(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個以上の部分領域と、前記部分領域以外の領域である残余領域とからなる二次元領域を有するタッチパネルと、上記タッチパネルからの信号を処理するタッチパネルコントローラと、ドライブライン駆動回路とを備えたタッチパネルシステムにおいて、
上記タッチパネルは、複数のセンスラインと、上記センスラインに対し交差して設けられた複数のドライブラインと、上記センスラインと、上記ドライブラインとの間に形成された静電容量とを有し、上記タッチパネルのタッチ操作を検出するセンサ部を備え、
上記ドライブライン駆動回路は、上記ドライブラインを並列に駆動するようになっており、
上記タッチパネルコントローラは、
上記センサ部からの信号を受信し、互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する減算部と、
上記ドライブラインを並列駆動する符号系列と、上記符号系列に対応するセンスラインの差分出力系列との内積を演算することによって、上記減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する復号部と、
上記減算部において、上記センスラインから選択されたセンスラインＳｎの信号と、センスラインＳｎに隣接する２つのセンスライン（センスラインＳｎ＋１，センスラインＳｎ−１）のうち、一方のセンスラインＳｎ＋１の信号との差分である第１の差分（（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ）、または、センスラインＳｎの信号とセンスラインＳｎに隣接する他方のセンスラインＳｎ−１の信号との差分である第２の差分（Ｓｎ−（Ｓｎ−１））が算出されるように、減算部に入力される信号を切り替えるスイッチと、
前記部分領域へのタッチに対応する部分領域タッチ信号に基づいて、第１処理を実行する第１処理手段と、
前記残余領域へのタッチに対応する残余領域タッチ信号に基づいて、前記第１処理とは別種類の第２処理を実行する第２処理手段とを備え、
上記減算部は、上記センスラインごとの出力信号を受信し、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分として、上記ドライブラインが延びる方向における静電容量の差分を算出し、
前記部分領域は、前記タッチパネルへの入力のために手を着く領域を囲むお手付き領域であり、
前記部分領域タッチ信号は、前記お手付き領域へのタッチに対応するお手付き領域タッチ信号であり、
前記残余領域タッチ信号は、ペンによる描画信号と指によるタッチ信号との少なくとも一方を含むことを特徴とするタッチパネルシステム。
【請求項２】
上記スイッチは、２つの端子を備え、一方の端子が選択されるようになっており、
上記ドライブラインを並列駆動する符号系列は、以下に示される上記ドライブラインの１番目からＭ番目までを並列駆動する符号系列（成分は１または−１）であり、
ｄ１ ＝ （ｄ１１，ｄ１２，・・・，ｄ１Ｎ）
ｄ２ ＝ （ｄ２１，ｄ２２，・・・，ｄ２Ｎ）
・
・
・
ｄＭ ＝ （ｄＭ１，ｄＭ２，・・・，ｄＭＮ）
上記符号系列に対応するセンスラインの差分出力系列「Ｓｊ, Ｐ（ｊ＝１,..,[Ｌ／２], Ｐ＝１，２）（Ｌはセンスラインの数、[ｎ]＝ｎの整数部分）」を、
Ｓｊ，１：スイッチＳＷが一方の端子を選択した時のｄ１〜 ｄＭに対する出力系列
Ｓｊ，２：スイッチＳＷが他方の端子を選択した時のｄ１〜 ｄＭに対する出力系列
と定義し、
上記復号部は、上記ドライブラインを並列駆動する符号系列と、上記符号系列に対応するセンスラインの差分出力系列との内積を演算することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルシステム。
【請求項３】
上記減算部は、
上記減算部に入力されたセンスラインからのアナログ信号を、デジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
上記ＡＤ変換部で変換されたデジタル信号を用いて、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する減算器とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネルシステム。
【請求項４】
上記減算部は、
上記減算部に入力されたセンスラインからのアナログ信号を用いて、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する減算器と、
上記減算器によって算出された上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分をデジタル信号に変換するＡＤ変換部とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネルシステム。
【請求項５】
上記減算部は、上記減算器として、上記アナログ信号を用いて上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する全差動増幅器を備えることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネルシステム。
【請求項６】
非タッチ操作時に上記復号部で復号化された静電容量の差分分布を記憶する非タッチ操作時情報記憶部と、
タッチ操作時に上記復号部で復号化された静電容量の差分分布から、非タッチ操作時情報記憶部に記憶された、非タッチ操作時の静電容量の差分分布を減算し、静電容量の差分分布を較正する較正部とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネルシステム。
【請求項７】
上記減算部で算出された互いに隣接するセンスラインの信号の差分と、正および負の閾値との比較に基づいて、タッチ操作の有無を判定する判定部を備えることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のタッチパネルシステム。
【請求項８】
１個以上の部分領域と、前記部分領域以外の領域である残余領域とからなる二次元領域を有するタッチパネルと、上記タッチパネルからの信号を処理するタッチパネルコントローラと、ドライブライン駆動回路とを備えたタッチパネルシステムにおいて、
上記タッチパネルは、複数のセンスラインと、上記センスラインに対し交差して設けられた複数のドライブラインと、上記センスラインと、上記ドライブラインとの間に形成された静電容量とを有し、上記タッチパネルのタッチ操作を検出するセンサ部を備え、
上記ドライブライン駆動回路は、上記ドライブラインを並列に駆動するようになっており、
上記タッチパネルコントローラは、
上記センサ部からの信号を受信し、互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する減算部と、
上記ドライブラインを並列駆動する符号系列と、上記符号系列に対応するセンスラインの差分出力系列との内積を演算することによって、上記減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する復号部と、
前記部分領域へのタッチに対応する部分領域タッチ信号に基づいて、第１処理を実行する第１処理手段と、
前記残余領域へのタッチに対応する残余領域タッチ信号に基づいて、前記第１処理とは別種類の第２処理を実行する第２処理手段とを備え、
上記減算部は、上記センスラインごとの出力信号を受信し、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分として、上記ドライブラインが延びる方向における静電容量の差分を算出し、
前記部分領域は、前記タッチパネルへの入力のために手を着く領域を囲むお手付き領域であり、
前記部分領域タッチ信号は、前記お手付き領域へのタッチに対応するお手付き領域タッチ信号であり、
前記残余領域タッチ信号は、ペンによる描画信号と指によるタッチ信号との少なくとも一方を含むことを特徴とするタッチパネルシステム。
【請求項９】
上記減算部において、上記センスラインから選択されたセンスラインＳｎの信号と、センスラインＳｎに隣接する２つのセンスライン（センスラインＳｎ＋１，センスラインＳｎ−１）のうち、一方のセンスラインＳｎ＋１の信号との差分である第１の差分（（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ）、および、センスラインＳｎの信号とセンスラインＳｎに隣接する他方のセンスラインＳｎ−１の信号との差分である第２の差分（Ｓｎ−（Ｓｎ−１））が算出されることを特徴とする請求項８に記載のタッチパネルシステム。
【請求項１０】
上記符号系列は、直交系列またはＭ系列であることを特徴とする請求項８に記載のタッチパネルシステム。
【請求項１１】
表示装置をさらに備え、
上記タッチパネルは、上記表示装置の前面に設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のタッチパネルシステム。
【請求項１２】
上記表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイ、電界放出ディスプレイであることを特徴とする請求項１１に記載のタッチパネルシステム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のタッチパネルシステムを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルシステムおよびそれを備えた電子機器に関し、特に、表示装置等により発生するノイズの除去（キャンセル）を確実に効果的に行いつつ、タッチパネルへのタッチに基づくタッチ信号を検出することが可能であるタッチパネルシステムおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、スマートフォン等の携帯情報機器、自動券売機等の自動販売機を始めとする様々な電子機器に、タッチパネルシステムの搭載が急速に進んでいる。
【０００３】
このようなタッチパネルシステムは、通常、表示装置の上部（前面）に、タッチパネルが積層された構造となっている。このため、タッチパネル上に設けられたセンサは、表示装置に発生するクロック等のノイズだけでなく、その他外来からのノイズの影響を受けやすい。このようなノイズは、タッチ操作の検出感度の低下につながる。
【０００４】
特許文献１には、このようなノイズ対策が施されたタッチパネルシステム（座標入力装置）が記載されている。特許文献１のタッチパネルシステムは、ノイズを除去するために、ノイズ処理部を備えている。図１９は、特許文献１のタッチパネルシステムに設けられたノイズ処理部１００を示すブロック図である。図１９に示すように、ノイズ処理部１００は、フィルタ部１０１と、論理反転部１０２と、加算部１０３とを備えている。フィルタ部１０１は、図示しないタッチパネルに設けられたセンサからの出力信号（アナログ信号）を受信する。さらに、フィルタ部１０１は、その入力信号に含まれるＡＣ信号成分を、ノイズ信号として抽出する。論理反転部１０２は、抽出されたノイズ信号の位相を、１８０度反転させる。加算部１０３は、フィルタ部１０１に入力されたノイズ信号を含む入力信号に、位相を１８０度反転させたノイズ信号を加算する。
【０００５】
このように、特許文献１のタッチパネルシステムでは、フィルタ部１０１で抽出されたノイズ信号を反転し、反転された信号が、センサからの入力信号（アナログ信号）に加算される。つまり、センサからの入力信号に含まれるノイズ成分に、ノイズ成分と同レベルの反転した信号が加算される。これにより、センサからの入力信号に重畳されたノイズが相殺される。従って、センサからの入力信号に含まれるノイズの影響を低減することが可能とされている。
【０００６】
一方、従来の静電容量値の分布を検出するタッチパネルシステムにおいては、特許文献２に示すように、信号処理により、タッチパネルにタッチしている指及び手の部分の認識を試みていた。例えば、ペンを持った手がタッチパネルにタッチしている状況を考えると、ペンを動かす操作等に応じて、タッチパネルへのタッチの状態に基づく信号は時間の経過に応じて大きく変化する。
【０００７】
図３４の（ａ）〜（ｄ）はタッチパネル上に手を着いた状態におけるタッチ信号を説明するための図である。図３４の（ａ）を参照すると、手がタッチパネルに着いた領域は、最初は領域２１６ａで小さい。そして、図３４の（ｂ）を参照すると、タッチパネルに着いた手の領域は、時間の経過とともに拡大して領域２１６ｂとなる。次に図３４の（ｃ）を参照すると、タッチパネルに着いた手の領域は、時間の経過とともにさらに拡大し、手が把持するペンの先端がタッチパネルにタッチしてペン入力領域２１８が現れる。その後、図３４の（ｄ）に示すように、手がタッチしている領域が、領域２１６ｃから領域２１６ｄに変化し、指がタッチパネルにタッチした領域２１７が現れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２００１−１２５７４４号公報（２００１年５月１１日公開）」
【特許文献２】米国特許第7,812,828号明細書（2010年10月12日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のタッチパネルシステムは、ＡＣ信号成分以外のノイズを除去することができないという問題がある。
【００１０】
具体的には、上述のように、特許文献１のタッチパネルシステムは、センサからの入力信号に対し、その入力信号に含まれるＡＣ信号成分をノイズとして扱う。このＡＣ信号は、フィルタ部１０１で抽出された後、論理反転部１０２で位相が１８０度反転される。そして、加算部１０３では、反転された信号が、ＡＣ信号成分を含む入力信号に加算される。このように、特許文献１においては、フィルタ部１０１においてＡＣ信号成分を抽出する処理が、ノイズ処理上、最も重要となる。
【００１１】
しかし、特許文献１には、フィルタ部１０１の構成が詳細に開示されていない。このため、特許文献１のタッチパネルシステムが、どの程度ノイズを除去することができるかは不明である。また、特許文献１では、アナログ信号に含まれるＡＣ信号成分がノイズとして扱われる。つまり、特許文献１のタッチパネルシステムでは、基本的にインパルスノイズのみを除去することが想定されており、インパルスノイズ以外のノイズが、除去対象外となっている。このため、インパルスノイズ以外の多種多様なノイズを確実にキャンセルすることができない。
【００１２】
また、図３４の（ａ）〜（ｄ）に示すように変化しながら現れる領域からの信号に基づいて、ペン入力に基づく信号と、タッチパネルに手が着いたことによる信号と、タッチパネルに指が接触したことによる信号とを正確に識別することは困難であり、ペン入力に基づく信号、タッチパネルに手が着いたことによる信号、及びタッチパネルに指が接触したことによる信号を誤認識するおそれが生じるという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、多様な種類のノイズを確実に除去することのできるタッチパネルシステムおよび電子機器を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、ペン入力に基づく信号を誤認識するおそれがないタッチパネルシステムおよび電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るタッチパネルシステムは、上記の課題を解決するために、１個以上の部分領域と、前記部分領域以外の領域である残余領域とからなる二次元領域を有するタッチパネルと、上記タッチパネルからの信号を処理するタッチパネルコントローラと、ドライブライン駆動回路とを備えたタッチパネルシステムにおいて、
上記タッチパネルは、複数のセンスラインと、上記センスラインに対し交差して設けられた複数のドライブラインと、上記センスラインと、上記ドライブラインとの間に形成された静電容量とを有し、上記タッチパネルのタッチ操作を検出するセンサ部を備え、
上記ドライブライン駆動回路は、上記ドライブラインを並列に駆動するようになっており、
上記タッチパネルコントローラは、
上記センサ部からの信号を受信し、互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する減算部と、
上記ドライブラインを並列駆動する符号系列と、上記符号系列に対応するセンスラインの差分出力系列との内積を演算することによって、上記減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する復号部と、
上記減算部において、上記センスラインから選択されたセンスラインＳｎの信号と、センスラインＳｎに隣接する２つのセンスライン（センスラインＳｎ＋１，センスラインＳｎ−１）のうち、一方のセンスラインＳｎ＋１の信号との差分である第１の差分（（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ）、または、センスラインＳｎの信号とセンスラインＳｎに隣接する他方のセンスラインＳｎ−１の信号との差分である第２の差分（Ｓｎ−（Ｓｎ−１））が算出されるように、減算部に入力される信号を切り替えるスイッチと、
前記部分領域へのタッチに対応する部分領域タッチ信号に基づいて、第１処理を実行する第１処理手段と、
前記残余領域へのタッチに対応する残余領域タッチ信号に基づいて、前記第１処理とは別種類の第２処理を実行する第２処理手段とを備え、
上記減算部は、上記センスラインごとの出力信号を受信し、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分として、上記ドライブラインが延びる方向における静電容量の差分を算出し、
前記部分領域は、前記タッチパネルへの入力のために手を着く領域を囲むお手付き領域であり、
前記部分領域タッチ信号は、前記お手付き領域へのタッチに対応するお手付き領域タッチ信号であり、
前記残余領域タッチ信号は、ペンによる描画信号と指によるタッチ信号との少なくとも一方を含むことを特徴としている。
【００１６】
本発明に係る別のタッチパネルシステムは、上記の課題を解決するために、１個以上の部分領域と、前記部分領域以外の領域である残余領域とからなる二次元領域を有するタッチパネルと、上記タッチパネルからの信号を処理するタッチパネルコントローラと、ドライブライン駆動回路とを備えたタッチパネルシステムにおいて、
上記タッチパネルは、複数のセンスラインと、上記センスラインに対し交差して設けられた複数のドライブラインと、上記センスラインと、上記ドライブラインとの間に形成された静電容量とを有し、上記タッチパネルのタッチ操作を検出するセンサ部を備え、
上記ドライブライン駆動回路は、上記ドライブラインを並列に駆動するようになっており、
上記タッチパネルコントローラは、
上記センサ部からの信号を受信し、互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する減算部と、
上記ドライブラインを並列駆動する符号系列と、上記符号系列に対応するセンスラインの差分出力系列との内積を演算することによって、上記減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する復号部と、
前記部分領域へのタッチに対応する部分領域タッチ信号に基づいて、第１処理を実行する第１処理手段と、
前記残余領域へのタッチに対応する残余領域タッチ信号に基づいて、前記第１処理とは別種類の第２処理を実行する第２処理手段とを備え、
上記減算部は、上記センスラインごとの出力信号を受信し、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分として、上記ドライブラインが延びる方向における静電容量の差分を算出し、
前記部分領域は、前記タッチパネルへの入力のために手を着く領域を囲むお手付き領域であり、
前記部分領域タッチ信号は、前記お手付き領域へのタッチに対応するお手付き領域タッチ信号であり、
前記残余領域タッチ信号は、ペンによる描画信号と指によるタッチ信号との少なくとも一方を含むことを特徴としている。
【００１７】
上記の各構成によれば、減算部が、隣接するセンスライン間で差分信号値を取得する。つまり、ノイズの相関性がより高い隣接するセンスライン間の差分を取ることとなる。これにより、主センサの出力信号からノイズ成分が除去され、タッチ操作本来の信号が抽出される。従って、タッチパネルに反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができる。
【００１８】
また、上記の各構成によれば、タッチパネルが並列駆動され、復号部が、減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する。これにより、静電容量の信号が符号長倍（Ｎ倍）されて求まるため、ドライブライン数に依存せず、静電容量の信号強度が高まる。また、従来方式と同等の信号強度で良ければ、ドライブラインの駆動回数を減らすことができ、省電力化が可能となる。
【００１９】
さらに、上記の各構成によれば、部分領域へのタッチに対応する部分領域タッチ信号に基づいて、第１処理が実行され、残余領域へのタッチに対応する残余領域タッチ信号に基づいて、第１処理とは別種類の第２処理が実行される。このため、部分領域に入力される意図しないタッチ入力に基づく信号と、残余領域に入力される意図されたタッチ入力に基づく信号とを別扱いする処理を実施することができる。その結果、部分領域に入力される意図しないタッチ入力に基づく信号を、残余領域に入力される意図されたペン入力に基づく信号と誤認識するおそれがないタッチパネルシステムを提供することができる。
【００２０】
本発明に係る電子機器は、上記の課題を解決するために、本発明に係るタッチパネルシステムを備えることを特徴としている。
【００２１】
従って、タッチパネルに反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができる電子機器を提供することができる。さらに、部分領域に入力される意図しないタッチ入力に基づく信号を、残余領域に入力される意図されたペン入力に基づく信号と誤認識するおそれがない電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明に係るタッチパネルシステムは、上記タッチパネルが、１個以上の部分領域と、前記部分領域以外の領域である残余領域とからなる二次元領域を有し、前記部分領域へのタッチに対応する部分領域タッチ信号に基づいて、第１処理を実行する第１処理手段と、前記残余領域へのタッチに対応する残余領域タッチ信号に基づいて、前記第１処理とは別種類の第２処理を実行する第２処理手段とを備え、前記部分領域は、前記タッチパネルへの入力のために手を着く領域を囲むお手付き領域であり、前記部分領域タッチ信号は、前記お手付き領域へのタッチに対応するお手付き領域タッチ信号であり、前記残余領域タッチ信号は、ペンによる描画信号と指によるタッチ信号との少なくとも一方を含む構成である。従って、タッチパネルに反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができるという効果を奏する。さらに、部分領域に入力される意図しないタッチ入力に基づく信号を、残余領域に入力される意図されたペン入力に基づく信号と誤認識するおそれがないタッチパネルシステムを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図２】図１のタッチパネルシステムの基本処理を示すフローチャートである。
【図３】図１のタッチパネルシステムにおける減算部で処理される信号の波形を示す図である。
【図４】本発明に係る別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図５】図４のタッチパネルシステムにおいて、副センサ群を備えないタッチパネルを示す概略図である。
【図６】図４のタッチパネルシステムの基本処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図８】図７のタッチパネルシステムの基本処理を示すフローチャートである。
【図９】従来のタッチパネルシステムにおけるタッチパネルの駆動方式を示す図である。
【図１０】本発明のタッチパネルシステムにおけるタッチパネルの駆動方式（直交系列駆動方式）を示す図である。
【図１１】図９の駆動方式のタッチパネルによって、図１０の駆動方式のタッチパネルと同等の感度を得るために必要な処理を示す図である。
【図１２】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムであって、直交系列駆動方式のタッチパネルを備えたタッチパネルシステムを示す概略図である。
【図１３】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図１４】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図１５】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図１６】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図１７】図１６のタッチパネルシステムにおける全差動増幅器の一例を示す回路図である。
【図１８】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図１９】特許文献１のタッチパネルシステムに設けられたノイズ処理部を示すブロック図である。
【図２０】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図２１】図２０のタッチパネルシステムの基本処理を示すフローチャートである。
【図２２】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図２３】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図２４】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図２５】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図２６】本発明に係るさらに別のタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。
【図２７】図２２のタッチパネルシステムにおける判定部の基本処理を示すフローチャートである。
【図２８】図２７のフローチャートにおけるタッチ情報の認識方法を示す模式図である。
【図２９】上記タッチパネルシステムを搭載した携帯電話機の構成を示す機能ブロック図である。
【図３０】実施の形態に係るタッチパネルシステムの構成を示す模式図である。
【図３１】上記タッチパネルシステムのタッチパネルに設定されたお手付き領域を示す図である。
【図３２】図３２の（ａ）（ｂ）は上記お手付き領域のユーザ設定方法の例を示す図である。
【図３３】図３３の（ａ）（ｂ）は上記お手付き領域のユーザ設定方法の例を示す図である。
【図３４】図３４の（ａ）〜（ｄ）はタッチパネル上に手を着いた状態におけるタッチ信号を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００２５】
〔実施の形態１〕
（１）タッチパネルシステム１の構成
図１は、本発明の実施の一形態に係るタッチパネルシステム１の基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１は、表示装置２、タッチパネル３、タッチパネルコントローラ４、およびドライブライン駆動回路５を備えており、ノイズキャンセル機能を有する。以下では、使用者が利用する側を、前面（または上方）として説明する。
【００２６】
表示装置２は、図示しない表示画面（表示部）を備えている。表示画面には、操作用の各種アイコンや、使用者の操作指示に応じた文字情報等が表示される。表示装置２は、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ；field emission display）等から構成される。これらのディスプレイは、日常的な電子機器に多用されており、汎用性の高いタッチパネルシステム１が構成される。表示装置２は、任意の構成とすればよく、特に限定されない。
【００２７】
タッチパネル３は、使用者が指またはペン等により、タッチパネル３の表面をタッチ（押圧）操作することによって、各種の操作指示を入力する。タッチパネル３は、表示画面を覆うように、表示装置２の前面（上部）に積層されている。
【００２８】
タッチパネル３は、同一面上（同一面内）に設けられた２つのセンサ（主センサ３１，副センサ３２を各１個）を備えている。主センサ３１と副センサ３２とは、互いに隣接して設けられている。主センサ３１および副センサ３２は、いずれも静電容量方式のセンサである。静電容量方式のセンサが設置されたタッチパネル３は、透過率が高く、耐久性も有するという利点を有する。
【００２９】
主センサ（主センサ部）３１は、タッチパネル３上のタッチ操作される領域（タッチ領域）に設けられており、使用者によるタッチパネル３のタッチ操作を検出する。タッチ操作には、ダブルクリック操作、スライド操作、シングルクリック操作、ドラッグ操作等が含まれる。主センサ３１は、線状電極からなるセンスライン３３を備えている。センスライン３３の一端は、タッチパネルコントローラ４に接続されている。これにより、主センサ３１で検出された信号は、センスライン３３を介して、タッチパネルコントローラ４に出力される。つまり、主センサ３１で検出されたタッチ操作に応じた信号が、タッチパネルコントローラ４に出力される。
【００３０】
副センサ（副センサ部）３２は、タッチパネル３に反映されるノイズ成分を検出する。副センサ３２は、タッチパネル３上のタッチ操作されない領域（非タッチ領域）に設けられている。このため、副センサ３２は、使用者がタッチ操作により接触することなく、タッチパネルシステム１で発生する各種ノイズを検出する。このように、副センサ３２は、主センサ３１とは異なり、タッチ操作に応じた信号は検出しない。つまり、副センサ３２は、使用者がタッチ操作により接触することなく、タッチパネル３に発生するノイズを検出するようになっている。
【００３１】
副センサ３２は、線状電極からなるサブセンスライン３４を備えている。サブセンスライン３４は、センスライン３３に対して、平行である（センスライン３３と同一方向に延びている）。サブセンスライン３４の一端は、タッチパネルコントローラ４に接続されている。これにより、副センサ３２で検出された信号は、サブセンスライン３４を介して、タッチパネルコントローラ４に出力される。
【００３２】
一方、タッチパネル３は、センスライン３３およびサブセンスライン３４に直交するように交差したドライブライン３５を備えている。ドライブライン３５は、線状電極からなるものである。センスライン３３またはサブセンスライン３４とドライブライン３５との交差部分には、静電容量が形成されている。すなわち、センスライン３３とドライブライン３５との間、および、サブセンスライン３４とドライブライン３５との間には、それぞれ、静電容量が形成されている。ドライブライン３５は、ドライブライン駆動回路（センサ駆動部）５に接続されており、ドライブライン３５には、タッチパネルシステム１の起動時に、一定周期で電位が印加される。
【００３３】
センスライン３３、サブセンスライン３４、およびドライブライン３５は、いずれも、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）などの透明な配線材料から形成することができる。センスライン３３、サブセンスライン３４、およびドライブライン３５は、タッチパネル３におけるセンサ電極であるともいえる。
【００３４】
なお、ドライブライン３５は、透明基板または透明フィルム（図示せず）上に設けられている。さらに、ドライブライン３５は、絶縁層（図示せず）により被覆されている。この絶縁層上には、センスライン３３およびサブセンスライン３４が設けられている。このように、センスライン３３またはサブセンスライン３４と、ドライブライン３５とは、絶縁層を介して互いに絶縁されると共に、容量結合している。センスライン３３およびサブセンスライン３４は、保護層（図示せず）により被覆されている。つまり、タッチパネル３では、保護層が、最も前面側（使用者側）に配置されている。
【００３５】
タッチパネルコントローラ４は、タッチパネル３の主センサ３１および副センサ３２から入力された信号（データ）を読み取る。タッチパネルシステム１は、静電容量方式のセンサを備えているため、タッチパネルコントローラ４は、タッチパネル３で発生した静電容量を検出する。具体的にはタッチパネルコントローラ４は、センスライン３３−ドライブライン３５間の静電容量の変化、サブセンスライン３４−ドライブライン３５間の静電容量の変化を検出する。タッチパネルコントローラ４は、減算部４１、座標検出部４２、およびＣＰＵ４３を備えている。
【００３６】
減算部４１は、主センサ３１から出力された信号を受信するための入力端子（主センサ出力用の入力端子）と、副センサ３２から出力された信号を受信するための入力端子（副センサ出力用の入力端子）とを備えている。減算部４１は、主センサ出力用の入力端子に入力された信号から、副センサ出力用の入力端子に入力された信号を減算する。減算部４１で減算処理された信号は、座標検出部４２に出力される。なお、減算部４１に入力される信号は、デジタル信号であっても、アナログ信号であってもよい。すなわち、減算部４１への入力信号は、減算部４１の構成に応じた信号であればよい。
【００３７】
座標検出部４２は、減算部４１で減算処理された信号に基づいて、タッチ操作の有無情報を検出する。例えば、座標検出部４２は、減算部４１からの出力信号値が所定の閾値以上の場合、タッチ操作「有」の信号を、ＣＰＵ４３に出力する。なお、タッチパネルシステム１では、主センサ３１が単数であるため、座標検出部４２は、タッチ操作の有無情報を検出する。一方、主センサ３１が複数の場合、座標検出部４２は、使用者のタッチ位置の座標値も検出することになる。
【００３８】
ＣＰＵ４３は、座標検出部４２から出力された情報を一定間隔で取り込み、取り込んだ情報に応じて表示装置２に出力等を行う。
【００３９】
ドライブライン駆動回路５は、ドライブライン３５に接続されており、タッチパネルシステム１の起動時に、ドライブライン３５に一定周期で電位を印加する。
【００４０】
（２）タッチパネルシステム１のノイズ処理
タッチパネルシステム１は、タッチパネルコントローラ４で検出される静電容量の変化に基づいて、タッチ操作の有無を検出する。しかし、タッチパネル３が表示装置２の前面（使用者側）に接着されている。このため、タッチパネルシステム１は、表示装置２が発生するクロック等のノイズだけでなく、その他外来からのノイズの影響を受けやすい。その結果、タッチ操作の検出感度（座標検出部４２の検出感度）が低下してしまう。
【００４１】
そこで、タッチパネルシステム１は、このようなノイズを除去する対策として、副センサ３２と減算部４１とを備えている。図２に基づいて、タッチパネルシステム１のノイズキャンセル処理について説明する。図２は、タッチパネルシステム１の基本処理であるノイズキャンセル処理を示すフローチャートである。
【００４２】
タッチパネルシステム１を起動すると、ドライブライン駆動回路５からドライブライン３５に一定周期で電位が印加される。使用者がタッチパネル３にタッチ操作を行うと、主センサ３１および副センサ３２の両センサが、減算部４１に信号を出力する。
【００４３】
ここで、表示装置２が発生するクロック等のノイズ、および、その他外来からのノイズは、タッチパネル３に反映される。このため、主センサ３１および副センサ３２では、各種ノイズ成分が検出される。すなわち、主センサ３１からの出力信号には、タッチ操作本来の信号に、ノイズ信号（ノイズ成分）が加算されている。一方、副センサ３２はタッチ操作を検出しないようになっている。このため、副センサ３２からの出力信号には、ノイズ信号（ノイズ成分）が含まれるが、タッチ操作の信号は含まれない（Ｆ２０１）。
【００４４】
タッチパネルシステム１では、主センサ３１と副センサ３２とが、互いに同一面内に設けられており、かつ、互いに隣接して設けられている。このため、主センサ３１の出力信号に含まれるノイズ信号値と、副センサ３２の出力信号に含まれるノイズ信号値とは、基本的に同じ値であるとみなすことができる。そこで、タッチパネルコントローラ４内に存在する減算部４１は、主センサ３１からの入力信号（信号値）から、副センサ３２からの入力信号（信号値）を減算する処理を実行する（Ｆ２０２）。つまり、減算部４１は、センスライン３３とサブセンスライン３４との差分をとる。これにより、主センサ３１からの出力信号から、ノイズ信号が除去される。従って、タッチ操作により生じたタッチ操作本来の信号値が得られることになる。
【００４５】
このようにして減算処理された信号（タッチ操作本来の信号）は、タッチパネルコントローラ４内に存在する座標検出部４２に出力される（Ｆ２０３）。これにより、タッチ操作本来の信号が、座標検出部４２に出力される。座標検出部４２は、タッチ操作本来の信号処理により、タッチ操作の有無を検出する。従って、座標検出部４２の検出感度（タッチ操作の有無の検出精度など）の低下を抑制することができる。
【００４６】
このように、タッチパネルシステム１では、減算部４１が、センスライン３３とサブセンスライン３４との差分をとり、多様なノイズ成分が含まれるセンスライン３３からの入力信号から、ノイズ成分をキャンセルする。つまり、減算部４１は、センスライン３３からの入力信号からノイズ信号を除去し、タッチ操作により生じた本来の信号を抽出する。従って、多様な種類のノイズを確実にキャンセルすることのできるタッチパネルシステム１を提供することができる。
【００４７】
一方、タッチパネルシステム１のノイズキャンセル処理を視覚的に示すと、図３のようになる。図３は、タッチパネルシステム１における減算部４１で処理される信号の波形を示す図である。図３の（ａ）は主センサ３１からの出力信号、図３の（ｂ）は副センサ３２からの出力信号、図３の（ｃ）は減算部４１で処理された信号を示している。図３に示す各信号は、使用者がタッチ操作したときの信号である。
【００４８】
タッチパネルシステム１では、使用者がタッチ操作を行うと、タッチ操作を検出する主センサ３１の容量が増加する（図３の（ａ））。つまり、主センサ３１（センスライン３３）からの出力信号値が増加する。しかし、タッチ操作されたときの主センサ３１からの出力信号には、タッチ操作本来の信号だけでなく、各種ノイズ（表示装置２が発生するクロック等のノイズ、外来からのノイズ）信号が加算されている。
【００４９】
一方、副センサ３２は、タッチ操作を検出しないため、副センサ３２（サブセンスライン）の容量は、タッチ操作によっては増加しない。つまり、副センサ３２からの出力信号には、タッチ操作の信号は含まれず、タッチパネル３に反映されたノイズ成分が含まれる（図３の（ｂ））。
【００５０】
減算部４１は、主センサ３１からの出力信号から、副センサ３２からの出力信号を減算する（図３の（ａ）の信号値−図３の（ｂ）の信号値）。この減算処理によって、図３の（ｃ）のような、主センサ３１からの出力信号から、副センサ３２から出力されたノイズ成分が除去される。従って、タッチ操作により生じたタッチ操作本来の信号が得られる。さらに、座標検出部４２には、タッチ操作本来の信号が入力されるため、タッチ操作の検出精度は低下しない。
【００５１】
以上のように、本実施形態のタッチパネルシステム１は、タッチパネル３上の同一面内（同一面上）に、主センサ３１と副センサ３２とが設けられている。これにより、主センサ３１および副センサ３２からのいずれの出力信号にも、タッチパネル３に反映された各種ノイズ信号が含まれる。さらに、減算部４１が、タッチ操作による信号とノイズ信号とを含む主センサ３１からの出力信号と、ノイズ信号を含む副センサ３２からの出力信号との差分をとる。これにより、主センサ３１の出力信号からノイズ成分が除去され、タッチ操作本来の信号が抽出される。従って、タッチパネル３に反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができる。
【００５２】
なお、特許文献１のタッチパネルシステムにおいて、除去対象となるノイズ成分は、ノイズ成分を含む信号中のＡＣ信号成分である。これに対し、タッチパネルシステム１においては、主センサ３１および副センサ３２からの出力信号に、各種ノイズ成分が含まれている。このため、タッチパネルシステム１において除去対象となるノイズ成分は、ＡＣ信号成分に限られない。従って、タッチパネルシステム１は、タッチパネル３に反映されるあらゆるノイズを全てキャンセルすることができる。
【００５３】
タッチパネルシステム１において、副センサ３２は、主センサ３１と共に、タッチパネル３の同一面内に設けられていればよい。これにより、主センサ３１および副センサ３２のいずれにおいても、タッチパネル３に反映されるノイズ成分（ノイズ信号）を検出することができる。ただし、副センサ３２は、タッチパネル３のタッチ操作を検出しないようになっていることが好ましい。この構成によれば、タッチ操作による信号が副センサ３２で検出されなくなるため、副センサ３２からの出力信号には、タッチ操作による信号が含まれない。これにより、減算部４１の減算処理によって、タッチ操作の信号値が低減されることはない。つまり、主センサ３１で検出されたタッチ操作の信号が低減されることなく、ノイズ成分が除去される。従って、タッチ操作の検出感度をより一層高めることができる。
【００５４】
タッチパネルシステム１のように、副センサ３２がタッチパネル３上の使用者がタッチ操作されない領域（非タッチ領域）に設けられている場合、タッチ操作による信号が副センサ３２で検出されなくなる。このため、副センサ３２は、使用者がタッチ操作することなく、タッチパネルに反映されたノイズを検出するが、タッチ操作による信号を検出しないようになっている。従って、副センサ３２が、タッチ操作を検出するのを確実に回避することができる。
【００５５】
副センサ３２によってノイズ成分を検出する上では、副センサ３２は、できる限り、主センサ３１の近くに設けられていることが好ましく、主センサ３１に隣接して設けられていることがより好ましい。これにより、主センサ３１と副センサ３２とが、ほぼ同一条件に配置される。特に、副センサ３２が、主センサ３１に隣接して設けられている場合、主センサ３１と副センサ３２とが、最も接近して配置される。このため、副センサ３２からの出力信号に含まれるノイズ信号値は、主センサ３１からの出力信号に含まれるノイズ信号値と同一であるとみなすことができる。これにより、減算部４１による減算処理によって、タッチパネル３に反映されたノイズ成分を、より確実に除去することができる。従って、タッチ操作の検出感度をより一層高めることができる。
【００５６】
本実施形態では、静電容量方式のタッチパネル３を備えたタッチパネルシステム１について説明した。しかし、タッチパネル３の動作原理（センサの動作方式）は、静電容量方式に限定されるものではない。例えば、抵抗膜方式、赤外線方式、超音波方式、または電磁誘導結合方式のタッチパネルを備えたタッチパネルシステムも、同様に、ノイズキャンセル機能を発揮する。また、表示装置２の種類も問わずに、ノイズキャンセル機能を発揮する。
【００５７】
本実施形態のタッチパネルシステム１は、タッチパネル式の各種電子機器に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビ、パソコン、携帯電話、デジタルカメラ、携帯ゲーム機、電子フォトフレーム、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、電子ブック、家電製品（電子レンジ，洗濯機等）、券売機、ＡＴＭ（Automated Teller Machine）、カーナビゲーション等を挙げることができる。これにより、タッチ操作の検出感度の低下を効果的に抑制することのできる電子機器を提供することができる。
【００５８】
〔実施の形態２〕
（１）タッチパネルシステム１ａの構成
図４は、本発明に係る別のタッチパネルシステム１ａの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ａの基本的な構成は、実施の形態１のタッチパネルシステム１と略同様である。以下では、タッチパネルシステム１との相違点を中心に、タッチパネルシステム１ａについて説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００５９】
タッチパネルシステム１ａは、タッチパネル３ａに設けられたセンサの構成が、タッチパネルシステム１と異なる。すなわち、タッチパネル３ａが、複数の主センサ３１からなる主センサ群３１ａ、および、複数の副センサ３２からなる副センサ群３２ａを備えている。タッチパネルシステム１ａは、使用者によるタッチ操作の有無だけでなく、使用者のタッチ操作の位置情報（座標）も検出する。
【００６０】
具体的には、タッチパネルシステム１ａでは、タッチパネル３ａは、タッチパネル３ａの同一面上（同一面内）に、主センサ群３１ａと、副センサ群３２ａとを備えている。主センサ群３１ａと、副センサ群３２ａとは、互いに隣接して設けられている。主センサ群３１ａおよび副センサ群３２ａは、いずれも静電容量方式のセンサから構成されている。
【００６１】
主センサ群（主センサ部）３１ａは、タッチパネル３ａ上のタッチ操作される領域（タッチ領域）に設けられており、使用者によるタッチパネル３ａのタッチ操作を検出する。主センサ群３１ａは、格子状に配置された複数の主センサ３１から構成されている。主センサ群３１ａは、Ｌ本（Ｌは２以上の整数）のセンスライン３３を備えている。各センスライン３３は、互いに平行に、かつ、等間隔に設けられている。各センスライン３３上には、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の主センサ３１が配置されている。
【００６２】
各センスライン３３の一端は、タッチパネルコントローラ４の減算部４１に接続されている。これにより、主センサ３１で検出された信号は、各センスライン３３を介して、減算部４１に出力される。つまり、主センサ３１で検出されたタッチ操作に応じた信号が、減算部４１に出力される。
【００６３】
副センサ群（副センサ部）３２ａは、タッチパネル３ａに反映されるノイズ成分を検出する。副センサ群３２ａは、タッチパネル３ａ上のタッチ操作されない領域（非タッチ領域）に設けられている。このため、副センサ群３２ａは、使用者がタッチ操作により接触することなく、タッチパネルシステム１ａで発生する各種ノイズを検出する。このように、副センサ群３２ａは、主センサ群３１ａとは異なり、タッチ操作に応じた信号は検出しないようになっている。つまり、副センサ群３２ａは、使用者がタッチ操作により接触することなく、センサに発生するノイズを検出するようになっている。副センサ群３２ａは、１本のサブセンスライン３４を備えている。サブセンスライン３４は、各センスライン３３に対して平行である（センスライン３３と同一方向に延びている）。サブセンスライン３４上には、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の副センサ３２が配置されている。つまり、各センスライン３３上に配置された主センサ３１の個数と、サブセンスライン３４上に配置された副センサ３２の個数とは、同一である。
【００６４】
サブセンスライン３４の一端は、タッチパネルコントローラ４の減算部４１に接続されている。これにより、副センサ群３２ａで検出された信号は、サブセンスライン３４を介して、減算部４１に出力される。
【００６５】
一方、タッチパネル３ａは、各センスライン３３およびサブセンスライン３４に直交するように交差した、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）のドライブライン３５を備えている。各ドライブライン３５は、互いに平行に、かつ、等間隔に設けられている。各ドライブライン３５上には、Ｌ個（Ｌは２以上の整数）の主センサ３１と、１個の副センサ３２とが配置されている。さらに、各センスライン３３またはサブセンスライン３４と、各ドライブライン３５との交差部分には、静電容量が形成されている。すなわち、各センスライン３３と各ドライブライン３５との間、および、サブセンスライン３４と各ドライブライン３５との間には、それぞれ、静電容量が形成されている。ドライブライン３５は、図示しないドライブライン駆動回路に接続されており、ドライブライン３５には、タッチパネルシステム１ａの起動時に、一定周期で電位が印加される。
【００６６】
このように、タッチパネル３ａでは、横方向に設けられたセンスライン３３およびサブセンスライン３４と、縦方向に設けられたドライブライン３５とが、二次元マトリクス状に配置されている。なお、センスライン３３、サブセンスライン３４、ドライブライン３５の本数、長さ、幅、間隔等は、タッチパネルシステム１ａの用途またはタッチパネル３ａのサイズ等により任意に設定することができる。
【００６７】
（２）タッチパネルシステム１ａのノイズ処理
タッチパネルシステム１ａは、タッチパネルコントローラ４で検出される静電容量の変化に基づいて、タッチ操作の有無およびタッチされた位置を検出する。しかし、タッチパネルシステム１ａにおいても、タッチパネルシステム１と同様に、各種ノイズの影響を受けやすい。このため、タッチ操作の検出感度（座標検出部の検出感度）が低下してしまう。具体的には、図５は、図４のタッチパネルシステム１ａにおいて、副センサ群３２ａを備えないタッチパネル３ｂを示す概略図である。図５のように、タッチパネル３ｂは、主センサ群３１ａのみを備え、副センサ群３２ａを備えていない。すなわち、図５のタッチパネル３ｂは、ノイズ対策前の構成である。この場合、タッチパネル３ｂが、各種ノイズの影響を受けてしまう。従って、各センスライン３３から出力された信号には、各種ノイズ成分が含まれ、タッチ操作の検出感度が低下してしまう。
【００６８】
そこで、タッチパネルシステム１ａでは、このようなノイズを除去する対策として、副センサ群３２ａと減算部４１とを備えている。図６に基づいて、タッチパネルシステム１ａのノイズキャンセル処理について説明する。図６は、タッチパネルシステム１ａの基本処理であるノイズキャンセル処理を示すフローチャートである。
【００６９】
タッチパネルシステム１ａを起動すると、ドライブライン３５に一定周期で電位が印加される。使用者がタッチパネル３ａにタッチ操作を行うと、主センサ群３１ａおよび副センサ群３２ａの両センサ群が、減算部４１に信号を出力する。具体的には、使用者がタッチ操作を行うと、タッチ位置に対応する特定の主センサ３１の容量が増加する。つまり、その主センサ３１（センスライン３３）からの出力信号値が増加する。タッチパネルシステム１ａは、各ドライブライン３５を駆動しつつ、センスライン３３およびサブセンスライン３４からの出力信号を、減算部４１に出力する。
【００７０】
より詳細には、表示装置２が発生するクロック等のノイズ、および、その他外来からのノイズは、タッチパネル３ａに反映される。このため、主センサ群３１ａおよび副センサ群３２ａでは、各種ノイズ成分が検出される。すなわち、主センサ群３１ａからの出力信号には、タッチ操作本来の信号に、ノイズ信号（ノイズ成分）が加算されている。一方、副センサ群３２ａはタッチ操作を検出しないようになっている。このため、副センサ群３２ａからの出力信号には、ノイズ信号（ノイズ成分）が含まれるが、タッチ操作の信号は含まれない（Ｆ５０１）。
【００７１】
タッチパネルシステム１ａでは、主センサ群３１ａと副センサ群３２ａとが、互いに同一面内に設けられており、かつ、互いに隣接して設けられている。このため、主センサ群３１ａの出力信号に含まれるノイズ信号値と、副センサ群３２ａの出力信号であるノイズ信号値とは、基本的に同じ値であるとみなすことができる。そこで、タッチパネルコントローラ４内に存在する減算部４１は、主センサ群３１ａからの入力信号（信号値）から、副センサ群３２ａからの入力信号（信号値）を減算する処理を実行する（Ｆ５０２）。つまり、減算部４１は、各センスライン３３とサブセンスライン３４との差分をとる。これにより、主センサ群３１ａからの出力信号から、ノイズ信号が除去される。従って、タッチ操作により生じたタッチ操作本来の信号値が得られることになる。
【００７２】
このようにして減算処理された信号は、タッチパネルコントローラ４内に存在する座標検出部４２に出力される（Ｆ５０３）。これにより、タッチ操作本来の信号が、座標検出部４２に出力される。座標検出部４２は、タッチ操作本来の信号処理により、タッチ操作の有無およびタッチ位置（座標）を検出する。従って、座標検出部４２の検出感度（タッチ操作の有無の検出精度、タッチ位置の検出感度など）の低下を抑制することができる。
【００７３】
なお、タッチパネルシステム１ａでは、タッチ位置に対応する特定の主センサ３１を含むセンスライン３３からの出力信号が、図３の（ａ）のような波形を有し、副センサ群３２ａ（サブセンスライン３４）からの出力信号が、図３の（ｂ）のような波形を有する。減算部４１は、主センサ群３１ａからの出力信号から、副センサ群３２ａからの出力信号を減算する。この減算処理によって、図３の（ｃ）のような、主センサ群３１ａからの出力信号から、副センサ群３２ａから出力されたノイズ成分が除去される。従って、タッチ操作により生じたタッチ操作本来の信号が得られる。さらに、座標検出部４２には、タッチ操作本来の信号が入力されるため、タッチ操作の検出精度もタッチ位置の検出精度も低下しない。このため、実際のタッチ位置と、座標検出部４２で検出された検出位置とのズレを小さくすることができる。
【００７４】
以上のように、タッチパネルシステム１ａは、ドライブライン３５を駆動しつつ、使用者がタッチ操作を行うことによる主センサ群３１ａの容量値の変化をセンスライン３３にて読み取る。また、ノイズ成分をサブセンスライン３４にて読み取る。さらに、減算部４１にて、センスライン３３とサブセンスライン３４との差分をとり、ノイズ成分を除去（キャンセル）することができる。
【００７５】
タッチパネルシステム１ａは、主センサ群３１ａが、縦方向および横方向にマトリクス状に配置された複数の主センサ３１から構成されている。これにより、タッチパネルシステム１と同様の効果に加えて、座標検出部４２にて、タッチされた座標を検出することができる。つまり、タッチ操作の有無と共に、タッチ位置（座標値）を検出することができる。
【００７６】
タッチパネルシステム１と同様に、タッチパネルシステム１ａにおいても、除去対象となるノイズ成分は、ＡＣ信号成分に限られない。従って、タッチパネルシステム１ａも、タッチパネル３ａに反映されるあらゆるノイズを全てキャンセルすることができる。
【００７７】
〔実施の形態３〕
（１）タッチパネルシステム１ｂの構成
図７は、本発明に係る別のタッチパネルシステム１ｂの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｂの基本的な構成は、実施の形態２のタッチパネルシステム１ａと略同様である。以下では、タッチパネルシステム１ａとの相違点を中心に、タッチパネルシステム１ｂについて説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１，２にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００７８】
タッチパネル３ｂは、実施の形態２のタッチパネルシステム１ａのタッチパネル３ａと同様の構成である。すなわち、タッチパネル３ｂは、複数本（図７では５本）のドライブライン３５と、各ドライブライン３５に交差する複数本（図７では７本）のセンスライン３３と、各ドライブライン３５に直交し、センスライン３３と平行な１本のサブセンスライン３４とを備えている。センスライン３３とドライブライン３５、および、サブセンスライン３４とドライブライン３５とは、それぞれ互いに絶縁され、かつ、容量結合している。
【００７９】
以下では、１本のサブセンスライン３４と、７本のセンスライン３３とからなる８本のセンス／サブセンス配列を、配列（１）〜配列（８）として区別して説明する。
【００８０】
タッチパネルコントローラ４は、入力側から順に、スイッチＳＷ、減算部４１、記憶部４５ａ〜４５ｄ、加算部４６を備えている。なお、図示しないが、タッチパネルコントローラ４は、座標検出部４２とＣＰＵ４３も備えている（図１）。このように、タッチパネルシステム１ｂは、タッチパネルコントローラ４の構成が、タッチパネルシステム１，１ａとは異なる。
【００８１】
スイッチＳＷは、センスライン３３またはサブセンスライン３４から減算部４１に入力される信号を切り替える。より詳細には、スイッチＳＷは、上下に２つの端子を備えており、一方の端子が選択される。図７は、スイッチＳＷが下側の端子を選択した状態である。
【００８２】
減算部４１は、スイッチＳＷで選択された配列（１）〜（８）の信号の差分信号処理を行う。すなわち、減算部４１は、隣接するセンスライン３３間の差分信号処理、および、隣接するセンスライン３３とサブセンスライン３４との差分信号処理を行う。例えば、図７のように、スイッチＳＷにより下側の端子が選択されている場合、減算部４１は、配列（８）−配列（７）、配列（６）−配列（５）、配列（４）−配列（３）、および配列（２）−配列（１）の各差分信号処理を行う。一方、図示しないが、スイッチＳＷにより上側の端子が選択されている場合、減算部４１は、配列（７）−配列（６）、配列（５）−配列（４）、および配列（３）−配列（２）の各差分信号処理を行う。
【００８３】
記憶部４５ａ〜４５ｄは、スイッチＳＷにより一方の端子が選択された場合の減算部４１による差分処理された信号（差分処理信号）を記憶する。記憶部４５ａ〜４５ｄに記憶された差分処理信号は、加算部４６に出力される。なお、スイッチＳＷにより他方の端子が選択された場合、差分処理信号は、記憶部４５ａ〜４５ｄを経由せず、直接加算部４６に出力される。
【００８４】
加算部４６は、減算部４１および記憶部４５ａ〜４５ｄから入力される、隣接するセンスライン３３の差分処理信号を加算し、加算処理した結果を出力する。また、加算部４６は、記憶部４５ａに記憶されたサブセンスライン３４とそれに隣接するセンスライン３３との差分処理信号（配列（２）−配列（１））を出力する。加算部４６は、最終的に、配列（２）−配列（１）、配列（３）−配列（１）、配列（４）−配列（１）、配列（５）−配列（１）、配列（６）−配列（１）、配列（７）−配列（１）、配列（８）−配列（１）の各信号を出力する。つまり、加算部４６から出力される信号は、センスライン３３に含まれるノイズ信号（配列（１）の信号）が除去されている。しかも、減算部４１は隣接するセンスライン３３間の差分信号処理を行っている。従って、ノイズ信号がより確実に除去された信号が、加算部４６から出力される。
【００８５】
（２）タッチパネルシステム１ｂのノイズ処理
図７および図８に基づいて、タッチパネルシステム１ｂのノイズ処理について説明する。図８は、タッチパネルシステム１ｂの基本処理であるノイズキャンセル処理を示すフローチャートである。
【００８６】
タッチパネルシステム１ｂを起動すると、ドライブライン３５に一定周期で電位が印加される。使用者がタッチパネル３ｂにタッチ操作を行うと、タッチ位置に対応する特定のセンスライン３３の容量が増加する。つまり、そのセンスライン３３からの出力信号値が増加する。タッチパネルシステム１ｂは、各ドライブライン３５を駆動しつつ、センスライン３３およびサブセンスライン３４からの出力信号を、タッチパネルコントローラ４に出力する。このように、タッチパネルシステム１ｂは、ドライブライン３５を駆動しつつ、センスライン３３およびサブセンスライン３４の容量変化を検出し、タッチ操作の有無およびタッチ位置を検出する。
【００８７】
より詳細には、表示装置２が発生するクロック等のノイズ、および、その他外来からのノイズは、タッチパネル３ｂに反映される。このため、主センサ群３１ａおよび副センサ群３２ａでは、各種ノイズ成分が検出される。すなわち、センスライン３３からの出力信号には、タッチ操作本来の信号に、ノイズ信号（ノイズ成分）が加算されている。一方、サブセンスライン３４はタッチ操作を検出しないようになっている。このため、サブセンスライン３４からの出力信号には、ノイズ信号（ノイズ成分）が含まれるが、タッチ操作の信号は含まれない（Ｆ６０１）。
【００８８】
次に、スイッチＳＷにおいて、下側の端子を選択する（Ｆ６０２）。そして、減算部４１において、センスライン３３（センスラインＳｎ）と、あるセンスライン３３に隣接する２つのセンスライン３３のうち、サブセンスライン３４に近い方のセンスライン（センスラインＳｎ＋１）との間の差分を取る（センスライン（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ：第１の差分）。このとき、サブセンスライン３４に最も近いセンスライン３３については、サブセンスライン３４との差分（第３の差分）を取る（Ｆ６０３）。
【００８９】
図７の配列（１）〜（８）の場合、減算部４１は、
・配列（２）−配列（１）（この差分値をＡとする）
・配列（４）−配列（３）（この差分値をＣとする）
・配列（６）−配列（５）（この差分値をＥとする）
・配列（８）−配列（７）（この差分値をＧとする）
の４つの差分信号処理を行う。つまり、ステップＦ６０３では、サブセンスライン３４を含む配列（１）〜（８）の差分信号処理を行う。
【００９０】
減算部４１で算出された差分値Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇは、記憶部４５ａ〜４５ｄに記憶される。すなわち、記憶部４５ａは差分値Ａ，記憶部４５ｂは差分値Ｃ、記憶部４５ｃは差分値Ｅ、記憶部４５ｄは差分値Ｇを、それぞれ記憶する（Ｆ６０４）。
【００９１】
次に、下側の端子が選択されているスイッチＳＷを、上側の端子を選択する（閉ざす）ように切り替える（Ｆ６０５）。そして、減算部４１において、Ｆ６０３と同様に処理する。すなわち、センスライン３３（センスラインＳｎ）と、あるセンスライン３３に隣接する２つのセンスライン３３のうち、サブセンスライン３４に遠い方のセンスライン（センスラインＳｎ−１）との間の差分信号処理（センスラインＳｎ−（Ｓｎ−１）：第２の差分）を行う。（Ｆ６０６）。
【００９２】
図７の配列（１）〜（８）の場合、減算部４１は、
・配列（３）−配列（２）（この差分値をＢとする）
・配列（５）−配列（４）（この差分値をＤとする）
・配列（７）−配列（６）（この差分値をＦとする）
の３つの差分信号処理を行う。つまり、ステップＦ６０６では、サブセンスライン３４を含まない配列（２）〜（７）の差分信号処理を行う。
【００９３】
次に、加算部４６は、ステップＦ６０６で求めた差分値Ｂ，Ｄ，Ｆと、記憶部４５ａ〜４５ｄに記憶された差分値Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇの加算処理を行う。つまり、スイッチＳＷにより下側の端子が選択された場合の差分値（差分値Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇ）と、上側の端子が選択された場合の差分値（差分値Ｂ，Ｄ，Ｆ）とを加算する（Ｆ６０７）。
【００９４】
図７の配列（１）〜（８）の場合、加算部４６は、まず記憶部４５ａに記憶された差分値Ａ（配列（２）−配列（１）信号）と、減算部４１から出力された差分値Ｂ（配列（３）−配列（２）信号）を加算する。この加算処理は、
差分値Ａ＋差分値Ｂ＝｛配列（２）−配列（１）｝＋｛配列（３）−配列（２）｝
＝配列（３）−配列（１）（この差分値を差分値Ｈとする）
となり、配列（３）−配列（１）信号が取得できる。加算部４６は、このような処理を順次進める。
【００９５】
すなわち、この差分値Ｈ（配列（３）−配列（１）信号）に、記憶部４５ｂに記憶された差分値Ｃ（配列（４）−配列（３）信号）を加算する。その結果、配列（４）−配列（１）信号（差分値Ｉ）が取得できる。
【００９６】
次に、この差分値Ｉ（配列（４）−配列（１）信号）に、減算部４１から出力された差分値Ｄ（配列（５）−配列（４）信号）を加算する。その結果、配列（５）−配列（１）信号（差分値Ｊ）が取得できる。
【００９７】
次に、この差分値Ｊ（配列（５）−配列（１）信号）に、記憶部４５ｃに記憶された差分値Ｅ（配列（６）−配列（５）信号）を加算する。その結果、配列（６）−配列（１）信号（差分値Ｋ）が取得できる。
【００９８】
次に、この差分値Ｋ（配列（６）−配列（１）信号）に、減算部４１から出力された差分値Ｆ（配列（７）−配列（６）信号）を加算する。その結果、配列（７）−配列（１）信号（差分値Ｌ）が取得できる。
【００９９】
次に、この差分値Ｌ（配列（７）−配列（１）信号）に、記憶部４５ｄに記憶された差分値Ｇ（配列（８）−配列（７）信号）を加算する。その結果、配列（８）−配列（１）信号（差分値Ｍ）が取得できる。
【０１００】
なお、記憶部４５ａに記憶された差分値Ａ（つまり、配列（２）−配列（１）信号）については、加算部４６で加算処理をされずに出力される。
【０１０１】
このように、加算部４６からは、
・配列（２）−配列（１）信号＝差分値Ａ
・配列（３）−配列（１）信号＝差分値Ｈ
・配列（４）−配列（１）信号＝差分値Ｉ
・配列（５）−配列（１）信号＝差分値Ｊ
・配列（６）−配列（１）信号＝差分値Ｋ
・配列（７）−配列（１）信号＝差分値Ｌ
・配列（８）−配列（１）信号＝差分値Ｍ
の各信号が出力される。
【０１０２】
図７においては、配列（２）〜配列（８）がセンスライン３３であり、配列（１）がサブセンスライン３４である。加算部４６による加算処理の結果、配列（２）〜配列（８）の各信号から、配列（１）の信号（ノイズ信号）が除去される。このため、加算部４６からの出力信号は、センスライン３３の信号に含まれるノイズ信号を除去したものとなり、タッチ操作により生じたタッチ操作本来の信号値が得られることになる。ノイズ信号が除去された加算部４６の出力信号は、タッチパネルコントローラ４内の座標検出部４２に出力される。つまり、タッチ操作本来の信号が、座標検出部４２に出力される（Ｆ６０８）。
【０１０３】
以上のように、タッチパネルシステム１ｂは、隣接するセンスライン３３間で差分信号値を取得する。つまり、ノイズの相関性がより高い隣接するセンスライン３３間の差分を取ることになる。さらに、各センスライン３３の出力信号から、サブセンスライン３４の信号（ノイズ信号）も除去される。従って、タッチパネルシステム１ｂは、第１、第２の実施の形態のタッチパネルシステム１，１ａに比べて、より確実にノイズを除去することができる。
【０１０４】
また、加算部４６の加算処理を、サブセンスライン３４側から順に（サブセンスライン３４からの距離が近い順に）行うことによって、加算処理結果を次の加算処理に利用しながら、加算処理を進め、ノイズを除去することができる。
【０１０５】
〔実施の形態４〕
本発明のタッチパネルシステムの駆動方法は、特に限定されるものではないが、直交系列駆動方式であることが好ましい。言い換えれば、ドライブライン３５を並列駆動することが好ましい。図９は、従来のタッチパネルシステムにおけるタッチパネルの駆動方式を示す図である。図１０は、本発明のタッチパネルシステムにおけるタッチパネルの駆動方式（直交系列駆動方式）を示す図である。
【０１０６】
図９は、タッチパネルから抽出した１つのセンスラインに、４つのセンサがある場合を示している。図９で示すように、従来のタッチパネルシステムは、ドライブラインの駆動に際し、駆動するドライブラインには＋Ｖボルトを印加し、ドライブラインを逐次駆動するようになっている。
【０１０７】
具体的には、１回目のドライブラインの駆動は、最も左側のセンサに＋Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの１回目の測定結果（Ｘ１）は、
Ｘ１＝Ｃ１×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。
【０１０８】
同様に、２回目のドライブラインの駆動は、左から２番目のセンサに＋Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの２回目の測定結果（Ｘ２）は、
Ｘ２＝Ｃ２×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。
【０１０９】
３回目のドライブラインの駆動は、左から３番目のセンサに＋Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの3回目の測定結果（Ｘ３）は、
Ｘ３＝Ｃ３×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。
【０１１０】
４回目のドライブラインの駆動は、最も右側のセンサに＋Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの4回目の測定結果（Ｘ４）は、
Ｘ４＝Ｃ４×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。
【０１１１】
これに対し、図１０も図９と同様に、タッチパネルから抽出した１つのセンスラインに、４つのセンサがある場合を示している。図１０のように、直交系列駆動方式の場合、ドライブラインの駆動に際し、全てのドライブラインに、＋Ｖボルト、あるいは、−Ｖボルトを印加する。つまり、直交系列駆動方式では、ドライブラインが並列駆動される。
【０１１２】
具体的には、１回目のドライブラインの駆動は、全てのセンサに＋Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの１回目の測定結果（Ｙ１）は、
Ｙ１＝（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。
【０１１３】
２回目のドライブラインの駆動は、最も左側のセンサに＋Ｖボルト、左から２番目のセンサに−Ｖボルト、左から３番目のセンサに＋Ｖボルト、最も右側のセンサに−Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの2回目の測定結果（Ｙ２）は、
Ｙ２＝（Ｃ１−Ｃ２＋Ｃ３−Ｃ４）×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。
【０１１４】
３回目のドライブラインの駆動は、最も左側のセンサに＋Ｖボルト、左から２番目のセンサに＋Ｖボルト、左から3番目のセンサに−Ｖボルト、最も右側のセンサに−Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの３回目の測定結果（Ｙ３）は、
Ｙ３＝（Ｃ１＋Ｃ２−Ｃ３−Ｃ４）×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。
【０１１５】
４回目のドライブラインの駆動は、最も左側のセンサに＋Ｖボルト、左から２番目のセンサに−Ｖボルト、左から３番目のセンサに−Ｖボルト、最も右側のセンサに＋Ｖボルトを印加する。これにより、Ｖｏｕｔの４回目の測定結果（Ｙ４）は、
Ｙ４＝（Ｃ１−Ｃ２−Ｃ３＋Ｃ４）×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。
【０１１６】
図１０において、容量値（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）の値は、出力系列（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４）と直交符号ｄｉとの内積演算により求めることが可能である。この式が成立するのは、直交符号ｄｉの直交性のためである。ここで符号ｄｉとは、各ドライブラインに印加した正負の電圧の符号を示す。すなわち、符号ｄ１は、最も左側のセンサに印加した電圧の符号であり、「＋１，＋１，＋１，＋１」となる。符号ｄ２は、左から２番目のセンサに印加した電圧の符号であり、「＋１，−１，＋１，−１」となる。符号ｄ３は左から３番目のセンサに印加した電圧の符号であり、「＋１，＋１，−１，−１」となる。符号ｄ４は最も右側のセンサに印加した電圧の符号であり、「＋１，−１，−１，＋１」となる。
【０１１７】
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の値を、出力系列Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４と、符号ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４との内積演算により求めると、
Ｃ１＝１×Ｙ１＋１×Ｙ２＋1×Ｙ３＋１×Ｙ４＝４Ｃ１×Ｖ／Ｃｉｎｔ
Ｃ２＝１×Ｙ１＋（−１）×Ｙ２＋１×Ｙ３＋（−１）×Ｙ４＝４Ｃ２×Ｖ／Ｃｉｎｔ
Ｃ３＝１×Ｙ１＋１×Ｙ２＋（−１）×Ｙ３＋（−１）×Ｙ４＝４Ｃ３×Ｖ／Ｃｉｎｔ
Ｃ４＝１×Ｙ１＋（−１）×Ｙ２＋（−１）×Ｙ３＋（−１）×Ｙ４
＝４Ｃ３×Ｖ／Ｃｉｎｔ
となる。
【０１１８】
このように、符号ｄｉの直交性により、符号ｄｉと出力系列Ｙｉとの内積演算によりＣｉが求められる。この結果を、図９に示す従来の駆動方式と比較すると、同一の駆動回数で４倍の値を検出できることとなる。図１１は、図９の駆動方式のタッチパネルによって、図１０の駆動方式のタッチパネルと同等の感度を得るために必要な処理を示す図である。図１１のように、図９の駆動方式で、図１０の駆動方式と同等の感度を得るためには、同一ドライブラインの駆動を４回繰り返し、その結果を加算する必要がある。すなわち、ドライブラインの駆動時間は、４倍となる。逆に言えば、図１０に示す駆動方式によって、図９に示す従来の駆動方式と同等の感度を得るためには、ドライブラインの駆動時間が、図９に示す駆動方式の場合の１／４に短縮される。従って、タッチパネルシステムの省電力化が可能となる。
【０１１９】
図１２は、このような直交系列駆動方式のタッチパネル３を備えたタッチパネルシステム１ｃを示す概略図である。すなわち、図１２のタッチパネルシステム１ｃは、図１０で示した４本のドライブライン、１本のセンスラインを一般化して示している。
【０１２０】
具体的には、タッチパネルシステム１ｃは、Ｍ本のドライブライン３５とＬ本のセンスライン３３（Ｍ，Ｌはいずれも自然数）の間に、マトリクス状に静電容量が形成されている。タッチパネルシステム１ｃでは、これら静電容量のマトリックスＣｉｊ（ｉ＝１，．．．，Ｍ，ｊ＝１，．．．，Ｌ）に対し、＋１と−１から構成される互いに直交する符号長Ｎの符号ｄｉ＝（ｄｉ１，．．．，ｄｉＮ）（ｉ＝１，．．．，Ｍ）を用いて、＋１の場合は＋Ｖボルト、−１の場合は−ＶボルトになるようにＭ本のドライブライン３５を並列に全て同時に駆動する。そして、センスライン３３毎に読み出した出力系列ｓｊ＝（ｓｊ１，．．．，ｓｊＮ）（ｊ＝１，．．．，Ｌ）と、符号ｄｉとの内積演算ｄｉ・ｓｊ＝Σ（ｋ＝１，．．．，Ｎ）ｄｉｋ・ｓｊｋにより、容量値Ｃｉｊを推定するようになっている。タッチパネルシステム１ｃは、このような内積演算を行うために、電荷積分器（演算部）４７を備えている。電荷積分器４７からの出力信号（Ｖｏｕｔ）の信号強度は、
Ｖｏｕｔ＝Ｃｆ×Ｖｄｒｉｖｅ×Ｎ／Ｃｉｎｔ
によって求められる。
【０１２１】
出力系列ｓｊは、
ｓｊ＝（ｓｊ１，．．．，ｓｊＮ）
＝（Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）Ｃｋｊ×ｄｋ１，．．．，Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）Ｃｋｊ×ｄｋＮ）×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ）
＝（Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）Ｃｋｊ×（ｄｋ１，．．．，ｄｋＮ）×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ）
＝Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）（Ｃｋｊ×ｄｋ）×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ）
となる。
【０１２２】
符号ｄｉと出力系列ｓｊとの内積は、
ｄｉ・ｓｊ＝ｄｉ・（Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）（Ｃｋｊ×ｄｋ）×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ））
＝Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）（Ｃｋｊ×ｄｉ・ｄｋ）×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ）
＝Σ（ｋ＝１，．．．，Ｍ）（Ｃｋｊ×Ｎ×δｉｋ）×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ）  ［δｉｋ＝１ ｉｆ ｉ=k, 0 if else］
＝Ｃｉｊ×Ｎ×（Ｖｄｒｉｖｅ／Ｃｉｎｔ）
となる。
【０１２３】
このように、タッチパネルシステム１ｃによれば、直交系列駆動方式によりタッチパネル３を駆動する。このため、符号ｄｉと出力系列ｓｊとの内積を算出することにより、容量Ｃｉｊの信号がＮ（符号長）倍されて求まると一般化される。この駆動方式による効果は、ドライブライン３５の本数Ｍに依存せず、キャパシタの信号強度はＮ倍になる。また、逆に言えば、直交系列駆動方式を採用することによって、図９に示す従来の駆動方式と同等の感度を得るためには、ドライブラインの駆動時間が、図９に示す駆動方式の場合の１／Ｎに短縮される。つまり、ドライブラインの駆動回数を減らすことができる。従って、タッチパネルシステム１ｃの省電力化が可能となる。
【０１２４】
〔実施の形態５〕
図１３は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｄの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｄは、上述した図７で示されるノイズキャンセル機能付きタッチパネルシステム１ｂに対し、図１０，図１２で示されるタッチパネルシステム１ｃにおけるドライブライン３５の直交系列駆動方式を適用したものである。タッチパネルシステム１ｄの動作については、上述したタッチパネルシステム１ｂ，１ｃと同様であるため、説明を省略する。
【０１２５】
タッチパネルシステム１ｄによれば、隣接するセンスライン３３間で差分信号値を取得する。つまり、ノイズの相関性がより高い隣接するセンスライン３３間の差分を取ることになる。さらに、各センスライン３３の出力信号から、サブセンスライン３４の信号（ノイズ信号）も除去される。従って、タッチパネルシステム１ｄは、第１、第２の実施の形態のタッチパネルシステム１，１ａに比べて、より確実にノイズを除去することができる。さらに、容量Ｃｉｊの信号が、Ｎ（符号長）倍されて求まるため、ドライブライン３５の数に依存せず、キャパシタの信号強度がＮ倍になる。また、直交系列駆動方式を採用することによって、図９に示す従来の駆動方式と同等の感度を得るためには、ドライブラインの駆動時間が、図９に示す駆動方式の場合の１／Ｎに短縮される。つまり、ドライブラインの駆動回数を減らすことができる。従って、タッチパネルシステム１ｄの省電力化が可能となる。
【０１２６】
〔実施の形態６〕
図１４は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｅの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｅは、減算部４１の構成が異なる。
【０１２７】
タッチパネル３ｂのセンスライン３３、サブセンスライン３４からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１は、ＡＤ変換部（第１のＡＤ変換部）４８とデジタル減算器（図示せず）とを備えている。
【０１２８】
これにより、タッチパネル３ｂからの出力信号（アナログ信号）は、減算部４１のＡＤ変換部４８にて、デジタル信号に変換される。デジタル減算器は、変換されたデジタル信号を用いて、図７のタッチパネルシステム１ｂと同様に減算処理を行う。
【０１２９】
このように、タッチパネルシステム１ｅは、タッチパネル３ｂから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換した後、減算処理を行うことにより、ノイズを除去することができる。
【０１３０】
〔実施の形態７〕
図１５は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｆの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｆは、減算部４１の構成が異なる。
【０１３１】
タッチパネル３ｂのセンスライン３３、サブセンスライン３４からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１は、差動増幅器４９とＡＤ変換部４８とを備えている。
【０１３２】
これにより、差動増幅器４９は、タッチパネル３ｂからの出力信号（アナログ信号）を、アナログ信号のまま、図７のタッチパネルシステム１ｂと同様に減算処理を行う。ＡＤ変換部４８（第２のＡＤ変換部）は、減算処理されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。
【０１３３】
このように、タッチパネルシステム１ｆは、タッチパネル３ｂから出力されるアナログ信号を、アナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。
【０１３４】
〔実施の形態８〕
図１６は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｇの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｇは、減算部４１の構成が異なる。タッチパネルシステム１ｇは、図１５のタッチパネルシステム１ｆにおける差動増幅器４９の代わりに、全差動増幅器５０を備えている。
【０１３５】
タッチパネル３ｂのセンスライン３３、サブセンスライン３４からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１は、全差動増幅器５０とＡＤ変換部４８とを備えている。
【０１３６】
これにより、全差動増幅器５０は、タッチパネル３ｂからの出力信号（アナログ信号）を、アナログ信号のまま、図７のタッチパネルシステム１ｂと同様に減算処理を行う。ＡＤ変換部４８は、減算処理されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。
【０１３７】
図１７は、全差動増幅器５０の一例を示す回路図である。全差動増幅器５０は、差動増幅器に対称に、２対の静電容量およびスイッチが配置されている。具体的には、非反転入力端子（＋）と反転入力端子（−）とには、隣接するセンスライン３３からの信号が入力される。差動増幅器の反転出力端子（−）と非反転入力端子（＋）との間、および、差動増幅器の非反転出力端子（＋）と反転入力端子（−）の間には、同じ容量（フィードバック容量）が接続されている。さらに、反転出力端子（−）と非反転入力端子（＋）との間、および、非反転出力端子（＋）と反転入力端子（−）との間には、それぞれスイッチが接続されている。
【０１３８】
このように、タッチパネルシステム１ｇは、タッチパネル３ｂから出力されるアナログ信号を、アナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。
【０１３９】
〔実施の形態９〕
図１８は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｈの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｈは、減算部４１の構成及びタッチパネル３ｂの駆動方式が異なる。タッチパネルシステム１ｈは、図１５のタッチパネルシステム１ｆにおける差動増幅器４９の代わりに、全差動増幅器５０を備えている。
【０１４０】
タッチパネル３ｂのセンスライン３３、サブセンスライン３４からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１は、全差動増幅器５０とＡＤ変換部４８とを備えている。
【０１４１】
これにより、全差動増幅器５０は、タッチパネル３ｂからの出力信号（アナログ信号）を、アナログ信号のまま、図７のタッチパネルシステム１ｂと同様に減算処理を行う。ＡＤ変換部４８は、減算処理されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。
【０１４２】
さらに、タッチパネルシステム１ｈにおいて、タッチパネル３ｂの駆動方式として、図１０，図１２，図１３で示す直交系列駆動方式を適用している。この場合、図１０に示すように、４本のドライブラインを駆動する電圧は、２回目〜４回目の場合は＋Ｖの印加と−Ｖの印加が同数の２回であるのに対し、１回目の場合は＋Ｖの印加が４回となっている。このため、１回目の出力系列Ｙ１の出力値が、２〜４回目の出力系列Ｙ２〜Ｙ４の出力値と比して大きくなる。このため、２〜４回目の出力系列Ｙ２〜Ｙ４の出力値に、ダイナミックレンジを合わせると、１回目の出力系列Ｙ１が飽和してしまうことになる。
【０１４３】
そこで、タッチパネルシステム１ｈの減算部４１は、全差動増幅器５０を備えている。さらに、全差動増幅器５０は、入力コモンモード電圧範囲が、レールトゥレール動作するものを採用している。つまり、この全差動増幅器５０は、コモンモード入力レンジが広い。これにより、全差動増幅器５０が、電源電圧（Ｖｄｄ）からＧＮＤまでの電圧範囲で動作可能となる。また、全差動増幅器５０への入力信号の差分が増幅される。従って、どのような直交系列駆動方式のタッチパネル３ｂを組み合わせても、全差動増幅器５０からの出力信号に、出力飽和の問題が生じない。なお、全差動増幅器５０の一例は、上述した図１７の通りである。
【０１４４】
このように、タッチパネルシステム１ｈは、タッチパネル３ｂから出力されるアナログ信号を、アナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。さらに、レールトゥレール（rail to rail）動作可能な全差動増幅器５０を備えているため、全差動増幅器５０からの出力信号に、出力飽和の問題が生じない。
【０１４５】
〔実施の形態１０〕
実施の形態１〜９では、副センサ３２（サブセンスライン３４）を備えたタッチパネルシステムについて説明した。しかし、本発明のタッチパネルシステムにおいて、副センサ３２は、必須の構成ではない。本実施形態では、副センサ３２を備えていないタッチパネルパネルシステムについて説明する。
【０１４６】
図２０は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｉの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｉは、互いに隣接するセンスライン３３の差分信号を算出する減算部４１ａを備えている。
【０１４７】
より具体的には、タッチパネル３ｃは、複数本（図２０では５本）のドライブライン３５と、各ドライブライン３５に交差する複数本（図２０では８本）のセンスライン３３とを備えている。センスライン３３とドライブライン３５とは、それぞれ互いに絶縁され、かつ、容量結合している。
【０１４８】
タッチパネルコントローラ４は、入力側から順に、スイッチＳＷ、減算部４１ａ、記憶部４５ａ〜４５ｄを備えている。なお、図示しないが、タッチパネルコントローラ４は、座標検出部４２とＣＰＵ４３も備えている（図１参照）。
【０１４９】
減算部４１ａは、主センサ３１から出力された信号を受信するための入力端子（主センサ出力用の入力端子）を備えている。減算部４１ａは、主センサ３１からの信号を受信し、互いに隣接するセンスライン３３の信号を減算し、差分値（差分信号）を算出する。減算部４１ａで減算処理された信号は、座標検出部４２（図１参照）に出力される。
【０１５０】
このように、タッチパネルシステム１ｉは、副センサ３２（サブセンスライン３４）を備えない点、および、減算部４１ａの処理が、上述の実施形態のタッチパネルシステムと異なる。
【０１５１】
スイッチＳＷは、センスライン３３から減算部４１ａに入力される信号を切り替える。より詳細には、スイッチＳＷは、上下に２つの端子を備えており、一方の端子が選択される。図２０は、スイッチＳＷが下側の端子を選択した状態である。
【０１５２】
減算部４１ａは、スイッチＳＷで選択された配列（１）〜（８）の信号の差分信号処理を行う。すなわち、減算部４１ａは、隣接するセンスライン３３間の差分信号処理を行う。例えば、図２０のように、スイッチＳＷにより下側の端子が選択されている場合、減算部４１ａは、配列（８）−配列（７）、配列（６）−配列（５）、配列（４）−配列（３）、および配列（２）−配列（１）の各差分信号処理を行う。一方、図示しないが、スイッチＳＷにより上側の端子が選択されている場合、減算部４１ａは、配列（７）−配列（６）、配列（５）−配列（４）、および配列（３）−配列（２）の各差分信号処理を行う。
【０１５３】
記憶部４５ａ〜４５ｄは、スイッチＳＷにより一方の端子が選択された場合の減算部４１ａによる差分処理された信号（差分処理信号）を記憶する。なお、スイッチＳＷにより他方の端子が選択された場合、差分処理信号は、記憶部４５ａ〜４５ｄを経由せず、直接出力される。
【０１５４】
（２）タッチパネルシステム１ｉのノイズ処理
図２０および図２１に基づいて、タッチパネルシステム１ｉのノイズ処理について説明する。図２１は、タッチパネルシステム１ｉの基本処理であるノイズキャンセル処理を示すフローチャートである。
【０１５５】
タッチパネルシステム１ｉを起動すると、ドライブライン３５に一定周期で電位が印加される。使用者がタッチパネル３ｃにタッチ操作を行うと、タッチ位置に対応する特定のセンスライン３３の容量が変化する。つまり、そのセンスライン３３からの出力信号値が変化する。タッチパネルシステム１ｉは、各ドライブライン３５を駆動しつつ、センスライン３３からの出力信号を、タッチパネルコントローラ４に出力する。このように、タッチパネルシステム１ｉは、ドライブライン３５を駆動しつつ、センスライン３３の容量変化を検出し、タッチ操作の有無およびタッチ位置を検出する。
【０１５６】
より詳細には、表示装置２が発生するクロック等のノイズ、および、その他外来からのノイズは、タッチパネル３ｃに反映される。このため、主センサ群３１ｂでは、各種ノイズ成分が検出される。すなわち、センスライン３３からの出力信号には、タッチ操作本来の信号に、ノイズ信号（ノイズ成分）が加算されている（Ｆ７０１）。
次に、スイッチＳＷにおいて、下側の端子を選択する（Ｆ７０２）。そして、減算部４１ａにおいて、センスライン３３（センスラインＳｎ）と、あるセンスライン３３に隣接する２つのセンスライン３３のうち、一方のセンスライン（センスラインＳｎ＋１）との間の差分を取る（センスライン（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ：第１の差分）（Ｆ７０３）。
【０１５７】
図２０の配列（１）〜（８）の場合、減算部４１ａは、
・配列（２）−配列（１）（この差分値をＡとする）
・配列（４）−配列（３）（この差分値をＣとする）
・配列（６）−配列（５）（この差分値をＥとする）
・配列（８）−配列（７）（この差分値をＧとする）
の４つの差分信号処理を行う。つまり、ステップＦ７０３では、センスライン３３における配列（１）〜（８）の差分信号処理を行う。
【０１５８】
減算部４１ａで算出された差分値Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇは、記憶部４５ａ〜４５ｄに記憶される。すなわち、記憶部４５ａは差分値Ａ，記憶部４５ｂは差分値Ｃ、記憶部４５ｃは差分値Ｅ、記憶部４５ｄは差分値Ｇを、それぞれ記憶する（Ｆ７０４）。
【０１５９】
次に、下側の端子が選択されているスイッチＳＷを、上側の端子を選択する（閉ざす）ように切り替える（Ｆ７０５）。そして、減算部４１ａにおいて、Ｆ７０３と同様に処理する。すなわち、センスライン３３（センスラインＳｎ）と、あるセンスライン３３に隣接する２つのセンスライン３３のうち、他方のセンスライン（センスラインＳｎ−１）との間の差分信号処理（センスラインＳｎ−（Ｓｎ−１）：第２の差分）を行う。（Ｆ７０６）。
【０１６０】
図２０の配列（１）〜（８）の場合、減算部４１ａは、
・配列（３）−配列（２）（この差分値をＢとする）
・配列（５）−配列（４）（この差分値をＤとする）
・配列（７）−配列（６）（この差分値をＦとする）
の３つの差分信号処理を行う。つまり、ステップＦ７０６では、配列（２）〜（７）の差分信号処理を行う。
【０１６１】
以上のように、タッチパネルシステム１ｉは、隣接するセンスライン３３間で差分信号値を取得する。つまり、ノイズの相関性がより高い隣接するセンスライン３３間の差分を取ることとなる。すなわち、主センサ群３１ｂの出力信号からノイズ成分が除去され、タッチ操作本来の信号が抽出される。従って、タッチパネル３ｃに反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができる。
【０１６２】
〔実施の形態１１〕
図２２は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｊの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｊは、上述した図２０で示されるノイズキャンセル機能付きタッチパネルシステム１ｉに対し、ドライブライン３５を並列駆動するドライブライン駆動回路（図示せず）を適用したものである。さらに、タッチパネルシステム１ｊは、減算部４１ａで算出された静電容量の差分値を、復号化する復号部５８と、非タッチ操作時に復号部５８で復号化された静電容量の差分分布を記憶する非タッチ操作時情報記憶部６１と、タッチ操作時に復号部５８で復号化された静電容量の差分分布を較正する較正部６２とを備えている。タッチパネルシステム１ｊの動作については、上述したタッチパネルシステム１ｉと同様であるため、説明を省略する。そこで、以下では、減算部４１ａ復号部５８、非タッチ操作時情報記憶部６１、および較正部６２での処理を中心に説明する。また、以下では、並列駆動のための符号列として、直交系列またはＭ系列を用いる例について説明する。
【０１６３】
具体的には、ドライブラインの1番目からＭ番目までを並列駆動する符号系列（成分は１または−１）を、
ｄ１ ＝ （ｄ１１，ｄ１２，・・・，ｄ１Ｎ）
ｄ２ ＝ （ｄ２１，ｄ２２，・・・，ｄ２Ｎ） 
・
・
・
ｄＭ ＝ （ｄＭ１，ｄＭ２，・・・，ｄＭＮ）
とする。以下のこの系列を、直交系列、あるいは、符号長Ｎ（＝２＾ｎ−１）のＭ系列をシフトした系列とする。このような系列では、以下の式が成立するという性質を有する。
【０１６４】
【数１】
0005620018.tif 000002
【０１６５】
この系列に対応するセンスライン３３の差分出力系列「Ｓｊ, Ｐ(ｊ＝１,..,[Ｌ／２], Ｐ＝１，２）（Ｌはセンスライン３３の数、[ｎ]＝ｎの整数部分）」を、
Ｓｊ，１：スイッチＳＷが下側の時のｄ１〜 ｄＭに対する出力系列
Ｓｊ，２：スイッチＳＷが上側の時のｄ１〜 ｄＭに対する出力系列
と定義する。
【０１６６】
また、ドライブラインが延びる方向（センスライン３３が配列する方向）の容量値の差分分布「（∂ｓＣ）ｋｊ，Ｐ（ｋ＝１,…,Ｍ, ｊ＝１,..,[L/2], P=1, 2）」を、
（∂ｓＣ）ｋｊ，１＝Ｃｋ，２ｊ − Ｃｋ，２ｊ−１
（∂ｓＣ）ｋｊ，２＝Ｃｋ，２ｊ＋１ − Ｃｋ，２ｊ
と定義する。
【０１６７】
この場合、並列駆動による容量のドライブライン３５が延びる方向の差分出力は、以下の式のようになる。
【０１６８】
【数２】
0005620018.tif 000003
【０１６９】
復号部５８は、減算部４１ａで算出された静電容量の差分値（つまりドライブライン３５が延びる方向の容量値の差分分布）を復号化する。具体的には、ドライブライン３５を並列駆動する符号系列と、この系列に対応するセンスライン３３の差分出力系列との内積を演算する。従って、復号部５８による復号後の内積値は、以下の式のようになる。
【０１７０】
【数３】
0005620018.tif 000004
【０１７１】
このように、復号部５８では、復号後の内積値ｄｉ・ｓｊ，Ｐ の主成分として、ドライブライン３５が延びる方向の容量値の差分分布（∂ｓＣ）ｋｊ，ＰがＮ倍され算出される。従って、内積値ｄｉ・ｓｊ，Ｐ を、ドライブライン３５が延びる方向の容量値の差分分布（∂ｓＣ）ｉｊ，Ｐの推定値とすることにより、その容量値の信号強度をＮ倍（符号長倍）にした読み出しが可能になる。
【０１７２】
一方、上述のように、センスライン３３の差分出力系列Ｓｊ，Ｐ（Ｐ＝１，２）を定義することによって、隣り合うセンスライン３３に共通に重畳されるコモンモードノイズは、キャンセルされる。従って、ＳＮＲが高い差分容量の読み出しが可能となる。
【０１７３】
以上のように、タッチパネルシステム１ｊによれば、タッチパネル３ｃが並列駆動され、復号部５８が、減算部４１ａで算出された静電容量の差分値を、復号化する。これにより、静電容量の信号が符号長倍（Ｎ倍）されて求まるため、ドライブライン３５の数に依存せず、静電容量の信号強度が高まる。また、図９に示す従来の駆動方式と同等の信号強度で良ければ、ドライブライン３５の駆動時間が、図９に示す駆動方式の場合の１／Ｎに短縮される。つまり、ドライブライン３５の駆動回数を減らすことができる。従ってタッチパネルシステム１ｊの省電力化が可能となる。
【０１７４】
また、タッチパネルシステム１ｊにおいて、較正部６２が、タッチ操作時に算出された互いに隣接するセンスライン３３の差分（すなわち、タッチパネル３ｃ全体における差分値の分布）から、非タッチ操作時に算出された互いに隣接するセンスライン３３の差分（＝タッチパネル全体における差分値の分布）を減算することが好ましい。すなわち、上述のような差分信号処理を、タッチ操作前後で行うと共に、タッチ操作前後の差分値信号を減算することが好ましい。例えば、タッチ操作の無い初期状態（非タッチ操作時）の差分分布（∂ｓＣ）ｋｊ，Ｐの推定値を非タッチ操作時情報記憶部６１に記憶しておく。そして、較正部６２が、タッチ操作時の差分分布（∂ｓＣ）ｋｊの推定値から、非タッチ操作時情報記憶部６１に記憶された非タッチ操作時の差分分布（∂ｓＣ）ｋｊ，Ｐの推定値を差し引く。このように、較正部６２は、タッチ操作時の静電容量の差分分布から、非タッチ操作時情報記憶部６１に記憶された非タッチ操作時の静電容量の差分分布を減算する（タッチ操作時の差分値信号−非タッチ操作時の差分値信号）。従って、タッチパネル３ｃに内在するオフセットをキャンセルすることができる。
【０１７５】
このように、タッチパネルシステム１ｊでは、タッチパネル３ｃに内在する容量バラツキに起因する差成分は無くなり、タッチ操作に起因する差成分のみが検出される。Ｍ系列の場合は、直交系列では入らない誤差成分（δi j ＝-1/N if else i≠j)の混入がある。しかし、この誤差成分はタッチ操作に起因するものだけになるため、Ｎ＝６３または１２７のようにＮを大きくすれば、ＳＮＲの劣化は少ない。
【０１７６】
〔実施の形態１２〕
図２３は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｋの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｋは、減算部４１ａの構成が異なる。
【０１７７】
タッチパネル３ｃのセンスライン３３からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１ａは、ＡＤ変換部（第３のＡＤ変換部）４８ａとデジタル減算器（図示せず）とを備えている。
【０１７８】
これにより、タッチパネル３ｃからの出力信号（アナログ信号）は、減算部４１ａのＡＤ変換部４８ａにて、デジタル信号に変換される。デジタル減算器は、変換されたデジタル信号を用いて、図２０のタッチパネルシステム１ｉ，１ｊと同様に減算処理を行う。
【０１７９】
このように、タッチパネルシステム１ｋは、タッチパネル３ｃから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換した後、減算処理を行うことにより、ノイズを除去することができる。
【０１８０】
〔実施の形態１３〕
図２４は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｍの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｍは、減算部４１ａの構成が異なる。
【０１８１】
タッチパネル３ｃのセンスライン３３からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１ａは、差動増幅器４９とＡＤ変換部４８ａ（第４のＡＤ変換部）とを備えている。
【０１８２】
これにより、差動増幅器４９は、タッチパネル３ｃからの出力信号（アナログ信号）を、アナログ信号のまま、図２０のタッチパネルシステム１ｉと同様に減算処理を行う。ＡＤ変換部４８ａは、減算処理されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。
【０１８３】
このように、タッチパネルシステム１ｍは、タッチパネル３ｃから出力されるアナログ信号を、アナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。
【０１８４】
〔実施の形態１４〕
図２５は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｎの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｎは、減算部４１ａの構成が異なる。タッチパネルシステム１ｎは、図２４のタッチパネルシステム１ｍにおける差動増幅器４９の代わりに、全差動増幅器５０を備えている。
【０１８５】
タッチパネル３ｃのセンスライン３３からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１ａは、全差動増幅器５０とＡＤ変換部４８ａとを備えている。
【０１８６】
これにより、全差動増幅器５０は、タッチパネル３ｃからの出力信号（アナログ信号）を、アナログ信号のまま、図２０のタッチパネルシステム１ｉと同様に減算処理を行う。ＡＤ変換部４８ａは、減算処理されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。
【０１８７】
このように、タッチパネルシステム１ｎは、タッチパネル３ｃから出力されるアナログ信号を、アナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。
【０１８８】
〔実施の形態１５〕
図２６は、本実施形態に係るタッチパネルシステム１ｏの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１ｏは、減算部４１ａの構成が異なる。タッチパネルシステム１ｏは、図２６のタッチパネルシステム１ｍにおける差動増幅器４９の代わりに、全差動増幅器５０を備えている。
【０１８９】
タッチパネル３ｃのセンスライン３３からの出力信号は、アナログ信号である。そこで、減算部４１ａは、全差動増幅器５０とＡＤ変換部４８ａとを備えている。
【０１９０】
これにより、全差動増幅器５０は、タッチパネル３ｃからの出力信号（アナログ信号）を、アナログ信号のまま、図２０のタッチパネルシステム１ｉと同様に減算処理を行う。ＡＤ変換部４８ａは、減算処理されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。
【０１９１】
さらに、タッチパネルシステム１ｏにおいて、タッチパネル３ｃの駆動方式として、図１０，図１２，図２２で示す直交系列駆動方式を適用している。この場合、図１０に示すように、４本のドライブラインを駆動する電圧は、２回目〜４回目の場合は＋Ｖの印加と−Ｖの印加が同数の２回であるのに対し、１回目の場合は＋Ｖの印加が４回となっている。このため、１回目の出力系列Ｙ１の出力値が、２〜４回目の出力系列Ｙ２〜Ｙ４の出力値と比して大きくなる。このため、２〜４回目の出力系列Ｙ２〜Ｙ４の出力値に、ダイナミックレンジを合わせると、１回目の出力系列Ｙ１が飽和してしまうことになる。
【０１９２】
そこで、タッチパネルシステム１ｏの減算部４１ａは、全差動増幅器５０を備えている。
【０１９３】
さらに、全差動増幅器５０は、入力コモンモード電圧範囲が、レールトゥレール動作するものを採用している。つまり、この全差動増幅器５０は、コモンモード入力レンジが広い。これにより、全差動増幅器５０が、電源電圧（Ｖｄｄ）からＧＮＤまでの電圧範囲で動作可能となる。また、全差動増幅器５０への入力信号の差分が増幅される。従って、どのような直交系列駆動方式のタッチパネル３ｃを組み合わせても、全差動増幅器５０からの出力信号に、出力飽和の問題が生じない。なお、全差動増幅器５０の一例は、上述した図１７の通りである。
【０１９４】
このように、タッチパネルシステム１ｏは、タッチパネル３ｃから出力されるアナログ信号を、アナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。さらに、レールトゥレール（rail to rail）動作可能な全差動増幅器５０を備えているため、全差動増幅器５０からの出力信号に、出力飽和の問題が生じない。
【０１９５】
〔実施の形態１６〕
次に、上述の実施形態に係るタッチパネルシステムによるタッチ操作の認識方法について説明する。以下では、図２２のタッチパネルシステム１ｊを例に説明するが、他の実施形態のタッチパネルシステムについても同様である。タッチパネルシステム１ｊは、減算部４１ａおよび復号部５８で算出された互いに隣接するセンスライン３３の信号の差分と、正および負の閾値との比較に基づいて、タッチ操作の有無を判定する判定部５９を備えている。なお、判定部５９には、較正部６２で較正処理された信号（静電容量の差分分布）、または、較正部６２で較正処理されていない信号（静電容量の差分分布）が入力される。較正部６２で較正処理されていない信号が、判定部５９に入力される場合、復号部５８で復号化された静電容量の差分分布が、判定部５９に直接入力されることになる。以下では、較正部６２で較正処理されていない信号が、判定部５９に入力される場合について説明する。しかし、較正処理された信号が、判定部５９に入力される場合も同様である。
【０１９６】
図２７は、図２２のタッチパネルシステム１ｊにおける判定部５９の基本処理を示すフローチャートである。図２８は、図２７のフローチャートにおけるタッチ情報の認識方法を示す模式図である。
【０１９７】
図２７のように、判定部５９は、まず、減算部４１ａおよび復号部５９で算出された互いに隣接するセンスラインの信号の差分値（差分情報）「（∂ｓＣ）ｉｊ，Ｐ」を取得する（Ｆ８０１）。次に、この差分値を、判定部５９に格納された正の閾値ＴＨｐおよび負の閾値ＴＨｍと比較し、増減表を作成する（Ｆ８０２）。この増減表は、例えば、図２８の（ａ）に示すような、３値化された増減表である。
【０１９８】
次に、３値化された増減表を２値画像に変換（２値化）する（Ｆ８０３）。例えば、図２８の（ａ）の増減表において、センスラインＳ１〜センスラインＳ７の順（図中右向き）にスキャンする場合、増減表に「＋」が出たら次の「−」がでるまですべて「１」、「−」がでたらスキャン方向と逆方向（図中左向き）に遡って全て「１」に変換する。これにより、図２８の（ｂ）に示すような２値化されたデータが得られる。
【０１９９】
次に、２値化されたデータからタッチ情報を抽出するため、連結成分を抽出する（Ｆ８０４）。例えば、図２８の（ｂ）において、隣り合うドライブライン上で、同じセンスライン位置に「１」が重なった場合は、同一の連結成分であるとみなし、タッチ位置候補とする。すなわち、図２８の（ｃ）において、枠で囲った「１」は同一の連結成分であるとみなし、タッチ位置候補として抽出する。
【０２００】
最後に、抽出されたタッチ位置候補に基づいて、タッチ情報（タッチの大きさ、位置など）を認識する（Ｆ８０５）。
【０２０１】
このように、判定部５９は、ノイズ信号が除去された、互いに隣接するセンスライン３３の信号の差分に基づいて、タッチ操作の有無を判定する。従って、タッチ操作の有無を正確に判定することができる。
【０２０２】
さらに、上述の例では、判定部５９が、減算部４１ａで算出された互いに隣接するセンスライン３３の信号の差分と、正および負の閾値（ＴＨｐ，ＴＨｍ）との比較に基づいて、各センスライン３３の信号の差分分布を３値化した増減表を作成すると共に、その増減表を２値画像に変換する。すなわち、ノイズ信号が除去された、互いに隣接するセンスラインの信号の差分が判定部５９に入力される。判定部５９は、互いに隣接するセンスライン３３の信号の差分と、判定部５９に格納された正および負の閾値（ＴＨｐ，ＴＨｍ）との比較とを用いて、各センスライン３３の信号の差分分布を３値化した増減表を作成する。さらに、判定部５９は、その増減表を２値化することにより、増減表が２値画像に変換される。これにより、変換された２値画像には、タッチ位置候補が抽出される。従って、この２値画像に基づいて、タッチ情報（タッチの大きさ、位置など）を認識することにより、タッチ操作の有無に加えて、タッチ情報をより正確に認識することができる。
【０２０３】
〔実施の形態１７〕
図２９は、タッチパネルシステム１を搭載した携帯電話機１０の構成を示す機能ブロック図である。携帯電話機（電子機器）１０は、ＣＰＵ５１と、ＲＡＭ５３と、ＲＯＭ５２と、カメラ５４と、マイクロフォン５５と、スピーカ５６と、操作キー５７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。
【０２０４】
ＣＰＵ５１は、携帯電話機１０の動作を制御する。ＣＰＵ５１は、たとえばＲＯＭ５２に格納されたプログラムを実行する。操作キー５７は、携帯電話機１０のユーザによる指示の入力を受ける。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１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５７を介して入力されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ５２は、データを不揮発的に格納する。
【０２０５】
また、ＲＯＭ５２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２０には示していないが、携帯電話機１０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。
【０２０６】
カメラ５４は、ユーザの操作キー５７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、ＲＡＭ５３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５５は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機１０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１０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５６は、たとえば、ＲＡＭ５３に記憶された音楽データなどに基づく音を出力する。
【０２０７】
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４とドライブライン駆動回路５と表示装置２とを有している。ＣＰＵ５１は、タッチパネルシステム１の動作を制御する。ＣＰＵ５１は、例えばＲＯＭ５２に記憶されたプログラムを実行する。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１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。ＲＯＭ５２は、データを不揮発的に格納する。
【０２０８】
表示装置２は、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３に格納されている画像を表示する。表示装置２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。
【０２０９】
〔実施の形態１８〕
上述した各実施形態のタッチパネルシステムは、以下のような構成をさらに備えることもできる。
【０２１０】
本発明のタッチパネルシステムに関する実施の一形態について図３０〜図３３に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【０２１１】
（タッチパネルシステムの構成）
図３０は、実施の形態に係るタッチパネルシステム１ｐの構成を示す模式図である。タッチパネルシステム１ｐは、タッチパネル２０２を備えている。タッチパネル２０２は、表示パネル２０９に重ねて配置されている。タッチパネル２０２は、例えば、約８０インチサイズの大きさを有しており、電子黒板システムのボードの表面に配置することができる大型のタッチパネルである。タッチパネル２０２は、表示パネル２０９に内蔵されていてもよい。
【０２１２】
タッチパネル２０２の表面には、長方形状をしたお手付き領域（部分領域）（お手付きパッドともいう）２１３と、お手付き領域２１３以外の領域である残余領域２１４とからなる二次元領域２１２が配置されている。
【０２１３】
なお、タッチパネル２０２は、上述した実施形態のタッチパネル３，３ａ，３ｂ，３ｃのいずれかの構成とすることができる。また、タッチパネルシステム１ｐは、図示しないが、上述したタッチパネルコントローラ４、ドライブライン駆動回路５なども備えている。
【０２１４】
図３１は、タッチパネル２０２に設定されたお手付き領域２１３を示す図である。お手付き領域２１３は、長方形状をしており、タッチパネル２０２に着いた手の領域２１６ｄと指がタッチパネル２０２にタッチした領域２１７を囲み、かつ、手が把持するペンの先端がタッチパネル２０２にタッチしたペン入力領域２１８がお手付き領域２１３の外側に配置されるように設定されている。このように、お手付き領域２１３は、入力用ペンを把持する手を着く領域２１６ｄを囲むように形成されている。
【０２１５】
タッチパネル２０２には、水平方向に互いに平行に配置された複数の図示しないドライブラインと、垂直方向に互いに平行に配置された複数の図示しないセンスラインと、複数のドライブラインと複数のセンスラインとが交差する箇所にそれぞれ形成された複数の図示しない静電容量とが設けられている。
【０２１６】
タッチパネルシステム１ｐには、制御回路２１５が設けられている。制御回路２１５は、ドライバ２０５及びセンスアンプ２０６を有している。ドライバ２０５は、複数のドライブラインに電圧を印加して駆動し、静電容量に電荷を供給する。センスアンプ２０６は、静電容量に蓄積された電荷の線形和をセンスラインごとに読み出して、ＡＤ変換器２０７に供給する。
【０２１７】
ＡＤ変換器２０７は、静電容量に蓄積された電荷の線形和をＡＤ変換して復号部２０８に供給する。復号部２０８は、ＡＤ変換器２０７から供給された電荷の線形和を復号して、静電容量分布を求め、タッチパネル２０２の二次元領域２１２のお手付き領域２１３へのタッチに対応するお手付き領域タッチ信号（部分領域タッチ信号）を生成してお手付き領域処理部２０３（第１処理手段）に供給し、残余領域２１４へのタッチに対応する描画信号（残余領域タッチ信号）を生成して描画入力処理部２０４（第２処理手段）に供給する。描画信号は、典型的には、文字を描画して入力するための信号である。
【０２１８】
描画入力処理部２０４は、復号部２０８から供給された描画信号に基づいて、二次元領域２１２の残余領域２１４への描画入力に基づく処理を実行する。
【０２１９】
お手付き領域処理部２０３は、復号部２０８から供給されたお手付き領域タッチ信号に基づいて、お手付き領域２１３の移動、または、お手付き領域２１３の大きさの変更に関連する処理を実行する。
【０２２０】
このように、タッチパネル２０２に手が触れてもペン入力信号（描画信号）として取り扱われないお手付き領域２１３を定め、お手付き領域２１３以外の残余領域２１４にタッチされた信号のみがペン入力信号として扱われるように構成すると、残余領域２１４に入力される意図されたペン入力に基づく信号を、お手付き領域２１３に入力される意図しないタッチ入力に基づく信号と誤認識するおそれを防止することができる。
【０２２１】
（お手付き領域の設定方法）
図３２の（ａ）（ｂ）及び図３３の（ａ）（ｂ）は、お手付き領域２１３のユーザ設定方法の例を示す図である。制御回路２１５には、お手付き領域設定部２１０がもうけられている。
【０２２２】
図３２の（ａ）を参照すると、表示パネル２０９に表示されたアプリケーションソフトの画面のお手付きパッドメニュー２１９をタッチして、タッチした指を画面中央に移動させると、お手付き領域設定部２１０は、お手付き領域２１３の表示位置を画面中央に移動させる指示をお手付き領域処理部２０３に与える。そして、図３２の（ｂ）に示すように、画面中央に移動されたお手付き領域２１３の四隅をタッチすると、お手付き領域設定部２１０は、タッチの態様に応じてお手付き領域２１３の大きさを変更する指示をお手付き領域処理部２０３に与える。また、図３３の（ａ）に示すように、表示パネル２０９に表示されたお手付き領域２１３の中心をタッチし、タッチしたまま指を動かすと、お手付き領域設定部２１０は、指の動きに応じて、お手付き領域２１３の表示位置を変更する指示をお手付き領域処理部２０３に与える。
【０２２３】
このように、表示パネル２０９に表示されたアプリケーションソフトのメニューからタッチ操作によりお手付き領域２１３を設定可能にし、お手付き領域２１３の位置と大きさもタッチ操作により変更可能にすることができる。
【０２２４】
図３３の（ｂ）に示すように、お手付き領域設定部２１０は、ペンによる手書き入力が行いやすくなるように、ペン入力軌跡２２０に対応する入力用ペンを把持してタッチパネルに着いた手の移動に追従するようにお手付き領域２１３を移動させる指示をお手付き領域処理部２０３に与えてもよい。このためには、例えば、お手付き領域２１３内のタッチ信号が発生する領域２１６ｄ（図３１）の重心を求め、当該重心の移動に追従するようにお手付き領域２１３を移動させればよい。
【０２２５】
また、お手付き領域タッチ信号及び描画信号に基づいて、お手付き領域２１３の位置と大きさを自動的に設定する自動設定部（自動設定手段）２１１を制御回路２１５に設けてもよい。
【０２２６】
なお、お手付き領域２１３は、複数個定めるように構成してもよい。大画面のタッチパネルシステムでは、複数ユーザによるペン入力が行われるからである。
【０２２７】
また、本実施の形態では、静電容量型のタッチパネルシステムの例を示したが、本発明はこれに限定されない。静電容量型以外のタッチパネルシステムに対しても本発明を適用することができる。例えば、電磁誘導型のタッチパネルシステムに対しても本発明を適用することができる。
【０２２８】
また、長方形状のお手付き領域２１３の例を示したが、本発明はこれに限定されない。お手付き領域２１３は、円、楕円、三角形等の長方形状以外の形状であってもよい。
【０２２９】
さらに、描画入力処理部２０４の他に、残余領域２１４に表示されるメニューを選択するためのタッチ信号を処理するメニュー選択処理部、残余領域２１４に表示されるアイコンを移動させるためのタッチ信号を処理するアイコン移動処理部を、請求項に規定する第２処理手段として設けてもよい。また、お手付き領域２１３の代わりに、またはお手付き領域２１３に加えて、黒板消し（または消しゴム）として機能する黒板消し領域を、請求項に規定する部分領域としてタッチパネル２０２の二次元領域２１２に設け、この黒板消し領域からの信号に基づいて、黒板消し領域の黒板消しとしての機能を実行する黒板消し処理部を請求項に規定する第１処理手段として設けてもよい。
【０２３０】
残余領域２１４へのタッチに対応する信号（残余領域タッチ信号）は、ペンにより発生する描画信号と、指により発生するタッチ信号との少なくとも一方を含む。ペンにより発生する描画信号は、残余領域２１４にペンにより文字を描画する操作に基づいて発生する信号と、残余領域２１４に表示されるメニューをペンにより選択する操作に基づいて発生する信号と、残余領域２１４に表示されるアイコンをペンにより選択する操作、又は移動させる操作に基づいて発生する信号とを含む。指により発生するタッチ信号は、残余領域２１４に指により文字を描画する操作に基づいて発生する信号と、残余領域２１４に表示されるメニューを指により選択する操作に基づいて発生する信号と、残余領域２１４に表示されるアイコンを指により選択する操作、又は移動させる操作に基づいて発生する信号とを含む。
【０２３１】
なお、本発明は、以下のように表現することもできる。
【０２３２】
〔１〕複数のセンサを持つタッチパネルと、前記センサからの信号を入力し、データを読み取るタッチパネルコントローラとからなるタッチパネルシステムに関して、前記タッチパネルは、使用者がタッチ操作を行うことにより信号を入力する主センサと、前記主センサと同じタッチパネル上に設置された副センサとを備え、前記タッチパネルコントローラは、前記主センサからの信号と前記副センサからの信号を受信し、前記主センサからの信号から、前記副センサからの信号を減算する減算手段とを有することを特徴とするタッチパネルシステム。
【０２３３】
〔２〕前記副センサが、使用者がタッチ操作により接触することなく、センサに発生するノイズを検出することを特徴とする上記〔１〕に記載のタッチパネルシステム。
【０２３４】
〔３〕前記主センサと前記副センサとが隣接して設置されていることを特徴とする上記〔１〕または〔２〕に記載のタッチパネルシステム。
【０２３５】
〔４〕表示装置と、前記表示装置の表示画面の上部等に配置され、複数のセンサ群をマトリクス状に配置したタッチパネルと、前記センサ群からの信号を入力し、データを読み取るタッチパネルコントローラとからなるタッチパネルシステムに関して、前記タッチパネルは、使用者がタッチ操作を行うことにより信号を入力する主センサ群と、前記主センサ群と同じタッチパネル上に設置された副センサ群とを備え、前記タッチパネルコントローラは、前記主センサ群からの信号と前記副センサ群からの信号を受信し、前記主センサ群からの信号から、前記副センサ群からの信号を減算する減算手段とを有することを特徴とするタッチパネルシステム。
【０２３６】
〔５〕前記副センサ群が、使用者がタッチ操作により接触することなく、センサ群に発生するノイズを検出することを特徴とする上記〔４〕に記載のタッチパネルシステム。
【０２３７】
〔６〕前記主センサ群と前記副センサ群とが隣接して設置されていることを特徴とする上記〔４〕または〔５〕に記載のタッチパネルシステム。
【０２３８】
〔７〕前記表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、FEDディスプレイであることを特徴とする上記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載のタッチパネルシステム。
【０２３９】
〔８〕上記〔１〕〜〔７〕のいずれか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。
【０２４０】
上記各構成によれば、タッチパネル内に、タッチ操作を検出する主センサ部と、ノイズ検出用の副センサ部とを備え、減算部が、主センサ部と副センサ部との信号の差分を取る。これにより、主センサ部からの出力信号からノイズ信号が除去され、タッチ操作により生じたタッチ操作本来の信号が抽出される。従って、タッチパネルに反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができる。それゆえ、除去対象となるノイズ成分は、ノイズを含む信号中のＡＣ信号成分に限られることなく、タッチパネルに反映されるノイズ成分の全てである。つまり、基本的にノイズ成分を全てキャンセルすることが可能であるタッチパネルシステムおよび電子機器を提供することが可能となる。
【０２４１】
また、本発明は、以下のように記載することができる。
【０２４２】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記主センサ部は、複数のセンスラインを備え、上記副センサ部は、センスラインと同一方向に延びるサブセンスラインを備え、
上記減算部は、
上記センスラインから選択されたセンスラインＳｎの信号と、センスラインＳｎに隣接する２つのセンスライン（センスラインＳｎ＋１，センスラインＳｎ−１）のうち、一方のセンスラインＳｎ＋１の信号との差分である第１の差分（（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ）、および、
センスラインＳｎの信号とセンスラインＳｎに隣接する他方のセンスラインＳｎ−１の信号との差分である第２の差分（Ｓｎ−（Ｓｎ−１））を算出すると共に、
サブセンスラインとサブセンスラインに隣接するセンスラインとの差分である第３の差分を算出し、
上記タッチパネルコントローラは、上記第１の差分と第２の差分と第３の差分とを加算する加算部を備えることが好ましい。
【０２４３】
上記の構成によれば、減算部が、隣接するセンスライン間で差分信号値を取得する。つまり、ノイズの相関性がより高い隣接するセンスライン間の差分を取ることになる。さらに、各センスラインの出力信号から、サブセンスラインの信号（ノイズ信号）も除去される。従って、より確実にノイズを除去することができる。
【０２４４】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記センスラインおよびサブセンスラインに対し交差して設けられたドライブラインと、上記ドライブラインを駆動するドライブライン駆動回路とを備え、
上記センスラインまたはサブセンスラインと、上記ドライブラインとの間に静電容量が形成されており、
上記ドライブライン駆動回路は、直交系列またはＭ系列を用いて、上記ドライブラインを並列に駆動するようになっており、
上記センスラインおよびサブセンスラインごとの出力信号を読み出し、その出力信号と上記ドライブラインを並列駆動する符号系列とを内積し、上記静電容量の容量値を算出する演算部を備えていてもよい。
【０２４５】
上記の構成によれば、タッチパネルが直交系列駆動方式により駆動される。これにより、静電容量の信号が符号長倍（Ｎ倍）されて求まるため、ドライブライン数に依存せず、静電容量の信号強度が高まる。また、従来方式と同等の信号強度で良ければ、ドライブラインの駆動回数を減らすことができ、省電力化が可能となる。
【０２４６】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、上記減算部に入力されたセンスラインまたはサブセンスラインからのアナログ信号を、デジタル信号に変換する第１のＡＤ変換部を備え、
上記減算部は、上記第１のＡＤ変換部でデジタル信号を用いて上記第１の差分〜第３の差分を算出するようになっていてもよい。
【０２４７】
上記の構成によれば、タッチパネルから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換した後、減算処理を行うことにより、ノイズを除去することができる。
【０２４８】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、上記減算部に入力されたセンスラインまたはサブセンスラインからのアナログ信号を、デジタル信号に変換する第２のＡＤ変換部を備え、
上記第２のＡＤ変換部は、上記減算部により上記アナログ信号を用いて算出された上記第１の差分〜第３の差分をデジタル信号に変換するようになっていてもよい。
【０２４９】
上記の構成によれば、タッチパネルから出力されるアナログ信号をアナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。
【０２５０】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、上記アナログ信号を用いて上記第１の差分〜第３の差分を算出する全差動増幅器を備えることが好ましい。
【０２５１】
上記の構成によれば、全差動増幅器によって、タッチパネルから出力されるアナログ信号をアナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。
【０２５２】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記全差動増幅器は、入力コモンモード電圧範囲が、レールトゥレール動作するようになっていることが好ましい。
【０２５３】
上記の構成によれば、レールトゥレール（rail to rail）動作可能な全差動増幅器を備えている。これにより、全差動増幅器が、電源電圧（Ｖｄｄ）からＧＮＤまでの電圧範囲で動作可能となる。従って、全差動増幅器からの出力信号に、出力飽和の問題が生じない。
【０２５４】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記加算部は、上記サブセンスラインからの距離が近い順に加算処理を進め、加算結果を次の加算処理に用いるようになっていることが好ましい。
【０２５５】
上記の構成によれば、加算部が、加算結果を利用しながら、サブセンスラインから離れる方向に順次加算処理を進める。従って、加算処理速度を高めることができる。
【０２５６】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記副センサ部は、上記タッチパネルのタッチ操作を検出しないようになっていてもよい。
【０２５７】
上記の構成によれば、タッチ操作による信号が副センサ部で検出されないため、副センサ部からの出力信号には、タッチ操作による信号が含まれない。これにより、減算部の減算処理によって、タッチ操作の信号値が低減されることはない。つまり、主センサ部で検出されたタッチ操作の信号が低減されることなく、ノイズ成分が除去される。従って、タッチ操作の検出感度をより一層高めることができる。
【０２５８】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記副センサ部は、上記タッチパネル上のタッチ操作されない領域に設けられていてもよい。
【０２５９】
上記の構成によれば、副センサ部が、使用者がタッチ操作する領域（タッチ領域）を避けて設けられている。このため、副センサ部は、使用者がタッチ操作することなく、タッチパネルに反映されたノイズを検出するが、タッチ操作による信号を検出しない。従って、副センサ部が、タッチ操作を検出するのを確実に回避することができる。
【０２６０】
つまり、上記の構成によれば、タッチ操作による信号が副センサ部で検出されないため、副センサ部からの出力信号には、タッチ操作による信号が含まれない。これにより、減算部の減算処理によって、タッチ操作の信号値が低減されることはない。つまり、主センサ部で検出されたタッチ操作の信号が低減されることなく、ノイズ成分が除去される。従って、タッチ操作の検出感度をより一層高めることができる。
【０２６１】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記主センサ部と副センサ部とが、互いに隣接して設けられていることが好ましい。
【０２６２】
上記の構成によれば、主センサ部と副センサ部とが、最も接近して配置される。つまり、主センサ部と副センサ部とが、略同一条件の配置状態となる。このため、副センサ部からの出力信号に含まれるノイズ信号値は、主センサ部からの出力信号に含まれるノイズ信号値と同一であるとみなすことができる。これにより、減算部による減算処理によって、タッチパネルに反映されたノイズ成分を、より確実に除去することができる。従って、タッチ操作の検出感度をより一層高めることができる。
【０２６３】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記主センサ部は、１個の主センサからなるものであってもよい。
【０２６４】
上記の構成によれば、主センサ部が、単数の主センサから構成されている。これにより、タッチ操作の有無を検出することのできるタッチパネルシステムを提供することができる。
【０２６５】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記主センサ部は、マトリクス状に配置された複数の主センサからなるものであってもよい。
【０２６６】
上記の構成によれば、主センサ部が、マトリクス状に配置された複数の主センサから構成されている。これにより、タッチ操作の有無と共にタッチ位置を検出することのできるタッチパネルシステムを提供することができる。
【０２６７】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記センスラインに対し交差して設けられたドライブラインと、
上記ドライブラインを駆動するドライブライン駆動回路とを備え、
上記センスラインと、上記ドライブラインとの間に静電容量が形成されており、
上記ドライブライン駆動回路は、上記ドライブラインを並列に駆動するようになっており、
上記減算部は、上記センスラインごとの出力信号を受信し、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分として、上記ドライブラインが延びる方向における静電容量の差分を算出し、
上記減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する復号部を備えることが好ましい。
【０２６８】
上記の構成によれば、タッチパネルが並列駆動され、復号部が、減算部で算出された静電容量の差分値を、復号化する。これにより、静電容量の信号が符号長倍（Ｎ倍）されて求まるため、ドライブライン数に依存せず、静電容量の信号強度が高まる。また、従来方式と同等の信号強度で良ければ、ドライブラインの駆動回数を減らすことができ、省電力化が可能となる。
【０２６９】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、上記減算部に入力されたセンスラインからのアナログ信号を、デジタル信号に変換する第３のＡＤ変換部を備え、
上記減算部は、上記第３のＡＤ変換部でデジタル信号を用いて算出された、上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出してもよい。
【０２７０】
上記の構成によれば、タッチパネルから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換した後、減算処理を行うことにより、ノイズを除去することができる。
【０２７１】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、上記減算部に入力されたセンスラインからのアナログ信号を、デジタル信号に変換する第４のＡＤ変換部を備え、
上記第４のＡＤ変換部は、上記減算部により上記アナログ信号を用いて算出された上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分をデジタル信号に変換してもよい。
【０２７２】
上記の構成によれば、タッチパネルから出力されるアナログ信号をアナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。
【０２７３】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、上記アナログ信号を用いて上記互いに隣接するセンスラインの信号の差分を算出する全差動増幅器を備えていてもよい。
【０２７４】
上記の構成によれば、全差動増幅器によって、タッチパネルから出力されるアナログ信号をアナログ信号のまま減算処理した後、デジタル信号に変換して、ノイズを除去することができる。
【０２７５】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、非タッチ操作時に上記復号部で復号化された静電容量の差分分布を記憶する非タッチ操作時情報記憶部と、タッチ操作時に上記復号部で復号化された静電容量の差分分布から、非タッチ操作時情報記憶部に記憶された、非タッチ操作時の静電容量の差分分布を減算し、静電容量の差分分布を較正する較正部とを備える構成であってもよい。
【０２７６】
上記の構成によれば、非タッチ操作時情報記憶部が、復号部で復号化された非タッチ操作時における静電容量の差分分布を記憶している。そして、較正部は、タッチ操作時の静電容量の差分分布から、非タッチ操作時情報記憶部に記憶された非タッチ操作時の静電容量の差分分布を減算する。つまり、較正部は、（タッチ操作時の静電容量の差分分布）−（非タッチ操作時の静電容量の差分分布）を算出する。従って、タッチパネルに内在するオフセットをキャンセルすることができる。
【０２７７】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部で算出された互いに隣接するセンスラインの信号の差分と、正および負の閾値との比較に基づいて、タッチ操作の有無を判定する判定部を備えることが好ましい。
【０２７８】
上記の構成によれば、判定部が、ノイズ信号が除去された、互いに隣接するセンスラインの信号の差分に基づいて、タッチ操作の有無を判定する。従って、タッチ操作の有無を正確に判定することができる。
【０２７９】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記判定部は、上記減算部で算出された互いに隣接するセンスラインの信号の差分と、正および負の閾値との比較に基づいて、各センスラインの信号の差分分布を３値化した増減表を作成すると共に、その増減表を２値画像に変換することによって、タッチ情報を抽出することが好ましい。
【０２８０】
上記の構成によれば、ノイズ信号が除去された、互いに隣接するセンスラインの信号の差分が判定部に入力される。判定部は、互いに隣接するセンスラインの信号の差分と、判定部に格納された正および負の閾値との比較とを用いて、各センスラインの信号の差分分布を３値化した増減表を作成する。さらに、判定部は、その増減表を２値化することにより、増減表が２値画像に変換される。これにより、変換された２値画像には、タッチ位置候補が抽出される。従って、この２値画像に基づいて、タッチ情報（タッチの大きさ、位置など）を認識することにより、タッチ操作の有無に加えて、タッチ情報をより正確に認識することができる。
【０２８１】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、表示装置をさらに備え、上記タッチパネルは、上記表示装置の前面に設けられていることが好ましい。
【０２８２】
上記の構成によれば、タッチパネルが表示装置の前面に設けられているため、表示装置に発生するノイズを確実に除去することができる。
【０２８３】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムにおいて、上記表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイ、電解放出ディスプレイであることが好ましい。
【０２８４】
上記の構成によれば、表示装置が、日常的な電子機器に多用されている各種ディスプレイから構成されている。従って、汎用性の高いタッチパネルシステムを提供することができる。
【０２８５】
本発明に係るタッチパネルシステムは、１個以上の部分領域と、前記部分領域以外の領域である残余領域とからなる二次元領域を有するタッチパネルと、前記部分領域へのタッチに対応する部分領域タッチ信号に基づいて、第１処理を実行する第１処理手段と、前記残余領域へのタッチに対応する残余領域タッチ信号に基づいて、前記第１処理とは別種類の第２処理を実行する第２処理手段とを備えたことを特徴とする。
【０２８６】
この特徴により、部分領域へのタッチに対応する部分領域タッチ信号に基づいて、第１処理が実行され、残余領域へのタッチに対応する残余領域タッチ信号に基づいて、第１処理とは別種類の第２処理が実行される。このため、部分領域に入力される意図しないタッチ入力に基づく信号と、残余領域に入力される意図されたタッチ入力に基づく信号とを別扱いする処理を実施することができる。その結果、部分領域に入力される意図しないタッチ入力に基づく信号を、残余領域に入力される意図されたペン入力に基づく信号と誤認識するおそれがないタッチパネルシステムを提供することができる。
【０２８７】
本発明に係るタッチパネルシステムは、前記部分領域へのタッチに対応する部分領域タッチ信号に基づいて、第１処理を実行する第１処理手段と、前記残余領域へのタッチに対応する残余領域タッチ信号に基づいて、前記第１処理とは別種類の第２処理を実行する第２処理手段とを備えたので、部分領域に入力される意図しないタッチ入力に基づく信号と、残余領域に入力される意図されたタッチ入力に基づく信号とを別扱いする処理を実施することができる。その結果、部分領域に入力される意図しないタッチ入力に基づく信号を、残余領域に入力される意図されたペン入力に基づく信号と誤認識するおそれがないタッチパネルシステムを提供することができる。
【０２８８】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムは、前記部分領域は、前記タッチパネルへの入力のために手を着く領域を囲むお手付き領域であり、前記部分領域タッチ信号は、前記お手付き領域へのタッチに対応するお手付き領域タッチ信号であり、前記残余領域タッチ信号は、ペンによる描画信号と指によるタッチ信号との少なくとも一方を含み、前記第１処理手段は、前記お手付き領域タッチ信号に基づいて、前記お手付き領域の移動、または前記お手付き領域の大きさの変更に関連する処理を実行し、前記第２処理手段は、前記残余領域タッチ信号に基づいて、前記二次元領域への描画入力とタッチ入力との少なくとも一方に基づく処理を実行することが好ましい。
【０２８９】
上記構成により、入力用ペンを把持する手をタッチパネルに着いたことによる意図しないタッチ信号と、タッチパネルへの描画に基づく意図されたタッチ信号とを別扱いする処理を実施することができる。
【０２９０】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムは、前記タッチパネルは、二次元の静電容量分布を有しており、前記お手付き領域が複数個あることが好ましい。
【０２９１】
上記構成により、大画面状のタッチパネルを備えたタッチパネルシステムに対応することができる。
【０２９２】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムは、前記お手付き領域は、前記手の移動に応じて、前記二次元領域上を移動することが好ましい。
【０２９３】
上記構成により、二次元領域上の任意の位置で入力用ペンを把持する手をタッチパネルに着けたことによる意図しないタッチ信号と、タッチパネルへの描画に基づく意図されたタッチ信号とを別扱いする処理を実施することができる。
【０２９４】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムは、前記お手付き領域は、長方形状をしていることが好ましい。
【０２９５】
上記構成により、お手付き領域を簡単に構成することができる。
【０２９６】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムは、前記タッチパネルに重ねて配置されているか、前記タッチパネルを内蔵した表示パネルと、前記お手付き領域を前記表示パネルに表示された画面上で設定するためのお手付き領域設定手段とをさらに備えることが好ましい。
【０２９７】
上記構成により、お手付き領域を容易に設定することができる。
【０２９８】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムは、前記二次元領域へのタッチに基づいて、前記お手付き領域を自動的に設定する自動設定手段をさらに備えることが好ましい。
【０２９９】
上記構成により、より一層容易にお手付き領域を設定することができる。
【０３００】
本実施の形態に係るタッチパネルシステムは、タッチパネルと、上記タッチパネルからの信号を処理するタッチパネルコントローラとを備えたタッチパネルシステムにおいて、
上記タッチパネルは、上記タッチパネルのタッチ操作を検出する主センサ部と、上記主センサ部が設けられたタッチパネル上の面と同一面内に設けられた副センサ部とを備え、
上記タッチパネルコントローラは、上記主センサ部および副センサ部からの信号を受信し、上記主センサ部からの信号から、上記副センサ部からの信号を減算する減算部を備え、
上記主センサ部は、複数のセンスラインを備え、
上記副センサ部は、センスラインと同一方向に延びるサブセンスラインを備え、
上記減算部は、
上記センスラインから選択されたセンスラインＳｎの信号と、センスラインＳｎに隣接する２つのセンスライン（センスラインＳｎ＋１，センスラインＳｎ−１）のうち、一方のセンスラインＳｎ＋１の信号との差分である第１の差分（（Ｓｎ＋１）−Ｓｎ）、および、
センスラインＳｎの信号とセンスラインＳｎに隣接する他方のセンスラインＳｎ−１の信号との差分である第２の差分（Ｓｎ−（Ｓｎ−１））を算出すると共に、
サブセンスラインとサブセンスラインに隣接するセンスラインとの差分である第３の差分を算出し、
上記タッチパネルコントローラは、上記第１の差分と第２の差分と第３の差分とを加算する加算部を備え、
上記タッチパネルは、１個以上の部分領域と、前記部分領域以外の領域である残余領域とからなる二次元領域を有し、
前記部分領域へのタッチに対応する部分領域タッチ信号に基づいて、第１処理を実行する第１処理手段と、
前記残余領域へのタッチに対応する残余領域タッチ信号に基づいて、前記第１処理とは別種類の第２処理を実行する第２処理手段とを備え、
前記部分領域は、前記タッチパネルへの入力のために手を着く領域を囲むお手付き領域であり、
前記部分領域タッチ信号は、前記お手付き領域へのタッチに対応するお手付き領域タッチ信号であり、
前記残余領域タッチ信号は、ペンによる描画信号と指によるタッチ信号との少なくとも一方を含む構成であてもよい。
【０３０１】
上記の構成によれば、タッチパネル上の同一面内（同一面上）に、主センサ部と副センサ部とが設けられている。これにより、主センサ部および副センサ部からのいずれの出力信号にも、タッチパネルに反映された各種ノイズ信号が含まれる。さらに、減算部が、タッチ操作による信号とノイズ信号とを含む主センサ部からの出力信号と、ノイズ信号を含む副センサ部からの出力信号との差分をとる。これにより、主センサ部の出力信号からノイズ成分が除去され、タッチ操作本来の信号が抽出される。従って、タッチパネルに反映された多様な種類のノイズを確実に除去（キャンセル）することができる。
【０３０２】
また、上記の構成によれば、減算部が、隣接するセンスライン間で差分信号値を取得する。つまり、ノイズの相関性がより高い隣接するセンスライン間の差分を取ることになる。さらに、各センスラインの出力信号から、サブセンスラインの信号（ノイズ信号）も除去される。従って、より確実にノイズを除去することができる。
【０３０３】
さらに、上記の構成によれば、部分領域へのタッチに対応する部分領域タッチ信号に基づいて、第１処理が実行され、残余領域へのタッチに対応する残余領域タッチ信号に基づいて、第１処理とは別種類の第２処理が実行される。このため、部分領域に入力される意図しないタッチ入力に基づく信号と、残余領域に入力される意図されたタッチ入力に基づく信号とを別扱いする処理を実施することができる。その結果、部分領域に入力される意図しないタッチ入力に基づく信号を、残余領域に入力される意図されたペン入力に基づく信号と誤認識するおそれがないタッチパネルシステムを提供することができる。
【０３０４】
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。すなわち、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、各実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が本発明の範囲に含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０３０５】
本発明は、テレビ、パソコン、携帯電話、デジタルカメラ、携帯ゲーム機、電子フォトフレーム、携帯情報端末、電子ブック、家電製品、券売機、ＡＴＭ、カーナビゲーション等、タッチパネル式の各種電子機器に適用することができる。
【０３０６】
本発明は、タッチパネルへのタッチに基づくタッチ信号を検出するタッチパネルシステムに利用することができる。また、本発明は、電子黒板システムに適用することができる。
【符号の説明】
【０３０７】
１    タッチパネルシステム
１ａ  タッチパネルシステム
１ｂ  タッチパネルシステム
１ｃ  タッチパネルシステム
１ｄ  タッチパネルシステム
１ｅ  タッチパネルシステム
１ｆ  タッチパネルシステム
１ｇ  タッチパネルシステム
１ｈ  タッチパネルシステム
１ｉ  タッチパネルシステム
１ｊ  タッチパネルシステム
１ｋ  タッチパネルシステム
１ｍ  タッチパネルシステム
１ｎ  タッチパネルシステム
１ｏ  タッチパネルシステム
１ｐ  タッチパネルシステム
２    表示装置
３    タッチパネル
３ａ  タッチパネル
３ｂ  タッチパネル
３ｃ  タッチパネル
４    タッチパネルコントローラ
３１    主センサ（主センサ部）
３１ａ  主センサ群（主センサ部）
３１ｂ  主センサ群（センサ部）
３２    副センサ（副センサ部）
３２ａ  副センサ群（副センサ部）
３３    センスライン
３４    サブセンスライン
３５    ドライブライン
４１    減算部
４１ａ  減算部
４６    加算部
４７    電荷積分器（演算部）
４８    ＡＤ変換部（第１のＡＤ変換部，第２のＡＤ変換部）
４８ａ  ＡＤ変換部（第３のＡＤ変換部，第４のＡＤ変換部）
４９    差動増幅器
５０    全差動増幅器
５８    復号部
５９    判定部
６１    非タッチ操作時情報記憶部
６２    較正部
２０２  タッチパネル
２０３  お手付き領域処理部（第１処理手段）
２０４  描画入力処理部（第２処理手段）
２０５  ドライバ
２０６  センスアンプ
２０７  ＡＤ変換器
２０８  復号部
２０９  表示パネル
２１０  お手付き領域設定部（お手付き領域設定手段）
２１１  自動設定部（自動設定手段）
２１２  二次元領域
２１３  お手付き領域（部分領域）
２１４  残余領域
２１５  制御回路
２１６ａ〜２１６ｄ  領域
２１７  領域
２１８  ペン入力領域
２１９  パッドメニュー
２２０  ペン入力軌跡
【図１】
0005620018.tif 000005
【図２】
0005620018.tif 000006
【図３】
0005620018.tif 000007
【図４】
0005620018.tif 000008
【図５】
0005620018.tif 000009
【図６】
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【図７】
0005620018.tif 000011
【図８】
0005620018.tif 000012
【図９】
0005620018.tif 000013
【図１０】
0005620018.tif 000014
【図１１】
0005620018.tif 000015
【図１２】
0005620018.tif 000016
【図１３】
0005620018.tif 000017
【図１４】
0005620018.tif 000018
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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