(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示動作期間において画素信号が供給される複数の画素信号線と、
前記画素信号に基づいて表示動作を行う複数の表示画素と、
複数の撮像画素と
を備え、
前記複数の撮像画素はそれぞれ、
受光量に応じた大きさの電流を発生する受光素子と、
放電動作の後、前記受光素子から供給される電流により充電動作を行うと共に、充電電圧を出力する読出動作を行う容量素子と
を有し、
前記画素信号線は、前記表示動作期間以外の水平ブランキング期間において、当該画素信号線の電圧レベルが前記放電動作時と前記読出動作時とにおいて互いに等しくなるように常にプリチャージされる
撮像機能付き表示装置。
【請求項２】
前記複数の表示画素は、水平ライン順次駆動による表示動作を行うものであり、
前記放電動作、前記充電動作、前記読出動作からなる一連の動作において、前記放電動作および前記読出動作は、それぞれ、前記表示画素の１または複数の水平ラインにわたる表示動作期間の前後の互いに異なる水平ブランキング期間において行われる
請求項１に記載の撮像機能付き表示装置。
【請求項３】
前記表示動作期間において、前記画素信号を時分割多重した信号として供給される時分割多重信号から個々の画素信号を分離し、これらの画素信号を前記複数の画素信号線にそれぞれ供給する複数の第１のスイッチング素子
を備えた
請求項２に記載の撮像機能付き表示装置。
【請求項４】
前記時分割多重信号として、水平ブランキング期間に同期したタイミング位置に所定レベルの電圧の期間を含むような信号が用いられ、
前記水平ブランキング期間において、前記第１のスイッチング素子の全てをオン状態にすることにより、前記複数の画素信号線の全てに前記所定レベルの電圧が印加される
請求項３に記載の撮像機能付き表示装置。
【請求項５】
所定の信号の供給をオンオフする複数の第２のスイッチング素子をさらに備え、
前記水平ブランキング期間において、前記第１のスイッチング素子の全てをオフ状態にするとともに、前記第２のスイッチング素子の全てをオン状態にすることにより、前記複数の画素信号線の全てに所定レベルの電圧が印加される
請求項３に記載の撮像機能付き表示装置。
【請求項６】
前記複数の表示画素は、前記画素信号と共通信号とにより定まる画素印加電圧の極性が一定の期間ごとに反転する極性反転駆動により駆動される液晶素子であり、
前記所定の信号として、前記共通信号が用いられる
請求項５に記載の撮像機能付き表示装置。
【請求項７】
前記所定の信号として、常時一定の電圧レベルをもつ直流信号が用いられる
請求項５に記載の撮像機能付き表示装置。
【請求項８】
表示動作期間において画素信号が供給される複数の画素信号線と、前記画素信号に基づいて表示動作を行う複数の表示画素と、それぞれが受光素子および容量素子を含んで構成された複数の撮像画素とを備えた撮像機能付き表示装置を駆動する際に、
個々の撮像画素について、
前記容量素子を放電させた後、受光に応じて受光素子から供給される電流により前記容量素子を充電すると共に、この容量素子の充電電圧を出力する読み出しを行うことにより撮像を行い、
前記表示動作期間以外の水平ブランキング期間において、前記画素信号線の電圧レベルが前記容量素子の放電動作時と読出動作時とにおいて互いに等しくなるように前記画素信号線を常にプリチャージする
撮像機能付き表示装置の駆動方法。
【請求項９】
所定の処理を行う処理部と、
前記処理部により処理された情報を表示すると共に、前記処理部により処理されるべき情報を取り込む撮像機能付き表示部と
を備え、
前記撮像機能付き表示部は、
表示動作期間において画素信号が供給される複数の画素信号線と、
前記画素信号に基づいて表示動作を行う複数の表示画素と、
複数の撮像画素と
を有し、
前記複数の撮像画素はそれぞれ、
受光量に応じた大きさの電流を発生する受光素子と、
放電動作の後、前記受光素子から供給される電流により充電動作を行うと共に、充電電圧を出力する読出動作を行う容量素子と
を含み、
前記画素信号線は、前記表示動作期間以外の水平ブランキング期間において、当該前記画素信号線の電圧レベルが前記放電動作時と前記読出動作時とにおいて互いに等しくなるように常にプリチャージされる
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部近接物体を光学的に検出するための撮像機能を内蔵した表示装置およびその駆動方法、ならびにそのような表示装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、指等の接触を検出するタッチ検出機能を液晶表示装置等の表示装置に搭載し、その表示装置に各種のボタン画像を表示させることにより、通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能とした表示装置が注目されている。このようなタッチ検出機能を有する表示装置は、キーボードやマウス、キーパッドのような入力装置を必要としないため、コンピュータのほか、携帯電話のような携帯情報端末などでも、使用が拡大する傾向にある。
【０００３】
タッチ検出方式にはいくつかの方式が存在するが、その一つとして光学式がある。このような光学式のタッチ検出機能を有する表示装置には、例えば、表示装置から射出されて表示面近傍の外部近接物体で反射された光を表示装置内蔵の受光素子によって検出し、その光量に基づいて外部近接物体を検出するものがある。例えば、特許文献１では、受光素子として光電変換素子を用い、ある一定の期間の間、光電変換素子から供給される電荷を容量素子に蓄積して充電し、その充電量に基づいて外部近接物体を検出する撮像機能を内蔵した表示装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０５８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような撮像機能を内蔵した表示装置では、例えば、表示のための信号を伝える配線などから撮像画素（容量素子）へ、寄生容量を介していわゆるクロストーク雑音が混入するおそれがある。この場合、撮像画素の出力信号から得られる、外部近接物体の存在に対応したタッチ検出信号のＳ／Ｎ比が劣化し、これにより、例えば、外部近接物体に対するタッチセンサの感度が表示画像によって変化するおそれがある。あるいは、外部近接物体が存在しないにもかかわらず、表示画像の内容如何によってタッチセンサが反応してしまうなど、誤動作するおそれもある。
【０００６】
このようなクロストーク雑音の影響を抑えるためには、例えば、撮像画素や信号配線にシールドを施す方法が考えられる。しかしながら、この場合には、シールドを介して外部近接物体の検出が行われることになることから、タッチセンサの感度が悪化するおそれや、信号配線の寄生容量に起因して駆動回路の消費電力が増大するおそれがある。また、シールドの追加によって表示装置自体の厚みが増えることから、小型化が困難になるおそれがある。よって、撮像画素を内蔵した表示装置では、新たにシールドを設けることなく、クロストーク雑音による撮像画素への悪影響を最小限に抑えることが望まれている。つまり、クロストーク雑音に対する耐性向上が求められている。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、装置サイズおよび消費電力の増大を抑制しつつ、表示信号が雑音としてタッチセンサの動作に与える悪影響を最小限に抑えることができる撮像機能付き表示装置、駆動方法および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像機能付き表示装置は、画素信号が供給される複数の画素信号線と、画素信号に基づいて表示動作を行う複数の表示画素と、複数の撮像画素とを備える。複数の撮像画素はそれぞれ、受光量に応じた大きさの電流を発生する受光素子と、放電動作の後、この受光素子から供給される電流により充電動作を行うと共に、充電電圧を出力する読出動作を行う容量素子とを有する。上記の画素信号線の電圧レベルは、放電動作時と読出動作時とにおいて互いに等しくなるようにコントロールされる。
【０００９】
本発明の撮像機能付き表示装置の駆動方法は、上記のような構成の撮像機能付き表示装置を駆動する際に、個々の撮像画素について、容量素子を放電させた後、受光に応じて受光素子から供給される電流によりこの容量素子を充電すると共に、この容量素子の充電電圧を出力する読み出しを行うことにより撮像を行い、画素信号線の電圧レベルがこの容量素子の放電動作時と読出動作時とにおいて互いに等しくなるように制御を行うようにしたものである。
【００１０】
本発明の電子機器は、上記本発明の撮像機能付き表示装置を備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。
【００１１】
本発明の撮像機能付き表示装置およびその駆動方法、ならびに電子機器では、外部近接物体の存在に応じた光が撮像画素に入射する。撮像画素内の受光素子は、その受光量に応じた大きさの電流を発生し、その電流により容量素子への充電動作を行う。この充電動作は、容量素子の放電動作の後に開始され、その容量素子に充電された電荷は、ある一定の時間が経過した後に電圧として読み出される。この読み出された電圧は、外部近接物体の存在に対応した値となっており、放電動作時と読出動作時における容量素子の電圧差に基づいて外部近接物体が検出される。
【００１２】
その際、表示動作のための表示信号が画素信号線に印加されると、画素信号線から撮像画素（容量素子）へ、その表示信号に起因するクロストーク雑音が混入する。ところが、容量素子の放電動作時と読出動作時とにおいて、電圧レベルが互いに等しい信号を画素信号線に印加するようにしていることから、画素信号線から撮像画素へのクロストーク雑音の量は、放電動作時と読出動作時とでほぼ等しくなる。その結果、そのクロストーク雑音の影響が両時点でほぼ相殺され、検出される容量素子の電圧差が表示信号の影響を受けて変化してしまうことが抑制される。
【００１３】
表示画素は、例えば、水平ライン順次駆動により駆動可能である。この場合には、ある水平ブランキング期間において放電動作を行い、１または複数の水平ラインにわたる表示動作期間からなるある一定の期間が経過した後に、別の水平ブランキング期間において読出動作を行うようにすることが望ましい。
【００１４】
例えば、画素信号を時分割多重してなる時分割多重信号を用いて表示を行うようにした場合には、複数の第１のスイッチング素子を設けてこれらをオンオフすることにより、供給された時分割多重信号から個々の画素信号を分離し、これらの画素信号を複数の画素信号線にそれぞれ供給するようにすることができる。
【００１５】
放電動作時および読出動作時の画素信号線の電圧レベルを互いに等しくするための具体例としては、例えば、以下の２つの方法を用いることができる。第１の方法は、供給される時分割多重信号として、水平ブランキング期間に同期したタイミング位置に所定レベルの電圧の期間を含むような信号を用い、水平ブランキング期間において、複数の第１のスイッチング素子の全てをオン状態にすることにより、複数の画素信号線の全てにこの所定レベルの電圧を印加するという方法である。この方法では、全ての水平ブランキング期間における全ての画素信号線の電圧レベルが互いに等しくなり、結果として、放電動作時および読出動作時の画素信号線の電圧レベルが互いに等しくなる。
【００１６】
第２の方法は、所定の信号の供給をオンオフできる複数の第２のスイッチング素子を備え、水平ブランキング期間において、複数の第１のスイッチング素子の全てをオフ状態にするとともに、この複数の第２のスイッチング素子の全てをオン状態にすることにより、複数の画素信号線の全てにこの所定の信号を印加するという方法である。この所定の信号としては、常時一定の電圧レベルを持つ直流信号を用いることができる。この方法においても、上述した第１の方法と同様に、全ての水平ブランキング期間における全ての画素信号線の電圧レベルが互いに等しくなり、結果として、放電動作時および読出動作時の画素信号線の電圧レベルが互いに等しくなる。なお、この所定の信号として、放電動作時と読出動作時とにおいて同一の電圧レベルをもつ既存の信号（例えば、液晶表示装置の極性反転駆動において共通電極（対向電極）に印加される共通信号）を用いてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の撮像機能付き表示装置およびその駆動方法、ならびに電子機器によれば、撮像画素の放電動作時と読出動作時とで、画素信号線に印加される電圧レベルを互いに等しくしたので、装置サイズおよび消費電力の増大を抑制しつつ、表示信号が雑音としてタッチセンサの動作に与える悪影響を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。
【図２】図１に示したタッチセンサ付き表示装置の要部の一構成例を表すブロック図である。
【図３】図１に示したセンサ付き表示部の構成の一部を表す断面図である。
【図４】図２に示した表示セルおよびセンサセルの一構成例を表す回路図である。
【図５】図１に示したタッチセンサ付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図６】図１に示したタッチセンサ付き表示装置におけるタッチセンサ動作の順次走査の一例を表すタイミング波形図である。
【図７】図１に示したタッチセンサ付き表示装置において、クロストーク雑音がある状態における一動作例を表すタイミング波形図である。
【図８】比較例に係るタッチセンサ付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図９】比較例に係るタッチセンサ付き表示装置において、クロストーク雑音がある状態における一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１０】第１の実施の形態の変形例に係るタッチセンサ付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１２】図１１に示したタッチセンサ付き表示装置の要部の一構成例を表すブロック図である。
【図１３】図１１に示したタッチセンサ付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１４】第２の実施の形態の変形例に係るタッチセンサ付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１６】図１５に示したタッチセンサ付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１７】実施の形態を適用したタッチセンサ付き表示装置のうち、適用例１の外観構成を表す斜視図である。
【図１８】適用例２の外観構成を表す斜視図である。
【図１９】適用例３の外観構成を表す斜視図である。
【図２０】適用例４の外観構成を表す斜視図である。
【図２１】適用例５の外観構成を表す正面図、側面図、上面図および下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、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．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．適用例
【００２０】
＜１．第１の実施の形態＞
［構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一構成例を表すものである。また、図２は、本実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一部の詳細構成を表すものである。なお、本発明の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の駆動方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。この表示装置は、画像表示を行うとともに、外部近接物体を検出するタッチセンサの機能も有するものであり、表示素子として液晶表示素子を用い、さらにタッチセンサ素子としてフォトダイオードを内蔵することにより、インセル型の光学式タッチセンサ付き表示装置を構成するものである。
【００２１】
このタッチセンサ付き表示装置１０は、表示制御部１１と、共通信号ドライバ１２と、表示走査部１３と、センサ走査部１４と、表示信号ドライバ１５と、選択スイッチ部２０と、センサ付き表示部３０と、受光信号レシーバ６０と、受光信号保持部１６とを備えている。
【００２２】
表示制御部１１は、供給される画像信号Ｖimgを１画面毎（１フィールドの表示ごと）に、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等で構成されるフィールドメモリに格納して保持するものである。この表示制御部１１はまた、センサ付き表示部３０を駆動する、共通信号ドライバ１２、表示走査部１３、センサ走査部１４、および表示信号ドライバ１５が連動して動作するように制御する機能を有している。具体的には、表示制御部１１は、共通信号ドライバ１２に共通信号タイミング制御信号を供給し、表示走査部１３に表示走査タイミング制御信号を供給し、センサ走査部１４にセンサ走査タイミング制御信号を供給し、表示信号ドライバ１５に、フィールドメモリに保持されている画像信号に基づいた１水平ライン（１表示水平ライン）分の画像信号と表示タイミング制御信号を供給する。
【００２３】
共通信号ドライバ１２は、表示制御部１１から供給される共通信号タイミング制御信号に応じて、センサ付き表示部３０に共通信号Ｖcomを供給する回路である。具体的には、この共通信号ドライバ１２は、後述するように、共通信号線４２を介して共通信号Ｖcomをセンサ付き表示部３０の各表示セル４０に供給する。なお、この例では、表示セル４０はライン反転駆動により表示動作をするものである。すなわち、共通信号ドライバ１２は、水平ブランキング期間ごとに共通信号Ｖcomを反転して出力する。
【００２４】
表示走査部１３は、表示制御部１１から供給される表示走査タイミング制御信号に応じて、表示駆動の対象となるセンサ付き表示部３０内の表示セル４０を選択する機能を有している。具体的には、この表示走査部１３は、後述するように、表示走査信号線４１を介して、表示走査信号Ｖscanを表示セル４０に供給することにより、センサ付き表示部３０にマトリックス状に形成されている表示セル４０のうちの１行を表示駆動の対象として選択する。そして、これらの表示セル４０では、選択スイッチ部２０から供給された画素信号Ｖpix（後述）に対応して、１表示水平ラインの表示がなされる。このようにして、表示走査部１３は、時分割的に１表示水平ラインずつ順次走査を行い、タッチセンサ付き表示装置１０が画像を表示するように制御する。
【００２５】
表示制御部１１から供給されるセンサ走査タイミング制御信号に応じて、タッチセンサ動作の対象となるセンサ付き表示部３０内のセンサセル５０を選択する機能を有している。具体的には、このセンサ走査部１４は、後述するように、まず、水平ブランキング期間において、リセット信号線５１を介してリセット信号Ｖresetをセンサセル５０に供給することにより、センサ付き表示部３０にマトリックス状に形成されているセンサセル５０のうちの１行をリセット動作の対象として選択し（１センサ水平ライン）、それらのセンサセル５０の容量素子５５を放電する。そして、外部近接物体の存在に対応して、フォトダイオード５４（後述）からの電流により容量素子５５が充電される。その後、このセンサ走査部１４は、上記とは異なる水平ブランキング期間において、読み出し信号線５２を介してこれらのセンサセル５０に読み出し信号Ｖreadを供給することにより、これらのセンサセル５０を読み出し動作の対象として選択する。つまり、リセット信号Ｖresetを供給してから読み出し信号Ｖreadを供給するまでの間の時間が、外部近接物体の存在に対応する容量素子５５の充電時間（蓄積時間Ｔstr）であり、この時間は任意に設定されるものである。そして、この１センサ水平ラインを構成するセンサセル５０から、それぞれの容量素子５５に充電されたセンサ容量電圧Ｖcapに対応する電圧が、センサ信号Ｖsensとしてセンサ信号線５３に出力される。このようにして、センサ走査部１４は、時分割的に１センサ水平ラインずつ順次走査を行い、タッチセンサ付き表示装置１０が外部近接物体を検出するように制御する。
【００２６】
また、センサ走査部１４は、受光信号レシーバ６０および受光信号保持部１６と連動して動作するように制御する機能も有している。具体的には、センサ走査部１４は、受光信号レシーバ６０にセンサ信号線リセット信号Ｖsrを供給し、受光信号保持部１６に受光タイミング制御信号を供給する。
【００２７】
表示信号ドライバ１５は、表示制御部１１から供給される１表示水平ライン分の画像信号に基づいて、その画像信号を複数のグループに分け、それぞれを時分割多重信号である表示信号Ｖsigとして選択スイッチ部２０に供給するものである。この例では、後述するように、１表示水平ライン分の画像信号を、６つの表示セル４０の画像信号ごとにグループ化することにより、表示信号Ｖsigを構成している。つまり、各表示信号Ｖsigには、６つの表示セル４０の画像信号が時分割多重されている。また、表示信号ドライバ１５は、この多重化された表示信号Ｖsigから表示セル４０ごとの画像信号（画素信号Ｖpix）を分離するために必要なスイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６を生成し、表示信号Ｖsigとともに選択スイッチ部２０に供給する。なお、このグループ化は、表示信号ドライバ１５と選択スイッチ部２０との間の配線数を少なくするために行われるものである。よって、各表示信号Ｖsigに多重化される画素信号の数は、６つに限定されるものではない。また、例えば、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６をエンコードすることにより、その制御信号の本数を少なくしてもよい。
【００２８】
さらに、表示信号ドライバ１５は、表示期間に先立つ水平ブランキング期間において、所定の電圧を表示信号Ｖsigとして出力する機能（プリチャージ機能）を有している。具体的には、表示信号ドライバ１５は、後述するように、水平ブランキング期間において、所定のプリチャージ電圧Ｖpcgを表示信号Ｖsigとして出力すると同時に、選択スイッチ部２０の全てのスイッチがオン状態になるように、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６を制御し出力する。これにより、表示信号ドライバ１５は、表示期間に先立つ水平ブランキング期間において、選択スイッチ部２０が全ての画素信号線４３に対して、あらかじめプリチャージ電圧Ｖpcgを供給するように制御する。
【００２９】
選択スイッチ部２０は、表示信号ドライバ１５から供給された表示信号Ｖsigおよびスイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６に基づいて、表示信号Ｖsigに時分割多重された画素信号Ｖpixを分離し、表示駆動の対象となったセンサ付き表示部３０内の各表示セル４０に供給するものである。選択スイッチ部２０は、図２に示したように、複数のスイッチグループ２５を有する。そのスイッチグループ２５は、この例では、それぞれ６つのスイッチからなり、それぞれの一端は互いに接続されるとともに表示信号ドライバ１５から表示信号Ｖsigが供給され、他端はセンサ付き表示部３０の画素信号線４３（後述）にそれぞれ接続されている。この６つのスイッチは、それぞれ、表示信号ドライバ１５から供給されたスイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６によってオンオフ制御されるようになっている。この構成により、選択スイッチ部２０は、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６に応じてこの６つのスイッチを時分割的に順次オン状態にすることにより、多重化された表示信号Ｖsigから画素信号Ｖpixを分離するように機能する。そして、選択スイッチ部２０は、これらの画素信号Ｖpixを、表示走査部１３により選択された１表示水平ラインを構成する各表示セル４０に、画素信号線４３を介してそれぞれ供給するようになっている。
【００３０】
さらに、選択スイッチ部２０は、表示期間に先立つ水平ブランキング期間において、表示信号ドライバ１５から供給されたプリチャージ電圧Ｖpcgを、センサ付き表示部３０の画素信号線４３（後述）に供給する。具体的には、選択スイッチ部２０は、水平ブランキング期間において、表示信号ドライバ１５から供給されたスイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６に基づき、全てのスイッチをオン状態にする。これにより、表示信号ドライバ１５から供給された表示信号Ｖsigに含まれるプリチャージ電圧Ｖpcgが、センサ付き表示部３０の全ての画素信号線４３に供給される。
【００３１】
なお、選択スイッチ部２０は、例えば、後述するセンサ付き表示部３０と同じ基板上に形成される。その場合、選択スイッチ部２０の全てのスイッチは、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）などにより構成され、例えばこれらのＴＦＴを用いたアナログスイッチなどにより構成される。
【００３２】
センサ付き表示部３０は、選択スイッチ部２０から供給される画素信号Ｖpixに基づいて、画像を表示するものである。また、このセンサ付き表示部３０は、その表面のタッチ検出面における外部近接物体を検出する機能も有する。以下に、図２〜図４を参照して、センサ付き表示部３０の構成例を説明する。
【００３３】
図３は、センサ付き表示部３０の一部を拡大した断面図を表すものである。また、図４は、センサ付き表示部３０の表示セル４０およびセンサセル５０の回路構成例を表すものである。
【００３４】
センサ付き表示部３０は、図３に示したように、液晶パネル１００およびバックライト１２０により構成されている。そして、液晶パネル１００は、透明基板１０１，１０２と、液晶層１０６と、画素電極１１１と、共通電極１１２と、フォトダイオード５４とを有している。
【００３５】
透明基板１０１，１０２は、互いに対向し離間して配置され、透明基板１０１の透明基板１０２側の面には、絶縁層１０３，１０４，１０５がこの順で形成されている。画素電極１１１は、絶縁層１０５上の一部に形成され、選択スイッチ部２０から供給される画素信号Ｖpixが印加される。共通電極１１２は、透明基板１０２の透明基板１０１側の面に形成され、共通信号ドライバ１２から供給される共通信号Ｖcomが印加される。液晶層１０６は、画素電極１１１が形成されている絶縁層１０５と、共通電極１１２との間に設けられている。バックライト１２０は、画像表示の際に用いられるバックライト光を出射する光源である。さらに、バックライト１２０は、後述する外部近接物体の検出用の光（検出光；例えば、赤外光などの非可視光）を出射する光源としても機能するようになっている。この構成により、センサ付き表示部３０は、画素信号Ｖpixと共通信号Ｖcomに基づいて画素電極１１１と共通電極１１２間の液晶層１０６を変調し、バックライト１２０から出射されるバックライト光の光量を変調することにより、画像の表示を行うようになっている。
【００３６】
フォトダイオード５４は、絶縁層１０３，１０４の間の一部に形成されており、そのフォトダイオード５４の下部における、透明基板１０１と絶縁層１０３の間には、遮光メタル・センサゲート１１５が形成されている。さらに、絶縁層１０４，１０５には、フォトダイオード５４に接続されたメタル配線１１６が、フォトダイオード５４の周囲を囲うように形成されている。この構成により、フォトダイオード５４には、タッチ検出面であるセンサ付き表示部３０の表面からの光、すなわち、透明基板１０２の方向からの光が入射されるようになっている。つまり、タッチ検出面に外部近接物体が接触または近接すると、バックライト１２０から出射した検出光が外部近接物体により反射され、この反射光がフォトダイオード５４で検出される。センサ付き表示部３０は、この反射光の光量に基づいて外部近接物体を検出することにより、光学式のタッチセンサとして機能するものである。
【００３７】
センサ付き表示部３０は、図２に示したように、表示を行う表示セル４０と、タッチセンサとして機能するセンサセル５０とが、マトリックス状に配列されたものである。なお、この例では、行方向について、２つの表示セル４０に対してセンサセル５０が１つ配置されているが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、３つ以上の表示セル４０に対してセンサセル５０が１つ配置されていてもよいし、表示セル４０とセンサセル５０とが１対１の割合で配置されていても良い。また、この例では、列方向について、表示セル４０とセンサセル５０とが１対１の割合で配置されているが、上述した行方向の場合と同様、これに限定されるものではない。
【００３８】
センサ付き表示部３０では、各表示セル４０は、図２に示したように、表示走査信号線４１および共通信号線４２により、センサ付き表示部３０の同じ行に属する他の表示セル４０と互いに接続されている。表示走査信号線４１は、表示走査部１３と接続され、表示走査部１３より表示走査信号Ｖscanが供給される。共通信号線４２は、共通信号ドライバ１２と接続され、共通信号ドライバ１２より共通信号Ｖcomが供給される。また、各表示セル４０は、画素信号線４３により、センサ付き表示部３０の同じ列に属する他の表示セル４０と互いに接続されている。画素信号線４３は選択スイッチ部２０と接続され、選択スイッチ部２０より画像信号Ｖpixが供給される。
【００３９】
表示セル４０は、図４に示したように、トランジスタ４４および液晶素子４５を有している。トランジスタ４４は、例えばＴＦＴなどにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴで構成されている。トランジスタ４４は、ソースが画素信号線４３に接続され、ゲートが表示走査信号線４１に接続され、ドレインが液晶素子４５に接続されている。液晶素子４５は、その一端がトランジスタ４４のドレインと接続され、他端が共通信号線４２と接続されている。この構成により、表示セル４０では、表示走査信号線４１の表示走査信号Ｖscanによりトランジスタ４４がオン状態になったときに、画素信号線４３の画素信号Ｖpixが液晶素子４５の一端に供給される。そして、液晶素子４５は、この画素信号Ｖpixと共通信号Ｖcomの電位差に基づいてその偏光方向を変化させ、バックライト１２０からの光の光量を変調するようになっている。
【００４０】
センサ付き表示部３０では、各センサセル５０は、図２に示したように、リセット信号線５１および読み出し信号線５２により、センサ付き表示部３０の同じ行に属する他のセンサセル５０と互いに接続されている。リセット信号線５１は、センサ走査部１４と接続され、センサ走査部１４よりリセット信号Ｖresetが供給される。読み出し信号線５２は、センサ走査部１４と接続され、センサ走査部１４より読み出し信号Ｖreadが供給される。また、各センサセル５０は、センサ信号線５３により、センサ付き表示部３０の同じ列に属する他のセンサセル５０と互いに接続されている。センサ信号線５３は受光信号レシーバ６０と接続され、各センサセル５０から出力されるセンサ信号Ｖsensが、センサ信号線５３を介して受光信号レシーバ６０に供給される。
【００４１】
センサセル５０は、図４に示したように、フォトダイオード５４と、容量素子５５と、トランジスタ５６〜５８とを有している。フォトダイオード５４は、カソードが電源ＶＤＤに接続され、アノードが容量素子５５の一端に接続されている。容量素子５５は、フォトダイオード５４のアノードと接地（ＧＮＤ）との間に配置されている。トランジスタ５６〜５８は、例えばＴＦＴなどにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ型のＴＦＴで構成されている。トランジスタ５６は、ドレインがフォトダイオード５４のアノードに接続され、ゲートがリセット信号線５１に接続され、ソースが接地（ＧＮＤ）に接続されている。トランジスタ５７は、ソースが電源ＶＤＤに接続され、ゲートがフォトダイオード５４のアノードに接続され、ドレインがトランジスタ５８のソースに接続されている。そして、トランジスタ５８は、ソースがトランジスタ５７のドレインに接続され、ゲートが読み出し信号線５２に接続され、ドレインがセンサ信号線５３に接続されている。この構成により、まず、容量素子５５は、リセット信号線５１のリセット信号Ｖresetによりトランジスタ５６がオン状態になったときに放電する。次に、フォトダイオード５４は、外部近接物体の存在に対応した光量の光を受光し、その光量に応じてカソードからアノードへ電流を発生し、任意の期間、この電流により容量素子５５を充電する。そして、読み出し信号線５２の読み出し信号Ｖreadによりトランジスタ５８がオン状態になったときに、充電された容量素子５５のセンサ容量電圧Ｖcapに対応する電圧が、トランジスタ５７のソースフォロワ動作により、センサ信号Ｖsensとしてセンサ信号線５３に出力される。
【００４２】
受光信号レシーバ６０は、センサ付き表示部３０から供給されるセンサ信号Ｖsensを基に、受光信号Ｖrecを生成し出力するものである。この受光信号レシーバ６０は、図２に示したように、定電流源６１と、アンプ６２と、トランジスタ６３とを有している。定電流源６１は、センサ信号線５３と電源ＶＳＳとの間に配置され、センサ信号線５３から所定の電流を電源ＶＳＳに流すようになっている。この定電流源６１は、センサ付き表示部３０に読み出し信号Ｖreadが供給され、センサセル５０のトランジスタ５８がオン状態になったときに、トランジスタ５７がソースフォロワとして動作するためのバイアス電流源として機能するものである。アンプ６２は、入力がセンサ信号線５３に接続され、出力が受光信号保持部１６と接続されており、供給されたセンサ信号Ｖsensを増幅して受光信号Ｖrecを生成し受光信号保持部１６へ供給する回路である。トランジスタ６３は、例えばＴＦＴなどにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ型のＴＦＴで構成されており、ドレインがセンサ信号線５３に接続され、ゲートがセンサ走査部１４と接続され、ソースが電源ＶＳＳと接続されている。このトランジスタ６３は、センサ走査部１４から出力されるセンサ信号線リセット信号Ｖsrに応じてオンオフ制御され、センサ信号線５３を電源ＶＳＳの電位に設定（リセット）する機能を有している。
【００４３】
受光信号保持部１６は、センサ走査部から供給される受光タイミング制御信号に応じて、受光信号レシーバ６０から供給される受光信号Ｖrecに基づいて、１画面ごと（１フィールドの表示ごと）の受光信号を構成するものである。このような構築された受光信号は、例えば、ＳＲＡＭなどから構成されるフィールドメモリに格納され、保持されるようになっている。この受光信号保持部１６において格納された受光信号のデータを基に、位置検出などの処理がなされることとなる。なお、この受光信号保持部１６はメモリ以外の記憶素子から構成されていてもよく、例えば受光信号をアナログデータ（電荷）として容量素子に保持しておくことも可能である。
【００４４】
ここで、表示セル４０およびセンサセル５０は、本発明における「表示画素」および「撮像画素」の一具体例にそれぞれ対応する。フォトダイオード５４は、本発明における「受光素子」の一具体例に対応する。また、スイッチグループ２５は、本発明における「複数の第１のスイッチング素子」の一具体例に対応する。
【００４５】
［動作および作用］
続いて、本実施の形態のタッチセンサ付き表示装置１０の動作および作用について説明する。
【００４６】
（全体動作概要）
表示制御部１１は、供給される画像信号Ｖimgに基づいて、１表示水平ライン分の画像信号を表示信号ドライバ１５に供給するとともに、共通信号ドライバ１２、表示走査部１３、およびセンサ走査部１４にタイミング制御信号を供給し、連動して動作するための制御を行う。共通信号ドライバ１２は、共通信号Ｖcomを生成し、センサ付き表示部３０に供給する。表示走査部１３は、表示走査信号Ｖscanを生成し、センサ付き表示部３０に供給する。表示信号ドライバ１５は、画素信号Ｖpixが多重化された表示信号Ｖsigと、それに対応したスイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６を生成し、選択スイッチ部２０に供給する。選択スイッチ部２０は、表示信号Ｖsigおよびスイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６に基づいて、画素信号Ｖpixを生成し、画素信号線４３を介してセンサ付き表示部３０に供給する。センサ付き表示部３０は、供給された画素信号Ｖpix、表示走査信号Ｖscan、および共通信号Ｖcomに基づいて、１表示水平ラインごとに線順次走査を行うことにより、画像信号Ｖimgに対応する画像を表示する。また、この表示期間に先立つ水平ブランキング期間においては、表示信号ドライバ１５は、所定のプリチャージ電圧Ｖpcgを生成して選択スイッチ部２０に供給し、選択スイッチ部２０は、このプリチャージ電圧Ｖpcgを全ての画素信号線４３にあらかじめ供給し、プリチャージする。
【００４７】
センサ走査部１４は、異なる水平ブランキング期間において、リセット信号Ｖresetおよび読み出し信号Ｖreadを生成し、センサ付き表示部３０に供給する。センサ付き表示部３０のフォトダイオード５４は、外部近接物体の存在に対応した光量の光を受光して電流を発生し、リセット信号Ｖresetによる放電から読み出し信号Ｖreadによる読み出しまでの期間（蓄積時間Ｔstr）、容量素子５５を充電する。センサ付き表示部３０では、供給されたリセット信号Ｖresetおよび読み出し信号Ｖreadにより、１センサ水平ラインごとに線順次走査が行われ、その容量素子５５のセンサ容量電圧Ｖcapに対応する電圧をセンサ信号Ｖsensとして受光信号レシーバ６０に供給する。受光信号レシーバ６０は、センサ信号Ｖsensを増幅し、受光信号Ｖrecとして受光信号保持部１６に供給する。そして、受光信号保持部１６は、各走査による受光信号Ｖrecをフィールドメモリに順次格納することにより、一画面分の受光信号データとして構築する。これにより、センサ検出面における外部近接物体の場所などを検出する。
【００４８】
（詳細動作）
まず、理想的な場合についての詳細動作を、図５および図６を参照して説明する。
【００４９】
図５は、タッチセンサ付き表示装置１０の表示動作およびタッチセンサ動作のタイミング図を表すものである。図５において、（Ａ）は共通信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）は表示信号Ｖsigの波形を示し、（Ｃ）はスイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６の波形を示し、（Ｄ）は画素信号Ｖpixの波形を示し、（Ｅ）は表示走査信号Ｖscanの波形を示し、（Ｆ）はリセット信号Ｖresetの波形を示し、（Ｇ）は読み出し信号Ｖreadの波形を示し、（Ｈ）はセンサ容量電圧Ｖcapの波形を示し、（Ｉ）はセンサ信号線リセット信号Ｖsrの波形を示し、（Ｊ）はセンサ信号Ｖsensの波形を示す。ここで、選択スイッチ部２０の各スイッチは、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６が高レベルのときにそれぞれオン状態になるものとする。また、この図では、センサ付き表示部３０のマトリックスに対応して複数存在する信号線の信号については、ある着目した表示水平ライン、およびある着目したセンサ水平ラインに係るもののみを示している。すなわち、表示走査信号Ｖscan（図５（Ｅ））の波形は、その着目した表示水平ラインに供給される波形を示すものであり、リセット信号Ｖreset（図５（Ｆ））および読み出し信号Ｖread（図５（Ｇ））の各波形は、その着目したセンサ水平ラインに供給される波形を示す。また、センサ容量電圧Ｖcap（図５（Ｈ））の波形は、その着目したセンサ水平ラインを構成するセンサセル５０のうちの、ある着目した容量素子５５の電圧波形を示す。
【００５０】
図６は、タッチセンサ付き表示装置１０のタッチセンサ動作のタイミング図を表すものである。図６において、（Ａ）は共通信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）はリセット信号Ｖresetの波形を示し、（Ｃ）は読み出し信号Ｖreadの波形を示し、（Ｄ）はセンサ信号線リセット信号Ｖsrの波形を示し、（Ｅ）はセンサ信号Ｖsensの波形を示す。
【００５１】
タッチセンサ付き表示装置１０は、図５に示したように、水平ブランキング期間Ａｎと表示期間Ｂｎ（ｎはｋ以下の自然数）とからなる一連の動作により、表示動作およびタッチセンサ動作を行う。ここで、ｋは、容量素子５５を充電するための時間（蓄積時間Ｔstr）に対応するものである。具体的には、タッチセンサ付き表示装置１０は、まず、水平ブランキング期間Ａ１において、画素信号線４３に対してプリチャージを行うとともに、あるセンサ水平ラインを構成するセンサセル５０のリセットを行い、容量素子５５の放電を行った後に充電を開始する。次に、表示期間Ｂ１において、ある表示水平ラインの表示セル４０の表示が行われる。その後、水平ブランキング期間Ａｎにおいては、図６に示したように他のセンサ水平ラインに対して水平ブランキング期間Ａ１と同様の動作を行い、表示期間Ｂｎにおいては、他の表示水平ラインに対して表示期間Ｂ１と同様の動作を行い、これらの水平ブランキング期間Ａｎおよび表示期間Ｂｎを交互に繰り返す。そして、水平ブランキング期間Ａｋ（Ａ１）において、画素信号線４３に対して再びプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間Ａ１において充電を開始したセンサセル５０の容量素子５５の電圧（センサ容量電圧Ｖcap）を読み出す。さらに、この水平ブランキング期間Ａｋ（Ａ１）において、これらのセンサセル５０のリセットを行い、容量素子５５の放電を行った後に再び充電を開始する。この一連の動作を繰り返すことにより、タッチセンサ付き表示装置１０は、継続的に表示動作およびタッチセンサ動作を行う。
【００５２】
（水平ブランキング期間Ａ１）
最初に、タッチセンサ付き表示装置１０は、図５に示したように、画素信号線４３に対してプリチャージを行うとともに、あるセンサ水平ラインを構成するセンサセル５０のリセットを行い、容量素子５５の充電を開始する。具体的には、まず、表示走査部１３が、直前の表示期間Ｂk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Ｖscanを高レベルから低レベルに下げ（図示せず）、全ての表示セル４０のトランジスタ４４をオフ状態にすることにより、画素信号線４３を全ての液晶素子４５から切り離す。そして、表示信号ドライバ１５が、所定のプリチャージ電圧Ｖpcg（ここでは０Ｖ）を表示信号Ｖsigとして出力し（図５（Ｂ））、選択スイッチ部２０が、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６の全てを低レベルから高レベルに上げる（図５（Ｃ））。これにより、選択スイッチ部２０では、全てのスイッチがオン状態となり、全ての画素信号線４３に対し、プリチャージ電圧Ｖpcgが画素信号Ｖpixとして供給され、プリチャージされる（図５（Ｄ））。次に、共通信号ドライバ１２が共通信号Ｖcomを反転し（図５（Ａ））、次の表示期間Ｂ１の準備を行う。このときも、全ての画素信号線４３に対して所定の電圧Ｖpcgが引き続き供給されている（図５（Ｄ））。このように、表示期間の前にあらかじめ画素信号線４３をチャージしておくことにより、水平ブランキング期間に続く表示期間において行われる表示水平ラインに対する表示が、速やかに行われるようになる。その後、センサ走査部１４は、あるセンサ水平ラインに対して、リセット信号Ｖresetとしてリセットパルスを出力する（図５（Ｆ））。このとき、センサセル５０のトランジスタ５６は、そのリセットパルス幅に対応する時間だけオン状態となり、容量素子５５は放電され、センサ容量電圧Ｖcapは０Ｖとなる（図５（Ｈ））。センサセル５０のフォトダイオード５４は、外部近接物体の存在に対応した光量の光を受光して、絶えず電流を発生しつづける。よって、容量素子５５が放電された後にトランジスタ５６が再度オフ状態になると、その電流により容量素子５５への充電が開始され、センサ容量電圧Ｖcapは上昇し始める（図５（Ｈ））。その後、センサ走査部１４は、センサ信号線リセット信号Ｖsrを低レベルから高レベルに上げる（図５（Ｉ））。これにより、受光信号レシーバ６０のトランジスタ６３はオン状態になり、センサ信号線５３に電源ＶＳＳを接続することにより、センサ信号線５３のセンサ信号Ｖsensが初期化される（図５（Ｊ））。
【００５３】
（表示期間Ｂ１）
次に、タッチセンサ付き表示装置１０は、ある表示水平ラインを構成する表示セル４０の表示を行う。具体的には、まず、表示走査部１３が、ある表示水平ラインに対して、表示走査信号Ｖscanを低レベルから高レベルに上げる（図５（Ｅ））。これにより、その表示走査信号Ｖscanが供給された表示セル４０のトランジスタ４４がオン状態となり、画素信号線４３と液晶素子４５が接続される。それと同時に、表示信号ドライバ１５が、画素信号Ｖpixが時分割多重された表示信号Ｖsigを出力し（図５（Ｂ））、それに対応するスイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６を出力する（図５（Ｃ））。そして、選択スイッチ部２０は、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６に応じて、各スイッチグループ２５の６つのスイッチを時分割的に順次オン状態にすることにより、多重化された表示信号Ｖsigから画素信号Ｖpixを分離する。例えば、図５（Ｂ）の表示信号Ｖsigの信号Ｓ１は、スイッチ制御信号Ｖsel１を用いて表示信号Ｖsigから分離され、対応する画素信号線４３に画素信号Ｖpix（Ｖpix（１））として供給される（図５（Ｄ））。同様に、図５（Ｂ）の表示信号ＶsigのデータＳ６は、スイッチ制御信号Ｖsel６を用いて表示信号Ｖsigから分離され、対応する画素信号線４３に画素信号Ｖpix（Ｖpix（６））として供給される（図５（Ｄ））。これにより、各画素信号Ｖpixは、その表示水平ラインを構成する全ての表示セル４０に供給され、その表示水平ラインの表示がなされることとなる。そして、この表示期間Ｂ１が終了するまでの間に、センサ走査部１４は、センサ信号線リセット信号Ｖsrを高レベルから低レベルに下げる（図５（Ｉ））。これにより、受光信号レシーバ６０のトランジスタ６３はオフ状態になり、後に行われるセンサ信号Ｖsensの読み出しの準備が完了する。
【００５４】
（水平ブランキング期間Ａｎおよび表示期間Ｂｎ）
次に、タッチセンサ付き表示装置１０は、図５に示したように、水平ブランキング期間Ａ２において、画素信号線４３に対してプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間Ａ１とは異なるセンサ水平ラインを構成するセンサセル５０のリセットを行い、容量素子５５の充電を開始する。具体的には、まず、表示走査部１３が、表示走査信号Ｖscanを高レベルから低レベルに下げる（図５（Ｅ））。これにより、表示セル４０のトランジスタ４４がオフ状態となり、画素信号線４３は全ての液晶素子４５から切り離される。そして、表示信号ドライバ１５は、所定のプリチャージ電圧Ｖpcg（ここでは０Ｖ）を表示信号Ｖsigとして出力し（図５（Ｂ））、選択スイッチ部２０は、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６の全てを低レベルから高レベルに上げる（図５（Ｃ））。これにより、選択スイッチ部２０では、全てのスイッチがオン状態となり、全ての画素信号線４３に対し、プリチャージ電圧Ｖpcgが画素信号Ｖpixとして供給され（図５（Ｄ））、水平ブランキング期間Ａ１と同様にプリチャージされる。次に、共通信号ドライバ１２が共通信号Ｖcomを反転し（図５（Ａ））、次の表示期間Ｂ２の準備を行う。その後、タッチセンサ付き表示装置１０は、水平ブランキング期間Ａ１とは異なるセンサ水平ラインに対して、図６に示したように、そのセンサ水平ラインに対応するリセット信号線５１にリセット信号Ｖresetを供給することにより（図６（Ｂ））、センサセル５０のリセットを行い、容量素子５５の充電を開始する。その動作は、センサ水平ラインが異なることを除き、水平ブランキング期間Ａ１と全く同じである。
【００５５】
次に、タッチセンサ付き表示装置１０は、表示期間Ｂ２において、表示期間Ｂ１とは異なる表示水平ラインを構成する表示セル４０の表示を行う。その動作は、表示水平ラインが異なることを除き、表示期間Ｂ１と全く同じである。
【００５６】
その後、タッチセンサ付き表示装置１０は、センサ水平ラインおよび表示水平ラインを順次選択しながら、水平ブランキング期間Ａｎと表示期間Ｂｎを交互に繰り返す。すなわち、水平ブランキング期間Ａｎにおいては、画素信号線４３に対してプリチャージを行うとともに、図６に示したように、リセット信号Ｖresetをリセット信号線５１に時分割的に順次供給することにより（図６（Ｂ））、各センサ水平ラインを構成するセンサセル５０をリセットする。そして、表示期間Ｂｎにおいては、図５に示したように、表示走査信号Ｖscanを表示走査信号線４１に時分割的に順次供給することにより、各表示水平ラインを構成する表示セル４０が表示を行う。
【００５７】
（水平ブランキング期間Ａｋ（Ａ１））
最後に、タッチセンサ付き表示装置１０は、図５に示したように、画素信号線４３に対して再びプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間Ａ１において充電を開始したセンサ水平ラインを構成する容量素子５５のセンサ容量電圧Ｖcapを読み出す。具体的には、まず、表示走査部１３が、直前の表示期間Ｂk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Ｖscanを高レベルから低レベルに下げ（図示せず）、全ての表示セル４０のトランジスタ４４をオフ状態にすることにより、画素信号線４３を全ての液晶素子４５から切り離す。そして、表示信号ドライバ１５が、所定のプリチャージ電圧Ｖpcg（ここでは０Ｖ）を表示信号Ｖsigとして出力し（図５（Ｂ））、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６の全てを低レベルから高レベルに上げる（図５（Ｃ））。これにより、選択スイッチ部２０では、全てのスイッチがオン状態となり、全ての画素信号線４３に対し、プリチャージ電圧Ｖpcgが画素信号Ｖpixとして供給され（図５（Ｄ））、水平ブランキング期間Ａ１と同様にプリチャージされる。その後、センサ走査部１４は、読み出し信号Ｖreadとして読み出しパルスを出力する（図５（Ｇ））。このとき、センサセル５０のトランジスタ５８は、その読み出しパルス幅に対応する時間だけオン状態となる。そして、トランジスタ５７は、受光信号レシーバ６０の定電流源６１の電流をバイアス電流としてソースフォロワ動作を行い、容量素子５５のセンサ容量電圧Ｖcapに対応する電圧が、センサ信号Ｖsensとしてセンサ信号線５３に出力される（図５（Ｊ））。容量素子５５は、水平ブランキング期間Ａ１において容量素子５５が放電された後、蓄積期間Ｔstrの間、絶えず外部近接物体の存在に対応して充電（図５（Ｈ））されるため、そのセンサ容量電圧Ｖcapは外部近接物体の存在に対応した電圧レベルになっており、よって、このセンサ信号Ｖsensもまた外部近接物体の存在に対応したものになっている。このセンサ信号Ｖsensは、受光信号レシーバ６０のアンプ６２で増幅された後、受光信号Ｖrecとして受光信号保持部１６に供給され、フィールドメモリに格納される。
【００５８】
なお、この例では、この水平ブランキング期間Ａｋは、このセンサ水平ラインの次のセンサ動作における、水平ブランキング期間Ａ１としても機能する。すなわち、タッチセンサ付き表示装置１０は、水平ブランキング期間Ａｋ（Ａ１）において、上述したようにセンサ水平ラインを構成する容量素子５５のセンサ容量電圧Ｖcapを読み出すとともに、そのセンサセル５０をリセットし、容量素子５５を放電した後に充電を開始する。このようにして、タッチセンサ付き表示装置１０は、期間Ａ１〜Ａｋ（Ａ１）からなる一連の動作を繰り返すことにより、継続的に表示動作およびタッチセンサ動作を行うこととなる。
【００５９】
（クロストーク雑音を考慮した場合）
次に、クロストーク雑音を考慮した場合の動作を説明する。タッチセンサ付き表示装置１０は、上述したように、フォトダイオード５４から供給される電流により容量素子５５を充電し、その充電された電圧により、外部近接物体の存在を検出するものである。よって、その容量素子５５に近隣の配線からのクロストーク雑音が混入する場合にも、その影響を殆ど受けることなく動作する必要がある。
【００６０】
図７は、タッチセンサ付き表示装置１０のタッチセンサ動作のタイミング図を表すものであり、クロストーク雑音を考慮した場合の例を示す。ここでは、説明の便宜上、フォトダイオード５４はいかなる電流も発生しないとし、その他の条件は図５と全く同じとする。図７において、（Ａ）は共通信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）は表示信号Ｖsigの波形を示し、（Ｃ）は画素信号Ｖpixの波形を示し、（Ｄ）はリセット信号Ｖresetの波形を示し、（Ｅ）は読み出し信号Ｖreadの波形を示し、（Ｆ）はセンサ容量電圧Ｖcapを示す。
【００６１】
水平ブランキング期間Ａ１において、リセット信号Ｖresetとしてリセットパルスが供給されると、センサセル５０のトランジスタ５６は、そのリセットパルス幅に対応する時間だけオン状態となり、容量素子５５は放電され、センサ容量電圧Ｖcapは０Ｖとなる（図７（Ｆ））。その後、トランジスタ５６が再度オフ状態になると、次にリセット信号Ｖresetが供給されるまで、この容量素子５５の一端はフローティングの状態となる。このとき、センサ容量電圧Ｖcapには、例えば周囲の配線との寄生容量を介して、その周囲の配線の信号がクロストーク雑音として現れるおそれがある。例えば、図７に示したように、画素信号線４３の画素信号Ｖpix（図７（Ｃ））が、雑音としてセンサ容量電圧Ｖcapに現れる。
【００６２】
この場合でも、タッチセンサ付き表示装置１０は、その雑音の影響を殆ど受けることなく、タッチセンサ精度の劣化を最小限に食い止めることができる。その理由は、以下のとおりである。すなわち、水平ブランキング期間Ａ１において、容量素子５５が放電されてセンサ容量電圧Ｖcapが０Ｖになったあと、センサ容量電圧Ｖcapには、クロストーク雑音として画素信号Ｖpixに対応する信号が現れるものの、水平ブランキング期間Ａｋでは、その電圧レベルは水平ブランキング期間Ａ１における電圧レベルと同じになっている。つまり、リセット信号Ｖresetが供給されセンサセル５０がリセットされたときと、読み出し信号Ｖreadが供給されセンサ容量電圧Ｖcapが読み出されたときとで、センサ容量電圧Ｖcapは同じ電圧レベルとなっており、画素信号Ｖpixによる雑音の影響を受けていない。このことは、フォトダイオード５４が、外部近接物体の存在に対応した光を受光して電流を発生し、その電流により容量素子５５を充電する場合でも、同様に画素信号Ｖpixによる雑音の影響を受けないことを意味している。
【００６３】
これは、上述したように、水平ブランキング期間Ａ１，Ａｋにおいて常に、所定のプリチャージ電圧Ｖpcgを画素信号線４３に供給することに起因している。これにより、画素信号Ｖpixは、水平ブランキング期間Ａ１，Ａｋにおいて同じ電圧レベルになる（図７（Ｃ））。よって、センサ容量電圧Ｖcapに現れる、画素信号Ｖpixに起因するクロストーク雑音もまた、水平ブランキング期間Ａ１，Ａｋにおいて同じ電圧レベルとなる（図７（Ｆ））。その結果、放電動作時（Ａ１）と読出動作時（Ａｋ）におけるセンサ容量電圧Ｖcapの変化量においては、クロストーク雑音の影響が相殺されることとなり、このクロストーク雑音によるタッチセンサの精度への影響を最小限に抑えることができる。
【００６４】
［比較例］
次に、比較例に係るタッチセンサ付き表示装置について説明する。本比較例は、上記第１の実施の形態と異なり、水平ブランキング期間Ａｎの一部でしかプリチャージを行わないものである。すなわち、上記第１の実施の形態（図１）では、水平ブランキング期間Ａｎにおいて常に所定のプリチャージ電圧Ｖpcgを表示信号Ｖsigとして出力する表示信号ドライバ１５を用いてタッチセンサ付き表示装置１０を構成したが、これに代えて、本比較例では、水平ブランキング期間Ａｎの一部でしか所定のプリチャージ電圧Ｖpcgを出力しない表示信号ドライバ１５Ｒを用いてタッチセンサ付き表示装置１０Ｒを構成している。その他の構成は、上記第１の実施の形態（図１）と同様である。以下、図８および図９を参照して、詳細動作を説明する。
【００６５】
図８は、比較例に係るタッチセンサ付き表示装置１０Ｒの表示動作およびタッチセンサ動作のタイミング図を表すものである。図８において、（Ａ）は共通信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）は表示信号Ｖsigの波形を示し、（Ｃ）はスイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６の波形を示し、（Ｄ）は画素信号Ｖpixの波形を示し、（Ｅ）は表示走査信号Ｖscanの波形を示し、（Ｆ）はリセット信号Ｖresetの波形を示し、（Ｇ）は読み出し信号Ｖreadの波形を示し、（Ｈ）はセンサ容量電圧Ｖcapの波形を示し、（Ｉ）はセンサ信号線リセット信号Ｖsrの波形を示し、（Ｊ）はセンサ信号Ｖsensの波形を示す。なお、上記実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置１０と実質的に同一の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６６】
なお、この比較例における表示期間Ｂｎの動作については、本実施の形態のタッチセンサ付き表示装置１０における対応する動作（図５の期間Ｂ１，Ｂ２,,,Ｂk-1）と同様である。よって、以下に水平ブランキング期間Ａｎｒ（ｎはｋ以下の自然数）の動作について説明する。
【００６７】
（水平ブランキング期間Ａ１ｒ）
最初に、タッチセンサ付き表示装置１０Ｒは、あるセンサ水平ラインを構成するセンサセル５０のリセットを行い、容量素子５５の充電を開始する。具体的には、まず、表示走査部１３が、直前の表示期間Ｂk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Ｖscanを高レベルから低レベルに下げ（図示せず）、画素信号線４３を全ての液晶素子４５から切り離す。そして、表示信号ドライバ１５Ｒは、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６の全てを低レベルに設定する（図８（Ｃ））。これにより、選択スイッチ部２０では、全てのスイッチがオフ状態となり、全ての画素信号線４３は、フローティング状態となる。このとき、画素信号Ｖpixは、直前の表示期間における電圧レベルを維持するように動作する。次に、共通信号ドライバ１２が共通信号Ｖcomを反転し（図８（Ａ））、次の表示期間の準備を行う。そして、表示信号ドライバ１５Ｒが、所定のプリチャージ電圧Ｖpcg（ここでは０Ｖ）を表示信号Ｖsigとして出力し（図８（Ｂ））、選択スイッチ部２０が、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６の全てを低レベルから高レベルに上げる（図８（Ｃ））。これにより、選択スイッチ部２０では、全てのスイッチがオン状態となり、全ての画素信号線４３に対し、プリチャージ電圧Ｖpcgが画素信号Ｖpixとして供給され、プリチャージされる（図８（Ｄ））。このように、表示期間の前にあらかじめ画素信号線４３をチャージしておくことにより、水平ブランキング期間に続く表示期間において行われる表示水平ラインに対する表示が速やかに行われる。その後、センサ走査部１４は、リセット信号Ｖresetとしてリセットパルスを出力し（図８（Ｆ））、容量素子５５が放電され、センサ容量電圧Ｖcapは０Ｖとなる（図８（Ｈ））。その後、トランジスタ５６が再度オフ状態になると、センサ容量電圧Ｖcapは上昇し始める（図８（Ｈ））。次に、センサ走査部１４は、センサ信号線リセット信号Ｖsrを低レベルから高レベルに上げ（図８（Ｉ））、センサ信号線５３のセンサ信号Ｖsensが初期化される（図８（Ｊ））。
【００６８】
（水平ブランキング期間Ａｎｒ）
次に、タッチセンサ付き表示装置１０は、水平ブランキング期間Ａ２ｒにおいて、水平ブランキング期間Ａ１ｒとは異なるセンサ水平ラインを構成するセンサセル５０のリセットを行い、容量素子５５の充電を開始する。その動作は、センサ水平ラインが異なることを除き、水平ブランキング期間Ａ１ｒと全く同じである。
【００６９】
その後、タッチセンサ付き表示装置１０は、センサ水平ラインおよび表示水平ラインを順次選択しながら、水平ブランキング期間Ａｎｒと表示期間Ｂｎを交互に繰り返す。
【００７０】
（水平ブランキング期間Ａｋｒ（Ａ１ｒ））
最後に、タッチセンサ付き表示装置１０Ｒは、水平ブランキング期間Ａ１ｒにおいて充電を開始したセンサ水平ラインを構成する容量素子５５のセンサ容量電圧Ｖcapを読み出す。具体的には、まず、表示走査部１３が、直前の表示期間Ｂk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Ｖscanを高レベルから低レベルに下げ（図示せず）、画素信号線４３を全ての液晶素子４５から切り離す。それと同時に、表示信号ドライバ１５Ｒは、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６の全てを低レベルに設定する（図８（Ｃ））。これにより、選択スイッチ部２０では、全てのスイッチがオフ状態となり、全ての画素信号線４３は、フローティング状態となる。このとき、画素信号Ｖpixは、表示期間Ｂk-1における電圧レベルを維持するように動作する。そして、センサ走査部１４は、読み出し信号Ｖreadとして読み出しパルスを出力し（図８（Ｇ））、容量素子５５のセンサ容量電圧Ｖcapに対応する電圧が、センサ信号Ｖsensとしてセンサ信号線５３に出力される（図８（Ｊ））。
【００７１】
この比較例では、タッチセンサ付き表示装置１０Ｒは、水平ブランキング期間Ａｎのうち、共通信号Ｖcomが反転した後でしかプリチャージを行わない。つまり、上記実施の形態では、水平ブランキング期間Ａｎにおいて常に、表示信号ドライバ１５は、所定のプリチャージ電圧Ｖpcgを表示信号Ｖsigとして出力し（図５（Ｂ））、画素信号線４３に対しこのプリチャージ電圧Ｖpcgを供給する（図５（Ｄ））のに対し、この比較例では、水平ブランキング期間Ａｎｒのうち、共通信号Ｖcomが反転した後においてのみ、表示信号ドライバ１５Ｒは、所定のプリチャージ電圧Ｖpcgを表示信号Ｖsigとして出力し（図８（Ｂ））、画素信号線４３に対しこのプリチャージ電圧Ｖpcgを供給するようになっている（図８（Ｄ））。
【００７２】
図９は、比較例に係るタッチセンサ付き表示装置１０Ｒのタッチセンサ動作のタイミング図を表すものであり、クロストーク雑音を考慮した場合の例を示す。ここでは、説明の便宜上、フォトダイオード５４は、いかなる電流も発生しないとし、その他の条件は図７と全く同じとする。図９において、（Ａ）は共通信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）は表示信号Ｖsigの波形を示し、（Ｃ）は画素信号Ｖpixの波形を示し、（Ｄ）はリセット信号Ｖresetの波形を示し、（Ｅ）は読み出し信号Ｖreadの波形を示し、（Ｆ）はセンサ容量電圧Ｖcapを示す。
【００７３】
水平ブランキング期間Ａ１ｒにおいて、リセット信号Ｖresetとしてリセットパルスが供給されると、センサセル５０のトランジスタ５６は、そのリセットパルス幅に対応する時間だけオン状態となり、容量素子５５は放電され、センサ容量電圧Ｖcapは０Ｖとなる（図９（Ｆ））。その後、トランジスタ５６が再度オフ状態になると、次にリセット信号Ｖresetが供給されるまで、この容量素子５５の一端はフローティングの状態となる。このとき、センサ容量電圧Ｖcapには、例えば、図９に示したように、容量素子５５の近隣に配置されている画素信号線４３の画素信号Ｖpix（図９（Ｃ））が、クロストーク雑音としてセンサ容量電圧Ｖcapに現れるおそれがある。
【００７４】
このとき、タッチセンサ付き表示装置１０Ｒは、そのクロストーク雑音の影響を受け、タッチセンサの精度が悪化する。つまり、水平ブランキング期間Ａ１ｒにおいてリセット信号Ｖresetが供給されたときと、水平ブランキング期間Ａｋｒにおいて読み出し信号Ｖreadが供給されたときとで、センサ容量電圧Ｖcapは、画素信号Ｖpixによる雑音の影響を受けることにより、異なったものとなっている。よって、フォトダイオード５４が、外部近接物体の存在に対応した光を受光して電流を発生し、容量素子５５を充電する場合、読み出し信号Ｖreadにおけるセンサ容量電圧Ｖcapは、この充電による電圧にこのクロストーク雑音による電圧が重畳され、タッチセンサの精度が悪化してしまう。
【００７５】
これは、上述したように、本比較例に係るタッチセンサ付き表示装置１０Ｒが、水平ブランキング期間Ａｎのうち、共通信号Ｖcomが反転した後でしかプリチャージを行わないことに起因している。これにより、画素信号Ｖpixは、水平ブランキング期間Ａ１においてリセット信号Ｖresetが供給されるとき（共通信号Ｖcomが反転する前）と、水平ブランキング期間Ａｋにおいて読み出し信号Ｖreadが供給されるとき（共通信号Ｖcomが反転した後）とで、電圧レベルが異なり（図９（Ｃ））、この画素信号Ｖpixが寄生容量を介してクロストーク雑音として現れるセンサ容量電圧Ｖcapにおいても、電圧レベルが異なることとなる（図９（Ｆ））。
【００７６】
一方、本実施の形態では、図５および図７に示したように、表示信号ドライバ１５が、水平ブランキング期間Ａ１，Ａｋにおいて常にプリチャージを行うことにより、画素信号線４３などの近隣の配線からのクロストーク雑音を受けても、このタッチセンサ精度の悪化を最小限に抑えることができる。
【００７７】
［効果］
以上のように本実施の形態では、水平ブランキング期間において、センサセル５０をリセットする時とセンサ容量電圧Ｖcapを読み出す時とで、画素信号線４３に同じプリチャージ電圧Ｖpcgを供給するようにしたので、クロストーク雑音に起因する影響が相殺され、装置サイズおよび消費電力の増大を抑制しつつ、タッチセンサ精度の悪化を最小限に抑えることができる。
【００７８】
本実施の形態では、水平ブランキング期間において、画素信号線４３に供給する所定のプリチャージ電圧Ｖpcgを表示信号ドライバ１５で生成し、選択スイッチ部２０により全ての画素信号線４３に供給するようにしたので、プリチャージ電圧Ｖpcg用の電源や供給のための回路を新たに追加することなく、よりシンプルな回路構成にすることができる。
【００７９】
［変形例１−１］
上記実施の形態では、水平ブランキング期間Ａｎの中央付近において共通信号Ｖcomを反転したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図１０に示したように、水平ブランキング期間Ａｎの開始と同時に共通信号Ｖcomを反転しても良い。この場合でも、タッチセンサ付き表示装置は、水平ブランキング期間に続く表示期間において行われる表示を速やかに行いつつ、タッチセンサ精度の悪化を最小限に抑えることができる。
【００８０】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置について説明する。本実施の形態は、所定のプリチャージ電圧Ｖpcgの供給方法が、上記第１の実施の形態と異なるものである。具体的には、第１の実施の形態では、表示信号ドライバが所定のプリチャージ電圧Ｖpcgを供給するようにしたが、本実施の形態では、別の方法により供給するようにしたものである。なお、上記第１の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００８１】
［構成例］
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置７０の一構成例を表すものである。また、図１２は、本実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一部の詳細構成を表すものである。このタッチセンサ付き表示装置７０は、表示信号ドライバ７１および選択スイッチ部８０を備えている。その他の構成は、上記第１の実施の形態（図１）と同様である。
【００８２】
表示信号ドライバ７１は、表示制御部１１から供給される１表示水平ライン分の画像信号に基づいて、その画像信号を複数のグループに分け、それぞれを表示信号Ｖsigとして選択スイッチ部８０に供給するものである。この例では、１表示水平ライン分の画像信号を、６つの画素の画像信号ごとにグループ化することにより、表示信号Ｖsigを構成している。つまり、各表示信号Ｖsigには、６つの画素の画像信号が時分割多重されている。また、表示信号ドライバ７１は、この多重化された表示信号Ｖsigから画素ごとの画像信号（画素信号Ｖpix）を分離するために必要なスイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６を生成し、表示信号Ｖsigとともに選択スイッチ部８０に供給する。
【００８３】
さらに、表示信号ドライバ７１は、水平ブランキング期間と表示期間とで異なる論理レベルをもつプリチャージスイッチ信号Ｖswを生成し、選択スイッチ部８０に供給する機能を有している。これにより、表示信号ドライバ７１は、表示期間に先立つ水平ブランキング期間において、選択スイッチ部８０が、全ての画素信号線４３に対して共通信号Ｖcomを供給するように制御する。
【００８４】
選択スイッチ部８０は、表示期間においては、表示信号ドライバ７１から供給された表示信号Ｖsig、およびスイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６に基づいて、表示信号Ｖsigに時分割多重された画素信号Ｖpixを分離し、表示駆動の対象となったセンサ付き表示部３０内の各表示セル４０に供給するものである。
【００８５】
さらに、選択スイッチ部８０は、その表示期間に先立つ水平ブランキング期間において、表示信号ドライバ７１から供給されたプリチャージスイッチ信号Ｖswに基づいて、全ての画素信号線４３に対して、共通信号Ｖcomを供給するものである。選択スイッチ部８０は、図１２に示したように、プリチャージ用スイッチ部８６を有する。このプリチャージ用スイッチ部８６は、複数のスイッチからなり、それぞれの一端は互いに接続されるとともに共通信号ドライバ１２から共通信号Ｖcomが供給され、他端はセンサ付き表示部３０の画素信号線４３にそれぞれ接続されている。このプリチャージ用スイッチ部８６のスイッチは全て、表示信号ドライバ７１から供給されたプリチャージスイッチ信号Ｖswによってオンオフ制御されるようになっている。この構成により、プリチャージ用スイッチ部８６は、プリチャージスイッチ信号Ｖswに応じて、共通信号Ｖcomを全ての画素信号線４３に供給するようになっている。
【００８６】
なお、選択スイッチ部８０は、例えば、センサ付き表示部３０と同じ基板上に形成される。その場合、選択スイッチ部８０の全てのスイッチは、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）などにより構成され、例えばこれらのＴＦＴを用いたアナログスイッチなどにより構成される。
【００８７】
ここで、プリチャージ用スイッチ部８６は、本発明における「複数の第２のスイッチング素子」の一具体例に対応する。
【００８８】
［動作および作用］
（詳細動作）
図１３は、タッチセンサ付き表示装置７０の表示動作およびタッチセンサ動作のタイミング図を表すものである。図１３において、（Ａ）は共通信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）は表示信号Ｖsigの波形を示し、（Ｃ）はスイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６の波形を示し、（Ｄ）はプリチャージスイッチ信号Ｖswの波形を示し、（Ｅ）は画素信号Ｖpixの波形を示し、（Ｆ）は表示走査信号Ｖscanの波形を示し、（Ｇ）はリセット信号Ｖresetの波形を示し、（Ｈ）は読み出し信号Ｖreadの波形を示し、（Ｉ）はセンサ容量電圧Ｖcapの波形を示し、（Ｊ）はセンサ信号線リセット信号Ｖsrの波形を示し、（Ｋ）はセンサ信号Ｖsensの波形を示す。ここで、選択スイッチ部８０のプリチャージ用スイッチ部８６の全てのスイッチは、プリチャージスイッチ信号Ｖswが高レベルのときにオン状態になるものとする。
【００８９】
なお、タッチセンサ付き表示装置７０における表示期間Ｂｎの動作については、第１の実施の形態のタッチセンサ付き表示装置１０における対応する動作（図５の期間Ｂ１，Ｂ２,,,Ｂk-1）と同様である。よって、以下に水平ブランキング期間Ａｎａ（ｎはｋ以下の自然数）の動作について説明する。
【００９０】
（水平ブランキング期間Ａ１ａ）
最初に、タッチセンサ付き表示装置７０は、画素信号線４３に対してプリチャージを行うとともに、あるセンサ水平ラインを構成するセンサセル５０のリセットを行い、容量素子５５の充電を開始する。具体的には、まず、表示走査部１３が、直前の表示期間Ｂk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Ｖscanを高レベルから低レベルに下げ（図示せず）、全ての表示セル４０のトランジスタ４４をオフ状態にすることにより、画素信号線４３を全ての液晶素子４５から切り離す。そして、表示信号ドライバ７１は、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６の全てを低レベルに設定する（図１３（Ｃ））とともに、プリチャージスイッチ信号Ｖswを低レベルから高レベルに上げる（図１３（Ｄ））。これにより、選択スイッチ部８０では、スイッチブロック２５の全てのスイッチがオフ状態になるとともに、プリチャージスイッチ部８６の全てのスイッチがオン状態になり、画素信号線４３には、共通信号Ｖcomが画素信号Ｖpixとして供給され、プリチャージされる（図１３（Ｅ））。次に、共通信号ドライバ１２が共通信号Ｖcomを反転し（図１３（Ａ））、次の表示期間の準備を行う。このときも、全ての画素信号線４３に対して共通信号Ｖcomが引き続き供給される（図１３（Ｅ））。そして、センサ走査部１４は、あるセンサ水平ラインに対しリセット信号Ｖresetとしてリセットパルスを出力する（図１３（Ｇ））。このとき、センサセル５０のトランジスタ５６は、そのリセットパルス幅に対応する時間だけオン状態となり、容量素子５５は放電され、センサ容量電圧Ｖcapは０Ｖとなる（図１３（Ｉ））。容量素子５５が放電された後にトランジスタ５６が再度オフ状態になると、その電流により容量素子５５への充電が開始され、センサ容量電圧Ｖcapは上昇し始める（図１３（Ｉ））。その後、センサ走査部１４は、センサ信号線リセット信号Ｖsrを低レベルから高レベルに上げる（図１３（Ｊ））。これにより、受光信号レシーバ６０のトランジスタ６３はオン状態になり、センサ信号線５３に電源ＶＳＳを接続することにより、センサ信号線５３のセンサ信号Ｖsensが初期化される（図１３（Ｋ））。
【００９１】
（水平ブランキング期間Ａｎａ）
次に、タッチセンサ付き表示装置７０は、水平ブランキング期間Ａ２ａにおいて、画素信号線４３に対してプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間Ａ１ａとは異なるセンサ水平ラインを構成するセンサセル５０のリセットを行い、容量素子５５の充電を開始する。その動作は、センサ水平ラインが異なることを除き、水平ブランキング期間Ａ１ａと全く同じである。
【００９２】
その後、タッチセンサ付き表示装置７０は、センサ水平ラインおよび表示水平ラインを順次選択しながら、水平ブランキング期間Ａｎａと表示期間Ｂｎを交互に繰り返す。
【００９３】
（水平ブランキング期間Ａｋａ（Ａ１ａ））
最後に、タッチセンサ付き表示装置７０は、画素信号線４３に対して再びプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間Ａ１ａにおいて充電を開始したセンサ水平ラインを構成する容量素子５５のセンサ容量電圧Ｖcapを読み出す。具体的には、まず、表示走査部１３が、直前の表示期間Ｂk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Ｖscanを高レベルから低レベルに下げ（図示せず）、画素信号線４３を全ての液晶素子４５から切り離す。そして、表示信号ドライバ７１は、スイッチ制御信号Ｖsel１〜Ｖsel６の全てを低レベルに設定する（図１３（Ｃ））とともに、プリチャージスイッチ信号Ｖswを低レベルから高レベルに上げる（図１３（Ｄ））。これにより、選択スイッチ部８０では、スイッチブロック２５の全てのスイッチがオフ状態になるとともに、プリチャージスイッチ部８６の全てのスイッチがオン状態になり、画素信号線４３には、共通信号Ｖcomが画素信号Ｖpixとして供給され（図１３（Ｅ））、水平ブランキング期間Ａ１ａと同様にプリチャージされる。そして、センサ走査部１４は、読み出し信号Ｖreadとして読み出しパルスを出力する（図１３（Ｈ））。このとき、センサセル５０のトランジスタ５８は、その読み出しパルス幅に対応する時間だけオン状態となる。そして、トランジスタ５７は、受光信号レシーバ６０の定電流源６１の電流をバイアス電流としてソースフォロワ動作を行い、容量素子５５のセンサ容量電圧Ｖcapに対応する電圧が、センサ信号Ｖsensとしてセンサ信号線５３に出力される（図１３（Ｋ））。このセンサ信号Ｖsensは、受光信号レシーバ６０のアンプ６２で増幅された後、受光信号Ｖrecとして受光信号保持部１６に供給され、フィールドメモリに格納される。
【００９４】
なお、この例では、この水平ブランキング期間Ａｋａは、このセンサ水平ラインの次のセンサ動作における、水平ブランキング期間Ａ１ａとしても機能する。このようにして、タッチセンサ付き表示装置７０は、期間Ａ１ａ〜Ａｋａ（Ａ１ａ）からなる一連の動作を繰り返すことにより、継続的に表示動作およびタッチセンサ動作を行うこととなる。
【００９５】
本実施の形態のタッチセンサ付き表示装置７０は、第１の実施の形態のタッチセンサ付き表示装置７０と同様、水平ブランキング期間において画素信号線４３へのプリチャージを実施し、リセット信号Ｖresetが供給されセンサセル５０がリセットされるときと、読み出し信号Ｖreadが供給されセンサ容量電圧Ｖcapが読み出されるときとで、画素信号Ｖpixの電圧レベルが同じになるようにしている（図１３（Ｅ））。これにより、センサセル５０の容量素子５５の容量素子電圧Ｖcapに、画素信号線４３などの近隣の配線からのクロストーク雑音が重畳しても、タッチセンサ精度の悪化を最小限に抑えることができる。
【００９６】
［効果］
以上のように本実施の形態では、選択スイッチ部８０に、スイッチグループ２５とは別にプリチャージ用スイッチ部８６を設け、プリチャージ用スイッチ部８６に入力した信号をプリチャージに使用できるようにしたので、電圧を自由に設定できるなど、より自由度のあるプリチャージの設定が可能となる。
【００９７】
本実施の形態では、プリチャージに使用する信号として共通信号Ｖcomを用いたので、プリチャージ用に新たな電源やアンプなどの信号発生回路が必要なく、回路構成をよりシンプルにすることができる。
【００９８】
その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【００９９】
［変形例２−１］
上記実施の形態では、プリチャージに使用する信号として共通信号Ｖcomを用いたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、外部から供給される信号（外部入力信号Ｖin）を使用してもよい。この場合の回路構成例を図１４に示す。この外部入力信号Ｖinとしては、リセット信号Ｖresetが供給されセンサセル５０がリセットされるときと、読み出し信号Ｖreadが供給されセンサ容量電圧Ｖcapが読み出されるときとで、同じ電圧レベルを持つものであればよく、例えば直流の電源でもよいし、またはパルス状の信号でもよい。パルス状の信号としては、例えば、共通信号Ｖcomに同期したものが使用可能である。
【０１００】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置について説明する。本実施の形態は、選択スイッチ部を備えず、表示信号ドライバが直接画素信号Ｖpixを出力し、センサ付き表示部を駆動するようにしたものである。なお、上記第１および第２の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１０１】
［構成例］
図１５は、本発明の第３の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置９０の一構成例を表すものである。このタッチセンサ付き表示装置９０は、選択スイッチ部を備えず、その代わりに、センサ付き表示部３０を直接駆動する画素信号ドライバ９１を備えている。その他の構成は、上記第１および第２の実施の形態（図１，図１１）と同様である。
【０１０２】
画素信号ドライバ９１は、表示期間においては、表示制御部１１から供給される１表示水平ライン分の画像信号に基づいて、画素信号Ｖpixを生成し、表示駆動の対象となったセンサ付き表示部３０内の各表示セル４０に供給するものである。さらに、画素信号ドライバ９１は、水平ブランキング期間においては、所定のプリチャージ電圧Ｖpcgを生成し、センサ付き表示部３０の全ての画素信号線４３に供給する機能を有する。
【０１０３】
［動作および作用］
（詳細動作）
図１６は、タッチセンサ付き表示装置９０の表示動作およびタッチセンサ動作のタイミング図を表すものである。図１６において、（Ａ）は共通信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）は画素信号Ｖpixの波形を示し、（Ｃ）は表示走査信号Ｖscanの波形を示し、（Ｄ）はリセット信号Ｖresetの波形を示し、（Ｅ）は読み出し信号Ｖreadの波形を示し、（Ｆ）はセンサ容量電圧Ｖcapの波形を示し、（Ｇ）はセンサ信号線リセット信号Ｖsrの波形を示し、（Ｈ）はセンサ信号Ｖsensの波形を示す。
【０１０４】
なお、タッチセンサ付き表示装置９０における表示期間Ｂｎの動作については、第１の実施の形態のタッチセンサ付き表示装置１０における対応する動作（図５の期間Ｂ１，Ｂ２,,,Ｂk-1）と同様である。よって、以下に水平ブランキング期間Ａｎｂ（ｎはｋ以下の自然数）の動作について説明する。
【０１０５】
（水平ブランキング期間Ａ１ｂ）
最初に、タッチセンサ付き表示装置９０は、あるセンサ水平ラインを構成するセンサセル５０のリセットを行い、容量素子５５の充電を開始する。具体的には、まず、表示走査部１３が、直前の表示期間Ｂk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Ｖscanを高レベルから低レベルに下げ（図示せず）、全ての表示セル４０のトランジスタ４４をオフ状態にすることにより、画素信号線４３を全ての液晶素子４５から切り離す。そして、画素信号ドライバ９１は、全ての画素信号線４３に対し、所定のプリチャージ電圧Ｖpcg（ここでは０Ｖ）を画素信号Ｖpixとして供給し、プリチャージを行う（図１６（Ｂ））。次に、共通信号ドライバ１２が共通信号Ｖcomを反転し（図１６（Ａ））、次の表示期間の準備を行う。このときも、全ての画素信号線４３に対して共通信号Ｖcomが引き続き供給される（図１６（Ｂ））。そして、センサ走査部１４は、あるセンサ水平ラインに対して、リセット信号Ｖresetとしてリセットパルスを出力する（図１６（Ｄ））。このとき、センサセル５０のトランジスタ５６は、そのリセットパルス幅に対応する時間だけオン状態となり、容量素子５５は放電され、センサ容量電圧Ｖcapは０Ｖとなる（図１６（Ｆ））。容量素子５５が放電された後にトランジスタ５６が再度オフ状態になると、その電流により容量素子５５への充電が開始され、センサ容量電圧Ｖcapは上昇し始める（図１６（Ｆ））。その後、センサ走査部１４は、センサ信号線リセット信号Ｖsrを低レベルから高レベルに上げる（図１６（Ｇ））。これにより、受光信号レシーバ６０のトランジスタ６３はオン状態になり、センサ信号線５３に電源ＶＳＳを接続することにより、センサ信号線５３のセンサ信号Ｖsensが初期化される（図１６（Ｈ））。
【０１０６】
（水平ブランキング期間Ａｎｂ）
次に、タッチセンサ付き表示装置９０は、水平ブランキング期間Ａ２ｂにおいて、画素信号線４３に対してプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間Ａ１ｂとは異なるセンサ水平ラインを構成するセンサセル５０のリセットを行い、容量素子５５の充電を開始する。その動作は、センサ水平ラインが異なることを除き、水平ブランキング期間Ａ１ｂと全く同じである。
【０１０７】
その後、タッチセンサ付き表示装置９０は、センサ水平ラインおよび表示水平ラインを順次選択しながら、水平ブランキング期間Ａｎｂと表示期間Ｂｎを交互に繰り返す。
【０１０８】
（水平ブランキング期間Ａｋｂ（Ａ１ｂ））
最後に、タッチセンサ付き表示装置９０は、画素信号線４３に対してプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間Ａ１ｂにおいて充電を開始したセンサ水平ラインを構成する容量素子５５のセンサ容量電圧Ｖcapを読み出す。具体的には、まず、表示走査部１３が、直前の表示期間Ｂk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Ｖscanを高レベルから低レベルに下げ（図示せず）、画素信号線４３を全ての液晶素子４５から切り離す。そして、画素信号ドライバ９１は、全ての画素信号線４３に対し、水平ブランキング期間Ａ１ｂと同様に、所定のプリチャージ電圧Ｖpcg（ここでは０Ｖ）を画素信号Ｖpixとして供給し、プリチャージを行う（図１６（Ｂ））。そして、センサ走査部１４は、読み出し信号Ｖreadとして読み出しパルスを出力する（図１６（Ｄ））。このとき、センサセル５０のトランジスタ５８は、その読み出しパルス幅に対応する時間だけオン状態となる。そして、トランジスタ５７は、受光信号レシーバ６０の定電流源６１の電流をバイアス電流としてソースフォロワ動作を行い、容量素子５５のセンサ容量電圧Ｖcapに対応する電圧が、センサ信号Ｖsensとしてセンサ信号線５３に出力される（図１６（Ｈ））。このセンサ信号Ｖsensは、受光信号レシーバ６０のアンプ６２で増幅された後、受光信号Ｖrecとして受光信号保持部１６に供給され、フィールドメモリに格納される。
【０１０９】
なお、この例では、この水平ブランキング期間Ａｋｂは、このセンサ水平ラインの次のセンサ動作における、水平ブランキング期間Ａ１ｂとしても機能する。このようにして、タッチセンサ付き表示装置９０は、期間Ａ１ｂ〜Ａｋｂ（Ａ１ｂ）からなる一連の動作を繰り返すことにより、継続的に表示動作およびタッチセンサ動作を行うこととなる。
【０１１０】
本実施の形態のタッチセンサ付き表示装置９０は、第１および第２の実施の形態のタッチセンサ付き表示装置と同様、水平ブランキング期間において画素信号線４３へのプリチャージを実施し、リセット信号Ｖresetが供給されセンサセル５０がリセットされるときと、読み出し信号Ｖreadが供給されセンサ容量電圧Ｖcapが読み出されるときとで、画素信号Ｖpixの電圧レベルが同じになるようにしている（図１６（Ｂ））。これにより、センサセル５０の容量素子５５の容量素子電圧Ｖcapに、画素信号線４３などの近隣の配線からのクロストーク雑音が重畳しても、タッチセンサ精度の悪化を最小限に抑えることができる。
【０１１１】
［効果］
以上のように本実施の形態では、画素信号ドライバ９１が所定のプリチャージ電圧Ｖpcgを含む画素信号Ｖpixを生成するようにしたので、選択スイッチ部が不要になり、部品点数を削減することができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【０１１２】
＜４．適用例＞
次に、図１７〜図２１を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチセンサ付き表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置は、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、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置は、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。
【０１１３】
（適用例１）
図１７は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
【０１１４】
（適用例２）
図１８は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３およびシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
【０１１５】
（適用例３）
図１９は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５３１、文字等の入力操作のためのキーボード５３２および画像を表示する表示部５３３を有しており、その表示部５３３は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
【０１１６】
（適用例４）
図２０は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５４１、この本体部５４１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５４２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５４３および表示部５４４を有している。そして、その表示部５４４は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
【０１１７】
（適用例５）
図２１は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０、サブディスプレイ７５０、ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
【符号の説明】
【０１１８】
１０，７０，９０…タッチセンサ付き表示装置、１１…表示制御部、１２…共通信号ドライバ、１３…表示走査部、１４…センサ走査部、１５，７１…表示信号ドライバ、１６…受光信号保持部、２０，８０…選択スイッチ部、２５…スイッチグループ、３０…センサ付き表示部、４０…表示セル、４１…表示走査信号線、４２…共通信号線、４３…画素信号線、４４，５６〜５８，６３…トランジスタ、４５…液晶素子、５０…センサセル、５１…リセット信号線、５２…読み出し信号線、５３…センサ信号線、５４…フォトダイオード、５５…容量素子、６０…受光信号レシーバ、６１…定電流源、６２…アンプ、８６…プリチャージ用スイッチ部、９１…画素信号ドライバ、１００…液晶パネル、１０１，１０２…透明基板、１０３〜１０５…絶縁層、１０６…液晶層、１１１…画素電極、１１２…共通電極、１１５…遮光メタル・センサゲート、１１６…メタル配線、１２０…バックライト、Ｖcap…センサ容量電圧、Ｖcom…共通信号、Ｖimg…画像信号、Ｖpcg…プリチャージ電圧、Ｖpix…画素信号、Ｖread…読み出し信号、Ｖrec…受光信号、Ｖreset…リセット信号、Ｖscan…表示走査信号、Ｖsel１〜Ｖsel６…スイッチ制御信号、Ｖsig…表示信号、Ｖsr…センサ信号線リセット信号、Ｖsw…プリチャージスイッチ信号
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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