WO2018029948A1 - タッチパネルコントローラ、電子機器、容量検出方法、および位置検出方法 - Google Patents

タッチパネルコントローラ、電子機器、容量検出方法、および位置検出方法 Download PDF

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睦 ▲濱▼口
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    • H04N23/63—Control of cameras or camera modules by using electronic viewfinders

Definitions

  • the present invention relates to detection of a capacitance or capacitance change between an electrode and a touch detection target in a touch panel including a plurality of electrodes.
  • Patent Document 1 discloses a touch panel controller premised on use with a mutual capacitive touch panel.
  • the touch panel controller of Patent Document 1 includes a sign multiplication unit that mediates connection between a sense line of the touch panel and an operational amplifier that amplifies the output of the sense line.
  • the sign multiplication unit of Patent Document 1 connects some sense lines of the plurality of sense lines to the non-inverting input of the operational amplifier, and connects the other sense lines to the inverting input of the operational amplifier. That is, in Patent Document 1, the sense lines are multiplexed so that a plurality of sense lines correspond to one operational amplifier.
  • Patent Document 2 discloses a self-capacitance fingerprint sensor.
  • the fingerprint sensor of Patent Document 2 includes a transistor that functions to charge a capacitor between an electrode and a finger, and a transistor that functions to discharge the capacitor.
  • the capacitance change between the electrode and the touch detection target in the self-capacitance type touch panel is larger than the capacitance change in the mutual capacitance type touch panel.
  • the self-capacitance type touch panel does not require a drive (exclusive) electrode (hereinafter also referred to as a sensor line)
  • the sensor line assigned to the drive (exclusive) sensor line on the mutual capacitance type touch panel is a sense electrode ( Henceforth, it can be used as a sense line), so that the resolution can be improved or the signal strength (signal quality) can be improved.
  • the present invention by multiplexing the sense lines of the touch panel, the effect of the error component described above is reduced, and an object is to detect capacitance with higher quality (high accuracy). At the same time, the number of sense line output amplifiers can be reduced by multiplexing the sense lines of the touch panel.
  • a self-capacitance type touch panel for example, a fingerprint sensor of Patent Document 2
  • a touch panel controller for example, the touch panel controller of Patent Document 1 that is not premised on use in a self-capacitance type touch panel, Have difficulty.
  • An object of the present invention is to realize a higher quality (high accuracy) capacitance detection by multiplexing sense lines in a self-capacitance type touch panel, and to reduce the number of sense line output amplifiers.
  • a touch panel controller includes a plurality of electrodes arranged corresponding to intersections of a plurality of first and second signal lines intersecting each other and a touch detection target.
  • a touch panel controller that controls a touch panel that detects a capacitance or a capacitance change between the electrodes and turns on a first switch element between each electrode and at least two first signal lines.
  • a second switch between the drive circuit for driving the first signal line a plurality of times and the second signal line corresponding to each electrode Turn on the element, read out a plurality of linear sum signals based on the charge of each electrode along the second signal line, the number of vectors having the linear sum signal as an element, and the number of the second signal lines
  • An inner product operation of a second code sequence that is a vector having elements is performed a plurality of times from a code multiplier, an inverse matrix of a matrix obtained by arranging a plurality of vectors consisting of the second code sequences, and the plurality of linear sum signals
  • a detection circuit for detecting the capacitance or the capacitance change by calculating a product of a matrix obtained by arranging the vectors and an inverse matrix of the matrix obtained by arranging the vectors of the plurality of first code sequences.
  • An electronic device includes the above-described touch panel controller.
  • a capacitance detection method detects a capacitance or a capacitance change between a plurality of electrodes arranged corresponding to intersections of a plurality of first and second signal lines that intersect each other and a touch detection target.
  • the inner product operation of the second code sequence is A code multiplication step performed several times, an inverse matrix of a matrix obtained by arranging the vectors of the second code series after the code multiplication step, a matrix obtained by arranging the vectors of the plurality of linear sum signals, A detecting step of detecting the capacity or the capacity change by calculating a product of an inverse matrix of a matrix obtained by arranging the vectors of the first code series.
  • a position detection method detects a capacitance or a capacitance change between a plurality of electrodes arranged corresponding to intersections of a plurality of first and second signal lines intersecting each other and a touch detection target.
  • a position detection method for detecting the position of the touch detection target on the touch panel wherein each of the steps included in the capacitance detection method and the capacitance or the capacitance change detected by the detection step is performed on the touch panel.
  • a position detecting step of detecting the position of the touch detection target is performed on the touch panel.
  • a touch panel system using a self-capacitance type touch panel it is possible to detect a capacitance or a capacitance change between a detection electrode of the touch panel and a touch detection target with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a touch panel system according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 The example of the matrix which makes a drive code an element in the touch panel system shown by FIG. 1 is shown (refer also in Embodiment 3).
  • It is a schematic diagram which shows the capacity
  • It is a schematic diagram which shows the capacity
  • FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an operation of an amplification unit different from the operation illustrated in FIG. 5.
  • FIG. 10 is a circuit diagram illustrating an operation of an amplifying unit when performing offset cancellation in the touch panel system according to the second embodiment.
  • the example of the matrix which makes the detection code which the touch panel system concerning Embodiment 4 uses as an element is shown.
  • a product of a matrix having the detection code shown in FIG. 8 as an element and its inverse matrix is shown.
  • the example of the matrix which uses the drive code which the touch panel system concerning Embodiment 5 uses as an element is shown.
  • a product of a matrix having the drive code shown in FIG. 10 as an element and its inverse matrix is shown.
  • the example of the matrix which makes the detection code which the touch panel system concerning Embodiment 6 uses as an element is shown.
  • 13 shows a product of a matrix having the detection code shown in FIG.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a mobile phone (electronic device) according to an eighth embodiment. It is a schematic diagram which shows the structural example of a sense switch element, a drive switch element, and a switch element in the touch panel system shown by FIG.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a touch panel system 1 according to the present embodiment.
  • the touch panel system 1 includes a touch panel 2 and a touch panel controller 3 that controls the touch panel 2.
  • the touch panel 2 includes K drive lines D0 to D (K-1) (first signal lines) intersecting with each other, and M (M is a plurality) sense lines S0 to S (M ⁇ ). 1) (second signal line), and arranged in a matrix corresponding to the intersections of K drive lines D0 to D (K-1) and M sense lines S0 to S (M-1) (K ⁇ M) detection electrodes E (electrodes).
  • K drive control lines DS0 to DS (K-1) and K sense control lines SS0 to SS (K-1) correspond to the drive lines D0 to D (K-1).
  • a drive switch element DT first switch element
  • a sense switch element ST second switch element
  • the drive switch element DT and the sense switch element ST are composed of transistors.
  • the gate of each drive switch element DT is coupled to a corresponding drive control line.
  • the gate of each sense switch element ST is coupled to a corresponding sense control line.
  • the touch panel 2 is provided to detect a capacitance or a capacitance change between each detection electrode E and a detection target (touch detection target) such as a finger or a pen.
  • the touch panel controller 3 includes a drive circuit 4 connected to the K drive lines D0 to D (K-1), K drive control lines DS0 to DS (K-1), and K sense control lines SS0 to SS0. Based on the switch element control circuit 8 connected to SS (K-1), the multiplier 10 connected to the sense lines S0 to S (M-1), and the output of the multiplier 10, each detection electrode E And a detection circuit 6 that detects that the detection target touches the touch panel 2 by detecting a capacitance or a change in the capacitance between the detection target and the detection target.
  • the multiplication unit 10 includes a code multiplication unit 11 and an amplification unit 12.
  • the sign multiplying unit 11 includes a switch element SW (third switch element) for each of the sense lines S0 to S (M ⁇ 1).
  • the amplifying unit 12 includes an operational amplifier 121.
  • An integration capacitor Cint is provided between the non-inverting input of the operational amplifier 121 and one output.
  • An integration capacitor Cint is also provided between the inverting input of the operational amplifier 121 and the other output.
  • the operational amplifier 121 may include a switch (not shown) for resetting the state of the operational amplifier 121 by short-circuiting one terminal of the integration capacitor Cint and the other terminal.
  • the switch element control circuit 8 turns on (K ⁇ M) drive switch elements DT via the K drive control lines DS0 to DS (K-1).
  • (K ⁇ M) sense switch elements ST are turned off via the K sense control lines SS0 to SS (K ⁇ 1).
  • the drive circuit 4 changes the potential of the drive line in accordance with the drive code (first code) having a value of “+1” or “ ⁇ 1”.
  • the drive code is “+1”
  • the drive circuit 4 changes the potential of the drive line from the reference potential to the power supply potential (first potential).
  • the drive code is “ ⁇ 1”
  • the drive circuit 4 changes the potential of the drive line from the reference potential to the ground potential (second potential).
  • the drive circuit 4 driving the drive line means that the drive circuit 4 changes the potential of the drive line.
  • the drive circuit 4 performs parallel drive, which is a process of driving a plurality of drive lines in parallel.
  • the drive circuit 4 sequentially performs a plurality of parallel drives.
  • a drive code sequence (first code sequence) composed of a plurality of drive codes given to a plurality of drive lines is used.
  • the drive circuit 4 drives the K drive lines D0 to D (K-1) based on the N rows and K columns matrix in which the drive code sequences are arranged, and detects each through the drive switch elements DT.
  • the electrode E is charged or discharged to, for example, a power supply voltage or a ground potential.
  • the switch element control circuit 8 turns off the (K ⁇ M) drive switch elements DT via the K drive control lines DS0 to DS (K-1), and puts the detection electrodes E into a floating state. Thereafter, the switch element control circuit 8 turns on (K ⁇ M) sense switch elements ST via the K sense control lines SS0 to SS (K ⁇ 1).
  • the code multiplication unit 11 is provided with a switch element provided for each of the sense lines S0 to S (M ⁇ 1) in accordance with the detection codes E 1 to E M ⁇ 1 (second code) having a value of “+1” or “ ⁇ 1”. Switch SW.
  • the detection code Ei is “+1”
  • the code multiplication unit 11 connects the sense line Si to the non-inverting input of the operational amplifier 121 of the amplification unit 12.
  • the detection code Ei is “ ⁇ 1”
  • the code multiplication unit 11 connects the sense line Si to the inverting input of the operational amplifier 121.
  • i is any value from 0 to M-1. That is, in the touch panel system 1, the plurality of sense lines are multiplexed so as to correspond to one operational amplifier. In one multiplexing, a detection code sequence (second code sequence) composed of a plurality of detection codes multiplied by a plurality of sense lines is used.
  • the amplifying unit 12 amplifies a linear sum signal based on the charge of each detection electrode E read out along the sense line connected to the non-inverting input and the inverting input of the operational amplifier 121.
  • the detection circuit 6 detects a capacitance or a capacitance change between each detection electrode E of the touch panel 2 and a detection target based on a signal output from the amplification unit 12. Thereafter, the detection circuit 6 detects the position of the detection target on the touch panel 2 based on the detected capacitance or capacitance change.
  • (Specific examples of drive codes) 2 shows an example of a matrix having a drive code as an element in the touch panel system 1 shown in FIG. 1.
  • (a) and (b) show a drive code that is a binary value of + 1 / ⁇ 1 as elements.
  • (C) shows an example of a matrix having a drive code driven by only +1 as an element.
  • a number sequence composed of elements of a row vector and a column vector of the matrix M1 is an M series.
  • the matrix M1 the matrix M1t that is a matrix used for the inner product operation with the linear sum signal for decoding in the detection circuit 6 and is a transposed matrix M1
  • the matrix M1 A matrix M3 which is the inner product calculation result of the matrix M1t, is shown.
  • the matrix M2, the matrix M1t, and the matrix M4 that is the inner product calculation result of the matrix M2 and the matrix M1t when the drive circuit 4 drives the drive lines D0 to D6 with only “+1” are obtained. It is shown.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a capacity detection calculation using a drive code in the touch panel system 1 shown in FIG.
  • i and j are any one of 1 to 7.
  • the row vector of the i-th row of the matrix C is described as “Sense i”.
  • the column vector of the j-th column of the matrix C is described as “Drive j”.
  • the element C ij in the i row and j column of the matrix C includes the detection electrode E arranged corresponding to the intersection of the sense line S (i ⁇ 1) and the drive line D (j ⁇ 1) in FIG. It is the value of the capacity between the two detection targets.
  • Element M ij in i row and j column of matrix M is a drive code when drive circuit 4 in FIG. 1 drives drive line D (i ⁇ 1) in the j-th parallel drive.
  • a number sequence composed of elements of a row vector and a column vector of the matrix M can be an M series. Then, the element M ij can be determined so that the inverse matrix of the matrix M becomes a transposed matrix of the matrix M.
  • the row vector of the i-th row of the matrix D is described as “Sense i”.
  • the column vector of the jth column of the matrix D is described as “j th vector”.
  • the element D ij of i row and j column of the matrix D is a linear obtained from the sense line S (i ⁇ 1) when the drive circuit 4 in FIG. 1 drives the drive lines D0 to D6 in the j-th parallel drive. It is a sum signal.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the capacity detection calculation using the drive code and the detection code in the touch panel system 1 shown in FIG.
  • Element S ij in row i and column j of matrix S is a detection code used when code multiplier 11 in FIG. 1 multiplexes sense lines S0 to S6 at the i-th time.
  • the matrix S is a matrix in which detection code sequences are arranged.
  • the row vector of the i- th column of the matrix D ′ is described as “i th frame”.
  • the element D ′ ij of the matrix D ′ is a value actually obtained from the amplifying unit 12 in FIG. More specifically, the element D ′ ij is used when the drive circuit 4 drives the drive lines D0 to D6 in the j-th parallel drive and the sign multiplier 11 multiplexes the sense lines S0 to S6 in the i-th time. And the value of the signal output from the operational amplifier 121 of the amplifier 12. This value may be an analog-digital (AD) converted value.
  • AD analog-digital
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing the operation of the amplifying unit 12 in the touch panel system 1 shown in FIG.
  • the capacitance C1 represents a capacitance formed between the detection electrode E connected to the non-inverting input of the operational amplifier 121 via the sense switch element ST and the detection target.
  • the capacitor C2 represents a capacitor formed between the detection electrode E connected to the inverting input of the operational amplifier 121 via the sense switch element ST and the detection target.
  • the capacitors C1 and C2 are variable capacitors. This indicates that the capacitance between the detection electrode E and the detection target can be changed by changing the distance between the detection electrode E and the detection target.
  • Capacitors Cp1 and Cp2 represent the capacitance between the sense line and the AC ground, and so-called parasitic capacitance.
  • the voltage Vc is a reference voltage of the operational amplifier 121.
  • the reference voltage Vc is, for example, half the power supply voltage.
  • the voltage (Vc + Vd) is a voltage applied to the drive line when the drive circuit 4 drives the drive line.
  • the voltage Vout is a voltage output from the operational amplifier 121.
  • the drive switch element DT is closed.
  • the sense switch element ST is open. Therefore, the capacitors C1 and C2 are charged by applying a voltage (Vc + Vd).
  • the integration capacitor Cint is short-circuited.
  • the drive switch element DT is open.
  • the sense switch element ST is closed.
  • Equation 1 is derived from charge storage at the non-inverting input (+) of the operational amplifier 121.
  • Equation 2 is derived from the charge conservation at the inverting input ( ⁇ ) of the operational amplifier 121.
  • C1 (Vc + Vd) + Cp1 ⁇ Vc (C1 + Cp1) (Vc + ⁇ V) + Cint ( ⁇ V + Vout / 2)
  • C2 (Vc + Vd) + Cp2 ⁇ Vc (C2 + Cp2) (Vc + ⁇ V) + Cint ( ⁇ V-Vout / 2)
  • Equa 2 From the equations 1 and 2, the following equation is derived.
  • Vout (C1 + C2) Vd / (C1 + C2 + Cp1 + Cp2 + 2 ⁇ Cint)
  • Vout ⁇ (C1-C2) (Vd- ⁇ V)-(Cp1-Cp2) ⁇ V ⁇ / Cint
  • Vout (C1-C2) Vd / Cint If ⁇ V is not sufficiently small compared to Vd, even if the value of (C1-C2) is constant, if ⁇ V changes by changing at least one of C1, C2, Cp1, and Cp2, an operational amplifier The voltage Vout output from 121 also changes.
  • ⁇ V is an element that generates a component that is not a desired signal component (error).
  • the amplifying element may be provided, for example, below the detection electrode E on the touch panel.
  • a chip having a capacitance detection calculation function or the like can be provided under the detection electrode E. For this reason, a touch panel system can be made into a simpler structure than before.
  • a touch panel system using a self-capacitance type touch panel uses a switch element for charging and discharging the detection electrode.
  • the touch panel system since the touch panel includes the drive switch element DT and the sense switch element ST, the number of switch elements is larger than that of the touch panel system using the mutual capacitive touch panel.
  • the switch element is a simpler element than the amplifying element. Therefore, simplification of the touch panel system by reducing the number of amplifying elements is more effective than complication of the touch panel system by increasing switch elements. For this reason, a touch panel system can be made into a simpler structure than before.
  • the self-capacitance type touch panel system does not require a driving (exclusive) electrode for the electrodes of the touch panel, all the electrodes can be used as detection electrodes.
  • a driving (exclusive) electrode and a detection electrode are required, for example, in the example of FIG. 1, the electrode group on the odd-numbered rows (controlled by DS0, DS2, DS4, etc The electrode group in the even-numbered rows (controlled by SS1, SS3, SS5,%) Operates as detection electrodes. In this case, it means that half of all the electrodes operate with driving (exclusive) electrodes and the other half functions as detection electrodes.
  • the number of detection electrodes is doubled (high resolution) compared to the mutual capacitance method. From another viewpoint, it can be interpreted that the size (area) of the detection electrode is doubled. In general, as the size of the electrode increases, the signal intensity increases, so that higher-quality (high accuracy) capacitance detection is possible.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the sense switch element ST, the drive switch element DT, and the switch element SW in the touch panel system 1 illustrated in FIG.
  • At least one of the sense switch element ST, the drive switch element DT, and the switch element SW may be configured by an N-type transistor SWn and a P-type transistor SWp having the same size.
  • the source terminal of the N-type transistor SWn and the source terminal of the P-type transistor SWp are connected. Further, the drain terminal of the N-type transistor SWn and the drain terminal of the P-type transistor SWp are connected.
  • Control signals having opposite polarities are applied to the gate terminal of the N-type transistor SWn and the gate terminal of the P-type transistor SWp.
  • noise caused by ON / OFF of the switch element can be offset.
  • the touch panel controller 3 is suitable for a fingerprint sensor that requires a small size and high resolution.
  • a finger that is a touch detection target is often grounded by touching a grounded finger placement member or the like. For this reason, the noise superimposed on the linear sum signal read from the sense line is reduced. This configuration works favorably in sense line multiplexing.
  • a capacitance detection method including a drive process for executing the function of the drive circuit 4, a code multiplication process for executing the function of the code multiplier 11, and a detection process for executing a part of the function of the detection circuit 6 is also included in the present invention. included. Further, the position of the touch detection target on the touch panel 2 is detected based on each step included in the capacitance detection method and a position detection step for executing the function of the detection circuit 6, that is, the capacitance detected by the detection step or the capacitance change. A position detecting method including a position detecting step is also included in the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing an operation of the amplifying unit 12 different from the operation shown in FIG.
  • Capacitances C1p and C1m represent capacitances formed between the detection electrode E connected to the non-inverting input of the operational amplifier 121 via the sense switch element ST and the detection target.
  • Capacitors C2p and C2m represent capacitances formed between the detection electrode E connected to the inverting input of the operational amplifier 121 and the detection target via the sense switch element ST.
  • the capacitors C1p, C1m, C2p, and C2m are variable capacitors. This indicates that the capacitance between the detection electrode E and the detection target can be changed by changing the distance between the detection electrode E and the detection target.
  • the voltage (Vc + Vd) is a voltage applied to the drive line when the drive circuit 4 drives the drive line with the drive code “+1”.
  • the voltage (Vc ⁇ Vd) is a voltage applied to the drive line when the drive circuit 4 drives the drive line with the drive code “ ⁇ 1”.
  • the drive switch element DT is closed.
  • the sense switch element ST is open. Therefore, the capacitors C1p and C2p are charged by applying the voltage (Vc + Vd).
  • the capacitors C1m and C2m are charged by applying a voltage (Vc ⁇ Vd).
  • the integration capacitor Cint is short-circuited.
  • the drive switch element DT is open.
  • the sense switch element ST is closed.
  • a voltage (Vc + ⁇ V) is applied to the operational amplifier 121.
  • Equation 3 is derived from the charge storage at the non-inverting input (+) of the operational amplifier 121.
  • Equation 4 is derived from the charge conservation at the inverting input ( ⁇ ) of the operational amplifier 121.
  • C1p (Vc + Vd) + C1m (Vc-Vd) + Cp1 ⁇ Vc (C1p + C1m + Cp1) (Vc + ⁇ V) + Cint ( ⁇ V + Vout / 2)...
  • C2p (Vc + Vd) + C2m (Vc-Vd) + Cp2 ⁇ Vc (C2p + C2m + Cp2) (Vc + ⁇ V) + Cint ( ⁇ V-Vout / 2)...
  • Equation 5 and Equation 6 are derived.
  • ⁇ V ⁇ (C1p-C1m) + (C2p-C2m) ⁇ / (C1p + C1m + Cp1 + C2p + C2m + Cp2 + 2 ⁇ Cint) * Vd...
  • Vout ⁇ (C1p-C2p) (Vd - ⁇ V)-(C1m-C2m) (Vd + ⁇ V)-(Cp1-Cp2) ⁇ V ⁇ / Cint
  • ⁇ V ⁇ (C1p-C1m) + (C2p-C2m) ⁇ / Cint
  • Vout ⁇ (C1p-C2p)-(C1m-C2m) ⁇ Vd / Cint
  • ⁇ V is an element that generates a component that is not a desired signal component (error).
  • Multiplexing sense lines also means increasing the number of sensor lines to be sensed. For example, when the number of sensor lines to be sensed is doubled, C1p, C1m, C2p, and C2m are almost doubled. This means that the value of the denominator of Equation 5 is about twice as much as the maximum.
  • (C1p ⁇ C1m) + (C2p ⁇ C2m) generally does not double even if the number of sensed sensor lines is doubled.
  • a highly random code for example, an M-sequence code
  • the values of (C1p-C1m) and (C2p-C2m) approach zero. That is, by multiplexing the sense lines, in general, the value of ⁇ V becomes smaller and the influence of errors becomes smaller.
  • a longer code length of the drive code to be used means that C1p, C1m, C2p, and C2m are larger. Therefore, as the code length of the drive code to be used is longer, ⁇ V is smaller than Vd. The tendency to become stronger.
  • FIG. 7 is a circuit diagram illustrating the operation of the amplifying unit 12 when performing offset cancellation in the touch panel system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, a capacitor C1mc is connected in parallel to the capacitor C1m.
  • the place where the capacitor C1mc is actually arranged does not have to be on the touch panel, and may be arranged at a place where an equivalent operation can be performed in terms of circuit operation. For example, it may be arranged near the amplification unit 12.
  • Expression 5 and Expression 6 are derived as follows.
  • the capacitance C1mc is set to about Cdiff shown in Equation 7, so that the output of the amplifying unit 12 is Signal components due to fixed capacitors (for example, capacitors Cp1 and Cp2) can be suppressed. Therefore, the dynamic range of the output of the amplifying unit 12 can be increased.
  • the number of elements “1” is the number from the first column to the seventh column.
  • the number of elements “ ⁇ 1” is 3, and the difference between the numbers is 1. Therefore, the matrix M1 always has a good balance between the number of elements “1” and the number of elements “ ⁇ 1”.
  • the most balanced state is when the number of elements “1” is the same as the number of elements “ ⁇ 1” and the difference between the numbers is zero.
  • ⁇ Gain of amplification unit 12 The gain that is the ratio of the output to the input of the amplifying unit 12 is inversely proportional to the integral capacitance Cint of the operational amplifier 121 provided in the amplifying unit. Therefore, saturation can be avoided by increasing the integral capacitance Cint and decreasing the gain of the amplifying unit 12. In the capacitance detection calculation, more accurate capacitance detection can be performed by correcting the change in the gain of the amplification unit 12 due to the change in the integral capacitance Cint with respect to the drive code.
  • a configuration in which the result of changing the integration capacitance Cint is reflected in the drive code is also included in the present invention.
  • FIG. 8 shows an example of a matrix having detection codes used by the touch panel system 1 according to the present embodiment as elements.
  • inverse matrix A ⁇ 1 of matrix A means a matrix in which the product of matrix A and inverse matrix A ⁇ 1 is a scalar multiple of the unit matrix.
  • FIG. 8A shows a linear sum obtained from a matrix C having a capacitance between the detection electrode E and the detection target as an element, a matrix M having a drive code as an element, and sense lines S0 to S (M ⁇ 1). Examples of a matrix D having elements as signals, an inverse matrix M ⁇ 1 of the matrix M, and a product of the matrix D and the inverse matrix M ⁇ 1 are shown.
  • the product of the matrix D and the inverse matrix M ⁇ 1 shown in FIG. 8A corresponds to the matrix C, that is, the detected capacitance distribution.
  • the product (signal component) is four times the matrix C due to the parallel driving of the drive lines (matrix M).
  • FIG. 8B shows a matrix S having a detection code as an element, a matrix D ′ having an output from the amplifier 12 as an element, an inverse matrix S ⁇ 1 of the matrix S, an inverse matrix S ⁇ 1 and a matrix D ′.
  • An example of the product and the product of the inverse matrix S- 1 , the matrix D ', and the inverse matrix M- 1 is shown.
  • the product of the inverse matrix S- 1 , the matrix D ', and the inverse matrix M- 1 shown in FIG. 8B is 32 times the matrix C. This is because the product is four times the matrix C due to the parallel driving of the drive lines (matrix M) and eight times the matrix C due to the multiplexing of the sense lines (matrix S). .
  • FIG. 8C shows a matrix Si whose elements are detection codes different from the matrix S, a matrix Di ′ whose elements are outputs of the amplifier 12 when sense lines are multiplexed with the detection codes of the matrix Si, and a matrix.
  • inverse matrix of S S -1 shows an example of a product of the inverse matrix S -1 product of a matrix Di', and the inverse matrix S -1 matrix Di' and the inverse matrix M -1.
  • the elements of the row vector of the first row and the column vector of the first column of the matrix S are “1”. For example, this can be the case when a Hadamard matrix is adopted as the matrix S.
  • the element of the first row vector of the matrix Si is “0”.
  • the row vector of the matrix S has a detection code used in one sense line multiplexing as an element. Therefore, in the multiplexing of the sense line using the first row vector of the matrix S, the sign multiplication unit 11 connects the sense lines S0 to S7 to the non-inverting input of the operational amplifier 121. Therefore, the level of the signal output from the amplifying unit 12 becomes high and can be saturated.
  • the sign multiplier 11 does not connect the sense lines S0 to S7 to the non-inverting input of the operational amplifier 121 and also to the inverting input. do not do. For this reason, the saturation of the amplification unit 12 can be suppressed by using the matrix Si.
  • the matrix Si is a matrix in which the row vector having the same elements in the matrix S is ignored.
  • FIG. 9 shows a product of a matrix having the detection code shown in FIG. 8 as an element and its inverse matrix.
  • the product of the inverse matrix S ⁇ 1 and the matrix S is eight times the unit matrix.
  • the product of the inverse matrix S ⁇ 1 , the matrix S, and the matrix C is obtained in the capacity detection calculation.
  • the first row and first column of the element of the matrix representing the product is determined to 8C 11.
  • the product of the inverse matrix Si ⁇ 1 and the matrix S is not a scalar multiple of the unit matrix.
  • the first row and first column of elements of the matrix representing the product of the matrix Si and matrix C and the inverse matrix S -1 is, 7C 11 -C 21 -C 31 -C 41 -C 51 -C 61 -C 71 -C 81 is required.
  • the 1-by-1 element of the matrix representing the difference between the product of the inverse matrix S ⁇ 1 , matrix S, and matrix C and the product of the inverse matrix S ⁇ 1 , matrix Si, and matrix C is C 11 + C 21 + C 31 + C41 + C51 + C61 + C71 + C81 ). This represents an error when the same row vector is ignored for all elements of the matrix S in the capacity detection calculation.
  • the error may be considered to have a small influence when the scalar multiplication of the unit matrix of the product of the matrix A representing the drive code or the detection code and its inverse matrix A ⁇ 1 is large (for example, 10 or more). . Therefore, in order to eliminate the influence of the detection code that is likely to be saturated, by ignoring the row vector in which all the elements are the same in the matrix having the detection code as an element, saturation is not performed without deteriorating the dynamic range of the amplification unit 12. Can be suppressed.
  • FIG. 10 shows an example of a matrix whose elements are drive codes used by the touch panel system 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 10A shows a matrix Da having a matrix C, a matrix Ma having a drive code as an element, and a linear sum signal obtained from the sense lines S0 to S7 when parallel driving is performed using the drive code of the matrix Ma. , And an inverse matrix Ma ⁇ 1 of the matrix Ma.
  • the first row vector and the second row vector of the matrix Ma are the same. This means that the drive circuit 4 drives the drive line D0 and the drive line D1 to have the same potential. That is, the drive circuit 4 bundles the drive lines D0 and D1. The drive circuit 4 bundles the drive lines D2 and D3. The drive circuit 4 bundles drive lines D4 and D5.
  • FIG. 10B shows a matrix Mb different from the matrix Ma, a matrix Db whose elements are linear sum signals obtained from the sense lines S0 to S7 when parallel driving is performed using the driving code of the matrix Mb, and the matrix Mb.
  • the drive circuit 4 bundles the drive lines D1 and D2.
  • the drive circuit 4 bundles the drive lines D3 and D4.
  • the drive circuit 4 bundles the drive lines D5 and D6.
  • FIG. 10 shows a matrix Db ′ whose elements are outputs of the amplifying unit 12 when the drive lines are bundled by the drive codes of the matrix S and the matrix Mb, an inverse matrix S ⁇ 1 of the matrix S, and an inverse matrix S ⁇ . Examples of the product of 1 and the matrix Db ′ and the product of the inverse matrix S ⁇ 1 , the matrix Db ′, and the inverse matrix Mb ⁇ 1 are shown.
  • FIG. 11 shows a product of a matrix having the drive code shown in FIG. 10 as an element and its inverse matrix.
  • the product of the matrix Ma and the inverse matrix Ma ⁇ 1 is not a scalar multiple of the unit matrix.
  • the product of the matrix C, the matrix Ma, and the inverse matrix Ma ⁇ 1 is obtained in the capacity detection calculation.
  • the elements of the matrix representing the product are obtained as listed below. 1 row and 1 column element and 1 row and 2 column element: 2C 11 + 2C 12 (element 1)
  • 1 row 3 column element and 1 row 4 column element 2C 13 + 2C 14 (element 2)
  • FIG. 11 1 row and 1 column element and 1 row and 2 column element: 2C 11 + 2C 12 (element 1)
  • 1 row 3 column element and 1 row 4 column element 2C 13 + 2C 14 (element 2)
  • 1 row and 5 column elements and 1 row and 6 column elements 2C 15 + 2C 16 (element 3)
  • the product of the matrix Mb and the inverse matrix Mb ⁇ 1 is not a scalar multiple of the unit matrix.
  • the product of the matrix C, the matrix Mb, and the inverse matrix Mb ⁇ 1 is obtained in the capacity detection calculation.
  • the elements of the matrix representing the product are obtained as listed below.
  • the signal quality (signal strength) of the touch panel 2 can be improved. Note that when the drive lines are bundled, by shifting the bundled drive lines, it is possible to maintain the same pitch in the direction in which the drive lines of the detection electrodes are arranged while improving the signal quality of the touch panel 2.
  • the above effect can be obtained by bundling at least a pair of adjacent drive lines by the drive circuit 4.
  • FIG. 12 shows an example of a matrix having detection codes used by the touch panel system 1 according to the present embodiment as elements.
  • FIG. 12A shows a matrix Sa having a detection code as an element, and a matrix Dsa having a linear sum signal obtained from the output of the amplifying unit 12 when the sense line is multiplexed by the detection code of the matrix Sa. ', showing the product of the inverse matrix Sa -1, the product of the matrix Dsa' the inverse matrix Sa -1, and the inverse matrix Sa -1 and the matrix Dsa' and the inverse matrix M -1 of the matrix Sa.
  • the first column vector of the matrix Sa is the same as the second column vector.
  • the sign multiplier 11 multiplexes the sense lines S0 and S1 so as to be connected to the same connection terminal of the operational amplifier 121. That is, the sign multiplication unit 11 bundles the sense lines S0 and S1. Further, the code multiplication unit 11 bundles the sense lines S2 and S3. Further, the sign multiplication unit 11 bundles the sense lines S4 and S5. Further, the sign multiplication unit 11 bundles the sense lines S6 and S7.
  • FIG. 12B shows a matrix Sb whose elements are detection codes, and a matrix Dsb whose elements are linear sum signals obtained from the output of the amplifying unit 12 when sense lines are multiplexed using the detection codes of the matrix Sb.
  • ' shows the product of the inverse matrix Sb -1, the product of the matrix Dsb' the inverse matrix Sb -1, and the inverse matrix Sb -1 and the matrix Dsb' and the inverse matrix M -1 of the matrix Sb.
  • the second column vector of the matrix Sb is the same as the third column vector.
  • the sign multiplier 11 multiplexes the sense lines S1 and S2 so as to be connected to the same connection terminal of the operational amplifier 121. That is, the sign multiplication unit 11 bundles the sense lines S1 and S2. Further, the sign multiplication unit 11 bundles the sense lines S3 and S4. Further, the sign multiplication unit 11 bundles the sense lines S5 and S6. Further, the sign multiplication unit 11 bundles the sense lines S0 and S7.
  • FIG. 13 shows a product of a matrix having the detection code shown in FIG. 12 as an element and its inverse matrix.
  • the product of the inverse matrix Sa ⁇ 1 and the matrix Sa is not a scalar multiple of the unit matrix.
  • the product of the inverse matrix Sa ⁇ 1 , the matrix Sa, and the matrix C is obtained in the capacity detection calculation.
  • the elements of the matrix representing the product are obtained as listed below.
  • the sense lines are multiplexed with the detection code of the matrix Sb
  • the product of the inverse matrix Sb ⁇ 1 , the matrix Sb, and the matrix C is obtained in the capacity detection calculation.
  • the elements of the matrix representing the product are obtained as listed below.
  • FIG. 14 shows an example of a matrix whose elements are drive codes and a matrix whose elements are detection codes used by the touch panel system 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 14A shows a linear sum signal obtained from the output of the amplifying unit 12 when parallel driving is performed using the drive codes of the matrix Sa and the matrix Ma and sense lines are multiplexed using the detection code of the matrix Sa.
  • matrix Daa' whose elements indicate the product of the inverse matrix Sa -1, the product of the matrix Daa' the inverse matrix Sa -1, and the inverse matrix Sa -1 and the matrix Daa' and inverse matrix Ma -1.
  • FIG. 14B shows a linear sum signal obtained from the output of the amplifying unit 12 when parallel driving is performed using the driving codes of the matrix Sa and the matrix Mb, and sense lines are multiplexed using the detection code of the matrix Sa.
  • matrix Dab' whose elements indicate the product of the inverse matrix Sa -1, the product of the matrix Dab' the inverse matrix Sa -1, and the inverse matrix Sa -1 and the matrix Dab' and inverse matrix Mb -1.
  • FIG. 14C shows a linear sum signal obtained from the output of the amplifying unit 12 when parallel driving is performed using the drive codes of the matrix Sb and the matrix Ma and multiplexing of the sense lines is performed using the detection code of the matrix Sb.
  • matrix Dba' whose elements indicate the product of the inverse matrix Sb -1, the product of the matrix Dba' the inverse matrix Sb -1, and the inverse matrix Sb -1 and the matrix Dba' and inverse matrix Ma -1.
  • FIG. 14D shows a linear sum signal obtained from the output of the amplifying unit 12 when parallel driving is performed using the drive codes of the matrix Sb and the matrix Mb, and sense lines are multiplexed using the detection code of the matrix Sb.
  • matrix Dbb' whose elements indicate the product of the inverse matrix Sb -1, the product of the matrix Dbb' the inverse matrix Sb -1, and the inverse matrix Sb -1 and the matrix Dbb' and inverse matrix Mb -1.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a mobile phone 90 (electronic device) according to the present embodiment.
  • a mobile phone 90 electronic device
  • members having the same functions as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the mobile phone 90 includes a CPU 96, a RAM 97, a ROM 98, a camera 95, a microphone 94, a speaker 93, an operation key 91, a display module Z including a display panel X and a display control circuit Y, and the touch panel system 1. It has. Each component is connected to each other by a data bus.
  • the CPU 96 controls the operation of the mobile phone 90.
  • the CPU 96 executes a program stored in the ROM 98, for example.
  • the operation key 91 receives an instruction input by the user of the mobile phone 90.
  • the RAM 97 volatilely stores data generated by executing a program by the CPU 96 or data input via the operation keys 91.
  • the ROM 98 stores data in a nonvolatile manner.
  • the ROM 98 is a ROM capable of writing and erasing, such as EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) and flash memory.
  • EPROM Erasable Programmable Read-Only Memory
  • flash memory such as EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) and flash memory.
  • the mobile phone 90 may be configured to include an interface (IF) for connecting to another electronic device by wire.
  • IF interface
  • the camera 95 shoots a subject in accordance with the operation of the operation key 91 by the user.
  • the image data of the photographed subject is stored in the RAM 97 or an external memory (for example, a memory card).
  • the microphone 94 receives user's voice input.
  • the mobile phone 90 digitizes the input voice (analog data). Then, the mobile phone 90 sends the digitized voice to a communication partner (for example, another mobile phone).
  • the speaker 93 outputs sound based on, for example, music data stored in the RAM 97.
  • the touch panel system 1 has a touch panel 2 and a touch panel controller 3.
  • the CPU 96 controls the operation of the touch panel system 1.
  • the CPU 96 executes a program stored in the ROM 98, for example.
  • the RAM 97 stores data generated by executing the program by the CPU 96 in a volatile manner.
  • the ROM 98 stores data in a nonvolatile manner.
  • the display panel X displays images stored in the ROM 98 and RAM 97 by the display control circuit Y.
  • the display panel X is superimposed on the touch panel 2 or contains the touch panel 2.
  • the touch panel controller 3 is provided at intersections of a plurality of first and second signal lines (drive lines D0 to D (K-1) and sense lines S0 to S (M-1)) that intersect each other.
  • a touch panel controller that controls a touch panel 2 that detects a capacitance or a change in capacitance between a plurality of electrodes (touch detection electrode E) and a touch detection target, and each electrode and at least two first electrodes
  • the first switch element (drive switch element DT) between the signal lines is turned on, and the first code sequence is a vector having the same number of elements as the number of the first signal lines.
  • a sum signal is read out along the second signal line, and an inner product operation of a second code sequence that is a vector having the linear sum signal as an element and a vector having the same number of elements as the number of the second signal lines,
  • a plurality of code multiplication units 11 an inverse matrix of a matrix obtained by arranging a plurality of vectors consisting of the second code series, a matrix obtained by arranging a vector consisting of the plurality of linear sum signals, and a plurality of the first
  • a detection circuit 6 for detecting the capacitance or the change in the capacitance by calculating a product of an inverse matrix of a matrix obtained by arranging vectors made up of code sequences.
  • the touch panel when the touch panel provided with the first switch element and the second switch element on the touch detection electrode is driven in parallel, the touch panel can be scanned in a short time with a simple configuration.
  • the code multiplier can multiplex the sense lines by performing an inner product operation of the plurality of linear sum signals and the second code sequence. For this reason, the number of amplifying elements for amplifying the sense line signal can be reduced.
  • the amplification element is provided, for example, below the touch detection electrode of the touch panel.
  • a chip having a capacitance detection calculation function or the like can be provided under the touch detection electrode. For this reason, a touch panel system can be made into a simpler structure than before.
  • the first capacitance between the first electrode of the plurality of electrodes and the touch detection target, the second electrode of the plurality of electrodes, and the touch detection target It is preferable that the capacity difference between the second capacity and the second capacity is connected in parallel to the smaller one of the first and second capacities.
  • the drive circuit includes the element “1” for driving the first signal line from the reference potential to the first potential and the reference potential or another reference potential. Difference between the number of elements “1” and the number of elements “ ⁇ 1” in the i-th column (1 ⁇ i ⁇ N) of the code sequence including the element “ ⁇ 1” for driving from to the second potential It is preferable to drive the first signal line based on a code sequence balanced so as to approach 0.
  • the code multiplication unit preferably performs an inner product operation of the plurality of linear sum signals and the second code sequence by an integration capacity whose capacity can be changed.
  • the code multiplication unit preferably replaces the elements with 0 when the elements of the vector composed of the second code series are all the same.
  • the code multiplication unit includes a third switch element (switch element SW) that opens and closes based on the second code series, and the first, second, and At least one of the third switch elements is composed of N-type SWn and P-type transistor SWp having the same size, and the drain terminal of the N-type transistor and the drain terminal of the P-type transistor are connected to each other.
  • the source terminal of the N-type transistor and the source terminal of the P-type transistor are preferably connected to each other.
  • the code multiplication unit includes at least one pair of first code sequences corresponding to the adjacent first signal lines in the first code sequences, or the above It is preferable that at least one pair of second code sequences corresponding to the adjacent second signal lines in the second code sequence is the same.
  • the touch panel may be a fingerprint sensor.
  • An electronic device (mobile phone 90) according to aspect 9 of the present invention includes the touch panel controller according to any one of aspects 1 to 8.
  • the capacitance detection method detects capacitance or capacitance change between a plurality of electrodes arranged corresponding to intersections of a plurality of first and second signal lines intersecting each other and a touch detection target.
  • the inner product operation of the second code sequence A code multiplication step performed a plurality of times, an inverse matrix of a matrix obtained by arranging the vectors consisting of the second code sequence after the code multiplication step, a matrix obtained by arranging the vectors consisting of the plurality of linear sum signals, and A detecting step of detecting the capacity or the capacity change by calculating a product of an inverse matrix of a matrix obtained by arranging the vectors of the first code series.
  • the position detection method detects a capacitance or a capacitance change between a plurality of electrodes arranged corresponding to intersections of a plurality of first and second signal lines intersecting each other and a touch detection target.

Abstract

自己容量方式のタッチパネルにおいてセンスラインを多重化する。タッチパネルコントローラ（３）は、駆動ライン（Ｄ０～Ｄ（Ｋ－１））を駆動符号系列に基づいて駆動する駆動回路（４）と、各検出電極（Ｅ）の電荷に基づく複数の線形和信号をセンスライン（Ｓ０～Ｓ（Ｍ－１））に沿って読み出し、検出符号系列との内積演算を行う符号乗算部（１１）と、容量または容量変化を検出する検出回路（６）とを備える。

Description

タッチパネルコントローラ、電子機器、容量検出方法、および位置検出方法
　本発明は、複数の電極を備えるタッチパネルにおける、電極とタッチ検出対象との間の容量または容量変化の検出に関する。
　特許文献１は、相互容量方式のタッチパネルでの使用を前提としたタッチパネルコントローラを開示している。特許文献１のタッチパネルコントローラは、タッチパネルのセンスラインと、センスラインの出力を増幅するオペアンプとの接続を仲介する符号乗算部を備える。
　特許文献１の符号乗算部は、複数のセンスラインのうちの、一部のセンスラインをオペアンプの非反転入力に接続するとともに、他のセンスラインをオペアンプの反転入力に接続する。つまり、特許文献１では、複数のセンスラインと、一つのオペアンプとが対応するように、センスラインを多重化している。
　特許文献２は、自己容量方式の指紋センサを開示している。特許文献２の指紋センサは、電極と指との間の容量を充電するように機能するトランジスタと、その容量を放電するように機能するトランジスタとを備える。
日本国特許第5394540号（2013年10月25日登録） 米国特許7683640号（2010年3月23日登録）
　一般的には、自己容量方式のタッチパネルにおける、電極とタッチ検出対象との間の容量変化は、相互容量方式のタッチパネルにおける容量変化よりも大きくなる。また、自己容量方式のタッチパネルでは、駆動（専）用電極（以後、センサラインとも言う）が不要となるため、相互容量方式のタッチパネルで駆動（専）用センサラインに割り当てるセンサラインをセンス電極（以後、センスラインとも言う）として使用することができるので、分解能の向上、もしくは、信号強度（信号品質）の改善をもたらすことができる。
　しかしながら、後述する自己容量方式での読出方法においては、センス電極（センスライン）の出力を増幅するための増幅器出力には、所望の信号成分でない（誤差）成分が一部混入する。
　本発明では、タッチパネルのセンスラインを多重化することによって、前述の誤差成分の影響を小さくし、より高品質（高精度）な容量検出を目的とする。また、同時にタッチパネルのセンスラインを多重化することにより、センスライン出力の増幅器の個数を減らせる。
　また、自己容量方式のタッチパネル（例えば特許文献２の指紋センサ）において、自己容量方式のタッチパネルでの使用を前提としているわけではないタッチパネルコントローラ（例えば特許文献１のタッチパネルコントローラ）を使用することは、困難である。
　本発明は、自己容量方式のタッチパネルにおいてセンスラインを多重化することで、より高品質(高精度)な容量検出を実現し、更にはセンスライン出力の増幅器の個数を減らすことを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るタッチパネルコントローラは、互いに交差する複数の第１および第２信号線の交差点に対応して配置された複数の電極とタッチ検出対象との間の容量または容量変化を検出するタッチパネルを制御するタッチパネルコントローラであって、各電極と少なくとも２本の第１信号線との間の第１スイッチ素子をオンし、上記複数の第１信号線の本数と同じ個数の要素を有するベクトルである第１符号系列に基づいて、上記第１信号線を、複数回駆動する駆動回路と、各電極と対応する第２信号線との間の第２スイッチ素子をオンし、各電極の電荷に基づく複数の線形和信号を上記第２信号線に沿って読み出し、上記線形和信号を要素とするベクトル、および上記第２信号線の本数と同じ個数の要素を有するベクトルである第２符号系列の内積演算を、複数回行う符号乗算部と、複数の上記第２符号系列からなるベクトルを並べて得られる行列の逆行列と、上記複数の線形和信号からなるベクトルを並べて得られる行列と、複数の上記第１符号系列からなるベクトルを並べて得られる行列の逆行列との積を計算することにより、上記容量または容量変化を検出する検出回路とを備える。
　本発明の一態様に係る電子機器は、前述のタッチパネルコントローラを備える。
　本発明の一態様に係る容量検出方法は、互いに交差する複数の第１および第２信号線の交差点に対応して配置された複数の電極とタッチ検出対象との間の容量または容量変化を検出する容量検出方法であって、各電極と少なくとも２本の第１信号線との間の第１スイッチ素子をオンし、上記複数の第１信号線の本数と同じ個数の要素を有するベクトルである第１符号系列に基づいて、上記第１信号線を、複数回駆動する駆動工程と、上記駆動工程の後に、各電極と対応する第２信号線との間の第２スイッチ素子をオンし、各電極の電荷に基づく複数の線形和信号を上記第２信号線に沿って読み出し、上記線形和信号を要素とするベクトル、および上記第２信号線の本数と同じ個数の要素を有するベクトルである第２符号系列の内積演算を、複数回行う符号乗算工程と、上記符号乗算工程の後に、上記第２符号系列からなるベクトルを並べて得られる行列の逆行列と、上記複数の線形和信号からなるベクトルを並べて得られる行列と、上記第１符号系列からなるベクトルを並べて得られる行列の逆行列との積を計算することにより、上記容量または容量変化を検出する検出工程とを含む。
　本発明の一態様に係る位置検出方法は、互いに交差する複数の第１および第２信号線の交差点に対応して配置された複数の電極とタッチ検出対象との間の容量または容量変化を検出するタッチパネル上の上記タッチ検出対象の位置を検出する位置検出方法であって、前述の容量検出方法が含む各工程と、上記検出工程により検出された上記容量または容量変化に基づいて、上記タッチパネル上の上記タッチ検出対象の位置を検出する位置検出工程とを含む。
　本発明の各態様によれば、自己容量方式のタッチパネルを用いるタッチパネルシステムにおいて、簡素な構成によりタッチパネルの検出電極と、タッチ検出対象との間の容量または容量変化を検出できるという効果を奏する。
実施形態１に係るタッチパネルシステムの構成を示す回路図である。 図１に示されるタッチパネルシステムにおける、駆動符号を要素とする行列の例を示す（実施形態３においても参照）。 図１に示されるタッチパネルシステムにおける、駆動符号を用いた容量検出演算を示す模式図である。 図１に示されるタッチパネルシステムにおける、駆動符号および検出符号を用いた容量検出演算を示す模式図である。 図１に示されるタッチパネルシステムにおける、増幅部の動作を示す回路図である。 図５に示される動作とは異なる増幅部の動作を示す回路図である。 実施形態２に係るタッチパネルシステムにおいて、オフセットキャンセルを行う場合における、増幅部の動作を示す回路図である。 実施形態４に係るタッチパネルシステムが用いる検出符号を要素とする行列の例を示す。 図８に示される検出符号を要素とする行列と、その逆行列との積を示す。 実施形態５に係るタッチパネルシステムが用いる駆動符号を要素とする行列の例を示す。 図１０に示される駆動符号を要素とする行列と、その逆行列との積を示す。 実施形態６に係るタッチパネルシステムが用いる検出符号を要素とする行列の例を示す。 図１２に示される検出符号を要素とする行列と、その逆行列との積を示す。 実施形態７に係るタッチパネルシステムが用いる駆動符号を要素とする行列、および検出符号を要素とする行列の例を示す。 実施形態８に係る携帯電話機（電子機器）の構成を示すブロック図である。 図１に示されるタッチパネルシステムにおける、センススイッチ素子、駆動スイッチ素子、およびスイッチ素子の構成例を示す模式図である。
　〔実施形態１〕
　（タッチパネルシステム１の構成）
　図１は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１の構成を示す回路図である。タッチパネルシステム１は、タッチパネル２と、タッチパネル２を制御するタッチパネルコントローラ３とを備える。
　タッチパネル２は、互いに交差するＫ本（Ｋは複数）の駆動ラインＤ０～Ｄ（Ｋ－１）（第１信号線）、および、Ｍ本（Ｍは複数）のセンスラインＳ０～Ｓ（Ｍ－１）（第２信号線）、ならびに、Ｋ本の駆動ラインＤ０～Ｄ（Ｋ－１）とＭ本のセンスラインＳ０～Ｓ（Ｍ－１）との交差点に対応してマトリックス状に配置された（Ｋ×Ｍ）個の検出電極Ｅ（電極）を備える。
　タッチパネル２には、Ｋ本の駆動制御ラインＤＳ０～ＤＳ（Ｋ－１）とＫ本のセンス制御ラインＳＳ０～ＳＳ（Ｋ－１）とが、各駆動ラインＤ０～Ｄ（Ｋ－１）に対応して配置されている。各検出電極Ｅと、対応する駆動ラインとの間に駆動スイッチ素子ＤＴ（第１スイッチ素子）が形成されている。各検出電極Ｅと、対応するセンスラインとの間にセンススイッチ素子ＳＴ（第２スイッチ素子）が形成されている。駆動スイッチ素子ＤＴおよびセンススイッチ素子ＳＴは、トランジスタにより構成されている。各駆動スイッチ素子ＤＴのゲートは、対応する駆動制御ラインに結合されている。各センススイッチ素子ＳＴのゲートは、対応するセンス制御ラインに結合されている。
　タッチパネル２は、各検出電極Ｅと指、ペン等の検出対象（タッチ検出対象）との間の容量または容量変化を検出するために設けられている。
　タッチパネルコントローラ３は、Ｋ本の駆動ラインＤ０～Ｄ（Ｋ－１）に接続された駆動回路４と、Ｋ本の駆動制御ラインＤＳ０～ＤＳ（Ｋ－１）とＫ本のセンス制御ラインＳＳ０～ＳＳ（Ｋ－１）とに接続されたスイッチ素子制御回路８と、センスラインＳ０～Ｓ（Ｍ－１）に接続された乗算部１０と、乗算部１０の出力に基づいて、各検出電極Ｅと検出対象との間の容量または容量変化を検出することにより、検出対象がタッチパネル２にタッチしたことを検出する検出回路６とを備える。
　乗算部１０は、符号乗算部１１と、増幅部１２とを備える。符号乗算部１１は、センスラインＳ０～Ｓ（Ｍ－１）ごとにスイッチ素子ＳＷ（第３スイッチ素子）を備える。増幅部１２は、オペアンプ１２１を備える。オペアンプ１２１の非反転入力と、一方の出力との間には、積分容量Ｃｉｎｔが設けられている。オペアンプ１２１の反転入力と、他方の出力との間にも、積分容量Ｃｉｎｔが設けられている。なお、オペアンプ１２１は、積分容量Ｃｉｎｔの一方の端子と、他方の端子とを短絡することにより、オペアンプ１２１の状態をリセットするためのスイッチ（図示せず）を備えてもよい。
　（タッチパネルシステム１の動作）
　前述のように構成されたタッチパネルシステム１において、スイッチ素子制御回路８は、Ｋ本の駆動制御ラインＤＳ０～ＤＳ（Ｋ－１）を介して（Ｋ×Ｍ）個の駆動スイッチ素子ＤＴをオンし、Ｋ本のセンス制御ラインＳＳ０～ＳＳ（Ｋ－１）を介して（Ｋ×Ｍ）個のセンススイッチ素子ＳＴをオフする。
　駆動回路４は、「＋１」または「－１」の値である駆動符号（第１符号）に応じ、駆動ラインの電位を変える。駆動符号が「＋１」であるときに、駆動回路４は、駆動ラインの電位を、基準電位から電源電位（第１電位）に変える。駆動符号が「－１」であるときに、駆動回路４は、駆動ラインの電位を、基準電位からグランド電位（第２電位）に変える。
　以下において、駆動回路４が駆動ラインを駆動するとは、駆動回路４が駆動ラインの電位を変えることを意味する。駆動回路４は、複数の駆動ラインを並列に駆動する処理である並列駆動を行う。また、駆動回路４は、複数回の並列駆動を順に行う。一度の並列駆動において、複数の駆動ラインに与えられる複数の駆動符号からなる、駆動符号系列（第１符号系列）が用いられる。
　具体的には、駆動回路４は、駆動符号系列を並べたＮ行Ｋ列の行列に基づいてＫ本の駆動ラインＤ０～Ｄ（Ｋ－１）を駆動し、各駆動スイッチ素子ＤＴを通して各検出電極Ｅを例えば電源電圧、または、グランド電位に充電または放電する。
　スイッチ素子制御回路８は、Ｋ本の駆動制御ラインＤＳ０～ＤＳ（Ｋ－１）を介して（Ｋ×Ｍ）個の駆動スイッチ素子ＤＴをオフし、各検出電極Ｅをフローティング状態にする。その後、スイッチ素子制御回路８は、Ｋ本のセンス制御ラインＳＳ０～ＳＳ（Ｋ－１）を介して（Ｋ×Ｍ）個のセンススイッチ素子ＳＴをオンする。
　符号乗算部１１は、「＋１」または「－１」の値である検出符号Ｅ１～ＥＭ－１（第２符号）に応じ、センスラインＳ０～Ｓ（Ｍ－１）ごとに備えるスイッチ素子ＳＷを切り換える。検出符号Ｅｉが「＋１」であるときに、符号乗算部１１は、センスラインＳｉを、増幅部１２のオペアンプ１２１の非反転入力に接続する。検出符号Ｅｉが「－１」であるときに、符号乗算部１１は、センスラインＳｉを、オペアンプ１２１の反転入力に接続する。ここで、ｉは、０～Ｍ－１のいずれかの値である。つまり、タッチパネルシステム１において、複数のセンスラインは、一つのオペアンプに対応するように、多重化されている。一度の多重化において、複数のセンスラインに乗算される複数の検出符号からなる、検出符号系列（第２符号系列）が用いられる。
　増幅部１２は、オペアンプ１２１の非反転入力および反転入力に接続されたセンスラインに沿って読み出された各検出電極Ｅの電荷に基づく線形和信号を増幅する。次に、検出回路６は、増幅部１２から出力される信号に基づいて、タッチパネル２の各検出電極Ｅと検出対象との間の容量または容量変化を検出する。その後、検出回路６は、検出された容量または容量変化に基づいて、タッチパネル２上の検出対象の位置を検出する。
　（駆動符号の具体例）
　図２は、図１に示されるタッチパネルシステム１における、駆動符号を要素とする行列の例を示すものであり、（ａ）（ｂ）は＋１／－１の２値である駆動符号を要素とする行列の例を示し、（ｃ）は＋１のみで駆動する駆動符号を要素とする行列の例を示す。
　図２の（ａ）を参照すると、駆動回路４が「＋１」および「－１」の２値で７本の駆動ラインＤ０～Ｄ６を駆動するときの駆動符号を要素とする行列Ｍ１、検出回路６での復号のための線形和信号との内積演算に使用する行列でありかつ後述する行列Ｍ２を転置した行列である行列Ｍ２ｔ、および行列Ｍ１と行列Ｍ２ｔとの内積演算結果である行列Ｍ０が示されている。行列Ｍ１の行ベクトルおよび列ベクトルの要素からなる数列は、Ｍ系列になっている。
　図２の（ｂ）を参照すると、行列Ｍ１、検出回路６での復号のための線形和信号との内積演算に使用する行列でありかつ行列Ｍ１を転置した行列である行列Ｍ１ｔ、および行列Ｍ１と行列Ｍ１ｔとの内積演算結果である行列Ｍ３が示されている。
　図２の（ｃ）を参照すると、駆動回路４が「＋１」のみで駆動ラインＤ０～Ｄ６を駆動するときの行列Ｍ２、行列Ｍ１ｔ、行列Ｍ２と行列Ｍ１ｔとの内積演算結果である行列Ｍ４が示されている。
　（容量検出演算）
　図３は、図１に示されるタッチパネルシステム１における、駆動符号を用いた容量検出演算を示す模式図である。以下において、ｉおよびｊは、１～７のいずれかの値である。
　行列Ｃのｉ行目の行ベクトルを「Sense i」と記載している。行列Ｃのｊ列目の列ベクトルを「Drive j」と記載している。行列Ｃのｉ行ｊ列の要素Ｃｉｊは、図１における、センスラインＳ（ｉ－１）および駆動ラインＤ（ｊ－１）の交差点に対応して配置されている検出電極Ｅと、タッチパネル２の検出対象との間の容量の値である。
　行列Ｍのｊ列目の列ベクトルを「jth vector」と記載している。行列Ｍのｉ行ｊ列の要素Ｍｉｊは、図１における、駆動回路４がｊ回目の並列駆動において駆動ラインＤ（ｉ－１）を駆動するときの駆動符号である。
　なお、行列Ｍの行ベクトルおよび列ベクトルの要素からなる数列を、Ｍ系列とすることができる。そして、行列Ｍの逆行列が、行列Ｍの転置行列となるように、要素Ｍｉｊを定めることができる。
　行列Ｄのｉ行目の行ベクトルを「Sense i」と記載している。行列Ｄのｊ列目の列ベクトルを「jth vector」と記載している。行列Ｄのｉ行ｊ列の要素Ｄｉｊは、図１における、駆動回路４がｊ回目の並列駆動において駆動ラインＤ０～Ｄ６を駆動するときに、センスラインＳ（ｉ－１）から得られる線形和信号である。
　要素Ｄｉｊ、要素Ｃｉｊ、および要素Ｍｉｊは、次式の関係を満たす。次式において、Σは、変数ｋについての総和を意味する。
Ｄｉｊ＝ΣＣｉｋＭｋｊ
　このとき、次式の通りに演算を行い、行列Ｃを求めることができる。
ＣＭ＝Ｄ
Ｃ（ＭＭ－１）＝ＤＭ－１
Ｃ＝ＤＭ－１
　（センスラインを多重化したときの容量検出演算）
　図４は、図１に示されるタッチパネルシステム１における、駆動符号および検出符号を用いた容量検出演算を示す模式図である。
　行列Ｓのｉ行目の行ベクトルを「ith frame」と記載している。行列Ｓのｊ列目の列ベクトルを「ith SW」と記載している。行列Ｓのｉ行ｊ列の要素Ｓｉｊは、図１における、符号乗算部１１がｉ回目においてセンスラインＳ０～Ｓ６を多重化するときに使用する検出符号である。行列Ｓは、検出符号系列を並べた行列である。
　行列Ｄ´のｉ列目の行ベクトルを「ith frame」と記載している。行列Ｄ´の要素Ｄ´ｉｊは、図１における、増幅部１２から実際に得られる値である。より具体的には、要素Ｄ´ｉｊは、駆動回路４がｊ回目の並列駆動において駆動ラインＤ０～Ｄ６を駆動するとともに、符号乗算部１１がｉ回目においてセンスラインＳ０～Ｓ６を多重化するときに、増幅部１２のオペアンプ１２１が出力する信号の値である。この値は、アナログデジタル（ＡＤ）変換された値であってもよい。
　要素Ｄ´ｉｊ、要素Ｓｉｊ、および要素Ｄｉｊは、次式の関係を満たす。次式において、Σは、変数ｋについての総和を意味する。このとき、ｋは、０～６の値をとる。
Ｄ´ｉｊ＝ΣＳｉｋＤｋｊ
　このとき、次式の通りに演算を行い、容量分布を表す行列Ｃを求めることができる。なお、図４に示されるように、ＳＤ＝Ｄ´と定義できる。
ＳＣＭ＝ＳＤ
ＳＣＭ＝Ｄ´
（Ｓ－１Ｓ）Ｃ（ＭＭ－１）＝Ｓ－１Ｄ´Ｍ－１
Ｃ＝Ｓ－１Ｄ´Ｍ－１
　（増幅部１２の出力）
　図５は、図１に示されるタッチパネルシステム１における、増幅部１２の動作を示す回路図である。
　容量Ｃ１は、センススイッチ素子ＳＴを介してオペアンプ１２１の非反転入力に接続されている検出電極Ｅと検出対象との間に形成される容量を表す。容量Ｃ２は、センススイッチ素子ＳＴを介してオペアンプ１２１の反転入力に接続されている検出電極Ｅと検出対象との間に形成される容量を表す。
　容量Ｃ１およびＣ２は、可変容量である。これは、検出電極Ｅと検出対象との間の距離が変化することにより、検出電極Ｅと検出対象との間の容量が変化し得ることを表す。容量Ｃｐ１およびＣｐ２は、センスラインとＡＣ接地との間にある容量を表しており、いわゆる寄生容量を意味している。
　電圧Ｖｃは、オペアンプ１２１の基準電圧である。基準電圧Ｖｃは、例えば電源電圧の半分の電圧である。電圧（Ｖｃ＋Ｖｄ）は、駆動回路４が駆動ラインを駆動したときに、駆動ラインに印加される電圧である。電圧Ｖｏｕｔは、オペアンプ１２１が出力する電圧である。
　図５の（ａ）では、駆動スイッチ素子ＤＴは、閉じられている。センススイッチ素子ＳＴは、開いている。このため、容量Ｃ１およびＣ２は、電圧（Ｖｃ＋Ｖｄ）を印加されることによって充電される。積分容量Ｃｉｎｔは、短絡されている。
　図５の（ｂ）では、駆動スイッチ素子ＤＴは、開いている。センススイッチ素子ＳＴは、閉じている。
　このとき、オペアンプ１２１の非反転入力（＋）での電荷保存より、式１が導かれる。また、オペアンプ１２１の反転入力（－）での電荷保存より、式２が導かれる。
C1(Vc+Vd)+Cp1・Vc = (C1+Cp1)(Vc+ΔV) + Cint (ΔV+Vout/2)　…（式１）
C2(Vc+Vd)+Cp2・Vc = (C2+Cp2)(Vc+ΔV) + Cint (ΔV-Vout/2)　…（式２）
　式１および式２より、下式が導かれる。
ΔV = (C1+C2)Vd / (C1+C2+Cp1+Cp2+2・Cint)
Vout = { (C1-C2)(Vd-ΔV)-(Cp1-Cp2)ΔV } / Cint
　ΔＶがＶｄと比較して十分小さい場合、下記出力を得ることができる。
Vout=(C1-C2)Vd / Cint
　ΔＶがＶｄと比較して十分小さくない場合、（Ｃ１－Ｃ２）の値が一定であっても、Ｃ１、Ｃ２、Ｃｐ１、およびＣｐ２の少なくともいずれかが変化することによってΔＶが変化すれば、オペアンプ１２１が出力する電圧Ｖｏｕｔも変化する。上記のことから分かるように、ΔＶは所望の信号成分でない（誤差）成分を生み出す要素となっている。
　（本実施形態の効果）
　駆動スイッチ素子ＤＴおよびセンススイッチ素子ＳＴを検出電極Ｅに設けたタッチパネル２を並列駆動すると、簡素な構成により短時間でタッチパネルを走査することができる。このとき、駆動スイッチ素子ＤＴおよびセンススイッチ素子ＳＴに加え、符号乗算部１１のスイッチ素子ＳＷを制御することにより、センスラインを多重化できる。このため、センスライン信号を増幅するための増幅素子の個数を減らせる。
　増幅素子は、タッチパネルの例えば検出電極Ｅの下に設けられることがある。増幅素子の個数を減らすことにより、例えば、検出電極Ｅの下に、容量検出演算機能等をもったチップを設けることができる。このため、タッチパネルシステムを、従来よりも簡素な構成にすることができる。
　また、自己容量方式のタッチパネルを用いるタッチパネルシステムは、検出電極の充電および放電にスイッチ素子を使うことになる。そして、タッチパネルシステム１は、タッチパネルが駆動スイッチ素子ＤＴおよびセンススイッチ素子ＳＴを備えるため、相互容量方式タッチパネルを用いるタッチパネルシステムよりも、スイッチ素子の個数が多くなる。しかし、スイッチ素子は、増幅素子よりも簡素な素子である。ゆえに、増幅素子の削減によるタッチパネルシステムの簡素化は、スイッチ素子の増加によるタッチパネルシステムの複雑化よりも効果が大きい。このため、タッチパネルシステムを、従来よりも簡素な構成にすることができる。
　また、自己容量方式のタッチパネルシステムは、タッチパネルの電極に駆動（専）用電極が不要になるため、全電極を検出電極として使用することができる。自己容量方式では、駆動（専）用電極と検出電極とが必要なため、例えば図１の例では、奇数行目（ＤＳ０、ＤＳ２、ＤＳ４、…で制御される）の電極群は、駆動（専）用電極として動作し、偶数行目（ＳＳ１、ＳＳ３、ＳＳ５、…で制御される）の電極群は、検出電極として動作する。この場合、全電極の半分が駆動（専）用電極と動作し、残りの半分が検出電極として働くことを意味する。全電極を検出電極として使う自己容量方式では、相互容量方式と比べて検出電極数は２倍（高解像度）となっている。別の見方をすれば、検出電極の大きさ（面積）は、２倍になっていると解釈できる。一般的には電極の大きさが大きいほど信号強度が大きくなるので、より高品位（高精度）な容量検出が可能となる。
　ゆえに、自己容量方式のタッチパネルを用いるタッチパネルシステムにおいて、簡素な構成によりタッチパネルの検出電極と、タッチ検出対象との間の容量または容量変化を検出できる。
　（１スイッチ）
　図１６は、図１に示されるタッチパネルシステム１における、センススイッチ素子ＳＴ、駆動スイッチ素子ＤＴ、およびスイッチ素子ＳＷの構成例を示す模式図である。センススイッチ素子ＳＴ、駆動スイッチ素子ＤＴ、およびスイッチ素子ＳＷの少なくともいずれかのスイッチ素子は、同じサイズの、Ｎ型トランジスタＳＷｎと、Ｐ型トランジスタＳＷｐとによって構成されてもよい。
　図１６では、Ｎ型トランジスタＳＷｎのソース端子と、Ｐ型トランジスタＳＷｐのソース端子とが接続されている。また、Ｎ型トランジスタＳＷｎのドレイン端子と、Ｐ型トランジスタＳＷｐのドレイン端子とが接続されている。
　Ｎ型トランジスタＳＷｎのゲート端子と、Ｐ型トランジスタＳＷｐのゲート端子とには、互いに反対極性の制御信号が与えられる。
　以上の構成によれば、そのスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦに起因するノイズを相殺できる。
　（指紋センサ）
　タッチパネルコントローラ３は、小型かつ高解像度を必要とする指紋センサに好適である。指紋センサでは、タッチ検出対象である指は、接地された指置き部材に触れる等して、接地されることが多い。このため、センスラインから読み出される線形和信号に重畳するノイズが、少なくなる。この構成は、センスラインの多重化において有利に働く。
　（容量検出方法および位置検出方法）
　駆動回路４の機能を実行する駆動工程と、符号乗算部１１の機能を実行する符号乗算工程と、検出回路６の機能の一部を実行する検出工程とを含む容量検出方法も、本発明に含まれる。また、容量検出方法が含む各工程と、検出回路６の機能のを実行する位置検出工程、つまり検出工程により検出された容量または容量変化に基づいて、タッチパネル２上のタッチ検出対象の位置を検出する位置検出工程、を含む位置検出方法も、本発明に含まれる。
　〔実施形態２〕
　以下では、既に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。
　（オフセットキャンセルを行わない構成）
　図６は、図５に示される動作とは異なる増幅部１２の動作を示す回路図である。
　容量Ｃ１ｐおよびＣ１ｍは、センススイッチ素子ＳＴを介してオペアンプ１２１の非反転入力に接続されている検出電極Ｅと検出対象との間に形成される容量を表す。容量Ｃ２ｐおよびＣ２ｍは、センススイッチ素子ＳＴを介してオペアンプ１２１の反転入力に接続されている検出電極Ｅと検出対象との間に形成される容量を表す。
　容量Ｃ１ｐ、Ｃ１ｍ、Ｃ２ｐ、およびＣ２ｍは、可変容量である。これは、検出電極Ｅと検出対象との間の距離が変化することにより、検出電極Ｅと検出対象との間の容量が変化し得ることを表す。
　電圧（Ｖｃ＋Ｖｄ）は、駆動回路４が駆動符号「＋１」にて駆動ラインを駆動したときに、駆動ラインに印加される電圧である。電圧（Ｖｃ－Ｖｄ）は、駆動回路４が駆動符号「－１」にて駆動ラインを駆動したときに、駆動ラインに印加される電圧である。
　図６の（ａ）では、駆動スイッチ素子ＤＴは、閉じられている。センススイッチ素子ＳＴは、開いている。このため、容量Ｃ１ｐおよびＣ２ｐは、電圧（Ｖｃ＋Ｖｄ）を印加されることによって充電される。また、容量Ｃ１ｍおよびＣ２ｍは、電圧（Ｖｃ－Ｖｄ）を印加されることによって充電される。そして、積分容量Ｃｉｎｔは、短絡されている。
　図６の（ｂ）では、駆動スイッチ素子ＤＴは、開いている。センススイッチ素子ＳＴは、閉じている。これにより、オペアンプ１２１には、電圧（Ｖｃ＋ΔＶ）が印加される。
　このとき、オペアンプ１２１の非反転入力（＋）での電荷保存より、式３が導かれる。また、オペアンプ１２１の反転入力（－）での電荷保存より、式４が導かれる。
C1p(Vc+Vd)+C1m(Vc-Vd)+Cp1・Vc = (C1p+C1m+Cp1)(Vc+ΔV) + Cint (ΔV+Vout/2)　…（式３）
C2p(Vc+Vd)+C2m(Vc-Vd)+Cp2・Vc = (C2p+C2m+Cp2)(Vc+ΔV) + Cint (ΔV-Vout/2)　…（式４）
　式３および式４から、式５および式６が導かれる。
ΔV = {(C1p-C1m)+(C2p-C2m)} / (C1p+C1m+Cp1+C2p+C2m+Cp2+2・Cint) *Vd　…（式５）Vout = {(C1p-C2p)(Vd-ΔV)-(C1m-C2m)(Vd+ΔV)- (Cp1-Cp2)ΔV} / Cint　…（式６）
　ΔＶがＶｄと比較して十分小さい場合、下記出力を得ることができる。
Vout = {(C1p-C2p)-(C1m-C2m)}Vd / Cint
　式６が示す通り、ΔＶは、所望の信号成分でない（誤差）成分を生み出す要素となっている。ここで、センスラインを多重化した時のΔＶの挙動について検討してみる。センスラインを多重化するということは、センスするセンサライン数を増やすことでもある。例えばセンスするセンサライン数を２倍にした場合、Ｃ１ｐ、Ｃ１ｍ、Ｃ２ｐ、およびＣ２ｍは、概ね２倍になる。これは、式５の分母の値が、最大で２倍程度になることを意味する。一方で、（Ｃ１ｐ－Ｃ１ｍ）＋（Ｃ２ｐ－Ｃ２ｍ）は、センスするセンサライン数を２倍にしても、一般的には２倍にはならない。特に、駆動符号にランダム性の高い符号（例えばＭ系列符号）を使った場合は、（Ｃ１ｐ－Ｃ１ｍ）および（Ｃ２ｐ－Ｃ２ｍ）の値はゼロに近づいていく。つまり、センスラインを多重化することで、一般的にはΔＶの値が小さくなり、誤差の影響が小さくなる。
　また、使用する駆動符号の符号長が長いことは、Ｃ１ｐ、Ｃ１ｍ、Ｃ２ｐ、およびＣ２ｍが大きくなることを意味するので、使用する駆動符号の符号長が長いほど、ΔＶがＶｄと比較して小さくなる傾向は、強くなる。
　（オフセットキャンセルを行う構成およびその効果）
　図６の（ｂ）において、容量Ｃ１ｐが、容量Ｃ１ｍよりも大きい場合には、下式の関係がなりたつ。下式において、Ｃｄｉｆｆは、容量Ｃ１ｐと容量Ｃ１ｍとの差を表す。
C1p > C1m (C1p-C1m=Cdiff)　…（式７）
　図７は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１において、オフセットキャンセルを行う場合における、増幅部１２の動作を示す回路図である。図７に示されるように、容量Ｃ１ｍに対し、容量Ｃ１ｍｃが並列に接続されている。なお、容量Ｃ１ｍｃが実際に配置される場所は、タッチパネル上である必要はなく、回路動作上等価な動作ができる場所に配置されればよい。例えば、増幅部１２の近くに配置されてもよい。このとき、式５および式６は、下式の通りに導出される。
ΔV = {(C1p-(C1m+C1mc))+(C2p-C2m)} / (C1p+(C1m+C1mc)+Cp1+C2p+C2m+Cp2+2・Cint) *Vd
Vout = { (C1p-C2p)(Vd-ΔV)-((C1m+C1mc)-C2m)(Vd+ΔV)- (Cp1-Cp2)ΔV } / Cint
　式７の関係が、駆動符号の特徴および事前の測定結果等により、あらかじめ判明している場合には、容量Ｃ１ｍｃを、式７に示されるＣｄｉｆｆ程度とすることにより、増幅部１２の出力において、固定容量（例えば、容量Ｃｐ１およびＣｐ２）による信号成分を抑圧できる。ゆえに、増幅部１２の出力のダイナミックレンジを高めることができる。
　〔実施形態３〕
　（飽和を抑制するための構成および効果）
　　＜駆動符号のバランス＞
　「飽和」とは、センスラインから増幅部１２に入力される信号のレベルが高くなっても、増幅部１２から出力される信号のレベルが変化しない状態を意味する。
　図２の（ａ）（ｂ）で前述した７行×７列のＭ系列の駆動符号を要素とする行列Ｍ１は、１列目から７列目までのいずれも、要素「１」の数が４個であり、要素「－１」の数が３個であり、両者の数の差は１個である。従って、行列Ｍ１は常に要素「１」の数と要素「－１」の数とのバランスは概ねよい。なお、一番バランスが取れている状態は、要素「１」の数と要素「－１」の数とが同じであり、両者の数の差が０個の場合である。
　以上により、複数の駆動ラインを駆動する電位のそれぞれについて、全体としてバランスを取ることができるため、飽和を抑制できる。このように、要素の個数がバランスした駆動符号を用いる構成も、本発明に含まれる。なお、駆動符号の要素の個数（符号長）は、本実施形態の例に限定されるわけではない。
　　＜駆動符号をバランスさせる駆動ライン本数＞
　タッチパネル２が８本の駆動ラインを備える場合には、行列Ｍ１は７行×７列であるので、８本のすべての駆動ラインを同時に駆動することはできないが、符号系列の要素「１」の数と要素「－１」の数とのバランスを優先させる場合、最初のタイミングで行列Ｍ１により７本の駆動ラインＤ０～Ｄ６を駆動して駆動ラインＤ０～Ｄ６に対応する容量分布を得て、次のタイミングで行列Ｍ１により７本の駆動ラインＤ１～Ｄ７を駆動して駆動ラインＤ１～Ｄ７に対応する容量分布を得、両者を統合して８本の駆動ラインＤ０～Ｄ７に対応する容量分布を得るという選択肢もある。
　このように、駆動符号の要素の個数をバランスさせることができる駆動ライン本数を用いる構成も、本発明に含まれる。なお、用いる駆動ライン本数は、本実施形態の例に限定されるわけではない。
　　＜増幅部１２の利得＞
　増幅部１２の入力に対する出力の比である利得は、増幅部が備えるオペアンプ１２１の積分容量Ｃｉｎｔに反比例する。ゆえに、積分容量Ｃｉｎｔを高め、増幅部１２のゲインを下げることにより、飽和を回避できる。容量検出演算において、駆動符号に対し、積分容量Ｃｉｎｔの変更にともなう増幅部１２の利得の変更分を補正することで、より正確な容量検出が可能となる。
　このように、積分容量Ｃｉｎｔを変更した結果を、駆動符号に反映させる構成も、本発明に含まれる。
　〔実施形態４〕
　（飽和しやすい検出符号の影響を除去する構成）
　図８は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１が用いる検出符号を要素とする行列の例を示す。以下では、行列Ａの「逆行列」Ａ－１とは、行列Ａと、逆行列Ａ－１との積が、単位行列のスカラー倍になるような行列を意味する。
　図８の（ａ）は、検出電極Ｅと検出対象との間の容量を要素とする行列Ｃ、駆動符号を要素とする行列Ｍ、センスラインＳ０～Ｓ（Ｍ－１）から得られる線形和信号を要素とする行列Ｄ、行列Ｍの逆行列Ｍ－１、および行列Ｄと逆行列Ｍ－１との積の例を示す。
　図８の（ａ）に示される行列Ｄと逆行列Ｍ－１との積は、行列Ｃ、つまり検出された容量分布に対応する。その積（信号成分）は、駆動ライン（行列Ｍ）の並列駆動により、行列Ｃの４倍となっている。
　図８の（ｂ）は、検出符号を要素とする行列Ｓ、増幅部１２の出力を要素とする行列Ｄ´、行列Ｓの逆行列Ｓ－１、逆行列Ｓ－１と行列Ｄ´との積、および逆行列Ｓ－１と行列Ｄ´と逆行列Ｍ－１との積の例を示す。
　図８の（ｂ）に示される逆行列Ｓ－１と行列Ｄ´と逆行列Ｍ－１との積は、行列Ｃの３２倍となっている。これは、その積が、駆動ライン（行列Ｍ）の並列駆動によって行列Ｃの４倍となっており、かつ、センスライン（行列Ｓ）の多重化によって行列Ｃの８倍となっていることによる。
　図８の（ｃ）は、行列Ｓとは異なる検出符号を要素とする行列Ｓｉ、行列Ｓｉの検出符号によりセンスラインを多重化したときの増幅部１２の出力を要素とする行列Ｄｉ´、行列Ｓの逆行列Ｓ－１、逆行列Ｓ－１と行列Ｄｉ´との積、および逆行列Ｓ－１と行列Ｄｉ´と逆行列Ｍ－１との積の例を示す。
　図８の（ｂ）では、行列Ｓの１行目の行ベクトルおよび１列目の列ベクトルの要素が「１」となっている。例えば、行列Ｓとして、アダマール行列を採用したときに、このようになり得る。図８の（ｃ）では、行列Ｓｉの１行目の行ベクトルの要素が「０」となっている。
　行列Ｓの行ベクトルは、一度のセンスラインの多重化において使用される検出符号を要素としている。ゆえに、行列Ｓの１行目の行ベクトルを用いたセンスラインの多重化において、符号乗算部１１は、センスラインＳ０～Ｓ７を、オペアンプ１２１の非反転入力に接続する。ゆえに、増幅部１２が出力する信号のレベルが高くなり、飽和し得る。
　一方、行列Ｓｉの１行目の行ベクトルを用いたセンスラインの多重化において、符号乗算部１１は、センスラインＳ０～Ｓ７を、オペアンプ１２１の非反転入力に接続しないとともに、反転入力にも接続しない。このため、行列Ｓｉを用いることにより、増幅部１２の飽和を抑制できる。
　行列Ｓｉは、行列Ｓの、要素がすべて同一の行ベクトルを、無視した行列であると言える。
　（本実施形態の効果）
　図９は、図８に示される検出符号を要素とする行列と、その逆行列との積を示す。
　図９の（ａ）に示されるように、逆行列Ｓ－１と行列Ｓとの積は、単位行列の８倍となっている。前述の通り、センスラインを多重化したときには、容量検出演算において、逆行列Ｓ－１と行列Ｓと行列Ｃとの積を求める。このとき、その積を表す行列の１行１列の要素は、８Ｃ１１と求められる。
　図９の（ｂ）に示されるように、逆行列Ｓｉ－１と行列Ｓとの積は、単位行列のスカラー倍になるわけではない。そして、逆行列Ｓ－１と行列Ｓｉと行列Ｃとの積を表す行列の１行１列の要素は、７Ｃ１１－Ｃ２１－Ｃ３１－Ｃ４１－Ｃ５１－Ｃ６１－Ｃ７１－Ｃ８１と求められる。
　逆行列Ｓ－１、行列Ｓ、および行列Ｃの積と、逆行列Ｓ－１、行列Ｓｉ、および行列Ｃの積との差を表す行列の１行１列の要素は、Ｃ１１＋Ｃ２１＋Ｃ３１＋Ｃ４１＋Ｃ５１＋Ｃ６１＋Ｃ７１＋Ｃ８１）となる。これは、容量検出演算において、行列Ｓの要素がすべて同一の行ベクトルを無視したときの、誤差を表す。
　上記誤差は、駆動符号あるいは検出符号を表す行列Ａと、その逆行列Ａ－１との積の、単位行列のスカラー倍が大きい時（例えば１０以上の場合）に影響が小さいと見なせることがある。ゆえに、飽和しやすい検出符号の影響を除去するべく、検出符号を要素とする行列の、要素がすべて同一の行ベクトルを、無視することにより、増幅部１２のダイナミックレンジを悪化させずに、飽和を抑制することができる。
　〔実施形態５〕
　（駆動ラインを束ねる構成）
　図１０は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１が用いる駆動符号を要素とする行列の例を示す。
　図１０の（ａ）は、行列Ｃ、駆動符号を要素とする行列Ｍａ、行列Ｍａの駆動符号により並列駆動を行ったときにセンスラインＳ０～Ｓ７から得られる線形和信号を要素とする行列Ｄａ、および行列Ｍａの逆行列Ｍａ－１を示す。
　行列Ｍａの１行目の行ベクトルと、２行目の行ベクトルとは、同一である。これは、駆動回路４が、駆動ラインＤ０と、駆動ラインＤ１とを、同一の電位となるように駆動していることを意味する。つまり、駆動回路４は、駆動ラインＤ０およびＤ１を束ねている。また、駆動回路４は、駆動ラインＤ２およびＤ３を束ねている。また、駆動回路４は、駆動ラインＤ４およびＤ５を束ねている。
　図１０の（ｂ）は、行列Ｍａとは異なる行列Ｍｂ、行列Ｍｂの駆動符号により並列駆動を行ったときにセンスラインＳ０～Ｓ７から得られる線形和信号を要素とする行列Ｄｂ、および行列Ｍｂの逆行列Ｍｂ－１を示す。
　駆動回路４は、駆動ラインＤ１およびＤ２を束ねている。また、駆動回路４は、駆動ラインＤ３およびＤ４を束ねている。また、駆動回路４は、駆動ラインＤ５およびＤ６を束ねている。
　図１０の（ｃ）は、行列Ｓ、行列Ｍａの駆動符号により駆動ラインを束ねたときの増幅部１２の出力を要素とする行列Ｄａ´、逆行列Ｓ－１、逆行列Ｓ－１と行列Ｄａ´との積、および逆行列Ｓ－１と行列Ｄａ´と逆行列Ｍａ－１との積の例を示す。
　図１０の（ｄ）は、行列Ｓ、行列Ｍｂの駆動符号により駆動ラインを束ねたときの増幅部１２の出力を要素とする行列Ｄｂ´、行列Ｓの逆行列Ｓ－１、逆行列Ｓ－１と行列Ｄｂ´との積、および逆行列Ｓ－１と行列Ｄｂ´と逆行列Ｍｂ－１との積の例を示す。
　（本実施形態の効果）
　図１１は、図１０に示される駆動符号を要素とする行列と、その逆行列との積を示す。
　図１１の（ａ）に示されるように、行列Ｍａと逆行列Ｍａ－１との積は、単位行列のスカラー倍にはなっていない。前述の通り、行列Ｍａの駆動符号により駆動ラインを並列駆動したときには、容量検出演算において、行列Ｃと行列Ｍａと逆行列Ｍａ－１との積を求める。このとき、その積を表す行列の要素は、次に列挙するように求められる。
１行１列の要素、および１行２列の要素：２Ｃ１１＋２Ｃ１２　…（要素１）
１行３列の要素、および１行４列の要素：２Ｃ１３＋２Ｃ１４　…（要素２）
１行５列の要素、および１行６列の要素：２Ｃ１５＋２Ｃ１６　…（要素３）
　図１１の（ｂ）に示されるように、行列Ｍｂと逆行列Ｍｂ－１との積は、単位行列のスカラー倍にはなっていない。前述の通り、行列Ｍｂの駆動符号により駆動ラインを並列駆動したときには、容量検出演算において、行列Ｃと行列Ｍｂと逆行列Ｍｂ－１との積を求める。このとき、その積を表す行列の要素は、次に列挙するように求められる。
１行２列の要素、および１行３列の要素：２Ｃ１２＋２Ｃ１３　…（要素４）
１行４列の要素、および１行５列の要素：２Ｃ１４＋２Ｃ１５　…（要素５）
１行６列の要素、および１行７列の要素：２Ｃ１６＋２Ｃ１７　…（要素６）
　以上の行列演算の結果、要素１～６の組み合わせにより、駆動ラインを束ねた容量成分である、（Ｃ１１＋Ｃ１２）、（Ｃ１２＋Ｃ１３）、（Ｃ１３＋Ｃ１４）、（Ｃ１４＋Ｃ１５）、（Ｃ１５＋Ｃ１６）、および（Ｃ１６＋Ｃ１７）を検出できる。
これは、タッチパネル２の検出電極を、駆動ラインが並ぶ方向へ大きくすることに等価である。この構成により、タッチパネル２の信号品質（信号強度）を高めることができる。なお、駆動ラインを束ねるときに、束ねる駆動ラインをずらすことにより、タッチパネル２の信号品質を高めつつ、検出電極の駆動ラインが並ぶ方向のピッチを、同等に維持することもできる。
　なお、以上の効果は、駆動回路４が隣接する駆動ラインのうちの少なくとも一対を束ねることによって得られる。
　〔実施形態６〕
　（センスラインを束ねる構成）
　図１２は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１が用いる検出符号を要素とする行列の例を示す。
　図１２の（ａ）は、検出符号を要素とする行列Ｓａ、行列Ｓａの検出符号によりセンスラインの多重化を行ったときに増幅部１２の出力から得られる線形和信号を要素とする行列Ｄｓａ´、行列Ｓａの逆行列Ｓａ－１、逆行列Ｓａ－１と行列Ｄｓａ´との積、および逆行列Ｓａ－１と行列Ｄｓａ´と逆行列Ｍ－１との積を示す。
　行列Ｓａの１列目の列ベクトルと、２列目の列ベクトルとは、同一である。これは、符号乗算部１１が、センスラインＳ０およびＳ１を、オペアンプ１２１の同一の接続端子に接続されるように、多重化していることを意味する。つまり、符号乗算部１１は、センスラインＳ０およびＳ１を束ねている。また、符号乗算部１１は、センスラインＳ２およびＳ３を束ねている。また、符号乗算部１１は、センスラインＳ４およびＳ５を束ねている。また、符号乗算部１１は、センスラインＳ６およびＳ７を束ねている。
　図１２の（ｂ）は、検出符号を要素とする行列Ｓｂ、行列Ｓｂの検出符号によりセンスラインの多重化を行ったときに増幅部１２の出力から得られる線形和信号を要素とする行列Ｄｓｂ´、行列Ｓｂの逆行列Ｓｂ－１、逆行列Ｓｂ－１と行列Ｄｓｂ´との積、および逆行列Ｓｂ－１と行列Ｄｓｂ´と逆行列Ｍ－１との積を示す。
　行列Ｓｂの２列目の列ベクトルと、３列目の列ベクトルとは、同一である。これは、符号乗算部１１が、センスラインＳ１およびＳ２を、オペアンプ１２１の同一の接続端子に接続されるように、多重化していることを意味する。つまり、符号乗算部１１は、センスラインＳ１およびＳ２を束ねている。また、符号乗算部１１は、センスラインＳ３およびＳ４を束ねている。また、符号乗算部１１は、センスラインＳ５およびＳ６を束ねている。また、符号乗算部１１は、センスラインＳ０およびＳ７を束ねている。
　（本実施形態の効果）
　図１３は、図１２に示される検出符号を要素とする行列と、その逆行列との積を示す。
　図１３の（ａ）に示されるように、逆行列Ｓａ－１と行列Ｓａとの積は、単位行列のスカラー倍にはなっていない。前述の通り、行列Ｓａの検出符号によりセンスラインを多重化したときには、容量検出演算において、逆行列Ｓａ－１と行列Ｓａと行列Ｃとの積を求める。このとき、その積を表す行列の要素は、次に列挙するように求められる。
１行１列の要素、および２行１列の要素：４Ｃ１１＋４Ｃ２１　…（要素１）
３行１列の要素、および４行１列の要素：４Ｃ３１＋４Ｃ４１　…（要素２）
５行１列の要素、および６行１列の要素：４Ｃ５１＋４Ｃ６１　…（要素３）
７行１列の要素、および８行１列の要素：４Ｃ７１＋４Ｃ８１　…（要素４）
　図１３の（ｂ）に示されるように、逆行列Ｓｂ－１と行列Ｓｂとの積は、単位行列のスカラー倍にはなっていない。前述の通り、行列Ｓｂの検出符号によりセンスラインを多重化したときには、容量検出演算において、逆行列Ｓｂ－１と行列Ｓｂと行列Ｃとの積を求める。このとき、その積を表す行列の要素は、次に列挙するように求められる。
１行１列の要素、および８行１列の要素：４Ｃ１１＋４Ｃ８１　…（要素５）
２行１列の要素、および３行１列の要素：４Ｃ２１＋４Ｃ３１　…（要素６）
４行１列の要素、および５行１列の要素：４Ｃ４１＋４Ｃ５１　…（要素７）
６行１列の要素、および７行１列の要素：４Ｃ６１＋４Ｃ７１　…（要素８）
　以上の行列演算の結果、要素１～８の組み合わせにより、センスラインを束ねた容量成分である、（Ｃ１１＋Ｃ２１）、（Ｃ２１＋Ｃ３１）、（Ｃ３１＋Ｃ４１）、（Ｃ４１＋Ｃ５１）、（Ｃ５１＋Ｃ６１）、（Ｃ６１＋Ｃ７１）、および（Ｃ７１＋Ｃ８１）を検出できる。これは、タッチパネル２の検出電極を、センスラインが並ぶ方向へ大きくすることに等価である。この構成により、タッチパネル２の信号品質（信号強度）を高めることができる。なお、センスラインを束ねるときに、束ねるセンスラインをずらすことにより、タッチパネル２の信号品質を高めつつ、検出電極のセンスラインが並ぶ方向のピッチを、同等に維持することもできる。
　なお、以上の効果は、符号乗算部１１が隣接するセンスラインのうちの少なくとも一対を束ねることによって得られる。
　〔実施形態７〕
　（駆動ラインおよびセンスラインを束ねる構成）
　図１４は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１が用いる駆動符号を要素とする行列、および検出符号を要素とする行列の例を示す。
　図１４の（ａ）は、行列Ｓａ、行列Ｍａの駆動符号により並列駆動を行うとともに行列Ｓａの検出符号によりセンスラインの多重化を行ったときに増幅部１２の出力から得られる線形和信号を要素とする行列Ｄａａ´、逆行列Ｓａ－１、逆行列Ｓａ－１と行列Ｄａａ´との積、および逆行列Ｓａ－１と行列Ｄａａ´と逆行列Ｍａ－１との積を示す。
　図１４の（ｂ）は、行列Ｓａ、行列Ｍｂの駆動符号により並列駆動を行うとともに行列Ｓａの検出符号によりセンスラインの多重化を行ったときに増幅部１２の出力から得られる線形和信号を要素とする行列Ｄａｂ´、逆行列Ｓａ－１、逆行列Ｓａ－１と行列Ｄａｂ´との積、および逆行列Ｓａ－１と行列Ｄａｂ´と逆行列Ｍｂ－１との積を示す。
　図１４の（ｃ）は、行列Ｓｂ、行列Ｍａの駆動符号により並列駆動を行うとともに行列Ｓｂの検出符号によりセンスラインの多重化を行ったときに増幅部１２の出力から得られる線形和信号を要素とする行列Ｄｂａ´、逆行列Ｓｂ－１、逆行列Ｓｂ－１と行列Ｄｂａ´との積、および逆行列Ｓｂ－１と行列Ｄｂａ´と逆行列Ｍａ－１との積を示す。
　図１４の（ｄ）は、行列Ｓｂ、行列Ｍｂの駆動符号により並列駆動を行うとともに行列Ｓｂの検出符号によりセンスラインの多重化を行ったときに増幅部１２の出力から得られる線形和信号を要素とする行列Ｄｂｂ´、逆行列Ｓｂ－１、逆行列Ｓｂ－１と行列Ｄｂｂ´との積、および逆行列Ｓｂ－１と行列Ｄｂｂ´と逆行列Ｍｂ－１との積を示す。
　（本実施形態の効果）
　以上の構成により、前述の、駆動ラインを束ねる構成の効果と、センスラインを束ねる構成の効果とを、両立できる。なお、以上の効果は、駆動回路４が隣接する駆動ラインのうちの少なくとも一対を束ね、かつ符号乗算部１１が隣接するセンスラインのうちの少なくとも一対を束ねることによって得られる。
　〔実施形態８〕
　図１５は、本実施形態に係る携帯電話機９０（電子機器）の構成を示すブロック図である。説明の便宜上、上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。
　携帯電話機９０は、ＣＰＵ９６と、ＲＡＭ９７と、ＲＯＭ９８と、カメラ９５と、マイクロフォン９４と、スピーカ９３と、操作キー９１と、表示パネルＸおよび表示制御回路Ｙを含む表示モジュールＺと、タッチパネルシステム１とを備えている。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。
　ＣＰＵ９６は、携帯電話機９０の動作を制御する。ＣＰＵ９６は、たとえばＲＯＭ９８に格納されたプログラムを実行する。操作キー９１は、携帯電話機９０のユーザによる指示の入力を受ける。ＲＡＭ９７は、ＣＰＵ９６によるプログラムの実行により生成されたデータ、または操作キー９１を介して入力されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ９８は、データを不揮発的に格納する。
　また、ＲＯＭ９８は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリなどの書込みおよび消去が可能なＲＯＭである。なお、図１５には示していないが、携帯電話機９０が、他の電子機器に有線により接続するためのインターフェイス（ＩＦ）を備える構成としてもよい。
　カメラ９５は、ユーザの操作キー９１の操作に応じて、被写体を撮影する。なお、撮影された被写体の画像データは、ＲＡＭ９７や外部メモリ（たとえば、メモリカード）に格納される。マイクロフォン９４は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機９０は、当該入力された音声（アナログデータ）をデジタル化する。そして、携帯電話機９０は、通信相手（たとえば、他の携帯電話機）にデジタル化した音声を送る。スピーカ９３は、たとえば、ＲＡＭ９７に記憶された音楽データなどに基づく音を出力する。
　タッチパネルシステム１は、タッチパネル２とタッチパネルコントローラ３とを有している。ＣＰＵ９６は、タッチパネルシステム１の動作を制御する。ＣＰＵ９６は、例えばＲＯＭ９８に記憶されたプログラムを実行する。ＲＡＭ９７は、ＣＰＵ９６によるプログラムの実行により生成されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ９８は、データを不揮発的に格納する。
　表示パネルＸは、表示制御回路Ｙにより、ＲＯＭ９８、ＲＡＭ９７に格納されている画像を表示する。表示パネルＸは、タッチパネル２に重ねられているか、タッチパネル２を内蔵している。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係るタッチパネルコントローラ３は、互いに交差する複数の第１および第２信号線（駆動ラインＤ０～Ｄ（Ｋ－１）およびセンスラインＳ０～Ｓ（Ｍ－１））の交差点に対応して配置された複数の電極（タッチ検出電極Ｅ）とタッチ検出対象との間の容量または容量変化を検出するタッチパネル２を制御するタッチパネルコントローラであって、各電極と少なくとも２本の第１信号線との間の第１スイッチ素子（駆動スイッチ素子ＤＴ）をオンし、上記複数の第１信号線の本数と同じ個数の要素を有するベクトルである第１符号系列に基づいて、上記第１信号線を、複数回駆動する駆動回路４と、各電極と対応する第２信号線との間の第２スイッチ素子（センススイッチ素子ＳＴ）をオンし、各電極の電荷に基づく複数の線形和信号を上記第２信号線に沿って読み出し、上記線形和信号を要素とするベクトル、および上記第２信号線の本数と同じ個数の要素を有するベクトルである第２符号系列の内積演算を、複数回行う符号乗算部１１と、複数の上記第２符号系列からなるベクトルを並べて得られる行列の逆行列と、上記複数の線形和信号からなるベクトルを並べて得られる行列と、複数の上記第１符号系列からなるベクトルを並べて得られる行列の逆行列との積を計算することにより、上記容量または容量変化を検出する検出回路６とを備える。
　上記構成によれば、第１スイッチ素子および第２スイッチ素子をタッチ検出電極に設けたタッチパネルを並列駆動すると、簡素な構成により短時間でタッチパネルを走査することができる。このとき、符号乗算部が、複数の線形和信号と、第２符号系列との内積演算を行うことにより、センスラインを多重化できる。このため、センスライン信号を増幅するための増幅素子の個数を減らせる。
　増幅素子は、タッチパネルの例えばタッチ検出電極の下に設けられる。増幅素子の個数を減らすことにより、例えば、タッチ検出電極の下に、容量検出演算機能等をもったチップを設けることができる。このため、タッチパネルシステムを、従来よりも簡素な構成にすることができる。
　ゆえに、自己容量方式のタッチパネルを用いるタッチパネルシステムにおいて、簡素な構成によりタッチパネルのタッチ検出電極と、タッチ検出対象との間の容量または容量変化を検出できる。
　本発明の態様２に係るタッチパネルコントローラでは、態様１において、上記複数の電極の第１電極および上記タッチ検出対象の間の第１容量と、上記複数の電極の第２電極および上記タッチ検出対象の間の第２容量との容量差の容量を、上記第１および第２容量のうちの、小さい方の容量に対し、並列に接続することが好ましい。
　本発明の態様３に係るタッチパネルコントローラでは、態様１において、上記駆動回路は、上記第１信号線を基準電位から第１電位に駆動するための要素「１」と上記基準電位または別の基準電位から第２電位に駆動するための要素「－１」とを含む符号系列のｉ列目（１≦ｉ≦Ｎ）の要素「１」の数と要素「－１」の数との間の差が０に近づくようにバランスさせた符号系列に基づいて上記第１信号線を駆動することが好ましい。
　本発明の態様４に係るタッチパネルコントローラでは、態様１において、上記符号乗算部は、複数の線形和信号と、第２符号系列との内積演算を、容量を変更可能な積分容量によって行うことが好ましい。
　本発明の態様５に係るタッチパネルコントローラでは、態様１において、上記符号乗算部は、第２符号系列からなるベクトルの要素がすべて同一であるときに、その要素を０に置換することが好ましい。
　本発明の態様６に係るタッチパネルコントローラでは、態様１において、上記符号乗算部は、第２符号系列に基づいて開閉する第３スイッチ素子（スイッチ素子ＳＷ）を備え、上記第１、第２、および第３スイッチ素子の少なくともいずれかは、同じサイズの、Ｎ型ＳＷｎおよびＰ型トランジスタＳＷｐから構成され、上記Ｎ型トランジスタのドレイン端子と、上記Ｐ型トランジスタのドレイン端子とは、互いに接続されており、上記Ｎ型トランジスタのソース端子と、上記Ｐ型トランジスタのソース端子とは、互いに接続されていることが好ましい。
　本発明の態様７に係るタッチパネルコントローラでは、態様１において、上記符号乗算部は、上記第１符号系列のうちの隣接する上記第１信号線に対応する少なくとも１対の第１符号系列、または上記第２符号系列のうちの隣接する上記第２信号線に対応する少なくとも１対の第２符号系列を、同一とすることが好ましい。
　本発明の態様８に係るタッチパネルコントローラでは、態様１から７のいずれかにおいて、上記タッチパネルが指紋センサであってもよい。
　本発明の態様９に係る電子機器（携帯電話機９０）は、態様１から８のいずれかに記載のタッチパネルコントローラを備える。
　本発明の態様１０に係る容量検出方法は、互いに交差する複数の第１および第２信号線の交差点に対応して配置された複数の電極とタッチ検出対象との間の容量または容量変化を検出する容量検出方法であって、各電極と少なくとも２本の第１信号線との間の第１スイッチ素子をオンし、上記複数の第１信号線の本数と同じ個数の要素を有するベクトルである第１符号系列に基づいて、上記第１信号線を、複数回駆動する駆動工程と、上記駆動工程の後に、各電極と対応する第２信号線との間の第２スイッチ素子をオンし、各電極の電荷に基づく複数の線形和信号を上記第２信号線に沿って読み出し、上記線形和信号を要素とするベクトル、および上記第２信号線の本数と同じ個数の要素を有するベクトルである第２符号系列の内積演算を、複数回行う符号乗算工程と、上記符号乗算工程の後に、上記第２符号系列からなるベクトルを並べて得られる行列の逆行列と、上記複数の線形和信号からなるベクトルを並べて得られる行列と、上記第１符号系列からなるベクトルを並べて得られる行列の逆行列との積を計算することにより、上記容量または容量変化を検出する検出工程とを含む。
　本発明の態様１１に係る位置検出方法は、互いに交差する複数の第１および第２信号線の交差点に対応して配置された複数の電極とタッチ検出対象との間の容量または容量変化を検出するタッチパネル上の上記タッチ検出対象の位置を検出する位置検出方法であって、態様１０に記載の容量検出方法が含む各工程と、上記検出工程により検出された上記容量または容量変化に基づいて、上記タッチパネル上の上記タッチ検出対象の位置を検出する位置検出工程とを含む。
　〔付記事項〕
　本発明は前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。更に、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。
１　タッチパネルシステム
２　タッチパネル
３　タッチパネルコントローラ
４　駆動回路（駆動工程）
６　検出回路（検出工程；位置検出工程）
８　スイッチ素子制御回路
１１　符号乗算部（符号乗算工程）
９０　携帯電話機（電子機器）
Ｄ０～Ｄ（Ｋ－１）　駆動ライン（第１信号線）
ＤＳ０～ＤＳ（Ｋ－１）　駆動制御ライン
ＤＴ　駆動スイッチ素子（第１スイッチ素子）
Ｅ　検出電極（タッチ検出電極）
Ｓ０～Ｓ（Ｍ－１）　センスライン（第２信号線）
ＳＳ０～ＳＳ（Ｋ－１）　センス制御ライン
ＳＴ　センススイッチ素子（第２スイッチ素子）
ＳＷ　スイッチ素子（第３スイッチ素子）
ＳＷｎ　Ｎ型トランジスタ
ＳＷｐ　Ｐ型トランジスタ

Claims (11)

  1. 　互いに交差する複数の第１および第２信号線の交差点に対応して配置された複数の電極とタッチ検出対象との間の容量または容量変化を検出するタッチパネルを制御するタッチパネルコントローラであって、
    　各電極と少なくとも２本の第１信号線との間の第１スイッチ素子をオンし、上記複数の第１信号線の本数と同じ個数の要素を有するベクトルである第１符号系列に基づいて、上記第１信号線を、複数回駆動する駆動回路と、
    　各電極と対応する第２信号線との間の第２スイッチ素子をオンし、各電極の電荷に基づく複数の線形和信号を上記第２信号線に沿って読み出し、上記線形和信号を要素とするベクトル、および上記第２信号線の本数と同じ個数の要素を有するベクトルである第２符号系列の内積演算を、複数回行う符号乗算部と、
    　複数の上記第２符号系列からなるベクトルを並べて得られる行列の逆行列と、上記複数の線形和信号からなるベクトルを並べて得られる行列と、複数の上記第１符号系列からなるベクトルを並べて得られる行列の逆行列との積を計算することにより、上記容量または容量変化を検出する検出回路と、
    を備えることを特徴とするタッチパネルコントローラ。
  2. 　上記複数の電極の第１電極および上記タッチ検出対象の間の第１容量と、上記複数の電極の第２電極および上記タッチ検出対象の間の第２容量との容量差の容量を、上記第１および第２容量のうちの、小さい方の容量に対し、並列に接続することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルコントローラ。
  3. 　上記駆動回路は、上記第１信号線を基準電位から第１電位に駆動するための要素「１」と上記基準電位または別の基準電位から第２電位に駆動するための要素「－１」とを含む符号系列のｉ列目（１≦ｉ≦Ｎ）の要素「１」の数と要素「－１」の数との間の差が０に近づくようにバランスさせた符号系列に基づいて上記第１信号線を駆動することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルコントローラ。
  4. 　上記符号乗算部は、複数の線形和信号と、第２符号系列との内積演算を、容量を変更可能な積分容量によって行うことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルコントローラ。
  5. 　上記符号乗算部は、第２符号系列からなるベクトルの要素がすべて同一であるときに、その要素を０に置換することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルコントローラ。
  6. 　上記符号乗算部は、第２符号系列に基づいて開閉する第３スイッチ素子を備え、
    　上記第１、第２、および第３スイッチ素子の少なくともいずれかは、同じサイズの、Ｎ型およびＰ型トランジスタから構成され、
    　上記Ｎ型トランジスタのドレイン端子と、上記Ｐ型トランジスタのドレイン端子とは、互いに接続されており、
    　上記Ｎ型トランジスタのソース端子と、上記Ｐ型トランジスタのソース端子とは、互いに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルコントローラ。
  7. 　上記符号乗算部は、上記第１符号系列のうちの隣接する上記第１信号線に対応する少なくとも１対の第１符号系列、または上記第２符号系列のうちの隣接する上記第２信号線に対応する少なくとも１対の第２符号系列を、同一とすることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルコントローラ。
  8. 　上記タッチパネルが指紋センサであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のタッチパネルコントローラ。
  9. 　請求項１から８のいずれか一項に記載のタッチパネルコントローラを備えることを特徴とする電子機器。
  10. 　互いに交差する複数の第１および第２信号線の交差点に対応して配置された複数の電極とタッチ検出対象との間の容量または容量変化を検出する容量検出方法であって、
    　各電極と少なくとも２本の第１信号線との間の第１スイッチ素子をオンし、上記複数の第１信号線の本数と同じ個数の要素を有するベクトルである第１符号系列に基づいて、上記第１信号線を、複数回駆動する駆動工程と、
    　上記駆動工程の後に、各電極と対応する第２信号線との間の第２スイッチ素子をオンし、各電極の電荷に基づく複数の線形和信号を上記第２信号線に沿って読み出し、上記線形和信号を要素とするベクトル、および上記第２信号線の本数と同じ個数の要素を有するベクトルである第２符号系列の内積演算を、複数回行う符号乗算工程と、
    　上記符号乗算工程の後に、上記第２符号系列からなるベクトルを並べて得られる行列の逆行列と、上記複数の線形和信号からなるベクトルを並べて得られる行列と、上記第１符号系列からなるベクトルを並べて得られる行列の逆行列との積を計算することにより、上記容量または容量変化を検出する検出工程と、
    を含むことを特徴とする容量検出方法。
  11. 　互いに交差する複数の第１および第２信号線の交差点に対応して配置された複数の電極とタッチ検出対象との間の容量または容量変化を検出するタッチパネル上の上記タッチ検出対象の位置を検出する位置検出方法であって、
    　請求項１０項に記載の容量検出方法が含む各工程と、
    　上記検出工程により検出された上記容量または容量変化に基づいて、上記タッチパネル上の上記タッチ検出対象の位置を検出する位置検出工程と、
    を含むことを特徴とする位置検出方法。
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