(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検知電極が検出面に配置されたセンサ部と、
前記複数の検知電極のうち１または複数の電極を選択する選択部と、
前記選択部により選択された１または複数の検知電極に生じた容量により発振周波数が決まる発振部と、
前記発振部からの信号の周波数に対応する信号を出力する変換部と、
前記発振部と前記選択部とをつなぐ配線と定電圧線との電気的な継断を行うスイッチ部と
を備え、
前記発振部がイネーブルまたはディスエーブルに状態を変化させることが可能となっており、
前記選択部が１または複数の検知電極を選択している間に、前記発振部をディスエーブルにするとともに、前記選択部が選択している１または複数の検知電極を前記定電圧線に接続させる制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記選択部が１または複数の検知電極を選択している間であって、かつ前記発振部をイネーブルにする直前に、前記選択部が選択している１または複数の検知電極を前記定電圧線に接続させ、前記１または複数の検知電極に溜まった電荷を放出させる
検知装置。
【請求項２】
映像信号に基づいて表示面に画像を表示する表示パネルと、
複数の検知電極が前記表示面に配置されたセンサ部と、
前記複数の検知電極のうち１または複数の電極を選択する選択部と、
前記選択部により選択された１または複数の検知電極に生じた容量により発振周波数が決まる発振部と、
前記発振部からの信号の周波数に対応する信号を出力する変換部と、
前記発振部と前記選択部とをつなぐ配線と定電圧線との電気的な継断を行うスイッチ部と
を備え、
前記発振部がイネーブルまたはディスエーブルに状態を変化させることが可能となっており、
前記選択部が１または複数の検知電極を選択している間に、前記発振部をディスエーブルにするとともに、前記選択部が選択している１または複数の検知電極を前記定電圧線に接続させる制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記選択部が１または複数の検知電極を選択している間であって、かつ前記発振部をイネーブルにする直前に、前記選択部が選択している１または複数の検知電極を前記定電圧線に接続させ、前記１または複数の検知電極に溜まった電荷を放出させる
表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指、手、腕、ペンなどの物体（以下「指など」という）が検出面に触れた位置を検知したり、指などが検出面から離れた場所にいるときにその物体の空間位置を検知したり、または、物体の検出面上の動きを検知したりすることの可能な検知装置に関する。また、本発明は、そのような検知装置を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、指などで触れることにより情報を入力する技術が知られている。その中でも特に注目されている技術として、ディスプレイに表示された種々のボタンを指などで触れることにより、通常のボタンを指などで押した場合と同様の情報入力を可能とする表示装置がある（特許文献１，２参照）。この技術は、ディスプレイとボタンの共用化を可能にすることから、省スペース化や部品点数の削減という大きなメリットをもたらす。
【０００３】
指などの接触を検出するタッチセンサには、種々のタイプのものが存在するが、一般に普及しているものとして、例えば、静電容量タイプのものが挙げられる（特許文献２参照）。このタイプのものは、指などでタッチパネルに接触することによってパネルの表面電界に生じる変化を検出電極に流れる電流の周波数の変化で捕らえ、指などの接触を検出するようになっている。
【０００４】
上記の検出方式は、タッチパネルの表面電界の変化を検出電極に流れる電流の周波数の変化で読み取る方式となっている。そのため、指などがタッチパネルの表面に接触するか、または十分に近接していることが必要となり、指などが表面から遠く離れている時（例えば、表面から１ｃｍ以上離れている時）には、タッチパネルに情報が入力されない。しかし、例えば、特許文献３に記載されているように、物体の空間位置に応じて、隣り合う検知電極同士の間隔を変更することにより、指などが表面から遠く離れている時であっても、タッチパネルへ情報を入力することが可能となる。上記特許文献３では、隣り合う検知電極同士の間隔の変更は、スキャンする検知電極を間引くことにより行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７５６４４号公報
【特許文献２】特開２００６−２３９０４号公報
【特許文献３】特開２００８−１１７３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の検出方式では、検知電極を駆動している最中に、指などが検知電極に接近すると、検知電極に電荷が溜まってしまうことがある。この場合、溜まった電荷量に応じて検知電極の静電容量が変化するので、検出感度が不安定になってしまうことがあるという問題があった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、検知電極を駆動している最中の検出感度を安定にすることの可能な検知装置およびそれを備えた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の検知装置は、複数の検知電極が検出面に配置されたセンサ部と、複数の検知電極のうち１または複数の電極を選択する選択部と、選択部により選択された１または複数の検知電極に生じた容量により発振周波数が決まる発振部とを備えている。この検知装置は、さらに、発振部からの信号の周波数に対応する信号を出力する変換部と、発振部と選択部とをつなぐ配線と定電圧線との電気的な継断を行うスイッチ部とを備えている。
【０００９】
本発明の表示装置は、映像信号に基づいて表示面に画像を表示する表示パネルと、上記の検知装置とを備えたものである。具体的には、この表示装置は、上記の表示パネルと、複数の検知電極が表示面に配置されたセンサ部と、複数の検知電極のうち１または複数の電極を選択する選択部と、選択部により選択された１または複数の検知電極に生じた容量により発振周波数が決まる発振部とを備えている。この表示装置は、さらに、発振部からの信号の周波数に対応する信号を出力する変換部と、発振部と選択部とをつなぐ配線と定電圧線との電気的な継断を行うスイッチ部とを備えている。
【００１０】
本発明の検知装置および表示装置において、変換部および発振部の少なくとも一方がイネーブルまたはディスエーブルに状態を変化させることが可能となっていてもよい。その場合に、本発明の検知装置および表示装置が、発振部および変換部のうち上述の状態変化を制御する制御部をさらに備えていてもよい。例えば、変換部がイネーブルまたはディスエーブルに状態を変化させることが可能となっている場合に、制御部は、例えば、選択部が１または複数の検知電極を選択している間に、変換部をディスエーブルにするとともに、選択部が選択している１または複数の検知電極を定電圧線に接続させるようになっていてもよい。また、例えば、発振部がイネーブルまたはディスエーブルに状態を変化させることが可能となっている場合に、制御部は、例えば、選択部が１または複数の検知電極を選択している間に、発振部をディスエーブルにするとともに、選択部が選択している１または複数の検知電極を定電圧線に接続させるようになっていてもよい。また、本発明の表示装置において、検知装置は、表示パネルと一体に形成されていてもよいし、表示パネルと別体に形成されていてもよい。
【００１１】
本発明の検知装置および表示装置では、発振部と選択部とをつなぐ配線と定電圧線との電気的な継断を行うスイッチ部が設けられている。これにより、検知電極を駆動している最中に、スイッチ部で電気的な継断を実行することにより、検知電極に溜まった電荷がスイッチ部を介して定電圧線に放出される。
【００１２】
例えば、変換部がイネーブルまたはディスエーブルに状態を変化させることが可能となっている場合に、変換部がディスエーブルとなっている間に、検知装置および表示装置に設けられた制御部がスイッチ部をオンする。また、例えば、発振部がイネーブルまたはディスエーブルに状態を変化させることが可能となっている場合に、発振部がディスエーブルとなっている間に、検知装置および表示装置に設けられた制御部がスイッチ部をオンする。このようにすることで、選択部が選択している１または複数の検知電極が、スイッチ部を介して定電圧線に接続され、検知電極に溜まった電荷がスイッチ部を介して定電圧線に放出される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の検知装置および表示装置によれば、検知電極に溜まった電荷を、スイッチ部を介して定電圧線に放出するようにしたので、検知電極への電荷溜まりをなくすことができる。その結果、検知電極の静電容量が安定になるので、検知電極を駆動している最中の検出感度を安定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】接触検知および近接検知の機能を有する検知装置の一構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示す図である。
【図３】図２の表示装置に含まれる検知装置の一構成例を示す図である。
【図４】図３の検知装置の内部構成の一例を示す図である。
【図５】図３の検知装置の動作時の波形図である。
【図６】図４の検知装置の内部構成の他の例を示す図である。
【図７】図４の検知装置の内部構成のその他の例を示す図である。
【図８】図６の検知装置の内部構成のその他の例を示す図である。
【図９】図７、図８の検知装置の動作時の波形図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示す図である。
【図１１】図１０のタッチセンサ付き液晶表示パネルの断面の一構成例を示す図である。
【図１２】図１１のタッチセンサ付き液晶表示パネルにおける各構成要素の面内のレイアウトの一例を示す図である。
【図１３】図３の検知装置の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．接触検知および近接検知の基本原理（図１）
２．第１の実施の形態（図２〜図９）
液晶表示パネルとタッチパネルが別体となっている例
３．第２の実施の形態（図１０〜図１２）
液晶表示パネルとタッチパネルが一体となっている例
４．変形例（図１３）
発振部の温度特性による周波数の変化を補正する例など
【００１６】
＜１．接触検知および近接検知の基本原理＞
最初に、以下の実施の形態の表示装置で用いられる接触検知および近接検知の基本原理について説明する。図１は、接触検知および近接検知を行うことの可能な検知装置１００の構成例を表したものである。
【００１７】
検知装置１００は、静電容量型の検知装置であり、例えば、図１に示したように、２次元電極１１０を備えている。２次元電極１１０は、検出面（図示せず）に形成されたものであり、例えば、複数の検知電極１１０Ｈと、複数の検知電極１１０Ｖとにより構成されている。複数の検知電極１１０Ｈは、一の面内において、横方向に延在するとともに縦方向に所定の間隔で並列配置されている。複数の検知電極１１０Ｖは、複数の検知電極１１０Ｈの配置された面と平行な面内において、縦方向に延在するとともに横方向に所定の間隔で並列配置されている。
【００１８】
検知装置１００は、２次元電極１１０の他に、２次元電極１１０の切り替え用のスイッチ素子１２０と、２次元電極１１０に交流信号を供給する信号源１３０と、周波数・電圧変換回路（Ｆ・Ｖ変換回路）１４０とを備えている。スイッチ素子１２０は、例えば、マルチプレクサである。マルチプレクサの一端側に設けられた複数の端子が、各検知電極１１０Ｈおよび各検知電極１１０Ｖの一端に１つずつ接続されており、マルチプレクサの他端側に設けられた１つの端子が信号源１３０およびＦ・Ｖ変換回路１４０に接続されている。
【００１９】
この検知装置１００では、スイッチ素子１２０によって、例えば、複数の検知電極１１０Ｈが順次１つずつ選択されるとともに、複数の検知電極１１０Ｖが順次１つずつ選択される。これにより、信号源１３０の信号が複数の検知電極１１０Ｈに順次１つずつ印加されるとともに、複数の検知電極１１０Ｖに順次１つずつ印加される。また、この検知装置１００では、スイッチ素子１２０によって、例えば、複数の検知電極１１０Ｈのうち所定の電極だけが順次１つずつ選択されるとともに、複数の検知電極１１０Ｖのうち所定の電極だけが順次１つずつ選択される。
【００２０】
このとき、検出面に、例えば指など（図示せず）が接触したり、近接したりすると、検出面の表面電界が変化し、その変化が２次元電極１１０に流れる電流の周波数を変化させ、その周波数の変化がＦ・Ｖ変換回路１４０によって電圧の変化に変換される。この電圧変化を評価することにより、検出面における指などの接触位置や、検出面から離れた指などの空間位置、または検出面上の指などの動きを検出することができる。
【００２１】
＜２．第１の実施の形態＞
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置１の概略構成の一例を表すものである。表示装置１は、タッチセンサ（および近接センサ）付きの表示装置であり、例えば、表示素子として液晶表示素子を備えており、さらに、この液晶表示素子の表面に静電容量型のタッチセンサ（および近接センサ）を液晶表示素子とは別体で備えている。
【００２２】
表示装置１は、例えば、図２に示したように、液晶表示パネル１０、タッチパネル２０、バックライト３０、周辺回路４０および検知回路５０を備えている。タッチパネル２０は、液晶表示パネル１０の観察者側（正面）に配置されており、バックライト３０は液晶表示パネル１０の背後に配置されている。
【００２３】
［液晶表示パネル１０］
液晶表示パネル１０は、液晶分子の配列を変化させることにより光源（バックライト３０）からの光を透過、変調させて映像表示を行うものである。この液晶表示パネル１０は、例えば、映像信号４０Ａおよび同期信号４０Ｂに応じて、マトリクス状に配置された複数の画素（図示せず）が周辺回路４０によって駆動される透過型の表示パネルである。液晶表示パネル１０は、例えば、行状に配置された複数の走査線ＷＳＬ１と、列状に配置された複数の信号線ＤＴＬとを有している。各走査線ＷＳＬ１と各信号線ＤＴＬとの交差部に対応して、複数の画素が行列状に配置されている。
【００２４】
［タッチパネル２０］
タッチパネル２０は、指などで、表示装置１の画像表示面２０Ａ（タッチパネル２０の表面）に触れたり、指などを画像表示面６０Ａに近づけたり、指などを画像表示面６０Ａ上で動かしたりすることにより情報を入力するためのものである。このタッチパネル２０は、例えば、液晶表示パネル１０とは別体で設けられたものであり、例えば、液晶表示パネル１０の表面に、接着剤（図示せず）などを介して貼り合わされている。このタッチパネル２０は、上述した静電容量型のタッチセンサの一具体例に相当するものであり、ＸＹ（行列）マトリクスで接触・非接触を検出したり、空間位置を検出したり、動きを検出したりするものである。
【００２５】
［バックライト３０］
バックライト３０は、液晶表示パネル１０を背後から照明するものであり、例えば、導光板と、導光板の側面に配置された光源と、導光板の上面（光射出面）に配置された光学素子とを備えている。導光板は、光源からの光を導光板の上面に導くものであり、側面から入射した光を散乱し、均一化する機能を有している。光源は、線状光源であり、例えば、ＨＣＦＬ (Hot Cathode Fluorescent Lamp)、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）、または複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を一列に配置したものなどからなる。光学素子は、例えば、拡散板、拡散シート、レンズフィルム、偏光分離シートなどを積層して構成されたものである。
【００２６】
[検知装置２]
図３は、表示装置１のうち、接触・非接触、空間位置、動きの検知に関与する部分（検知装置２）を抜き出したものである。検知装置２は、図１に例示した検知装置１００と同様、接触検知および近接検知を行うことの可能な検知装置であり、例えば、図４に示したように、タッチパネル２０および検知回路５０を含んで構成されている。タッチパネル２０は、例えば、センサ部２１を有している。一方、検知回路５０は、例えば、選択部５１、発振部５２、変換部５３、制御部５４、出力部５５、および入力部５６を含んで構成されている。
【００２７】
センサ部２１は、指などの画像表示面２０Ａへの接触・非接触を検出したり、空間位置を検出したり、動きを検出したりするものである。センサ部２１は、検出面である画像表示面２０Ａに形成されたものであり、例えば、図４に示したように、複数の検知電極２１Ｈと、複数の検知電極２１Ｖとにより構成されている。複数の検知電極２１Ｈは、一の面内において、横方向に延在するとともに縦方向に所定の間隔で並列配置されている。複数の検知電極２１Ｖは、複数の検知電極２１Ｈの配置された面と平行な面内において、縦方向に延在するとともに横方向に所定の間隔で並列配置されている。
【００２８】
選択部５１は、センサ部２１内の各検知電極２１Ｈ，２１Ｖと、発振部５２との電気的な継断を行うものである。具体的には、選択部５１は、複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖのうち１または複数の電極を選択するとともに、選択した１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖと発振部５２とを接続するようになっている。選択部５１は、複数の検知電極２１Ｈ（図４では４つの検知電極２１Ｈ）の切り替え用のスイッチング素子５１Ａと、複数の検知電極２１Ｖ（図４では４つの検知電極２１Ｖ）の切り替え用のスイッチング素子５１Ｂとを有している。
【００２９】
スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂは、それぞれ、例えば、マルチプレクサである。スイッチング素子５１Ａにおいて、マルチプレクサの一端側に設けられた複数の端子が走査線ＷＳＬ２を介して各検知電極２１Ｈの一端に１つずつ接続されており、マルチプレクサの他端側に設けられた１つの端子が配線を介して発振部５２に接続されている。また、スイッチング素子５１Ｂにおいて、マルチプレクサの一端側に設けられた複数の端子が走査線ＷＳＬ３を介して各検知電極２１Ｖの一端に１つずつ接続されており、マルチプレクサの他端側に設けられた１つの端子が配線を介して発振部５２に接続されている。
【００３０】
スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂは、制御部５４から入力される選択信号およびＥＮ信号（後述）に従って内部スイッチの切り替えを行うようになっている。スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂは、ＥＮ信号がイネーブルである場合は、センサ部２１側の複数の端子のうち選択信号で選択された端子と、センサ部２１とは反対側の端子とを電気的に接続するようになっている。また、スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂは、ＥＮ信号がディスエーブルである場合は、センサ部２１側の全ての端子と、センサ部２１とは反対側の端子とを電気的に開放するようになっている。
【００３１】
発振部５２は、選択部５１により選択された１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖに生じた容量により発振周波数が決まるようになっている。発振部５２は、例えば、交流信号を発生する信号源５２Ａと、信号源５２Ａに並列接続された抵抗５２Ｂと、互いに並列接続された信号源５２Ａおよび抵抗５２Ｂの両端子のうち選択部５１に接続された端子（以下、「端子Ａ」と称する）に接続された容量素子５２Ｃとを含んで構成されている。発振部５２は、さらに、例えば、端子Ａに接続されたスイッチ部５２Ｄを含んで構成されている。発振部５２は、端子Ａおよびスイッチング素子５１Ａを介して各検知電極２１Ｈに交流信号を印加するとともに、端子Ａおよびスイッチング素子５１Ｂを介して各検知電極２１Ｖに交流信号を印加するようになっている。
【００３２】
スイッチ部５２Ｄは、端子Ａと定電圧線Ｌｘとの電気的な継断を行うものであり、例えば、制御部５４からの制御信号に応じてオンオフを変化させることが可能となっている。スイッチ部５２Ｄは、少なくとも、各検知電極２１Ｈまたは各検知電極２１Ｖで、指などの画像表示面２０Ａへの接触・非接触を検出したり、空間位置を検出したり、動きを検出したりしている間は、オフ状態となっている。また、スイッチ部５２Ｄは、後述するように、各検知電極２１Ｈまたは各検知電極２１Ｖに溜まった電荷を放出する際には、オン状態となっている。
【００３３】
変換部５３は、発振部５２からの信号の周波数に対応する信号を出力するものであり、例えば、図示しないが、クロックカウンタを含んで構成されている。クロックカウンタは、発振部５２からの信号の周波数をカウントし、カウント数に応じたデジタル信号を出力するようになっている。さらに、変換部５３は、制御部５４から入力されるＥＮ信号（後述）に従って、イネーブルまたはディスエーブルに状態を変化させることが可能となっている。
【００３４】
なお、変換部５３は、Ｆ・Ｖ変換回路と、Ａ／Ｄコンバータとを含んで構成されていてもよい。Ｆ・Ｖ変換回路は、発振部５２からの信号を周波数に応じて電圧に変換するものである。Ｆ・Ｖ変換回路は、例えば、発振部５２の出力端の信号を、その信号の周波数の大きさに応じた電圧値に変換し、その電圧値のアナログ信号を出力するようになっている。Ａ／Ｄコンバータは、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するものであり、例えば、Ｆ・Ｖ変換回路から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するようになっている。
【００３５】
出力部５５は、例えば、制御部５４で導出された接触座標などを検知信号５０Ａとして出力するものである。入力部５６は、例えば、検知回路５０を駆動する際に使用する同期信号５０Ｂや、画像表示面２０Ａに表示されるボタンなどの機能部分の座標を示す位置信号５０Ｃなどの入力を受け付けるものである。
【００３６】
制御部５４は、変換部５３から入力された周波数に関する信号に基づいて、指などの接触座標、空間位置、または動きを導出するものである。また、制御部５４は、選択部５１に含まれる各スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂを制御するものである。制御部５４は、選択部５１が複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖのうち一部の電極だけを順次選択する選択信号を生成し選択部５１（各スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂ）に印加するようになっている。具体的には、制御部５４は、各スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂに対して、ＥＮ信号および選択信号を入力することにより、各スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂの内部スイッチの切り替えを行うようになっている。
【００３７】
制御部５４は、例えば、所定のときに、スイッチング素子５１ＡにＥＮ信号としてディスエーブルを入力するようになっている。これにより、スイッチング素子５１Ａにおいて、センサ部２１側の全ての端子と、センサ部２１とは反対側の端子とが電気的に開放される。同様に、制御部５４は、例えば、所定のときに、スイッチング素子５１ＢにＥＮ信号としてディスエーブルを入力するようになっている。これにより、スイッチング素子５１Ｂにおいて、センサ部２１側の全ての端子と、センサ部２１とは反対側の端子とが電気的に開放される。
【００３８】
また、制御部５４は、例えば、所定のときに、スイッチング素子５１Ａに選択信号を入力するとともにＥＮ信号としてイネーブルを入力するようになっている。これにより、スイッチング素子５１Ａにおいて、センサ部２１側の複数の端子のうち選択信号で選択された端子と、センサ部２１とは反対側の端子とが電気的に接続される。同様に、制御部５４は、例えば、所定のときに、スイッチング素子５１Ｂに選択信号を入力するとともにＥＮ信号としてイネーブルを入力するようになっている。これにより、スイッチング素子５１Ｂにおいて、センサ部２１側の複数の端子のうち選択信号で選択された端子と、センサ部２１とは反対側の端子とが電気的に接続される。
【００３９】
例えば、スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂのセンサ部２１側の４つの端子に１つずつ順番にｓｅｌ１，ｓｅｌ２，ｓｅｌ３，ｓｅｌ４という名称を付与したとすると、制御部５４は、例えば、図５（Ａ）に示したように、４つの端子ｓｅｌ１，ｓｅｌ２，ｓｅｌ３，ｓｅｌ４を１つずつ順番に選択するように、スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂに対して選択信号を入力するとともにＥＮ信号としてイネーブルを入力するようになっている。
【００４０】
制御部５４は、発振部５２に含まれるスイッチ部５２Ｄと、変換部５３とを制御するものでもある。具体的には、制御部５４は、スイッチ部５２Ｄおよび変換部５３に対してＥＮ信号（後述）を入力することにより、スイッチ部５２Ｄおよび変換部５３をイネーブルまたはディスエーブルに状態変化させることが可能となっている。
【００４１】
例えば、制御部５４は、少なくとも、各検知電極２１Ｈまたは各検知電極２１Ｖで、指などの画像表示面２０Ａへの接触・非接触を検出したり、空間位置を検出したり、動きを検出したりしている間（例えば、スイッチング素子５１Ａまたは５１Ｂがイネーブル状態となっており、かつ変換部５３がイネーブル状態となっている間）は、スイッチ部５２ＤにＥＮ信号としてディスエーブルを入力し、スイッチ部５２Ｄがオフ状態となるようになっている（図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）。このとき、選択部５１が選択している１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖが発振部５２に接続され、定電圧線Ｌｘとは分離される。
【００４２】
また、例えば、制御部５４は、各検知電極２１Ｈまたは各検知電極２１Ｖに溜まった電荷を放出する間（例えば、スイッチング素子５１Ａまたは５１Ｂがイネーブル状態となっており、かつ変換部５３がディスエーブル状態となっている間）は、スイッチ部５２ＤにＥＮ信号としてイネーブルを入力し、スイッチ部５２Ｄがオン状態となるようになっている（図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）。このとき、選択部５１が選択している１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖがスイッチ部５２Ｄを介して定電圧線Ｌｘに接続される。
【００４３】
ところで、スイッチ部５２ＤにＥＮ信号としてイネーブルを入力するタイミングは、例えば、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、選択部５１が１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖを選択している間であって、かつ変換部５３をイネーブルにする直前であることが好ましい。
【００４４】
次に、本実施の形態の検知装置２における動作の一例について説明する。
【００４５】
[動作全体]
まず、例えば、表示装置１の電源投入、または検知装置２の起動により、制御部５４は、検知装置２の動作を開始する。制御部５４は、まず、スイッチング素子５１Ａまたは５１ＢにＥＮ信号としてイネーブルを入力するとともに、１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖを選択する選択信号を入力する。さらに、制御部５４は、変換部５３にＥＮ信号としてディスエーブルを入力し、スイッチ部５２ＤにＥＮ信号としてイネーブルを入力する。これにより、選択信号によって選択された１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖと、定電圧線Ｌｘとがスイッチ部５２Ｄを介して接続される。その結果、定電圧線Ｌｘに接続された１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖに溜まった電荷が、スイッチ部５２Ｄを介して定電圧線Ｌｘに放出され、定電圧線Ｌｘに接続された１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖの電位が定電圧線Ｌｘの電位となる。このとき、定電圧線Ｌｘの電位がグラウンド電位となっている場合には、定電圧線Ｌｘに接続された１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖの電位もグラウンド電位となる。なお、定電圧線Ｌｘの電位がグラウンド電位とは異なる電位となっていてもよい。
【００４６】
次に、制御部５４は、スイッチ部５２ＤにＥＮ信号としてディスエーブルを入力する。これにより、選択信号によって選択された１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖが、定電圧線Ｌｘから分離される。次に、制御部５４は、変換部５３にＥＮ信号としてイネーブルを入力する。これにより、選択信号によって選択された１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖが、発振部５２を介して変換部５３に接続される。このとき、指などが画像表示面２０Ａに接近または接触していたとすると、指などの画像表示面２０Ａへの近接または接触などによって検知電極２１Ｈ，２１Ｖに生じた静電容量の変化が、発振部５２の周波数の変化として、変換部５３で検知される。変換部５３で検知された周波数（または周波数の変化）は、制御部５４に伝達され、制御部５４は、変換部５３で検知された周波数（または周波数の変化）の情報に基づいて、指などの接触座標、空間位置、または動きを導出する。制御部５４は、導出した、指などの接触座標、空間位置、または動きについての情報を出力部５５に入力し、出力部５５は、入力された情報を、検知信号５０Ａとして外部に出力する。
【００４７】
また、制御部５４は、変換部５３にＥＮ信号としてイネーブルを入力する時間が所定の時間だけ経過すると、変換部５３およびスイッチング素子５１Ａまたは５１ＢにＥＮ信号としてディスエーブルを入力する。その後は、制御部５４は、検知電極２１Ｈ，２１Ｖの選択を順次変更しながら、上述の手順を繰り返し実行する。このようにして、本実施の形態の検知装置２において、指などの接触座標、空間位置、または動きが検出される。
【００４８】
[効果]
本実施の形態では、発振部５２と選択部５１とをつなぐ配線と定電圧線Ｌｘとの電気的な継断を行うスイッチ部５２Ｄが検知装置２に設けられている。これにより、検知電極２１Ｈ，２１Ｖを駆動している最中に、スイッチ部５２Ｄで電気的な継断を実行することにより、検知電極２１Ｈ，２１Ｖに溜まった電荷がスイッチ部５２Ｄを介して定電圧線Ｌｘに放出される。例えば、変換部５３がディスエーブルとなっている間に、制御部５４がスイッチ部５２Ｄをオンすることにより、選択部５１が選択している１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖが、スイッチ部５２Ｄを介して定電圧線Ｌｘに接続され、検知電極２１Ｈ，２１Ｖに溜まった電荷がスイッチ部５２Ｄを介して定電圧線Ｌｘに放出される。その結果、検知電極２１Ｈ，２１Ｖへの電荷溜まりをなくすことができ、検知電極２１Ｈ，２１Ｖの静電容量が安定になるので、検知電極２１Ｈ，２１Ｖを駆動している最中の検出感度を安定にすることができる。
【００４９】
[変形例]
上記実施の形態では、変換部５３がイネーブルまたはディスエーブルに状態を変化させることが可能となっていたが、例えば、図６に示したように、発振部５２がイネーブルまたはディスエーブルに状態を変化させることが可能となっていてもよい。
【００５０】
例えば、制御部５４は、少なくとも、各検知電極２１Ｈまたは各検知電極２１Ｖで、指などの画像表示面２０Ａへの接触・非接触を検出したり、空間位置を検出したり、動きを検出したりしている間（例えば、スイッチング素子５１Ａまたは５１Ｂがイネーブル状態となっており、かつ発振部５２がイネーブル状態となっている間）は、スイッチ部５２ＤにＥＮ信号としてディスエーブルを入力し、スイッチ部５２Ｄがオフ状態となるようになっている（図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）。このとき、選択部５１が選択している１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖが発振部５２に接続され、定電圧線Ｌｘとは分離される。
【００５１】
また、例えば、制御部５４は、各検知電極２１Ｈまたは各検知電極２１Ｖに溜まった電荷を放出する間（例えば、スイッチング素子５１Ａまたは５１Ｂがイネーブル状態となっており、かつ発振部５２がディスエーブル状態となっている間）は、スイッチ部５２ＤにＥＮ信号としてイネーブルを入力し、スイッチ部５２Ｄがオン状態となるようになっている（図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）。このとき、選択部５１が選択している１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖがスイッチ部５２Ｄを介して定電圧線Ｌｘに接続される。
【００５２】
ところで、上記変形例において、スイッチ部５２ＤにＥＮ信号としてイネーブルを入力するタイミングは、例えば、選択部５１が１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖを選択している間であって、かつ発振部５２をイネーブルにする直前であることが好ましい。
【００５３】
また、上記実施の形態では、スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂが、マルチプレクサとなっていたが、例えば、図７、図８に示したように、複数のスイッチが互いに並列配置されたものであってもよい。この場合には、制御部５４は、スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂに対して、ＥＮ信号および選択信号の代わりに、例えば、図９（Ａ）〜（Ｄ）に示したように、スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂ内のスイッチごとにオンオフ制御信号を入力することが必要となる。
【００５４】
＜３．第２の実施の形態＞
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置３の概略構成の一例を表すものである。表示装置３は、タッチセンサ（および近接センサ）付きの表示装置であり、例えば、表示素子として液晶表示素子を備えており、さらに、この液晶表示素子の表面に静電容量型のタッチセンサ（および近接センサ）を液晶表示素子と一体で備えている。表示装置３は、上記実施の形態およびその変形例に係る検知装置２と同様の構成を備えており、その点では、上記実施の形態およびその変形例に係る表示装置１の構成と共通している。
【００５５】
表示装置３は、例えば、図１０に示したように、タッチセンサ付き液晶表示パネル６０、バックライト３０、周辺回路４０および検知回路５０を備えている。バックライト３０はタッチセンサ付き液晶表示パネル６０の背後に配置されている。
【００５６】
［タッチセンサ付き液晶表示パネル６０］
タッチセンサ付き液晶表示パネル６０は、表示装置３の画像表示面６０Ａ（タッチセンサ付き液晶表示パネル６０の表面）に映像を表示すると同時に、指などで、表示装置３の画像表示面６０Ａ（タッチセンサ付き液晶表示パネル６０の表面）に触れたり、指などを画像表示面６０Ａに近づけたり、指などを画像表示面６０Ａ上で動かしたりすることにより情報を入力するためのものである。このタッチセンサ付き液晶表示パネル６０は、ＸＹ（行列）マトリクスで接触・非接触を検出したり、空間位置を検出したり、動きを検出したりするものである。
【００５７】
図１１は、タッチセンサ付き液晶表示パネル６０の要部断面構成の一例を表すものである。タッチセンサ付き液晶表示パネル６０は、液晶表示パネルに元々備えられている電極の一部（後述する共通電極４３）および表示用駆動信号（後述するコモン駆動信号Ｖｃｏｍ）を兼用して静電容量型タッチセンサを構成したものである。タッチセンサ付き液晶表示パネル６０は、画素基板３と、画素基板３に対向して配置された対向基板４との間に液晶層５が挿設されたものである。
【００５８】
画素基板３は、回路基板としてのＴＦＴ基板３１と、ＴＦＴ基板３１上にマトリクス状に配設された複数の画素電極２２とを有する。ＴＦＴ基板２１には、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やＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の他、各画素電極に画像信号を供給するソース線や、各ＴＦＴを駆動するゲート線等の配線が形成されている。
【００５９】
対向基板４は、ガラス基板４１と、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上に形成された共通電極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、表示画素（画素電極３２）ごとにＲ、Ｇ、Ｂの３色が一組として対応付けられている。共通電極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センサ用駆動電極としても兼用されるものである。
【００６０】
共通電極４３は、コンタクト導電柱６によってＴＦＴ基板３１と連結されている。このコンタクト導電柱６を介して、ＴＦＴ基板３１から共通電極４３に交流矩形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、画素電極３２に印加される画素電圧とともに各画素の表示電圧を画定するものであるが、タッチセンサの駆動信号としても兼用されるものである。即ち、このコモン駆動信号Ｖｃｏｍは、所定の周期ごとに極性反転するものとなっている。
【００６１】
ガラス基板４１の他方の面には、センサ用検知電極４４が形成され、更に、センサ用検知電極４４の上には、偏光板４５が配設されている。センサ用検知電極４４は、タッチセンサの一部を構成するものである。液晶層５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、ＴＮ（ツイストネマティック）、ＶＡ（垂直配向）、ＥＣＢ（電界制御複屈折）等の各種モードの液晶が用いられる。図１１において、容量素子Ｃ１は、一の共通電極４３と一のセンサ用検知電極４４との間に形成される（静電）容量素子に対応するものである。
【００６２】
図１２は、タッチセンサ付き液晶表示パネル６０内のレイアウトの一例を表すものである。タッチセンサ付き液晶表示パネル６０の面内の中央部分には、複数の共通電極４３と、複数のセンサ用検知電極４４とが互いに交差して配置されている。複数の共通電極４３と、複数のセンサ用検知電極４４とが互いに交差して配置されている部分（以下、「表示部分」と称する）が、画像表示面６０Ａに対応する部分である。タッチセンサ付き液晶表示パネル６０の面内の外縁部分（すなわち、周辺ブラック）には、選択部５１（スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂ）、発振部５２、変換部５３、周辺回路４０、制御部５４、出力部５５、入力部５６およびフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）５７が配置されている。
【００６３】
例えば、ＦＰＣ５７の一端が画素基板３の端縁に固定されており、ＦＰＣ５７の他端がタッチセンサ付き液晶表示パネル６０からの出力信号を処理するデバイス（図示せず）に接続されるようになっている。ＦＰＣ５７は、可撓性のベースフィルムを有しており、このベースフィルムの一方の端部が画素基板３の端縁に固定されており、このベースフィルムの他方の端部は開放端となっている。
【００６４】
選択部５１、発振部５２、変換部５３および周辺回路４０は、上述の対向基板４上に配置されており、制御部５４、出力部５５、入力部５６およびＦＰＣ５７は、上述の画素基板３上に配置されている。具体的には、表示部分の一辺に沿ってスイッチング素子５１Ａが配置されており、表示部分の他の辺であって、かつスイッチング素子５１Ａが配置されている一辺に隣接する辺に沿ってスイッチング素子５１Ｂが配置されている。表示部分の周縁のうち、スイッチング素子５１Ａの一端とスイッチング素子５１Ｂの一端とが互いに近接する部分に、発振部５２および変換部５３が配置されている。このようなレイアウトにすることにより、センサ部２１から発振部５２までの配線を短くすることができる。
【００６５】
また、表示部分の周縁のうち、スイッチング素子５１Ａ，５１Ｂの未配置の部分に、周辺回路４０に含まれる共通電極ドライバ４７および信号線セレクタ４６が配置されている。さらに、画素基板３のうち対向基板４と非対向の部分に、制御部５４、出力部５５、入力部５６およびＦＰＣ５７が配置されている。
【００６６】
[効果]
本実施の形態では、上記実施の形態と同様、発振部５２と選択部５１とをつなぐ配線と定電圧線Ｌｘとの電気的な継断を行うスイッチ部５２Ｄが検知装置３に設けられている。これにより、検知電極２１Ｈ，２１Ｖを駆動している最中に、スイッチ部５２Ｄで電気的な継断を実行することにより、検知電極２１Ｈ，２１Ｖに溜まった電荷がスイッチ部５２Ｄを介して定電圧線Ｌｘに放出される。例えば、変換部５３がディスエーブルとなっている間に、制御部５４がスイッチ部５２Ｄをオンすることにより、選択部５１が選択している１または複数の検知電極２１Ｈ，２１Ｖが、スイッチ部５２Ｄを介して定電圧線Ｌｘに接続され、検知電極２１Ｈ，２１Ｖに溜まった電荷がスイッチ部５２Ｄを介して定電圧線Ｌｘに放出される。その結果、検知電極２１Ｈ，２１Ｖへの電荷溜まりをなくすことができ、検知電極２１Ｈ，２１Ｖの静電容量が安定になるので、検知電極２１Ｈ，２１Ｖを駆動している最中の検出感度を安定にすることができる。
【００６７】
また、本実施の形態では、センサ部２１から発振部５２までの配線が短くなっている。さらに、センサ部２１、選択部５１、発振部５２、変換部５３および周辺回路４０が同一基板上に配置されており、ＥＳＤ((Electro Static Discharge)対策用の保護回路が設けられていない。これにより、寄生容量の影響を低減することができるので、検出感度の低下を抑制することができる。
【００６８】
＜４．変形例＞
以上、実施の形態ならびにその変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００６９】
例えば、上記実施の形態等において、制御部５４が、発振部５２の温度特性による周波数の変化を補正するようになっていてもよい。例えば、図１３に示したように、検知回路５０に、変換部５３および発振部５２をさらに設け、発振部５２に容量素子５８を接続する。このとき、容量素子５８の容量を、センサ部２１側の変換部５３で検出される周波数と同程度の周波数となるように調整しておく。また、容量素子５８側の変換部５３および発振部５２が、指等が近付いて来たときに影響を受けないように、容量素子５８側の変換部５３および発振部５２を、センサ部２１から離れた場所や、電気的にシールドされている場所に配置する。このようにすることで、容量素子５８側の発振部５２では、当該発振部５２の温度により周波数が変化する。これにより、制御部５４は、容量素子５８側の変換部５３で検出された周波数を用いて、センサ部２１の変換部５３で検出された周波数に対して温度補正を施すことが可能となる。その結果、発振部５２の温度特性による誤検出を抑制することができる。
【００７０】
また、上記実施の形態等では、液晶表示素子として透過型の素子を用いた場合について説明したが、透過型以外のもの、例えば、反射型の素子を用いることも可能である。ただし、その場合には、光源（バックライト３０）をなくするか、または液晶表示素子の上面側に配置することが必要となる。
【００７１】
また、上記実施の形態等では、表示素子として液晶表示素子を用いた表示装置に対して本発明を適用した場合について説明したが、それ以外の表示素子、例えば有機ＥＬ素子を用いた表示装置にも適用可能である。
【００７２】
また、上記実施の形態等において説明した一連の処理は、ハードウェアにより行うこともできるし、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、汎用のコンピュータ等にインストールされるようになっている。このようなプログラムは、コンピュータに内蔵されている記録媒体に予め記録しておくことも可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１，３…表示装置、２，１００…検知装置、３…画素基板、４…対向基板、５…液晶層、６…コンタクト導電柱、１０…液晶表示パネル、２０…タッチパネル、２０Ａ，６０Ａ…画像表示面、２１…センサ部、２１Ｈ，２１Ｖ，１１０Ｈ，１１０Ｖ…検知電極、３０…バックライト、３１…ＴＦＴ基板、３２…画素電極、４０…周辺回路、４０Ａ…映像信号、４０Ｂ，５０Ｂ…同期信号、４１…ガラス基板、４２…カラーフィルタ、４３…共通電極、４４…センサ用検知電極、４５…偏光板、４６…信号線セレクタ、４７…共通電極ドライバ、５０…検知回路、５０Ａ…検知信号、５０Ｃ…位置信号、５１…選択部、５１Ａ，５１Ｂ…スイッチング素子、５２…発振部、５２Ａ…信号源、５２Ｂ…抵抗、５２Ｃ，５８…容量素子、５２Ｄ…スイッチ部、５３…変換部、５４…制御部、５５…出力部、５６…入力部、１１０…２次元電極、１２０…スイッチ素子、１３０…信号源、１４０…Ｆ・Ｖ変換回路、ＤＴＬ…信号線、Ｌｘ…定電圧線、ＷＳＬ，ＷＳＬ１，ＷＳＬ２，ＷＳＬ３…走査線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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