(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を算出するタッチパネルコントローラであって、
前記第１信号線は、第１寄生容量を介して第１フローティングノードと容量結合しており、前記第２信号線は、第２寄生容量を介して第２フローティングノードと容量結合しており、
第１時刻において、前記複数の第１信号線を同じ駆動値で駆動して前記静電容量の電荷に基づく第１線形和信号を前記第２信号線から出力させる駆動部と、
前記第１時刻において、前記第２信号線から出力された第１線形和信号を増幅する増幅器とを備え、
前記駆動部は、前記第１時刻の次の駆動タイミングである第２時刻において、前記第２信号線を符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第２線形和信号を前記第１信号線から出力させ、
前記増幅器は、前記第２時刻において、前記第１信号線から出力された第２線形和信号を増幅し、
前記増幅器は、隣接する第１信号線及び隣接する第２信号線に対応する差動増幅器であり、
前記第２線形和信号と前記符号系列とに基づいて前記静電容量の値の分布を計算する容量分布計算部とをさらに備え、
前記複数の第２信号線を符号系列に基づいて駆動する前記第２時刻において、互いに隣接して前記差動増幅器に接続される２本の第１信号線にそれぞれ静電結合された２つの第１フローティングノードの電圧信号が同じように変化することを特徴とするタッチパネルコントローラ。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチパネルコントローラを有する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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を算出するタッチパネルコントローラ、並びにこれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のＸ電極（第１信号線）と複数のＹ電極（第２信号線）との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を算出するタッチパネルコントローラが特許文献１に開示されている。【０００３】
このタッチパネルコントローラは、制御回路がスイッチを制御し、期間Ａ内に、電極駆動回路が、各Ｙ電極に電圧を供給すると共に、電流検出回路が、全Ｘ電極に流れる電流を検出し、また、期間Ｂ内に、上記電極駆動回路が、各Ｘ電極に電圧を供給すると共に、上記電流検出回路が、全Ｙ電極に流れる電流を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開2010−3048号公報（2010年1月7日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような従来技術は、Ｘ電極（第１信号線）、Ｙ電極（第２信号線）に寄生容量を介して容量結合するフローティングノードに基づくノイズが発生するという問題がある。【０００６】
本発明の目的は、上記フローティングノードに基づくノイズを低減することができるタッチパネルコントローラ、並びにこれを用いた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】
【０００７】
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、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を算出するタッチパネルコントローラであって、前記第１信号線は、第１寄生容量を介して第１フローティングノードと容量結合しており、前記第２信号線は、第２寄生容量を介して第２フローティングノードと容量結合しており、第１時刻において、前記複数の第１信号線を同じ駆動値で駆動して前記静電容量の電荷に基づく第１線形和信号を前記第２信号線から出力させる駆動部と、前記第１時刻において、前記第２信号線から出力された第１線形和信号を増幅する増幅器とを備え、前記駆動部は、前記第１時刻の次の駆動タイミングである第２時刻において、前記第２信号線を符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第２線形和信号を前記第１信号線から出力させ、前記増幅器は、前記第２時刻において、前記第１信号線から出力された第２線形和信号を増幅し、前記増幅器は、隣接する第１信号線及び隣接する第２信号線に対応する差動増幅器であり、前記第２線形和信号と前記符号系列とに基づいて前記静電容量の値の分布を計算する容量分布計算部とをさらに備え、前記複数の第２信号線を符号系列に基づいて駆動する前記第２時刻において、互いに隣接して前記差動増幅器に接続される２本の第１信号線にそれぞれ静電結合された２つの第１フローティングノードの電圧信号が同じように変化することを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様に係る電子機器は、本発明の一態様に係るタッチパネルコントローラを有するタッチパネルシステムを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、複数の第１信号線を同じ駆動値で駆動した直後の駆動タイミングで、当該第１信号線から線形和信号を出力し、この線形和信号に基づいて静電容量値の分布を計算する。このため、線形和信号を出力する直前の第１信号線を同じ駆動値で駆動するので、差動増幅器に入力する２本のセンスラインの電圧が同じ挙動を示し、対応する２つのフローティングノードの電圧も同じ挙動を示す。従って、差動増幅器で増幅することにより、フローティングノードの電圧に基づくノイズがキャンセルされる。その結果、フローティングノードに基づくノイズを低減することができるタッチパネルコントローラ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】
【００１３】
【図１】本発明の前提となるタッチパネルシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】上記タッチパネルシステムに設けられたタッチパネルの構成を示す模式図である。
【図３】上記タッチパネルに接続された信号線とドライバに接続されたドライブライン及びセンスアンプに接続されたセンスラインとの接続切替回路の構成を示す回路図である。
【図４】上記タッチパネルシステムの静電容量分布検出回路に設けられたマルチプレクサの構成を示す回路図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、上記タッチパネルシステムの動作方法を説明するための模式図である。
【図６】上記タッチパネルシステムの動作方法を説明するための模式図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は、上記タッチパネルシステムの他の動作方法を説明するための模式図である。
【図８】上記タッチパネルシステムのセンスラインに寄生容量を介して容量結合するフローティングノードを説明するための回路図である。
【図９】（ａ）は上記タッチパネルシステムの制御信号を示す波形図であり、（ｂ）は上記フローティングノードの電圧を示す波形図であり、（ｃ）は信号線の電圧を示す波形図であり、（ｄ）は上記信号線に接続された差動増幅器の出力波形を示す波形図である。
【図１０】実施の形態１に係るタッチパネルシステムの構成を示すブロック図である。
【図１１】（ａ）は上記タッチパネルシステムの制御信号を示す波形図であり、（ｂ）は上記タッチパネルシステムのフローティングノードの電圧を示す波形図であり、（ｃ）は上記タッチパネルシステムのセンスラインの電圧を示す波形図であり、（ｄ）は上記センスラインに接続された差動増幅器の出力波形を示す波形図である。
【図１２】実施の形態２に係るタッチパネルシステムの構成を示すブロック図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）は、上記タッチパネルシステムにより静電容量を反転駆動する方法を説明するための図である。
【図１４】実施の形態３に係るタッチパネルシステムの構成を示すブロック図である。
【図１５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上記タッチパネルシステムにより静電容量を駆動する実施単位を説明するための図である。
【図１６】実施の形態４に係るタッチパネルシステムの構成を示すブロック図である。
【図１７】実施の形態５に係る電子機器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔本発明の前提〕
本発明者らは、ドライブラインを並列駆動するタッチパネルシステムにおいて、電磁ノイズを受けた人体の手、指等のパネルへのタッチに起因して生じるノイズの影響を除去するために、複数の静電容量がその交点に形成される複数の第１信号線と複数の第２信号線とを交互に駆動する構成を提案している（特願2011-142164号、平成23年6月27日出願）。
【００１５】
そこで、まず、本発明の前提として、上記構成を説明する。なお、本明細書では、人体が空間から受けた電磁ノイズが、手、指等を通じてタッチパネルに入力され、手、指等がタッチしたセンスラインを流れる信号に重畳されて生じる誤信号を「ファントムノイズ」という。
【００１６】
（タッチパネルシステム５０の構成）
図１は、本発明の前提となるタッチパネルシステム５０の構成を示すブロック図である。図２は、タッチパネルシステム５０に設けられたタッチパネル３の構成を示す模式図である。
【００１７】
タッチパネルシステム５０は、タッチパネル３と静電容量値分布検出回路（タッチパネルコントローラ）２とを備えている。タッチパネル３は、水平方向に沿って互いに平行に配置された信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（第１信号線）と、垂直方向に沿って互いに平行に配置された信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（第２信号線）と、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと信号線ＶＬ１〜ＶＬＭとの交点にそれぞれ形成される静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭとを備えている。タッチパネル３は、入力用ペンを把持した手を着くことができる広さを有していることが好ましいが、スマートフォンに使用される大きさであってもよい。
【００１８】
静電容量値分布検出回路２は、ドライバ５を備えている。ドライバ５は、符号系列に基づいてドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに電圧を印加する。静電容量値分布検出回路２には、センスアンプ６が設けられている。センスアンプ６は、各静電容量に対応する電荷の線形和を、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを通して読み出して、ＡＤ変換器８に供給する。
【００１９】
静電容量値分布検出回路２は、マルチプレクサ４を有している。図３は、タッチパネル３に接続された信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ、ＶＬ１〜ＶＬＭとドライバ５に接続されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭ及びセンスアンプ６に接続されたセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭとの接続切替回路の構成を示す回路図である。
【００２０】
マルチプレクサ４は、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続する第１接続状態と、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続する第２接続状態とを切替える。
【００２１】
図４は、タッチパネルシステム５０の静電容量分布検出回路２に設けられたマルチプレクサ４の構成を示す回路図である。マルチプレクサ４は、直列に接続された４個のＣＭＯＳスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を有している。タイミングジェネレータ７からの制御ラインＣＬは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ４のＮＭＯＳのゲートと、反転器ｉｎｖの入力とに接続されている。反転器ｉｎｖの出力は、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ４のＰＭＯＳのゲートとに接続されている。信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ２に接続されている。信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３・ＳＷ４に接続されている。ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ４に接続されている。センスラインＳＬ１〜ＳＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２・ＳＷ３に接続されている。
【００２２】
制御線ＣＬの信号をＬｏｗにすると、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにつながり、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭにつながる。制御線ＣＬの信号をＨｉｇｈにすると、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭにつながり、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにつながる。
【００２３】
ＡＤ変換器８は、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを通して読み出した各静電容量に対応する電荷の線形和をＡＤ変換して容量分布計算部９に供給する。
【００２４】
容量分布計算部９は、ＡＤ変換器８から供給された各静電容量に対応する電荷の線形和と符号系列とに基づいて、タッチパネル３上の静電容量分布を計算してタッチ認識部１０に供給する。タッチ認識部１０は、容量分布計算部９から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル３上のタッチされた位置を認識する。
【００２５】
静電容量値分布検出回路２は、タイミングジェネレータ７を有している。タイミングジェネレータ７は、ドライバ５の動作を規定する信号と、センスアンプ６の動作を規定する信号と、ＡＤ変換器８の動作を規定する信号とを生成して、ドライバ５、センスアンプ６、及びＡＤ変換器８に供給する。
【００２６】
（タッチパネルシステム５０の動作）
図５の（ａ）（ｂ）、図６は、タッチパネルシステム５０の動作方法を説明するための模式図である。図６に示すように、ファントムノイズＮＺが、お手付き領域ＨＤＲにセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに沿って外接する外接ラインＬ１・Ｌ２の間であって、お手付き領域ＨＤＲの外側に発生するという問題がある。しかしながら、図５の（ａ）に示すように、お手付き領域ＨＤＲと重ならないセンスライン上、即ち、外接ラインＬ１・Ｌ２の外側に存在するペン入力位置Ｐに入力されたペン信号は、ペン入力位置Ｐを通るセンスライン上にファントムノイズＮＺが発生しないので、ファントムノイズＮＺによるＳＮＲの劣化が無く、検出可能である。
【００２７】
従って、お手付き領域ＨＤＲとペン入力位置Ｐとが、図６に示す位置関係にあるときは、垂直方向の信号線を駆動して水平方向の信号線から線形和信号を読み出すとファントムノイズが発生するが、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭとセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭとを入れ替えて、図５の（ｂ）に示すように、水平方向の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭをドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭとして機能させ、垂直方向の信号線ＶＬ１〜ＶＬＭをセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭとして機能させ、外接ラインＬ３・Ｌ４の外側の信号を検出するように構成すると、ペン入力位置Ｐへのペン信号の検出が可能となる。
【００２８】
従って、例えば、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続する第１接続状態（図５の（ｂ））と、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続する第２接続状態（図６）とを、１フレームごとに交互に、マルチプレクサ４により切替えれば、お手付き領域ＨＤＲによりファントムノイズＮＺが発生しても、第１接続状態と第２接続状態とのいずれか一方のタイミングでペン信号の検出が可能となる。他方のタイミングでファントムノイズＮＺがのるため、ペン信号のＳＮＲとしては半分になるが、第１接続状態と第２接続状態とを交互に切替えれば、お手付き領域ＨＤＲによりファントムノイズＮＺが発生してもペン信号の検出が可能となる。
【００２９】
したがって、例えば、タッチパネルシステム５０は、第１時刻において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを駆動して静電容量に対応する電荷を信号線ＶＬ１〜ＶＬＭから出力させ、そして、第１時刻よりも後の第２時刻において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ及び信号線ＶＬ１〜ＶＬＭの接続をマルチプレクサ４により切替制御し、次に、第２時刻以降の第３時刻において、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動して静電容量に対応する電荷を信号線ＨＬ１〜ＨＬＭから出力させる。
【００３０】
容量分布計算部９は、お手付き領域ＨＤＲに外接する長方形の中に配置された静電容量からセンスラインを通って読み出される信号は採用しないように構成されている。お手付き領域ＨＤＲは、入力用導電性ペンを把持した手がタッチパネル上に着いた領域であり、図示しない画像認識手段により認識するように構成することができる。また、お手付き領域ＨＤＲは、タッチパネルシステム１ａのユーザが定義するように構成してもよい。
【００３１】
また、ペン入力によるお手付き領域ＨＤＲが発生しないスマートフォンにおいても、上記と同様に、ドライブラインとセンスラインとの切替を行うと、検出すべき指タッチの信号は、いずれの駆動状態でも発生するが、ファントムノイズによる誤信号は、ドライブラインとセンスラインとの切替により発生場所が異なるため、除去可能になる。
【００３２】
図７の（ａ）（ｂ）は、タッチパネルシステム５０の他の動作方法を説明するための模式図である。図７の（ａ）に示すように、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭをドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続して駆動し、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭをセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続すると、指をタッチした指タッチ領域ＦＲに水平方向に沿って外接する外接ラインＬ５・Ｌ６の間であって指タッチ領域ＦＲの外側に発生するファントムノイズＮＺが指タッチ領域ＦＲに対応する信号とともにセンスラインを通して読み出される。そして、図７の（ｂ）に示すように、水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭをドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続して駆動し、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＭをセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続すると、指タッチ領域ＦＲに垂直方向に沿って外接する外接ラインＬ７・Ｌ８の間に発生するファントムノイズＮＺが指タッチ領域ＦＲに対応する信号とともにセンスラインを通して読み出される。
【００３３】
図７の（ａ）に示す外接ラインＬ５・Ｌ６の間のファントムノイズＮＺと、図７の（ｂ）に示す外接ラインＬ７・Ｌ８の間のファントムノイズＮＺとは、互いに無関係にランダムに発生するので、図７の（ａ）に示すセンスラインを通して読み出した外接ラインＬ５・Ｌ６の間のファントムノイズＮＺ及び指タッチ領域ＦＲに対応する信号と、図７の（ｂ）に示すセンスラインを通して読み出した外接ラインＬ７・Ｌ８の間のファントムノイズＮＺ及び指タッチ領域ＦＲに対応する信号とのＡＮＤ操作を行うと、外接ラインＬ５・Ｌ６の間のファントムノイズＮＺと、外接ラインＬ７・Ｌ８の間のファントムノイズＮＺとをキャンセルすることができる。
【００３４】
（問題点）
図８は、上記タッチパネルシステムの第１及び第２信号線に寄生容量を介して容量結合するフローティングノードを説明するための回路図である。
【００３５】
静電容量値分布検出回路２に設けられたセンスアンプ６の差動増幅器には、隣接するセンスラインを介してタッチパネル３の隣接する第１信号線または第２信号線が接続される。上記隣接する信号線の一方には、寄生容量Ｃｐを介してフローティングノードＦｌｏａｔ１が静電結合されている。フローティングノードＦｌｏａｔ１は、比較的高抵抗の抵抗Ｒｐを介してＤＣ接地されている。上記隣接する信号線の他方には、寄生容量Ｃｐを介してフローティングノードＦｌｏａｔ２が静電結合されている。フローティングノードＦｌｏａｔ２は、比較的高抵抗の抵抗Ｒｐを介してＤＣ接地されている。差動増幅器の反転入力と対応する出力との間には、スイッチＳＷと積分容量Ｃｉｎｔとが互いに並列に結合されている。差動増幅器の非反転入力と対応する出力との間には、スイッチＳＷと積分容量Ｃｉｎｔとが互いに並列に結合されている。
【００３６】
フローティングノードＦｌｏａｔ１・Ｆｌｏａｔ２が、何処にもまったく電気的に接続されていなければ問題ないが、実際には、メガΩ、ギガΩのオーダーの比較的高抵抗でＤＣ接地されており、この抵抗を抵抗Ｒｐと表現している。
【００３７】
図９の（ａ）は上記タッチパネルシステムの制御信号Ｓ１を示す波形図であり、（ｂ）は上記フローティングノードの電圧信号Ｓ２１・Ｓ２２を示す波形図であり、（ｃ）は第１、第２信号線の電圧信号Ｓ３１・Ｓ３２を示す波形図であり、（ｄ）は上記第１、第２信号線に接続された差動増幅器の出力波形を示す波形図である。
【００３８】
説明を簡単にするために、第１信号線と第２信号線との交点の静電容量が無いものとして説明する。時刻１００μｓｅｃまでは、第１または第２信号線がドライブラインとして駆動されており、時刻１００μｓｅｃ以降は当該第１または第２信号線が切り換えられてセンスラインとして使用されている。
【００３９】
図９の（ｃ）に示すように、電圧信号Ｓ３１は、時刻１００μｓｅｃまでは、３．３Ｖで第１または第２信号線がドライブラインとして駆動されていたことを表し、時刻１００μｓｅｃ以降は、当該第１または第２信号線がセンスラインとして使用され、対応するスイッチＳＷが閉じてコモン電圧に収束していく。コモン電圧は、電源電圧の約半分であり、ここでは約１．６５Ｖである。電圧信号Ｓ３２は、時刻１００μｓｅｃまでは、隣接する第１または第２信号線がドライブラインとして０Ｖで駆動されていたことを表し、時刻１００μｓｅｃ以降は、当該第１または第２信号線がセンスラインとして使用され、対応するスイッチＳＷが閉じてコモン電圧に収束していく。
【００４０】
上記動作自体は何ら問題ないが、図９の（ｂ）に示すように、フローティングノードＦｌｏａｔ１の電圧信号Ｓ２１が、電圧信号Ｓ３１の変化に引きづられて、ゆっくりとした時定数で増大していく。そして、フローティングノードＦｌｏａｔ２の電圧信号Ｓ２２が、電圧信号Ｓ３２の変化に引きづられて、ゆっくりとした時定数で減少していく。
【００４１】
抵抗Ｒｐの値が非常に小さければ、電源電圧ＶＣＭにすぐに接地されるので、電圧信号Ｓ２１・Ｓ２２はすぐにコモン電圧に収束するが、抵抗Ｒｐの値がある程度大きいと、電圧信号Ｓ２１・Ｓ２２はゆっくりと変化していく。このように、フローティングノードが、メガΩ、ギガΩの比較的高い抵抗Ｒｐを介してＤＣ接地されていると、フローティングノードに基づくノイズを表す電圧信号Ｓ２１・Ｓ２２が、ゆっくりとした時定数で変化していく。
【００４２】
このため、フローティングノードの電圧が意図しないタイミングで変化して、寄生容量Ｃｐを駆動し、この結果、意図しないノイズが当該第１または第２信号線を介して差動増幅器に混入し、図９の（ｄ）に示すように、差動増幅器の出力信号Ｓ４１・Ｓ４２にノイズが混入してしまうという問題がある。このモデルでは、静電容量の変化が何も起きていないので、差動増幅器の出力は零であることが期待値であるが、上記フローティングノードが存在するとこれに起因するノイズが発生する。
【００４３】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００４４】
（タッチパネルシステム１ａの構成）
図１０は、実施の形態１に係るタッチパネルシステム１ａの構成を示すブロック図である。前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００４５】
タッチパネルシステム１ａは、静電容量値分布検出装置（タッチパネルコントローラ）２ａを備えている。静電容量値分布検出装置２ａには、ドライバ（駆動部）５ａが設けられている。センスアンプ（増幅器）６は、隣接する信号線の出力を差動増幅する差動増幅器により構成される。
【００４６】
ドライバ５ａは、第１時刻において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（複数の第１信号線）を同じ駆動値で駆動して静電容量の電荷に基づく第１線形和信号を前記信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（複数の第２信号線）から出力させる。センスアンプ６は、第１時刻において、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭから出力された第１線形和信号を増幅する。
【００４７】
そして、ドライバ５ａは、前記第１時刻の次の駆動タイミングである第２時刻において、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（複数の第２信号線）を符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第２線形和信号を信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（複数の第１信号線）から出力させる。また、センスアンプ６は、前記第２時刻において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（複数の第１信号線）から出力された第２線形和信号を増幅する。
【００４８】
容量分布計算部９は、センスアンプ６により増幅され、ＡＤ変換器８によりＡＤ変換された第２線形和信号と上記符号系列とに基づいて静電容量値の分布を計算する。
【００４９】
このように、ドライバ５ａは、センスする直前の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを同じ駆動値で駆動する。
【００５０】
（タッチパネルシステム１ａの動作）
図１１の（ａ）はタッチパネルシステム１ａの制御信号Ｓ１を示す波形図であり、図１１の（ｂ）はタッチパネルシステム１ａのフローティングノードの電圧を示す波形図であり、図１１の（ｃ）はタッチパネルシステム１ａの信号線ＨＬ１〜ＨＬＭの電圧を示す波形図であり、図１１の（ｄ）は信号線ＨＬ１〜ＨＬＭに接続された差動増幅器の出力波形を示す波形図である。
【００５１】
センスする直前の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを同じ駆動値で駆動すると、互いに隣接して差動増幅器に接続される２本の信号線にそれぞれ静電結合された２つのフローティングノードの電圧信号Ｓ２１・Ｓ２２が、図１１の（ｂ）に示すように、同じように変化していくので、差動増幅器で差動増幅することにより２つのフローティングノードに基づくノイズが相殺してノイズが軽減する。
【００５２】
図１１の（ｃ）に示す例では、電圧信号Ｓ３１は、時刻１００μｓｅｃ以前は３．３Ｖであり、電圧信号Ｓ３２は、０Ｖであったが、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを直前に同じ駆動値（例えば０Ｖ）で駆動するので、図１１の（ｃ）に示すように、電圧信号Ｓ３１及び電圧信号Ｓ３２は、双方とも、時刻１００μｓｅｃ以前は０Ｖとなり、時刻１００μｓｅｃ以降、同じ波形で推移する。信号線の電圧信号Ｓ３１及び電圧信号Ｓ３２が同じ波形で推移するので、フローティングノードの電圧信号Ｓ２１及び電圧信号Ｓ２２も同じ波形で推移する。互いに隣接するフローティングノードの電圧信号Ｓ２１及び電圧信号Ｓ２２が同じように推移するので、両フローティングノードに基づくノイズは信号線に混入しているが、図１１の（ｄ）に示すように、差動増幅器の出力信号Ｓ４１・Ｓ４２で見ると、両フローティングノードに基づくノイズは相殺されて現れてこない。
【００５３】
このように、センスアンプ６により読み出す直前の全部の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを同じ駆動値で駆動する場合、例えば、Ｍ系列という符号系列で駆動すると、Ｍ系列では全部の信号線を同じ駆動値で駆動する符号の配列が存在しないので、復号はしないダミーパターンにより全部の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを同じ駆動値で駆動する。例えば、全部の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを０Ｖで駆動してもよいし、全部の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを３．３Ｖで駆動してもよい。またコモン電圧で全部の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを駆動してもよい。
【００５４】
まず、ドライブモードでコモン電圧により信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを駆動してから、センスモードに移行すると、電圧の変化が起こらないので、コモン電圧で全部の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを駆動することが好ましい。コモン電圧とは、差動増幅器の入出力をリセットしたときの電圧であり、一般的には電源電圧の二分の一である。
【００５５】
また、アダマール行列という符号系列で駆動するときは、アダマール行列には全部の信号線に対応する符号がすべて１という配列が存在するので、この配列で駆動すると、この駆動結果は復号にも使用することができる。
【００５６】
〔実施形態２〕
（タッチパネルシステム１ｂの構成）
図１２は、実施の形態２に係るタッチパネルシステム１ｂの構成を示すブロック図である。前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００５７】
タッチパネルシステム１ｂは、静電容量値分布検出装置（タッチパネルコントローラ）２ｂを備えている。静電容量値分布検出装置２ｂには、ドライバ（駆動部）５ｂと容量分布計算部９ｂとが設けられている。
【００５８】
ドライバ５ｂは、第１時刻において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（複数の第１信号線）を符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第１線形和信号を信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（複数の第２信号線）から出力させる。センスアンプ（増幅器）６は、前記第１時刻において、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭから出力された第１線形和信号を増幅する。
【００５９】
ドライバ５ｂは、第２時刻において、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第２線形和信号を信号線ＨＬ１〜ＨＬＭから出力させる。センスアンプ６は、前記第２時刻において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭから出力された第２線形和信号を増幅する。
【００６０】
信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、寄生容量を介してフローティングノードと容量結合している。ドライバ５ｂは、前記第１線形和信号の符号の正負が時系列に沿って反転するように信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを駆動する。そして、容量分布計算部９ｂは、上記反転駆動に対応して復号時に減算処理を実行する。
【００６１】
（タッチパネルシステム１ｂの動作）
図１３の（ａ）（ｂ）は、タッチパネルシステム１ｂにより静電容量を反転駆動する方法を説明するための図である。
【００６２】
図１３の（ａ）は、ベクタ単位の駆動を続けて、偶数回目の駆動を反転する駆動方法を示している（反転する偶数回目の駆動箇所は黒地に白抜きで表記している）。まず、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０で駆動する。そして、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０で反転駆動する。次に、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０で駆動する。その後、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ３のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０で反転駆動する。反転は、２個のフェイズ駆動単位で行われることになる。そして、同一データの周期は２個のフェイズ駆動に対応する期間となる。この同一データの偶数回目の時系列データは反転駆動により極性が反転する。
【００６３】
図１３の（ｂ）は、フェイズ駆動を連続して、偶数回目の駆動を反転する例である（反転する駆動箇所は黒地に白抜きで表記している）。まず、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０で駆動する。そして、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０で反転駆動する。
【００６４】
次に、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０で駆動する。その後、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ３のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０反転駆動する。
【００６５】
反転は、１個のフェイズ駆動単位で行われることになる。そして、同一データの周期は１個のフェイズ駆動に対応する期間となる。この同一データの極性は偶数回目で反転する。
【００６６】
このようにタッチパネルシステム１ｂにより静電容量を反転駆動すると、低い周波数のノイズを低減することができる。フローティングノードの電圧は、図９の（ｂ）に示すように、ゆっくりと変化するので、フローティングノードに基づくノイズは低周波ノイズといえる。このため、上記のように静電容量を反転駆動すると、低周波ノイズを抑圧することができる。
【００６７】
〔実施形態３〕
（タッチパネルシステム１ｃの構成）
図１４は、実施の形態３に係るタッチパネルシステム１ｃの構成を示すブロック図である。前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００６８】
タッチパネルシステム１ｃは、静電容量値分布検出装置（タッチパネルコントローラ）２ｃを備えている。静電容量値分布検出装置２ｃには、ドライバ（駆動部）５ｃとＡＤ変換器８ｃと容量分布計算部９ｃとが設けられている。
【００６９】
信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（複数の第１信号線）は、第１寄生容量を介して第１フローティングノードと容量結合しており、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（複数の第２信号線）は、第２寄生容量を介して第２フローティングノードと容量結合している。静電容量値分布検出装置２ｃは、静電容量へのタッチ入力が無いキャリブレーションモードと、前記静電容量へのタッチ入力を検出するスキャンモードとを有している。
【００７０】
ドライバ５ｃは、キャリブレーションモード第１時刻において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づくキャリブレーションモード第１線形和信号を信号線ＶＬ１〜ＶＬＭから出力させると共に、キャリブレーションモード第２時刻において、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づくキャリブレーションモード第２線形和信号を信号線ＨＬ１〜ＨＬＭから出力させる。
【００７１】
センスアンプ６は、前記キャリブレーションモード第１時刻において、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭから出力されたキャリブレーションモード第１線形和信号を増幅すると共に、前記キャリブレーションモード第２時刻において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭから出力されたキャリブレーションモード第２線形和信号を増幅する。
【００７２】
容量分布計算部９ｃは、前記キャリブレーションモード第１線形和信号と前記キャリブレーションモード第２線形和信号と前記符号系列とに基づいて、キャリブレーションモード静電容量値分布を計算する。
【００７３】
そして、ドライバ５ｃは、スキャンモード第１時刻において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づくスキャンモード第１線形和信号を信号線ＶＬ１〜ＶＬＭから出力させると共に、スキャンモード第２時刻において、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づくスキャンモード第２線形和信号を信号線ＨＬ１〜ＨＬＭから出力させる。
【００７４】
また、センスアンプ６は、前記スキャンモード第１時刻において、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭから出力されたスキャンモード第１線形和信号を増幅するとともに、前記スキャンモード第２時刻において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭから出力されたスキャンモード第２線形和信号を増幅する。
【００７５】
静電容量値分布検出装置２ｃは、センスアンプ６の前段に図示しない切換回路を有している。この切換回路は、センスアンプ６に設けられた各増幅回路の入力状態を、２ｎ番目のセンスラインと（２ｎ＋１）番目のセンスラインとが入力される偶数フェイズ状態（フェイズ０）と、（２ｎ＋１）番目のセンスラインと（２ｎ＋２）番目のセンスラインとが入力される奇数フェイズ状態（フェイズ１）との間で切り換える。
【００７６】
前記容量分布計算部９ｃは、前記スキャンモード第１線形和信号と前記スキャンモード第２線形和信号と前記符号系列とに基づいて、スキャンモード静電容量値分布を計算し、前記スキャンモード静電容量値分布から前記キャリブレーションモード静電容量値分布を減算することにより前記複数の静電容量の値の分布を算出する。
【００７７】
前記キャリブレーションモードにおける静電容量値分布検出装置２ｃの動作タイミングと、前記スキャンモードにおける静電容量値分布検出装置２ｃの動作タイミングとは同じである。
【００７８】
前記動作タイミングは、前記符号系列に基づくフレーム駆動のフレーム加算数、前記符号系列による駆動順序、及び前記キャリブレーションモード第１及び第２線形和信号、前記スキャンモード第１及び第２線形和信号のサンプリング周波数を含む。
【００７９】
（タッチパネルシステム１ｃの動作）
静電容量値分布検出装置２ｃは静電容量を検出するが、実際にタッチパネル３に接続したときは、タッチパネル３に製造バラつきがあるので、タッチパネル３にタッチ入力が無いときも、タッチパネル３からの出力は零にならず、何らかの出力データが出力される。この動作モードをキャリブレーションモードと呼び、このときの出力データをキャリブレーションデータという。また、タッチ入力を検出する動作モードをスキャンモードと呼び、このときの出力データをスキャンデータという。そして、スキャンデータからキャリブレーションデータを減算して静電容量の値の分布を求める。
【００８０】
タッチパネルシステムでは、精度の高い信号を取得するために同じ動作を何回も繰り返す。例えば、並列駆動している場合、符号系列の１番目のベクタで駆動し、２番目のベクタで駆動し、以下順番に８番目のベクタまでの駆動が終了した時点で、容量分布計算部により復号演算して１フレーム分の静電容量値を算出することができる。
【００８１】
次に、上記と全く同じ動作をして、これを第２フレームと呼ぶと、第２フレーム分の静電容量値を算出することができる。このような動作を何回も繰り返し、例えば、８回繰り返したとすると、８フレーム分の静電容量値データが算出される。この８フレーム分の静電容量値データを平均化したデータを算出し、これを真の静電容量値とする。
【００８２】
この真の静電容量値を算出するためのフレームの繰り返し回数を、フレーム加算数と呼ぶ。フローティングノードに基づいて混入するノイズは、信号線を駆動する毎に毎回同じ固定パターンを有するノイズなので、キャリブレーションモードでのフレーム加算数と、スキャンモードでのフレーム加算数とを同じにすると、スキャンモード静電容量値分布からキャリブレーションモード静電容量値分布を減算することにより上記ノイズはキャンセルされて消滅する。
【００８３】
図１５の（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上記タッチパネルシステムにより静電容量を駆動する実施単位を説明するための図である。
【００８４】
符号系列による駆動順序を、キャリブレーションモードとスキャンモードとで同じにしても、スキャンモード静電容量値分布からキャリブレーションモード静電容量値分布を減算することにより上記ノイズはキャンセルされて消滅する。
【００８５】
図１５の（ａ）は、フレーム単位の駆動を説明するための図である。タッチパネルシステム１ｃは、（Ｍ＋１）個のフレーム駆動Ｆｒａｍｅ０〜ＦｒａｍｅＭをこの順番に繰り返す。各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０〜ＦｒａｍｅＭは、それぞれ（Ｎ＋１）個のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜ＶｅｃｔｏｒＮを含む。各ベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０〜ＶｅｃｔｏｒＮは、それぞれ偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０及び奇数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１を含む。
【００８６】
上記偶数フェイズ状態（フェイズ０）における偶数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０では、偶数ライン―奇数ライン（例えば、（ＳＬ２−ＳＬ１）、（ＳＬ４−ＳＬ３）、（ＳＬ６−ＳＬ５））に相当する値を出力し、上記奇数フェイズ状態（フェイズ１）における奇数フェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１は、奇数ライン―偶数ライン（例えば、（ＳＬ３−ＳＬ２）、（ＳＬ５−ＳＬ４）、（ＳＬ７−ＳＬ６））に相当する値を出力する。
【００８７】
図１５の（ｂ）は、ベクタ単位の駆動を説明するための図である。まず、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０、…、フレーム駆動ＦｒａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０の順番で、各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０〜ＦｒａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０のみで連続して駆動する。
【００８８】
そして、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１、…、フレーム駆動ＦｒａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１の順番で、各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０〜ＦｒａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１のみで連続して駆動する。次に、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２、…、フレーム駆動ＦｒａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２の順番で、各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０〜ＦｒａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ２のみで連続して駆動する。以下同様にして、ベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＮまで駆動する。
【００８９】
図１５の（ｃ）は、フェイズ単位の駆動を説明するための図である。まず、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、…、フレーム駆動ＦｒａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０の順番で、各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０〜ＦｒａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０のみで連続して駆動する。
【００９０】
そして、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１、…、フレーム駆動ＦｒａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１の順番で、各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０〜ＦｒａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ０のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ１のみで連続して駆動する。
【００９１】
次に、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ１のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、フレーム駆動Ｆｒａｍｅ２のベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０、…、フレーム駆動ＦｒａｍｅＭのベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１に含まれるフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０の順番で、各フレーム駆動Ｆｒａｍｅ０〜ＦｒａｍｅＭに含まれるベクタ駆動Ｖｅｃｔｏｒ１のフェイズ駆動Ｐｈａｓｅ０のみで連続して駆動する。以下、同様にして、ベクタ駆動ＶｅｃｔｏｒＮまで駆動する。
【００９２】
例えば、キャリブレーションモード及びスキャンモード共に、図１５の（ａ）に示すフレーム単位の駆動順序により駆動すれば、スキャンモード静電容量値分布からキャリブレーションモード静電容量値分布を減算することにより上記ノイズはキャンセルされて消滅する。
【００９３】
また、キャリブレーションモードにおいて図１５の（ｂ）に示すベクタ単位の駆動順序により駆動し、スキャンモードにおいても上記ベクタ単位の駆動順序により駆動すれば、スキャンモード静電容量値分布からキャリブレーションモード静電容量値分布を減算することにより上記ノイズはキャンセルされて消滅する。
【００９４】
同様に、キャリブレーションモードにおいて図１５の（ｃ）に示すフェイズ単位の駆動順序により駆動し、スキャンモードにおいても上記フェイズ単位の駆動順序により駆動すれば、スキャンモード静電容量値分布からキャリブレーションモード静電容量値分布を減算することにより上記ノイズはキャンセルされて消滅する。
【００９５】
〔実施形態４〕
（タッチパネルシステム１ｄの構成）
図１６は、実施の形態４に係るタッチパネルシステム１ｄの構成を示すブロック図である。前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００９６】
タッチパネルシステム１ｄは、静電容量値分布検出装置（タッチパネルコントローラ）２ｄを備えている。静電容量値分布検出装置２ｄには、ドライバ（駆動部）５ｄが設けられている。
【００９７】
ドライバ５ｄは、第１時刻において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（複数の第１信号線）を符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第１線形和信号を信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（複数の第２信号線）から出力させる。センスアンプ６は、前記第１時刻において、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭから出力された第１線形和信号を増幅する。
【００９８】
そして、ドライバ５ｄは、第２時刻において、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第２線形和信号を信号線ＨＬ１〜ＨＬＭから出力させる。センスアンプ６は、前記第２時刻において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ信号線から出力された第２線形和信号を増幅する。この第２時刻は、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭの接続がドライバ５ｂからセンスアンプ６に切り換えられ、寄生容量を介して信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと容量結合するフローティングノードの電圧が安定した後の時刻である。
【００９９】
なお、センスアンプ（増幅器）６は、隣接する信号線の出力を差動増幅する差動増幅器により構成する例を示すが、本発明はこれに限定されない。差動増幅器に代えてシングルの増幅器によりセンスアンプ６を構成してもよい。
【０１００】
（タッチパネルシステム１ｄの動作）
図８及び図９で前述したように、信号線のモードをドライブモードからセンスモードへ反転した後は、フローティングノードの電圧信号Ｓ２１・Ｓ２２がゆっくり変化するので、この電圧信号Ｓ２１・Ｓ２２が安定するまで、ドライバ５ｂによる次のタイミングの駆動を待ち、電圧信号Ｓ２１・Ｓ２２が安定するまでは、フローティングノードに基づくノイズが入るので、ドライバ５ｂはドライブラインを介して信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動しない。この構成により、フローティングノードに基づくノイズを低減することができる。
【０１０１】
〔実施形態５〕
（携帯電話９０の構成）
図１７は、実施の形態５に係る電子機器（携帯電話９０）の構成を示すブロック図である。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９２ｂ及び表示制御回路９２ａを含む表示部９２と、タッチパネルシステム１ａ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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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２１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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
タッチパネルシステム１ａは、タッチパネル３とタッチパネルコントローラ２ａとを有している。ＣＰＵ９６は、タッチパネルシステム１ａ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。ＲＯＭ９７は、データを不揮発的に格納する。
【０１０６】
表示パネル９２ｂは、表示制御回路９２ａ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９２ｂ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。
〔本発明の異なる側面〕
本発明の一態様に係る他のタッチパネルコントローラは、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を算出するタッチパネルコントローラであって、第１時刻において、前記第１信号線を符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第１線形和信号を前記第２信号線から出力させる駆動部と、前記第１時刻において、前記第２信号線から出力された第１線形和信号を増幅する増幅器とを備え、前記駆動部は、第２時刻において、前記第２信号線を前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第２線形和信号を前記第１信号線から出力させ、前記増幅器は、前記第２時刻において、前記第１信号線から出力された第２線形和信号を増幅し、前記第２信号線は、寄生容量を介してフローティングノードと容量結合しており、前記駆動部は、前記第１線形和信号の符号の正負が時系列に沿って反転するように前記第１信号線を駆動することを特徴とする。
本発明の一態様に係るさらに他のタッチパネルコントローラは、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を算出するタッチパネルコントローラであって、前記第１信号線は、第１寄生容量を介して第１フローティングノードと容量結合しており、前記第２信号線は、第２寄生容量を介して第２フローティングノードと容量結合しており、前記タッチパネルコントローラは、前記静電容量へのタッチ入力が無いキャリブレーションモードと、前記静電容量へのタッチ入力を検出するスキャンモードとを有し、キャリブレーションモード第１時刻において、前記第１信号線を符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づくキャリブレーションモード第１線形和信号を前記第２信号線から出力させると共に、キャリブレーションモード第２時刻において、前記第２信号線を前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づくキャリブレーションモード第２線形和信号を前記第１信号線から出力させる駆動部と、前記キャリブレーションモード第１時刻において、前記第２信号線から出力されたキャリブレーションモード第１線形和信号を増幅すると共に、前記キャリブレーションモード第２時刻において、前記第１信号線から出力されたキャリブレーションモード第２線形和信号を増幅する増幅器と、前記キャリブレーションモード第１線形和信号と前記キャリブレーションモード第２線形和信号と前記符号系列とに基づいて、キャリブレーションモード静電容量値分布を計算する容量分布計算部とを備え、前記駆動部は、スキャンモード第１時刻において、前記第１信号線を前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づくスキャンモード第１線形和信号を前記第２信号線から出力させると共に、スキャンモード第２時刻において、前記第２信号線を前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づくスキャンモード第２線形和信号を前記第１信号線から出力させ、前記増幅器は、前記スキャンモード第１時刻において、前記第２信号線から出力されたスキャンモード第１線形和信号を増幅するとともに、前記スキャンモード第２時刻において、前記第１信号線から出力されたスキャンモード第２線形和信号を増幅し、前記容量分布計算部は、前記スキャンモード第１線形和信号と前記スキャンモード第２線形和信号と前記符号系列とに基づいて、スキャンモード静電容量値分布を計算し、前記スキャンモード静電容量値分布から前記キャリブレーションモード静電容量値分布を減算することにより前記複数の静電容量の値の分布を算出し、前記キャリブレーションモードにおける動作タイミングと、前記スキャンモードにおける動作タイミングとを同じにしたことを特徴とする。
本発明の一態様に係るさらに他のタッチパネルコントローラは、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を算出するタッチパネルコントローラであって、第１時刻において、前記第１信号線を符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第１線形和信号を前記第２信号線から出力させる駆動部と、前記第１時刻において、前記第２信号線から出力された第１線形和信号を増幅する増幅器とを備え、前記駆動部は、第２時刻において、前記第２信号線を前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第２線形和信号を前記第１信号線から出力させ、前記増幅器は、前記第２時刻において、前記第１信号線から出力された第２線形和信号を増幅し、前記第２時刻は、寄生容量を介して前記第１信号線と容量結合するフローティングノードの電圧が安定した後の時刻であることを特徴とする。
【０１０７】
〔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（静電容量値分布検出回路２ａ）は、複数の第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）と複数の第２信号線（信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ）との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を算出するタッチパネルコントローラであって、前記第１信号線は、第１寄生容量を介して第１フローティングノードと容量結合しており、前記第２信号線は、第２寄生容量を介して第２フローティングノードと容量結合しており、第１時刻において、前記複数の第１信号線を同じ駆動値で駆動して前記静電容量の電荷に基づく第１線形和信号を前記第２信号線から出力させる駆動部（ドライバ５ａ）と、前記第１時刻において、前記第２信号線から出力された第１線形和信号を増幅する増幅器（センスアンプ６）とを備え、前記駆動部は、前記第１時刻の次の駆動タイミングである第２時刻において、前記第２信号線を符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第２線形和信号を前記第１信号線から出力させ、前記増幅器は、前記第２時刻において、前記第１信号線から出力された第２線形和信号を増幅し、前記増幅器は、隣接する第１信号線及び隣接する第２信号線に対応する差動増幅器であり、前記第２線形和信号と前記符号系列とに基づいて前記静電容量の値の分布を計算する容量分布計算部とをさらに備えている。
【０１０８】
上記の構成によれば、複数の第１信号線を同じ駆動値で駆動した直後の駆動タイミングで、当該第１信号線から線形和信号を出力し、この線形和信号に基づいて静電容量値の分布を計算する。このため、線形和信号を出力する直前の第１信号線を同じ駆動値で駆動するので、差動増幅器に入力する２本のセンスラインの電圧が同じ挙動を示し、対応する２つのフローティングノードの電圧も同じ挙動を示す。従って、差動増幅器で増幅することにより、フローティングノードの電圧に基づくノイズがキャンセルされる。その結果、フローティングノードに基づくノイズを低減することができるタッチパネルコントローラを提供することができる。
【０１０９】
本発明の態様２に係るタッチパネルコントローラ（静電容量値分布検出回路２ｂ）は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を算出するタッチパネルコントローラであって、第１時刻において、前記第１信号線を符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第１線形和信号を前記第２信号線から出力させる駆動部（ドライバ５ｂ）と、前記第１時刻において、前記第２信号線から出力された第１線形和信号を増幅する増幅器とを備え、前記駆動部は、第２時刻において、前記第２信号線を前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第２線形和信号を前記第１信号線から出力させ、前記増幅器は、前記第２時刻において、前記第１信号線から出力された第２線形和信号を増幅し、前記第２信号線は、寄生容量を介してフローティングノードと容量結合しており、前記駆動部は、前記第１線形和信号の符号の正負が時系列に沿って反転するように前記第１信号線を駆動する。
【０１１０】
上記の構成によれば、前記駆動部は、前記第１線形和信号の符号の正負が時系列に沿って反転するように前記第１信号線を駆動するので、低周波ノイズを低減することができる。フローティングノードに基づくノイズは低周波ノイズであるので、符号の正負を反転させて駆動することにより、フローティングノードに基づくノイズを低減することができる。
【０１１１】
本発明の態様３に係るタッチパネルコントローラ（静電容量値分布検出回路２ｃ）は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を算出するタッチパネルコントローラであって、前記第１信号線は、第１寄生容量を介して第１フローティングノードと容量結合しており、前記第２信号線は、第２寄生容量を介して第２フローティングノードと容量結合しており、前記タッチパネルコントローラは、前記静電容量へのタッチ入力が無いキャリブレーションモードと、前記静電容量へのタッチ入力を検出するスキャンモードとを有し、キャリブレーションモード第１時刻において、前記第１信号線を符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づくキャリブレーションモード第１線形和信号を前記第２信号線から出力させると共に、キャリブレーションモード第２時刻において、前記第２信号線を前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づくキャリブレーションモード第２線形和信号を前記第１信号線から出力させる駆動部（ドライバ５ｃ）と、前記キャリブレーションモード第１時刻において、前記第２信号線から出力されたキャリブレーションモード第１線形和信号を増幅すると共に、前記キャリブレーションモード第２時刻において、前記第１信号線から出力されたキャリブレーションモード第２線形和信号を増幅する増幅器と、前記キャリブレーションモード第１線形和信号と前記キャリブレーションモード第２線形和信号と前記符号系列とに基づいて、キャリブレーションモード静電容量値分布を計算する容量分布計算部とを備え、前記駆動部は、スキャンモード第１時刻において、前記第１信号線を前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づくスキャンモード第１線形和信号を前記第２信号線から出力させると共に、スキャンモード第２時刻において、前記第２信号線を前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づくスキャンモード第２線形和信号を前記第１信号線から出力させ、前記増幅器は、前記スキャンモード第１時刻において、前記第２信号線から出力されたスキャンモード第１線形和信号を増幅するとともに、前記スキャンモード第２時刻において、前記第１信号線から出力されたスキャンモード第２線形和信号を増幅し、前記容量分布計算部は、前記スキャンモード第１線形和信号と前記スキャンモード第２線形和信号と前記符号系列とに基づいて、スキャンモード静電容量値分布を計算し、前記スキャンモード静電容量値分布から前記キャリブレーションモード静電容量値分布を減算することにより前記複数の静電容量の値の分布を算出し、前記キャリブレーションモードにおける動作タイミングと、前記スキャンモードにおける動作タイミングとを同じにした。
【０１１２】
上記の構成によれば、第１フローティングノード及び第２フローティングノードから、毎回同じパターンのノイズが混入するので、前記キャリブレーションモードにおける動作タイミングと、前記スキャンモードにおける動作タイミングとを同じにすれば、前記スキャンモード静電容量値分布から前記キャリブレーションモード静電容量値分布を減算することにより、キャリブレーションモードで混入したノイズとスキャンモードで混入したノイズとをキャンセルして消滅させることができる。
【０１１３】
本発明の態様４に係るタッチパネルコントローラは、上記態様３において、前記動作タイミングは、前記符号系列に基づくフレーム駆動のフレーム加算数、前記符号系列による駆動順序、及び前記キャリブレーションモード第１及び第２線形和信号、前記スキャンモード第１及び第２線形和信号のサンプリング周波数を含んでもよい。
【０１１４】
上記の構成によれば、前記キャリブレーションモードにおける動作タイミングと、前記スキャンモードにおける動作タイミングとを同じにすることができるので、前記スキャンモード静電容量値分布から前記キャリブレーションモード静電容量値分布を減算することにより、キャリブレーションモードで混入したノイズとスキャンモードで混入したノイズとをキャンセルして消滅させることができる。
【０１１５】
本発明の態様５に係るタッチパネルコントローラ（静電容量値分布検出回路２ｄ）は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を算出するタッチパネルコントローラであって、第１時刻において、前記第１信号線を符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第１線形和信号を前記第２信号線から出力させる駆動部（ドライバ５ｄ）と、前記第１時刻において、前記第２信号線から出力された第１線形和信号を増幅する増幅器とを備え、前記駆動部は、第２時刻において、前記第２信号線を前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第２線形和信号を前記第１信号線から出力させ、前記増幅器は、前記第２時刻において、前記第１信号線から出力された第２線形和信号を増幅し、前記第２時刻は、寄生容量を介して前記第１信号線と容量結合するフローティングノードの電圧が安定した後の時刻である。
【０１１６】
上記の構成によれば、寄生容量を介して前記第１信号線と容量結合するフローティングノードの電圧が安定した後の第２時刻において、前記第２信号線を前記符号系列に基づいて駆動して前記静電容量の電荷に基づく第２線形和信号を前記第１信号線から出力させるので、寄生容量を介して前記第１信号線と容量結合するフローティングノードに基づくノイズが低減した後に第２信号線を駆動する。このため、第２信号線の駆動に対する上記ノイズの影響を低減することができる。
【０１１７】
本発明の態様６に係るタッチパネルコントローラは、上記態様２〜３及び５のいずれかにおいて、前記増幅器は、隣接する第１信号線及び隣接する第２信号線に対応する差動増幅器であることが好ましい。
【０１１８】
上記の構成によれば、差動増幅の構成により、ノイズ耐性をより高めることができる。
【０１１９】
本発明の態様７に係るタッチパネルシステムは、上記態様１〜３及び５のいずれかのタッチパネルコントローラを備える。
【０１２０】
本発明の態様８に係る電子機器（携帯電話９０）は、上記態様７のタッチパネルシステムを備える。
【０１２１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を算出するタッチパネルコントローラ、並びにこれを用いたタッチパネルシステム及び電子機器に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１ａ〜１ｄ  タッチパネルシステム
２ａ〜２ｄ  静電容量値分布検出回路（タッチパネルコントローラ）
５ａ〜５ｄ  ドライバ
６  センスアンプ（増幅器）
９、９ｃ、９ｄ  容量分布計算部
９０  携帯電話（電子機器）
ＨＬ１〜ＨＬＭ  信号線（第１信号線）
ＶＬ１〜ＶＬＭ  信号線（第２信号線）
Ｃｐ  寄生容量（第１寄生容量、第２寄生容量）
Ｆｌｏａｔ１、Ｆｌｏａｔ２  フローティングノード（第１フローティングノード、第２フローティングノード）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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