JP6058867B2 - タッチパネルシステム及び電子機器 - Google Patents

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Description

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

Claims (5)

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