WO2013179422A1 - タッチパネルシステムおよび電子機器 - Google Patents

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WO2013179422A1
WO2013179422A1 PCT/JP2012/063963 JP2012063963W WO2013179422A1 WO 2013179422 A1 WO2013179422 A1 WO 2013179422A1 JP 2012063963 W JP2012063963 W JP 2012063963W WO 2013179422 A1 WO2013179422 A1 WO 2013179422A1
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WO
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touch panel
touch
signal
difference
unit
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PCT/JP2012/063963
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English (en)
French (fr)
Inventor
宮本 雅之
眞一 芳田
西岡 明
湯元 学
高濱 健吾
Original Assignee
シャープ株式会社
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Publication date
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Priority to PCT/JP2012/063963 priority patent/WO2013179422A1/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04184Synchronisation with the driving of the display or the backlighting unit to avoid interferences generated internally
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer

Definitions

  • the present invention relates to a touch panel system and an electronic apparatus including the touch panel system, and more particularly to a touch panel system and an electronic apparatus that can reliably and effectively remove (cancel) noise generated by a display device or the like. .
  • touch panel systems are rapidly being installed in various electronic devices such as mobile information devices such as smartphones and vending machines such as ticket vending machines.
  • Such a touch panel system usually has a structure in which a touch panel is laminated on the upper part (front surface) of the display device. For this reason, the sensor provided on the touch panel is susceptible to not only noise such as a clock generated in the display device but also other external noise. Such noise leads to a decrease in detection sensitivity of the touch operation.
  • Patent Document 1 describes a touch panel system (coordinate input device) with such noise countermeasures.
  • the touch panel system of Patent Document 1 includes a noise processing unit in order to remove noise.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating the noise processing unit 100 provided in the touch panel system of Patent Document 1.
  • the noise processing unit 100 includes a filter unit 101, a logic inversion unit 102, and an addition unit 103.
  • the filter unit 101 receives an output signal (analog signal) from a sensor provided on a touch panel (not shown). Further, the filter unit 101 extracts an AC signal component included in the input signal as a noise signal.
  • the logic inversion unit 102 inverts the phase of the extracted noise signal by 180 degrees.
  • the adding unit 103 adds a noise signal whose phase is inverted by 180 degrees to the input signal including the noise signal input to the filter unit 101.
  • the noise signal extracted by the filter unit 101 is inverted, and the inverted signal is added to the input signal (analog signal) from the sensor. That is, an inverted signal having the same level as the noise component is added to the noise component included in the input signal from the sensor. Thereby, the noise superimposed on the input signal from the sensor is canceled. Therefore, it is possible to reduce the influence of noise included in the input signal from the sensor.
  • the touch panel system of Patent Document 1 handles an AC signal component included in an input signal from a sensor as noise.
  • the AC signal is extracted by the filter unit 101 and then the phase is inverted by 180 degrees by the logic inversion unit 102.
  • the adder 103 adds the inverted signal to the input signal including the AC signal component.
  • the process of extracting the AC signal component in the filter unit 101 is the most important for noise processing.
  • Patent Document 1 does not disclose the configuration of the filter unit 101 in detail. For this reason, it is unclear to what extent the touch panel system of Patent Document 1 can remove noise.
  • Patent Document 1 an AC signal component included in an analog signal is treated as noise. That is, in the touch panel system of Patent Document 1, it is assumed that only impulse noise is basically removed, and noise other than impulse noise is excluded from removal. For this reason, it is not possible to reliably cancel various noises other than impulse noise.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to reliably remove various types of noise, reduce power consumption, and improve detection sensitivity of touch operations. It is providing the touch panel system and electronic device which can be used.
  • a touch panel system includes a plurality of sense lines and a plurality of drive lines that are provided so as to intersect with the sense lines and form capacitance between the sense lines.
  • a touch line controller that drives the drive lines in parallel
  • a touch panel controller that processes the signals of the sense lines to generate touch information, and an effective area on the touch panel based on the touch information.
  • An area setting unit for setting, and the touch panel controller is calculated by a subtracting unit that calculates a difference between signals of the adjacent sense lines, a code sequence that drives the drive lines in parallel, and the subtracting unit.
  • a decoding unit that calculates the difference distribution of the capacitance, and a touch detection unit that generates the touch information based on the difference distribution of the capacitance calculated by the decoding unit.
  • the effective area set on the touch panel is updated based on the touch information to set a new effective area, and the drive line drive circuit passes through the currently set effective area.
  • At least one of a first operation for selectively driving the drive line and a second operation for the touch panel controller to selectively process the signal of the sense line passing through the currently set effective area is performed. It is characterized by being.
  • the subtracting unit acquires a difference signal value between adjacent sense lines. That is, a difference between adjacent sense lines having higher noise correlation is obtained. Thereby, the noise component is removed from the output signal of the sense line, and the original signal of the touch operation is extracted. Therefore, various types of noise reflected on the touch panel can be reliably removed (cancelled).
  • a touch panel is driven in parallel and a decoding part decodes the difference value of the electrostatic capacitance calculated in the subtraction part.
  • the electrostatic capacity signal is obtained by multiplying the code length (N times), the signal strength of the electrostatic capacity increases without depending on the number of drive lines.
  • the signal intensity is the same as that of the conventional method, the number of drive lines can be reduced, and the power consumption can be reduced.
  • the drive line it is possible to prevent the drive line from being driven unnecessarily by the first operation. For this reason, it is possible to reduce the power consumption for driving the drive line, and it is possible to suppress the generation of noise and improve the detection sensitivity of the touch operation. In addition, it is possible to improve the detection accuracy of the touch position by driving the drive line in a limited manner. Moreover, unnecessary signal processing can be prevented by the second operation. Therefore, it is possible to reduce power consumption for signal processing. In addition, the detection accuracy of the touch position can be improved by limitedly processing the signal of the sense line passing through the effective area.
  • a sense line Sn selected from the sense lines and two sense lines (sense line Sn + 1, sense line Sn-1) adjacent to the sense line Sn
  • a first difference ((Sn + 1) ⁇ Sn) that is a difference between the signal of the sense line Sn + 1 and the signal of the sense line Sn + 1, or a second difference that is a difference between the signal of the sense line Sn and the signal of the sense line Sn ⁇ 1.
  • a switch for switching the signal of the sense line input to the subtracting unit may be further provided so that the difference (Sn ⁇ (Sn ⁇ 1)) is calculated.
  • the switch includes two terminals, and one terminal is selected, and the code series for driving the drive lines in parallel is the drive line shown below.
  • d 1 (d 11 , d 12 ,..., d 1N )
  • d 2 (d 21 , d 22 ,..., d 2N )
  • ⁇ ⁇ d M (d M1 , d M2 ,..., d MN )
  • the decoding unit may calculate an inner product of the code sequence for driving the drive lines in parallel and the difference output sequence corresponding to the code sequence.
  • the subtracting unit includes a first AD converting unit that converts an analog signal into a digital signal, and the subtracting unit converts the analog signal obtained from the sense line into the first AD converting unit.
  • the first difference and the second difference may be calculated by calculating a difference between the digital signals after the digital signal is converted by the unit.
  • noise can be removed by performing a subtraction process after converting an analog signal output from the touch panel into a digital signal.
  • the subtraction unit includes a second AD conversion unit that converts an analog signal into a digital signal, and the subtraction unit calculates a difference between the analog signals obtained from the sense lines.
  • the first difference and the second difference may be calculated by converting the difference between the analog signals into a digital signal by the second AD converter.
  • the analog signal output from the touch panel can be subtracted from the analog signal and then converted into a digital signal to remove noise.
  • the subtractor calculates a difference between analog signals obtained from the adjacent sense lines, thereby calculating the first difference and the second difference. It is preferable to provide.
  • the analog signal output from the touch panel can be subtracted with the fully differential amplifier as it is, and then converted into a digital signal to remove noise.
  • a non-touch operation information storage unit that stores the difference distribution of the capacitance calculated by the decoding unit during a non-touch operation, and the static information calculated by the decoding unit during a touch operation.
  • a calibration unit that subtracts the capacitance difference distribution during the non-touch operation stored in the non-touch operation information storage unit from the capacitance difference distribution.
  • the non-touch operation time information storage unit stores the capacitance difference distribution during the non-touch operation decoded by the decoding unit.
  • a calibration part subtracts the difference distribution of the electrostatic capacity at the time of non-touch operation memorize
  • the touch detection unit determines presence / absence of a touch operation based on a comparison between a difference between signals of adjacent sense lines calculated by the subtraction unit and a positive and negative threshold. May be.
  • the touch detection unit determines the presence / absence of the touch operation based on the difference between the signals of the adjacent sense lines from which the noise signal has been removed. Therefore, the presence / absence of a touch operation can be accurately determined.
  • the touch detection unit may calculate the difference between the capacitances based on a comparison between a difference between signals of adjacent sense lines calculated by the subtraction unit and a positive and negative threshold.
  • the touch information may be generated by creating an increase / decrease table in which the distribution is ternarized and converting the increase / decrease table into a binary image.
  • the difference between the signals of the adjacent sense lines from which the noise signal has been removed is input to the touch detection unit.
  • the touch detection unit uses the difference between the signals of the adjacent sense lines and the comparison between the positive and negative threshold values stored in the touch detection unit to increase or decrease the difference distribution of the signals of each sense line in three values. Create a table. Further, the touch detection unit binarizes the increase / decrease table, thereby converting the increase / decrease table into a binary image. Thereby, touch position candidates are extracted from the converted binary image. Therefore, by recognizing touch information (touch size, touch position, etc.) based on this binary image, it is possible to more accurately recognize touch information in addition to the presence or absence of a touch operation.
  • the touch panel system further includes an adding unit that adds the difference calculated by the subtracting unit, the touch panel includes at least one sub sense line, and the subtracting unit includes the sub sense line and the sub sense line.
  • a third difference that is a difference from a sense line adjacent to the sense line is further calculated, and the adding unit adds the first difference, the second difference, and the third difference. preferable.
  • the sense line and the sub sense line are provided in the same plane (on the same plane) on the touch panel.
  • various output signals of the sense line and the sub-sense line include various noise signals reflected on the touch panel.
  • the subtracting unit calculates a difference between the output signal of the sense line including the signal by the touch operation and the noise signal, and the output signal of the sub sense line including the noise signal.
  • the noise component is removed from the output signal of the sense line, and the original signal of the touch operation is extracted. Therefore, various types of noise reflected on the touch panel can be reliably removed (cancelled).
  • the sub-sense line signal (noise signal) is also removed from the output signal of each sense line. Therefore, noise can be removed more reliably.
  • the sense line and the sub-sense line are adjacent to each other, that is, the sense line and the sub-sense line are arranged closest to each other, and the sense line and the sub-sense line are arranged under substantially the same conditions. It becomes a state. For this reason, the noise signal value included in the output signal of the sub sense line can be regarded as the same as the noise signal value included in the output signal of the sense line. Thereby, the noise component reflected on the touch panel can be more reliably removed by the subtraction processing by the subtraction unit. Therefore, the detection sensitivity of the touch operation can be further increased.
  • the subtracting unit includes a third AD converting unit that converts an analog signal into a digital signal, and the subtracting unit outputs the analog signal obtained from the sense line or the sub-sense line. After converting into a digital signal by the third AD converter, the first difference, the second difference, and the third difference may be calculated by calculating a difference between the digital signals.
  • noise can be removed by performing a subtraction process after converting an analog signal output from the touch panel into a digital signal.
  • the subtraction unit includes a fourth AD conversion unit that converts an analog signal into a digital signal, and the subtraction unit is a difference between analog signals obtained from the sense line or the sub-sense line. Then, the difference between the analog signals is converted into a digital signal by the fourth AD conversion unit, thereby calculating the first difference, the second difference, and the third difference. Good.
  • the analog signal output from the touch panel can be subtracted from the analog signal and then converted into a digital signal to remove noise.
  • the subtracting unit calculates a difference between analog signals obtained from the sense line or the sub-sense line to thereby calculate the first difference, the second difference, and the third difference. It is preferable to further include a fully differential amplifier for calculating
  • the analog signal output from the touch panel can be subtracted with the fully differential amplifier as it is, and then converted into a digital signal to remove noise.
  • the fully differential amplifier has a rail-to-rail operation in an input common mode voltage range.
  • a fully differential amplifier capable of rail-to-rail operation.
  • the fully differential amplifier can operate in a voltage range from the power supply voltage (Vdd) to GND. Therefore, the problem of output saturation does not occur in the output signal from the fully differential amplifier.
  • the addition unit may advance the addition process in the order of the distance from the sub sense line and use the addition result for the next addition process.
  • the adder sequentially advances the addition process in a direction away from the sub-sense line while using the addition result. Therefore, the addition processing speed can be increased.
  • the sub sense line may not detect a touch operation of the touch panel.
  • the output signal of the sub sense line does not include a signal due to the touch operation.
  • the signal value of the touch operation is not reduced by the subtraction process of the subtraction unit. That is, the noise component is removed without reducing the touch operation signal detected on the sense line. Therefore, the detection sensitivity of the touch operation can be further increased.
  • the sub sense line may be provided in a region where the touch operation is not performed on the touch panel.
  • the sub sense line is provided avoiding an area (touch area) where the user performs a touch operation. For this reason, the sub-sense line detects noise reflected on the touch panel without the user performing a touch operation, but does not detect a signal due to the touch operation. Therefore, it is possible to reliably avoid the sub-sense line from detecting the touch operation.
  • the output signal of the sub sense line does not include a signal due to the touch operation.
  • the signal value of the touch operation is not reduced by the subtraction process of the subtraction unit. That is, the noise component is removed without reducing the touch operation signal detected on the sense line. Therefore, the detection sensitivity of the touch operation can be further increased.
  • the drive line drive circuit gives the unique code sequence set for each drive line to each of the drive lines passing through the effective area, and It is preferable not to give the code sequence to each of the drive lines that do not pass.
  • the touch panel controller can easily identify the fluctuations in the signal of the sense line caused by the touch operation.
  • the touch panel controller further includes an amplification unit that selectively amplifies the signal of the sense line passing through the effective region.
  • the touch panel controller further includes a signal acquisition unit that selectively acquires the signal of the sense line passing through the effective area and outputs the signal in a time division manner.
  • the area setting unit sets a new effective area including a touch position which is a part of the touch information.
  • the area setting unit can set a new effective area that is likely to include the touch position next.
  • the area setting unit sets a new effective area having a size corresponding to a moving speed of a touch position which is a part of the touch information.
  • the area setting unit can set a new effective area that is likely to include the touch position next.
  • the area setting unit sets a new effective area that is the entire surface of the touch panel when the touch panel controller does not detect a touch operation.
  • the touch panel controller can detect the touch position no matter which position on the touch panel becomes the touch position next time.
  • the region setting unit sets a new effective region based on a touch position that is a part of the touch information, and the second mode.
  • the area setting unit may continuously set a new effective area that is the entire surface of the touch panel.
  • the first mode for reducing power consumption and improving the detection sensitivity of the touch operation and the touch position can be detected from the entire surface of the touch panel without omission.
  • the touch panel system can be operated in either of the second mode.
  • the area setting unit sets a new effective area based on the plurality of touch positions.
  • the area setting unit can set the effective area.
  • the area setting unit sets a new effective area based on the plurality of touch positions
  • a plurality of new effective areas corresponding to the touch positions are set. Each is preferably set.
  • an upper limit value is set for the number of new effective areas set by the area setting unit.
  • the number of valid areas that can be set by the area setting unit is limited to an upper limit value or less. For this reason, it is possible to suppress the calculation amount of the region setting unit from becoming excessive or the total area of the effective regions set by the region setting unit from becoming too large.
  • the area setting unit sets a new effective area that becomes the entire surface of the touch panel at every predetermined timing.
  • the touch operation is performed at another place on the touch panel. Even if it is performed, an effective area that is the entire surface of the touch panel is set at a predetermined timing, so that the touch position can be detected by the touch panel controller.
  • the code sequence may be an orthogonal sequence or an M sequence.
  • the touch panel system according to the present invention further includes a display device, and the touch panel is provided on the front surface of the display device.
  • the display device is preferably a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL display, or a field emission display.
  • the display device is configured from various displays that are frequently used in everyday electronic equipment. Therefore, a highly versatile touch panel system can be provided.
  • an electronic device includes any one of the touch panel systems.
  • the touch panel system includes a subtracting unit that receives a signal from the main sensor unit and calculates a difference between signals of adjacent sense lines. That is, the subtracting unit obtains a differential signal value between adjacent sense lines with higher noise correlation. Thereby, the noise component is removed from the output signal of the main sensor unit, and the original signal of the touch operation is extracted. Therefore, it is possible to reliably remove (cancel) various types of noise reflected on the touch panel.
  • the effective area which is the area where the touch position is to be detected, is limitedly set in the touch panel based on the detected touch position. Therefore, avoiding useless detection can reduce power consumption and improve detection sensitivity of a touch operation.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating processing necessary to obtain the same sensitivity as that of the driving touch panel of FIG. 10 by the driving touch panel of FIG. 9.
  • the touch panel system provided with the orthogonal sequence drive-type touch panel.
  • FIG. 17 is a circuit diagram illustrating an example of a fully differential amplifier in the touch panel system of FIG. 16. It is the schematic which shows the basic composition of another touch panel system which concerns on this invention. It is a block diagram which shows the noise process part provided in the touchscreen system of patent document 1.
  • FIG. It is the schematic which shows the basic composition of another touch panel system which concerns on this invention.
  • FIG. 21 is a flowchart showing basic processing of the touch panel system of FIG. 20. It is the schematic which shows the basic composition of another touch panel system which concerns on this invention. It is the schematic which shows the basic composition of another touch panel system which concerns on this invention. It is the schematic which shows the basic composition of another touch panel system which concerns on this invention. It is the schematic which shows the basic composition of another touch panel system which concerns on this invention. It is the schematic which shows the basic composition of another touch panel system which concerns on this invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of a touch panel system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the touch panel system 1 includes a display device 2, a touch panel 3, a touch panel controller 4, and a drive line drive circuit 5, and has a noise canceling function.
  • the side which a user utilizes is demonstrated as a front surface (or upper direction).
  • the display device 2 includes a display screen (display unit) (not shown). Various icons for operation, character information corresponding to user operation instructions, and the like are displayed on the display screen.
  • the display device 2 includes, for example, a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL display, a field emission display (FED), and the like. These displays are frequently used in everyday electronic devices, and a highly versatile touch panel system 1 is configured.
  • the display device 2 may have any configuration and is not particularly limited.
  • the touch panel 3 inputs various operation instructions by the user touching (pressing) the surface of the touch panel 3 with a finger or a pen.
  • the touch panel 3 is laminated on the front surface (upper part) of the display device 2 so as to cover the display screen.
  • the touch panel 3 includes two sensors (one main sensor 31 and one sub sensor 32) provided on the same surface (in the same surface).
  • the main sensor 31 and the sub sensor 32 are provided adjacent to each other.
  • the main sensor 31 and the sub sensor 32 are both capacitive sensors.
  • the touch panel 3 on which the capacitive sensor is installed has an advantage of high transmittance and durability.
  • the main sensor (main sensor unit) 31 is provided in a touch-operated area (touch area) on the touch panel 3 and detects a touch operation of the touch panel 3 by the user.
  • the touch operation includes a double click operation, a slide operation, a single click operation, a drag operation, and the like.
  • the main sensor 31 includes a sense line 33 made of a linear electrode. One end of the sense line 33 is connected to the touch panel controller 4. Thereby, the signal detected by the main sensor 31 is output to the touch panel controller 4 via the sense line 33. That is, a signal corresponding to the touch operation detected by the main sensor 31 is output to the touch panel controller 4.
  • the sub sensor (sub sensor unit) 32 detects a noise component reflected on the touch panel 3.
  • the sub sensor 32 is provided in a non-touch area on the touch panel 3 (non-touch area). For this reason, the sub sensor 32 detects various noises generated in the touch panel system 1 without the user touching the touch operation.
  • the sub sensor 32 does not detect a signal corresponding to the touch operation. That is, the sub sensor 32 detects noise generated on the touch panel 3 without the user touching the touch operation.
  • the sub sensor 32 includes a sub sense line 34 formed of a linear electrode.
  • the sub sense line 34 is parallel to the sense line 33 (extends in the same direction as the sense line 33).
  • One end of the sub sense line 34 is connected to the touch panel controller 4.
  • the signal detected by the sub sensor 32 is output to the touch panel controller 4 via the sub sense line 34.
  • the touch panel 3 includes a drive line 35 that intersects the sense line 33 and the sub-sense line 34 so as to be orthogonal to each other.
  • the drive line 35 is made of a linear electrode. Capacitance is formed at the intersection of the sense line 33 or the sub-sense line 34 and the drive line 35. That is, electrostatic capacitances are formed between the sense line 33 and the drive line 35 and between the sub sense line 34 and the drive line 35, respectively.
  • the drive line 35 is connected to a drive line drive circuit (sensor drive unit) 5, and a potential is applied to the drive line 35 at a constant period when the touch panel system 1 is activated.
  • the sense line 33, the sub sense line 34, and the drive line 35 can all be formed from a transparent wiring material such as ITO (Indium Thin Oxide). It can be said that the sense line 33, the sub sense line 34, and the drive line 35 are sensor electrodes in the touch panel 3.
  • ITO Indium Thin Oxide
  • the drive line 35 is provided on a transparent substrate or a transparent film (not shown). Further, the drive line 35 is covered with an insulating layer (not shown). On the insulating layer, a sense line 33 and a sub sense line 34 are provided. As described above, the sense line 33 or the sub sense line 34 and the drive line 35 are insulated from each other through the insulating layer and capacitively coupled. The sense line 33 and the sub sense line 34 are covered with a protective layer (not shown). That is, in the touch panel 3, the protective layer is disposed on the foremost side (user side).
  • the touch panel controller 4 reads signals (data) input from the main sensor 31 and the sub sensor 32 of the touch panel 3. Since the touch panel system 1 includes a capacitance type sensor, the touch panel controller 4 detects the capacitance generated on the touch panel 3. Specifically, the touch panel controller 4 detects a change in capacitance between the sense line 33 and the drive line 35 and a change in capacitance between the sub sense line 34 and the drive line 35.
  • the touch panel controller 4 includes a subtraction unit 41, a coordinate detection unit 42 (touch detection unit), and a CPU 43.
  • the subtractor 41 has an input terminal (input terminal for main sensor output) for receiving a signal output from the main sensor 31 and an input terminal (sub sensor output) for receiving a signal output from the sub sensor 32. Input terminal).
  • the subtracting unit 41 subtracts the signal input to the sub sensor output input terminal from the signal input to the main sensor output input terminal.
  • the signal subjected to the subtraction process by the subtraction unit 41 is output to the coordinate detection unit 42.
  • the signal input to the subtracting unit 41 may be a digital signal or an analog signal. That is, the input signal to the subtraction unit 41 may be a signal corresponding to the configuration of the subtraction unit 41.
  • the coordinate detection unit 42 detects the presence / absence information of the touch operation based on the signal subjected to the subtraction process by the subtraction unit 41. For example, when the output signal value from the subtraction unit 41 is equal to or greater than a predetermined threshold, the coordinate detection unit 42 outputs a signal indicating that the touch operation is “present” to the CPU 43. In the touch panel system 1, since the number of main sensors 31 is single, the coordinate detection unit 42 detects presence / absence information of a touch operation. On the other hand, when there are a plurality of main sensors 31, the coordinate detection unit 42 also detects the coordinate value of the touch position of the user.
  • the CPU 43 captures information output from the coordinate detection unit 42 at regular intervals, and outputs the information to the display device 2 according to the captured information.
  • the drive line drive circuit 5 is connected to the drive line 35, and applies a potential to the drive line 35 at a constant cycle when the touch panel system 1 is activated.
  • the touch panel system 1 detects the presence or absence of a touch operation based on a change in capacitance detected by the touch panel controller 4.
  • the touch panel 3 is bonded to the front surface (user side) of the display device 2.
  • the touch panel system 1 is susceptible to not only noise such as a clock generated by the display device 2 but also other external noise.
  • the detection sensitivity of the touch operation decreases.
  • the touch panel system 1 includes a sub sensor 32 and a subtraction unit 41 as a countermeasure for removing such noise. Based on FIG. 2, the noise cancellation process of the touch panel system 1 is demonstrated.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a noise canceling process that is a basic process of the touch panel system 1.
  • both the main sensor 31 and the sub sensor 32 output signals to the subtracting unit 41.
  • noise such as a clock generated by the display device 2 and other external noise are reflected on the touch panel 3.
  • the main sensor 31 and the sub sensor 32 detect various noise components. That is, in the output signal from the main sensor 31, a noise signal (noise component) is added to the original signal of the touch operation.
  • the sub sensor 32 does not detect a touch operation. For this reason, the output signal from the sub sensor 32 includes a noise signal (noise component), but does not include a touch operation signal (F201).
  • the main sensor 31 and the sub sensor 32 are provided in the same plane and adjacent to each other. For this reason, the noise signal value included in the output signal of the main sensor 31 and the noise signal value included in the output signal of the sub sensor 32 can be regarded as basically the same value. Therefore, the subtracting unit 41 present in the touch panel controller 4 executes a process of subtracting the input signal (signal value) from the sub sensor 32 from the input signal (signal value) from the main sensor 31 (F202). That is, the subtracting unit 41 calculates a difference between the sense line 33 and the sub sense line 34. Thereby, the noise signal is removed from the output signal from the main sensor 31. Therefore, the original signal value of the touch operation generated by the touch operation can be obtained.
  • the signal thus subtracted (the original signal for the touch operation) is output to the coordinate detection unit 42 present in the touch panel controller 4 (F203).
  • the original signal for the touch operation is output to the coordinate detection unit 42.
  • the coordinate detection unit 42 detects the presence / absence of a touch operation by signal processing inherent to the touch operation. Therefore, it is possible to suppress a decrease in detection sensitivity (such as detection accuracy of presence / absence of touch operation) of the coordinate detection unit 42.
  • the subtracting unit 41 calculates the difference between the sense line 33 and the sub sense line 34, and cancels the noise component from the input signal from the sense line 33 including various noise components. That is, the subtraction unit 41 removes the noise signal from the input signal from the sense line 33 and extracts the original signal generated by the touch operation. Accordingly, it is possible to provide the touch panel system 1 that can reliably cancel various types of noise.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a waveform of a signal processed by the subtracting unit 41 in the touch panel system 1.
  • 3A shows an output signal from the main sensor 31
  • FIG. 3B shows an output signal from the sub sensor 32
  • FIG. 3C shows a signal processed by the subtracting unit 41.
  • Each signal shown in FIG. 3 is a signal when the user performs a touch operation.
  • the capacity of the main sensor 31 that detects the touch operation increases ((a) in FIG. 3). That is, the output signal value from the main sensor 31 (sense line 33) increases.
  • various noise signals noise such as clock generated by the display device 2 and external noise
  • the capacity of the sub sensor 32 does not increase depending on the touch operation. That is, the output signal from the sub sensor 32 does not include a touch operation signal, but includes a noise component reflected on the touch panel 3 ((b) in FIG. 3).
  • the subtracting unit 41 subtracts the output signal from the sub sensor 32 from the output signal from the main sensor 31 (the signal value in FIG. 3A-the signal value in FIG. 3B). By this subtraction process, the noise component output from the sub sensor 32 is removed from the output signal from the main sensor 31 as shown in FIG. Therefore, the original signal of the touch operation generated by the touch operation can be obtained. Furthermore, since the original signal of the touch operation is input to the coordinate detection unit 42, the detection accuracy of the touch operation does not decrease.
  • the main sensor 31 and the sub sensor 32 are provided in the same plane (on the same plane) on the touch panel 3.
  • any output signal from the main sensor 31 and the sub sensor 32 includes various noise signals reflected on the touch panel 3.
  • the subtracting unit 41 calculates a difference between the output signal from the main sensor 31 including the signal by the touch operation and the noise signal and the output signal from the sub sensor 32 including the noise signal.
  • the noise component is removed from the output signal of the main sensor 31, and the original signal of the touch operation is extracted. Therefore, various types of noise reflected on the touch panel 3 can be reliably removed (cancelled).
  • the noise component to be removed is an AC signal component in a signal including the noise component.
  • various noise components are included in the output signals from the main sensor 31 and the sub sensor 32.
  • the noise component to be removed in the touch panel system 1 is not limited to the AC signal component. Therefore, the touch panel system 1 can cancel all noises reflected on the touch panel 3.
  • the sub sensor 32 may be provided on the same surface of the touch panel 3 together with the main sensor 31. Thereby, in both the main sensor 31 and the sub sensor 32, the noise component (noise signal) reflected on the touch panel 3 can be detected.
  • the sub sensor 32 is preferably configured not to detect a touch operation on the touch panel 3. According to this configuration, since the signal due to the touch operation is not detected by the sub sensor 32, the output signal from the sub sensor 32 does not include the signal due to the touch operation. Thereby, the signal value of the touch operation is not reduced by the subtraction process of the subtraction unit 41. That is, the noise component is removed without reducing the touch operation signal detected by the main sensor 31. Therefore, the detection sensitivity of the touch operation can be further increased.
  • the sub sensor 32 When the sub sensor 32 is provided in a region where the user on the touch panel 3 is not touch-operated (non-touch region) as in the touch panel system 1, a signal due to the touch operation is not detected by the sub sensor 32. For this reason, the sub sensor 32 detects noise reflected on the touch panel without a touch operation by the user, but does not detect a signal due to the touch operation. Therefore, it is possible to reliably avoid the sub sensor 32 from detecting the touch operation.
  • the sub sensor 32 In detecting the noise component by the sub sensor 32, the sub sensor 32 is preferably provided as close to the main sensor 31 as possible, and more preferably provided adjacent to the main sensor 31. Thereby, the main sensor 31 and the sub sensor 32 are arrange
  • the touch panel system 1 including the capacitive touch panel 3 has been described.
  • the operation principle (sensor operation method) of the touch panel 3 is not limited to the capacitance method.
  • a touch panel system including a resistive film type, infrared type, ultrasonic type, or electromagnetic inductive coupling type touch panel similarly exhibits a noise canceling function.
  • the noise canceling function is exhibited regardless of the type of the display device 2.
  • the touch panel system 1 of the present embodiment can be applied to various touch panel electronic devices.
  • electronic devices include televisions, personal computers, mobile phones, digital cameras, portable game machines, electronic photo frames, personal digital assistants (PDAs), electronic books, home appliances (microwave ovens, washing machines, etc.), Ticket vending machines, ATM (Automated Teller Machine), car navigation, etc. can be mentioned.
  • PDAs personal digital assistants
  • electronic books home appliances (microwave ovens, washing machines, etc.), Ticket vending machines, ATM (Automated Teller Machine), car navigation, etc.
  • ATM Automatic Teller Machine
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a basic configuration of another touch panel system 1a according to the present invention.
  • the basic configuration of touch panel system 1a is substantially the same as touch panel system 1 of the first embodiment.
  • the touch panel system 1a will be described focusing on differences from the touch panel system 1.
  • members having the same functions as those in the drawings explained in the first embodiment are given the same reference numerals and explanations thereof are omitted.
  • the touch panel system 1a is different from the touch panel system 1 in the configuration of sensors provided on the touch panel 3a. That is, the touch panel 3 a includes a main sensor group 31 a including a plurality of main sensors 31 and a sub sensor group 32 a including a plurality of sub sensors 32.
  • the touch panel system 1a detects not only the presence / absence of a touch operation by the user but also position information (coordinates) of the user's touch operation.
  • the touch panel 3a includes a main sensor group 31a and a sub sensor group 32a on the same surface (in the same surface) of the touch panel 3a.
  • the main sensor group 31a and the sub sensor group 32a are provided adjacent to each other. Both the main sensor group 31a and the sub sensor group 32a are composed of capacitive sensors.
  • the main sensor group (main sensor unit) 31a is provided in a touch-operated area (touch area) on the touch panel 3a, and detects a touch operation of the touch panel 3a by the user.
  • the main sensor group 31a is composed of a plurality of main sensors 31 arranged in a grid pattern.
  • the main sensor group 31a includes L (L is an integer of 2 or more) sense lines 33.
  • the sense lines 33 are provided in parallel to each other and at equal intervals.
  • M is an integer of 2 or more) main sensors 31 are arranged.
  • each sense line 33 is connected to the subtracting unit 41 of the touch panel controller 4.
  • the signal detected by the main sensor 31 is output to the subtracting unit 41 via each sense line 33. That is, a signal corresponding to the touch operation detected by the main sensor 31 is output to the subtraction unit 41.
  • the sub sensor group (sub sensor unit) 32a detects a noise component reflected on the touch panel 3a.
  • the sub sensor group 32a is provided in a non-touch area (non-touch area) on the touch panel 3a. For this reason, the sub sensor group 32a detects various noises generated in the touch panel system 1a without the user touching the touch operation.
  • the sub sensor group 32a does not detect a signal corresponding to a touch operation. That is, the sub sensor group 32a detects noise generated in the sensor without the user touching the touch operation.
  • the sub sensor group 32 a includes one sub sense line 34.
  • the sub sense line 34 is parallel to each sense line 33 (extends in the same direction as the sense line 33).
  • M is an integer of 2 or more) sub sensors 32 are arranged on the sub sense line 34. That is, the number of main sensors 31 arranged on each sense line 33 is the same as the number of sub sensors 32 arranged on the sub sense line 34.
  • One end of the sub sense line 34 is connected to the subtracting unit 41 of the touch panel controller 4. As a result, the signal detected by the sub sensor group 32 a is output to the subtraction unit 41 via the sub sense line 34.
  • the touch panel 3a includes M (M is an integer of 2 or more) drive lines 35 that intersect each sense line 33 and the sub sense line 34 so as to be orthogonal to each other.
  • the drive lines 35 are provided in parallel to each other and at equal intervals.
  • L L is an integer of 2 or more
  • main sensors 31 and one sub sensor 32 are arranged on each drive line 35.
  • an electrostatic capacity is formed at the intersection of each sense line 33 or sub-sense line 34 and each drive line 35. That is, electrostatic capacitances are formed between the sense lines 33 and the drive lines 35 and between the sub sense lines 34 and the drive lines 35, respectively.
  • the drive line 35 is connected to a drive line drive circuit (not shown), and a potential is applied to the drive line 35 at a constant period when the touch panel system 1a is activated.
  • the sense lines 33 and the sub sense lines 34 provided in the horizontal direction and the drive lines 35 provided in the vertical direction are arranged in a two-dimensional matrix.
  • the number, length, width, interval, and the like of the sense line 33, the sub sense line 34, and the drive line 35 can be arbitrarily set depending on the use of the touch panel system 1a or the size of the touch panel 3a.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a touch panel 3b that does not include the sub sensor group 32a in the touch panel system 1a of FIG.
  • the touch panel 3b includes only the main sensor group 31a and does not include the sub sensor group 32a. That is, the touch panel 3b of FIG. 5 has a configuration before noise countermeasures. In this case, the touch panel 3b is affected by various noises. Therefore, various noise components are included in the signal output from each sense line 33, and the detection sensitivity of the touch operation is lowered.
  • the touch panel system 1a includes a sub sensor group 32a and a subtracting unit 41 as a countermeasure for removing such noise. Based on FIG. 6, the noise cancellation processing of the touch panel system 1a will be described.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a noise canceling process which is a basic process of the touch panel system 1a.
  • both the main sensor group 31a and the sub sensor group 32a output signals to the subtracting unit 41.
  • the capacity of the specific main sensor 31 corresponding to the touch position increases. That is, the output signal value from the main sensor 31 (sense line 33) increases.
  • the touch panel system 1 a outputs output signals from the sense line 33 and the sub sense line 34 to the subtracting unit 41 while driving each drive line 35.
  • noise such as a clock generated by the display device 2 and other external noise are reflected on the touch panel 3a.
  • various noise components are detected in the main sensor group 31a and the sub sensor group 32a. That is, a noise signal (noise component) is added to the original signal of the touch operation in the output signal from the main sensor group 31a.
  • the sub sensor group 32a is configured not to detect a touch operation. For this reason, the output signal from the sub sensor group 32a includes a noise signal (noise component), but does not include a touch operation signal (F501).
  • the main sensor group 31a and the sub sensor group 32a are provided in the same plane and adjacent to each other. For this reason, the noise signal value included in the output signal of the main sensor group 31a and the noise signal value that is the output signal of the sub sensor group 32a can be regarded as basically the same value. Therefore, the subtraction unit 41 present in the touch panel controller 4 executes a process of subtracting the input signal (signal value) from the sub sensor group 32a from the input signal (signal value) from the main sensor group 31a (F502). . That is, the subtracting unit 41 calculates a difference between each sense line 33 and the sub sense line 34. Thereby, the noise signal is removed from the output signal from the main sensor group 31a. Therefore, the original signal value of the touch operation generated by the touch operation can be obtained.
  • the signal thus subtracted is output to the coordinate detection unit 42 present in the touch panel controller 4 (F503).
  • the original signal for the touch operation is output to the coordinate detection unit 42.
  • the coordinate detection unit 42 detects the presence / absence of the touch operation and the touch position (coordinates) by signal processing inherent to the touch operation. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the detection sensitivity of the coordinate detection unit 42 (detection accuracy of presence / absence of touch operation, detection sensitivity of touch position, etc.).
  • the output signal from the sense line 33 including the specific main sensor 31 corresponding to the touch position has a waveform as shown in FIG. 3A, and the sub sensor group 32a (sub sense line).
  • the output signal from 34) has a waveform as shown in FIG.
  • the subtracting unit 41 subtracts the output signal from the sub sensor group 32a from the output signal from the main sensor group 31a.
  • the noise component output from the sub sensor group 32a is removed from the output signal from the main sensor group 31a as shown in FIG. Therefore, the original signal of the touch operation generated by the touch operation can be obtained.
  • the original signal of the touch operation is input to the coordinate detection unit 42, neither the detection accuracy of the touch operation nor the detection accuracy of the touch position is lowered. For this reason, the deviation between the actual touch position and the detection position detected by the coordinate detection unit 42 can be reduced.
  • the touch panel system 1a reads the change in the capacitance value of the main sensor group 31a by the sense line 33 when the user performs a touch operation while driving the drive line 35. Further, the noise component is read by the sub sense line 34. Further, the subtracting unit 41 can take the difference between the sense line 33 and the sub-sense line 34 and remove (cancel) the noise component.
  • the main sensor group 31a includes a plurality of main sensors 31 arranged in a matrix in the vertical direction and the horizontal direction.
  • the coordinate detection part 42 can detect the touched coordinate. That is, the touch position (coordinate value) can be detected along with the presence or absence of the touch operation.
  • the noise component to be removed is not limited to the AC signal component. Therefore, the touch panel system 1a can also cancel all noises reflected on the touch panel 3a.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a basic configuration of another touch panel system 1b according to the present invention.
  • the basic configuration of touch panel system 1b is substantially the same as touch panel system 1a of the second embodiment.
  • the touch panel system 1b will be described focusing on differences from the touch panel system 1a.
  • members having the same functions as those in the drawings described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the touch panel 3b has the same configuration as the touch panel 3a of the touch panel system 1a of the second embodiment. That is, the touch panel 3b is orthogonal to the plurality of drive lines 35 (five in FIG. 7), the plurality of sense lines 33 (seven in FIG. 7) intersecting each drive line 35, and the drive lines 35. , One sub-sense line 34 parallel to the sense line 33 is provided. The sense line 33 and the drive line 35, and the sub sense line 34 and the drive line 35 are insulated from each other and capacitively coupled.
  • the eight sense / subsense sequences including one sub-sense line 34 and seven sense lines 33 will be described separately as array (1) to array (8).
  • the touch panel controller 4 includes a switch SW, a subtraction unit 41, storage units 45a to 45d, and an addition unit 46 in order from the input side. Although not shown, the touch panel controller 4 also includes a coordinate detection unit 42 and a CPU 43 (FIG. 1). Thus, the touch panel system 1b differs from the touch panel systems 1 and 1a in the configuration of the touch panel controller 4.
  • the switch SW switches a signal input from the sense line 33 or the sub-sense line 34 to the subtracting unit 41. More specifically, the switch SW has two terminals on the upper and lower sides, and one terminal is selected. FIG. 7 shows a state where the switch SW has selected the lower terminal.
  • the subtraction unit 41 performs differential signal processing on the signals of the arrays (1) to (8) selected by the switch SW. That is, the subtraction unit 41 performs difference signal processing between adjacent sense lines 33 and difference signal processing between adjacent sense lines 33 and sub-sense lines 34. For example, as shown in FIG. 7, when the lower terminal is selected by the switch SW, the subtracting unit 41 includes the array (8) -array (7), array (6) -array (5), array (4). ) -Array (3) and array (2) -array (1) differential signal processing. On the other hand, although not shown, when the upper terminal is selected by the switch SW, the subtraction unit 41 arranges the array (7) -array (6), array (5) -array (4), and array (3)- Each differential signal processing of the array (2) is performed.
  • the storage units 45a to 45d store the signals (difference processing signals) subjected to the difference processing by the subtraction unit 41 when one terminal is selected by the switch SW.
  • the difference processing signals stored in the storage units 45a to 45d are output to the addition unit 46.
  • the difference processing signal is directly output to the adding unit 46 without passing through the storage units 45a to 45d.
  • the addition unit 46 adds the difference processing signals of the adjacent sense lines 33 input from the subtraction unit 41 and the storage units 45a to 45d, and outputs the result of the addition processing. Further, the adding unit 46 outputs a difference processing signal (array (2) -array (1)) between the sub sense line 34 stored in the storage unit 45a and the adjacent sense line 33. Finally, the adding unit 46 is arranged as array (2) -array (1), array (3) -array (1), array (4) -array (1), array (5) -array (1), array (6) -Output signals of array (1), array (7) -array (1), array (8) -array (1). In other words, the signal output from the adder 46 has the noise signal (signal of array (1)) included in the sense line 33 removed. In addition, the subtracting unit 41 performs differential signal processing between adjacent sense lines 33. Therefore, a signal from which the noise signal has been removed more reliably is output from the adder 46.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a noise cancellation process which is a basic process of the touch panel system 1b.
  • the touch panel system 1b When the touch panel system 1b is activated, a potential is applied to the drive line 35 at a constant cycle.
  • the capacity of the specific sense line 33 corresponding to the touch position increases. That is, the output signal value from the sense line 33 increases.
  • the touch panel system 1 b outputs output signals from the sense line 33 and the sub sense line 34 to the touch panel controller 4 while driving each drive line 35.
  • the touch panel system 1b detects the capacitance change of the sense line 33 and the sub sense line 34 while driving the drive line 35, and detects the presence / absence of the touch operation and the touch position.
  • noise such as a clock generated by the display device 2 and other external noise are reflected on the touch panel 3b.
  • various noise components are detected in the main sensor group 31a and the sub sensor group 32a. That is, a noise signal (noise component) is added to the original signal of the touch operation in the output signal from the sense line 33.
  • the sub sense line 34 does not detect a touch operation. For this reason, the output signal from the sub sense line 34 includes a noise signal (noise component), but does not include a touch operation signal (F601).
  • the lower terminal is selected (F602). Then, in the subtracting unit 41, between the sense line 33 (sense line Sn) and the sense line (sense line Sn + 1) closer to the sub sense line 34 out of two sense lines 33 adjacent to a certain sense line 33. (Sense line (Sn + 1) -Sn: first difference). At this time, for the sense line 33 closest to the sub sense line 34, a difference (third difference) from the sub sense line 34 is taken (F603).
  • the difference values A, C, E, and G calculated by the subtraction unit 41 are stored in the storage units 45a to 45d. That is, the storage unit 45a stores the difference value A, the storage unit 45b stores the difference value C, the storage unit 45c stores the difference value E, and the storage unit 45d stores the difference value G (F604).
  • the switch SW in which the lower terminal is selected is switched so as to select (close) the upper terminal (F605).
  • the subtraction unit 41 performs the same process as F603. That is, the difference signal between the sense line 33 (sense line Sn) and the sense line (sense line Sn-1) farther from the sub sense line 34 out of the two sense lines 33 adjacent to a certain sense line 33. Processing (sense line Sn- (Sn-1)): second difference) is performed. (F606).
  • the addition unit 46 performs addition processing of the difference values B, D, and F obtained in step F606 and the difference values A, C, E, and G stored in the storage units 45a to 45d. That is, the difference value (difference values A, C, E, G) when the lower terminal is selected by the switch SW and the difference value (difference values B, D, F) when the upper terminal is selected. Are added (F607).
  • the adding unit 46 first outputs the difference value A (array (2) -array (1) signal) stored in the storage unit 45a and the subtracting unit 41.
  • the difference value B array (3) -array (2) signal
  • the array (3) -array (1) signal can be acquired.
  • the adding unit 46 sequentially proceeds with such processing.
  • the difference value C (array (4) -array (3) signal) stored in the storage unit 45b is added to the difference value H (array (3) -array (1) signal).
  • an array (4) -array (1) signal (difference value I) can be acquired.
  • the difference value D (array (5) -array (4) signal) output from the subtractor 41 is added to the difference value I (array (4) -array (1) signal).
  • the array (5) -array (1) signal (difference value J) can be acquired.
  • the difference value E (array (6) -array (5) signal) stored in the storage unit 45c is added to the difference value J (array (5) -array (1) signal).
  • the array (6) -array (1) signal (difference value K) can be acquired.
  • the difference value F (array (7) -array (6) signal) output from the subtracting unit 41 is added to the difference value K (array (6) -array (1) signal).
  • an array (7) -array (1) signal (difference value L) can be acquired.
  • the difference value G (array (8) -array (7) signal) stored in the storage unit 45d is added to the difference value L (array (7) -array (1) signal).
  • the array (8) -array (1) signal (difference value M) can be acquired.
  • the difference value A (that is, the array (2) -array (1) signal) stored in the storage unit 45a is output without being added by the adding unit 46.
  • array (2) to array (8) are sense lines 33, and array (1) is a sub-sense line 34.
  • the signals (noise signals) in the array (1) are removed from the signals in the arrays (2) to (8). Therefore, the output signal from the adder 46 is obtained by removing the noise signal included in the signal of the sense line 33, and the original signal value of the touch operation generated by the touch operation can be obtained.
  • the output signal of the adder 46 from which the noise signal has been removed is output to the coordinate detector 42 in the touch panel controller 4. That is, the original signal of the touch operation is output to the coordinate detection unit 42 (F608).
  • the touch panel system 1b acquires the difference signal value between the adjacent sense lines 33. That is, a difference between adjacent sense lines 33 having higher noise correlation is obtained. Further, the signal (noise signal) of the sub sense line 34 is also removed from the output signal of each sense line 33. Accordingly, the touch panel system 1b can more reliably remove noise than the touch panel systems 1 and 1a of the first and second embodiments.
  • the addition process of the addition unit 46 is performed in order from the sub-sense line 34 side (in the order of the distance from the sub-sense line 34), so that the addition process proceeds while the addition process result is used for the next addition process. , Noise can be removed.
  • the driving method of the touch panel system of the present invention is not particularly limited, but is preferably an orthogonal series driving method. In other words, it is preferable to drive the drive lines 35 in parallel.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a touch panel driving method in a conventional touch panel system.
  • FIG. 10 is a diagram showing a touch panel drive method (orthogonal series drive method) in the touch panel system of the present invention.
  • FIG. 9 shows a case where there are four sensors in one sense line extracted from the touch panel.
  • + V volts are applied to the drive line to be driven, and the drive line is sequentially driven.
  • the fourth drive line drive applies + V volts to the rightmost sensor.
  • FIG. 10 also shows the case where there are four sensors in one sense line extracted from the touch panel, as in FIG.
  • + V volts or -V volts are applied to all the drive lines when driving the drive lines. That is, in the orthogonal sequence driving method, the drive lines are driven in parallel.
  • the first drive line drive applies + V volts to all sensors.
  • the values of the capacitance values can be obtained by the inner product calculation of the output series (Y1, Y2, Y3, Y4) and the orthogonal code di.
  • This formula holds because of the orthogonality of the orthogonal code di.
  • the sign di indicates the sign of positive and negative voltages applied to each drive line. That is, the symbol d1 is a symbol of the voltage applied to the leftmost sensor, and is “+1, +1, +1, +1”.
  • a symbol d2 is a symbol of a voltage applied to the second sensor from the left, and is “+1, ⁇ 1, +1, ⁇ 1”.
  • a symbol d3 is a symbol of a voltage applied to the third sensor from the left, and is “+1, +1, ⁇ 1, ⁇ 1”.
  • the symbol d4 is the symbol of the voltage applied to the leftmost sensor and is “+1, ⁇ 1, ⁇ 1, +1”.
  • FIG. 11 is a diagram showing a process necessary for obtaining the same sensitivity as that of the driving touch panel of FIG. 10 by the driving touch panel of FIG.
  • the drive time of the drive line is four times.
  • the driving time of the drive line is 1 ⁇ 4 that of the driving method shown in FIG. Shortened to Therefore, the power consumption of the touch panel system can be reduced.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a touch panel system 1c including such an orthogonal series driving touch panel 3. That is, the touch panel system 1c in FIG. 12 shows the generalized four drive lines and one sense line shown in FIG.
  • capacitances are formed in a matrix between M drive lines 35 and L sense lines 33 (M and L are natural numbers).
  • the M drive lines 35 are all simultaneously arranged in parallel so that + V volts is obtained in the case of +1, and ⁇ V volts in the case of ⁇ 1.
  • the touch panel system 1c includes a charge integrator 47 (decoding unit) in order to perform such inner product calculation.
  • the touch panel 3 is driven by the orthogonal series driving method.
  • the signal of the capacity Cij is obtained by multiplying N (code length) by calculating the inner product of the code di and the output sequence sj.
  • the effect of this driving method does not depend on the number M of drive lines 35, and the signal strength of the capacitor becomes N times.
  • the drive time of the drive line is the case of the driving method shown in FIG. 1 / N. That is, it is possible to reduce the number of times the drive line is driven. Therefore, the power consumption of the touch panel system 1c can be reduced.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a basic configuration of a touch panel system 1d according to the present embodiment.
  • the touch panel system 1d is obtained by applying the orthogonal series driving method of the drive lines 35 in the touch panel system 1c shown in FIGS. 10 and 12 to the touch panel system 1b with a noise canceling function shown in FIG. Since the operation of the touch panel system 1d is the same as that of the touch panel systems 1b and 1c described above, description thereof is omitted.
  • a differential signal value is acquired between adjacent sense lines 33. That is, a difference between adjacent sense lines 33 having higher noise correlation is obtained. Further, the signal (noise signal) of the sub sense line 34 is also removed from the output signal of each sense line 33. Therefore, the touch panel system 1d can more reliably remove noise than the touch panel systems 1 and 1a of the first and second embodiments. Furthermore, since the signal of the capacitance Cij is obtained by multiplying it by N (code length), the signal strength of the capacitor becomes N times regardless of the number of drive lines 35. In order to obtain the same sensitivity as that of the conventional driving method shown in FIG.
  • the driving time of the drive line is reduced to 1 / N in the case of the driving method shown in FIG. Shortened. That is, it is possible to reduce the number of times the drive line is driven. Therefore, the power consumption of the touch panel system 1d can be reduced.
  • FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a basic configuration of the touch panel system 1e according to the present embodiment.
  • the touch panel system 1e is different in the configuration of the subtracting unit 41.
  • the subtraction unit 41 includes an AD conversion unit 48 (third AD conversion unit) and a digital subtracter (not shown).
  • the output signal (analog signal) from the touch panel 3b is converted into a digital signal by the AD conversion unit 48 of the subtraction unit 41.
  • the digital subtractor performs a subtraction process using the converted digital signal in the same manner as the touch panel system 1b of FIG.
  • the touch panel system 1e can remove noise by performing a subtraction process after converting the analog signal output from the touch panel 3b into a digital signal.
  • FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a basic configuration of a touch panel system 1f according to the present embodiment.
  • the touch panel system 1 f is different in the configuration of the subtracting unit 41.
  • the output signals from the sense line 33 and the sub sense line 34 of the touch panel 3b are analog signals. Therefore, the subtraction unit 41 includes a differential amplifier 49 and an AD conversion unit 48.
  • the differential amplifier 49 performs subtraction processing on the output signal (analog signal) from the touch panel 3b in the same manner as the touch panel system 1b in FIG.
  • the AD conversion unit 48 (fourth AD conversion unit) converts the subtracted analog signal into a digital signal.
  • the touch panel system 1f can remove noise by subtracting the analog signal output from the touch panel 3b as it is and converting it to a digital signal.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a basic configuration of a touch panel system 1g according to the present embodiment.
  • the touch panel system 1g is different in the configuration of the subtracting unit 41.
  • the touch panel system 1g includes a fully differential amplifier 50 instead of the differential amplifier 49 in the touch panel system 1f of FIG.
  • the output signals from the sense line 33 and the sub sense line 34 of the touch panel 3b are analog signals. Therefore, the subtraction unit 41 includes a fully differential amplifier 50 and an AD conversion unit 48.
  • the fully differential amplifier 50 performs a subtraction process on the output signal (analog signal) from the touch panel 3b in the same manner as the touch panel system 1b in FIG.
  • the AD converter 48 converts the subtracted analog signal into a digital signal.
  • FIG. 17 is a circuit diagram showing an example of the fully differential amplifier 50.
  • the fully differential amplifier 50 two pairs of capacitances and switches are arranged symmetrically to the differential amplifier. Specifically, signals from the adjacent sense line 33 are input to the non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal ( ⁇ ). The same capacitance (between the inverting output terminal ( ⁇ ) and the non-inverting input terminal (+) of the differential amplifier and between the non-inverting output terminal (+) and the inverting input terminal ( ⁇ ) of the differential amplifier. Feedback capacity) is connected. Further, switches are connected between the inverting output terminal ( ⁇ ) and the non-inverting input terminal (+), and between the non-inverting output terminal (+) and the inverting input terminal ( ⁇ ), respectively.
  • the touch panel system 1g can remove noise by subtracting the analog signal output from the touch panel 3b as it is and converting it to a digital signal.
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing a basic configuration of a touch panel system 1h according to the present embodiment.
  • the touch panel system 1h differs in the structure of the subtraction part 41 and the drive system of the touch panel 3b.
  • the touch panel system 1h includes a fully differential amplifier 50 instead of the differential amplifier 49 in the touch panel system 1f of FIG.
  • the output signals from the sense line 33 and the sub sense line 34 of the touch panel 3b are analog signals. Therefore, the subtraction unit 41 includes a fully differential amplifier 50 and an AD conversion unit 48.
  • the fully differential amplifier 50 performs a subtraction process on the output signal (analog signal) from the touch panel 3b in the same manner as the touch panel system 1b in FIG.
  • the AD converter 48 converts the subtracted analog signal into a digital signal.
  • the orthogonal series driving method shown in FIGS. 10, 12, and 13 is applied as the driving method of the touch panel 3b.
  • the voltage for driving the four drive lines is the first time in the second to fourth times, while the + V application and the -V application are the same two times.
  • + V is applied four times. Therefore, the output value of the first output series Y1 is larger than the output values of the second to fourth output series Y2 to Y4. For this reason, if the dynamic range is adjusted to the output values of the second to fourth output series Y2 to Y4, the first output series Y1 will be saturated.
  • the subtraction unit 41 of the touch panel system 1h includes a fully differential amplifier 50.
  • the fully differential amplifier 50 employs an input common mode voltage range that operates in a rail-to-rail manner. That is, the fully differential amplifier 50 has a wide common mode input range.
  • the fully differential amplifier 50 can operate in a voltage range from the power supply voltage (Vdd) to GND. Further, the difference between the input signals to the fully differential amplifier 50 is amplified. Therefore, no matter what the orthogonal series driving type touch panel 3b is combined, the problem of output saturation does not occur in the output signal from the fully differential amplifier 50.
  • An example of the fully differential amplifier 50 is as shown in FIG.
  • the touch panel system 1h can remove noise by subtracting the analog signal output from the touch panel 3b as it is and converting it to a digital signal. Further, since the fully differential amplifier 50 capable of rail-to-rail operation is provided, the output signal from the fully differential amplifier 50 does not cause a problem of output saturation.
  • the touch panel system including the sub sensor 32 (sub sense line 34) has been described.
  • the sub sensor 32 is not an essential configuration.
  • a touch panel panel system that does not include the sub sensor 32 will be described.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing a basic configuration of the touch panel system 1i according to the present embodiment.
  • the touch panel system 1 i includes a subtracting unit 41 a that calculates a difference signal between adjacent sense lines 33.
  • the touch panel 3c includes a plurality (five in FIG. 20) of drive lines 35 and a plurality (eight in FIG. 20) of sense lines 33 intersecting each drive line 35. .
  • the sense line 33 and the drive line 35 are insulated from each other and capacitively coupled.
  • the touch panel controller 4 includes a switch SW, a subtraction unit 41a, and storage units 45a to 45d in order from the input side. Although not shown, the touch panel controller 4 also includes a coordinate detection unit 42 and a CPU 43 (see FIG. 1).
  • the subtractor 41a includes an input terminal (input terminal for main sensor output) for receiving a signal output from the main sensor 31.
  • the subtractor 41a receives a signal from the main sensor 31, subtracts the signals of the adjacent sense lines 33, and calculates a difference value (difference signal).
  • the signal subjected to the subtraction processing by the subtraction unit 41a is output to the coordinate detection unit 42 (see FIG. 1).
  • the touch panel system 1i is different from the touch panel system of the above-described embodiment in that the sub sensor 32 (sub sense line 34) is not provided and the processing of the subtraction unit 41a is not performed.
  • the switch SW switches a signal input from the sense line 33 to the subtraction unit 41a. More specifically, the switch SW has two terminals on the upper and lower sides, and one terminal is selected. FIG. 20 shows a state where the switch SW has selected the lower terminal.
  • the subtraction unit 41a performs differential signal processing of the signals of the arrays (1) to (8) selected by the switch SW. That is, the subtraction unit 41a performs differential signal processing between adjacent sense lines 33. For example, as shown in FIG. 20, when the lower terminal is selected by the switch SW, the subtracting unit 41a includes the array (8) -array (7), the array (6) -array (5), and the array (4). ) -Array (3) and array 2) -array (1) differential signal processing is performed. On the other hand, although not shown, when the upper terminal is selected by the switch SW, the subtracting unit 41a performs the arrangement (7) -array (6), array (5) -array (4), and array (3)- Each differential signal processing of the array (2) is performed.
  • the storage units 45a to 45d store a signal (difference processing signal) subjected to difference processing by the subtraction unit 41a when one terminal is selected by the switch SW. When the other terminal is selected by the switch SW, the difference processing signal is directly output without passing through the storage units 45a to 45d.
  • FIG. 21 is a flowchart showing a noise canceling process which is a basic process of the touch panel system 1i.
  • the touch panel system 1i When the touch panel system 1i is activated, a potential is applied to the drive line 35 at a constant cycle.
  • the capacitance of the specific sense line 33 corresponding to the touch position changes. That is, the output signal value from the sense line 33 changes.
  • the touch panel system 1 i outputs an output signal from the sense line 33 to the touch panel controller 4 while driving each drive line 35.
  • the touch panel system 1i detects the capacitance change of the sense line 33 while driving the drive line 35, and detects the presence / absence of the touch operation and the touch position.
  • noise such as a clock generated by the display device 2 and other external noise are reflected on the touch panel 3c.
  • various noise components are detected in the main sensor group 31b. That is, the noise signal (noise component) is added to the original signal of the touch operation in the output signal from the sense line 33 (F701).
  • the lower terminal of the switch SW is selected (F702).
  • the subtracting unit 41a a difference between the sense line 33 (sense line Sn) and one of the two sense lines 33 adjacent to the sense line 33 (sense line Sn + 1) is obtained (sense).
  • the difference values A, C, E, and G calculated by the subtraction unit 41a are stored in the storage units 45a to 45d. That is, the storage unit 45a stores the difference value A, the storage unit 45b stores the difference value C, the storage unit 45c stores the difference value E, and the storage unit 45d stores the difference value G (F704).
  • the switch SW in which the lower terminal is selected is switched so as to select (close) the upper terminal (F705).
  • the subtraction unit 41a performs the same process as F703. That is, differential signal processing (sense line Sn ⁇ ) between the sense line 33 (sense line Sn) and the other sense line (sense line Sn ⁇ 1) of the two sense lines 33 adjacent to a certain sense line 33. (Sn-1)): second difference). (F706).
  • the arrays (1) to (8) in FIG. Array (3) -array (2) (this difference value is B)
  • Array (5) -array (4) (this difference value is set to D)
  • Array (7) -Array (6) (this difference value is F)
  • the three differential signal processes are performed. That is, in step F706, differential signal processing of arrays (2) to (7) is performed.
  • the touch panel system 1 i acquires a differential signal value between adjacent sense lines 33. That is, a difference between adjacent sense lines 33 having higher noise correlation is obtained. That is, the noise component is removed from the output signal of the main sensor group 31a, and the original signal of the touch operation is extracted. Therefore, various types of noise reflected on the touch panel 3c can be reliably removed (cancelled).
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing a basic configuration of a touch panel system 1j according to the present embodiment.
  • the touch panel system 1j is obtained by applying a drive line drive circuit (not shown) for driving the drive lines 35 in parallel to the above-described touch panel system 1i with a noise cancellation function shown in FIG. Further, the touch panel system 1j stores a decoding unit 58 for decoding the capacitance difference value calculated by the subtraction unit 41a, and a capacitance difference distribution decoded by the decoding unit 58 during a non-touch operation.
  • a non-touch operation information storage unit 61, and a calibration unit 62 that calibrates the difference distribution of the capacitance decrypted by the decryption unit 58 during the touch operation.
  • N 2 n ⁇ 1
  • Such a series has the property that the following expression holds.
  • the decoding unit 58 decodes the difference value of the capacitance calculated by the subtraction unit 41a (that is, the difference distribution of the capacitance value in the direction of the sense line 33). Specifically, the inner product of the code series for driving the drive lines 33 in parallel and the difference distribution of the capacitance values in the sense line 33 direction is calculated. Therefore, the inner product value after decoding by the decoding unit 58 is expressed by the following equation.
  • the decoding unit 58 calculates the difference distribution ( ⁇ sC) kj, P of the capacitance value in the direction of the sense line 33 as N as the principal component of the inner product values d i s j, P after decoding. . Therefore, by making the inner product value d i ⁇ s j, P as an estimated value of the capacitance value difference distribution ( ⁇ sC) ij, P in the sense line 33 direction, the signal intensity of the capacitance value is multiplied by N (code length). Can be read.
  • the touch panel 3c is driven in parallel, and the decoding unit 58 decodes the difference value of the capacitance calculated by the subtraction unit 41a.
  • the capacitance signal is obtained by multiplying the code length (N times)
  • the signal strength of the capacitance increases without depending on the number of drive lines 35.
  • the driving time of the drive line 35 is shortened to 1 / N in the case of the driving method shown in FIG. That is, the number of times of driving the drive line 35 can be reduced. Therefore, the power consumption of the touch panel system 1j can be reduced.
  • the calibration unit 62 the estimated value of the difference distribution ( ⁇ sC) kj when a touch operation is, difference distribution during non-touch operation stored in the non-touch operation when the information storage unit 61 ( ⁇ sC) kj, the P Subtract the estimated value.
  • the calibration unit 62 subtracts the capacitance difference distribution during the non-touch operation stored in the non-touch operation information storage unit 61 from the capacitance difference distribution during the touch operation (touch operation). Difference value signal at time-difference value signal at non-touch operation). Therefore, the offset inherent in the touch panel 3c can be canceled.
  • the difference component due to the capacity variation inherent in the touch panel 3c is eliminated, and only the difference component due to the touch operation is detected.
  • FIG. 23 is a schematic diagram showing a basic configuration of a touch panel system 1k according to the present embodiment.
  • the touch panel system 1k is different in the configuration of the subtraction unit 41a.
  • the output signal from the sense line 33 of the touch panel 3c is an analog signal. Therefore, the subtraction unit 41a includes an AD conversion unit 48a (first AD conversion unit) and a digital subtracter (not shown).
  • the output signal (analog signal) from the touch panel 3c is converted into a digital signal by the AD conversion unit 48a of the subtraction unit 41a.
  • the digital subtracter performs a subtraction process using the converted digital signal in the same manner as the touch panel systems 1i and 1j in FIG.
  • the touch panel system 1k can remove noise by performing a subtraction process after converting the analog signal output from the touch panel 3c into a digital signal.
  • FIG. 24 is a schematic diagram illustrating a basic configuration of a touch panel system 1m according to the present embodiment.
  • the touch panel system 1m is different in the configuration of the subtraction unit 41a.
  • the output signal from the sense line 33 of the touch panel 3c is an analog signal. Therefore, the subtraction unit 41a includes a differential amplifier 49 and an AD conversion unit 48a (second AD conversion unit).
  • the differential amplifier 49 performs subtraction processing on the output signal (analog signal) from the touch panel 3c in the same manner as the touch panel system 1i of FIG.
  • the AD converter 48a converts the subtracted analog signal into a digital signal.
  • the touch panel system 1m can remove the noise by subtracting the analog signal output from the touch panel 3c as it is and converting it to a digital signal.
  • FIG. 25 is a schematic diagram showing a basic configuration of a touch panel system 1n according to the present embodiment.
  • the touch panel system 1n is different in the configuration of the subtraction unit 41a.
  • the touch panel system 1n includes a fully differential amplifier 50 instead of the differential amplifier 49 in the touch panel system 1m of FIG.
  • the output signal from the sense line 33 of the touch panel 3c is an analog signal. Therefore, the subtraction unit 41a includes a fully differential amplifier 50 and an AD conversion unit 48a.
  • the fully differential amplifier 50 performs a subtraction process on the output signal (analog signal) from the touch panel 3c in the same manner as the touch panel system 1i of FIG.
  • the AD converter 48a converts the subtracted analog signal into a digital signal.
  • the touch panel system 1n can subtract the analog signal output from the touch panel 3c as it is and convert it to a digital signal to remove noise.
  • FIG. 26 is a schematic diagram illustrating a basic configuration of the touch panel system 1o according to the present embodiment.
  • the touch panel system 1o is different in the configuration of the subtraction unit 41a.
  • the touch panel system 1o includes a fully differential amplifier 50 instead of the differential amplifier 49 in the touch panel system 1m of FIG.
  • the output signal from the sense line 33 of the touch panel 3c is an analog signal. Therefore, the subtraction unit 41a includes a fully differential amplifier 50 and an AD conversion unit 48a.
  • the fully differential amplifier 50 performs a subtraction process on the output signal (analog signal) from the touch panel 3c in the same manner as the touch panel system 1i of FIG.
  • the AD converter 48a converts the subtracted analog signal into a digital signal.
  • the orthogonal series driving method shown in FIGS. 10, 12, and 22 is applied as the driving method of the touch panel 3c.
  • the voltage for driving the four drive lines is the first time in the second to fourth times, while the + V application and the -V application are the same two times.
  • + V is applied four times. Therefore, the output value of the first output series Y1 is larger than the output values of the second to fourth output series Y2 to Y4. For this reason, if the dynamic range is adjusted to the output values of the second to fourth output series Y2 to Y4, the first output series Y1 will be saturated.
  • the subtracting unit 41a of the touch panel system 1o includes a fully differential amplifier 50.
  • the fully differential amplifier 50 employs an input common mode voltage range that operates in a rail-to-rail manner. That is, the fully differential amplifier 50 has a wide common mode input range. As a result, the fully differential amplifier 50 can operate in a voltage range from the power supply voltage (Vdd) to GND. Further, the difference between the input signals to the fully differential amplifier 50 is amplified. Therefore, no matter what the orthogonal series drive type touch panel 3c is combined, the problem of output saturation does not occur in the output signal from the fully differential amplifier 50.
  • An example of the fully differential amplifier 50 is as shown in FIG.
  • the touch panel system 1o can remove the noise by subtracting the analog signal output from the touch panel 3c as it is and converting it to a digital signal. Further, since the fully differential amplifier 50 capable of rail-to-rail operation is provided, the output signal from the fully differential amplifier 50 does not cause a problem of output saturation.
  • the touch panel system 1j determines whether or not there is a touch operation based on a comparison between the difference between the signals of the adjacent sense lines 33 calculated by the subtraction unit 41a and the decoding unit 58 and a positive and negative threshold. (Touch detection unit).
  • the determination unit 59 receives a signal that has been calibrated by the calibration unit 62 (capacitance difference distribution) or a signal that has not been calibrated by the calibration unit 62 (capacitance difference distribution). .
  • the capacitance difference distribution decoded by the decoding unit 58 is directly input to the determination unit 59.
  • the case where the signal which is not calibrated by the calibration part 62 is input into the determination part 59 is demonstrated. However, the same applies to the case where the calibration-processed signal is input to the determination unit 59.
  • FIG. 27 is a flowchart showing the basic processing of the determination unit 59 in the touch panel system 1j of FIG.
  • FIG. 28 is a schematic diagram illustrating a touch information recognition method in the flowchart of FIG.
  • the determination unit 59 first obtains a difference value (difference distribution) “( ⁇ sC) ij, P ” between signals of adjacent sense lines calculated by the subtraction unit 41a and the decoding unit 59. (F801). Next, the difference value is compared with the positive threshold value THp and the negative threshold value THm stored in the determination unit 59, and an increase / decrease table is created (F802).
  • This increase / decrease table is, for example, a ternary increase / decrease table as shown in FIG.
  • the ternary increase / decrease table is converted (binarized) into a binary image (F803).
  • F803 binary image
  • the increase / decrease table in FIG. 28A when scanning in the order of the sense line S1 to sense line S7 (toward the right in the figure), if “+” appears in the increase / decrease table, all are followed until the next “ ⁇ ” appears. If “1” or “ ⁇ ” appears, all of them are converted back to “1” by going back in the scanning direction (leftward in the figure). Thereby, binarized data as shown in FIG. 28B is obtained.
  • a connected component is extracted (F804).
  • a connected component is extracted (F804).
  • FIG. 28B when “1” overlaps the same sense line position on adjacent drive lines, they are regarded as the same connected component and are determined as touch position candidates. That is, in FIG. 28C, “1” surrounded by a frame is regarded as the same connected component, and is extracted as a touch position candidate.
  • touch information touch size, touch position, etc. is recognized based on the extracted touch position candidates (F805).
  • the determination unit 59 determines the presence or absence of the touch operation based on the difference between the signals of the adjacent sense lines 33 from which the noise signal has been removed. Therefore, the presence / absence of a touch operation can be accurately determined.
  • the determination unit 59 determines each sense based on the comparison between the difference between the signals of the adjacent sense lines 33 calculated by the subtraction unit 41a and the positive and negative threshold values (THp, THm).
  • An increase / decrease table in which the difference distribution of the signal of the line 33 is ternarized is created, and the increase / decrease table is converted into a binary image. That is, the difference between the signals of the adjacent sense lines from which the noise signal has been removed is input to the determination unit 59.
  • the determination unit 59 uses the difference between the signals of the adjacent sense lines 33 and the comparison between the positive and negative threshold values (THp, THm) stored in the determination unit 59 to determine the difference between the signals of the sense lines 33.
  • An increase / decrease table in which the distribution is ternarized is created. Further, the determination unit 59 converts the increase / decrease table into a binary image by binarizing the increase / decrease table. Thereby, touch position candidates are extracted from the converted binary image. Therefore, by recognizing touch information (touch size, position, etc.) based on this binary image, it is possible to more accurately recognize touch information in addition to the presence or absence of a touch operation.
  • FIG. 29 is a functional block diagram showing the configuration of the mobile phone 10 equipped with the touch panel system 1.
  • the cellular phone (electronic device) 10 includes a CPU 51, a RAM 53, a ROM 52, a camera 54, a microphone 55, a speaker 56, operation keys 57, and the touch panel system 1. Each component is connected to each other by a data bus.
  • the CPU 51 controls the operation of the mobile phone 10.
  • the CPU 51 executes a program stored in the ROM 52, for example.
  • the operation key 57 receives an instruction input by the user of the mobile phone 10.
  • the RAM 53 stores data generated by the execution of the program by the CPU 51 or data input via the operation keys 57 in a volatile manner.
  • the ROM 52 stores data in a nonvolatile manner.
  • the ROM 52 is a ROM capable of writing and erasing, such as an EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) and a flash memory.
  • EPROM Erasable Programmable Read-Only Memory
  • flash memory a flash memory
  • the mobile phone 10 may be configured to include an interface (IF) for connecting to another electronic device by wire.
  • IF interface
  • the camera 54 shoots a subject in accordance with the operation of the user operation key 57.
  • the image data of the photographed subject is stored in the RAM 53 or an external memory (for example, a memory card).
  • the microphone 55 receives user's voice input.
  • the mobile phone 10 digitizes the input voice (analog data). Then, the mobile phone 10 sends the digitized voice to a communication partner (for example, another mobile phone).
  • the speaker 56 outputs sound based on music data stored in the RAM 53, for example.
  • the touch panel system 1 includes a touch panel 3, a touch panel controller 4, a drive line drive circuit 5, and a display device 2.
  • the CPU 51 controls the operation of the touch panel system 1.
  • the CPU 51 executes a program stored in the ROM 52.
  • the RAM 53 stores data generated by the execution of the program by the CPU 51 in a volatile manner.
  • the ROM 52 stores data in a nonvolatile manner.
  • Display device 2 displays images stored in ROM 52 and RAM 53.
  • the display device 2 is superimposed on the touch panel 3 or contains the touch panel 3.
  • a touch panel system including a touch panel having a plurality of sensors and a touch panel controller that inputs signals from the sensors and reads data, the touch panel inputs a signal by a user performing a touch operation.
  • a touch panel system comprising: subtracting means for subtracting a signal from the sub sensor.
  • a touch panel arranged at the top of the display screen of the display device, and a plurality of sensor groups arranged in a matrix, and a touch panel controller that inputs signals from the sensor groups and reads data
  • the touch panel includes a main sensor group that inputs a signal when a user performs a touch operation, and a sub sensor group installed on the same touch panel as the main sensor group.
  • a touch panel having subtracting means for receiving a signal from the main sensor group and a signal from the sub sensor group and subtracting a signal from the sub sensor group from the signal from the main sensor group. system.
  • the touch panel includes a main sensor unit that detects a touch operation and a sub-sensor unit for noise detection, and the subtracting unit takes a signal difference between the main sensor unit and the sub-sensor unit. .
  • the noise signal is removed from the output signal from the main sensor unit, and the original signal of the touch operation generated by the touch operation is extracted. Therefore, various types of noise reflected on the touch panel can be reliably removed (cancelled). Therefore, the noise component to be removed is not limited to the AC signal component in the signal including noise, but is all noise components reflected on the touch panel. That is, it is possible to provide a touch panel system and an electronic device that can basically cancel all noise components.
  • FIG. 30 is a schematic diagram showing a basic configuration of another touch panel system 1r according to the present invention.
  • the basic configuration of the touch panel system 1r is substantially the same as the touch panel systems 1, 1a to 1o according to the first feature.
  • the touch panel system 1r according to the second feature will be described focusing on differences from the touch panel systems 1, 1a to 1o according to the first feature.
  • members having the same functions as those of the touch panel system 1, 1a to 1o according to the first feature are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the touch panel system 1r includes a display device 2, a touch panel 3, a touch panel controller 4, a drive line drive circuit 5, and touch information generated by the touch panel controller 4 (touch size, touch position, etc.). ) To set an effective area on the touch panel 3 and generate effective area information.
  • the drive line driving circuit 5 acquires the effective area information and grasps the effective area set by the area setting unit 8.
  • the drive line driving circuit 5 drives each drive line 35 based on the effective area set by the area setting unit 8. A specific example of a method for driving the drive line 35 by the drive line drive circuit 5 will be described later.
  • the touch panel controller 4 includes an amplifying unit 71 (for example, the differential amplifying unit 49 or the fully differential amplifying unit 50 described in the first feature) that amplifies the signal of the sense line 33, and an amplifying unit 71.
  • a signal acquisition unit 72 that acquires the amplified signal and outputs it in a time division manner, and an AD conversion unit 73 that converts the analog signal output from the signal acquisition unit 72 into a digital signal (for example, the AD conversion unit described in the first feature) 48, 48a), a decoding unit 58 that obtains a difference distribution in capacitance based on the digital signal converted by the AD conversion unit 73, and a difference distribution in capacitance obtained by the decoding unit 58.
  • a coordinate detector 42 for generating touch information.
  • Each of the amplification unit 71 and the signal acquisition unit 72 acquires the effective region information and grasps the effective region set by the region setting unit 8.
  • the amplifying unit 71 amplifies the signal of the sense line 33 based on the effective region set by the region setting unit 8.
  • the signal acquisition unit 72 selects the signal of the sense line 33 amplified by the amplification unit 71 based on the effective region set by the region setting unit 8 and outputs it in a time division manner.
  • a specific example of a signal amplification method and an acquisition method by the amplification unit 71 and the signal acquisition unit 72 will be described later.
  • the AD conversion unit 73 converts the analog signal output from the signal acquisition unit 72 into a digital signal having a predetermined number of bits.
  • the number of bits of the digital signal generated by the AD conversion unit 73 may be any number, but considering the processing accuracy (touch position detection accuracy) in the subsequent decoding unit 58 and the coordinate detection unit 42, For example, 12 bits or more and 16 bits or less are preferable.
  • the area setting unit 8 stores an effective area calculation unit 81 that sets an effective area on the touch panel 3 based on touch information and generates effective area position information, parameters necessary for the calculation of the effective area calculation unit 81, and the like.
  • a storage unit 82 stores an effective area calculation unit 81 that sets an effective area on the touch panel 3 based on touch information and generates effective area position information, parameters necessary for the calculation of the effective area calculation unit 81, and the like.
  • the effective area calculation unit 81 includes, for example, a CPU (for example, can correspond to the CPU 43 described above), acquires touch information, and grasps a touch position on the touch panel 3 calculated by the touch panel controller 4.
  • the effective area calculation unit 81 sets an effective area in the touch panel 3 based on the touch position on the touch panel 3 calculated by the touch panel controller 4 and generates effective area information.
  • the storage unit 82 includes a register 821 that stores parameters and the like necessary for the calculation of the effective area calculation unit 81. A specific example of calculation contents (effective area setting method) in the effective area calculation unit 81 will be described later.
  • FIG. 30 is a block diagram illustrating an example of an effective area.
  • the effective area A illustrated in FIG. 31 is set in a partial area of the touch panel 3.
  • Each of the drive line 35r and the sense line 33r passes through the effective area A.
  • at least a part of the capacitance formed by the drive line 35r and the sense line 33r is included in the effective area A.
  • the drive line drive circuit 5 applies a drive signal to each of the drive lines 35r passing through the effective area A.
  • the drive line drive circuit 5 does not apply a drive signal to each drive line that does not pass through the effective area A.
  • FIG. 32 is a diagram showing an example of a specific drive method of the drive line by the drive line drive circuit in the first operation example.
  • 32A shows a case where the entire surface of the touch panel 3 is set as an effective area
  • FIG. 32B shows a case where the effective area is set in a part of the touch panel 3 (FIG. 31).
  • the drive line drive circuit 5 when the entire surface of the touch panel 3 is set as an effective area, the drive line drive circuit 5 applies drive signals to all the drive lines 35. As shown in FIG. For example, the drive line drive circuit 5 applies a unique drive signal set for each drive line DL.
  • the drive signal consists of a combination of a high level (“1”) and a low level (“0”), and the signal level changes in the time direction.
  • the drive signal may be the code sequence described in the first feature.
  • the low level of the drive signal may be “ ⁇ 1”.
  • the drive line drive circuit 5 when the effective area A is set in a part of the touch panel 3, the drive line drive circuit 5 sends a drive signal to the drive line 35 r passing through the effective area A. Apply. At this time, the drive line drive circuit 5 applies the unique drive signal described above to the drive line 35r. In addition, the drive line drive circuit 5 suppresses changes in the signal level of the drive line over time by grounding each drive line that does not pass through the effective area A, for example.
  • the drive signal applied to the drive line 35r passing through the effective area A is the same as the drive signal applied to the drive line 35r in the case shown in FIG. Become a thing. Further, in the example shown in FIG. 32B, the signal level of the drive line that does not pass through the effective area A becomes a value “0” that is invariant with respect to the time direction.
  • the signal level of the drive line that does not pass through the effective area A is not limited to “0” as long as it does not change with respect to the time direction, and may be “1” or “1” and “0”. ”(For example, one of two adjacent drive lines is“ 0 ”and the other is“ 1 ”).
  • the drive line driving circuit 5 selectively drives the drive line 35r passing through the effective area A, it is possible to prevent the drive line 35 from being driven unnecessarily. For this reason, it is possible to reduce the power consumption for driving the drive line 35 and to suppress the generation of noise and improve the detection sensitivity of the touch operation. Further, the drive position 35r is driven in a limited manner, so that the touch position detection accuracy in the touch panel controller 4 can be improved.
  • the drive line drive circuit 5 controls the drive line 35 as shown in FIG. 32, so that the touch panel controller 4 (particularly the decoding unit 58) can easily change the signal of the sense line 33 caused by the touch operation. Can be identified.
  • FIG. 33 is a block diagram illustrating an example of a specific operation of the amplifying unit in the first operation example.
  • the amplifying unit 71 includes an amplifier 711 corresponding to each of the sense lines 33, and an open / close switch 712 for controlling whether or not the signal of the sense line 33 is supplied to the amplifier 711. However, each open / close switch 712 is controlled according to the valid area information.
  • the open / close switch 712 to which the signal of the sense line 33r passing through the effective area A is supplied becomes conductive.
  • the signal of the sense line 33 r passing through the effective area A is amplified by the amplifier 711 and output from the amplifier 71.
  • the open / close switch 712 to which the signal of the sense line that does not pass through the effective area A is supplied is turned off.
  • the signal on the sense line that does not pass through the effective area A is not amplified by the amplifier 711 and is not output from the amplifying unit 71.
  • the amplifying unit 71 selectively amplifies the signal of the sense line 33r passing through the effective region A, so that it is possible to reduce power consumption required for the signal amplification.
  • the structure for selectively amplifying the signal of the sense line 33r is not limited to the exemplified amplifier 711 and open / close switch 712, and may be another structure as long as the same effect can be obtained. May be.
  • a switch capable of switching between active / inactive of the amplifier 711 may be provided instead of the opening / closing switch 712 (or in addition).
  • FIG. 34 is a block diagram illustrating an example of a specific operation of the selection acquisition unit in the first operation example.
  • the signal acquisition unit 72 includes a branch switch 721 that selects one of the terminals corresponding to each of the sense lines 33 and connects it to the subsequent stage.
  • the branch switch 721 is controlled according to the valid area information.
  • the branch switch 721 can be connected to a terminal corresponding to the sense line 33r passing through the effective area A. Thereby, the signal of the sense line 33r passing through the effective area A amplified by the amplification unit 71 is output to the subsequent stage.
  • the branch switch 721 is not connected to a terminal corresponding to a sense line that does not pass through the effective area A. As a result, the signal of the sense line that does not pass through the effective area A is not output to the subsequent stage.
  • the signal acquisition unit 72 selectively acquires the signal of the sense line 33r passing through the effective region A and outputs the signal in a time division manner, so that an unnecessary signal is output to the subsequent stage of the signal acquisition unit 72. Can be prevented. Therefore, it is possible to reduce the power consumption required for the processing of the subsequent stage of the signal acquisition unit 72 (for example, the AD conversion unit 73, the decoding unit 58, and the coordinate detection unit 42).
  • the structure for selectively acquiring signals and outputting them in a time-sharing manner is not limited to the illustrated branch switch 721, and may be other structures as long as the same effect can be obtained. Also good.
  • the AD conversion unit 73 converts the analog signal output from the signal acquisition unit 72 into a digital signal
  • the decoding unit 58 calculates the difference distribution of the capacitance of the touch panel 3 (effective area A) based on the digital signal.
  • the coordinate detection unit 42 obtains the touch information by detecting the touch position of the touch panel 3 (effective area A) by referring to the difference distribution.
  • the touch panel controller 4 selectively processes the signal of the sense line 33r passing through the effective area A. Therefore, useless signal processing can be prevented. Therefore, it is possible to reduce power consumption for signal processing. Further, by processing the signal of the sense line 33r passing through the effective area A in a limited manner, the touch position detection accuracy can be improved.
  • the touch panel controller 4 performs an operation based on the effective area A set by the area setting unit 8.
  • the area setting unit 8 updates the effective area A set on the touch panel 3 based on the touch position detected by the touch panel controller 4 and sets a new effective area.
  • FIG. 35 is a flowchart illustrating an example of a specific operation of the region setting unit in the first operation example.
  • FIG. 36 is a diagram illustrating an example of an effective area setting method in the first operation example.
  • the position of the sense line 33 in the alignment direction is X
  • the alignment direction of the drive line 35 horizontal direction in the figure, Y direction
  • the position in the touch panel 3 is expressed by the coordinates (X, Y), where Y is the position.
  • the coordinates of the upper left corner of the touch panel 3 are (0, 0), and the coordinates of the lower right corner are (n, m).
  • n and m are natural numbers in which at least one is 2 or more
  • n sense lines 33 and m drive lines 35 are provided on the touch panel 3.
  • the coordinates of the upper left corner of the effective area A are (Xs, Ys)
  • the coordinates of the lower right corner of the effective area A are (Xe, Ye).
  • FIG. 36 illustrates the case where the effective area A is set with the length in the X direction as WD_S and the length in the Y direction as WD_D with the touch position (Xp, Yp) as the center. Details of the method for setting the effective area A will be described later.
  • the effective area calculation unit 81 acquires touch information generated by the touch panel controller 4 (step # 3). At this time, the effective area calculation unit 81 checks a parameter stored in the register 821 of the storage unit 82 to set a new effective area based on the touch position, “spot driving mode” (first mode) Or the “entire surface detection mode” (second mode) in which the entire surface of the touch panel 3 is continuously set as a new effective area (step # 4).
  • “Spot driving mode” and “entire surface detection mode” can be switched by, for example, a user instruction (operation). Therefore, for example, according to the installation environment or use environment of the touch panel system, the user can set the touch position without omission from the “spot driving mode” for reducing power consumption and improving the detection sensitivity of the touch operation.
  • the touch panel system 1r can be operated in any of the “entire surface detection mode” to be detected.
  • the touch panel system 1r may be configured to automatically select and operate these modes according to factors other than the user's instruction.
  • step # 7, YES When new touch information is output (step # 7, YES), the process returns to step # 3 to acquire the touch information. On the other hand, when new touch information is not output (step # 7, NO), the operation is terminated.
  • step # 4 the effective area calculation unit 81 performs the above-described “entire detection mode”. The same operation is performed (steps # 5 to # 7). As a result, since the effective area is set on the entire surface of the touch panel 3, the touch panel controller 4 detects the touch operation no matter which position on the touch panel 3 is next performed, It becomes possible to detect the touch position.
  • the effective area calculation unit 81 includes the touch position.
  • the effective area calculation unit 81 outputs the calculated effective area information (step # 6).
  • the effective area calculation unit 81 can set a new effective area A that is likely to include a position where the touch position is detected next.
  • step # 7, YES When new touch information is output (step # 7, YES), the process returns to step # 3 to acquire the touch information. On the other hand, when new touch information is not output (step # 7, NO), the operation is terminated.
  • the effective area that is the area where the touch position is to be detected is limitedly set in the touch panel 3 based on the detected touch position. Therefore, avoiding useless detection can reduce power consumption and improve detection sensitivity of a touch operation.
  • the operation of the touch panel controller 4 and the operation of the area setting unit 8 are repeatedly performed at a predetermined frame rate (for example, 120 Hz).
  • the effective area calculation unit 81 sequentially confirms whether the “spot driving mode” or the “entire detection mode” is in operation (step # 4). Good. For example, the effective area calculation unit 81 may perform this check after step # 2, and then perform an operation corresponding to each mode until some instruction is input from the user or the like.
  • the size (for example, WD_D and WD_S) of the effective area set by the area setting unit 8 may be a fixed value or a variable value.
  • the size of the effective area is set to a variable value, when the area setting unit 8 sets a new effective area having a size corresponding to the moving speed of the touch position, the next touch position is included in the new effective area. Since possibility can be made high, it is preferable.
  • FIG. 37 is a diagram showing another example of the effective area setting method in the first operation example.
  • FIG. 8 illustrates a case where the touch position in the current frame is (Xpa, Ypa) and the touch position in the next frame is (Xpb, Ypb). Further, the moving speed in the X direction of the touch position in the current frame is Vx, the moving speed in the Y direction is Vy, and the frame rate is f.
  • the area setting unit 8 may obtain the touch position variation amount by storing the sequentially obtained touch positions in the storage unit 82, and obtain the touch position movement speed in the current frame based on the variation amount. .
  • the area setting unit 8 does not necessarily need to set an effective area centered on the touch position. For example, when a touch position is detected near the edge of the touch panel 3, the area setting unit 8 may set an effective area where the touch position is biased toward the edge. The area setting unit 8 may set an effective area based on the moving direction of the touch position. For example, the area setting unit 8 may set an effective area where the touch position is biased in the direction opposite to the moving direction of the touch position.
  • a touch panel system 1r shown in FIG. 30 has a plurality of touch panels 3 on the touch panel 3 because the touch panel controller 4 detects a touch position based on a difference distribution of capacitance of the touch panel 3. Even if there is a touch position, each touch position can be detected separately (multi-touch can be supported). Therefore, hereinafter, an operation example (second operation example) of the touch panel system 1r corresponding to multi-touch will be described.
  • the touch panel controller 4 can detect a plurality of touch positions and the area setting unit 8 can set an effective area based on the plurality of touch positions.
  • the description of the first operation example is appropriately referred to, and the detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 38 is a block diagram illustrating an example of an effective area set in the touch panel 3 in the second operation example.
  • FIG. 38 illustrates the effective areas A1 and A2 set when the two touch positions are separated on the touch panel 3.
  • Each of the effective areas A1 and A2 illustrated in FIG. 38 is set as a partial area in the touch panel 3.
  • Each of the drive line 35r1 and the sense line 33r1 passes through the effective area A1, and each of the drive line 35r2 and the sense line 33r2 (thick solid line in the drawing) passes through the effective area A2.
  • each of the detection regions X formed by the drive line 35r1 and the sense line 33r1 is at least partially included in the effective region A1
  • each of the detection regions X formed by the drive line 35r2 and the sense line 33r2 is at least one of the detection regions X. Part is included in the effective area A2.
  • the drive line driving circuit 5 includes a drive line 35r1 passing through the effective area A1 and a drive line 35r2 passing through the effective area A2.
  • a drive signal is applied to each of.
  • the drive line drive circuit 5 does not apply a drive signal to each drive line that does not pass through any of the effective areas A1 and A2.
  • FIG. 39 is a diagram showing an example of a specific drive method of the drive line by the drive line drive circuit in the second operation example.
  • the drive line drive circuit 5 has the unique drive signal (see FIG. 32) for each of the drive line 35r1 passing through the effective area A1 and the drive line 35r2 passing through the effective area A2. ) Is applied. Further, the drive line drive circuit 5 suppresses the signal level of the drive line from changing with time by grounding each drive line that does not pass through either of the effective areas A1 and A2.
  • the drive line driving circuit 5 selectively drives the drive lines 35r1 and 35r2 passing through the effective areas A1 and A2, thereby preventing the drive line 35 from being driven unnecessarily. can do. For this reason, it is possible to reduce the power consumption for driving the drive line 35 and to suppress the generation of noise and improve the detection sensitivity of the touch operation. Moreover, the drive position 35r1 and 35r2 are limitedly driven, so that the touch position detection accuracy in the touch panel controller 4 can be improved.
  • FIG. 40 is a block diagram illustrating an example of a specific operation of the amplifying unit in the second operation example. 40 is the same as the amplifier 71 (see FIG. 33) described in the first operation example.
  • the open / close switch 712 to which the respective signals of the sense line 33r1 passing through the effective region A1 and the sense line 33r2 passing through the effective region A2 are supplied becomes conductive.
  • the respective signals of the sense line 33r1 passing through the effective area A1 and the sense line 33r2 passing through the effective area A2 are amplified by the amplifier 711 and output from the amplifying unit 71.
  • the open / close switch 712 to which the signal of the sense line that does not pass through any of the effective areas A1 and A2 is turned off. As a result, the signal on the sense line that does not pass through any of the effective areas A1 and A2 is not amplified by the amplifier 711 and is not output from the amplifier 71.
  • the amplifier 71 selectively amplifies the signals of the sense lines 33r1 and 33r2 passing through the effective regions A1 and A2, thereby reducing the power consumption required for the amplification of the signals of the sense line 33. become.
  • FIG. 41 is a block diagram illustrating an example of a specific operation of the selection acquisition unit in the second operation example. 41 is the same as the signal acquisition unit 72 (see FIG. 34) described in the first operation example.
  • the branch switch 721 can be connected to terminals corresponding to the sense line 33r1 passing through the effective area A1 and the sense line 33r2 passing through the effective area A2. Thereby, each of the signal of the sense line 33r1 passing through the effective region A1 amplified by the amplification unit 71 and the signal of the sense line 33r2 passing through the effective region A1 amplified by the amplification unit 71 are output to the subsequent stage.
  • the branch switch 721 is not connected to a terminal corresponding to a sense line through which neither of the effective areas A1 and A2 passes. As a result, the signal of the sense line that does not pass through any of the effective areas A1 and A2 is not output to the subsequent stage.
  • the signal acquisition unit 72 selectively acquires the signals of the sense lines 33r1 and 33r2 passing through the effective regions A1 and A2 and outputs the signals in a time-sharing manner. It is possible to prevent a signal from being output. Therefore, it is possible to reduce the power consumption required for the processing of the subsequent stage of the signal acquisition unit 72 (for example, the AD conversion unit 73, the decoding unit 58, and the coordinate detection unit 42).
  • the AD conversion unit 73 converts the analog signal output from the signal acquisition unit 72 into a digital signal
  • the decoding unit 58 determines the difference in capacitance of the touch panel 3 (effective areas A1, A2) based on the digital signal.
  • the distribution is obtained, and the coordinate detection unit 42 detects the touch position on the touch panel 3 (effective areas A1, A2) by referring to the difference distribution, and generates touch information.
  • the decoding unit 58 and the coordinate detection unit 42 are not only on the effective areas A1 and A2, but on the area through which the drive line 35r1 and the sense line 33r2 pass, and on the area through which the drive line 35r2 and the sense line 33r1 pass, It is also possible to detect the touch position.
  • the touch panel controller 4 can prevent unnecessary signal processing by selectively processing the signals of the sense lines 33r1 and 33r2 passing through the effective areas A1 and A2. Therefore, it is possible to reduce power consumption for signal processing. Further, the detection accuracy of the touch position can be improved by limitedly processing the signals of the sense lines 33r1 and 33r2 passing through the effective areas A1 and A2.
  • FIG. 42 is a flowchart illustrating an example of a specific operation of the region setting unit in the second operation example.
  • FIG. 43 is a diagram illustrating an example of an effective area setting method in the second operation example.
  • the position of the sense line 33 in the alignment direction (vertical direction in FIG. 43, the X direction) is X
  • the alignment direction of the drive line 35 (FIG.
  • the position in the touch panel 3 is represented by the coordinates (X, Y), the coordinates of the upper left corner of the touch panel 3 are (0, 0), and the position of the lower right corner Let the coordinates be (n, m).
  • the coordinates of the upper left corner of the effective area Ai are (Xsi, Ysi), and the coordinates of the lower right corner of the effective area Ai are (Xei, Yei).
  • I is a number for identifying effective area and effective area information, and takes a value of 1 or more and max or less (max is a natural number of 2 or more). That is, max is an upper limit value of the number of effective areas that can be set by the area setting unit 8, and may be a number equal to the number of touch positions that can be detected by the touch panel controller 4, for example. As described above, when the upper limit (max) is set for the number of valid areas that can be set by the area setting unit 8, the calculation amount of the area setting unit 8 becomes excessive, or the total number of effective areas set by the area setting unit 8. Since it becomes possible to suppress that an area becomes large too much, it is preferable.
  • the effective area A1 is set with the touch position (Xp1, Yp1) as the center, the length in the X direction is set as WD_S1, the length in the Y direction is set as WD_D1, and the effective area A2 is set in the touch position (Xp2). , Yp2), the length in the X direction is set as WD_S2, and the length in the Y direction is set as WD_D2.
  • the touch position Xp1, Yp1
  • Yp2 the length in the X direction
  • the length in the Y direction is set as WD_D2.
  • the effective area calculation unit 81 acquires touch information generated by the touch panel controller 4 (step # 13). At this time, the effective area calculation unit 81 confirms the parameters stored in the register 821 of the storage unit 82 to determine whether the “spot driving mode” (first mode) or the “entire detection mode” (second mode) Mode) (step # 14).
  • step # 17, YES When new touch information is output (step # 17, YES), the process returns to step # 13 to acquire the touch information. On the other hand, when new touch information is not output (step # 17, NO), the operation is terminated.
  • step # 14 the effective area calculation unit 81 performs the above-described “entire detection mode”. The same operation as in the case is performed (steps # 15 to # 17). As a result, since the effective area is set on the entire surface of the touch panel 3, whichever position on the touch panel 3 becomes the touch position next time, the touch panel controller 4 can detect the touch position.
  • the effective area calculation unit 81 includes the touch position.
  • Xsi Xpi-WD_Si / 2
  • Ysi Ypi-WD_Di / 2
  • Xei Xpi + WD_Si / 2
  • Yei Ypi + WD_Di / 2
  • num is the number of effective areas to be set by the effective area calculation unit 8, and may be the same as the number of touch positions calculated by the touch panel controller 4, for example.
  • the effective area calculation unit 81 can set new effective areas A1 to Anum that are likely to include the touch position next.
  • step # 17, YES When new touch information is output (step # 17, YES), the process returns to step # 13 to acquire the touch information. On the other hand, when new touch information is not output (step # 17, NO), the operation is terminated.
  • the area setting unit 8 can set an effective area.
  • an effective area that is an area where the touch position should be detected is limitedly set in the touch panel 3 based on the detected touch positions. Therefore, avoiding useless detection can reduce power consumption and improve detection sensitivity of a touch operation.
  • the operation of the touch panel controller 4 and the operation of the area setting unit 8 are repeatedly performed at a predetermined frame rate (for example, 120 Hz).
  • the effective area calculation unit 81 sequentially confirms whether the “spot driving mode” or the “entire detection mode” is in operation (step # 14), the confirmation may not be performed sequentially. Good. For example, the effective area calculation unit 81 may perform this check after step # 12, and then perform an operation corresponding to each mode until some instruction is input from the user or the like.
  • a new effective area that is the entire surface of the touch panel 3 may be set. Specifically, for example, in FIG. 42, it is determined whether or not it is a predetermined timing before performing step # 18. If it is the predetermined timing, step # 15 is performed, and if not, step # 18 is performed. Also good.
  • the touch operation is performed at another place on the touch panel 3. Even if it is performed, since the effective area that is the entire surface of the touch panel 3 is set at a predetermined timing, the touch panel controller 4 can detect the touch position.
  • the size of the effective area set by the area setting unit 8 may be the same, but may be different for each effective area (for each i).
  • the size of the effective area set by the area setting unit 8 (for example, WD_Di and WD_Si) may be a fixed value or a variable value.
  • the area setting unit 8 sets a new effective area having a size corresponding to the moving speed of the touch position. Then, since the possibility that the position where the touch position is detected next is included in the new effective area can be increased, it is preferable.
  • FIG. 44 is a diagram illustrating another example of the effective area setting method in the second operation example.
  • the first touch position in the current frame is (Xp1a, Yp1a)
  • the second touch position is (Xp2a, Yp2a)
  • the first touch position in the next frame is (Xp1b, Yp1b)
  • the case where the touch position of 2 is (Xp2b, Yp2b) is illustrated.
  • the moving speed in the X direction of the first touch position in the current frame is Vx1
  • the moving speed in the Y direction is Vy1
  • the moving speed in the X direction of the second touch position in the current frame is Vx2
  • the moving speed in the Y direction is It is assumed that Vy2 and the frame rate is f.
  • the area setting unit 8 includes the first touch position (Xp1b, Yp1b) in the next frame based on the first touch position (Xp1a, Yp1a) and the moving speed (Vx1, Vy1) in the current frame. Set a new effective area. That is, the region setting unit 8 sets a new effective region so that WD_S1 ⁇ 2 ⁇ Vx1 / f and WD_D1 ⁇ 2 ⁇ Vy1 / f. Similarly, the area setting unit 8 includes the second touch position (Xp2b, Yp2b) in the next frame based on the second touch position (Xp2a, Yp2a) and the moving speed (Vx2, Vy2) in the current frame. Thus, a new effective area is set. That is, the region setting unit 4 sets a new effective region so that WD_S2 ⁇ 2 ⁇ Vx2 / f and WD_D2 ⁇ 2 ⁇ Vy2 / f.
  • the region setting unit 8 obtains a variation amount of each touch position by storing each sequentially obtained touch position in the storage unit 82, and moves each touch position in the current frame based on the variation amount. You may ask for speed.
  • the area setting unit 8 does not necessarily need to set each effective area centered on each touch position. For example, when a certain touch position is detected in the vicinity of the edge of the touch panel 3, the area setting unit 8 may set an effective area where the certain touch position is biased toward the edge. The area setting unit 8 may set an effective area based on the moving direction of the touch position. For example, the region setting unit 8 may set an effective region in which a certain touch position is biased in a direction opposite to the moving direction of the certain touch position.
  • FIG. 45 is a block diagram showing another example of the effective area set in the touch panel in the second operation example.
  • FIG. 45 illustrates a case where three touch positions are separated from each other on the touch panel 3.
  • the area setting unit 8 can set effective areas A1 to A3 corresponding to the respective touch positions (see FIG. 42). .
  • the drive line drive circuit 5 may selectively drive the drive line 35r1 passing through the effective area A1, the drive line 35r2 passing through the effective area A2, and the drive line 35r3 passing through the effective area A3.
  • the touch panel controller 4 selectively processes the signals of the sense line 33r1 passing through the effective area A1, the sense line 33r2 passing through the effective area A2, and the sense line 33r3 passing through the effective area A3.
  • the drive lines 35r1 to 35r3 and the sense lines 33r1 to 33r3 are indicated by thick solid lines in the drawing.
  • the touch panel system 1r shown in FIG. 30 can cope with multi-touch having three or more touch positions on the touch panel 3 in the same manner as when there are two touch positions (see FIGS. 38 to 44). it can.
  • FIG. 46 is a block diagram illustrating another example of effective areas set in the touch panel in the second operation example.
  • FIG. 46 illustrates a case where two touch positions are close to each other on the touch panel 3.
  • the area setting unit 8 can set effective areas A1 and A2 in which some areas overlap.
  • the drive line drive circuit 5 selectively selects a drive line 35r11 that passes only through the effective area A1, a drive line 35r22 that passes through only the effective area A2, and a drive line 35r12 that passes through both the effective areas A1 and A2.
  • the touch panel controller 4 receives the signals of the sense line 33r11 passing through only the effective area A1, the sense line 33r22 passing through only the effective area A2, and the sense line 33r12 passing through both the effective areas A1 and A2. Selectively process.
  • the drive lines 35r11, 35r22, and 35r12 and the sense lines 33r11, 33r22, and 33r22 are indicated by thick solid lines in the drawing.
  • FIG. 47 is a diagram showing another example of a specific driving method of the drive line by the drive line driving circuit in the second operation example.
  • FIG. 47 assumes a case where the effective areas A1 and A2 shown in FIG. 46 are set.
  • the drive line drive circuit 5 includes a drive line 35r11 that passes through only the effective area A1, a drive line 35r22 that passes through only the effective area A2, a drive line 35r12 that passes through both of the effective areas A1 and A2,
  • the above-described unique drive signal (see FIG. 32) is applied to each of the above. Further, the drive line drive circuit 5 suppresses the signal level of the drive line from changing with time by grounding each drive line that does not pass through either of the effective areas A1 and A2.
  • FIG. 48 is a block diagram showing another example of the specific operation of the amplifying unit in the second operation example. Note that the amplifying unit 71 shown in FIG. 48 is the same as the amplifying unit 71 shown in FIG. FIG. 48 assumes a case where the effective areas A1 and A2 shown in FIG. 46 are set.
  • the respective signals of the sense line 33r11 passing through only the effective region A1, the sense line 33r22 passing through only the effective region A2, and the sense line 33r12 passing through both the effective regions A1 and A2 are supplied.
  • the open / close switch 712 is turned on.
  • the amplifier 711 amplifies the signals of the sense line 33r11 that passes only through the effective region A1, the sense line 33r22 that passes through only the effective region A2, and the sense line 33r12 that passes through both the effective regions A1 and A2.
  • the open / close switch 712 to which the signal of the sense line that does not pass through any of the effective areas A1 and A2 is turned off.
  • the signal on the sense line that does not pass through the effective area A is not amplified by the amplifier 711 and is not output from the amplifying unit 71.
  • FIG. 49 is a block diagram showing another example of the specific operation of the selection acquisition unit in the second operation example. Note that the signal acquisition unit 72 shown in FIG. 49 is the same as the signal acquisition unit 72 shown in FIG. FIG. 49 assumes that the effective areas A1 and A2 shown in FIG. 46 are set.
  • the branch switch 721 includes a sense line 33r11 that passes only through the effective region A1, a sense line 33r22 that passes through only the effective region A2, and a sense line 33r12 that passes through both the effective regions A1 and A2. It can be connected to a terminal corresponding to.
  • Each of the signals is output to the subsequent stage.
  • the branch switch 721 is not connected to a terminal corresponding to a sense line through which neither of the effective areas A1 and A2 passes. As a result, the signal of the sense line that does not pass through any of the effective areas A1 and A2 is not output to the subsequent stage.
  • the touch panel system 1r shown in FIG. 30 can cope with multi-touch when a plurality of touch positions on the touch panel 3 are close to each other in the same manner as when the touch positions are separated (see FIGS. 38 to 44). it can.
  • the area setting unit 8 substantially sets an effective area including each touch position. Note that, when the plurality of touch positions on the touch panel 3 are close to each other, the area setting unit 8 calculates effective area information so as to set a comprehensive effective area including each touch position. May be.
  • the area setting unit 8 may set an effective area based on the plurality of touch positions detected by the touch panel controller 4. Specifically, for example, the area setting unit 8 may set a comprehensive effective area including each touch position detected by the touch panel controller 4.
  • a projection type capacitive touch panel system has been exemplified.
  • the present invention is not limited to another projection type capacitive type, surface type capacitive type, Any type of touch panel system can be applied as long as it is a touch panel system capable of selective driving or selective processing, such as an optical type.
  • Embodiments 1 to 17 and the second feature of the first feature disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive.
  • the scope of the present invention is shown not by the description of Embodiments 1 to 17 and the second feature in the first feature, but by the scope of claims, and all meanings within the scope and equivalents of the claims are within the scope of the present invention. Modifications are intended to be included within the scope of the present invention.
  • the present invention is applied to various touch-panel electronic devices such as a TV, a personal computer, a mobile phone, a digital camera, a portable game machine, an electronic photo frame, a portable information terminal, an electronic book, a home appliance, a ticket machine, an ATM, and a car navigation system. be able to. Further, the present invention can be applied to a large electronic device such as a display surface of a large display device or an electronic whiteboard.

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Abstract

 タッチパネルシステムは、複数のセンスラインとセンスラインに対し交差して設けられセンスラインとの間に静電容量を形成する複数のドライブラインとを備えるタッチパネルと、センスラインの信号を処理するタッチパネルコントローラと、ドライブラインを並列駆動するドライブライン駆動回路と、を備える。タッチパネルコントローラは、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、ドライブラインを並列駆動する符号系列と符号系列に対応する差分との内積を演算することによって静電容量の差分分布を算出する復号部と、復号部が算出する静電容量の差分分布に基づいてタッチ情報を得るタッチ検出部と、タッチ情報に基づいてタッチパネルに有効領域を設定する領域設定部と、を備える。

Description

タッチパネルシステムおよび電子機器
 本発明は、タッチパネル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う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。
 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。
 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。
 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。
 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。
特開2001-125744号公報(2001年5月11日公開)
 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。
 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。
 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。
 さらに、タッチパネルシステムにおいては、消費電力の低減やタッチ操作の検出感度の向上も望まれている。
 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とともに、消費電力を低減したりタッチ操作の検出感度を向上したり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。
 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、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上記センスラインとの間に静電容量を形成する複数のドライブラインと、を備えるタッチパネルと、上記ドライブラインを並列駆動するドライブライン駆動回路と、上記センスラインの信号を処理してタッチ情報を生成するタッチパネルコントローラと、上記タッチ情報に基づいて上記タッチパネルに有効領域を設定する領域設定部と、を備え、上記タッチパネルコントローラは、互いに隣接する上記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、上記減算部によって算出される上記符号系列に対応する差分出力系列と、の内積を演算することによって、上記静電容量の差分分布を算出する復号部と、上記復号部が算出する上記静電容量の差分分布に基づいて上記タッチ情報を生成するタッチ検出部と、を備え、上記領域設定部は、上記タッチ情報に基づき上記タッチパネルに設定されている上記有効領域を更新して、新たな上記有効領域を設定するものであり、上記ドライブライン駆動回路が、現に設定されている上記有効領域を通る上記ドライブラインを選択的に駆動する第1動作と、上記タッチパネルコントローラが、現に設定されている上記有効領域を通る上記センスラインの信号を選択的に処理する第2動作と、の少なくとも一方が行われることを特徴としている。
 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。これにより、センスライン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。また、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、消費電力を低減することが可能となる。
 さらに、上記の構成によれば、第1動作によって、ドライブラインが無用に駆動されることを、防止することができる。そのため、ドライブラインの駆動にかかる消費電力を、低減することが可能になるとともに、ノイズの発生を抑制してタッチ操作の検出感度を向上することが可能になる。加えて、ドライブラインを限定的に駆動することで、タッチ位置の検出精度を、向上させることができる。また、第2動作によって、無用な信号処理を防止することができる。そのため、信号処理にかかる消費電力を、低減することが可能になる。加えて、有効領域を通るセンスラインの信号を限定的に処理することで、タッチ位置の検出精度を、向上させることができる。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記センスラインから選択されたセンスラインSnと、当該センスライン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)と、について、上記センスラインSnの信号と上記センスラインSn+1の信号との差分である第1の差分((Sn+1)-Sn)、または、上記センスラインSnの信号と上記センスライン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、上記減算部に入力される上記センスラインの信号を切り替えるスイッチを、さらに備えてもよい。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、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上記符号系列は、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ものであり(成分は1または-1)、
 d=(d11,d12,…,d1N
 d=(d21,d22,…,d2N
 ・
 ・
 ・
 d=(dM1,dM2,…,dMN
 上記符号系列に対応する上記差分出力系列「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d~d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d~d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上記符号系列と、上記符号系列に対応する上記差分出力系列と、の内積を演算してもよい。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部が、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、上記センスラインから得られるアナログ信号を上記第1のAD変換部によりデジタル信号に変換した後、当該デジタル信号の差分を算出することで、上記第1の差分と上記第2の差分とを算出することとしてもよい。
 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。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部が、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、上記減算部は、上記センスラインから得られるアナログ信号の差分を算出した後、当該アナログ信号の差分を上記第2のAD変換部によりデジタル信号に変換することで、上記第1の差分と上記第2の差分とを算出することとしてもよい。
 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。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部は、互いに隣接する上記センスラインから得られるアナログ信号の差分を算出することで上記第1の差分と上記第2の差分とを算出する全差動増幅器を備えることが好ましい。
 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。
 本発明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算出された上記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算出された上記静電容量の差分分布から、上記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上記静電容量の差分分布を減算する較正部と、をさらに備えてもよい。
 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。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記タッチ検出部は、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、タッチ操作の有無を判定してもよい。
 上記の構成によれば、タッチ検出部が、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。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記タッチ検出部は、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、上記静電容量の差分分布を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、上記タッチ情報を生成してもよい。
 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タッチ検出部に入力される。タッチ検出部は、互いに隣接するセンスラインの信号の差分と、タッチ検出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、タッチ検出部は、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、タッチ位置など)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。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部が算出する差分を加算する加算部を、さらに備え、上記タッチパネルが、少なくとも1つのサブセンスラインを備え、上記減算部は、上記サブセンスラインと当該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、さらに算出し、上記加算部は、上記第1の差分と上記第2の差分と上記第3の差分とを加算することが好ましい。
 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、センスラインとサブセンスラインとが設けられている。これにより、センスラインおよびサブセンスライン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センスラインの出力信号と、ノイズ信号を含むサブセンスラインの出力信号との差分をとる。これにより、センスライン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。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。
 さらに、上記の構成によれば、センスラインとサブセンスラインとが隣接する、即ち、センスラインとサブセンスラインとが最も接近して配置され、センスラインとサブセンスラインとが略同一条件の配置状態となる。このため、サブセンスラインの出力信号に含まれるノイズ信号値は、センスライン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。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部が、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、上記センスラインまたは上記サブセンスラインから得られるアナログ信号を上記第3のAD変換部によりデジタル信号に変換した後、当該デジタル信号の差分を算出することで、上記第1の差分と上記第2の差分と上記第3の差分とを算出してもよい。
 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。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部が、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、上記減算部は、上記センスラインまたは上記サブセンスラインから得られるアナログ信号の差分を算出した後、当該アナログ信号の差分を上記第4のAD変換部によりデジタル信号に変換することで、上記第1の差分と上記第2の差分と上記第3の差分とを算出してもよい。
 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。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記減算部が、上記センスラインまたは上記サブセンスラインから得られるアナログ信号の差分を算出することで上記第1の差分と上記第2の差分と上記第3の差分とを算出する全差動増幅器を、さらに備えることが好ましい。
 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。
 本発明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。
 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。
 本発明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てもよい。
 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。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記サブセンスラインは、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。
 上記の構成によれば、タッチ操作による信号がサブセンスラインで検出されないため、サブセンスラインの出力信号には、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、センスライン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。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記サブセンスラインは、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。
 上記の構成によれば、サブセンスラインが、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、サブセンスラインは、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、サブセンスラインが、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。
 つまり、上記の構成によれば、タッチ操作による信号がサブセンスラインで検出されないため、サブセンスラインの出力信号には、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、センスライン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。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記ドライブライン駆動回路は、上記有効領域を通る上記ドライブラインのそれぞれに対して、上記ドライブライン毎に設定されている固有の上記符号系列を与え、上記有効領域を通らない上記ドライブラインのそれぞれに対して、上記符号系列を与えないことが好ましい。
 上記の構成によれば、タッチパネルコントローラが、タッチ操作によって生じるセンスラインの信号の変動を、容易に識別することが可能になる。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記タッチパネルコントローラが、上記有効領域を通る上記センスラインの信号を選択的に増幅する増幅部を、さらに備えると好ましい。
 上記の構成によれば、センスラインの信号の無用な増幅を防止することができる。そのため、センスラインの信号の増幅にかかる消費電力を、低減することが可能になる。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記タッチパネルコントローラが、上記有効領域を通る上記センスラインの信号を選択的に取得するとともに時分割で出力する信号取得部を、さらに備えると好ましい。
 上記の構成によれば、信号取得部の後段に、無用な信号が出力されることを防止することができる。そのため、信号取得部の後段の処理にかかる消費電力を、低減することが可能になる。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記領域設定部は、上記タッチ情報の一部であるタッチ位置を含む新たな上記有効領域を設定すると好ましい。
 上記の構成によれば、領域設定部が、次にタッチ位置が含まれる可能性が高い新たな有効領域を、設定することが可能になる。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記領域設定部は、上記タッチ情報の一部であるタッチ位置の、移動速度に応じた大きさの新たな上記有効領域を設定すると好ましい。
 上記の構成によれば、領域設定部が、次にタッチ位置が含まれる可能性が高い新たな有効領域を、設定することが可能になる。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記領域設定部は、上記タッチパネルコントローラがタッチ操作を検出しない場合、上記タッチパネルの全面となる新たな上記有効領域を設定すると好ましい。
 上記の構成によれば、次にタッチパネル上のどの位置がタッチ位置になったとしても、タッチパネルコントローラが、当該タッチ位置を検出することが可能になる。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、第1モードが選択されているとき、上記領域設定部は、上記タッチ情報の一部であるタッチ位置に基づいて、新たな上記有効領域を設定し、第2モードが選択されているとき、上記領域設定部は、上記タッチパネルの全面となる新たな上記有効領域を継続的に設定してもよい。
 上記の構成によれば、例えばタッチパネルシステムの設置環境や使用環境などに応じて、消費電力の低減及びタッチ操作の検出感度の向上を図る第1モードと、タッチパネルの全面から漏れ無くタッチ位置を検出する第2モードと、のいずれかでタッチパネルシステムを動作させることが可能になる。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記タッチ情報に、複数のタッチ位置が含まれるとき、上記領域設定部が、当該複数のタッチ位置に基づいて、新たな上記有効領域を設定すると好ましい。
 上記の構成によれば、タッチパネルコントローラが複数のタッチ位置を検出する場合(マルチタッチ時)においても、領域設定部が有効領域を設定することが可能になる。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記領域設定部が、上記複数のタッチ位置に基づいて、新たな上記有効領域を設定するとき、それぞれの上記タッチ位置に対応する複数の新たな上記有効領域を、それぞれ設定すると好ましい。
 上記の構成によれば、領域設定部が設定するそれぞれの有効領域の間に、隙間(有効領域ではない領域)を設けることが可能になる。そのため、領域設定部が設定する有効領域の総面積を、小さくすることが可能になる。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記領域設定部が設定する新たな上記有効領域の数に、上限値が設定されていると好ましい。
 上記の構成によれば、領域設定部が設定可能な有効領域の数が、上限値以下に制限される。そのため、領域設定部の演算量が過剰になったり、領域設定部が設定する有効領域の総面積が大きくなり過ぎたりすることを、抑制することが可能になる。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記領域設定部が、所定のタイミング毎に、上記タッチパネルの全面となる新たな上記有効領域を設定すると好ましい。
 上記の構成によれば、領域設定部が、順次タッチパネルコントローラによって検出されるタッチ位置に応じて有効領域を順次設定する動作(スポット駆動)を開始した後に、タッチパネル上の別の場所でタッチ操作が行われたとしても、所定のタイミングでタッチパネルの全面となる有効領域が設定されるため、そのタッチ位置をタッチパネルコントローラが検出することが可能になる。
 本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記符号系列は、直交系列またはM系列であってもよい。
 本発明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。
 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。
 本発明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。
 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。
 本発明に係る電子機器は、上記の課題を解決するために、前記いずれかのタッチパネルシステムを備えることを特徴としている。
 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)することができる電子機器を提供することができる。
 以上のように、本発明に係るタッチパネルシステムは、上記主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を備える構成である。すなわち、減算部が、ノイズの相関性がより高い、互いに隣接するセンスライン間の差分信号値を取得する。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)することができるという効果を奏する。
 また、本発明に係るタッチパネルシステムは、検出されたタッチ位置に基づいて、タッチ位置の検出を行うべき領域である有効領域が、タッチパネル内で限定的に設定される。そのため、無用な検出を避けることで、消費電力を低減するとともにタッチ操作の検出感度を向上することができる。
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。 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。 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。 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。 本発明に係る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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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ブロック図である。 有効領域の一例を示すブロック図である。 第1動作例におけるドライブライン駆動回路によるドライブラインの具体的な駆動方法の一例を示す図である。 第1動作例における増幅部の具体的な動作の一例について示すブロック図である。 第1動作例における選択取得部の具体的な動作の一例について示すブロック図である。 第1動作例における領域設定部の具体的な動作の一例について示すフローチャートである。 第1動作例における有効領域の設定方法の一例について示す図である。 第1動作例における有効領域の設定方法の別例について示す図である。 第2動作例においてタッチパネル内に設定される有効領域の一例を示すブロック図である。 第2動作例におけるドライブライン駆動回路によるドライブラインの具体的な駆動方法の一例を示す図である。 第2動作例における増幅部の具体的な動作の一例について示すブロック図である。 第2動作例における選択取得部の具体的な動作の一例について示すブロック図である。 第2動作例における領域設定部の具体的な動作の一例について示すフローチャートである。 第2動作例における有効領域の設定方法の一例について示す図である。 第2動作例における有効領域の設定方法の別例について示す図である。 第2動作例においてタッチパネル3内に設定される有効領域の別例を示すブロック図である。 第2動作例においてタッチパネル3内に設定される有効領域の別例を示すブロック図である。 第2動作例におけるドライブライン駆動回路によるドライブラインの具体的な駆動方法の別例を示す図である。 第2動作例における増幅部の具体的な動作の別例について示すブロック図である。 第2動作例における選択取得部の具体的な動作の別例について示すブロック図である。
 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。なお、本発明の実施形態は、下記の第1の特徴及び第2の特徴の両方(または一方)を有するが、以下では説明の便宜上、第1の特徴と第2の特徴とを別々に説明する。
<<第1の特徴>>
 〔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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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 Thin 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。
 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。
 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(タッチ検出部)、およびCPU43を備えている。
 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。
 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。
 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。
 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。
 (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。
 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。
 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。
 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)。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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))。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 〔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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 (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。
 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。
 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。
 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)。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 〔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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 (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。
 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。
 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)。
 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)。
 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。
 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)。
 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)。
 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。
 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)。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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)。
 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、実施の形態1,2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。
 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。
 〔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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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消費電力を低減することが可能となる。
 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。
 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47(復号部)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。
 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。
 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。
 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の消費電力を低減することが可能となる。
 〔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。
 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、実施の形態1,2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の消費電力を低減することが可能となる。
 〔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。
 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48(第3のAD変換部)とデジタル減算器(図示せず)とを備えている。
 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。
 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。
 〔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。
 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。
 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4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。
 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。
 〔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。
 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。
 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。
 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(-)のと間には、それぞれスイッチが接続されている。
 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。
 〔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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 〔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。
 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。
 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。
 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)。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 (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。
 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。
 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)。
 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。
 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)。
 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)。
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。
 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になる。すなわち、主センサ群31a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。
 〔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。
 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、
 d=(d11,d12,…,d1N
 d=(d21,d22,…,d2N
 ・
 ・
 ・
 d=(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(=2-1)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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 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d~dに対する出力系列
 Sj,2:スイッチSWが上側の時のd~dに対する出力系列
と定義する。
 また、センスライン33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。
 この場合、並列駆動による容量のセンスライン方向の差分出力は、以下の式のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 復号部58は、減算部41aで算出された静電容量の差分値(つまりセンスライン33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33を並列駆動する符号系列と、センスライン33方向の容量値の差分分布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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 このように、復号部58では、復号後の内積値d・sj,Pの主成分として、センスライン33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d・sj,Pを、センスライン33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。
 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。
 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の消費電力を低減することが可能となる。
 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。
 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(δij=-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。
 〔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。
 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48a(第1のAD変換部)とデジタル減算器(図示せず)とを備えている。
 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。
 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。
 〔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。
 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2のAD変換部)とを備えている。
 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。
 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。
 〔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。
 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。
 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。
 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。
 〔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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 〔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(タッチ検出部)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。
 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。
 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(差分分布)「(∂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。
 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。
 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。
 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、タッチ位置など)を認識する(F805)。
 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。
 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。
 〔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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 なお、第1の特徴は、以下のように表現することもできる。
 〔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。
 〔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。
 〔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。
 〔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。
 〔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。
 〔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。
 〔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。
 〔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。
 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。
<<第2の特徴>>
(1)タッチパネルシステム1rの構成
 図30は、本発明に係る別のタッチパネルシステム1rの基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム1rの基本的な構成は、第1の特徴に係るタッチパネルシステム1,1a~1oと略同様である。以下では、第1の特徴に係るタッチパネルシステム1,1a~1oとの相違点を中心に、第2の特徴に係るタッチパネルシステム1rについて説明する。なお、説明の便宜上、第1の特徴に係るタッチパネルシステム1,1a~1oと同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 図30に示すように、タッチパネルシステム1rは、表示装置2と、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、タッチパネルコントローラ4が生成するタッチ情報(タッチの大きさ、タッチ位置など)に基づいてタッチパネル3に有効領域を設定し有効領域情報を生成する領域設定部8と、を備える。
 ドライブライン駆動回路5は、有効領域情報を取得して、領域設定部8が設定した有効領域を把握する。そして、ドライブライン駆動回路5は、領域設定部8が設定した有効領域に基づいて、各ドライブライン35を駆動する。なお、ドライブライン駆動回路5によるドライブライン35の駆動方法の具体例については、後述する。
 タッチパネルコントローラ4は、センスライン33の信号を増幅する増幅部71(例えば、第1の特徴で説明した差動増幅部49や全差動増幅部50であってもよい)と、増幅部71が増幅した信号を取得して時分割で出力する信号取得部72と、信号取得部72が出力したアナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換部73(例えば、第1の特徴で説明したAD変換部48,48aであってもよい)と、AD変換部73が変換したデジタル信号に基づいて静電容量の差分分布を求める復号部58と、復号部58が求めた静電容量の差分分布に基づいてタッチ情報を生成する座標検出部42と、を備える。
 増幅部71及び信号取得部72のそれぞれは、有効領域情報を取得して、領域設定部8が設定した有効領域を把握する。そして、増幅部71は、領域設定部8が設定した有効領域に基づいて、センスライン33の信号の増幅を行う。また、信号取得部72は、領域設定部8が設定した有効領域に基づいて、増幅部71が増幅したセンスライン33の信号を選択するとともに時分割で出力する。なお、増幅部71及び信号取得部72による信号の増幅方法や取得方法の具体例については、後述する。
 AD変換部73は、信号取得部72が出力するアナログ信号を、所定のビット数のデジタル信号に変換する。なお、AD変換部73によって生成されるデジタル信号のビット数は、いくつであってもよいが、後段の復号部58及び座標検出部42における処理の精度(タッチ位置の検出精度)を考慮すると、例えば12ビット以上16ビット以下であれば、好ましい。
 領域設定部8は、タッチ情報に基づいてタッチパネル3に有効領域を設定して有効領域位置情報を生成する有効領域算出部81と、有効領域算出部81の演算に必要なパラメータ等が格納される記憶部82と、を備える。
 有効領域算出部81は、例えばCPU(例えば、上述のCPU43に対応し得る)から成り、タッチ情報を取得して、タッチパネルコントローラ4が算出するタッチパネル3上のタッチ位置を把握する。有効領域算出部81は、タッチパネルコントローラ4が算出するタッチパネル3上のタッチ位置に基づいて、タッチパネル3内に有効領域を設定し、有効領域情報を生成する。記憶部82は、有効領域算出部81の演算に必要なパラメータ等を格納するレジスタ821を備える。なお、有効領域算出部81における演算内容(有効領域の設定方法)の具体例については、後述する。
(2)タッチパネルシステムの第1動作例
 次に、図30に示したタッチパネルシステム1rの第1動作例について、図面を参照して説明する。最初に、領域設定部8によってタッチパネル3に設定される有効領域の一例について、図面を参照して説明する。図31は、有効領域の一例を示すブロック図である。
 図31に例示する有効領域Aは、タッチパネル3の一部の領域に設定されるものである。また、ドライブライン35r及びセンスライン33r(図中の太い実線)のそれぞれが、有効領域Aを通る。換言すると、ドライブライン35r及びセンスライン33rが成す静電容量のそれぞれは、少なくとも一部が有効領域Aに含まれている。
 例えば、図31に示した有効領域Aが設定されている場合、ドライブライン駆動回路5は、有効領域Aを通るドライブライン35rのそれぞれに対して、駆動信号を印加する。一方、ドライブライン駆動回路5は、有効領域Aを通らないドライブラインのそれぞれに対しては、駆動信号を印加しない。
 ドライブライン駆動回路5によるドライブライン35の駆動方法の具体例について、図面を参照して説明する。図32は、第1動作例におけるドライブライン駆動回路によるドライブラインの具体的な駆動方法の一例を示す図である。なお、図32(a)は、タッチパネル3の全面が有効領域として設定される場合を示すものであり、図32(b)は、タッチパネル3の一部に有効領域が設定される場合(図31に示す有効領域Aが設定される場合)を示すものである。
 図32(a)に示すように、タッチパネル3の全面が有効領域として設定される場合、ドライブライン駆動回路5は、全てのドライブライン35に対して駆動信号を印加する。例えば、ドライブライン駆動回路5は、ドライブラインDL毎に設定されている固有の駆動信号を印加する。駆動信号は、ハイレベル(「1」)とローレベル(「0」)の組み合わせから成り、時間方向に対して信号レベルが変化する。なお、この駆動信号は、第1の特徴で説明した符号系列であってもよい。また、駆動信号のローレベルが「-1」であってもよい。
 一方、図32(b)に示すように、タッチパネル3の一部に有効領域Aが設定される場合、ドライブライン駆動回路5は、有効領域Aを通るドライブライン35rに対しては、駆動信号を印加する。このとき、ドライブライン駆動回路5は、ドライブライン35rに対して上述した固有の駆動信号を印加する。また、ドライブライン駆動回路5は、有効領域Aを通らないドライブラインのそれぞれを接地するなどして、当該ドライブラインの信号レベルが時間的に変化することを抑制する。
 したがって、図32(b)に示す例では、有効領域Aを通るドライブライン35rに印加される駆動信号が、図32(a)に示す場合に当該ドライブライン35rに印加される駆動信号と、同じものになる。さらに、図32(b)に示す例では、有効領域Aを通らないドライブラインの信号レベルが、時間方向に対して不変の値「0」になる。なお、有効領域Aを通らないドライブラインの信号レベルは、時間方向に対して不変であれば「0」に限られるものではなく、「1」であってもよいし、「1」と「0」の組み合わせ(例えば、隣接する2つのドライブラインの一方が「0」、他方が「1」)であってもよい。
 このように、ドライブライン駆動回路5が、有効領域Aを通るドライブライン35rを選択的に駆動すると、ドライブライン35が無用に駆動されることを、防止することができる。そのため、ドライブライン35の駆動にかかる消費電力を、低減することが可能になるとともに、ノイズの発生を抑制してタッチ操作の検出感度を向上することが可能になる。また、ドライブライン35rを限定的に駆動することで、タッチパネルコントローラ4におけるタッチ位置の検出精度を、向上させることができる。
 また、ドライブライン駆動回路5が、図32に示すようにドライブライン35を制御することで、タッチパネルコントローラ4(特に、復号部58)は、タッチ操作によって生じるセンスライン33の信号の変動を、容易に識別することが可能になる。
 また例えば、図31に示した有効領域Aが設定されている場合、増幅部71は、有効領域Aを通るセンスライン33rの信号を、選択的に増幅する。この増幅部71の具体的な動作例について、図面を参照して説明する。図33は、第1動作例における増幅部の具体的な動作の一例について示すブロック図である。
 図33に示すように、増幅部71は、センスライン33のそれぞれに対応する増幅器711と、センスライン33の信号を増幅器711に供給するか否かを制御する開閉スイッチ712と、を備える。ただし、それぞれの開閉スイッチ712は、有効領域情報に応じて制御される。
 具体的に、有効領域Aを通るセンスライン33rの信号が供給される開閉スイッチ712は、導通状態になる。これにより、有効領域Aを通るセンスライン33rの信号が、増幅器711で増幅されて、増幅部71から出力される。一方、有効領域Aを通らないセンスラインの信号が供給される開閉スイッチ712は、非導通状態になる。これにより、有効領域Aを通らないセンスラインの信号は、増幅器711で増幅されず、増幅部71から出力されないことになる。
 このように、増幅部71が、有効領域Aを通るセンスライン33rの信号を選択的に増幅することで、信号の増幅にかかる消費電力を、低減することが可能になる。なお、センスライン33rの信号を選択的に増幅するための構造は、例示した増幅器711及び開閉スイッチ712に限られるものではなく、同様の効果を得ることが可能である限り、他の構造であってもよい。例えば、開閉スイッチ712に代えて(または加えて)、増幅器711の活性/非活性を切替可能なスイッチを備えてもよい。
 また、信号取得部72は、有効領域Aを通るセンスライン33rの信号を、選択的に取得するとともに時分割で出力する。この信号取得部72の具体的な動作例について、図面を参照して説明する。図34は、第1動作例における選択取得部の具体的な動作の一例について示すブロック図である。
 図34に示すように、信号取得部72は、センスライン33のそれぞれに対応する端子から一つを選択して後段に接続する分岐スイッチ721を備える。ただし、分岐スイッチ721は、有効領域情報に応じて制御される。
 具体的に、分岐スイッチ721は、有効領域Aを通るセンスライン33rに対応する端子とは接続し得る。これにより、増幅部71で増幅された有効領域Aを通るセンスライン33rの信号が、後段に出力される。一方、分岐スイッチ721は、有効領域Aを通らないセンスラインに対応する端子とは接続しない。これにより、有効領域Aを通らないセンスラインの信号は、後段に出力されないことになる。
 このように、信号取得部72が、有効領域Aを通るセンスライン33rの信号を、選択的に取得するとともに時分割で出力することで、信号取得部72の後段に、無用な信号が出力されることを防止することができる。そのため、信号取得部72の後段(例えば、AD変換部73、復号部58及び座標検出部42)の処理にかかる消費電力を、低減することが可能になる。なお、信号を選択的に取得するとともに時分割で出力するための構造は、例示した分岐スイッチ721に限られるものではなく、同様の効果を得ることが可能である限り、他の構造であってもよい。
 そして、AD変換部73が、信号取得部72が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換し、復号部58が、当該デジタル信号に基づいてタッチパネル3(有効領域A)の静電容量の差分分布を求め、座標検出部42が、当該差分分布を参照することでタッチパネル3(有効領域A)のタッチ位置を検出してタッチ情報を生成する。
 このように、タッチパネルコントローラ4は、有効領域Aを通るセンスライン33rの信号を、選択的に処理する。そのため、無用な信号処理を防止することができる。したがって、信号処理にかかる消費電力を、低減することが可能になる。また、有効領域Aを通るセンスライン33rの信号を限定的に処理することで、タッチ位置の検出精度を、向上させることができる。
 上述のように、タッチパネルコントローラ4は、領域設定部8が設定した有効領域Aに基づいた動作を行う。一方、領域設定部8は、タッチパネルコントローラ4が検出するタッチ位置に基づき、タッチパネル3に設定されている有効領域Aを更新して、新たな有効領域を設定する。
 以下、領域設定部8の具体的な一連の動作例について、図面を参照して説明する。図35は、第1動作例における領域設定部の具体的な動作の一例について示すフローチャートである。また、図36は、第1動作例における有効領域の設定方法の一例について示す図である。
 以下では説明の便宜上、図36に示すように、センスライン33の整列方向(図中の上下方向、X方向)の位置をX、ドライブライン35の整列方向(図中の左右方向、Y方向)の位置をYとして、タッチパネル3内の位置を(X,Y)の座標で表現する。また、タッチパネル3の左上隅の座標を(0,0)、右下隅の座標を(n,m)とする。ただし、n及びmは、少なくとも一方が2以上となる自然数であり、タッチパネル3にn本のセンスライン33と、m本のドライブライン35が設けられているものとする。また、有効領域Aの左上隅の座標を(Xs,Ys)、有効領域Aの右下隅の座標を(Xe,Ye)とする。
 また、図36は、有効領域Aが、タッチ位置(Xp,Yp)を中心として、X方向の長さがWD_S、Y方向の長さがWD_Dとして設定される場合を、例示している。なお、この有効領域Aの設定方法の詳細については、後述する。
 図35に示すように、有効領域算出部81は、タッチパネルシステム1rの動作の開始時において、タッチパネル3の全面となる有効領域を設定するべく、(Xs,Ys)=(0,0)かつ(Xe,Ye)=(n,m)となる有効領域情報を算出する(ステップ#1)。そして、有効領域算出部81は、算出した有効領域情報を出力する(ステップ#2)。
 次に、有効領域算出部81は、タッチパネルコントローラ4が生成したタッチ情報を取得する(ステップ#3)。このとき、有効領域算出部81は、記憶部82のレジスタ821に格納されているパラメータを確認することで、タッチ位置に基づいて新たな有効領域を設定する「スポット駆動モード」(第1モード)であるか、タッチパネル3の全面を新たな有効領域として継続的に設定する「全面検出モード」(第2モード)であるか、を確認する(ステップ#4)。
 「スポット駆動モード」及び「全面検出モード」は、例えばユーザの指示(操作)によって切替可能である。そのため、ユーザは、例えばタッチパネルシステムの設置環境や使用環境などに応じて、消費電力の低減及びタッチ操作の検出感度の向上を図る「スポット駆動モード」と、タッチパネル3の全面から漏れ無くタッチ位置を検出する「全面検出モード」と、のいずれかでタッチパネルシステム1rを動作させることが可能である。なお、タッチパネルシステム1rが、ユーザの指示以外の要因に応じてこれらのモードを自動的に選択し、動作する構成であってもよい。
 「全面検出モード」の場合(ステップ#4、NO)、有効領域算出部81は、タッチパネル3の全面となる新たな有効領域を設定するべく、(Xs,Ys)=(0,0)かつ(Xe,Ye)=(n,m)となる有効領域情報を算出する(ステップ#5)。そして、有効領域算出部81は、算出した有効領域情報を出力する(ステップ#6)。
 そして、新たなタッチ情報が出力される場合は(ステップ#7、YES)、ステップ#3に戻り当該タッチ情報を取得する。一方、新たなタッチ情報が出力されない場合は(ステップ#7、NO)、動作を終了する。
 「スポット駆動モード」の場合(ステップ#4、YES)であり、タッチパネル3上のタッチ位置が算出されない場合(ステップ#8、NO)、有効領域算出部81は、上記の「全面検出モード」の場合と同様の動作を行う(ステップ#5~#7)。これにより、有効領域がタッチパネル3の全面に設定されるため、次にタッチパネル3上のどの位置に対してタッチ操作が行われたとしても、タッチパネルコントローラ4が、当該タッチ操作を検出して、そのタッチ位置を検出することが可能になる。
 一方、「スポット駆動モード」の場合(ステップ#4、YES)であり、タッチパネル3上のタッチ位置が算出されている場合(ステップ#8、YES)、有効領域算出部81は、タッチ位置を含む新たな有効領域を設定するべく、図36に示すように、Xs=Xp-WD_S/2、Ys=Yp-WD_D/2、Xe=Xp+WD_S/2、Ye=Yp+WD_D/2となる新たな有効領域情報を算出する(ステップ#9)。そして、有効領域算出部81は、算出した有効領域情報を出力する(ステップ#6)。これにより、有効領域算出部81が、次にタッチ位置が検出される位置が含まれる可能性が高い新たな有効領域Aを、設定することが可能になる。
 そして、新たなタッチ情報が出力される場合は(ステップ#7、YES)、ステップ#3に戻り当該タッチ情報を取得する。一方、新たなタッチ情報が出力されない場合は(ステップ#7、NO)、動作を終了する。
 以上のように、本例のタッチパネルシステム1rでは、検出されたタッチ位置に基づいて、タッチ位置の検出を行うべき領域である有効領域が、タッチパネル3内で限定的に設定される。そのため、無用な検出を避けることで、消費電力を低減するとともにタッチ操作の検出感度を向上することができる。
 なお、上述したタッチパネルコントローラ4の動作と、領域設定部8の動作(図35のステップ#3~#9の動作)と、は所定のフレームレート(例えば、120Hz)で繰り返し行われる。
 また、有効領域算出部81が、「スポット駆動モード」であるか「全面検出モード」であるかを動作中に逐次確認することとしたが(ステップ#4)、この確認を逐次行わなくてもよい。例えば、有効領域算出部81が、ステップ#2の後にこの確認を行い、その後ユーザ等から何らかの指示が入力されるまで、それぞれのモードに応じた動作を行ってもよい。
 なお、領域設定部8が設定する有効領域の大きさ(例えば、WD_D及びWD_S)は、固定値であってもよいが、可変値であってもよい。有効領域の大きさを可変値にする場合、領域設定部8が、タッチ位置の移動速度に応じた大きさの新たな有効領域を設定すると、次のタッチ位置が当該新たな有効領域に含まれる可能性を高くすることができるため、好ましい。
 この場合における有効領域の具体的な設定方法の例について、図37を参照して説明する。図37は、第1動作例における有効領域の設定方法の別例について示す図である。図8は、現フレームにおけるタッチ位置が(Xpa,Ypa)、次フレームにおけるタッチ位置が(Xpb,Ypb)である場合について例示している。また、現フレームにおけるタッチ位置のX方向の移動速度をVx、Y方向の移動速度をVy、フレームレートをfとする。
 領域設定部8は、現フレームにおけるタッチ位置(Xpa,Ypa)及び移動速度(Vx,Vy)に基づいて、次フレームにおけるタッチ位置(Xpb,Ypb)が含まれるように、新たな有効領域を設定する。即ち、領域設定部8は、WD_S≧2×Vx/f、WD_D≧2×Vy/fとなるように、新たな有効領域を設定する。例えば、Vy=1000mm/s、f=120Hzの場合、WD_D≧16.7mmとなる。
 また、領域設定部8において、順次得られるタッチ位置を記憶部82に記憶するなどしてタッチ位置の変動量を求め、当該変動量に基づいて現フレームにおけるタッチ位置の移動速度を求めてもよい。
 また、領域設定部8は、必ずしもタッチ位置を中心とした有効領域を設定しなくてもよい。例えば、タッチパネル3の端辺近傍でタッチ位置が検出された場合、領域設定部8は、当該端辺側にタッチ位置が偏った有効領域を設定してもよい。また、領域設定部8は、タッチ位置の移動方向に基づいた有効領域を設定してもよい。例えば、領域設定部8は、タッチ位置の移動方向とは反対方向にタッチ位置が偏った有効領域を設定してもよい。
(3)タッチパネルシステムの第2動作例
 図30に示したタッチパネルシステム1rは、タッチパネルコントローラ4が、タッチパネル3の静電容量の差分分布に基づいてタッチ位置を検出するため、タッチパネル3上に複数のタッチ位置があったとしても、それぞれのタッチ位置を別々に検出することができる(マルチタッチに対応可能である)。そこで、以下では、マルチタッチに対応するタッチパネルシステム1rの動作例(第2動作例)について、説明する。
 第2動作例は、タッチパネルコントローラ4が複数のタッチ位置を検出し得るとともに、領域設定部8が複数のタッチ位置に基づいて有効領域を設定し得るものであるが、その基本的な動作は、上述の第1動作例と共通する。そのため、以下の第2動作例の説明において、第1動作例と共通する部分については、第1動作例の説明を適宜参酌するものとして、その詳細な説明を省略する。
 最初に、領域設定部8によってタッチパネル3内に設定される有効領域の一例について、図面を参照して説明する。図38は、第2動作例においてタッチパネル3内に設定される有効領域の一例を示すブロック図である。なお、図38は、2つのタッチ位置が、タッチパネル3上で離間する場合に設定される有効領域A1,A2を例示したものである。
 図38に例示する有効領域A1,A2のそれぞれは、タッチパネル3内の一部の領域に設定される。また、ドライブライン35r1及びセンスライン33r1(図中の太い実線)のそれぞれが有効領域A1を通り、ドライブライン35r2及びセンスライン33r2(図中の太い実線)のそれぞれが有効領域A2を通る。換言すると、ドライブライン35r1及びセンスライン33r1が成す検出領域Xのそれぞれは、その少なくとも一部が有効領域A1に含まれ、ドライブライン35r2及びセンスライン33r2が成す検出領域Xのそれぞれは、その少なくとも一部が有効領域A2に含まれる。
 例えば、タッチパネル3内に、図38に示した有効領域A1,A2が設定されている場合、ドライブライン駆動回路5は、有効領域A1を通るドライブライン35r1と、有効領域A2を通るドライブライン35r2と、のそれぞれに対して駆動信号を印加する。一方、ドライブライン駆動回路5は、有効領域A1,A2のいずれも通らないドライブラインのそれぞれに対しては、駆動信号を印加しない。
 第2動作例におけるドライブライン駆動回路5によるドライブライン35の駆動方法の具体例について、図面を参照して説明する。図39は、第2動作例におけるドライブライン駆動回路によるドライブラインの具体的な駆動方法の一例を示す図である。
 図39に示すように、ドライブライン駆動回路5は、有効領域A1を通るドライブライン35r1と、有効領域A2を通るドライブライン35r2と、のそれぞれに対して、上述した固有の駆動信号(図32参照)を印加する。さらに、ドライブライン駆動回路5は、有効領域A1,A2のいずれも通らないドライブラインのそれぞれを接地するなどして、当該ドライブラインの信号レベルが時間的に変化することを抑制する。
 このように、マルチタッチ時においても、ドライブライン駆動回路5が、有効領域A1,A2を通るドライブライン35r1,35r2を選択的に駆動することで、ドライブライン35が無用に駆動されることを防止することができる。そのため、ドライブライン35の駆動にかかる消費電力を、低減することが可能になるとともに、ノイズの発生を抑制してタッチ操作の検出感度を向上することが可能になる。また、ドライブライン35r1,35r2を限定的に駆動することで、タッチパネルコントローラ4におけるタッチ位置の検出精度を、向上させることができる。
 また例えば、タッチパネル3内に、図38に示した有効領域A1,A2が設定されている場合、増幅部71は、有効領域A1を通るセンスライン33r1と、有効領域A2を通るセンスライン33r2と、のそれぞれの信号を選択的に増幅する。この増幅部71の具体的な動作例について、図面を参照して説明する。図40は、第2動作例における増幅部の具体的な動作の一例について示すブロック図である。なお、図40に示す増幅部71は、第1動作例で説明した増幅部71(図33参照)と同様のものである。
 図40に示すように、有効領域A1を通るセンスライン33r1と、有効領域A2を通るセンスライン33r2と、のそれぞれの信号が供給される開閉スイッチ712は、導通状態になる。これにより、有効領域A1を通るセンスライン33r1と、有効領域A2を通るセンスライン33r2と、のそれぞれの信号が、増幅器711で増幅されて、増幅部71から出力される。一方、有効領域A1,A2のいずれも通らないセンスラインの信号が供給される開閉スイッチ712は、非導通状態になる。これにより、有効領域A1,A2のいずれも通らないセンスラインの信号は、増幅器711で増幅されず、増幅部71から出力されないことになる。
 このように、増幅部71が、有効領域A1,A2を通るセンスライン33r1,33r2の信号を選択的に増幅することで、センスライン33の信号の増幅にかかる消費電力を、低減することが可能になる。
 また、信号取得部72は、有効領域A1を通るセンスライン33r1の信号と、有効領域A2を通るセンスライン33r2の信号と、を選択的に取得するとともに時分割で出力する。この信号取得部72の具体的な動作例について、図面を参照して説明する。図41は、第2動作例における選択取得部の具体的な動作の一例について示すブロック図である。なお、図41に示す信号取得部72は、第1動作例で説明した信号取得部72(図34参照)と同様のものである。
 図41に示すように、分岐スイッチ721は、有効領域A1を通るセンスライン33r1と、有効領域A2を通るセンスライン33r2と、のそれぞれに対応する端子とは接続し得る。これにより、増幅部71で増幅された有効領域A1を通るセンスライン33r1の信号と、増幅部71で増幅された有効領域A1を通るセンスライン33r2の信号と、のそれぞれが後段に出力される。一方、分岐スイッチ721は、有効領域A1,A2のいずれも通らないセンスラインに対応する端子とは接続しない。これにより、有効領域A1,A2のいずれも通らないセンスラインの信号は、後段に出力されないことになる。
 このように、信号取得部72が、有効領域A1,A2を通るセンスライン33r1,33r2の信号を、選択的に取得するとともに時分割で出力することで、信号取得部72の後段に、無用な信号が出力されることを防止することができる。そのため、信号取得部72の後段(例えば、AD変換部73、復号部58及び座標検出部42)の処理にかかる消費電力を、低減することが可能になる。
 そして、AD変換部73が、信号取得部72が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換し、復号部58が、当該デジタル信号に基づいてタッチパネル3(有効領域A1,A2)の静電容量の差分分布を求め、座標検出部42が、当該差分分布を参照することでタッチパネル3(有効領域A1,A2)上のタッチ位置を検出してタッチ情報を生成する。なお、このとき復号部58及び座標検出部42は、有効領域A1,A2上だけでなく、ドライブライン35r1とセンスライン33r2が通る領域上と、ドライブライン35r2とセンスライン33r1が通る領域上と、についてもタッチ位置を検出することが可能である。
 このように、マルチタッチ時においても、タッチパネルコントローラ4が、有効領域A1,A2を通るセンスライン33r1,33r2の信号を選択的に処理することで、無用な信号処理を防止することができる。したがって、信号処理にかかる消費電力を、低減することが可能になる。また、有効領域A1,A2を通るセンスライン33r1,33r2の信号を限定的に処理することで、タッチ位置の検出精度を、向上させることができる。
 次に、領域設定部8が有効領域を設定(更新)する具体的な一連の動作例について、図面を参照して説明する。図42は、第2動作例における領域設定部の具体的な動作の一例について示すフローチャートである。また、図43は、第2動作例における有効領域の設定方法の一例について示す図である。なお、以下では、第1動作例における説明(図36参照)と同様に、センスライン33の整列方向(図43中の上下方向、X方向)の位置をX、ドライブライン35の整列方向(図43中の左右方向、Y方向)の位置をYとして、タッチパネル3内の位置を(X,Y)の座標で表現するとともに、タッチパネル3の左上隅の座標を(0,0)、右下隅の座標を(n,m)とする。また、有効領域Aiの左上隅の座標を(Xsi,Ysi)、有効領域Aiの右下隅の座標を(Xei,Yei)とする。
 iは、有効領域及び有効領域情報を識別するための番号であり、1以上かつmax以下の値をとる(maxは2以上の自然数)。即ち、maxは、領域設定部8が設定可能な有効領域の数の上限値であり、例えば、タッチパネルコントローラ4が検出可能なタッチ位置の数と等しい数であってもよい。このように、領域設定部8が設定可能な有効領域の数に上限値(max)を設定すると、領域設定部8の演算量が過剰になったり、領域設定部8が設定する有効領域の総面積が大きくなり過ぎたりすることを、抑制することが可能になるため、好ましい。
 図43は、有効領域A1が、タッチ位置(Xp1,Yp1)を中心として、X方向の長さがWD_S1、Y方向の長さがWD_D1として設定されるとともに、有効領域A2が、タッチ位置(Xp2,Yp2)を中心として、X方向の長さがWD_S2、Y方向の長さがWD_D2として設定される場合を例示している。なお、この有効領域A1,A2の設定方法の詳細については、後述する。
 図42に示すように、有効領域算出部81は、タッチパネルシステム1rの動作の開始時において、タッチパネル3の全面となる有効領域を設定するべく、(Xs1,Ys1)=(0,0)かつ(Xe1,Ye1)=(n,m)となる有効領域情報を算出する。このとき、有効領域算出部81は、残りのi=2~maxの有効領域情報をどのような値として算出してもよいが、本例ではi=1の有効領域情報と同じく、(Xsi,Ysi)=(0,0)かつ(Xei,Yei)=(n,m)として算出するものとしている(ステップ#11)。
 次に、有効領域算出部81は、ステップ#11で算出したi=1~maxの有効領域情報を出力する(ステップ#12)。なお、タッチパネルコントローラ4の各部は、i=1の有効領域情報に対応する有効領域A1に基づいて、ドライブライン35の駆動やセンスライン33の信号の処理を行うが、i=2~maxの有効領域情報については無視する。
 次に、有効領域算出部81は、タッチパネルコントローラ4が生成したタッチ情報を取得する(ステップ#13)。このとき、有効領域算出部81は、記憶部82のレジスタ821に格納されているパラメータを確認することで、「スポット駆動モード」(第1モード)であるか、「全面検出モード」(第2モード)であるか、を確認する(ステップ#14)。
 「全面検出モード」の場合(ステップ#14、NO)、有効領域算出部81は、タッチパネル3の全面となる新たな有効領域を設定するべく、(Xs1,Ys1)=(0,0)かつ(Xe1,Ye1)=(n,m)となる有効領域情報を算出する。このとき、有効領域算出部81は、残りのi=2~maxの有効領域情報をどのような値として算出してもよいが、本例ではi=1の有効領域情報と同じく、(Xsi,Ysi)=(0,0)かつ(Xei,Yei)=(n,m)として算出するものとしている(ステップ#15)。
 次に、有効領域算出部81は、ステップ#15で算出したi=1~maxの有効領域情報を出力する(ステップ#16)。なお、タッチパネルコントローラ4の各部は、i=1の有効領域情報に対応する有効領域A1に基づいて、ドライブライン35の駆動やセンスライン33の信号の処理を行うが、i=2~maxの有効領域情報については無視する。
 そして、新たなタッチ情報が出力される場合は(ステップ#17、YES)、ステップ#13に戻り当該タッチ情報を取得する。一方、新たなタッチ情報が出力されない場合は(ステップ#17、NO)、動作を終了する。
 「スポット駆動モード」の場合(ステップ#14、YES)であり、タッチパネル3上のタッチ位置が検出されない場合(ステップ#18、NO)、有効領域算出部81は、上記の「全面検出モード」の場合と同様の動作を行う(ステップ#15~#17)。これにより、有効領域がタッチパネル3の全面に設定されるため、次にタッチパネル3上のどの位置がタッチ位置になったとしても、タッチパネルコントローラ4が、当該タッチ位置を検出することが可能になる。
 一方、「スポット駆動モード」の場合(ステップ#14、YES)であり、タッチパネル3上のタッチ位置が検出されている場合(ステップ#18、YES)、有効領域算出部81は、タッチ位置を含む新たな有効領域を設定するべく、例えば図43に示すように、Xsi=Xpi-WD_Si/2、Ysi=Ypi-WD_Di/2、Xei=Xpi+WD_Si/2、Yei=Ypi+WD_Di/2となるi=1~numの新たな有効領域情報(図43の例ではnum=2)を算出する。即ち、numは、有効領域算出部8が設定しようとする有効領域の数であり、例えば、タッチパネルコントローラ4が算出したタッチ位置の数と等しい数であってもよい。このとき、有効領域算出部81は、残りのi=num+1~maxの有効領域情報をどのような値として算出してもよいが、本例では(Xsi,Ysi)=(0,0)かつ(Xei,Yei)=(n,m)として算出するものとしている(ステップ#19)。
 次に、有効領域算出部81は、ステップ#19で算出したi=1~maxの有効領域情報を出力する(ステップ#16)。なお、タッチパネルコントローラ4の各部は、i=1~numの有効領域情報のそれぞれに対応する有効領域A1~Anumに基づいて、ドライブライン35の駆動やセンスライン33の信号の処理を行うが、i=num+1~maxの有効領域情報については無視する。これにより、有効領域算出部81が、次にタッチ位置が含まれる可能性が高い新たな有効領域A1~Anumを、設定することが可能になる。
 そして、新たなタッチ情報が出力される場合は(ステップ#17、YES)、ステップ#13に戻り当該タッチ情報を取得する。一方、新たなタッチ情報が出力されない場合は(ステップ#17、NO)、動作を終了する。
 以上のように、本例のタッチパネルシステム1rでは、タッチパネルコントローラ4が複数のタッチ位置を検出する場合(マルチタッチ時)であっても、領域設定部8は有効領域を設定することが可能である。そして、本例のタッチパネルシステム1rでは、検出されたそれぞれのタッチ位置に基づいて、タッチ位置の検出を行うべき領域である有効領域が、タッチパネル3内で限定的に設定される。そのため、無用な検出を避けることで、消費電力を低減するとともにタッチ操作の検出感度を向上することができる。
 また、本例のタッチパネルシステム1rでは、検出されたそれぞれのタッチ位置に対応する有効領域が、それぞれ設定される。そのため、領域設定部8が設定するそれぞれの有効領域の間に、隙間(有効領域ではない領域)を設けることが可能になる。そのため、領域設定部8が設定する有効領域の総面積を、小さくすることが可能になる。
 なお、上述したタッチパネルコントローラ4の動作と、領域設定部8の動作(図42のステップ#13~#19の動作)と、は所定のフレームレート(例えば、120Hz)で繰り返し行われる。
 また、有効領域算出部81が、「スポット駆動モード」であるか「全面検出モード」であるかを動作中に逐次確認することとしたが(ステップ#14)、この確認を逐次行わなくてもよい。例えば、有効領域算出部81が、ステップ#12の後にこの確認を行い、その後ユーザ等から何らかの指示が入力されるまで、それぞれのモードに応じた動作を行ってもよい。
 また、有効領域算出部81が、「スポット駆動モード」であるときに、タッチパネルコントローラ4によってタッチ位置が検出されたか否かにかかわらず、所定のタイミング(例えば、所定のフレーム数毎に)で、タッチパネル3の全面となる新たな有効領域を設定してもよい。具体的に例えば、図42において、ステップ#18を行う前に所定のタイミングか否かを判断し、所定のタイミングであればステップ#15を行い、そうでなければステップ#18を行うようにしてもよい。
 このようにすると、領域設定部8が、タッチパネルコントローラ4が順次検出するタッチ位置に応じて有効領域を順次設定する動作(スポット駆動)を開始した後に、タッチパネル3上の別の場所でタッチ操作が行われたとしても、所定のタイミングでタッチパネル3の全面となる有効領域が設定されるため、そのタッチ位置をタッチパネルコントローラ4が検出することが可能になる。
 なお、領域設定部8が設定する有効領域の大きさ(例えば、WD_Di及びWD_Si)は、同じであってもよいが、有効領域毎(i毎)に異ならせてもよい。また、領域設定部8が設定する有効領域の大きさ(例えば、WD_Di及びWD_Si)は、固定値であってもよいが、可変値であってもよい。有効領域の大きさを可変値にする場合、第1動作例でも述べたように(図37参照)、領域設定部8が、タッチ位置の移動速度に応じた大きさの新たな有効領域を設定すると、次にタッチ位置が検出される位置が、当該新たな有効領域に含まれる可能性を高くすることができるため、好ましい。
 この場合における有効領域の具体的な設定方法の例について、図44を参照して説明する。図44は、第2動作例における有効領域の設定方法の別例について示す図である。図図44は、現フレームにおける第1のタッチ位置が(Xp1a,Yp1a)、第2のタッチ位置が(Xp2a,Yp2a)であり、次フレームにおける第1のタッチ位置が(Xp1b,Yp1b)、第2のタッチ位置が(Xp2b,Yp2b)である場合について例示している。また、現フレームにおける第1のタッチ位置のX方向の移動速度をVx1、Y方向の移動速度をVy1、現フレームにおける第2のタッチ位置のX方向の移動速度をVx2、Y方向の移動速度をVy2とするとともに、フレームレートをfとする。
 領域設定部8は、現フレームにおける第1のタッチ位置(Xp1a,Yp1a)及び移動速度(Vx1,Vy1)に基づいて、次フレームにおける第1のタッチ位置(Xp1b,Yp1b)が含まれるように、新たな有効領域を設定する。即ち、領域設定部8は、WD_S1≧2×Vx1/f、WD_D1≧2×Vy1/fとなるように、新たな有効領域を設定する。同様に、領域設定部8は、現フレームにおける第2のタッチ位置(Xp2a,Yp2a)及び移動速度(Vx2,Vy2)に基づいて、次フレームにおける第2のタッチ位置(Xp2b,Yp2b)が含まれるように、新たな有効領域を設定する。即ち、領域設定部4は、WD_S2≧2×Vx2/f、WD_D2≧2×Vy2/fとなるように、新たな有効領域を設定する。
 また、領域設定部8において、順次得られるそれぞれのタッチ位置を記憶部82に記憶するなどしてそれぞれのタッチ位置の変動量を求め、当該変動量に基づいて現フレームにおけるそれぞれのタッチ位置の移動速度を求めてもよい。
 また、領域設定部8は、必ずしもそれぞれのタッチ位置を中心としたそれぞれの有効領域を設定しなくてもよい。例えば、タッチパネル3の端辺近傍で、あるタッチ位置が検出された場合、領域設定部8は、当該端辺側に当該あるタッチ位置が偏った有効領域を設定してもよい。また、領域設定部8は、タッチ位置の移動方向に基づいた有効領域を設定してもよい。例えば、領域設定部8は、あるタッチ位置の移動方向とは反対方向に当該あるタッチ位置が偏った有効領域を設定してもよい。
 また、これまでの第2動作例の説明において、主としてタッチパネル3上に2つのタッチ位置が離間する場合について例示してきたが、図30に示すタッチパネルシステム1rは、タッチパネル3上に3つ以上のタッチ位置があっても同様に動作することができる。これについて、図面を参照して説明する。図45は、第2動作例においてタッチパネル内に設定される有効領域の別例を示すブロック図である。なお、図45では、タッチパネル3上に3つのタッチ位置が離間する場合を例示している。
 図45に示すように、タッチパネル3上に3つのタッチ位置があったとしても、領域設定部8は、それぞれのタッチ位置に対応する有効領域A1~A3を設定することができる(図42参照)。このとき、ドライブライン駆動回路5は、有効領域A1を通るドライブライン35r1と、有効領域A2を通るドライブライン35r2と、有効領域A3を通るドライブライン35r3と、をそれぞれ選択的に駆動すればよい。またこのとき、タッチパネルコントローラ4は、有効領域A1を通るセンスライン33r1と、有効領域A2を通るセンスライン33r2と、有効領域A3を通るセンスライン33r3と、のそれぞれの信号を選択的に処理すればよい。なお、ドライブライン35r1~35r3及びセンスライン33r1~33r3は、図中において太い実線で表示している。
 このように、タッチパネル3上のタッチ位置の数が変動したとしても、領域設定部8が設定する有効領域の変動に合わせて、駆動すべきドライブラインや信号を処理すべきセンスラインが変動するだけである。したがって、図30に示すタッチパネルシステム1rは、タッチパネル3上に3つ以上のタッチ位置があるマルチタッチについても、2つのタッチ位置がある場合(図38~図44参照)と同様に対応することができる。
 ところで、これまでの第2動作例の説明では、タッチパネル3上でタッチ位置が離間する場合について例示してきたが、タッチパネル3上でタッチ位置が近接する場合もあり得る。この場合における、図30に示したタッチパネルシステム1rの動作例について、図面を参照して説明する。図46は、第2動作例においてタッチパネル内に設定される有効領域の別例を示すブロック図である。なお、図46では、タッチパネル3上に2つのタッチ位置が近接する場合を例示している。
 図46に示すように、タッチパネル3上でタッチ位置が近接する場合、領域設定部8は、一部の領域が重複した有効領域A1,A2を設定し得る。このとき、ドライブライン駆動回路5は、有効領域A1のみを通るドライブライン35r11と、有効領域A2のみを通るドライブライン35r22と、有効領域A1,A2の両方を通るドライブライン35r12と、をそれぞれ選択的に駆動する。またこのとき、タッチパネルコントローラ4は、有効領域A1のみを通るセンスライン33r11と、有効領域A2のみを通るセンスライン33r22と、有効領域A1,A2の両方を通るセンスライン33r12と、のそれぞれの信号を選択的に処理する。なお、ドライブライン35r11,35r22,35r12及びセンスライン33r11,33r22,33r22は、図中において太い実線で表示している。
 この場合における、ドライブライン駆動回路5によるドライブライン35の駆動方法の具体例について、図面を参照して説明する。図47は、第2動作例におけるドライブライン駆動回路によるドライブラインの具体的な駆動方法の別例を示す図である。なお、図47は、図46に示す有効領域A1,A2が設定される場合を想定したものである。
 図47に示すように、ドライブライン駆動回路5は、有効領域A1のみを通るドライブライン35r11と、有効領域A2のみを通るドライブライン35r22と、有効領域A1,A2の両方を通るドライブライン35r12と、のそれぞれに対して、上述した固有の駆動信号(図32参照)を印加する。さらに、ドライブライン駆動回路5は、有効領域A1,A2のいずれも通らないドライブラインのそれぞれを接地するなどして、当該ドライブラインの信号レベルが時間的に変化することを抑制する。
 また、この場合における、増幅部71の具体的な動作例について、図面を参照して説明する。図48は、第2動作例における増幅部の具体的な動作の別例について示すブロック図である。なお、図48に示す増幅部71は、図40に示した増幅部71と同様のものである。また、図48は、図46に示す有効領域A1,A2が設定される場合を想定したものである。
 図48に示すように、有効領域A1のみを通るセンスライン33r11と、有効領域A2のみを通るセンスライン33r22と、有効領域A1,A2の両方を通るセンスライン33r12と、のそれぞれの信号が供給される開閉スイッチ712は、導通状態になる。これにより、有効領域A1のみを通るセンスライン33r11と、有効領域A2のみを通るセンスライン33r22と、有効領域A1,A2の両方を通るセンスライン33r12と、のそれぞれの信号が、増幅器711で増幅されて、増幅部71から出力される。一方、有効領域A1,A2のいずれも通らないセンスラインの信号が供給される開閉スイッチ712は、非導通状態になる。これにより、有効領域Aを通らないセンスラインの信号は、増幅器711で増幅されず、増幅部71から出力されないことになる。
 また、この場合における、信号取得部72の具体的な動作例について、図面を参照して説明する。図49は、第2動作例における選択取得部の具体的な動作の別例について示すブロック図である。なお、図49に示す信号取得部72は、図41に示した信号取得部72と同様のものである。また、図49は、図46に示す有効領域A1,A2が設定される場合を想定したものである。
 図49に示すように、分岐スイッチ721は、有効領域A1のみを通るセンスライン33r11と、有効領域A2のみを通るセンスライン33r22と、有効領域A1,A2の両方を通るセンスライン33r12と、のそれぞれに対応する端子とは接続し得る。これにより、増幅部71で増幅された、有効領域A1のみを通るセンスライン33r11の信号と、有効領域A2のみを通るセンスライン33r22の信号と、有効領域A1,A2の両方を通るセンスライン33r12の信号と、のそれぞれが後段に出力される。一方、分岐スイッチ721は、有効領域A1,A2のいずれも通らないセンスラインに対応する端子とは接続しない。これにより、有効領域A1,A2のいずれも通らないセンスラインの信号は、後段に出力されないことになる。
 このように、タッチパネル3上で検出されるタッチ位置が近接したとしても、領域設定部8が設定する有効領域の変動に合わせて、駆動すべきドライブラインや信号を処理すべきセンスラインを変動させるだけである。したがって、図30に示すタッチパネルシステム1rは、タッチパネル3上の複数のタッチ位置が近接した場合におけるマルチタッチについても、タッチ位置が離間する場合(図38~図44参照)と同様に対応することができる。
 上記のように、タッチパネル3上の複数のタッチ位置が近接している状況では、実質的に、領域設定部8が、それぞれのタッチ位置を包含する有効領域を設定することになる。なお、領域設定部8が、タッチパネル3上の複数のタッチ位置が近接している場合において、それぞれのタッチ位置を包含する包括的な有効領域を設定するように、有効領域情報の算出などを行なってもよい。
 また、タッチパネル3上の複数のタッチ位置が近接しているか否かにかかわらず、領域設定部8が、タッチパネルコントローラ4が検出した複数のタッチ位置に基づいて、有効領域を設定してもよい。具体的に例えば、領域設定部8が、タッチパネルコントローラ4が検出したそれぞれのタッチ位置を包含する包括的な有効領域を設定してもよい。
(4)その他
[1] 増幅部71及び信号取得部72の双方が、有効領域情報に基づいてセンスライン33の信号を選択的に処理する構成について例示したが、いずれか一方が選択的な処理を行う構成であってもよい。これらの処理のいずれか一方が行われる場合であっても、消費電力を低減することは可能である。
[2] ドライブライン駆動回路5がドライブライン35を選択的に駆動する動作(第1動作)と、タッチパネルコントローラ4がセンスライン33の信号を選択的に処理する動作(第2動作)と、が共に行われる場合について例示したが、いずれか一方の動作が行われてもよい。これらの動作のいずれか一方が行われる場合であっても、消費電力の低減やタッチ操作の検出感度の向上を図ることができる。
[3] 本発明の1つの実施形態として、投影型の静電容量方式のタッチパネルシステムについて例示したが、本発明は、別の投影型の静電容量方式や、表面型の静電容量方式、光学式など、選択的な駆動または選択的な処理が可能であるタッチパネルシステムであれば、どのような方式のタッチパネルシステムであっても適用することが可能である。
<<変形等>>
 本発明は、上述した第1の特徴及び第2の特徴におけるそれぞれの実施の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、第1の特徴における実施の形態1~17及び第2の特徴に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、今回開示された第1の特徴における実施の形態1~17及び第2の特徴は、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、第1の特徴における実施の形態1~17及び第2の特徴の説明ではなく、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。
 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。また、大型の表示装置の表示面や電子式のホワイトボード等の大型の電子機器にも適用することができる。
 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
 1r 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
 42  座標検出部(タッチ検出部)
 46  加算部
 47  電荷積分器(復号部)
 48  AD変換部(第3のAD変換部,第4のAD変換部)
 48a AD変換部(第1のAD変換部,第2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(タッチ検出部)
 61  非タッチ操作時情報記憶部
 62  較正部
 71  増幅部
 711 増幅器
 712 開閉スイッチ
 72  信号取得部
 721 分岐スイッチ
 73  AD変換部
 8   領域設定部
 81  有効領域算出部
 82  記憶部
 821 レジスタ
 A、A1~A3   : 有効領域

Claims (32)

  1.  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上記センスラインとの間に静電容量を形成する複数のドライブラインと、を備えるタッチパネルと、
     上記ドライブラインを並列駆動するドライブライン駆動回路と、
     上記センスラインの信号を処理してタッチ情報を生成するタッチパネルコントローラと、
     上記タッチ情報に基づいて上記タッチパネルに有効領域を設定する領域設定部と、を備え、
     上記タッチパネルコントローラは、
     互いに隣接する上記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、上記減算部によって算出される上記符号系列に対応する差分出力系列と、の内積を演算することによって、上記静電容量の差分分布を算出する復号部と、
     上記復号部が算出する上記静電容量の差分分布に基づいて上記タッチ情報を生成するタッチ検出部と、を備え、
     上記領域設定部は、上記タッチ情報に基づき上記タッチパネルに設定されている上記有効領域を更新して、新たな上記有効領域を設定するものであり、
     上記ドライブライン駆動回路が、現に設定されている上記有効領域を通る上記ドライブラインを選択的に駆動する第1動作と、
     上記タッチパネルコントローラが、現に設定されている上記有効領域を通る上記センスラインの信号を選択的に処理する第2動作と、
     の少なくとも一方が行われることを特徴とするタッチパネルシステム。
  2.  上記センスラインから選択されたセンスラインSnと、当該センスライン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)と、について、上記センスラインSnの信号と上記センスラインSn+1の信号との差分である第1の差分((Sn+1)-Sn)、または、上記センスラインSnの信号と上記センスライン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、上記減算部に入力される上記センスラインの信号を切り替えるスイッチを、
     さらに備え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。
  3.  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上記符号系列は、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ものであり(成分は1または-1)、
     d=(d11,d12,…,d1N
     d=(d21,d22,…,d2N
     ・
     ・
     ・
     d=(dM1,dM2,…,dMN
     上記符号系列に対応する上記差分出力系列「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d~d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d~d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上記符号系列と、上記符号系列に対応する上記差分出力系列と、の内積を演算することを特徴とする請求項2に記載のタッチパネルシステム。
  4.  上記減算部が、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、上記センスラインから得られるアナログ信号を上記第1のAD変換部によりデジタル信号に変換した後、当該デジタル信号の差分を算出することで、上記第1の差分と上記第2の差分とを算出することを特徴とする請求項2または3に記載のタッチパネルシステム。
  5.  上記減算部が、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、
     上記減算部は、上記センスラインから得られるアナログ信号の差分を算出した後、当該アナログ信号の差分を上記第2のAD変換部によりデジタル信号に変換することで、上記第1の差分と上記第2の差分とを算出することを特徴とする請求項2または3に記載のタッチパネルシステム。
  6.  上記減算部は、互いに隣接する上記センスラインから得られるアナログ信号の差分を算出することで上記第1の差分と上記第2の差分と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5に記載のタッチパネルシステム。
  7.  非タッチ操作時に上記復号部で算出された上記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算出された上記静電容量の差分分布から、上記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上記静電容量の差分分布を減算する較正部と、
     をさらに備えることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  8.  上記タッチ検出部は、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、タッチ操作の有無を判定することを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  9.  上記タッチ検出部は、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、上記静電容量の差分分布を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、上記タッチ情報を生成す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。
  10.  上記減算部が算出する差分を加算する加算部を、さらに備え、
     上記タッチパネルが、少なくとも1つのサブセンスラインを備え、
     上記減算部は、上記サブセンスラインと当該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、さらに算出し、
     上記加算部は、上記第1の差分と上記第2の差分と上記第3の差分とを加算することを特徴とする請求項2に記載のタッチパネルシステム。
  11.  上記減算部が、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、上記センスラインまたは上記サブセンスラインから得られるアナログ信号を上記第3のAD変換部によりデジタル信号に変換した後、当該デジタル信号の差分を算出することで、上記第1の差分と上記第2の差分と上記第3の差分とを算出することを特徴とする請求項10に記載のタッチパネルシステム。
  12.  上記減算部が、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、
     上記減算部は、上記センスラインまたは上記サブセンスラインから得られるアナログ信号の差分を算出した後、当該アナログ信号の差分を上記第4のAD変換部によりデジタル信号に変換することで、上記第1の差分と上記第2の差分と上記第3の差分とを算出することを特徴とする請求項10に記載のタッチパネルシステム。
  13.  上記減算部が、上記センスラインまたは上記サブセンスラインから得られるアナログ信号の差分を算出することで上記第1の差分と上記第2の差分と上記第3の差分とを算出する全差動増幅器を、さらに備えることを特徴とする請求項12に記載のタッチパネルシステム。
  14.  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を特徴とする請求項13に記載のタッチパネルシステム。
  15.  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を特徴とする請求項10~14のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  16.  上記サブセンスラインは、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ることを特徴とする請求項10~15のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  17.  上記サブセンスラインは、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ることを特徴とする請求項10~16のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  18.  上記ドライブライン駆動回路は、上記有効領域を通る上記ドライブラインのそれぞれに対して、上記ドライブライン毎に設定されている固有の上記符号系列を与え、上記有効領域を通らない上記ドライブラインのそれぞれに対して、上記符号系列を与えないことを特徴とする請求項1~17のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  19.  上記タッチパネルコントローラが、上記有効領域を通る上記センスラインの信号を選択的に増幅する増幅部を、さらに備えることを特徴とする請求項1~18のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  20.  上記タッチパネルコントローラが、上記有効領域を通る上記センスラインの信号を選択的に取得するとともに時分割で出力する信号取得部を、さらに備えることを特徴とする請求項1~19のいずれか1項に記載のタッチパネルコントローラ。
  21.  上記領域設定部は、上記タッチ情報の一部であるタッチ位置を含む新たな上記有効領域を設定することを特徴とする請求項1~20のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  22.  上記領域設定部は、上記タッチ情報の一部であるタッチ位置の、移動速度に応じた大きさの新たな上記有効領域を設定することを特徴とする請求項1~21のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  23.  上記領域設定部は、上記タッチパネルコントローラがタッチ操作を検出しない場合、上記タッチパネルの全面となる新たな上記有効領域を設定することを特徴とする請求項1~22のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  24.  第1モードが選択されているとき、上記領域設定部は、上記タッチ情報の一部であるタッチ位置に基づいて、新たな上記有効領域を設定し、
     第2モードが選択されているとき、上記領域設定部は、上記タッチパネルの全面となる新たな上記有効領域を継続的に設定することを特徴とする請求項1~23のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  25.  上記タッチ情報に、複数のタッチ位置が含まれるとき、
     上記領域設定部が、当該複数のタッチ位置に基づいて、新たな上記有効領域を設定することを特徴とする請求項1~24のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  26.  上記領域設定部が、上記複数のタッチ位置に基づいて、新たな上記有効領域を設定するとき、それぞれの上記タッチ位置に対応する複数の新たな上記有効領域を、それぞれ設定することを特徴とする請求項25に記載のタッチパネルシステム。
  27.  上記領域設定部が設定する新たな上記有効領域の数に、上限値が設定されていることを特徴とする請求項26に記載のタッチパネルシステム。
  28.  上記領域設定部が、所定のタイミング毎に、上記タッチパネルの全面となる新たな上記有効領域を設定することを特徴とする請求項25~27のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  29.  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1~28のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  30.  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1~29のいずれか1項に記載のタッチパネルシステム。
  31.  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30に記載のタッチパネルシステム。
  32.  請求項1~31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。
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