
  • the drive lines DL1 to DLM are connected to the signal lines HL1 to HLM
  • the sense lines SL1 to SLM are connected to the signal lines VL1 to VLM
  • the drive lines DL1 to DLM are connected to the signal lines VL1 to VLM.
  • the multiplexer 4 switches the second connection state in which the sense lines SL1 to SLM are connected to the signal lines HL1 to HLM.
  • the stylus pen 15 includes the pressure sensor 41 and supplies writing pressure information as additional information from the stylus pen 15 to the touch panel 3 (more specifically, to the touch panel controller 2 via the touch panel 3).
  • the configuration will be described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the stylus pen 15 may include a tilt sensor (not shown), and the tilt information of the stylus pen 15 may be supplied to the touch panel 3 as additional information.
  • the stylus pen 15 may be configured to detect which position of the pen body 27 the stylus pen 15 is gripped by the user and supply a color corresponding to the detected gripping position to the touch panel 3 as additional information.
  • the stylus pen 15 may include a button (not shown), and information indicating that the button has been pressed may be supplied to the touch panel 3 as additional information.
  • the supply method is not particularly limited as long as the additional information is supplied by the driving voltage changed according to the value of the additional information.
  • the drive voltage may be divided into 256 gradations, and the additional information may be supplied according to the ratio of the drive voltage and additional information occupied in the 256 gradations.
  • the touch panel system 1 has been described with an example of a configuration including one stylus pen 15.
  • the present invention is not limited to this, and for example, a configuration including a plurality of stylus pens 15 is employed. You can also.
  • one code sequence may be common among the two code sequences of length N supplied to each stylus pen 15.
  • the touch panel controller 2 when two code sequences of length N are supplied to each stylus pen 15, the touch panel controller 2 has a total of four to drive the stylus pens 15. A code sequence is required. On the other hand, when one code sequence is common among the two code sequences of length N, the touch panel controller 2 may prepare a total of three code sequences.
  • the touch panel system 1 including N N is an integer of 2 or more
  • the touch panel The controller 2 may drive the N stylus pens 15 with a total of N + 1 code sequences.
  • the touch panel system 1 can minimize the increase in the code sequence accompanying the increase in the number of stylus pens 15.
  • the code sequence supplied to each stylus pen 15 to detect the touch position on the touch panel 3 is D (M + 1), D (M + 2), and D (M + 3).
  • the first stylus pen drives the pen tip 38 with the multiplexed voltage of the two codes D (M + 1) and D (M + 2), and the touch panel controller 2 decodes with the code driving the terminal D (M + 1).
  • the writing pressure information is calculated from the ratio between the decoded level (L (M + 1)) and the decoded level (L (M + 2)) decoded by the code driving the terminal D (M + 2).
  • the second stylus pen drives the pen tip 38 with a multiplexed voltage of two codes D (M + 2) and D (M + 3), and the touch panel controller 2 decodes with the code driving the terminal D (M + 2).
  • the pen pressure information is calculated from the ratio between the decoded level (L (M + 2)) and the decoded level (L (M + 3)) decoded with the code driving the terminal D (M + 3).
  • the touch panel system 1 has been described by taking as an example a configuration in which the stylus pen 15 is provided.
  • the present invention is not limited to this, and a plurality of stylus pens 15 may be provided.
  • the touch panel system 1 may be able to add a stylus pen 15 that can be used in the touch panel system 1.
  • the touch panel system 1 including one stylus pen 15 may be configured such that the touch panel system 1 including two stylus pens 15 can be obtained by further adding one stylus pen 15. .
  • the number of stylus pens 15 in the touch panel system 1 increases, the number of code sequences supplied to each stylus pen 15 also increases. Further, the increase in the number of code sequences is particularly noticeable when a plurality of additional information is supplied from the stylus pen 15.
  • the touch panel controller 2 included in the touch panel system 1 according to the present modification includes, for example, a stylus pen 15 that exceeds a predetermined number when the number of stylus pens 15 exceeds a predetermined number by adding stylus pens 15. May shift to a pen-only mode in which no code sequence is supplied. That is, the stylus pens 15 included in the touch panel system 1 according to this modification, and the stylus pens 15 exceeding the predetermined number are not driven by the code sequence. At this time, only the stylus pens 15 exceeding the predetermined number may be set to the pen-only mode, or all the stylus pens 15 may be set to the pen-only mode.
  • the touch panel controller 2 can receive the touch operation of all the stylus pens 15.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of the mobile phone 60 according to the present embodiment.
  • the mobile phone 60 (electronic device) includes a CPU 65, a RAM 73, a ROM 72, a camera 66, a microphone 67, a speaker 68, an operation key 69, a display panel 70, a display control circuit 71, and the touch panel system 1. It has. Each component is connected to each other by a data bus.
  • the CPU 65 controls the operation of the mobile phone 60.
  • the CPU 65 executes a program stored in the ROM 72, for example.
  • the operation key 69 receives an instruction input by the user of the mobile phone 60.
  • the RAM 73 stores the data generated by executing the program by the CPU 65 or the data input through the operation keys 69 in a volatile manner.
  • the ROM 72 stores data in a nonvolatile manner.
  • the ROM 72 is a ROM capable of writing and erasing, such as an EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) and a flash memory.
  • EPROM Erasable Programmable Read-Only Memory
  • flash memory a flash memory
  • the mobile phone 60 may be configured to include an interface (IF) for connecting to another electronic device by wire.
  • IF interface
  • the camera 66 shoots a subject according to the operation of the operation key 69 by the user.
  • the image data of the photographed subject is stored in the RAM 73 or an external memory (for example, a memory card).
  • the microphone 67 receives the user's voice input.
  • the cellular phone 60 digitizes the input voice (analog data). Then, the cellular phone 60 sends the digitized voice to a communication partner (for example, another cellular phone).
  • the speaker 68 outputs sound based on, for example, music data stored in the RAM 73.
  • the touch panel system 1 includes a touch panel 3, a touch panel controller 2 that detects a capacitance or a capacitance difference, and a stylus pen 15.
  • the CPU 65 controls the operation of the touch panel system 1.
  • the display panel 70 displays images stored in the ROM 72 and the RAM 73 by the display control circuit 71.
  • the display panel 70 is superimposed on the touch panel 3 or contains the touch panel 3.
  • the touch recognition signal generated by the touch recognition unit 10 and indicating the touch position on the touch panel 3 can have the same role as the signal indicating that the operation key 69 has been operated.
  • a touch panel system (touch panel system 1) according to aspect 1 of the present invention includes M first signal lines (M is a plurality), K second signal lines intersecting the M first signal lines ( A stylus pen for touching a touch panel (touch panel 3) having (M ⁇ K) capacitances formed at intersections of the first signal line and the second signal line, respectively.
  • a touch panel system including a stylus pen 15) and a touch panel controller (touch panel controller 2) for detecting a position of the stylus pen, wherein the stylus pen has (M + 2) pieces of length N (N is a plurality).
  • a stylus pen tip (pen tip 38) is driven by a drive circuit (drive circuit 26) that generates a second drive voltage based on the multiplex voltage obtained by multiplexing the first drive voltage and the second drive voltage.
  • a multiplexing circuit (sensor circuit 40), one end of which is connected to a first terminal to which the first driving voltage is applied, and information related to the stylus pen (writing pressure information, A variable resistor (variable resistor Rp) whose resistance value changes based on the additional information), a fixed resistor (resistor R) having one end connected to the second terminal to which the second drive voltage is applied, and the fixed resistor And an output terminal connected to the other end and the other end of the variable resistor to output the multiplexed voltage.
  • the multiplexing circuit included in the stylus pen outputs the first driving voltage and the second driving voltage as a multiplexed voltage from the output terminal to which the fixed resistor and the variable resistor are connected.
  • the nib of the stylus pen is driven by the multiplexed voltage. That is, the stylus pen multiplexes two code sequences into one multiplexed voltage in the multiplexing circuit, and drives the pen tip with the multiplexed voltage.
  • the stylus pen needs to transmit a code indicating the additional information and a code for detecting the position with a time difference in order to supply information related to the stylus pen (hereinafter, additional information) to the touch panel controller. Absent. Further, the stylus pen does not require high pressure resistance and high frequency oscillation performance.
  • the touch panel controller can detect the position of the stylus pen from the pen tip voltage of the stylus pen driven by a multiplexed voltage obtained by multiplexing the drive voltages based on two code sequences, The additional information can also be detected.
  • the touch panel system can supply additional information from the stylus pen to the touch panel controller with a simple configuration.
  • the information related to the stylus pen in aspect 1 may be information (writing pressure information) indicating the writing pressure applied to the pen tip.
  • the writing pressure applied to the pen tip of the stylus pen is directly detected as the resistance value of the variable resistor in the multiplexing circuit. That is, the multiplexing circuit can directly use the writing pressure applied to the pen tip as a resistance value of the variable resistor for multiplexing two drive voltages.
  • the multiplexing circuit can change the multiplexing voltage following the rapid change.
  • the touch panel controller according to Aspect 1 or 2 drives the M first signal lines with a synchronization signal in the sense mode period, and then in the drive mode period, converts the code sequence into a code sequence.
  • Position detection means (capacitance distribution calculation unit 9, touch recognition unit 10) for detecting the position of an object touched on the touch panel, and the stylus pen receives a synchronization signal (sense circuit 21, synchronization).
  • a signal detection circuit 22 and a timing generator 23), and the drive circuit generates the first drive voltage and the second drive voltage based on an output of the synchronization circuit.
  • the multiplexing circuit drives the pen tip with a multiplexed voltage obtained by multiplexing the first driving voltage and the second driving voltage generated based on the output of the synchronization circuit by the driving circuit. To do. For this reason, the stylus pen can drive the pen tip well in synchronization with the driving of the first signal line or the second signal line by the touch panel controller.
  • the driver may drive the M first signal lines in parallel and drive the K second signal lines in parallel.
  • the touch panel controller including the driver can satisfactorily detect a signal based on the driving of the pen tip of the stylus pen that touches the parallel driving touch panel.
  • the stylus pen according to aspect 5 of the present invention includes M first signal lines (M is a plurality), K second signal lines intersecting the M first signal lines (K is a plurality), A stylus pen for touching a touch panel having (M ⁇ K) capacitances formed at intersections of the first signal line and the second signal line, respectively, based on a first code sequence
  • a driving circuit that generates a first driving voltage and a second driving voltage based on a second code sequence, and a pen tip of the stylus pen by a multiplexed voltage obtained by multiplexing the first driving voltage and the second driving voltage
  • a multiplexing circuit for driving wherein one end of the multiplexing circuit is connected to a first terminal to which the first driving voltage is applied, and a resistance value is changed based on information related to the stylus pen.
  • a variable resistor and the second drive voltage are applied A fixed resistor whose one end is connected to the second terminal, the output terminal for the fixed other end of the resistor and is connected to the other end of the variable resist
  • an electronic device includes the touch panel system according to aspect 1 described above.
  • the present invention is used for a stylus pen for touching a touch panel having a plurality of capacitances formed at intersections of a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines, and a touch panel system using the stylus pen.
  • the present invention can be used for a stylus pen for touching a touch panel that alternately drives a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines, and a touch panel system using the stylus pen.

Abstract

　本発明の一態様に係るタッチパネルシステム（１）は、第１符号系列に基づく第１駆動電圧および第２符号系列に基づく第２駆動電圧を生成するドライブ回路（２６）と、第１駆動電圧および第２駆動電圧を多重化した多重化電圧によりペン先（３８）を駆動するセンサ回路（４０）とを備えたスタイラスペン（１５）と、タッチパネル上をタッチするスタイラスペン（１５）の位置を検出するタッチパネルコントローラ（２）とを備えている。

Description

タッチパネルシステム、スタイラスペン、及び電子機器
　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を有するタッチパネル上をタッチするためのスタイラスペンと、前記スタイラスペンの位置を検出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に関し、特に、複数の第１信号線と複数の第２信号線とを交互に駆動するタッチパネルコントローラを備えたタッチパネルシステムに関する。また、そのようなタッチパネルシステムを備える電子機器に関する。
　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をユーザが自身の指またはタッチペンでタッチすることによりタッチパネルへの入力操作を行うことのできるタッチパネルシステムが普及してきている。例えば、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。
　また、近年では、タッチパネルをタッチするペンとして、ペン先を駆動することにより信号を出力する機能を備えたスタイラスペンを備えるタッチパネルシステムに関する技術が注目されている。さらに、スタイラスペンからタッチパネルに対し、例えば筆圧を示す情報（筆圧情報）、スタイラスペンの傾きを示す情報などを送ることによってタッチパネルシステムにおけるユーザの利便性を向上させる技術も開発されてきている。
　特許文献１には、指示体（スタイラスペン）の位置を検出するための符号および筆圧情報を示す符号の、２つの符号間の時間差に対応付けて送信する指示体と、指示体から送信される２つの符号間の時間差から指示体に印加された圧力を検出する位置検出装置とが開示されている。
　また、特許文献２には、スタイラス（スタイラスペン）端の圧力に応じてスタイラスの発振周波数を制御することにより、筆圧情報を送信する技術が開示されている。
日本国公開特許公報「特開２０１１－１６４８０１号公報（２０１１年８月２５日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１１－１２３９０５号公報（２０１１年６月２３日公開）」
　しかし、特許文献１の技術では、筆圧情報を伝達するために２つの符号の伝送タイミングに時間差を設けるために、１周期の間に従来不要であった待ち時間を設ける必要が生じ、指示体の出力信号の周波数の劣化を招くことになってしまう。加えて、特許文献１の技術では、指示体の先端部に印加された圧力に対応して２つの符号を生成するタイミングを制御するための符号生成回路を備えている必要がある。
　また、特許文献２の技術では、スタイラスにおける周波数の発振性能、及び、タッチパネルにおける周波数の検出性能の双方が、高い性能を要求されることになってしまう。
　さらに、筆圧情報を伝達する他の方法として、筆圧に応じてスタイラスペンの駆動電圧を変化させることによって筆圧情報を伝達する方法も考えられるが、この方法では、筆圧に応じて駆動電圧を変更する回路をペンに設ける必要が生じてしまう。ここで、ペン信号は小さいため、筆圧情報を伝達しないスタイラスペンであっても該スタイラスペンにおける駆動電圧は大きく設定されていることが通常である。このため、筆圧情報を伝達するスタイラスペンにおいては、駆動電圧をさらに大きくするために昇圧回路が必要となり、また、昇圧した電圧に耐え得るプロセスが必要となることから、コストアップの一因となる。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、スタイラスペンからタッチパネルコントローラに対して簡単な構成で付加情報を供給することのできるタッチパネルシステムを提供することにある。
　本発明の一態様に係るタッチパネルシステムは、Ｍ本の第１信号線と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線に交差するＫ本の第２信号線と（Ｋは複数）、前記第１信号線及び前記第２信号線の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル上をタッチするためのスタイラスペンと、前記スタイラスペンの位置を検出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、前記スタイラスペンは、第１符号系列に基づく第１駆動電圧、および、第２符号系列に基づく第２駆動電圧を生成する駆動回路と、前記第１駆動電圧および前記第２駆動電圧を多重化した多重化電圧により前記スタイラスペンのペン先を駆動する多重化回路と、を備え、前記多重化回路は、前記第１駆動電圧が印加される第１端子に一端が接続されて、前記スタイラスペンに関連する情報に基づいて抵抗値が変化する可変抵抗と、前記第２駆動電圧が印加される第２端子に一端が接続された固定抵抗と、前記固定抵抗の他端と前記可変抵抗の他端とに接続されて前記多重化電圧を出力する出力端子と、を有する。
　本発明の一態様に係るスタイラスペンは、Ｍ本の第１信号線と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線に交差するＫ本の第２信号線と（Ｋは複数）、前記第１信号線及び前記第２信号線の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル上をタッチするためのスタイラスペンであって、第１符号系列に基づく第１駆動電圧、および、第２符号系列に基づく第２駆動電圧を生成する駆動回路と、前記第１駆動電圧および前記第２駆動電圧を多重化した多重化電圧により前記スタイラスペンのペン先を駆動する多重化回路と、を備え、前記多重化回路は、前記第１駆動電圧が印加される第１端子に一端が接続されて、前記スタイラスペンに関連する情報に基づいて抵抗値が変化する可変抵抗と、前記第２駆動電圧が印加される第２端子に一端が接続された固定抵抗と、前記固定抵抗の他端と前記可変抵抗の他端とに接続されて前記多重化電圧を出力する出力端子と、を有する。
　本発明の一態様によれば、前記スタイラスペンの備える前記多重化回路は、前記第１駆動電圧および第２駆動電圧を、前記固定抵抗および前記可変抵抗の接続された出力端子から多重化電圧として出力し、当該多重化電圧により前記スタイラスペンのペン先を駆動する。つまり、前記スタイラスペンは、２つの符号系列を前記多重化回路において１つの多重化電圧に多重化し、当該多重化電圧によって前記ペン先を駆動する。
　したがって、前記スタイラスペンは、当該スタイラスペンに関連する情報（以下、付加情報）をタッチパネルコントローラに供給するために、付加情報を示す符号と位置を検出するための符号とを時間差で送信する必要がない。また、前記スタイラスペンは、高い耐圧性能も高い周波数の発振性能も必要ない。
　また、前記タッチパネルコントローラは、２つの符号系列に基づく駆動電圧が多重化された多重化電圧によって駆動される前記スタイラスペンのペン先の電圧から、前記スタイラスペンの位置を検出することができると共に、前記付加情報を検出することもできる。
　これにより、前記タッチパネルシステムは、前記スタイラスペンから前記タッチパネルコントローラに対して簡単な構成で付加情報を供給することができる。
本発明の一実施形態に係るタッチパネルシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るタッチパネルシステムに設けられたタッチパネルの構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るタッチパネルに接続された信号線とドライバに接続されたドライブライン及びセンスアンプに接続されたセンスラインとの接続切替のためのマルチプレクサの構成を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係るマルチプレクサの詳細な構成を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係るタッチパネルシステムに設けられたスタイラスペンの構成を模式的に示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るスタイラスペンに設けられているセンサ回路を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係るスタイラスペンの備える圧力センサの特性を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係るタッチパネルシステムに設けられたタッチパネルコントローラの駆動動作とスタイラスペンの駆動動作との対応関係を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るセンサ回路における、可変抵抗Ｒｐの値に対するセンサ回路の出力電圧Ｖｏｕｔの値の特性を示すグラフである。 可変抵抗Ｒｐの値に対する端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））と端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））の特性、並びに、可変抵抗Ｒｐの値に対するＲｐ／Ｒ及び復号後レベルＬ（Ｍ＋２）／復号後レベルＬ（Ｍ＋１）の特性を示すグラフである。 図１０に示すグラフにおける各曲線の具体的な値を示す表である。 本発明の一実施形態に係るタッチパネルシステムの備えるマルチプレクサおよび切替回路の構成を示すブロック図である。 本発明の他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。 本発明の一実施形態に係るタッチパネルシステムを符号長が７の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。
　＜実施形態１＞
　本発明の一実施形態について、図１～図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
　〔タッチパネルシステム１の構成〕
　図１は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１の構成を示すブロック図である。図２は、タッチパネルシステム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。
　タッチパネルシステム１は、図１に示すように、タッチパネル３とタッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５とを備えている。
　タッチパネル３は、図２に示すように、垂直方向に沿って互いに平行に配置された複数本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭ（第２信号線）と、水平方向に沿って互いに平行に配置された複数本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭ（第１信号線）と、信号線ＨＬ１～ＨＬＭと信号線ＶＬ１～ＶＬＭとの交点にそれぞれ形成される静電容量Ｃ１１～ＣＭＭとを備えている。タッチパネル３は、スタイラスペン１５を把持した手を着くことができる広さを有していることが好ましいが、スマートフォンに使用される大きさであってもよい。
　〔タッチパネルコントローラ２〕
　タッチパネルコントローラ２は、図１に示すように、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変換器８、容量分布計算部９（位置検出手段）、タッチ認識部１０（位置検出手段）、及び、ペン位置検出部１６を備えている。
　（ドライバ５）
　ドライバ５は、長さＮの（Ｍ＋２）個の符号系列のうちのＭ個の符号系列に基づいて、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに電圧を印加する。また、ドライバ５は、長さＮの（Ｍ＋２）個の符号系列のうちの残りの２個の符号系列を、スタイラスペン１５に供給する。
　なお、ドライバ５からスタイラスペン１５への符号系列の供給方法は、特に限定されるものではない。例えば、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５とが有線接続させている場合には、有線通信によって供給すればよいし、無線接続されている場合には、無線通信によって供給すればよい。
　ドライバ５は、信号線ＨＬ１～ＨＬＭを並列に駆動し、信号線ＶＬ１～ＶＬＭを並列に駆動する。
　（センスアンプ６）
　センスアンプ６は、第１駆動行程において、各静電容量Ｃ１１～ＣＭＭに対応する電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第１ペン信号）とに対応する線形和信号を、センスラインＳＬ１～ＳＬＭを通して読み出して、ＡＤ変換器８に供給する。
　センスアンプ６は、第２駆動行程において、各静電容量Ｃ１１～ＣＭＭに対応する電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第２ペン信号）とに対応する線形和信号を、センスラインＳＬ１～ＳＬＭを通して読み出して、ＡＤ変換器８に供給する。
　（マルチプレクサ４）
　マルチプレクサ４について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、タッチパネル３に接続された信号線ＨＬ１～ＨＬＭ、ＶＬ１～ＶＬＭとドライバ５に接続されたドライブラインＤＬ１～ＤＬＭ及びセンスアンプ６に接続されたセンスラインＳＬ１～ＳＬＭとの接続切替回路の構成を示す回路図である。
　マルチプレクサ４は、信号線ＨＬ１～ＨＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに接続し、信号線ＶＬ１～ＶＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１～ＳＬＭに接続する第１接続状態と、信号線ＨＬ１～ＨＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１～ＳＬＭに接続し、信号線ＶＬ１～ＶＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに接続する第２接続状態とを切替える。
　図４は、タッチパネルシステム１のタッチパネルコントローラ２に設けられたマルチプレクサ４の構成を示す回路図である。
　マルチプレクサ４は、直列に接続された４個のＣＭＯＳスイッチＳＷ１～ＳＷ４を有している。タイミングジェネレータ７からの制御線ＣＬは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ４のＮＭＯＳのゲートと、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ＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ４のＰＭＯＳのゲートとに接続されている。信号線ＨＬ１～ＨＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ２に接続されている。信号線ＶＬ１～ＶＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３・ＳＷ４に接続されている。ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ４に接続されている。センスラインＳＬ１～ＳＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２・ＳＷ３に接続されている。
　制御線ＣＬの信号をＬｏｗにすると、信号線ＨＬ１～ＨＬＭは、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭにつながり、信号線ＶＬ１～ＶＬＭは、センスラインＳＬ１～ＳＬＭにつながる。制御線ＣＬの信号をＨｉｇｈにすると、信号線ＨＬ１～ＨＬＭは、センスラインＳＬ１～ＳＬＭにつながり、信号線ＶＬ１～ＶＬＭは、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭにつながる。
　（ＡＤ変換器８）
　ＡＤ変換器８は、第１駆動行程において、信号線ＶＬ１～ＶＬＭ、センスラインＳＬ１～ＳＬＭを通して読み出される各静電容量Ｃ１１～ＣＭＭに対応する電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第１ペン信号）とに対応する線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部９に供給する。
　ＡＤ変換器８は、第２駆動行程において、信号線ＨＬ１～ＨＬＭ、センスラインＳＬ１～ＳＬＭを通して読み出される各静電容量Ｃ１１～ＣＭＭに対応する電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第２ペン信号）とに対応する線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部９に供給する。
　（容量分布計算部９、タッチ認識部１０）
　容量分布計算部９およびタッチ認識部１０は、タッチパネル３上をタッチするスタイラスペン１５（対象物）の位置を検出する。
　具体的には、容量分布計算部９は、第１ペン信号、及び第２ペン信号を含む線形和信号と、長さＮの（Ｍ＋２）個の符号系列とに基づいて、（１）タッチパネル３上の静電容量分布、（２）スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布、及び、（３）スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布を計算する。また、容量分布計算部９は、計算したタッチパネル３上の静電容量分布をタッチ認識部１０に供給すると共に、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布、及び、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布をペン位置検出部１６に供給する。
　タッチ認識部１０は、容量分布計算部９から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル３上のタッチされた位置を認識する。
　（ペン位置検出部１６）
　ペン位置検出部１６は、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布に基づいて、スタイラスペン１５の信号線ＨＬ１に沿った位置を検出する。また、ペン位置検出部１６は、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布に基づいて、スタイラスペン１５の信号線ＶＬ１に沿った位置を検出する。
　（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、ドライバ５の動作を規定する信号と、センスアンプ６の動作を規定する信号と、ＡＤ変換器８の動作を規定する信号とを生成して、ドライバ５、センスアンプ６、及びＡＤ変換器８に供給する。
　また、タイミングジェネレータ７は、スタイラスペン１５の動作とタッチパネルコントローラ２の動作とを同期させるため、同期信号を生成し、生成した同期信号をスタイラスペン１５に供給する。なお、タイミングジェネレータ７は、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５とが有線接続されている場合には、同期信号を有線通信によってスタイラスペン１５に供給すればよい。また、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５とが無線接続されている場合には、同期信号を無線通信によってスタイラスペン１５に供給すればよい。
　タッチパネルコントローラ２は、スタイラスペン１５の動作と同期を図るためのセンスモードにおいて、タッチパネル３を同期信号で駆動する。このとき、スタイラスペン１５は、タッチパネルコントローラ２から供給される同期信号によりタッチパネルコントローラ２との同期が取れ次第、予め決められた駆動タイミングでペン先３８を駆動する。なお、スタイラスペン１５の駆動の詳細については後述する。
　上述のようにして、タッチパネルコントローラ２は、ドライバ５を含む各部により、信号線ＨＬ１～ＨＬＭを並列に駆動し、信号線ＶＬ１～ＶＬＭを並列に駆動する。
　〔スタイラスペン１５〕
　次に、スタイラスペン１５の構成について、図５を参照して説明する。図５は、タッチパネルシステム１に設けられたスタイラスペン１５の構成を模式的に示すブロック図である。
　スタイラスペン１５は、図５に示すように、使用者が手で握るために略円筒状に形成された導電性の把持部２８を有するペン本体２７と、タッチ操作時にタッチパネル３に押し当てられるペン先部２９とを備えている。
　（ペン先部２９）
　ペン先部２９は、ペン先カバー３０と、ペン先軸３１とを有する。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。
　ペン先部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、軸方向に移動可能なガイド部材（不図示）に支持されている。タッチ操作時にペン先部２９をタッチパネル３に押し当てると、フェルト材から成るペン先カバー３０が凹んでペン先軸３１がタッチパネル３に押し込まれる。
　（ペン本体２７）
　スタイラスペン１５のペン本体２７は、センス回路２１（同期回路）と、同期信号検出回路２２（同期回路）と、タイミングジェネレータ２３（同期回路）と、動作切替スイッチ２４・２５と、ドライブ回路２６（駆動回路）と、センサ回路４０（多重化回路）とを有している。
　（ドライブ回路２６）
　ドライブ回路２６は、タッチパネルコントローラ２の備えるドライバ５と同期して、（Ｍ＋２）個の符号系列のうちの残りの２個の符号系列（第１符号系列、第２符号系列）から、２個の駆動電圧（第１駆動電圧、第２駆動電圧）を生成する。具体的には、ドライブ回路２６は、第１符号系列に基づく第１駆動電圧、及び、第２符号系列に基づく第２駆動電圧を生成する。ドライブ回路２６は、生成した２個の駆動電圧を、センサ回路４０に印加する。
　スタイラスペン１５は、センス回路２１によりタッチパネルコントローラ２から同期信号を取得し、同期信号検出回路２２に当該同期信号を供給する。同期信号検出回路２２によりタッチパネルコントローラ２との同期が取れると、タイミングジェネレータ２３が予め決められた駆動タイミングでドライブ回路２６を駆動する。ドライブ回路２６は２個の符号系列から生成した２個の駆動電圧をセンサ回路４０に印加し、センサ回路４０は印加された２つの駆動電圧を多重化した多重化電圧によりペン先３８を駆動する。
　（センサ回路４０）
　センサ回路４０は、ドライブ回路２６から供給される２個の駆動電圧を多重化した多重化電圧によりスタイラスペン１５のペン先３８を駆動する。センサ回路４０は、図６に示すように、筆圧を検知するための圧力センサ４１を有する分圧回路である。図６は、スタイラスペン１５に設けられているセンサ回路４０を示す回路図である。
　圧力センサ４１は、図６に示すように、スタイラスペン１５がタッチパネル３に接触している時の圧力（筆圧）（スタイラスペンに関連する情報（付加情報））に応じて抵抗値が変化する可変抵抗Ｒｐを有しており、筆圧を可変抵抗Ｒｐの抵抗値として検出する。センサ回路４０は、また、図６に示すように、抵抗Ｒ（固定抵抗）を備えている。
　可変抵抗Ｒｐの一端および抵抗Ｒの一端は、出力端子Ｖｏｕｔに接続されている。また、可変抵抗Ｒｐの他の一端は端子Ｄ（Ｍ＋１）（第１端子）に接続され、抵抗Ｒの他の一端は端子Ｄ（Ｍ＋２）（第２端子）に接続されている。
　なお、本実施形態における圧力センサ４１は、図７に示すように、検出される圧力が高くなるにつれて可変抵抗Ｒｐの値が小さくなる特性を有している。図７は、本実施形態に係るスタイラスペン１５の備える圧力センサ４１の特性を示すグラフである。
　（ペン先３８の駆動）
　ここで、ドライブ回路２６及びセンサ回路４０によるペン先３８の駆動について説明する。
　ドライブ回路２６は、長さＮの（Ｍ＋２）個の符号系列のうちの残りの２個の符号系列からそれぞれ生成した第１駆動電圧Ｖ（Ｍ＋１）および第２駆動電圧Ｖ（Ｍ＋２）を、センサ回路４０の備える端子Ｄ（Ｍ＋１）及びＤ（Ｍ＋２）にそれぞれ印加する。センサ回路４０は、端子Ｄ（Ｍ＋１）に印加される電圧Ｖ（Ｍ＋１）と、端子Ｄ（Ｍ＋２）に印加される電圧Ｖ（Ｍ＋１）とを多重化（つまり、可変抵抗Ｒｐ及び抵抗Ｒにより分圧）した多重化電圧Ｖｏｕｔを、出力端子Ｖｏｕｔから動作切替スイッチ２５を介してペン先３８に供給する。
　このとき、ペン先３８を駆動するためにセンサ回路４０から出力される多重化電圧Ｖｏｕｔは、下記式（１）により表される。
　　Ｖｏｕｔ＝｛Ｒ×Ｖ（Ｍ＋１）＋Ｒｐ×Ｖ（Ｍ＋２）｝／（Ｒ＋Ｒｐ）　…（１）
　式（１）より、多重化電圧Ｖｏｕｔは、ドライブ回路２６からセンサ回路４０に印加される第１駆動電圧Ｖ（Ｍ＋１）および第２駆動電圧Ｖ（Ｍ＋２）から、Ｒ：Ｒｐの比によって定まることになる。換言すれば、多重化電圧Ｖｏｕｔは、圧力センサ４１によって検出される筆圧（可変抵抗Ｒｐの値）に応じて変化する。なお、図６に示す抵抗Ｒも可変抵抗とし、Ｒ＋Ｒｐの値が一定になる構成としてもよい。
　タッチパネルコントローラ２は、スタイラスペン１５のペン先３８を駆動する多重化電圧Ｖｏｕｔの復号結果から、筆圧を推測することができる。
　上記の構成によれば、センサ回路４０は、２つの駆動電圧を、抵抗Ｒおよび可変抵抗Ｒｐにより多重化して出力する多重化電圧によりスタイラスペン１５のペン先３８を駆動する。したがって、スタイラスペン１５は、圧力情報をタッチパネルコントローラ２に供給するために、圧力情報を示す符号と位置を検出するための符号とを時間差で送信する必要もなければ、高い耐圧性能も高い周波数の発振性能も必要ない。
　〔タッチパネルシステム１の動作〕
　図８は、タッチパネルコントローラ２の駆動動作とスタイラスペン１５の駆動動作との対応関係を説明するための図である。
　スタイラスペン１５の駆動動作の期間は、同期信号検出回路２２により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ためのセンスモード期間と、ドライブ回路２６によりペン先３８を駆動する駆動モード期間とを含む。タッチパネルコントローラ２が同期信号を出力する期間おいては、ドライバ５は全ドライブライン、もしくは、全ライン（図２の例では、ＨＬ１～ＨＬＭおよび、ＶＬ１～ＶＬＭ）を同じ波形（同期信号）で駆動する。なお、全ラインを同じ波形で駆動する構成の詳細については、後述する。
　同期信号検出回路２２が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と、スタイラスペン１５は、駆動モード期間に移行する。
　このとき、タッチパネルコントローラ２は、全ラインを同じ波形（同期信号）で駆動する同期信号を出力する期間の終了後に信号線ＨＬ１～ＨＬＭを駆動する。すなわち、水平方向のライン（信号線ＨＬ１～ＨＬＭ）をドライブし、垂直方向のライン（信号線ＶＬ１～ＶＬＭ）をセンスする期間に移行する。そして再び、全ラインを同じ波形（同期信号）で駆動する期間に移行し、その期間が終了すれば、次に信号線ＶＬ１～ＶＬＭを駆動する。すなわち、垂直方向のライン（信号線ＶＬ１～ＶＬＭ）をドライブし、水平方向のライン（信号線ＨＬ１～ＨＬＭ）をセンスする駆動モード期間に移行する。
　スタイラスペン１５のドライブ回路２６は、駆動モード期間において、タッチパネルコントローラ２の駆動に同期して、ペン先３８を駆動する。
　〔符号の多重化〕
　次に、スタイラスペン１５のペン先３８に印加される多重化電圧について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係るセンサ回路４０における、可変抵抗Ｒｐの値（つまり、圧力センサ４１によって検出される筆圧の変化）に対するセンサ回路４０の出力電圧（多重化電圧Ｖｏｕｔ）の値の特性を示すグラフである。なお、以下では、Ｒ＝１０（ｋΩ）である場合を例に挙げて説明する。
　図９のグラフＡに示すように、第１駆動電圧Ｖ（Ｍ＋１）＝０及び第２駆動電圧Ｖ（Ｍ＋２）＝０である場合、駆動電圧Ｖｏｕｔの値は、可変抵抗Ｒｐの値の変化に係らず、０で一定となる。
　グラフＢに示すように、第１駆動電圧Ｖ（Ｍ＋１）＝０及び第２駆動電圧Ｖ（Ｍ＋２）＝１である場合、多重化電圧Ｖｏｕｔの値は、可変抵抗Ｒｐの値の増加に応じて指数関数的に増加する。
　グラフＣに示すように、第１駆動電圧Ｖ（Ｍ＋１）＝１及び第２駆動電圧Ｖ（Ｍ＋２）＝０である場合、多重化電圧Ｖｏｕｔの値は、可変抵抗Ｒｐの値の増加に応じて指数関数的に減少する。
　グラフＤに示すように、第１駆動電圧Ｖ（Ｍ＋１）＝１及び第２駆動電圧Ｖ（Ｍ＋２）＝１である場合、多重化電圧Ｖｏｕｔの値は、可変抵抗Ｒｐの値の変化に係らず、１で一定となる。
　センサ回路４０は、図９に示すように、第１駆動電圧Ｖ（Ｍ＋１）および第２駆動電圧Ｖ（Ｍ＋２）を多重化した多重化電圧Ｖｏｕｔにより、スタイラスペン１５のペン先３８を駆動する。
　（タッチパネルコントローラ２における多重化された駆動電圧の検出）
　上述のように、スタイラスペン１５のペン先３８は、２つの駆動電圧が多重化された多重化電圧により駆動される。このため、タッチパネルコントローラ２のペン位置検出部１６において検出される、スタイラスペン１５と信号線ＶＬ１～ＶＬＭ及び信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布も、ペン先３８が多重化されていない１つの符号系列から生成される駆動電圧で駆動される場合の静電容量の分布と異なることになる。
　以下に、タッチパネルコントローラ２における、筆圧情報の検出（算出）について、図１０を参照して説明する。なお、図１０では、ドライバ５が、符号長が１２７のＭ系列にてタッチパネル３を駆動する場合に、タッチパネルコントローラ２において検出され、復号されるスタイラスペン１５の多重化特性を示している。
　まず、Ｍ系列を用いたタッチパネルシステム１の駆動について、図１４を参照して説明する。図１４は、タッチパネルシステム１を符号長が７の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系列符号により静電容量を並列駆動することによっても静電容量を推定することができる。式（２）～式（４）に示すように、線形和信号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。本実施形態では、「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、２ｎ－１である。
　タッチパネルコントローラ２は、Ｃｎ（ｎは１～７）の容量を求めるには、図１４の式（４）に示す演算を実行すれば良い。つまり、タッチパネルコントローラ２は、求めたい容量を駆動した符号を用いた積和演算を実行すれば良い。
　具体的にＣ１を求める場合について説明する。Ｃ１は、（線形和信号Ｙ１を得る）第１の時刻に－１で駆動され、（線形和信号Ｙ２を得る）第２の時刻に－１で駆動され、（線形和信号Ｙ３を得る）第３の時刻に＋１で駆動され、（線形和信号Ｙ４を得る）第４の時刻に＋１で駆動され、（線形和信号Ｙ５を得る）第５の時刻に＋１で駆動され、（線形和信号Ｙ６を得る）第６の時刻に－１で駆動され、（線形和信号Ｙ７を得る）第７の時刻に＋１で駆動される。
　Ｃ１の容量値を求めるために、復号の積和演算では、
　　線形和信号Ｙ１は－１で駆動しているので、－Ｙ１
　　線形和信号Ｙ２は－１で駆動しているので、－Ｙ２
　　線形和信号Ｙ３は＋１で駆動しているので、＋Ｙ３
　　線形和信号Ｙ４は＋１で駆動しているので、＋Ｙ４
　　線形和信号Ｙ５は＋１で駆動しているので、＋Ｙ５
　　線形和信号Ｙ６は－１で駆動しているので、－Ｙ６
　　線形和信号Ｙ７は＋１で駆動しているので、＋Ｙ７
とする。上記の演算は、式（４）の右辺の演算の一部を表現している。
　式（４）の一部を演算すると、
　　７Ｃ１－Ｃ２－Ｃ３－Ｃ４－Ｃ５－Ｃ６－Ｃ７＝―Ｙ１－Ｙ２＋Ｙ３＋Ｙ４＋Ｙ５－Ｙ６＋Ｙ７
となる。ここで、
　　７Ｃ１－Ｃ２－Ｃ３－Ｃ４－Ｃ５－Ｃ６－Ｃ７≒７Ｃ１
であることから、
　　７Ｃ１≒―Ｙ１－Ｙ２＋Ｙ３＋Ｙ４＋Ｙ５－Ｙ６＋Ｙ７
となる。
　同様にＣ２の容量を求めるには、
　　―Ｃ１＋７Ｃ２－Ｃ３－Ｃ４－Ｃ５－Ｃ６－Ｃ７＝Ｙ１－Ｙ２－Ｙ３＋Ｙ４＋Ｙ５＋Ｙ６－Ｙ７
となる。ここで、
　　－Ｃ１＋７Ｃ２－Ｃ３－Ｃ４－Ｃ５－Ｃ６－Ｃ７≒７Ｃ２
であることから、
　　７Ｃ２≒Ｙ１－Ｙ２－Ｙ３＋Ｙ４＋Ｙ５＋Ｙ６－Ｙ７
となる。
　上記の内容を整理すると、タッチパネルコントローラ２は、求めたい容量に対して、駆動した符号を用いて線形和信号の積和演算を行う。その結果、求めたい容量値の係数が７になり、他の容量の係数は－１となる。上記は符号長が７の場合の例であるが、符号長が１２７の場合は、求めたい容量値の係数が１２７になり、他の容量の係数はすべて－１となる。
　図１０は、駆動符号に符号長１２７のＭ系列を用いた場合の可変抵抗Ｒｐの値に対する端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））と端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））の特性、並びに、可変抵抗Ｒｐの値に対するＲｐ／Ｒ及び復号後レベルＬ（Ｍ＋２）／復号後レベルＬ（Ｍ＋１）の特性を示すグラフである。図１１は、図１０に示すグラフにおける各曲線の具体的な値を示す表である。
　なお、本実施形態では、符号長が１２７であるＭ系列を、Ｍ１２７系列とも記載している。
　図１０において、グラフＥは、センサ回路４０において可変抵抗Ｒｐに供給されるＤ（Ｍ＋１）の符号と、抵抗Ｒに供給されるＤ（Ｍ＋２）の符号とを多重化してペン先３８を駆動したときの、可変抵抗Ｒｐの値に対する端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））の特性を示している。また、グラフＦは、センサ回路４０において可変抵抗Ｒｐに供給されるＤ（Ｍ＋１）の符号と、抵抗Ｒに供給されるＤ（Ｍ＋２）の符号とを多重化してペン先３８を駆動したときの、可変抵抗Ｒｐの値に対する端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））の特性を示している。
　なお、同じ値の可変抵抗Ｒｐに対するグラフＥ及びグラフＦの復号後レベルの値の和は、図１１に示すように、端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））と端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））の和は、１２６で一定である。
　図１０のグラフＥ及び図１１に示すように、可変抵抗Ｒｐの値が０である場合、タッチパネルコントローラ２において検出される端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））＝１２７である。また、可変抵抗Ｒｐの値が増加するにつれて多重化電圧の復号後レベルは指数関数的に減少する。
　図１０のグラフＦ及び図１１に示すように、可変抵抗Ｒｐの値が０である場合、タッチパネルコントローラ２において検出される端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））＝－１である。また、可変抵抗Ｒｐの値が増加するにつれて多重化電圧の復号後レベルは指数関数的に増加する。
　なお、図１０に示すように、可変抵抗Ｒｐ＝１０ｋΩであるとき、Ｒｐ：Ｒ＝５０：５０となり、グラフＥ及びグラフＦの復号後レベルは「６３」となる。
　また、図１０において、グラフＧは、可変抵抗Ｒｐの値に対する端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））／端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））（復号後レベルＬ（Ｍ＋１）の値に対する復号後レベルＬ（Ｍ＋２）の値の比率）の値の特性を示す。グラフＨは、可変抵抗Ｒｐの値に対する復号後のＲｐ／Ｒ（抵抗Ｒに対する可変抵抗Ｒｐの値の比率）の値の特性を示す。
　ここで、本実施形態においては、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭを長さＮの（Ｍ＋２）個の符号系列のうちのＭ個の符号系列を用いて駆動すると共に、スタイラスペン１５を残りの２個の符号系列を用いて駆動し、上記長さＮの（Ｍ＋２）個の符号系列を用いて復号している。このため、図１０及び図１１に示すように、可変抵抗Ｒｐ＝０の場合において、回り込み成分を表すＬ（Ｍ＋２）＝－１が存在する。
　しかし、グラフＧ及びグラフＨに示すように、回り込み成分によりＬ（Ｍ＋２）／Ｌ（Ｍ＋１）の値と可変抵抗Ｒｐ／固定抵抗Ｒの値とに誤差が生じることになるものの、可変抵抗Ｒｐの値が３ｋΩ～３５ｋΩの範囲では、その誤差は無視できる程度であることが分かる。
　このことから、本実施形態では、図１０の双方向矢印に示すように、スタイラスペン１５の備える圧力センサ４１の筆圧の検出可能な範囲を５０ｇ～８００ｇの範囲、つまり、可変抵抗Ｒｐの値の変化可能な範囲を３ｋΩ～３５ｋΩの範囲としている。
　なお、図１１に示すＬ（Ｍ＋２）／Ｌ（Ｍ＋１）の値と可変抵抗Ｒｐ／固定抵抗Ｒとの相関関係から補正係数を算出して、Ｌ（Ｍ＋２）／Ｌ（Ｍ＋１）の値と補正係数を用いて、可変抵抗Ｒｐ／固定抵抗Ｒの値を推定する構成としても良い。
　〔筆圧情報の算出〕
　図１０及び図１１に示すように、例えば、端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））が約４７であり、端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））が約７９である場合、Ｌ（Ｍ＋２）／Ｌ（Ｍ＋１）の値が０．５９程度になるので、可変抵抗Ｒｐの値は約６（ｋΩ）である。また、端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））が約８７であり、端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））が約３９であるときには、Ｌ（Ｍ＋２）／Ｌ（Ｍ＋１）の値が２．２３程度になるので、可変抵抗Ｒｐの値は約２２（ｋΩ）である。このように、タッチパネルコントローラ２は、端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））および端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））の比から可変抵抗Ｒｐの値を算出することにより、スタイラスペン１５から供給される筆圧情報の値を算出することができる。
　これにより、タッチパネルシステム１は、スタイラスペン１５からタッチパネルコントローラ２に対して、簡単な構成で筆圧情報を供給することができる。そして、タッチパネルコントローラ２は、多重化電圧によって駆動されるスタイラスペン１５のペン先３８と各信号線との間の静電容量に基づく信号から、スタイラスペン１５の位置を検出することができると共に、筆圧情報を検出することもできる。
　なお、本実施形態では、端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））および端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））の比から可変抵抗Ｒｐの値を算出する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図１０に示すグラフ、又は、図１１に示す表のように、端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））および端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））の比と可変抵抗Ｒｐとを関連付けたテーブルが不図示の記憶部に格納されていてもよい。この場合には、タッチパネルコントローラ２は、端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））および端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））の比に関連付けられた可変対向Ｒｐの値をテーブルから読み出すことにより、筆圧情報を取得すればよい。
　また、本実施形態では、説明の簡単化のため、タッチパネル３に信号線（第２信号線）が、信号線ＨＬ１～ＨＬＭの本数と同じＭ本（ＶＬ１～ＶＬＭ）備えられている場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、信号線ＨＬ１～ＨＬＭの本数と異なるＫ本（ＶＬ１～ＶＬＫ）の信号線が設けられている構成を採用することもできる。この場合には、信号線ＨＬ１～ＨＬＭと信号線ＶＬ１～ＶＬＫとの交点のそれぞれに（Ｍ×Ｋ）個の静電容量Ｃ１１～ＣＭＫが形成される。
　＜変形例１＞
　ここで、タッチパネルコントローラ２において全ラインを同じ波形（同期信号）で駆動する変形例の構成について、図１２を参照して説明する。図１２に示すように、本実施形態に係るタッチパネルコントローラ２は、全ラインを同じ波形で駆動するために、切替回路１８を備えている。図１２は、本実施形態に係るタッチパネルコントローラ２の備えるマルチプレクサ４および切替回路１８の構成を示すブロック図である。
　なお、スタイラスペン１５のセンス動作を容易にするために、タッチパネルコントローラ２が同期信号を出力する時には、前述したように、タッチパネルコントローラ２は、タッチパネル３の全面（信号線ＶＬ１～ＶＬＭ、および信号線ＨＬ１～ＨＬＭ）を駆動する構成にしても良い。スタイラスペン１５が取得できる信号レベルをあげることができ、センスモードの動作がより容易になるためである。
　切替回路１８は、直列に接続された２個のＣＭＯＳスイッチＳＷ５～ＳＷ６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Ｓｙｎｃ＿Ｅｎは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ５のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ６のＮＭＯＳのゲートと、反転器ｉｎｖ２の入力とに接続されている。反転器ｉｎｖ２の出力は、ＣＭＯＳスイッチＳＷ５のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ６のＰＭＯＳのゲートとに接続されている。マルチプレクサ４からの信号線は、ＣＭＯＳスイッチＳＷ５・ＳＷ６に接続されている。ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ６に接続されている。センスラインＳＬ１～ＳＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ５に接続されている。
　タッチパネル３の信号線ＶＬ１～ＶＬＭおよび信号線ＨＬ１～ＨＬＭの双方を駆動する構成では、ドライバ５がドライブラインＤＬ１～ＤＬＭを介して信号線ＶＬ１～ＶＬＭ及び信号線ＨＬ１～ＨＬＭを同時に駆動する。図１２に示すように、切替回路１８を追加する。切替回路１８は、タッチパネルコントローラ２が同期信号をスタイラスペン１５に出力する時には、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭをマルチプレクサ４に接続する。この結果、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭを信号線ＶＬ１～ＶＬＭおよび信号線ＨＬ１～ＨＬＭの双方に接続することができる。
　容量情報を収集するタイミング時（第１駆動工程および第２駆動工程の実施時）には、センスラインＳＬ１～ＳＬＭが、切替回路１８によりマルチプレクサ４に接続される。この結果、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭが信号線ＨＬ１～ＨＬＭに接続され、センスラインＳＬ１～ＳＬＭが信号線ＶＬ１～ＶＬＭに接続される第１接続状態と、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭが信号線ＶＬ１～ＶＬＭに接続され、センスラインＳＬ１～ＳＬＭが信号線ＨＬ１～ＨＬＭに接続される第２接続状態とが、マルチプレクサ４により切り替えられる。
　＜変形例２＞
　本実施形態では、スタイラスペン１５が圧力センサ４１を備えており、付加情報として筆圧情報をスタイラスペン１５からタッチパネル３へ（より具体的には、タッチパネル３を介してタッチパネルコントローラ２へ）供給する構成を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、スタイラスペン１５が傾きセンサ（不図示）を備え、スタイラスペン１５の傾き情報を付加情報としてタッチパネル３へ供給する構成としてもよい。
　また、スタイラスペン１５がペン本体２７のどの位置をユーザにより把持されているかを検出し、検出した把持位置に応じた色を付加情報としてタッチパネル３へ供給する構成としてもよい。さらに、スタイラスペン１５がボタン（不図示）を備え、ボタンが押下されたことを示す情報を付加情報としてタッチパネル３へ供給してもよい。
　なお、本変形例においては、付加情報の値に応じて変更された駆動電圧によって付加情報が供給される構成であれば、その供給方法は特に限定されるものではない。例えば、駆動電圧を２５６階調に分割し、２５６階調中に占める駆動電圧と付加情報との比率によって付加情報を供給してもよい。
　＜変形例３＞
　なお、本実施形態においては、タッチパネルシステム１がスタイラスペン１５を１本備える構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、スタイラスペン１５を複数備える構成を採用することもできる。
　この場合には、各スタイラスペン１５に供給される長さＮの２個の符号系列のうち、１個の符号系列を共通のものとしてもよい。
　例えば、スタイラスペン１５を２本備えるタッチパネルシステム１において、各スタイラスペン１５に長さＮの２個の符号系列を供給する場合、タッチパネルコントローラ２は、スタイラスペン１５を駆動させるために合計４個の符号系列が必要となる。これに対し、長さＮの２個の符号系列のうち１個の符号系列を共通とした場合、タッチパネルコントローラ２は、合計３個の符号系列を用意すればよい。
　すなわち、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）のスタイラスペン１５を備えるタッチパネルシステム１において、各スタイラスペン１５に供給する２個の符号系列のうち１個の符号系列を共通とすることにより、タッチパネルコントローラ２は、合計Ｎ＋１個の符号系列によりＮ本のスタイラスペン１５を駆動すればよい。
　これにより、タッチパネルシステム１は、スタイラスペン１５の本数の増加に伴う符号系列の増加を最小限に留めることができる。
　なお、上記の構成においては、例えば、タッチパネル３上のタッチ位置を検出するために各スタイラスペン１５に供給される符号系列をＤ（Ｍ＋１）、Ｄ（Ｍ＋２）、Ｄ（Ｍ＋３）とする。このとき、第一のスタイラスペンはＤ（Ｍ＋１）およびＤ（Ｍ＋２）の２つの符号の多重化電圧でペン先３８を駆動し、タッチパネルコントローラ２は、端子Ｄ（Ｍ＋１）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋１））および端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））の比から筆圧情報を算出する。また、第二のスタイラスペンはＤ（Ｍ＋２）およびＤ（Ｍ＋３）の２つの符号の多重化電圧でペン先３８を駆動し、タッチパネルコントローラ２は、端子Ｄ（Ｍ＋２）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋２））および端子Ｄ（Ｍ＋３）を駆動した符号で復号した復号後レベル（Ｌ（Ｍ＋３））の比から筆圧情報を算出する。これにより、複数のスタイラスペン１５がタッチパネル３上をタッチしている場合でも、各スタイラスペン１５を個別に検出することができると共に、各スタイラスペン１５の筆圧情報を検出することもできる。
　＜変形例４＞
　本実施形態では、タッチパネルシステム１がスタイラスペン１５を１本備える構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スタイラスペン１５を複数備えていてもよい。また、タッチパネルシステム１は、当該タッチパネルシステム１において使用可能なスタイラスペン１５を追加可能であってもよい。例えば、１本のスタイラスペン１５を備えるタッチパネルシステム１において、更に１本のスタイラスペン１５を追加することにより、２本のスタイラスペン１５を備えるタッチパネルシステム１とすることができる構成であってもよい。
　しかし、タッチパネルシステム１においてスタイラスペン１５の本数が増えるに従い、各スタイラスペン１５に供給するための符号系列の数も増えることになる。また、符号系列の数の増加は、スタイラスペン１５から複数の付加情報を供給する場合に、特に顕著になる。
　本変形例に係るタッチパネルシステム１の備えるタッチパネルコントローラ２は、例えば、スタイラスペン１５を追加することによって当該スタイラスペン１５の数が所定の数を超えた場合に、所定の数を超えたスタイラスペン１５には符号系列を供給しないペン専用モードに遷移してもよい。つまり、本変形例に係るタッチパネルシステム１の備えるスタイラスペン１５であって、所定の数を超えたスタイラスペン１５は、符号系列により駆動されない。このとき、所定の数を超えたスタイラスペン１５のみをペン専用モードとしてもよいし、全てのスタイラスペン１５をペン専用モードとしてもよい。
　上述の構成によれば、タッチパネルシステム１において、スタイラスペン１５の本数が多い場合でも、所定の数までのスタイラスペン１５については符号系列によって駆動させることができる一方、所定の数を超えたスタイラスペン１５については、従来の（駆動しない）タッチペンとして使用することができる。これにより、タッチパネルシステム１に所定の数を上回るスタイラスペン１５を設ける場合であっても、タッチパネルコントローラ２は、全てのスタイラスペン１５のタッチ操作を受け付けることができる。
　＜実施形態２＞
　本発明の実施形態２について図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図１３は、本実施形態に係る携帯電話機６０の構成を示すブロック図である。
　携帯電話機６０（電子機器）は、ＣＰＵ６５と、ＲＡＭ７３と、ＲＯＭ７２と、カメラ６６と、マイクロフォン６７と、スピーカ６８と、操作キー６９と、表示パネル７０と、表示制御回路７１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。
　ＣＰＵ６５は、携帯電話機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。操作キー６９は、携帯電話機６０のユーザによる指示の入力を受ける。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、または操作キー６９を介して入力されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ７２は、データを不揮発的に格納する。
　また、ＲＯＭ７２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１３には示していないが、携帯電話機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イス（ＩＦ）を備える構成としてもよい。
　カメラ６６は、ユーザの操作キー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６７は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機６０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６０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６８は、たとえば、ＲＡＭ７３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３と静電容量または静電容量差を検出するタッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５とを有している。ＣＰＵ６５は、タッチパネルシステム１の動作を制御する。表示パネル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に重ねられているか、タッチパネル３を内蔵している。なお、タッチ認識部１０により生成されてタッチパネル３上のタッチ位置を示すタッチ認識信号に、操作キー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。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係るタッチパネルシステム（タッチパネルシステム１）は、Ｍ本の第１信号線と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線に交差するＫ本の第２信号線と（Ｋは複数）、前記第１信号線及び前記第２信号線の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル（タッチパネル３）上をタッチするためのスタイラスペン（スタイラスペン１５）と、前記スタイラスペンの位置を検出するタッチパネルコントローラ（タッチパネルコントローラ２）と、を備えたタッチパネルシステムであって、前記スタイラスペンは、長さＮ（Ｎは複数）の（Ｍ＋２）個の符号系列のうちの１個を表す第１符号系列に基づく第１駆動電圧、および、前記長さＮの（Ｍ＋２）個の符号系列のうちの他の１個を表す第２符号系列に基づく第２駆動電圧を生成する駆動回路（ドライブ回路２６）と、前記第１駆動電圧および前記第２駆動電圧を多重化した多重化電圧により前記スタイラスペンのペン先（ペン先３８）を駆動する多重化回路（センサ回路４０）と、を備え、前記多重化回路は、前記第１駆動電圧が印加される第１端子に一端が接続されて、前記スタイラスペンに関連する情報（筆圧情報、付加情報）に基づいて抵抗値が変化する可変抵抗（可変抵抗Ｒｐ）と、前記第２駆動電圧が印加される第２端子に一端が接続された固定抵抗（抵抗Ｒ）と、前記固定抵抗の他端と前記可変抵抗の他端とに接続されて前記多重化電圧を出力する出力端子と、を有する。
　上記の構成によれば、前記スタイラスペンの備える前記多重化回路は、前記第１駆動電圧および第２駆動電圧を、前記固定抵抗および前記可変抵抗の接続された出力端子から多重化電圧として出力し、当該多重化電圧により前記スタイラスペンのペン先を駆動する。つまり、前記スタイラスペンは、２つの符号系列を前記多重化回路において１つの多重化電圧に多重化し、当該多重化電圧によって前記ペン先を駆動する。
　したがって、前記スタイラスペンは、当該スタイラスペンに関連する情報（以下、付加情報）をタッチパネルコントローラに供給するために、付加情報を示す符号と位置を検出するための符号とを時間差で送信する必要がない。また、前記スタイラスペンは、高い耐圧性能も高い周波数の発振性能も必要ない。
　また、前記タッチパネルコントローラは、２つの符号系列に基づく駆動電圧が多重化された多重化電圧によって駆動される前記スタイラスペンのペン先の電圧から、前記スタイラスペンの位置を検出することができると共に、前記付加情報を検出することもできる。
　これにより、前記タッチパネルシステムは、前記スタイラスペンから前記タッチパネルコントローラに対して、簡単な構成で付加情報を供給することができる。
　本発明の態様２に係るタッチパネルシステムにおいて、上記態様１における前記スタイラスペンに関連する情報は、前記ペン先に加わる筆圧を表す情報（筆圧情報）であってもよい。
　上記の構成によれば、前記スタイラスペンのペン先に加わる筆圧は、前記多重化回路において、そのまま前記可変抵抗の抵抗値として検出される。つまり、前記多重化回路は、前記ペン先に加わる筆圧を前記可変抵抗の抵抗値としてそのまま２つの駆動電圧の多重化に利用することができる。
　したがって、前記多重化回路は、前記ペン先に加わる筆圧が急激に変化した場合であっても、多重化電圧を、その急激な変化に追随して変化させることができる。
　本発明の態様３に係るタッチパネルシステムにおいて、上記態様１または２における前記タッチパネルコントローラは、センスモード期間において同期信号により前記Ｍ本の第１信号線を駆動した後、駆動モード期間において、符号系列に基づいて前記Ｍ本の第１信号線を駆動して、前記静電容量に蓄積された電荷に基づく第１線形和信号を前記Ｋ本の第２信号線に沿って出力させ、次のセンスモード期間において前記同期信号により前記Ｋ本の第２信号線を駆動した後、次の駆動モード期間において、前記符号系列に基づいて前記Ｋ本の第２信号線を駆動して、前記静電容量に蓄積された電荷に基づく第２線形和信号を前記Ｍ本の第１信号線に沿って出力させるドライバと、前記第１線形和信号と前記第２線形和信号とに基づいて、前記タッチパネル上をタッチした対象物の位置を検出する位置検出手段（容量分布計算部９、タッチ認識部１０）と、を備え、前記スタイラスペンは、前記同期信号を受け取る同期回路（センス回路２１、同期信号検出回路２２、タイミングジェネレータ２３）を備え、前記駆動回路は、前記同期回路の出力に基づいて、前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧とを生成する。
　上記の構成によれば、前記多重化回路は、前記駆動回路によって前記同期回路の出力に基づいて生成された前記第１駆動電圧および第２駆動電圧を多重化した多重化電圧によりペン先を駆動する。このため、前記スタイラスペンは、タッチパネルコントローラによる第１信号線又は第２信号線の駆動に同期してペン先を良好に駆動することができる。
　本発明の態様４に係るタッチパネルシステムは、上記態様３において、前記ドライバは、前記Ｍ本の第１信号線を並列に駆動し、前記Ｋ本の第２信号線を並列に駆動してもよい。
　上記の構成によれば、前記ドライバを備える前記タッチパネルコントローラは、並列駆動方式のタッチパネル上をタッチするスタイラスペンのペン先の駆動に基づく信号を良好に検出することができる。
　本発明の態様５に係るスタイラスペンは、Ｍ本の第１信号線と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線に交差するＫ本の第２信号線と（Ｋは複数）、前記第１信号線及び前記第２信号線の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル上をタッチするためのスタイラスペンであって、第１符号系列に基づく第１駆動電圧と、第２符号系列に基づく第２駆動電圧とを生成する駆動回路と、前記第１駆動電圧および前記第２駆動電圧を多重化した多重化電圧により前記スタイラスペンのペン先を駆動する多重化回路と、を備え、前記多重化回路は、前記第１駆動電圧が印加される第１端子に一端が接続されて、前記スタイラスペンに関連する情報に基づいて抵抗値が変化する可変抵抗と、前記第２駆動電圧が印加される第２端子に一端が接続された固定抵抗と、前記固定抵抗の他端と前記可変抵抗の他端とに接続されて前記多重化電圧を出力する出力端子と、を有する。
　また、本発明の態様６に係る電子機器は、上記態様１に係るタッチパネルシステムを備えている。
　上記の構成によれば、上記態様１に係るタッチパネルシステムと同様の効果を奏する。
　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、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ためのスタイラスペン及びこれを用いたタッチパネルシステムに利用することができ、特に、複数の第１信号線と複数の第２信号線とを交互に駆動するタッチパネル上をタッチするためのスタイラスペン及びこれを用いたタッチパネルシステム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
　４　　　マルチプレクサ
　５　　　ドライバ
　６　　　センスアンプ
　７　　　タイミングジェネレータ
　８　　　ＡＤ変換器
　９　　　容量分布計算部（位置検出手段）
　１０　　タッチ認識部（位置検出手段）
　１５　　スタイラスペン
　１６　　ペン位置検出部
　２１　　センス回路（同期回路）
　２２　　同期信号検出回路（同期回路）
　２３　　タイミングジェネレータ（同期回路）
　２６　　ドライブ回路（駆動回路）
　２７　　ペン本体
　２８　　把持部
　２９　　ペン先部
　３０　　ペン先カバー
　３１　　ペン先軸
　３２　　絶縁体
　３８　　ペン先
　４０　　センサ回路（多重化回路）
　４１　　圧力センサ
　６０　　携帯電話機（電子機器）

Claims (6)

  1. 　Ｍ本の第１信号線と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線に交差するＫ本の第２信号線と（Ｋは複数）、前記第１信号線及び前記第２信号線の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル上をタッチするためのスタイラスペンと、
    　前記スタイラスペンの位置を検出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、
    　前記スタイラスペンは、
    　　長さＮ（Ｎは複数）の（Ｍ＋２）個の符号系列のうちの１個を表す第１符号系列に基づく第１駆動電圧、および、前記長さＮの（Ｍ＋２）個の符号系列のうちの他の１個を表す第２符号系列に基づく第２駆動電圧を生成する駆動回路と、
    　　前記第１駆動電圧および前記第２駆動電圧を多重化した多重化電圧により前記スタイラスペンのペン先を駆動する多重化回路と、を備え、
    　前記多重化回路は、
    　　前記第１駆動電圧が印加される第１端子に一端が接続されて、前記スタイラスペンに関連する情報に基づいて抵抗値が変化する可変抵抗と、
    　　前記第２駆動電圧が印加される第２端子に一端が接続された固定抵抗と、
    　　前記固定抵抗の他端と前記可変抵抗の他端とに接続されて前記多重化電圧を出力する出力端子と、を有する、
    ことを特徴とするタッチパネルシステム。
  2. 　前記スタイラスペンに関連する情報は、前記ペン先に加わる筆圧を表す情報である、
    ことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルシステム。
  3. 　前記タッチパネルコントローラは、
    　　センスモード期間において同期信号により前記Ｍ本の第１信号線を駆動した後、駆動モード期間において、符号系列に基づいて前記Ｍ本の第１信号線を駆動して、前記静電容量に蓄積された電荷に基づく第１線形和信号を前記Ｋ本の第２信号線に沿って出力させ、次のセンスモード期間において前記同期信号により前記Ｋ本の第２信号線を駆動した後、次の駆動モード期間において、前記符号系列に基づいて前記Ｋ本の第２信号線を駆動して、前記静電容量に蓄積された電荷に基づく第２線形和信号を前記Ｍ本の第１信号線に沿って出力させるドライバと、
    　　前記第１線形和信号と前記第２線形和信号とに基づいて、前記タッチパネル上をタッチした対象物の位置を検出する位置検出手段と、を備え、
    　前記スタイラスペンは、前記同期信号を受け取る同期回路を備え、
    　前記駆動回路は、前記同期回路の出力に基づいて、前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧とを生成する、
    ことを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネルシステム。
  4. 　前記ドライバは、前記Ｍ本の第１信号線を並列に駆動し、前記Ｋ本の第２信号線を並列に駆動する、
    ことを特徴とする請求項３に記載のタッチパネルシステム。
  5. 　Ｍ本の第１信号線と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線に交差するＫ本の第２信号線と（Ｋは複数）、前記第１信号線及び前記第２信号線の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル上をタッチするためのスタイラスペンであって、
    　第１符号系列に基づく第１駆動電圧、および、第２符号系列に基づく第２駆動電圧を生成する駆動回路と、
    　前記第１駆動電圧および前記第２駆動電圧を多重化した多重化電圧により前記スタイラスペンのペン先を駆動する多重化回路と、を備え、
    　前記多重化回路は、
    　　前記第１駆動電圧が印加される第１端子に一端が接続されて、前記スタイラスペンに関連する情報に基づいて抵抗値が変化する可変抵抗と、
    　　前記第２駆動電圧が印加される第２端子に一端が接続された固定抵抗と、
    　　前記固定抵抗の他端と前記可変抵抗の他端とに接続されて前記多重化電圧を出力する出力端子と、を有する、
    ことを特徴とするスタイラスペン。
  6. 　請求項１に記載のタッチパネルシステムを備えた、ことを特徴とする電子機器。
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