(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素がマトリクス配置された表示面と、
入力される映像信号に応じて前記表示面の表示を変化させる表示機能層と、
一方向に分離して配置された複数の駆動電極と、
前記複数の駆動電極の一部に検出駆動電圧を印加し、当該検出駆動電圧の印加対象を表示面内において一方向にシフトして検出駆動走査を行ない、このとき駆動電極ピッチの２倍以上のピッチでシフトを行う飛び越しシフトが含まれるように前記検出駆動走査を制御する検出走査制御部と、
前記画素を走査して表示駆動走査を制御する表示走査制御部と、
前記一方向と異なる他方向に分離して配置され、前記表示面に対する被検出物の接触または近接に応答して電気的変化が生じる複数のセンサ線と、を有し、
前記検出走査制御部は、前記画素の走査が２以上の所定ライン数進んだ時に、前記検出駆動電圧の印加対象のシフトを行う
表示装置。
【請求項２】
前記検出走査制御部は、前記表示走査制御部によるＮ画面分の前記表示駆動走査の期間中に（Ｎ＋１）以上の画面分の前記検出駆動走査を行う
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記画素ごとに分離され、前記映像信号が供給されたときに前記画素ごとに表示電圧を前記表示機能層に付与する複数の画素電極を有し、
前記複数の駆動電極は、前記表示機能層が規定する画素ピッチの自然数倍のピッチで配置され、当該表示機能層による表示変化の際に前記表示電圧の基準を付与する表示駆動電圧が前記表示走査制御部から一方向に順次印加される複数の表示駆動電極を兼用する
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記検出走査制御部は、ｍ（≧２）個の前記駆動電極に対し前記検出駆動電圧の印加を
同時に行う
請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示機能層の表示面側に前記複数のセンサ線が配置され、
前記表示機能層の前記表示面と反対の側に前記複数の駆動電極が配置され、
前記複数の画素電極が、前記表示機能層と前記複数の駆動電極との間に配置されている
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示機能層が液晶層である
請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記検出走査制御部が、前記表示駆動電圧を供給制御する表示走査制御部を兼用する
請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記検出走査制御部は、ｍ（≧２）個の前記駆動電極に対し前記検出駆動電圧の印加を
同時に行う
請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記表示機能層の表示面側に前記複数のセンサ線が配置され、
前記表示機能層の前記表示面と反対の側に前記複数の駆動電極が配置され、
前記画素ごとに分離され、前記映像信号が供給されたときに前記画素ごとに、対応する駆動電極の電位を基準とした表示電圧を前記表示機能層に付与する複数の画素電極が、前記表示機能層と前記複数の駆動電極との間に配置されている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示機能層が液晶層である
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記複数の駆動電極の配置領域が前記一方向に並ぶＦ（Ｆ≧２）個の領域からなるとし
たときに、前記検出走査制御部は、前記Ｆ個の領域の領域間で前記検出駆動電圧の印加対
象を移動させるときは前記飛び越しシフトを行う
請求項２に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記検出走査制御部は、前記Ｆ個の領域の各領域において、一方向内に分離配置された
複数の駆動電極間で前記検出駆動電圧の印加対象が一方向内で順番に推移するように前記
検出駆動走査を制御する
請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記複数の駆動電極の配置領域が前記一方向に並ぶＦ（Ｆ≧２）個の領域からなるとし
たときに、前記検出走査制御部は、前記Ｆ個の領域の領域間で前記検出駆動電圧の印加対
象を移動させるときは前記飛び越しシフトを行う
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記シフトから次のシフトまでの周期を１サイクルとしたときに、前記検出走査制御部
は、前記検出駆動電圧の印加を行わない１サイクル以上の駆動休止を定期的に実行制御す
る
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記センサ線に生じる前記電気的変化から検出信号を発生する接触検出部を有し、
前記接触検出部は、前記駆動休止の期間中に、前記検出信号となる前記電気的変化が重
畳されていないセンサ線の電位レベルからノイズレベルを検出し、ノイズ除去を行うノイ
ズ除去部を含む
請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記検出走査制御部は、前記駆動電極ピッチのＰ（≧１）倍で前記シフト動作を行うと
したときに、前記Ｐの値をランダムに制御する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１７】
各センサ線は各駆動電極に対し静電容量を介して結合しており、
前記検出駆動電圧を駆動電極に印加することにともなって前記複数のセンサ線に静電容
量を介して出現する電位が前記被検出物の接触または近接に応答して変化する
請求項１〜１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記検出走査制御部は、前記画素の走査が２ライン進んだ時に、前記検出駆動電圧の印加対象のシフトを行う
請求項１〜１７に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザが指やペン等を検出面に接触または近接させることを検出する、いわゆるタッチパネル等の接触検出の機能を有する表示装置に関する。また、本発明は、上記接触検出の機能を有する接触検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルの接触検出方式は、光学式、抵抗膜式、静電容量式の３つが知られている。
【０００３】
一方、接触や近接に応じて生じる電気的変化を位置情報に対応させるためには、位置特定が可能なように組み合わされてマトリクス配置された多数の配線が必要となる。この配線の組み合わせによる位置検出の仕方で、検出の解像度を上げるためには配線数が膨大となる。
【０００４】
このため、上記３つの検出方式では、電気的変化を出力するラインを一方向に走査しながら接触位置または近接位置を検出する駆動法が主流となってきている。この駆動法は、例えば、光学式では非特許文献１に、抵抗膜式では非特許文献２に、静電容量式では非特許文献３に、それぞれ記載されている。ここでラインとは、接触検出のために所定の規則で２次元配置された微小なセンサ部のＸ方向またはＹ方向の並びをいう。
【０００５】
ところで、タッチパネルを表示パネル上に重ねて設けると、表示モジュール全体の厚さが厚くなる。また、タッチパネルを表示パネル上に保持するための保持部材が必要となり、額縁（有効検出面周囲の部分）の面積が増加すると共に、コストが増加する。
そこで、近年、タッチパネルは表示パネル上に重ねて取り付けられるものから、表示パネル内に内蔵されるものへと開発されるタイプの主流が推移している（上記非特許文献１〜３、特許文献１参照）。
以下、タッチパネルが表示パネル上に重ねて取り付けられるか、表示パネルと一体に形成されるかを問わない呼び方として、“タッチセンサ付き表示装置”を用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−９７５０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Hirotaka Hayashi etc. "Optical Sensor Embedded Input Display Usable under High-Ambient-Light Conditions",SID07DIGEST p1105.
【非特許文献２】Bong Hyun Youetc., "12.1-inch a-Si:H TFT LCD with Embedded Touch Screen Panel", SID 08 DIGEST p830.
【非特許文献３】Joohyung Lee etc., "Hybrid Touch Screen Panel Integrated in TFT-LCD", SID 08 DIGEST p834
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
タッチパネルにおいて、ユーザが検出面を触ってから、その接触を検出するまでの遅れを感じることがある。この遅れが大きいとタッチパネルの操作性が悪くなる。また、アプリケーションによっては、この遅れを極めて小さくすることが要求される。実行命令が発行されてからその命令の実行が完了するまでの遅延時間をレイテンシィと呼び、操作性向上のためにレイテンシィの改善が要求されている。
【０００９】
そこで、レイテンシィを改善するための駆動法として、接触検出装置をラインごとに駆動する場合に、Ｙ軸方向とＸ軸方向の片方または両方に沿ったラインを順次、高速に電圧駆動（検出走査）することが考えられる。
【００１０】
しかしながら、接触検出装置において、検出走査の高速化のため、検出走査時の駆動周波数等を高くすると、消費電力が増加する。また、配線等の時定数が大きい場合に検出走査時の駆動周波数等を高くすると、検出信号の振幅が低下し検出精度が悪くなることがある。
【００１１】
本発明は、検出駆動周波数を上げることなくレイテンシィを短縮し応答性を改善した接触検出の機能を有する表示装置を提供するものである。また、本発明は、当該接触検出の機能をもつ接触検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に関わる表示装置は、表示面と、表示機能層と、複数の駆動電極と、検出走査制御部と、複数のセンサ線とを有し、望ましくは、接触検出部をさらに有する。
前記表示機能層は、入力される映像信号に応じて前記表示面の表示を変化させる。
前記複数の駆動電極は、例えば前記検出面と平行な面内で、一方向に分離して配置されている。
【００１３】
前記検出走査制御部は、複数の駆動電極の一部に検出駆動電圧を印加し、当該検出駆動電圧の印加対象を表示面内において一方向内でシフトして検出駆動走査を行なう。このとき前記検出走査制御部は、駆動電極ピッチの２倍以上のピッチでシフトを行う飛び越しシフトが含まれるように前記検出駆動走査を制御する。
【００１４】
前記複数のセンサ線は、前記一方向と異なる他方向に分離して配置されている。前記検出走査制御部が前記検出駆動走査を行なっているときに前記検出面に対して被検出物が接触または近接すると、当該接触または近接に応答して、前記複数のセンサ線に電気的変化が生じる。
【００１５】
以上の構成によれば、接触走査制御部が実行制御する検出駆動走査において、検出面(この場合、表示面)内の走査期間に複数回繰り返されるシフトに上記飛び越しシフトが含まれる。そのため、この飛び越しシフトの頻度が高いほど、検出走査の期間中に検出面内において最初に接触検出が行なわれるまでの時間が短くなる。なお、本発明の明細書で“接触検出”と言うときに、被検出物が検出面（この場合、表示面）に接触する検出だけでなく、近接（プロキシミティ）を検出することを含む。
【００１６】
本発明が非適用の場合、つまり、飛び越しシフトを含まないで、複数の駆動電極の分離方向（一方向）の片側から順次走査を行う場合、走査開始点に近い側に被検出物が存在する場合に比べ、遠い側に被検出物が存在する場合の接触検出の応答が遅くなる。
これに対し本発明では、飛び越しシフトを何回か繰り返すだけで、大まかに検出面内の接触検出が可能である。このため、被検出物の有無を素早く検出したい場合、検出駆動走査の周波数が同じであっても、このような飛び越しシフトによって最初に接触検出がされるまでの期間が、より短くなる。
【００１７】
本発明に係る接触検出装置は、上述した表示装置の表示面と同じように被検出物が接触または近接する面として検出面を有するが、表示装置と異なり、表示機能層は有しない。また、当該表示装置は、上述した接触検出装置と同様な機能の検出走査制御部と、複数のセンサ線とを有する。
【００１８】
液晶表示装置の場合、液晶層が前記表示機能層に該当する。また、液晶表示装置等の場合、前記表示機能層（液晶層）に画素ごとの表示電圧を印加する２つの電極（画素電極と駆動電極）が液晶を挟む配置でもよいし、双方とも反表示面側に配置してもよい。
【００１９】
例えば表示装置全体の薄型化のためには、検出駆動走査のための前記複数の駆動電極は、表示駆動走査のための表示駆動電極を兼用することが好ましい。
この場合、液晶表示装置においては、さらに、検出走査制御部と表示走査制御部とを個別の回路として設けてもよいし、１つの回路に兼用させてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、検出駆動周波数を上げることなくレイテンシィを短縮し応答性を改善した表示装置を提供できる。また、本発明によれば、このような利点をもつ接触検出の機能を有する接触検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１,第２の実施の形態に関わるタッチセンサ部の動作を説明するための等価回路図と概略断面図である。
【図２】図１に示すタッチセンサ部に指が接触または接近した場合の、同等価回路図と同概略断面図である。
【図３】第１,第２の実施の形態に関わるタッチセンサ部の入出力波形を示す図である。
【図４】第１の実施の形態に関わる接触検出装置の構成を示す平面図と概略断面図である。
【図５】第１の実施の形態に関わる、タッチセンサ検出を説明するための平面図と等価回路図と式を示す図である。
【図６】第２の実施の形態に関わる表示装置のタッチ検出のための電極パターンと、その駆動回路との接続を示す平面図と概略断面図である。
【図７】第２の実施の形態に関わる表示装置の画素回路の等価回路図である。
【図８】第２の実施形態に関わる表示装置の接触検出部の回路例を示す図である。
【図９】第２の実施の形態に関わる、横電界モードの液晶表示装置の概略断面図である。
【図１０】第１のシフト動作例の説明図である。
【図１１】第２のシフト動作例の説明図である。
【図１２】第３のシフト動作例の説明図である。
【図１３】第４のシフト動作例の説明図である。
【図１４】第５のシフト動作例の説明図である。
【図１５】第６のシフト動作例の説明図である。
【図１６】第７のシフト動作例の説明図である。
【図１７】第８のシフト動作例の説明図である。
【図１８】第１の走査駆動部の構成例を示す表示装置の概略ブロック図である。
【図１９】第２の走査駆動部の構成例を示す表示装置の概略ブロック図である。
【図２０】本発明が適用された液晶表示装置を備えたデジタルスチルカメラを示す斜視図である。
【図２１】本発明が適用された液晶表示装置を備えたノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。
【図２２】本発明が適用された液晶表示装置を備えたビデオカメラを示す斜視図である。
【図２３】本発明が適用された液晶表示装置を備えた携帯端末装置の開状態と閉状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を、静電容量式の接触検出装置、および、当該接触検出の機能を有する液晶表示装置を主な例として図面を参照して説明する。なお、抵抗膜式や光学式にも本発明は適用可能である。また、ここでは液晶表示装置を例とするが、有機ＥＬ表示装置などの他の表示装置に対しても本発明は適用可能である。
以下、次の順で説明を行う。
１．第１の実施の形態：接触検出装置。
２．第２の実施の形態：液晶表示装置。
３．変形例。
４．電子機器への応用例。
【００２３】
＜１．第１の実施の形態＞
［タッチ検出の基本構成と動作］
最初に、第１の実施の形態で前提となる事項（他の実施の形態でも共通する事項）として、図１〜図３を参照して、静電容量式接触検出の基本を説明する。
図１（Ａ）と図２（Ａ）はタッチセンサ部の等価回路図、図１（Ｂ）と図２（Ｂ）はタッチセンサ部の構造図（概略断面図）である。ここで図１は被検出物としての指がセンサに近接していない場合を、図２はセンサに指が近接または接触している場合を、それぞれ示す。
【００２４】
図解するタッチセンサ部は、静電容量型タッチセンサであり、図１（Ｂ）および図２（Ｂ）に示すように容量素子からなる。具体的に、誘電体Ｄと、誘電体Ｄを挟んで対向配置する１対の電極、すなわち駆動電極Ｅ１および検出電極Ｅ２とから容量素子（静電容量）Ｃ１が形成されている。
図１（Ａ）および図２（Ａ）に示すように、容量素子Ｃ１の駆動電極Ｅ１は、ＡＣパルス信号Ｓｇを発生する交流信号源ＡＳに接続される。容量素子Ｃ１の検出電極Ｅ２は、検出回路ＤＥＴに接続される。このとき検出電極Ｅ２は抵抗Ｒを介して接地されることで、ＤＣレベルが電気的に固定される。なお、抵抗を介した接地は必須でなく、検出電極Ｅ２は、例えばロジック回路を介して、ある期間ではＧＮＤ電位や他の電位に固定され、ある期間ではフローティング状態としてもよい。
【００２５】
交流信号源ＡＳから駆動電極Ｅ１に所定の周波数、例えば数[ｋＨｚ]〜数十[ｋＨｚ]程度のＡＣパルス信号Ｓｇを印加する。
このＡＣパルス信号Ｓｇの波形図を図３（Ｂ）に例示する。ＡＣパルス信号Ｓｇの印加に応じて、検出電極Ｅ２に、図３（Ａ）に示す出力波形の信号（検出信号Ｖｄｅｔ）が現れる。
【００２６】
なお、後述する他の実施の形態で詳細を述べるが、接触検出装置の機能を液晶表示パネル内に有する液晶表示装置では、駆動電極Ｅ１が液晶駆動のための対向電極（画素電極に対向する、複数画素で共通の電極）に相当する。ここで対向電極は液晶駆動のため、いわゆるＶｃｏｍ駆動と称される交流駆動がなされる。よって、この他の実施の形態では、Ｖｃｏｍ駆動のためのコモン駆動信号を、駆動電極Ｅ１をタッチセンサのために駆動するＡＣパルス信号Ｓｇとしても用いる。
【００２７】
指を接触していない図１に示す状態では、容量素子Ｃ１の駆動電極Ｅ１が交流駆動され、その充放電にともなって検出電極Ｅ２に交流の検出信号Ｖｄｅｔが出現する。以下、このときの検出信号を「初期検出信号Ｖｄｅｔ０」と表記する。検出電極Ｅ２側はＤＣ接地されているが高周波的には接地されていないため交流の放電経路がなく、初期検出信号Ｖｄｅｔ０のパルス波高値は比較的大きい。ただし、ＡＣパルス信号Ｓｇが立ち上がってから時間が経過すると、初期検出信号Ｖｄｅｔ０のパルス波高値が損失のため徐々に低下している。
【００２８】
図３（Ｃ）に、スケールとともに波形を拡大して示す。初期検出信号Ｖｄｅｔ０のパルス波高値は、初期値の２.８[Ｖ]から高周波ロスによって僅かな時間の経過で０.５[Ｖ]ほど、低下している。
【００２９】
この初期状態から、指が検出電極Ｅ２に接触、または、影響を及ぼす至近距離まで接近すると、図２（Ａ）に示すように、検出電極Ｅ２に容量素子Ｃ２が接続された場合と等価な状態に回路状態が変化する。これは、高周波的に人体が、片側が接地された容量と等価になるからである。
この接触状態では、容量素子Ｃ１とＣ２を介した交流信号の放電経路が形成される。よって、容量素子Ｃ１とＣ２の充放電に伴って、容量素子Ｃ１,Ｃ２に、それぞれ交流電流Ｉ１,Ｉ２が流れる。そのため、初期検出信号Ｖｄｅｔ０は、容量素子Ｃ１とＣ２の比等で決まる値に分圧され、パルス波高値が低下する。
【００３０】
図３（Ａ）および図３（Ｃ）に示す検出信号Ｖｄｅｔ１は、この指が接触したときに検出電極Ｅ２に出現する検出信号である。図３（Ｃ）から、検出信号の低下量は０.５[Ｖ]〜０.８[Ｖ]程度であることが分かる。図１および図２に示す検出回路ＤＥＴは、この検出信号の低下を、例えば閾値Ｖｔを用いて検出することにより、指の接触を検出する。
【００３１】
［接触検出装置の概略構成］
図４（Ａ）に、本発明の実施の形態に関わる接触検出装置の概略的な平面図を示す。この平面図は最表面の保護層を省略し、検出面（保護層の最表面）から装置内部を透視した図である。また、図４（Ｂ）に、図４（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った概略断面図を示す。
図４（Ｂ）に図解するように、接触検出装置１０は、第１基板１１と、第２基板１２との間に駆動電極ＤＥｍが配置されている。第２基板１２の駆動電極ＤＥｍ側と反対の面、すなわち検出面側の面にｎ本のセンサ線ＳＬ１〜ＳＬｎが配置されている。
【００３２】
ｎ本のセンサ線ＳＬ１〜ＳＬｎは、図４（Ａ）に示すようにｙ方向に細長い複数の配線から形成されている。以下、センサ線ＳＬ１〜ＳＬｎの任意の１本を、センサ線ＳＬｉ（ｉ＝１,２,３,…,ｎ）と表記する。
【００３３】
駆動電極は、図４（Ａ）に示すように、ｘ方向に長い帯状に形成され、ｙ方向に同一ピッチでｍ個配置されている。ｍ個の駆動電極ＤＥｊ（ｊ＝１,２,３,…,ｍ）は、ｎ本のセンサ線ＳＬ１〜ＳＬｎと異なる方向に配置されている。本例では、駆動電極ＤＥｊとセンサ線ＳＬｉが直交して配置されている。
【００３４】
図４（Ｂ）に示す第１基板１１と第２基板１２の材質を限定しない。ただし、ｎ本のセンサ線ＳＬ１〜ＳＬｎの各々（ＳＬｉ）がｍ個の駆動電極ＤＥ１〜ＤＥｍの各々（ＤＥｊ）と容量結合している必要がある。そのため当該容量結合を所定の強さとするという観点から、第２基板１２の厚さや材質が規定されている。その観点では第２基板１２を省略し、絶縁物をｎ本のセンサ線ＳＬ１〜ＳＬｎとｍ個の駆動電極ＤＥ１〜ＤＥｍとの間に介在させてもよい。
【００３５】
図４（Ａ）に示すように、ｍ個の駆動電極ＤＥ１〜ＤＥｍの一方端に接続されて走査駆動部９が配置されている。また、ｎ本のセンサ線ＳＬ１〜ＳＬｎの一方端に接続されて接触検出部８が配置されている。
【００３６】
走査駆動部９は、駆動電極ごとに交流信号源ＡＳ（図１,図２参照）を有する。走査駆動部９は、活性化する交流信号源ＡＳを、図４（Ａ）の走査駆動部９のブロック内で矢印により示す方向（走査方向）内で切り替える回路である。あるいは、走査駆動部９は、１つの交流信号源ＡＳを有し、この１つの交流信号源ＡＳと、ｍ個の駆動電極内の１つの駆動電極ＤＥｊとの接続を上記走査方向内で切り替える回路である。
【００３７】
走査駆動部９は、検出駆動走査を行う本発明の“検出走査制御部”の一例に該当する。ここで本発明でいう“検出駆動走査”とは、検出駆動電圧（例えば交流電圧）を印加し、その印加対象を一方向内でシフトすることを検出面内の走査期間内に複数回繰り返す動作である。
【００３８】
一般に“走査”と呼ぶとき、駆動電圧（交流、直流に限らない）を実際に与える駆動電極（電圧印加対象）を、ｍ個の駆動電極の一方端から他方端に向かって切り替える動作を指す場合が多い。
【００３９】
ただし、本発明では順次走査（矢印の始点から終点に順次、電圧印加対象としての駆動電極ＤＥを切り替える走査）を常には行わないが、一部で順次走査を行ってもよい。途中で駆動電極ＤＥを幾つか飛び越して電圧印加対象をシフトする飛び越しシフトを行う場合があるからである。また、矢印の向きとは逆向きの順次走査を行う、矢印の向きとは逆向きに飛び越しシフトを伴う走査を行うなど、順次走査とは異なる走査を走査駆動部９が実行する場合もある。なお、図４（Ａ）の走査駆動部９内に矢印で示す向きは、走査駆動部９が行う基本的な走査の向きを示すに過ぎない。
【００４０】
以上より、走査駆動部９（検出走査制御部）は、検出駆動走査に際して、駆動電極ピッチの２倍以上のピッチで行う飛び越しシフトが含まれるように、電圧印加対象のシフトを制御する回路であると言える。
【００４１】
走査駆動部９は、その外部（例えば不図示のＣＰＵやパルス発生回路等）から与えられる制御信号に基づいて、走査のアルゴリズム（特にシフトの仕方）を制御するとよい。この場合、本発明の検出走査制御部は、走査駆動部９のほかに、その制御信号を供給する手段（ＣＰＵやパルス発生回路等）を含んで構成してよい。走査駆動部９の具体的なブロック構成は後述する。
また、後述の変形例で示すように、走査のアルゴリズムにはシフト動作の仕方のほかに、印加電圧の大きさや位相の制御など、電圧印加のアルゴリズムを含むようにしてもよい。
【００４２】
なお、本実施の形態では、駆動電極とセンサ線との直交配置は必須ではなく、各センサ線と各駆動電極との容量結合が、検出面内で均一またはほぼ均一となれば、両者の形状や配置を特に限定する必要がない。
ただし、図４（Ａ）のように検出面の直交する２つの辺の一方の側からセンサ線を引き出して接触検出部８に接続し、上記２つの辺のもう片方の側から駆動電極を引き出して走査駆動部９に接続すると、接触検出部８と走査駆動部９の配置が行いやすい。そのため駆動電極とセンサ線との直交配置は望ましいが、これに限定することが必須というわけでなない。
【００４３】
［シフト動作のアルゴリズム］
ここでシフトのアルゴリズムについて概略を説明する。
本発明の適用による実行されるシフトは、大別すると、ランダムに行う場合と、規則的に行う場合がある。
ランダムなシフトは、例えば、走査駆動部９が自身で発生した乱数、あるいは、外部から与えられる乱数を用いて次に行うシフト量や正逆の向き（電圧印加対象の選択）をその都度決めることで実行される。ランダムなシフトは、「駆動電極ピッチのＰ（≧１）倍でシフト動作を行うとしたときに、このＰの値をランダムに制御する」ものである。ランダムなシフトであるから、当然ながら、飛び越しシフトも高い確率で含まれる。
【００４４】
ランダムなシフトを行った結果として、順次走査となってしまう確率は極めて小さいがゼロではない。とくに駆動電極ＤＥが数個の場合は、そのような確率（飛び越し走査が全く行われない確率）も無視できない。
しかし、通常、駆動電極ＤＥの本数ｍは数百と大きいため、ランダムなシフトを行った場合、１画面走査時間に飛び越し走査が全く行われない確率はゼロとみなしてよい。つまり、逆の言い方をすると、ランダムなシフトを行った場合に、１画面走査時間に飛び越しシフトが１回以上含まれるように駆動電極ＤＥの本数ｍが多いことが必要である。ここで“１画面走査時間”とは、順次走査の場合に、最初の駆動電極ＤＥ１の駆動開始から最後の駆動電極ＤＥｍの駆動終了までの時間である。
【００４５】
一方、規則的なシフトでは、１画面走査時間に飛び越しシフトが１回以上含まれるように、そのアルゴリズムを決めればよい。ただし、飛び越しシフトの目的は、いち早く接触検出を認識することであるから、飛び越しシフトのシフト値（飛び越し時の駆動電極ピッチＰ）はある程度大きくする必要がある。そのため、規則的なシフト動作では、１画面をｙ方向に複数Ｆ（≧２）個の領域に区分したときに、領域間を出来るだけまんべんなく移動するシフト動作が好ましい。このとき領域間の移動に飛び越しシフト動作を行うことが望ましい。
【００４６】
あるいは、細かい飛越量（数画素電極分、例えば１〜３，４画素電極のピッチずつ）で常に飛び越しシフトを行うことが望ましい。この手法は、表示走査より粗いピッチでの順次走査とみなすことができるが、駆動周波数は表示時と同じとしながらも画面の端から端までの走査時間が表示時より短くなる。その結果、この手法は『Ｎ画面分の表示駆動走査の期間中に（Ｎ＋１）以上の画面分の検出駆動走査を行う』手法である。
【００４７】
領域間移動のシフトの動作例と常時飛び越しシフトの動作例は、後述する他の実施の形態で述べる。なお、領域間移動のシフト動作の規則性のみアルゴリズムで決めて、各領域内でどの駆動電極ＤＥを選択するかの手順にランダム性を持たせるなど、規則的なシフト動作とランダムなシフト動作の組み合わせも可能である。
【００４８】
ところで、走査駆動部９が行う検出駆動走査は、検出駆動電圧（例えば交流電圧）の印加とシフト動作の繰り返しであるが、この２つの動作を１サイクルとして一定周期で行うことが望ましい。なぜなら、接触検出部８で接触の有無を検出する際のタイミングがとりやすいからである。
この場合、走査駆動部９（検出走査制御部）は、前記シフトを行うが前記検出駆動電圧の印加を行わない、あるいは、シフトも電圧の印加も行わない１サイクル以上の駆動休止を定期的に、または、ある領域に対して実行制御してもよい。
特に常時飛び越しシフトでは、画面の端から端まで粗い順次走査を行った後に、つぎの画面を走査するために、最初の走査開始位置に戻る帰線期間及び／又は帰線後の一定期間を、この駆動休止の期間としてもよい。
【００４９】
また、接触検出部８は、上記駆動休止の期間中に、検出信号となる電気的変化が重畳されていないセンサ線ＳＬｉの電位レベルからノイズレベルを検出し、ノイズ除去を行うノイズ除去部を含むように構成してもよい。このノイズ除去部は、接触検出部８に設けることが必須でなく、接触検出部８と別の回路によってノイズ除去を行うこともできる。
【００５０】
また、図４（Ａ）では接触検出部８を接触検出装置１０内に設けているが、そのこと自体も必須でない。接触検出装置１０はｎ個のセンサ線出力を外部に出力させ、接触検出装置１０の外で接触検出を行ってもよい。
このことは後述する第２の実施の形態に関わる表示装置でも同様である。つまり、接触検出部８と同様な構成は表示装置の外部に設けてもよい。
以下、センサ線ＳＬｉの信号成分とノイズ成分について説明する。
【００５１】
［検出信号］
図５（Ａ）に、ｍ個の駆動電極ＤＥ１〜ＤＥｍのうち、最初の駆動電極ＤＥ１を交流信号源ＡＳが駆動している様子を示す。また、図５（Ｂ）に、このとき図５（Ａ）に示すｎ本のセンサ線の任意の１本（ＳＬｉ）にユーザの指が近接しているときのタッチセンサの等価回路図を示す。
図５（Ａ）に示すように駆動電極ＤＥ１に交流信号源ＡＳが接続されて、駆動電極ＤＥ１が交流駆動されている。このときタッチセンサは、図５（Ｂ）のような等価回路で表される。ただし、ここでは容量素子Ｃ１＿１〜Ｃ１＿ｍの各静電容量値を“Ｃｐ”、センサ線ＳＬｉに、容量素子Ｃ１＿１〜Ｃ１＿ｍ以外に接続されている容量成分（寄生容量）を“Ｃｃ”と表す。また、交流信号源ＡＳによる交流電圧の実効値を“Ｖ１”と表す。このとき接触検出部８（図４（Ａ）参照）で検出される検出信号Ｖｄｅｔは、指が非接触のときは電圧Ｖｓ、指が接触のときは電圧Ｖｆ（＜Ｖｓ）となる。図３との関係では、電圧Ｖｓが“初期検出信号Ｖｄｅｔ０”に相当し、電圧Ｖｆが“検出信号Ｖｄｅｔ１”に相当する。以下、電圧Ｖｓ,Ｖｆをセンサ電圧という。
【００５２】
非接触時のセンサ電圧Ｖｓは、図５（Ｃ）のような式によって表される。この式から、駆動電極ＤＥの数ｍが大きいと、その分、各静電容量値Ｃｐは小さくなる。このため図５（Ｃ）の式の分母における“ｍＣｐ”がほぼ一定となる。また、寄生容量Ｃｃの値は駆動電極ＤＥの数ｍの影響を多少は受けるが、ほぼ一定とみなしてよい。このため図５（Ｃ）の式の分母に余り大きな変化がないが、その分子が小さくなる。よって、駆動電極ＤＥの数ｍが大きくなるにしたがって、センサ電圧Ｖｓの大きさ（非接触時の検出信号の波高値）も小さくなる。一方、センサ電圧Ｖｆ（接触時の検出信号の波高値）はセンサ電圧Ｖｓと同様に、ほぼ“ｍＣｐ”に反比例し、ほぼ“Ｃｐ”に比例する値をとる。これは、指の近接により付加された外部容量Ｃ２の値が静電容量値Ｃｐより十分小さいからである。
以上より、駆動電極ＤＥの数ｍが大きいほど検出信号の波高値が小さくなる。
【００５３】
これに対し駆動電極ＤＥの数ｍが小さく、１つの駆動電極ＤＥ１の面積が大きいと、検出信号の波高値は大きくなるが、被検出物の大きさを検出する際の分解能（認識可能な最小の被検出物の大きさに対応）が低下する。また、被検出物の位置検出の場合は、その位置検出の精度も上記数ｍが小さいほど低い。よって、この物体の大きさや位置を検出する精度を上げて高性能化すると、どうしても１つの駆動電極ＤＥの面積を小さくせざるを得ない。しかし、前述したように、駆動電極ＤＥの数ｍを大きくして電極面積を小さくすると、タッチセンサの検出信号の波高値が低下する。
【００５４】
本例では、１つの駆動電極ＤＥの面積に応じて、駆動電極ＤＥと交差する箇所での静電容量値Ｃｐが変化する。つまり、駆動電極ＤＥの面積（特に幅）が大きいほど、静電容量値Ｃｐも大きくなる。また、１本のセンサ線ＳＬｉの面積（特に幅）が大きいほど、静電容量値Ｃｐも大きくなる。
【００５５】
ところで、センサ線ＳＬｉにノイズがのると、結果として、検出信号Ｖｄｅｔ中のノイズ成分に対して信号成分（センサ電圧Ｖｓ,Ｖｆの平均的な波高値）が相対的に小さくなる。したがって、検出信号ＶｄｅｔのＳ／Ｎ比が低下してしまう。このＳ／Ｎ比は、駆動電極ＤＥの数ｍが大きく１つの駆動電極ＤＥの幅が小さいほど低下する。また、信号成分とノイズ成分の大きさが近接するほどノイズ分離技術の適用が難しくなる。とくにノイズ成分が周期的に変動し、その周期が検出信号の周期に近いと、さらにノイズ分離が難しくなる。
よって、タッチセンサの感度（検出する物体の大きさの解像度や位置検出精度）と検出信号ＶｄｅｔのＳ／Ｎ比にはトレードオフの関係があり、ノイズフィルタ等のノイズ分離技術を適用したとしても、両者を共に向上させることは困難である。
【００５６】
そこで、本発明の実施の形態では、より望ましい形態として、信号成分がない期間（サイクル）を意図的に設け、そのノイズ成分の検出を容易にする。この期間（サイクル）で検出したノイズ成分を、信号成分とノイズ成分の両方を含む期間のセンサ線出力から減算すると、ノイズ除去が容易に行える。なお、ノイズ除去部の具体的な回路説明は省略する。
【００５７】
＜２．第２の実施の形態＞
第２の実施の形態は、本発明の表示装置に関する。この表示装置のタッチセンサ機能自体は第１の実施の形態と同じである。
本実施の形態で例示する表示装置は、Ｖｃｏｍ駆動を行う液晶表示装置である。
【００５８】
本発明において、Ｖｃｏｍ駆動は必須ではない。ただし以下の説明では、Ｖｃｏｍ駆動を行い、その表示駆動のために共通電極（対向電極）をセンサ駆動のためにも用いて、表示走査（書き込み走査）とセンサ駆動走査を同時に行う液晶表示装置を例示する。
【００５９】
このとき表示駆動と検出駆動を同期させることが望ましい。言い換えると、本実施形態では、同期駆動のために、表示駆動の共通電極（対向電極）をセンサ駆動の駆動電極としても用いている。なお、同期をとるのは表示装置内で不図示のＣＰＵ等の制御によって同期信号（クロック信号等）を発生する構成でもよいし、外部から同期信号を与えてもよい。表示装置が液晶表示パネルといった表示部品の場合は、外部同期も想定される。一方、表示装置が表示部品を含めたシステム（テレビジョン装置、モニター装置、その他の電子機器）の場合は、当該システム内で同期信号が発生する。
【００６０】
この液晶表示装置は、装置全体の薄型化が図られる利益を有する。ただし、表示駆動周波数とセンサ駆動周波数（検出駆動周波数）を同じにすると、センサ検出時の応答性が悪いという別の面での不利益を伴う。このため、第１の実施の形態で説明した効果、すなわち、検出駆動周波数を上げることなく（あるいは逆に下げた場合でも）センサ検出の応答性を改善するという効果は、表示駆動とセンサ駆動の駆動電極を共用する表示装置において、特に大きい。
【００６１】
なお、本発明で“対向電極”とは、表示駆動のための共通電極（表示駆動電極）の役割と第１の実施の形態と同様にタッチ検出のための検出駆動電極の役割を兼ねる電極をいう。以下、第１の実施の形態との整合性を保つため、第１の実施の形態における用語である“駆動電極ＤＥ”を引き続き用いる。
【００６２】
センサ検出精度はセンサ線（本実施の形態では“検出電極”とも言う）の数に比例するが、センサ線をｘ方向とｙ方向にマトリクス配置するとセンサ線の数が膨大になる。センサ線の数を減らすには、複数の駆動電極の１つを交流駆動し、その交流駆動の動作対象を、所定間隔をおいて一定ピッチで並ぶ複数の駆動電極の配列内でシフトする駆動法が望ましい。この駆動方法の基本的概念は、第１の実施の形態でも採用されており、そのためｙ方向に長いセンサ線のみでセンサ出力が可能となる。
【００６３】
この交流駆動の対象を走査方向（ｙ方向）に所定のアルゴリズムでシフトさせながら交流駆動する手法で、この動作に追従してセンサ線の電位変化を観察する。すると、電位変化（例えば、図３（Ａ）に示すパルス波高値の低下）があったセンサ線（検出電極）のアドレスと、その電位変化のタイミングから被検出物の接触または近接が検出できる。このこと自体は第１の実施の形態と同様である。
また、所定のアルゴリズムに飛び越しシフトを含ませることと、そのことによる効果（レイテンシィの改善）は、第１の実施の形態と同様である。また、飛び越しシフトには、前述したように、領域間シフトと常時飛び越しシフトがあることも、第１の実施形態と同様である。
【００６４】
以下、表示装置の構成と動作を説明し、その後、シフト動作の好ましい実施形態について説明する。
【００６５】
［表示装置の概略構成］
図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に、本実施の形態に関わる表示装置の電極と、その駆動や検出のための回路の配置に特化した平面図を示す。また、図６（Ｄ）に、本実施形態に関わる表示装置の概略的な断面構造を示す。図６（Ｄ）は、例えば行方向（画素表示ライン方向）の６画素分の断面を表している。図７は、画素の等価回路図である。
図６に図解する表示装置は、「表示機能層」としての液晶層を備える液晶表示装置である。
【００６６】
液晶表示装置は、液晶層を挟んで対向する２つの基板のうち、一方の基板側に、複数の画素で共通な電極であり、画素ごとに階調表示のための信号電圧に対し基準電圧を付与するコモン駆動信号Ｖｃｏｍが印加される電極（駆動電極）を有する。
図６（Ｄ）では断面構造を見易くするために、この本発明の主要な構成である、駆動電極、画素電極および検出電極についてはハッチングを付すが、それ以外の部分（基板、絶縁膜および機能膜等）についてはハッチングを省略している。このハッチングの省略は、これ以降の他の断面構造図においても同様である。
【００６７】
液晶表示装置１は、図７に示す画素ＰＩＸがマトリクス配置されている。各画素ＰＩＸは、図７に示すように、画素のセレクト素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；thin film transistor、以下、ＴＦＴ２３と表記）と、液晶層６の等価容量Ｃ６と、保持容量（付加容量）Ｃｘとを有する。液晶層６を表す等価容量Ｃ６の一方側の電極は、画素ごとに分離されてマトリクス配置された画素電極２２であり、他方側の電極は複数の画素で共通な駆動電極４３である。
【００６８】
ＴＦＴ２３のソースとドレインの一方に画素電極２２が接続され、ＴＦＴ２３のソースとドレインの他方に映像信号線ＳＩＧが接続されている。映像信号線ＳＩＧは不図示の垂直駆動回路に接続され、信号電圧を持つ映像信号が映像信号線ＳＩＧに垂直駆動回路から供給される。
駆動電極４３には、コモン駆動信号Ｖｃｏｍが与えられる。コモン駆動信号Ｖｃｏｍは、中心電位を基準として正と負の電位を、１水平期間（１Ｈ）ごとに反転した信号である。
ＴＦＴ２３のゲートは行方向、即ち表示画面の横方向に並ぶ全ての画素ＰＩＸで電気的に共通化され、これにより走査線ＳＣＮが形成されている。走査線ＳＣＮは、不図示の垂直駆動回路から出力され、ＴＦＴ２３のゲートを開閉するためのゲートパルスが供給される。そのため走査線ＳＣＮはゲート線とも称させる。
【００６９】
図７に示すように、保持容量Ｃｘが等価容量Ｃ６と並列に接続されている。保持容量Ｃｘは、等価容量Ｃ６では蓄積容量が不足し、ＴＦＴ２３のリーク電流などによって書き込み電位が低下するのを防止するために設けられている。また、保持容量Ｃｘの追加はフリッカ防止や画面輝度の一様性向上にも役立っている。
【００７０】
液晶表示装置１は、断面構造（図６（Ｄ））で見ると、断面に現れない箇所で図７に示すＴＦＴ２３が形成され画素の駆動信号（信号電圧）が供給される基板（以下、駆動基板２という）を備えている。また、液晶表示装置１は、駆動基板２に対向して配置された対向基板４と、駆動基板２と対向基板４との間に配置された液晶層６とを備えている。
【００７１】
駆動基板２は、図７のＴＦＴ２３が形成された回路基板としてのＴＦＴ基板２１（基板ボディ部はガラス等からなる）と、このＴＦＴ基板２１上にマトリクス配置された複数の画素電極２２とを有する。
ＴＦＴ基板２１に、各画素電極２２を駆動するための図示しない表示ドライバ（垂直駆動回路、水平駆動回路等）が形成されている。また、ＴＦＴ基板２１に、図７に示すＴＦＴ２３、ならびに、映像信号線ＳＩＧおよび走査線ＳＣＮ等の配線が形成されている。ＴＦＴ基板２１に、第１の実施の形態で述べた接触検出部８（図４参照）が形成されていてもよい。
【００７２】
対向基板４は、ガラス基板４１と、このガラス基板４１の一方の面に形成されたカラーフィルタ４２と、カラーフィルタ４２の上（液晶層６側）に形成された駆動電極４３とを有する。カラーフィルタ４２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルタ層を周期的に配列して構成したもので、画素ＰＩＸ（画素電極２２）ごとにＲ、Ｇ、Ｂの３色の１色が対応付けられている。なお、１色が対応付けられている画素をサブ画素といい、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のサブ画素を画素という場合があるが、ここではサブ画素も画素ＰＩＸと表記する。
駆動電極４３は、タッチ検出動作を行うタッチセンサの一部を構成するタッチ検出センサの駆動電極ＤＥ（第１の実施の形態参照）としても兼用されるものである。駆動電極４３は、図１および図２における駆動電極Ｅ１に相当する。
【００７３】
駆動電極４３は、コンタクト導電柱７によってＴＦＴ基板２１と連結されている。このコンタクト導電柱７を介して、ＴＦＴ基板２１から駆動電極４３に交流パルス波形のコモン駆動信号Ｖｃｏｍが印加されるようになっている。このコモン駆動信号Ｖｃｏｍは、図１および図２の交流信号源ＡＳから供給されるＡＣパルス信号Ｓｇに相当する。
【００７４】
ガラス基板４１の他方の面（表示面側）には、センサ線ＳＬが形成され、さらに、センサ線ＳＬの上には、保護層４５が形成されている。センサ線ＳＬは、タッチセンサの一部を構成するもので、図１および図２における検出電極Ｅ２に相当する。ガラス基板４１に、タッチ検出動作を行う接触検出部８（図４参照）が形成されていてもよい。
【００７５】
液晶層６は、「表示機能層」として、印加される電界の状態に応じて厚さ方向（電極の対向方向）を通過する光を変調する。液晶層６は、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）、ＶＡ（垂直配向）、ＥＣＢ（電界制御複屈折）等の各種モードの液晶材料が用いられる。
【００７６】
なお、液晶層６と駆動基板２との間、および液晶層６と対向基板４との間には、それぞれ配向膜が配設される。また、駆動基板２の反表示面側（即ち背面側）と対向基板４の表示面側には、それぞれ偏光板が配置される。これらの光学機能層は、図６で図示を省略している。
【００７７】
[接触検出部の基本構成例]
図８は、本実施形態において、接触検出部８の基本構成である電圧検出器ＤＥＴの回路図である。
電圧検出器ＤＥＴは、図８に示すように、ＯＰアンプ回路８１と、整流回路８２と、出力回路８３とを含む。
【００７８】
電圧検出器ＤＥＴを構成する各部について、図８を用いて順次説明する。
電圧検出器ＤＥＴにおいて、ＯＰアンプ回路８１は、ＯＰアンプ８４と、抵抗Ｒ,Ｒ１,Ｒ２と、キャパシタＣ３とを含み、信号増幅回路のほか、フィルタ回路として機能するように構成されている。つまり、ＯＰアンプ回路８１は、検出電極４４から出力された検出信号Ｖｄｅｔを増幅後、その検出信号Ｖｄｅｔにおいて所定の周波数成分を除去して、整流回路８２へ出力する。
【００７９】
具体的には、ＯＰアンプ回路８１においては、ＯＰアンプ８４の非反転入力「＋」に、検出電極４４が電気的に接続され、検出電極４４から出力された検出信号Ｖｄｅｔが入力される。ここでは、検出電極４４は、電位のＤＣレベルを電気的に固定するために、抵抗Ｒを介して接地電位に接続されている。また、ＯＰアンプ８４の反転入力「−」と出力との間に、抵抗Ｒ２とキャパシタＣ３とが並列に接続されており、ＯＰアンプ８４の反転入力「−」と接地電位との間に抵抗Ｒ１が接続されている。
【００８０】
電圧検出器ＤＥＴにおいて、整流回路８２は、ダイオードＤ１と、充電キャパシタＣ４と、放電抵抗Ｒ０とを有する。この整流回路８２は、ＯＰアンプ回路８１から出力された信号をダイオードＤ１が半波整流した後に、充電キャパシタＣ４と放電抵抗Ｒ０とによって構成される平滑回路によって、その信号を平滑化して、出力回路８３へ出力するように構成されている。
【００８１】
具体的には、整流回路８２においては、ダイオードＤ１のアノードが、ＯＰアンプ回路８１の出力端子に電気的に接続されている。そして、ダイオードＤ１のカソードと接地電位との間に、充電キャパシタＣ４と放電抵抗Ｒ０とのそれぞれが電気的に接続されている。
【００８２】
電圧検出器ＤＥＴにおいて、出力回路８３は、コンパレータ８５を含み、整流回路８２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータとして機能するように構成されている。
【００８３】
具体的には、コンパレータ８５において、正入力端子（＋）は、整流回路８２に電気的に接続されている。また、コンパレータ８５において、負入力端子（−）には、閾値電圧Ｖｔｈが入力されている。そして、コンパレータ８５においては、整流回路８２から出力されるアナログ信号について、閾値電圧Ｖｔｈとの間で比較処理し、その結果に基づいて、デジタル信号を出力する。
【００８４】
上記のような電圧検出器ＤＥＴは、たとえば、対向基板４において、表示領域の周辺において、検出電極４４の長さ方向の一方端側に並んで配置され、これにより接触検出部８を構成している。なお、電圧検出器ＤＥＴを基本構成とする接触検出部８は、検出電極４４の他方端側、あるいは、両端側に配置してもよい。両端側配置の場合、例えば、検出電極４４の奇数番目に対応した電圧検出器ＤＥＴ群を検出電極４４の長さ方向の一方端側に配置し、偶数番目に対応した電圧検出器ＤＥＴを他方端側に配置してもよい。
【００８５】
［駆動電極の構成と駆動走査］
駆動電極４３は、図６（Ａ）に示すように、画素配列の行または列、本例では列の方向（図の縦方向）に分割されている。この分割の方向は、表示駆動における画素ラインの走査方向、すなわち不図示の垂直駆動回路が走査線ＳＣＮを順次活性化していく方向と対応する。
駆動電極４３は、合計で（ｋ×ｍ）個に分割されている。よって、駆動電極４３＿１,４３＿２,…,４３＿ｋ,…,４３＿ｋｍは、行方向に長い帯状のパターンを有して面状配置され、当該面内で互いの離間距離をとって平行に敷き詰められている。
【００８６】
この（ｋ×ｍ）分割された駆動電極４３＿１〜４３＿ｋｍの分割配置ピッチが、（サブ）画素ピッチ、あるいは、画素電極の配置ピッチの自然数倍に設定されている。ここでは駆動電極の分割配置ピッチは画素電極の配置ピッチと等しいとする。
【００８７】
なお、図４に示す符号“ＤＥ”はｋ（＞２）本の駆動電極の集合を有し、この単位で交流駆動が行われる。この単位は、第１の実施の形態における駆動電極ＤＥに相当する。この交流駆動の単位を１画素ラインより大きくするのはタッチセンサの静電容量を大きくして検出感度上げるためである。その一方で、駆動電極ＤＥを画素ピッチ単位の自然数倍でシフトさせて、シフトの不可視化を図ることができる。
【００８８】
その一方、このように駆動電極ＤＥを単位とするＶｃｏｍ駆動において、そのシフト動作は、不図示の垂直駆動回路（書き込み駆動走査部）内に設けられた、「検出走査制御部」としての走査駆動部９により行われる。走査駆動部９が実行する所定のアルゴリズムについては、その概略を第１の実施の形態で述べた。
【００８９】
一方、ｎ本のセンサ線ＳＬ１〜ＳＬｎは、第１の実施の形態と同様に、ｙ方向に長い平行ストライプの配線から形成されている。これらｎ本のセンサ線ＳＬ１〜ＳＬｎからのｎ個のセンサ線出力が接触検出部８に入力されるようになっている。
【００９０】
なお、図６（Ａ）と図６（Ｂ）は電極パターン説明のために分けた図である。ただし、実際には図６（Ｃ）のように、駆動電極４３＿１〜４３＿ｋｍと各センサ線ＳＬｉとは重ねて配置されている。
この構成によって、接触検出部８は、どの検出回路ＤＥＴに電圧変化が生じたかで行方向の位置が検出でき、その検出時のタイミングによって列方向の位置情報を得ることができる。つまり、走査駆動部９のＶｃｏｍ駆動と接触検出部８の動作が、例えば所定周期のクロック信号で同期しているとする。このような同期動作によって、接触検出部８が電圧変化を得たときが、走査駆動部９が、どの駆動電極を駆動していたときに対応するかが分かるため、指の接触位置の中心を検出できる。このような検出動作は、液晶表示装置１全体を統括する不図示のコンピュータベースの統括制御回路、例えばＣＰＵやマイクロコンピュータ、あるいは、タッチ検出のための制御回路により制御される。
【００９１】
“検出走査制御部”としての走査駆動部９は、図６（Ｄ）の駆動基板２側に形成されるが、接触検出部８は、駆動基板２側でも対向基板４側でもよいし、また、液晶表示装置１の外部に配置されてもよい。
ＴＦＴが多く集積化されているため製造工程数を減らすには駆動基板２に接触検出部８も一緒に形成することが望ましい。ただし、センサ線ＳＬが対向基板４側に存在し、センサ線ＳＬが透明電極材料から形成されるため配線抵抗が高くなることがある。そのような場合、配線抵抗が高いことの不具合を回避するには、対向基板４側に接触検出部８を形成することが好ましい。ただし、接触検出部８だけのために対向基板４にＴＦＴ形成プロセスを用いると、コスト高になるという不利益がある。以上の利益と不利益を総合的に勘案して、接触検出部８の形成位置を決定するとよい。
【００９２】
［横電界モード液晶表示装置］
図９は、第２の実施の形態で、より望ましい構造の表示装置の概略的な断面構造図である。図９で、図６（Ｄ）と同一の構成は、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００９３】
図９に図解する液晶表示装置が、図６（Ｄ）に図解する液晶表示装置と異なる点は、駆動電極４３を駆動基板２側に配置することである。本実施形態における駆動電極４３は、画素電極２２の液晶層６と反対の側に画素電極２２と対向して配置されている。ここで、特に図示しないが、画素電極２２同士の間の距離が比較的大きく取られ、画素電極２２の間から駆動電極４３が液晶層６に電界を作用させる。つまり、液晶層６に対する電界の作用する方向が横方向の横電界モードの液晶表示となる。その他の構成は、断面における配置に限れば図６（Ｄ）に示す構造と同じとなる。
【００９４】
容量素子Ｃ１は、センサ線ＳＬと駆動電極４３との間に形成されるため、図６（Ｄ）の場合と比べると、容量値が低くなる。しかし、電極間隔が遠くなることを、電極幅を大きくするなどで補うような対処が可能であり、また、容量素子Ｃ２との関係で感度が大きくなる場合もある。
【００９５】
液晶層６は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）モードや、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）モード等の横電界モードの液晶が用いられる。
【００９６】
以下、第１の実施の形態で述べた規則的なシフト動作を第２の実施の形態に関わる液晶表示装置に適用した場合の例として、幾つかの具体的なシフト動作の実施例を述べる。
【００９７】
［第１のシフト動作例］
図１０（Ａ）に、第１のシフト動作例における電圧印加対象の駆動電極の遷移を模式的に平面図で示す。図１０（Ａ）において、図示の都合上、３本のセンサ線ＳＬを縦の白いラインで示す。また、横の縞線で示す部分が駆動電極ＤＥを表し、黒い１本の横線が表示画素ラインＰＬを表す。図１０（Ａ）の縦軸に示す破線の矢印が、基本的な走査方向（Scan Direction）を表す。なお、図１０（Ａ）では、図示の左から右に時間推移したときの９サイクル分の平面図を示している。なお、この１サイクルは、表示制御における１Ｈ水平期間に対応する。
【００９８】
図１０（Ｂ）には、第１のシフト動作例における走査線ＳＣＮに付与するゲート信号（Ｇａｔｅ(Ｎ)〜Ｇａｔｅ(Ｎ＋８)）のパルスと、そのパルス印加時の駆動電極ＤＥの位置とを模式的なタイミング図により示す。図１０（Ｂ）において、太い破線で囲む部分が電圧印加対象の駆動電極ＤＥの範囲を示す。図１０の縦軸は画素ラインのアドレスを表し、横軸が時間を表す。画素ラインのアドレスは、記号“Ｌｉｎｅ(Ｎ)〜(Ｎ＋８)”と記号“Ｌｉｎｅ(Ｍ)〜(Ｍ＋８)”の必要なもののみ示している。
【００９９】
以下、記号“Ｌｉｎｅ(Ｎ)〜(Ｎ＋８)”を含む領域をＡ領域と呼び、記号“Ｌｉｎｅ(Ｍ)〜(Ｍ＋８)”を含む領域をＢ領域と呼ぶ。
第１のシフト動作例は、Ａ領域とＢ領域といった２つの領域間で飛び越しシフトを行うことによって、２つの領域間で交互に検出駆動を行うことが特徴である。その際、Ａ領域で選択される奇数番目の駆動電極ＤＥ＿Ａ１,ＤＥ＿Ａ２,…,ＤＥ＿Ａ５では、表示駆動のゲート信号（Ｇａｔｅ(Ｎ)〜Ｇａｔｅ(Ｎ＋８)）の奇数番目のパルスとタイミングが重なっている。そのため、表示駆動電圧（Ｖｃｏｍ）と検出駆動電圧ＣＯＭとは共通の電圧とする必要がある。つまり、検出駆動電圧ＣＯＭの大きさは、表示駆動電圧（Ｖｃｏｍ）と同じに設定される。
【０１００】
なお、検出駆動電圧ＣＯＭの表記に関して、例えば最初の検出駆動電圧ＣＯＭを記号“ＣＯＭ(Ｎ)〜(Ｎ−α)”と示している。例えば、この例ではα＝４として、５本の駆動電極ＤＥが同時に駆動される。α＝０の場合は１本ずつの駆動電極ＤＥの駆動となるが、図５では“ｍ”が大きくなるので検出感度が下がる。そのため、通常、αを比較的大きく設定することが望ましい。
【０１０１】
また、第１のシフト動作例では、Ａ領域とＢ領域の各領域では、駆動電極ＤＥのシフト幅は画素ラインの２本分と比較的小さいシフト量となっている。具体的には、例えばＡ領域に関し、最初の駆動電極ＤＥ＿Ａ１と次の駆動電極ＤＥ＿Ａ２とは、図１０（Ｂ）を見ると２ライン分のシフトであることがわかる。これは、同じ領域でこのシフト量を大きくすると、駆動電極の切り替わりが目立つためである。
【０１０２】
なお、このようなシフト量の抑制は、表示装置への適用で切り替わりが目立つといった不具合の解消のためであることから、第１の実施の形態のように検出装置単独では必要性が薄い。ただし、同じ領域ではシフト量を小さくしたほうが制御しやすい。また、新たに加わるか、新たに除外される駆動電極４３（駆動電極ＤＥの基本構成）が前後２ライン分と限られるので消費電力を抑制し、また安定動作させるためにも、同じ領域でのシフト量は小さいほうが望ましい。
【０１０３】
一方、駆動電極ＤＥは１サイクル（１Ｈ）ごとに領域間移動を繰り返しているため、順次走査に比べ、比較的早い段階での物体検出が可能である。大まかには、２領域分割の場合、約半分の時間で指やスタイラスペンなどの物体が検出される確率が最も高くなる。
【０１０４】
α＝４として５つの駆動電極４３を１つの駆動電極ＤＥに含ませているため、図５（Ｃ）に示した式におけるｍの値は、実際の分割数の１／５に低減されてセンサ電圧Ｖｓの実効値がその分、大きくなる。一方、図１０に示すように、選択グループ（駆動電極ＤＥ）に新たに含まれ、それに変わって含まれなくなる単位が２画素ラインに対応する。この２画素ラインごとのシフト動作は、５画素ラインと、その隣の他の５画素ラインとを切り替え、これを繰り返すシフト動作に比べると、シフト動作のピッチ（シフト量）が細かい。シフト量が細かいため、２画素ラインごとのシフト動作では、交流駆動のシフトに起因する画像変化は、人の目に視認できにくくなる。その意味では１画素ラインごとのシフト動作が、より望ましいが、シフト量が余りに小さいと１画面全体を検出走査する時間がかかる。また、指やスタイラスペン等の被検出物の大きさは通常、画素ラインのピッチより十分大きいため、１画素ラインごとのシフト動作による高い検出精度は十分過ぎる場合が多い。
以上より、駆動電極ＤＥのシフトの不可視化、１画面の検出時間、検出精度を総合的に勘案して、駆動電極ＤＥのシフト量を決めるとよい。
【０１０５】
以下、他のシフト動作例を、図９と同様な図１１〜図１７を用いて説明する。これらの図の描き方自体は、図１０で説明したので、ここでは図１０とのシフト動作の差異のみ説明する。
【０１０６】
［第２のシフト動作例］
図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）に示す第２のシフト動作例では、領域の分割数は図９と同じであるが、領域Ａで画素ラインごとの順次シフト動作を２回行ってから、Ｂ領域への飛び越しシフト動作を行う。同様に、領域Ｂで画素ラインごとの順次シフト動作を２回行ってから、Ａ領域への飛び越しシフト動作を行う。
この繰り返しによって、領域Ａと領域Ｂの２領域で交互に、３つの駆動電極ＤＥで順次シフト動作が行われる。よって、３ＨごとにＡ領域とＢ領域で交互に検出動作が実行される。
【０１０７】
［第３のシフト動作例］
図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）に示す第３のシフト動作例では、領域の分割数を今までより１つ増やして３としている。図１２（Ｂ）は、画素ラインのアドレス“Ｌｉｎｅ(Ｌ)〜Ｌｉｎｅ(Ｌ＋６)”を含む領域を領域Ｃと呼ぶ。
領域間の移動は、図１２に示すように、領域Ｂ、領域Ａ、領域Ｃの順で行い、これを繰り返す。本例では、領域Ａで表示画素ラインＰＬの表示と駆動電極ＤＥの駆動範囲が重なっているが、領域Ｂや領域Ｃでの重なりも起こり得る。
本例では、領域Ｂ、領域Ａ、領域Ｃの３領域で順次に飛び越しシフト動作が繰り返され、１Ｈごとに１表示面の異なる領域間での検出動作が実行される。
【０１０８】
［第４のシフト動作例］
図１３（Ａ）と図１３（Ｂ）に示す第４のシフト動作例では、第３のシフト動作例と同様に分割数を３としている。ただし、本例では、第２のシフト動作例と同様に、各領域で画素ラインごとの順次シフト動作を２回行ってから、次の領域への飛び越しシフト動作を行う。
領域間の移動は、図１２と同様に、領域Ｂ、領域Ａ、領域Ｃの順で行い、これを繰り返す。本例では、領域Ａで表示画素ラインＰＬの表示と駆動電極ＤＥの駆動範囲が重なっているが、領域Ｂや領域Ｃでの重なりも起こり得る。
本例では、領域Ｂ、領域Ａ、領域Ｃの３領域で順次に飛び越しシフト動作が繰り返され、かつ、各領域において３つの駆動電極ＤＥで順次シフト動作が行われる。よって、３Ｈごとに領域Ｂ、領域Ａ、領域Ｃの３領域で順次に検出動作が実行される。
【０１０９】
［第５のシフト動作例］
図１４（Ａ）と図１４（Ｂ）に示す第５のシフト動作例では、第３のシフト動作例と同様に分割数を３としている。また、第３のシフト動作例と同様に、基本的には毎回、飛び越しシフト動作を行う。ただし、第５のシフト動作例では、領域Ｃでの検出駆動は行われないため２Ｈ期間の検出駆動と、１Ｈ期間の休止期間の繰り返しとなる。例えば、領域Ｃは、表示のアプリケーションなどで操作部がない表示画面領域であるとすると、領域Ｃでの接触検出は意味をなさない。そのような領域Ｃでの検出を休止期間としている。
【０１１０】
接触検出の休止期間の動作は、領域間の飛び越しシフト動作のみ行い、実際の検出駆動電圧ＣＯＭの印加を行わない期間である。そのため、センサ線出力の、その１Ｈ期間に相当する期間中はノイズ成分のみが重畳されている。したがって、その休止期間のセンサ線出力を用いて、第１の実施の形態で述べたノイズ除去処理を行うことができる。
【０１１１】
［第６のシフト動作例］
第５のシフト動作例では、領域Ｃに対応した期間を休止期間としていた。
これに対し、図１５（Ａ）と図１５（Ｂ）に示す第６のシフト動作例では定期的に、例えば３Ｈごとに１Ｈの割合で、全ての領域で検出動作を行わない休止期間を定期的に設けている。このような動作例が好適な場合としては、有効表示画面のどの領域に対しても操作がなされる可能性があり、ある特定の領域のみ接触検出を行わないと不都合が生じる場合がある。そのような場合、第６の実施の形態のように定期的に休止期間を設けるとよい。
【０１１２】
接触検出の休止期間の動作は、第５のシフト動作例と同様、領域間の飛び越しシフト動作のみ行い、実際の検出駆動電圧ＣＯＭの印加を行わない期間である。そのため、センサ線出力には、３Ｈ期間ごとに１Ｈ期間の割合でノイズ成分のみが重畳されている期間が出現する。したがって、その休止期間のセンサ線出力を用いて、第１の実施の形態で述べたノイズ除去処理を行うことができる。
【０１１３】
以上の６つの領域間移動を伴うシフト動作例は一例に過ぎず、領域分割数、休止期間の設け方は任意である。例えば分割数に関しては、検出面の大きさ等に応じて領域の分割数を決めればよい。また、例えば領域分割数が多い場合、最初に、領域を飛び越して１画面分のシフト動作を行うとよい。つまり、上記第１〜第６のシフト動作例では、飛び越しシフトによる領域間移動は、必ず隣の領域への移動であったが、隣接領域以外の１つ以上離れた領域への飛び越しシフトを行ってもよい。このような領域飛び越しシフトを１画面分行った後は、残る領域内で駆動対象を再び、領域飛び越しシフトで移動させることにより画面の全領域を埋めていくように領域間移動を繰り返すことが可能である。より早い段階で物体検出が可能という意味では、このような領域を飛び越したシフト動作が望ましい場合がある。
【０１１４】
次に、１画面走査中は常に飛越しシフトを行う動作例を２例示す。
【０１１５】
[第７のシフト動作例]
図１６（Ａ）と図１６（Ｂ）に、第７のシフト動作例を模式的に示す。
図１６（Ａ）は、第７のシフト動作例における走査線ＳＣＮに付与するゲート信号（Ｇａｔｅ(Ｍ)〜Ｇａｔｅ(Ｎ（＞Ｍ））のパルスと、そのパルス印加時の駆動電極ＤＥの位置とを模式的なタイミング図により示す。図１０（Ｂ）における駆動電極ＤＥの範囲の破線表記と、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）の縦軸と横軸の表記は、前述した他の動作例と同じである。画素ラインのアドレスは、記号“Ｌｉｎｅ(Ｍ)〜(Ｎ)”で示すが、途中の垂直画素ライン数Ｎの半分の付近を記号“Ｌｉｎｅ（Ｎ／２−２）〜（Ｎ／２＋３）”により示す。なお、記号“Ｍ”は１より大きい画面の一端側のある画素ラインのアドレスを表し、アドレス“Ｍ＋３”と“Ｎ／２−２”の間に数十〜数百の画素ラインアドレスが存在する。同様に、画面の他端側では、アドレス“Ｎ／２＋３”と“Ｎ−２”との間に数十〜数百の画素ラインアドレスが存在するとする。
【０１１６】
第７のシフト動作例では、他の動作例と同様、１水平期間（１Ｈ）ごとに１画素ラインずつ表示駆動が行われる。
この１Ｈを１サイクルとして駆動電極ＤＥのシフト動作が繰り返される。このとき本動作例では、１サイクル（１Ｈ）から次の１サイクル（１Ｈ）に推移する際に、２つの画素ライン分のシフトを行うが、その間に書き込みライン（表示ライン）も１ライン分進むので、相対的なライン換算速度差は２ライン分であり、このことを２ライン飛び越しと呼ぶ。このときの飛び越しライン数Ｋ＝２は、そのままシフトの相対速度比を表し、本例では２倍速シフトとなっている。
【０１１７】
この動作例では、２倍速シフトであるから、１画面の書き込み走査（表示走査）の期間に、２画面分の検出走査が行われる。つまり、『１（＝Ｎ）画面分の表示駆動走査の期間中に２（＝Ｎ＋１）画面分の検出駆動走査を行う』手法が第７のシフト動作例に該当する。
【０１１８】
[第８のシフト動作例]
図１７（Ａ）と図１７（Ｂ）に、第８のシフト動作例を模式的に示す。この図の表記法は、第７のシフト動作例の図１６と共通する。
本シフト動作例では、１サイクル（１Ｈ）から次の１サイクル（１Ｈ）に推移する際に、３つの画素ライン分のシフトを行うが、その間に書き込みライン（表示ライン）も１ライン分進むので、相対的なライン換算速度差は３ライン分であり、このことを３ライン飛び越しと呼ぶ。このときの飛び越しライン数Ｋ＝３は、そのままシフトの相対速度比を表し、本例では３倍速シフトとなっている。
【０１１９】
この動作例では、３倍速シフトであるから、１画面の書き込み走査（表示走査）の期間に、３画面分の検出走査が行われる。つまり、『１（＝Ｎ）画面分の表示駆動走査の期間中に３（＞Ｎ＋１）画面分の検出駆動走査を行う』手法が第８のシフト動作例に該当する。
【０１２０】
以上の２つの常時飛び越しシフトの動作例は、Ｎ＝１でＭが２と３の場合を例示するが、ＮおよびＭの値は任意である。なお、Ｎの値は、２以上の自然数に限らず、３／２,４／２,４／３,５／２,５／３,５／４,…といった１以上の分数としてもよい。さらに、フレーム間で一定ライン数分の動作停止期間がある場合などではＮが分数表記とならない場合もある。
【０１２１】
また、表示走査を行っている表示画素ラインと検出走査を行なっている検出ラインが重ならないように完全に飛び越す検出走査も可能である。この場合、検出走査が行われない画素ラインが数ライン発生することがあるが、被検出物の指先やスライラスペンの大きさに対して、この数ラインの未検出ラインは問題とならないため、正常に物体接触または物体検出が可能である。
【０１２２】
以上より、第７および第８のシフト動作例で具体例を示すシフト手法の概念は、『Ｎ画面分の表示駆動走査の期間中に（Ｎ＋１）以上の画面分の検出駆動走査を行う』と言える。
【０１２３】
第７および第８のシフト動作例のように、１画面の走査期間中は常時飛び越し走査を行う手法では、一方向での順次走査であるため走査駆動部９を含めた駆動系回路の構成が簡素化できる利点がある。また、接触検出部８は走査駆動部９と同期して接触検出を行うが、１画面走査期間中のセンサ電圧変化があったタイミングを接触または近接があった画面内位置と判別しやすい。
そのため、接触検出部８の構成も簡素化できる。さらに、接触検出部８や走査駆動部９を含めて駆動回路全般を制御するＣＰＵ等の制御回路の処理負担も軽くなる。
【０１２４】
また、表示走査時の印加電圧と検出走査時の印加電圧とを同じとした場合、表示駆動を行っている画素ラインと検出走査中の画素ラインの干渉はなく、あっても軽微である。
前述した表示走査中の画素ラインを完全に飛び越して検出走査を行う場合は、検出駆動電圧ＣＯＭは、表示駆動電圧（Ｖｃｏｍ）と独立に制御することができるため、両電圧を異なる印加電圧としても干渉しない。但し、完全飛び越しの場合は表示駆動と検出駆動の同期は必須となる。
以上より、表示駆動と検出駆動の一方が他方に干渉して表示品質が低下し、あるいは検出誤差が生じるような不具合を防止できる。
【０１２５】
なお、検出駆動の画素ライン群（駆動電極ＤＥの範囲）と、表示画素ラインＰＬとが重なっているが、常に重ならないように制御することは、第１〜第６のシフト動作例のような領域間シフトを伴う検出駆動走査でも可能である。
【０１２６】
上記第１〜第８のシフト動作例では、駆動休止を行う期間を除くと、書き込みライン（表示ライン）が１ライン進むときは、必ず駆動電極ＤＥのシフトを行っているが、これに限定されない。
例えば、表示ラインが１以上の所定ライン数進む間は駆動電極ＤＥのシフトを行わないで待機期間とする。そして、その所定ライン数の表示ラインが進んだ待機期間の終了時に、駆動電極ＤＥのシフトを行う。
この待機とシフトの繰り返し（以下、待機付きシフト動作という）を１サイクルとして検出駆動走査を行うことが可能である。
【０１２７】
なお、前記した休止期間を設ける場合は、数サイクルに１度の割合で、前記シフトを行うが前記検出駆動電圧の印加を行わない、あるいは、シフトも電圧の印加も行わない１サイクル以上の駆動休止を設けることとした。
これに対し、待機期間は表示ライン走査との関係で、１サイクル内で短く設定されたシフトしない期間である点で、休止期間とは異なる。
なお、待機付きシフト動作で、数サイクルに１度の割合で駆動休止を行うようにしてもよい。
【０１２８】
具体的に、待機付きシフト動作の一例を、例えば図１６を参照して説明する。
図１６の動作では、表示ラインが１ライン進む際に、図１６（Ｂ）に示す５表示ライン幅の駆動電極ＤＥを２表示ライン分進める動作を行っている。
この動作に待機付きシフト動作を適用すると、例えば、表示ラインが２ライン進む間は駆動電極ＤＥがシフトせず、表示ラインが次の３ライン目に進む際に駆動電極ＤＥが４つの画素ライン分のシフトを行うようにする。つまり、図１６の駆動電極ＤＥのシフトにおいて２回に１回はシフトを間引いて動作させ、その代わり、待機後に図１６の２倍のシフト量（４表示ライン分）でシフト動作を行う。
【０１２９】
このような待機付きシフト動作を、図１７の動作にも同様に適用でき、これを一般化すると、Ｓ（≧２）回にＴ（＜Ｓ）回の割合でシフト動作の間引きを行う動作といえる。
ただし、この間引き動作は待機期間を設けるシフト動作の一例に過ぎない。少なくとも、検出駆動の画素ライン群（駆動電極ＤＥの範囲）が２ライン以上であり、かつ表示ラインが進む期間に駆動電極ＤＥがシフトしない待機期間が存在すればよい。
【０１３０】
つぎに、上述したシフト動作を伴う検出駆動電圧ＣＯＭの印加のための走査駆動部９のより具体的な構成例を、２例示す。
【０１３１】
［第１の走査駆動部の構成例］
図１８は、第１の走査駆動部の構成例を詳細表示した液晶表示装置１の概略ブロック図である。
図１８に図解する液晶表示装置１では、図４の走査駆動部９に対応する走査駆動部９Ａが、表示部の画素アレイを挟んでゲートドライバ（Gate Driver）と反対の側に配置されている。ゲートドライバは、垂直駆動回路として、走査線ＳＣＮに与えるゲート信号（Ｇａｔｅ(ｊ−１)〜Ｇａｔｅ(ｊ＋１),…）のパルス発生回路である。
【０１３２】
図１８に示す画素アレイでは、表示画素ラインＰＬを４ライン分示すが、全体では、ｋｍラインの表示画素ラインＰＬが存在する。
【０１３３】
走査駆動部９Ａは、図１８に示すように、シフトレジスタ（Shift resistor）９１、ＣＯＭ選択回路（COM Select）９２、ＣＯＭバッファ（COM Buffer）９３、レベルシフタ（Level Shifter）９４を含む。
【０１３４】
シフトレジスタ９１は、スタートパルスＳＰを入力し、スタートパルスＳＰをクロック転送して保持し、同期した出力パルスをｋｍ本、並列に出力する。１画面の表示期間（１フレーム）で複数回、スタートパルスＳＰが入力されれば、そのたびに転送を繰り返すことができる。
【０１３５】
ＣＯＭ選択回路９２は、ｋｍ本の駆動電極４３の各々に対して、検出駆動電圧（この場合、ＣＯＭ電位）を出力するか否かの選択回路である。この回路は、制御パルスＣＰを入力し、制御パルスＣＰが示すｙアドレスの駆動電極４３にのみ、シフトレジスタ９１からのパルスを通す。また、ＣＯＭ選択回路９２は、その他の駆動電極４３に対してはシフトレジスタ９１からのパルスの通過を禁止するマスク回路として機能する。このパルス通過を許可するか禁止するかの情報は、所定のシフト動作のアルゴリズムに則って発生した制御パルスＣＰによりＣＯＭ選択回路９２に与えられる。
【０１３６】
したがって、ある駆動電極４３が５本分で駆動電極ＤＥを構成する場合、その連続した５本分の駆動電極ＤＥに対応する５つのｙアドレスのみパルス通過を許可し、その他のｙアドレスでパルス通過を禁止する。
また、飛び越しシフト動作を行う場合、例えば数十〜数百離れた５つのｙアドレスでパルス通過を許可し、それまでパルス通過を許可していた５つのｙアドレスでパルス通過を禁止する。
【０１３７】
また、休止期間を設ける場合は、その期間、または、特定の領域に対応したｙアドレスでパルス通過を追加的に禁止する。特に第７および第８のシフト動作例のような常時飛び越しシフト動作では、表示画面に対する走査回数が増えるため、その帰線期間、あるいは、帰線後の一定期間で、このパルス通過の追加的禁止により駆動回路の動作を実質的に止めてもよい。帰線後の一定期間に実質的な駆動制御を止める期間は、例えば駆動回路の安定化を考慮して決められる。
この休止期間に接触検出部８が動作しているため、この休止期間を利用して前述したノイズ検出が可能である。
【０１３８】
レベルシフタ９４では、ＣＯＭ選択回路９２で通過許可されて送られてきたパルスの電位を、制御のために十分な電圧レベルに変更する。
このようにして発生した検出駆動電圧ＣＯＭは、最終出力バッファ（ＣＯＭバッファ９３）もしくは最終スイッチを経由し、有効画面領域へ入力され、対応する駆動電極４３に与えられる。
【０１３９】
なお、レベルシフタ９４には、ＣＯＭパルスのレベル制御信号ＣＯＭＰが入力され、その信号に応じてＣＯＭパルスの電位を、例えば領域間で変更可能としてもよい。また、ＣＯＭバッファ９３から出力されるＣＯＭパルスの位相を、例えば領域間で変更してもよい。
これらの領域間でＣＯＭパルスの振幅や位相を変える意図は、接触検出部８（図６参照）において、センサ線出力のタイミングだけでは配線遅延によって領域間識別が困難な場合もあることを考慮したものである。つまり、領域間でＣＯＭパルスの振幅や位相を変え、駆動の仕方を領域間で変えると、そのセンサ線出力も、どの領域で発生したものかが容易に識別できる場合がある。このようにＣＯＭパルスの振幅や位相を変えると、接触検出の精度を上げて、これを補助する意図がある。
【０１４０】
なお、飛び越しシフト動作に順次シフト動作を組み合わせる場合は、レベルシフタ９４の前に、シフト動作用のシフトレジスタを設けてもよい。
【０１４１】
図１８に示す構成に代えて、複数個の駆動電極４３を領域ごとに制御するために、各々独立した転送ロジックをとる回路構成も可能である。しかし、制御回路規模が大きくなり実使用としては、液晶表示装置１の有効表示領域の周辺部（いわゆる額縁）が大きくなり、消費電力が増加する等の不利益を被る。
図１８に示す構成では、そのため転送ロジックは駆動電極４３を領域ごとに制御する場合でも、単一の走査駆動部９Ａで駆動ができる利点があり、額縁の増大を最小限に抑制し、消費電力も極力抑制することができる。
【０１４２】
なお、前述した第７および第８のシフト動作例のような常時飛び越しシフト動作では、以上のようなシフトレジスタを基本とする駆動回路に適した一方向の走査であるため、パルスの出力制御の構成を省略し、あるいは大幅に簡素化できる。
一方、第１〜第６のシフト動作例のようは領域間飛び越しシフトを含む動作では、いち早く被検出物の最初の検出がなされるためレイテンシィの改善には有利である。
常時飛び越しシフト動作でレイテンシィの改善をするには相対速度のライン換算比であるＫの値を大きくするとよい。
【０１４３】
このように、レイテンシィの改善と回路負担と増大抑止とは相矛盾した関係にあり、どちらを優先するかで上記したシフト動作の何れを選択するかが決められる。レイテンシィは画像処理回路の駆動周波数や処理速度の向上でも改善でき、また使用するアプリケーションソフトや用途にもよるが、ある一定以上のレイテンシィが得られればよいことを勘案すると、ある程度高い実用的なレイテンシィが得られ回路負担やコスト抑制の利点がある常時飛び越しシフト動作が望ましい。
【０１４４】
［第２の走査駆動部の構成例］
図１９は、第２の走査駆動部の構成例を詳細表示した液晶表示装置１の概略ブロック図である。
図１９に図解する構成では、図１８で別に設けていたゲートドライバの機能を走査駆動部９Ｂ内にもたせている。
【０１４５】
例えば、図１９に示すようにタイミング発生回路（Ｔ／Ｇ）やＤＣ−ＤＣコンバータの配置領域確保のため、ゲートドライバの配置領域が不足する場合が考えられる。
この場合、各々独立した転送ロジックをとることも可能であるが、制御回路規模が大きくなり実使用としては、額縁が大きくなり、消費電力が増加する等の不利益を被る。そこで、図１９では、ゲートドライバの機能を走査駆動部９Ｂ内にもたせている。
【０１４６】
図１９に示す走査駆動部９Ｂが図１８に示す走査駆動部９Ａと異なる点の１つは、許可制御回路（Enable Control）９５をシフトレジスタ９１の出力側に配置していることである。また、図１８のＣＯＭ選択回路９２に代えて、図１９ではゲート・ＣＯＭ選択回路（Gate/COM Select）９６を設けている。さらに、図１８のＣＯＭバッファ９３に代えて、図１９ではゲート・ＣＯＭバッファ（Gate/COM Buffer）９７を設けている。
【０１４７】
許可制御回路９５は、シフトレジスタ９１からのパルスに対し、図１８の場合と同様にパルス通過を許可するとともに、走査線ＳＣＮへ与えるゲートパルスを発生すべき表示画素ラインＰＬに対応するｙアドレスを識別するための情報を、通過許可したパルスに付加する回路である。例えば、通過許可した複数のパルス中、あるパルスが表示画素ラインに対応するものである場合、そのパルスのみ反転して通過させる。
ゲート・ＣＯＭ選択回路９６は、入力される制御パルスＣＰから検出駆動制御すべき駆動電極４３に対応するｙアドレスのパルスのみ通過許可するが、このとき入力パルスが反転されている場合、その反転パルスも通過許可する。
【０１４８】
レベルシフタ９４は、図１８の場合と同様に、検出駆動のためのＣＯＭパルスのみレベルを変更する回路である。
ゲート・ＣＯＭバッファ９７は、反転パルスのみゲート信号（Ｇａｔｅ）の出力経路に振り分けて反転した後、表示画素ラインＰＬの走査線ＳＣＮに与える。また、ゲート・ＣＯＭバッファ９７は、非反転パルスはレベル調整されたＣＯＭパルスであるため、駆動電極４３の出力経路に振り分けて出力する。
【０１４９】
なお、表示画素ラインＰＬに対応するｙアドレスを識別する情報を付加する仕方は、パルス反転に限らず、他の方法でもよい。また、許可制御回路９５とゲート・ＣＯＭ選択回路９６は、それぞれシフトレジスタ９１から直接、パルス列を入力し、それぞれ出力すべきｙアドレスに対応したパルスを選択して出力する構成でもよい。また、２系統のシフトレジスタ構成でもよい。
【０１５０】
以上の第１および第２の実施の形態では、検出駆動周波数を上げることなく検出速度を向上させ、複雑なセンサ線構造や検出器数が増加することなく、接触（または近接）位置の検出をすることが可能となる。
ある瞬間では、センサ線出力に出現する接触検出のための電位変化は、１箇所の接触または接近に対応したものとなるため、位置検出が容易である。さらには、複数の被検出物が存在してもどの領域に対する接触または近接であるかを識別することが可能である。このとき画素はＴＦＴ２３（図７参照）がオフ状態にあるので書き込みライン以外の駆動電極の電位が振れても、そのことが画像表示に影響しない。
【０１５１】
＜３．変形例＞
本発明の実施の形態の冒頭に、本発明は静電容量式以外に抵抗膜式や光学式にも適用できると述べた。
【０１５２】
本発明を抵抗膜式に適用する場合、図４の走査駆動部９は、上述の記載と同様に交流駆動する回路でもよいし、直流電圧印加による直流駆動する回路でもよい。いずれにしても、検出面に被検出物（指やスライラスペン等）が接触すると、その接触位置の駆動電極ＤＥの電気特性（電圧）が、センサスイッチ（不図示）を介してセンサ線ＳＬに伝達される。センサスイッチは、特に図示しないが、検出面と平行な配置面にマトリクス状に実質的に配置される。各センサスイッチは、駆動電極ＤＥとセンサ線ＳＬの交点に配置され、接触による押圧力が印加されたときのみ両者を短絡し、押圧力が印加されなくなると短絡を解除する押圧スイッチである。
駆動電極ＤＥとセンサ線ＳＬの少なくとも１つの交点でセンサスイッチがオンすると、これにより、ある時間（ｙ方向の検出位置座標に対応）に、対応するセンサ線ＳＬに電気的変化が生じる。接触検出部８は、どのセンサ線ＳＬに電気的変化が生じたか（ｘ方向の検出位置座標）と、その発生時間（ｙ方向の検出位置座標）とから、検出面内の接触位置を検出できる。
【０１５３】
本発明を光学式に適用する場合、特に図示しないが、例えば、受光回路においてフォトダイオードの蓄積電荷を読み出すトランジスタを制御する検出駆動電圧を、図４の走査駆動部９が制御する。つまり、この場合の走査駆動部９は、直流電圧印加による直流駆動走査回路である。
不図示の光源からの光が検出面から外に出射され、それが被検出物で反射して検出面に戻される。この反射光は検出面から接触検出装置内に入り、フォトダイオードで受光される。フォトダイオードは、検出面と平行は配置面に、たとえばマトリクス状に多数形成されている。そのため、被検出物の位置に対応した幾つかのフォトダイオードで反射光の受光によって電荷蓄積が行われる。走査駆動部９は、検出駆動電圧を印加する動作とシフト動作を繰り返すが、この検出駆動電圧の印加によって、受光回路のフォトダイオードの出力許可が与えられ、センサ線に電気的変化が発生する。これにより、ある時間（ｙ方向の検出位置座標に対応）にセンサ線ＳＬの電気的変化が生じる。接触検出部８は、どのセンサ線ＳＬに電気的変化が生じたか（ｘ方向の検出位置座標）と、その発生時間（ｙ方向の検出位置座標）とから、検出面内の接触位置を検出できる。
【０１５４】
以上より、ある一定の方向に長く配置された平行ストライプ状のセンサ線ＳＬで検出信号の出力を行う接触検出装置、および、その接触検出の機能をもつ表示装置に、本発明が広く適用できる。この方式は、検出方式（静電容量式、抵抗膜式、光学式）を問わず適用できる。この方式の接触検出では、センサ線ＳＬの配置方向とは異なる方向に検出駆動電圧を走査することで、出力が得られたセンサ線のアドレスと時間情報で検出位置のｘ座標とｙ座標を特定することが可能である。
【０１５５】
上記抵抗膜式や光学式においても、前述した静電容量式と同様、走査駆動部９が飛び越しシフト動作を含む所定のアルゴリズムで走査を行うため、順次走査の場合より、より早い段階で被検出物の有無が判定できるという利点が得られる。その結果、検出駆動周波数を上げることなくレイテンシィを改善することができる。
【０１５６】
＜４．電子機器への応用例＞
次に、図２０〜図２３を参照して、上記第２の実施の形態および変形例で説明した表示装置の応用例について説明する。上記第２の実施の形態および変形例に関わる表示装置は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記第２の実施の形態および変形例に関わる表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。ここでは、その主な電子機器について説明する。
【０１５７】
図２０は本発明が適用されたデジタルカメラを示し、（Ａ）が正面図であり（Ｂ）が背面図である。
図２０に図解するデジタルカメラ３１０は、保護カバー３１４内の撮像レンズ、フラッシュ用の発光部３１１、表示部３１３、コントロールスイッチ、メニュースイッチ、シャッター３１２等を有する。デジタルカメラ３１０は、上記第２の実施形態および変形例で説明したタッチセンサの機能を有する表示装置を、表示部３１３に用いることにより作製される。
【０１５８】
図２１は本発明が適用されたノート型パーソナルコンピュータを示す。
図２１に図解するパーソナルコンピュータ３４０は、本体３４１に、文字等を入力するとき操作されるキーボード３４２を有し、本体カバーには画像を表示する表示部３４３を有する。パーソナルコンピュータ３４０は、上記第２の実施形態および変形例で説明したタッチセンサの機能を有する表示装置を、表示部３４３に用いることにより作製される。
【０１５９】
図２２は本発明が適用されたビデオカメラを示す。
図２２に図解するビデオカメラ３２０は、本体部３２１、前方を向いた側面に設けられた被写体撮影用のレンズ３２２、撮影時のスタート／ストップスイッチ３２３、モニター３２４等を有する。ビデオカメラ３２０は、上記第２の実施形態および変形例で説明したタッチセンサの機能を有する表示装置を、モニター３２４に用いることにより作製される。
【０１６０】
図２３は本発明が適用された携帯端末装置を示し、（Ａ）が開いた状態を表し、（Ｂ）が閉じた状態を表している。
図２３に図解する携帯端末装置３３０は、上側筐体３３１、下側筐体３３２、連結部（ここではヒンジ部）３３３、ディスプレイ３３４、サブディスプレイ３３５、ピクチャーライト３３６、カメラ３３７等を有する。携帯端末装置３３０は、上記第２の実施形態および変形例で説明したタッチセンサ付の表示パネルを有する表示装置を、ディスプレイ３３４やサブディスプレイ３３５に用いることにより作製される。
【０１６１】
なお、表示の機能がない第１の実施の形態に関わる接触検出装置を、上記の応用例と同様に、様々な電子機器に内蔵させることも可能である。
【０１６２】
以上のように、本発明の実施の形態、変形例および応用例によれば、接触による操作時のレイテンシィを改善した接触検出装置、表示装置および電子機器を提供することができる。
【符号の説明】
【０１６３】
１…液晶表示装置、２…駆動基板、２２…画素電極、４…対向基板、４２…カラーフィルタ、６…液晶層、８…接触検出部、９,９Ａ,９Ｂ…走査駆動部、１０…接触検出装置、１１…第１基板、１２…第２基板、４３，ＤＥ…駆動電極、８１…ＯＰアンプ回路、８２…整流回路、８３…出力回路、８４…ＯＰアンプ、９１…シフトレジスタ、９２…ＣＯＭ選択回路、９３ＣＯＭバッファ…、９４…レベルシフタ、９５…許可制御回路、９６…ゲート・ＣＯＭ選択回路、９７…ゲート・ＣＯＭバッファ、ＳＬ…センサ線、ＰＬ…表示画素ライン、ＳＣＮ…走査線、ＣＯＭ…検出駆動電圧、Ｖｃｏｍ…表示駆動電圧、ＡＳ…交流信号源。
【図１】
0005519349.tif 000002
【図２】
0005519349.tif 000003
【図３】
0005519349.tif 000004
【図４】
0005519349.tif 000005
【図５】
0005519349.tif 000006
【図６】
0005519349.tif 000007
【図７】
0005519349.tif 000008
【図８】
0005519349.tif 000009
【図９】
0005519349.tif 000010
【図１０】
0005519349.tif 000011
【図１１】
0005519349.tif 000012
【図１２】
0005519349.tif 000013
【図１３】
0005519349.tif 000014
【図１４】
0005519349.tif 000015
【図１５】
0005519349.tif 000016
【図１６】
0005519349.tif 000017
【図１７】
0005519349.tif 000018
【図１８】
0005519349.tif 000019
【図１９】
0005519349.tif 000020
【図２０】
0005519349.tif 000021
【図２１】
0005519349.tif 000022
【図２２】
0005519349.tif 000023
【図２３】
0005519349.tif 000024