WO2016174976A1 - タッチパネルコントローラ、スタイラスペン制御方法、スタイラスペン、タッチパネルシステム、および電子機器 - Google Patents

Abstract

ノイズの影響を抑制するためにタッチパネルコントローラの駆動パターンを変更したことに伴い、スタイラスペンの駆動パターンを変更する。タッチパネルコントローラ（２）は、第１駆動パターンにより第１信号線（ＨＬ１～ＨＬＭ）と第２信号線（ＶＬ１～ＶＬＭ）との一方を駆動するドライバ（５）と、第１信号線（ＨＬ１～ＨＬＭ）と第２信号線（ＶＬ１～ＶＬＭ）との他方に沿ってそれぞれ出力される複数の時系列信号から静電容量分布を推定する容量分布計算部（９）とを備える。ドライバ（５）は、静電容量分布の推定結果に混入するノイズを低減するように第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更するために、第２駆動パターンを表す第２同期信号を第１信号線（ＨＬ１～ＨＬＭ）と第２信号線（ＶＬ１～ＶＬＭ）との少なくとも一方に印加する。

Description

タッチパネルコントローラ、スタイラスペン制御方法、スタイラスペン、タッチパネルシステム、および電子機器

　本発明は、タッチパネルコントローラに関する。

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

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

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

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

日本国公開特許公報「特開２０１２－２２５４３号（２０１２年２月２日公開）」

　近年では、スタイラスペンの操作性の観点から、スタイラスペンとタッチパネルコントローラとを無線によって接続し、スタイラスペンのペン先を駆動する構成の要望が強くなっている。このため、タッチパネルコントローラの駆動動作とスタイラスペンのペン先の駆動動作とを同期させる同期回路と、スタイラスペンのペン先を駆動する駆動回路とをスタイラスペンに設けることが必要となる。

　ところで、タッチパネルコントローラに印加されるノイズの影響を抑制するためには、タッチパネルコントローラの駆動パターンを変更することが必要となる場合がある。この場合、タッチパネルコントローラの駆動パターンを変更したことに伴い、スタイラスペンの駆動パターンも同様に変更することが必要となる。

　しかしながら、特許文献１には、ノイズの影響を抑制するためにタッチパネルコントローラの駆動パターンを変更したことに伴い、スタイラスペンの駆動パターンを変更するという技術的思想については、何ら開示も示唆もされていない。

　従って、特許文献１に係る発明では、ノイズの影響を抑制するためにタッチパネルコントローラの駆動パターンを変更したことに伴い、スタイラスペンの駆動パターンを変更することができないという問題がある。

　本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ノイズの影響を抑制するためにタッチパネルコントローラの駆動パターンを変更したことに伴い、スタイラスペンの駆動パターンを変更することにある。

　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コントローラは、互いに交差する複数の第１及び第２信号線の間に複数のキャパシタが形成されるタッチパネルのためのスタイラスペンを制御するタッチパネルコントローラであって、前記スタイラスペンとの同期のための第１同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加し、第１駆動パターンにより前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との一方を駆動する駆動回路と、前記駆動回路の駆動に同期して前記スタイラスペンが前記第１駆動パターンによりペン先を駆動することにより、前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との他方に沿ってそれぞれ出力される複数の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って前記複数のキャパシタの静電容量分布を推定する推定回路とを備え、前記駆動回路が、前記静電容量分布の推定結果に混入するノイズを低減するように前記第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更するために、前記第２駆動パターンを表す第２同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加する。

　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るスタイラスペン制御方法は、互いに交差する複数の第１及び第２信号線の間に複数のキャパシタが形成されるタッチパネルのためのスタイラスペンを制御するスタイラスペン制御方法であって、前記スタイラスペンとの同期のための第１同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加し、第１駆動パターンにより前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との一方を駆動する駆動工程と、前記駆動工程の駆動に同期して前記スタイラスペンが前記第１駆動パターンによりペン先を駆動することにより、前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との他方に沿ってそれぞれ出力される複数の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って前記複数のキャパシタの静電容量分布を推定する推定工程とを包含し、前記駆動工程が、前記静電容量分布の推定結果に混入するノイズを低減するように前記第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更するために、前記第２駆動パターンを表す第２同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加する工程を包含する。

　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るスタイラスペンは、互いに交差する複数の第１及び第２信号線の間に複数のキャパシタが形成されるタッチパネルのためにタッチパネルコントローラにより制御されるスタイラスペンであって、前記タッチパネルコントローラが、前記スタイラスペンとの同期のための第１同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加し、第１駆動パターンにより前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との一方を駆動する駆動回路を備え、前記スタイラスペンが、前記駆動回路の駆動に同期して前記第１駆動パターンによりペン先を駆動するペン駆動回路を備え、前記タッチパネルコントローラが、前記駆動回路及び前記ペン駆動回路による駆動に基づいて、前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との他方に沿ってそれぞれ出力される複数の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って前記複数のキャパシタの静電容量分布を推定する推定回路をさらに備え、前記駆動回路が、前記静電容量分布の推定結果に混入するノイズを低減するように前記第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更するために、前記第２駆動パターンを表す第２同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加し、前記スタイラスペンが、前記駆動回路により前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加された前記第２同期信号を検知する検知回路をさらに備える。

　本発明の一態様に係るタッチパネルコントローラによれば、ノイズの影響を抑制するためにタッチパネルコントローラの駆動パターンを変更したことに伴い、スタイラスペンの駆動パターンを変更することができるという効果を奏する。

　また、本発明の一態様に係るスタイラスペンの制御方法およびスタイラスペンによっても、同様の効果を奏する。

本発明の実施形態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。 タッチパネルの構成を示す模式図である。 タッチパネルに接続された信号線ＨＬ１～ＨＬＭ、ＶＬ１～ＶＬＭとドライバ５に接続されたドライブラインＤＬ１～ＤＬＭ及びセンスアンプに接続されたセンスラインＳＬ１～ＳＬＭとの接続切換回路の構成を示す回路図である。 マルチプレクサの構成を示す回路図である。 スタイラスペンの構成を示す断面図である。 タッチパネルコントローラがスタイラスペンに同期信号を出力するタイミングと、スタイラスペンがタッチパネルコントローラから同期信号を与えられると想定しているタイミングとの間の関係を示す図である。 タッチパネルコントローラおよびスタイラスペンにおける、同期信号とクロック信号との対応関係を示す図である。 タッチパネルコントローラがスタイラスペンに同期信号を出力するタイミングと、スタイラスペンがタッチパネルコントローラから同期信号を与えられると想定しているタイミングとの間の関係を示す図である。 クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータの誤検出が無い場合における各行列の成分の一例を示す図である。 クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータに誤検出が有る場合における各行列の成分の一例を示す図である。 補正回路内の同期信号検出回路の詳細な構成を示すブロック図である。 制御回路の機能を説明するための参考形態としての信号処理システムの構成を示すブロック図である。 信号処理システムにより処理される時系列信号のノイズ量及びサンプリング周波数と時系列信号の振幅変化量との間の周波数特性を示す図である。 参考形態としてのタッチパネルシステムの構成を示す回路図である。 タッチパネルシステムの駆動方法を説明するための回路図である。 タッチパネルシステムの駆動方法を示す数式を説明するための図である。 タッチパネルシステムにノイズが印加される状況を示す回路図である。 タッチパネルシステムの並列駆動方法を説明するための回路図である。 タッチパネルシステムの並列駆動方法を示す数式を説明するための図である。 タッチパネルシステムをＭ系列符号により並列駆動する方法を示す数式を説明するための図である。 一変形例としてのタッチパネルシステムの構成を示す回路図である。 タッチパネルシステムにより静電容量を駆動する実施単位を説明するための図である。 タッチパネルシステムにより静電容量を反転駆動する方法を説明するための図である。 タッチパネルシステムにより１ｓｔベクタによる駆動の次に２ｎｄベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図である。 （ａ）はタッチパネルシステムにより連続して１ｓｔベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は連続して１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を実施するときの駆動信号等の波形図である。 （ａ）はタッチパネルシステムにより連続して１ｓｔベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタによる駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。 （ａ）は連続して１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。 （ａ）は連続して１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は１ｓｔベクタのフェイズ１による駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。 タッチパネルシステムにおける相関２重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 タッチパネルシステムによる８重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 タッチパネルシステムによる他の８重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 タッチパネルシステムによるさらに他の８重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 タッチパネルシステムによる４重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 タッチパネルシステムによるさらに他の８重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 タッチパネルシステムによる他の４重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。 タッチパネルシステムの駆動方法を比較するための図である。 タッチパネルシステムによる４重サンプリングの周波数特性の一例を示す図である。 タッチパネルシステムによる４重サンプリングの別の周波数特性の一例を示す図である。 タッチパネルコントローラとスタイラスペンとの間の動作の対応関係を示す図である。 本発明の実施形態２における駆動極性と付加情報信号との対応関係を例示する図である。 本発明の実施形態３に係るタッチパネルシステムの構成を示す回路図である。 （ａ）はノイズ読出期間Ｐ１～Ｐ４が規定される前の動作を示す図であり、（ｂ）はノイズ読出期間Ｐ１～Ｐ４が規定された後の動作を示す図である。 （ａ）は読出部の簡略化された構成を示す図であり、（ｂ）は読出部の簡略化された動作を示す図であり、（ｃ）は読出部の簡略化された他の動作を示す図であり、（ｄ）は読出部の簡略化されたさらに他の動作を示す図である。 本発明の実施形態４に係る携帯電話機の構成を示す機能ブロック図である。

　〔実施形態１〕
　本発明の実施形態１について、図１～図３９に基づいて説明すれば、以下の通りである。

　（タッチパネルシステム１の構成）
　図１は、実施の形態１に係るタッチパネルシステム１の構成を示すブロック図である。図２は、タッチパネルシステム１に設けられたタッチパネル３の構成を示す模式図である。

　タッチパネルシステム１は、タッチパネル３とタッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５とを備えている。タッチパネル３は、垂直方向に沿って互いに平行に配置された複数本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭ（第２信号線）と、水平方向に沿って互いに平行に配置された複数本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭ（第１信号線）と、信号線ＨＬ１～ＨＬＭと信号線ＶＬ１～ＶＬＭとの交点にそれぞれ形成される静電容量Ｃ１１～ＣＭＭとを備えている。タッチパネル３は、スタイラスペン１５を把持した手を着くことができる広さを有していることが好ましいが、スマートフォンに使用される大きさであってもよい。

　タッチパネルコントローラ２は、ドライバ５（駆動回路）を備えている。後述するように、ドライバ５は、長さＮの（Ｍ＋１）個の符号系列に基づいて、Ｍ本の第１信号線とスタイラスペンとを並列に駆動することができる。また、ドライバ５は、長さＮの（Ｍ＋１）個の符号系列に基づいて、Ｍ本の第２信号線とスタイラスペンとを並列に駆動することができる。ここで、Ｍは１以上の整数である。また、上述の符号系列は、例えばＭ系列符号に対応していてよい。

　なお、本実施形態では、タッチパネル３の第１信号線と第２信号線とが同数（Ｍ本）である例が示されている。しかしながら、本発明はこれに限定されない。第１信号線の本数と第２信号線の本数とは異なっていてもよい。

　本実施形態では、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５とは、無線によって接続されている。スタイラスペン１５は、導電体を含んだタッチペンである。

　後述するように、タッチパネルコントローラ２との無線通信を行うために、スタイラスペン１５には、センス回路、同期信号検出回路、およびドライブ回路が搭載されている（図５を参照）。具体的には、スタイラスペン１５は、同期信号検出回路によって同期信号を取得してタッチパネルコントローラ２と同期した後に、ドライブ回路によって自身を駆動するように構成されている。

　より具体的には、スタイラスペン１５は、タッチパネルコントローラ２のドライバ５が仮想的なドライブラインＤＬｖを駆動する駆動信号（波形）と同じ駆動信号によって、スタイラスペン１５のペン先部３１（ペン先）を駆動させる。

　タッチパネルコントローラ２には、センスアンプ６が設けられている。センスアンプ６は、第１駆動行程において、各静電容量Ｃ１１～ＣＭＭに対応する電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第１ペン信号）とに対応する線形和信号を、センスラインＳＬ１～ＳＬＭを通して読み出して、ＡＤ変換器８に供給する。

　センスアンプ６は、第２駆動行程において、各静電容量Ｃ１１～ＣＭＭに対応する電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第２ペン信号）とに対応する線形和信号を、センスラインＳＬ１～ＳＬＭを通して読み出して、ＡＤ変換器８に供給する。

　タッチパネルコントローラ２は、マルチプレクサ４を有している。図３は、タッチパネル３に接続された信号線ＨＬ１～ＨＬＭ、ＶＬ１～ＶＬＭとドライバ５に接続されたドライブラインＤＬ１～ＤＬＭ及びセンスアンプ６に接続されたセンスラインＳＬ１～ＳＬＭとの接続切換回路の構成を示す回路図である。

　マルチプレクサ４は、信号線ＨＬ１～ＨＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに接続し、信号線ＶＬ１～ＶＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１～ＳＬＭに接続する第１接続状態と、信号線ＨＬ１～ＨＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１～ＳＬＭに接続し、信号線ＶＬ１～ＶＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに接続する第２接続状態とを切り換える。

　図４は、タッチパネルシステム１のタッチパネルコントローラ２に設けられたマルチプレクサ４の構成を示す回路図である。マルチプレクサ４は、直列に接続された４個のＣＭＯＳスイッチＳＷ１～ＳＷ４を有している。タイミングジェネレータ７からの制御ラインＣＬは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ４のＮＭＯＳのゲートと、反転器ｉｎｖの入力とに接続されている。反転器ｉｎｖの出力は、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ４のＰＭＯＳのゲートとに接続されている。信号線ＨＬ１～ＨＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ２に接続されている。信号線ＶＬ１～ＶＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３・ＳＷ４に接続されている。ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ４に接続されている。センスラインＳＬ１～ＳＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２・ＳＷ３に接続されている。

　制御線ＣＬの信号をＬｏｗにすると、信号線ＨＬ１～ＨＬＭは、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭにつながり、信号線ＶＬ１～ＶＬＭは、センスラインＳＬ１～ＳＬＭにつながる。制御線ＣＬの信号をＨｉｇｈにすると、信号線ＨＬ１～ＨＬＭは、センスラインＳＬ１～ＳＬＭにつながり、信号線ＶＬ１～ＶＬＭは、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭにつながる。

　ＡＤ変換器８は、第１駆動行程において、信号線ＶＬ１～ＶＬＭ、センスラインＳＬ１～ＳＬＭを通して読み出される各静電容量Ｃ１１～ＣＭＭに対応する電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第１ペン信号）とに対応する線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部９に供給する。

　ＡＤ変換器８は、第２駆動行程において、信号線ＨＬ１～ＨＬＭ、センスラインＳＬ１～ＳＬＭを通して読み出される各静電容量Ｃ１１～ＣＭＭに対応する電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第２ペン信号）とに対応する線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部９に供給する。

　容量分布計算部９（推定回路）は、前記第１ペン信号、及び前記第２ペン信号を含む前記線形和信号と、前記長さＮの（Ｍ＋１）個の符号系列とに基づいて、タッチパネル３上の静電容量分布、及び、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布、及び、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布を計算して、タッチパネル３上の静電容量分布をタッチ認識部１０に供給すると共に、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布、及び、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布をペン位置検出部１６（位置検出手段）に供給する。タッチ認識部１０は、容量分布計算部９から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル３上のタッチされた位置を認識する。

　ペン位置検出部１６は、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布に基づいて、スタイラスペン１５の信号線ＨＬ１に沿った位置を検出する。また、ペン位置検出部１６は、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布に基づいて、スタイラスペン１５の信号線ＶＬ１に沿った位置を検出する。

　タッチパネルコントローラ２は、タイミングジェネレータ７を有している。タイミングジェネレータ７は、ドライバ５の動作を規定する信号と、センスアンプ６の動作を規定する信号と、ＡＤ変換器８の動作を規定する信号とを生成して、ドライバ５、センスアンプ６、及びＡＤ変換器８に供給する。

　タイミングジェネレータ７は、スタイラスペン１５をタッチパネルコントローラ２に同期させるための同期信号を生成する。タッチパネルコントローラ２は、同期時には、タッチパネル３を同期専用信号で駆動する。スタイラスペン１５は、搭載しているセンス回路により、タッチパネル３からの信号を取得し、同期回路に当該信号が供給される。前記同期回路の同期が取れ次第、あらかじめ決められた駆動タイミングでスタイラスペン１５が駆動される。

　（タッチパネルシステム１の動作）
　ドライバ５は、仮想的なドライブラインＤＬｖを駆動する駆動信号（波形）と同じ駆動信号によって、スタイラスペン１５を駆動させる。ここでは、簡単ため、ｖ＝Ｍ＋１とする場合を考える。すなわち、（Ｍ＋１）本目のドライブラインＤＬ（Ｍ＋１）を、仮想的なドライブラインとする場合を考える。

　なお、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭ（換言すれば、信号線ＨＬ１～ＨＬＭまたはＶＬ１～ＶＬＭ）およびスタイラスペン１５の駆動方式は、逐次駆動であってもよいし、並列駆動であってもよい。

　信号線ＨＬ１～ＨＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに接続し、信号線ＶＬ１～ＶＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１～ＳＬＭに接続する第１接続状態において、ドライバ５は、長さＮの（Ｍ＋１）個の符号系列のうちの１番目のＭ個の符号系列に基づいて、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに電圧を印加して信号線ＨＬ１～ＨＬＭを駆動するとともに、前記（Ｍ＋１）個の符号系列のうちの残りの１個の符号系列に基づいて、スタイラスペン１５を駆動する。

　ここで、長さＮの（Ｍ＋１）個の符号系列のうちの１番目の符号系列は、「第１符号系列」を構成する。

　そして、信号線ＨＬ１～ＨＬＭの駆動により各静電容量Ｃ１１～ＣＭＭに蓄積された電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第１ペン信号）とに基づくＭ個の第１線形和信号がＭ本の信号線ＶＬ１～ＶＬＭのそれぞれから出力される（第１駆動工程）。センスアンプ６は、第１ペン信号を含む前記Ｍ個の第１線形和信号をマルチプレクサ４及びセンスラインＳＬ１～ＳＬＭを介して読み出し、ＡＤ変換器８に供給する。ＡＤ変換器８は、第１ペン信号を含む前記Ｍ個の第１線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部９に出力する。

　次に、信号線ＨＬ１～ＨＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに接続し、信号線ＶＬ１～ＶＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１～ＳＬＭに接続する第１接続状態を、信号線ＨＬ１～ＨＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１～ＳＬＭに接続し、信号線ＶＬ１～ＶＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに接続する第２接続状態に切り換える。

　その後、ドライバ５が、２番目の（Ｍ＋１）個の符号系列のうちのＭ個の符号系列に基づいて、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに電圧を印加して信号線ＶＬ１～ＶＬＭを駆動するとともに、２番目の（Ｍ＋１）個の符号系列のうちの残りの１個の符号系列に基づいて、スタイラスペン１５を駆動する。ここで、長さＮの（Ｍ＋１）個の符号系列のうちの２番目の符号系列は、「第２符号系列」を構成する。

　そして、信号線ＶＬ１～ＶＬＭの駆動により各静電容量Ｃ１１～ＣＭＭに蓄積された電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第２ペン信号）とに基づくＭ個の第２線形和信号がＭ本の信号線ＨＬ１～ＨＬＭのそれぞれから出力される（第２駆動工程）。センスアンプ６は、第２ペン信号を含む前記Ｍ個の第２線形和信号をマルチプレクサ４及びセンスラインＳＬ１～ＳＬＭを介して読み出し、ＡＤ変換器８に供給する。ＡＤ変換器８は、第２ペン信号を含む前記Ｍ個の第２線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部９に出力する。

　次に、容量分布計算部９は、第１ペン信号を含む前記第１線形和信号、第２ペン信号を含む前記第２線形和信号、及び（Ｍ＋１）個の符号系列に基づいて、タッチパネル３上の静電容量分布を算出してタッチ認識部１０に供給するとともに、スタイラスペン１５の信号線ＨＬ１に沿った位置、及びスタイラスペン１５の信号線ＶＬ１に沿った位置を算出してペン位置検出部１６に供給する（位置検出工程）。

　その後、タッチ認識部１０は、容量分布計算部９から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル３上のタッチされた位置を認識する。ペン位置検出部１６は、容量分布計算部９により算出されたスタイラスペン１５の信号線ＨＬ１に沿った位置、及びスタイラスペン１５の信号線ＶＬ１に沿った位置に基づいて、スタイラスペン１５のタッチパネル３上の位置を検出する。

　なお、制御回路１７は、ドライバ５の動作を制御する部材である。制御回路１７は、互いに異なる入出力伝達特性を有するサブシステム１７０ａ（第１サブシステム）およびサブシステム１７０ｂ（第２サブシステム）と、サブシステム１７０ａ・１７０ｂのいずれかをドライバ５に接続する切換回路１８０とを有している。

　また、ノイズ量推定回路１８は、線形和信号の加減算に基づく信号処理による静電容量の推定値から、線形和信号に混入するノイズ量を推定する部材である。制御回路１７の動作は、ノイズ量推定回路１８において推定されたノイズ量に基づいて行われる。制御回路１７の詳細な動作については、後述する。

　また、付加情報生成部１９は、スタイラスペン１５の付加情報受信回路３９に送信すべき付加情報信号を生成する部材である。付加情報生成部１９の具体的な動作については、付加情報受信回路３９とともに、後述の実施形態２において詳細に述べる。

　（スタイラスペン１５）
　図５は、スタイラスペン１５の構成を示す断面図である。以下、図５を参照して、スタイラスペン１５の詳細な構成について説明する。スタイラスペン１５は、無線によってタッチパネルコントローラ２と信号の送受信を行っている。

　なお、本実施形態では、筆圧センサ３１ｄがスタイラスペン１５に設けられている構成を例示して説明を行っている。しかしながら、筆圧センサ３１ｄは、スタイラスペン１５に必ずしも設けられなくともよい。

　スタイラスペン１５のペン本体３０には、ユーザによる把持が可能なように、略円筒状に形成された導電性の把持部３０ａが設けられている。また、ペン本体３０の先端には、タッチ操作時にタッチパネル３に押し当てられるペン先部３１が設けられている。

　ペン先部３１は、ペン先カバー３１ａ、ペン先軸３１ｂ、絶縁体３１ｃ、および筆圧センサ３１ｄを有している。ペン先カバー３１ａは、絶縁性材料から成る。ペン先軸３１ｂは導電性の材料（例えば、金属または導電性合成樹脂材）から成る。絶縁体３１ｃは、ペン先カバー３１ａを軸方向に進出移動自在に保持する。

　筆圧センサ３１ｄは、ペン先軸３１ｂの奥側に設けられている。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成り、ダイヤフラム（不図示）の表面に半導体ひずみゲージが形成されている。

　従って、タッチ操作時にペン先カバー３１ａがタッチパネル３に押し当てられると、ペン先カバー３１ａを介してペン先軸３１ｂが押し込まれ、筆圧センサ３１ｄのダイヤフラムの表面が押圧される。

　それゆえ、押圧されたダイヤフラムが変形することによって、ピエゾ抵抗効果に起因する電気抵抗の変化が発生する。筆圧センサ３１ｄでは、当該電気抵抗の変化が、電気信号に変換される。これにより、スタイラスペン１５における筆圧を検出できるようになっている。

　なお、筆圧検出の原理については、必ずしもピエゾ抵抗効果を利用したものに限らず、他の検出原理を採用することも可能である。

　さらに、ペン本体３０の内部には、接続スイッチ３２、制御回路３３、第１動作切替スイッチ３４ａ、第２動作切替スイッチ３４ｂ、センス回路３５、同期信号検出回路３６（検知回路）、タイミング調整回路３７、ドライブ回路３８（ペン駆動回路）、および付加情報受信回路３９が設けられている。

　なお、センス回路３５および同期信号検出回路３６を、総称的に補正回路３５０と称する。後述するように、補正回路３５０は、タッチパネルコントローラ２が同期信号を出力するためにタッチパネルコントローラ２が生成するコントローラクロック数と、タッチパネルコントローラ２から出力された同期信号（例えば、後述する第２同期信号）をスタイラスペン１５が受け取るためにスタイラスペン１５が生成するペンクロック数との間のずれを補正する回路である。なお、同期信号は、同期ワードと称されてもよい。

　なお、本実施形態では、接続スイッチ３２がスタイラスペン１５に設けられている構成を例示して説明を行っている。しかしながら、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、把持部３０ａは、例えば、基準電位（ＧＮＤ）に接続される。

　接続スイッチ３２は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor，電界効果トランジスタ）等からなる電子スイッチである。接続スイッチ３２における、オン／オフの切り換えの動作は、制御回路３３によって制御される。

　接続スイッチ３２がオフの場合には、ペン先軸３１ｂは、把持部３０ａと電気的に遮断されている。この場合、ペン先部３１の静電容量は極めて小さいため、ペン先カバー３１ａをタッチパネル３に近接させても、タッチパネルシステム１において、スタイラスペン１５はタッチパネル３の同期信号（無線信号）の取得に困難を伴うことがある。

　他方、接続スイッチ３２がオンの場合には、ペン先軸３１ｂは、把持部３０ａと電気的に接続される。そして、人体は、把持部３０ａを介してペン先軸３１ｂと電気的に接続される。

　この場合、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１５がタッチパネル３に近接または接触すると、スタイラスペン１５はタッチパネル３の同期信号の取得が容易になる。

　また、スタイラスペン１５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とが設けられている。第１操作スイッチ３９ａおよび第２操作スイッチ３９ｂを押下して操作することによって、第１操作スイッチ３９ａおよび第２操作スイッチ３９ｂのそれぞれ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ことができる。

　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によっ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によって行うことが可能である。

　なお、消しゴム機能およびマウスの右クリック機能は一例であり、消しゴム機能およ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スタイラスペン１５に設け、その他の機能を付加することも可能である。

　（スタイラスペン１５とタッチパネルコントローラ２との間での信号の送受信）
　スタイラスペン１５では、ドライブ回路３８によって、ペン先部３１が駆動される。ドライブ回路３８は、タッチパネルコントローラ２のドライバ５と同様の駆動回路である。

　ところで、ドライバ５によるドライブラインＤＬ１～ＤＬＭの駆動（換言すれば、信号線ＨＬ１～ＨＬＭまたはＶＬ１～ＶＬＭの駆動）は、タイミングジェネレータ７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１５とタッチパネルコントローラ２との間の信号の送受信を好適に行うためには、スタイラスペン１５においても、ドライバ５がドライブラインＤＬ_０～ＤＬ_ｖ－１を駆動するタイミングに同期をとって、ドライブ回路３８による駆動が行われる必要がある。

　そこで、スタイラスペン１５では、センス回路３５、同期信号検出回路３６、およびタイミング調整回路３７が設けられている。

　センス回路３５は、タッチパネルコントローラ２から、タイミングジェネレータ７において生成された同期信号を含んだ信号（波形）を取得する。なお、当該信号の中には、後述する付加情報信号が含まれている。同期信号検出回路３６は、当該信号の中から、同期信号を検出する。

　タイミング調整回路３７は、同期信号検出回路３６において検出された同期信号を参照し、ペン同期信号を生成する。これにより、ペン同期信号のタイミングを、タイミングジェネレータ７において生成された同期信号のタイミングに一致させることができる。

　そして、当該ペン同期信号がドライブ回路３８に与えられることにより、ドライブ回路３８は、ドライバ５がドライブラインＤＬ１～ＤＬＭを駆動するタイミングに同期をとって、ペン先部３１を駆動することができる。

　なお、スタイラスペン１５がタッチパネルコントローラ２からの同期信号を検出する動作モードは、センスモードとも称される。また、スタイラスペン１５がペン先部３１を駆動する動作モードは、駆動モードとも称される。

　（補正回路３５０についての説明）
　本実施形態の補正回路３５０は、タッチパネルコントローラ２が生成するコントローラクロック数と、スタイラスペン１５が生成するペンクロック数との間のずれを補正する回路である。以下、補正回路３５０の具体的な構成および動作について説明する。

　（センスモード）
　はじめに、センスモードについて詳細に述べる。センスモードでは、第１動作切替スイッチ３４ａがＯＮ状態となり、ペン先部３１とセンス回路３５とが接続される。かつ、第２動作切替スイッチ３４ｂがＯＦＦ状態となり、ペン先部３１とドライブ回路３８とが接続されていない状態となる。

　センス回路３５は、タッチパネル３を介して、タッチパネルコントローラ２のドライバ５から送信された同期信号を、無線信号として取得する。そして、センス回路３５は、ペン先部３１および第１動作切替スイッチ３４ａを介して取得したタッチパネルコントローラ２からの同期信号を、同期信号検出回路３６に与える。

　また、センス回路３５は、タッチパネルコントローラ２からの同期信号に対応する、スタイラスペン１５のクロック信号の番号を示すデータ（後述のクロック数Ｄａｔａ［Ｎ］）を検出し、同期信号検出回路３６へ与える。

　同期信号検出回路３６は、センス回路３５から与えられた、タッチパネルコントローラ２からの同期信号、および、タッチパネルコントローラ２からの同期信号に対応する、スタイラスペン１５のクロック信号の番号を示すデータに基づき、各種演算を実行し、スタイラスペン１５をタッチパネルコントローラ２と同期して動作させるための制御信号であるタイミング補正信号を生成する。

　ここで、同期信号検出回路３６における、タイミング補正信号を生成するための構成については、後に詳細に説明する。なお、スタイラスペン１５は、タッチパネルコントローラ２と同期して動作することが可能となるまで、センスモードでの動作を継続し、駆動モードでの動作には移行しない。

　ここで、タッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５に同期信号が与えられる時間周期の値（すなわち、後述の時間Ｔ_ＣＯＮの値）を含んだ、同期信号検出回路３６の動作に用いられる各種パラメータは、スタイラスペン１５において初期設定が可能である。

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

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

　（駆動モード）
　駆動モードでは、第２動作切替スイッチ３４ｂがＯＮ状態となり、ペン先部３１とドライブ回路３８とが接続される。かつ、第１動作切替スイッチ３４ａがＯＦＦ状態となり、ペン先部３１とセンス回路３５とが接続されていない状態となる。

　同期信号検出回路３６は、同期モードにおいて生成されたタイミング補正信号を、タイミング調整回路３７に与える。

　タイミング調整回路３７は、同期信号検出回路３６から与えられたタイミング補正信号に基づき、スタイラスペン１５が、タッチパネルコントローラ２の出力する動作クロックと一致して動作するように、ドライブ回路３８の動作のタイミングを規定する。

　ドライブ回路３８は、タイミング調整回路３７によって規定された動作のタイミングにおいて生成した駆動信号を、第２動作切替スイッチ３４ｂを介して、ペン先部３１に与える。

　（同期信号のタイミングのずれ）
　続いて、補正回路３５０の動作の説明に先立ち、図６を参照し、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５との間の同期信号のタイミングのずれについて説明する。

　図６は、タッチパネルコントローラ２がスタイラスペン１５に同期信号を出力するタイミングと、スタイラスペン１５がタッチパネルコントローラ２から同期信号を与えられると想定しているタイミングとの間の関係を示す図である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

　（同期信号検出回路３６の詳細な構成）
　図１１に、補正回路３５０内の同期信号検出回路３６の詳細な構成を示す機能ブロック図を示す。図１１を用いて、スタイラスペン１５とタッチパネルコントローラ２との間におけるクロック信号のずれを補正する同期信号検出回路３６の詳細な構成について以下に説明する。

　同期信号検出回路３６は、差分行列生成部３６１、補助行列生成部３６２、検証行列生成部３６３、有効データ判定部３６４、有効行列生成部３６５、およびタイミング補正信号生成部３６６を備えている。

　差分行列生成部３６１は、センス回路３５から、スタイラスペン１５のクロック信号の番号を示す、クロック数Ｄａｔａ［Ｎ］のデータを取得する。差分行列生成部３６１は、式（２０）に基づき、一次元配列としてのクロック数Ｄａｔａ［Ｎ］を用いて、二次元配列としての差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］を生成し、補助行列生成部３６２に与える。

　補助行列生成部３６２は、差分行列生成部３６１から、差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］を与えられる。また、補助行列生成部３６２は、差分行列生成部３６１を介して、センス回路３５から、スタイラスペン１５の初期設定において設定された時間Ｔ_ＣＯＮ、およびタッチパネルコントローラ２のクロック周期Ｔ_ｃｌｋの値のデータを与えられる。

　補助行列生成部３６２は、はじめに、Ｔ_ＣＯＮ、Ｔ_ｃｌｋの値に基づき、式（７）を用いて、単位理想クロック数Ｎ_ｃｌｋの値を算出する。

　続いて、補助行列生成部３６２は、算出した単位理想クロック数Ｎ_ｃｌｋの値、および差分行列生成部３６１から与えられた差分行列Ｄａｔａ＿Ｒｅｌａｔｉｖｅ［ｉｊ］に基づき、式（２３）、式（２４）、および式（２５）をそれぞれ用いて、補助行列としての行列Ｍ２［ｉｊ］、行列Ｍ３［ｉｊ］、および行列Ｍ４［ｉｊ］を生成し、検証行列生成部３６３に与える。

　検証行列生成部３６３は、補助行列生成部３６２から与えられた補助行列に基づき、式（２６）を用いて、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］を生成し、有効データ判定部３６４へ与える。

　有効データ判定部３６４は、検証行列生成部３６３から、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］を与えられる。また、有効データ判定部３６４は、差分行列生成部３６１、補助行列生成部３６２、および検証行列生成部３６３を介して、センス回路３５から、スタイラスペン１５の初期設定において設定された第１閾値Ｔ１および第２閾値Ｔ２の値のデータを与えられる。

　有効データ判定部３６４は、第１閾値Ｔ１を用いて、有効データ候補判定条件に基づき、有効データ候補判定条件を満たす検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］の成分を選択し、検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］のｉ行目における有効データ数Ｎ_Ｖ［ｉ］を定める。

　続いて、有効データ判定部３６４は、第２閾値Ｔ２を用いて、有効データ判定条件に基づき、有効データ判定条件を満たす検証行列Ｖｅｒｉｆｙ［ｉｊ］の行ｉを選択し、その選択結果を示す有効データ判定結果情報を、有効行列生成部３６５へ与える。

　有効行列生成部３６５は、有効データ判定部３６４から与えられた有効データ判定結果情報に基づき、式（２７）を用いて、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］を生成し、タイミング補正信号生成部３６６へ与える。

　タイミング補正信号生成部３６６は、有効行列生成部３６５から与えられた有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の成分に基づき、タイミング補正信号を生成し、タイミング調整回路３７へ与える。

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

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

　従って、タイミング補正信号生成部３６６において、例えば、スタイラスペン１５を、１００００クロック毎に、１クロック分だけ動作を遅延させるように、タイミング補正信号を生成することができる。このタイミング補正信号により、１００００クロック毎に、スタイラスペン１５のクロックのタイミングを、タッチパネルコントローラ２のクロックのタイミングに合致するように補正することができ、スタイラスペン１５とタッチパネルコントローラ２との間における同期ずれを抑制することができる。

　また、スタイラスペン１５を、５０００クロック毎に、０．５クロック分だけ動作を遅延させるように、タイミング補正信号生成部３６６において、タイミング補正信号を生成してもよい。このタイミング補正信号により、スタイラスペン１５とタッチパネルコントローラ２との間における同期ずれを、より高精度に抑制することができる。

　なおタイミング補正信号生成部３６６において、有効行列Ｖａｌｉｄ［ｉｊ］の各成分の値に対して、平均値または中央値を算出し、算出した平均値または中央値をさらに用いて、タイミング補正信号を生成してもよい。

　以上のように、補正回路３５０がスタイラスペン１５に設けられることによって、コントローラクロック数とペンクロック数との間のずれを補正することができる。

　従って、上述したように、スタイラスペン１５のドライブ回路３８は、タッチパネルコントローラ２のドライバ５がドライブラインＤＬ１～ＤＬＭを駆動するタイミングに同期をとって、ペン先部３１を駆動することができる。それゆえ、スタイラスペン１５をタッチパネルコントローラ２と精度良く同期させつつ、スタイラスペン１５にタッチパネル３へのタッチ入力に付随する各種の動作を行わせることが可能となる。

　（制御回路１７についての説明）
　本実施形態の制御回路１７は、第１駆動パターンに対応する第１サブシステム（サブシステム１７０ａ）及び第２駆動パターンに対応する第２サブシステム（サブシステム１７０ｂ）と、時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、第１及び第２駆動パターンに基づいて、加減算に基づく信号処理を行って静電容量分布を推定する結果に混入するノイズを低減するように第１及び第２サブシステムを切り換えてドライバ５に繋ぐ切換回路（切換回路１８０）とを有する。

　続いて、制御回路１７について説明する。本実施形態の制御回路１７は、以下に示す制御回路１４Ｘと同様のものであると理解されてよい。

　（信号処理システム１０Ｘの構成）
　図１２は、本実施形態のタッチパネルシステム１をより概略的に示した機能ブロック図である。図１２の機能ブロック図の構成は、制御回路１７の機能を説明するための参考形態と理解されてよい。

　なお、図１２の信号処理システム１０Ｘは、本実施形態のタッチパネルコントローラに相当するものと理解されてよい。また、図１２において、（ｉ）サブシステム５ａＸ・５ｂＸは、本実施形態のサブシステム１７０ａ・１７０ｂと、（ｉｉ）切換回路６Ｘは、本実施形態の切換回路１８０と、（ｉｉｉ）ノイズ量推定回路９Ｘは、本実施形態のノイズ量推定回路１８と、それぞれ同様のものであると理解されてよい。

　図１２には、信号処理システム１０Ｘの構成が示されている。信号処理システム１０Ｘは、線形素子ＣＸを駆動する駆動回路４Ｘと、駆動回路４Ｘを制御する制御回路１４Ｘとを備えている。

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

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

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

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

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

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

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

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

　（ノイズ量及びサンプリング周波数と振幅変化量との間の周波数特性）
　図１３は、信号処理システム１０Ｘにより処理される時系列信号のノイズ量及びサンプリング周波数と時系列信号の振幅変化量との間の周波数特性を示すグラフである。横軸は、信号周波数とサンプリング周波数との比である正規化係数を示している。縦軸は、信号の振幅変化量を示している。

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

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

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

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

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

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

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

　従って、図１２に示す複数のサブシステムのサンプリング周波数を異なるように設定し、または、多重サンプリングの多重度を異なるように設定しておき、ノイズの周波数に基づいて、図１３に示す振幅変化量が低減するように多重度、サンプリング周波数が設定されたサブシステムに切換回路６Ｘで切り換えることにより、ノイズを無くし、または低減することができる。

　（参考形態としてのタッチパネルシステム１Ｘの構成）
　続いて、図１２の構成とタッチパネルシステムの構成との間の対応関係の理解を容易にするために、参考形態としてのタッチパネルシステム１Ｘの構成について説明する。

　図１４は、参考形態としてのタッチパネルシステム１Ｘの構成を示す回路図である。タッチパネルシステム１Ｘは、タッチパネル２Ｘとタッチパネルコントローラ３Ｘとを備えている。タッチパネル２Ｘは、ドライブラインＤＬ１～ＤＬ４とセンスラインＳＬ１～ＳＬ４との交点にそれぞれ形成された静電容量Ｃ１１～Ｃ４４を有する。

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

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

　タッチパネルコントローラ３Ｘは、増幅回路７Ｘの出力をアナログ・デジタル変換するＡＤ変換回路１３Ｘと、アナログ・デジタル変換された増幅回路７Ｘの出力に基づいて静電容量Ｃ１１～Ｃ４４の値を推定する復号演算回路８Ｘとを有している。

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

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

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

　（タッチパネルシステム１Ｘの動作）
　図１５はタッチパネルシステム１Ｘの駆動方法を説明するための回路図であり、図１６はタッチパネルシステム１Ｘの駆動方法を示す数式を説明するための図である。

　駆動回路４Ｘは、図１６の式３に示される４行４列の符号系列に基づいてドライブラインＤＬ１～ＤＬ４を駆動する。符号行列の要素が「１」であれば、駆動回路４Ｘは電圧Ｖdriveを印加し、要素が「０」であれば、ゼロボルトを印加する。

　増幅回路７Ｘは、駆動回路４Ｘにより駆動されたセンスラインに沿った静電容量の線形和Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４を受け取って増幅する。

　例えば、上記４行４列の符号系列による４回の駆動のうちの最初の駆動では、駆動回路４ＸはドライブラインＤＬ１に電圧Ｖdriveを印加し、残りのドライブラインＤＬ２～ＤＬ４にゼロボルトを印加する。すると、例えば、図１６の式１で示される静電容量Ｃ３１に対応するセンスラインＳＬ３からの測定値Ｙ１が増幅回路７Ｘから出力される。

　そして、２回目の駆動では、ドライブラインＤＬ２に電圧Ｖdriveを印加し、残りのドライブラインＤＬ１、ＤＬ３、ＤＬ４にゼロボルトを印加する。すると、図１６の式２で示される静電容量Ｃ３２に対応するセンスラインＳＬ３からの測定値Ｙ２が増幅回路７Ｘから出力される。

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

　そうすると、図１６の式３及び式４に示すように、測定値Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４そのものが、それぞれ静電容量値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と関連付けられる。なお、図１６の式３～式４においては、表記の簡単化のため、測定値Ｙ１～Ｙ４について、係数（－Ｖdrive／Ｃint）を省略して記載している。

　図１７は、タッチパネルシステム１Ｘにノイズが印加される状況を示す回路図である。説明の簡潔化のためにセンスラインＳＬ３を例に挙げて説明すると、センスラインＳＬ３に結合された寄生容量Ｃｐを介して、センスラインＳＬ３に沿って読み出される線形和信号にノイズが印加されると、線形和信号が以下のようになる。

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

　図１８はタッチパネルシステム１Ｘの並列駆動方法を説明するための回路図であり、図１９はタッチパネルシステム１Ｘの並列駆動方法を示す数式を説明するための図である。

　駆動回路４Ｘは、図１９の式５に示される４行４列の直交符号系列に基づいてドライブラインＤＬ１～ＤＬ４を駆動する。直交符号系列の要素は、「１」と「－１」とのいずれかであり。要素が「１」であれば、駆動回路４Ｘは電圧Ｖdriveを印加し、要素が「－１」であれば、－Ｖdriveを印加する。ここで、電圧Ｖdriveは、電源電圧でもよいが、電源電圧以外の電圧であってもよい。

　そして、図１９の式６に示すように、測定値Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４と直交符号系列との内積をとることにより、図１９の式７に示すように、静電容量Ｃ１～Ｃ４を推定することができる。

　タッチパネルシステムでは、比較的ノイズが大きいため、上記動作を複数回行い、平均化した線形和信号データを真の値として取り扱うことがある。この複数回行う動作のタイミングを変えることによって、異なる入出力伝達特性を有するサブシステム５ａＸ・５ｂＸ（図１４参照）を実現することができる。

　図２０は、タッチパネルシステム１ＸをＭ系列符号により並列駆動する方法を示す数式を説明するための図である。Ｍ系列符号により静電容量を並列駆動することによっても静電容量を推定することができる。図２０の式８～式１１に示すように、線形和信号Ｙ１～Ｙ７の内積をとることにより、静電容量Ｃ１～Ｃ７を推定することができる。「Ｍ系列」は、二進擬似乱数列の一種であり、１と－１（または１と０）の２値のみから構成される。Ｍ系列の１周期の長さは、２^ｎ－１である。長さ＝２^３－１＝７のＭ系列の例としては、「１、－１、－１、１、１、１、－１」が挙げられる。

　（タッチパネルシステム１ａの構成）
　図２１は、タッチパネルシステム１Ｘの変形例としてのタッチパネルシステム１ａの構成を示す回路図である。図１４で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。

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

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

　図２２の（ａ）（ｂ）（ｃ）は、タッチパネルシステム１ａにより静電容量を駆動する実施単位を説明するための図である。

　図２２の（ａ）は、フレーム単位の駆動を説明するための図である。タッチパネルシステム１ａは、（Ｍ＋１）個のフレーム駆動Ｆｒａｍｅ０～ＦｒａｍｅＭをこの順番に繰り返す。各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０～ＦｒａｍｅＭは、それぞれ（Ｎ＋１）個のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０～ＶｅｃｔｏｒＮを含む。各ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０～ＶｅｃｔｏｒＮは、それぞれ偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０及び奇数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１を含む。

　図２２の（ａ）に示す各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０～ＦｒａｍｅＭが含むベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０の偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０（図２２の（ａ）で黒地に白抜きで「Ｐｈａｓｅ０」と表記している）は、上記の「離散時間でサンプリングされた時々刻々と変化する複数個の時系列信号」に相当する。

　図２２の（ｂ）は、ベクタ単位の駆動を説明するための図である。まず、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０、…、フレーム駆動ＦｒａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０の順番で、各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１～ＦｒａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０のみで連続して駆動する。

　そして、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１、…、フレーム駆動ＦｒａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１の順番で、各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１～ＦｒａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１のみで連続して駆動する。次に、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２、…、フレーム駆動ＦｒａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２の順番で、各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１～ＦｒａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２のみで連続して駆動する。以下同様にして、ベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＮまで駆動する。

　図２２の（ｃ）は、フェイズ単位の駆動を説明するための図である。まず、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、…、フレーム駆動ＦｒａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０の順番で、各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１～ＦｒａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０のみで連続して駆動する。

　そして、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１、…、フレーム駆動ＦｒａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１の順番で、各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１～ＦｒａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１のみで連続して駆動する。

　次に、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、…、フレーム駆動ＦｒａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０の順番で、各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１～ＦｒａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０のみで連続して駆動する。以下、同様にして、ベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＮまで駆動する。

　図２３の（ａ）（ｂ）（ｃ）は、タッチパネルシステム１ａにより静電容量を反転駆動する方法を説明するための図である。

　図２３の（ａ）は、ベクタ単位の駆動を続けて、偶数回目の駆動を反転する駆動方法を示している（反転する偶数回目の駆動箇所は黒地に白抜きで表記している）。まず、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０で駆動する。そして、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０で反転駆動する。次に、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０で駆動する。その後、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ３のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０で反転駆動する。反転は、２個のフェイズ駆動単位で行われることになる。そして、同一データの周期は２個のフェイズ駆動に対応する期間となる。この同一データの偶数回目の時系列データは反転駆動により極性が反転する。

　図２３の（ｂ）は、フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１の駆動を反転する例を示している（反転する駆動箇所は黒地に白抜きで表記している）。まず、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズＰｈａｓｅ０で駆動する。そして、このベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズＰｈａｓｅ１で反転駆動する。次に、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズＰｈａｓｅ０で駆動する。そして、このベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズＰｈａｓｅ１で反転駆動する。反転は、１個のフェイズ駆動単位で行われることになる。そして、同一データの周期は２個のフェイズ駆動に対応する期間となる。この同一データの極性は一定である。

　図２３の（ｃ）は、フェイズ駆動を連続して、偶数回目の駆動を反転する例である（反転する駆動箇所は黒地に白抜きで表記している）。まず、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０で駆動する。そして、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０で反転駆動する。

　次に、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０で駆動する。その後、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ３のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０反転駆動する。

　反転は、１個のフェイズ駆動単位で行われることになる。そして、同一データの周期は１個のフェイズ駆動に対応する期間となる。この同一データの極性は偶数回目で反転する。

　図２４は、タッチパネルシステム１ａにより１ｓｔベクタによる駆動の次に２ｎｄベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図である。図２２の（ａ）に示すベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０及びベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０に対応する波形図が示されている。信号Ｐｈａｓｅ０がオンのときは、偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０による駆動が行われ、信号Ｐｈａｓｅ０がオフのときは、奇数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１による駆動が行われる。リセット信号ｒｅｓｅｔ＿ｃｄｓがオンのときは増幅回路７Ｘがリセットされる。駆動信号Ｄｒｉｖｅがオンになると静電容量Ｃ１１～Ｃ４４が駆動される。クロック信号ｃｌｋ＿ｓｈがオンのときに線形和信号がセンスラインに沿って読み出される。ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０の偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０に基づく線形和信号は、１フレーム間隔（期間Ｔ１）で取得される。

　図２５の（ａ）はタッチパネルシステム１ａにより連続して１ｓｔベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は連続して１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を実施するときの駆動信号等の波形図である。

　図２２の（ｂ）に示すようにベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０（１ｓｔベクタ）を連続して実施するときは、図２５の（ａ）に示すように、ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０による線形和信号は、２フェイズ間隔（期間Ｔ２）で取得される。

　図２２の（ｃ）に示すようにベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０（１ｓｔベクタ）に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０を連続して実施するときは、図２５（ｂ）に示すように、フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０による線形和信号は、１フェイズ間隔（期間Ｔ３）で取得される。

　図２６の（ａ）はタッチパネルシステム１ａにより連続して１ｓｔベクタによる駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタによる駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。

　図２６の（ａ）に示すように、リセット信号ｒｅｓｅｔ＿ｃｄｓが立ち上がると駆動信号Ｄｒｉｖｅは立下り、リセット信号ｒｅｓｅｔ＿ｃｄｓが時刻ｔ３において立ち下がった後、駆動信号Ｄｒｉｖｅが立ち上がる。

　図２６の（ｂ）に示すように、駆動の反転は、駆動信号Ｄｒｉｖｅをハイからローに立ち下げることにより行われる。このため、リセット信号が立ち上がったときに駆動信号Ｄｒｉｖｅを図２６の（ａ）に示すように立ち下げる必要がない。このため、反転駆動前のリセット信号の立ち下げを、図２６の（ａ）におけるリセット信号の立ち下げ時刻ｔ３よりもΔＴだけ早い時刻ｔ２にすることができ、リセット信号ｒｅｓｅｔ＿ｃｄｓがオンであるリセット時間をΔＴだけ短縮することができる。このため、ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０による線形和信号は、図２６の（ａ）では２フェイズ間隔（時刻ｔ１から時刻ｔ５までの期間Ｔ２）で取得されていたが、図２６の（ｂ）では（２フェイズ－ΔＴ）の間隔（時刻ｔ１から時刻ｔ４までの期間Ｔ５）で取得することができる。

　図２７の（ａ）は連続して１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は偶数回目における１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。

　図２７の（ｂ）を参照すると、反転駆動前のリセット信号の立ち下げを、図２７の（ａ）におけるリセット信号の立ち下げ時刻ｔ８よりもΔＴだけ早い時刻ｔ７にすることができ、リセット信号ｒｅｓｅｔ＿ｃｄｓがオンであるリセット時間をΔＴだけ短縮することができる。そして、次のリセット信号の立ち下げを、図２７の（ａ）におけるリセット信号の立ち下げ時刻ｔ１２よりも合計でΔ２Ｔだけ早い時刻ｔ１１にすることができる。

　このため、ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０による線形和信号は、図２７の（ａ）の例では１フェイズ間隔（時刻ｔ６から時刻ｔ１０までの期間Ｔ３）で取得されていたが、図２７の（ｂ）では（１フェイズ－ΔＴ）の間隔（時刻ｔ６から時刻ｔ９までの期間Ｔ７）で取得することができる。

　図２８の（ａ）は連続して１ｓｔベクタのフェイズ０による駆動を実施するときの駆動信号等の波形図であり、（ｂ）は１ｓｔベクタのフェイズ１による駆動を反転する場合の駆動信号等の波形図である。

　図２２の（ｂ）に示すように、それぞれが偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０及び奇数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１を含むベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０を連続して駆動するときに、奇数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１を反転して駆動すると、反転駆動前のリセット信号の立ち下げを、図２８の（ａ）におけるリセット信号の立ち下げ時刻ｔ１７よりもΔＴだけ早い時刻ｔ１６にすることができ、リセット信号ｒｅｓｅｔ＿ｃｄｓがオンであるリセット時間をΔＴだけ短縮することができる。そして、次のリセット信号の立ち下げを、図２８の（ａ）におけるリセット信号の立ち下げ時刻ｔ２１よりも合計でΔ２Ｔだけ早い時刻ｔ２０にすることができる。

　このため、ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０による線形和信号は、図２８の（ａ）の例では１フェイズ間隔（時刻ｔ１５から時刻ｔ１９までの期間Ｔ３）で取得されていたが、図２８の（ｂ）では（２フェイズ－２ΔＴ）の間隔（時刻ｔ１５から時刻ｔ２２までの期間）で取得することになる。

　図２９は、タッチパネルシステム１ａにおける相関２重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。センスラインに沿って読み出された静電容量の線形和信号は、図２９に示される周波数特性を有する相関２重サンプリング（ＣＤＳ：correlated double sampling）によりサンプリングされる。

　図３０は、タッチパネルシステム１ａによる８重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。横軸は周波数を示しており、縦軸は信号変化量を示している。１フェイズの時間は２．５μｓｅｃであり、リセット信号の短縮時間ΔＴ＝０．５μｓｅｃである。

　このグラフは、信号変化量が０ｄＢ程度となる周波数帯域のノイズに弱いことを示している。図３０に示す例では、どのような条件でも０ｄＢとなる周波数帯域はないので、ノイズ周波数が一つであれば、サンプリング動作を変更することによってノイズを抑圧することを期待することができる。なお、このサンプリングの条件では、動作速度（レポートレート）は落ちない。

　また、ＣＤＳ周波数を（ノイズ周波数×（１／整数））にすると、ＣＤＳ処理によってノイズが除去できるはずである。基本的にＣＤＳ周波数を落とす方向なので、動作速度（レポートレート）は落ちる。

　図３１はタッチパネルシステム１ａによる他の８重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。１フェイズの時間は２．５μｓｅｃであり、リセット信号の短縮時間ΔＴ＝０．０μｓｅｃである。ベクタ駆動を連続して実施したときの周波数特性と、フェイズ駆動を連続して実施したときの周波数特性と、ベクタ駆動を連続し偶数回目を反転駆動したときの周波数特性と、フェイズ駆動を連続し偶数回目を反転駆動したときの周波数特性とを示している。

　図３２は、タッチパネルシステム１ａによるさらに他の８重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。１フェイズの時間は２．５μｓｅｃであり、リセット信号の短縮時間ΔＴ＝０．０μｓｅｃである。ＣＤＳ周波数は５００ｋＨｚ（＝２．０μｓｅｃ）である。ベクタ駆動を連続して実施したときの周波数特性と、フェイズ駆動を連続して実施したときの周波数特性と、ベクタ駆動を連続し偶数回目を反転駆動したときの周波数特性と、フェイズ駆動を連続し偶数回目を反転駆動したときの周波数特性とを示している。ＣＤＳの効果により、０ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１０００ｋＨｚにおける信号変化量が図３１に示す例よりも抑圧されている。

　図３３は、タッチパネルシステム１ａによる４重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。１フェイズの時間は２．５μｓｅｃであり、リセット信号の短縮時間ΔＴ＝０．０μｓｅｃである。ＣＤＳ周波数は５００ｋＨｚ（＝２．０μｓｅｃ）である。ベクタ駆動を連続して実施したときの周波数特性と、フェイズ駆動を連続して実施したときの周波数特性と、ベクタ駆動を連続し偶数回目を反転駆動したときの周波数特性と、フェイズ駆動を連続し偶数回目を反転駆動したときの周波数特性とを示している。

　図３４は、タッチパネルシステム１ａによるさらに他の８重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。ベクタ駆動を連続して実施したときの周波数特性と、フェイズ駆動を連続して実施したときの周波数特性と、ベクタ駆動を連続し偶数回目を反転駆動したときの周波数特性と、フェイズ駆動を連続し偶数回目を反転駆動したときの周波数特性とにおけるそれぞれの周波数に対応する信号変化量の最小値をプロットしたグラフである。１フェイズの時間は２．５μｓｅｃであり、リセット信号の短縮時間ΔＴ＝０．０μｓｅｃである。ＣＤＳ周波数は５００ｋＨｚ（＝２．０μｓｅｃ）である。

　図３５は、タッチパネルシステム１ａによる他の４重サンプリングの周波数特性を示すグラフである。図３４に示す例を４重サンプリングについてプロットしたグラフである。

　図３６の（ａ）（ｂ）はタッチパネルシステム１ａの駆動方法を比較するための図である。図２２の（ａ）で説明したフレーム単位で駆動する動作モードは（（０）ｐｈａｓｅ／ｖｅｃｔｏｒを続けない場合）、平均処理のための線形和信号データの取得時間間隔は１フレームであり、取得する線形和時系列信号の極性は全部同じである。減衰特性が悪い周波数は１／ｆｒａｍｅ＊Ｎである。

　図２２の（ｂ）で説明したベクタ駆動を連続して実施する動作モードは（（１）ｖｅｃｔｏｒを続けて駆動する場合）、線形和信号データの取得時間間隔は２フェイズであり、取得する線形和時系列信号の極性は全部同じである。減衰特性が悪い周波数は１／２ｐｈａｓｅ＊Ｎである。

　図２２の（ｃ）で説明したフェイズ駆動を連続して実施する動作モードは（（２）ｐｈａｓｅも続けて駆動する場合）、線形和信号データの取得時間間隔は１フェイズであり、取得する線形和時系列信号の極性は全部同じである。減衰特性が悪い周波数は１／ｐｈａｓｅ＊Ｎである。

　図２３の(ａ)、図２６の（ａ）で説明したベクタ駆動を連続して偶数回目の駆動を反転する動作モードは（（３）ｖｅｃｔｏｒを続けて、偶数回目の駆動を反転する場合）、線形和信号データの取得時間間隔は（２ｐｈａｓｅ－ΔＴ）であり、取得する線形和時系列信号の極性は偶数回目で反転する。減衰特性が悪い周波数は１／（２ｐｈａｓｅ－ΔＴ）＊（Ｎ＋０．５）である。

　図２３の（ｃ）、図２７の（ｂ）で説明したフェイズ駆動を連続して偶数回目の駆動を反転する動作モードは（（４）ｐｈａｓｅを続けて、偶数回目の駆動を反転する場合）、線形和信号データの取得時間間隔は（１ｐｈａｓｅ－ΔＴ）であり、取得する線形和時系列信号の極性は偶数回目で反転する。減衰特性が悪い周波数は１／（ｐｈａｓｅ－ΔＴ）＊（Ｎ＋０．５）である。

　図２８の（ｂ）で説明した奇数フェイズ駆動を反転する動作モードは（（５）ｐｈａｓｅ１の駆動を反転する場合）、線形和信号データの取得時間間隔は（２ｐｈａｓｅ－２ΔＴ）であり、取得する線形和時系列信号の極性は、偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０では全部同じ正極性であり、奇数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１では全部同じ負極性である。減衰特性が悪い周波数は１／（２ｐｈａｓｅ－２ΔＴ）＊Ｎである。

　フレーム単位で駆動しながら偶数回目の駆動を反転する動作モードは（（６）ｐｈａｓｅ／ｖｅｃｔｏｒを続けずに偶数回目を反転する場合）、線形和信号データの取得時間間隔は１フレームであり、取得する線形和時系列信号の極性は偶数回目で反転する。減衰特性が悪い周波数は１／ｆｒａｍｅ＊（Ｎ＋０．５）である。

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

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

　例えば、同じベクタ駆動で同じフェイズ駆動に基づく複数個の線形和信号を加算平均する実施単位をフレーム単位としたサブシステム、加算平均する実施単位をベクタ単位としたサブシステム、加算平均する実施単位をフェイズ単位としたサブシステムを設け、これらのサブシステムを、正規化周波数と振幅変化率との間の周波数特性に基づいて外来ノイズを低減するように選択する構成としてもよい。

　この加算平均の実施単位が、ベクタ単位、フェイズ単位の場合に、駆動信号の符号を反転させる機能を備えたサブシステムを設けてもよい。この場合、駆動反転周期を２フェイズ単位としたサブシステム、１フェイズ単位としたサブシステムを設け、これらのサブシステムを、上記周波数特性に基づいて外来ノイズを低減するように選択する構成としてもよい。

　また、駆動信号の駆動反転機能を有する場合、増幅回路をリセットするリセット信号のリセット時間を短縮するサブシステムを設けてもよい。

　上述したように、本実施形態の制御回路１７には、互いに異なる入出力伝達特性を有するサブシステム１７０ａ・１７０ｂが設けられている。また、制御回路１７には、時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、入出力伝達特性に基づいて、加減算に基づく信号処理を行って静電容量分布を推定する結果に混入するノイズを低減するようにサブシステム１７０ａ・１７０ｂを切り換えてドライバ５に繋ぐ切換回路１８０が設けられている。

　従って、サブシステム１７０ａ・１７０ｂの切換を行うことによって、静電容量分布を推定する結果に混入するノイズを低減することが可能となる。

　（制御回路１７の動作の一例）
　以下、図３７および図３８を参照し、制御回路１７の動作の一例について説明する。図３７は、タッチパネルシステム１による４重サンプリングの周波数特性の一例を示すグラフである。

　図３７では、タッチパネルコントローラ２内の切換回路１８０によって切り換えられた線形和時系列信号の極性（駆動極性）が、「＋－＋－」（偶数回目のデータを反転駆動）のまま不変である場合が例示されている。

　図３７に示されるように、サンプリング周波数Ｆｓは、抑制したいノイズの周波数成分に応じて変更されてよい。なお、このサンプリング周波数Ｆｓは、タッチパネルコントローラ２が駆動される周波数（駆動周波数）となる。

　ところで、タッチパネルコントローラ２に印加されるノイズの主要な周波数は、タッチパネルコントローラ２に接続される電源アダプタ（ＡＣアダプタ）の種類によって異なり得る。

　一例として、３７５ｋＨｚ付近の周波数において強い強度を有するノイズが、電源アダプタからタッチパネルコントローラ２に与えられる場合を考える。この場合、図３７のグラフに示されるように、Ｆｓ＝５００ｋＨｚすることにより、３７５ｋＨｚの付近の周波数成分のノイズを好適に除去することが可能となる。

　ここで、Ｆｓ＝５００ｋＨｚというサンプリング周波数の値は、サブシステム１７０ａに対応するサンプリング周波数であってよい。従って、Ｆｓ＝５００ｋＨｚとする場合には、切換回路１８０は、サブシステム１７０ａをドライバ５に繋ぐ。

　なお、切換回路１８０がサブシステム１７０ａをドライバ５に繋いだ場合における、タッチパネルコントローラ２の駆動パターンは、第１駆動パターンと称されてもよい。換言すれば、サブシステム１７０ａは、第１駆動パターンに対応するサブシステム（第１サブシステム）であると理解されてよい。なお、第１駆動パターンにおけるサンプリング周波数は、第１サンプリング周波数Ｆｓ１と称されてもよい。図３７（および後述する図３８）の場合には、Ｆｓ１＝５００ｋＨｚである。

　このように、タッチパネルコントローラ２に通常使用される電源アダプタの種類に応じて、タッチパネルコントローラ２において通常使用されるサンプリング周波数Ｆｓ（駆動周波数）が設定されてよい。

　しかしながら、タッチパネルコントローラ２に接続される電源アダプタの種類は、タッチパネルコントローラ２が使用される状況によって異なり得る。例えば、タッチパネルコントローラ２が、通常使用される電源アダプタとは別の電源アダプタに接続された場合を考える。

　一例として、２４０ｋＨｚ付近の周波数において強い強度を有するノイズが、当該別の電源アダプタからタッチパネルコントローラ２に印加される場合を考える。図３７のグラフによれば、Ｆｓ＝５００ｋＨｚの場合には、２４０ｋＨｚ付近の周波数成分のノイズに対しては、ノイズ抑圧特性が悪いことが理解される。

　従って、Ｆｓ＝５００ｋＨｚのままタッチパネルコントローラ２を駆動した場合には、タッチパネルコントローラ２の動作が、２４０ｋＨｚの付近の周波数成分のノイズによって悪影響を受ける可能性が懸念される。

　そこで、本実施形態のタッチパネルコントローラ２では、このような不具合を防止するために、制御回路１７が設けられている。切換回路１８０は、ノイズ量推定回路１８によって推定されたノイズ量に基づき、２４０ｋＨｚ付近の周波数成分のノイズを好適に除去できるように、サンプリング周波数Ｆｓを変更する。このサンプリング周波数Ｆｓの変更は、サブシステム１７０ａ・１７０ｂの切り換えによって行われる。

　例えば、図３７に示すように、切換回路１８０は、Ｆｓ＝３２０ｋＨｚとして、サンプリング周波数Ｆｓを、Ｆｓ＝３２０ｋＨｚに変更する。図３７のグラフに示されるように、Ｆｓ＝３２０ｋＨｚとすることにより、２４０ｋＨｚの付近の周波数成分のノイズを好適に除去することが可能となる。

　ここで、Ｆｓ＝３２０ｋＨｚというサンプリング周波数の値は、サブシステム１７０ｂに対応するサンプリング周波数であってよい。従って、Ｆｓ＝３２０ｋＨｚとする場合には、切換回路１８０は、サブシステム１７０ｂをドライバ５に繋ぐ。

　なお、切換回路１８０がサブシステム１７０ｂをドライバ５に繋いだ場合における、タッチパネルコントローラ２の駆動パターンは、第２駆動パターンと称されてもよい。換言すれば、サブシステム１７０ｂは、第２駆動パターンに対応するサブシステム（第２サブシステム）であると理解されてよい。なお、第２駆動パターンにおけるサンプリング周波数は、第２サンプリング周波数Ｆｓ２と称されてもよい。図３７の場合には、Ｆｓ２＝３２０ｋＨｚである。

　このように、制御回路１７が設けられることにより、タッチパネルコントローラ２を通常使用される電源アダプタとは別の電源アダプタに接続して動作させた場合にも、タッチパネルコントローラ２を適切に動作させることが可能となる。

　また、サンプリングの周波数特性は、駆動極性の切り換えによっても変更可能である。図３８は、タッチパネルシステム１による４重サンプリングの別の周波数特性の一例を示すグラフである。図３８では、駆動極性が、「＋－＋－」から「＋＋＋＋」（全て同じ極性によって駆動）へと切り換え可能である場合が例示されている。

　図３８の場合には、切換回路１８０は、サンプリング周波数ＦｓをＦｓ＝４８０ｋＨｚに変更するとともに、駆動極性を「＋＋＋＋」へと切り換える。このサンプリング周波数Ｆｓの変更および駆動極性の切り換えは、サブシステム１７０ａ・１７０ｂの切り換えによって行われる。

　例えば、切換回路１８０がサブシステム１７０ｂをドライバ５に繋ぐことにより、サンプリング周波数Ｆｓの変更および駆動極性の切り換えが行われてよい。図３８の場合には、Ｆｓ２＝４８０ｋＨｚである。

　図３８のグラフに示されるように、Ｆｓ＝４８０ｋＨｚ（＝Ｆｓ２）として、駆動極性を「＋＋＋＋」とした場合にも、２４０ｋＨｚの付近の周波数成分のノイズを好適に除去することが可能となる。

　図３８の場合には、Ｆｓ２＝４８０ｋＨｚｓであるので、図３７の場合（すなわちＦｓ２＝３２０ｋＨｚ）よりも高い第２サンプリング周波数によって、ノイズを好適に除去することができる。すなわち、タッチパネルコントローラ２をより高い周波数で駆動しつつ、ノイズを好適に除去することが可能となる。従って、タッチパネルコントローラ２の処理速度をより上昇させることができる。

　なお、切換回路１８０において、ノイズを好適に除去することが可能なサンプリング周波数Ｆｓの値は、カット＆トライ方式で探索されてよい。

　但し、切換回路１８０は、ノイズ周波数を分析することにより、最適なサンプリング周波数Ｆｓの値を算出してもよい。このノイズ周波数の分析には、高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Fast Fourier Transform）が用いられてよい。この点については、後述の実施形態３において述べる。

　（タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５との間の動作の対応関係）
　図３９は、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５との間の動作の対応関係を示す図である。以下、図３９を説明し、当該動作の対応関係について説明する。

　図３９の（ａ）は、第１駆動パターンにおけるタッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５との間の動作の対応関係を示す図である。ここで、図３９の（ａ）に示された各期間について、はじめに述べる。

　「休止期間１」とは、スタイラスペン１５において、タッチパネルコントローラ２から受信した同期信号の電位を安定させるための期間である。休止期間１では、タッチパネルコントローラ２の全てのドライブラインＤＬ１～ＤＬＭが、等電位（例えば「ＬＯＷ」の信号値に対応する電位）によって駆動される。

　休止期間１が設けられることにより、スタイラスペン１５が同期信号を検出する時の信号レベルを安定させることができる。従って、この休止期間１は、スタイラスペン１５が同期信号を検出するための準備期間と理解されてもよい。

　「同期期間」とは、タッチパネルコントローラ２が、スタイラスペン１５に同期信号を送信する期間である。同期期間では、タッチパネルコントローラ２は、全てのドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに、同一の信号（すなわち同期信号）を与える。そして、スタイラスペン１５は、当該同期信号を取得する。

　「休止期間２」とは、スタイラスペン１５に同期信号を検出させた後に、自身の駆動を行わせるための準備期間である。休止期間２において、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭは任意の波形によって駆動されてもよいし、駆動されなくともよい。なお、スタイラスペン１５に準備期間を設けることが不要である場合には、この休止期間２は省略されてもよい。

　「駆動期間」とは、タッチパネルコントローラ２によるドライブラインＤＬ１～ＤＬＭの駆動、および、スタイラスペン１５によるペン先部３１の駆動が行われる期間である。駆動期間において、タッチパネルコントローラ２は、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭを駆動するとともに、センスラインＳＬ１～ＳＬＭから複数の時系列信号を読み出す。すなわち、タッチパネルコントローラ２は、センス／ドライブの動作を行う。

　また、駆動期間において、スタイラスペン１５は、上述したように、ドライバ５がドライブラインＤＬ１～ＤＬＭを駆動するタイミングに同期をとって、ドライバ５が仮想的なドライブラインＤＬｖを駆動する駆動信号と同じ駆動信号によって、ペン先部３１を駆動させる。

　図３９の（ａ）に示されるように、タッチパネルコントローラ２は、「休止期間１→同期期間→休止期間２→駆動期間」の順番で、各動作期間に応じて動作モードを切り替える。

　また、上述の休止期間１と同期期間とを足し合わせた期間は、スタイラスペン１５の「同期信号検出期間」と称される。同期信号検出期間は、スタイラスペン１５が同期信号を検出するための期間であると理解されてよい。

　なお、タッチパネルコントローラ２は、第１サンプリング周波数Ｆｓ１（すなわち、第１駆動パターンに対応するサンプリング周波数）によって動作する。また、スタイラスペン１５はタッチパネルコントローラ２と同期しているため、スタイラスペン１５もまた、第１サンプリング周波数Ｆｓ１によって動作する。従って、上述の各期間の長さは、第１サンプリング周波数Ｆｓ１の値に依存する。

　図３９の（ｂ）は、タッチパネルコントローラ２において第１駆動パターンから第２駆動パターンへの切り換えが行われた場合の、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５との間の動作の対応関係を示す図である。

　図３９の（ｂ）では、第２サンプリング周波数Ｆｓ２と第１サンプリング周波数Ｆｓ１との間に、Ｆｓ２＝Ｆｓ１／１．５という関係が成り立つ場合が例示されている。例えば、Ｆｓ１＝５００ｋＨｚである場合には、Ｆｓ２＝３３３ｋＨｚである。

　図３９の（ｂ）では、休止期間１の後に、第１駆動パターンから第２駆動パターンへの切り換えが行われている。ここで、信号の周期は、信号の周波数の逆数として表されるため、第２駆動パターンにおけるタッチパネルコントローラ２の各動作期間は、第１駆動パターンにおけるタッチパネルコントローラ２の各動作期間の１．５倍の長さとなることが理解される。

　すなわち、図３９の（ｂ）に示されるように、第２駆動パターンにおけるタッチパネルコントローラ２の同期期間、駆動期間、および休止期間２はそれぞれ、図３９の（ａ）における各周期の１．５倍の長さとなる。

　このため、タッチパネルコントローラ２において、第２駆動パターンにおける同期信号の出力間隔（以降、第２出力間隔と称する）は、第１駆動パターンにおける同期信号（以降、第１出力間隔と称する）の出力間隔の１．５倍となる。

　ところで、本実施形態のスタイラスペン１５は、上述したように、コントローラクロック数とペンクロック数との間のずれを補正する補正回路３５０を備えている。従って、スタイラスペン１５は、第２出力間隔を有する同期信号をタッチパネルコントローラ２から受信すると、自身のクロック周波数を第２サンプリング周波数Ｆｓ２へと調整することができる。

　従って、図３９の（ｂ）に示されるように、第２駆動パターンにおけるスタイラスペンの準備期間、駆動期間、および同期検出期間もそれぞれ、図３９の（ａ）における各周期の１．５倍の長さに調整される。従って、スタイラスペン１５を、第２駆動パターンの第２サンプリング周波数Ｆｓ２によって動作するタッチパネルコントローラ２と同期して駆動させることができる。

　ここで、第１駆動パターンにおける同期信号を、第１同期信号と称する。また、第２駆動パターンにおける同期信号を、第２同期信号と称する。上述のように、第１同期信号の第１出力間隔は、第２同期信号の第２出力間隔と異なる。第１出力間隔は、第１駆動パターンを表す間隔であると理解されてよい。また、第２出力間隔は、第２駆動パターンを表す間隔であると理解されてよい。

　それゆえ、スタイラスペン１５に第２同期信号を与えることにより、タッチパネルコントローラ２が第２駆動パターンによって動作していると認識させることが可能となる。上述したように、スタイラスペン１５のクロック周波数は、補正回路３５０によって調整されるためである。

　（タッチパネルシステム１の効果）
　上述のように、本実施形態のタッチパネルシステム１では、ドライバ５が、静電容量分布の推定結果に混入するノイズを低減するように第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更する。すなわち、ドライバ５は、第２駆動パターンを表す第２同期信号を信号線ＨＬ１～ＨＬＭまたはＶＬ１～ＶＬＭの少なくとも一方に印加する。例えば、信号線ＨＬ１～ＨＬＭがドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに接続されている場合には、第２同期信号は信号線ＨＬ１～ＨＬＭに印加される。

　これにより、タッチパネルコントローラ２は、第２駆動パターンに対応する第２サンプリング周波数Ｆｓ２によって動作する。すなわち、タッチパネルコントローラ２は、ノイズ耐性がより高い駆動パターンである第２駆動パターンによって動作する。

　そして、スタイラスペン１５は、タッチパネルコントローラ２からの第２同期信号を検出すると、当該第２同期信号と同期するように、自身のクロック周波数を第２サンプリング周波数Ｆｓ２に調整する。従って、スタイラスペン１５は、タッチパネルコントローラ２が第２駆動パターンによって動作していると認識することができ、タッチパネルコントローラ２と同期して動作することができる。

　このように、本実施形態のタッチパネルシステム１によれば、タッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５に第２同期信号を送ることにより、スタイラスペン１５の駆動パターンを変更することができる。それゆえ、ノイズの影響を抑制するためにタッチパネルコントローラ２の駆動パターンを変更したことに伴い、スタイラスペン１５の駆動パターンを変更することが可能となる。

　また、本実施形態のタッチパネルシステム１によれば、第２同期信号の第２出力間隔によって、第２駆動パターンが表われている。このため、スタイラスペンの動作モードを変更するために、タッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５に、制御信号として大容量のデータを送信することが不要となる。

　なお、本発明の一態様に係るスタイラスペン１５の制御方法（スタイラスペン制御方法）は、以下のように表現することができる。

　本発明の一態様に係るスタイラスペン制御方法は、互いに交差する複数の信号線ＨＬ１～ＨＬＭおよび信号線ＶＬ１～ＶＬＭの間に複数のキャパシタが形成されるタッチパネル３のためのスタイラスペン１５を制御するスタイラスペン制御方法であって、
　スタイラスペン１５との同期のための第１同期信号を信号線ＨＬ１～ＨＬＭと信号線ＶＬ１～ＶＬＭとの少なくとも一方に印加し、第１駆動パターンにより信号線ＨＬ１～ＨＬＭと信号線ＶＬ１～ＶＬＭとの一方を駆動する駆動工程と、
　駆動工程の駆動に同期してスタイラスペン１５が第１駆動パターンによりペン先部３１を駆動することにより、信号線ＨＬ１～ＨＬＭと信号線ＶＬ１～ＶＬＭとの他方に沿ってそれぞれ出力される複数の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って複数のキャパシタの静電容量分布を推定する推定工程とを包含している。そして、駆動工程は、静電容量分布の推定結果に混入するノイズを低減するように第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更するために、第２駆動パターンを表す第２同期信号を信号線ＨＬ１～ＨＬＭと信号線ＶＬ１～ＶＬＭとの少なくとも一方に印加する工程を包含している。

　〔変形例〕
　なお、スタイラスペン１５において、同期信号検出回路３６は、第２同期信号を検知したことを示す認識信号（ＡＣＫ信号）を生成してもよい。この場合、ドライブ回路３８は、当該認識信号に基づいて、ペン先部３１を駆動してもよい。

　また、スタイラスペン１５は、タッチパネルコントローラ２のドライバ５に、同期信号検出回路３６において生成された認識信号を無線によって送信できるように構成されてもよい。この場合、ドライバ５は、スタイラスペン１５から認識信号を受信したことをトリガとして、タッチパネルコントローラ２の駆動パターンを第１駆動パターンから第２駆動パターンに変更してもよい。

　これにより、スタイラスペン１５が第２同期信号を検知したことを確認してから、第２駆動パターンによる動作を開始させることができる。このため、意図しない駆動パターンの変更が生じる可能性を低減することができるため、駆動パターン変更時のノイズを低減することが可能となる。

　なお、上述の認識信号は、スタイラスペン１５を駆動するための特定の駆動信号に、あらかじめ対応付けられていてもよい。

　また、スタイラスペン１５は、第２同期信号を検知した場合には、ペン先部３１を駆動する駆動信号を所定の時間に亘って停止するように構成されてもよい。この場合、同期信号検出回路３６は、駆動信号の停止をトリガとして、認識信号を生成してもよい。

　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態について、図４０に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

　（付加情報生成部１９および付加情報受信回路３９についての説明）
　また、上述の同期信号に加えて、タッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５に付加的な情報信号である付加情報信号（付加情報波形）を送信することにより、タッチパネルコントローラ２の動作状態に応じて、スタイラスペン１５をより好適に制御することができる。

　そこで、タッチパネルコントローラ２には、タッチパネル３の駆動状態を示す付加情報信号を生成する付加情報生成部１９が設けられている。また、スタイラスペン１５には、当該付加情報信号を受信する付加情報受信回路３９が設けられている。

　本実施形態における付加情報信号は、上述の駆動極性を示す情報（極性情報）であってよい。本実施形態では、駆動極性が、「＋－＋－」または「＋＋＋＋」の２通りに切り換え可能である場合を考える。この場合、１ビットのデジタル信号によって、駆動極性を示す付加情報信号を表現することができる。

　（付加情報生成部１９の動作）
　はじめに、付加情報生成部１９の動作について説明する。付加情報生成部１９は、切換回路１８０が生成したドライバ５の動作を規定する信号を参照し、上述の駆動極性を認識する。

　そして、付加情報生成部１９は、当該認識結果に基づいて、付加情報信号を生成する。上述したように、付加情報信号は、デジタル信号として表されてよい。例えば、付加情報信号は、（ｉ）駆動極性が「＋－＋－」であることを示す場合には信号「０」として、また、（ｉｉ）駆動極性が「＋＋＋＋」であることを示す場合には信号「１」として、それぞれ表されてよい。

　なお、付加情報信号は同期信号とともにマンチェスタ符号化されてよい。例えば、信号「０」を、波形のＨｉｇｈ→Ｌｏｗに対応させ、信号「１」を、波形のＬｏｗ→Ｈｉｇｈに対応させればよい。

　付加情報信号にマンチェスタ符号化を施すことにより、付加情報信号がＨｉｇｈまたはＬｏｗの状態のまま長時間維持されることを防止することができる。これにより、付加情報信号の直流成分を低減することができ、付加情報信号を無線通信によって好適に伝送することができる。

　しかしながら、付加情報信号の符号化方式は、マンチェスタ符号化方式に限定される必要はなく、公知の符号化方式が用いられてよい。例えば、ＲＺ（Return to Zero）方式、ＮＲＺ（Non Return to Zero）方式、ＮＲＺＩ（Non Return to Zero Inversion）方式、ＡＭＩ符号（Alternate Mark Inversion code）方式、ＣＭＩ符号（Code Mark Inversioncode）方式等の符号化方式が用いられてよい。

　また、付加情報信号を多ビットの信号とした場合には、付加情報信号のエラー訂正を行うことが可能となる。一例として、付加情報信号は、（ｉ）駆動極性が「＋－＋－」であることを示す場合には信号「０００」として、また、（ｉｉ）駆動極性が「＋＋＋＋」であることを示す場合には「１１１」として、３ビットの信号としてそれぞれ表されてもよい。

　図４０の（ａ）には、駆動極性が「＋－＋－」であることを示すマンチェスタ符号化された３ビットの付加情報信号「０００」が、図４０の（ｂ）には、駆動極性が「＋＋＋＋」であることを示すマンチェスタ符号化された３ビットの付加情報信号「１１１」が、それぞれ例示されている。

　なお、付加情報信号のビット数は、特に３ビットに限定されない。付加情報信号は、Ｎビット（Ｎ≧１）であればよく、Ｎの値は、タッチパネルシステム１の設計者によって適宜決定されてよい。

　付加情報生成部１９において生成された付加情報信号は、上述の同期信号と同様にして、タッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５へ伝送される。なお、付加情報信号は、同期信号に後続して、タッチパネルコントローラ２からスタイラスペン１５に伝送される。このため、付加情報信号は、同期信号に包含される信号であると理解することができる。

　なお、付加情報信号には、極性情報以外の情報が含まれていてもよい。例えば、付加情報信号には、タッチパネルコントローラ２における多重サンプリング数を示す情報が含まれていてもよい。すなわち、付加情報信号には、極性情報が情報の一部として含まれていればよい。

　（付加情報受信回路３９の動作）
　続いて、スタイラスペン１５側の動作について説明を行う。付加情報受信回路３９は、同期信号検出回路３６が同期信号を検出したことをトリガとして、付加情報信号を受信する動作を開始する。これにより、付加情報受信回路３９は、同期信号に後続する付加情報信号を、適切なタイミングによって受信することができる。

　また、付加情報信号が多ビットである場合には、付加情報受信回路３９にエラー訂正の機能を設けてもよい。例えば、付加情報受信回路３９は、付加情報信号の各ビットの多数決を取ることによって、付加情報信号のエラー訂正を行ってもよい。

　但し、付加情報信号が１ビットである場合には、付加情報受信回路３９にエラー訂正の機能を設けなくともよい。なお、多数決による付加情報信号のエラー訂正を行うためには、付加情報信号のビット数は、Ｎ≧３とすることが好ましい。

　付加情報受信回路３９は、受信した付加情報信号を、タイミング調整回路３７に与える。タイミング調整回路３７は、付加情報信号を参照し、タッチパネル３の駆動状態に対応するペン同期信号を生成する。

　このように、ドライブ回路３８は、付加情報信号によって、駆動極性が「＋－＋－」または「＋＋＋＋」のいずれであるかを認識することができる。従って、第２同期信号に、付加情報信号を含ませることにより、タッチパネルコントローラ２の第２駆動パターンにおいて、サンプリング周波数Ｆｓに加えて、駆動極性を変更された場合にも、スタイラスペン１５を適切に動作させることが可能となる。

　なお、上述の実施形態１では、第２駆動パターンは、第２の同期信号の第２出力間隔によって表されていた。しかしながら、第２駆動パターンは、第２同期信号に含まれる付加情報信号によって表されてもよい。換言すれば、第２サンプリング周波数Ｆｓの値が、付加情報信号によって表されてもよい。

　〔実施形態３〕
　本発明の他の実施形態について、図４１～図４３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

　（タッチパネルシステム１ｂの構成）
　図４１は、タッチパネルシステム１ａの変形例としてのタッチパネルシステム１ｂの構成を示す回路図である。図４１に示されるように、タッチパネルシステム１ｂは、タッチパネル２Ｘと、タッチパネルコントローラ３ｃとを備える。

　タッチパネルコントローラ３ｃは、駆動回路４Ｘと、制御回路１４Ｘと、読出部４０Ｘと、ノイズ検知部ＮＳと、マルチプレクサＭＵ１・ＭＵ２とを備える。このノイズ検知部ＮＳは、ノイズ量推定回路１８と同様のものであると理解されてよい。

　（読出部）
　読出部４０Ｘは、切換回路１２Ｘと、増幅回路７Ｘ（センスアンプ）と、ＡＤ変換回路１３Ｘと、復号演算回路８Ｘとを含む。また、読出部４０Ｘは、タッチパネル２Ｘと、制御回路１４Ｘと、ノイズ検知部ＮＳとに接続されている。

　また、読出部４０Ｘは、駆動回路４Ｘによって駆動されたタッチパネル２Ｘのキャパシタに蓄積された電荷に基づく線形和信号を上述の第１信号線（水平信号線とも称する）に沿って読み出すために設けられている。

　（ノイズ検知部）
　ノイズ検知部ＮＳは、期間規定部４１Ｘと、駆動規定部４２Ｘとを含む。また、ノイズ検知部ＮＳは、制御回路１４Ｘと、読出部４０Ｘとに接続されている。

　（期間規定部）
　期間規定部４１Ｘは、制御回路１４Ｘと、駆動規定部４２Ｘとに接続されている。

　また、期間規定部４１Ｘは、制御回路１４Ｘを介し、駆動回路４Ｘの駆動パターンを取得する。そして、期間規定部４１Ｘは、駆動回路４Ｘがタッチパネル２Ｘのキャパシタを駆動しない間に、タッチパネル２Ｘに混入したノイズ信号を読み出すノイズ読出期間を規定する。

　ここで、「駆動パターン」は、例えば、以下に列挙するものである。
・フレーム単位駆動
・フェイズ連続駆動
・同一ベクタ連続駆動
・複数ベクタ連続駆動
・フェイズ連続駆動において、偶数回目の駆動を反転するフェイズ連続反転駆動
・同一ベクタ連続駆動において、偶数回目の２個のフェイズ駆動を反転する同一ベクタ連続反転駆動
・複数ベクタ連続駆動において、偶数回目の複数ベクタの駆動を反転する複数ベクタ連続反転駆動
　期間規定部４１Ｘがノイズ読出期間を規定する詳細な動作については、後述する。

　（駆動規定部）
　駆動規定部４２Ｘは、制御回路１４Ｘと、読出部４０Ｘと、期間規定部４１Ｘとに接続されている。

　また、駆動規定部４２Ｘは、ノイズ読出期間に読出部４０Ｘにより読み出されたノイズ信号に基づき、タッチ検出期間の駆動パターンを規定する。そして、制御回路１４Ｘでは、駆動回路４Ｘが、駆動規定部４２Ｘによって規定された駆動パターンによってタッチパネル２Ｘのドライブラインを駆動するように、切換回路６Ｘは、サブシステム５ａＸ・５ｂＸを切り換えて駆動回路４Ｘに繋ぐ。

　（マルチプレクサ）
　マルチプレクサＭＵ１は、上述のマルチプレクサ４と同様のものである。マルチプレクサＭＵ２は、複数のサンプルホールド（Ｓ／Ｈ；Sample and Hold）回路を含む。また、マルチプレクサＭＵ２は、増幅回路７Ｘ（センスアンプ）と、ＡＤ変換回路１３Ｘとの間に接続されている。

　≪タッチパネルシステムの動作≫
　（ノイズ読出期間の規定）
　図４２は、図４１に示されるタッチパネルシステム１ｂにおいて、期間規定部４１Ｘがノイズ読出期間Ｐ１～Ｐ４を規定する動作を説明するタイミングチャートであって、（ａ）はノイズ読出期間Ｐ１～Ｐ４が規定される前の動作を示し、（ｂ）はノイズ読出期間Ｐ１～Ｐ４が規定された後の動作を示す。

　図４２の（ａ）に示されるように、タッチパネルシステム１ｂは、タッチ検出期間Ｑ１～Ｑ４（例えば、１０ミリ秒（ｍｓ））ごとに、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える。

　なお、タッチ検出期間Ｑ１～Ｑ４ごとにドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える動作に限定されるわけではなく、同じ種類のタッチ検出期間が続く動作であってもよい。

　図４２の（ａ）及び（ｂ）において、「Ｘ軸：センス」とは、マルチプレクサＭＵ１が、図１に示される水平信号線ＨＬ１～ＨＬＭを、センスラインＳＬ１～ＳＬＭに接続している状態を意味する。また、「Ｙ軸：ドライブ」とは、マルチプレクサＭＵ１が、垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＭを、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに接続している状態を意味する。

　また、「Ｘ軸：ドライブ」とは、マルチプレクサＭＵ１が、水平信号線ＨＬ１～ＨＬＭを、ドライブラインＤＬ１～ＤＬＭに接続している状態を意味する。また、「Ｙ軸：センス」とは、マルチプレクサＭＵ１が、垂直信号線ＶＬ１～ＶＬＭを、センスラインＳＬ１～ＳＬＭに接続している状態を意味する。

　図４２の（ｂ）に示されるように、期間規定部４１Ｘは、ノイズ読出期間Ｐ１～Ｐ４を、Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋１］～Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋４］で示される各時刻を終端とする１ｍｓの長さの期間に規定する。

　ここで、時刻Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋１］の１ｍｓ前には、駆動回路４Ｘによるキャパシタの駆動が完了しているため、駆動回路４Ｘによるキャパシタの駆動に起因する線形和信号の値が収束している。他の時刻Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋２］～Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋４］についても同様である。

　（ノイズの判定）
　ノイズ読出期間Ｐ１～Ｐ４において、駆動回路４Ｘによるキャパシタの駆動に起因する線形和信号の値は、収束している（例えば、０になっている）。それゆえ、ノイズ読出期間Ｐ１～Ｐ４において、読出部４０Ｘが読み出した線形和信号は、駆動回路４Ｘによるキャパシタの駆動に起因しない線形和信号（つまり、ノイズ）を読み出すことができる。

　ノイズは、例えば、物体（人間の指、タッチペン）がタッチパネルに接触することで、当該物体以外のノイズ源（ＡＣアダプター、蛍光灯など）から流れ込む信号が原因となり発生する。

　駆動規定部４２Ｘは、所定のノイズ読出期間Ｐ１に読み出されたノイズに基づき、当該所定のノイズ読出期間Ｐ１よりも後の期間であるタッチ検出期間Ｑ２における駆動パターンを規定する。このとき、前述の方法に基づき、駆動パターンとして、ノイズの抑制量の多いものを規定できる。なお、ノイズ読出期間Ｐ２・Ｐ３よりも、それぞれ後の期間であるタッチ検出期間Ｑ３・Ｑ４についても同様である。また、タッチ検出期間Ｑ１の前にも、ノイズ読出期間が設けられてよい。

　以上によれば、ノイズを検知するために、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える必要がない。そして、タッチパネル２Ｘの動作中にノイズを読み出し、タッチ検出において、時間的に変化するノイズの影響を適時に抑制できる。さらに、ノイズを読み出すためだけにタッチパネルを動作させる必要がなく、１１ｍｓに１度の頻度（周波数９０．９Ｈｚ）で、適時にノイズを読み出せる。

　（比較例）
　従来の静電容量値分布検出装置においても、図４２の（ａ）に示される動作と同様に、ドライブラインとセンスラインとの接続状態は、一定時間ごとに切り換えられていた。しかし、従来の静電容量値分布検出装置は、時刻Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ］にノイズを検知した場合、次にノイズを検知する時刻は、タッチ検出期間Ｑ２の後の時刻Ｒｅｐｏｒｔ［Ｎ＋２］でなければならない。なぜならば、従来の静電容量値分布検出装置では、タッチ検出期間Ｑ１の静電容量値分布検出結果と、タッチ検出期間Ｑ２の静電容量値分布検出結果とを比較しなければ、ノイズを検知できないからである。

　つまり、従来の静電容量値分布検出装置では、ノイズを読み出すためだけにタッチパネルを動作させる必要があり、かつ、少なくとも２０ｍｓに１度の頻度（周波数５０Ｈｚ）でしかノイズを読み出せない。

　≪タッチパネルシステム１ｂの効果≫
　しかしながら、タッチパネルシステム１ｂによれば、ノイズを検知するために、ドライブラインとセンスラインとの接続状態を切り換える必要がない。そして、タッチパネル２Ｘの動作中にノイズを読み出し、タッチ検出において、時間的に変化するノイズの影響を適時に抑制できる。さらに、ノイズを読み出すためだけにタッチパネルを動作させる必要がなく、従来の静電容量値分布検出装置に比べて、適時にノイズを読み出せる。

　（サンプリング周波数の最適化）
　さらに、タッチパネルシステム１ｂによれば、例えばＦＦＴを行うことにより、より高精度にノイズ周波数を推測することが可能となる。以下、図４３を参照して説明を行う。

　図４３は、図４１に示されるタッチパネルシステム１ｂが備える読出部４０Ｘを簡略化して示すブロック図であって、（ａ）は読出部４０Ｘの簡略化された構成を示し、（ｂ）は読出部４０Ｘの簡略化された動作を示し、（ｃ）は読出部４０Ｘの簡略化された他の動作を示し、（ｄ）は読出部４０Ｘの簡略化されたさらに他の動作を示す。

　図４３の（ａ）に示されるように、読出部４０Ｘが含む増幅回路７Ｘの個数は、１０個（増幅回路Ａｍｐ１～Ａｍｐ１０）に簡略化されている。また、図４１に示される複数のＳ／Ｈ回路は、一つのマルチプレクサＭＵ２として簡略化されている。

　図４３の（ｂ）に示されるように、“１”～“１０”で示される増幅回路Ａｍｐ１～Ａｍｐ１０の各出力は、マルチプレクサＭＵ２を介してＡＤ変換回路１３Ｘで順番にＡＤ変換される。

　ここで、ＡＤ変換回路１３Ｘのサンプリング頻度が、１０メガサンプル／秒（Ｍｓｐｓ；Mega-sample per second）であれば（つまり、ＡＤ変換回路１３Ｘのサンプリング周波数が１０ＭＨｚであれば）、増幅回路Ａｍｐ１～Ａｍｐ１０のうちの一つの増幅回路の出力がＡＤ変換される頻度は、１Ｍｓｐｓになる。このとき、サンプリング定理により、当該出力から復元できる信号の最大周波数は、０．５ＭＨｚになる。

　以上の場合、駆動規定部４２Ｘは、所定のノイズ読出期間に読み出された線形和信号に基づき、当該所定のノイズ読出期間よりも後の期間における駆動パターンを規定するときに、ＦＦＴ演算等を行うことにより、最大０．５ＭＨｚまでの周波数成分のノイズに対して、正しくノイズ周波数を推測することができ、最大０．５ＭＨｚまでの周波数成分のノイズに対し、ノイズの抑制量の多い駆動パターンを正しく規定できる。

　ここで、ＡＤ変換回路１３Ｘは、省電力のために、サンプリング頻度を低く設定されていることがある。この場合、図４３の（ｃ）に示されるように、ＡＤ変換回路１３Ｘのサンプリング頻度を、例えば１００Ｍｓｐｓまで上げ、増幅回路Ａｍｐ１～Ａｍｐ１０のうちの一つの増幅回路の出力がＡＤ変換される周期を１０Ｍｓｐｓにする。

　以上の場合、駆動規定部４２Ｘは、所定のノイズ読出期間に読み出された線形和信号に基づき、当該所定のノイズ読出期間よりも後の期間における駆動パターンを規定するときに、ＦＦＴ演算等を行うことにより、最大５ＭＨｚまでの周波数成分のノイズに対して、正しくノイズ周波数を推測することができ、最大５ＭＨｚまでの周波数成分のノイズに対して、ノイズの抑制量の多い駆動パターンを正しく規定できる。

　ここで、ＡＤ変換回路１３Ｘのサンプリング周波数は、ＡＤ変換回路１３Ｘの数を増やし並列化するなどによっても上げることができる。この場合、有意なノイズを測定できる最大周波数まで、サンプリング周波数を上げればよい。

　具体的には、駆動規定部４２Ｘは、上述のノイズ読出期間にＡＤ変換回路１３Ｘにより読み出されたノイズ信号の最大周波数の２倍を上限として、ＡＤ変換回路１３Ｘのサンプリング周波数を規定すればよい。

　（サンプリングする水平信号線の最適化）
　図４３の（ａ）に示される構成において、予めノイズが観測される増幅回路７Ｘ（この例では、増幅回路Ａｍｐ２～Ａｍｐ３）が判明している場合、マルチプレクサＭＵ２は、増幅回路Ａｍｐ２～Ａｍｐ３の出力のみを、ＡＤ変換回路１３Ｘに送信してよい。この場合、ＡＤ変換回路１３Ｘのサンプリング周波数が１０Ｍｓｐｓであるならば、増幅回路Ａｍｐ２～Ａｍｐ３の出力がＡＤ変換される周期を５Ｍｓｐｓにできる。

　駆動規定部４２Ｘは、所定のノイズ読出期間に読み出された線形和信号に基づき、当該所定のノイズ読出期間よりも後の期間における駆動パターンを規定するときに、ＦＦＴ演算等を行うことにより、最大２．５ＭＨｚまでの周波数成分のノイズに対して、正しくノイズ周波数を推測することができ、ノイズの抑制量の多いものを正しく規定できる。

　なお、ノイズが観測される増幅回路を特定するために、複数の増幅回路７Ｘを順番に検査してよい。

　また、物体がタッチパネルに接触（タッチ）することで、当該物体以外のノイズ源から流れ込む信号に起因し、ノイズが検知されることがある。よって、ノイズが観測される増幅回路を特定するために、タッチされることが多い増幅回路７Ｘ（例えば最近タッチされたセンスラインの信号線に対応する増幅回路７Ｘ）を優先的に検査してもよい。この場合、読出部４０Ｘは、ノイズ読出期間において、ノイズ読出期間よりも前の、タッチ検出期間にタッチが検出されたセンスラインの信号線に沿って線形和信号を読み出せばよい。

　〔実施形態４〕
　本発明の他の実施の形態について、図４４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

　図４４は、実施形態１のタッチパネルシステム１を含んだ電子機器の一例としての携帯電話機６０（電子機器）の構成を示す機能ブロック図である。

　携帯電話機６０は、ＣＰＵ６５と、ＲＡＭ７３と、ＲＯＭ７２と、カメラ６６と、マイクロフォン６７と、スピーカ６８と、操作キー６９と、表示パネル７０と、表示制御回路７１と、タッチパネルシステム１とを備えている。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。

　ＣＰＵ６５は、携帯電話機６０の動作を制御する。ＣＰＵ６５は、たとえばＲＯＭ７２に格納されたプログラムを実行する。操作キー６９は、携帯電話機６０のユーザによる指示の入力を受ける。ＲＡＭ７３は、ＣＰＵ６５によるプログラムの実行により生成されたデータ、または操作キー６９を介して入力されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ７２は、データを不揮発的に格納する。

　また、ＲＯＭ７２は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリなどの書込みおよび消去が可能なＲＯＭである。なお、図４４には示していないが、携帯電話機６０が、他の電子機器に有線により接続するためのインターフェイス（ＩＦ）を備える構成としてもよい。

　カメラ６６は、ユーザの操作キー６９の操作に応じて、被写体を撮影する。なお、撮影された被写体の画像データは、ＲＡＭ７３や外部メモリ（たとえば、メモリカード）に格納される。マイクロフォン６７は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機６０は、当該入力された音声（アナログデータ）をデジタル化する。そして、携帯電話機６０は、通信相手（たとえば、他の携帯電話機）にデジタル化した音声を送る。スピーカ６８は、たとえば、ＲＡＭ７３に記憶された音楽データなどに基づく音を出力する。

　タッチパネルシステム１は、タッチパネル３と静電容量または静電容量差を検出するタッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５とを有している。ＣＰＵ６５は、タッチパネルシステム１の動作を制御する。表示パネル７０は、表示制御回路７１により、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３に格納されている画像を表示する。表示パネル７０は、タッチパネル３に重ねられているか、タッチパネル３を内蔵している。なお、タッチ認識部１０により生成されてタッチパネル３上のタッチ位置を示すタッチ認識信号に、操作キー６９が操作されたことを示す信号と同じ役割を持たせることもできる。

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

　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係るタッチパネルコントローラ（２）は、互いに交差する複数の第１及び第２信号線（信号線ＨＬ１～ＨＬＭ及びＶＬ１～ＶＬＭ）の間に複数のキャパシタが形成されるタッチパネル（３）のためのスタイラスペン（１５）を制御するタッチパネルコントローラであって、前記スタイラスペンとの同期のための第１同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加し、第１駆動パターンにより前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との一方を駆動する駆動回路（ドライバ５）と、前記駆動回路の駆動に同期して前記スタイラスペンが前記第１駆動パターンによりペン先（ペン先部３１）を駆動することにより、前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との他方に沿ってそれぞれ出力される複数の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って前記複数のキャパシタの静電容量分布を推定する推定回路（容量分布計算部９）とを備え、前記駆動回路が、前記静電容量分布の推定結果に混入するノイズを低減するように前記第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更するために、前記第２駆動パターンを表す第２同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加する。

　上記の構成によれば、スタイラスペンをタッチパネルコントローラに同期させるための同期信号である第２同期信号が、第１信号線または第２信号線の少なくとも一方に印加されることによって、タッチパネルコントローラの駆動パターンが、第１駆動パターンから第２駆動パターンに変更される。これにより、タッチパネルコントローラを、ノイズ耐性がより高い駆動パターンによって動作させることが可能となる。

　また、スタイラスペンには、タッチパネルコントローラから出力された第２同期信号が与えられる。従って、スタイラスペンは、第２同期信号と同期し、上述の第２駆動パターンに対応する周波数（すなわち第２サンプリング周波数）によって動作することが可能となる。

　すなわち、タッチパネルコントローラからスタイラスペンに第２同期信号を送信することによって、スタイラスペンの動作パターンを変更させることができる。それゆえ、ノイズの影響を抑制するためにタッチパネルコントローラの駆動パターンを変更したことに伴い、スタイラスペンの駆動パターンを変更することができるという効果を奏する。

　本発明の態様２に係るタッチパネルコントローラは、上記態様１において、前記第２同期信号が、前記第１同期信号の第１出力間隔と異なる第２出力間隔を有し、前記第２出力間隔により前記第２駆動パターンを表してもよい。

　上記の構成によれば、第２同期信号の出力間隔（すなわち第２出力間隔）により第２駆動パターンを表すことができるので、スタイラスペンに第２同期信号を検出させることによって、タッチパネルコントローラの駆動パターンが第２駆動パターンに変更されたことを、スタイラスペンに認識させることができるという効果を奏する。

　本発明の態様３に係るタッチパネルコントローラは、上記態様１において、前記第２同期信号が、付加情報信号を含み、前記付加情報信号により前記第２駆動パターンを表すことが好ましい。

　上記の構成によれば、第２同期信号に含まれる付加情報信号により第２駆動パターンを表すことができるので、スタイラスペンに第２同期信号を検出させることによって、タッチパネルコントローラの駆動パターンが第２駆動パターンに変更されたことを、スタイラスペンに認識させることができるという効果を奏する。

　本発明の態様４に係るタッチパネルコントローラは、上記態様１において、前記第１駆動パターンに対応する第１サブシステム（サブシステム１７０ａ）及び前記第２駆動パターンに対応する第２サブシステム（サブシステム１７０ｂ）と、前記時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、前記第１及び第２駆動パターンに基づいて、前記加減算に基づく信号処理を行って前記静電容量分布を推定する結果に混入するノイズを低減するように前記第１及び第２サブシステムを切り換えて前記駆動回路に繋ぐ切換回路（１８０）とをさらに備え、前記第１駆動パターンが第１サンプリング周波数（Ｆｓ１）に対応し、前記第２駆動パターンが第２サンプリング周波数（Ｆｓ２）に対応することが好ましい。

　上記の構成によれば、切換回路によって、駆動回路に繋がれるサブシステムを、第１サブシステムから第２サブシステムに切り換えることができる。それゆえ、タッチパネルコントローラの駆動パターンを第２駆動パターンに変更し、第２サンプリング周波数によって動作させることができるという効果を奏する。

　本発明の態様５に係るタッチパネルコントローラは、上記態様１において、前記駆動回路が、Ｍ系列に対応する（Ｋ＋１）個（Ｋは１以上の整数）の符号系列のうちのＫ個の符号系列に基づいて前記複数の第１信号線を並列に駆動し、前記スタイラスペンが、前記駆動回路の駆動に同期して前記（Ｋ＋１）個の符号系列のうちの残りの１個の符号系列に基づいて前記ペン先を駆動することが好ましい。

　上記の構成によれば、第１信号線とスタイラスペンのペン先とを、並列に駆動することができるという効果を奏する。

　本発明の態様６に係るタッチパネルコントローラは、上記態様１において、前記第２同期信号が、付加情報信号を含み、前記付加情報信号が、前記第２駆動パターンの極性を表す極性情報を含むことが好ましい。

　上記の構成によれば、第２同期信号に含まれる付加情報信号によって、第２駆動パターンの極性が変更されたことをスタイラスペンに認識させることができるという効果を奏する。

　本発明の態様７に係るタッチパネルコントローラは、上記態様１において、前記スタイラスペンが、前記第２同期信号を検知する検知回路（同期信号検出回路３６）と、前記検知回路による前記第２同期信号の検知に応じた認識信号に基づいて前記ペン先を駆動するペン駆動回路（ドライブ回路３８）とを有し、前記駆動回路が、前記ペン駆動回路の認識信号に基づいて前記第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更することが好ましい。

　上記の構成によれば、認識信号をトリガとして駆動パターンの変更を行うことができるため、スタイラスペンが第２同期信号を検知したことを確認してから、第２駆動パターンによる動作を開始させることができるという効果を奏する。

　本発明の態様８に係るスタイラスペン制御方法は、互いに交差する複数の第１及び第２信号線の間に複数のキャパシタが形成されるタッチパネルのためのスタイラスペンを制御するスタイラスペン制御方法であって、前記スタイラスペンとの同期のための第１同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加し、第１駆動パターンにより前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との一方を駆動する駆動工程と、前記駆動工程の駆動に同期して前記スタイラスペンが前記第１駆動パターンによりペン先を駆動することにより、前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との他方に沿ってそれぞれ出力される複数の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って前記複数のキャパシタの静電容量分布を推定する推定工程とを包含し、前記駆動工程が、前記静電容量分布の推定結果に混入するノイズを低減するように前記第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更するために、前記第２駆動パターンを表す第２同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加する工程を包含する。

　上記の構成によれば、本発明の一態様に係るタッチパネルコントローラによって制御されるスタイラスペンの制御方法を実現することができるという効果を奏する。

　本発明の態様９に係るスタイラスペンは、互いに交差する複数の第１及び第２信号線の間に複数のキャパシタが形成されるタッチパネルのためにタッチパネルコントローラにより制御されるスタイラスペンであって、前記タッチパネルコントローラが、前記スタイラスペンとの同期のための第１同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加し、第１駆動パターンにより前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との一方を駆動する駆動回路を備え、前記スタイラスペンが、前記駆動回路の駆動に同期して前記第１駆動パターンによりペン先を駆動するペン駆動回路を備え、前記タッチパネルコントローラが、前記駆動回路及び前記ペン駆動回路による駆動に基づいて、前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との他方に沿ってそれぞれ出力される複数の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って前記複数のキャパシタの静電容量分布を推定する推定回路をさらに備え、前記駆動回路が、前記静電容量分布の推定結果に混入するノイズを低減するように前記第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更するために、前記第２駆動パターンを表す第２同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加し、前記スタイラスペンが、前記駆動回路により前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加された前記第２同期信号を検知する検知回路をさらに備える。

　上記の構成によれば、本発明の一態様に係るタッチパネルコントローラによって制御されるスタイラスペンを実現することができるという効果を奏する。

　本発明の態様１０に係るスタイラスペンは、上記態様９において、前記駆動回路が前記第２同期信号を出力するために前記タッチパネルコントローラが生成するコントローラクロック数と、前記駆動回路から出力された前記第２同期信号を前記スタイラスペンが受け取るため前記スタイラスペンが生成するペンクロック数との間のずれを補正する補正回路（３５０）をさらに備えていることが好ましい。

　上記の構成によれば、補正回路によって、コントローラクロック数とペンクロック数との間のずれを補正することができる。従って、スタイラスペンは、第２同期信号を検出することにより、自身のクロック周波数を第２同期信号の周波数（すなわち第２サンプリング周波数）と同じになるように調整することができるという効果を奏する。

　本発明の態様１１に係るタッチパネルシステム（１）は、上記態様１から７のいずれか１つに係るタッチパネルコントローラと、前記タッチパネルコントローラにより制御されるスタイラスペンと、前記複数の第１及び第２信号線の間に複数のキャパシタが形成されるタッチパネルとを備えることが好ましい。

　上記の構成によれば、本発明の一態様に係るタッチパネルコントローラと、スタイラスペンと、タッチパネルとを備えたタッチパネルシステムを実現することができるという効果を奏する。

　本発明の態様１２に係る電子機器（携帯電話機６０）は、上記態様１１に係るタッチパネルシステムを備えることが好ましい。

　上記の構成によれば、本発明の一態様に係るタッチパネルシステムを備えた電子機器を実現することができるという効果を奏する。

　〔付記事項〕
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

　〔本発明の別の表現〕
　なお、本発明は、以下のようにも表現できる。

　すなわち、本発明の一態様に係るタッチパネル位置検出方法は、Ｎ本の第１信号線と（Ｎは複数）、前記Ｎ本の第１信号線に交差するＫ本の第２信号線と（Ｋは複数）を有するタッチパネル上のスタイラスペンの位置を検出するタッチパネル位置検出方法であって、前記スタイラスペンを駆動して、前記スタイラスペンと前記Ｋ本の第２信号線のそれぞれとの間の静電容量に基づく第１ペン信号を得る第１駆動工程と、前記スタイラスペンを駆動して、前記スタイラスペンと前記Ｎ本の第１信号線のそれぞれとの間の静電容量に基づく第２ペン信号を得る第２駆動工程と、前記駆動工程により駆動された静電容量に基づく１つもしくは複数個の線形和信号を前記センスラインに沿って読み出して増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力をアナログ・デジタル変換するアナログ・デジタル変換回路と、前記アナログ・デジタル変換された増幅回路の出力に基づいて前記静電容量の値を推定する復号演算回路と、異なる入出力伝達特性を有する第１及び第２サブシステムと、前記線形和信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、前記入出力伝達特性に基づいて、前記復号演算回路により前記静電容量の値を推定する結果に混入するノイズを低減するように 前記第１及び第２サブシステムを切り換えて前記駆動回路に繋ぐ切換回路と前記第１駆動工程において得られた第１ペン信号に基づいて、前記第１信号線に沿った前記スタイラスペンの位置を検出し、前記第２駆動工程において得られた第２ペン信号に基づいて、前記第２信号線に沿った前記スタイラスペンの位置を検出する位置検出工程とを包含し、上記タッチパネルの動作を制御するタッチパネルコントローラが同期信号を出力するために上記タッチパネルコントローラが生成するコントローラクロック数と、上記タッチパネルコントローラから出力された上記同期信号を上記スタイラスペンが受け取るために上記スタイラスペンが生成するペンクロック数との間のずれを補正する補正回路を備えていることを特徴とするスタイラスペンとを有し、前記第１サブシステムに基づく前記線形素子からの時系列信号のサンプリング周波数と、前記第２サブシステムに基づく前記線形素子からの時系列信号のサンプリング周波数とが異なり、第２サブシステムのサンプリング周波数情報を、上記同期信号の出力間隔を変更することによって伝達する。

　また、本発明の一態様に係るタッチパネル位置検出方法において、前記第１駆動工程は、Ｍ系列に対応する（Ｎ＋１）個の第１符号系列に基づいて、前記Ｎ本の第１信号線と前記スタイラスペンとを並列に駆動し、前記第２駆動工程は、Ｍ系列に対応する（Ｋ＋１）個の第２符号系列に基づいて、前記Ｋ本の第２信号線と前記スタイラスペンとを並列に駆動する。

　また、本発明の一態様に係るタッチパネル位置検出方法において、極性情報については、情報信号として送って、周波数情報については、サンプリング周波数情報を、上記同期信号の出力間隔を変更することによって伝達する。

　また、本発明の一態様に係るタッチパネル位置検出方法において、ペンからの認識（アック）信号をベースに、実際に駆動パターンを変更する。

　また、本発明の一態様に係るタッチパネルシステムにおいて、上述のタッチパネル位置検出方法が実行される。

　また、本発明の一態様に係る電子機器において、上述のタッチパネル位置検出方法が実行される。

　本発明は、タッチパネルコントローラに利用することができる。

　１　タッチパネルシステム
　２　タッチパネルコントローラ
　３　タッチパネル
　５　ドライバ（駆動回路）
　９　容量分布計算部（推定回路）
　１５　スタイラスペン
　３１　ペン先部（ペン先）
　３６　同期信号検出回路（検知回路）
　３８　ドライブ回路（ペン駆動回路）
　６０　携帯電話機（電子機器）
　１７０ａ　サブシステム（第１サブシステム）
　１７０ｂ　サブシステム（第２サブシステム）
　１８０　切換回路
　３５０　補正回路
　ＨＬ１～ＨＬＭ　信号線（第１信号線）
　ＶＬ１～ＶＬＭ　信号線（第２信号線）
　Ｎ_ｃｌｋ［Ｎ］　理想クロック数（コントローラクロック数）
　Ｄａｔａ［Ｎ］　クロック数（ペンクロック数）
　Ｆｓ１　第１サンプリング周波数
　Ｆｓ２　第２サンプリング周波数

Claims (12)

1. 　互いに交差する複数の第１及び第２信号線の間に複数のキャパシタが形成されるタッチパネルのためのスタイラスペンを制御するタッチパネルコントローラであって、
   　前記スタイラスペンとの同期のための第１同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加し、第１駆動パターンにより前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との一方を駆動する駆動回路と、
   　前記駆動回路の駆動に同期して前記スタイラスペンが前記第１駆動パターンによりペン先を駆動することにより、前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との他方に沿ってそれぞれ出力される複数の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って前記複数のキャパシタの静電容量分布を推定する推定回路とを備え、
   　前記駆動回路が、前記静電容量分布の推定結果に混入するノイズを低減するように前記第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更するために、前記第２駆動パターンを表す第２同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加することを特徴とするタッチパネルコントローラ。
2. 　前記第２同期信号が、前記第１同期信号の第１出力間隔と異なる第２出力間隔を有し、前記第２出力間隔により前記第２駆動パターンを表す請求項１に記載のタッチパネルコントローラ。
3. 　前記第２同期信号が、付加情報信号を含み、前記付加情報信号により前記第２駆動パターンを表す請求項１に記載のタッチパネルコントローラ。
4. 　前記第１駆動パターンに対応する第１サブシステム及び前記第２駆動パターンに対応する第２サブシステムと、
   　前記時系列信号に混入するノイズ周波数、ノイズ量、及び、前記第１及び第２駆動パターンに基づいて、前記加減算に基づく信号処理を行って前記静電容量分布を推定する結果に混入するノイズを低減するように前記第１及び第２サブシステムを切り換えて前記駆動回路に繋ぐ切換回路とをさらに備え、
   　前記第１駆動パターンが第１サンプリング周波数に対応し、
   　前記第２駆動パターンが第２サンプリング周波数に対応する請求項１に記載のタッチパネルコントローラ。
5. 　前記駆動回路が、Ｍ系列に対応する（Ｋ＋１）個（Ｋは１以上の整数）の符号系列のうちのＫ個の符号系列に基づいて前記複数の第１信号線を並列に駆動し、
   　前記スタイラスペンが、前記駆動回路の駆動に同期して前記（Ｋ＋１）個の符号系列のうちの残りの１個の符号系列に基づいて前記ペン先を駆動する請求項１に記載のタッチパネルコントローラ。
6. 　前記第２同期信号が、付加情報信号を含み、
   　前記付加情報信号が、前記第２駆動パターンの極性を表す極性情報を含む請求項１に記載のタッチパネルコントローラ。
7. 　前記スタイラスペンが、前記第２同期信号を検知する検知回路と、
   　前記検知回路による前記第２同期信号の検知に応じた認識信号に基づいて前記ペン先を駆動するペン駆動回路とを有し、
   　前記駆動回路が、前記ペン駆動回路の認識信号に基づいて前記第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更する請求項１に記載のタッチパネルコントローラ。
8. 　互いに交差する複数の第１及び第２信号線の間に複数のキャパシタが形成されるタッチパネルのためのスタイラスペンを制御するスタイラスペン制御方法であって、
   　前記スタイラスペンとの同期のための第１同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加し、第１駆動パターンにより前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との一方を駆動する駆動工程と、
   　前記駆動工程の駆動に同期して前記スタイラスペンが前記第１駆動パターンによりペン先を駆動することにより、前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との他方に沿ってそれぞれ出力される複数の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って前記複数のキャパシタの静電容量分布を推定する推定工程とを包含し、
   　前記駆動工程が、前記静電容量分布の推定結果に混入するノイズを低減するように前記第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更するために、前記第２駆動パターンを表す第２同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加する工程を包含することを特徴とするスタイラスペン制御方法。
9. 　互いに交差する複数の第１及び第２信号線の間に複数のキャパシタが形成されるタッチパネルのためにタッチパネルコントローラにより制御されるスタイラスペンであって、
   　前記タッチパネルコントローラが、前記スタイラスペンとの同期のための第１同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加し、第１駆動パターンにより前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との一方を駆動する駆動回路を備え、
   　前記スタイラスペンが、前記駆動回路の駆動に同期して前記第１駆動パターンによりペン先を駆動するペン駆動回路を備え、
   　前記タッチパネルコントローラが、前記駆動回路及び前記ペン駆動回路による駆動に基づいて、前記複数の第１信号線と前記複数の第２信号線との他方に沿ってそれぞれ出力される複数の時系列信号に、加減算に基づく信号処理を行って前記複数のキャパシタの静電容量分布を推定する推定回路をさらに備え、
   　前記駆動回路が、前記静電容量分布の推定結果に混入するノイズを低減するように前記第１駆動パターンを第２駆動パターンに変更するために、前記第２駆動パターンを表す第２同期信号を前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加し、
   　前記スタイラスペンが、前記駆動回路により前記第１信号線と前記第２信号線との少なくとも一方に印加された前記第２同期信号を検知する検知回路をさらに備えることを特徴とするスタイラスペン。
10. 　前記駆動回路が前記第２同期信号を出力するために前記タッチパネルコントローラが生成するコントローラクロック数と、前記駆動回路から出力された前記第２同期信号を前記スタイラスペンが受け取るため前記スタイラスペンが生成するペンクロック数との間のずれを補正する補正回路をさらに備えている請求項９に記載のスタイラスペン。
11. 　請求項１から７のいずれか１項に記載のタッチパネルコントローラと、
    　前記タッチパネルコントローラにより制御されるスタイラスペンと、
    　前記複数の第１及び第２信号線の間に複数のキャパシタが形成されるタッチパネルとを備えたことを特徴とするタッチパネルシステム。
12. 　請求項１１に記載のタッチパネルシステムを備えたことを特徴とする電子機器。

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