(57)【要約】【課題】タッチ検出エリアにおけるタッチ検出密度を維持しながらタッチ駆動時間を短縮できる技術を提供する。【解決手段】本タッチセンサ装置は、Ｘ方向に延在する複数の駆動電極ＴｘとＹ方向に延在する複数の検出電極Ｒｘとの対により複数の検出単位Ｕがマトリクス状に構成されるタッチ検出エリアＡｓを含むパネル部と、Ｙ方向に２つの検出単位Ｕが構成可能な幅を持つ駆動電極Ｔｘと、１つの駆動電極Ｔｘと検出電極ＲｘＡ乃至検出電極ＲｘＤとが交差することで形成される領域とを有する。当該領域は、検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを有し第１感度の検出領域ｅ１と、第２感度の非検出領域ｅ２とが交互に配置される。例えば検出電極Ｒｘは、検出領域ｅ１と非検出領域ｅ２とで異なる形状を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に延在する複数の駆動電極と第２方向に延在する複数の検出電極との対により複数の検出単位がマトリクス状に構成されるタッチ検出エリアを含むパネル部と、
それぞれが前記第２方向に２つの検出単位が構成可能な幅を有する、前記複数の駆動電極と、
前記複数の検出電極のうち第１検出電極乃至第４検出電極と、
前記タッチ検出エリアに設けられ、前記複数の駆動電極のそれぞれと、前記第１検出電極乃至第４検出電極とが交差することにより形成され、前記第１方向及び第２方向において繰り返し配置される、複数のタッチ検出領域と、
前記複数のタッチ検出領域のそれぞれに設けられ、第１検出単位乃至第４検出単位を有し、第１感度を有する第１検出領域と、
前記複数のタッチ検出領域のそれぞれに設けられ、前記第１感度よりも低い第２感度を有する第２検出領域と、を有し、
前記複数の駆動電極または前記複数の検出電極の少なくとも一方は、前記第１検出領域と前記第２検出領域とにおいて異なる形状を有し、
前記第１検出領域及び前記第２検出領域は、前記第１方向及び前記第２方向において交互に配置され、
前記複数の駆動電極のそれぞれに対して第１の入力信号が印加された場合、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれの前記第１検出単位乃至第４検出単位を通じて前記第１検出電極乃至第４検出電極から４つの出力信号が得られる、タッチセンサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチセンサ装置であり、
前記第１検出単位は、前記複数の駆動電極のそれぞれの前記第２方向における一方の検出単位が構成可能な幅の第１領域と前記第１検出電極との交差により構成され、
前記第２検出単位は、前記複数の駆動電極のそれぞれの前記第２方向における他方の検出単位が構成可能な幅の第２領域と前記第２検出電極との交差により構成され、
前記第３検出単位は、前記複数の駆動電極のそれぞれの前記第１領域と前記第３検出電極との交差により構成され、
前記第４検出単位は、前記複数の駆動電極のそれぞれの前記第２領域と前記第４検出電極との交差により構成される、タッチセンサ装置。
【請求項３】
第１方向に延在する複数の駆動電極と第２方向に延在する複数の検出電極との対により複数の検出単位がマトリクス状に構成されるタッチ検出エリアを含むパネル部と、
それぞれが前記第２方向に１つの検出単位が構成可能な幅を有する、前記複数の駆動電極のうち第１駆動電極及び第２駆動電極と、
前記複数の検出電極のうち第１検出電極乃至第４検出電極と、
前記タッチ検出エリアに設けられ、前記第１駆動電極及び第２駆動電極ごとに、前記第１検出電極乃至第４検出電極が交差することにより形成され、前記第１方向及び第２方向において繰り返し配置される、複数のタッチ検出領域と、
前記複数のタッチ検出領域のそれぞれに設けられ、第１検出単位乃至第４検出単位を有し、第１感度を有する第１検出領域と、
前記第１感度よりも低い第２感度を有する第２検出領域と、を有し、
前記複数の駆動電極または前記複数の検出電極の少なくとも一方は、前記第１検出領域と前記第２検出領域とにおいて異なる形状を有し、
前記第１検出領域及び前記第２検出領域は、前記第１方向及び第２方向において交互に配置され、
前記複数の駆動電極における前記第１駆動電極及び第２駆動電極を１組として当該１組に対して同時に第１の入力信号が印加された場合、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれの前記第１検出単位乃至第４検出単位を通じて前記第１検出電極乃至第４検出電極から４つの出力信号が得られる、タッチセンサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のタッチセンサ装置であり、
前記第１検出単位は、前記第１駆動電極と前記第１検出電極との交差により構成され、
前記第２検出単位は、前記第２駆動電極と前記第２検出電極との交差により構成され、
前記第３検出単位は、前記第１駆動電極と前記第３検出電極との交差により構成され、
前記第４検出単位は、前記第２駆動電極と前記第４検出電極との交差により構成される、タッチセンサ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のタッチセンサ装置であり、
前記複数の検出電極は、前記第１方向において一定のピッチで配置され、
前記複数の検出電極のそれぞれは、前記第２方向に延在する細線部と、前記第１検出領域の位置に対応して前記細線部から前記第１方向の両側に張り出す張り出し電極部と、を有する、タッチセンサ装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のタッチセンサ装置であり、
前記複数の検出電極は、前記第１方向において第１ピッチと第２ピッチとで交互に配置され、
前記複数の検出電極のそれぞれは、前記第２方向に延在する細線部と、前記第１検出領域の位置に対応して前記細線部から前記第１方向の片側に張り出す張り出し電極部と、を有する、タッチセンサ装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のタッチセンサ装置であり、
前記複数の駆動電極のそれぞれは、前記第１方向に延在する細線部と、前記第１検出領域の位置に対応して前記細線部から前記第２方向の少なくとも一方側に張り出す張り出し電極部と、を有する、タッチセンサ装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載のタッチセンサ装置であり、
前記複数の駆動電極のそれぞれは、前記第１方向に延在する細線部と、前記第１検出領域の位置に対応して前記細線部から前記第２方向の少なくとも一方側に張り出す張り出し電極部と、を有する、タッチセンサ装置。
【請求項９】
請求項５または６または８に記載のタッチセンサ装置であり、
前記複数の検出電極のそれぞれの張り出し電極部は、前記第１方向及び第２方向により構成される面において、開口部を有する、タッチセンサ装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のタッチセンサ装置であり、
前記複数の検出電極のそれぞれの張り出し電極部は、前記第１方向及び第２方向により構成される面において、前記駆動電極の張り出し電極部の面の上に重なる開口部を有する、タッチセンサ装置。
【請求項１１】
請求項１または２に記載のタッチセンサ装置であり、
前記タッチ検出エリアの複数の駆動電極に接続され、前記タッチ検出エリアの複数の駆動電極に対して入力信号を印加することにより駆動する第１回路部と、
前記タッチ検出エリアの複数の検出電極に接続され、前記タッチ検出エリアの複数の検出電極からの出力信号を検出する第２回路部と、を有し、
前記第１回路部は、前記タッチ検出エリアの複数の駆動電極に対して１つずつ順次に前記第１の入力信号を印加する、タッチセンサ装置。
【請求項１２】
請求項３または４に記載のタッチセンサ装置であり、
前記タッチ検出エリアの複数の駆動電極に接続され、前記タッチ検出エリアの複数の駆動電極に対して入力信号を印加することにより駆動する第１回路部と、
前記タッチ検出エリアの複数の検出電極に接続され、前記タッチ検出エリアの複数の検出電極からの出力信号を検出する第２回路部と、を有し、
前記第１回路部は、前記タッチ検出エリアの複数の駆動電極に対して前記１組ずつ順次に前記第１の入力信号を同時に印加する、タッチセンサ装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のタッチセンサ装置であり、
前記第１回路部は、前記１組の第１駆動電極及び第２駆動電極として、前記第２方向で隣り合う駆動電極を選択する、タッチセンサ装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載のタッチセンサ装置であり、
前記第１回路部は、前記１組の第１駆動電極及び第２駆動電極として、前記第２方向で１つ以上の駆動電極を介して離れた駆動電極を選択する、タッチセンサ装置。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載のタッチセンサ装置であり、
前記第１回路部は、前記１組の第１駆動電極及び第２駆動電極に対して同時に印加する第１の入力信号として、同位相のパルスを印加する、タッチセンサ装置。
【請求項１６】
請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載のタッチセンサ装置であり、
前記第１回路部は、前記１組の第１駆動電極及び第２駆動電極に対して同時に印加する第１の入力信号として、逆位相のパルスを印加する、タッチセンサ装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一項に記載のタッチセンサ装置と、
画素がマトリクス状に構成される表示エリア、及び前記画素により制御され前記表示エリアに画像を表示するための表示機能層を含み、前記タッチセンサ装置のパネル部の面が一方の面に接続される、表示パネル部と、
前記表示エリアの画素を構成する電極に対して表示駆動用の信号を印加する表示回路部と、を有する、表示装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の表示装置であり、
前記表示機能層は液晶層である、表示装置。
【請求項１９】
表示駆動用とタッチ駆動用との兼用である第１方向に延在する複数の駆動電極と第２方向に延在する複数の検出電極との対による複数の検出単位がマトリクス状に構成されるタッチ検出エリア、画素がマトリクス状に構成される表示エリア、及び前記画素により制御され前記表示エリアに画像を表示するための表示機能層を含む、表示パネル部と、
前記表示駆動用の信号及び前記タッチ駆動用の入力信号を生成して前記複数の駆動電極に対して印加する第１回路部、前記タッチ駆動用の入力信号に基づく前記複数の検出電極からの出力信号を検出する第２回路部、及び前記表示エリアの画素に対して表示駆動用の信号を印加する第３回路部と、を有し、
それぞれが前記第２方向に２つの検出単位が構成可能な幅を有する、前記複数の駆動電極と、
前記複数の検出電極のうち第１検出電極乃至第４検出電極と、
前記タッチ検出エリアに設けられ、前記複数の駆動電極のそれぞれと、前記第１検出電極乃至第４検出電極とが交差することにより形成され、前記第１方向及び第２方向において繰り返し配置される、複数のタッチ検出領域と、
前記複数のタッチ検出領域のそれぞれに設けられ、第１検出単位乃至第４検出単位を有し、第１感度を有する第１検出領域と、
前記複数のタッチ検出領域のそれぞれに設けられ、前記第１感度よりも低い第２感度を有する第２検出領域と、を有し、
前記複数の駆動電極または前記複数の検出電極の少なくとも一方は、前記第１検出領域と前記第２検出領域とにおいて異なる形状を有し、
前記第１検出領域及び前記第２検出領域は、前記第１方向及び前記第２方向において交互に配置され、
前記複数の駆動電極のそれぞれに対して第１の入力信号が印加された場合、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれの前記第１検出単位乃至第４検出単位を通じて前記第１検出電極乃至第４検出電極から４つの出力信号が得られる、表示装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の表示装置であり、
前記第１検出単位は、前記複数の駆動電極のそれぞれの前記第２方向における一方の検出単位が構成可能な幅の第１領域と前記第１検出電極との交差により構成され、
前記第２検出単位は、前記複数の駆動電極のそれぞれの前記第２方向における他方の検出単位が構成可能な幅の第２領域と前記第２検出電極との交差により構成され、
前記第３検出単位は、前記複数の駆動電極のそれぞれの前記第１領域と前記第３検出電極との交差により構成され、
前記第４検出単位は、前記複数の駆動電極のそれぞれの前記第２領域と前記第４検出電極との交差により構成される、表示装置。
【請求項２１】
表示駆動用とタッチ駆動用との兼用である第１方向に延在する複数の駆動電極と第２方向に延在する複数の検出電極との対による複数の検出単位がマトリクス状に構成されるタッチ検出エリア、画素がマトリクス状に構成される表示エリア、及び前記画素により制御され前記表示エリアに画像を表示するための表示機能層を含む、表示パネル部と、
前記表示駆動用の信号及び前記タッチ駆動用の入力信号を生成して前記複数の駆動電極に対して印加する第１回路部、前記タッチ駆動用の入力信号に基づく前記複数の検出電極からの出力信号を検出する第２回路部、及び前記表示エリアの画素に対して表示駆動用の信号を印加する第３回路部と、を有し、
それぞれが前記第２方向に１つの検出単位が構成可能な幅を有する、前記複数の駆動電極のうち第１駆動電極及び第２駆動電極と、
前記複数の検出電極のうち第１検出電極乃至第４検出電極と、
前記タッチ検出エリアに設けられ、前記第１駆動電極及び第２駆動電極ごとに、前記第１検出電極乃至第４検出電極が交差することにより形成され、前記第１方向及び第２方向において繰り返し配置される、複数のタッチ検出領域と、
前記複数のタッチ検出領域のそれぞれに設けられ、第１検出単位乃至第４検出単位を有し、第１感度を有する第１検出領域と、
前記第１感度よりも低い第２感度を有する第２検出領域と、を有し、
前記複数の駆動電極または前記複数の検出電極の少なくとも一方は、前記第１検出領域と前記第２検出領域とにおいて異なる形状を有し、
前記第１検出領域及び前記第２検出領域は、前記第１方向及び第２方向において交互に配置され、
前記複数の駆動電極における前記第１駆動電極及び第２駆動電極を１組として当該１組に対して同時に第１の入力信号が印加された場合、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれの前記第１検出単位乃至第４検出単位を通じて前記第１検出電極乃至第４検出電極から４つの出力信号が得られる、表示装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の表示装置であり、
前記第１検出単位は、前記第１駆動電極と前記第１検出電極との交差により構成され、
前記第２検出単位は、前記第２駆動電極と前記第２検出電極との交差により構成され、
前記第３検出単位は、前記第１駆動電極と前記第３検出電極との交差により構成され、
前記第４検出単位は、前記第２駆動電極と前記第４検出電極との交差により構成される、表示装置。
【請求項２３】
請求項１９乃至２２のいずれか一項に記載の表示装置であり、
前記複数の検出電極は、前記第１方向において一定のピッチで配置され、
前記複数の検出電極のそれぞれは、前記第２方向に延在する細線部と、前記第１検出領域の位置に対応して前記細線部から前記第１方向の両側に張り出す張り出し電極部と、を有する、表示装置。
【請求項２４】
請求項１９乃至２２のいずれか一項に記載の表示装置であり、
前記複数の検出電極は、前記第１方向において第１ピッチと第２ピッチとで交互に配置され、
前記複数の検出電極のそれぞれは、前記第２方向に延在する細線部と、前記第１検出領域の位置に対応して前記細線部から前記第１方向の片側に張り出す張り出し電極部と、を有する、表示装置。
【請求項２５】
請求項１９乃至２２のいずれか一項に記載の表示装置であり、
前記複数の駆動電極のそれぞれは、前記第１方向に延在する細線部と、前記第１検出領域の位置に対応して前記細線部から前記第２方向の少なくとも一方側に張り出す張り出し電極部と、を有する、表示装置。
【請求項２６】
請求項２３または２４に記載の表示装置であり、
前記複数の駆動電極のそれぞれは、前記第１方向に延在する細線部と、前記第１検出領域の位置に対応して前記細線部から前記第２方向の少なくとも一方側に張り出す張り出し電極部と、を有する、表示装置。
【請求項２７】
請求項２３または２４または２６に記載の表示装置であり、
前記複数の検出電極のそれぞれの張り出し電極部は、前記第１方向及び第２方向により構成される面において、開口部を有する、表示装置。
【請求項２８】
請求項２６に記載の表示装置であり、
前記複数の検出電極のそれぞれの張り出し電極部は、前記第１方向及び第２方向により構成される面において、前記駆動電極の張り出し電極部の面の上に重なる開口部を有する、表示装置。
【請求項２９】
請求項１９乃至２８のいずれか一項に記載の表示装置であり、
前記タッチ検出エリアは、前記第２方向において前記複数の駆動電極の間に配置され、共通の電圧が印加される、複数の共通電極を有する、表示装置。
【請求項３０】
請求項１９または２０に記載の表示装置であり、
前記第１回路部は、前記タッチ検出エリアの複数の駆動電極に対して１つずつ順次に前記第１の入力信号を印加する、表示装置。
【請求項３１】
請求項２１または２２に記載の表示装置であり、
前記第１回路部は、前記タッチ検出エリアの複数の駆動電極に対して前記１組ずつ順次に前記第１の入力信号を同時に印加する、表示装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の表示装置であり、
前記第１回路部は、前記１組の第１駆動電極及び第２駆動電極として、前記第２方向で隣り合う駆動電極を選択する、表示装置。
【請求項３３】
請求項３１に記載の表示装置であり、
前記第１回路部は、前記１組の第１駆動電極及び第２駆動電極として、前記第２方向で１つ以上の駆動電極を介して離れた駆動電極を選択する、表示装置。
【請求項３４】
請求項３１乃至３３のいずれか一項に記載の表示装置であり、
前記第１回路部は、前記１組の第１駆動電極及び第２駆動電極に対して同時に印加する第１の入力信号として、同位相のパルスを印加する、表示装置。
【請求項３５】
請求項３１乃至３３のいずれか一項に記載の表示装置であり、
前記第１回路部は、前記１組の第１駆動電極及び第２駆動電極に対して同時に印加する第１の入力信号として、逆位相のパルスを印加する、表示装置。
【請求項３６】
請求項１９乃至３５のいずれか一項に記載の表示装置であり、
前記表示機能層は液晶層である、表示装置。
【請求項３７】
請求項１乃至１６のいずれか一項に記載のタッチセンサ装置と、
前記タッチセンサ装置に対してタッチセンサ機能に関する制御を行い前記タッチセンサ装置からタッチ検出情報を取得する制御部と、を有する、電子機器。
【請求項３８】
請求項１７乃至３６のいずれか一項に記載の表示装置と、
前記表示装置に対してタッチセンサ機能に関する制御及び表示機能に関する制御を行い前記表示装置からタッチ検出情報を取得する制御部と、を有する、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサ装置、表示装置、及び電子機器等の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォン等の各種の電子機器及び表示装置は、入力手段としてタッチセンサ装置（タッチパネルとも呼ばれる）が搭載されている。タッチセンサ装置としては、静電容量方式のタッチセンサ装置等が挙げられる。タッチセンサ装置の例としては、タッチセンサ機能を専用に備えるタッチセンサ装置、外付け型乃至カバー一体型のタッチセンサ付き表示装置、及びタッチセンサ機能を構成する電極を表示パネルに内蔵したタッチセンサ付き表示装置等が挙げられる。なお、外付け型乃至カバー一体型のタッチセンサ付き表示装置は、オンセル型タッチセンサ付き表示装置とも呼ばれる。タッチセンサ機能を構成する電極を表示パネルに内蔵したタッチセンサ付き表示装置は、インセル型タッチセンサ付き表示装置とも呼ばれる。また、タッチセンサ付き表示装置としては、静電容量方式のタッチセンサ装置を液晶表示装置に適用したタッチセンサ付き表示装置（液晶タッチパネルとも呼ばれる）が挙げられる。
【０００３】
静電容量方式のタッチセンサ装置は、タッチセンサ機能を構成する電極として、駆動電極（送信側電極とも呼ばれる）と検出電極（受信側電極とも呼ばれる）とを有する。駆動電極と検出電極との対における交差によりタッチ検出の単位が構成される。説明上、当該タッチ検出の単位を検出単位と称する。例えば、タッチ検出エリアとなる面において、面内水平方向に複数の駆動電極が並行し、面内垂直方向に複数の検出電極が並行する。当該駆動電極と検出電極との対が、タッチ検出エリアの面に対する垂直方向で距離をおいて交差する。当該駆動電極と検出電極との対における交差部の付近に構成される容量により、検出単位が構成される。タッチ検出エリアの面において、複数の検出単位がマトリクス状に構成される。
【０００４】
タッチセンサ装置は、上記駆動電極及び検出電極に接続される回路部を有する。回路部は、駆動電極に対してタッチ駆動用の信号を入力し、当該信号に基づいて検出単位を通じて検出電極から出力される信号を検出する。回路部は、タッチ検出エリアの面に対する指等の導電体のタッチにより検出単位における容量が変化すると、当該容量の変化を電気信号として検出する。これによりタッチセンサ装置は、タッチ検出エリアへのタッチの有無や位置等を検出している。
【０００５】
オンセル型タッチセンサ付き表示装置は、例えば、液晶表示パネル部の表示エリアが構成される前面側に対して外付けでタッチセンサ装置が接続された構成を有する。あるいは、オンセル型タッチセンサ付き表示装置は、液晶表示パネル部の前面側に設けられるガラスやプラスチック等によるカバーに、タッチセンサ機能を構成する電極が一体的に形成される構成を有する。
【０００６】
インセル型タッチセンサ付き表示装置は、例えば、液晶表示パネル部の内部に、上記タッチセンサ機能を構成する電極である駆動電極及び検出電極の少なくとも一方、例えば駆動電極を内蔵する構成を有する。この構成のインセル型タッチセンサ付き表示装置は、例えば、第１基板構造体であるＴＦＴ基板側に、液晶表示装置の共通電極と上記駆動電極とを一体化した電極を設け、第２基板構造体であるカラーフィルタ基板側に、上記検出電極を設ける。
【０００７】
インセル型タッチセンサ付き表示装置は、駆動方式として、例えば液晶表示機能の表示期間と、タッチセンサ機能のタッチ検出期間とを時間的に分離して駆動する方式が適用される。この時分割による駆動方式は、液晶表示機能の表示期間の時に液晶表示パネル部から発するノイズの影響を、タッチセンサ機能のタッチ検出期間の時に受け難いという利点がある。
【０００８】
上記タッチセンサ装置に関する先行技術例として、特開２０１０−７２７４３号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１は、静電容量方式のタッチセンサ装置、及びインセル型タッチセンサ付き表示装置について記載されている。特許文献１は、タッチ検出のためのタッチ駆動の際の周波数を上げずに検出速度を向上させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−７２７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
タッチセンサ装置やタッチセンサ付き表示装置は、タッチセンサ機能のために駆動電極を駆動する時間であるタッチ駆動時間、及びタッチ駆動時間を確保する期間であるタッチ検出期間に関して、以下のような課題を有する。
【００１１】
図４２は、前提として各種の装置における駆動方式及び駆動期間の構成例を比較して示す。図４２（ａ）は、液晶表示装置等の表示装置の表示機能におけるフレーム期間Ｆの構成を示す。フレーム期間Ｆは、表示エリアにフレーム画像を表示するための所定の長さの時間である。フレーム期間Ｆは、表示期間Ｋｄ及び休止期間ＢＬＫを有する。表示期間Ｋｄは、表示エリアにおける１フレーム画像の表示のための画素書き込み期間を含む。表示装置は、表示機能のためにフレーム期間Ｆに所定の長さの表示期間Ｋｄを確保する。
【００１２】
図４２（ｂ）は、タッチセンサ装置のタッチセンサ機能における駆動期間であるタッチ検出期間Ｋｓの構成例を示す。この構成例は、時間軸上、所定の長さのタッチ検出期間Ｋｓの繰り返しである。タッチ検出期間Ｋｓは、タッチ検出エリアの複数の駆動電極の走査駆動によって行われるタッチ駆動に要する時間であるタッチ駆動時間を含む。１つのタッチ検出期間Ｋｓは、タッチ検出エリアの面内のすべての駆動電極を走査する期間に相当する。なお図４２（ｂ）は、図４２（ａ）のフレーム期間Ｆに対して３つの割合でタッチ検出期間Ｋｓが設けられた例を示す。タッチセンサ機能を専用に備えるタッチセンサ装置の場合、タッチ検出期間Ｋｓは、ある程度可変の長さに設計可能であるが、タッチ検出期間Ｋｓが短い方が効率的であるため望ましい。
【００１３】
図４２（ｃ）は、オンセル型タッチセンサ付き表示装置においてタッチセンサ機能と表示機能とを独立に駆動する方式における構成例を示す。本構成例は、時間軸上、図４２（ａ）の表示期間Ｋｄと、図４２（ｂ）のタッチ検出期間Ｋｓとが並列で設けられる例を示す。この方式の場合、表示期間Ｋｄとタッチ検出期間Ｋｓとを同期させる必要は無い。この方式においても、タッチ検出期間Ｋｓは、ある程度可変の長さに設計可能であるが、タッチ検出期間Ｋｓが短い方が効率的であるため望ましい。
【００１４】
図４２（ｄ）は、インセル型タッチセンサ付き表示装置等のタッチセンサ付き表示装置の駆動方式及び駆動期間として、固定の長さのフレーム期間Ｆにおいて表示期間Ｋｄとタッチ検出期間Ｋｓとを時間的に分離して駆動する方式を示す。この時分割の駆動方式の場合、限られた固定の長さのフレーム期間Ｆ内に表示期間Ｋｄ及びタッチ検出期間Ｋｓを確保しなければならない。フレーム期間Ｆ内に確保する表示期間Ｋｄが長くなる場合、その分、短いタッチ検出期間Ｋｓしか確保できない。逆に、フレーム期間Ｆ内に確保するタッチ検出期間Ｋｓが長くなる場合、その分、短い表示期間Ｋｄしか確保できない。図４２（ｄ）の例は、図４２（ａ）と同じフレーム期間Ｆ内に、図４２（ｂ）等と同様の所定の長さのタッチ検出期間Ｋｓを確保することにより、図４２（ａ）の表示期間Ｋｄよりも短い表示期間Ｋｄしか確保できていない例を示す。
【００１５】
上記課題に関して、例えばタッチセンサ付き表示装置は、表示機能の表示エリアのサイズや画素の解像度が大きくなると、必要な表示期間Ｋｄが長くなる。またタッチセンサ付き表示装置は、タッチセンサ機能のタッチ検出エリアのサイズや、検出単位の配置の密度であるタッチ検出密度が大きくなると、走査駆動によるタッチ駆動が必要な駆動電極の電極数が増える。当該電極数が増えると、タッチ検出エリアにおける総合的なタッチ駆動時間が増え、必要なタッチ検出期間Ｋｓが長くなる。
【００１６】
上記により、限られた長さのフレーム期間Ｆ内に表示期間Ｋｄやタッチ検出期間Ｋｓを確保することが難しくなる。特にインセル型タッチセンサ付き表示装置の場合、表示期間Ｋｄとタッチ検出期間Ｋｓとを分離してそれぞれの時間を確保する必要があるので、上記時間の確保がより難しくなる。フレーム期間Ｆ内に確保できる表示期間Ｋｄまたはタッチ検出期間Ｋｓの時間が不足すると、タッチセンサ付き表示装置の設計が困難となる。
【００１７】
従って、タッチセンサ機能を備えるタッチセンサ装置や表示装置における上記タッチ駆動時間及びタッチ検出期間を短縮することが要求される。上述のようにタッチ駆動時間及びタッチ検出期間は、タッチ検出エリアの走査駆動によるタッチ駆動の対象となる駆動電極の電極数及び走査数によって大きく左右される。タッチ駆動時間を短縮する１つの手段として、上記タッチ検出エリアの駆動電極の電極数を減らすことが挙げられる。これによりタッチ検出エリアの複数の駆動電極の走査駆動の際の走査数が減り、走査駆動によるタッチ駆動に要する時間が短くなる。
【００１８】
しかしながら、タッチセンサ装置等において、上記電極数及び走査数を減らすと、タッチ検出エリアに構成される複数の検出単位の配置の密度であるタッチ検出密度が低下する。タッチ検出密度の低下により、回路部によるタッチ検出エリアのタッチの位置等の検出の精度が低下する。よってタッチセンサ装置等において、上記電極数及び走査数を減らすことは望ましくない。タッチセンサ機能のために、タッチ検出エリアのタッチ検出密度は、ある程度以上高く維持される必要がある。
【００１９】
なお上記タッチ駆動時間の短縮の課題に関して、特許文献１は、タッチパネルの異なる領域に対する複数の走査を並列に実行する構成が記載されている。また特許文献１は、検出電極を２本１組で設ける構成が記載されている。この２本１組の検出電極においては、一方の検出電極はタッチパネルの一方の領域に延在し、他方の検出電極はタッチパネルの一方及び他方の両方の領域に延在する。また特許文献１は、上記２つの領域の駆動電極に対して異なる信号を印加する構成が記載されている。特許文献１の技術は、１つの駆動電極に対して配置される２本の検出電極から所定のタッチ検出感度による２つの出力信号を得るためには、駆動電極への入力信号の振幅等を工夫する必要がある。
【００２０】
本発明の目的は、タッチセンサ機能に関するタッチ検出エリアにおけるタッチ検出密度を維持しながら、タッチ駆動時間及びタッチ検出期間を短縮することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のうち代表的な実施の形態は、タッチセンサ装置、表示装置、及び電子機器等であって、以下に示す構成を有することを特徴とする。
【００２２】
（１）一実施の形態のタッチセンサ装置は、第１方向に延在する複数の駆動電極と第２方向に延在する複数の検出電極との対により複数の検出単位がマトリクス状に構成されるタッチ検出エリアを含むパネル部と、それぞれが前記第２方向に２つの検出単位が構成可能な幅を有する、前記複数の駆動電極と、前記複数の検出電極のうち第１検出電極乃至第４検出電極と、前記タッチ検出エリアに設けられ、前記複数の駆動電極のそれぞれと、前記第１検出電極乃至第４検出電極とが交差することにより形成され、前記第１方向及び第２方向において繰り返し配置される、複数のタッチ検出領域と、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれに設けられ、第１検出単位乃至第４検出単位を有し、第１感度を有する第１検出領域と、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれに設けられ、前記第１感度よりも低い第２感度を有する第２検出領域と、を有し、前記複数の駆動電極または前記複数の検出電極の少なくとも一方は、前記第１検出領域と前記第２検出領域とにおいて異なる形状を有し、前記第１検出領域及び前記第２検出領域は、前記第１方向及び前記第２方向において交互に配置され、前記複数の駆動電極のそれぞれに対して第１の入力信号が印加された場合、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれの前記第１検出単位乃至第４検出単位を通じて前記第１検出電極乃至第４検出電極から４つの出力信号が得られる。
【００２３】
（２）前記第１検出単位は、前記複数の駆動電極のそれぞれの前記第２方向における一方の検出単位が構成可能な幅の第１領域と前記第１検出電極との交差により構成され、前記第２検出単位は、前記複数の駆動電極のそれぞれの前記第２方向における他方の検出単位が構成可能な幅の第２領域と前記第２検出電極との交差により構成され、前記第３検出単位は、前記複数の駆動電極のそれぞれの前記第１領域と前記第３検出電極との交差により構成され、前記第４検出単位は、前記複数の駆動電極のそれぞれの前記第２領域と前記第４検出電極との交差により構成される。
【００２４】
（３）一実施の形態のタッチセンサ装置は、第１方向に延在する複数の駆動電極と第２方向に延在する複数の検出電極との対により複数の検出単位がマトリクス状に構成されるタッチ検出エリアを含むパネル部と、それぞれが前記第２方向に１つの検出単位が構成可能な幅を有する、前記複数の駆動電極のうち第１駆動電極及び第２駆動電極と、前記複数の検出電極のうち第１検出電極乃至第４検出電極と、前記タッチ検出エリアに設けられ、前記第１駆動電極及び第２駆動電極ごとに、前記第１検出電極乃至第４検出電極が交差することにより形成され、前記第１方向及び第２方向において繰り返し配置される、複数のタッチ検出領域と、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれに設けられ、第１検出単位乃至第４検出単位を有し、第１感度を有する第１検出領域と、前記第１感度よりも低い第２感度を有する第２検出領域と、を有し、前記複数の駆動電極または前記複数の検出電極の少なくとも一方は、前記第１検出領域と前記第２検出領域とにおいて異なる形状を有し、前記第１検出領域及び前記第２検出領域は、前記第１方向及び第２方向において交互に配置され、前記複数の駆動電極における前記第１駆動電極及び第２駆動電極を１組として当該１組に対して同時に第１の入力信号が印加された場合、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれの前記第１検出単位乃至第４検出単位を通じて前記第１検出電極乃至第４検出電極から４つの出力信号が得られる。
【００２５】
（４）前記第１検出単位は、前記第１駆動電極と前記第１検出電極との交差により構成され、前記第２検出単位は、前記第２駆動電極と前記第２検出電極との交差により構成され、前記第３検出単位は、前記第１駆動電極と前記第３検出電極との交差により構成され、前記第４検出単位は、前記第２駆動電極と前記第４検出電極との交差により構成される。
【００２６】
（５）前記複数の検出電極は、前記第１方向において一定のピッチで配置され、前記複数の検出電極のそれぞれは、前記第２方向に延在する細線部と、前記第１検出領域の位置に対応して前記細線部から前記第１方向の両側に張り出す張り出し電極部と、を有する。
【００２７】
（６）前記複数の検出電極は、前記第１方向において第１ピッチと第２ピッチとで交互に配置され、前記複数の検出電極のそれぞれは、前記第２方向に延在する細線部と、前記第１検出領域の位置に対応して前記細線部から前記第１方向の片側に張り出す張り出し電極部と、を有する。
【００２８】
（７）前記複数の駆動電極のそれぞれは、前記第１方向に延在する細線部と、前記第１検出領域の位置に対応して前記細線部から前記第２方向の少なくとも一方側に張り出す張り出し電極部と、を有する。
【００２９】
（８）前記複数の検出電極のそれぞれの張り出し電極部は、前記第１方向及び第２方向により構成される面において、開口部を有する。あるいは、前記複数の検出電極のそれぞれの張り出し電極部は、前記第１方向及び第２方向により構成される面において、前記駆動電極の張り出し電極部の面の上に重なる開口部を有する。
【００３０】
（９）一実施の形態のタッチセンサ装置は、前記タッチ検出エリアの複数の駆動電極に接続され、前記タッチ検出エリアの複数の駆動電極に対して入力信号を印加することにより駆動する第１回路部と、前記タッチ検出エリアの複数の検出電極に接続され、前記タッチ検出エリアの複数の検出電極からの出力信号を検出する第２回路部と、を有し、前記第１回路部は、前記タッチ検出エリアの複数の駆動電極に対して１つずつ順次に前記第１の入力信号を印加する。あるいは、前記第１回路部は、前記タッチ検出エリアの複数の駆動電極に対して前記１組ずつ順次に前記第１の入力信号を同時に印加する。
【００３１】
（１０）前記第１回路部は、前記１組の第１駆動電極及び第２駆動電極として、前記第２方向で隣り合う駆動電極を選択する。あるいは、前記第１回路部は、前記１組の第１駆動電極及び第２駆動電極として、前記第２方向で１つ以上の駆動電極を介して離れた駆動電極を選択する。
【００３２】
（１１）前記第１回路部は、前記１組の第１駆動電極及び第２駆動電極に対して同時に印加する第１の入力信号として、同位相のパルスを印加する。あるいは、前記第１回路部は、前記１組の第１駆動電極及び第２駆動電極に対して同時に印加する第１の入力信号として、逆位相のパルスを印加する。
【００３３】
（１２）一実施の形態の表示装置は、前記タッチセンサ装置と、画素がマトリクス状に構成される表示エリア、及び前記画素により制御され前記表示エリアに画像を表示するための表示機能層を含み、前記タッチセンサ装置のパネル部の面が一方の面に接続される、表示パネル部と、前記表示エリアの画素を構成する電極に対して表示駆動用の信号を印加する表示回路部と、を有する。例えば、前記表示機能層は液晶層である。
【００３４】
（１３）一実施の形態の表示装置は、表示駆動用とタッチ駆動用との兼用である第１方向に延在する複数の駆動電極と第２方向に延在する複数の検出電極との対による複数の検出単位がマトリクス状に構成されるタッチ検出エリア、画素がマトリクス状に構成される表示エリア、及び前記画素により制御され前記表示エリアに画像を表示するための表示機能層を含む、表示パネル部と、前記表示駆動用の信号及び前記タッチ駆動用の入力信号を生成して前記複数の駆動電極に対して印加する第１回路部、前記タッチ駆動用の入力信号に基づく前記複数の検出電極からの出力信号を検出する第２回路部、及び前記表示エリアの画素に対して表示駆動用の信号を印加する第３回路部と、を有し、それぞれが前記第２方向に２つの検出単位が構成可能な幅を有する、前記複数の駆動電極と、前記複数の検出電極のうち第１検出電極乃至第４検出電極と、前記タッチ検出エリアに設けられ、前記複数の駆動電極のそれぞれと、前記第１検出電極乃至第４検出電極とが交差することにより形成され、前記第１方向及び第２方向において繰り返し配置される、複数のタッチ検出領域と、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれに設けられ、第１検出単位乃至第４検出単位を有し、第１感度を有する第１検出領域と、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれに設けられ、前記第１感度よりも低い第２感度を有する第２検出領域と、を有し、前記複数の駆動電極または前記複数の検出電極の少なくとも一方は、前記第１検出領域と前記第２検出領域とにおいて異なる形状を有し、前記第１検出領域及び前記第２検出領域は、前記第１方向及び前記第２方向において交互に配置され、前記複数の駆動電極のそれぞれに対して第１の入力信号が印加された場合、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれの前記第１検出単位乃至第４検出単位を通じて前記第１検出電極乃至第４検出電極から４つの出力信号が得られる。
【００３５】
（１４）一実施の形態の表示装置は、表示駆動用とタッチ駆動用との兼用である第１方向に延在する複数の駆動電極と第２方向に延在する複数の検出電極との対による複数の検出単位がマトリクス状に構成されるタッチ検出エリア、画素がマトリクス状に構成される表示エリア、及び前記画素により制御され前記表示エリアに画像を表示するための表示機能層を含む、表示パネル部と、前記表示駆動用の信号及び前記タッチ駆動用の入力信号を生成して前記複数の駆動電極に対して印加する第１回路部、前記タッチ駆動用の入力信号に基づく前記複数の検出電極からの出力信号を検出する第２回路部、及び前記表示エリアの画素に対して表示駆動用の信号を印加する第３回路部と、を有し、それぞれが前記第２方向に１つの検出単位が構成可能な幅を有する、前記複数の駆動電極のうち第１駆動電極及び第２駆動電極と、前記複数の検出電極のうち第１検出電極乃至第４検出電極と、前記タッチ検出エリアに設けられ、前記第１駆動電極及び第２駆動電極ごとに、前記第１検出電極乃至第４検出電極が交差することにより形成され、前記第１方向及び第２方向において繰り返し配置される、複数のタッチ検出領域と、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれに設けられ、第１検出単位乃至第４検出単位を有し、第１感度を有する第１検出領域と、前記第１感度よりも低い第２感度を有する第２検出領域と、を有し、前記複数の駆動電極または前記複数の検出電極の少なくとも一方は、前記第１検出領域と前記第２検出領域とにおいて異なる形状を有し、前記第１検出領域及び前記第２検出領域は、前記第１方向及び第２方向において交互に配置され、前記複数の駆動電極における前記第１駆動電極及び第２駆動電極を１組として当該１組に対して同時に第１の入力信号が印加された場合、前記複数のタッチ検出領域のそれぞれの前記第１検出単位乃至第４検出単位を通じて前記第１検出電極乃至第４検出電極から４つの出力信号が得られる。
【００３６】
（１５）前記タッチ検出エリアは、前記第２方向において前記複数の駆動電極の間に配置され、共通の電圧が印加される、複数の共通電極を有する。
【００３７】
（１６）一実施の形態の電子機器は、前記タッチセンサ装置と、前記タッチセンサ装置に対してタッチセンサ機能に関する制御を行い前記タッチセンサ装置からタッチ検出情報を取得する制御部と、を有する。
【００３８】
（１７）一実施の形態の電子機器は、前記表示装置と、前記表示装置に対してタッチセンサ機能に関する制御及び表示機能に関する制御を行い前記表示装置からタッチ検出情報を取得する制御部と、を有する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明のうち代表的な実施の形態によれば、タッチセンサ機能に関するタッチ検出エリアにおけるタッチ検出密度を維持しながら、タッチ駆動時間及びタッチ検出期間を短縮することができる。また本発明のうち代表的な実施の形態によれば、タッチ駆動の際に駆動電極に対して与える複数の入力信号についてレベルを変更乃至調整するといった必要が無く、所定のタッチ検出感度の複数の出力信号が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態１Ａのタッチセンサ装置のパネル部のＸＹ平面の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１Ａのパネル部のＸＺ断面の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１Ａのタッチセンサ装置の機能ブロック構成、及び実施の形態１Ａのタッチセンサ装置を備える電子機器の構成を示す図である。
【図４】実施の形態１Ａのタッチセンサ装置の概要としてタッチ検出エリアの電極等のＸＹ平面の構成を示す図である。
【図５】実施の形態１Ａのタッチ検出エリアの検出単位のマトリクスの構成の構成を示す図である。
【図６】実施の形態１Ａのタッチ検出エリアの電極等の拡大図である。
【図７】実施の形態１Ａのタッチ検出エリアの電極等の構成例を示す拡大図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、図６の構成による電界の様子を示す図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、図７の構成による電界の様子を示す図である。
【図１０】実施の形態１Ａにおける入力信号及び出力信号を示す図である。
【図１１】実施の形態１Ａの駆動方式及びタッチ検出期間のタッチ駆動シーケンス例を示す図である。
【図１２】（ａ）乃至（ｃ）は、静電容量方式のタッチセンサ装置の原理を示す図である。
【図１３】実施の形態１Ｂのタッチセンサ装置の概要としてタッチ検出エリアの電極等のＸＹ平面の構成を示す図である。
【図１４】実施の形態１Ｂのタッチ検出エリアの電極等の構成例を示す拡大図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、図１３の構成による電界の様子を示す図である。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は、図１４の構成による電界の様子を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態２Ａのタッチセンサ装置のパネル部における背面基板側のＸＹ平面の構成を示す図である。
【図１８】実施の形態２Ａのタッチセンサ装置の概要としてタッチ検出エリアの電極等のＸＹ平面の構成を示す図である。
【図１９】（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態２Ａのタッチ駆動方式の例を示す図である。
【図２０】実施の形態２Ａにおける入力信号及び出力信号を示す図である。
【図２１】実施の形態２Ａの駆動方式及びタッチ検出期間のタッチ駆動シーケンス例を示す図である。
【図２２】実施の形態２Ｂのタッチセンサ装置の概要としてタッチ検出エリアの電極等のＸＹ平面の構成を示す図である。
【図２３】実施の形態３Ａのタッチセンサ装置の概要としてタッチ検出エリアの電極等のＸＹ平面の構成を示す図である。
【図２４】実施の形態３Ａのタッチ検出エリアの電極等の構成例を示す拡大図である。
【図２５】実施の形態３Ｂのタッチセンサ付き表示装置の概要としてタッチ検出エリアの電極等のＸＹ平面の構成を示す図である。
【図２６】実施の形態４のタッチセンサ装置の概要としてタッチ検出エリアの電極等のＸＹ平面の構成を示す図である。
【図２７】実施の形態４のタッチ検出エリアの電極等の構成例を示す拡大図である。
【図２８】（ａ）乃至（ｃ）は、図２７の構成による電界の様子を示す図である。
【図２９】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態５のタッチセンサ付き表示装置におけるパネル部のＸＹ平面の構成を示す図である。
【図３０】実施の形態５のタッチセンサ付き表示装置を構成するパネル部の概略的なＸＺ断面の構成を示す図である。
【図３１】図３０の構成に対応した、ＴＦＴ型の液晶表示装置における画素の等価回路の構成を示す図である。
【図３２】実施の形態５のタッチセンサ付き表示装置の機能ブロック構成、及び実施の形態５のタッチセンサ付き表示装置を備える電子機器の構成を示す図である。
【図３３】実施の形態５のパネル部における兼用電極駆動部の構成例を示す図である。
【図３４】実施の形態５のタッチセンサ付き表示装置における駆動方式及び駆動期間の構成例を示す図である。
【図３５】実施の形態５におけるタッチ検出エリアの兼用電極及び検出電極等の構成を示す図である。
【図３６】（ａ）及び（ｂ）は、一実施の形態の電子機器としてスマートフォンの場合の外観を示す図である。
【図３７】（ａ）及び（ｂ）は、一実施の形態の電子機器として携帯電話機の場合の外観を示す図である。
【図３８】一実施の形態の電子機器としてテレビジョン装置の場合の外観を示す図である。
【図３９】一実施の形態の電子機器としてノートＰＣの場合の外観を示す図である。
【図４０】一実施の形態の電子機器としてデジタルカメラの場合の外観を示す図である。
【図４１】一実施の形態の電子機器としてデジタルビデオカメラの場合の外観を示す図である。
【図４２】本実施の形態に対する前提として各種の装置における駆動方式及び駆動期間の構成例を示す図である。
【図４３】本実施の形態に対する比較例のタッチ検出エリアの電極等の構成を示す図である。
【図４４】比較例の構成に対応したタッチ検出エリアの検出単位のマトリクスの構成を示す図である。
【図４５】比較例の構成に対応したタッチ検出期間のタッチ駆動のシーケンス例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお実施の形態を説明するための全図において同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。またわかりやすく示すため断面ハッチングを適宜省略する。説明上、装置におけるタッチ検出エリア等の面を構成する方向として面内水平方向をＸ方向とし、面内垂直方向をＹ方向とし、当該Ｘ方向及びＹ方向によるタッチ検出エリア等の面に対する垂直方向、あるいは装置の厚さ方向を、Ｚ方向とする。
【００４２】
＜概要等＞
本実施の形態のタッチセンサ装置及びタッチセンサ付き表示装置等は、タッチセンサ機能を構成する電極である駆動電極及び検出電極の電極形状等の設計の工夫により、タッチセンサ機能に関するタッチ検出エリアにおけるタッチ検出密度を維持しながら、タッチ駆動時間及びタッチ検出期間を短縮する。本実施の形態は、上記電極形状等の設計の工夫に基づき、タッチ駆動の際、後述の比較例の複数の駆動電極を対象として同時に駆動する構成により、駆動電極に対して印加する複数の入力信号を変更する必要無く、複数の検出単位を通じて複数の検出電極から、好適な所定のタッチ検出感度による複数の出力信号が得られる。
【００４３】
本実施の形態は、上記複数の駆動電極を同時に駆動する第１の手段として、後述する比較例の複数の駆動電極を１組に一体化した電極形状とする。そして本実施の形態は、当該駆動電極の構成に対応させて、検出電極の構成は、比較例に対して複数倍の数の検出電極を配置した構成とする。これにより駆動電極と複数の検出電極との交差による領域において、所定のタッチ検出感度の比率による複数の検出単位が構成される。後述の実施の形態１Ａ等は、上記第１の手段に対応した形態を示す。
【００４４】
本実施の形態は、上記複数の駆動電極を同時に駆動する第２の手段として、後述する比較例の複数の駆動電極をそのまま分離された形状とし、当該複数の駆動電極を、回路部から同じ入力信号により同時に駆動する方式とする。そして本実施の形態は、当該駆動電極の構成に対応させて、検出電極の構成は、比較例に対して複数倍の数の検出電極を配置した構成とする。これにより複数の駆動電極と複数の検出電極との交差による領域において、所定のタッチ検出感度の比率による複数の検出単位が構成される。後述の実施の形態２Ａ等は、上記第２の手段に対応した形態を示す。
【００４５】
＜比較例＞
図４３は、本実施の形態に対する比較例として、タッチセンサ装置のタッチ検出エリアＡｓにおける検出単位Ｕを構成する電極等のＸＹ平面の構成例を示す。この比較例は、前提技術として単純なタッチ検出エリアＡｓの構成例を示す。タッチ検出エリアＡｓは、Ｘ方向に並行する複数の駆動電極Ｔｘ、及びＹ方向に並行する複数の検出電極Ｒｘを有し、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとが交差する。駆動電極ＴｘのＹ方向の配置のピッチ、及び検出電極ＲｘのＸ方向の配置のピッチは、ｐ０で同じである。
【００４６】
駆動電極Ｔｘは、ＸＹ平面において、タッチ検出エリアＡｓのＹ方向の長さ（ＨＹとする）を、複数（ｍとする）に分割することにより構成される長方形のブロックの形状を有する。ｍ本の駆動電極ＴｘのブロックのＹ方向の幅をｈ０とする。駆動電極Ｔｘの幅ｈ０は、検出電極ＲｘのＸ方向の幅よりも大きい。複数の駆動電極Ｔｘのブロックは、Ｙ方向では短い間隔で並置されている。検出電極Ｒｘは、Ｙ方向に延在する細線の形状を有する。検出電極Ｒｘは、タッチ検出エリアＡｓのＸ方向の長さ（ＨＸとする）において、所定のピッチｐ０で配置されることにより、複数（ｎとする）の検出電極Ｒｘが設けられる。
【００４７】
駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの対における交差部ｃ０の付近に対応して構成される容量、及びタッチ検出可能領域を、検出単位Ｕとして定義する。交差部ｃ０は、ＸＹ平面視において、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとが重なる領域を示す。交差部ｃ０の付近の領域は、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間に電界が形成され、タッチ検出が可能な領域である。電界は、例えば、ＸＹ平面視において、交差部ｃ０の隣のＺ方向下側の駆動電極Ｔｘの領域と、Ｚ方向上側の交差部ｃ０の検出電極Ｒｘの細線との間で形成される。
【００４８】
図４４は、図４３の構成に対応した、タッチ検出エリアＡｓの複数の検出単位Ｕのマトリクスの構成を示す。この構成は、ＸＹ平面において、検出単位Ｕの形状を概略正方形とし、検出単位Ｕの配置を正方形の格子とした構成である。検出単位Ｕの正方形のＸ方向の幅をＵＸ、Ｙ方向の幅をＵＹとし、ＵＸ＝ＵＹである。駆動電極Ｔｘの数ｍは、ＨＸ／ｐ０等から決まる。検出電極Ｒｘの数ｎは、ＨＹ／ｐ０等から決まる。
【００４９】
図４４の検出単位Ｕのマトリクスは、複数の検出単位Ｕが所定の配置の密度となっている。この検出単位Ｕの配置の密度を、説明上、タッチ検出密度ともいう。一般に、タッチ検出エリアＡｓにおけるタッチ検出密度が高いほど、回路部によるタッチの位置等の計算が高精度に可能となる。ただしその分、タッチ検出エリアＡｓのタッチ駆動の電極数及び走査数が増えるので、長いタッチ駆動時間及びタッチ検出期間が必要になる。
【００５０】
図４５は、図４３の比較例の構成に対応した、タッチ検出期間Ｋｓのタッチ駆動のシーケンス例を示す。比較例の構成において、回路部は、タッチ検出期間Ｋｓにおけるタッチ駆動として、タッチ駆動信号をタッチ検出エリアＡｓのｍ本の駆動電極Ｔｘに対して１本ずつ順次に印加する走査駆動を行う。走査駆動の際の走査順は、例えばＹ方向上側の駆動電極Ｔｘから順次、即ち駆動電極Ｔｘ１乃至駆動電極Ｔｘｍの順である。ｓｃ１は１番目の走査を示し、Ｓ＿Ｔｘ１は、その際の駆動電極Ｔｘ１への入力信号であるタッチ駆動信号を示す。同様に、ｓｃｍはｍ番目の走査を示し、Ｓ＿Ｔｘｍは、その際の駆動電極Ｔｘｍへの入力信号であるタッチ駆動信号を示す。図４５のｍ本の駆動電極Ｔｘの走査は、同じ所定の周波数のパルスによるタッチ駆動信号により行われる。
【００５１】
タッチ駆動時間Ｔは、１走査あたりのタッチ駆動の時間を示す。例えばタッチ駆動時間Ｔ１は駆動電極Ｔｘ１の走査ｓｃ１の際に要する時間である。各駆動電極Ｔｘのタッチ駆動時間Ｔであるタッチ駆動時間Ｔ１乃至タッチ駆動時間Ｔｍは同じ長さである。Ｔallは、タッチ検出エリアＡｓの全体の複数の駆動電極Ｔｘの走査駆動に要する総合的なタッチ駆動時間を示す。タッチ駆動時間Ｔallは、概略的に、駆動電極Ｔｘの電極数及び走査数であるｍと、１走査あたりのタッチ駆動時間Ｔとの乗算で得られ、Ｔall≒ｍ×Ｔである。タッチ検出期間Ｋｓの長さは、概略的にはタッチ駆動時間Ｔallの長さと同じである。上記駆動電極Ｔｘの電極数及び走査数であるｍが多いほど、タッチ駆動時間Ｔall及びタッチ検出期間Ｋｓが長くなる。
【００５２】
＜実施の形態１Ａ＞
以上を踏まえ、図１乃至図１２を用いて、本発明の実施の形態１Ａのタッチセンサ装置１について説明する。実施の形態１Ａは、後述の図４等に示すように、駆動電極ＴｘのＹ方向の幅を大きくした構成、言い換えると隣り合う２本の駆動電極Ｔｘを１本に一体化した構成、検出電極Ｒｘの配置のピッチを狭くして数を増やした構成、及び、検出電極Ｒｘの形状を工夫して所定のタッチ検出感度とした構成等を有する。
【００５３】
［タッチセンサ装置及びパネル部平面］
図１は、実施の形態１Ａのタッチセンサ装置１におけるＸＹ平面の構成を示す。図１（ａ）は、タッチセンサ装置１のパネル部のうちの背面基板１０１側の駆動電極Ｔｘを含む構成を示す。図１（ｂ）は、タッチセンサ装置１のパネル部のうちの前面基板１０２側の検出電極Ｒｘを含む構成を示す。タッチセンサ装置１のパネル部は、タッチセンサ装置１を構成する主要な電極や回路部等が形成される平板状の部分である。本例では、パネル部は、ＸＹ平面においてＹ方向に長い長方形の平板の形状を有する。タッチセンサ装置１のパネル部は、概略的には、Ｚ方向で重なる２つの基板構造体である背面基板１０１及び前面基板１０２により構成される。
【００５４】
ＸＹ平面において、パネル部は、タッチ検出エリアＡｓと、タッチ検出エリアＡｓの外側の周辺エリアＡｆとを有する。タッチ検出エリアＡｓは、背面基板１０１側においてＸ方向に並行するＭ本の駆動電極Ｔｘが形成され、前面基板１０２側においてＹ方向に並行するＮ本の検出電極Ｒｘが形成される。なお図１の例は、駆動電極Ｔｘの数ＭがＭ＝８である場合を示す。周辺エリアＡｆは、駆動電極Ｔｘ及び検出電極Ｒｘに接続される回路部等が形成される。図１の構成例においては、背面基板１０１側は、周辺エリアＡｆのＸ方向左右両側のエリアに実装される回路部であるタッチ駆動部５０と、周辺エリアＡｆのＹ方向下側のエリアに実装される第１のＩＣチップ２１１とを有する。
【００５５】
タッチ駆動部５０は、複数の駆動電極Ｔｘをタッチ駆動する回路部である。第１のＩＣチップ２１１は、タッチセンサ装置１の制御部等が実装される。あるいは、第１のＩＣチップ２１１は、タッチ駆動部５０等が実装されてもよい。第１のＩＣチップ２１１は、タッチ駆動部５０及びフレキシブルプリント基板２３０に接続される。背面基板１０１側のフレキシブルプリント基板２３０は、前面基板１０２側のフレキシブルプリント基板２３０と一体的に接続される。フレキシブルプリント基板２３０の図示しない一方端部は、外部の電子機器等に接続される。
【００５６】
前面基板１０２側は、周辺エリアＡｆのＹ方向下側に、検出電極Ｒｘの端部に接続されるフレキシブルプリント基板２３０を有する。前面基板１０２側のフレキシブルプリント基板２３０は、第２のＩＣチップ２１２が搭載される。第２のＩＣチップ２１２は、回路部として、検出電極Ｒｘからのタッチ検出を行う後述のタッチ検出部６０が実装される。第１のＩＣチップ２１１と第２のＩＣチップ２１２とがフレキシブルプリント基板２３０を通じて接続される。タッチセンサ装置１は、第１のＩＣチップ２１１と第２のＩＣチップ２１２とを同期制御する。
【００５７】
本実施の形態では、複数の駆動電極ＴｘはＸ方向に平行に延在してＹ方向で並置され、複数の検出電極Ｒｘは、Ｙ方向に平行に延在してＸ方向で並置される。駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘは、Ｚ方向において所定の距離で交差し、特にＸ方向とＹ方向とで直交する。
【００５８】
［パネル部断面］
図２は、実施の形態１Ａのタッチセンサ装置１を構成するパネル部５Ａの概略的なＸＺ断面の構成を示す。パネル部５Ａは、Ｚ方向下側から順に、基板層２１、駆動電極層２４、誘電体層２２、検出電極層２５、及び保護層２３が積層された構成を有する。Ｃは、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの交差部の付近に対応して構成される容量を示す。ｓ１はパネル部５Ａの裏面、ｓ２はパネル部５Ａのタッチ対象となる表面である。
【００５９】
図１の背面基板１０１は、図２の基板層２１、駆動電極層２４、及び誘電体層２２と、他の部材とを含んで構成される。図１の前面基板１０２は、図２の誘電体層２２、検出電極層２５、及び保護層２３と、他の部材とを含んで構成される。
【００６０】
基板層２１、誘電体層２２、及び保護層２３は、例えばガラスやプラスチック等の各種の絶縁性の材料が適用可能である。特に表示装置向けのタッチセンサ装置である場合、基板層２１、誘電体層２２、及び保護層２３は、主に可視光透過性の材料で構成される。
【００６１】
駆動電極層２４は、駆動電極Ｔｘが形成された層である。検出電極層２５は、検出電極Ｒｘが形成された層である。駆動電極層２４及び検出電極層２５は、各種の導電性材料で構成可能である。特に表示装置向けのタッチセンサ装置である場合、駆動電極層２４及び検出電極層２５は、主に酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）等の可視光透過性の材料で構成される。駆動電極Ｔｘ及び検出電極Ｒｘは、ＩＴＯに限らず、例えばＩＴＯよりも低抵抗の金属材料により構成されてもよいし、ＩＴＯと低抵抗の金属材料との組合せにより構成されてもよい。なお駆動電極層２４は、周辺エリアＡｆに形成される配線と駆動電極Ｔｘの端部とが接続される部分を含む。検出電極層２５は、周辺エリアＡｆに形成される配線と検出電極Ｒｘの端部とが接続される部分を含む。
【００６２】
［タッチセンサ装置及び電子機器］
図３は、実施の形態１Ａのタッチセンサ装置１の機能ブロック構成と、実施の形態１Ａのタッチセンサ装置１を備える電子機器３Ａの構成とを示す。タッチセンサ装置１は、パネル部５Ａと、回路部６Ａとを有する。回路部６Ａは、タッチ駆動部５０と、タッチ検出部６０と、制御部２０１とを有する。タッチ駆動部５０は、駆動回路部５１と、走査回路部５２とを含む。タッチ検出部６０は、検出回路部６１と、位置計算部６２とを含む。
【００６３】
制御部２０１は、タッチセンサ装置１の制御部であり、上位装置である電子機器３Ａの制御部９１との間で入出力Ｉ/Ｆ部９３を介して連携し、制御部９１からの指示に基づいてタッチセンサ機能を制御する。なおＩ/Ｆはインタフェースの略である。制御部２０１は、タッチ駆動部５０に対してタッチ駆動の制御指示を与え、タッチ検出部６０からはタッチの有無や位置等のタッチ検出情報を受け取る。また制御部２０１は、電子機器３Ａの制御部９１に対してタッチ検出情報をレポートとして送信する。なお制御部２０１にタッチ駆動部５０を統合してもよいし、制御部２０１にタッチ検出部６０を統合してもよい。また制御部２０１を省略してタッチ駆動部５０とタッチ検出部６０とが互いに同期して制御を行う構成としてもよい。
【００６４】
タッチ駆動部５０は、制御部２０１からの制御指示に基づき、タッチ検出エリアＡｓの駆動電極Ｔｘを駆動するための入力信号となるタッチ駆動信号Ｓｔを生成する。そしてタッチ駆動部５０は、駆動回路部５１及び走査回路部５２により、タッチ検出期間Ｋｓの時にタッチ駆動信号Ｓｔを駆動電極Ｔｘに対して印加するタッチ駆動を行う。駆動回路部５１は、各駆動電極Ｔｘの端部に対して配線を通じて接続される。タッチ駆動の際、走査回路部５２は、タッチ検出エリアＡｓの複数の各々の駆動電極Ｔｘに対してタッチ駆動信号Ｓｔを順次に印加する走査駆動を行う。タッチ駆動部５０は、走査回路部５２により走査駆動における走査対象の駆動電極Ｔｘの選択やその走査順序の制御等が任意に可能である。
【００６５】
タッチ検出部６０は、上記タッチ駆動に伴い、検出電極Ｒｘからの出力信号を入力してタッチ検出信号Ｓｒとして検出し、タッチ検出情報を取得する処理を行う。検出回路部６１は、例えば増幅器、整流器、及びアナログ・デジタル変換器等を含む。検出回路部６１は、例えば検出電極Ｒｘからの出力信号を入力して増幅し、整流し、アナログ・デジタル変換することにより、タッチ検出信号Ｓｒとして取得する。位置計算部６２は、検出回路部６１により得た、タッチ検出エリアＡｓの複数の検出単位Ｕに対応した複数のタッチ検出信号Ｓｒを用いて、タッチ検出エリアＡｓにおける詳しいタッチの有無や位置等を計算し、その結果をタッチ検出情報として取得及び出力する。なおタッチ検出部６０は、タッチの位置については、複数の検出単位Ｕにおける複数のタッチ検出信号Ｓｒを用いた計算により、検出単位Ｕのマトリクスの構成よりも細かい精度で検出が可能である。
【００６６】
電子機器３Ａは、タッチセンサ装置１、制御部９１、記憶部９２、入出力Ｉ/Ｆ部９３、入力装置９４、出力装置９５、通信Ｉ/Ｆ部９６、バス、及びその他図示しない電源部等を含む。制御部９１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びそれらの上で動作するプログラム等で構成される。例えばＣＰＵはＲＯＭからＲＡＭへロードしたプログラムに従う演算処理により電子機器３Ａの制御処理を行う。記憶部９２は、一次メモリや二次メモリ、及びそれらに格納されるデータ情報等で構成される。入出力Ｉ/Ｆ部９３は、タッチセンサ装置１が接続され、タッチセンサ装置１とのインタフェース処理を行う。入力装置９４は、キーボタン及びそのインタフェース処理部等で構成されるが省略可能である。出力装置９５は、表示装置及びそのインタフェース処理部等で構成されるが省略可能である。通信Ｉ/Ｆ部９６は、通信インタフェース処理を行う基板等で構成されるが省略可能である。
【００６７】
［タッチ検出エリア］
図４は、実施の形態１Ａにおけるタッチ検出エリアＡｓの駆動電極Ｔｘ及び検出電極Ｒｘ等の構成を示す。実施の形態１Ａは、タッチ検出エリアＡｓにおいて駆動電極Ｔｘの電極形状におけるＹ方向の幅を比較例よりも大きくした構成を有する。実施の形態１Ａの駆動電極Ｔｘの幅ｈ１は、比較例の幅ｈ０に対して約２倍であり、ｈ１≒２×ｈ０、ｈ１≒２×ＵＹである。また、タッチ検出エリアＡｓにおける駆動電極Ｔｘの数Ｍは、比較例の数ｍに対して１／２となる。言い換えると、実施の形態１Ａは、比較例のＹ方向で隣り合う２本の駆動電極Ｔｘを、１本の駆動電極Ｔｘとして一体化した構成を有する。駆動電極ＴｘのＹ方向の配置のピッチは、比較例のピッチｐ０に対して２倍となるピッチｐ２で一定である。
【００６８】
タッチ検出エリアＡｓのＭ本の駆動電極Ｔｘを、Ｙ方向上側から順に、駆動電極Ｔｘ１乃至駆動電極ＴｘＭで示す。駆動電極ＴｘにおけるＹ方向上半分の領域を第１領域ｒＡとし、Ｙ方向下半分の領域を第２領域ｒＢとする。複数の駆動電極Ｔｘは、Ｙ方向では短い間隔で並置されている。Ｙ方向で隣り合う駆動電極Ｔｘである例えば駆動電極Ｔｘ１と駆動電極Ｔｘ２との間は、４１０で示す線の箇所に、上記短い間隔に対応するスリットが配置されている。これによりＹ方向で隣り合う駆動電極Ｔｘは電気的に分離されている。
【００６９】
各駆動電極Ｔｘは、Ｙ方向に２つの検出単位Ｕが構成可能な幅ｈ１を持つ。駆動電極Ｔｘの幅ｈ１のＹ方向における、一方の検出単位Ｕが構成可能な幅を持つ上半分の領域を、第１領域ｒＡとし、他方の検出単位Ｕが構成可能な幅を持つ下半分の領域を、第２領域ｒＢとする。
【００７０】
実施の形態１Ａは、タッチ検出エリアＡｓの駆動電極Ｔｘのタッチ駆動時間Ｔall及びそれを含むタッチ検出期間Ｋｓを短縮する手段として、上記一体化された大きな幅ｈ１の駆動電極Ｔｘを単位として走査駆動する構成を有する。回路部６Ａのタッチ駆動部５０は、例えば１番目の走査ｓｃ１の時、タッチ駆動信号Ｓｔを入力信号として駆動電極Ｔｘ１に印加し、２番目の走査ｓｃ２の時、タッチ駆動信号Ｓｔを入力信号として駆動電極Ｔｘ２に印加する。
【００７１】
上記駆動電極Ｔｘ側の構成に対応させて、実施の形態１Ａでは、比較例の検出電極Ｒｘの数ｎに対して２倍の数Ｎの検出電極Ｒｘが設けられる。検出電極Ｒｘは、比較例の検出電極Ｒｘのピッチｐ０に対して１／２の一定のピッチｐ１で設けられる。検出電極Ｒｘは、比較例の幅ｈ０を持つ１つの駆動電極Ｔｘの概略正方形の領域に対しては２つの検出電極Ｒｘが交差する割合で設けられる。検出電極Ｒｘは、図４の幅ｈ１を持つ１つの駆動電極Ｔｘの概略正方形の領域に対しては４つの検出電極Ｒｘが交差する割合で設けられる。検出電極Ｒｘの数Ｎは、駆動電極Ｔｘの数Ｍに対しては４倍である。検出電極Ｒｘのピッチｐ１は、駆動電極Ｔｘのピッチｐ２に対しては１／４である。
【００７２】
タッチ検出エリアＡｓは、Ｙ方向に幅ｈ１を持つ１つの駆動電極Ｔｘごとに、４つの検出電極Ｒｘである検出電極ＲｘＡ乃至検出電極ＲｘＤが交差して配置される。例えば組ａ１における検出電極ＲｘＡは検出電極Ｒｘ１に対応し、検出電極ＲｘＢは検出電極Ｒｘ２に対応する。組ａ２における検出電極ＲｘＣは検出電極Ｒｘ３に対応し、検出電極ＲｘＤは検出電極Ｒｘ４に対応する。１つの駆動電極ＴｘにおけるＸ方向及びＹ方向の概略正方形の領域で考えると、１つの駆動電極Ｔｘに対して、４つの検出電極Ｒｘである検出電極ＲｘＡ乃至検出電極ＲｘＤが設けられ、４つの検出単位Ｕである検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤが構成される。実施の形態１Ａは、検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを１つのセットとする。
【００７３】
検出単位ＵＡは、駆動電極Ｔｘ１の第１領域ｒＡと検出電極ＲｘＡとの交差により構成される。検出単位ＵＢは、駆動電極Ｔｘ１の第２領域ｒＢと検出電極ＲｘＢとの交差により構成される。検出単位ＵＣは、駆動電極Ｔｘ１の第１領域ｒＡと検出電極ＲｘＣとの交差により構成される。検出単位ＵＤは、駆動電極Ｔｘ１の第２領域ｒＢと検出電極ＲｘＤとの交差により構成される。
【００７４】
タッチ検出エリアＡｓは、検出電極Ｒｘの形状の違いにより構成される、第１タッチ検出感度による第１検出領域である検出領域ｅ１と、第２タッチ検出感度による第２検出領域である非検出領域ｅ２とが構成される。破線枠のｅ１で例示する領域は、主にタッチ検出の対象とする領域であり、検出単位Ｕが構成される領域であり、説明上、第１検出領域または検出領域ｅ１と称する。タッチ検出エリアＡｓにおいて、検出領域ｅ１と非検出領域ｅ２とがＸ方向及びＹ方向で交互に配置される。
【００７５】
一方、丸印のｅ２で例示する領域は、タッチ検出する必要が無い領域であり、説明上、第２検出領域または非検出領域ｅ２と称する。非検出領域ｅ２は、Ｘ方向で隣り合う検出単位Ｕの間にある領域として設ける。非検出領域ｅ２の例として、検出単位ＵＡと検出単位ＵＣの間にある駆動電極Ｔｘ１の第１領域ｒＡと検出電極ＲｘＢとの交差部ｃ０の付近の領域、及び、検出単位ＵＢと検出単位ＵＤの間にある駆動電極Ｔｘ１の第２領域ｒＢと検出電極ＲｘＣとの交差部ｃ０の付近の領域を有する。同様に、非検出領域ｅ２の例として、検出単位ＵＣのＸ方向右側の、駆動電極Ｔｘ１の第１領域ｒＡと検出電極ＲｘＤとの交差部ｃ０の付近の領域、及び、検出単位ＵＢのＸ方向左側の、駆動電極Ｔｘ１の第２領域ｒＢと検出電極ＲｘＡとの交差部ｃ０の付近の領域を有する。
【００７６】
実施の形態１Ａは、比較例に対して検出単位Ｕごとのタッチ検出感度を確保するために、検出領域ｅ１とする検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤの大きさは、比較例の検出単位Ｕの大きさと概略同じになるように確保されている。
【００７７】
タッチ検出エリアＡｓは、検出領域ｅ１に対応して、４つの検出単位Ｕである検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤが構成される。検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤが１つのセットとして構成される概略正方形の領域を、説明上、タッチ検出領域と称する。当該タッチ検出領域は、タッチ検出エリアＡｓ内でＸ方向及びＹ方向において同様に繰り返して配置される。当該概略正方形のタッチ検出領域は、後述の図５及び図６等においてタッチ検出領域６００として示している。
【００７８】
検出電極ＲｘＡは、検出単位ＵＡに相当する概略正方形のＸ方向中心線上に配置されている。言い換えると、検出電極ＲｘＡのＹ方向に延在する細線を中心線として、駆動電極Ｔｘ１の第１領域ｒＡとの交差部ｃ１の付近に検出単位ＵＡが構成される。同様に、検出電極ＲｘＢは、検出単位ＵＢに相当する概略正方形のＸ方向中心線上に配置されている。言い換えると、検出電極ＲｘＢのＹ方向に延在する細線を中心線として、駆動電極Ｔｘ１の第２領域ｒＢとの交差部ｃ１の付近に検出単位ＵＢが構成される。一方、検出電極ＲｘＡと駆動電極Ｔｘ１の第２領域ｒＢとの交差部ｃ１の付近、及び検出電極ＲｘＢと駆動電極Ｔｘ１の第１領域ｒＡとの交差部ｃ１の付近は、検出単位Ｕを構成しない。実施の形態１Ａでは、当該検出単位Ｕを構成しない領域を、Ｘ方向で隣り合う検出単位Ｕの間の境界部とする。
【００７９】
実施の形態１Ａは、上記構成により、タッチ検出エリアＡｓの検出単位Ｕの配置の密度であるタッチ検出密度を、比較例のタッチ検出密度に対して概略同等に維持する。それと共に、実施の形態１Ａは、比較例のＹ方向で隣り合う２本の駆動電極Ｔｘが１本に一体化された駆動電極Ｔｘを単位として走査駆動する構成により、タッチ検出エリアＡｓにおけるタッチ駆動時間及びタッチ検出期間を短縮する。実施の形態１Ａの１本の駆動電極Ｔｘの走査駆動は、比較例のＹ方向で隣り合う２本の駆動電極Ｔｘを同時に駆動することに相当する。
【００８０】
回路部６Ａのタッチ駆動部５０は、１回の走査の際、１本の駆動電極Ｔｘに対して入力信号であるタッチ駆動信号Ｓｔを印加する。この１回の走査の際、概略正方形のタッチ検出領域において、例えば、駆動電極Ｔｘ１の第１領域ｒＡの検出単位ＵＡから検出電極ＲｘＡである検出電極Ｒｘ１を通じて、第１の出力信号が得られ、駆動電極Ｔｘ１の第２領域ｒＢの検出単位ＵＢから検出電極ＲｘＢである検出電極Ｒｘ２を通じて、第２の出力信号が得られる。同様に、この１回の走査の際、駆動電極Ｔｘ１の第１領域ｒＡの検出単位ＵＣから検出電極ＲｘＣである検出電極Ｒｘ３を通じて、第３の出力信号が得られ、駆動電極Ｔｘ１の第２領域ｒＢの検出単位ＵＤから検出電極ＲｘＤである検出電極Ｒｘ４を通じて、第４の出力信号が得られる。即ち、１本の駆動電極Ｔｘの走査により、検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを含む概略正方形のタッチ検出領域ごとに、上記第１乃至第４の出力信号が得られる。
【００８１】
図５は、図４の構成に対応したタッチ検出エリアＡｓの検出単位Ｕのマトリクスの構成を示す。５０１は、駆動電極Ｔｘ１に相当する領域を示す。５００は、駆動電極Ｔｘ１に相当する領域５０１における、上記検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤが構成される概略正方形のタッチ検出領域６００に対応する、タッチ検出領域の例を示す。概略正方形のタッチ検出領域６００の詳しい形状は、タッチ検出領域５００で示すように、第１領域ｒＡの検出単位ＵＡ及び検出単位ＵＣを含む矩形に対して第２領域ｒＢの検出単位ＵＢ及び検出単位ＵＤを含む矩形がＸ方向にピッチｐ１程度の距離でずれた形状を有する。このタッチ検出領域５００の形状は、検出領域ｅ１と非検出領域ｅ２とがＸ方向及びＹ方向において交互に配置される構成に対応した形状である。
【００８２】
図５に示す各検出単位Ｕの概略正方形の中心点を結ぶと概略的に三角形の格子となる。各タッチ検出領域５００の中心点を結ぶ、あるいは各タッチ検出領域６００の中心点を結ぶと概略的に正方形の格子となる。なお図５では、各検出単位Ｕの形状を正方形とし、各検出単位Ｕを、行番号及び列番号を用いて、検出単位ＵＡをＵ１１、検出単位ＵＢをＵ２１等でも示している。第１領域ｒＡ及び第２領域ｒＢがそれぞれ１行、検出電極Ｒｘの２本１組がそれぞれ１列に対応する。
【００８３】
図５のように、実施の形態１Ａのタッチ検出エリアＡｓの検出単位Ｕの配置の密度であるタッチ検出密度は、比較例のタッチ検出エリアＡｓのタッチ検出密度に対して概略同じになるように維持されている。なお検出単位Ｕの形状は、上述の正方形に限らず、各種の構成が可能である。また、検出単位Ｕの配置は、上述した、中心点を結ぶと三角形の格子となる配置に限らず、各種の構成が可能である。さらに、タッチ検出領域５００又はタッチ検出領域６００の配置は、各タッチ検出領域５００の中心点を結ぶ、あるいは各タッチ検出領域６００の中心点を結ぶと概略的に正方形の格子となる配置に限らず、各種の構成が可能である。
【００８４】
図４において、検出領域ｅ１である検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤは、その第１タッチ検出感度がなるべく大きい、即ち検出電極Ｒｘからの出力信号が大きくなる方が好ましい。逆に非検出領域ｅ２は、その第２タッチ検出感度がなるべく小さい、即ち検出電極Ｒｘからの出力信号が小さくなる方が好ましい。
【００８５】
そこで実施の形態１Ａは、上記複数の検出単位Ｕである検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを含むタッチ検出領域からの複数の出力信号として所定の好適なタッチ検出感度による出力信号を得るために、検出電極Ｒｘの形状を工夫した構成を有する。本構成は、検出領域ｅ１の電極形状と、非検出領域ｅ２の電極形状とが異なる。
【００８６】
図４の構成は、検出領域ｅ１とする検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤの位置に対応する検出電極Ｒｘの部分において張り出し電極部８１を有し、非検出領域ｅ２については張り出し電極部８１を有さず細線のままである。検出単位Ｕに対応させて検出電極Ｒｘに張り出し電極部８１を設ける構成により、検出領域ｅ１の検出単位Ｕにおける第１タッチ検出感度を非検出領域ｅ２の第２タッチ検出感度よりも相対的に高くする。検出領域ｅ１と非検出領域ｅ２との間で所定のタッチ検出感度の比率を構成する。これにより、駆動電極Ｔｘの検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを含む概略正方形のタッチ検出領域からは、所定のタッチ検出感度による４つの出力信号が得られる。
【００８７】
［電極構成及びタッチ検出感度］
図６は、図４の構成の一部拡大図として、検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを含むタッチ検出領域６００を示す。図６を用いて電極形状の詳細やタッチ検出感度の比率の構成を説明する。駆動電極Ｔｘの第１領域ｒＡ及び第２領域ｒＢのＹ方向の幅は、概略的に幅ｈ０と同じである。
【００８８】
検出領域ｅ１と非検出領域ｅ２とのタッチ検出感度の比を１：ｋとする。検出領域ｅ１とする検出単位Ｕにおける第１タッチ検出感度を基準として１とし、非検出領域ｅ２とする箇所の第２タッチ検出感度を１よりも小さいｋとする。ｋは０≦ｋ＜１である。前述のようにｋがなるべく０に近いことが好ましい。
【００８９】
上記タッチ検出感度の比率を構成する手段として、実施の形態１Ａは、以下のように検出電極Ｒｘの形状として張り出し電極部８１を有する。検出電極Ｒｘは、検出単位Ｕが構成される箇所において、基準となる一定の幅の細線部８０からＸ方向左右両側に所定の幅ｗ１で張り出す電極部である張り出し電極部８１を有する。検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤにおける各張り出し電極部８１の形状は同じである。
【００９０】
図６の構成は、検出領域ｅ１と非検出領域ｅ２との所定のタッチ検出感度の比である１：ｋを構成するように、検出電極Ｒｘの張り出し電極部８１の有無や形状等が設計される。本構成は、張り出し電極部８１のＸ方向の張り出しの幅ｗ１と、その隣の検出電極Ｒｘの細線部８０との間の幅ｗ２とを調整する。また本構成は、張り出し電極部８１のＹ方向の幅ｗ３、張り出し電極部８１の面積、及び張り出し電極部８１とその隣の細線部８０との間の領域の面積等を調整する。なお図６の構成例では、幅ｗ１と幅ｗ２とが同じ場合、及びＸ方向の張り出す幅ｗ１が左右で同じ場合を示している。張り出し電極部８１は、ＸＹ平面において単純な矩形に限らず、各種の形状が可能である。
【００９１】
［電極構成例］
図７は、実施の形態１Ａの構成例として、図６の構成よりも詳しい電極形状を有するタッチ検出領域６００の構成例を示す。図７のタッチ検出エリアＡｓの電極の構成例は、図６とは異なる構成として、検出単位Ｕの箇所に対応する検出電極Ｒｘの張り出し電極部８１の形状が異なる。図７の構成例は、検出領域ｅ１と非検出領域ｅ２との所定のタッチ検出感度の比である１：ｋを構成するように、検出電極Ｒｘの開口部ｇ１を含む張り出し電極部８１ｂの有無や形状等が設計される。
【００９２】
図７の構成例において、張り出し電極部８１ｂは、検出電極ＲｘのＹ方向の細線部８０からＸ方向左右両側に開口部ｇ１を含んで張り出す電極部である。開口部ｇ１は、検出電極Ｒｘが形成されない領域であり、当該駆動電極Ｔｘの面上で検出電極Ｒｘが重ならない領域である。なお図７においては、ＸＹ平面視において検出電極ＲｘのＺ方向下側にある駆動電極Ｔｘが露出している領域が開口部ｇ１である。張り出し電極部８１ｂは、その矩形の外周部が細線部により閉じられており、外周部の内側に１つ以上の開口部ｇ１を有する。
【００９３】
図７の構成例では、張り出し電極部８１ｂは、外周部の内側にＸ方向及びＹ方向で２つずつの計４つの開口部ｇ１を有する。また本構成例では、開口部ｇ１を含む張り出し電極部８１ｂは、検出電極Ｒｘの細線部８０の幅と同じ幅の細線部により構成される。各開口部ｇ１は、同じ矩形の形状であり、その矩形の外周部は細線部により構成されている。検出電極Ｒｘの細線部８０に対してＸ方向左右両側の張り出し電極部８１ｂにおいて、矩形の外周部の内側の４つの開口部ｇ１は、Ｙ方向に延在する細線部８０及びＸ方向に延在する細線部により分離されている。検出電極Ｒｘの細線部８０に対してＸ方向左右片側の部分の張り出し電極部８１ｂにおいて、矩形の外周部の内側のＹ方向に並置される２つの開口部ｇ１は、Ｘ方向に延在する細線部により分離されている。張り出し電極部８１ｂの内側のＸ方向に延在する細線部の位置は、張り出し電極部８１ｂのＹ方向中心位置である。また本構成例では、張り出し電極部８１ｂとそのＸ方向の隣の検出電極Ｒｘの細線部８０との間の幅はできるだけ小さくし、張り出し電極部８１ｂの面積が大きくなるようにしている。なお開口部ｇ１の形状は矩形に限らず異なる形状でも可能である。開口部ｇ１の数は４つに限らず異なる数でも可能である。
【００９４】
図７の構成例は、開口部ｇ１を含む張り出し電極部８１ｂの形状により、開口部ｇ１を通じてＺ方向下側の駆動電極ＴｘとＺ方向上側の検出電極Ｒｘとの間で電界が形成される領域が多くなる。これにより、図７の構成例は、図６の開口部ｇ１を持たない平板状の張り出し電極部８１の構成に比べて、検出単位Ｕにおいて駆動電極Ｔｘと検出電極との間で電界が形成される領域の数が多くなり、タッチ検出感度が高くなる。これにより図７の構成例は、上記タッチ検出感度の比率である１／ｋをより大きくすることができ、即ちｋを０に近付けることが可能である。
【００９５】
［電界］
図８は、実施の形態１Ａの図６の構成に対応した、検出単位Ｕの付近における電界の発生の様子を示す。図８（ａ）は図６の検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを含むタッチ検出領域６００のＸＹ平面を示す。図８（ｂ）は、図８（ａ）の第１領域ｒＡのJ1−J2線に対応したＸＺ断面における電界の発生の様子を概略的に示す。Ｚ方向下側の駆動電極Ｔｘの上面と、Ｚ方向上側の検出電極ＲｘＡの張り出し電極部８１の上面との間に、検出電極Ｒｘ間を通って電界が発生する。またＺ方向下側の駆動電極Ｔｘの上面と、Ｚ方向上側の検出電極ＲｘＢの細線部８０の上面との間に電界が発生する。駆動電極Ｔｘの上面と検出電極ＲｘＡの張り出し電極部８１の上面との間に発生する電界に対するタッチ検出感度を１とすると、駆動電極Ｔｘの上面と検出電極ＲｘＢの細線部８０の上面との間に発生する電界に対するタッチ検出感度がｋである。
【００９６】
図９は、実施の形態１Ａの図７の構成例に対応した、検出単位Ｕの付近における電界の発生の様子を示す。図９（ａ）は図７の検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを含むタッチ検出領域６００のＸＹ平面を示す。図９（ｂ）は、図９（ａ）の第１領域ｒＡのJ3−J4線に対応したＸＺ断面における電界の発生の様子を概略的に示す。Ｚ方向下側の駆動電極Ｔｘの上面と、Ｚ方向上側の検出電極ＲｘＡの張り出し電極部８１ｂの上面との間に、開口部ｇ１を通って電界が発生する。またＺ方向下側の駆動電極Ｔｘの上面と、Ｚ方向上側の検出電極ＲｘＢの細線部８０の上面との間に電界が発生する。駆動電極Ｔｘの上面と検出電極ＲｘＡの張り出し電極部８１ｂの上面との間に発生する電界に対するタッチ検出感度を１とすると、駆動電極Ｔｘの上面と検出電極ＲｘＢの細線部８０の上面との間に発生する電界に対するタッチ検出感度がｋである。
【００９７】
［タッチ駆動方式及び信号］
図１０を用いて、実施の形態１Ａのタッチセンサ装置１におけるタッチ駆動の方式と、当該方式に対応した検出単位Ｕに対する入力信号、出力信号、及びタッチ検出感度の比率の設計について説明する。タッチ駆動方式として、前述のように、回路部６Ａのタッチ駆動部５０からのタッチ駆動信号Ｓｔにより、タッチ検出エリアＡｓのＭ本の駆動電極Ｔｘを１本ずつ走査駆動する。この１回の走査の際、前述の一体化された駆動電極Ｔｘに対してタッチ駆動信号Ｓｔを入力信号Ｓとして印加する。これにより、駆動電極Ｔｘの第１領域ｒＡ及び第２領域ｒＢにおいては同じ入力信号Ｓが印加及び伝送される。ここで第１領域ｒＡに対応した入力信号ＳをＳＡ、第２領域ｒＡに対応した入力信号ＳをＳＢとして分けて考える。なお入力信号ＳＡ及び入力信号ＳＢは同じ信号であり、それらのパルスの位相は同じである。
【００９８】
上記入力信号Ｓに対し、検出領域ｅ１の検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤにおける容量を通じて、検出電極ＲｘＡ乃至検出電極ＲｘＤへと信号が伝送され、４つの出力信号Ｑである出力信号ＱＡ乃至出力信号ＱＤが得られる。タッチ検出部６０は、これらの出力信号Ｑを入力して前述のタッチ検出信号Ｓｒとして検出する。例えば検出回路部６１は、検出電極Ｒｘごとに接続されている電圧検出器６１１を有し、電圧検出器６１１は、出力信号Ｑを入力してタッチ検出信号Ｓｒを得る。
【００９９】
実施の形態１Ａは、１走査あたりの駆動電極Ｔｘにおける、入力信号Ｓである入力信号ＳＡ及び入力信号ＳＢと、検出領域ｅ１からの出力信号Ｑである出力信号ＱＡ及び出力信号ＱＢ等とを用いた、所定の計算に基づいて、上記検出領域ｅ１と非検出領域ｅ２とのタッチ検出感度の比である１：ｋを設計する。前述の検出電極Ｒｘの電極形状等は、当該タッチ検出感度の比率に対応させて設計される。
【０１００】
駆動電極Ｔｘの第１領域ｒＡへの入力信号ＳＡは、例えば検出電極ＲｘＡとの交差による検出単位ＵＡの容量を通じて、検出電極ＲｘＡから出力信号ＱＡとして出力される。また、駆動電極Ｔｘの第２領域ｒＢへの入力信号ＳＢは、例えば検出電極ＲｘＡとの交差による非検出領域ｅ２を通じて、検出電極ＲｘＡから出力信号ＱＡの一部として出力される。
【０１０１】
同様に、駆動電極Ｔｘの第２領域ｒＢへの入力信号ＳＢは、例えば検出電極ＲｘＢとの交差による検出単位ＵＢの容量を通じて、検出電極ＲｘＢから出力信号ＱＢとして出力される。また、駆動電極Ｔｘの第１領域ｒＡへの入力信号ＳＡは、例えば検出電極ＲｘＢとの交差による非検出領域ｅ２を通じて、検出電極ＲｘＢから出力信号ＱＢの一部として得られる。
【０１０２】
出力信号ＱＣ及び出力信号ＱＤについても、出力信号ＱＡ及び出力信号ＱＢと同様の信号として得られる。また、ノイズ成分の信号として、第１領域ｒＡへの入力信号ＳＡに対応付けられたノイズ成分の信号をＮＡとし、第２領域ｒＢの入力信号ＳＢに対応付けられたノイズ成分の信号をＮＢとする。出力信号ＱＡ及び出力信号ＱＢは、これらのノイズ成分の信号ＮＡ及び信号ＮＢが加わる。例えば上記入力信号ＳＡ、入力信号ＳＢ、出力信号ＱＡ、出力信号ＱＢ、ノイズ成分の信号ＮＡ、及び信号ＮＢの関係は、以下の式で表せる。なお×は乗算、／は除算とする。
【０１０３】
出力信号ＱＡは、ＱＡ＝ＳＡ＋ｋ×ＳＢ＋ＮＡ＋ｋ×ＮＢである。出力信号ＱＢは、ＱＢ＝ｋ×ＳＡ＋ＳＢ＋ｋ×ＮＡ＋ＮＢである。これらを変形すると、ｋ×ＱＡ−ＱＢ＝（ｋ２−１）×ＳＢ＋（ｋ２−１）×ＮＢ、ＱＡ−ｋ×ＱＢ＝（１−ｋ２）×ＳＡ＋（１−ｋ２）×ＮＡ、となる。入力信号ＳＡは、ＳＡ＝（ＱＡ−ｋ×ＱＢ）／（１−ｋ２）−ＮＡである。入力信号ＳＢは、ＳＢ＝（ＱＢ−ｋ×ＱＡ）／（１−ｋ２）−ＮＢである。また、ＮＡ＝ＮＢ＝０、即ちノイズが無いと仮定する場合、入力信号ＳＡは、ＳＡ＝（ＱＡ−ｋ×ＱＢ）／（１−ｋ２）、入力信号ＳＢは、ＳＢ＝（ＱＢ−ｋ×ＱＡ）／（１−ｋ２）、である。
【０１０４】
入力信号ＳＡと入力信号ＳＢとを同じ値にすると、出力信号ＱＡ及び出力信号ＱＢと、タッチ検出感度の比である１：ｋとの関係が決まる。当該関係から、所望の出力信号ＱＡ及び出力信号ＱＢが得られるタッチ検出感度の比である１：ｋが設計される。駆動電極Ｔｘに対する出力信号ＱＡ及び出力信号ＱＢのタッチ検出感度の比率である１／ｋを大きくすること、即ちｋを０に近付けることにより、ノイズ成分を減少させると共に、検出領域ｅ１とする検出単位ＵＡ及び検出単位ＵＢから所望のタッチ検出感度による出力信号が得られる。
【０１０５】
なお図１０等の構成において、タッチ検出エリアＡｓの面における導電体のタッチの有無に応じた出力信号は例えば以下のようになる。上記検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを含む概略正方形のタッチ検出領域において、例えば第１領域ｒＡの検出単位ＵＡ付近で導電体が接触又は近接する場合、検出単位ＵＡを通じて検出電極ＲｘＡから接触又は近接の状態に対応した第１のレベルの信号が、出力信号ＱＡの一部として得られる。またその時、検出単位ＵＡに対して例えばＹ方向で隣にある、非検出領域ｅ２から第２のレベルの信号が出力信号ＱＡの一部として得られる。タッチ検出部６０は、出力信号ＱＡを入力し、その電圧を閾値電圧と比較することにより導電体の接触又は近接の有無を判定する。その際、出力信号ＱＡのうちの第１のレベルの信号は、導電体が接触又は近接した状態であると検出され、第２のレベルの信号は、導電体が接触又は近接しない状態であると検出される。なお静電容量方式のタッチセンサ装置の原理は後述する。
【０１０６】
［タッチ検出期間］
図１１は、実施の形態１Ａの構成に対応したタッチ検出期間Ｋｓの走査駆動によるタッチ駆動のシーケンス例を示す。タッチ検出期間Ｋｓにおいて、タッチ駆動部５０は、タッチ検出エリアＡｓのＭ本の駆動電極Ｔｘに対して、選択した１本の駆動電極Ｔｘごとに順次にタッチ駆動信号を印加する走査駆動を行う。走査駆動の際の走査順は、例えばＹ方向上側から順次、即ち駆動電極Ｔｘ１、駆動電極Ｔｘ２、乃至駆動電極ＴｘＭである。実施の形態１Ａは、駆動電極Ｔｘの電極数Ｍと走査数Ｍとが同じであり、比較例の電極数ｍに対して１／２である。
【０１０７】
なお図１１の駆動方式の例では、Ｍ本の駆動電極Ｔｘは、同じ入力信号であるタッチ駆動信号Ｓｔとして、所定の周波数のパルスにより駆動される。各駆動電極Ｔｘの走査あたりのタッチ駆動時間Ｔである、タッチ駆動時間Ｔ１乃至タッチ駆動時間ＴＭは、同じ長さである。タッチ検出エリアＡｓの全体のタッチ駆動時間Ｔallは、駆動電極Ｔｘの電極数及び走査数であるＭと、１走査あたりのタッチ駆動時間Ｔとの乗算であり、Ｔall≒Ｍ×Ｔ＝（１／２）×ｍ×Ｔである。タッチ検出期間Ｋｓの長さは、概略的にタッチ駆動時間Ｔallの長さと同じでる。なおタッチ検出期間Ｋｓは、タッチ駆動時間Ｔallを含んだ期間であり、図１１の場合は、各タッチ駆動時間Ｔの間に短い時間を確保している。そのため、タッチ検出期間Ｋｓは、タッチ駆動時間Ｔallよりも長い。上記のように、実施の形態１Ａにおけるタッチ駆動時間Ｔall及びタッチ検出期間Ｋｓは、比較例の構成に対して約１／２に短縮することができる。
【０１０８】
［静電容量方式のタッチセンサ装置］
図１２は、補足として静電容量方式のタッチセンサ装置の原理を簡略的に示す。図１２（ａ）は、静電容量方式のタッチセンサ装置４００の基本構造を示す。図１２（ｂ）は図１２（ａ）の等価回路を示す。図１２（ｃ）は図１２（ａ）及び図１２（ｂ）のタッチセンサ装置４００によるタッチ駆動及びタッチ検出の際の信号及び電圧の例を示す。図１２（ａ）において、タッチセンサ装置４００は、誘電体ＤＥＬを挟んで配置される駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの電極対において、前述の検出単位Ｕに対応付けられる容量Ｃ１が形成される。タッチセンサ装置４００は、検出電極Ｒｘ側の面における指ＦＮＧ等の導電体の近接乃至接触による容量Ｃ１の変化を利用して、タッチ有無等の状態を検出する。
【０１０９】
図１２（ｂ）の容量Ｃ１の一端側である駆動電極Ｔｘは、交流信号源ＡＳＳに接続される。容量Ｃ１の他端側である検出電極Ｒｘに接続されるノード４０１は、抵抗Ｒを介して接地されると共に、電圧検出器ＤＥＴに接続される。タッチ駆動時には、交流信号源ＡＳＳから駆動電極Ｔｘに対して、入力信号であるタッチ駆動信号Ｓｔが印加される。入力信号であるタッチ駆動信号Ｓｔに対し、タッチセンサ装置４００の容量Ｃ１を介して電流Ｉ１が流れる。そして当該電流Ｉ１に基づき、検出電極Ｒｘ側の電圧検出器ＤＥＴにより、出力信号であるタッチ検出信号Ｓｒが検出される。
【０１１０】
図１２（ｃ）において、入力信号であるタッチ駆動信号Ｓｔは、所定の周波数及び電圧Ｖｔの交流のパルスによる信号である。出力信号であるタッチ検出信号Ｓｒの電圧は、タッチ無し時、即ち導電体がタッチセンサ装置４００の前面側の検出電極Ｒｘに近接乃至接触していない状態では、電圧Ｖ１である。出力信号であるタッチ検出信号Ｓｒの電圧は、タッチ有り時、即ち導電体がタッチセンサ装置４００の前面側の検出電極Ｒｘに近接乃至接触している状態では、電圧Ｖ２である。
【０１１１】
タッチ無し時には、図１２（ｂ）のように容量Ｃ１に対する充放電に伴い、容量Ｃ１の静電容量値に応じた電流Ｉ１が流れる。これにより、電圧検出器ＤＥＴで検出される電圧は、図１２（ｃ）の電圧Ｖ１である。またタッチ有り時には、図１２（ｂ）のように導電体による容量Ｃ２が容量Ｃ１に対して直列に追加接続された形となり、その分当該領域では電界が減少する。この状態では、容量Ｃ１及び容量Ｃ２に対する充放電に伴い、容量Ｃ１及び容量Ｃ２の各々の静電容量値に応じた電流Ｉ１及び電流Ｉ２が流れる。これにより、検出電極Ｒｘ側のノード４０１の電圧は、容量Ｃ１及び容量Ｃ２の各々の静電容量値に応じた電流Ｉ１及び電流Ｉ２の値により定まる分圧となる。この時、電圧検出器ＤＥＴで検出される電圧は、図１２（ｃ）の電圧Ｖ２のように、タッチ無し時の電圧Ｖ１よりも低くなる。
【０１１２】
電圧検出器ＤＥＴを含む回路部は、例えば検出電極Ｒｘ側から入力される出力信号の電圧を増幅してタッチ検出信号Ｓｒとして検出する。電圧検出器ＤＥＴを含む回路部は、例えば、タッチ検出信号Ｓｒの電圧を閾値電圧Ｖthと比較し、当該電圧が例えば電圧Ｖ２のように閾値電圧Ｖthよりも小さい場合、タッチ有りの状態として検出する。
【０１１３】
［効果等］
以上のように実施の形態１Ａによれば、タッチセンサ機能に関するタッチ検出エリアＡｓにおけるタッチ検出密度を維持しながら、タッチ駆動時間Ｔall及びタッチ検出期間Ｋｓを短縮することができる。また実施の形態１Ａによれば、タッチ駆動の際に複数の駆動電極Ｔｘに対して与える入力信号のレベルを変更する必要無く、１つに一体化された幅ｈ１の駆動電極Ｔｘを駆動することにより、自動的に複数の検出単位Ｕから所定のタッチ検出感度による複数の出力信号が得られる。
【０１１４】
なお実施の形態１Ａは、駆動電極Ｔｘの幅ｈ１を比較例の幅ｈ０に対して２倍、駆動電極Ｔｘの数Ｍを比較例の数ｍに対して１／２倍、検出電極Ｒｘのピッチｐ１を比較例のピッチｐ０に対して１／２倍、検出電極Ｒｘの数Ｎを比較例の数ｎに対して２倍とした。比較例に対する駆動電極Ｔｘの幅の倍数は、２倍に限らず、３倍、４倍等、自然数の倍数による形態が可能である。言い換えると、一体化する駆動電極Ｔｘの数は自然数であればよい。
【０１１５】
＜実施の形態１Ｂ＞
図１３乃至図１６を用いて、本発明の実施の形態１Ｂのタッチセンサ装置について説明する。実施の形態１Ｂは、図１３等に示すように、実施の形態１Ａと異なる構成として、検出電極Ｒｘの配置のピッチを変えて２種類のピッチを有する構成、及び、検出電極Ｒｘの張り出し電極部の形状が異なる構成等を有する。なお実施の形態１Ｂのタッチセンサ装置のパネル部の外観は前述の図１と概略同様となる。
【０１１６】
［タッチ検出エリア］
図１３は、実施の形態１Ｂにおけるタッチ検出エリアＡｓの駆動電極Ｔｘ及び検出電極Ｒｘの構成を示す。実施の形態１Ｂにおいて、検出電極ＲｘのＸ方向の配置のピッチは、前述の一定のピッチｐ１ではなく、異なる長さのピッチｐａ及びピッチｐｂを有する。１つの検出単位Ｕが構成される概略正方形の領域において、Ｘ方向左側の境界線寄りに検出電極ＲｘＡが配置され、右側の境界線寄りに検出電極ＲｘＢが配置される。検出電極ＲｘＡと検出電極ＲｘＢとのピッチがｐａである。同様に、検出電極ＲｘＣと検出電極ＲｘＤとのピッチがｐａである。上記検出単位Ｕの境界線に対応した、例えば検出電極ＲｘＢと検出電極ＲｘＣとのピッチがｐｂである。２種類のピッチｐａ及びピッチｐｂの関係はｐａ＞ｐｂである。
【０１１７】
実施の形態１Ｂは、検出電極Ｒｘの形状として、張り出し電極部８２を有する。検出電極Ｒｘの張り出し電極部８２は、検出単位Ｕが構成される箇所において、基準となる一定の幅の細線部８０からＸ方向左右の片側のみに所定の幅で張り出す電極部である。張り出し電極部８２は、例えば、駆動電極Ｔｘ１の第１領域ｒＡと検出電極ＲｘＡとの交差による検出単位ＵＡにおいて、検出電極ＲｘＡの細線部８０からＸ方向右側へ張り出す矩形の領域を有する。また、張り出し電極部８２は、駆動電極Ｔｘ１の第２領域ｒＢと検出電極ＲｘＢとの交差による検出単位ＵＢにおいて、検出電極ＲｘＢの細線部８０からＸ方向左側へ張り出す矩形の領域を有する。
【０１１８】
張り出し電極部８２を含む検出電極Ｒｘと、そのＸ方向の隣の検出電極Ｒｘの細線部８０との間は、前述のように電界が発生する領域となる。実施の形態１Ｂは、張り出し電極部８２の有無や形状等の設計により、前述の検出領域ｅ１と非検出領域ｅ２とのタッチ検出感度の比率が設計される。実施の形態１Ｂにおけるタッチ検出エリアＡｓの複数の検出単位Ｕのマトリクスは、概略的に前述の図５のマトリクスと同様になる。実施の形態１Ｂの検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを含むタッチ検出領域６００は、概略正方形である。このタッチ検出領域６００の形状は、詳しくは、第１領域ｒＡの検出単位ＵＡ及び検出単位ＵＣに対して第２領域ｒＢの検出単位ＵＢ及び検出単位ＵＤが、非検出領域ｅ２の分Ｘ方向にずれた形状である。
【０１１９】
［電極構成例］
図１４は、実施の形態１Ｂにおけるタッチ検出エリアＡｓの電極の構成例として、図１３の構成よりも詳しい電極形状等の構成例を示す。図１４の構成例は、図１３とは異なる構成として、検出単位Ｕの箇所に対応する検出電極Ｒｘの張り出し電極部８２の形状が異なる。図１４の構成例は、タッチ検出領域６００において、検出領域ｅ１と非検出領域ｅ２との所定のタッチ検出感度の比である１：ｋを構成するように、検出電極Ｒｘにおける開口部ｇ２を含む張り出し電極部８２ｂの有無や形状等が設計される。
【０１２０】
図１４の構成例において、検出電極Ｒｘの張り出し電極部８２ｂは、ＸＹ平面視において開口部ｇ２を有する。張り出し電極部８２ｂは、検出電極ＲｘのＹ方向に延在する細線部８０からＸ方向左右の片側に開口部ｇ２を含んで張り出す電極部である。張り出し電極部８２ｂは、その矩形の外周部が細線部により閉じられており、外周部の内側に１つ以上の開口部ｇ２を有する。
【０１２１】
図１４の構成例では、張り出し電極部８２ｂは、外周部の内側にＹ方向で２つの矩形の開口部ｇ２を有する。また本構成例では、開口部ｇ２を含む張り出し電極部８２ｂは、検出電極Ｒｘの細線部８０の幅と同じ幅の細線部により構成される。各開口部ｇ２は、同じ矩形の形状であり、その矩形の外周部は細線部により構成されている。検出電極Ｒｘの細線部８０に対してＸ方向左右片側の張り出し電極部８２ｂにおいて、矩形の外周部の内側のＹ方向に並置される２つの開口部ｇ２は、Ｘ方向に延在する細線部により分離されている。張り出し電極部８２ｂの内側のＸ方向に延在する細線部の位置は、張り出し電極部８２ｂのＹ方向中心位置である。また本構成例では、張り出し電極部８２ｂとそのＸ方向の隣の検出電極Ｒｘの細線部８０との間の幅はできるだけ小さくし、張り出し電極部８２ｂの面積が大きくなるようにしている。
【０１２２】
図１４の構成例は、前述の図７の構成例と同様に、開口部ｇ２を含む張り出し電極部８２ｂの形状を有する。これにより、図１４の開口部ｇ２を含む構成例は、図１３の開口部ｇ２を含まない構成に比べて、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間で電界が発生する領域の数が多くなり、検出単位Ｕにおけるタッチ検出感度が高くなる。
【０１２３】
［電界］
図１５は、実施の形態１Ｂの図１３の構成に対応した、検出単位Ｕの付近における電界の発生の様子を示す。図１５（ａ）は図１３の検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを含むタッチ検出領域６００のＸＹ平面を示す。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の第１領域ｒＡのJ5−J6線に対応したＸＺ断面における電界の発生の様子を概略的に示す。駆動電極Ｔｘの上面と、検出電極ＲｘＡの張り出し電極部８２の上面との間に、検出電極ＲｘＡの張り出し電極部８２と検出電極ＲｘＢの細線部８０との間を通って電界が発生する。また駆動電極Ｔｘの上面と、検出電極ＲｘＢの細線部８０の上面との間に電界が発生する。駆動電極Ｔｘの上面と検出電極ＲｘＡの張り出し電極部８２の上面との間に発生する電界に対するタッチ検出感度を１とすると、駆動電極Ｔｘの上面と検出電極ＲｘＢの細線部８０の上面との間に発生する電界に対するタッチ検出感度がｋである。
【０１２４】
図１６は、実施の形態１Ｂの図１４の構成例に対応した、検出単位Ｕの付近における電界の発生の様子を示す。図１６（ａ）は図１４の検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを含むタッチ検出領域６００のＸＹ平面を示す。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の第１領域ｒＡのJ7−J8線に対応したＸＺ断面における電界の発生の様子を概略的に示す。駆動電極Ｔｘの上面と、検出電極ＲｘＡの張り出し電極部８２ｂの上面との間に、開口部ｇ２を通って電界が発生する。また駆動電極Ｔｘの上面と、検出電極ＲｘＢの細線部８０の上面との間に発生する電界を有する。駆動電極Ｔｘの上面と検出電極ＲｘＡの張り出し電極部８２ｂの上面との間に発生する電界に対するタッチ検出感度を１とすると、駆動電極Ｔｘの上面と検出電極ＲｘＢの細線部８０の上面との間に発生する電界に対するタッチ検出感度がｋである。
【０１２５】
以上のように、実施の形態１Ｂの構成によれば、実施の形態１Ａの構成と同様の効果が得られる。
【０１２６】
＜実施の形態２Ａ＞
図１７乃至図２１を用いて、本発明の実施の形態２Ａのタッチセンサ装置について説明する。実施の形態２Ａは、図１８等に示すように、実施の形態１Ａに対して異なる構成として、比較例に対して駆動電極ＴｘのＹ方向の幅を大きくせずに隣り合う駆動電極Ｔｘを２本１組として同時に駆動する構成等を有する。実施の形態２Ａの検出電極Ｒｘの形状は実施の形態１Ａと同じである。
【０１２７】
［パネル部平面］
図１７は、実施の形態２Ａのタッチセンサ装置のパネル部における背面基板１０１側の駆動電極Ｔｘを含むＸＹ平面の構成を示す。また図１７は、実施の形態２Ａにおける走査駆動の例を併せて示す。実施の形態２Ａの駆動電極ＴｘのブロックのＹ方向の幅は、比較例の駆動電極Ｔｘの幅ｈ０と同じであり、実施の形態１Ａの駆動電極Ｔｘのブロックの幅ｈ１に対しては１／２である。実施の形態２Ａでは、駆動電極Ｔｘの数Ｍは比較例の数ｍと同じであり、走査数（Ｌとする）は、電極数Ｍの１／２である。なお図１７の構成例は、電極数Ｍ＝１６、走査数Ｌ＝８の場合を示している。ｓｃは、走査駆動における各走査を示し、例えば１番目の走査ｓｃ１は、駆動電極Ｔｘ１と駆動電極Ｔｘ２とを同時に駆動することを示す。なおタッチ検出エリアＡｓのＹ方向上側から奇数番目の駆動電極Ｔｘを駆動電極ＴｘＡ、偶数番目の駆動電極Ｔｘを駆動電極ＴｘＢとして示す。実施の形態２Ａは、駆動電極ＴｘＡと駆動電極ＴｘＢとの２本１組を同時の駆動の対象とする。
【０１２８】
［タッチ検出エリア］
図１８は、実施の形態２Ａのタッチセンサ装置の概要としてタッチ検出エリアＡｓの電極等のＸＹ平面の構成を示す。実施の形態２Ａは、電極形状の設計として、駆動電極ＴｘのブロックのＹ方向の幅を比較例の幅ｈ０と同じにする。そして、実施の形態２Ａは、走査駆動によるタッチ駆動の方式として、Ｙ方向で隣り合う２本１組の駆動電極Ｔｘを１走査の単位とし、当該２本１組の駆動電極Ｔｘを同時に同じ入力信号によって駆動する。タッチ駆動部５０は、例えば駆動電極Ｔｘ１と駆動電極Ｔｘ２との２本を１つの組ｂ１とし、タッチ検出エリアＡｓの１番目の走査ｓｃ１の際に、組ｂ１の駆動電極Ｔｘ１及び駆動電極Ｔｘ２に対して同じタッチ駆動信号Ｓｔによる入力信号を同時に印加する。
【０１２９】
実施の形態２Ａは、上記のように２本１組の駆動電極Ｔｘを同時に同じ入力信号によって駆動する構成により、検出電極Ｒｘからの出力信号に関して、実施の形態１Ａにおける２本１組で１つに一体化された駆動電極Ｔｘを走査駆動する構成と同様の効果を得る。
【０１３０】
検出単位Ｕの構成として、例えば駆動電極Ｔｘの組ｂ１と、検出電極Ｒｘの組ａ１及び組ａ２との交差により、概略正方形のタッチ検出領域６００において、検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤが構成される。１回の走査の際、当該検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを含むタッチ検出領域６００を通じて、検出電極ＲｘＡ乃至検出電極ＲｘＤから、所定のタッチ検出感度による４つの出力信号が得られる。なお奇数番目の駆動電極ＴｘＡは、前述の実施の形態１Ａの第１領域ｒＡに対応し、検出単位ＵＡ及び検出単位ＵＣが構成される。偶数番目の駆動電極ＴｘＢは、前述の実施の形態１Ａの第２領域ｒＢに対応し、検出単位ＵＢ及び検出単位ＵＤが構成される。実施の形態２Ａは、検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤをセットとするので、同時の走査対象とする２本１組の駆動電極Ｔｘは、駆動電極ＴｘＡと駆動電極ＴｘＢとの組である。同時の走査対象とする２本１組の駆動電極Ｔｘの形状は同じである。
【０１３１】
［走査駆動例（１）］
実施の形態２Ａにおけるタッチ駆動方式は、走査時に同時に駆動する対象の駆動電極Ｔｘとして、上記Ｙ方向で隣り合う２本１組の駆動電極Ｔｘに限定せずに可能である。即ち実施の形態２Ａは、奇数番目の駆動電極ＴｘＡと偶数番目の駆動電極ＴｘＢとの組であれば、任意の２つの駆動電極Ｔｘを走査対象として駆動可能である。タッチ駆動部５０は、走査駆動の際、タッチ検出エリアＡｓの駆動電極Ｔｘから、上記走査対象とする２本１組の駆動電極Ｔｘである駆動電極ＴｘＡ及び駆動電極ＴｘＢを選択し、当該２本１組の駆動電極Ｔｘに対して同じタッチ駆動信号Ｓｔを同時に印加する。次にタッチ駆動部５０は、タッチ検出エリアＡｓの駆動電極Ｔｘから、まだ走査していない駆動電極ＴｘＡ及び駆動電極ＴｘＢを選択し、当該２本１組の駆動電極Ｔｘを同時に駆動する。タッチ駆動部５０は、タッチ検出エリアＡｓのすべての駆動電極Ｔｘを走査するまで上記同様の動作を繰り返す。
【０１３２】
実施の形態２Ａにおける上記の走査駆動の例として、Ｙ方向で離れた駆動電極ＴｘＡ及び駆動電極ＴｘＢを１組の走査対象として選択して同時に駆動可能である。本走査駆動の例は、１番目の走査ｓｃ１として、駆動電極Ｔｘ１と駆動電極Ｔｘ４とを１組とし、２番目の走査ｓｃ２として、駆動電極Ｔｘ３と駆動電極Ｔｘ６とを１組とする。別の例は、１番目の走査ｓｃ１として、駆動電極Ｔｘ１と駆動電極Ｔｘ１０とを１組とし、２番目の走査ｓｃ２として、駆動電極Ｔｘ３と駆動電極Ｔｘ１２とを１組とする。実施の形態２Ａは、例えば図１７のようにタッチ検出エリアＡｓをＹ方向上下の２種類のエリアであるエリアＡｓ１及びエリアＡｓ２に仮想的に分割してもよい。タッチ駆動部５０は、走査駆動時、最初の半分の期間は、エリアＡｓ１から駆動電極ＴｘＡを選択し、エリアＡｓ２から駆動電極ＴｘＢを選択して、走査対象の２本１組とし、そして次の半分の期間は、エリアＡｓ１から駆動電極ＴｘＢを選択し、エリアＡｓ２から駆動電極ＴｘＡを選択して、走査対象の２本１組とする。
【０１３３】
［走査駆動例（２）］
実施の形態２Ａは、比較例の構成に対して駆動電極Ｔｘは同じように分離されたままであるため、タッチ駆動方式として、上記のように２本１組を同時に駆動するだけでなく、当該２本１組を個別のタイミングで駆動することも可能である。この駆動は、タッチ駆動部５０の走査回路部５２による走査駆動の制御の１つとして可能である。例えば、実施の形態２Ａのタッチセンサ装置は、走査単位として上記２本１組の駆動電極Ｔｘを同時に駆動するモードと、上記１本ずつの駆動電極Ｔｘを個別に駆動するモードとを設け、使い分けてもよい。
【０１３４】
［走査駆動例（３）］
実施の形態２Ａは、タッチ駆動方式として、タッチ駆動部５０から走査ごとに同時に駆動する対象となる２本１組の駆動電極Ｔｘである駆動電極ＴｘＡ及び駆動電極ＴｘＢに対する入力信号として、タッチ駆動信号Ｓｔのパルスの位相を同位相にした方式と、当該パルスの位相を逆位相にした方式と、のいずれも可能である。
【０１３５】
図１９（ａ）は、上記同位相のタッチ駆動信号Ｓｔのパルスによる駆動方式を示す。１番目の走査ｓｃ１における２本１組の一方の駆動電極ＴｘＡへの入力信号Ｓ＿ＴｘＡ、及び他方の駆動電極ＴｘＢへの入力信号Ｓ＿ＴｘＢを示す。Ｐは、タッチ駆動信号Ｓｔにおける１パルスを示す。入力信号Ｓ＿ＴｘＡのパルスＰに対して入力信号Ｓ＿ＴｘＢのパルスＰは同位相である。図１９（ｂ）は、上記逆位相のタッチ駆動信号Ｓｔのパルスによる駆動方式を示す。この方式は、一方の駆動電極ＴｘＡへの入力信号Ｓ＿ＴｘＡのパルスＰに対して、他方の駆動電極ＴｘＢへの入力信号Ｓ＿ＴｘＢのパルスＰが逆位相である。
【０１３６】
実施の形態２Ａは、上記方式の適用例として、前述のＹ方向で隣り合う駆動電極Ｔｘを２本１組として同時に駆動する場合に、上記図１９（ｂ）の逆位相による方式を適用する。これにより、２本１組の一方の駆動電極ＴｘＡと他方の駆動電極ＴｘＢとにおいて、Ｙ方向で隣り合う検出領域ｅ１と非検出領域ｅ２の箇所に対しては、逆位相のパルスが印加される。これにより、当該箇所では、タッチ検出感度の比率である１／ｋを大きくする効果が期待できる。また実施の形態２Ａは、上記方式の適用例として、前述のＹ方向で離れた駆動電極Ｔｘを２本１組として同時に駆動する場合に、上記図１９（ａ）の同位相による方式を適用する。
【０１３７】
［タッチ駆動方式及び信号］
図２０は、実施の形態２Ａにおける上記図１９（ｂ）の逆位相によるタッチ駆動の方式に対応した、検出単位Ｕに対する入力信号、出力信号、及びタッチ検出感度の比率の設計について示す。走査ごとに２本１組の駆動電極Ｔｘに対して逆位相のパルスを印加する場合、それぞれの入力信号Ｓ及び出力信号Ｑは、以下のように計算できる。
【０１３８】
タッチ駆動方式として、前述のように、回路部６Ａのタッチ駆動部５０からのタッチ駆動信号Ｓｔにより、タッチ検出エリアＡｓのＭ本の駆動電極Ｔｘを２本１組ずつ走査駆動する。この１回の走査の際、タッチ駆動部５０は、前述の２本１組の駆動電極Ｔｘである駆動電極ＴｘＡ及び駆動電極ＴｘＢに対してタッチ駆動信号Ｓｔを入力信号Ｓとして印加する。この際、タッチ駆動部５０は、駆動電極ＴｘＡ及び駆動電極ＴｘＢに対して印加する入力信号Ｓの位相が図１９（ｂ）のように逆位相になるようにする。駆動電極ＴｘＡに対応した入力信号ＳをＳＡ、駆動電極ＴｘＢに対応した入力信号ＳをＳＢとする。入力信号ＳＡと入力信号ＳＢのパルスの位相が逆である。
【０１３９】
実施の形態２Ａにおいては、上記入力信号ＳＡ、入力信号ＳＢ、出力信号ＱＡ、出力信号ＱＢ、ノイズ成分の信号ＮＡ、及び信号ＮＢの関係は、以下の式で表せる。出力信号ＱＡは、ＱＡ＝ＳＡ−ｋ×ＳＢ＋ＮＡ＋ｋ×ＮＢである。出力信号ＱＢは、ＱＢ＝ｋ×ＳＡ−ＳＢ＋ｋ×ＮＡ＋ＮＢである。これらを変形すると、ｋ×ＱＡ−ＱＢ＝（１−ｋ２  ）×ＳＢ＋（ｋ２−１）×ＮＢ、ＱＡ−ｋ×ＱＢ＝（１−ｋ２）×ＳＡ＋（１−ｋ２）×ＮＡ、となる。入力信号ＳＡは、ＳＡ＝（ＱＡ−ｋ×ＱＢ）／（１−ｋ２）−ＮＡである。入力信号ＳＢは、ＳＢ＝−（ＱＢ−ｋ×ＱＡ）／（１−ｋ２）＋ＮＢである。また、ＮＡ＝ＮＢ＝０、即ちノイズが無いと仮定する場合、入力信号ＳＡは、ＳＡ＝（ＱＡ−ｋ×ＱＢ）／（１−ｋ２）、入力信号ＳＢは、ＳＢ＝−（ＱＢ−ｋ×ＱＡ）／（１−ｋ２）、である。
【０１４０】
入力信号ＳＡと入力信号ＳＢとを同じ値にすると、出力信号ＱＡ及び出力信号ＱＢと、タッチ検出感度の比である１：ｋとの関係が決まる。当該関係から、実施の形態１Ａと同様に、所望の出力信号ＱＡ及び出力信号ＱＢが得られるタッチ検出感度の比である１：ｋが設計される。
【０１４１】
［タッチ検出期間］
図２１は、実施の形態２Ａの構成に対応した駆動方式、及びタッチ検出期間Ｋｓのタッチ駆動のシーケンス例を示す。タッチ検出期間Ｋｓにおいて、タッチ駆動部５０は、タッチ検出エリアＡｓのＭ本の駆動電極Ｔｘに対して、Ｙ方向上側から２本１組の駆動電極Ｔｘを単位として順次にタッチ駆動信号Ｓｔを印加する走査駆動を行う。駆動電極Ｔｘの電極数がＭ、走査数がＬであり、Ｌ＝Ｍ／２＝ｍ／２である。複数Ｌの走査を走査ｓｃ１乃至走査ｓｃＬで示す。例えば１番目の走査であるｓｃ１は、駆動電極Ｔｘ１と駆動電極Ｔｘ２との組ｂ１に対して、同じ入力信号であるＳ＿Ｔｘ１及びＳ＿Ｔｘ２が同時に印加される。走査ｓｃ１の組ｂ１の駆動電極Ｔｘ１及び駆動電極Ｔｘ２のタッチ駆動時間は同じでＴ１である。同様に、走査ｓｃ２の組ｂ２の駆動電極Ｔｘ３及び駆動電極Ｔｘ４のタッチ駆動時間が同じでＴ２である。Ｌ番目の走査ｓｃＬの組の駆動電極ＴｘＭ−１及び駆動電極ＴｘＭのタッチ駆動時間が同じでＴＬである。各走査のタッチ駆動時間Ｔであるタッチ駆動時間Ｔ１乃至タッチ駆動時間ＴＬは同じ長さである。タッチ駆動時間Ｔallは、駆動電極Ｔｘの走査数Ｌと、１走査あたりのタッチ駆動時間Ｔとの乗算であり、Ｔall≒Ｌ×Ｔ＝（１／２）×ｍ×Ｔである。上記駆動電極Ｔｘの走査数Ｌが比較例に対して１／２であるので、タッチ駆動時間Ｔall及びタッチ検出期間Ｋｓが短縮される。
【０１４２】
［効果等］
以上のように実施の形態２Ａによれば、実施の形態１Ａと同様に、タッチセンサ機能に関するタッチ検出エリアＡｓにおけるタッチ検出密度を維持しながら、タッチ駆動時間及びタッチ検出期間を短縮することができる。また実施の形態２Ａによれば、タッチ駆動の際に駆動電極Ｔｘに対して与える複数の入力信号についてレベルを変更する必要無く、２本１組の駆動電極Ｔｘを同じ入力信号により同時に駆動することにより、自動的に複数の検出単位Ｕから所定のタッチ検出感度の複数の出力信号が得られる。
【０１４３】
なお実施の形態２Ａは、走査時に同時に駆動する対象の駆動電極Ｔｘの本数を、比較例の１本に対して２倍の２本とし、検出電極Ｒｘのピッチｐ１を比較例のピッチｐ０に対して１／２倍、検出電極Ｒｘの数Ｎを比較例の数ｎに対して２倍とした。走査時に同時に駆動する対象の駆動電極Ｔｘの本数は、２本に限らず、３本、４本等の２本以上の複数本とする形態が可能である。
【０１４４】
＜実施の形態２Ｂ＞
図２２は、本発明の実施の形態２Ｂのタッチセンサ装置におけるタッチ検出エリアＡｓの駆動電極Ｔｘ及び検出電極Ｒｘの構成を示す。実施の形態２Ｂは、実施の形態１Ｂの特徴と実施の形態２Ａの特徴との組合せの形態である。実施の形態２Ｂは、実施の形態１Ｂと同様の検出電極Ｒｘの形状の構成と、実施の形態２Ａと同様の２本１組の駆動電極Ｔｘを同時に駆動する構成とを有する。実施の形態２Ｂの構成によれば、実施の形態２Ａの構成と同様の効果が得られる。
【０１４５】
＜実施の形態３Ａ＞
図２３及び図２４を用いて、本発明の実施の形態３Ａのタッチセンサ装置について説明する。実施の形態３Ａは、前述のタッチ検出感度の比率を構成する手段として、検出電極Ｒｘではなく駆動電極Ｔｘの形状等を工夫した構成を有する。また実施の形態３Ａは、電極形状としては駆動電極ＴｘがＹ方向で分離されているので、タッチ駆動方式としては、実施の形態２Ａと同様に、隣り合う２本１組の駆動電極Ｔｘを対象として同じ入力信号により同時に駆動する構成を適用する。
【０１４６】
図２３は、実施の形態３Ａのタッチセンサ装置の概要としてタッチ検出エリアＡｓの電極等のＸＹ平面の構成を示す。まず検出電極Ｒｘは、比較例と同様の形状を有する。即ち、検出電極Ｒｘは、Ｘ方向の幅を一定としてＹ方向に延在する細線の形状を有する。また検出電極Ｒｘは、前述の一定のピッチｐ１により１本の駆動電極Ｔｘに対して２倍の数が設けられる。駆動電極Ｔｘの形状は、Ｙ方向の幅を一定としてＸ方向に延在する細線の部分である細線部４１と、細線部４１からＹ方向上下の両側に張り出す電極部である張り出し電極部４２とを有する。
【０１４７】
実施の形態３Ａは、上記電極形状により、Ｙ方向で隣り合う２本の駆動電極ＴｘとＸ方向で隣り合う４本の検出電極Ｒｘとの交差によるタッチ検出領域６００において、検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤが構成される。本構成のタッチ検出エリアＡｓは、複数の検出単位Ｕの配置として、前述の図５と同様に、三角形の格子である。駆動電極Ｔｘの張り出し電極部４２は、上記検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤの箇所に対応して設けられる。
【０１４８】
図２４は、図２３の構成の一部拡大図として、検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤを含むタッチ検出領域６００を示す。図２４は、特に検出電極Ｒｘを破線としてＺ方向下側の駆動電極Ｔｘの形状を示す。図２４を用いて電極形状の詳細やタッチ検出感度の比率の構成を説明する。領域２４０は、前述の一定の幅ｈ０の駆動電極Ｔｘのブロックの形状に対応した領域を比較のため示す。実施の形態３Ａの駆動電極Ｔｘの張り出し電極部４２のＹ方向の幅は、幅ｈ０と同じとした。
【０１４９】
実施の形態３Ａは、検出領域ｅ１と非検出領域ｅ２とのタッチ検出感度の比である１：ｋを構成する手段として、駆動電極Ｔｘの張り出し電極部４２の有無、張り出しの幅や面積等が設計される。駆動電極Ｔｘの張り出し電極部４２は、検出領域ｅ１とする検出単位ＵＡ乃至ＵＤの箇所に対応させて設けられ、非検出領域ｅ２の箇所においては細線部４１のみが設けられる。張り出し電極部４２は、検出電極Ｒｘの細線部８０を中心線として、そのＸ方向左右両側に張り出す部分を有する。本構成例は、張り出し電極部４２のＸ方向の幅ｗ４、及びＹ方向の張り出しの幅ｗ５等を調整する。
【０１５０】
上記により、検出領域ｅ１に対応した駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの交差部ｃ１の付近に構成される電界は強くなる。即ち当該検出領域ｅ１に対応した検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤにおいてはタッチ検出感度が高くなる。一方、非検出領域ｅ２に対応した駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの交差部ｃ２は、細線部８０と細線部４１との交差により小さい面積となる。よって、当該交差部ｃ２の付近は電界が弱くなり、タッチ検出感度が低くなる。
【０１５１】
以上のように実施の形態３Ａによれば、実施の形態１Ａ及び実施の形態２Ａと同様の効果が得られる。なお駆動電極Ｔｘの張り出し電極部４２は、ＸＹ平面において単純な矩形に限らず各種の形状が可能である。また張り出し電極部４２は、Ｙ方向上下の両方側に張り出す形状に限らず、Ｙ方向上下の一方側のみに張り出す形状としてもよい。
【０１５２】
＜実施の形態３Ｂ＞
図２５は、実施の形態３Ｂのタッチセンサ付き表示装置の構成の概要として、タッチ検出エリアＡｓの電極形状等の構成を示す。実施の形態３Ｂは、実施の形態３Ａの変形例であり、実施の形態３Ａと同様の特徴をインセル型タッチセンサ付き表示装置に適用した形態を示す。実施の形態３Ｂのタッチセンサ付き表示装置は、実施の形態３Ａに対して異なる構成として以下を有する。なおインセル型タッチセンサ付き表示装置のパネル部等の詳細な構成例については後述する。
【０１５３】
図２５の構成において、タッチ検出エリアＡｓは、実施の形態３Ａの駆動電極Ｔｘと同様の形状を有する駆動電極である兼用電極Ｔｃと、Ｙ方向における複数の兼用電極Ｔｃの間に配置される共通電極３００とを有する。共通電極３００は、複数の電極部である共通電極３００＿１、共通電極３００＿２等を有する。兼用電極Ｔｃと共通電極３００とはＺ方向における同じ層に配置されている。前述の駆動電極Ｔｘは、実施の形態３Ｂではインセル型タッチセンサ付き表示装置の兼用電極Ｔｃとして構成される。兼用電極Ｔｃは、タッチセンサ機能における駆動電極としての機能と、表示機能における共通電極としての機能とを兼用するために共通化された電極である。兼用電極Ｔｃは、図２４の構成と同様に、Ｘ方向に延在する細線部４１と、細線部４１からＹ方向上下両側に張り出す張り出し電極部４２とを有する。
【０１５４】
実施の形態３Ｂの駆動方式として、兼用電極Ｔｃは、表示機能による表示期間Ｋｄの時は、共通電極として機能させるため、回路部からすべての兼用電極Ｔｃに対して同じ電圧Ｖcomが印加される。また兼用電極Ｔｃは、タッチセンサ機能によるタッチ検出期間Ｋｓの時は、前述の実施の形態２Ａと同様に、回路部からタッチ検出エリアＡｓの２本１組の兼用電極Ｔｃを対象として同時に駆動される。
【０１５５】
共通電極３００は、タッチ検出エリアＡｓのＸＹ平面における、兼用電極Ｔｃが配置される領域以外のすべての領域において、複数の電極部に分かれて設けられる。隣り合う共通電極３００と兼用電極Ｔｃとは短い間隔で並置されている。Ｙ方向で隣り合う共通電極３００と兼用電極Ｔｃとの間は、２５０１で示す箇所に、上記短い間隔に対応するスリットが配置されている。これによりＹ方向で隣り合う共通電極３００と兼用電極Ｔｃとは電気的に分離されている。共通電極３００は、兼用電極Ｔｃの細線部４１の隣の箇所では、Ｙ方向への張り出し電極部を有し、兼用電極Ｔｃの張り出し電極部４２の隣の箇所では細線部を有する。複数の共通電極３００のＸ方向の端部は、周辺エリアＡｆにおいて共通に接続される。
【０１５６】
上記スリットは、兼用電極Ｔｃ及び共通電極３００の形状に対応して、Ｘ方向に延在するスリット部とＹ方向に延在するスリット部とを含む。上記スリットは、兼用電極Ｔｃの張り出し電極部４２の形状に対応して、Ｘ方向に延在するスリット部と、Ｙ方向に延在するスリット部とが交互に接続される形状を有する。
【０１５７】
実施の形態３Ｂの駆動方式として、複数の共通電極３００は、表示機能による表示期間Ｋｄの時は、回路部から同じ電圧Ｖcomが印加されることにより共通の状態に駆動される。また複数の共通電極３００は、タッチセンサ機能によるタッチ検出期間Ｋｓの時は、回路部から共通の電圧Ｖcomまたは所定の同じ電圧が印加される。
【０１５８】
以上のように実施の形態３Ｂによれば、インセル型タッチセンサ付き表示装置において実施の形態３Ａと同様の効果が得られる。なお実施の形態３Ｂの図２５の構成をタッチセンサ装置に適用した形態としてもよい。この形態の場合、兼用電極Ｔｃは駆動電極Ｔｘとし、共通電極３００は、ダミー電極として形成され、タッチセンサ機能の駆動には使用しない。
【０１５９】
＜実施の形態４＞
図２６乃至図２８を用いて、本発明の実施の形態４のタッチセンサ装置について説明する。実施の形態４は、実施の形態３Ａの構成に対して、更に、検出電極Ｒｘの形状を工夫した構成を有する。即ち実施の形態４は、所定のタッチ検出感度の比率を構成する手段として、検出電極Ｒｘと駆動電極Ｔｘとの両方の形状を工夫した構成を有する。
【０１６０】
図２６は、実施の形態４のタッチセンサ装置の概要としてタッチ検出エリアＡｓの電極等のＸＹ平面の構成を示す。駆動電極Ｔｘの構成は、実施の形態３Ａと同様であり、細線部４１と張り出し電極部４２とを有する。実施の形態４は、検出電極Ｒｘの形状については、実施の形態２Ｂと同様に、ピッチｐａ及びピッチｐｂにより、検出単位ＵのＸ方向左右の境界線寄りに細線部８０が配置される。そして検出電極Ｒｘは、検出領域ｅ１とする検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤの箇所に対応させて、開口部を持つ張り出し電極部８３を有する。検出電極ＲｘＡの張り出し電極部８３は、細線部８０からＸ方向右側へ張り出し、検出電極ＲｘＢの張り出し電極部８３は、細線部８０からＸ方向左側へ張り出す。
【０１６１】
図２７は、図２６のタッチ検出エリアＡｓの電極等の拡大図を示す。ＸＹ平面において、検出電極Ｒｘの張り出し電極部８３は、矩形の外周部で閉じられた内側に１つの矩形の開口部ｇ３を持つ形状である。検出電極Ｒｘの張り出し電極部８３の形状は、言い換えると、概略一定幅の細線部による額縁形状である。張り出し電極部８３の開口部ｇ３は、Ｚ方向下側に配置されている駆動電極Ｔｘの細線部４１及び張り出し電極部４２を含む矩形の上に重なる形状である。即ち開口部ｇ３の矩形は、駆動電極Ｔｘの細線部４１及び張り出し電極部４２を含む矩形と同じ形状であり、図２７の構成例では各矩形の輪郭線がＸＹ平面視で一致する。
【０１６２】
上記電極形状の構成により、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの交差部は、交差部ｃ１及び交差部ｃ２になる。非検出領域ｅ２に対応する交差部ｃ２は、駆動電極Ｔｘの細線部４１と検出電極Ｒｘの細線部８０との交差により面積が小さく、当該交差部ｃ２の付近はタッチ検出感度が低くなる。検出領域ｅ１に対応する交差部ｃ１は、駆動電極Ｔｘの細線部４１と検出電極Ｒｘの張り出し電極部８３の細線との交差により面積が小さい。開口部ｇ３に対応する駆動電極Ｔｘの矩形の電極部と、そのＺ方向上側の検出電極Ｒｘの張り出し電極部８３との間で開口部ｇ３を通じて電界が発生する領域が多くなる。よって検出領域ｅ１に対応する検出単位ＵＡ乃至検出単位ＵＤにおいてはタッチ検出感度が高くなる。
【０１６３】
図２８は、図２７の構成による電界の様子を示す。図２８（ａ）は、ＸＹ平面における駆動電極Ｔｘにおける検出単位ＵＡ及び検出単位ＵＣを含む領域を示す。図２８（ｂ）は、図２８（ａ）のJ9−J10断面の電界を示す。張り出し電極部８３がある部分については、駆動電極Ｔｘの張り出し電極部４２のＺ方向上側の開口部ｇ３を通じて電界が発生する領域が多くなるので、タッチ検出感度が高くなる。一方、Ｘ方向における張り出し電極部４２の間の位置においては、駆動電極Ｔｘが存在しないので、殆ど電界が発生しない。当該開口部ｇ３に対応した領域のタッチ検出感度を１とすると、張り出し電極部４２の間の位置のタッチ検出感度は殆ど０になる。図２８（ｃ）は、図２８（ａ）のJ11−J12断面の電界を示す。張り出し電極部４２がある部分については図２８（ｂ）と同様にタッチ検出感度が高くなる。一方、Ｘ方向における検出電極ＲｘＢ及び検出電極ＲｘＤと交差する位置においては、前述のように細線部４１と細線部８０とが交差するのみであり、弱い電界しか発生せず、タッチ検出感度は低くなる。
【０１６４】
以上のように実施の形態４によれば、実施の形態３Ａ等と同様の効果が得られ、開口部ｇ３を持つ張り出し電極部８３により所定のタッチ検出感度が得られる。
【０１６５】
なお実施の形態４の変形例として、図２６の検出電極Ｒｘは、開口部を持つ張り出し電極部８３を無くして、単純にＹ方向に延在する細線部８０の形状としてもよい。この変形例においても、駆動電極Ｔｘの張り出し電極部４２による矩形の領域と、当該領域に近い方の検出電極Ｒｘの細線部８０との間で電界が発生し、所定のタッチ検出感度が得られる。
【０１６６】
また前述の実施の形態３Ａの変形例として、図２３の一定のピッチｐ１で配置された検出電極Ｒｘの細線部８０において、検出単位Ｕ及び駆動電極Ｔｘの張り出し電極部４２の配置の箇所に合わせて、検出電極Ｒｘ側に、実施の形態４と同様の開口部を持つ張り出し電極部を設けた形状としてもよい。
【０１６７】
また実施の形態３Ｂと同様に、実施の形態４の構成をインセル型タッチセンサ付き表示装置に適用した形態も可能である。即ちこの形態は、図２６の駆動電極Ｔｘが兼用電極Ｔｃとして構成され、Ｙ方向で隣り合う兼用電極Ｔｃの間に存在する領域が共通電極３００として構成される。
【０１６８】
＜実施の形態５＞
図２９乃至図３５を用いて、本発明の実施の形態５のタッチセンサ付き表示装置について説明する。実施の形態５は、タッチセンサ装置を備える表示装置であるタッチセンサ付き表示装置、特にタッチセンサ装置を液晶表示パネル部に内蔵した液晶表示装置である、インセル型タッチセンサ付き表示装置に適用した形態を示す。実施の形態５のインセル型タッチセンサ付き表示装置は、実施の形態１Ａの図４の構成と同様に、従来のインセル型タッチセンサ付き表示装置に対して、兼用電極ＴｃのＹ方向の幅を大きくした構成、言い換えると隣り合う２本の兼用電極Ｔｃを１本に一体化した構成、検出電極Ｒｘの配置のピッチを狭くして数を増やした構成、及び、検出電極Ｒｘの形状を工夫して所定のタッチ検出感度とした構成等を有する。
【０１６９】
［タッチセンサ付き表示装置及びパネル部平面］
図２９は、実施の形態５のタッチセンサ付き表示装置２におけるパネル部のＸＹ平面の構成を示す。図２９（ａ）は、タッチセンサ付き表示装置２のパネル部を構成するＺ方向下側の基板構造体であるＴＦＴ基板１１側の兼用電極Ｔｃを含む構成を示す。図２９（ｂ）は、タッチセンサ付き表示装置２のパネル部を構成するＺ方向上側の基板構造体であるカラーフィルタ基板１２側の検出電極Ｒｘを含む構成を示す。なお図２９は、液晶表示装置の構成要素の部分については図示を省略している。タッチセンサ付き表示装置２のパネル部は、概略的には、Ｚ方向で重なる２つの基板構造体であるＴＦＴ基板１１及びカラーフィルタ基板１２により構成される。
【０１７０】
パネル部のＸＹ平面は、画面エリアＡＧと、画面エリアＡＧの外側の周辺エリアＡｆとを有する。画面エリアＡＧは、表示機能の表示エリアＡｄと、タッチセンサ機能のタッチ検出エリアＡｓとを含むエリアであり、Ｚ方向において表示エリアＡｄとタッチ検出エリアＡｓとが重なるエリアである。画面エリアＡＧは、ＴＦＴ基板１１側においてＸ方向に並行するＭ本の兼用電極Ｔｃが形成され、カラーフィルタ基板１２側においてＹ方向に並行するＮ本の検出電極Ｒｘが形成される。
【０１７１】
ＴＦＴ基板１１には、前述の駆動電極Ｔｘの代わりに兼用電極Ｔｃが形成されている。兼用電極Ｔｃは、前述の実施の形態１Ａの駆動電極Ｔｘと同様に、画面エリアＡＧにおいて分割された複数の長方形のブロックにより構成されている。兼用電極Ｔｃは、液晶表示装置の表示機能を構成する共通電極と、タッチセンサ機能を構成する駆動電極とが１つの駆動電極として共通化され、各機能に兼用される電極である。
【０１７２】
周辺エリアＡｆは、兼用電極Ｔｃ及び検出電極Ｒｘに接続される回路部等が形成される。本構成例においては、ＴＦＴ基板１１側は、周辺エリアＡｆのＸ方向左右両側のエリアに実装される回路部である兼用電極駆動部７０と、周辺エリアＡｆのＹ方向下側のエリアに実装される第１のＩＣチップ２１３とを有する。兼用電極駆動部７０は、Ｍ本の兼用電極Ｔｃに接続される。兼用電極駆動部７０は、Ｍ本の兼用電極Ｔｃのタッチ駆動及び共通駆動を行う。
【０１７３】
第１のＩＣチップ２１３は、タッチセンサ付き表示装置２の制御部、及び液晶表示用の回路部等が実装される。あるいは、第１のＩＣチップ２１３は、兼用電極駆動部７０が実装されてもよい。第１のＩＣチップ２１３は、兼用電極駆動部７０及びフレキシブルプリント基板２３０に接続される。第１のＩＣチップ２１３は、ＴＦＴ基板１１を構成するガラス基板上に実装される。ＴＦＴ基板１１側のフレキシブルプリント基板２３０は、前面基板１０２側のフレキシブルプリント基板２３０と一体的に接続される。フレキシブルプリント基板２３０の図示しない一方端は、外部の電子機器等に接続される。
【０１７４】
カラーフィルタ基板１２側は、周辺エリアＡｆのＹ方向下側に、検出電極Ｒｘの端部に接続されるフレキシブルプリント基板２３０を有する。カラーフィルタ基板１２側のフレキシブルプリント基板２３０は、第２のＩＣチップ２１２が搭載される。第２のＩＣチップ２１２は、タッチ検出部６０が実装される。第１のＩＣチップ２１３と第２のＩＣチップ２１２とがフレキシブルプリント基板２３０を通じて接続される。タッチセンサ付き表示装置２は、第１のＩＣチップ２１３と第２のＩＣチップ２１２とを同期制御する。
【０１７５】
［パネル部断面］
図３０は、実施の形態５のタッチセンサ付き表示装置２を構成するパネル部５Ｂの概略的なＸＺ断面の構成を示す。パネル部５Ｂは、インセル型として兼用電極Ｔｃを内蔵した液晶表示パネル部である。パネル部５Ｂは、Ｚ方向の背面側の第１基板構造体であるＴＦＴ基板１１と、前面側の第２基板構造体であるカラーフィルタ基板１２と、それらの間に封止される表示機能層である液晶層１３とを有する。なおパネル部５Ｂにおける背面ｓ３及び前面ｓ４には公知の偏光板等が接続され、背面ｓ３には公知のバックライト等が接続されるが、図示を省略する。
【０１７６】
液晶層１３は、液晶が封止されその配向が制御される層である。なお液晶層１３は、そのＺ方向の下面ｓ５及び上面ｓ６に公知の配向膜が形成されるが図示を省略する。また液晶層１３は、画面エリアＡＧの外側の周辺エリアＡｆに対応する領域に封止部を含むが図示を省略する。液晶層１３の駆動方式として、本実施の形態では、横電界型の一種であるフリンジ・フィールド・スイッチング（ＦＦＳ：Fringe Field Switching）を適用した場合を示すが、これに限らず各種適用可能である。ＦＦＳの場合、ＴＦＴ基板１１において、誘電体層１６を介して共通電極として機能する兼用電極Ｔｃと画素電極３６とが基板面に垂直なＺ方向に重ねて設けられる。回路部からの兼用電極Ｔｃ及び画素電極３６等に対する電圧の制御に基づいて液晶層１３の液晶の配向が制御される。ＦＦＳでは、主に基板面に対して斜め方向または放物線状の電界、いわゆるフリンジ電界が発生する。
【０１７７】
ＴＦＴ基板１１においては、ガラス基板１１１上に、ＴＦＴ層１１３、兼用電極層１４、誘電体層１６、及び画素電極層１５等が形成される。ＴＦＴ層１１３は、ガラス基板１１１上に、下記図３１のようなＴＦＴ素子３５、ゲート線ＧＬ、及びソース線ＳＬ等が形成される層を簡略的に示す。兼用電極層１４は、兼用電極Ｔｃが形成される層を示す。画素電極層１５は、画素電極３６が形成される層を示す。画面エリアＡＧに含まれている表示エリアＡｄにおいて、兼用電極Ｔｃは、液晶表示の共通電極として機能させる時は画素に拠らずに共通の状態になるように駆動される。表示エリアＡｄにおいて、画素電極３６は、画素の配列に応じた個別の電極部として構成され、画素ごとの状態になるように駆動される。兼用電極層１４の位置は、公知の液晶表示装置やオンセル型タッチセンサ付き表示装置において共通電極が形成される位置と同じである。なお兼用電極層１４は、周辺エリアＡｆにおいて兼用電極Ｔｃの端部と兼用電極用の配線とが接続される部分を含む。
【０１７８】
カラーフィルタ基板１２においては、ガラス基板１１２に、カラーフィルタ層１１４、及び検出電極層１７が形成される。カラーフィルタ層１１４は、各色のカラーフィルタ、遮光膜、及びオーバーコート膜等が形成される層を簡略的に示す。カラーフィルタ層１１４は、例えばＺ方向において液晶層１３の上面ｓ６に近い側に形成される。なお周辺エリアＡｆは、例えば遮光膜が形成される。なお当該遮光膜は、ブラックマトリクス（Black matrix：BM）ともいう。検出電極層１７は、検出電極Ｒｘが形成される層であり、例えばＺ方向においてカラーフィルタ基板１２の前面ｓ４に近い側に形成される。
【０１７９】
ＴＦＴ基板１１側の兼用電極Ｔｃと、カラーフィルタ基板１２側の検出電極Ｒｘとの対により、検出単位Ｕに対応付けられる容量Ｃが構成される。なお図３０等の断面図は概略であり、実装においては例えば液晶層１３のＺ方向の厚さがＴＦＴ基板１１等の厚さに比べて小さく、他の寸法や比率についても実装に応じたものとなる。
【０１８０】
タッチセンサ付き表示装置の構造は、図３０の実施の形態５のインセル型タッチセンサ付き表示装置２の構造に限らず他の構造も可能である。他の実施の形態として、オンセル型タッチセンサ付き表示装置としてもよい。本実施の形態のオンセル型タッチセンサ付き表示装置は、公知の液晶表示装置の液晶表示パネル部の表示面側である前面側に、前述の実施の形態１Ａ等のタッチセンサ装置を、タッチセンサ層として外付けで接続する形態とする。なおその場合、液晶表示パネル部とタッチセンサ層との接続の形態は、接着や機械的な保持等の形態が可能である。あるいは、本実施の形態のオンセル型タッチセンサ付き表示装置は、公知の液晶表示パネル部に設けられる前面側のカバーにおいて、前述の実施の形態１Ａ等のタッチセンサ装置の機能をタッチセンサ層として内蔵した形態とする。
【０１８１】
［液晶表示装置の画素］
図３１は、図３０の構成に対応した、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型の液晶表示装置における画素の等価回路の構成を示す。液晶表示パネル部において、Ｘ方向に並行するゲート線ＧＬと、Ｙ方向に並行するソース線ＳＬとの各交差部に対応させて画素が構成される。この画素は、スイッチ素子であるＴＦＴ素子３５と、画素電極３６と、保持容量３７とを有する。ＴＦＴ素子３５のゲート電極ｇはゲート線ＧＬに接続され、ソース電極ｓはソース線ＳＬに接続され、ドレイン電極ｄは画素電極３６及び保持容量３７の一方の端子に接続される。ゲート線ＧＬは、表示エリアＡｄの画素を選択するための走査線であり、ソース線ＳＬは表示エリアＡｄの画素に表示データを与えるためのデータ線である。また本明細書では、データ線を信号線ともいう。画素電極３６の対向電極及び保持容量３７の他方の端子は共通電極３８として画素間で共通に接続される。共通電極３８は、実施の形態５では兼用電極Ｔｃにより構成される。
【０１８２】
［タッチセンサ付き表示装置及び電子機器］
図３２は、実施の形態５のタッチセンサ付き表示装置２の機能ブロック構成と、実施の形態５のタッチセンサ付き表示装置２を備える電子機器３Ｂの構成とを示す。タッチセンサ付き表示装置２は、パネル部５Ｂ、及び回路部６Ｂを有する。パネル部５Ｂは、前述のＴＦＴ基板１１、及びカラーフィルタ基板１２を含む。回路部６Ｂは、制御部２０２、兼用電極駆動部７０、タッチ検出部６０、ゲート線駆動部１５１及びソース線駆動部１５２等を含む。なお図示上、パネル部５Ｂと回路部６Ｂとを分けているが、パネル部５Ｂに回路部６Ｂを実装可能である。また回路部６Ｂの各部は適宜統合や分離した形態が可能である。
【０１８３】
制御部２０２は、タッチセンサ付き表示装置２の制御部であり、タッチセンサ機能の制御部と液晶表示装置の表示機能の制御部とを１つに統合した構成例を示す。制御部２０２は、タッチセンサ機能と表示機能とを同期制御する。なおタッチセンサ付き表示装置２は、制御部２０２を省略して、表示機能用の回路部とタッチセンサ機能用の回路部とを同期制御する構成としてもよい。制御部２０２は、電子機器３Ｂの制御部９１との間で入出力Ｉ/Ｆ部９３を介して連携し、制御部９１からの指示に基づいてタッチセンサ機能及び表示機能を制御する。制御部２０２は、兼用電極駆動部７０に対して、兼用電極Ｔｃに関する共通駆動の制御信号やタッチ駆動の制御信号を与え、タッチ検出部６０からはタッチ検出情報を受け取る。また制御部２０２は、表示機能に関する各回路部であるゲート線駆動部１５１及びソース線駆動部１５２等に対して駆動制御信号を与える。また制御部２０２は、制御部９１に対してタッチ検出情報をレポートとして送信する。
【０１８４】
ゲート線駆動部１５１は、ＴＦＴ基板１１のゲート線ＧＬ群を走査信号により走査駆動する。ソース線駆動部１５２は、ゲート線ＧＬの走査に同期して、ＴＦＴ基板１１のソース線ＳＬ群に対しデータ信号を与える。なお本実施の形態はインセル型であるため、液晶表示用の共通電極の駆動部は、兼用電極駆動部７０に統合されている。本実施の形態は、オンセル型タッチセンサ付き表示装置の形態とする場合は、共通電極の駆動部を専用に設ける。
【０１８５】
兼用電極駆動部７０は、制御部２０２からの制御指示に基づき、パネル部５ＢのＴＦＴ基板１１の複数の兼用電極Ｔｃに対して、表示期間Ｋｄの時は共通駆動用の電圧Ｖcomを印加する共通駆動を行い、タッチ検出期間Ｋｓの時はタッチ駆動信号Ｓｔを印加するタッチ駆動を行う。兼用電極駆動部７０によるタッチ駆動に伴い、タッチ検出部６０は、検出回路部６１により、パネル部５Ｂの複数の検出電極Ｒｘからの出力信号をタッチ検出信号Ｓｒとして検出し、位置計算部６２によりタッチの有無や位置等を計算してタッチ検出情報を得る。
【０１８６】
電子機器３Ｂは、タッチセンサ付き表示装置２、制御部９１、記憶部９２、入出力Ｉ/Ｆ部９３、入力装置９４、出力装置９５、通信Ｉ/Ｆ部９６、バス、及びその他図示しない電源部等を含む。制御部９１は、電子機器３Ｂの制御処理を行う。入出力Ｉ/Ｆ部９３は、タッチセンサ付き表示装置２が接続され、そのインタフェース処理を行う。制御部９１は、例えば外部から映像信号を入力し、あるいは内部で映像信号を生成し、記憶部９２に格納する。制御部９１からは入出力Ｉ/Ｆ部９３を介して映像信号や制御指示情報をタッチセンサ付き表示装置２の制御部２０２へ与える。これに従い、制御部２０２は、ゲート線駆動部１５１及びソース線駆動部１５２へ映像データやタイミング信号等を与える。
【０１８７】
［兼用電極駆動部］
図３３は、実施の形態５のパネル部５Ｂにおける兼用電極駆動部７０の構成例を示す。本構成例として、ＴＦＴ基板１１は、周辺エリアＡｆの例えば左側のエリア及び下側のエリアにおいて、兼用電極駆動部７０が実装されている。なお図３３はその他の実装される液晶表示用の回路部等については図示を省略している。兼用電極駆動部７０は、タッチ駆動回路部７１と、共通駆動部７２と、走査回路部７３とを含む。兼用電極駆動部７０は、制御部２０２からの制御指示に基づき、タッチ駆動回路部７１と共通駆動部７２とを時分割で同期させながら兼用電極Ｔｃを駆動する。
【０１８８】
タッチ駆動回路部７１は、パルス生成回路等を含み、タッチセンサ機能のタッチ検出期間Ｋｓの時に兼用電極Ｔｃを駆動電極として機能させるタッチ駆動を行う。タッチ駆動回路部７１は、タッチ駆動の際、タッチ駆動信号Ｓｔを生成し、配線ａを通じて、ＴＦＴ基板１１のタッチ検出エリアＡｓの各駆動電極Ｔｘに対して印加する。
【０１８９】
共通駆動部７２は、表示機能の表示期間Ｋｄの時に兼用電極Ｔｃを液晶表示用の共通電極として機能させる共通駆動を行う。共通駆動部７２は、共通駆動の際、共通駆動用の電圧Ｖcomを生成し、配線ｂを通じて、ＴＦＴ基板１１の表示エリアＡｄのすべての兼用電極Ｔｃに対して印加する。
【０１９０】
兼用電極Ｔｃに接続される配線は、タッチ駆動信号Ｓｔが伝送される配線ａと、共通の電圧Ｖcomが印加される配線ｂとを含む。配線ａは、タッチ検出エリアＡｓの複数の兼用電極Ｔｃの端部に対してスイッチＳＷａを介して接続される。配線ｂは、表示エリアＡｄの複数の兼用電極Ｔｃの端部に対してスイッチＳＷｂを介して接続される。
【０１９１】
走査回路部７３は、シフトレジスタ等を含む構成であり、画面エリアＡＧの兼用電極Ｔｃを走査駆動する際の制御を行う。走査回路部７３は、表示期間Ｋｄ及びタッチ検出期間Ｋｓの際、所定の兼用電極Ｔｃの駆動に対応させた制御用の信号を出力し、配線ａのスイッチＳＷａ、及び配線ｂのスイッチＳＷｂのそれぞれのオン及びオフを切り替える。走査回路部７３は、表示期間Ｋｄの共通駆動の際、配線ａ側のスイッチＳＷａをオフ、配線ｂ側のスイッチＳＷｂをオンにし、画面エリアＡＧのすべての兼用電極７１に対して共通の電圧Ｖcomを印加する。走査回路部７３は、タッチ検出期間Ｋｓのタッチ駆動の際、配線ａ側のスイッチＳＷａを、走査対象の兼用電極Ｔｃに対応するスイッチのみオンとし、配線ｂ側のスイッチＳＷｂをオフにする。これにより走査対象の兼用電極Ｔｃに対してタッチ駆動信号Ｓｔのパルスが印加される。
【０１９２】
［駆動方式及び駆動期間］
図３４は、実施の形態５のタッチセンサ付き表示装置２における駆動方式及び駆動期間の構成例として、各種の信号及び電圧のタイミング図を示す。本構成例は、液晶表示に対応したフレーム画像を表示する期間であるフレーム期間Ｆにおける、表示機能の表示期間Ｋｄとタッチセンサ機能のタッチ検出期間Ｋｓとを時分割で駆動する方式に対応した構成例を示す。本駆動方式は、フレーム期間Ｆごとに表示期間Ｋｄ及びタッチ検出期間Ｋｓを同期させる。本駆動方式は、固定の長さのフレーム期間Ｆ内に所定の長さの表示期間Ｋｄ及び所定の長さのタッチ検出期間Ｋｓが収まるように各時間が確保される。表示期間Ｋｄは、表示エリアＡｄにおける液晶表示のフレーム画像の表示のための画素書き込み期間を含む。タッチ検出期間Ｋｄは、タッチ検出エリアＡｓの複数の兼用電極Ｔｃの走査駆動によるタッチ駆動の時間であるタッチ駆動時間を含む。
【０１９３】
図３４（ａ）のＦsyncは、固定の長さの１フレーム期間Ｆを規定する信号を示す。図３４（ｂ）のＳ＿ＧＬは、ゲート線駆動部１５１からゲート線ＧＬへの走査信号を示す。図３４（ｃ）のＳ＿ＳＬは、ソース線駆動部１５２からソース線ＳＬへのデータ信号を示す。図３４（ｄ）のＳ＿ＰＩＸは、画素ごとの透過率に応じて画素電極３６へ印加される画素電圧の例を示す。図３４（ｅ）のＳ＿Ｔｃは、兼用電極駆動部７０から兼用電極Ｔｃに対して印加する信号及び電圧の例を示す。図３４（ｆ）のＳ＿Ｒｘは、タッチ検出期間Ｋｓに検出電極Ｒｘから出力信号として出力されタッチ検出部６０に入力されタッチ検出信号Ｓｒとして検出される信号を示す。
【０１９４】
図３４（ｅ）のＳ＿Ｔｃにおいて、表示期間Ｋｄにおいては、兼用電極駆動部７０は、共通駆動部７２及び走査回路部７３により、共通駆動用の電圧Ｖcomを生成し、画面エリアＡＧのすべての兼用電極Ｔｃに対して印加する。電圧Ｖcomは、液晶表示の駆動方式に応じた電圧である。タッチ検出期間Ｋｓにおいては、兼用電極駆動部７０は、タッチ駆動回路部７１及び走査回路部７３により、タッチ駆動信号Ｓｔを生成し、画面エリアＡＧ内の走査対象の兼用電極Ｔｃに対して順次に印加する走査駆動を行う。タッチ駆動信号Ｓｔは、例えば所定の周波数による交流のパルスによる信号である。
【０１９５】
［タッチ検出エリア］
図３５は、実施の形態５における画面エリアＡＧのうちのタッチ検出エリアＡｓの兼用電極Ｔｃ及び検出電極Ｒｘ等の構成を示す。図３５の構成は、実施の形態１Ａで述べた図４の構成と異なる構成として、前述の駆動電極Ｔｘの代わりに兼用電極Ｔｃが設けられている。
【０１９６】
なおタッチ検出エリアＡｓの検出単位Ｕのマトリクスの構成は、表示機能の表示エリアＡｄにおける画素のマトリクスに対して、複数の画素に対して１つの検出単位Ｕの比率で構成される。またＺ方向における画素と検出単位Ｕとの重なりは、例えば画素を構成する電極のエッジと検出単位Ｕを構成する兼用電極Ｔｃ及び検出電極Ｒｘのエッジとがなるべく一致するように配置される。
【０１９７】
実施の形態５において、タッチ検出期間Ｋｓに上記タッチ検出エリアＡｓの兼用電極Ｔｃを走査駆動する際のシーケンスは、前述の図１１と同様になる。これにより、実施の形態５によれば、実施の形態１Ａと同様に、タッチセンサ機能に関するタッチ検出エリアＡｓにおけるタッチ検出密度を維持しながら、タッチ駆動時間Ｔall及びタッチ検出期間Ｋｓを短縮することができる。またタッチセンサ付き表示装置２のタッチ検出エリアＡｓの電極等の構成は、実施の形態１Ａの構成に限らず、前述の実施の形態１Ｂ乃至実施の形態４の構成を同様に適用可能である。
【０１９８】
＜電子機器＞
図３６乃至図４１は、前述の実施の形態の電子機器３Ａ及び電子機器３Ｂの適用例を示す。図３６（ａ）の電子機器３ａは、スマートフォンである場合の概略的な外観形状例を示す。図３６（ｂ）の電子機器３ａは、タブレット端末である場合の概略的な外観形状例を示す。図３６（ａ）または図３６（ｂ）の電子機器３ａの筐体３ａ１は、前述の画面エリアＡＧに相当する領域３ａ２を有する。
【０１９９】
図３７の電子機器３ｂは、携帯電話機である場合の外観形状例を示す。図３７（ａ）及び図３７（ｂ）は、電子機器３ｂの筐体３ｂ１の折り畳みの前後の状態を示す。図３７（ａ）の電子機器３ｂの筐体３ｂ１は、その内面側に、前述の画面エリアＡＧに相当する領域３ｂ２を有する。また図３７（ｂ）の折り畳んだ筐体３ｂ１は、その外面側に前述の画面エリアＡＧに相当する領域３ｂ３を有する。
【０２００】
図３８の電子機器３ｃは、テレビジョン装置である場合の外観形状例を示す。電子機器３ｃの筐体３ｃ１は、その前面側に、前述の画面エリアＡＧに相当する領域３ｃ２を有する。図３９の電子機器３ｄは、ノートＰＣである場合の外観形状例を示す。電子機器３ｄの折り畳み可能な筐体３ｄ１は、その表示側となる面に、前述の画面エリアＡＧに相当する領域３ｄ２を有する。
【０２０１】
図４０の電子機器３ｅは、デジタルカメラである場合の外観形状例を示す。電子機器３ｅの筐体３ｅ１は、そのモニタ側となる面に、前述の画面エリアＡＧに相当する領域３ｅ２を有する。図４１の電子機器３ｆは、デジタルビデオカメラである場合の外観形状例を示す。電子機器３ｆの筐体３ｆ１は、その開閉可能な部分における外側へ開いたときのモニタ側となる面に、前述の画面エリアＡＧに相当する領域３ｆ２を有する。
【０２０２】
＜効果等＞
以上説明したように、各実施の形態は、パネル部における駆動電極や検出電極を含む電極形状等の設計の工夫、具体的には駆動電極や検出電極の配置の幅やピッチ、及び張り出し電極部の有無等の工夫を有する。これにより、各実施の形態は、少ない走査数によって所定のタッチ検出感度による複数の出力信号をタッチ検出信号として得られる。これにより、各実施の形態は、タッチセンサ機能に関するタッチ検出エリアにおけるタッチ検出密度を維持しながら、タッチ駆動時間及びタッチ検出期間を短縮することができる。なお各実施の形態は、タッチ駆動時に同時に駆動する電極への入力信号を異なる振幅等に変更乃至調整するといった工夫は必要無く、同じ入力信号により電極を駆動することにより、自動的に好適なタッチ検出感度による複数の出力信号が得られる。
【０２０３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０２０４】
他の実施の形態として、実施の形態１Ａの駆動電極Ｔｘや実施の形態５の兼用電極Ｔｃの形状は、前述の長方形のブロックの形状に限らず、例えば１つの電極が、Ｘ方向に延在する複数の細線への分岐から成る形状としてもよい。また検出電極Ｒｘの張り出し電極部の形状は、開口部を持つ矩形の形状に限らず、櫛歯を持つ形状としてもよい。例えば、検出電極Ｒｘの張り出し電極部は、Ｙ方向に延在する細線部８０から、Ｘ方向に櫛歯形状に複数の細線部が張り出す形状としてもよい。
【０２０５】
他の実施の形態として、タッチセンサ付き表示装置に適用する表示装置は、液晶表示装置に限らず、各種の表示装置、例えば有機ＥＬ表示装置やプラズマ表示装置等も適用可能である。前述の実施の形態では、表示機能層として液晶層１３を持つ液晶表示装置に適用した場合を説明したが、他の表示機能層を持つ表示装置を適用可能である。例えば表示機能層として有機ＥＬ層を有する有機ＥＬ表示装置において、前述の実施の形態と同様の駆動電極及び検出電極等の構成や回路部の構成を適用することにより、タッチセンサ付き有機ＥＬ表示装置を提供可能である。また前述のパネル部を構成するガラス基板等の材料については、剛性が高い材料に限らず、剛性が低い材料で構成することにより、電子ペーパー等にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２０６】
本発明は、各種の表示装置及び電子機器等に利用可能である。
【符号の説明】
【０２０７】
１…タッチセンサ装置、２…タッチセンサ付き表示装置、３Ａ，３Ｂ…電子機器、５Ａ，５Ｂ…パネル部、６Ａ，６Ｂ…回路部、１１…ＴＦＴ基板、１２…カラーフィルタ基板、１３…液晶層、３６…画素電極、３８…共通電極、４１…細線部、４２…張り出し電極部、５０…タッチ駆動部、５１…駆動回路部、５２…走査回路部、６０…タッチ検出部、６１…検出回路部、６２…位置計算部、７０…兼用電極駆動部、７１…タッチ駆動回路部、７２…共通駆動部、７３…走査回路部、８０…細線部、８１，８１ｂ，８２，８２ｂ，８３…張り出し電極部、１０１…背面基板、１０２…前面基板、１５１…ゲート線駆動部、１５２…ソース線駆動部、２０１，２０２…制御部、２１１，２１２，２１３…ＩＣチップ、２３０…フレキシブルプリント基板、３００…共通電極、５００，６００…タッチ検出領域、Ｔｘ，ＴｘＡ，ＴｘＢ…駆動電極、Ｒｘ，ＲｘＡ，ＲｘＢ，ＲｘＣ，ＲｘＤ…検出電極、Ｔｃ…兼用電極、Ａｓ…タッチ検出エリア、Ａｆ…周辺エリア、Ａｄ…表示エリア、ＡＧ…画面エリア、Ｕ，ＵＡ，ＵＢ，ＵＣ，ＵＤ…検出単位、ＧＬ…ゲート電極、ＳＬ…ソース電極、Ｓ…入力信号、Ｑ…出力信号、Ｓｔ…タッチ駆動信号、Ｓｒ…タッチ検出信号、ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２…組、ｃ１，ｃ２…交差部、ｅ１…検出領域、ｅ２…非検出領域、ｇ１，ｇ２，ｇ３…開口部、ｒＡ…第１領域、ｒＢ…第２領域。
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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