(57)【要約】【課題】画面上においてユーザが意図する接触点又は近接点を精度よく求めることができるタッチ検出機能付き表示装置、及びそれを備えた電子機器を得る。【解決手段】座標抽出部は、指示具がタッチ検出機能付き表示デバイスに接触又は近接すると、タッチ検出された領域の各座標におけるシグナル値を導出し、シグナル値で形成される三次元波形６０を導出する。座標抽出部は、第１閾値及び第２閾値以上のそれぞれの三次元波形部分の体積の重心である体積重心を算出し、この体積重心に基づいてそれぞれの重心Ｇ１及び重心Ｇ２を算出する。そして、座標抽出部は、重心Ｇ１と重心Ｇ２とを結ぶ直線８０を導出し、この直線８０の方向を指示具の軸方向であると判定する。【選択図】図２２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のタッチ検出電極と、
該タッチ検出電極に対向して配置され、該タッチ検出電極との間に静電容量を形成する複数の駆動電極と、
指示具が接触又は近接したか否かを検出するタッチ検出動作時に、前記駆動電極にタッチ検出駆動信号を印加する動作駆動部と、
前記タッチ検出駆動信号によって前記タッチ検出電極に現れるタッチ検出信号を検出するタッチ検出部と、
を有し、
前記タッチ検出部は、前記タッチ検出電極から検出される前記タッチ検出信号に基づいて実行される前記タッチ検出動作時に、
前記指示具が接触又は近接したことを検出した場合に、該指示具が接触又は近接した座標及び該座標の近傍において、前記タッチ検出信号に基づいてシグナル値を導出し、
該シグナル値の大きさを高さ方向とする三次元波形を導出し、
該三次元波形において、前記高さ方向の第１閾値以上の三次元波形部分の体積に基づく重心と、前記高さ方向の前記第１閾値とは異なる第２閾値以上の三次元波形部分の体積に基づく重心とを結ぶ直線を導出し、該直線に基づいて前記指示具が接触又は近接したかを検出するタッチ検出装置。
【請求項２】
前記タッチ検出部は、前記直線を前記指示具の軸方向と判定する請求項１に記載のタッチ検出装置。
【請求項３】
前記タッチ検出部は、前記タッチ検出動作時に、前記直線が、前記高さ方向の長さが略０で該高さ方向に垂直な平面と交わる点の座標を、前記指示具の接触点又は近接点の指示座標とする請求項１又は請求項２に記載のタッチ検出装置。
【請求項４】
前記第１閾値及び前記第２閾値は、前記三次元波形を構成する前記シグナル値の最大値に対する所定の割合の値である請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
【請求項５】
前記第１閾値以上の三次元波形部分の体積に基づく重心は、前記三次元波形を前記高さ方向の大きさが前記第１閾値であって前記高さ方向に垂直な平面で切断した場合の切断面に、前記第１閾値以上の三次元波形部分の体積重心を前記高さ方向に投影した点とし、
前記第２閾値以上の三次元波形部分の体積に基づく重心は、前記三次元波形を前記高さ方向の大きさが前記第２閾値であって前記高さ方向に垂直な平面で切断した場合の切断面に、前記第２閾値以上の三次元波形部分の体積重心を前記高さ方向に投影した点とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
【請求項６】
前記三次元波形部分の体積に基づく重心は、該体積の体積重心とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
【請求項７】
前記タッチ検出部は、前記タッチ検出動作時に、前記指示具が接触又は近接していない場合に前記タッチ検出電極から検出される前記タッチ検出信号に基づく値と、前記指示具が接触又は近接した場合に前記タッチ検出電極から検出される前記タッチ検出信号に基づく値との差分を前記シグナル値とする請求項１乃至請求項６に記載のタッチ検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のタッチ検出装置と、
画素に表示動作をさせるための画素信号が印加される複数の画素電極と、
該画素電極に前記画素信号を印加して前記表示動作を実行する表示駆動部と、
前記動作駆動部及び前記表示駆動部を制御する制御部と、
を有し、
前記動作駆動部は、前記表示動作時に、前記駆動電極に前記画素信号と同期した表示駆動信号を印加するタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記タッチ検出動作時に、
前記タッチ検出部によって導出された前記直線の方向に応じて、前記表示動作において表示された画像又は映像を回転動作させる請求項８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記タッチ検出動作時に、
前記タッチ検出部によって導出された前記直線の前記高さ方向に垂直な平面への投影線を求め、
前記指示座標を始点とする該投影線の基準位置からの角度に応じて、前記表示動作において表示された画像又は映像を回転動作させる請求項９に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１１】
前記駆動電極は、前記表示動作時に前記表示駆動信号が印加される第１駆動電極と、前記タッチ検出動作時に前記タッチ検出駆動信号が印加される第２駆動電極と、を有した請求項８乃至請求項１０のいずれか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記表示動作を実行する表示動作期間と、前記タッチ検出動作を実行するタッチ検出期間とを交互に繰り返す請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１３】
請求項８乃至請求項１２のいずれか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置と、
該タッチ検出機能付き表示装置によって検出された操作に対応した処理を実行し、かつ、該タッチ検出機能付き表示装置に映像信号を供給する制御装置と、
を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、外部近接物体の検出を静電容量の変化に基づいて検出することを可能とするタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれるタッチ検出装置を液晶表示装置等の表示装置上に装着し、あるいは、タッチ検出装置と表示装置とを一体化し、その表示装置に各種のボタン画像等を表示させることによって、通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能とするタッチ検出機能付き表示装置が注目されている。このようなタッチパネルを有する表示装置は、キーボード、マウス、又は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等でも使用が拡大している。
【０００３】
タッチ検出動作の方式としては、光学式及び抵抗式等のいくつかの方式が存在するが、特に携帯端末等においては、比較的単純な構造をもち、かつ低消費電力が実現できる静電容量式が採用される傾向がある。この静電容量式のタッチ検出装置は、駆動信号が印加される駆動電極とタッチ検出電極との間に静電容量を形成し、外部物体が接触又は近接することによる静電容量の変化、すなわち、タッチ検出電極に現れる電圧波形の変化を検出することによって、タッチ検出の有無を判定するものである。
【０００４】
このような静電容量式のタッチ検出装置として、固定値である２つの閾値を設け、これらの閾値と、検出される静電容量の変化との比較によって三値化し、高い閾値以上に静電容量の変化が検出された第１領域と、低い閾値以上高い閾値未満の静電容量の変化が検出された第２領域とを算出するものがある（特許文献１参照）。そして、特許文献１に記載されたタッチ検出装置は、第１領域の面積重心と第２領域の面積重心とを結ぶ直線上において、第１領域の面積重心から所定のオフセット量を移動させたポイントをユーザが意図してパネル面に接触又は近接した点と判定する。このように、特許文献１に記載されたタッチ検出装置は、閾値判定によって求められる２つの領域の面積重心を用いることによって、パネル面上においてユーザが意図した接触点又は近接点に近似させることを図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５５５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたタッチ検出装置は、２つの閾値によって三値化し、検出された信号を第１領域及び第２領域に振り分けるのみ、すなわち、タッチ面における各ポイントにおける信号の強弱をこの２領域のいずれかに判別するのみである。したがって、タッチ検出装置は、このような領域の面積重心に基づいて、パネル面におけるタッチポイントを求める方法では、その求めたタッチポイントと、ユーザが意図した接触点又は近接点とは依然として差異がある可能性があり、ユーザの操作精度を向上させることができない可能性があった。
【０００７】
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、画面上におけるユーザのタッチ動作による操作精度を向上させるができるタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、及び電子機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係るタッチ検出装置は、複数のタッチ検出電極と、該タッチ検出電極に対向して配置され、該タッチ検出電極との間に静電容量を形成する複数の駆動電極と、指示具が接触又は近接したか否かを検出するタッチ検出動作時に、前記駆動電極にタッチ検出駆動信号を印加する動作駆動部と、前記タッチ検出駆動信号によって前記タッチ検出電極に現れるタッチ検出信号を検出するタッチ検出部と、を有し、前記タッチ検出部は、前記タッチ検出電極から検出される前記タッチ検出信号に基づいて実行される前記タッチ検出動作時に、前記指示具が接触又は近接したことを検出した場合に、該指示具が接触又は近接した座標及び該座標の近傍において、前記タッチ検出信号に基づいてシグナル値を導出し、該シグナル値の大きさを高さ方向とする三次元波形を導出し、該三次元波形において、前記高さ方向の第１閾値以上の三次元波形部分の体積に基づく重心と、前記高さ方向の前記第１閾値とは異なる第２閾値以上の三次元波形部分の体積に基づく重心とを結ぶ直線を導出し、該直線に基づいて前記指示具が接触又は近接したかを検出する。
【０００９】
本開示に係るタッチ検出装置は、前記タッチ検出部は、前記直線を前記指示具の軸方向と判定することが好ましい。
【００１０】
本開示に係るタッチ検出装置は、前記タッチ検出部は、前記タッチ検出動作時に、前記直線が、前記高さ方向の長さが略０で該高さ方向に垂直な平面と交わる点の座標を、前記指示具の接触点又は近接点の指示座標とすることが好ましい。
【００１１】
本開示に係るタッチ検出装置は、前記第１閾値及び前記第２閾値は、前記三次元波形を構成する前記シグナル値の最大値に対する所定の割合の値であることが好ましい。
【００１２】
本開示に係るタッチ検出装置は、前記第１閾値以上の三次元波形部分の体積に基づく重心は、前記三次元波形を前記高さ方向の大きさが前記第１閾値であって前記高さ方向に垂直な平面で切断した場合の切断面に、前記第１閾値以上の三次元波形部分の体積重心を前記高さ方向に投影した点とし、前記第２閾値以上の三次元波形部分の体積に基づく重心は、前記三次元波形を前記高さ方向の大きさが前記第２閾値であって前記高さ方向に垂直な平面で切断した場合の切断面に、前記第２閾値以上の三次元波形部分の体積重心を前記高さ方向に投影した点とすることが好ましい。
【００１３】
本開示に係るタッチ検出装置は、前記三次元波形部分の体積に基づく重心は、該体積の体積重心とすることが好ましい。
【００１４】
本開示に係るタッチ検出装置は、前記タッチ検出部は、前記タッチ検出動作時に、前記指示具が接触又は近接していない場合に前記タッチ検出電極から検出される前記タッチ検出信号に基づく値と、前記指示具が接触又は近接した場合に前記タッチ検出電極から検出される前記タッチ検出信号に基づく値との差分を前記シグナル値とすることが好ましい。
【００１５】
本開示に係るタッチ検出機能付き表示装置は、上記のタッチ検出装置と、画素に表示動作をさせるための画素信号が印加される複数の画素電極と、該画素電極に前記画素信号を印加して前記表示動作を実行する表示駆動部と、前記動作駆動部及び前記表示駆動部を制御する制御部と、を有し、前記動作駆動部は、前記表示動作時に、前記駆動電極に前記画素信号と同期した表示駆動信号を印加する。
【００１６】
本開示に係るタッチ検出機能付き表示装置は、前記制御部は、前記タッチ検出動作時に、前記タッチ検出部によって導出された前記直線の方向に応じて、前記表示動作において表示された画像又は映像を回転動作させることが好ましい。
【００１７】
本開示に係るタッチ検出機能付き表示装置は、前記制御部は、前記タッチ検出動作時に、前記タッチ検出部によって導出された前記直線の前記高さ方向に垂直な平面への投影線を求め、前記指示座標を始点とする該投影線の基準位置からの角度に応じて、前記表示動作において表示された画像又は映像を回転動作させることが好ましい。
【００１８】
本開示に係るタッチ検出機能付き表示装置は、前記駆動電極は、前記表示動作時に前記表示駆動信号が印加される第１駆動電極と、前記タッチ検出動作時に前記タッチ検出駆動信号が印加される第２駆動電極と、を有することが好ましい。
【００１９】
本開示に係るタッチ検出機能付き表示装置は、前記制御部は、前記表示動作を実行する表示動作期間と、前記タッチ検出動作を実行するタッチ検出期間とを交互に繰り返すことが好ましい。
【００２０】
本開示に係る電子機器は、上記のタッチ検出機能付き表示装置と、該タッチ検出機能付き表示装置によって検出された操作に対応した処理を実行し、かつ、該タッチ検出機能付き表示装置に映像信号を供給する制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【００２１】
本開示に係るタッチ検出機能付き表示装置、及びこれを備えた電子機器は、画面上においてユーザが意図する接触点又は近接点を精度よく求めることができ、ユーザのタッチパネルにおける誤操作を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本開示の実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、静電容量式のタッチ検出動作の基本原理を説明するにあたって指が接触又は近接していない状態を示す説明図である。
【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を表す等価回路の例を示す図である。
【図４】図４は、静電容量式のタッチ検出動作の基本原理を説明するにあたって指が接触又は近接している状態を示す説明図である。
【図５】図５は、図４に示す指が接触又は近接している状態を表す等価回路の例を示す図である。
【図６】図６は、指示具が接触又は近接した場合としていない場合における駆動信号及びタッチ検出信号の波形の例を示す図である。
【図７】図７は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面図である。
【図８】図８は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイスの液晶表示デバイスにおける画素配列を示す回路図である。
【図９】図９は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を示す斜視図である。
【図１０−１】図１０−１は、本開示の実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の表示動作期間とタッチ検出期間との関係を示す図である。
【図１０−２】図１０−２は、本開示の実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の表示動作期間とタッチ検出期間との別の関係を示す図である。
【図１１】図１１は、本開示の実施形態１の駆動電極ドライバの動作例を示す図である。
【図１２】図１２は、本開示の実施形態１の駆動電極ドライバの動作例を示す図である。
【図１３】図１３は、本開示の実施形態１の駆動電極ドライバの動作例を示す図である。
【図１４】図１４は、本開示の実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の表示動作期間における各信号のタイミングの例を示す図である。
【図１５】図１５は、本開示の実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出期間における各信号のタイミングの例を示す図である。
【図１６】図１６は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイスに指が接触又は近接した場合に検出されるシグナルによって形成される三次元波形の例を示す図である。
【図１７】図１７は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイス上のタッチポイントにおいて指の軸方向を回転させる状態を示す図である。
【図１８】図１８は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイス上のタッチポイントにおいて指の軸方向を下側、左側、上側及び右側に変えた場合に検出された三次元波形の例を示す図である。
【図１９】図１９は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイスに指が接触又は近接した場合において、指の各軸方向の角度に対応して検出された三次元波形を示す図である。
【図２０】図２０は、第１閾値以上の三次元波形部分の体積重心を説明する図である。
【図２１】図２１は、第２閾値以上の三次元波形部分の体積重心を説明する図である。
【図２２】図２２は、第１閾値に基づく重心と、第２閾値に基づく重心とを結んだ直線及びターゲットポイントを説明する図である。
【図２３】図２３は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイス上のタッチポイントにおける指の軸方向の回転に伴って画像が回転する動作を示す図である。
【図２４】図２４は、本開示の実施形態１の変形例に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面図である。
【図２５】図２５は、本開示の実施形態２に係る電子機器としてのテレビジョン装置にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。
【図２６】図２６は、本開示の実施形態２に係る電子機器としてのデジタルカメラにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、当該デジタルカメラの前面斜視図である。
【図２７】図２７は、本開示の実施形態２に係る電子機器としてのデジタルカメラにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、当該デジタルカメラの背面斜視図である。
【図２８】図２８は、本開示の実施形態２に係る電子機器としてのビデオカメラにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。
【図２９】図２９は、本開示の実施形態２に係る電子機器としてのノート型パーソナルコンピュータにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。
【図３０】図３０は、本開示の実施形態２に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを開いた状態の正面図である。
【図３１】図３１は、本開示の実施形態２に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを開いた状態の側面図である。
【図３２】図３２は、本開示の実施形態２に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを閉じた状態の正面図である。
【図３３】図３３は、本開示の実施形態２に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを閉じた状態の左側面図である。
【図３４】図３４は、本開示の実施形態２に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを閉じた状態の右側面図である。
【図３５】図３５は、本開示の実施形態２に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを閉じた状態の連結部側の側面図である。
【図３６】図３６は、本開示の実施形態２に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを閉じた状態の開閉部側の側面図である。
【図３７】図３７は、本開示の実施形態２に係る電子機器としての情報携帯端末にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本開示の実施形態につき、図面を参照しつつ、次に示す順序で詳細に説明する。
１．実施形態１
２．実施形態２
【００２４】
［１．実施形態１］
（タッチ検出機能付き表示装置１の全体構成）
図１は、本開示の実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成例を示すブロック図である。図１を参照して、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１の全体構成について説明する。また、図１で示されるタッチ検出機能付き表示装置１は、表示画素として液晶表示画素を用いており、その液晶表示画素によって構成された液晶表示デバイス２０と静電容量式のタッチ検出デバイス３０とを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係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（表示駆動部）と、駆動電極ドライバ１４（動作駆動部）と、タッチ検出部４０と、を備える。
【００２６】
タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、タッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。このタッチ検出機能付き表示デバイス１０は、液晶表示デバイス２０と、タッチ検出デバイス３０とを有する。
【００２７】
液晶表示デバイス２０は、後述するように、ゲートドライバ１２から出力される走査信号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。タッチ検出デバイス３０は、後述するように、駆動電極ドライバ１４から出力されるタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔに従って、ブロックずつ順次走査してタッチ検出動作を行うデバイスである。また、タッチ検出デバイス３０は、ブロックごとに複数のタッチ検出電極ＴＤＬから、タッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力し、タッチ検出部４０に供給するようになっている。
【００２８】
制御部１１は、外部から入力した映像信号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、及びタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を出力し、これらが互いに同期して動作するように制御する。
【００２９】
ゲートドライバ１２は、制御部１１から出力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の液晶表示デバイス２０の表示動作の対象となる１水平ラインを順次選択する機能を有する回路である。具体的には、ゲートドライバ１２は、走査信号線ＧＣＬを介して、走査信号Ｖｓｃａｎを、後述する画素ＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することによって、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の液晶表示デバイス２０にマトリックス状に形成されている画素Ｐｉｘのうちの１行（１水平ライン）を表示動作の対象として順次選択する。
【００３０】
ソースドライバ１３は、制御部１１から出力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の液晶表示デバイス２０の各画素Ｐｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを出力する回路である。具体的には、ソースドライバ１３は、画素信号線ＳＧＬを介して画素信号Ｖｐｉｘを、ゲートドライバ１２によって順次選択される１水平ラインを構成する各画素Ｐｉｘにそれぞれ出力する。そして、１水平ラインを構成する各画素Ｐｉｘは、画素信号Ｖｐｉｘを入力することによって表示動作を実行する。
【００３１】
駆動電極ドライバ１４は、制御部１１から出力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の駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍを出力する回路である。
【００３２】
タッチ検出部４０は、制御部１１から出力される制御信号、及びタッチ検出デバイス３０のタッチ検出電極ＴＤＬから出力されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、タッチ検出期間において、タッチ検出デバイス３０に対して指示具（指又はスタイラス等）が接触又は近接されたか否かを検出する。また、タッチ検出部４０は、指示具の接触又は近接が検出（以下、単にタッチ検出という）された場合において、タッチ検出された領域におけるシグナル値（後述）、及び、指示具によってタッチされたとみなす座標を求める回路である。このタッチ検出部４０は、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、ノイズ検出部４６と、検出タイミング制御部４７とを有している。
【００３３】
信号増幅部４２は、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出電極ＴＤＬから出力されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔを検出して増幅する回路である。具体的には、信号増幅部４２は、タッチ検出電極ＴＤＬに流れる電流を積分して電圧であるタッチ検出信号Ｖｄｅｔに変換する。なお、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）を除去する低域通過アナログフィルタ（「ローパスフィルタ」ともいう）を備えてもよい。なお、信号増幅部４２によって検出されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔは、必ず増幅されなければならないわけではなく、必要がなければ増幅されなくてもよい。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部４３は、適正なタイミングで、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。例えば、Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ検出期間において、タッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔに同期したタイミング、又は、そのタイミングよりも高い周波数のサンプリング周波数によって、信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するものとすればよい。なお、タッチ検出部４０は、信号増幅部４２から出力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換部４３に対してデジタル信号に変換させるものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、タッチ検出部４０は、Ａ／Ｄ変換部４３の機能に相当するＡ／Ｄ変換後のデジタル信号に対して、信号増幅部４２の機能に相当する低域通過デジタルフィルタ処理を実行させるものとしてもよい。
【００３５】
信号処理部４４は、タッチ検出期間において、Ａ／Ｄ変換部４３から出力された信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチ検出の有無を判定すると共に、入力したＡ／Ｄ変換部４３からの信号を座標抽出部４５に出力する回路である。
【００３６】
座標抽出部４５は、タッチ検出期間において、信号処理部４４によってタッチ検出された場合に、後述するように、信号処理部４４から入力した信号に基づいて、タッチ検出された領域におけるシグナル値（後述）を導出する。次に、座標抽出部４５は、そのシグナル値で形成される三次元波形に基づいて、タッチ検出デバイス３０のパネル面においてユーザが意図する接触点又は近接点とみなす座標（ターゲットポイント）、及び指示具の軸方向を導出する。そして、座標抽出部４５は、導出したターゲットポイントの座標データ、及び指示具の軸方向データを出力信号Ｏｕｔとして出力する。この座標抽出部４５による三次元波形に基づくターゲットポイントの導出動作については後述する。
【００３７】
ノイズ検出部４６は、信号処理部４４から出力される信号にノイズが含まれている場合、制御部１１にノイズ報知信号を出力する。
【００３８】
検出タイミング制御部４７は、タッチ検出部４０を構成する各回路が同期して動作するように制御する。
【００３９】
なお、タッチ検出電極ＴＤＬ、該タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔを検出するタッチ検出部４０、駆動電極ＣＯＭＬ、該駆動電極ＣＯＭＬにタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔを印加する駆動電極ドライバ１４、及び制御部１１を含む構成部分は、本発明の「タッチ検出装置」に相当する。
【００４０】
（静電容量式のタッチ検出動作の基本原理）
図２は、静電容量式のタッチ検出動作の基本原理を説明するにあたって指が接触又は近接していない状態を示す説明図である。図３は、図２に示す指が接触又は近接していない状態を表す等価回路の例を示す図である。図４は、静電容量式のタッチ検出動作の基本原理を説明するにあたって指が接触又は近接している状態を示す説明図である。図５は、図４に示す指が接触又は近接している状態を表す等価回路の例を示す図である。そして、図６は、指示具が接触又は近接した場合としていない場合における駆動信号及びタッチ検出信号の波形の例を示す図である。図２乃至図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動作の基本原理について説明する。
【００４１】
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動作の方式としては、静電容量式によって具現化されるものであり、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Ｓに接続され、他端は電圧検出器ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば、図１に示す信号増幅部４２に含まれる積分回路である。
【００４２】
交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１に所定の周波数（例えば、数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度の周波数）の交流矩形波Ｓｇが印加されると、タッチ検出電極Ｅ２側に接続された電圧検出ＤＥＴを介して、図６に示す出力波形であるタッチ検出信号Ｖｄｅｔが現れる。交流信号源Ｓから出力される交流矩形波Ｓｇは、駆動電極ドライバ１４が出力するタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔ（後述）に相当する。また、駆動電極Ｅ１は、駆動電極ＣＯＭＬに相当し、タッチ検出電極Ｅ２は、タッチ検出電極ＴＤＬに相当する。
【００４３】
図２に示すように、指がタッチ検出電極Ｅ２に接触又は近接していない状態では、容量素子Ｃ１に対する充放電に伴って、図３に示すように、容量素子Ｃ１の静電容量に応じた電流Ｉ０が流れる。図３に示す電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ０の変動を電圧の変動（図６に示す実線の波形Ｖ０）に変換する。
【００４４】
一方、図４に示すように、指がタッチ検出電極Ｅ２に接触又は近接した状態では、駆動電極Ｅ１及びタッチ検出電極Ｅ２の端部からはみ出した電界に基づくフリンジ容量が、指の容量素子Ｃ２として吸収される。その結果、容量素子Ｃ１は、容量素子Ｃ２の影響によって、容量素子Ｃ１の容量値よりも容量値が小さい容量素子Ｃ１ａとして作用する。そして、容量素子Ｃ１ａに対する充放電に伴って、図５に示すように、容量素子Ｃ１ａの容量値に応じた電流Ｉ1が流れる。図５に示す電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ1の変動を電圧の変動（図６に示す点線の波形Ｖ１）に変換する。
【００４５】
波形Ｖ１は、図６に示すように、上述した波形Ｖ０と比べて振幅が小さくなる。これによって、波形Ｖ０と波形Ｖ１との電圧差分ΔＶの絶対値｜ΔＶ｜は、外部から接近する指示具（指、スタイラス等）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、電圧差分ΔＶの絶対値｜ΔＶ｜を精度よく検出するため、スイッチング素子によって、交流矩形波Ｓｇの周波数に合わせて、コンデンサに蓄えられた電荷を放電する期間Ｒｅｓｅｔを設けた動作とすることがより好ましい。
【００４６】
そして、Ａ／Ｄ変換部４３は、適正なタイミングで、信号増幅部４２から出力される絶対値｜ΔＶ｜の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。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３から出力された絶対値｜ΔＶ｜のデータ（デジタル信号）を平均化する演算を行い、例えば、絶対値｜ΔＶ｜の平均値を算出する。これによって、信号処理部４４は、絶対値｜ΔＶ｜についてノイズによる影響を低減することができる。そして、信号処理部４４は、算出した絶対値｜ΔＶ｜の平均値を所定の閾値電圧Ｖｔｈと比較し、この閾値電圧Ｖｔｈ以上であれば、指示具が接触又は近接している状態と判定し、閾値電圧Ｖｔｈ未満であれば、指示具が接触又は近接していない状態と判定する。このようにして、タッチ検出動作が可能となる。
【００４７】
（タッチ検出機能付き表示デバイス１０の構成例）
図７は、本実施形態のタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面図である。図８は、本実施形態のタッチ検出機能付き表示デバイスの液晶表示デバイスにおける画素配列を示す回路図である。そして、図９は、本実施形態のタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を示す斜視図である。図７乃至図９を参照して、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の構成例について説明する。
【００４８】
図７に示すように、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、画素基板２と、画素基板２に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された液晶層６とを備えている。
【００４９】
画素基板２は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、ＴＦＴ基板２１上にマトリックス状に配設され、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、酸化インジウムスズ）等で形成された透明電極である複数の画素電極２２とを有する。ＴＦＴ基板２１には、図８に示す各画素ＰｉｘのＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、薄膜トランジスタ）素子Ｔｒ、各画素電極２２に画素信号Ｖｐｉｘを供給する画素信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴ素子Ｔｒを駆動する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。図８に示す液晶表示デバイス２０は、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐｉｘを有している。液晶表示デバイス２０は、後述するように、ゲートドライバ１２から出力される走査信号Ｖｓｃａｎに従って、１水平ラインずつ順次走査して表示動作を行うデバイスである。
【００５０】
画素Ｐｉｘは、ＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶素子ＬＣを備えている。ＴＦＴ素子Ｔｒのソースは画素信号線ＳＧＬに接続され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに接続され、そしてドレインに画素電極２２が接続されている。また、液晶表示デバイスとして、縦方向の電界で液晶素子ＬＣの液晶分子を駆動する液晶表示デバイスを用いる場合、画素電極２２に対向する位置に駆動電極ＣＯＭＬが配置され、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬとの間に、液晶素子ＬＣが配置される。なお、液晶分子を横方向の電界で駆動する液晶表示デバイスについては、変形例において説明する。
【００５１】
画素ＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒは、図８に示すように、走査信号線ＧＣＬによって、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の画素ＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒと接続され、ゲートドライバ１２から走査信号線ＧＣＬに走査信号Ｖｓｃａｎが供給される。また、画素ＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒは、画素信号線ＳＧＬによって、液晶表示デバイス２０の同じ列に属する他の画素ＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒと接続され、ソースドライバ１３から画素信号線ＳＧＬに画素信号Ｖｐｉｘが供給される。さらに、画素Ｐｉｘは、駆動電極ＣＯＭＬによって、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の画素Ｐｉｘと接続され、駆動電極ドライバ１４から駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。また、駆動電極ＣＯＭＬは、駆動電極ドライバ１４から交流矩形波形の駆動信号Ｖｃｏｍ（後述する表示駆動信号Ｖｃｏｍｄ及びタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔ）が印加される。
【００５２】
以上のような液晶表示デバイス２０の構成によって、表示動作が実行される際、ゲートドライバ１２が走査信号線ＧＣＬに対して時分割的に走査信号Ｖｓｃａｎにより順次走査をすることによって、１水平ラインが順次選択される。また、液晶表示デバイス２０において、１水平ラインに属する画素Ｐｉｘ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動作が実行される。この表示動作が実行される際、駆動電極ドライバ１４は、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表示駆動信号Ｖｃｏｍｄを印加するようになっている。
【００５３】
対向基板３は、ガラス基板３１と、ガラス基板３１の液晶層６側の面に配設されたカラーフィルタ３２と、カラーフィルタ３２の液晶層６側の面に配設された複数の駆動電極ＣＯＭＬとを含む。さらに、対向基板３は、ガラス基板３１の液晶層６側とは反対側の面に配設された複数のタッチ検出電極ＴＤＬと、タッチ検出電極ＴＤＬの液晶層６側とは反対側に配設された偏光板３５とを含む。図９に示すタッチ検出デバイス３０は、対向基板３に設けられた、ストライプ状に並設された複数の駆動電極ＣＯＭＬと、駆動電極ＣＯＭＬに対向し、かつ、駆動電極ＣＯＭＬと交差する方向にストライプ状に並設された複数のタッチ検出電極ＴＤＬとを含む。タッチ検出デバイス３０は、後述するように、駆動電極ドライバ１４から出力されるタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔに従って、ブロックずつ順次走査してタッチ検出動作を行うデバイスである。
【００５４】
カラーフィルタ３２は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３色のカラーフィルタ層を規則的に配列して、上述した図８に示す各画素ＰｉｘにＲ、Ｇ及びＢの３色のうちいずれかが対応付けられている。
【００５５】
駆動電極ＣＯＭＬは、液晶表示デバイス２０の共通駆動電極として機能すると共に、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能する。このような構成を用いることによって、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の薄型化を図ることができ、かつ、液晶表示デバイス２０とタッチ検出デバイス３０の同期をとることが容易になる。１つの駆動電極ＣＯＭＬは、一行を構成する複数の画素電極２２に対向するように配置されている。
【００５６】
タッチ検出電極ＴＤＬは、それぞれタッチ検出部４０の信号増幅部４２に接続されており、駆動電極ＣＯＭＬとの各交差部分に静電容量を形成する。
【００５７】
以上のようなタッチ検出デバイス３０の構成によって、タッチ検出動作が実行される際、駆動電極ドライバ１４が後述するブロックＡ１乃至Ａｎを時分割的にタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔにより順次走査をして駆動することによって、タッチ検出されるブロックが順次選択される。そして、タッチ検出部４０は、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔを入力し、選択されたブロックのタッチ検出の有無を判断する。すなわち、タッチ検出デバイス３０及びタッチ検出部４０は、上述したタッチ検出動作の基本原理に従って、タッチ検出動作を実行する。
【００５８】
液晶層６は、液晶素子ＬＣが配置された層であり、電界の状態に応じて通過する光を旋光又は複屈折等させる層である。液晶層６における液晶の駆動方式として、例えば、縦電界モード、より具体的には、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、又はＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モード等の各種駆動方式が用いられる。
【００５９】
なお、液晶層６と画素基板２との間、及び液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ図示しない配向膜が配設されている。また、画素基板２の複数の画素電極２２が配設された面側とは反対側の面に、図示しない入射側偏光板が配設されている。
【００６０】
（全体動作の概要）
図１０−１は、本開示の実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の表示動作期間とタッチ検出期間との関係を示す図である。図１０−１を参照して、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１の全体動作の概要を説明する。
【００６１】
図１０−１に示すように、１フレーム期間（１Ｆ）は、表示動作期間Ｐｄ及びタッチ検出期間Ｐｔによって構成されている。すなわち、タッチ検出期間Ｐｔは、表示動作における垂直ブランキング期間に配置されている。タッチ検出機能付き表示装置１は、表示動作期間Ｐｄにおいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０上の画面ＧＳ（後述の図１１乃至図１３参照）における表示動作を実行し、タッチ検出期間Ｐｔにおいて、画面ＧＳにおけるタッチ検出動作を実行する。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置１は、表示動作期間Ｐｄにおける表示動作、及び、タッチ検出期間Ｐｔにおけるタッチ検出動作を時分割的に交互に繰り返し実行する。また、タッチ検出機能付き表示装置１は、各表示動作期間Ｐｄにおいて、画面ＧＳに対して１画面分の表示動作を実行し、各タッチ検出期間Ｐｔにおいて、画面ＧＳに対して１画面分のタッチ検出動作を実行する。なお、図１０−２に示すように、各１フレーム期間に表示動作期間Ｐｄ及びタッチ検出期間Ｐｔをそれぞれ１回ずつ設けてもよいし、あるいは、図１０（Ｂ）に示すように、各１フレーム期間に表示動作期間Ｐｄ及びタッチ検出期間Ｐｔをそれぞれ複数回設けてもよい。
【００６２】
まず、制御部１１は、外部から入力された映像信号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、及びタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を出力し、これらが互いに同期して動作するように制御する。また、制御部１１は、表示動作期間Ｐｄにおける表示動作、及び、タッチ検出期間Ｐｔにおけるタッチ検出動作の時分割的な実行を制御する。
【００６３】
ゲートドライバ１２は、表示動作期間Ｐｄにおいて、液晶表示デバイス２０の所定の本数の走査信号線ＧＣＬに走査信号Ｖｓｃａｎを出力し、液晶表示デバイス２０にマトリックス状に配設されている画素Ｐｉｘのうち表示動作の対象となる１水平ラインを順次選択する。また、ソースドライバ１３は、表示動作期間Ｐｄにおいて、ゲートドライバ１２によって選択された１水平ラインを構成する各画素Ｐｉｘに、画素信号線ＳＧＬを介して画素信号Ｖｐｉｘを出力する。これらの画素Ｐｉｘにおいては、供給される画素信号Ｖｐｉｘに応じて、１水平ラインの表示動作が実行されるようになっている。そして、駆動電極ドライバ１４は、表示動作期間Ｐｄにおいて、ゲートドライバ１２によって選択された１水平ラインに対応する所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬにより構成されるブロックＡ１乃至Ａｎ（後述の図１１乃至図１３参照）に順次、表示駆動信号Ｖｃｏｍｄを印加する。このように、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示動作期間Ｐｄ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によって出力された各信号に基づいて、表示動作を実行する。
【００６４】
また、駆動電極ドライバ１４は、タッチ検出期間Ｐｔにおいて、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬにより構成されるブロックＡ１乃至Ａｎに順次、タッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔを印加することによって、タッチ検出されるブロックを順次選択する。タッチ検出デバイス３０のタッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬに印加されたタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔによって発生するタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力する。信号増幅部４２は、タッチ検出期間Ｐｔにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬから出力されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔを検出して増幅し、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）を除去する。Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ検出期間Ｐｔにおいて、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。具体的には、Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔに同期したタイミング、又は、そのタイミングよりも高い周波数のサンプリング周波数によって、信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。信号処理部４４は、タッチ検出期間Ｐｔにおいて、Ａ／Ｄ変換部４３から出力されたデジタル信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチ検出の有無を判定する。座標抽出部４５は、タッチ検出期間Ｐｔにおいて、信号処理部４４によってタッチ検出された場合に、信号処理部４４から入力したデジタル信号に基づいて、タッチ検出された領域におけるシグナル値（後述）を導出する。次に、座標抽出部４５は、そのシグナル値で形成される三次元波形に基づいて、画面ＧＳにおいてユーザが意図する接触点又は近接点とみなす座標（ターゲットポイント）、及び指示具の軸方向を導出する。そして、座標抽出部４５は、導出したターゲットポイントの座標データ、及び指示具の軸方向データを出力信号Ｏｕｔとして出力する。検出タイミング制御部４７は、信号増幅部４２、Ａ／Ｄ変換部４３、信号処理部４４、座標抽出部４５及びノイズ検出部４６が同期して動作するように制御する。このように、タッチ検出機能付き表示デバイス１０及びタッチ検出部４０は、タッチ検出期間Ｐｔにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬから出力されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、タッチ検出動作を実行する。
【００６５】
なお、タッチ検出機能付き表示装置１は、各期間において、画面ＧＳの１画面分についての動作を実行するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、タッチ検出機能付き表示装置１は、画面ＧＳの１画面分以上、又は１画面分以下の動作を実行するものとしてもよい。
【００６６】
また、タッチ検出動作が実行されるタッチ検出期間Ｐｔにおいて、液晶表示デバイス２０には、表示動作を実行するための各種信号（走査信号Ｖｓｃａｎ及び画素信号Ｖｐｉｘ）は出力されない。したがって、タッチ検出期間Ｐｔにおいて、画素基板２に配設された図示しない走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬは、フローティング状態、又は、直流電位が印加された状態になる。これによって、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬからタッチ検出電極ＴＤＬへ、寄生容量を介してノイズが伝わる可能性を低減することができる。すなわち、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１においては、内部ノイズがタッチ検出動作に与える影響を低減することができる。
【００６７】
（表示動作期間Ｐｄにおける表示動作）
図１１乃至図１３は、本開示の実施形態１の駆動電極ドライバの動作例を示す図である。図１４は、本開示の実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の表示動作期間における各信号のタイミングの例を示す図である。図１１乃至図１４を参照して、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１の表示動作期間Ｐｄにおける表示動作について説明する。
【００６８】
図１４は、表示駆動信号Ｖｃｏｍｄの波形と、走査信号Ｖｓｃａｎの波形と、画素信号Ｖｐｉｘの波形と、を示している。また、図１４は、表示動作期間Ｐｄにおける表示動作をライン反転駆動によって実現する場合の例を示している。以下、画面ＧＳのブロックＡ１乃至Ａｎのうち、特定のブロックＡ１を駆動対象とした場合として説明する。また、図１４に示すｉは、マトリックス状に形成されている画素Ｐｉｘのうちの特定の行（ｉ行目）の１水平ラインを示している。
【００６９】
タイミングｔ１において、駆動電極ドライバ１４は、ブロックＡ１に属する駆動電極ＣＯＭＬに対して表示駆動信号Ｖｃｏｍｄを印加し、その電圧レベルを低レベルから高レベルに変化させる。この表示駆動信号Ｖｃｏｍｄの電圧レベルの変化点から１水平期間（１Ｈ）が開始される。
【００７０】
次に、タイミングｔ２において、ゲートドライバ１２は、ブロックＡ１に含まれる（ｉ−１）行目の１水平ラインの複数の画素Ｐｉｘに対応する走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖｓｃａｎを印加し、その電圧レベルを低レベルから高レベルに変化させる。また、同じタイミングｔ２において、ソースドライバ１３は、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖｐｉｘを印加し、その電圧レベルを高レベルから低レベルに変化させ、（ｉ−１）行目の１水平ラインの複数の画素Ｐｉｘにおける表示動作を開始する。
【００７１】
次に、タイミングｔ３において、ゲートドライバ１２は、（ｉ−１）行目の１水平ラインの複数の画素Ｐｉｘに対応する走査信号線ＧＣＬに印加している走査信号Ｖｓｃａｎの電圧レベルを高レベルから低レベルに変化させる。これによって、（ｉ−１）行目の１水平ラインの複数の画素Ｐｉｘにおける表示動作が終了する。
【００７２】
次に、タイミングｔ１１において、駆動電極ドライバ１４は、ブロックＡ１に属する駆動電極ＣＯＭＬに対して表示駆動信号Ｖｃｏｍｄを印加し、その電圧レベルを高レベルから低レベルに変化させる。これによって、１水平期間（１Ｈ）が終了し、次の１水平期間（１Ｈ）が開始する。
【００７３】
次に、タイミングｔ１２において、ゲートドライバ１２は、ブロックＡ１に含まれるｉ行目の１水平ラインの複数の画素Ｐｉｘに対応する走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖｓｃａｎを印加し、その電圧レベルを低レベルから高レベルに変化させる。また、同じタイミングｔ１２において、ソースドライバ１３は、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖｐｉｘを印加し、その電圧レベルを低レベルから高レベルに変化させ、ｉ行目の１水平ラインの複数の画素Ｐｉｘにおける表示動作を開始する。なお、本実施形態においては、タッチ検出機能付き表示装置１はライン反転駆動によって表示動作を実行するため、ソースドライバ１３が印加する画素信号Ｖｐｉｘは、直前の１水平期間（１Ｈ）と比較して、その極性が反転している。
【００７４】
次に、タイミングｔ１３において、ゲートドライバ１２は、ｉ行目の１水平ラインの複数の画素Ｐｉｘに対応する走査信号線ＧＣＬに印加している走査信号Ｖｓｃａｎの電圧レベルを高レベルから低レベルに変化させる。これによって、ｉ行目の１水平ラインの複数の画素Ｐｉｘにおける表示動作が終了する。
【００７５】
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、以上の動作を繰り返すことによって、画面ＧＳのブロックＡ１における表示動作を実行する。そして、タッチ検出機能付き表示装置１は、上述したように、表示駆動信号Ｖｃｏｍｄを印加するブロックをブロックＡ１から下側に順次シフトしつつ、各ブロックＡ１乃至Ａｎに対して上記の表示動作を実行することによって、画面ＧＳの全面に対する表示動作を実行する。
【００７６】
（タッチ検出期間Ｐｔにおけるタッチ検出動作）
図１５は、本開示の実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出期間における各信号のタイミングの例を示す図である。図１及び図１５を参照して、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１のタッチ検出期間Ｐｔにおけるタッチ検出動作について説明する。
【００７７】
図１５は、タッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔの波形と、タッチ検出信号Ｖｄｅｔの波形と、を示している。以下、画面ＧＳのブロックＡ１乃至Ａｎのうち、特定のブロックＡ１を駆動対象とした場合として説明する。
【００７８】
駆動電極ドライバ１４は、ブロックＡ１に属する駆動電極ＣＯＭＬに対してタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔを印加する。このタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔの周波数は、表示動作期間Ｐｄにおける表示駆動信号Ｖｃｏｍｄの周波数よりも高くすることが望ましい。
【００７９】
ブロックＡ１に属する駆動電極ＣＯＭＬに印加されたタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔは、静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖｄｅｔが変化する。
【００８０】
次に、Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔに同期したサンプリングタイミングｔｓ（又は、そのサンプリングタイミングｔｓよりも高い周波数のサンプリング周波数）によって、信号増幅部４２により増幅されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔであるアナログ信号をＡ／Ｄ変換する。
【００８１】
このように、タッチ検出期間Ｐｔにおけるタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔの周波数を、表示動作期間Ｐｄにおける表示駆動信号Ｖｃｏｍｄの周波数よりも高くし、かつ、Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ検出信号Ｖｄｅｔに対してタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔと同期したサンプリングタイミングｔｓ（又は、そのサンプリングタイミングｔｓよりも高い周波数のサンプリング周波数）でサンプリングしている。これによって、表示駆動信号ＶｃｏｍｄをブロックＡ１に印加して、その表示駆動信号Ｖｃｏｍｄに同期したタイミングでタッチ検出信号Ｖｄｅｔをサンプリングする場合に比べて、高い周波数でサンプリングすることになるため、多回数のサンプリングとなり、ノイズ成分を低減することができる。したがって、例えば、外部ノイズがタッチ検出デバイス３０に伝わる場合でも、この外部ノイズに起因してＡ／Ｄ変換部４３の出力に現れるノイズ成分を低減することができる。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置１において、外部ノイズがタッチ検出動作に与える影響を低減することができる。
【００８２】
次に、信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３によってＡ／Ｄ変換されて出力されたデジタル信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチ検出の有無を判定する。このタッチ検出の有無を判定する方法は、例えば、図６において上述したように、閾値に基づいて判定する。
【００８３】
なお、画面ＧＳについて分割されるブロックＡ１乃至Ａｎの数は、表示動作期間Ｐｄにおける場合と、タッチ検出期間Ｐｔにおける場合において、同数でなくてもよい。
【００８４】
（タッチ検出期間Ｐｔにおけるターゲットポイント及び指示具の方向の導出動作）
図１６は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイスに指が接触又は近接した場合に検出されるシグナルによって形成される三次元波形の例を示す図である。図１７は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイス上のタッチポイントにおいて指の軸方向を回転させる状態を示す図である。そして、図１８は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイス上のタッチポイントにおいて指の軸方向を下側、左側、上側及び右側に変えた場合に検出された三次元波形の例を示す図である。
【００８５】
上述の図９に示す駆動電極ＣＯＭＬ（図２に示す駆動電極Ｅ１に相当）とタッチ検出電極ＴＤＬ（図２に示すタッチ検出電極Ｅ２）との間には、静電容量（図２に示す容量素子Ｃ１の静電容量に相当）が存在する。駆動電極ドライバ１４が駆動電極ＣＯＭＬにタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔを印加すると、それに伴い、タッチ検出電極ＴＤＬにタッチ検出信号Ｖｄｅｔの電位が現れる。これによって、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間には電界が生じることになり、その電界は、駆動電極ＣＯＭＬからタッチ検出電極ＴＤＬに向かう向きの電気力線によって表される。なお、駆動電極ＣＯＭＬへ印加されるタッチ検出駆動信号Ｖｃｏｍｔの極性が反転することによって、電気力線の向きも反転する。
【００８６】
図１６に示すように、指５０がタッチ検出機能付き表示デバイス１０の表面に接触又は近接すると、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の電気力線の一部である電気力線７０が指５０に吸収される。その結果、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の電界の大きさは小さくなり、すなわち、タッチ検出電極ＴＤＬで検出されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔの電位の絶対値が小さくなる（図６の波形Ｖ１に相当）。この現象は、図４及び図５で上述したように、以下の内容の現象と同等である。対向する駆動電極ＣＯＭＬ及びタッチ検出電極ＴＤＬにおけるフリンジ容量が、容量素子Ｃ２としての指５０によって吸収される。その結果、対向する駆動電極ＣＯＭＬ及びタッチ検出電極ＴＤＬにより形成される容量素子Ｃ１が、容量素子Ｃ２としての指５０の影響によって、容量素子Ｃ１の容量値よりも容量値が小さい容量素子Ｃ１ａとして作用する。そして、容量素子Ｃ１ａの容量値に応じた電流Ｉ１が流れ込んだ結果、検出されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔの電位の絶対値が小さくなる。
【００８７】
ここで、指５０がタッチ検出機能付き表示デバイス１０に接触又は近接していない状態において検出されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔの電位（図６の波形Ｖ０）と、指５０がタッチ検出機能付き表示デバイス１０に接触又は近接した状態において検出されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔの電位（図６の波形Ｖ１）との差を、「シグナル値」とする。ここで、波形Ｖ０の電位と波形Ｖ１の電位との差とは、図６又は図１５に示すタッチ検出信号Ｖｄｅｔの矩形波のうち所定期間において矩形状に立ち上がった部分の電位の平均値の差としてもよく、これらの差を「シグナル値」としてもよい。具体的には、タッチ検出期間Ｐｔにおいて、アナログ信号であるタッチ検出信号ＶｄｅｔがＡ／Ｄ変換部４３によってＡ／Ｄ変換され、そのＡ／Ｄ変換されたデジタル信号に基づいて、座標抽出部４５がシグナル値を導出する。
【００８８】
次に、座標抽出部４５は、指５０がタッチ検出機能付き表示デバイス１０に接触又は近接した結果、タッチ検出された領域の各座標におけるシグナル値を導出し、図１６に示すようなシグナル値で形成される三次元波形６０を導出する。ここで、便宜上、図１６における「ｘ軸」は、図９に示す駆動電極ＣＯＭＬの延在方向の位置を示し、「ｙ軸」は、ｘ軸と直角の方向、又は、図９に示すタッチ検出電極ＴＤＬの延在方向の位置を示し、そして、「ｚ軸」は、シグナル値の大きさを示す。図１７は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の表面上において、指５０が接触又は近接したポイントであるタッチポイント５１を中心に、指５０を、指５０の軸方向における指５０の付け根側の向きが紙面視において下側、左側、上側、そして、右側に向くように動かす状態を示している。そして、図１８は、指５０の軸方向が上記の各状態である場合における、座標抽出部４５によって導出されたシグナル値の三次元波形のｘ軸方向視の波形図、及び、ｙ軸方向視の波形図を示している。具体的には、三次元波形６２ａは、指５０の付け根側の向きが下側である場合のｙ軸方向視の三次元波形であり、三次元波形６２ｂは、ｘ軸方向視の三次元波形である。また、三次元波形６３ａは、指５０の付け根側の向きが左側である場合のｙ軸方向視の三次元波形であり、三次元波形６３ｂは、ｘ軸方向視の三次元波形である。また、三次元波形６４ａは、指５０の付け根側の向きが上側である場合のｙ軸方向視の三次元波形であり、三次元波形６４ｂは、ｘ軸方向視の三次元波形である。そして、三次元波形６５ａは、指５０の付け根側の向きが右側である場合のｙ軸方向視の三次元波形であり、三次元波形６５ｂは、ｘ軸方向視の三次元波形である。
【００８９】
図１８に示す三次元波形のうち三次元波形６４ａ及び三次元波形６４ｂに対応する指５０の付け根側が上側の向きとなっている状態は、他の状態の指５０の付け根側の向きと比較して、指５０の軸方向が垂直に近い向きの状態となっている。このように、指５０の軸方向が垂直に近い場合、他の指５０の状態と比較して、指５０の付け根部分がタッチ検出機能付き表示デバイス１０の表面から離れて位置することになる。そのため、指５０に吸収される駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の電気力線の量が小さくなるため、シグナル値も小さくなる。したがって、図１８に示すように、そのシグナル値で構成される三次元波形６４ａ（６４ｂ）のｚ軸方向の大きさが、他の三次元波形と比較して小さくなる。
【００９０】
図１９は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイスに指が接触又は近接した場合において、指の各軸方向の角度に対応して検出された三次元波形を示す図である。図２０は、第１閾値以上の三次元波形部分の体積重心を説明する図である。図２１は、第２閾値以上の三次元波形部分の体積重心を説明する図である。そして、図２２は、第１閾値に基づく重心と、第２閾値に基づく重心とを結んだ直線及びターゲットポイントを説明する図である。
【００９１】
座標抽出部４５は、図１９に示すように、導出したシグナル値の三次元波形について、三次元波形におけるシグナル値の最大値に対する所定の割合の値である第１閾値及び第２閾値によって、三次元波形を輪切りにする。具体的には、座標抽出部４５は、ｚ軸の値が第１閾値であってｘｙ平面と平行な面、及び、ｚ軸の値が第２閾値であってｘｙ平面と平行な面によって、三次元波形を輪切りにする。第１閾値及び第２閾値は、シグナル値の最大値に対する任意の割合の値としてよいが、第１閾値＜第２閾値とし、例えば、第１閾値は、三次元波形のシグナル値の最大値の２０％の値とし、第２閾値は、最大値の８０％の値とする。図１９は、指５０の軸方向を紙面視右側に倒した場合の三次元波形６１ａ、略垂直にした場合の三次元波形６１ｂ、及び、紙面視左側に倒した場合の三次元波形６１ｃ、並びに、各三次元波形を第１閾値及び第２閾値で輪切りにした状態を示している。
【００９２】
次に、座標抽出部４５は、図２０に示すように、導出した三次元波形６０を第１閾値によって輪切りにし、第１閾値以上の三次元波形の部分である三次元波形部分６０ａの体積の重心である体積重心Ｇ１ａを算出する。そして、座標抽出部４５は、体積重心Ｇ１ａを、第１閾値によって三次元波形部分６０ａを輪切りにした切断面９０ａに投影した点、すなわち、体積重心Ｇ１ａから切断面９０ａに対して下ろした垂線と切断面９０ａとの交点を算出する。この算出した交点を、便宜上、「重心Ｇ１」というものとする。
【００９３】
同様に、座標抽出部４５は、図２１に示すように、三次元波形６０を第２閾値によって輪切りにし、第２閾値以上の三次元波形の部分である三次元波形部分６０ｂの体積の重心である体積重心Ｇ２ａを算出する。そして、座標抽出部４５は、体積重心Ｇ２ａを、第２閾値によって三次元波形部分６０ｂを輪切りにした切断面９０ｂに投影した点、すなわち、体積重心Ｇ２ａから切断面９０ｂに対して下ろした垂線と切断面９０ｂとの交点を算出し、この交点を「重心Ｇ２」とする。
【００９４】
そして、座標抽出部４５は、図２２に示すように、第１閾値に基づいて算出した重心Ｇ１と、第２閾値に基づいて算出した重心Ｇ２とを結ぶ直線８０を導出し、この直線８０を、指５０（指示具）の軸方向であると判定する。また、座標抽出部４５は、直線８０と、ｚ＝０のｘｙ平面との交点を導出し、この交点の座標（ｘｙ座標）をタッチ検出機能付き表示デバイス１０の画面上においてユーザが意図する接触点又は近接点とみなすターゲットポイントＴＰの座標（指示座標）であると判定する。また、座標抽出部４５は、導出したターゲットポイントＴＰの座標データ、及び、指５０（指示具）の軸方向データ（直線８０）を出力信号Ｏｕｔとして出力し、このうち、座標データを、映像信号Ｖｄｉｓｐを入力する制御部１１に対して出力する。そして、制御部１１は、座標データに基づいた表示動作を実行する。
【００９５】
以上のように、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、導出したシグナル値に対して、上述の特許文献１のように三値化するのではなく、タッチ検出された領域における各シグナル値がすべて反映された三次元波形に基づいて、指示具の軸方向を導出し、ターゲットポイントＴＰの座標を導出している。したがって、タッチ検出機能付き表示装置１は、導出した直線８０を実際の指示具の軸方向とみなすことができ、その軸方向に基づいて導出したターゲットポイントＴＰの座標をユーザが意図する接触点又は近接点に近似させることができる。したがって、特許文献１のように三値化する場合と比較して、画面上においてユーザのタッチ動作による操作精度を向上させることができる。
【００９６】
また、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出された領域におけるシグナル値に基づく三次元波形において、所定の固定値である閾値ではなく、シグナル値の最大値に対する所定の割合の値を閾値として用いている。したがって、タッチ検出機能付き表示装置１は、指示具（指５０等）がいずれの方向においても、シグナル値の最大値に対する所定の割合の値を閾値として、指示具の軸方向及びターゲットポイントＴＰの座標を導出することが可能となる。例えば、図１８に示す三次元波形のうち、他の三次元波形と比較してシグナル値が小さい三次元波形６４ａ（６４ｂ）についても、指示具の軸方向及びターゲットポイントＴＰの座標を導出することが可能である。
【００９７】
なお、上述のように、座標抽出部４５は、タッチ検出された各座標におけるシグナル値のみによって三次元波形を導出するものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、信号処理部４４によって特定の座標でタッチ検出された場合、座標抽出部４５は、タッチ検出された座標近傍のシグナル値を導出して、三次元波形を導出するものとしてもよい。つまり、三次元波形を構成するシグナル値に対応するすべての座標においてタッチ検出されたものである必要はなく、三次元波形を構成するシグナル値に対応する座標のうち少なくとも一部において、タッチ検出されたものであればよい。
【００９８】
また、座標抽出部４５は、重心Ｇ１と重心Ｇ２とを結ぶ直線８０を、指示具の軸方向であると判定するものとしたが、これに限定されるものではなく、体積重心Ｇ１ａと体積重心Ｇ２ａとを結ぶ直線を、指示具の軸方向であると判定するものとしてもよい。
【００９９】
また、上述した、タッチ検出期間ＰｔにおけるブロックＡ１乃至Ａｎの分割数を細かくするほど、導出可能なターゲットポイントＴＰの座標の分解能が向上するので座標導出の精度を向上できるという効果がある。
【０１００】
（タッチ検出期間Ｐｔにおける表示画像回転動作）
図２３は、本開示の実施形態１のタッチ検出機能付き表示デバイス上のタッチポイントにおける指の軸方向の回転に伴って画像が回転する動作を示す図である。図２３を参照して、タッチ検出機能付き表示デバイス１０上のタッチポイント５１において指５０の軸方向を回転させた場合に、画面ＧＳに表示された画像が回転する動作について説明する。なお、タッチポイント５１における指５０の軸方向を回転させる動作は、図１７において説明した動作と同様である。
【０１０１】
上述のように、座標抽出部４５は、ターゲットポイントＴＰの座標データ、及び、指５０（指示具）の軸方向データ（図２２に示す直線８０）を出力信号Ｏｕｔとして出力するが、このうち、軸方向データを、映像信号Ｖｄｉｓｐを入力する制御部１１に対して出力する。制御部１１は、座標抽出部４５から入力した軸方向データ（直線８０）から、直線８０のｘｙ平面への投影線８１を求め、ターゲットポイントＴＰを始点とする投影線８１が、ｘ軸の正方向となす角度θを算出する。そして、制御部１１は、映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて画面ＧＳに表示する表示画像を、算出した角度θに対応した角度に回転させて表示させる。なお、角度θは、ｘ軸の正方向を基準としているがこれに限定されるものではない。
【０１０２】
例えば、図２３に示すように、指５０の軸方向における指５０の付け根側の向きが下側にある場合、指５０の軸方向の投影線と、ｘ軸の正方向とのなす角度θは、θ＝２７０°（−９０°）となり、画面ＧＳにおける表示画像９５ａは通常の角度で表示される。次に、指５０を、指５０の軸方向に基づく角度θがθ＝２７０°の位置からθ＝１８０°（左側）となるように移動（ジェスチャ）させた場合、制御部１１は、画面ＧＳに表示されている表示画像９５ａを右回りに９０°回転させて表示画像９５ｂを表示させる。次に、指５０を、指５０の軸方向に基づく角度θがθ＝１８０°の位置からθ＝９０°（上側）となるように移動（ジェスチャ）させた場合、制御部１１は、画面ＧＳに表示されている表示画像９５ｂを右回りに９０°回転させて表示画像９５ｃを表示させる。次に、指５０を、指５０の軸方向に基づく角度θがθ＝９０°の位置からθ＝０°（右側）となるように移動（ジェスチャ）させた場合、制御部１１は、画面ＧＳに表示されている表示画像９５ｃを右回りに９０°回転させて表示画像９５ｄを表示させる。そして、指５０を、指５０の軸方向に基づく角度θがθ＝０°の位置からθ＝２７０°（−９０°）（下側）となるように移動（ジェスチャ）させた場合、制御部１１は、画面ＧＳに表示されている表示画像９５ｄを右回りに９０°回転させて通常の角度の表示画像９５ａを表示させる。
【０１０３】
以上の動作は、画面ＧＳに表示される表示画像を右方向に一回転させる場合の動作を例として示したものであり、左方向に回転させることも当然可能であり、指示具の軸方向に基づいて、任意の角度に、かつ、任意の方向に表示画像を回転させることができる。
【０１０４】
以上のように、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、導出した指示具の軸方向データから投影線を求め、指示具のジェスチャに伴う投影線の角度の変動に対応して、画面ＧＳに表示する表示画像を回転させている。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置１は、１本の指示具の軸方向に応じて、表示画像を任意の角度かつ任意の方向に回転表示させることができ、一回のジェスチャによって表示画像の回転角度が物理的に制限されることがない。
【０１０５】
なお、上述のように、制御部１１が、座標抽出部４５から入力した軸方向データによって、投影線を求め、その投影線とｘ軸の正方向とのなす角度θを算出するものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、タッチ検出部４０の座標抽出部４５が、導出した軸方向データに基づいて、角度θを算出し、その角度θのデータを、制御部１１に出力するものとしてもよい。
【０１０６】
また、指示具の軸方向の回転動作（ジェスチャ）に伴う、表示画像の回転動作は、どのようなタイミングにおいても適用されるものではなく、表示画像を回転動作させるニーズがある所定の画面表示状態の場合（例えば、画面に撮像画像データが表示されている場合等）において適用されるものとすればよい。
【０１０７】
また、指示具の軸方向の回転動作（ジェスチャ）に伴って、表示画像を回転動作させるものとしたが、表示映像を回転動作させるものとしてもよい。
【０１０８】
（変形例）
図２４は、本開示の実施形態１の変形例に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面図である。
【０１０９】
上述のタッチ検出機能付き表示装置１のタッチ検出機能付き表示デバイス１０は、液晶層６における駆動方式としてＴＮモード、ＶＡモード又はＯＣＢモード等を用いるものであるが、これに代えて、図２４で示されるタッチ検出機能付き表示装置１ａ（図１参照）のタッチ検出機能付き表示デバイス１０ａのように横電界モードの液晶の駆動方式を用いるものとしてもよい。横電界モードとしては、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、又はＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード等の駆動方式が用いられる。図２４に示すタッチ検出機能付き表示デバイス１０ａは、画素基板２ａと対向基板３ａとの間に液晶層６ａが挟持された構成を有している。タッチ検出機能付き表示デバイス１０ａは、図７に示すタッチ検出機能付き表示デバイス１０とは異なり、表示動作用及びタッチ検出動作用の双方に兼用される駆動電極ＣＯＭＬは、ＴＦＴ基板２１の液晶層６ａ側の面に配設され、画素基板２ａの一部を構成する。駆動電極ＣＯＭＬの液晶層６ａ側には、絶縁層２３を介して、画素電極２２が配設されている。この場合、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の、液晶層６ａも含むすべての部材が容量素子Ｃ１の形成に寄与する。液晶層６ａは、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調する作用を有する。その他の各部の構成及び機能は、図７に示すタッチ検出機能付き表示デバイス１０と同様である。
【０１１０】
以上のように、図２４に示すタッチ検出機能付き表示デバイス１０ａの構成によって、上述の本実施形態の効果を得ることができる。
【０１１１】
なお、図７に示すタッチ検出機能付き表示デバイス１０及び図２４に示すタッチ検出機能付き表示デバイス１０ａは、液晶表示デバイス２０及びタッチ検出デバイス３０を一体化したいわゆるインセルタイプとしているが、これに限定されるものではない。例えば、液晶表示デバイスに静電容量型のタッチ検出デバイスを装着した構成であってもよい。この構成の場合、液晶表示デバイス２０及びタッチ検出デバイス３０が、駆動電極を共有する構成ではなく、液晶表示デバイス及びタッチ検出デバイスそれぞれに駆動電極（第１駆動電極及び第２駆動電極）が配設される構成となる。この場合においても、上述の動作を採用することによって、同様の効果を得ることができる。ここで、上記の液晶表示デバイスに配設された駆動電極は、本発明の「第１駆動電極」に相当し、タッチ検出デバイスに配設された駆動電極は、本発明の「第２駆動電極」に相当する。
【０１１２】
［２．実施形態２］
（電子機器の構成）
図２５乃至図３７は、本開示の実施形態２に係る電子機器に対してタッチ検出機能付き表示装置を適用した場合の構成を示す図である。実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１及びタッチ検出機能付き表示装置１ａは、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話及び情報携帯端末等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。つまり、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１及びタッチ検出機能付き表示装置１ａは、外部から入力された映像信号又は内部で生成した映像信号を、画像又は映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。このような電子機器は、タッチ検出機能付き表示装置によって検出された操作に対応した処理を実行し、かつ、タッチ検出機能付き表示装置に映像信号を供給する制御装置を備えている。図２５乃至図３７を参照して、具体的な電子機器にタッチ検出機能付き表示装置を適用した構成について説明する。
【０１１３】
図２５は、本開示の実施形態２に係る電子機器としてのテレビジョン装置にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。図２５に示す電子機器としてのテレビジョン装置は、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、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１及びタッチ検出機能付き表示装置１ａによって構成されている。
【０１１４】
図２６は、本開示の実施形態２に係る電子機器としてのデジタルカメラにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、当該デジタルカメラの前面斜視図であり、図２７は、当該デジタルカメラの背面斜視図である。図２６及び図２７に示す電子機器としてのデジタルカメラは、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、表示部５２２は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１及びタッチ検出機能付き表示装置１ａによって構成されている。
【０１１５】
図２８は、本開示の実施形態２に係る電子機器としてのビデオカメラにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。図２８に示す電子機器としてのビデオカメラは、本体部５３１、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、撮影開始用及び停止用のスタート／ストップスイッチ５３３、及び表示部５３４を有している。表示部５３４は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１及びタッチ検出機能付き表示装置１ａによって構成されている。
【０１１６】
図２９は、本開示の実施形態２に係る電子機器としてのノート型パーソナルコンピュータにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。図２９に示す電子機器としてのノート型パーソナルコンピュータは、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を有している。表示部５４３は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１及びタッチ検出機能付き表示装置１ａによって構成されている。
【０１１７】
図３０は、本開示の実施形態２に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを開いた状態の正面図である。図３１は、当該携帯電話において上側筐体と下側筐体とを開いた状態の側面図である。そして、図３２乃至図３６は、それぞれ当該携帯電話において上側筐体と下側筐体とを閉じた状態の正面図、左側面図、右側面図、連結部側の側面図及び開閉部側の側面図である。図３０乃至図３６に示す電子機器としての携帯電話は、上側筐体５５１と下側筐体５５２とを連結部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。ディスプレイ５５４又はサブディスプレイ５５５は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１及びタッチ検出機能付き表示装置１ａによって構成されている。
【０１１８】
図３７は、本開示の実施形態２に係る電子機器としての情報携帯端末にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。図３７に示す電子機器としての情報携帯端末は、携帯型コンピュータ、多機能携帯電話、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する、いわゆるスマートフォン又はタブレット端末と呼ばれる情報携帯端末である。この情報携帯端末は、筐体５６１、及び筐体の表面に配置された表示部５６２を有している。表示部５６２は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１及びタッチ検出機能付き表示装置１ａによって構成されている。
【０１１９】
また、上述した内容により実施形態が限定されるものではなく、上述した実施形態の構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【符号の説明】
【０１２０】
１  タッチ検出機能付き表示装置
１ａ  タッチ検出機能付き表示装置
２  画素基板
２ａ  画素基板
３  対向基板
３ａ  対向基板
６  液晶層
６ａ  液晶層
１０  タッチ検出機能付き表示デバイス
１０ａ  タッチ検出機能付き表示デバイス
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
２０  液晶表示デバイス
２１  ＴＥＴ基板
２２  画素電極
２３  絶縁層
３０  タッチ検出デバイス
３１  ガラス基板
３２  カラーフィルタ
３５  偏光板
４０  タッチ検出部
４２  信号増幅部
４３  Ａ／Ｄ変換部
４４  信号処理部
４５  座標抽出部
４６  ノイズ検出部
４７  検出タイミング制御部
５０  指
５１  タッチポイント
６０  三次元波形
６０ａ  三次元波形部分
６０ｂ  三次元波形部分
６１ａ  三次元波形
６１ｂ  三次元波形
６１ｃ  三次元波形
６２ａ  三次元波形
６２ｂ  三次元波形
６３ａ  三次元波形
６３ｂ  三次元波形
６４ａ  三次元波形
６４ｂ  三次元波形
６５ａ  三次元波形
６５ｂ  三次元波形
７０  電気力腺
８０  直線
８１  投影線
９０ａ  切断面
９０ｂ  切断面
９５ａ  表示画像
９５ｂ  表示画像
９５ｃ  表示画像
９５ｄ  表示画像
５１０  映像表示画面部
５１１  フロントパネル
５１２  フィルターガラス
５２１  発光部
５２２  表示部
５２３  メニュースイッチ
５２４  シャッターボタン
５３１  本体部
５３２  レンズ
５３３  スタート／ストップスイッチ
５３４  表示部
５４１  本体
５４２  キーボード
５４３  表示部
５５１  上側筐体
５５２  下側筐体
５５３  連結部
５５４  ディスプレイ
５５５  サブディスプレイ
５５６  ピクチャーライト
５５７  カメラ
５６１  筐体
５６２  表示部
Ａ１〜Ａｎ  ブロック
Ｃ１  容量素子
Ｃ１ａ  容量素子
Ｃ２  容量素子
ＣＯＭＬ  駆動電極
Ｄ  誘電体
ＤＥＴ  電圧検出器
Ｅ１  駆動電極
Ｅ２  タッチ検出電極
Ｇ１  重心
Ｇ２  重心
Ｇ１ａ  体積重心
Ｇ２ａ  体積重心
ＧＣＬ  走査信号線
ＧＳ  画面
Ｉ０  電流
Ｉ１  電流
Ｉ２  電流
ＬＣ  液晶素子
Ｏｕｔ  出力信号
Ｐｄ  表示動作期間
Ｐｉｘ  画素
Ｐｔ  タッチ検出期間
Ｒｅｓｅｔ  期間
Ｓ  交流信号源
Ｓｇ  交流矩形波
ＳＧＬ  画素信号線
ｔ１〜ｔ３  タイミング
ｔ１１〜ｔ１３  タイミング
ＴＤＬ  タッチ検出電極
ＴＰ  ターゲットポイント
Ｔｒ  ＴＦＴ素子
ｔｓ  サンプリングタイミング
Ｖ０、Ｖ１  波形
Ｖｃｏｍ  駆動信号
Ｖｃｏｍｄ  表示駆動信号
Ｖｃｏｍｔ  タッチ検出駆動信号
Ｖｄｅｔ  タッチ検出信号
Ｖｄｉｓｐ  映像信号
Ｖｐｉｘ  画素信号
Ｖｓｃａｎ  走査信号
Ｖｔｈ  閾値電圧
θ  角度
【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１０−１】
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【図１０−２】
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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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