JP5819568B2

JP5819568B2 - タッチパネルシステム、及び電子機器

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Publication number: JP5819568B2
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Inventors: 睦 ▲濱▼口
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Description

本発明は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量を有するタッチパネル上をタッチするためのスタイラスペンと、前記スタイラスペンの位置を検出するタッチパネルコントローラとを備えたタッチパネルシステムに関し、特に、複数の第１信号線と複数の第２信号線とを交互に駆動するタッチパネルコントローラを備えたタッチパネルシステムに関する。

複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量を有するタッチパネル上をタッチするための電子ペン（スタイラスペン）システムとして、特許文献１に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。

その電子ペンシステムは、電子ペンと、前記電子ペン及び指によるタッチ操作が行われるタッチ面を備えたタッチパネル体と、前記タッチ面上での電子ペン及び指のタッチ位置を検出する位置検出装置と、前記タッチ面を表示画面として所要の画像を表示する表示装置と、前記位置検出装置から取得した位置検出情報に応じた画像を前記表示装置に表示させる制御装置とを備えている。

前記制御装置は、前記位置検出装置から位置検出情報を受信した際に、その位置検出情報が前記電子ペン及び指のいずれによるものかを判別する指示物判別手段と、前記電子ペンによるタッチ操作に応じて所定のペン入力処理を行う第１の制御手段と、指のタッチ操作に応じて所定の指入力処理を行う第２の制御手段と、を備える。

前記電子ペンは、所定のペン情報を前記制御装置に送信するペン情報送信手段と、互いに電気的に遮断された状態で設けられたペン先部と把持部との電気的接続を断続する接続スイッチと、前記タッチ面に対するタッチ状態を検出するタッチ状態検出手段とを備えている。前記タッチ状態検出手段がタッチ状態を検出するのに応じて、前記ペン情報送信手段は前記制御装置にペン情報を送信し、その後、前記接続スイッチをオンとしてペン入力可能状態となる。

日本国公開特許公報「特許第４８５７３８５号（２０１１年１１月４日登録）」

前記従来技術の構成によれば、前記接続スイッチは、ペンの押下が検出され前記電子ペンから前記ペン情報を無線送信して一定時間後にオンになり、その後、ペンの押下がある程度の時間検知できない状態になってからオフになる。上記の動作により制御装置は、ペンタッチと指タッチを区別することができる。
一方、近年、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量を有するタッチパネル上をタッチするスタイラスペンのペン先を駆動して、タッチパネル上のスタイラスペンの位置を検出する技術が注目されている。そして、前記第１信号線と前記第２信号線とを交互に駆動する静電容量方式のタッチパネルコントローラに当該技術を適用し、タッチパネルシステムを高性能化したいという要望が存在する。

スタイラスペンとタッチパネルコントローラとを有線で接続し、スタイラスペンのペン先をタッチパネルコントローラにより有線で駆動する構成も考えられるが、操作性の観点から、無線によりスタイラスペンのペン先を駆動する構成の要望が強い。このため、タッチパネルコントローラの第１、第２信号線の駆動動作とスタイラスペンのペン先の駆動動作とを同期させる同期回路と、スタイラスペンのペン先を駆動する駆動回路とをスタイラスペンに設ける構成が考えられる。

しかしながら、スタイラスペンは導体によって構成されているので、使用者がスタイラスペンを把持している状態でスタイラスペンのペン先を駆動すると、スタイラスペンを把持している使用者の人体がペン先と同様に駆動されてしまうため、使用者がタッチパネル上に手を着いているお手付き領域までもがペン先と同様に駆動されてしまう。このため、ペン先の駆動に基づく信号が、前記お手付き領域の駆動に基づく信号に埋もれてしまい、タッチパネル上のペン先の位置を検出することが困難になるという問題がある。

本発明の目的は、スタイラスペンのペン先の駆動に基づく信号を良好に検出することができるタッチパネルシステムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るタッチパネルシステムは、Ｍ本の第１信号線と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線に交差するＫ本の第２信号線と（Ｋは複数）、前記第１信号線及び前記第２信号線の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル上をタッチするためのスタイラスペンと、前記スタイラスペンの位置を検出するタッチパネルコントローラとを備えたタッチパネルシステムであって、前記スタイラスペンは、使用者が把持するための把持部と、前記タッチパネル上にタッチするペン先と、グランド電位を有するグランドと、前記把持部を前記ペン先と前記グランドとのいずれかに接続する切替スイッチとを有する、ことを特徴とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る他のタッチパネルシステムは、Ｍ本の第１信号線と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線に交差するＫ本の第２信号線と（Ｋは複数）、前記第１信号線及び前記第２信号線の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル上をタッチするための複数個のスタイラスペンと、各スタイラスペンの位置を検出するタッチパネルコントローラとを備えたタッチパネルシステムであって、各スタイラスペンは、使用者が把持するための把持部と、前記タッチパネル上にタッチするペン先と、グランド電位を有するグランドと、前記把持部を前記ペン先と前記グランドとのいずれかに接続する切替スイッチとを有する、ことを特徴とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電子機器は、本発明の一態様に係るタッチパネルシステムを備えた、ことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、切替スイッチが把持部をグランドに接続することにより、ペン先と把持部との間に電位差を設けることができる。このため、スタイラスペンのペン先を駆動するときに、把持部を把持する使用者の人体が駆動されることが防止される。従って、使用者がタッチパネル上に手を着いているお手付き領域までもがペン先と同様に駆動されることを阻止することができ、ペン先の駆動に基づく信号が、前記お手付き領域の駆動に基づく信号に埋もれることが起こらない。その結果、スタイラスペンのペン先の駆動に基づく信号を良好に検出することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係るタッチパネルシステムの構成を示すブロック図である。前記タッチパネルシステムに設けられたタッチパネルの構成を示す模式図である。前記タッチパネルに接続された信号線とドライバに接続されたドライブライン及びセンスアンプに接続されたセンスラインとの接続切替のためのマルチプレクサの構成を示す回路図である。前記マルチプレクサの詳細な構成を示す回路図である。前記タッチパネルシステムに設けられたスタイラスペンの構成を模式的に示すブロック図である。前記タッチパネルシステムに設けられたタッチパネルコントローラの駆動動作と前記スタイラスペンの駆動動作との対応関係を説明するための図である。前記タッチパネルコントローラと前記スタイラスペンとの駆動動作のタイミングチャートである。実施の形態１の変形例に係るタッチパネルシステムのマルチプレクサと切替回路との構成を示すブロック図である。実施の形態１の他の変形例に係るタッチパネルシステムの構成を示すブロック図である。実施の形態２に係るタッチパネルシステムの構成を示すブロック図である。前記タッチパネルシステムに設けられたタッチパネルコントローラの駆動動作と前記タッチパネルシステムに設けられた２台のスタイラスペンの駆動動作とのタイミングチャートである。逐次駆動方式のタッチパネルシステムの動作を説明するための図である。実施の形態３に係るタッチパネルシステムの動作の一部を説明するための図である。前記タッチパネルシステムの動作の残りの一部を説明するための図である。前記タッチパネルシステムに設けられたタッチパネルコントローラ及びスタイラスペンの駆動動作を説明するための図である。実施の形態４に係る携帯電話の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１５に基づいて詳細に説明する。

〔実施の形態１〕
本発明の実施形態１について図１〜図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

（タッチパネルシステム１及びスタイラスペン１５の構成）
図１は、実施の形態１に係るタッチパネルシステム１の構成を示すブロック図である。図２は、タッチパネルシステム１に設けられたタッチパネル３の構成を示す模式図である。

タッチセンサシステム１は、タッチパネル３とタッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５とを備えている。タッチパネル３は、垂直方向に沿って互いに平行に配置された複数本の信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（第２信号線）と、水平方向に沿って互いに平行に配置された複数本の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（第１信号線）と、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと信号線ＶＬ１〜ＶＬＭとの交点にそれぞれ形成される静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭとを備えている。タッチパネル３は、スタイラスペン１５を把持した手を着くことができる広さを有していることが好ましいが、スマートフォンに使用される大きさであってもよい。

図５は、タッチパネルシステム１に設けられたスタイラスペン１５の構成を模式的に示すブロック図である。スタイラスペン１５は、使用者が手で握るために略円筒状に形成された導電性の把持部２８を有するペン本体２７と、タッチ操作時にタッチパネル３に押し当てられるペン先部２９とを備えている。ペン先部２９は、ペン先カバー３０と、ペン先軸３１とを有する。ペン先軸３１は、その先端にペン先３８を有している。ペン先カバー３０は導電性のフェルト材から成り、ペン先軸３１は導電性の合成樹脂材から成る。ペン先部２９は、絶縁体３２を介してペン本体２７に保持されている。ペン先軸３１は、軸方向に移動可能に図示しないガイド部材に支持されている。タッチ操作時にペン先部２９をタッチパネル３に押し当てると、フェルト材から成るペン先カバー３０が凹んでペン先軸３１がタッチパネル３に押し込まれる。

スタイラスペン１５は、センス回路２１と、同期信号検出回路２２と、タイミングジェネレータ（タイミング調整回路）２３と、動作切替スイッチ２４・２５と、ドライブ回路２６とを有している。

スタイラスペン１５には、切替スイッチ３４が設けられている。切替スイッチ３４は、把持部２８に接続された把持部端子３５と、ペン先３８に接続されたペン先端子３６と、グランド電位を有するグランド端子３７とを有している。切替スイッチ３４は、ペン先端子３６とグランド端子３７とのいずれかに把持部端子３５を切替接続する。

タッチパネルコントローラ２は、ドライバ５を備えている。ドライバ５は、長さＮの（Ｍ＋１）個の符号系列のうちのＭ個の符号系列に基づいて、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに電圧を印加する。

スタイラスペン１５のドライブ回路２６は、前記ドライバ５と同期して、前記（Ｍ＋１）個の符号系列のうちの残りの１個の符号系列に基づいて、スタイラスペン１５のペン先３８に電圧を印加する。

タッチパネルコントローラ２には、センスアンプ６が設けられている。センスアンプ６は、第１駆動行程において、各静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭに対応する電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１〜ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第１ペン信号）とに対応する線形和信号を、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを通して読み出して、ＡＤ変換器８に供給する。

センスアンプ６は、第２駆動行程において、各静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭに対応する電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第２ペン信号）とに対応する線形和信号を、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを通して読み出して、ＡＤ変換器８に供給する。

タッチパネルコントローラ２は、マルチプレクサ４を有している。図３は、タッチパネル３に接続された信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ、ＶＬ１〜ＶＬＭとドライバ５に接続されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭ及びセンスアンプ６に接続されたセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭとの接続切替回路の構成を示す回路図である。

マルチプレクサ４は、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続する第１接続状態と、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続する第２接続状態とを切替える。

図４は、タッチセンサシステム１のタッチパネルコントローラ２に設けられたマルチプレクサ４の構成を示す回路図である。マルチプレクサ４は、直列に接続された４個のＣＭＯＳスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を有している。タイミングジェネレータ７からの制御ラインＣＬは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ４のＮＭＯＳのゲートと、反転器ｉｎｖの入力とに接続されている。反転器ｉｎｖの出力は、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ４のＰＭＯＳのゲートとに接続されている。信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ２に接続されている。信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ３・ＳＷ４に接続されている。ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ４に接続されている。センスラインＳＬ１〜ＳＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２・ＳＷ３に接続されている。

制御線ＣＬの信号をＬｏｗにすると、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにつながり、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭにつながる。制御線ＣＬの信号をＨｉｇｈにすると、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭにつながり、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにつながる。

ＡＤ変換器８は、第１駆動行程において、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを通して読み出される各静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭに対応する電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１〜ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第１ペン信号）とに対応する線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部９に供給する。

ＡＤ変換器８は、第２駆動行程において、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを通して読み出される各静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭに対応する電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第２ペン信号）とに対応する線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部９に供給する。

容量分布計算部９は、前記第１ペン信号、及び前記第２ペン信号を含む前記線形和信号と、前記長さＮの（Ｍ＋１）個の符号系列とに基づいて、タッチパネル３上の静電容量分布、及び、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１〜ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布、及び、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布を計算して、タッチパネル３上の静電容量分布をタッチ認識部１０に供給すると共に、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１〜ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布、及び、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布をペン位置検出部１６（位置検出手段）に供給する。タッチ認識部１０は、容量分布計算部９から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル３上のタッチされた位置を認識する。

ペン位置検出部１６は、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１〜ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布に基づいて、スタイラスペン１５の信号線ＨＬ１に沿った位置を検出する。また、ペン位置検出部１６は、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量の分布に基づいて、スタイラスペン１５の信号線ＶＬ１に沿った位置を検出する。

タッチパネルコントローラ２は、タイミングジェネレータ７を有している。タイミングジェネレータ７は、ドライバ５の動作を規定する信号と、センスアンプ６の動作を規定する信号と、ＡＤ変換器８の動作を規定する信号とを生成して、ドライバ５、センスアンプ６、及びＡＤ変換器８に供給する。

タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５を同期させるために、スタイラスペン１５にセンス回路２１、同期信号検出回路２２およびタイミングジェネレータ２３を搭載する。スタイラスペン１５と同期するために、タッチパネルコントローラ２のタイミングジェネレータ７は同期信号を生成する。タッチパネルコントローラ２は、同期のためにタッチパネル３を同期信号で駆動する。スタイラスペン１５は、搭載しているセンス回路２１により、タッチパネル３からの同期信号を取得し、同期信号検出回路２２に当該同期信号が供給される。前記同期信号検出回路２２により同期が取れ次第、あらかじめ決められた駆動タイミングでドライブ回路２６によりスタイラスペン１５のペン先３８が駆動される。

このように、ドライバ５は、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを並列に駆動し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを並列に駆動する。

（タッチパネルシステム１及びスタイラスペン１５の動作）
図６は、タッチパネルコントローラ２の駆動動作とスタイラスペン１５の駆動動作との対応関係を説明するための図である。スタイラスペン１５の駆動動作の期間は、同期信号検出回路２２によりタッチパネルコントローラ２からの同期信号を検出するためのセンスモード期間と、ドライブ回路２６によりペン先３８を駆動する駆動モード期間とを含む。タッチパネルコントローラ２が同期信号を出力する期間おいては、ドライバ５は全ドライブライン、もしくは、全ライン（図２の例では、ＨＬ１〜ＨＬＭおよび、ＶＬ１〜ＶＬＭ）を同じ波形（同期信号）で駆動する。

同期信号検出回路２２がタッチパネルコントローラ２からの同期信号を検出したら、駆動モード期間に移行する。タッチパネルコントローラ２は、全ラインを同じ波形（同期信号）で駆動する同期信号を出力する期間の終了後に信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを駆動する。すなわち、水平方向のライン（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）をドライブし、垂直方向のライン（信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ）をセンスする期間に移行する。そして再び、全ラインを同じ波形（同期信号）で駆動する期間に移行し、その期間が終了すれば、次に信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動する。すなわち、垂直方向のライン（信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ）をドライブし、水平方向のライン（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）をセンスする駆動モード期間に移行する。スタイラスペン１５のドライブ回路２６は、駆動モード期間において、タッチパネルコントローラ２の駆動に同期して、ペン先３８を駆動する。

図７は、タッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５との駆動動作のタイミングチャートである。まず、時刻ｔ１において、タッチパネルコントローラ２は、同期信号により信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ及び信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動する。そして、時刻ｔ２において、タッチパネルコントローラ２は信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを符号系列により駆動する。

次に、時刻ｔ３において、スタイラスペン１５の電源がオンされ、動作切替スイッチ２４がオンとなり、動作切替スイッチ２５がオフになり、切替スイッチ３４は把持部端子３５がペン先端子３６に接続されて、センスモード期間が開始される。その後、時刻ｔ４において、タッチパネルコントローラ２は信号線ＨＬ１〜ＨＬＭの駆動を終了する。

そして、時刻ｔ５において、タッチパネルコントローラ２は、次の同期信号により信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ及び信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動する。スタイラスペン１５のセンス回路２１は、当該次の同期信号を、動作切替スイッチ２４を介して受け取る。次に、時刻ｔ６において、タッチパネルコントローラ２は信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを符号系列により駆動する。その後、時刻ｔ７において、タッチパネルコントローラ２は信号線ＶＬ１〜ＶＬＭの駆動を終了する。

そして、時刻ｔ８において、タッチパネルコントローラ２は、第３の同期信号により信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ及び信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動する。スタイラスペン１５のセンス回路２１は、当該第３の同期信号を、動作切替スイッチ２４を介して受け取る。同期信号検出回路２２は、センス回路２１が受け取った第３の同期信号を検出する。

次に、時刻ｔ９において、スタイラスペン１５のセンスモード期間が終了し、駆動モード期間が開始する。動作切替スイッチ２４はオフになり、動作切替スイッチ２５はオンになる。切替スイッチ３４は、把持部端子３５をグランド端子３７に接続する。タイミングジェネレータ２３は、当該第３の同期信号に基づいて、ドライブ回路２６を駆動し、ドライブ回路２６は、動作切替スイッチ２５を介してペン先３８を駆動する。タッチパネルコントローラ２は、前記第３の同期信号に基づいて、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを符号系列により駆動する。

次に、時刻ｔ１０において、スタイラスペン１５の駆動モード期間が終了し、次のセンスモード期間が開始する。動作切替スイッチ２５はオフになり、動作切替スイッチ２４がオンになる。切替スイッチ３４は、把持部端子３５をペン先端子３６に接続する。タッチパネルコントローラ２は、前記第３の同期信号に基づく信号線ＨＬ１〜ＨＬＭの駆動を終了する。

そして、時刻ｔ１１において、タッチパネルコントローラ２は、第４の同期信号により信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ及び信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動する。スタイラスペン１５のセンス回路２１は、当該第４の同期信号を、動作切替スイッチ２４を介して受け取る。同期信号検出回路２２は、センス回路２１が受け取った第４の同期信号を検出する。

次に、時刻ｔ１２において、スタイラスペン１５の次のセンスモード期間が終了し、次の駆動モード期間が開始する。動作切替スイッチ２４は再びオフになり、動作切替スイッチ２５は再びオンになる。切替スイッチ３４は、把持部端子３５をグランド端子３７に接続する。タイミングジェネレータ２３は、当該第４の同期信号に基づいて、ドライブ回路２６を駆動し、ドライブ回路２６は、動作切替スイッチ２５を介してペン先３８を駆動する。タッチパネルコントローラ２は、前記第４の同期信号に基づいて、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを符号系列により駆動する。

次に、時刻ｔ１３において、スタイラスペン１５の次の駆動モード期間が終了し、第３のセンスモード期間が開始する。動作切替スイッチ２５はオフになり、動作切替スイッチ２４がオンになる。切替スイッチ３４は、把持部端子３５をペン先端子３６に接続する。タッチパネルコントローラ２は、前記第４の同期信号に基づく信号線ＶＬ１〜ＶＬＭの駆動を終了する。

そして、時刻ｔ１４において、タッチパネルコントローラ２は、第５の同期信号により信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ及び信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動する。スタイラスペン１５のセンス回路２１は、当該第５の同期信号を、動作切替スイッチ２４を介して受け取る。同期信号検出回路２２は、センス回路２１が受け取った第４の同期信号を検出する。

時刻ｔ１５以降、同様の動作が繰り返される。

（反転駆動の態様）
以下、タッチパネルコントローラ２による信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ及び信号線ＶＬ１〜ＶＬＭの反転駆動の態様を具体的に説明する。

まず、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続する第１接続状態において、ドライバ５が、長さＮの（Ｍ＋１）個の符号系列のうちの１番目のＭ個の符号系列に基づいて、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに電圧を印加して信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを駆動する。これと同期して、スタイラスペン１５のドライブ回路２６は、前記（Ｍ＋１）個の符号系列のうちの残りの１個の符号系列に基づいて、ペン先３８に電圧を印加する。

ここで、長さＮの（Ｍ＋１）個の符号系列のうちの１番目の符号系列は、「第１符号系列」を構成する。

そして、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭの駆動により各静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭに蓄積された電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＶＬ１〜ＶＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第１ペン信号）とに基づくＭ個の第１線形和信号がＭ本の信号線ＶＬ１〜ＶＬＭのそれぞれから出力される（第１駆動工程）。センスアンプ６は、第１ペン信号を含む前記Ｍ個の第１線形和信号をマルチプレクサ４及びセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭを介して読み出し、ＡＤ変換器８に供給する。ＡＤ変換器８は、第１ペン信号を含む前記Ｍ個の第１線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部９に出力する。

次に、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続する第１接続状態を、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭをセンスアンプ６のセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭをドライバ５のドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに接続する第２接続状態に切り替える。

その後、ドライバ５が、２番目の（Ｍ＋１）個の符号系列のうちのＭ個の符号系列に基づいて、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに電圧を印加して信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動する。同時に、スタイラスペン１５のドライブ回路２６は、２番目の（Ｍ＋１）個の符号系列のうちの残りの１個の符号系列に基づいて、ペン先３８に電圧を印加する。ここで、長さＮの（Ｍ＋１）個の符号系列のうちの２番目の符号系列は、「第２符号系列」を構成する。

そして、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭの駆動により各静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭに蓄積された電荷と、スタイラスペン１５とＭ本の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭのそれぞれとの間の静電容量に対応する電荷（第２ペン信号）とに基づくＭ個の第２線形和信号がＭ本の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭのそれぞれから出力される（第２駆動工程）。センスアンプ６は、第２ペン信号を含む前記Ｍ個の第２線形和信号をマルチプレクサ４及びセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭを介して読み出し、ＡＤ変換器８に供給する。ＡＤ変換器８は、第２ペン信号を含む前記Ｍ個の第２線形和信号をＡＤ変換して容量分布計算部９に出力する。

次に、容量分布計算部９は、第１ペン信号を含む前記第１線形和信号、第２ペン信号を含む前記第２線形和信号、及び（Ｍ＋１）個の符号系列に基づいて、タッチパネル３上の静電容量分布を算出してタッチ認識部１０に供給するとともに、スタイラスペン１５の信号線ＨＬ１に沿った位置、及びスタイラスペン１５の信号線ＶＬ１に沿った位置を算出してペン位置検出部１６に供給する（位置検出工程）。

その後、タッチ認識部１０は、容量分布計算部９から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル３上のタッチされた位置を認識する。ペン位置検出部１６は、容量分布計算部９により算出されたスタイラスペン１５の信号線ＨＬ１に沿った位置、及びスタイラスペン１５の信号線ＶＬ１に沿った位置に基づいて、スタイラスペン１５のタッチパネル３上の位置を検出する。

〔変形例〕
図８は、実施の形態１の変形例に係るタッチパネルシステムのマルチプレクサ４と切替回路１８との構成を示すブロック図である。

スタイラスペン１５のセンス動作を容易にするために、タッチパネルコントローラ２が同期信号を出力する時には、前述したように、タッチパネルコントローラ２は、タッチパネル３の全面（信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ、および信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）を駆動する構成にしても良い。スタイラスペン１５が取得できる信号レベルをあげることができ、センスモードの動作がより容易になるためである。

切替回路１８は、直列に接続された２個のＣＭＯＳスイッチＳＷ５〜ＳＷ６を有している。タイミングジェネレータ７からの制御ラインＳｙｎｃ＿Ｅｎは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ５のＰＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ６のＮＭＯＳのゲートと、反転器ｉｎｖ２の入力とに接続されている。反転器ｉｎｖ２の出力は、ＣＭＯＳスイッチＳＷ５のＮＭＯＳのゲートと、ＣＭＯＳスイッチＳＷ６のＰＭＯＳのゲートとに接続されている。マルチプレクサ４からの信号線は、ＣＭＯＳスイッチＳＷ５・ＳＷ６に接続されている。ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ６に接続されている。センスラインＳＬ１〜ＳＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ５に接続されている。

タッチパネル３の信号線ＶＬ１〜ＶＬＭおよび信号線ＨＬ１〜ＨＬＭの双方を駆動する構成では、ドライバ５がドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭを介して信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ及び信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを同時に駆動する。図８に示すように、切替回路１８を追加する。切替回路１８は、タッチパネルコントローラ２が同期信号をスタイラスペン１５に出力する時には、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭをマルチプレクサ４に接続する。この結果、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭを信号線ＶＬ１〜ＶＬＭおよび信号線ＨＬ１〜ＨＬＭの双方に接続することができる。

容量情報を収集するタイミング時（第１駆動工程および第２駆動工程の実施時、第１駆動手段および第２駆動手段の実施時）には、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭが、切替回路１８によりマルチプレクサ４に接続される。この結果、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭが信号線ＨＬ１〜ＨＬＭに接続され、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭが信号線ＶＬ１〜ＶＬＭに接続される第１接続状態と、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭが信号線ＶＬ１〜ＶＬＭに接続され、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭが信号線ＨＬ１〜ＨＬＭに接続される第２接続状態とが、マルチプレクサ４により切り替えられる。

〔他の変形例〕
図９は、実施の形態１の他の変形例に係るタッチパネルシステム１の構成を示すブロック図である。なお、説明の便宜上、前記図１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図１に示す例では、タッチパネル３の水平方向の信号線と垂直方向の信号線とが同数（Ｍ本）である例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。水平方向の信号線の本数と垂直方向の信号線の本数は異なっていてもよい。

図９に示すタッチパネル３は、２５本の信号線ＶＬ１〜ＶＬ２５と、２０本の信号線ＨＬ１〜ＨＬ２０とを有している。ドライバ５には２５本のドライブラインＤＬ１〜ＤＬ２５が接続され、センスアンプ６には２５本のセンスラインＳＬ１〜ＳＬ２５が接続されている。

この場合、第１接続状態では、ドライバ５は、２１個の符号系列のうちの２０個の符号系列に基づいてドライブラインＤＬ１〜ＤＬ２０に電圧を印加して信号線ＨＬ１〜ＨＬ２０を駆動する。スタイラスペン１５のドライブ回路２６は、前記２１個の符号系列のうちの残りの１個の符号系列に基づいて、スタイラスペン１５のペン先３８を駆動する。ここで、前記２１個の符号系列は「第１符号系列」に相当する。

そして、スタイラスペン１５と信号線ＶＬ１〜ＶＬ２５のそれぞれとの間の静電容量分布に基づいて、水平方向に沿ったスタイラスペン１５のタッチ位置を容量分布計算部９が推定する。

次に、第２接続状態では、ドライバ５は、２６個の符号系列のうちの２５個の符号系列に基づいてドライブラインＤＬ１〜ＤＬ２５に電圧を印加して信号線ＶＬ１〜ＶＬ２５を駆動する。スタイラスペン１５のドライブ回路２６は、前記２６個の符号系列のうちの残りの１個の符号系列に基づいて、スタイラスペン１５のペン先３８を駆動する。ここで、前記２６個の符号系列は「第２符号系列」に相当する。

その後、スタイラスペン１５と信号線ＨＬ１〜ＨＬ２０のそれぞれとの間の静電容量分布に基づいて、垂直方向に沿ったスタイラスペン１５のタッチ位置を容量分布計算部９が推定する。

（効果）
前記実施形態１は次の効果を奏する。

スタイラスペン１５のペン先端子３６とグランド端子３７とのいずれかに把持部端子３５を切替接続する切替スイッチ３４をスタイラスペン１５に設けたので、スタイラスペン１５がタッチパネルコントローラ２から同期信号を受け取るセンスモードでは、切替スイッチ３４の把持部端子３５をペン先端子３６に接続し、スタイラスペン１５のペン先３８を駆動する駆動モードでは、切替スイッチ３４の把持部端子３５をグランド端子３７に接続することができる。

このため、駆動モードにおいて、把持部端子３５がグランド端子３７に接続されるので、把持部とペン先３８との間に電位差が設けられる。従って、使用者がスタイラスペン１５の把持部２８を把持している状態でスタイラスペン１５のペン先３８を駆動しても、スタイラスペン１５を把持している使用者の人体が駆動されず、ペン先３８の駆動に基づく信号を良好に検出することができる。

また、センスモードにおいて、把持部端子３５がペン先端子３６に接続されるので、スタイラスペン１５とタッチパネル３との容量結合が増加し、タッチパネルコントローラ２から受け取る同期信号のＳＮ比を改善することができる。

〔実施の形態２〕
（タッチパネルシステム１及びスタイラスペン１５・３３の構成）
本発明の実施の形態２について、図１０〜図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図１０は、実施の形態２に係るタッチパネルシステム１の構成を示すブロック図である。

前述した実施の形態１に係るタッチパネルシステムは、１台のスタイラスペン１５を設けた例を説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。２台以上のスタイラスペンを設けてもよい。図１０に示す実施の形態２に係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２と、２台のスタイラスペン１５・３３とを備えている。スタイラスペン３３は、スタイラスペン１５と同様の構成を有している。

タッチパネルコントローラ２のドライバ５は、長さＮの（Ｍ＋２）個の符号系列のうちのＭ個の符号系列に基づいて、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに電圧を印加する。

スタイラスペン１５のドライブ回路２６は、前記ドライバ５と同期して、前記（Ｍ＋２）個の符号系列のうちの残りの２個の符号系列の一方に基づいて、スタイラスペン１５のペン先３８に電圧を印加する。スタイラスペン３３のドライブ回路２６は、前記ドライバ５と同期して、前記（Ｍ＋２）個の符号系列のうちの残りの２個の符号系列の他方に基づいて、スタイラスペン３３のペン先３８に電圧を印加する。このように複数のスタイラスペン１５・３３を別々の符号系列で駆動することによって複数のスタイラスペン１５・３３の位置を抽出することができる。

（タッチパネルシステム１及びスタイラスペン１５・３３の動作）
図１１は、タッチパネルコントローラ２の駆動動作とタッチパネルシステム１に設けられた２台のスタイラスペン１５・３３の駆動動作とのタイミングチャートである。

まず、時刻ｔ２１において、スタイラスペン１５の電源がオンされ、動作切替スイッチ２４がオンとなり、動作切替スイッチ２５がオフになり、切替スイッチ３４は把持部端子３５がペン先端子３６に接続されて（図５参照）、センスモード期間が開始される。

次に、時刻ｔ２２において、タッチパネルコントローラ２は、同期信号により信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ及び信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動する。スタイラスペン１５のセンス回路２１は、当該同期信号を、動作切替スイッチ２４を介して受け取る。その後、時刻ｔ２３において、タッチパネルコントローラ２は信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを符号系列により駆動する。そして、時刻ｔ２４において、タッチパネルコントローラ２は信号線ＶＬ１〜ＶＬＭの駆動を終了する。

そして、時刻ｔ２５において、タッチパネルコントローラ２は、次の同期信号により信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ及び信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動する。スタイラスペン１５のセンス回路２１は、当該次の同期信号を、動作切替スイッチ２４を介して受け取る。同期信号検出回路２２は、センス回路２１が受け取った次の同期信号を検出する。

次に、時刻ｔ２６において、スタイラスペン１５のセンスモード期間が終了し、駆動モード期間が開始する。動作切替スイッチ２４はオフになり、動作切替スイッチ２５はオンになる。切替スイッチ３４は、把持部端子３５をグランド端子３７に接続する。タイミングジェネレータ２３は、当該次の同期信号に基づいて、ドライブ回路２６を駆動し、ドライブ回路２６は、動作切替スイッチ２５を介してペン先３８を駆動する。タッチパネルコントローラ２は、前記次の同期信号に基づいて、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを符号系列により駆動する。

そして、時刻ｔ２７において、スタイラスペン３３の電源がオンされ、スタイラスペン３３の動作切替スイッチ２４がオンとなり、動作切替スイッチ２５がオフになり、スタイラスペン３３の切替スイッチ３４は把持部端子３５がペン先端子３６に接続されて、センスモード期間が開始される。

次に、時刻ｔ２８において、スタイラスペン１５の駆動モード期間が終了し、次のセンスモード期間が開始する。スタイラスペン１５の動作切替スイッチ２５はオフになり、動作切替スイッチ２４がオンになる。スタイラスペン１５の切替スイッチ３４は、把持部端子３５をペン先端子３６に接続する。タッチパネルコントローラ２は、前記次の同期信号に基づく信号線ＨＬ１〜ＨＬＭの駆動を終了する。

その後、時刻ｔ２９において、タッチパネルコントローラ２は、第３の同期信号により信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ及び信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動する。スタイラスペン１５・３３のセンス回路２１は、当該第３の同期信号を、動作切替スイッチ２４を介して受け取る。同期信号検出回路２２は、センス回路２１が受け取った第３の同期信号を検出する。

次に、時刻ｔ３０において、スタイラスペン１５の次のセンスモード期間が終了し、次の駆動モード期間が開始する。スタイラスペン１５の動作切替スイッチ２４は再びオフになり、動作切替スイッチ２５は再びオンになる。スタイラスペン１５の切替スイッチ３４は、把持部端子３５をグランド端子３７に接続する。タイミングジェネレータ２３は、当該第３の同期信号に基づいて、ドライブ回路２６を駆動し、ドライブ回路２６は、動作切替スイッチ２５を介してペン先３８を駆動する。タッチパネルコントローラ２は、前記第３の同期信号に基づいて、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを符号系列により駆動する。

次に、時刻ｔ３１において、スタイラスペン１５の次の駆動モード期間が終了し、第３のセンスモード期間が開始する。動作切替スイッチ２５はオフになり、動作切替スイッチ２４がオンになる。切替スイッチ３４は、把持部端子３５をペン先端子３６に接続する。タッチパネルコントローラ２は、前記第３の同期信号に基づく信号線ＶＬ１〜ＶＬＭの駆動を終了する。

そして、時刻ｔ３２において、タッチパネルコントローラ２は、第４の同期信号により信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ及び信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動する。スタイラスペン１５・３３のセンス回路２１は、当該第４の同期信号を、動作切替スイッチ２４を介して受け取る。スタイラスペン１５・３３の同期信号検出回路２２は、センス回路２１が受け取った第４の同期信号を検出する。

次に、時刻ｔ３３において、スタイラスペン１５の第３のセンスモード期間が終了し、第３の駆動モード期間が開始する。また、スタイラスペン３３のセンスモード期間が終了し、駆動モード期間が開始する。スタイラスペン１５・３３の動作切替スイッチ２４はオフになり、動作切替スイッチ２５はオンになる。切替スイッチ３４は、把持部端子３５をグランド端子３７に接続する。タイミングジェネレータ２３は、当該第４の同期信号に基づいて、ドライブ回路２６を駆動し、ドライブ回路２６は、動作切替スイッチ２５を介してペン先３８を駆動する。タッチパネルコントローラ２は、前記第４の同期信号に基づいて、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを符号系列により駆動する。

次に、時刻ｔ３４において、スタイラスペン１５の第３の駆動モード期間が終了し、第４のセンスモード期間が開始する。そして、スタイラスペン３３の第１の駆動モード期間が終了し、第２のセンスモード期間が開始する。動作切替スイッチ２５はオフになり、動作切替スイッチ２４がオンになる。切替スイッチ３４は、把持部端子３５をペン先端子３６に接続する。タッチパネルコントローラ２は、前記第４の同期信号に基づく信号線ＨＬ１〜ＨＬＭの駆動を終了する。

そして、時刻ｔ３５において、タッチパネルコントローラ２は、第５の同期信号により信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ及び信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを駆動する。スタイラスペン１５・３３のセンス回路２１は、当該第５の同期信号を、動作切替スイッチ２４を介して受け取る。同期信号検出回路２２は、センス回路２１が受け取った第５の同期信号を検出する。

時刻ｔ３６以降、同様の動作が繰り返される。

このようにして、実施の形態２に係るタッチパネルシステムによれば、２台のスタイラスペン１５・３３を使用することができる。

〔実施の形態３〕
本発明の実施形態３について図１２〜図１５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図１２は、逐次駆動方式のタッチパネルシステムの動作を説明するための図である。当該タッチパネルシステムは、タッチパネル３とドライバ５とセンスアンプ６とを備えている。タッチパネル３は、垂直方向に延びる２５本のドライブラインＤ０〜Ｄ２４と、水平方向に延びる２０本のセンスラインＳ０〜Ｓ１９とを有している。ドライバ５は、ドライブラインＤ０、Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄ２４をこの順番に選択して駆動する。

センスラインＳ０、Ｓ１、…、Ｓ１９のそれぞれについてセンスアンプ６は、ドライブラインＤ０が駆動されているタイミングで、各センスラインＳ０〜Ｓ１９とドライブラインＤ０との間の静電容量の電荷に基づく信号を出力し、ドライブラインＤ１が駆動されているタイミングで、各センスラインＳ０〜Ｓ１９とドライブラインＤ１との間の静電容量の電荷に基づく信号を出力する。以下同様にして、センスアンプ６は、ドライブラインＤ２４が駆動されているタイミングで、各センスラインＳ０〜Ｓ１９とドライブラインＤ２４との間の静電容量の電荷に基づく信号を出力する。

図１３は、実施の形態３に係るタッチパネルシステム１の動作の一部を説明するための図である。図１４は、タッチパネルシステム１の動作の残りの一部を説明するための図である。タッチパネルシステム１は、タッチパネル３とマルチプレクサ４とドライバ５とセンスアンプ６とスタイラスペン１５とを備えている。スタイラスペン１５は、図５で前述したように、センス回路２１と、同期信号検出回路２２と、タイミングジェネレータ２３と、動作切替スイッチ２４・２５と、ドライブ回路２６と、切替スイッチ３４とを有している。

タッチパネル３は、垂直方向に延びる２５本の信号線Ｘ０〜Ｘ２４と、水平方向に延びる２０本の信号線Ｙ０〜Ｙ１９とを有している。

図１５は、タッチパネルコントローラ２及びスタイラスペン１５の駆動動作を説明するための図である。スタイラスペン１５の駆動動作の期間は、同期信号検出回路２２によりタッチパネルコントローラ２からの同期信号を検出するためのセンスモード期間と、ドライブ回路２６によりペン先３８を駆動する駆動モード期間とを含む。

タッチパネルコントローラが同期信号を出力する期間においては、タッチパネルコントローラ２は、全ドライブライン、もしくは、全ライン（図１３および図１４の例では、Ｘ０〜Ｘ２４および、Ｙ０〜Ｙ１９）を同じ波形（同期信号）で同時に駆動する。センスモード期間では、スタイラスペン１５の動作スイッチ２４がオンになり、動作スイッチ２５がオフになり、センス回路２１が、タッチパネルコントローラ２からの同期信号を、動作切替スイッチ２４を介して受け取る。従って、スタイラスペン１５のペン先３８は、センスモード期間では駆動されない。切替スイッチ３４の把持部端子３５は、センスモード期間では、ペン先端子３６に接続される。

駆動モード期間では、スタイラスペン１５の動作スイッチ２５がオンになり、動作スイッチ２４がオフになる。切替スイッチ３４の把持部端子３５は、駆動モード期間では、グランド端子３７に接続される。タッチパネルコントローラ２は、ドライブラインＤ０〜Ｄ（ｎ−１）を駆動パターン０〜駆動パターン（ｎ−１）により逐次駆動する。その後、スタイラスペン１５のドライブ回路２６は、駆動パターンｓによりペン先３８を駆動する。

図１５に示す波形図において、ドライブラインＤ０がＨｉｇｈの期間に、駆動パターン０で駆動しているドライブラインＤ０とセンスライン間の容量情報を収集する。同様にドライブラインＤ１がＨｉｇｈの期間に、駆動パターン１で駆動しているドライブラインＤ１とセンスライン間の容量情報を収集し、同様にドライブラインＤｎ−１がＨｉｇｈの期間に、駆動パターン（ｎ−１）で駆動しているドライブラインとセンスライン間の容量情報を収集する。スタイラスペン１５のドライブラインＤｓがＨｉｇｈの期間に、駆動パターンｓで駆動しているスタイラスペン１５のペン先３８と各センスラインとの間の容量情報を収集する。この場合、ｓ＞（ｎ−１）とする。

以下、駆動モード期間におけるタッチパネルシステムの動作を具体的に説明する。

図１３を参照すると、マルチプレクサ４は、まず、信号線Ｘ０〜Ｘ２４とドライバ５とを接続し、信号線Ｙ０〜Ｙ１９とセンスアンプ６とを接続する。次に、ドライバ５は、マルチプレクサ４を介して、信号線Ｘ０〜Ｘ２４を順番に駆動する。そして、ドライバ５が信号線Ｘ２４を駆動した後、スタイラスペン１５のドライブ回路２６は、スタイラスペン１５のペン先３８（図５）を駆動する。

信号線Ｙ０、Ｙ１、…、Ｙ１９のそれぞれについてセンスアンプ６は、信号線Ｘ０が駆動されているタイミングで、各信号線Ｙ０〜Ｙ１９と信号線Ｘ０との間の静電容量の電荷に基づく信号を、マルチプレクサ４を介して受け取り、信号線Ｘ１が駆動されているタイミングで、各信号線Ｙ０〜Ｙ１９と信号線Ｘ１との間の静電容量の電荷に基づく信号を、マルチプレクサ４を介して受け取る。以下同様にして、センスアンプ６は、信号線Ｘ２４が駆動されているタイミングで、各信号線Ｙ０〜Ｙ１９と信号線Ｘ２４との間の静電容量の電荷に基づく信号を、マルチプレクサ４を介して受け取る。そして、スタイラスペン１５が駆動されているタイミングで、スタイラスペン１５と各信号線Ｙ０〜Ｙ１９のそれぞれとの間の静電容量に基づく第１ペン信号を、マルチプレクサ４を介して受け取る。

これにより、タッチパネル３の全面での静電容量分布と、スタイラスペン１５の垂直方向の位置が分かる。

図１４を参照すると、マルチプレクサ４は、信号線Ｘ０〜Ｘ２４とセンスアンプ６とを接続し、信号線Ｙ０〜Ｙ１９とドライバ５とを接続する。次に、ドライバ５は、マルチプレクサ４を介して、信号線Ｙ０〜Ｙ１９を順番に駆動する。そして、ドライバ５が信号線Ｙ１９を駆動した後、スタイラスペン１５のドライブ回路２６は、スタイラスペン１５のペン先３８を駆動する。

信号線Ｘ０、Ｘ１、…、Ｘ２４のそれぞれについてセンスアンプ６は、信号線Ｙ０が駆動されているタイミングで、各信号線Ｘ０〜Ｘ２４と信号線Ｙ０との間の静電容量の電荷に基づく信号を、マルチプレクサ４を介して受け取り、信号線Ｙ１が駆動されているタイミングで、各信号線Ｘ０〜Ｘ２４と信号線Ｙ１との間の静電容量の電荷に基づく信号を、マルチプレクサ４を介して受け取る。以下同様にして、センスアンプ６は、信号線Ｙ１９が駆動されているタイミングで、各信号線Ｘ０〜Ｘ２４と信号線Ｙ１９との間の静電容量の電荷に基づく信号を、マルチプレクサ４を介して受け取る。そして、スタイラスペン１５が駆動されているタイミングで、スタイラスペン１５と各信号線Ｘ０〜Ｘ２４のそれぞれとの間の静電容量に基づく信号をマルチプレクサ４を介して受け取る。

これにより、タッチパネル３の全面での静電容量分布と、スタイラスペン１５の水平方向の位置が分かる。

従って、前記スタイラスペン１５の垂直方向の位置と、前記スタイラスペン１５の水平方向の位置とからスタイラスペン１５のタッチパネル３上のＸ座標及びＹ座標が分かる。

〔実施の形態４〕
本発明の実施形態４について図１６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図１６は、実施の形態４に係る携帯電話機６０の構成を示すブロック図である。

携帯電話機６０は、ＣＰＵ６５と、ＲＡＭ７３と、ＲＯＭ７２と、カメラ６６と、マイクロフォン６７と、スピーカ６８と、操作キー６９と、表示パネル７０と、表示制御回路７１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。

ＣＰＵ６５は、携帯電話機６０の動作を制御する。ＣＰＵ６５は、たとえばＲＯＭ７２に格納されたプログラムを実行する。操作キー６９は、携帯電話機６０のユーザによる指示の入力を受ける。ＲＡＭ７３は、ＣＰＵ６５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６９を介して入力されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ７２は、データを不揮発的に格納する。

また、ＲＯＭ７２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１６には示していないが、携帯電話機６０が、他の電子機器に有線により接続するためのインターフェイス（ＩＦ）を備える構成としてもよい。

カメラ６６は、ユーザの操作キー６９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、ＲＡＭ７３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６７は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機６０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６０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６８は、たとえば、ＲＡＭ７３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と静電容量または静電容量差を検出するタッチパネルコントローラ２とスタイラスペン１５とを有している。ＣＰＵ６５は、タッチパネルシステム１の動作を制御する。表示パネル７０は、表示制御回路７１により、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３に格納されている画像を表示する。表示パネル７０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、タッチ認識部１０により生成されてタッチパネル３上のタッチ位置を示すタッチ認識信号に、操作キー６９が操作されたことを示す信号と同じ役割を持たせることもできる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るタッチパネルシステム（１）は、Ｍ本の第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）に交差するＫ本の第２信号線（信号線ＶＬ１〜ＶＬＫ）と（Ｋは複数）、前記第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）及び前記第２信号線（信号線ＶＬ１〜ＶＬＫ）の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル（３）上をタッチするためのスタイラスペン（１５）と、前記スタイラスペン（１５）の位置を検出するタッチパネルコントローラ（２）とを備えたタッチパネルシステム（１）であって、前記スタイラスペン（１５）は、使用者が把持するための把持部（２８）と、前記タッチパネル（３）上にタッチするペン先（３８）と、グランド電位を有するグランド（グランド端子３７）と、前記把持部（２８）を前記ペン先（３８）と前記グランド（グランド端子３７）とのいずれかに接続する切替スイッチ（３４）とを有する。

上記の構成によれば、切替スイッチが把持部をグランドに接続することにより、ペン先と把持部との間に電位差を設けることができる。このため、スタイラスペンのペン先を駆動するときに、把持部を把持する使用者の人体が駆動されることが防止される。従って、使用者がタッチパネル上に手を着いているお手付き領域までもがペン先と同様に駆動されることを阻止することができ、ペン先の駆動に基づく信号が、前記お手付き領域の駆動に基づく信号に埋もれることが起こらない。その結果、スタイラスペンのペン先の駆動に基づく信号を良好に検出することができる。

本発明の態様２に係るタッチパネルシステム（１）は、上記態様１において、前記タッチパネルコントローラ（２）は、前記Ｍ本の第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）を駆動して、前記静電容量に蓄積された電荷に基づく第１線形和信号を前記Ｋ本の第２信号線（信号線ＶＬ１〜ＶＬＫ）に沿って出力させた後、前記Ｋ本の第２信号線（信号線ＶＬ１〜ＶＬＫ）を駆動して、前記静電容量に蓄積された電荷に基づく第２線形和信号を前記Ｍ本の第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）に沿って出力させるドライバ（５）と、前記第１線形和信号と前記第２線形和信号とに基づいて、前記タッチパネル（３）上をタッチした対象物の位置を検出する位置検出手段（容量分布計算部９）とを備え、前記スタイラスペン（１５）は、前記ドライバ（５）から出力された同期信号を受け取る同期回路（センス回路２１、同期信号検出回路２２、タイミングジェネレータ２３）と、前記同期回路（センス回路２１、同期信号検出回路２２、タイミングジェネレータ２３）の出力に基づいて前記ペン先（３８）を駆動する駆動回路（ドライブ回路２６）とを有してもよい。

上記の構成によれば、同期回路の出力に基づいてペン先を駆動する駆動回路をスタイラスペンに設けたので、タッチパネルコントローラによる第１信号線又は第２信号線の駆動に同期してペン先を良好に駆動することができる。

本発明の態様３に係るタッチパネルシステム（１）は、上記態様２において、前記タッチパネルコントローラ（２）から前記同期回路（センス回路２１、同期信号検出回路２２、タイミングジェネレータ２３）が同期信号を受け取るセンスモードと、前記駆動回路（ドライブ回路２６）が前記ペン先（３８）を駆動する駆動モードとを有し、前記切替スイッチ（３４）は、前記センスモードにおいて前記把持部（２８）を前記ペン先（３８）に接続し、前記駆動モードにおいて前記把持部（２８）を前記グランド（グランド端子３７）に接続してもよい。

上記の構成によれば、センスモードにおいて把持部をペン先に接続することにより、タイラスペンとタッチパネルとの容量結合が増加し、タッチパネルコントローラから受け取る同期信号のＳＮ比を改善することができる。また、駆動モードにおいて把持部をグランドに接続することにより、ペン先と把持部との間に電位差を設けることができる。このため、スタイラスペンのペン先を駆動する駆動モードにおいて、把持部を把持する使用者の人体が駆動されることが防止される。従って、ペン先の駆動に基づく信号が、お手付き領域の駆動に基づく信号に埋もれることが起こらない。その結果、スタイラスペンのペン先の駆動に基づく信号を良好に検出することができる。

本発明の態様４に係るタッチパネルシステム（１）は、前記ドライバ（５）は、前記Ｍ本の第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）を並列に駆動し、前記Ｋ本の第２信号線（信号線ＶＬ１〜ＶＬＫ）を並列に駆動してもよい。

上記の構成によれば、並列駆動方式のタッチパネル上のスタイラスペンのペン先の駆動に基づく信号を良好に検出することができる。

本発明の態様５に係るタッチパネルシステム（１）は、前記ドライバ（５）は、前記Ｍ本の第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）を順次選択して駆動し、前記Ｋ本の第２信号線（信号線ＶＬ１〜ＶＬＫ）を順次選択して駆動してもよい。

上記の構成によれば、逐次駆動方式のタッチパネル上のスタイラスペンのペン先の駆動に基づく信号を良好に検出することができる。

本発明の態様６に係るタッチパネルシステム（１）は、Ｍ本の第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線に交差するＫ本の第２信号線（信号線ＶＬ１〜ＶＬＫ）と（Ｋは複数）、前記第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）及び前記第２信号線（信号線ＶＬ１〜ＶＬＫ）の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル（３）上をタッチするための複数個のスタイラスペン（１５，３３）と、各スタイラスペン（１５，３３）の位置を検出するタッチパネルコントローラ（２）とを備えたタッチパネルシステム（１）であって、各スタイラスペン（１５，３３）は、使用者が把持するための把持部（２８）と、前記タッチパネル（３）上にタッチするペン先（３８）と、グランド電位を有するグランド（グランド端子３７）と、前記把持部（２８）を前記ペン先（３８）と前記グランド（グランド端子３７）とのいずれかに接続する切替スイッチ（３４）とを有する。

上記の構成によれば、複数個のスタイラスペンについて、切替スイッチが把持部をグランドに接続することにより、ペン先と把持部との間に電位差を設けることができる。このため、各スタイラスペンのペン先を駆動するときに、把持部を把持する使用者の人体が駆動されることが防止される。従って、使用者がタッチパネル上に手を着いているお手付き領域までもがペン先と同様に駆動されることを阻止することができ、ペン先の駆動に基づく信号が、前記お手付き領域の駆動に基づく信号に埋もれることが起こらない。その結果、複数個のスタイラスペンのペン先の駆動に基づく信号を良好に検出することができる。

本発明の態様７に係るスタイラスペン（１５）は、Ｍ本の第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）に交差するＫ本の第２信号線（信号線ＶＬ１〜ＶＬＫ）と（Ｋは複数）、前記第１信号線（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）及び前記第２信号線（信号線ＶＬ１〜ＶＬＫ）の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル（３）上をタッチするためのスタイラスペン（１５）であって、使用者が把持するための把持部（２８）と、前記タッチパネル（３）上にタッチするペン先（３８）と、グランド電位を有するグランド（グランド端子３７）と、前記把持部（２８）を前記ペン先（３８）と前記グランド（グランド端子３７）とのいずれかに接続する切替スイッチ（３４）とを備える。

本発明の態様８に係る電子機器は、本発明の態様１に係るタッチパネルシステムを備える。

上記の構成によれば、切替スイッチが把持部をグランドに接続することにより、ペン先と把持部との間に電位差を設けることができる。このため、スタイラスペンのペン先を駆動するときに、把持部を把持する使用者の人体が駆動されることが防止される。従って、使用者がタッチパネル上に手を着いているお手付き領域までもがペン先と同様に駆動されることを阻止することができ、ペン先の駆動に基づく信号が、前記お手付き領域の駆動に基づく信号に埋もれることが起こらない。その結果、スタイラスペンのペン先の駆動に基づく信号を良好に検出することが可能な電子機器を得ることができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量を有するタッチパネル上をタッチするためのスタイラスペン及びこれを用いたタッチパネルシステムに利用することができ、特に、複数の第１信号線と複数の第２信号線とを交互に駆動するタッチパネル上をタッチするためのスタイラスペン及びこれを用いたタッチパネルシステムに利用することができる。

１タッチセンサシステム
２タッチパネルコントローラ
３タッチパネル
４マルチプレクサ
５ドライバ（第１駆動手段、第２駆動手段）
６センスアンプ
７タイミングジェネレータ
８ＡＤ変換器
９容量分布計算部（位置検出手段）
１０タッチ認識部
１５スタイラスペン
１６ペン位置検出部
２１センス回路（同期回路）
２２同期信号検出回路（同期回路）
２３タイミングジェネレータ（同期回路）
２６ドライブ回路（駆動回路）
２７ペン本体
２８把持部
２９ペン先部
３０ペン先カバー
３１ペン先軸
３２絶縁体
３３スタイラスペン
３４切替スイッチ
３５把持部端子
３６ペン先端子
３７グランド端子
３８ペン先

Claims

Ｍ本の第１信号線と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線に交差するＫ本の第２信号線と（Ｋは複数）、前記第１信号線及び前記第２信号線の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル上をタッチするためのスタイラスペンと、
前記スタイラスペンの位置を検出するタッチパネルコントローラとを備えたタッチパネルシステムであって、
前記スタイラスペンは、
使用者が把持するための把持部と、
前記タッチパネル上にタッチするペン先と、
グランド電位を有するグランドと、
前記把持部を前記ペン先と前記グランドとのいずれかに接続する切替スイッチとを有する、ことを特徴とするタッチパネルシステム。
前記タッチパネルコントローラは、
前記Ｍ本の第１信号線を駆動して、前記静電容量に蓄積された電荷に基づく第１線形和信号を前記Ｋ本の第２信号線に沿って出力させた後、前記Ｋ本の第２信号線を駆動して、前記静電容量に蓄積された電荷に基づく第２線形和信号を前記Ｍ本の第１信号線に沿って出力させるドライバと、
前記第１線形和信号と前記第２線形和信号とに基づいて、前記タッチパネル上をタッチした対象物の位置を検出する位置検出手段とを備え、
前記スタイラスペンは、
前記ドライバから出力された同期信号を受け取る同期回路と、
前記同期回路の出力に基づいて前記ペン先を駆動する駆動回路とを有する、請求項１に記載のタッチパネルシステム。
前記タッチパネルシステムは、前記タッチパネルコントローラから前記同期回路が同期信号を受け取るセンスモードと、前記駆動回路が前記ペン先を駆動する駆動モードとを有し、
前記切替スイッチは、前記センスモードにおいて前記把持部を前記ペン先に接続し、前記駆動モードにおいて前記把持部を前記グランドに接続する、請求項２に記載のタッチパネルシステム。
Ｍ本の第１信号線と（Ｍは複数）、前記Ｍ本の第１信号線に交差するＫ本の第２信号線と（Ｋは複数）、前記第１信号線及び前記第２信号線の交点にそれぞれ形成された（Ｍ×Ｋ）個の静電容量とを有するタッチパネル上をタッチするための複数個のスタイラスペンと、
各スタイラスペンの位置を検出するタッチパネルコントローラとを備えたタッチパネルシステムであって、
各スタイラスペンは、
使用者が把持するための把持部と、
前記タッチパネル上にタッチするペン先と、
グランド電位を有するグランドと、
前記把持部を前記ペン先と前記グランドとのいずれかに接続する切替スイッチとを有する、ことを特徴とするタッチパネルシステム。
請求項１に記載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。