(57)【要約】【課題】タッチ検出電極として近接する物体の位置を検出する、タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器を提供することにある。【解決手段】タッチ検出機能付き表示装置は、第１電極及び第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、第１電極及び第２電極のうちの一方をタッチ検出電極として近接する物体の位置を検出するタッチ検出部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、を含む可変焦点レンズ部と、
前記可変焦点レンズ部を介して画像を表示する表示領域を備える表示部と、
前記表示部の内部または前記表示領域と対向する位置に設けられ、複数に分割された駆動電極と、
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極として前記駆動電極との間における、静電容量の変化に基づき、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部と、を備えるタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項２】
前記表示領域には、複数の画素電極が配置され、
前記表示部は、画像信号に基づいて、前記画素電極と前記駆動電極との間に表示用駆動電圧を印加して画像表示機能を発揮させる、請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項３】
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極として前記タッチ検出部が検出中の場合、前記第１電極及び前記第２電極のうちの他方の電位が固定されていないフローティング状態にある、請求項１または請求項２に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項４】
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極である場合、前記第１電極及び前記第２電極のうちの他方が前記駆動電極になる、請求項１または請求項２に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項５】
前記タッチ検出電極である、前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方は、複数に分割された電極パターンであり、複数の前記電極パターンのうち所定のピッチごとの一部の電極パターンが前記タッチ検出部に接続される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項６】
前記タッチ検出部に接続される複数の前記電極パターンの端部が導通されている、請求項５に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項７】
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方が延在する方向は、前記第１電極及び前記第２電極のうちの他方が延在する方向と異なり、かつ前記第１電極及び前記第２電極のうちの他方が延在する方向が、分割された前記駆動電極が延在する方向と平行である、請求項３に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項８】
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方が、複数に分割され、かつ行列配置された第１導電パターン及び第２導電パターンを含み、
前記タッチ検出部は、前記第１導電パターンをタッチ検出電極とし、前記第２導電パターンを前記駆動電極として近接する物体の位置を検出する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項９】
前記表示領域には、複数の画素が配置され、前記第１電極及び前記第２電極のうちの少なくとも１つが分割されて複数の導体パターンとなり、当該導体パターンの延在する方向が前記画素の一部を横切るように前記画素の配列される方向と角度をなすように延びている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１０】
前記所定の信号の実効電圧値以下で、前記駆動電極が駆動される、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１１】
前記可変焦点レンズ部は、前記画像の３次元表示と２次元表示とを切り替える、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１２】
第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、を含む可変焦点レンズ部と、
前記可変焦点レンズ部を介して画像を表示する表示領域を備える表示部と、
前記表示部の内部または前記表示領域と対向して設けられ、複数に分割された駆動電極と、
複数に分割されたタッチ検出電極と、
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方が前記駆動電極として、前記タッチ検出電極と前記駆動電極との間における、静電容量の変化に基づき、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部と、を備え、
前記第１電極及び前記第２電極がそれぞれ分割され、前記第１電極が延在する方向は、前記第２電極が延在する方向と平行であり、前記第１電極及び前記第２電極のうち、焦点可変用の共通電位を加える方の電極幅を広くする、
タッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置を備える、電子機器。
【請求項１４】
第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、を含む可変焦点レンズ部と、
複数に分割された駆動電極と、
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極として前記駆動電極との間における、静電容量の変化に基づき、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部と、を備え、
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極である場合、前記第１電極及び前記第２電極のうちの他方が前記駆動電極になるタッチ検出デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部近接物体を検出可能な表示装置に係り、特に静電容量の変化に基づいて外部近接物体を検出可能なタッチ検出機能付き表示装置、電子機器及びタッチ検出デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着または一体化される、タッチ検出機能付き表示装置に用いられている。そして、タッチ検出機能付き表示装置は、表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、タッチパネルを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ている。このようなタッチパネルを有する、タッチ検出機能付き表示装置は、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】
タッチ検出装置の方式として、光学式、抵抗式、静電容量式などいくつかの方式が存在する。静電容量式のタッチ検出装置は、携帯端末などに用いて、比較的単純な構造をもち、かつ低消費電力が実現できる。例えば、特許文献１には、複数の表示画素電極と、表示画素電極と対向して設けられた共通電極と、画像表示機能を有する表示機能層と、画像信号に基づいて表示画素電極と共通電極との間に表示用電圧を印加して表示機能層の表示機能を発揮させるように画像表示制御を行う表示制御回路と、共通電極と対向してまたは並んで設けられ、共通電極との間に静電容量を形成するタッチ検出電極とを備えるタッチセンサ付き表示装置（タッチ検出機能付き表示装置）が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、複数の画素を含む画素部と、画素部から発せられた光に基づく画像を表示すると共に、その画像の３次元表示および２次元表示を切り替え可能な表示切り替え機能部と、物体の接触または近接の有無を検出するセンサ部とを備える表示装置および電子機器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４４９５８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９８４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の表示装置および電子機器によれば、３次元映像および２次元映像を切り替え可能に表示しつつ、ユーザによる情報入力が可能となる。特許文献２では、駆動電極が液晶レンズ部と共に、タッチセンサ部をも駆動するようになっており、一つの基板の表面に検出電極が、裏面に駆動電極がそれぞれ所定のパターンで形成されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献２の表示装置および電子機器では、液晶レンズ部の電極をタッチ検出機能のための検出電極として使用することについて、考慮されていない。特許文献２の表示装置および電子機器では、一つの基板の表面に検出電極が、裏面に駆動電極があるが、タッチ検出感度またはレンズ面の検出感度が低下する可能性があることについて、考慮されていない。
【０００８】
本開示は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、第１の目的及び第２の目的のうち少なくとも１つを解決する手段を提供する。本開示の第１の目的は、第１電極及び第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、第１電極及び第２電極のうちの一方をタッチ検出電極として近接する物体の位置を検出するタッチ検出部とを備える、タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器を提供することにある。
【０００９】
本開示の第２の目的は、第１電極及び第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、第１電極及び第２電極のうちの一方を駆動電極として近接する物体の位置を検出するタッチ検出部とを備え、検出感度を向上させる、タッチ検出機能付き表示装置及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】
【００１０】
本開示のタッチ検出機能付き表示装置は、第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、を含む可変焦点レンズ部と、前記可変焦点レンズ部を介して画像を表示する表示領域を備える表示部と、前記表示部の内部または前記表示領域と対向する位置に設けられ、複数に分割された駆動電極と、前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極として前記駆動電極との間における、静電容量の変化に基づき、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部と、を備える。
【００１１】
本開示のタッチ検出機能付き表示装置は、第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、を含む可変焦点レンズ部と、前記可変焦点レンズ部を介して画像を表示する表示領域を備える表示部と、前記表示部の内部または前記表示領域と対向して設けられ、複数に分割された駆動電極と、複数に分割されたタッチ検出電極と、前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方が前記駆動電極として、前記タッチ検出電極と前記駆動電極との間における、静電容量の変化に基づき、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部と、を備え、前記第１電極及び前記第２電極がそれぞれ分割され、前記第１電極が延在する方向は、前記第２電極が延在する方向と平行であり、前記第１電極及び前記第２電極のうち、焦点可変用の共通電位を加える方の電極幅を広くする。
【００１２】
本開示のタッチ検出デバイスは、第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、を含む可変焦点レンズ部と、複数に分割された駆動電極と、前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極として前記駆動電極との間における、静電容量の変化に基づき、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部と、を備え、前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極である場合、前記第１電極及び前記第２電極のうちの他方が前記駆動電極になる、タッチ検出デバイス。
【００１３】
本開示の電子機器は、上記タッチ検出機能付き表示装置を備えたものである。本開示の電子機器は、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。
【発明の効果】
【００１４】
本開示によれば、第１電極及び第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、第１電極及び第２電極のうちの一方をタッチ検出電極として近接する物体の位置を検出するタッチ検出部とを備える、タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器を提供できる。
【００１５】
または、本開示によれば、第１電極及び第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、第１電極及び第２電極のうちの一方を駆動電極として近接する物体の位置を検出するタッチ検出部とを備え、検出感度を向上させる、タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態１に係るタッチ検出機能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２は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。
【図３】図３は、図２に示す指が接触又は近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。
【図４】図４は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。
【図５】図５は、図４に示す指が接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。
【図６】図６は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。
【図７】図７は、タッチ検出機能付き表示装置のモジュールの一例を示す図である。
【図８】図８は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。
【図９】図９は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素配置を表す回路図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。
【図１１】図１１は、実施形態１に係る第１電極及び第２電極の一例を表す説明図である。
【図１２】図１２は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の液晶レンズの動作例を表す模式図である。
【図１３】図１３は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の液晶レンズの動作例を表す模式図である。
【図１４】図１４は、実施形態１の第２電極の配置の一例を表す模式図である。
【図１５】図１５は、実施形態１に係るタッチ検出のための駆動信号と、液晶レンズの駆動との関係を説明する説明図である。
【図１６】図１６は、実施形態１に係るタッチ検出のための駆動信号と、液晶レンズの駆動との関係の他の例を説明する説明図である。
【図１７】図１７は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。
【図１８】図１８は、実施形態２に係る第１電極及び第２電極の一例を表す説明図である。
【図１９】図１９は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。
【図２０】図２０は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の液晶レンズの概略断面構造を表す断面図である。
【図２１】図２１は、実施形態３に係る第２電極の一例を表す説明図である。
【図２２】図２２は、実施形態３に係る第１電極の一例を表す説明図である。
【図２３】図２３は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の液晶レンズの概略断面構造を表す断面図である。
【図２４】図２４は、実施形態５に係るタッチ検出機能付き表示装置の液晶レンズの概略断面構造を表す断面図である。
【図２５】図２５は、本実施形態に係る第１電極または第２電極の延在方向を説明するための模式図である。
【図２６】図２６は、本実施形態に係る第１電極または第２電極の延在方向を説明するための模式図である。
【図２７】図２７は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。
【図２８】図２８は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図２９】図２９は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３０】図３０は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３１】図３１は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３２】図３２は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３３】図３３は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３４】図３４は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３５】図３５は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３６】図３６は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３７】図３７は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３８】図３８は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３９】図３９は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図４０】図４０は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本開示を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施形態（タッチ検出機能付き表示装置）
１−１．実施形態１
１−２．実施形態２
１−３．実施形態３
１−４．実施形態４
１−５．実施形態５
１−６．実施形態の変形例
２．適用例（電子機器）
上記実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置が電子機器に適用されている例
３．本開示の構成
【００１８】
＜１−１．実施形態１＞
［構成例］
（全体構成例）
図１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、制御部１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動電極ドライバ１４と、レンズ制御ドライバ１５と、タッチ検出部４０と、液晶レンズ５０とを備えている。液晶レンズ５０は、表示デバイス２０の表示領域と対向する位置に設けられ、所定の信号であるレンズ用駆動電圧に応じて表示デバイス２０から透過する光の屈折率を変化させる可変焦点レンズ部である。例えば、液晶レンズ５０は、画像の３次元表示と２次元表示とを切り替えることができる。
【００１９】
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０がタッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示素子として液晶表示素子を用いている表示デバイス２０と静電容量型のタッチ検出デバイス３０とを一体化した、装置である。なお、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示素子として液晶表示素子を用いている表示デバイス２０の上に、静電容量型のタッチ検出デバイス３０を装着した、装置であってもよい。表示デバイス２０は、例えば、有機ＥＬ表示デバイスであってもよい。表示デバイス２０は、例えば、電気泳動を利用した表示デバイスであってもよい。
【００２０】
表示デバイス２０は、ゲートドライバ１２から供給される走査信号Ｖｓｃａｎに従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４、レンズ制御ドライバ１５及びタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが互いに同期して動作するように制御する回路である。
【００２１】
ゲートドライバ１２は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する機能を有している。
【００２２】
ソースドライバ１３は、制御部１１から供給される画像信号Ｖｓｉｇの制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の、後述する各副画素ＳＰｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。
【００２３】
駆動電極ドライバ１４は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の、後述する駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。
【００２４】
タッチ検出部４０は、制御部１１から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示デバイス１０のタッチ検出デバイス３０から供給されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチ（後述する接触又は近接の状態）の有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める回路である。このタッチ検出部４０はタッチ検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６とを備えている。
【００２５】
タッチ検出信号増幅部４２は、タッチ検出デバイス３０から供給されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。タッチ検出信号増幅部４２は、タッチ検出信号Ｖｄｅｔに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタを備えていてもよい。
【００２６】
（静電容量型タッチ検出の基本原理）
タッチ検出デバイス３０は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力する。図１〜図６を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１におけるタッチ検出の基本原理について説明する。図２は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触または近接していない状態を表す説明図である。図３は、図２に示す指が接触または近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図４は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触または近接した状態を表す説明図である。図５は、図４に示す指が接触または近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図６は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。
【００２７】
例えば、図２及び図４に示すように、容量素子Ｃ１は、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極、駆動電極Ｅ１及びタッチ検出電極Ｅ２を備えている。図３に示すように、容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）Ｓに接続され、他端は電圧検出器（タッチ検出部）ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば図１に示すタッチ検出信号増幅部４２に含まれる積分回路である。
【００２８】
交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇを印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端）側に接続された電圧検出器ＤＥＴを介して、出力波形（タッチ検出信号Ｖｄｅｔ）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、後述する駆動信号Ｖｃｏｍ（またはＶｃｏｍＦ）に相当するものである。
【００２９】
指が接触（または近接）していない状態（非接触状態）では、図２及び図３に示すように、容量素子Ｃ１に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流Ｉ０が流れる。図６に示すように電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ０の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ０）に変換する。
【００３０】
一方、指が接触（または近接）した状態（接触状態）では、図４に示すように、指によって形成される静電容量Ｃ２がタッチ検出電極Ｅ２と接している又は近傍にあることにより、駆動電極Ｅ１及びタッチ検出電極Ｅ２の間にあるフリンジ分の静電容量が遮られ、容量素子Ｃ１の容量値よりも容量値の小さい容量素子Ｃ１’として作用する。そして、図５に示す等価回路でみると、容量素子Ｃ１’に電流Ｉ１が流れる。図６に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ１の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ１）に変換する。この場合、波形Ｖ１は、上述した波形Ｖ０と比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Ｖ０と波形Ｖ１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、指などの外部から近接する物体の影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器ＤＥＴは、波形Ｖ０と波形Ｖ１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜を精度よく検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Ｓｇの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間Ｒｅｓｅｔを設けた動作とすることがより好ましい。
【００３１】
図１に示すタッチ検出デバイス３０は、駆動電極ドライバ１４から供給される駆動信号Ｖｃｏｍ（後述する駆動信号ＶｃｏｍＦ）に従って、１検出ブロックずつ順次走査してタッチ検出を行うようになっている。
【００３２】
タッチ検出デバイス３０は、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬから、図３又は図５に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、検出ブロック毎にタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力し、タッチ検出部４０のＡ／Ｄ変換部４３に供給するようになっている。
【００３３】
Ａ／Ｄ変換部４３は、駆動信号Ｖｃｏｍに同期したタイミングで、タッチ検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。
【００３４】
信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に含まれる、駆動信号Ｖｃｏｍをサンプリングした周波数以外の周波数成分（ノイズ成分）を低減するデジタルフィルタを備えている。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指による差分の電圧のみ取り出す処理を行う。この指による差分の電圧は、上述した波形Ｖ０と波形Ｖ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜である。信号処理部４４は、１検出ブロック当たりの絶対値｜ΔＶ｜を平均化する演算を行い、絶対値｜ΔＶ｜の平均値を求めてもよい。これにより、信号処理部４４は、ノイズによる影響を低減できる。信号処理部４４は、検出した指による差分の電圧を所定のしきい値電圧と比較し、このしきい値電圧以上であれば、外部から近接する外部近接物体の接触状態と判断し、しきい値電圧未満であれば、外部近接物体の非接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出部４０はタッチ検出が可能となる。
【００３５】
座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部４６は、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５とが同期して動作するように制御する。座標抽出部４５は、タッチパネル座標を信号出力Ｖｏｕｔとして出力する。
【００３６】
制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、３次元表示制御信号Ｖｓｉｇ３Ｄをレンズ制御ドライバ１５へ供給する。レンズ制御ドライバ１５は、３次元表示制御信号Ｖｓｉｇ３Ｄに応じて、レンズ駆動信号Ｖ３ｄを液晶レンズ５０へ供給する。液晶レンズ５０には、レンズ駆動信号Ｖ３ｄに応じて後述するレンズ列ごとのレンズ用駆動電圧が印加される。
【００３７】
（モジュール）
図７は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図８は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。図７に示すように、液晶レンズ５０は、第１基板５１と、第２基板５２と、第１基板５１と第２基板５２との間に配置された液晶層５３とを含む。液晶レンズ５０は、表示デバイス２０の表示領域Ａｄに対向して配置されている。表示領域Ａｄは、画素Ｐｉｘが行列配置されている。液晶レンズ５０と、表示デバイス２０とは設計上定めた所定の間隔を空けて対向するように保持部材（不図示）によって保持されている。また、表示デバイス２０の背面側には光を照射する照明部ＢＬが配置されている。照明部ＢＬは、バックライトと呼ばれ、光源、プリズムシート、拡散シート、導光板などといった部材を含む。
【００３８】
液晶レンズ５０は、垂直方向（Ｙ方向）に延びるレンズ列Ｒｄ１・・・（可変レンズ列）が、水平方向（Ｘ方向）にｐ個並んで配列されている。図７に示すように、第ｐ列目（但し、ｐ＝１，２・・・，Ｐ）のレンズ列は、レンズ列Ｒｄｐと表わされている。液晶レンズ５０は、表示領域Ａｄに表示される画像の注視点数は中央の観察領域ＷＡＣにおいて注視点ＦＰ１、ＦＰ２、ＦＰ３及びＦＰ４の４つである。なお、注視点の数は、例示にすぎない。観察領域の個数や視点の数は、タッチ検出機能付き表示装置１に応じて適宜設定することができる。例えば、表示領域Ａｄの画素Ｐｉｘの配列とレンズ列Ｒｄｐの配列との位置関係などを好適に設定することによって、中央の観察領域ＷＡＣの左側の観察領域ＷＡＬと、中央の観察領域ＷＡＣの右側の観察領域ＷＡＲにおいても、各注視点ＦＰ１、ＦＰ２、ＦＰ３及びＦＰ４用の画像が観察可能となる。
【００３９】
図８に示すように、液晶レンズ５０は、第１電極６１を有する第１透光性基板１５１と、第２電極６２を有する第２透光性基板１５２と、第１透光性基板１５１の第１電極６１側と第２透光性基板１５２の第２電極６２側との間に配置された液晶層５３とを含む。第１透光性基板１５１及び第２透光性基板１５２は、ガラス基板などである。第１電極６１及び第２電極６２は、透光性電極の材料としてＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）、ＩＺＯ（Indium  Zinc  Oxide）等の透光性導電酸化物で形成されている。
【００４０】
第１電極６１及び第２電極６２の一方は、例えば焦点可変用の共通電位（コモン電位）に固定されている。焦点可変用の共通電位（コモン電位）は、共通電位線に接続されることで固定されてもよいし、接地されることで固定されてもよい。第１電極６１及び第２電極６２の他方は、例えば図１に示すレンズ制御ドライバ１５のレンズ駆動信号Ｖ３ｄに伴うレンズ用駆動電圧が印加される。
【００４１】
実施形態１において、図８に示す第２電極６２が後述するタッチ検出電極ＴＤＬである。実施形態１において、上述したタッチ検出デバイス３０は、画素基板２１に設けられた駆動電極ＣＯＭＬと、図８に示す第２電極６２のタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。
【００４２】
液晶層５３は、例えばネマティック液晶により構成され、ホモジニアス配向を有する。第１基板５１及び第２基板５２の液晶層５３側の面に、液晶分子の配向方向を設定するための配向処理が施されていている。配向処理は、例えばラビング処理を施した配向膜５４を形成するなどといった周知の方法によって行うことができる。配向膜５４は、液晶層５３における液晶の配向状態を制御するものであり、例えばポリイミド等により形成されている。図８において、配向膜５４は第１基板５１の液晶層５３側に図示されているが、第２基板５２の液晶層５３側にあってもよい。
【００４３】
カバー部５５は、第２透光性基板１５２の第２電極６２側と反対の面に設けられ、偏光板、カバーガラス、光学弾性樹脂などを含む。
【００４４】
次に、表示デバイス２０及びタッチ検出機能について、図８、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの画素配置を表す回路図である。図１０は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。表示デバイス２０は、画素基板２１と、この画素基板２１の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板２２と、画素基板２１と対向基板２２との間に挟まれた液晶層２３とを備えている。
【００４５】
画素基板２１は、回路基板としての透光性基板１２１と、この透光性基板１２１上に行列状に配設された複数の画素電極１２２と、透光性基板１２１及び画素電極１２２の間に形成された複数の駆動電極ＣＯＭＬと、画素電極１２２と駆動電極ＣＯＭＬとを絶縁する絶縁層１２４と、偏光板１２７Ａとを含む。
【００４６】
透光性基板１２１には、図９に示す各副画素ＳＰｉｘの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）素子Ｔｒ、図９に示す各画素電極１２２に画素信号Ｖｐｉｘを供給する信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴ素子Ｔｒを駆動する走査線ＧＣＬ等の配線が形成されている。このように、信号線ＳＧＬは、透光性基板１２１の表面と平行な平面に延在し、画素に画像を表示するための画素信号Ｖｐｉｘを供給する。図８に示す表示デバイス２０は、行列状に配置した複数の副画素ＳＰｉｘがそれぞれ、ＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶素子ＬＣを備えている。ＴＦＴ素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるスイッチング素子であり、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。ＴＦＴ素子Ｔｒのソース又はドレインの一方は信号線ＳＧＬに接続され、ゲートは走査線ＧＣＬに接続され、ソース又はドレインの他方は液晶素子ＬＣの一端に接続されている。液晶層２３の液晶素子ＬＣは、例えば、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのドレインに接続され、他端が駆動電極ＣＯＭＬに接続されている。
【００４７】
図９に示す副画素ＳＰｉｘは、走査線ＧＣＬにより、表示デバイス２０の同じ行に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに接続されている。走査線ＧＣＬは、ゲートドライバ１２と接続され、ゲートドライバ１２より走査信号Ｖｓｃａｎが供給される。また、副画素ＳＰｉｘは、信号線ＳＧＬにより、表示デバイス２０の同じ列に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに接続されている。信号線ＳＧＬは、ソースドライバ１３と接続され、ソースドライバ１３より画素信号Ｖｐｉｘが供給される。さらに、副画素ＳＰｉｘは、駆動電極ＣＯＭＬにより、表示デバイス２０の同じ行に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに接続されている。駆動電極ＣＯＭＬは、駆動電極ドライバ１４と接続され、駆動電極ドライバ１４より駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。つまり、この例では、同じ一列に属する複数の副画素ＳＰｉｘが一本の駆動電極ＣＯＭＬを共有するようになっている。
【００４８】
図１に示すゲートドライバ１２は、走査信号Ｖｓｃａｎを、図９に示す走査線ＧＣＬを介して、画素ＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、表示デバイス２０に行列状に形成されている副画素ＳＰｉｘのうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択する。図１に示すソースドライバ１３は、画素信号Ｖｐｉｘを、図９に示す信号線ＳＧＬを介して、ゲートドライバ１２により順次選択される１水平ラインを構成する各副画素ＳＰｉｘにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素ＳＰｉｘでは、供給される画素信号Ｖｐｉｘに応じて、１水平ラインの表示が行われるようになっている。
【００４９】
上述したように、表示デバイス２０は、ゲートドライバ１２が走査線ＧＣＬを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択される。また、表示デバイス２０は、１水平ラインに属する副画素ＳＰｉｘに対して、ソースドライバ１３が画素信号Ｖｐｉｘを供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ１４は、その１水平ラインに対応する駆動電極ＣＯＭＬを含むブロックに対してコモン電位としての駆動信号Ｖｃｏｍを印加するようになっている。
【００５０】
液晶層２３は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）又はＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスが用いられる。なお、図８に示す液晶層２３と画素基板２１との間、及び液晶層２３と対向基板２２との間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。
【００５１】
対向基板２２は、透光性基板１２６と、この透光性基板１２６の一方の面に形成されたカラーフィルタ１２５とを含む。透光性基板１２６の他方の面には、タッチ検出デバイス３０の検出電極であるタッチ検出電極ＴＤＬが形成され、さらに、このタッチ検出電極ＴＤＬの上には、偏光板１２７Ｂが配設されている。
【００５２】
図８に示すカラーフィルタ１２５は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタの色領域を周期的に配置して、上述した図９に示す各副画素ＳＰｉｘにＲ、Ｇ、Ｂの３色の色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ（図９参照）が対応付けられ、色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを１組として画素Ｐｉｘを構成している。画素Ｐｉｘは、走査線ＧＣＬに平行な方向及び信号線ＳＧＬに平行な方向に沿って行列状に配置され、後述する表示領域Ａｄを形成する。カラーフィルタ１２５は、透光性基板１２１と垂直な方向において、液晶層２３と対向する。このように、副画素ＳＰｉｘは、単色の色表示を行うことができる。なお、カラーフィルタ１２５は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。また、カラーフィルタ１２５は、なくてもよい。このように、カラーフィルタ１２５が存在しない領域、すなわち透光性な副画素ＳＰｉｘがあってもよい。
【００５３】
（タッチ検出機能）
実施形態１に係る駆動電極ＣＯＭＬは、表示デバイス２０の駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能する。図１に示す駆動電極ドライバ１４は、駆動信号Ｖｃｏｍを印加し、図１０に示す、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬからなるブロックごとに駆動電極ＣＯＭＬを駆動することができる。図１０に示す駆動電極ＣＯＭＬは、図８に示すように、透光性基板１２１の表面に対する垂直方向において、画素電極１２２に対向している。タッチ検出デバイス３０は、画素基板２１に設けられた駆動電極ＣＯＭＬと、図８に示す第２電極６２のタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。タッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。そして、タッチ検出電極ＴＤＬは、透光性基板１２１の表面に対する垂直な方向において、駆動電極ＣＯＭＬと対向している。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、第２電極６２の電極パターンであって、タッチ検出部４０のタッチ検出信号増幅部４２の入力にそれぞれ接続されている。駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬにより互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせている。なお、タッチ検出電極ＴＤＬ又は駆動電極ＣＯＭＬ（駆動電極ブロック）は、ストライプ状に複数に分割される形状に限られない。例えば、タッチ検出電極ＴＤＬ又は駆動電極ＣＯＭＬ（駆動電極ブロック）は、櫛歯形状であってもよい。あるいはタッチ検出電極ＴＤＬ又は駆動電極ＣＯＭＬ（駆動電極ブロック）は、複数に分割されていればよく、駆動電極ＣＯＭＬを分割するスリットの形状は直線であっても、曲線であってもよい。
【００５４】
実施形態１に係る駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出電極ＴＤＬである第２電極６２との間に、第１電極６１がある。このため、駆動電極ＣＯＭＬと、タッチ検出電極ＴＤＬである第２電極６２との相互静電容量の変化が小さくなる可能性がある。
【００５５】
実施形態１に係る第１電極６１は、複数に分割されており、分割された駆動電極ＣＯＭＬが延在する方向と平行な方向に延びている。そして、第１電極６１は、タッチ検出部４０が検出中の場合、電位が固定されないフローティング状態にされている。
【００５６】
この構成により、タッチ検出デバイス３０では、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ１４が、駆動電極ブロックを時分割的に線順次走査するように駆動する。これにより、スキャン方向ＳｃａｎＦに駆動電極ＣＯＭＬの１検出ブロックが順次選択される。
【００５７】
実施形態１に係る第１電極６１は、電位が固定されないフローティング状態にされているので、スキャン方向ＳｃａｎＦに１検出ブロックが順次選択された駆動電極ＣＯＭＬと、第１透光性基板１５１に垂直な方向で重なる第１電極６１の電極パターンの電位が変化する。この結果、駆動電極ＣＯＭＬに印加される駆動信号Ｖｃｏｍと同期するタッチ駆動信号ＶｃｏｍＦは、スキャン方向ＳｃａｎＦに第１電極６１の電極パターンに伝達される。駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ駆動信号ＶｃｏｍＦが伝達される第１電極６１の電極パターンを介して、タッチ検出電極ＴＤＬにタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力させる。このようにタッチ検出デバイス３０は、１検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。図１０に示すように、互いに交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサを行列状に構成している。よって、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部近接物体の接触または近接が生じた位置の検出も可能となっている。
【００５８】
図１１は、実施形態１に係る第１電極及び第２電極の一例を表す説明図である。図１１は、第２電極６２と第１電極６１とを透光性基板１２１の表面に対する垂直な方向において、重ね合わせた位置関係を示している。そして、第２電極６２は、透光性基板１２１の表面に対する垂直な方向において、駆動電極ＣＯＭＬと対向している。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、タッチ検出部４０のタッチ検出信号増幅部４２の入力にそれぞれ接続されている。
【００５９】
第１電極６１が複数に分割された電極パターンは、分割された駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンに相似していることがより好ましい。上述したように、第１電極６１は、導電体のないスリット６１ｓで分割されている。また、第１電極６１が複数に分割された電極パターンは、分割された駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンと同じ形状であるとより好ましい。例えば、第１電極６１の電極パターンの配列ピッチ６１ｐは、駆動電極ＣＯＭＬの１検出ブロックの配列ピッチと同程度にしている。第１電極６１の電極パターンのスペース（配列ピッチ６１ｐ−第１電極６１の電極パターンの幅６１ｗ）は、後述するレンズ面Ｌｒｅｆを均一にするため、１０μｍ以下が好ましい。
【００６０】
第２電極６２は、導電体のないスリット６２ｓで分割され、第１電極６１の電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターン６２Ｅ１、６２Ｅ２、６２Ｅ３、６２Ｅ４、６２Ｅ５、６２Ｅ６、６２Ｅ７・・・とされている。電極パターン６２Ｅ１、６２Ｅ２、６２Ｅ３、６２Ｅ４、６２Ｅ５、６２Ｅ６、６２Ｅ７の幅６２ｗは、第１電極６１の電極パターンの幅６１ｗよりも狭い。第１電極６１の電極パターンの幅６１ｗが、幅６２ｗより広いことにより、焦点可変用の共通電位（コモン電位）をより均一にかけることができる。そして、電極パターン６２Ｅ１、６２Ｅ２、６２Ｅ３、６２Ｅ４、６２Ｅ５、６２Ｅ６、６２Ｅ７の配列ピッチ６２ｐは、上述したレンズ列Ｒｄｐの幅ＲＤ１、ＲＤ２・・・で規定されるレンズパターンに依存する。
【００６１】
（レンズパターン）
図１２及び図１３は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の液晶レンズの動作例を表す模式図である。図１２及び図１３に示す液晶レンズ５０は、レンズ列Ｒｄ１、Ｒｄ２、Ｒｄ３を部分的かつ模式的に示している。図１１に示した電極パターン６２Ｅ１及び電極パターン６２Ｅ５には、図１に示すレンズ制御ドライバ１５からレンズ駆動信号Ｖ３ｄに伴うレンズ用駆動電圧（レンズ用電圧）が印加される。レンズ用駆動電圧が印加されている状態における液晶分子５３ＬＣは、電極パターン６２Ｅ１及び電極パターン６２Ｅ５の周囲がより配向が変化し、レンズ列Ｒｄ１の幅ＲＤ１の中央部分の配向の変化が小さい。これにより、レンズ列Ｒｄ１、Ｒｄ２、Ｒｄ３ごとに、液晶分子５３ＬＣによるレンズ面Ｌｒｅｆができて、液晶層５３がレンズ用駆動電圧に応じて透過する光の屈折率を変化させる可変焦点層として作用し、画素Ｐｉｘから入射する入射光が出射するときには方向が変わるようになる。この場合、タッチ検出機能付き表示装置１は、表示領域Ａｄが表示する画像を３次元表示することができる。例えば、タッチ検出機能付き表示装置１は、裸眼立体表示が可能なＬＲの２視差表示の場合、レンズ列Ｒｄ１の幅ＲＤ１が１００μｍ以上２００μｍ以下程度となる。そして、幅６２ｗは、１０μｍ程度である。なお、実施形態１に係る可変焦点層として液晶層を例示したが、液体レンズであってもよい。液体レンズの場合、所定の信号によりレンズをオンオフ制御できる。
【００６２】
図１に示すレンズ制御ドライバ１５は、レンズ駆動信号Ｖ３ｄに伴うレンズ用駆動電圧を電極パターン６２Ｅ１及び電極パターン６２Ｅ５に印加するだけでなく、電極パターン６２Ｅ１、６２Ｅ２、６２Ｅ３、６２Ｅ４、６２Ｅ５に印加することで、レンズ面Ｌｒｅｆの形状を細かく変化させることができる。電極パターン６２Ｅ１、６２Ｅ２、６２Ｅ３、６２Ｅ４、６２Ｅ５に印加するレンズ駆動電圧は、電極パターン６２Ｅ１及び電極パターン６２Ｅ５の中間に対して対象な分布となる電位が発生するように、図１に示すレンズ制御ドライバ１５が電極パターン６２Ｅ１、６２Ｅ２、６２Ｅ３、６２Ｅ４、６２Ｅ５に印加することが好ましい。レンズ制御ドライバ１５が電極パターン６２Ｅ１、６２Ｅ２、６２Ｅ３、６２Ｅ４、６２Ｅ５に印加することで、例えば、人の眼球の動きに応じて、液晶分子５３ＬＣによるレンズ面Ｌｒｅｆを変化させ、上述した観察領域ＷＡＲ、ＷＡＣ、ＷＡＬを変化させる。このように、タッチ検出機能付き表示装置１は、アイトラッキング駆動が可能になる。また、タッチ検出機能付き表示装置１は、液晶層５３がレンズ用駆動電圧に応じて透過する光の屈折率を変化させる可変焦点の精度を高めることができる。
【００６３】
図１１に示した電極パターン６２Ｅ１及び電極パターン６２Ｅ５には、図１に示すレンズ制御ドライバ１５からレンズ駆動信号Ｖ３ｄに伴うレンズ用電圧が印加されなくなると、図１３に示すように、液晶分子５３ＬＣによるレンズ面Ｌｒｅｆが表示領域Ａｄと平行な平面に近くなり、画素Ｐｉｘから入射する入射光が、入射方向と同じ向きに出射する。この場合、タッチ検出機能付き表示装置１は、表示領域Ａｄが表示する画像を２次元表示する。このように、液晶レンズ５０は、レンズ制御ドライバ１５による駆動に応じて、画像の２次元表示と３次元表示とを切り替えることができる。
【００６４】
図１４は、実施形態１の第２電極の配置の一例を表す模式図である。第２電極６２は、タッチ検出電極ＴＤＬと、レンズ用電圧を印加するレンズ用駆動電極と、共用してもよい。また、図１４に示すタッチ検出電極ＴＤＬの配列ピッチＴＤＬｄは、数ｍｍ間隔でもよい。このため、図１４に示すように、複数の配列された第２電極６２のうち、タッチ検出電極ＴＤＬとして動作するタッチ検出電極用電極６２Ｔと、レンズ用電圧を印加するレンズ用駆動電極６２Ｌとを交互に配置し、配列ピッチＴＤＬｄごとにタッチ検出電極用電極６２Ｔを配置してもよい。
【００６５】
図１４に示すスイッチＬＴＳｗが常に導通した状態であり、タッチ検出電極用電極６２Ｔは、端部が導通した複数を束ね一束として隣り合うように配置し、配列ピッチＴＤＬｄごとにタッチ検出電極用電極６２Ｔの束を配置してもよい。この場合、スイッチＬＴＳｗが導通状態の導電体の配線であってもよい。この構造によれば、タッチ検出電極用電極６２Ｔの一束が検出するタッチ検出信号Ｖｄｅｔの感度が向上する。また、タッチ検出電極用電極６２Ｔの１つが断線しても、タッチ検出信号Ｖｄｅｔの検出感度の低下を抑制することができる。そして、タッチ検出電極用電極６２Ｔの束ごとにタッチ検出部４０に接続すればよいので、接続配線の面積を低減でき、タッチ検出機能付き表示装置１の小型化に寄与することができる。タッチ検出電極用電極６２Ｔの束ごとにタッチ検出部４０に接続すればよいので、導電性のビーズを用いた立体配線の面積を確保でき、配線の引き回しの設計が容易となる。
【００６６】
スイッチＬＴＳｗは、タッチ検出電極用電極６２Ｔの端部が導通した複数を束ね一束として隣り合うように配置し、配列ピッチＴＤＬｄごとにタッチ検出電極用電極６２Ｔの一束を導通させる。スイッチＬＴＳｗがタッチ検出電極用電極６２Ｔの端部を電気的に切断すれば、タッチ検出電極用電極６２Ｔは、レンズ用電圧を印加するレンズ用駆動電極として動作させてもよい。この構造によれば、タッチ検出電極用電極６２Ｔの一束が検出する感度が向上する。また、タッチ検出電極用電極６２Ｔの１つが断線しても、検出感度の低下を抑制することができる。そして、タッチ検出機能付き表示装置１は、レンズ列Ｒｄ１の幅ＲＤ１による配列ピッチＴＤＬｄへの制約を緩和することができる。
【００６７】
ここで、第１基板５１は、本開示における「第１基板」の一具体例に対応する。第２基板５２は、本開示における「第２基板」の一具体例に対応する。第１電極６１は、本開示における「第１電極」の一具体例に対応する。第２電極６２は、本開示における「第２電極」の一具体例に対応する。液晶層５３は、本開示における「可変焦点層」の一具体例に対応する。液晶レンズ５０は、本開示における「可変焦点レンズ部」の一具体例に対応する。表示領域Ａｄは、本開示における「表示領域」の一具体例に対応する。表示デバイス２０は、本開示における「表示部」の一具体例に対応する。タッチ検出電極ＴＤＬは、本開示における「タッチ検出電極」の一具体例に対応する。駆動電極ＣＯＭＬは、本開示における「駆動電極」の一具体例に対応する。タッチ検出部４０は、本開示における「タッチ検出部」の一具体例に対応する。液晶層２３は、本開示における「表示機能層」の一具体例に対応する。
【００６８】
（全体動作概要）
続いて、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１の動作及び作用について説明する。図１５は、実施形態１に係るタッチ検出のための駆動信号と、液晶レンズの駆動との関係を説明する説明図である。実施形態１に係る駆動電極ＣＯＭＬは、表示デバイス２０の共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能するため、タッチ駆動信号ＶｃｏｍＡＣが互いに影響を及ぼす可能性がある。このため、駆動電極ＣＯＭＬは、表示動作を行う表示期間ＴＰｄと、タッチ検出動作を行うタッチ検出期間ＴＰｔとに分けて駆動信号Ｖｃｏｍが印加される。駆動電極ドライバ１４は、表示動作を行う表示期間ＴＰｄにおいては表示駆動信号として駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。そして、駆動電極ドライバ１４は、タッチ検出動作を行うタッチ検出期間ＴＰｔにおいてはタッチ駆動信号として駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。以下の説明では、表示駆動信号としての駆動信号Ｖｃｏｍを、表示駆動信号Ｖｃｏｍとして記載し、タッチ駆動信号としての駆動信号Ｖｃｏｍを、タッチ駆動信号ＶｃｏｍＡＣとして記載する。
【００６９】
図１に示す制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４、レンズ制御ドライバ１５及びタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。ゲートドライバ１２は、表示期間ＴＰｄにおいて、表示デバイス２０に走査信号Ｖｓｃａｎを供給し、表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する。ソースドライバ１３は、表示期間ＴＰｄにおいて、ゲートドライバ１２により選択された１水平ラインを構成する各画素Ｐｉｘに、画素信号Ｖｐｉｘを供給する。
【００７０】
表示期間ＴＰｄでは、駆動電極ドライバ１４が表示駆動信号Ｖｃｏｍを共通電位として印加し、タッチ検出期間ＴＰｔでは、駆動電極ドライバ１４がタッチ検出動作に係る駆動電極ブロックに対して共通電位も周波数の高いタッチ駆動信号ＶｃｏｍＡＣを順次印加し、１検出ブロックを順次選択する。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示期間ＴＰｄにおいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、及び駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいて表示動作を行う。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、タッチ検出期間ＴＰｔにおいて、駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力する。タッチ検出信号増幅部４２は、タッチ検出信号Ｖｄｅｔを増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ駆動信号ＶｃｏｍＡＣに同期したタイミングで、タッチ検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める。
【００７１】
（詳細動作）
次に、タッチ検出機能付き表示装置１の詳細動作を説明する。制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、画像を３次元表示する場合は、レンズ制御ドライバ１５をレンズ駆動信号Ｖ３ｄで制御する。液晶レンズ５０は、レンズ駆動信号Ｖ３ｄに基づいて、図１５に示すように可変焦点期間Ｔｌｏｎの間、レンズ用電圧Ｖｌｅｎｓを制御する。制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、画像を２次元表示する場合は、レンズ制御ドライバ１５を制御する。液晶レンズ５０は、レンズ駆動信号Ｖ３ｄに基づいて、図１５に示すように固定焦点期間Ｔｌｏｆｆの間、レンズ用電圧Ｖｌｅｎｓを加えないよう制御する。
【００７２】
図１５に示す固定焦点期間Ｔｌｏｆｆにおいて、表示動作を行う表示期間ＴＰｄと、タッチ検出動作を行うタッチ検出期間ＴＰｔとが交互に処理されている。液晶レンズ５０の液晶分子５３ＬＣが応答する応答時間よりも短い時間で、タッチ検出期間ＴＰｔを終了すれば、タッチ駆動信号ＶｃｏｍＡＣが液晶レンズ５０の液晶分子５３ＬＣに与える影響を低減できる。タッチ検出期間ＴＰｔは、例えば、３００ｍｓより短い期間である。タッチ検出期間ＴＰｔにおいて、タッチ駆動信号ＶｃｏｍＡＣは、上述した交流矩形波Ｓｇを複数回（例えば数十回）印加している。タッチ駆動信号ＶｃｏｍＡＣの実効電圧Ｖは、液晶レンズ５０の液晶分子５３ＬＣが応答する液晶応答実効電圧値よりも小さい。このため、固定焦点期間Ｔｌｏｆｆにおいて、意図しない液晶レンズ５０の液晶分子５３ＬＣの挙動により、液晶分子５３ＬＣによるレンズ面Ｌｒｅｆができて、液晶層５３がレンズ用電圧に応じて透過する光の屈折率を変化させる可能性が低減する。
【００７３】
図１５に示す可変焦点期間Ｔｌｏｎにおいて、表示動作を行う表示期間ＴＰｄと、タッチ検出動作を行うタッチ検出期間ＴＰｔとが交互に処理されている。上述したように、レンズ制御ドライバ１５は、レンズ駆動信号Ｖ３ｄに伴うレンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓを第２電極６２に印加する。液晶レンズ５０の液晶分子５３ＬＣは、レンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓの実効電圧値に応じて透過する光の屈折率を変化させる。図１５に示す可変焦点期間Ｔｌｏｎにおいて、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、第２電極６２にタッチ駆動信号ＶｃｏｍＡＣが印加されている場合、レンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓが印加されていない。実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、第２電極６２にレンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓが印加されている場合、タッチ駆動信号ＶｃｏｍＡＣが印加されていない。
【００７４】
図１６は、実施形態１に係るタッチ検出のための駆動信号と、液晶レンズの駆動との関係の他の例を説明する説明図である。図１６に示すように、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ駆動信号ＶｃｏｍＡＣと、レンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓ１とが同じタイミングで印加されていてもよい。例えば、タッチ検出部４０は、タッチ駆動信号ＶｃｏｍＡＣと、レンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓ１とが同時に印加されていても、駆動電極ＣＯＭＬに上述した交流矩形波Ｓｇを複数回（例えば数十回）印加して検出電極ＴＤＬとなる、第２電極６２からタッチ検出信号Ｖｄｅｔを検出することができる。レンズ制御ドライバ１５は、レンズ駆動信号Ｖ３ｄに応じてレンズ用駆動電圧をレンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓ１からレンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓ２のように変化させて印加してもよい。
【００７５】
以上説明したように、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１は、液晶レンズ５０と、液晶レンズ５０を介して画像を表示する表示デバイス２０と、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部４０とを備える。液晶レンズ５０は、第１電極６１を有する第１基板５１と、第２電極６２を有する第２基板５２と、第１基板５１の第１電極６１側と第２基板５２の第２電極６２側との間に備えられ、第１電極６１及び第２電極６２の間に印加されるレンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓに応じて、透過する光の屈折率が変化する液晶層５３を含む。そして、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１は、表示デバイス２０の内部に設けられ、複数に分割された駆動電極ＣＯＭＬを備えている。また、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１は、第１電極６１及び第２電極６２のうち第２電極６２がタッチ検出電極ＴＤＬである。第２電極６２は、複数の電極パターン６２Ｅ１、６２Ｅ２、６２Ｅ３、６２Ｅ４、６２Ｅ５、６２Ｅ６、６２Ｅ７・・・に分割されている。実施形態１に係るタッチ検出電極ＴＤＬは、複数の電極パターン６２Ｅ１、６２Ｅ２、６２Ｅ３、６２Ｅ４、６２Ｅ５、６２Ｅ６、６２Ｅ７・・・のうち、電極パターン６２Ｅ１及び６２Ｅ２である。なおタッチ検出電極ＴＤＬは、複数の電極パターン６２Ｅ１、６２Ｅ２、６２Ｅ３、６２Ｅ４、６２Ｅ５、６２Ｅ６、６２Ｅ７・・・の全部としてもよい。
【００７６】
タッチ検出部４０は、タッチ検出電極ＴＤＬから供給されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチ（接触又は近接の状態）の有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求めることができる。なお、また、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１は、第１電極６１及び第２電極６２のうち第２電極６２がタッチ検出電極ＴＤＬになっている。タッチ検出電極ＴＤＬは、第１電極６１であってもよい。
【００７７】
上述した特許文献２の表示装置は、１つの基板の表面にタッチ検出電極が、裏面に駆動電極がある。これに対して、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１は、第１基板５１と第２基板５２とを貼り合わせた後に、さらに第２基板５２の表面にタッチ検出電極ＴＤＬを形成しなくても、第２電極６２をタッチ検出電極ＴＤＬとして利用できる。このため、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１は、第１基板５１と第２基板５２とを貼り合わせた後に、タッチ検出電極ＴＤＬを形成するためにさらに加熱する工程を減らすことができ、液晶レンズ５０の部材の劣化を抑制することができる。
【００７８】
＜１−２．実施形態２＞
次に、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置１について説明する。図１７は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図１８は、実施形態２に係る第１電極及び第２電極の一例を表す説明図である。図１９は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。なお、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態２のタッチ検出機能付き表示装置１は、液晶レンズ５０と、液晶レンズ５０を介して画像を表示する表示デバイス２０とを備え、液晶レンズ５０と表示デバイス２０とが光学弾性樹脂などの接合層２９で固定されている。
【００７９】
実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、図１７に示す第１電極６１及び第２電極６２のうちの一方がタッチ検出電極ＴＤＬである場合、第１電極６１及び第２電極６２のうちの他方が駆動電極になる。上述した実施形態１に係る駆動電極ＣＯＭＬは、実施形態２において表示デバイス２０の共通駆動電極としてのみ機能する。このため、実施形態２においては、上述した実施形態１に係る駆動電極ＣＯＭＬを分割せずベタ膜としていてもよい。
【００８０】
実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、図１７に示す第１電極６１及び第２電極６２のうちの第２電極６２がタッチ検出電極ＴＤＬであり、第１電極６１及び第２電極６２のうちの他方が駆動電極になる。図１８に示すように、第１電極６１及び第２電極６２のうちの一方が延在する方向は、第１電極６１及び第２電極６２のうちの他方が延在する方向と異なるように、第１電極６１及び第２電極６２が、スリット６１ｓ及び６２ｓで複数に分割されている。
【００８１】
図１に示す駆動電極ドライバ１４は、駆動信号ＶｃｏｍＡＣ（タッチ駆動信号ＶｃｏｍＡＣ）を印加し、図１８に示す、所定の本数の第１電極６１の電極パターンのブロックごとに駆動することができる。タッチ検出デバイス３０は、第１電極６１と、第１電極６１に対向して設けられた第２電極６２のタッチ検出電極ＴＤＬを含む。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、タッチ検出部４０のタッチ検出信号増幅部４２の入力にそれぞれ接続されている。第１電極６１と第２電極６２とが互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせている。
【００８２】
この構成により、タッチ検出デバイス３０では、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ１４が、第１電極６１の電極パターンを時分割的に線順次走査するように駆動する。これにより、スキャン方向Ｓｃａｎに第１電極６１の電極パターンの１検出ブロックが順次選択される。そして、タッチ検出電極ＴＤＬである、第２電極６２の電極パターンからタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力する。このようにタッチ検出デバイス３０は、１検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。つまり、第１電極６１は、上述したタッチ検出の基本原理における駆動電極Ｅ１に対応し、第２電極６２は、タッチ検出電極Ｅ２に対応するものであり、タッチ検出デバイス３０は上述した検出原理に従ってタッチを検出するようになっている。図１９に示すように、互いに交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサを行列状に構成している。よって、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部近接物体の接触または近接が生じた位置の検出も可能となっている。
【００８３】
以上説明したように、実施形態２のタッチ検出機能付き表示装置１は、液晶レンズ５０と、液晶レンズ５０を介して画像を表示する表示デバイス２０と、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部４０とを備える。液晶レンズ５０は、第１電極６１を有する第１基板５１と、第２電極６２を有する第２基板５２と、第１基板５１の第１電極６１側と第２基板５２の第２電極６２側との間に備えられ、第１電極６１及び第２電極６２の間に印加されるレンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓに応じて、透過する光の屈折率が変化する液晶層５３を含む。そして、液晶レンズ５０は、第１電極６１を有する第１基板５１と、第２電極６２を有する第２基板５２と、第１基板５１の第１電極６１側と第２基板５２の第２電極６２側との間に備えられ、第１電極６１及び第２電極６２の間に印加されるレンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓに応じて、透過する光の屈折率が変化する液晶層５３を含み、第１電極６１及び第２電極６２のうちの一方がタッチ検出電極ＴＤＬである場合、第１電極６１及び第２電極６２２のうちの他方が駆動電極になる、タッチ検出デバイス３０（タッチパネル）である。
【００８４】
＜１−３．実施形態３＞
次に、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置１について説明する。図２０は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の液晶レンズの概略断面構造を表す断面図である。図２１は、実施形態３に係る第２電極の一例を表す説明図である。図２２は、実施形態３に係る第１電極の一例を表す説明図である。なお、上述した実施形態１及び２で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００８５】
図２０及び図２１に示すように、第１電極６１及び第２電極６２のうちの一方が、スリットＳにより複数に分割され、かつＸ方向及びＹ方向に行列配置された導電パターン６２１及び６２２となっている。第１導電パターン６２１及び第２導電パターン６２２は、同じ形状をしており、矩形である。第１導電パターン６２１及び第２導電パターン６２２は、Ｘ方向及びＹ方向に交互に並べられている。Ｘ方向に隣り合う第１導電パターン６２１は、接続部６２１ｔで接続され、Ｘ方向に第１導電ラインができ、Ｙ方向に隣り合う第２導電パターン６２２と絶縁されている。Ｙ方向に隣り合う第２導電パターン６２２は、接続部６２２ｔで接続されＹ方向に第２導電ラインができ、Ｘ方向に隣り合う第１導電パターン６２２と絶縁されている。接続部６２２ｔと、接続部６２１ｔとは、第１基板５１の表面に垂直な方向において重なり合う位置にあるが、絶縁部材で絶縁されている。タッチ検出デバイス３０は、第１導電パターン６２１及び第２導電パターン６２２のうち第１導電パターン６２１をタッチ検出電極ＴＤＬとし、第２導電パターン６２２を駆動電極として近接する物体の位置を検出する。タッチ検出デバイス３０は、第１導電パターン６２１及び第２導電パターン６２２のうち、第２導電パターン６２２をタッチ検出電極ＴＤＬとし、第１導電パターン６２１を駆動電極としてもよい。
【００８６】
図２２に示すように、実施形態３に係る第１電極６１は、導電体のないスリット６１ｓで分割され、Ｙ方向に延びるストライプ状の電極パターンとされている。電極パターンの幅６１ｗ及び配列ピッチ６１ｐは、上述したレンズ列Ｒｄｐの幅ＲＤ１、ＲＤ２・・・で規定されるレンズパターンに依存する。
【００８７】
可変焦点期間Ｔｌｏｎにおいて、第２電極６２は、第１導電パターン６２１及び第２導電パターン６２２の両方に同じ焦点可変用の共通電位（コモン電位）をより均一にかけることができる。そして、レンズ制御ドライバ１５は、レンズ駆動信号Ｖ３ｄに伴うレンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓを第１電極６１の電極パターンに印加することで、レンズ面Ｌｒｅｆの形状を細かく変化させることができる。
【００８８】
＜１−４．実施形態４＞
次に、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置１について説明する。図２３は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の液晶レンズの概略断面構造を表す断面図である。なお、上述した実施形態１、２及び３で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００８９】
図２３に示すように、実施形態４のタッチ検出機能付き表示装置１は、液晶レンズ５０と、液晶レンズ５０を介して画像を表示する表示デバイス２０とを備え、液晶レンズ５０と表示デバイス２０とが光学弾性樹脂などの接合層２９で固定されている。液晶レンズ５０は、第１電極６１を有する第１基板５１と、第２電極６２を有する第２基板５２と、第１基板５１の第１電極６１側と第２基板５２の第２電極６２側との間に備えられ、第１電極６１及び第２電極６２の間に印加されるレンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓに応じて、透過する光の屈折率が変化する液晶層５３を含む。そして、実施形態４のタッチ検出機能付き表示装置１は、表示デバイス２０の上述した表示領域Ａｄと対向する位置に設けられ、複数に分割された駆動電極２８を備えている。また、実施形態４のタッチ検出機能付き表示装置１は、第１電極６１及び第２電極６２のうち第２電極６２がタッチ検出電極ＴＤＬである。上述した実施形態１に係る駆動電極ＣＯＭＬは、実施形態２において表示デバイス２０の共通駆動電極としてのみ機能する。このため、実施形態２においては、上述した実施形態１に係る駆動電極ＣＯＭＬを分割せずベタ膜としていてもよい。
【００９０】
実施形態４に係る駆動電極２８は、タッチ検出電極ＴＤＬである第２電極６２との間に、第１電極６１がある。このため、駆動電極２８と、タッチ検出電極ＴＤＬである第２電極６２との相互静電容量の変化が小さくなる可能性がある。
【００９１】
実施形態４に係る第１電極６１は、複数に分割されており、分割された駆動電極２８が延在する方向と平行な方向に延びている。そして、第１電極６１は、タッチ検出部４０が検出中の場合、電位が固定されないフローティング状態にされている。
【００９２】
図１０に示す動作と同様に、タッチ検出デバイス３０では、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ１４が、駆動電極２８の１検出ブロックを時分割的に線順次走査するように駆動する。これにより、スキャン方向ＳｃａｎＦに駆動電極２８の１検出ブロックが順次選択される。
【００９３】
実施形態４に係る第１電極６１は、電位が固定されないフローティング状態にされているので、スキャン方向ＳｃａｎＦに１検出ブロックが順次選択された駆動電極２８と、第１透光性基板１５１に垂直な方向で重なる第１電極６１の電極パターンの電位が変化する。この結果、駆動電極２８に印加されるタッチ駆動信号Ｖｃｏｍと同期するタッチ駆動信号ＶｃｏｍＦは、スキャン方向ＳｃａｎＦに第１電極６１の電極パターンに伝達される。駆動電極２８は、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍが伝達される第１電極６１の電極パターンを介して、タッチ検出電極ＴＤＬにタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力させる。このようにタッチ検出デバイス３０は、１検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。図１０に示す動作と同様に、互いに交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサを行列状に構成している。よって、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部近接物体の接触または近接が生じた位置の検出も可能となっている。
【００９４】
＜１−５．実施形態５＞
次に、実施形態５に係るタッチ検出機能付き表示装置１について説明する。図２４は、実施形態５に係るタッチ検出機能付き表示装置の液晶レンズの概略断面構造を表す断面図である。なお、上述した実施形態１、２、３及び４で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００９５】
図２４に示すように、実施形態５のタッチ検出機能付き表示装置１は、液晶レンズ５０と、上述した液晶レンズ５０を介して画像を表示する表示デバイス２０と、を備える。液晶レンズ５０は、第１電極６１を有する第１基板５１と、第２電極６２を有する第２基板５２と、第１基板５１の第１電極６１側と第２基板５２の第２電極６２側との間に備えられ、第１電極６１及び第２電極６２の間に印加されるレンズ用駆動電圧Ｖｌｅｎｓに応じて、透過する光の屈折率が変化する液晶層５３を含む。
【００９６】
実施形態５のタッチ検出機能付き表示装置１は、表示デバイス２０の内部に設けられ、複数に分割された駆動電極ＣＯＭＬを備えている。または実施形態２のように、第１電極６１及び第２電極６２のうちの一方が駆動電極であってもよい。あるいは、実施形態４のように、表示デバイス２０の上述した表示領域Ａｄと対向する位置に設けられ、複数に分割された駆動電極２８を備えていてもよい。
【００９７】
また、実施形態５のタッチ検出機能付き表示装置１は、第２電極６２が形成される表面とは反対側の第２透光性基板１５２の表面（裏面）にタッチ検出電極ＴＤＬを備えている。
【００９８】
実施形態５のタッチ検出機能付き表示装置１は、第１電極６１及び第２電極６２がそれぞれ分割され、第１電極６１が延在する方向は、第２電極６２が延在する方向と平行である。そして、第１電極６１及び第２電極６２のうち、焦点可変用の共通電位（コモン電位）を加える方の電極幅を広くする。例えば図２４に示す第２電極６２の幅６２ｗは、第１電極６１の幅６１ｗよりも広い。この構造により、焦点可変用の共通電位（コモン電位）が安定し、レンズ面Ｌｒｅｆの精度を高めることができる。
【００９９】
また、タッチ検出デバイス３０の駆動電極が第１電極６１の場合、第１電極６１及び第２電極６２が延在する方向が平行であるので、タッチ検出部４０がタッチ検出する場合、第２電極６２をフローティング状態にする。これにより、第２電極６２は、電位が固定されないフローティング状態にされているので、上述した図１０に示す方向と同様にスキャン方向ＳｃａｎＦに１検出ブロックが順次選択された駆動電極になる第１電極６１の電極パターンと、第１透光性基板１５１に垂直な方向で重なる第２電極６２の電極パターンの電位が変化する。この結果、第１電極６１の電極パターンに印加されるタッチ駆動信号Ｖｃｏｍと同期するタッチ駆動信号ＶｃｏｍＦは、スキャン方向ＳｃａｎＦに第２電極６２の電極パターンに伝達される。駆動電極になる第１電極６１の電極パターンは、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍが伝達される第２電極６２の電極パターンを介して、タッチ検出電極ＴＤＬにタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力させる。タッチ検出デバイス３０は、１検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。図１０に示す動作と同様に、互いに交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサを行列状に構成している。よって、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部近接物体の接触または近接が生じた位置の検出も可能となっている。
【０１００】
＜１−６．実施形態の変形例＞
以下に、実施形態１、２、３、４、５及び変形例（以下、本実施形態という）に適用可能な構成の変形例について説明する。なお、上述した実施形態１、２、３、４及び５で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図２５及び図２６は、本実施形態に係る第１電極または第２電極の延在方向を説明するための模式図である。
【０１０１】
上述したように表示デバイス２０は、各副画素ＳＰｉｘに色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが対応付けられ、色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを１組として画素Ｐｉｘを構成している。画素Ｐｉｘは、図９に示すように、走査線ＧＣＬに平行な方向及び信号線ＳＧＬに平行な方向に沿って行列状に配置される。また、画素Ｐｉｘは、同じ色領域同士が走査線ＧＣＬに平行な方向及び信号線ＳＧＬに平行な方向において隣り合わないように配置される。
【０１０２】
例えば本実施形態においてＹ方向は、人間の視感度が最も高い色領域が並ぶ方向である。Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のなかでは、人間の視感度が最も高い色はＧ（緑）である。Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の４色のなかでは、人間の視感度が最も高い色はＷ（白）である。
【０１０３】
このような色領域の配列と、上述した第１電極６１及び第２電極６２の配列によっては、干渉してモアレが生じる可能性がある。例えば図２５に示すように、タッチ検出電極ＴＤＬである第２電極６２の延びる方向は、Ｙ方向に対して角度αを有する方向である。また、図２５に示すように、タッチ検出電極ＴＤＬである第２電極６２が階段状に延びる方向は、Ｙ方向に対して角度αを有する方向である。以上説明したように、表示領域Ａｄには、複数の画素Ｐｉｘ（副画素ＳＰｉｘ）が配置され、第１電極６１及び第２電極６２のうちの少なくとも１つが分割されて複数の導体パターンとなり、当該導体パターンの延在する方向が前記画素Ｐｉｘの一部を横切るように画素の配列されるＹ方向と角度αをなすように延びている。このため、第１電極６１及び第２電極６２の少なくとも１つは、人間の視感度が最も高い色領域が並ぶ方向に対して、所定角度αだけ角度を有する方向に延在することでモアレの現象を抑制することができる。
【０１０４】
次に、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示デバイス１０の概略断面構造の他の例について説明する。図２７は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。上述した本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、ＦＦＳ、ＩＰＳ等の各種モードの液晶を用いた表示デバイス２０とタッチ検出デバイス３０とを一体化してタッチ検出機能付き表示デバイス１０とすることができる。これに代えて、図２７に示す表示デバイスは、ＴＮ（Twisted  Nematic：ツイステッドネマティック）、ＶＡ（Vertical  Alignment：垂直配向）、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence：電界制御複屈折）等の各種モードの液晶とタッチ検出デバイスとを一体化してもよい。
【０１０５】
＜２．適用例＞
次に、図２８〜図４０を参照して、実施形態及び変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置１の適用例について説明する。図２８〜図４０は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び表示装置は、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、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び表示装置は、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。
【０１０６】
（適用例１）
図２８に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び表示装置が適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１及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、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び表示装置である。
【０１０７】
（適用例２）
図２９及び図３０に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び表示装置が適用されるデジタルカメラである。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及びシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び表示装置である。
【０１０８】
（適用例３）
図３１に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び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５３１、この本体部５３１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３３及び表示部５３４を有している。そして、表示部５３４は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び表示装置である。
【０１０９】
（適用例４）
図３２に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び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５４１、文字等の入力操作のためのキーボード５４２及び画像を表示する表示部５４３を有しており、表示部５４３は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び表示装置である。
【０１１０】
（適用例５）
図３３〜図３９に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び表示装置が適用される携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば、上側筐体５５１と下側筐体５５２とを連結部（ヒンジ部）５５３で連結したものであり、ディスプレイ５５４、サブディスプレイ５５５、ピクチャーライト５５６及びカメラ５５７を有している。そのディスプレイ５５４又はサブディスプレイ５５５は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び表示装置である。
【０１１１】
（適用例６）
図４０に示す電子機器は、携帯型コンピュータ、多機能な携帯電話、音声通話可能な携帯コンピュータ又は通信可能な携帯コンピュータとして動作し、いわゆるスマートフォン、タブレット端末と呼ばれることもある、情報携帯端末である。この情報携帯端末は、例えば筐体５６１の表面に表示部５６２を有している。この表示部５６２は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１及び表示装置である。
【０１１２】
＜３．本開示の構成＞
また、本開示は、以下の構成をとることもできる。
【０１１３】
（１）第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加されるレンズ用電圧に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、を含む可変焦点レンズ部と、
前記可変焦点レンズ部を介して画像を表示する表示領域を備える表示部と、
前記表示部の内部または前記表示領域と対向する位置に設けられ、複数に分割された駆動電極と、
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極として前記駆動電極との間における、前記静電容量の変化に基づき、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部と、を備えるタッチ検出機能付き表示装置。
【０１１４】
（２）前記表示領域には、複数の画素電極が配置され、
前記表示部は、画像信号に基づいて、前記画素電極と前記駆動電極との間に表示用駆動電圧を印加して画像表示機能を発揮させる、前記（１）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【０１１５】
（３）前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極として前記タッチ検出部が検出中の場合、前記第１電極及び前記第２電極のうちの他方の電位が固定されていないフローティング状態にある、前記（１）または前記（２）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【０１１６】
（４）前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極である場合、前記第１電極及び前記第２電極のうちの他方が前記駆動電極になる、前記（１）または前記（２）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【０１１７】
（５）前記タッチ検出電極である、前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方は、複数に分割された電極パターンであり、複数の前記電極パターンのうち所定のピッチごとの一部の電極パターンが前記タッチ検出部に接続される、前記（１）から前記（４）のいずれか１つに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【０１１８】
（６）前記タッチ検出部に接続される複数の前記電極パターンの端部が導通されている、前記（５）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【０１１９】
（７）前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方が延在する方向は、前記第１電極及び前記第２電極のうちの他方が延在する方向と異なり、かつ前記第１電極及び前記第２電極のうちの他方が延在する方向が、分割された前記駆動電極が延在する方向と平行である、前記（３）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【０１２０】
（８）前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方が、複数に分割され、かつ行列配置された第１導電パターン及び第２導電パターンを含み、
前記タッチ検出部は、前記第１導電パターンをタッチ検出電極とし、前記第２導電パターンを前記駆動電極として近接する物体の位置を検出する、前記（１）から前記（７）のいずれか１つに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【０１２１】
（９）前記表示領域には、複数の画素が配置され、前記第１電極及び前記第２電極のうちの少なくとも１つが分割されて複数の導体パターンとなり、当該導体パターンの延在する方向が前記画素の一部を横切るように前記画素の配列される方向と角度をなすように延びている、前記（１）から前記（８）のいずれか１つに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【０１２２】
（１０）前記レンズ用電圧の実効電圧値以下で、前記駆動電極が駆動される、前記（１）から前記（９）のいずれか１つに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【０１２３】
（１１）前記可変焦点レンズ部は、前記画像の３次元表示と２次元表示とを切り替える、前記（１）から前記（１０）のいずれか１つに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【０１２４】
（１２）第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加されるレンズ用電圧に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、を含む可変焦点レンズ部と、
前記可変焦点レンズ部を介して画像を表示する表示領域を備える表示部と、
前記表示部の内部または前記表示領域と対向して設けられ、複数に分割された駆動電極と、
複数に分割されたタッチ検出電極と、
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方が前記駆動電極として、前記タッチ検出電極と前記駆動電極との間における、静電容量の変化に基づき、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部と、を備え、
前記第１電極及び前記第２電極がそれぞれ分割され、前記第１電極が延在する方向は、前記第２電極が延在する方向と平行であり、前記第１電極及び前記第２電極のうち、焦点可変用の共通電位を加える方の電極幅を広くする、タッチ検出機能付き表示装置。
【０１２５】
（１３）前記（１）から前記（１２）のいずれか１つに記載のタッチ検出機能付き表示装置を備える、電子機器。
【０１２６】
（１４）第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点層と、を含む可変焦点レンズ部と、
複数に分割された駆動電極と、
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極として前記駆動電極との間における、静電容量の変化に基づき、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部と、を備え、
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方がタッチ検出電極である場合、前記第１電極及び前記第２電極のうちの他方が前記駆動電極になる、タッチ検出デバイス。
【符号の説明】
【０１２７】
１  タッチ検出機能付き表示装置
１１  制御部
１２  ゲートドライバ
１３  ソースドライバ
１４  駆動電極ドライバ
１５  レンズ制御ドライバ
２０  表示デバイス（表示部）
２１  画素基板
２２  対向基板
２３  液晶層
２８  駆動電極
２９  接合層
３０  タッチ検出デバイス
４０  タッチ検出部
４２  タッチ検出信号増幅部
５０  液晶レンズ（可変焦点レンズ部）
５１  第１基板
５２  第２基板
５３  液晶層（可変焦点層）
５３ＬＣ  液晶分子
５４  配向膜
５５  カバー部
６１  第１電極
６２  第２電極
６２Ｔ  タッチ検出電極用電極
６２Ｌ  レンズ用駆動電極
６２Ｅ１、６２Ｅ２、６２Ｅ３、６２Ｅ４、６２Ｅ５、６２Ｅ６、６２Ｅ７  電極パターン
６２１、６２２  導電パターン
６２１ｔ、６２２ｔ  接続部
Ａｄ  表示領域
ＢＬ  照明部
Ｃ１  容量素子
Ｃ２  静電容量
ＣＯＭＬ  駆動電極
ＦＰ１、ＦＰ２、ＦＰ３、ＦＰ４  注視点
Ｌｒｅｆ  レンズ面
ＬＴＳｗ  スイッチ
Ｒｄｐ  レンズ列
ＴＤＬ  タッチ検出電極
Ｔｌｏｆｆ  固定焦点期間
Ｔｌｏｎ  可変焦点期間
ＴＰｄ  表示期間
ＴＰｔ  タッチ検出期間
【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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