WO2016006426A1 - タッチパネルシステム及び電子機器 - Google Patents

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WO2016006426A1
WO2016006426A1 PCT/JP2015/067922 JP2015067922W WO2016006426A1 WO 2016006426 A1 WO2016006426 A1 WO 2016006426A1 JP 2015067922 W JP2015067922 W JP 2015067922W WO 2016006426 A1 WO2016006426 A1 WO 2016006426A1
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pen
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stylus pen
touch
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PCT/JP2015/067922
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倫明 武田
貴弘 堅山
守 高谷
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a touch panel system for detecting a position on a touch panel of a touch pen that touches the touch panel, and an electronic device including the touch panel system.
  • a touch panel system for detecting a position on a touch panel of a stylus pen (touch pen) that touches the touch panel
  • a configuration in which a writing pressure sensor for detecting writing pressure is provided in the stylus pen is known.
  • This stylus pen has a pen tip provided so as to be movable in the axial direction according to the writing pressure.
  • a writing pressure sensor provided in the stylus pen generates a voltage signal corresponding to the amount of movement of the pen tip due to the load. Then, based on a signal generated by the writing pressure sensor and a predetermined threshold value, it is determined whether or not the stylus pen touches the touch panel.
  • the voltage signal of the writing pressure sensor changes when there is no touch on the touch panel due to environmental changes such as the temperature change around the stylus pen and the aging characteristics of the stylus pen components. It becomes difficult to correctly determine the presence or absence of touch.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a long-time average value of a voltage signal of a writing pressure sensor when there is no touch is obtained and a threshold value of the writing pressure sensor is updated based on the long-time average value.
  • FIG. 18A is a schematic diagram for explaining the configuration of the stylus pen 93 and the touch panel 92.
  • FIG. 18B shows the voltage from the writing pressure sensor 61d provided in the stylus pen 93 and the writing pressure sensor 61d. It is a graph which shows the relationship between the load added.
  • the stylus pen 93 includes a pen tip 61 that is provided so as to be movable in the axial direction according to the writing pressure, and a writing pressure sensor 61 d that generates a voltage signal corresponding to the amount of movement of the pen tip 61.
  • a writing pressure sensor 61 d that generates a voltage signal corresponding to the amount of movement of the pen tip 61.
  • FIG. 19A is a schematic diagram for explaining the transition of the operation of the pen tip 61 provided on the stylus pen 93
  • FIG. 19B shows the transition of the voltage from the writing pressure sensor 61 d provided on the stylus pen 93. It is a graph which shows.
  • the pen tip 61 that has moved in the axial direction is a member that exerts a restoring force when the stylus pen 93 is separated from the touch panel 92 again. Thus, it is expected to return to the original position.
  • the pen tip 61 may not return to the original position or may return too much beyond the original position, resulting in variations in the return position.
  • This variation varies depending on the mechanism design method related to the nib 61 and the size variation of the parts used in the mechanism. As a result, the voltage from the writing pressure sensor 61d detected in a state where the pen tip 61 does not touch the touch panel 92 varies.
  • the voltage V91 is output from the writing pressure sensor 61d of the stylus pen 93 that is away from the touch panel 92. And stylus pen 93 contacts touch panel 92 at time t91.
  • the writing pressure of the stylus pen 93 is increased from time t91 to time t92, the pen tip 61 moves in the axial direction toward the writing pressure sensor 61d.
  • the voltage output from the writing pressure sensor 61d decreases from the voltage V91 to the voltage V92.
  • the pen tip 61 holds the position in the axial direction, and the voltage of the sensor 61d holds the voltage V92.
  • the stylus pen 93 comes into contact with the touch panel 92 at time t95.
  • the pen tip 61 moves again in the axial direction toward the writing pressure sensor 61d.
  • the voltage output from the writing pressure sensor 61d decreases from the voltage V93 to the voltage V92.
  • the pen tip 61 holds the position in the axial direction, and the voltage of the sensor 61d holds the voltage V92.
  • the pen tip 61 moves in the axial direction toward the direction away from the writing pressure sensor 61d and returns to the original position until time 91. Return to the position where you can not return.
  • the voltage of the writing pressure sensor 61d increases to a voltage V94 that is lower than the original voltage V91 up to time 91.
  • the voltage from the writing pressure sensor 61d detected when the pen tip 61 does not touch the touch panel 92 is the voltage V91 before time t91, and the voltage V93 from time t94 to time t95. After time t98, the voltage is V94. Therefore, every time the stylus pen 93 is pushed into the touch panel 92 and released, there is a problem that the voltage from the non-touch writing pressure sensor 61d varies.
  • the determination of the presence / absence of the touch is as sensitive and accurate as possible with respect to the slight touch of the pen tip 61 to the touch panel 92.
  • the stylus pen 93 is brought into contact with the touch panel 92 at time t95. After that, until the time t99, the pen tip 61 is pushed into the touch panel 92 slightly larger and the voltage of the writing pressure sensor 61d does not decrease until it falls below the voltage V94 from the voltage V91. For this reason, there is a problem that the sensitivity of the stylus pen 93 is felt unstable.
  • An object of the present invention is to provide a touch panel system and an electronic device in which the sensitivity of the stylus pen to the touch panel is stable even if the return position of the pen tip varies every time the stylus pen is pushed into the touch panel and released.
  • a touch panel system is a touch panel system for detecting a position on a touch panel of a touch pen that touches the touch panel, and the touch pen responds to writing pressure. And a pen pressure sensor that generates a signal corresponding to the amount of movement of the pen tip, based on the distance between the touch pen and the touch panel, A threshold update circuit for updating a threshold for determining whether or not there is writing pressure by the writing pressure sensor is provided.
  • an electronic device includes the touch panel system according to one embodiment of the present invention.
  • the sensitivity of the stylus pen to the touch panel is stabilized.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a touch panel system according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a wiring diagram which shows the structure of the touchscreen provided in the said touchscreen system. It is a circuit diagram which shows the structure of the multiplexer for switching the connection of the signal line connected to the said touch panel, the drive line connected to the driver, and the sense line connected to the sense amplifier. It is a block diagram which shows the structure of the stylus pen in the said touch panel system. It is a timing chart which shows the basic operation
  • (A) is a figure which shows the output relationship to the touchscreen and stylus pen in the drive line of the driver in a touchscreen controller, and the sense line of a sense amplifier
  • (b) is a wave form diagram which shows a synchronous waveform and a waveform for touch detection.
  • (A) is a schematic diagram which shows the aspect in which the said touch panel controller drives the said touch panel with a synchronizing signal, (b) drives the said touch panel with the drive signal for the said touch panel controller to detect the position of the said stylus pen. It is a schematic diagram which shows an aspect.
  • (A) is a schematic diagram which shows the position with respect to the said touch panel of the said stylus pen when the said touch panel controller is driving the said touch panel with a synchronizing signal
  • (b) is another position with respect to the said touch panel of the said stylus pen
  • (C) is a schematic diagram which shows the further another position with respect to the said touchscreen of the said stylus pen. It is a graph which shows the relationship between the amplitude of the synchronizing signal which the said stylus pen detects, and the distance from the said touch panel of the said stylus pen.
  • (A) is a schematic diagram for explaining the transition of the positional relationship of the stylus pen with respect to the touch panel
  • (b) is a graph showing the transition of the voltage from the writing pressure sensor provided in the stylus pen
  • (C) is a graph which shows transition of the amplitude of the synchronizing signal which the said stylus pen detects.
  • (A) is a graph which shows transition of the voltage from the pen pressure sensor provided in the stylus pen concerning Embodiment 2, and the threshold for judging the presence or absence of pen pressure with the above-mentioned pen pressure sensor
  • (b) These are graphs showing the transition of the amplitude of the synchronization signal detected by the stylus pen. It is a schematic diagram which shows the structure of the touchscreen system which concerns on Embodiment 3.
  • (A) is a schematic diagram for demonstrating the positional relationship of the touchscreen of the touchscreen system which concerns on Embodiment 3, and a stylus pen, (b) is with respect to the pen drive signal which the stylus pen of the said touchscreen system output. It is a wave form diagram which shows the pen signal amplitude obtained with a touch panel controller.
  • (A) is a schematic diagram for demonstrating the other positional relationship of the touchscreen of the said touchscreen system, and a stylus pen, (b) is a pen signal obtained with a touchscreen controller about the pen drive signal relevant to the said positional relationship. It is a wave form diagram which shows an amplitude.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a mobile phone according to a fourth embodiment.
  • (A) is a schematic diagram for demonstrating the structure of a stylus pen and a touchscreen
  • (b) is the voltage from the pen pressure sensor provided in the said stylus pen, and the load applied to the said pen pressure sensor. It is a graph which shows the relationship between.
  • (A) is a schematic diagram for demonstrating transition of operation
  • (b) is a graph which shows transition of the voltage from the pen pressure sensor provided in the said stylus pen. is there.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the touch panel system 1 of the present embodiment
  • FIG. 2 is a wiring diagram showing the configuration of the touch panel 2 provided in the touch panel system 1.
  • the touch panel system 1 of the present embodiment includes a touch panel 2, a stylus pen (touch pen) 3, and a touch panel controller (control unit) 10 that drives the touch panel 2 and the stylus pen 3. Yes.
  • the touch panel 2 includes K horizontal signal lines HL 1 to HL K (K is a positive integer) arranged parallel to each other along the horizontal direction, and parallel to each other along the vertical direction. (L is a positive integer) vertical signal lines VL 1 to VL L. Capacitors C11 to CKL are generated at the intersections of the horizontal signal lines HL 1 to HL K and the vertical signal lines VL 1 to VL L , respectively. Note that K and L may be the same or different from each other, but in the present embodiment, description will be made assuming that L ⁇ K. Further, in the present embodiment, the horizontal signal lines HL 1 to HL K and the vertical signal lines VL 1 to VL L intersect each other vertically. However, in the present invention, the present invention is not limited to this, and both are mutually connected. It is enough if they cross.
  • the touch panel 2 is preferably wide enough to be worn by the hand holding the stylus pen 3, but may be a size used for a smartphone.
  • the stylus pen 3 is not only a touch pen made of a conductor for contacting the touch panel 2 but also a pen that can input and output signals. As will be described later, the stylus pen 3 is provided with a synchronization signal detection circuit (synchronization circuit) 36, and a synchronization signal for synchronizing with a dedicated synchronization signal generated by the timing generator 14 of the touch panel controller 10. Is received and input.
  • a synchronization signal detection circuit synchronization circuit
  • the touch panel controller 10 includes a multiplexer 11, a driver 12, a sense amplifier 13, a timing generator 14, an AD converter 15, a capacity distribution calculation unit 16, a touch recognition unit 17, and a pen position detection unit 18. I have.
  • the driver 12 the horizontal signal lines HL 1 ⁇ described above in the touch panel 2 HL K or vertical signal lines VL 1 ⁇ VL driveline DL 1 in response to driving of the L ⁇ DL K or driveline DL 1 ⁇ DL L to the voltage Is applied.
  • the sense amplifier 13 When the horizontal signal lines HL 1 to HL K are driven in the first signal line driving period, the sense amplifier 13 outputs a charge signal corresponding to each capacitor C11 to CKL of the touch panel 2, and the stylus pens 3 and L at the time of touch.
  • a linear sum signal corresponding to a first pen drive signal (pen drive signal) which is a charge at the time of touch corresponding to the electrostatic capacitance between each of the vertical signal lines VL 1 to VL L is expressed as a sense line SL 1. It reads through ⁇ SL K, supplied to the AD converter 15.
  • the capacitance of the capacitor at the position changes when the stylus pen 3 is brought close to a certain position on the touch panel 2. Therefore, the amount of charge corresponding to the changed capacitance can be detected as a linear sum signal. Normally, when the stylus pen 3 is brought closer to the touch panel 2, the capacitances of the capacitors C11 to CKL at the closer positions increase.
  • the sense amplifier 13 has a charge signal corresponding to each of the capacitors C11 to CKL of the touch panel 2 and the stylus pen 3 at the time of touch when the vertical signal lines VL 1 to VL L are driven in the second signal line drive period.
  • a linear sum signal corresponding to the second pen drive signal (pen drive signal) representing the electric charge corresponding to the capacitance of the capacitor between each of the K horizontal signal lines HL 1 to HL K is sensed SL. 1 to SL L are read out and supplied to the AD converter 15.
  • FIG. Figure 3 is a horizontal signal lines HL 1 - provided the touch panel 2 HL K, or vertical signal lines VL 1 ⁇ VL K ⁇ VL L and ⁇ driveline DL 1 which is connected to the driver DL K-DL L or sense 3 is a circuit diagram showing a configuration of a multiplexer that switches connection with sense lines SL 1 to SL K to SL L connected to an amplifier 13.
  • FIG. 1 is a horizontal signal lines HL 1 - provided the touch panel 2 HL K, or vertical signal lines VL 1 ⁇ VL K ⁇ VL L and ⁇ driveline DL 1 which is connected to the driver DL K-DL L or sense 3 is a circuit diagram showing a configuration of a multiplexer that switches connection with sense lines SL 1 to SL K to SL L connected to an amplifier 13.
  • FIG. 1 is a horizontal signal lines HL 1 - provided the touch panel 2 HL K, or vertical signal lines VL 1 ⁇ VL K ⁇ VL L and ⁇ driveline DL 1 which
  • the multiplexer 11 is a connection switching circuit that switches connection between a plurality of inputs and a plurality of outputs.
  • the horizontal signal lines HL 1 to HL K are connected to the drive lines DL 1 to DL K of the driver 12, and the vertical signal lines VL 1 to VL K to VL L are connected to sense amplifiers.
  • 13 a first connection state of connecting to the sense line SL 1 ⁇ SL K ⁇ SL L of, connect the horizontal signal lines HL 1 ⁇ HL K to sense line SL 1 ⁇ SL K of the sense amplifier 13, the vertical signal line VL 1 ... VL K to VL L are switched to the second connection state in which the drive lines DL 1 to DL K to DL L of the driver 12 are connected.
  • the horizontal signal lines HL 1 to HL K are connected to the drive lines DL 1 to DL K and the vertical signal lines VL 1 to VL L Are connected to the sense lines SL 1 to SL L.
  • the horizontal signal lines HL 1 to HL K are connected to the sense lines SL 1 to SL K
  • the vertical signal lines VL 1 to VL L are connected to the drive lines DL 1 to DL L. To be connected to.
  • the timing generator 14 shown in FIG. 1 generates a signal that defines the operation of the driver 12, a signal that defines the operation of the sense amplifier 13, and a signal that defines the operation of the AD converter 15.
  • the signals are supplied to the driver 12, the sense amplifier 13, and the AD converter 15, respectively.
  • the timing generator 14 generates a synchronization signal.
  • the touch panel controller 10 drives the horizontal signal lines HL 1 to HL K and the vertical signal lines VL 1 to VL L by using the synchronization signal generated by the timing generator 14 as a dedicated synchronization signal.
  • the AD converter 15 includes charges corresponding to the capacitances C11 to CKL read through the vertical signal lines VL 1 to VL L and the sense lines SL 1 to SL L in the first signal line driving period, AD conversion of the linear sum signal corresponding to the first pen drive signal (pen drive signal), which is the charge corresponding to the capacitance between the stylus pen 3 and each of the L vertical signal lines VL 1 to VL L And supplied to the capacity distribution calculation unit 16.
  • the AD converter 15 includes the charges corresponding to the capacitors C11 to CKL read through the horizontal signal lines HL 1 to HL K and the sense lines SL 1 to SL K and the stylus pen 3 in the second signal line driving period.
  • a linear sum signal corresponding to the second pen drive signal (pen drive signal) which is a charge corresponding to the capacitance between each of the K horizontal signal lines HL 1 to HL K , is AD converted to a capacitance This is supplied to the distribution calculation unit 16.
  • the capacitance distribution calculation unit 16 determines the capacitance distribution on the touch panel 2 based on the linear sum signal including the first pen driving signal and the second pen driving signal and the code sequence based on the driving, and The distribution of capacitance between the stylus pen 3 and each of the L vertical signal lines VL 1 to VL L and the static between the stylus pen 3 and each of the K horizontal signal lines HL 1 to HL K The distribution of capacitance is calculated, and the capacitance distribution on the touch panel 2 is supplied to the touch recognition unit 17, and the electrostatic capacitance between the stylus pen 3 and each of the L vertical signal lines VL 1 to VL L is calculated.
  • the distribution of capacitance and the distribution of capacitance between the stylus pen 3 and each of the K horizontal signal lines HL 1 to HL K are supplied to the pen position detection unit 18 serving as position detection means.
  • the touch recognition unit 17 recognizes the touched position on the touch panel 2 based on the capacitance distribution supplied from the capacitance distribution calculation unit 16.
  • the pen position detector 18 is arranged along the horizontal signal line HL 1 of the stylus pen 3 based on the distribution of capacitance between the stylus pen 3 and each of the L vertical signal lines VL 1 to VL L. Detect position.
  • the pen position detection unit 18 follows the vertical signal line VL 1 of the stylus pen 3 based on the distribution of capacitance between the stylus pen 3 and each of the K horizontal signal lines HL 1 to HL K. Detect position.
  • the horizontal signal lines HL 1 to HL K are connected to the drive lines DL 1 to DL K of the driver 12, and the vertical signal lines VL 1 to VL L are connected to the sense line SL of the sense amplifier 13.
  • the driver 12 drives the horizontal signal lines HL 1 ⁇ HL K by applying a voltage to the drive line DL 1 ⁇ DL K.
  • pen drive signal a pen drive signal that is a charge corresponding to the capacitance between each of the L vertical signal lines VL 1 to VL L.
  • the sense amplifier 13 reads the L first linear sum signals including the first pen drive signal through the multiplexer 11 and the sense lines SL 1 to SL L, and supplies them to the AD converter 15.
  • the AD converter 15 AD-converts the L first linear sum signals including the first pen drive signal and outputs the converted signals to the capacitance distribution calculation unit 16.
  • the first connection state is switched to the second connection state so that the drive signals and sense signals of the horizontal signal lines HL 1 to HL K and the vertical signal lines VL 1 to VL L are interchanged. That is, in the second connection state, the horizontal signal lines HL 1 to HL K are connected to the sense lines SL 1 to SL K of the sense amplifier 13, and the vertical signal lines VL 1 to VL L are connected to the drive lines DL 1 to DL of the driver 12. Connect to L.
  • the driver 12 drives the vertical signal lines VL 1 ⁇ VL L by applying a voltage to the drive line DL 1 ⁇ DL L.
  • the charges accumulated in the capacitors C11 to CKL by driving the vertical signal lines VL 1 to VL L , the stylus pen 3 and the K horizontal signal lines HL 1 to HL K K second linear sum signals based on a second pen drive signal (pen drive signal) that is an electric charge corresponding to the capacitance between them are obtained from each of the K horizontal signal lines HL 1 to HL K. Is output.
  • the sense amplifier 13 reads the K second linear sum signals including the second pen drive signal through the multiplexer 11 and the sense lines SL 1 to SL K, and supplies them to the AD converter 15.
  • the AD converter 15 performs AD conversion on the K second linear sum signals including the second pen drive signal and outputs the converted signals to the capacitance distribution calculation unit 16.
  • the capacitance distribution calculation unit 16 includes the first linear sum signal including the first pen drive signal, the second linear sum signal including the second pen drive signal, and the electrostatic on the touch panel 2. supplies to the touch recognition unit 17 calculates the volume distribution, the position along the horizontal signal lines HL 1 of stylus pen 3, and calculates and pen position detecting position along the vertical signal line VL 1 stylus pen 3 Supply to unit 18.
  • the touch recognition unit 17 recognizes the touched position on the touch panel 2 based on the capacitance distribution supplied from the capacitance distribution calculation unit 16.
  • the pen position detection unit 18 is based on the position along the horizontal signal line HL 1 of the stylus pen 3 calculated by the capacitance distribution calculation unit 16 and the position along the vertical signal line VL 1 of the stylus pen 3. The position of the stylus pen 3 on the touch panel 2 is detected.
  • the horizontal signal lines HL 1 to HL K and the vertical signal lines VL 1 to VL L are all driven simultaneously in parallel. That is, parallel driving is performed.
  • the present invention is not limited to this, and the driving of the K horizontal signal lines HL 1 to HL K and the driving of the L vertical signal lines VL 1 to VL L in the touch panel 2 is performed in either parallel driving or sequential driving. There may be.
  • Parallel driving means driving K horizontal signal lines HL 1 to HL K or driving L vertical signal lines VL 1 to VL L simultaneously in parallel, and sequential driving means K horizontal signal lines.
  • the driving of HL 1 to HL K or the L vertical signal lines VL 1 to VL L are sequentially driven from the horizontal signal line HL 1 or the vertical signal line VL 1 sequentially. From the viewpoint of speed, parallel driving is preferable, and in this embodiment, parallel driving is adopted.
  • the touch panel system 1 includes the touch panel 2, the stylus pen 3, and the touch panel controller 10 each having a capacitor formed at the intersection of the plurality of first signal lines and the plurality of second signal lines. I have.
  • the touch panel controller 10 drives the horizontal signal lines HL 1 to HL K , which are a plurality of first signal lines, in the first signal line driving period, and outputs a charge signal based on the capacitance of each capacitor to each second signal line.
  • a charge signal based drives the vertical signal lines VL 1 ⁇ VL L is a plurality of second signal lines to the electrostatic capacitance of each capacitor in the second signal line drive period
  • the touch signal of the stylus pen 3 and an erroneous signal due to phantom noise are detected. And erroneous signals due to the phantom noise can be removed.
  • the phantom noise is noise that generates a detection signal based on static electricity at a position different from the touch position of the stylus pen 3 through a hand holding the stylus pen 3, and is different from the normal touch position of the stylus pen 3. So it is what is considered noise.
  • the stylus pen 3 of the present embodiment has, for example, a writing pressure sensor 31d for detecting writing pressure, and a writing pressure signal is output from the writing pressure sensor 31d while synchronizing with the touch panel controller 10. It has become so.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the stylus pen 3.
  • the stylus pen 3 includes a pen body 30 that is held by a user and has a conductive grip portion 30 a formed in a substantially cylindrical shape so that the user can hold it by hand.
  • a tip 31 is provided with a pen tip 31 that is pressed against the touch panel 2 during a touch operation.
  • the pen tip 31 includes a pen tip cover 31a, a pen tip shaft 31b, and insulators 31c and 31c that hold the pen tip cover 31a in an axially movable manner.
  • a pen pressure sensor 31d is provided on the back side of the pen tip shaft 31b.
  • the pen tip cover 31a is made of an insulating material, and the pen tip shaft 31b is made of a conductive material, for example, a metal or a conductive synthetic resin material.
  • the writing pressure sensor 31d is composed of, for example, a semiconductor piezoresistive pressure sensor, and a semiconductor strain gauge is formed on the surface of a diaphragm (not shown). Accordingly, when the pen tip cover 31a of the pen tip 31 is pressed against the touch panel 2 during the touch operation, the pen tip shaft 31b is pushed through the pen tip cover 31a to press the surface of the diaphragm of the writing pressure sensor 31d. Thus, a change in electric resistance due to the piezoresistance effect generated by the deformation of the diaphragm is converted into an electric signal. Thereby, the writing pressure in the stylus pen 3 can be detected. As described above, the pen tip 31 is provided so as to be movable in the axial direction of the stylus pen 3 according to the writing pressure, and the writing pressure sensor 31 d generates a signal corresponding to the amount of movement of the pen tip 31.
  • the principle of pen pressure detection is not necessarily limited to this, and other detection principles can be employed.
  • the pen pressure may be detected by configuring the pen tip to move in the axial direction according to the pen pressure to shield between the LED and the photodiode.
  • the pen body 30 includes a connection switch 32, a control circuit 33, operation changeover switches 34a and 34b, a sense circuit (synchronization circuit) 35, a synchronization signal detection circuit (synchronization circuit) 36, and a timing adjustment circuit. 37, a drive circuit (pen drive circuit) 38, and a threshold update circuit 40 are provided.
  • the connection switch 32 can be omitted. When the connection switch 32 is omitted, the output of the control circuit 33 is connected to a reference potential (GND), for example.
  • GND reference potential
  • connection switch 32 is an electronic switch composed of a field effect transistor (FET) or the like, and is turned on / off by the control circuit 33.
  • FET field effect transistor
  • the connection switch 32 is OFF, the pen tip shaft 31 b is electrically disconnected from the grip portion 30 a of the pen body 30.
  • the stylus pen 3 may be difficult to obtain the synchronization signal of the touch panel 2 even if the pen tip cover 31a is brought close to the touch panel 2. is there.
  • the connection switch 32 when the connection switch 32 is turned on, the pen tip shaft 31b is electrically connected to the grip portion 30a of the pen body 30, and the human body is electrically connected to the pen tip shaft 31b via the grip portion 30a. Accordingly, since the human body has a relatively large capacitance, when the stylus pen 3 approaches or comes into contact with the touch panel 2, the stylus pen 3 may easily acquire a synchronization signal of the touch panel 2.
  • the stylus pen 3 is provided with, for example, a push-type first operation switch 39a and a second operation switch 39b.
  • a push-type first operation switch 39a and a second operation switch 39b By pressing the first operation switch 39a and the second operation switch 39b, the first operation switch 39a and the second operation switch 39b are pressed.
  • the functions assigned to the first operation switch 39 a and the second operation switch 39 b are executed via the control circuit 33.
  • An example of the function assigned to the first operation switch 39a is an eraser function.
  • the eraser function can be turned on / off by the first operation switch 39a.
  • a function assigned to the second operation switch 39b for example, a right click function of the mouse can be cited, and the right click function of the mouse can be turned on / off by the second operation switch 39b. is there.
  • eraser function and the right-click function of the mouse are examples, and are not limited to the eraser function and the right-click function of the mouse. It is also possible to add other functions by providing other operation switches.
  • the touch signal to the touch panel 2 of the stylus pen 3 that is, the first pen drive signal and the second pen drive signal described above, touch the stylus pen 3 on the touch panel 2 with the connection switch 32 of the stylus pen 3 turned on.
  • the touch position is detected by switching driving between the horizontal signal lines HL 1 to HL K and the vertical signal lines VL 1 to VL L.
  • the driving pattern of the stylus pen 3 is driven by the drive circuit 38 in the first signal line driving period. Is matched with the drive pattern of the horizontal signal line HL K + 1 (or later) of the touch panel 2 by the touch panel controller 10, that is, the drive pattern of the (K + 1) th (or later) drive line DL K + 1 (or later) of the driver 12. In the second signal line drive period, the drive pattern of the vertical signal line VL L + 1 (or later) of the touch panel 2 by the touch panel controller 10, that is, the (L + 1) th (or later) drive line DL L + 1 (or later) of the driver 12. ) It adopts a method that match the pattern.
  • the horizontal signal line HL K + 1 (or later) and the vertical signal line VL L + 1 (or later) itself do not exist.
  • the drive pattern may be different depending on the drive period (K ⁇ L) as in the drive line DL K + 1 or drive line DL L + 1.
  • a virtual line is displayed using the notation of the line DL L + 1 . In the following description, it will be expressed as drive line DL L + 1 .
  • the stylus pen 3 of the present embodiment transmits and receives signals to and from the touch panel controller 10 wirelessly. Accordingly, the pen tip 31 is driven in the same pattern as driving the drive line DL L + 1 so as to match the drive timing of the drive lines DL 1 to DL L in the touch panel controller 10. In view of this, the stylus pen 3 is provided with a drive circuit 38 to drive in the same manner as the driver 12 of the touch panel controller 10.
  • the drive of the drive lines DL 1 to DL L in the touch panel controller 10 is based on the drive timing generated by the timing generator 14. For this reason, the stylus pen 3 must also be operated in synchronization with the timing when the touch panel controller 10 is driven. Therefore, in the stylus pen 3 of the present embodiment, by providing the sense circuit 35, the synchronization signal detection circuit 36, and the timing adjustment circuit 37, the dedicated synchronization signal driven by the touch panel controller 10 is detected by the stylus pen 3, The timing of the dedicated synchronization signal of the touch panel controller 10 and the timing of the pen synchronization signal generated by the timing adjustment circuit 37 in the stylus pen 3 are made to coincide.
  • FIG. 5 is a timing chart showing the basic principle of how to synchronize.
  • the stylus pen 3 detects the dedicated synchronization signal generated by the timing generator 14 of the touch panel controller 10 by the sense circuit 35 and the synchronization signal detection circuit 36.
  • the dedicated synchronization signal is a single pulse.
  • the touch panel synchronization signal S0 which is a dedicated synchronization signal composed of a single pulse, is generated at a constant cycle.
  • the sense circuit 35 generates a plurality of synchronization signal candidates S1 to Sp (p is an integer of 2 or more).
  • the synchronization signal candidate Sp shown in FIG. 5 represents a signal in which the synchronization signal candidate S1 is delayed by about one cycle.
  • the stylus pen 3 selects a synchronization signal having a high degree of coincidence with the dedicated synchronization signal transmitted from the timing generator 14 of the touch panel controller 10 from among the synchronization signal candidates S1 to Sp, and serves as a synchronization signal for communication with the touch panel controller 10. adopt.
  • the synchronization signal candidate S4 or S5 having a high degree of coincidence with the touch panel synchronization signal S0 is employed as the pen synchronization signal of the stylus pen 3.
  • the stylus pen 3 is in a detection mode until the synchronization is established, and the drive circuit 38 is not driven.
  • the stylus pen 3 can be synchronized with the dedicated synchronization signal in the touch panel controller 10.
  • FIG. 6A is a diagram showing an output relationship to the touch panel 2 and the stylus pen 3 in the drive line of the driver 12 and the sense line of the sense amplifier 13 in the touch panel controller 10, and FIG. 6B is a synchronization waveform and a touch detection waveform.
  • FIG. 7A is a schematic diagram showing a mode in which the touch panel controller 10 drives the touch panel 2 by a synchronization signal
  • FIG. 7B shows the touch panel 2 by a drive signal for the touch panel controller 10 to detect the position of the stylus pen 3. It is a schematic diagram which shows the aspect which drives.
  • the dedicated synchronization signal of the touch panel controller 10 is generated by the timing generator 14 of the touch panel controller 10 and is driven by the driver 12 to the drive lines DL 1 to DL. Transmitted using L. Then, as a mechanism for notifying the stylus pen 3 of a dedicated synchronization signal that is the driving timing of the touch panel controller 10, as shown in FIG. 6B, driving with a waveform representing synchronization separately from a normal touch detection waveform.
  • the lines DL 1 to DL L are driven. Specifically, in each of the drive lines DL 1 to DL L , a waveform for touch detection is generated after a synchronization waveform is generated.
  • the driver 12 of the touch panel controller 10 drives the drive lines DL 1 to DL L with the same rectangular waveform (synchronization signal).
  • the stylus pen 3 receives the synchronization waveform.
  • the driver 12 drives the drive lines DL 1 to DL L with a touch detection waveform (drive signal) for detecting the position of the stylus pen 3 on the touch panel 2.
  • the stylus pen 3 outputs a touch detection waveform (pen drive signal) corresponding to the drive line DL L + 1 to the touch panel 2.
  • the driver 12 drives the drive lines DL 1 to DL L with a synchronization waveform (synchronization signal) in the synchronization period from time t3 to time t4.
  • the stylus pen 3 receives the synchronization waveform.
  • the driver 12 is in the driving period from time t4 to time t5, drives the drive line DL 1 ⁇ DL L by the touch detection waveform (drive signal).
  • the stylus pen 3 outputs a touch detection waveform (pen drive signal) corresponding to the drive line DL L + 1 to the touch panel 2.
  • a waveform for touch detection is generated by sequential driving.
  • the generation of the synchronous waveform is expressed by a plurality of continuous pulses in order to facilitate visual distinction from the sequentially driven waveform.
  • an M-sequence code or the like is converted to a Manchester code. It becomes easier to detect a synchronized waveform as a synchronized waveform.
  • the detection method of the synchronization waveform is not necessarily as described above, and may be a detection method using a correlation output waveform by a matched filter, for example.
  • FIG. 8A is a schematic diagram showing the position of the stylus pen 3 with respect to the touch panel 2 when the touch panel controller 10 is driving the touch panel 2 with a synchronization signal
  • FIG. It is a schematic diagram which shows a position
  • (c) is a schematic diagram which shows the further another position with respect to the touchscreen 2 of the stylus pen 3.
  • Touch panel controller 10 is driven by the same synchronization signal drive lines DL 1 ⁇ DL L (synchronous waveform).
  • the stylus pen 3 receives the synchronization signal through the pen tip 31 by the sense circuit 35 and the synchronization signal detection circuit 36 (FIG. 4).
  • the said threshold value is predetermined by evaluation, such as experiment and simulation.
  • the threshold value is a value that can be determined almost certainly that the stylus pen 3 is not touching the touch panel 2 and is determined to be a value that is as close to the touch panel 2 as possible. To do.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the amplitude of the synchronization signal detected by the stylus pen 3 and the distance of the stylus pen 3 from the touch panel 2.
  • the horizontal axis indicates the distance of the stylus pen 3 from the touch panel 2
  • the vertical axis indicates the amplitude of the synchronization signal.
  • the amplitude of the signal itself obtained by the pen tip 31 that can be detected in the sense circuit 35 is described as the amplitude of the synchronization signal.
  • an expected synchronization waveform that can be detected in the synchronization signal detection circuit 36 is described.
  • the peak level of the correlation between the received waveform and the actual received waveform may be treated as the amplitude of the synchronization signal.
  • a threshold Ths corresponding to a distance d1 that is a distance that can be almost certainly determined that the stylus pen 3 is not touching the touch panel 2 and that is as close to the touch panel 2 as possible is displayed.
  • the determination threshold is determined. If the amplitude of the synchronization signal is equal to or less than the threshold Ths, it can be reliably determined that there is no touch. Then, when the amplitude of the synchronization signal exceeds the threshold Ths, it is determined that there is a touch.
  • a threshold Ths that is as large as possible can accurately determine the presence or absence of an actual touch, but is determined with emphasis on the certainty of determination of no touch.
  • the range of the region As is a range in which the determination of no touch based on the amplitude of the synchronization signal is not very reliable.
  • FIG. 10A is a schematic diagram for explaining the transition of the positional relationship of the stylus pen 3 with respect to the touch panel 2
  • FIG. 10B is a graph showing the transition of the voltage from the writing pressure sensor 31 d provided in the stylus pen 3.
  • C is a graph showing the transition of the amplitude of the synchronization signal detected by the stylus pen 3.
  • the voltage corresponding to the pen pressure detected by the pen pressure sensor 31d and the amplitude of the synchronization signal corresponding to the distance of the stylus pen 3 from the touch panel 2 are as follows by the operation of the user of the stylus pen 3, respectively. To change.
  • a voltage S11 having a voltage value V1 is output from the writing pressure sensor 31d of the stylus pen 3 that is away from the touch panel 2. Then, as the stylus pen 3 approaches the touch panel 2, the synchronization signal is detected by the stylus pen 3 at time t11, and the amplitude S12 of the synchronization signal increases after time t11. Next, at time t12, the amplitude S12 of the synchronization signal exceeds the threshold Ths, and it is determined that the stylus pen 3 has touched the touch panel 2. Thereafter, the stylus pen 3 actually touches the touch panel 2 at time t13, and the amplitude S2 of the synchronization signal reaches the amplitude value M1.
  • the pen tip 31 moves in the axial direction toward the writing pressure sensor 31d.
  • the voltage S11 output from the writing pressure sensor 31d decreases from the voltage value V1 to the voltage value V2.
  • the amplitude S2 of the synchronization signal maintains the amplitude value M1.
  • the pen tip 31 holds the position in the axial direction, and the voltage S11 of the sensor 31d holds the voltage V2.
  • the amplitude S2 of the synchronization signal maintains the amplitude value M1.
  • the pen tip 31 moves in the axial direction toward the direction away from the writing pressure sensor 31d, and the original position up to time t13 is changed. Go back beyond.
  • the voltage S11 of the writing pressure sensor 31d increases to a voltage V3 that is higher than the original voltage V1 until time t13.
  • the amplitude S12 of the synchronization signal maintains the amplitude value M1.
  • the pen tip 31 holds the position returned beyond the original position, and the voltage S11 of the writing pressure sensor 31d. Holds the voltage value V3.
  • the amplitude S12 of the synchronization signal starts to decrease from the amplitude value M1 and reaches the threshold value Ths, and it is determined that the stylus pen 3 has moved away from the touch panel 2.
  • the amplitude S12 of the synchronization signal further decreases from the threshold Ths and reaches an amplitude value of zero at time t18.
  • the stylus pen 3 is used in the period J1 and the period J2 where it is determined that the stylus pen 3 does not touch the touch panel 2 by the synchronization signal amplitude.
  • the threshold value for touch presence determination applied to the voltage output from the writing pressure sensor 31d can be determined more accurately.
  • This threshold value may be determined based on a value obtained by averaging the voltage of the writing pressure sensor 31d acquired a plurality of times in the period J1 and the period J2 in which it is determined that there is no touch in consideration of noise, or acquired a plurality of times. It may be determined based on a value obtained by filtering such as taking the minimum value of the voltage. In order to secure a margin, a threshold value slightly lower than the above threshold value may be set as the actual threshold value.
  • Embodiment 2 The following describes Embodiment 2 of the present invention with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • a threshold setting method described below may be introduced.
  • FIG. 11A is a graph showing the transition of the voltage S13 from the writing pressure sensor 31d provided in the stylus pen 3 according to the second embodiment and the threshold value for determining the presence or absence of writing pressure by the writing pressure sensor 31d.
  • (B) is a graph showing the transition of the amplitude S14 of the synchronization signal detected by the stylus pen 3.
  • Threshold value Th1 A threshold value for determining that the stylus pen 3 has started touching the touch panel 2.
  • the threshold value Th1 is the voltage value of the writing pressure sensor 31d during the period when it is determined that there is no touch based on the amplitude of the synchronization signal from the touch panel controller 10, and the writing pressure sensor 31d during the period when the writing pressure sensor 31d determines that there is no touch. Determined based on voltage value.
  • Threshold Th2 A threshold for determining that a certain level of writing pressure has been applied. It is determined based on the lower limit value of the variation in the voltage value of the writing pressure sensor 31d obtained when the stylus pen 3 is not touching the touch panel 2.
  • Threshold Th3 A threshold for determining that the voltage value of the writing pressure sensor 31d has not changed between the threshold Th1 and the threshold Th2 for a certain period of time.
  • a voltage S13 having a voltage value V1 is output from the pen pressure sensor 31d of the stylus pen 3 that is away from the touch panel 2. Then, as the stylus pen 3 approaches the touch panel 2, the synchronization signal is detected by the stylus pen 3 at time t21, and the amplitude S14 of the synchronization signal increases after time t21. Next, at time t22, the amplitude S14 of the synchronization signal exceeds the threshold Ths, and it is determined that the stylus pen 3 has touched the touch panel 2. Thereafter, the stylus pen 3 actually touches the touch panel 2 at time t23, and the amplitude S14 of the synchronization signal reaches the amplitude value M1.
  • the voltage S13 of the writing pressure sensor 31d falls below the threshold value Th2, and decreases to the voltage value V2 at time t24.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal maintains the amplitude value M1.
  • the pen tip 31 holds the position in the axial direction, and the voltage S13 of the sensor 31d holds the voltage value V2.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal maintains the amplitude value M1.
  • the pen tip 31 moves in the axial direction in a direction away from the writing pressure sensor 31d, and the original position until time t23 is moved. Go back beyond.
  • the voltage S13 of the writing pressure sensor 31d exceeds the threshold Th1 at time t26, and it is determined that the touch on the touch panel 2 of the stylus pen 3 is lost by the threshold Th1.
  • the voltage S13 of the writing pressure sensor 31d continues to increase until time t27, and reaches a voltage value V3 higher than the original voltage V1 until time t23.
  • the stylus pen 3 moves away from the touch panel 2 at time t27, and the amplitude S14 of the synchronization signal starts decreasing from time t27.
  • the threshold Th1 is updated based on the voltage value V3 of the voltage S13 of the writing pressure sensor 31d.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal continues to decrease.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal continues to decrease further until time t29.
  • the stylus pen 3 maintains the distance from the touch panel 2 from time t29 to time t30, and the amplitude S14 of the synchronization signal maintains an amplitude value higher than the threshold Ths from time t29 to time t30.
  • the stylus pen 3 starts to approach the touch panel 2 again, and the amplitude S14 of the synchronization signal reaches the amplitude value M1.
  • the voltage S13 of the writing pressure sensor 31d starts to decrease from the voltage value V3.
  • the voltage S13 of the writing pressure sensor 31d falls below the updated threshold value Th1. Thereby, it is determined that the touch of the stylus pen 3 on the touch panel 2 is started again.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal maintains the amplitude value M1.
  • the voltage S13 of the writing pressure sensor 31d decreases to a voltage value higher than the threshold value Th2 at time t32.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal maintains the amplitude value M1.
  • the pen tip 31 holds the axial position, and the voltage S13 of the sensor 31d holds a voltage value higher than the threshold Th2.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal maintains the amplitude value M1.
  • the pen tip 31 moves in the axial direction in the direction away from the writing pressure sensor 31d, and reaches the original position from time t27. Return to the position where you can not return.
  • the voltage S13 of the sensor 31d increases from time t33 to time t34 to a voltage value lower than the threshold value Th1.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal maintains the amplitude value M1 until time t34.
  • the stylus pen 3 moves away from the touch panel 2.
  • the voltage S13 of the sensor 31d maintains a voltage value lower than the threshold value Th1.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal starts to decrease from the amplitude value M1, and reaches the threshold Ths at time t35. Thereby, it is determined that the touch on the touch panel 2 of the stylus pen 3 is lost.
  • the threshold value Th1 is updated to a voltage value slightly lower than the voltage S13 of the sensor 31d.
  • the stylus pen 3 is sufficiently separated from the touch panel 2, and the amplitude S14 of the synchronization signal reaches an amplitude value of zero.
  • the stylus pen 3 starts to approach the touch panel 2 again, the amplitude S14 of the synchronization signal starts increasing at time t38, and exceeds the threshold Ths at time t39. Then, the amplitude S14 of the synchronization signal reaches the amplitude value M1.
  • the stylus pen 3 is pushed into the touch panel 2, and the voltage S13 of the sensor 31d starts to decrease, and the voltage S13 of the sensor 31d falls below the threshold value Th1 at time t40. Thereby, it is determined that the touch of the stylus pen 3 on the touch panel 2 has been started three times.
  • the voltage S13 of the writing pressure sensor 31d falls below the threshold value Th2, and decreases to a voltage value higher than the voltage value V2 at time t41.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal maintains the amplitude value M1.
  • the voltage S13 of the writing pressure sensor 31d maintains a voltage value higher than the voltage value V2 until time t42. Thereafter, from time t42 to time t43, the writing pressure on the touch panel 2 of the stylus pen 3 decreases to zero, and the voltage S13 of the writing pressure sensor 31d increases to a voltage value lower than the threshold Th1.
  • the stylus pen 3 starts to move away from the touch panel 2, and the amplitude S14 of the synchronization signal starts to decrease from the amplitude value M1.
  • the threshold value Th1 is updated based on the voltage S13 of the sensor 31d.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal reaches the threshold value Ths at time t46, and decreases to an amplitude value lower than the threshold value Ths at time t47.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal is restored to the threshold Ths.
  • the stylus pen 3 touches the touch panel, and the amplitude S14 of the synchronization signal reaches the amplitude value M1. Thereafter, when the stylus pen 3 is pushed into the touch panel, the voltage S13 of the sensor 31d starts to decrease. At time t49, the voltage S13 of the sensor 31d reaches the threshold value Th1. Accordingly, it is determined that the touch of the stylus pen 3 on the touch panel 2 has been started four times.
  • the writing pressure further increases, and the voltage S13 of the sensor 31d decreases to a voltage value higher than the threshold value Th2 at time t50. Thereafter, the writing pressure is maintained from time t50 to time t51, and the voltage S13 of the sensor 31d maintains a voltage value higher than the threshold value Th2. Then, at time t51, the writing pressure of the stylus pen 3 starts to decrease, and the voltage S13 of the sensor 31d starts increasing.
  • the voltage S13 of the sensor 31d exceeds the threshold Th1. Based on the threshold Th1, it is determined that the touch of the stylus pen 3 on the touch panel 2 is lost. Thereafter, at time t53, the voltage S3 of the sensor 31d reaches a voltage value higher than the voltage value from time t43. The stylus pen 3 starts to move away from the touch panel 2, and the amplitude S14 of the synchronization signal starts to decrease from the amplitude value M1.
  • the threshold Th1 is updated based on a voltage value higher than the voltage value from time t43 of the voltage S13.
  • the amplitude S14 of the synchronization signal decreases and reaches the threshold value Ths.
  • the stylus pen 3 further moves away from the touch panel 2, and the amplitude S14 of the synchronization signal reaches an amplitude value of zero at time t56.
  • a threshold Th3 is prepared.
  • the voltage S13 of the sensor 31d is lower than the threshold value Th1, it is determined that there is a touch.
  • the voltage S13 of the sensor 31d exceeds the threshold value Th2, there is a possibility that the above problem has occurred.
  • the voltage S13 of the sensor 31d remains between the threshold Th1 and the threshold Th2, (1) a threshold for detecting that there is no voltage change, and (2) detecting that a certain time has elapsed.
  • a threshold value is provided, and the threshold value Th1 is updated when there is no voltage change and a certain time has elapsed.
  • the threshold value Th3 is a general expression of (1) the threshold value for detecting that there is no voltage change and (2) the threshold value for detecting that a certain time has elapsed.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a touch panel system according to the third embodiment.
  • the same components as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. Therefore, detailed description of these components will not be repeated.
  • the threshold update circuit 40 that updates the threshold of the writing pressure sensor 31d based on the synchronization signal supplied from the touch panel controller 10 is provided inside the stylus pen 3.
  • the present invention is not limited to this.
  • the threshold update processing by the threshold update circuit 40 is performed by the touch signal (pen signal waveform S15 (FIGS. 13 to 15) on the touch panel controller 10 side. )
  • the touch signal pen signal waveform S15 (FIGS. 13 to 15) on the touch panel controller 10 side.
  • the place where the threshold update process is performed is preferably performed on the touch panel controller 10 side because the configuration of the stylus pen 3 is simplified. Of course, there is no problem in the processing itself even if the threshold update processing is performed inside the stylus pen 3.
  • the present invention is not limited to this, and three or more operation switches may be provided in the stylus pen 3. Further, the number of signal lines connecting the stylus pen 3 and the touch panel controller 10 can be reduced by expressing the state of the operation switch and the voltage representing the writing pressure as a combined potential.
  • the threshold update circuit 40 handles the output of the touch detection circuit 36 instead of the synchronization signal amplitude in the first and second embodiments.
  • FIG. 13A is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the touch panel 2 and the stylus pen 3 of the touch panel system according to the third embodiment
  • FIG. 13B is a pen drive output by the stylus pen 3 of the touch panel system.
  • It is a wave form diagram which shows pen signal waveform S15 obtained with the touch panel controller 10 with respect to a signal.
  • FIG. 14A is a schematic diagram for explaining another positional relationship between the touch panel 2 and the stylus pen 3 of the touch panel system
  • FIG. 14B is a touch panel for a pen drive signal related to the positional relationship.
  • It is a wave form diagram which shows pen signal waveform S15 obtained with the controller 10.
  • FIG. 15A is a schematic diagram for explaining still another positional relationship between the touch panel 2 and the stylus pen 3 of the touch panel system
  • FIG. 15B is a diagram illustrating a pen driving signal related to the positional relationship
  • 6 is a waveform diagram showing a pen signal waveform S15 obtained by the touch panel controller 10.
  • the stylus pen 3 is wire-connected to the touch panel controller 10 through a signal line.
  • the stylus pen 3 drives the pen tip 31 with a signal from the touch panel controller 10, and the touch panel controller 10 obtains a pen signal waveform S 15 through the touch panel 2.
  • attention is paid to the amplitude of the pen signal waveform S15 obtained by the touch panel controller 10 through the touch panel 2.
  • the amplitude of the pen signal waveform S15 obtained by the touch panel controller 10 through the touch panel 2 appears large. Then, as the stylus pen 3 moves away from the touch panel 2, the amplitude of the pen signal waveform S15 looks smaller.
  • the threshold value of the pen signal waveform S15 is determined in advance by evaluation such as experiments and simulations.
  • the threshold value of the pen signal waveform S15 is a value with which it can be determined with certainty that the stylus pen 3 has not touched the touch panel 2, and a value in a state where the stylus pen 3 is as close to the touch panel 2 as possible. Shall be determined.
  • FIG. 16 is a graph showing the relationship between the amplitude of the pen signal waveform S15 obtained by the touch panel controller 10 through the touch panel 2 and the distance of the stylus pen 3 from the touch panel 2 with respect to the pen drive signal output from the stylus pen 3.
  • the horizontal axis indicates the distance of the stylus pen 3 from the touch panel 2
  • the vertical axis indicates the amplitude of the pen signal waveform S15.
  • a threshold Thd corresponding to a distance d2 that is a distance that can be almost certainly determined that the stylus pen 3 is not touching the touch panel 2 and that is as close to the touch panel 2 as possible is displayed.
  • the determination threshold is determined. If the amplitude of the pen signal waveform S15 is equal to or less than the threshold value Thd, it can be reliably determined that there is no touch. Then, when the amplitude of the pen signal waveform S15 exceeds the threshold Thd, it is determined that there is a touch.
  • a threshold Thd that is as large as possible can accurately determine the presence or absence of a touch, but is determined with an emphasis on the certainty of determination of the presence or absence of a touch.
  • the range of the region Ad is a range in which the determination of the presence or absence of touch based on the amplitude of the pen signal waveform S15 is not very reliable.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of the mobile phone 60 according to the fourth embodiment.
  • the mobile phone 60 of the present embodiment includes a touch panel system 1, a display panel 61, operation keys 62, a speaker 63, a microphone 64, a camera 65, a CPU 66, a ROM 67, A RAM 68 and a display control circuit 69 are provided. Each component is connected to each other by a data bus.
  • the touch panel system 1 includes the touch panel 2, the touch panel controller 10 that detects a capacitance or a capacitance difference, and the stylus pen 3.
  • the display panel 61 displays images stored in the ROM 67 and the RAM 68 by the display control circuit 69.
  • the display panel 61 is superimposed on the touch panel 2 or has the touch panel 2 incorporated therein.
  • the touch recognition signal generated by the touch recognition unit 17 and indicating the touch position on the touch panel 2 can have the same role as the signal indicating that the operation key 62 has been operated.
  • the operation key 62 receives an instruction input by the user of the mobile phone 60.
  • the speaker 63 outputs a sound based on, for example, music data stored in the RAM 68.
  • the microphone 64 receives user's voice input.
  • the mobile 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).
  • a communication partner for example, another cellular phone.
  • the camera 65 shoots a subject in accordance with the operation of the operation key 62 by the user.
  • image data of the photographed subject is stored in the RAM 68 or an external memory (for example, a memory card).
  • CPU 66 controls the operation of touch panel system 1 and mobile phone 60.
  • the CPU 66 executes a program stored in the ROM 67, for example.
  • the ROM 67 stores data in a nonvolatile manner.
  • the ROM 67 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
  • the mobile phone 60 may be configured to include an interface (IF) for connecting to another electronic device by wire.
  • IF interface
  • the RAM 68 stores data generated by executing the program by the CPU 66 or data input via the operation keys 62 in a volatile manner.
  • the mobile phone 60 as the electronic apparatus in the present embodiment includes the touch panel system 1.
  • the mobile telephone 60 as an electronic device provided with the touch panel system 1 in which the sensitivity of the stylus pen 3 to the touch panel 2 is stable can be provided.
  • the control block (especially the threshold update circuit 40 and the control circuit 33) of the stylus pen 3 and the threshold update circuit 40 of the touch panel controller 10 are realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like. Alternatively, it may be realized by software using a CPU (Central Processing Unit).
  • a logic circuit hardware
  • IC chip integrated circuit
  • CPU Central Processing Unit
  • the threshold update circuit 40 and the like include a CPU that executes instructions of a program that is software that implements each function, and a ROM (Read Only Memory) in which the program and various data are recorded so as to be readable by a computer (or CPU) ) Or a storage device (these are referred to as “recording media”), a RAM (Random Access Memory) that expands the program, and the like.
  • a computer or CPU
  • the recording medium a “non-temporary tangible medium” such as a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used.
  • the program may be supplied to the computer via an arbitrary transmission medium (such as a communication network or a broadcast wave) that can transmit the program.
  • a transmission medium such as a communication network or a broadcast wave
  • the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave in which the program is embodied by electronic transmission.
  • a touch panel system 1 is a touch panel system 1 for detecting a position on a touch panel 2 of a touch pen (stylus pen 3) touching a touch panel 2, and the touch pen (stylus pen 3) is a brush.
  • a pen tip 31 provided so as to be movable in the axial direction according to pressure, and a writing pressure sensor 31d that generates a signal corresponding to the amount of movement of the pen tip 31, and includes a touch pen (stylus pen 3) and the touch panel 2.
  • a threshold update circuit 40 is provided for updating a threshold for determining the presence or absence of the pen pressure by the pen pressure sensor 31d.
  • the threshold for determining the presence or absence of writing pressure by the writing pressure sensor 31d is updated. For this reason, the threshold value of the writing pressure sensor 31d can be updated each time the stylus pen 3 is pushed into the touch panel 2 and released. Therefore, even if the return position of the pen tip 31 varies every time the stylus pen 3 is pushed into the touch panel 2 and released, the threshold value can be updated each time the return position of the pen tip 31 varies. As a result, even if the return position of the pen tip 31 varies every time the stylus pen 3 is pushed into the touch panel 2 and released, the sensitivity of the stylus pen 3 to the touch panel 2 can be stabilized.
  • the touch panel 2 includes a plurality of first signal lines (horizontal signal lines HL 1 to HL K ) and a plurality of second signal lines (vertical signal lines VL 1). To VL L ), capacitors are respectively formed at the intersections, and further includes a control unit (touch panel controller 10) for controlling the touch panel 2, and the control unit (touch panel controller 10) is configured to operate the touch pen (stylus pen 3).
  • the first signal line is driven in a synchronization period by a synchronization signal for synchronizing the operation of the control unit (touch panel controller 10), and the touch pen (stylus pen 3) detects a synchronization circuit (sense circuit 35).
  • the synchronization signal detection circuit 36), and the threshold update circuit 40 is based on the amplitude of the synchronization signal.
  • the threshold of the writing pressure sensor 31d may be updated.
  • the threshold value of the writing pressure sensor 31d can be updated using a synchronization signal for synchronizing the operation of the stylus pen 3 and the operation of the touch panel controller 10.
  • the touch panel 2 includes a plurality of first signal lines (horizontal signal lines HL 1 to HL K ) and a plurality of second signal lines (vertical signal lines VL 1). Capacitors are respectively formed at the intersections with VL L ), and further includes a control unit (touch panel controller 10) for controlling the touch panel 2, and the control unit (touch panel controller 10) is a touch pen (stylus pen 3) during the driving period.
  • the first signal line is driven by a drive signal for detecting the position of the touch panel 2 on the touch panel 2, and a touch pen (stylus pen 3) drives the first signal line by a pen drive signal during the drive period.
  • Drive circuit 38 and the threshold update circuit 40 passes the touch panel 2 to the pen drive signal. Based on the amplitude of the pen signal waveform obtained Te, it may update the threshold of the writing pressure sensor 31d.
  • the threshold value of the pen pressure sensor 31d can be updated using a pen drive signal for driving the drive line during the drive period.
  • the threshold update circuit 40 may be provided in the touch pen (stylus pen 3).
  • the configuration of the touch panel controller 10 is simplified.
  • the touch panel system according to aspect 5 of the present invention may further include a control unit (touch panel controller 10) for controlling the touch panel 2 in aspect 1, and the threshold update circuit 40 may be provided in the control unit (touch panel controller 10). .
  • the configuration of the stylus pen 3 is simplified.
  • the present invention can be used for a touch panel system for detecting a position on a touch panel of a touch pen that touches the touch panel, and an electronic device including the touch panel system.

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Abstract

　スタイラスペンのタッチパネルに対する感度を安定させる。スタイラスペン（３）が、筆圧に応じて軸方向に移動可能に設けられたペン先（３１）と、ペン先（３１）の移動量に応じた信号を生成する筆圧センサ（３１ｄ）とを有し、スタイラスペン（３）とタッチパネルとの間の距離に基づいて、筆圧の有無を筆圧センサ（３１ｄ）により判定するための閾値を更新する閾値更新回路（４０）を設けた。

Description

タッチパネルシステム及び電子機器
　本発明は、タッチパネルにタッチしたタッチペンのタッチパネル上の位置を検出するためのタッチパネルシステム、及び、これを備えた電子機器に関する。
　タッチパネルにタッチしたスタイラスペン（タッチペン）のタッチパネル上の位置を検出するためのタッチパネルシステムにおいて、筆圧を検知する筆圧センサをスタイラスペンに設ける構成が知られている。
　このスタイラスペンは、筆圧に応じて軸方向に移動可能に設けられたペン先を有している。スタイラスペンに設けられた筆圧センサは、荷重によるペン先の移動量に応じた電圧信号を生成する。そして、筆圧センサにより生成された信号と、予め定められた閾値とに基づいて、タッチパネルに対するスタイラスペンのタッチの有無が判定される。
　このようなスタイラスペンは、環境的変化、例えば、スタイラスペンの周囲の温度変化、スタイラスペンの部品の経年的な特性変化により、タッチパネルへのタッチが無いときの筆圧センサの電圧信号が変化し、タッチの有無を正しく判定することが困難になる。
　特許文献１は、タッチが無いときの筆圧センサの電圧信号の長時間の平均値を求め、当該長時間の平均値に基づいて、筆圧センサの閾値を更新する構成を開示している。
　この構成によれば、温度変化、経年的な特性変化により筆圧センサの電圧信号が変化しても、タッチの有無を筆圧センサにより正しく判定することができる。
米国特許第8,536,471号明細書（2013年9月17日）
　しかしながら、上述のような従来技術は下記に示す問題がある。
　図１８（ａ）はスタイラスペン９３とタッチパネル９２との構成を説明するための模式図であり、（ｂ）はスタイラスペン９３に設けられた筆圧センサ６１ｄからの電圧と、筆圧センサ６１ｄに加えられる荷重との間の関係を示すグラフである。
　スタイラスペン９３は、筆圧に応じて軸方向に移動可能に設けられたペン先６１と、ペン先６１の移動量に応じた電圧信号を生成する筆圧センサ６１ｄとを有している。スタイラスペン９３のペン先６１をタッチパネル９２に接触させ、さらに、ペン先６１からタッチパネル９２に向かって荷重をかけると、ペン先６１がスタイラスペン９３の軸心方向に移動し、ペン先６１の移動量に応じた電圧信号が筆圧センサ６１ｄから出力される。図１８（ｂ）の曲線Ｃ９１に示すように、荷重が増大すると電圧信号は小さくなり、荷重が減少すると電圧信号は大きくなる。
　図１９（ａ）はスタイラスペン９３に設けられたペン先６１の動作の推移を説明するための模式図であり、（ｂ）はスタイラスペン９３に設けられた筆圧センサ６１ｄからの電圧の推移を示すグラフである。
　スタイラスペン９３がタッチパネル９２に接触しているか否か（タッチの有無）についての判断が必要になるが、基本的には筆圧センサ６１ｄから得た電圧値に対して閾値を設けることによりタッチの有無を判断する。
　タッチパネル９２から離れていたスタイラスペン９３がタッチパネル９２に接触して筆圧を受けた結果、軸方向に移動したペン先６１は、スタイラスペン９３がタッチパネル９２から再び離れると、復元力を作用させる部材により、元の位置まで戻ることが期待される。
　しかしながら、実際は、ペン先６１が、元の位置まで戻り切らなかったり、元の位置を超えて戻り過ぎてしまったりして、戻りの位置にばらつきが生じることがあり得る。
　このばらつきは、ペン先６１に関連する機構設計の方法、当該機構に使用する部品のサイズのばらつき等によって、程度が変わるものである。この結果、ペン先６１がタッチパネル９２にタッチしていない状態において検出される筆圧センサ６１ｄからの電圧にばらつきが生じる。
　例えば、タッチパネル９２から離れているスタイラスペン９３の筆圧センサ６１ｄからは電圧Ｖ９１が出力される。そして、スタイラスペン９３は時刻ｔ９１においてタッチパネル９２に接触する。次に、時刻ｔ９１から時刻ｔ９２までスタイラスペン９３の筆圧を増大させると、ペン先６１が筆圧センサ６１ｄに向かって軸方向に移動する。筆圧センサ６１ｄから出力される電圧は電圧Ｖ９１から電圧Ｖ９２に減少する。その後、時刻ｔ９２から時刻ｔ９３までスタイラスペン９３の筆圧を維持すると、ペン先６１が軸方向の位置を保持し、センサ６１ｄの電圧は電圧Ｖ９２を保持する。
　そして、時刻ｔ９３から時刻ｔ９４までスタイラスペン９３の筆圧を零まで減少させると、ペン先６１は、筆圧センサ６１ｄから離れる方向に向かって軸方向に移動し、時刻９１までの元の位置を超えて戻る。筆圧センサ６１ｄの電圧は、時刻９１までの元の電圧Ｖ９１よりも高い電圧Ｖ９３まで増大する。
　次に、時刻ｔ９４から時刻ｔ９５までスタイラスペン９３をタッチパネル９２から離し、筆圧零の状態を維持すると、ペン先６１は元の位置を超えて戻った位置を保持し、筆圧センサ６１ｄの電圧は電圧Ｖ９３を保持する。
　その後、スタイラスペン９３は時刻ｔ９５においてタッチパネル９２に接触する。次に、時刻ｔ９５から時刻ｔ９６まで再びスタイラスペン９３の筆圧を増大させると、ペン先６１が再び筆圧センサ６１ｄに向かって軸方向に移動する。筆圧センサ６１ｄから出力される電圧は電圧Ｖ９３から電圧Ｖ９２に減少する。その後、時刻ｔ９６から時刻ｔ９７までスタイラスペン９３の筆圧を維持すると、ペン先６１が軸方向の位置を保持し、センサ６１ｄの電圧は電圧Ｖ９２を保持する。
　そして、時刻ｔ９７から時刻ｔ９８までスタイラスペン９３の筆圧を零まで減少させると、ペン先６１は、筆圧センサ６１ｄから離れる方向に向かって軸方向に移動し、時刻９１までの元の位置に戻り切らない位置まで戻る。筆圧センサ６１ｄの電圧は、時刻９１までの元の電圧Ｖ９１よりも低い電圧Ｖ９４まで増大する。
　このように、ペン先６１がタッチパネル９２にタッチしていない状態において検出される筆圧センサ６１ｄからの電圧は、時刻ｔ９１以前は電圧Ｖ９１であり、時刻ｔ９４から時刻ｔ９５までは電圧Ｖ９３であり、時刻ｔ９８以降は電圧Ｖ９４である。従って、スタイラスペン９３をタッチパネル９２に押し込んで離す度に、非タッチ状態の筆圧センサ６１ｄからの電圧にばらつきが生じるという問題がある。
　スタイラスペン９３を操作するユーザの操作性を考慮した場合、タッチパネル９２へのペン先６１のほんのわずかな接触に対して、タッチ有無の判定は、可能な限り高感度且つ正確であることが好ましい。
　しかしながら、上記のようなばらつきがある場合には、誤判定を無くすために、図１９（ｂ）に示す電圧Ｖ９４以上をタッチ無しと判定すると、時刻ｔ９５でスタイラスペン９３をタッチパネル９２に接触させた後、時刻ｔ９９までペン先６１を若干大きくタッチパネル９２に押し込んで、筆圧センサ６１ｄの電圧が電圧Ｖ９１から電圧Ｖ９４を下回るまで減少しないとタッチ有りと判定されない。このため、スタイラスペン９３の感度が不安定に感じられるという問題がある。
　本発明の目的は、スタイラスペンをタッチパネルに押し込んで離す度にペン先の戻り位置がばらついても、スタイラスペンのタッチパネルに対する感度が安定するタッチパネルシステム及び電子機器を提供することにある。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るタッチパネルシステムは、タッチパネルにタッチしたタッチペンの前記タッチパネル上の位置を検出するためのタッチパネルシステムであって、前記タッチペンは、筆圧に応じて軸方向に移動可能に設けられたペン先と、前記ペン先の移動量に応じた信号を生成する筆圧センサとを有し、前記タッチペンと前記タッチパネルとの間の距離に基づいて、前記筆圧の有無を前記筆圧センサにより判定するための閾値を更新する閾値更新回路を設けたことを特徴とする。
　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、本発明の一態様に係るタッチパネルシステムを備えたことを特徴とする。
　本発明の一態様によれば、スタイラスペンをタッチパネルに押し込んで離す度にペン先の戻り位置がばらついても、スタイラスペンのタッチパネルに対する感度が安定するという効果を奏する。
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ブロック図である。 上記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配線図である。 上記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を切り替えるためのマルチプレクサの構成を示す回路図である。 上記タッチパネルシステムにおけるスタイラスペンの構成を示すブロック図である。 上記スタイラスペンにおける同期を取るための基本動作を示すタイミングチャートである。 （ａ）はタッチパネルコントローラにおけるドライバのドライブライン及びセンスアンプのセンスラインにおけるタッチパネル及びスタイラスペンへの出力関係を示す図であり、（ｂ）は同期波形とタッチ検出用波形とを示す波形図である。 （ａ）は上記タッチパネルコントローラが同期信号により上記タッチパネルを駆動する態様を示す模式図であり、（ｂ）は上記タッチパネルコントローラが上記スタイラスペンの位置を検出するための駆動信号により上記タッチパネルを駆動する態様を示す模式図である。 （ａ）は上記タッチパネルコントローラが同期信号により上記タッチパネルを駆動しているときの上記スタイラスペンの上記タッチパネルに対する位置を示す模式図であり、（ｂ）は上記スタイラスペンの上記タッチパネルに対する他の位置を示す模式図であり、（ｃ）は上記スタイラスペンの上記タッチパネルに対するさらに他の位置を示す模式図である。 上記スタイラスペンが検出する同期信号の振幅と上記スタイラスペンの上記タッチパネルからの距離との関係を示すグラフである。 （ａ）は上記スタイラスペンの上記タッチパネルに対する位置関係の推移を説明するための模式図であり、（ｂ）は上記スタイラスペンに設けられた筆圧センサからの電圧の推移を示すグラフであり、（ｃ）は上記スタイラスペンが検出する同期信号の振幅の推移を示すグラフである。 （ａ）は実施形態２に係るスタイラスペンに設けられた筆圧センサからの電圧と、筆圧の有無を上記筆圧センサにより判定するための閾値との推移を示すグラフであり、（ｂ）は上記スタイラスペンが検出する同期信号の振幅の推移を示すグラフである。 実施形態３に係るタッチパネルシステムの構成を示す模式図である。 （ａ）は実施形態３に係るタッチパネルシステムのタッチパネルとスタイラスペンとの位置関係を説明するための模式図であり、（ｂ）は上記タッチパネルシステムのスタイラスペンが出力したペン駆動信号に対して、タッチパネルコントローラで得られるペン信号振幅を示す波形図である。 （ａ）は上記タッチパネルシステムのタッチパネルとスタイラスペンとの他の位置関係を説明するための模式図であり、（ｂ）は上記位置関係に関連するペン駆動信号について、タッチパネルコントローラで得られるペン信号振幅を示す波形図である。 （ａ）は上記タッチパネルシステムのタッチパネルとスタイラスペンとのさらに他の位置関係を説明するための模式図であり、（ｂ）は上記位置関係に関連するペン駆動信号に対して、タッチパネルコントローラで得られる信号振幅を示す波形図である。 上記スタイラスペンが出力するペン駆動信号に対して、タッチパネルコントローラで得られるペン信号振幅と上記スタイラスペンの上記タッチパネルからの距離との関係を示すグラフである。 実施形態４に係る携帯電話機の構成を示すブロック図である。 （ａ）はスタイラスペンとタッチパネルとの構成を説明するための模式図であり、（ｂ）は上記スタイラスペンに設けられた筆圧センサからの電圧と、上記筆圧センサに加えられる荷重との間の関係を示すグラフである。 （ａ）は上記スタイラスペンに設けられたペン先の動作の推移を説明するための模式図であり、（ｂ）は上記スタイラスペンに設けられた筆圧センサからの電圧の推移を示すグラフである。
　〔実施形態１〕
　以下、本発明の実施の形態について、図１～図１０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）
　本実施の形態のタッチパネルシステム１の構成について、図１及び図２に基づいて説明する。図１は本実施の形態のタッチパネルシステム１の構成を示すブロック図であり、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２の構成を示す配線図である。
　本実施の形態の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２と、スタイラスペン（タッチペン）３と、これらタッチパネル２及びスタイラスペン３を駆動するタッチパネルコントローラ（制御部）１０とを備えている。
　上記タッチパネル２は、図２に示すように、水平方向に沿って互いに平行に配置されたＫ本（Ｋは正の整数）の水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫと、垂直方向に沿って互いに平行に配置されたＬ本（Ｌは正の整数）の垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬとを備えている。上記水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫと垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬとの各交点には、キャパシタＣ１１～ＣＫＬが発生するものとなっている。尚、ＫとＬとは互いに同じか又は異なるかのいずれであってもよいが、本実施の形態では、Ｌ≧Ｋとして説明を行う。また、本実施の形態では、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫと垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬとは互いに垂直に交差しているが、本発明においては、必ずしもこれに限らず、両者が互いに交差していれば足りる。
　タッチパネル２は、スタイラスペン３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。
　上記スタイラスペン３は、本実施の形態では、単にタッチパネル２に接触させるための導電体からなるタッチペンにとどまらず、信号が入出力できるペンからなっている。このスタイラスペン３には、後述するように、同期信号検出回路（同期回路）３６が設けられており、タッチパネルコントローラ１０のタイミングジェネレータ１４にて発生された専用同期信号と同期を取るための同期信号が受信入力されるようになっている。
　上記タッチパネルコントローラ１０は、図１に示すように、マルチプレクサ１１とドライバ１２とセンスアンプ１３とタイミングジェネレータ１４とＡＤ変換器１５と容量分布計算部１６とタッチ認識部１７とペン位置検出部１８とを備えている。
　上記ドライバ１２は、タッチパネル２における前述した水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫ又は垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬの駆動に対応してドライブラインＤＬ１～ＤＬＫ又はドライブラインＤＬ１～ＤＬＬに電圧を印加するようになっている。
　上記センスアンプ１３は、第１信号線駆動期間における水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫの駆動時において、タッチパネル２の各キャパシタＣ１１～ＣＫＬに対応する電荷の信号と、タッチ時におけるスタイラスペン３とＬ本の垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬのそれぞれとの間の静電容量に対応するタッチ時電荷である第１ペン駆動信号（ペン駆動信号）とに対応する線形和信号を、センスラインＳＬ１～ＳＬＫを通して読み出して、ＡＤ変換器１５に供給する。すなわち、第１信号線駆動期間において、各キャパシタＣ１１～ＣＫＬに対応する電荷を検出しているときに、スタイラスペン３をタッチパネル２の或る位置に近づけると該位置のキャパシタの静電容量が変化するので、その変化した静電容量に対応する電荷量を線形和信号として検出することができる。通常、スタイラスペン３をタッチパネル２に近づけると、近づけた位置の各キャパシタＣ１１～ＣＫＬの静電容量は、増加することになる。
　また、センスアンプ１３は、第２信号線駆動期間における垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬの駆動時において、タッチパネル２の各キャパシタＣ１１～ＣＫＬに対応する電荷の信号と、タッチ時におけるスタイラスペン３とＫ本の水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫのそれぞれとの間のキャパシタの静電容量に対応する電荷を表す第２ペン駆動信号（ペン駆動信号）とに対応する線形和信号を、センスラインＳＬ１～ＳＬＬを通して読み出して、ＡＤ変換器１５に供給するようになっている。
　次に、上記マルチプレクサ１１について、図３に基づいて説明する。図３は、タッチパネル２に設けられた水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫ、又は垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＫ～ＶＬＬと、ドライバに接続されたドライブラインＤＬ１～ＤＬＫ～ＤＬＬ又はセンスアンプ１３に接続されたセンスラインＳＬ１～ＳＬＫ～ＳＬＬとの接続を切り替えるマルチプレクサの構成を示す回路図である。
　マルチプレクサ１１は、複数の入力と複数の出力との接続を互いに切り替える接続切替回路である。本実施の形態では、図３に示すように、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫをドライバ１２のドライブラインＤＬ１～ＤＬＫに接続し、垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＫ～ＶＬＬをセンスアンプ１３のセンスラインＳＬ１～ＳＬＫ～ＳＬＬに接続する第１接続状態と、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫをセンスアンプ１３のセンスラインＳＬ１～ＳＬＫに接続し、垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＫ～ＶＬＬをドライバ１２のドライブラインＤＬ１～ＤＬＫ～ＤＬＬに接続する第２接続状態とに切替える。
　上記マルチプレクサ１１においては、図３に示す制御線ＣＬの信号をＬｏｗにすると、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫはドライブラインＤＬ１～ＤＬＫに接続されると共に、垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬはセンスラインＳＬ１～ＳＬＬに接続される。一方、制御線ＣＬの信号をＨｉｇｈにすると、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫはセンスラインＳＬ１～ＳＬＫに接続されると共に、垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬはドライブラインＤＬ１～ＤＬＬに接続されるようになっている。
　次に、図１に示す上記タイミングジェネレータ１４は、ドライバ１２の動作を規定する信号と、センスアンプ１３の動作を規定する信号と、ＡＤ変換器１５の動作を規定する信号とを生成して、ドライバ１２、センスアンプ１３及びＡＤ変換器１５にそれぞれ供給する。また、タイミングジェネレータ１４は同期信号を生成する。そして、タッチパネルコントローラ１０は、タイミングジェネレータ１４にて生成した同期信号を同期専用信号として用いて水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫ及び垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬを駆動するようになっている。
　次に、ＡＤ変換器１５は、第１信号線駆動期間において、垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬとセンスラインＳＬ１～ＳＬＬとを通して読み出される各静電容量Ｃ１１～ＣＫＬに対応する電荷と、スタイラスペン３とＬ本の垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷である第１ペン駆動信号（ペン駆動信号）とに対応する線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部１６に供給する。
　また、ＡＤ変換器１５は、第２信号線駆動期間において、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫとセンスラインＳＬ１～ＳＬＫとを通して読み出される各キャパシタＣ１１～ＣＫＬに対応する電荷と、スタイラスペン３とＫ本の水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷である第２ペン駆動信号（ペン駆動信号）とに対応する線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部１６に供給する。
　次に、容量分布計算部１６は、上記第１ペン駆動信号及び第２ペン駆動信号を含む線形和信号と、駆動に基づいた符号系列とに基づいて、タッチパネル２上の静電容量分布、及びスタイラスペン３とＬ本の垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬのそれぞれとの間の静電容量の分布、並びにスタイラスペン３とＫ本の水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫのそれぞれとの間の静電容量の分布を計算して、タッチパネル２上の静電容量分布をタッチ認識部１７に供給すると共に、スタイラスペン３とＬ本の垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬ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３とＫ本の水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫのそれぞれとの間の静電容量の分布を位置検出手段であるペン位置検出部１８に供給する。タッチ認識部１７は、容量分布計算部１６から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル２上のタッチされた位置を認識する。
　上記ペン位置検出部１８は、スタイラスペン３とＬ本の垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬ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３の水平信号線ＨＬ１に沿った位置を検出する。また、ペン位置検出部１８は、スタイラスペン３とＫ本の水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫ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３の垂直信号線ＶＬ１に沿った位置を検出する。
　（スタイラスペン３のタッチ位置の検出動作）
　上記構成のタッチパネルシステム１におけるスタイラスペン３のタッチ位置の検出動作について、以下に経時的に説明する。尚、ここでは、スタイラスペン３を単にタッチペンとして使用する場合の検出動作について説明する。
　まず、第１信号線駆動期間においては、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫをドライバ１２のドライブラインＤＬ１～ＤＬＫに接続し、垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬをセンスアンプ１３のセンスラインＳＬ１～ＳＬＬに接続する第１接続状態において、ドライバ１２が、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＫに電圧を印加して水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫを駆動する。
　そして、第１信号線駆動期間においては、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫの駆動により各キャパシタＣ１１～ＣＫＬに蓄積された電荷と、スタイラスペン３をタッチパネル２に近づけたときの該スタイラスペン３とＬ本の垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷である第１ペン駆動信号（ペン駆動信号）とに基づくＬ個の第１線形和信号がＬ本の垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬのそれぞれから出力される。
　センスアンプ１３は、第１ペン駆動信号を含む上記Ｌ個の第１線形和信号を、マルチプレクサ１１及びセンスラインＳＬ１～ＳＬＬを介して読み出し、ＡＤ変換器１５に供給する。ＡＤ変換器１５は、第１ペン駆動信号を含む上記Ｌ個の第１線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部１６に出力する。
　次に、上記第１接続状態から、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫと垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬとのドライブ信号とセンス信号とを互いに入れ替えるべく、第２接続状態に切り替える。すなわち、第２接続状態では、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫをセンスアンプ１３のセンスラインＳＬ１～ＳＬＫに接続し、垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬをドライバ１２のドライブラインＤＬ１～ＤＬＬに接続する。
　その後、ドライバ１２が、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＬに電圧を印加して垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬを駆動する。
　そして、第２信号線駆動期間においては、垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬの駆動により各キャパシタＣ１１～ＣＫＬに蓄積された電荷と、スタイラスペン３とＫ本の水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷である第２ペン駆動信号（ペン駆動信号）とに基づくＫ個の第２線形和信号がＫ本の水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫのそれぞれから出力される。このとき、センスアンプ１３は、第２ペン駆動信号を含む上記Ｋ個の第２線形和信号を、マルチプレクサ１１及びセンスラインＳＬ１～ＳＬＫを介して読み出し、ＡＤ変換器１５に供給する。ＡＤ変換器１５は、第２ペン駆動信号を含む上記Ｋ個の第２線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部１６に出力する。
　次に、位置検出工程においては、容量分布計算部１６は、第１ペン駆動信号を含む上記第１線形和信号、第２ペン駆動信号を含む上記第２線形和信号、タッチパネル２上の静電容量分布を算出してタッチ認識部１７に供給すると共に、スタイラスペン３の水平信号線ＨＬ１に沿った位置、及びスタイラスペン３の垂直信号線ＶＬ１に沿った位置を算出してペン位置検出部１８に供給する。
　その後、タッチ認識部１７は、容量分布計算部１６から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル２上のタッチされた位置を認識する。
　また、ペン位置検出部１８は、容量分布計算部１６により算出されたスタイラスペン３の水平信号線ＨＬ１に沿った位置、及びスタイラスペン３の垂直信号線ＶＬ１に沿った位置に基づいて、スタイラスペン３のタッチパネル２上の位置を検出する。
　尚、上記の説明において、本実施の形態では、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫ及び垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬはいずれも並列に同時に駆動を行っている。つまり、並列駆動を行っている。ただし、必ずしもこれに限らず、上記のタッチパネル２におけるＫ本の水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫの駆動及びＬ本の垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬの駆動は、並列駆動又は逐次駆動のいずれであってもよい。並列駆動とは、Ｋ本の水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫの駆動又はＬ本の垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬを並列に同時に駆動することであり、逐次駆動とはＫ本の水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫの駆動又はＬ本の垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬを水平信号線ＨＬ１又は垂直信号線ＶＬ１から順に逐次、駆動することである。速さの点からは、並列駆動が好ましく、本実施の形態では、並列駆動を採用している。
　このように、本実施の形態のタッチパネルシステム１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キャパシタを有するタッチパネル２とスタイラスペン３とタッチパネルコントローラ１０とを備えている。タッチパネルコントローラ１０は、第１信号線駆動期間において複数の第１信号線である水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫを駆動して各キャパシタの静電容量に基づく電荷信号を各第２信号線である垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬから出力させ、第２信号線駆動期間において複数の第２信号線である垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬを駆動して各キャパシタの静電容量に基づく電荷信号を各第１信号線である水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫから出力させる切り替え駆動を反復して行っているときに、スタイラスペン３をタッチパネル２にタッチさせることにより、スタイラスペン３による静電容量の変化に基づいてタッチ位置を検出する。
　上記構成のタッチパネルシステム１におけるスタイラスペン３の座標位置検出方法では、スタイラスペン３がタッチパネル２にタッチされた場合には、第１信号線駆動期間での検出位置と第２信号線駆動期間における検出位置とが同じ位置に表れる。一方、電磁ノイズを受けた人体の手、指等のタッチパネル２へのタッチに起因して生じるファントムノイズによる誤信号は、第１信号線と第２信号線との切り替えにより第１信号線駆動期間に表れたとしても第２信号線駆動期間には同位置には表れない。したがって、第１信号線駆動期間での検出位置と第２信号線駆動期間での検出位置との論理積にて検出位置を判断することによって、スタイラスペン３のタッチ信号とファントムノイズによる誤信号とを区別し、該ファントムノイズによる誤信号を除去することが可能となる。
　尚、ファントムノイズとは、スタイラスペン３を握る手を介してスタイラスペン３のタッチ位置とは異なる位置に静電気に基づく検出信号が発生するノイズであり、スタイラスペン３の正規のタッチ位置とは違うので、ノイズとされるものである。
　（スタイラスペン３の構成及び筆圧センサ３１ｄの機能）
　本実施の形態のスタイラスペン３は、例えば、筆圧を検知するための筆圧センサ３１ｄを有しており、この筆圧センサ３１ｄから筆圧信号は、タッチパネルコントローラ１０と同期を取りながら出力されるようになっている。
　上記スタイラスペン３の構成について、図４に基づいて説明する。図４は、スタイラスペン３の構成を示す断面図である。
　スタイラスペン３は、図４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３０ａを有するユーザが手で握るペン本体３０を有し、ペン本体３０の先端には、タッチ操作時にタッチパネル２に押し当てられるペン先３１が設けられている。
　上記ペン先３１は、ペン先カバー３１ａと、ペン先軸３１ｂと、ペン先カバー３１ａを軸方向に進出移動自在に保持する絶縁体３１ｃ・３１ｃとを有している。ペン先軸３１ｂの奥側には筆圧センサ３１ｄが設けられている。
　上記ペン先カバー３１ａは絶縁性材料からなっていると共に、ペン先軸３１ｂは導電性の材料、例えば金属又は導電性合成樹脂材からなっている。
　また、筆圧センサ３１ｄは、例えば、半導体ピエゾ抵抗圧力センサからなっており、図示しないダイヤフラムの表面に半導体ひずみゲージが形成されている。したがって、タッチ操作時にペン先３１のペン先カバー３１ａをタッチパネル２に押し当てると、ペン先カバー３１ａを介してペン先軸３１ｂが押し込まれて、筆圧センサ３１ｄのダイヤフラムの表面を押圧し、これにより、ダイヤフラムが変形して発生するピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を電気信号に変換する。これにより、スタイラスペン３における筆圧を検出できるようになっている。このように、ペン先３１は筆圧に応じてスタイラスペン３の軸方向に移動可能に設けられており、筆圧センサ３１ｄはペン先３１の移動量に応じた信号を生成する。
　尚、筆圧検出の原理については、必ずしもこれに限らず、他の検出原理を採用することが可能である。例えば、筆圧に応じて軸方向にペン先が移動してＬＥＤとフォトダイオードとの間を遮蔽するように構成して筆圧を検出してもよい。
　上記ペン本体３０の内部には、接続スイッチ３２と、制御回路３３と、動作切替スイッチ３４ａ・３４ｂと、センス回路（同期回路）３５と、同期信号検出回路（同期回路）３６と、タイミング調整回路３７と、ドライブ回路（ペン駆動回路）３８と、閾値更新回路４０とが設けられている。尚、接続スイッチ３２は、省略することも可能である。接続スイッチ３２を省略する場合には、制御回路３３の出力は、例えば、基準電位（ＧＮＤ）に接続される。
　上記接続スイッチ３２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field effect transistor）等からなる電子スイッチであり、制御回路３３にてオン・オフ制御される。ここで、接続スイッチ３２がオフの場合、ペン先軸３１ｂはペン本体３０の把持部３０ａと電気的に遮断されている。このとき、ペン先３１とタッチパネル２との間の静電容量は小さいため、ペン先カバー３１ａをタッチパネル２に近接させても、スタイラスペン３はタッチパネル２の同期信号の取得に困難を伴うことがある。
　一方、接続スイッチ３２がオンになると、ペン先軸３１ｂは、ペン本体３０の把持部３０ａと電気的に接続され、人体は把持部３０ａを介してペン先軸３１ｂと導通する。これにより、人体は比較的大きな静電容量を有するため、スタイラスペン３がタッチパネル２に近接・接触すると、スタイラスペン３はタッチパネル２の同期信号の取得が容易になることがある。
　また、スタイラスペン３には、例えば、プッシュ式の第１操作スイッチ３９ａと第２操作スイッチ３９ｂとが設けられており、第１操作スイッチ３９ａ及び第２操作スイッチ３９ｂを押下操作することによって、第１操作スイッチ３９ａ及び第２操作スイッチ３９ｂに割り当てられた機能を、制御回路３３を介して実行させる。第１操作スイッチ３９ａに割り当てられた機能としては、例えば消しゴム機能を挙げることができ、この消しゴム機能のオン・オフを第１操作スイッチ３９ａにて行うことが可能である。また、第２操作スイッチ３９ｂに割り当てられた機能としては、例えばマウスの右クリック機能を挙げることができ、このマウスの右クリック機能のオン・オフを第２操作スイッチ３９ｂにて行うことが可能である。
　尚、消しゴム機能及びマウスの右クリック機能は一例であり、消しゴム機能及びマウスの右クリック機能に限らない。また、さらに他の操作スイッチを設けて他の機能を付加することも可能である。
　ところで、スタイラスペン３のタッチパネル２へのタッチ信号、つまり前述した第１ペン駆動信号及び第２ペン駆動信号は、スタイラスペン３の接続スイッチ３２をオンした状態でスタイラスペン３をタッチパネル２にタッチすることによって、前述したように、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫと垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬとの切り替え駆動によってタッチ位置が検出される。
　本実施の形態では、上記スタイラスペン３におけるペン先３１の駆動をタッチパネルコントローラ１０にて検出するために、スタイラスペン３のドライブ回路３８による駆動において、その駆動パターンを、第１信号線駆動期間においてはタッチパネルコントローラ１０によるタッチパネル２の水平信号線ＨＬＫ＋１（又はそれ以降）の駆動パターン、つまりドライバ１２のＫ＋１番目（又はそれ以降）のドライブラインＤＬＫ＋１（又はそれ以降）の駆動パターンに一致させると共に、第２信号線駆動期間においてはタッチパネルコントローラ１０によるタッチパネル２の垂直信号線ＶＬＬ＋１（又はそれ以降）の駆動パターン、つまりドライバ１２のＬ＋１番目（又はそれ以降）のドライブラインＤＬＬ＋１（又はそれ以降）の駆動パターンに一致させるという方法を採用している。ここで、水平信号線ＨＬＫ＋１（又はそれ以降）及び垂直信号線ＶＬＬ＋１（又はそれ以降）自体は、存在しない。
　尚、図１及び図２においては、上記ドライブラインＤＬＫ＋１又はドライブラインＤＬＬ＋１のように駆動期間によって駆動パターンは異なっている（Ｋ≠Ｌ）場合もあるが、表記の見易さのためドライブラインＤＬＬ＋１の表記を用いて仮想線にて表示している。また、以降の説明においてもドライブラインＤＬＬ＋１と表記する。
　（タッチパネルコントローラ１０とスタイラスペン３との同期の基本動作）
　ところで、本実施の形態のスタイラスペン３は、無線にてタッチパネルコントローラ１０と信号の送受信を行っている。したがって、タッチパネルコントローラ１０におけるドライブラインＤＬ１～ＤＬＬの駆動のタイミングに合うようにドライブラインＤＬＬ＋１を駆動するのと同じパターンでペン先３１を駆動する。そこで、スタイラスペン３では、ドライブ回路３８を設けてタッチパネルコントローラ１０のドライバ１２と同様に駆動を行うようにしている。
　一方、タッチパネルコントローラ１０におけるドライブラインＤＬ１～ＤＬＬの駆動は、タイミングジェネレータ１４にて生成される駆動タイミングに基づいている。このため、スタイラスペン３においても、タッチパネルコントローラ１０が駆動するタイミングに同期をとって動作させなければならない。そこで、本実施の形態のスタイラスペン３では、センス回路３５、同期信号検出回路３６及びタイミング調整回路３７を設けることにより、スタイラスペン３にてタッチパネルコントローラ１０が駆動する専用同期信号を検出して、該タッチパネルコントローラ１０の専用同期信号のタイミングとスタイラスペン３においてタイミング調整回路３７にて発生するペン同期信号のタイミングとを一致させるようにしている。
　ここで、タッチパネルシステム１におけるスタイラスペン３の同期の取り方の基本原理について、図５に基づいて説明する。図５は、同期の取り方の基本原理を示すタイミングチャートである。
　スタイラスペン３は、センス回路３５及び同期信号検出回路３６にて、タッチパネルコントローラ１０のタイミングジェネレータ１４にて発生した専用同期信号を検出する。ここでは、簡単のために、専用同期信号は、単一パルスであるとする。
　図５に示すように、単一パルスからなる専用同期信号であるタッチパネル同期信号Ｓ０が一定の周期で発生しているとする。
　これに対して、スタイラスペン３では、センス回路３５にて、複数の同期信号候補Ｓ１～Ｓｐ（ｐは２以上の整数）を発生させる。尚、図５に示す同期信号候補Ｓｐは、同期信号候補Ｓ１が１周期程度遅れた信号を表している。スタイラスペン３は、タッチパネルコントローラ１０のタイミングジェネレータ１４から送信される専用同期信号と一致度が高い同期信号を、同期信号候補Ｓ１～Ｓｐの中から選択し、タッチパネルコントローラ１０との通信の同期信号として採用する。図５に示す例では、タッチパネル同期信号Ｓ０と一致度が高い同期信号候補Ｓ４又はＳ５をスタイラスペン３のペン同期信号として採用する。
　スタイラスペン３は、同期が取れるまで、検出モードになり、ドライブ回路３８の駆動は行われない。
　このような原理により、スタイラスペン３は、タッチパネルコントローラ１０における専用同期信号と同期を取ることができる。
　（タッチパネルコントローラ１０とスタイラスペン３との同期動作）
　図６（ａ）はタッチパネルコントローラ１０におけるドライバ１２のドライブライン及びセンスアンプ１３のセンスラインにおけるタッチパネル２及びスタイラスペン３への出力関係を示す図であり、（ｂ）は同期波形とタッチ検出用波形とを示す波形図である。図７（ａ）はタッチパネルコントローラ１０が同期信号によりタッチパネル２を駆動する態様を示す模式図であり、（ｂ）はタッチパネルコントローラ１０がスタイラスペン３の位置を検出するための駆動信号によりタッチパネル２を駆動する態様を示す模式図である。
　本実施の形態のタッチパネルシステム１では、図６（ａ）に示すように、タッチパネルコントローラ１０の専用同期信号は、タッチパネルコントローラ１０のタイミングジェネレータ１４にて作成され、ドライバ１２によりドライブラインＤＬ１～ＤＬＬを用いて送信される。そして、タッチパネルコントローラ１０の駆動タイミングである専用同期信号をスタイラスペン３に通知する仕組みとして、図６（ｂ）に示すように、通常のタッチ検出用の波形とは別に同期を表す波形にてドライブラインＤＬ１～ＤＬＬを駆動するようにしている。具体的には、各ドライブラインＤＬ１～ＤＬＬにおいては、同期波形を発生した後にタッチ検出用の波形を発生させている。
　例えば、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの同期期間においてタッチパネルコントローラ１０のドライバ１２は、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＬを同一の矩形波である同期波形（同期信号）により駆動する。スタイラスペン３は、上記同期波形を受信する。そして、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの駆動期間においてドライバ１２は、スタイラスペン３のタッチパネル２上の位置を検出するタッチ検出用波形（駆動信号）によりドライブラインＤＬ１～ＤＬＬを駆動する。スタイラスペン３は、ドライブラインＤＬＬ＋１に対応するタッチ検出用波形（ペン駆動信号）をタッチパネル２に出力する。次に、ドライバ１２が、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの同期期間においてドライブラインＤＬ１～ＤＬＬを同期波形（同期信号）により駆動する。スタイラスペン３は、上記同期波形を受信する。その後、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの駆動期間においてドライバ１２が、タッチ検出用波形（駆動信号）によりドライブラインＤＬ１～ＤＬＬを駆動する。スタイラスペン３は、ドライブラインＤＬＬ＋１に対応するタッチ検出用波形（ペン駆動信号）をタッチパネル２に出力する。
　尚、ここでは、説明を分かり易くするため、逐次駆動にて、タッチ検出用の波形を発生させている。また、同期波形の発生において、複数の連続したパルスで表記しているのは、逐次駆動の波形との見た目の区別をし易くするためであり、実際には例えば、Ｍ系列符号等をマンチェスタ符号化した波形である方が同期波形として検出し易くなる。また、同期波形の検出手法は、必ずしも上記のとおりでなくてもよく、例えば、マッチドフィルタによる相関出力波形を用いる検出手法でもよい。
　（スタイラスペン３による同期信号の受信）
　図８（ａ）はタッチパネルコントローラ１０が同期信号によりタッチパネル２を駆動しているときのスタイラスペン３のタッチパネル２に対する位置を示す模式図であり、（ｂ）はスタイラスペン３のタッチパネル２に対する他の位置を示す模式図であり、（ｃ）はスタイラスペン３のタッチパネル２に対するさらに他の位置を示す模式図である。
　タッチパネルコントローラ１０は、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＬを同一の同期信号（同期波形）により駆動する。スタイラスペン３は、ペン先３１を通してセンス回路３５、同期信号検出回路３６（図４）により上記同期信号を受信する。
　ここで、スタイラスペン３がペン先３１を通して受信した同期信号の振幅に着目する。図８（ａ）に示すように、スタイラスペン３がタッチパネル２にタッチしているときは、同期信号の振幅は大きく見える。そして、図８（ｂ）（ｃ）に示すように、スタイラスペン３がタッチパネル２から離れるに従って、同期信号の振幅は小さく見える。
　この現象を利用すると、同期信号の振幅に対する閾値を設けることにより、スタイラスペン３のタッチパネル２に対するタッチの有無、及び、スタイラスペン３のタッチパネル２に対する距離を判定することができる。同期信号の実際の振幅は、ペン先３１の形状、タッチパネルコントローラ１０及びタッチパネル２の構成によって決まる。このため、上記閾値は、実験、シミュレーション等の評価により予め定めることになる。上記閾値は、スタイラスペン３がタッチパネル２にタッチしていないとほぼ確実に判断することができる値であって、且つ、スタイラスペン３が可能な限りタッチパネル２に近い状態の値に決定するものとする。
　（同期信号の振幅とスタイラスペン３のタッチパネル２からの距離との関係）
　図９は、スタイラスペン３が検出する同期信号の振幅とスタイラスペン３のタッチパネル２からの距離との関係を示すグラフである。横軸はスタイラスペン３のタッチパネル２からの距離を示し、縦軸は同期信号の振幅を示す。スタイラスペン３がタッチパネル２にタッチし、スタイラスペン３のタッチパネル２からの距離が零であると、同期信号の振幅は振幅Ｍｓとなる。同期信号の振幅は、曲線Ｃｓに示されるようにスタイラスペン３のタッチパネル２からの距離が増大するに従って減少する。また、ここではセンス回路３５内で検知可能な、ペン先３１で得られる信号そのものの振幅を同期信号の振幅として扱う記載としているが、同期信号検出回路３６内で検知可能な、期待する同期波形と実際の受信波形との相関のピークレベルを同期信号の振幅として扱ってもよい。
　そして、スタイラスペン３がタッチパネル２にタッチしていないとほぼ確実に判断することができる距離であって、且つ、スタイラスペン３が可能な限りタッチパネル２に近い距離ｄ１に対応する閾値Ｔｈｓをタッチ有無の判定の閾値に決定する。同期信号の振幅が閾値Ｔｈｓ以下であれば、タッチ無しと確実に判断できる。そして、同期信号の振幅が閾値Ｔｈｓを超えるとタッチ有りと判断する。閾値Ｔｈｓは可能な限り大きい方が実際のタッチ有無を精密に判定することができるが、タッチ無しの判定の確実性を重視して決定する。領域Ａｓの範囲は、同期信号の振幅によるタッチ無しの判定が、あまり信頼できない範囲となる。
　（同期信号の振幅に基づく筆圧センサ３１ｄの閾値の更新）
　図１０（ａ）はスタイラスペン３のタッチパネル２に対する位置関係の推移を説明するための模式図であり、（ｂ）はスタイラスペン３に設けられた筆圧センサ３１ｄからの電圧の推移を示すグラフであり、（ｃ）はスタイラスペン３が検出する同期信号の振幅の推移を示すグラフである。
　筆圧センサ３１ｄにより検出された筆圧に対応する電圧と、スタイラスペン３のタッチパネル２からの距離に応じた同期信号の振幅とは、それぞれ、スタイラスペン３のユーザによる操作により、以下に示すように変化する。
　タッチパネル２から離れているスタイラスペン３の筆圧センサ３１ｄからは電圧値Ｖ１の電圧Ｓ１１が出力される。そして、スタイラスペン３がタッチパネル２に近づくに従って、時刻ｔ１１において同期信号がスタイラスペン３により検知され時刻ｔ１１以降同期信号の振幅Ｓ１２が増大していく。次に、時刻ｔ１２において同期信号の振幅Ｓ１２は閾値Ｔｈｓを超え、スタイラスペン３がタッチパネル２にタッチしたと判定される。その後、時刻ｔ１３においてスタイラスペン３が実際にタッチパネル２にタッチし、同期信号の振幅Ｓ２が振幅値Ｍ１に到達する。
　そして、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までスタイラスペン３の筆圧を増大させると、ペン先３１が筆圧センサ３１ｄに向かって軸方向に移動する。筆圧センサ３１ｄから出力される電圧Ｓ１１は電圧値Ｖ１から電圧値Ｖ２に減少する。同期信号の振幅Ｓ２は振幅値Ｍ１を維持する。
　次に、時刻ｔ１４から時刻ｔ１５までスタイラスペン３の筆圧を維持すると、ペン先３１が軸方向の位置を保持し、センサ３１ｄの電圧Ｓ１１は電圧Ｖ２を保持する。同期信号の振幅Ｓ２は振幅値Ｍ１を維持する。
　その後、時刻ｔ１５から時刻ｔ１６までスタイラスペン３の筆圧を零まで減少させると、ペン先３１は、筆圧センサ３１ｄから離れる方向に向かって軸方向に移動し、時刻ｔ１３までの元の位置を超えて戻る。筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１１は、時刻ｔ１３までの元の電圧Ｖ１よりも高い電圧Ｖ３まで増大する。同期信号の振幅Ｓ１２は振幅値Ｍ１を維持する。
　そして、時刻ｔ１６から時刻ｔ１７までスタイラスペン３をタッチパネル２から離し、筆圧零の状態を維持すると、ペン先３１は元の位置を超えて戻った位置を保持し、筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１１は電圧値Ｖ３を保持する。同期信号の振幅Ｓ１２は振幅値Ｍ１から減少を開始して閾値Ｔｈｓに到達し、スタイラスペン３がタッチパネル２から離れたと判定される。
　次に、スタイラスペン３をタッチパネル２からさらに離すと、同期信号の振幅Ｓ１２は閾値Ｔｈｓからさらに減少して時刻ｔ１８において振幅値零に到達する。
　上記筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１１と同期信号の振幅Ｓ１２との変化の関係を利用すると、同期信号振幅によりスタイラスペン３のタッチパネル２へのタッチ無しと判定する期間Ｊ１及び期間Ｊ２において、スタイラスペン３がタッチパネル２に実際にタッチしていない時の筆圧センサ３１ｄからの電圧値のみを使用することができる。このため、筆圧センサ３１ｄから出力される電圧に適用するタッチ有無判定のための閾値をより正確に定めることができる。この閾値は、ノイズを考慮し、タッチ無しと判定する期間Ｊ１及び期間Ｊ２において筆圧センサ３１ｄの電圧を複数回取得して平均化した値に基づいて定めてもよいし、または、複数回取得した電圧の最小値を取る等のフィルタ処理による値に基づいて定めてもよい。また、マージンを確保するために、上記閾値よりもやや低めの閾値を実際の閾値に設定しても良い。
　〔実施形態２〕
　本発明の実施形態２について、図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　実施形態１の図１０で説明した閾値設定手法に加えて、以下に述べる閾値設定手法を導入してもよい。
　図１１（ａ）は実施形態２に係るスタイラスペン３に設けられた筆圧センサ３１ｄからの電圧Ｓ１３と、筆圧の有無を筆圧センサ３１ｄにより判定するための閾値との推移を示すグラフであり、（ｂ）はスタイラスペン３が検出する同期信号の振幅Ｓ１４の推移を示すグラフである。
　実施形態２に係る閾値設定手法では、以下の閾値を用意する。
閾値Ｔｈ１：スタイラスペン３がタッチパネル２へのタッチを開始したことを判定するための閾値である。閾値Ｔｈ１は、タッチパネルコントローラ１０からの同期信号の振幅によりタッチ無しと判定された期間における筆圧センサ３１ｄの電圧値、及び、筆圧センサ３１ｄによりタッチ無しと判定された期間における筆圧センサ３１ｄの電圧値に基づいて定める。
閾値Ｔｈ２：ある程度筆圧がかけられたことを判断するための閾値である。スタイラスペン３がタッチパネル２にタッチしていないときに得られる筆圧センサ３１ｄの電圧値のばらつきの下限値に基づいて定める。
閾値Ｔｈ３：筆圧センサ３１ｄの電圧値が一定時間、閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２との間で変化していないことを判定するための閾値である。
　タッチパネル２から離れているスタイラスペン３の筆圧センサ３１ｄからは電圧値Ｖ１の電圧Ｓ１３が出力される。そして、スタイラスペン３がタッチパネル２に近づくに従って、時刻ｔ２１において同期信号がスタイラスペン３により検知され時刻ｔ２１以降同期信号の振幅Ｓ１４が増大していく。次に、時刻ｔ２２において同期信号の振幅Ｓ１４は閾値Ｔｈｓを超え、スタイラスペン３がタッチパネル２にタッチしたと判定される。その後、時刻ｔ２３においてスタイラスペン３が実際にタッチパネル２にタッチし、同期信号の振幅Ｓ１４が振幅値Ｍ１に到達する。
　そして、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までスタイラスペン３の筆圧を増大させると、ペン先３１が筆圧センサ３１ｄに向かって軸方向に移動する。筆圧センサ３１ｄから出力される電圧Ｓ１３は電圧値Ｖ１から減少して閾値Ｔｈ１を下回る。これにより、スタイラスペン３のタッチパネル２に対するタッチが開始されたと判断される。
　そして、筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は閾値Ｔｈ２を下回り、時刻ｔ２４において電圧値Ｖ２に減少する。同期信号の振幅Ｓ１４は振幅値Ｍ１を維持する。
　次に、時刻ｔ２４から時刻ｔ２５までスタイラスペン３の筆圧を維持すると、ペン先３１が軸方向の位置を保持し、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は電圧値Ｖ２を保持する。同期信号の振幅Ｓ１４は振幅値Ｍ１を維持する。
　その後、時刻ｔ２５から時刻ｔ２７までスタイラスペン３の筆圧を零まで減少させると、ペン先３１は、筆圧センサ３１ｄから離れる方向に向かって軸方向に移動し、時刻ｔ２３までの元の位置を超えて戻る。筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は、時刻ｔ２６に閾値Ｔｈ１を超え、当該閾値Ｔｈ１によりスタイラスペン３のタッチパネル２へのタッチが無くなったと判定される。その後、時刻ｔ２７まで筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は増大を継続し、時刻ｔ２３までの元の電圧Ｖ１よりも高い電圧値Ｖ３に到達する。スタイラスペン３は時刻ｔ２７においてタッチパネル２から離れ出し、同期信号の振幅Ｓ１４は時刻ｔ２７から減少を開始する。
　そして、時刻ｔ２８において閾値Ｔｈ１を、筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１３の電圧値Ｖ３に基づいて更新する。同期信号の振幅Ｓ１４は減少を継続する。次に、同期信号の振幅Ｓ１４は時刻ｔ２９までさらに減少を継続する。その後、スタイラスペン３は時刻ｔ２９から時刻ｔ３０までタッチパネル２との距離を維持し、同期信号の振幅Ｓ１４は時刻ｔ２９から時刻ｔ３０まで閾値Ｔｈｓよりも高い振幅値を維持する。
　そして、時刻ｔ３０においてスタイラスペン３は再びタッチパネル２に接近を開始して、同期信号の振幅Ｓ１４は振幅値Ｍ１に到達する。筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は、電圧値Ｖ３から減少を開始する。次に、時刻ｔ３１において筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は、更新された閾値Ｔｈ１を下回る。これにより、スタイラスペン３のタッチパネル２に対するタッチが再び開始されたと判断される。同期信号の振幅Ｓ１４は振幅値Ｍ１を維持する。
　そして、筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は、時刻ｔ３２において閾値Ｔｈ２よりも高い電圧値まで減少する。同期信号の振幅Ｓ１４は振幅値Ｍ１を維持する。次に、時刻ｔ３２から時刻ｔ３３までスタイラスペン３の筆圧を維持すると、ペン先３１が軸方向の位置を保持し、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は閾値Ｔｈ２よりも高い電圧値を保持する。同期信号の振幅Ｓ１４は振幅値Ｍ１を維持する。
　その後、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４までスタイラスペン３の筆圧を零まで減少させると、ペン先３１は、筆圧センサ３１ｄから離れる方向に向かって軸方向に移動し、時刻ｔ２７からの元の位置まで戻り切らない位置まで戻る。センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４まで閾値Ｔｈ１よりも低い電圧値まで増大する。同期信号の振幅Ｓ１４は、時刻ｔ３４まで振幅値Ｍ１を維持する。時刻ｔ３４以降は、スタイラスペン３がタッチパネル２から離れ出す。センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は、閾値Ｔｈ１よりも低い電圧値を維持する。同期信号の振幅Ｓ１４は、振幅値Ｍ１から減少を開始し、時刻ｔ３５において閾値Ｔｈｓに到達する。これにより、スタイラスペン３のタッチパネル２へのタッチが無くなったと判断する。
　そして、時刻ｔ３６において閾値Ｔｈ１を、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３よりも若干低い電圧値に更新する。次に、時刻ｔ３７において、スタイラスペン３がタッチパネル２から十分に離れ、同期信号の振幅Ｓ１４が振幅値零に到達する。その後、再び、スタイラスペン３がタッチパネル２に近づき始め、時刻ｔ３８において同期信号の振幅Ｓ１４が、増大を開始し、時刻ｔ３９において閾値Ｔｈｓを超える。そして、同期信号の振幅Ｓ１４が振幅値Ｍ１に到達する。スタイラスペン３がタッチパネル２に押し込まれてセンサ３１ｄの電圧Ｓ１３が減少を開始し、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は時刻ｔ４０において閾値Ｔｈ１を下回る。これにより、スタイラスペン３のタッチパネル２に対するタッチが三たび開始されたと判断される。
　そして、筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は閾値Ｔｈ２を下回り、時刻ｔ４１において電圧値Ｖ２よりも高い電圧値に減少する。同期信号の振幅Ｓ１４は振幅値Ｍ１を維持する。次に、筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は時刻ｔ４２まで電圧値Ｖ２よりも高い電圧値を維持する。その後、時刻ｔ４２から時刻ｔ４３まで、スタイラスペン３のタッチパネル２に対する筆圧が零まで減少し、筆圧センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は閾値Ｔｈ１よりも低い電圧値まで増大する。
　そして、スタイラスペン３がタッチパネル２から離れ始め、同期信号の振幅Ｓ１４が振幅値Ｍ１から減少を開始する。次に、時刻ｔ４４において閾値Ｔｈ３により、スタイラスペン３のタッチパネル２に対するタッチが無くなったと判断する。その後、時刻ｔ４５において閾値Ｔｈ１を、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３に基づいて更新する。そして、時刻ｔ４６において同期信号の振幅Ｓ１４が閾値Ｔｈｓに到達し、時刻ｔ４７において閾値Ｔｈｓよりも低い振幅値まで減少する。そして、時刻ｔ４８において同期信号の振幅Ｓ１４は閾値Ｔｈｓまで回復する。次に、スタイラスペン３がタッチパネルにタッチし、同期信号の振幅Ｓ１４は振幅値Ｍ１に到達する。その後、スタイラスペン３がタッチパネルに押し込まれると、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３が減少を開始する。そして、時刻ｔ４９にセンサ３１ｄの電圧Ｓ１３は閾値Ｔｈ１に到達する。これにより、スタイラスペン３のタッチパネル２に対するタッチが四たび開始されたと判断される。
　次に、筆圧がさらに増大し、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は時刻ｔ５０において閾値Ｔｈ２よりも高い電圧値まで減少する。その後、時刻ｔ５０から時刻ｔ５１まで筆圧が維持され、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は閾値Ｔｈ２よりも高い電圧値を保持する。そして、時刻ｔ５１からスタイラスペン３の筆圧が減少し始め、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３が増大を開始する。
　次に、時刻ｔ５２においてセンサ３１ｄの電圧Ｓ１３は閾値Ｔｈ１を超える。当該閾値Ｔｈ１によりスタイラスペン３のタッチパネル２へのタッチが無くなったと判定される。その後、時刻ｔ５３においてセンサ３１ｄの電圧Ｓ３は時刻ｔ４３からの電圧値よりも高い電圧値に到達する。スタイラスペン３がタッチパネル２から離れ始め、同期信号の振幅Ｓ１４が振幅値Ｍ１から減少し始める。
　そして、時刻ｔ５４において閾値Ｔｈ１が、電圧Ｓ１３の時刻ｔ４３からの電圧値よりも高い電圧値に基づいて更新される。次に、時刻ｔ５５において同期信号の振幅Ｓ１４が減少して閾値Ｔｈｓに到達する。その後、スタイラスペン３がタッチパネル２からさらに離れ、時刻ｔ５６において同期信号の振幅Ｓ１４が振幅値零に到達する。
　時刻ｔ４３において３回目のタッチが終了した時、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３が元の電圧値に僅かに戻り切らない。時刻ｔ３４における２回目のタッチ直後は、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３は元の電圧値に僅かに戻り切っていないが、スタイラスペン３がタッチパネル２からすぐに離れて閾値Ｔｈ１が更新されることによりタッチ無しと判断される。これに対して、時刻ｔ４３において３回目のタッチが終了した時は、閾値Ｔｈ１が更新されないため、ずっとタッチ有りの判断となってしまうという問題がある。
　そこで、閾値Ｔｈ３を用意している。センサ３１ｄの電圧Ｓ１３が閾値Ｔｈ１を下回っている場合にはタッチ有りと判定された状態になる。ただし、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３が閾値Ｔｈ２を上回っている場合には上記問題が発生している可能性が考えられる。
　このため、センサ３１ｄの電圧Ｓ１３が、閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２との間にとどまったまま、（１）電圧変化がないことを検出する閾値、及び、（２）一定時間が経過したことを検出する閾値を設け、上記電圧変化が無く、且つ、一定時間が経過した場合には閾値Ｔｈ１を更新するようにしている。閾値Ｔｈ３は、上記（１）電圧変化がないことを検出する閾値、及び、（２）一定時間が経過したことを検出する閾値を総括して表現したものである。
　〔実施形態３〕
　図１２は、実施形態３に係るタッチパネルシステムの構成を示す模式図である。前述した実施形態で説明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繰り返さない。
　実施形態１では、タッチパネルコントローラ１０から供給される同期信号に基づいて筆圧センサ３１ｄの閾値を更新する閾値更新回路４０は、スタイラスペン３の内部に設けていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。スタイラスペン３がタッチパネルコントローラ１０と信号線により有線接続されている場合は、同期信号が必要無くなる。この場合には同期信号の振幅を用いることができないため、図１２に示すように、閾値更新回路４０による閾値更新処理はタッチパネルコントローラ１０側でタッチ信号（ペン信号波形Ｓ１５（図１３～図１５））の大きさに基づいて実施する。閾値更新処理を実施する場所は、タッチパネルコントローラ１０側で実施した方が、スタイラスペン３の構成が簡素になるので好ましい。もちろん、スタイラスペン３の内部で閾値更新処理を実施しても処理自体に問題は無い。
　第１操作スイッチ３９ａ、第２操作スイッチ３９ｂの２個のスイッチを設けた例を示したが本発明はこれに限定されず、３個以上の操作スイッチをスタイラスペン３に設けてもよい。また、スタイラスペン３とタッチパネルコントローラ１０とを接続する信号線の数は、操作スイッチの状態と筆圧を表す電圧とをまとめた電位で表すことにより、減少させる工夫も可能である。
　また、本実施形態では、実施形態１および実施形態２における同期信号振幅の代わりにタッチ検出回路３６の出力を閾値更新回路４０で取り扱う例を示している。
　図１３（ａ）は実施形態３に係るタッチパネルシステムのタッチパネル２とスタイラスペン３との位置関係を説明するための模式図であり、（ｂ）は上記タッチパネルシステムのスタイラスペン３が出力したペン駆動信号に対して、タッチパネルコントローラ１０で得られるペン信号波形Ｓ１５を示す波形図である。図１４（ａ）は上記タッチパネルシステムのタッチパネル２とスタイラスペン３との他の位置関係を説明するための模式図であり、（ｂ）は上記位置関係に関連するペン駆動信号に対して、タッチパネルコントローラ１０で得られるペン信号波形Ｓ１５を示す波形図である。図１５（ａ）は上記タッチパネルシステムのタッチパネル２とスタイラスペン３とのさらに他の位置関係を説明するための模式図であり、（ｂ）は上記位置関係に関連するペン駆動信号に対して、タッチパネルコントローラ１０で得られるペン信号波形Ｓ１５を示す波形図である。
　実施形態３に係るタッチパネルシステムでは、スタイラスペン３がタッチパネルコントローラ１０と信号線により有線接続されている。スタイラスペン３はタッチパネルコントローラ１０からの信号でペン先３１を駆動し、タッチパネルコントローラ１０はタッチパネル２を通してペン信号波形Ｓ１５を得る。このタッチパネルシステムにおいて、タッチパネルコントローラ１０が、タッチパネル２を通して得るペン信号波形Ｓ１５の振幅に着目する。
　スタイラスペン３がタッチパネル２にタッチしているときは、タッチパネル２を通してタッチパネルコントローラ１０が得るペン信号波形Ｓ１５の振幅は大きく見える。そして、スタイラスペン３がタッチパネル２から離れるに従って、ペン信号波形Ｓ１５の振幅は小さく見える。
　この現象を利用すると、タッチパネルコントローラ１０が検知するペン信号波形Ｓ１５の振幅に対する閾値を設けることにより、スタイラスペン３のタッチパネル２に対するタッチの有無を判定することが可能になる。ペン信号波形Ｓ１５の実際の振幅は、ペン先３１の形状、タッチパネルコントローラ１０及びタッチパネル２の構成によって決まる。このため、上記ペン信号波形Ｓ１５の閾値は、実験、シミュレーション等の評価により予め定めることになる。上記ペン信号波形Ｓ１５の閾値は、スタイラスペン３がタッチパネル２にタッチしていないとほぼ確実に判断することができる値であって、且つ、スタイラスペン３が可能な限りタッチパネル２に近い状態の値に決定するものとする。
　図１６は、スタイラスペン３が出力するペン駆動信号に対して、タッチパネルコントローラ１０がタッチパネル２を通して得るペン信号波形Ｓ１５の振幅とスタイラスペン３のタッチパネル２からの距離との関係を示すグラフである。横軸はスタイラスペン３のタッチパネル２からの距離を示し、縦軸はペン信号波形Ｓ１５の振幅を示す。スタイラスペン３がタッチパネル２にタッチし、スタイラスペン３のタッチパネル２からの距離が零であると、ペン信号波形Ｓ１５の振幅は振幅Ｍｄとなる。スタイラスペン３のタッチパネル２からの距離が増大するに従って、ペン信号波形Ｓ１５の振幅は、曲線Ｃｄに示されるように指数関数的に減少する。
　そして、スタイラスペン３がタッチパネル２にタッチしていないとほぼ確実に判断することができる距離であって、且つ、スタイラスペン３が可能な限りタッチパネル２に近い距離ｄ２に対応する閾値Ｔｈｄをタッチ有無の判定の閾値に決定する。ペン信号波形Ｓ１５の振幅が閾値Ｔｈｄ以下であれば、タッチ無しと確実に判断できる。そして、ペン信号波形Ｓ１５の振幅が閾値Ｔｈｄを超えるとタッチ有りと判断する。閾値Ｔｈｄは可能な限り大きい方がタッチ有無を精密に判定することができるが、タッチ有無の判定の確実性を重視して決定する。領域Ａｄの範囲は、ペン信号波形Ｓ１５の振幅によるタッチ有無の判定が、あまり信頼できない範囲となる。
　〔実施形態４〕
　本発明のさらに他の実施の形態について図１７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施形態１から３と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施形態１から３の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
　本実施の形態では、タッチパネルシステム１が電子機器としての携帯電話機６０に搭載されている場合について、図１７に基づいて説明する。図１７は、実施形態４に係る携帯電話機６０の構成を示すブロック図である。
　本実施の形態の携帯電話機６０は、図１７に示すように、タッチパネルシステム１と、表示パネル６１と、操作キー６２と、スピーカ６３と、マイクロフォン６４と、カメラ６５と、ＣＰＵ６６と、ＲＯＭ６７と、ＲＡＭ６８と、表示制御回路６９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。
　タッチパネルシステム１は、前述したように、タッチパネル２と静電容量又は静電容量差を検出するタッチパネルコントローラ１０とスタイラスペン３とを有している。
　表示パネル６１は、表示制御回路６９により、ＲＯＭ６７、ＲＡＭ６８に格納されている画像を表示する。また、表示パネル６１は、タッチパネル２に重ねられているか、又はタッチパネル２を内蔵している。尚、タッチ認識部１７により生成されてタッチパネル２上のタッチ位置を示すタッチ認識信号に、操作キー６２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。
　操作キー６２は、携帯電話機６０のユーザによる指示の入力を受ける。
　スピーカ６３は、例えば、ＲＡＭ６８に記憶された音楽データ等に基づく音を出力する。
　マイクロフォン６４は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機６０は、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（例えば、他の携帯電話機）にデジタル化した音声を送る。
　カメラ６５は、ユーザの操作キー６２の操作に応じて、被写体を撮影する。尚、撮影された被写体の画像データは、ＲＡＭ６８や外部メモリ（例えばメモリカード）に格納される。
　ＣＰＵ６６は、タッチパネルシステム１及び携帯電話機６０の動作を制御する。このＣＰＵ６６は、例えばＲＯＭ６７に格納されたプログラムを実行する。
　ＲＯＭ６７は、データを不揮発的に格納する。また、ＲＯＭ６７は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリ等の書込み及び消去が可能なＲＯＭである。なお、図１７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。
　ＲＡＭ６８は、ＣＰＵ６６によるプログラムの実行により生成されたデータ、又は操作キー６２を介して入力されたデータを揮発的に格納する。
　このように、本実施の形態における電子機器としての携帯電話機６０は、タッチパネルシステム１を備えている。これにより、スタイラスペン３のタッチパネル２に対する感度が安定したタッチパネルシステム１を備えた電子機器としての携帯電話機６０を提供することができる。
　　〔ソフトウェアによる実現例〕
　スタイラスペン３の制御ブロック（特に閾値更新回路４０および制御回路３３）、及び、タッチパネルコントローラ１０の閾値更新回路４０は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
　後者の場合、閾値更新回路４０等は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係るタッチパネルシステム１は、タッチパネル２にタッチしたタッチペン（スタイラスペン３）のタッチパネル２上の位置を検出するためのタッチパネルシステム１であって、タッチペン（スタイラスペン３）は、筆圧に応じて軸方向に移動可能に設けられたペン先３１と、ペン先３１の移動量に応じた信号を生成する筆圧センサ３１ｄとを有し、タッチペン（スタイラスペン３）とタッチパネル２との間の距離に基づいて、筆圧の有無を筆圧センサ３１ｄにより判定するための閾値を更新する閾値更新回路４０を設けている。
　上記の構成によれば、スタイラスペン３とタッチパネル２との間の距離に基づいて、筆圧の有無を筆圧センサ３１ｄにより判定するための閾値を更新する。このため、スタイラスペン３をタッチパネル２に押し込んで離す度に筆圧センサ３１ｄの閾値を更新することができる。従って、スタイラスペン３をタッチパネル２に押し込んで離す度にペン先３１の戻り位置がばらついても、ペン先３１の戻り位置がばらつく度に閾値を更新することができる。この結果、スタイラスペン３をタッチパネル２に押し込んで離す度にペン先３１の戻り位置がばらついても、スタイラスペン３のタッチパネル２に対する感度を安定させることができる。
　本発明の態様２に係るタッチパネルシステムは、上記態様１において、タッチパネル２には、複数の第１信号線（水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫ）と複数の第２信号線（垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬ）との交点にキャパシタがそれぞれ形成されており、タッチパネル２を制御する制御部（タッチパネルコントローラ１０）をさらに備え、制御部（タッチパネルコントローラ１０）は、タッチペン（スタイラスペン３）の動作と制御部（タッチパネルコントローラ１０）の動作とを同期させるための同期信号により同期期間において前記第１信号線を駆動し、タッチペン（スタイラスペン３）は、前記同期信号を検出する同期回路（センス回路３５、同期信号検出回路３６）をさらに有し、閾値更新回路４０は、前記同期信号の振幅に基づいて、筆圧センサ３１ｄの前記閾値を更新してもよい。
　上記の構成によれば、スタイラスペン３の動作とタッチパネルコントローラ１０の動作とを同期させるための同期信号を利用して、筆圧センサ３１ｄの前記閾値を更新することができる。
　本発明の態様３に係るタッチパネルシステムは、上記態様１において、タッチパネル２には、複数の第１信号線（水平信号線ＨＬ１～ＨＬＫ）と複数の第２信号線（垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＬ）との交点にキャパシタがそれぞれ形成されており、タッチパネル２を制御する制御部（タッチパネルコントローラ１０）をさらに備え、制御部（タッチパネルコントローラ１０）は、駆動期間においてタッチペン（スタイラスペン３）のタッチパネル２上の位置を検出するための駆動信号により前記第１信号線を駆動し、タッチペン（スタイラスペン３）は、前記駆動期間に前記第１信号線をペン駆動信号により駆動するペン駆動回路（ドライブ回路３８）をさらに有し、閾値更新回路４０は、前記ペン駆動信号に対してタッチパネル２を通して得られるペン信号波形の振幅に基づいて、筆圧センサ３１ｄの前記閾値を更新してもよい。
　上記の構成によれば、駆動期間にドライブラインを駆動するためのペン駆動信号を利用して、筆圧センサ３１ｄの前記閾値を更新することができる。
　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１において、閾値更新回路４０はタッチペン（スタイラスペン３）に設けられてもよい。
　上記の構成によれば、タッチパネルコントローラ１０の構成が簡素になる。
　本発明の態様５に係るタッチパネルシステムは、上記態様１において、タッチパネル２を制御する制御部（タッチパネルコントローラ１０）をさらに備え、閾値更新回路４０は制御部（タッチパネルコントローラ１０）に設けられてもよい。
　上記の構成によれば、スタイラスペン３の構成が簡素になる。
　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、タッチパネルにタッチしたタッチペンのタッチパネル上の位置を検出するためのタッチパネルシステム、及び、これを備えた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　　　　　　　　　スタイラスペン（タッチペン）
１０　　　　　　　　　タッチパネルコントローラ（制御部）
１１　　　　　　　　　マルチプレクサ
１２　　　　　　　　　ドライバ
１３　　　　　　　　　センスアンプ
１４　　　　　　　　　タイミングジェネレータ
１５　　　　　　　　　ＡＤ変換器
１６　　　　　　　　　容量分布計算部
１７　　　　　　　　　タッチ認識部
１８　　　　　　　　　ペン位置検出部
３０　　　　　　　　　ペン本体
３０ａ　　　　　　　　把持部
３１　　　　　　　　　ペン先
３１ａ　　　　　　　　ペン先カバー
３１ｂ　　　　　　　　ペン先軸
３１ｃ　　　　　　　　絶縁体
３１ｄ　　　　　　　　筆圧センサ
３２　　　　　　　　　接続スイッチ
３３　　　　　　　　　制御回路
３４ａ・３４ｂ　　　　動作切替スイッチ
３５　　　　　　　　　センス回路（同期回路）
３６　　　　　　　　　同期信号検出回路（同期回路）
３７　　　　　　　　　タイミング調整回路
３８　　　　　　　　　ドライブ回路（ペン駆動回路）
３９ａ　　　　　　　　第１操作スイッチ
３９ｂ　　　　　　　　第２操作スイッチ
６０　　　　　　　　　携帯電話機（電子機器）
６１　　　　　　　　　表示パネル
６２　　　　　　　　　操作キー
６３　　　　　　　　　スピーカ
６４　　　　　　　　　マイクロフォン
６５　　　　　　　　　カメラ
６６　　　　　　　　　ＣＰＵ
６７　　　　　　　　　ＲＯＭ
６８　　　　　　　　　ＲＡＭ
６９　　　　　　　　　表示制御回路
Ｃ１１～ＣＫＬ　　　　キャパシタ
ＤＬ１～ＤＬＫ～ＤＬＬ　ドライブライン
ＨＬ１～ＨＬＫ　　　　　水平信号線（第１信号線、第２信号線）
ＳＬ１～ＳＬＫ～ＳＬＬ　センスライン
ＶＬ１～ＶＬＫ～ＶＬＬ　垂直信号線（第１信号線、第２信号線）

Claims (5)

  1. 　タッチパネルにタッチしたタッチペンの前記タッチパネル上の位置を検出するためのタッチパネルシステムであって、
    　前記タッチペンは、筆圧に応じて軸方向に移動可能に設けられたペン先と、前記ペン先の移動量に応じた信号を生成する筆圧センサとを有し、
    　前記タッチペンと前記タッチパネルとの間の距離に基づいて、前記筆圧の有無を前記筆圧センサにより判定するための閾値を更新する閾値更新回路を設けたことを特徴とするタッチパネルシステム。
  2. 　前記タッチパネルには、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にキャパシタがそれぞれ形成されており、
    　前記タッチパネルを制御する制御部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記タッチペンの動作と前記制御部の動作とを同期させるための同期信号により同期期間において前記第１信号線を駆動し、
    　前記タッチペンは、前記同期信号を検出する同期回路をさらに有し、
    　前記閾値更新回路は、前記同期信号の振幅に基づいて、前記筆圧センサの前記閾値を更新する請求項１に記載のタッチパネルシステム。
  3. 　前記タッチパネルには、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にキャパシタがそれぞれ形成されており、
    　前記タッチパネルを制御する制御部をさらに備え、
    　前記制御部は、駆動期間において前記タッチペンの前記タッチパネル上の位置を検出するための駆動信号により前記第１信号線を駆動し、
    　前記タッチペンは、前記駆動期間に前記第１信号線をペン駆動信号により駆動するペン駆動回路をさらに有し、
    　前記閾値更新回路は、前記ペン駆動信号に対して前記タッチパネルを通して得られるペン信号波形の振幅に基づいて、前記筆圧センサの前記閾値を更新する請求項１に記載のタッチパネルシステム。
  4. 　前記閾値更新回路は前記タッチペンに設けられる請求項１に記載のタッチパネルシステム。
  5. 　請求項１に記載のタッチパネルシステムを備えた電子機器。
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