(57)【要約】【課題】電極間の容量結合を抑制して、良好な検出感度を得ることが可能な検出装置、表示装置及び検出方法を提供する。【解決手段】第１基板と、第１基板の上に配置される第１電極と、第１電極よりも小さい面積を有し、第１電極と重畳する複数の第２電極と、第１電極に接続され、第１電極の容量の変化に応じた検出信号を検出する検出制御部と、複数の第２電極のうち一部の第２電極に、第１電極の第２電極と重畳する重畳領域における容量の変化を抑制するガード信号を供給する第２電極制御部と、を有する。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板の上に配置される第１電極と、
前記第１電極よりも小さい面積を有し、前記第１電極と重畳する複数の第２電極と、
前記第１電極に接続され、前記第１電極の容量の変化に応じた検出信号を検出する検出制御部と、
複数の前記第２電極のうち一部の前記第２電極に、前記第１電極の前記第２電極と重畳する重畳領域における容量の変化を抑制するガード信号を供給する第２電極制御部と、を有する検出装置。
【請求項２】
前記検出制御部は、前記第１電極から供給された前記検出信号に基づいて、前記重畳領域ごとの容量変化を算出する算出部を備える
請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記検出制御部は、前記第１電極に検出駆動信号を供給し、前記検出駆動信号に応じた前記検出信号が前記第１電極から供給される請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記第２電極は、１つの前記第１電極に重畳して、行列状に複数設けられている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項５】
前記第２電極制御部は、前記第２電極のうち第１選択対象の第２電極を電位が固定されていないフローティング状態とし、前記第１選択対象に含まれない第２選択対象の第２電極に前記ガード信号を供給する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項６】
前記第２電極制御部は、前記第１選択対象の第２電極をフローティング状態にする第１選択動作と、前記第１選択動作と異なるタイミングで、前記第２選択対象の第２電極をフローティング状態とする第２選択動作とを行う請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
前記第２電極制御部は、前記第１選択動作と、前記第２選択動作とを連続したタイミングで実行する請求項６に記載の検出装置。
【請求項８】
前記検出制御部は、前記第１選択動作と前記第２選択動作とで、同じ極性の信号を前記第１電極に供給する請求項６又は請求項７に記載の検出装置。
【請求項９】
前記第１選択動作において、第１検出信号が前記第１電極から前記検出制御部に出力され、前記第２選択動作において、第２検出信号が前記第１電極から前記検出制御部に出力され、
前記検出制御部は、前記第１検出信号と前記第２検出信号との差分を算出する算出部を備える、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記第２電極制御部は、所定の符号に基づく選択信号に応じて前記第１選択対象の第２電極と前記第２選択対象の第２電極とを選択する請求項４から請求項９のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１１】
前記所定の符号に基づく選択信号は、アダマール行列に基づく信号である
請求項１０に記載の検出装置。
【請求項１２】
前記第２電極制御部により前記第１選択対象として選択される前記第２電極の組み合わせパターンである選択パターンは、複数決められており、
それぞれの前記選択パターンは、前記第１選択対象の第２電極と、前記第２選択対象の第２電極とを反転させたパターンを含む請求項５に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記第２電極制御部は、前記第２電極を選択する選択信号を生成する選択信号生成部と、前記選択信号の高レベルの部分と低レベルの部分とを反転させた信号を生成する反転回路部を含む請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１４】
前記第１電極は、行列状に複数配置されており、
複数の前記第１電極のそれぞれに接続配線が接続され、
前記接続配線を介して前記検出信号が前記検出制御部に出力される請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１５】
前記第２電極制御部は、複数の前記第２電極からなる第２電極群ごとに前記第２電極を選択する請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の検出装置と、
画像を表示させる表示機能層と、を有する表示装置。
【請求項１７】
前記第１電極と前記第２電極とによって前記表示機能層が制御される請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
表示動作において、前記第１電極は、複数の画素に対する共通電位となる表示駆動信号が供給され、前記第２電極は、画素信号が供給される請求項１６又は請求項１７に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記画像が表示される表示面側から、前記第２電極、前記第１電極、前記表示機能層の順に積層される請求項１６から請求項１８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項２０】
第１基板と、
前記第１基板の上に配置される第１電極と、
前記第１電極よりも小さい面積を有し、前記第１電極と重畳する複数の第２電極と、
前記第１電極に接続され、前記第１電極の容量変化に応じた検出信号を検出する検出制御部と、
複数の前記第２電極のうち一部の第２電極を選択する第２電極制御部と、を有する検出装置の検出方法であって、
第２電極制御部が、前記一部の第２電極に対して、前記第１電極の前記第２電極と重畳する重畳領域における容量の変化を抑制するガード信号を供給し、前記第１電極の容量変化に応じた検出信号が検出制御部に供給されるステップを含む検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置、表示装置及び検出方法に関する。
【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又は一体化されて、表示装置として用いられている。このような検出装置において、複数の駆動電極を同時に選択して、選択された複数の駆動電極のそれぞれに対して、所定の符号に基づいて位相が決められた駆動信号を供給して外部近接物体の検出を行う符号分割選択駆動が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１９９６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、異なる位相の駆動信号が複数の検出電極に供給されると、検出電極間の容量結合が大きくなるため、検出感度が低下する場合がある。また、検出の解像度を高める場合、検出電極を多数に分割し、それぞれの検出電極に配線を接続して個別に検出電極を制御する必要がある。このため、制御対象の検出電極の数及び配線数が増大するため、検出解像度を高めることが困難になる可能性がある。
【０００５】
本発明は、電極間の容量結合を抑制して、良好な検出感度を得ることが可能な検出装置、表示装置及び検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の検出装置は、第１基板と、前記第１基板の上に配置される第１電極と、前記第１電極よりも小さい面積を有し、前記第１電極と重畳する複数の第２電極と、前記第１電極に接続され、前記第１電極の容量の変化に応じた検出信号を検出する検出制御部と、複数の前記第２電極のうち一部の前記第２電極に、前記第１電極の前記第２電極と重畳する重畳領域における容量の変化を抑制するガード信号を供給する第２電極制御部と、を有する。
【０００７】
本発明の一態様の表示装置は、上記の検出装置と、画像を表示させる表示機能層と、を有する。
【０００８】
本発明の一態様の検出方法は、第１基板と、前記第１基板の上に配置される第１電極と、前記第１電極よりも小さい面積を有し、前記第１電極と重畳する複数の第２電極と、前記第１電極に接続され、前記第１電極の容量変化に応じた検出信号を検出する検出制御部と、複数の前記第２電極のうち一部の第２電極を選択する第２電極制御部と、を有する検出装置の検出方法であって、第２電極制御部が、前記一部の第２電極に対して、前記第１電極の前記第２電極と重畳する重畳領域における容量の変化を抑制するガード信号を供給し、前記第１電極の容量変化に応じた検出信号が検出制御部に供給されるステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る表示装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、算出部の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。
【図４】図４は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。
【図５】図５は、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６】図６は、検出表示部の概略断面構造を表す断面図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る検出表示部の画素配列を表す回路図である。
【図８】図８は、表示期間と検出期間の配置の一例を表す模式図である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係る指紋取得部の第１電極及び第２電極の関係を示す平面図である。
【図１０】図１０は、図９のＸ−Ｘ’線に沿う模式断面図である。
【図１１】図１１は、符号分割選択駆動の一例を示す、第２電極の選択パターンを説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係る検出部の一動作例を示すタイミング波形図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態に係る検出部の符号分割選択駆動のＣＤＭコードの割り付けパターンの一例を説明するための説明図である。
【図１４】図１４は、１列目から４列目までのＣＤＭコードに対応する、第２電極の選択パターンを説明するための説明図である。
【図１５】図１５は、５列目から８列目までのＣＤＭコードに対応する、第２電極の選択パターンを説明するための説明図である。
【図１６】図１６は、９列目から１２列目までのＣＤＭコードに対応する、第２電極の選択パターンを説明するための説明図である。
【図１７】図１７は、１３列目から１６列目までのＣＤＭコードに対応する、第２電極の選択パターンを説明するための説明図である。
【図１８】図１８は、第１電極に対する復号信号の割り付けパターンの一例を説明するための説明図である。
【図１９】図１９は、第１電極の検出の順番を説明するための模式図である。
【図２０】図２０は、センサ番号と相関関数との関係を模式的に示すグラフである。
【図２１】図２１は、第１の実施形態に係る駆動回路の一構成例を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、第１の実施形態に係る駆動回路の反転回路の一例を示す回路図である。
【図２３】図２３は、第１の実施形態の第１変形例に係る、第２電極の選択パターンを説明するための説明図である。
【図２４】図２４は、第１の実施形態の第２変形例に係る第１電極と第２電極との関係を示す平面図である。
【図２５】図２５は、第１の実施形態の第２変形例に係るＣＤＭコードの一例を示す表である。
【図２６】図２６は、第２変形例における、第２電極に対するＣＤＭコードの割り付けパターンの一例を説明するための説明図である。
【図２７】図２７は、第１の実施形態の第３変形例に係る第２電極の駆動回路を模式的に示す模式図である。
【図２８】図２８は、第２の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を示す断面図である。
【図２９】図２９は、第３の実施形態に係る表示装置の第１電極の配置の一例を示す平面図である。
【図３０】図３０は、第３の実施形態に係る検出表示部の概略断面構造を表す断面図である。
【図３１】図３１は、シミュレーションに用いた計算モデルを示す平面図である。
【図３２】図３２は、実施例における符号分割選択駆動による電荷分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図３３】図３３は、実施例における符号分割選択駆動の復号後の検出値を示すグラフである。
【図３４】図３４は、比較例の表示装置の電荷分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図３５】図３５は、比較例の表示装置の検出値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明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発明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、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る表示装置の一構成例を示すブロック図である。図１に示すように、表示装置１は、検出表示部１０と、表示制御部１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、検出制御部１６と、第２電極制御部１７とを備えている。表示装置１は、検出機能を有する表示装置である。
【００１２】
検出表示部１０は、表示を行う表示素子が配置された表示部２０と、タッチ入力を検出する検出装置である検出部３０とを有する装置である。本実施形態において、検出表示部１０は、表示部２０と検出部３０が一体化した装置である。表示部２０と検出部３０とが一体化した装置とは、例えば、表示部２０又は検出部３０に使用される基板や電極の一部を兼用することを示す。なお、検出表示部１０は、表示部２０の上に検出部３０を装着した、いわゆるオンセルタイプの装置であってもよい。本実施形態において、表示部２０は、表示素子として液晶表示素子を用いる表示パネルである。なお、表示部２０は、例えば、表示素子として有機ＥＬ素子を用いた表示パネルであってもよい。また、本実施形態において、タッチ入力とは、検出表示部１０への接触だけでなく、近接する場合も含む。
【００１３】
表示部２０は、後述するように、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表示装置である。
【００１４】
表示制御部１１は、外部より供給された映像信号に基づいて、ゲートドライバ１２及びソースドライバ１３に表示制御信号を供給して、主に表示動作を制御する回路である。また、表示制御部１１は、検出制御部１６及び第２電極制御部１７に対して検出制御信号を供給する。表示制御部１１は、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、検出制御部１６及び第２電極制御部１７に対して同期信号を供給し、互いに同期するように制御する。なお、表示制御部１１は、同期しないで動作するように制御しても良い。
【００１５】
ゲートドライバ１２は、表示制御部１１から供給される表示制御信号に基づいて、検出表示部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。
【００１６】
ソースドライバ１３は、表示制御部１１から供給される表示制御信号に基づいて、検出表示部１０の、後述する各画素Ｐｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。表示制御部１１は、画素信号Ｖｐｉｘを生成し、この画素信号Ｖｐｉｘをソースドライバ１３に供給してもよい。
【００１７】
検出部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、自己静電容量方式によりタッチ検出動作を行い、外部の導体の接触又は近接を検出する。検出部３０は、外部の導体の接触又は近接を検出した場合、検出信号Ｖｄｅｔを出力する。
【００１８】
検出制御部１６は、第１電極ドライバ１４と、算出部４０とを含む。検出制御部１６は、接触又は近接する外部の導体を検出する検出動作を制御する回路である。第１電極ドライバ１４は、表示制御部１１から供給される検出制御信号に基づいて、検出表示部１０の、後述する第１電極２５に検出用の検出駆動信号Ｖｓを供給する回路である。また、第１電極ドライバ１４は、表示制御部１１から供給される表示制御信号に基づいて、第１電極２５に表示駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。算出部４０は、表示制御部１１から供給される検出制御信号と、第１電極２５から出力される検出信号Ｖｄｅｔとに基づいて、検出部３０に対するタッチ入力の有無を検出する回路である。また、算出部４０は、タッチ入力がある場合においてタッチ入力が行われた座標などを求める。
【００１９】
第２電極制御部１７は、第２電極ドライバ１５を含む。第２電極制御部１７は、検出制御部１６から所定の符号に基づくガード制御信号が供給される。第２電極制御部１７は、ガード制御信号に基づいて、後述する第２電極２６の制御を行う回路である。第２電極ドライバ１５は、所定の符号に基づいて第２電極２６を選択し、選択された第２電極２６にガード信号Ｖｇｓを供給し、又は、第２電極２６にガード信号Ｖｇｓを供給せず第２電極２６をフローティング状態とする。
【００２０】
図２は、算出部の一構成例を示すブロック図である。算出部４０は、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号演算部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６と、記憶部４７とを備える。検出タイミング制御部４６は、表示制御部１１から供給される検出制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号演算部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。
【００２１】
上述のとおり、検出部３０は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作する。ここで、図３及び図４を参照して、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。図３は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。図４は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。なお、図３は、検出回路を併せて示している。
【００２２】
指が接触又は近接していない状態において、検出電極Ｅ１に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ以上、数百ｋＨｚ以下程度）の交流矩形波Ｓｇが印加される。検出電極Ｅ１は、静電容量Ｃ１を有しており、静電容量Ｃ１に応じた電流が流れる。電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ４（図４参照））に変換する。電圧検出器ＤＥＴは、例えば図２に示す検出信号増幅部４２に含まれる積分回路である。
【００２３】
次に、図３に示すように、指が接触又は近接した状態において、指と検出電極Ｅ１との間の静電容量Ｃ２が、検出電極Ｅ１の静電容量Ｃ１に加わる。したがって、検出電極Ｅ１に交流矩形波Ｓｇが印加されると、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２に応じた電流が流れる。図４に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ５）に変換する。そして、得られた波形Ｖ４及び波形Ｖ５の電圧値をそれぞれ積分し、これらの値を比較することで、検出電極Ｅ１への、指の接触又は近接の有無を判別することができる。なお、算出部４０は、当該内容に限らず、電圧値を積分せずに比較するようにしてもよい。また、図４では、波形Ｖ２と波形Ｖ３について、所定の基準電圧ＶＴＨに低下するまでの期間を求めて、これらの期間を比較する等の方法であってもよい。
【００２４】
具体的には、図３に示すように、検出電極Ｅ１は、スイッチＳＷ１により、交流矩形波Ｓｇを出力する電源（図示しない）と切り離すことが可能であり、かつ、スイッチＳＷ２により、電圧検出器ＤＥＴと切り離すことが可能な構成となっている。図４において、時刻Ｔ０１のタイミングで交流矩形波Ｓｇは電圧Ｖ０に相当する電圧レベルに上昇する。このときスイッチＳＷ１はオンしておりスイッチＳＷ２はオフしている。このため検出電極Ｅ１も電圧Ｖ０の電圧レベルまで上昇する。
【００２５】
次に時刻Ｔ１１のタイミングの前にスイッチＳＷ１をオフとする。このとき検出電極Ｅ１の静電容量Ｃ１、あるいは検出電極Ｅ１の静電容量Ｃ１に指等の接触又は近接による静電容量Ｃ２を加えた静電容量（Ｃ１＋Ｃ２、図３参照）によって、検出電極Ｅ１の電位はＶ０が維持される。更に、時刻Ｔ１１のタイミングの前にスイッチＳＷ３をオンさせ所定の時間経過後にオフさせ電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。このリセット動作により出力電圧はＶｒｅｆと略等しい電圧となる。
【００２６】
続いて、時刻Ｔ１１のタイミングでスイッチＳＷ２をオンさせると、検出電極Ｅ１の静電容量Ｃ１（またはＣ１＋Ｃ２）に蓄積されていた電荷が電圧検出器ＤＥＴ内の静電容量Ｃ３に移動するため、電圧検出器ＤＥＴの出力が上昇する（Ｖｄｅｔ）。電圧検出器ＤＥＴの出力（Ｖｄｅｔ）は、検出電極Ｅ１に指等が近接していないときは、実線で示す波形Ｖ４となり、Ｖｄｅｔ＝Ｃ１×Ｖ０／Ｃ３となる。指等の影響による静電容量が付加されたときは、点線で示す波形Ｖ５となり、Ｖｄｅｔ＝（Ｃ１＋Ｃ２）×Ｖ０／Ｃ３となる。
【００２７】
その後、時刻Ｔ３１のタイミングでスイッチＳＷ２をオフさせ、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ３をオンさせることにより、検出電極Ｅ１の電位をローレベルにするとともに電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。
【００２８】
以上の動作を所定の周波数（例えば数ｋＨｚ以上、数百ｋＨｚ以下程度）で繰り返す。波形Ｖ４と波形Ｖ５との差分の絶対値｜ΔＶ｜に基づいて、外部近接物体の有無（タッチの有無）を測定することができる。なお、検出電極Ｅ１の電位は、図４に示すように、指等が近接していないときはＶ２の波形となり、指等の影響による静電容量Ｃ２が付加されるときはＶ３の波形となる。
【００２９】
図２に示す検出信号増幅部４２は、検出部３０から供給される検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出駆動信号Ｖｓに同期したタイミングで、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。
【００３０】
信号演算部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、検出部３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号演算部４４は、指による検出信号の差分のみ取り出す処理を行う。この指による差分の信号は、上述した波形Ｖ４と波形Ｖ５との差分の絶対値｜ΔＶ｜である。
【００３１】
信号演算部４４は、絶対値｜ΔＶ｜を所定のしきい値電圧と比較し、絶対値｜ΔＶ｜がこのしきい値電圧未満であれば、外部近接物体が非接触状態であると判断する。一方、信号演算部４４は、絶対値｜ΔＶ｜が、しきい値電圧以上であれば、外部近接物体の接触状態と判断する。このようにして、算出部４０はタッチ検出が可能となる。また、信号演算部４４は、後述するように、第１電極２５からの検出信号を受け取って、所定の符号に基づいて演算処置を行う。演算された検出信号が記憶部４７に一時的に保存される。さらに、信号演算部４４は、記憶部４７に保存された検出信号を受け取って、所定の符号に基づいて復号処理を行う。記憶部４７は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、レジスタ回路等であってもよい。
【００３２】
座標抽出部４５は、信号演算部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。座標抽出部４５は、復号された情報に基づいてタッチパネル座標を算出し、得られたタッチパネル座標を出力Ｖｏｕｔとして出力する。以上のように、本実施形態の表示装置１は、自己静電容量方式によるタッチ検出の基本原理に基づいて、指などの導体が接触又は近接する位置のタッチパネル座標を検出することができる。
【００３３】
図５は、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５に示すように、表示装置１は、後述する画素基板２（第１基板２１）と、プリント基板７１とを備えている。なお、プリント基板７１は、例えば、フレキシブルプリント基板である。画素基板２（第１基板２１）には、第１半導体集積回路（以下、「第１ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）」と表示する。）１９、例えば、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）が配置されている。第１ＩＣ１９は、第１基板２１に実装されたＩＣドライバのチップであり、図１に示した表示制御部１１として機能する表示動作に必要な各回路を内蔵した制御装置である。
【００３４】
本実施形態において、上述したゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、第１電極ドライバ１４及び第２電極ドライバ１５は、第１基板２１上に形成されている。ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、第１電極ドライバ１４、及び第２電極ドライバ１５の内、少なくともいずれか一つは、第１ＩＣ１９に内蔵されていてもよい。なお、ＣＯＧはあくまで実装の一形態であってこれに限られるものでない。例えば、第１ＩＣ１９と同様の機能を有する構成をＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｆｉｌｍ又はＣｈｉｐ  ｏｎ  ｆｌｅｘｉｂｌｅ）で設けてもよい。
【００３５】
図５に示すように、第１基板２１には、表示部２０の画像を表示させるための表示領域Ａｄと、表示領域Ａｄの外側の領域である額縁領域Ｇｄとが形成されている。第１基板２１の表示領域Ａｄと重畳する位置において、複数の第１電極２５が行列状に設けられている。第１電極２５は、矩形状であり、表示領域Ａｄの長辺及び短辺に沿った方向にそれぞれ複数配列されている。なお、第１電極２５は、矩形状であるとしたが、これに限られず、他の形状としてもよい。第１電極２５は、例えば、多角形状や櫛歯形状等であってもよい。
【００３６】
第１電極２５に重畳して複数の第２電極２６が設けられる。第２電極２６は、平面視で第１電極２５よりも小さい面積を有しており、１つの第１電極２５と重畳する領域において、行列状に複数配置される。なお、図５では、一部の第２電極２６を示しているが、第２電極２６は、表示領域Ａｄの全領域に複数配列される。また、図５に示すように、表示領域Ａｄの一部に指紋取得部Ｆｄが設けられている。指紋取得部Ｆｄは、例えば、４つの第１電極２５と重畳する領域であり、表示領域Ａｄのうち、プリント基板７１側に設けられているがこれに限定されない。指紋取得部Ｆｄは、１つ、または２つ以上の第１電極２５と重畳する領域であってもよく、表示領域Ａｄの任意の位置に設けられていてもよい。指紋取得部Ｆｄの検出動作については後述する。
【００３７】
各第１電極２５には、接続配線３７が接続されており、第１電極ドライバ１４から接続配線３７を介して検出駆動信号Ｖｓが供給される。また、各第１電極２５は、プリント基板７１を介して、プリント基板７１に実装された第２半導体集積回路（以下、「第２ＩＣ」と表示する。）４９と接続されている。第２ＩＣ４９は、図１に示した検出制御部１６及び第２電極制御部１７として機能する。各第１電極２５の検出信号Ｖｄｅｔは、接続配線３７を介して第２ＩＣ４９に出力される。また、第１電極２５はそれぞれ第２ＩＣ４９に接続されるが、これに限定されない。例えば、第１ＩＣ１９が算出部４０の機能を内蔵し、各第１電極２５がそれぞれ第１ＩＣ１９に接続されていてもよい。また、第１ＩＣ１９は、第２電極制御部１７の機能を有していてもよい。
【００３８】
プリント基板７１は、フレキシブルプリント基板に限られず、リジット基板、又は、リジットフレキシブル基板であってもよい。第２ＩＣ４９は、プリント基板７１上に実装されていなくてもよく、プリント基板７１を介して接続されるモジュール外部の制御基板上、若しくは、第１基板２１上に備えられていてもよい。本実施形態では、第２ＩＣ４９はプリント基板７１に実装されたタッチドライバＩＣであり、算出部４０として動作するのに必要な各回路を内蔵した制御装置である。算出部４０の一部の機能は、第１ＩＣ１９、又は、外部のＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）の機能として設けられてもよい。
【００３９】
具体的には、第２ＩＣ４９の機能として設けられ得るＡ／Ｄ変換、ノイズ除去等の各種機能のうち一部の機能（例えば、ノイズ除去等）は、第２ＩＣ４９と別個に設けられた第１ＩＣ１９、又は、ＭＰＵ等の回路で実施されてもよい。図２に示す信号演算部４４、座標抽出部４５、記憶部４７は、第１ＩＣ１９、又は、外部のＭＰＵ等に含まれていてもよい。また、第１ＩＣ１９と第２ＩＣ４９とを１つのＩＣ（１チップ構成）にする場合等、例えば、第１基板２１上の配線、又はプリント基板７１等の配線を介して、検出信号を第１基板２１上の第１ＩＣ１９に伝送するようにしてもよい。
【００４０】
表示領域Ａｄには、後述する画素Ｐｉｘがマトリックス状（行列状）に多数配置されている。額縁領域Ｇｄは、第１基板２１の表面を垂直な方向からみて画素Ｐｉｘが配置されていない領域である。本実施形態において、表示領域Ａｄは、矩形形状である。ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、第１電極ドライバ１４及び第２電極ドライバ１５は、第１基板２１上の額縁領域ＧｄにＴＦＴ素子を用いて形成されている。ソースドライバ１３、第１電極ドライバ１４及び第２電極ドライバ１５は、表示領域Ａｄの一つの短辺に沿って形成されている。言い換えると、ソースドライバ１３、第１電極ドライバ１４及び第２電極ドライバ１５は、プリント基板７１が設けられた額縁領域Ｇｄの一辺に設けられている。ゲートドライバ１２は、表示領域Ａｄを挟んで２つの回路が設けられている。
【００４１】
ソースドライバ１３、第１電極ドライバ１４及び第２電極ドライバ１５は、ゲートドライバ１２と同様に、表示領域Ａｄの異なる辺に沿って配置された複数の回路で形成してもよく、表示領域Ａｄの短辺に沿って配置してもよい。一方で、ゲートドライバ１２は、一つの回路で形成してもよく、表示領域Ａｄの短辺に沿って形成してもよい。また、ソースドライバ１３、第１電極ドライバ１４及び第２電極ドライバ１５は、この順で表示領域Ａｄから額縁領域Ｇｄに向かって配置されているが、配置順はこれに限らず、例えば、第２電極ドライバ１５はを第１電極ドライバ１４より表示領域Ａｄに近い位置に配置してもよい。なお、表示領域Ａｄは矩形に限らず、多角形であってもよい。
【００４２】
第１電極ドライバ１４は、接続配線３７を介して、複数の第１電極２５に対して検出用の検出駆動信号Ｖｓを供給する。そして、第１電極２５は、それぞれ接続配線３７を介して、各第１電極２５の容量変化に応じた検出信号Ｖｄｅｔを算出部４０に出力する。本実施形態の第１電極２５は、上述した自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理における検出電極Ｅ１に対応し、検出部３０は、上述した自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に従って接触又は近接する指を検出することができる。
【００４３】
図５に示すように、第１電極２５は表示領域Ａｄに行列状に配置され、それぞれの第１電極２５がタッチセンサとして機能する。検出制御部１６は、表示領域Ａｄ全体の第１電極２５に対し、同時に又は順次、検出駆動信号Ｖｓを供給することで、タッチ検出面の検出動作を行うことができる。また、指紋取得部Ｆｄにおいて、後述する符号分割選択駆動を行うことで、第１電極２５により、近接又は接触する指等の外部物体の表面の凹凸形状に応じた容量変化に基づく部分検出信号を検出することが可能である。
【００４４】
次に検出表示部１０の構成例を詳細に説明する。図６は、検出表示部の概略断面構造を表す断面図である。図６に示すように、検出表示部１０は、画素基板２と、この画素基板２の表面に垂直な方向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表示機能層（例えば、液晶層６）とを備えている。言い換えると、第１基板２１と第２基板３１の間に表示機能層が設けられている。表示機能層は、例えば第１電極２５と第２電極２６との間に配置されていてもよい。
【００４５】
画素基板２は、回路基板としての第１基板２１と、この第１基板２１上にマトリックス状に配設された複数の第２電極（画素電極）２６と、第１基板２１と第２電極２６との間に形成された複数の第１電極（検出電極）２５と、第１電極２５と第２電極２６とを絶縁する絶縁層２４と、を含む。本実施形態において、第１基板２１に対して、第１電極２５、絶縁層２４、第２電極２６は、この順で積層されている。第１基板２１には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が配置される。第１基板２１の下側には、接着層を介して偏光板を設けてもよい。第１電極２５及び第２電極２６は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電性材料が用いられる。ここで、本実施形態において、第１基板２１に対して第２基板２２が配置される方向を上側、第２基板２２に対して第１基板２１が配置される方向を下側とする。
【００４６】
対向基板３は、第２基板３１と、この第２基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２とを含む。カラーフィルタ３２は、第１基板２１と第２基板３１との間に配置される。さらに、第２基板３１の上には、接着層を介して偏光板３５が設けられている。なお、カラーフィルタ３２は第１基板２１上に配置されてもよい。本実施形態において、第１基板２１及び第２基板３１は、透光性を有する絶縁基板であって、例えば、ガラス基板又は樹脂基板である。
【００４７】
第１基板２１と第２基板３１との間に液晶層６が設けられる。液晶層６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（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：フリンジフィールドスイッチング）を含むＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶が用いられる。なお、図６に示す液晶層６と第１基板２１との間、及び液晶層６と第２基板３１との間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。
【００４８】
第１基板２１の下側には、照明部が設けられる。照明部は、例えばＬＥＤ等の光源を有しており、光源からの光を第１基板２１に向けて射出する。検出表示部１０は、第１電極２５及び第２電極２６に与えられる信号により液晶層６に含まれる液晶分子の状態を変化させ、照明部からの光が遮られて射出しない部分と射出する部分とが切り換えられることで、表示面に画像が表示される。
【００４９】
なお、第２電極２６として、第２基板３１側から入射する光を反射する反射電極が設けられた反射型液晶表示装置の場合、第１基板２１の下側に照明部は設けなくてもよい。反射型液晶表示装置は、第２基板３１の上側に照明部、例えば、フロントライトを設けていてもよい。この場合、第２基板３１側から入射する光は、反射電極（第２電極２６）で反射されて、第２基板３１を通過して観察者の目に到達する。
【００５０】
また、表示部２０（図１参照）として有機ＥＬ表示パネルを用いた場合には、画素Ｐｉｘ毎に自発光体を有しており、自発光体の点灯量を制御することにより画像が表示されるため、照明部は設ける必要がない。また、表示部２０として有機ＥＬ表示パネルを用いた場合には、表示機能層は画素基板２に含まれていてもよい。例えば、表示機能層である発光層が第１電極と第２電極の間に配置されてもよい。
【００５１】
図７は、第１の実施形態に係る検出表示部の画素配列を表す回路図である。図６に示す第１基板２１には、図７に示す各画素Ｐｉｘのスイッチング素子Ｔｒ、各第２電極２６に画素信号Ｖｐｉｘを供給するデータ線ＳＧＬ、各スイッチング素子Ｔｒを駆動するゲート線ＧＣＬ等の配線が形成されている。データ線ＳＧＬ及びゲート線ＧＣＬは、第１基板２１の表面と平行な平面に延在する。
【００５２】
図７に示す表示部２０は、マトリックス状に配列された複数の画素Ｐｉｘを有している。画素Ｐｉｘは、それぞれスイッチング素子Ｔｒ及び表示素子として液晶素子ＬＣを備えている。スイッチング素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のＴＦＴで構成されている。スイッチング素子Ｔｒのソース又はドレインの一方はデータ線ＳＧＬに接続され、ゲートはゲート線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。
【００５３】
なお、第２電極２６（図７では省略して示す）はスイッチング素子Ｔｒのソース又はドレインの他方に接続されており、液晶素子ＬＣは、第２電極２６を介してスイッチング素子Ｔｒと接続される。液晶素子ＬＣは、一端がスイッチング素子Ｔｒのソース又はドレインの他方に接続され、他端が第１電極２５に接続されている。そして、第１電極２５と第２電極２６に与えられる電荷に応じて画素Ｐｉｘは駆動される。
【００５４】
画素Ｐｉｘは、ゲート線ＧＣＬにより、表示部２０の同じ行に属する他の画素Ｐｉｘと互いに接続されている。ゲート線ＧＣＬは、ゲートドライバ１２（図１参照）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、画素Ｐｉｘは、データ線ＳＧＬにより、表示部２０の同じ列に属する他の画素Ｐｉｘと互いに接続されている。データ線ＳＧＬは、ソースドライバ１３（図１参照）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。第１電極２５（共通電極）は、第１電極ドライバ１４（図１参照）と接続され、第１電極ドライバ１４より表示駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。表示駆動信号Ｖｃｏｍは、複数の画素Ｐｉｘに共通電位を与えるための直流の電圧信号である。
【００５５】
図１に示すゲートドライバ１２は、ゲート線ＧＣＬを順次走査するように駆動する。走査信号Ｖｓｃａｎが、ゲート線ＧＣＬを介して、画素Ｐｉｘのスイッチング素子Ｔｒのゲートに印加され、画素Ｐｉｘのうちの１水平ラインが表示駆動の対象として順次選択される。また、表示装置１は、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が行われる。この表示動作を行う際、第１電極ドライバ１４は、少なくともその１水平ラインに対応する第１電極２５に対して表示駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。なお、第１電極ドライバ１４は、走査信号Ｖｓｃａｎが印加されている１水平ラインに対応する複数の第１電極２５（共通電極）を含む複数の第１電極２５又は表示領域Ａｄの全ての第１電極２５に対して表示駆動信号Ｖｃｏｍを印加してもよい。
【００５６】
図６に示すカラーフィルタ３２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３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが周期的に配列されている。上述した図７に示す各画素Ｐｉｘに、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの３色のカラーフィルタ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが対応づけられる。カラーフィルタ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを１組として１つの画素群ＰｉｘＵが構成される。なお、１つの画素群ＰｉｘＵを構成するカラーフィルタ３２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、１つの画素群ＰｉｘＵを構成するカラーフィルタ３２は、３色の組み合わせに限定されず、４色以上の組み合わせであってもよい。さらに、検出表示部１０は、カラーフィルタ３２を有さず、白黒表示であってもよい。
【００５７】
図６及び図７に示す第１電極２５は、表示部２０の複数の画素Ｐｉｘに共通電位を与える共通電極として機能するとともに、検出部３０のタッチ検出を行う際の検出電極としても機能する。
【００５８】
表示装置１の動作方法の一例として、表示装置１は、上述した表示動作（表示期間）とタッチ検出動作（検出期間）とを時分割に行ってもよい。タッチ検出動作と表示動作とはどのように分けて行ってもよいが、以下、表示部２０の１フレーム期間（１Ｆ）、すなわち、一画面分の映像情報が表示されるのに要する時間の中において、タッチ検出動作と表示動作とをそれぞれ複数回に分割して行う方法について説明する。
【００５９】
図８は、表示期間と検出期間の配置の一例を表す模式図である。１フレーム期間（１Ｆ）は、２つの表示期間Ｐｄ１、Ｐｄ２及び２つの検出期間Ｐｔ１、Ｐｔ２からなっており、これらの各期間は、時間軸上において、表示期間Ｐｄ１、検出期間Ｐｔ１、表示期間Ｐｄ２、検出期間Ｐｔ２のように交互に配置されている。
【００６０】
表示制御部１１（図１参照）は、ゲートドライバ１２とソースドライバ１３とを介して、各表示期間Ｐｄ１、Ｐｄ２に選択される複数行の画素Ｐｉｘ（図７参照）を構成する第２電極２６に画素信号Ｖｐｉｘを供給する。
【００６１】
また、表示制御部１１（図１参照）は、第１電極ドライバ１４により、各検出期間Ｐｔ１、Ｐｔ２に選択される第１電極２５に、検出駆動信号Ｖｓを供給する。算出部４０は、第１電極２５から供給される検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、タッチ入力の有無及び入力位置の座標の演算を行う。
【００６２】
本実施形態において、第１電極２５は表示部２０の共通電極を兼用するので、表示制御部１１は、表示期間Ｐｄ１、Ｐｄ２においては、第１電極ドライバ１４を介して全ての第１電極２５、又は一部の第１電極２５に、表示駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。
【００６３】
図８では、１フレーム期間（１Ｆ）において１画面分の映像表示を２回に分けて行うことになっているが、１フレーム期間（１Ｆ）内の表示期間はさらに多くの回数に分けられていてもよい。検出期間についても、１フレーム期間（１Ｆ）中にさらに多くの回数が設けられていてもよい。
【００６４】
検出期間Ｐｔ１、Ｐｔ２は、それぞれ一検出面の半分ずつのタッチ検出を行ってもよく、それぞれが一画面分のタッチ検出を行ってもよい。１つの検出期間Ｐｔ１、Ｐｔ２で、上述したタッチ検出面の全体についてタッチ検出を行ってもよい。また、必要に応じて間引き検出等を行ってもよい。１フレーム期間（１Ｆ）中の表示動作とタッチ検出動作とを複数回に分けずに一回ずつ行ってもよい。検出期間Ｐｔ１、Ｐｔ２のいずれかの期間内に指紋取得部Ｆｄにおける検出動作を行ってもよい。
【００６５】
検出期間Ｐｔ１、Ｐｔ２において、ゲート線ＧＣＬ及びデータ線ＳＧＬ（図７参照）は、電圧信号が供給されず電位が固定されていないフローティング状態としてもよい。また、ゲート線ＧＣＬ及びデータ線ＳＧＬは、検出駆動信号Ｖｓと同期した同一の波形の信号が供給されてもよい。これにより、検出対象の第１電極２５とゲート線ＧＣＬとの間の寄生容量及び第１電極２５とデータ線ＳＧＬとの間の寄生容量が低減されるので、検出誤差の発生や、検出感度の低下を抑制することができる。
【００６６】
次に、指紋取得部Ｆｄ（図５参照）における検出方法について説明する。上述のとおり、第１電極２５は、検出部３０のタッチ検出を行う際の検出電極として機能する。例えば、指の表面の凹凸による容量変化に基づいて指紋検出を行う場合、小さいピッチでタッチ検出を行い解像度を高める必要がある。例えば、個々の第１電極２５の面積を小さくして、第１電極２５を小さいピッチで配列することで、検出の解像度を高めることはできる。この場合、接続配線３７の数が増大するため、実現が困難になる可能性がある。
【００６７】
図９は、第１の実施形態に係る指紋取得部の第１電極及び第２電極の関係を示す平面図である。図１０は、図９のＸ−Ｘ’線に沿う模式断面図である。図９に示すように、第２電極２６は１つの第１電極２５と重畳して行列状に複数配置されている。第１電極２５の、各第２電極２６と重畳する重畳領域Ｒｓｍｎ（ｍ＝１からｍ＝４、ｎ＝１からｎ＝４）を二点鎖線で示している。重畳領域Ｒｓｍｎは、第２電極２６と対応して行列状に配置されている。図９は、説明を分かりやすくするために、１つの第１電極２５に対して、４行４列、計１６個の第２電極２６が対応づけられている場合を示しているが、これに限定されず、さらに多くの第２電極２６が対応づけられていてもよい。
【００６８】
本実施形態では、第２電極制御部１７（図１参照）は、ガード制御信号に基づいて、第２電極２６のうち第１選択対象の第２電極２６と、第１選択対象の第２電極２６に含まれない第２選択対象の第２電極２６とを選択する。例えば、第２電極制御部１７が、第２電極２６のうち、第１選択対象の第２電極２６ｂ、２６ｄを選択し、第２選択対象の第２電極２６ａ、２６ｃを選択した場合、図１０に示すように、第２電極制御部１７は、第１選択対象の第２電極２６ｂ、２６ｄに対しガード信号Ｖｇｓを供給せず、第２電極２６ｂ、２６ｄは、電位が固定されないフローティング状態とする。第２電極制御部１７は、第２選択対象の第２電極２６ａ、２６ｃに対してガード信号Ｖｇｓを供給する。
【００６９】
ガード信号Ｖｇｓは、第１電極２５の容量変化を抑制するような信号であり、例えば、第１電極２５に供給される検出駆動信号Ｖｓと同じ振幅を有する電圧信号である。ガード信号Ｖｇｓは、更に、検出駆動信号Ｖｓと同じ位相の波形を有する電圧信号であってもよい。第２選択対象の第２電極２６ａ、２６ｃは、第１電極２５と同じ電位で駆動されるので、検出駆動信号Ｖｓが供給されたときの第１電極２５の容量変化が抑制される。このように第２電極２６ａ、２６ｃは、ガード信号Ｖｇｓによりシールド状態となる。第１電極２５の電界が第２電極２６ａ、２６ｃにより遮蔽され、第２電極２６ａ、２６ｃと重畳する重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１３における第１電極２５の容量変化が抑制される。
【００７０】
一方、第２電極２６ｂ、２６ｄはフローティング状態であるため、第２電極２６ｂ、２６ｄと重畳する重畳領域Ｒｓ１２、Ｒｓ１４において、第１電極２５と、外部の物体（図示しない）との間に静電容量Ｃ２ｂ、Ｃ２ｄが形成される。
【００７１】
このように、第２電極制御部１７は、複数の第２電極２６のうち、ガード信号Ｖｇｓが供給される第２電極２６と、フローティング状態の第２電極２６とを選択して駆動する。これにより、１つの第１電極２５において、容量変化に基づく信号を検出可能な領域と、容量変化が抑制される領域とを、重畳領域Ｒｓｍｎごとに切り換えることができる。
【００７２】
ここで、第１電極２５の重畳領域Ｒｓｍｎは、それぞれ電気的に接続されており、１つの第１電極２５に１つの接続配線３７が接続されている。つまり、第１電極２５から出力される検出信号Ｖｄｅｔは、各重畳領域Ｒｓｍｎの容量変化に応じた信号を統合した値（検出信号）となる。このため、１つの第１電極２５において検出の解像度を高めるためには、各重畳領域Ｒｓｍｎごとの容量変化に応じた信号（部分検出信号）を算出する必要がある。
【００７３】
次に、本実施形態の検出部３０の符号分割選択駆動の一例を説明する。図１１は、符号分割選択駆動の一例を示す、第２電極の選択パターンを説明するための説明図である。図１１（Ａ）は、第１検出動作Ｔｃ０の第２電極の選択パターンを示し、図１１（Ｂ）は、第２検出動作Ｔｃ１の第１電極の選択パターンを示し、図１１（Ｃ）は、第３検出動作Ｔｃ２の第１電極の選択パターンを示し、図１１（Ｄ）は、第４検出動作Ｔｃ３の第１電極の選択パターンを示す。
【００７４】
図１１では、４つの第２電極２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄと、第１電極２５のうち、第２電極２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄとそれぞれ重畳する重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１２、Ｒｓ１３、Ｒｓ１４の検出動作について説明する。本実施形態の第２電極制御部１７は、第１選択対象の第２電極２６と、第２選択対象の第２電極２６とをガード制御信号に基づいて選択する。検出制御部１６は、第１電極２５に検出駆動信号Ｖｓを供給し、第１電極２５の容量変化に基づいて第１電極２５から検出信号が出力される。上述のように、第１電極２５の重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１２、Ｒｓ１３、Ｒｓ１４の容量変化に応じた信号を統合した値（検出信号）が出力される。なお、以下の説明において、重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１２、Ｒｓ１３、Ｒｓ１４を区別しない場合、重畳領域Ｒｓと表す。
【００７５】
下記の式（１）は、第１電極２５の検出信号Ｓｈｐと、重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１２、Ｒｓ１３、Ｒｓ１４ごとの容量変化に応じた部分検出信号Ｓｉｑとの関係を示す。部分検出信号Ｓｉｑは、上述した自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理における、重畳領域Ｒｓに対応する大きさの電極を検出電極Ｅ１とし、検出電極Ｅ１の静電容量Ｃ１（図３参照）、あるいは検出電極Ｅ１の静電容量Ｃ１に指等の接触又は近接による静電容量Ｃ２を加えた静電容量（Ｃ１＋Ｃ２、図３参照）に比例した信号値である。式（１）等では、説明のために、部分検出信号Ｓｉｑを重畳領域Ｒｓごとの信号値として分けて示しているが、実際に第１電極２５から部分検出信号Ｓｉｑが出力されるのではなく、部分検出信号Ｓｉｑを統合した検出信号Ｓｈｐが算出部４０に出力される。
【００７６】
【数１】
2018190095.tif 000003
【００７７】
検出信号Ｓｈｐは、式（１）に示すように、正方行列Ｈｈと部分検出信号Ｓｉｑとで表すことができる。上述した第２電極２６を選択するためのガード制御信号は、正方行列であって、アダマール行列からなる所定の符号に基づく信号である。また、所定の符号は、「１」又は「−１」を要素とし、任意の異なった２つの行が直交行列となる正方行列である。所定の符号は、例えば、下記の式（２）の正方行列Ｈｈで定義される。
【００７８】
【数２】
2018190095.tif 000004
【００７９】
正方行列Ｈｈの次数は、第１電極２５と重畳する第２電極２６の数、すなわち、図１１に示す例では４となる。本実施形態では、４つの第２電極２６について説明するが、これに限定されず、第２電極２６の個数は２つ、３つ又は５つ以上であってもよい。この場合、正方行列Ｈｈの次数も第２電極２６の個数に応じて変更される。
【００８０】
図１１（Ａ）から図１１（Ｄ）に示すように、第１検出動作Ｔｃ０、第２検出動作Ｔｃ１、第３検出動作Ｔｃ２及び第４検出動作Ｔｃ３の４つの検出動作に分けて符号分割選択駆動の一例を説明する。第１検出動作Ｔｃ０、第２検出動作Ｔｃ１、第３検出動作Ｔｃ２及び第４検出動作Ｔｃ３はそれぞれ、第１選択動作Ｔｃ０＋、Ｔｃ１＋、Ｔｃ２＋、Ｔｃ３＋と、第２選択動作Ｔｃ０−、Ｔｃ１−、Ｔｃ２−、Ｔｃ３−とを含む。なお、以下の説明において、第１選択動作Ｔｃ＋、第２選択動作Ｔｃ−と表す場合がある。
【００８１】
本実施形態では、ガード制御信号に、第１選択信号及び第２選択信号が含まれ、第１期間で実行される第１選択動作Ｔｃ＋において、正方行列Ｈｖの成分「１」に対応する第１選択信号に応じて、第２電極制御部１７は第１選択対象の第２電極２６を選択する。同時に、第２電極制御部１７は第２電極２６のうち、第１選択対象の第２電極２６に含まれない第２選択対象の第２電極２６を選択する。第１選択対象の第２電極２６はフローティング状態となり、第２選択対象の第２電極２６はガード信号Ｖｇｓが供給されてシールド状態となる。図１１では、第１選択対象の第２電極２６と重畳する重畳領域Ｒｓに斜線を付して示している。
【００８２】
第１検出信号Ｓｈｐ＋（ｐ＝０、１、２、３）は、第１電極２５から１つの接続配線３７を介して検出制御部１６の算出部４０に出力される。ここで、第１検出信号Ｓｈｐ＋は、第１電極２５の、正方行列Ｈｖの成分「１」に対応する第１選択信号に応じて選択された第１選択対象の第２電極２６と重畳する各重畳領域Ｒｓの容量変化に対応した部分検出信号が統合されて出力される検出信号である。
【００８３】
第１期間と異なる第２期間で実行される第２選択動作Ｔｃ−において、正方行列Ｈｖの成分「−１」に対応する第２選択信号に応じて、第２電極制御部１７は第１選択対象の第２電極２６を選択する。同時に、第２電極制御部１７は、第２電極２６のうち、第１選択対象の第２電極２６に含まれない第２選択対象の第２電極２６を選択する。第１選択対象の第２電極２６はフローティング状態となり、第２選択対象の第２電極２６はガード信号Ｖｇｓが供給されてシールド状態となる。ここで、第１選択動作Ｔｃ＋における第１選択対象の第２電極２６は、第２選択動作Ｔｃ−における第２選択対象の第２電極２６に対応する。つまり第２選択動作Ｔｃ−は、第１選択動作Ｔｃ＋の第２電極２６の選択パターンを反転させた動作となる。
【００８４】
第２検出信号Ｓｈｐ−（ｐ＝０、１、２、３）は、第１電極２５から１つの接続配線３７を介して検出制御部１６の算出部４０に出力される。ここで、第２検出信号Ｓｈｐ−は、第１電極２５の、正方行列Ｈｖの成分「−１」に対応する第１選択信号に応じて選択された第１選択対象の第２電極２６と重畳する各重畳領域Ｒｓの容量変化に対応した部分検出信号が統合されて出力される検出信号である。
【００８５】
算出部４０の信号演算部４４（図２参照）は、第１検出信号Ｓｈｐ＋と第２検出信号Ｓｈｐ−との差分を演算することにより、検出信号Ｓｈｐ＝Ｓｈｐ＋−Ｓｈｐ−を算出する。信号演算部４４は、検出信号Ｓｈｐを記憶部４７に出力して、検出信号Ｓｈｐを一時的に記憶させる。第１検出信号Ｓｈｐ＋と第２検出信号Ｓｈｐ−とは、上述した自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理における検出信号Ｖｄｅｔに対応する。
【００８６】
正方行列Ｈｖの次数が４の場合、下記の式（３）に示すように、１つの第１電極２５から、４つの検出信号（Ｓｈ０、Ｓｈ１、Ｓｈ２、Ｓｈ３）が得られる。この場合、４つの第１検出信号Ｓｈ０＋、Ｓｈ１＋、Ｓｈ２＋、Ｓｈ３＋と、４つの第２検出信号Ｓｈ０−、Ｓｈ１−、Ｓｈ２−、Ｓｈ３−から、検出信号（Ｓｈ０、Ｓｈ１、Ｓｈ２、Ｓｈ３）がそれぞれ求められる。
【００８７】
【数３】
2018190095.tif 000005
【００８８】
以下の説明では、仮に、第１電極２５を重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１２、Ｒｓ１３、Ｒｓ１４ごとに分割した場合に、各重畳領域Ｒｓの容量変化に応じて検出される部分検出信号値が（Ｓｉ０、Ｓｉ１、Ｓｉ２、Ｓｉ３）＝（１、７、３、２）である場合を例にとって説明する。表示装置１は、１つの第１電極２５から部分検出信号Ｓｉ０、Ｓｉ１、Ｓｉ２、Ｓｉ３を統合した１つの検出信号が出力されるので、算出部４０において、以下のような演算により個別の部分検出信号を算出する。
【００８９】
図１１（Ａ）に示すように、第２電極制御部１７は、第１検出動作Ｔｃ０の第１選択動作Ｔｃ０＋において、正方行列Ｈｈの１行目の成分「１」に対応する第１選択対象として、４つの第２電極２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを選択し、第２電極２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄをフローティング状態とする。第２選択対象の第２電極２６は、選択されない。このとき、検出制御部１６は、第１電極２５に検出駆動信号Ｖｓを供給し、各第２電極２６に対応する重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１２、Ｒｓ１３、Ｒｓ１４における容量変化に応じた部分検出信号が統合された検出信号が検出される。第１検出信号Ｓｈ０＋は、式（３）から、Ｓｈ０＋＝１×１＋１×７＋１×３＋１×２＝１３となる。
【００９０】
第２選択動作Ｔｃ０−において、第２電極制御部１７は、正方行列Ｈｖの１行目の成分「−１」が存在しないため、成分「−１」に対応する第１選択対象として第２電極２６は選択されない。第２電極制御部１７は、第２選択対象として第２電極２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを選択し、第２電極２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄにガード信号Ｖｇｓを供給する。各第２電極２６に対応する重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１２、Ｒｓ１３、Ｒｓ１４において容量変化が抑制される。よって、第２検出信号Ｓｈ０−は、Ｓｈ０−＝０×１＋０×７＋０×３＋０×２＝０となる。検出信号Ｓｈ０は、第１検出信号Ｓｈ０＋と第２検出信号Ｓｈ０−との差分から、Ｓｈ０＝Ｓｈ０＋−Ｓｈ０−＝１３−０＝１３となる。
【００９１】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、第２電極制御部１７は、第２検出動作Ｔｃ１の第１選択動作Ｔｃ１＋において、正方行列Ｈｈの２行目の成分「１」に対応する第１選択対象として、第２電極２６ａ、２６ｃを選択し、第２電極２６ａ、２６ｃをフローティング状態とする。また、第２電極制御部１７は、第２選択対象として、第２電極２６ｂ、２６ｄを選択し、第２電極２６ｂ、２６ｄにガード信号Ｖｇｓを供給する。このとき、検出制御部１６は、第１電極２５に検出駆動信号Ｖｓを供給し、第２電極２６ａ、２６ｃに対応する重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１３における容量変化に応じた部分検出信号が統合された検出信号が検出される。一方、第２電極２６ｂ、２６ｄに対応する重畳領域Ｒｓ１２、Ｒｓ１４において容量変化が抑制される。このため、第１検出信号Ｓｈ１＋は、式（３）から、Ｓｈ１＋＝１×１＋０×７＋１×３＋０×２＝４となる。
【００９２】
第２選択動作Ｔｃ１−において、第２電極制御部１７は、正方行列Ｈｈの２行目の成分「−１」に対応する第１選択対象として、第２電極２６ｂ、２６ｄを選択し、第２電極２６ｂ、２６ｄをフローティング状態とする。また、第２電極制御部１７は、第２選択対象として、第２電極２６ａ、２６ｃを選択し、第２電極２６ａ、２６ｃにガード信号Ｖｇｓを供給する。このとき、検出制御部１６は、第１電極２５に検出駆動信号Ｖｓを供給し、第２電極２６ｂ、２６ｄに対応する重畳領域Ｒｓ１２、Ｒｓ１４における容量変化に応じた部分検出信号が統合された検出信号が検出される。一方、第２電極２６ａ、２６ｃに対応する重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１３において容量変化が抑制される。第２検出信号Ｓｈ１−は、Ｓｈ１−＝０×１＋１×７＋０×３＋１×２＝９となる。検出信号Ｓｈ１は、第１検出信号Ｓｈ１＋と第２検出信号Ｓｈ１−との差分から、Ｓｈ１＝Ｓｈ１＋−Ｓｈ１−＝４−９＝−５が得られる。
【００９３】
次に、図１１（Ｃ）に示すように、第３検出動作Ｔｃ２の第１選択動作Ｔｃ２＋において、第２電極制御部１７は、正方行列Ｈｈの３行目の成分「１」に対応する第１選択対象として、第２電極２６ａ、２６ｂを選択し、第２電極２６ａ、２６ｂをフローティング状態とする。また、第２電極制御部１７は、第２選択対象として、第２電極２６ｃ、２６ｄを選択し、第２電極２６ｃ、２６ｄにガード信号Ｖｇｓを供給する。このとき、検出制御部１６は、第１電極２５に検出駆動信号Ｖｓを供給し、第２電極２６ａ、２６ｂに対応する重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１２における容量変化に応じた部分検出信号が統合された検出信号が検出される。一方、第２電極２６ｃ、２６ｄに対応する重畳領域Ｒｓ１３、Ｒｓ１４において容量変化が抑制される。第１検出信号Ｓｈ２＋は、式（３）から、Ｓｈ２＋＝１×１＋１×７＋０×３＋０×２＝８となる。
【００９４】
第２選択動作Ｔｃ２−において、第２電極制御部１７は、正方行列Ｈｈの３行目の成分「−１」に対応する第１検出対象として、第２電極２６ｃ、２６ｄを選択し、第２電極２６ｃ、２６ｄをフローティング状態とする。また、第２電極制御部１７は、第２選択対象として、第２電極２６ａ、２６ｂを選択し、第２電極２６ａ、２６ｂにガード信号Ｖｇｓを供給する。このとき、検出制御部１６は、第１電極２５に検出駆動信号Ｖｓを供給し、第２電極２６ｃ、２６ｄに対応する重畳領域Ｒｓ１３、Ｒｓ１４における容量変化に応じた部分検出信号が統合された検出信号が検出される。一方、第２電極２６ａ、２６ｂに対応する重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１２において容量変化が抑制される。第２検出信号Ｓｈ２−は、Ｓｈ２−＝０×１＋０×７＋１×３＋１×２＝５となる。検出信号Ｓｈ２は、第１検出信号Ｓｈ２＋と第２検出信号Ｓｈ２−との差分から、Ｓｈ２＝Ｓｈ２＋−Ｓｈ２−＝８−５＝３が得られる。
【００９５】
次に、図１１（Ｄ）に示すように、第４検出動作Ｔｃ３の第１選択動作Ｔｃ３＋において、第２電極制御部１７は、正方行列Ｈｈの４行目の成分「１」に対応する第１選択対象として、第２電極２６ａ、２６ｄを選択し、第２電極２６ａ、２６ｄをフローティング状態とする。また、第２電極制御部１７は、第２選択対象として、第２電極２６ｂ、２６ｃを選択し、第２電極２６ｂ、２６ｃにガード信号Ｖｇｓを供給する。このとき、検出制御部１６は、第１電極２５に検出駆動信号Ｖｓを供給し、第２電極２６ａ、２６ｄに対応する重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１４における容量変化に応じた部分検出信号が統合された検出信号が検出される。一方、第２電極２６ｂ、２６ｃに対応する重畳領域Ｒｓ１２、Ｒｓ１３において容量変化が抑制される。第１検出信号Ｓｈ３＋は、式（３）から、Ｓｈ３＋＝１×１＋０×７＋０×３＋１×２＝３となる。
【００９６】
第２選択動作Ｔｃ３−において、第２電極制御部１７は、正方行列Ｈｈの４行目の成分「−１」に対応する第１選択対象として、第２電極２６ｂ、２６ｃを選択し、第２電極２６ｂ、２６ｃをフローティング状態とする。また、第２電極制御部１７は、第２選択対象として、第２電極２６ａ、２６ｄを選択し、第２電極２６ａ、２６ｄにガード信号Ｖｇｓを供給する。このとき、検出制御部１６は、第１電極２５に検出駆動信号Ｖｓを供給し、第２電極２６ｂ、２６ｃに対応する重畳領域Ｒｓ１２、Ｒｓ１３における容量変化に応じた部分検出信号が統合された検出信号が検出される。一方、第２電極２６ａ、２６ｄに対応する重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１４において容量変化が抑制される。第２検出信号Ｓｈ３−は、Ｓｈ３−＝０×１＋１×７＋１×３＋０×２＝１０となる。検出信号Ｓｈ３は、第１検出信号Ｓｈ３＋と第２検出信号Ｓｈ３−との差分から、Ｓｈ３＝Ｓｈ３＋−Ｓｈ３−＝３−１０＝−７が得られる。
【００９７】
信号演算部４４は、第１検出信号Ｓｈ＋と第２検出信号Ｓｈ−から検出信号Ｓｈを順次算出し、４つの検出信号（Ｓｈ０、Ｓｈ１、Ｓｈ２、Ｓｈ３）＝（１３、−５、３、−７）を順次、記憶部４７に出力する。なお、信号演算部４４は、４つの第１検出信号Ｓｈ０＋、Ｓｈ１＋、Ｓｈ２＋、Ｓｈ３＋と、４つの第２検出信号Ｓｈ０−、Ｓｈ１−、Ｓｈ２−、Ｓｈ３−を、それぞれ記憶部４７に記憶させて、全ての期間の検出を行った後に４つの検出信号Ｓｈ０、Ｓｈ１、Ｓｈ２、Ｓｈ３の演算を行ってもよい。信号演算部４４は、更に、４つの検出信号（Ｓｈ０、Ｓｈ１、Ｓｈ２、Ｓｈ３）＝（１３、−５、３、−７）を下記の式（４）で復号する。信号演算部４４は、式（４）に基づいて、復号した部分検出信号（Ｓｉ０’、Ｓｉ１’、Ｓｉ２’、Ｓｉ３’）＝（４、２８、１２、８）を算出する。指が接触又は近接した場合、その位置に対応する第１電極２５の復号した部分検出信号Ｓｉ０’、Ｓｉ１’、Ｓｉ２’、Ｓｉ３’の値が変化する。
【００９８】
座標抽出部４５は、信号演算部４４が演算した復号した部分検出信号Ｓｉ０’、Ｓｉ１’、Ｓｉ２’、Ｓｉ３’に基づいて、第１電極２５のうち指が接触又は近接した重畳領域Ｒｓの座標を求めることができる。なお、算出部４０は、復号した部分検出信号Ｓｉ０’、Ｓｉ１’、Ｓｉ２’、Ｓｉ３’に基づいて求められた座標を出力Ｖｏｕｔとして出力してもよいし、座標抽出部４５を設けず、復号した部分検出信号Ｓｉ０’、Ｓｉ１’、Ｓｉ２’、Ｓｉ３’を出力Ｖｏｕｔとして出力してもよい。
【００９９】
【数４】
2018190095.tif 000006
【０１００】
以上の符号分割選択駆動によれば、部分検出信号値（Ｓｉ０、Ｓｉ１、Ｓｉ２、Ｓｉ３）＝（１、７、３、２）に対して、式（４）による信号演算部４４の復号処理により、復号した部分検出信号（Ｓｉ０’、Ｓｉ１’、Ｓｉ２’、Ｓｉ３’）＝（４、２８、１２、８）が得られる。すなわち、各ノードの信号値の電圧を上げることなく、時分割選択駆動の４倍の信号強度が得られることとなる。また、検出信号Ｓｈｐは、第１検出信号Ｓｈｐ＋と第２検出信号Ｓｈｐ−との差分により求められるため、外部からノイズが侵入した場合であっても、第１検出信号Ｓｈｐ＋のノイズ成分と第２検出信号Ｓｈｐ−のノイズ成分がキャンセルされる。これにより、ノイズ耐性を向上させることができる。
【０１０１】
また、本実施形態によれば、第２電極制御部１７は、所定の符号に基づいて選択された第１選択対象の第２電極２６と、第１検出対象に含まれない第２選択対象の第２電極２６とについて、フローティング状態とシールド状態とを切り換える。検出制御部１６の算出部４０は、異なる第２電極２６の選択パターンごとに第１電極２５から出力された各検出信号を復号処理を行う。これにより、算出部４０は、１つの第１電極２５において、各重畳領域Ｒｓごとに容量変化に応じた部分検出信号を算出することができる。したがって、接続配線３７の数や第１電極２５の数の増大を抑制しつつ、検出の解像度を高めることができる。また、第１選択動作Ｔｃ＋と第２選択動作Ｔｃ−とは異なるタイミングで実行されるので、複数の検出電極同士の容量結合を抑制して良好な検出感度が得られる。
【０１０２】
なお、式（２）に示す正方行列Ｈｈは、一例であって、上述した他のアダマール行列であってもよい。
【０１０３】
図１１に示すように、正方行列Ｈｈの成分「１」に対応する第１選択対象として選択される第２電極２６の組み合わせパターンを示す第１選択パターンは、第１選択動作Ｔｃｐ＋（ｐ＝０、１、２、３）に示した４つのパターンである。つまり、第１選択信号に含まれる第１選択対象として選択される第２電極２６の第１選択パターンは、第１電極２５と重畳する第２電極２６の数と等しい。また、第２選択信号に含まれる正方行列Ｈｈの成分「−１」に対応する第１選択対象として選択される第２電極２６の組み合わせパターンを示す第２選択パターンも、第２選択動作Ｔｃｐ−（ｐ＝０、１、２、３）に示した４つのパターンであり、第１電極２５と重畳する第２電極２６の数と等しい。
【０１０４】
図１２は、本実施形態に係る検出部の一動作例を示すタイミング波形図である。図１２に示すように第１選択動作Ｔｃｐ＋と第２選択動作Ｔｃｐ−とは、検出期間Ｐｔ１、Ｐｔ２（図１０参照）内において連続して実行され、連続する１組の第１選択動作Ｔｃｐ＋と第２選択動作Ｔｃｐ−とが交互に実行される。これに限定されず、例えば、４つの第１選択動作Ｔｃｐ＋（ｐ＝０、１、２、３）を連続して実行した後に、４つの第２選択動作Ｔｃｐ−（ｐ＝０、１、２、３）を実行する等、適宜変更してもよい。また、第１選択動作Ｔｃｐ＋と第２選択動作Ｔｃｐ−とが実行される回数は、それぞれ第１電極２５と重畳する第２電極２６の数と等しく、４つずつ設けられる。すなわち、式（１）の正方行列Ｈｈの行成分の個数と同じ数となる。
【０１０５】
ガード制御信号は、第２電極２６のフローティング状態と、シールド状態とを切り換える制御信号である選択信号Ｖｓｅｌを含み、選択信号Ｖｓｅｌ（ｎ）、（ｎ＋１）、（ｎ＋２）、（ｎ＋３）は、それぞれ、第２電極２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄに対応する。選択信号Ｖｓｅｌ（ｎ）、（ｎ＋１）、（ｎ＋２）、（ｎ＋３）は、正方行列Ｈｈの成分「１」に対応して高レベルとなり、成分「−１」に対応して低レベルとなる。第１選択動作Ｔｃｐ＋に対応する第１選択信号Ｖｓｅｌ＋は、正方行列Ｈｈの行方向の成分「１」「−１」に対応する。第２選択動作Ｔｃｐ−に対応する第２選択信号Ｖｓｅｌ−は、第１選択信号Ｖｓｅｌ＋を反転させた信号となっている。選択信号Ｖｓｅｌ（ｎ）、（ｎ＋１）、（ｎ＋２）、（ｎ＋３）が高レベルの場合、第２電極２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、信号が供給されず電位が固定されないフローティング状態となる。選択信号Ｖｓｅｌ（ｎ）、（ｎ＋１）、（ｎ＋２）、（ｎ＋３）が低レベルの場合、第２電極２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄはガード信号Ｖｇｓが供給され、シールド状態となる。
【０１０６】
また、第１選択動作Ｔｃｐ＋と第２選択動作Ｔｃｐ−とにおいて、第１電極２５に供給される検出駆動信号Ｖｓは、互いに同じ極性の信号となっている。このため、上述した４つの第１検出信号Ｓｈ０＋、Ｓｈ１＋、Ｓｈ２＋、Ｓｈ３＋と、４つの第２検出信号Ｓｈ０−、Ｓｈ１−、Ｓｈ２−、Ｓｈ３−との差分により、検出信号（Ｓｈ０、Ｓｈ１、Ｓｈ２、Ｓｈ３）がそれぞれ求められる。第１選択動作Ｔｃｐ＋と第２選択動作Ｔｃｐ−とで、極性を反転させた検出駆動信号Ｖｓを第１電極２５に供給してもよい。この場合、４つの第１検出信号Ｓｈ０＋、Ｓｈ１＋、Ｓｈ２＋、Ｓｈ３＋と、４つの第２検出信号Ｓｈ０−、Ｓｈ１−、Ｓｈ２−、Ｓｈ３−との和をとることにより、検出信号（Ｓｈ０、Ｓｈ１、Ｓｈ２、Ｓｈ３）がそれぞれ求められる。
【０１０７】
図１１に示した符号分割選択駆動の例では、行方向に配列された第２電極２６について説明したが、これに限定されず、第１電極２５に重畳して行列状に配列された第２電極２６に適用することができる。図１３は、第１の実施形態に係る検出部の符号分割選択駆動のＣＤＭコードの割り付けパターンの一例を説明するための説明図である。
【０１０８】
図９に示す、４行４列に配列された計１６個の第２電極２６において符号分割選択駆動を行う場合、例えば下記の式（５）に示す正方行列Ａに基づいて所定の符号が定義される。正方行列Ａは、アダマール行列であり、第２電極２６の数に対応して１６行、１６列の正方行列である。
【０１０９】
【数５】
2018190095.tif 000007
【０１１０】
図１３（ａ）は、正方行列Ａに基づいて生成されたＣＤＭコードの一例を示す表であり、図１３（ｂ）は、１列のＣＤＭコードと第２電極との対応を説明する模式図である。ここで、ＣＤＭコードとは、所定の符号の一例である。図１３（ａ）の表１に示すように、ＣＤＭコードＣｍｎは、正方行列Ａの成分「１」に対応して「１」を生成し、正方行列Ａの成分「−１」に対応して「０」を生成する。ＣＤＭコードＣｍｎの成分「１」に基づいて選択信号Ｖｓｅｌが高レベルとなり、選択された第２電極２６はフローティング状態となる。一方、ＣＤＭコードＣｍｎの成分「０」に基づいて選択信号Ｖｓｅｌが低レベルとなり、選択された第２電極２６はシールド状態となる。ＣＤＭコードＣｍｎは、例えば、検出制御部１６の記憶部（図示しない）にあらかじめ記憶されている。
【０１１１】
本実施形態では、１列のＣＤＭコードＣｍｎごとに上述した検出動作Ｔｃを行う。この例では、ＣＤＭコードＣｍｎの、ｍ＝１からｍ＝１６まで、１６パターンの検出動作Ｔｃを行う。１６パターンの検出動作Ｔｃのそれぞれについて、第１選択動作Ｔｃｍｎ＋と第２選択動作Ｔｃｍｎ−とを行う。つまり、合計で３２パターンの検出動作を実行する。
【０１１２】
行列状に配置された第２電極２６に対する、ＣＤＭコードＣｍｎの割り付け方法は特に限定されるものではない。図１３（ｂ）に示すように、１列目のＣＤＭコードＣ１ｎを例にすると、第２電極制御部１７は、矢印Ｄｃ１に示す方向に沿って、順番にＣＤＭコードＣ１ｎを第２電極２６に割り付けることができる。
【０１１３】
すなわち、第２電極制御部１７は、ＣＤＭコードＣ１ｎのｎ＝１からｎ＝４を、それぞれ第２電極２６の１行目に順番に割り付け、ＣＤＭコードＣ１ｎのｎ＝５からｎ＝８を、それぞれ第２電極２６の２行目に順番に割り付け、ＣＤＭコードＣ１ｎのｎ＝９からｎ＝１２を、それぞれ第２電極２６の３行目に順番に割り付け、ＣＤＭコードＣ１ｎのｎ＝１３からｎ＝１６を、それぞれ第２電極２６の４行目に順番に割り付ける。これにより、ＣＤＭコードＣ１ｎの各行の成分が、行列状に配置された第２電極２６に対し、１対１で対応付けられる。
【０１１４】
ＣＤＭコードＣｍｎの割り付け方法は、特に限定されるものではなく、ＣＤＭコードＣｍｎの各成分が、第２電極２６にそれぞれ対応付けられれば良い。例えば、第２電極２６の列方向に順番に割り付けてもよいし、斜め方向に割り付けてもよい。
【０１１５】
次に図１４から図１８を参照して、ＣＤＭコードＣｍｎによる符号分割選択駆動の一例を説明する。図１４は、１列目から４列目までのＣＤＭコードに対応する、第２電極の選択パターンを説明するための説明図である。図１５は、５列目から８列目までのＣＤＭコードに対応する、第２電極の選択パターンを説明するための説明図である。図１６は、９列目から１２列目までのＣＤＭコードに対応する、第２電極の選択パターンを説明するための説明図である。図１７は、１３列目から１６列目までのＣＤＭコードに対応する、第２電極の選択パターンを説明するための説明図である。図１８は、第１電極に対する復号信号の割り付けパターンの一例を説明するための説明図である。
【０１１６】
図１４（ａ）は、１列目のＣＤＭコードＣ１ｎに基づく第１選択動作Ｔｃｍｎ（＋）における、第２電極の選択パターンを示し、図１４（ｂ）は、１列目のＣＤＭコードＣ１ｎに基づく第２選択動作Ｔｃｍｎ（−）における、第２電極の選択パターンを示す。以下、図１４（ｃ）から図１７（ｈ）は、それぞれＣＤＭコードＣｍｎのｍ＝２からｍ＝１６までの第１選択動作Ｔｃｍｎ（＋）及び第２選択動作Ｔｃｍｎ（−）の選択パターンを示す。
【０１１７】
図１４（ａ）に示すように、１列目のＣＤＭコードＣ１ｎの第１選択動作Ｔｃ１ｎ（＋）において、第２電極制御部１７は、ＣＤＭコードＣ１ｎの成分「１」に対応する第１選択対象として、重畳領域Ｒｓ１１から重畳領域Ｒｓ４４に重畳する１６個の第２電極２６を選択し、１６個の第２電極２６がフローティング状態となる。第２電極制御部１７は、ＣＤＭコードＣ１ｎの成分「０」が存在しないので、第２選択対象の第２電極２６を選択しない。このとき、検出制御部１６は、第１電極２５に検出駆動信号Ｖｓを供給し、第１電極２５の重畳領域Ｒｓ１１から重畳領域Ｒｓ４４の全ての重畳領域Ｒｓにおいて、容量変化が検出可能となる。第１電極２５から、重畳領域Ｒｓ１１から重畳領域Ｒｓ４４の容量変化に基づく部分検出信号を統合した第１検出信号Ｙ０（＋）が出力される。
【０１１８】
図１４（ｂ）に示すように、１列目のＣＤＭコードＣ１ｎの第２選択動作Ｔｃ１ｎ（−）において、第２電極制御部１７は、ＣＤＭコードＣ１ｎの成分「０」が存在しないため、成分「０」に対応する第１選択対象として、第２電極２６を選択しない。第２電極制御部１７は、第２選択対象として重畳領域Ｒｓ１１から重畳領域Ｒｓ４４に重畳する１６個の第２電極２６を選択し、この第２電極２６にガード信号Ｖｇｓを供給して１６個の第２電極２６をシールド状態とする。このとき、検出制御部１６は、第１電極２５に検出駆動信号Ｖｓを供給する。１６個の第２電極２６がシールド状態であるため、第１電極２５の重畳領域Ｒｓ１１から重畳領域Ｒｓ４４の全ての重畳領域Ｒｓにおいて、容量変化が抑制される。第１電極２５から、第２検出信号Ｙ０（−）が出力される。
【０１１９】
信号演算部４４は、第１検出信号Ｙ０（＋）と第２検出信号Ｙ０（−）との差分から１列目のＣＤＭコードＣ１ｎに対応する検出信号Ｙ０＝Ｙ０（＋）−Ｙ０（−）を演算し、記憶部４７に記憶させる。
【０１２０】
次に、図１４（ｃ）に示すように、２列目のＣＤＭコードＣ２ｎの第１選択動作Ｔｃ２ｎ（＋）において、第２電極制御部１７は、ＣＤＭコードＣ２ｎの成分「１」に対応する第１選択対象として、重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１３、Ｒｓ２１、Ｒｓ２３、Ｒｓ３１、Ｒｓ３３、Ｒｓ４１、Ｒｓ４３に重畳する８個の第２電極２６を選択する。第１選択対象の第２電極２６はフローティング状態となり、第１電極２５の重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１３、Ｒｓ２１、Ｒｓ２３、Ｒｓ３１、Ｒｓ３３、Ｒｓ４１、Ｒｓ４３において、容量変化が検出可能となる。一方、第２電極制御部１７は、第２電極２６のうち、第１選択対象に含まれない第２電極２６を第２選択対象として選択する。第２選択対象の第２電極２６はシールド状態となり、重畳領域Ｒｓ１２、Ｒｓ１４、Ｒｓ２２、Ｒｓ２４、Ｒｓ３２、Ｒｓ３４、Ｒｓ４２、Ｒｓ４４において、容量変化が抑制される。第１電極２５から、重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１３、Ｒｓ２１、Ｒｓ２３、Ｒｓ３１、Ｒｓ３３、Ｒｓ４１、Ｒｓ４３の容量変化に基づく部分検出信号を統合した第１検出信号Ｙ１（＋）が出力される。
【０１２１】
図１４（ｄ）に示すように、２列目のＣＤＭコードＣ２ｎの第２選択動作Ｔｃ２ｎ（−）において、第２電極制御部１７は、ＣＤＭコードＣ２ｎの成分「０」に対応する第１選択対象として、重畳領域Ｒｓ１２、Ｒｓ１４、Ｒｓ２２、Ｒｓ２４、Ｒｓ３２、Ｒｓ３４、Ｒｓ４２、Ｒｓ４４に重畳する８個の第２電極２６を選択する。第１選択対象の第２電極２６はフローティング状態となり、第１電極２５の重畳領域Ｒｓ１２、Ｒｓ１４、Ｒｓ２２、Ｒｓ２４、Ｒｓ３２、Ｒｓ３４、Ｒｓ４２、Ｒｓ４４において、容量変化が検出可能となる。一方、第２電極制御部１７は、第２電極２６のうち、第１選択対象に含まれない第２電極２６を第２選択対象として選択する。第２選択対象の第２電極２６はシールド状態となり、重畳領域Ｒｓ１１、Ｒｓ１３、Ｒｓ２１、Ｒｓ２３、Ｒｓ３１、Ｒｓ３３、Ｒｓ４１、Ｒｓ４３において、容量変化が抑制される。第１電極２５から、重畳領域Ｒｓ１２、Ｒｓ１４、Ｒｓ２２、Ｒｓ２４、Ｒｓ３２、Ｒｓ３４、Ｒｓ４２、Ｒｓ４４の容量変化に基づく部分検出信号を統合した第２検出信号Ｙ１（−）が出力される。
【０１２２】
信号演算部４４は、第１検出信号Ｙ１（＋）と第２検出信号Ｙ１（−）との差分から２列目のＣＤＭコードＣ２ｎに対応する検出信号Ｙ１＝Ｙ１（＋）−Ｙ１（−）を演算し、記憶部４７に記憶させる。
【０１２３】
以下、図１４（ｅ）及び図１４（ｆ）に示すように、３列目のＣＤＭコードＣ３ｎの第１選択動作Ｔｃ３ｎ（＋）と第２選択動作Ｔｃ３ｎ（−）が行われ、検出信号Ｙ２が得られる。図１４（ｇ）及び図１４（ｈ）では、４列目のＣＤＭコードＣ４ｎの第１選択動作Ｔｃ４ｎ（＋）と第２選択動作Ｔｃ４ｎ（−）が行われ、検出信号Ｙ３が得られる。
【０１２４】
図１５（ａ）から図１５（ｈ）では、５列目のＣＤＭコードＣ５ｎから８列目のＣＤＭコードＣ８ｎまでの第１選択動作Ｔｃｍｎ（＋）（ｍ＝５からｍ＝８）と第２選択動作Ｔｃｍｎ（−）（ｍ＝５からｍ＝８）がそれぞれ行われる。ＣＤＭコードＣｍｎに基づいて、フローティング状態の第２電極２６と、シールド状態の第２電極２６との選択パターンが順次変更される。ＣＤＭコードＣｍｎの各選択パターンに対応して、第１検出信号Ｙ４（＋）から第１検出信号Ｙ７（＋）、及び第２検出信号Ｙ４（−）から第２検出信号Ｙ７（−）が第１電極２５から出力される。これらに基づいて、算出部４０は検出信号Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７を算出する。
【０１２５】
図１６（ａ）から図１６（ｈ）では、同様に、９列目のＣＤＭコードＣ９ｎから１２列目のＣＤＭコードＣ１２ｎまでの第１選択動作Ｔｃｍｎ（＋）（ｍ＝９からｍ＝１２）と第２選択動作Ｔｃｍｎ（−）（ｍ＝９からｍ＝１２）がそれぞれ行われ、算出部４０は検出信号Ｙ８、Ｙ９、Ｙ１０、Ｙ１１を算出する。
【０１２６】
図１７（ａ）から図１７（ｈ）では、１３列目のＣＤＭコードＣ１３ｎから１６列目のＣＤＭコードＣ１６ｎまでの第１選択動作Ｔｃｍｎ（＋）（ｍ＝１３からｍ＝１６）と第２選択動作Ｔｃｍｎ（−）（ｍ＝１３からｍ＝１６）がそれぞれ行われ、算出部４０は検出信号Ｙ１２、Ｙ１３、Ｙ１４、Ｙ１５を算出する。
【０１２７】
信号演算部４４は、ｍ列目のＣＤＭコードＣｍｎに対応する検出信号Ｙｍ−１＝Ｙｍ−１（＋）−Ｙｍ−１（−）を演算し、記憶部４７に記憶させる。この例では、ＣＤＭコードＣｍｎの列の数に等しい１６個の検出信号Ｙｍ−１が得られる。また、検出信号Ｙｍ−１の数は、第１電極２５に重畳する第２電極２６の個数と等しい。
【０１２８】
信号演算部４４は、１６個の検出信号Ｙｍ−１（＝Ｙｍ−１（＋）−Ｙｍ−１（−））を下記の式（６）で復号する。信号演算部４４は、式（６）に基づいて、復号した部分検出信号Ｘｍ−１（ｍ＝１からｍ＝１６）を算出する。
【０１２９】
【数６】
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【０１３０】
図１８に示すように、検出制御部１６は、矢印Ｄｃ２に示す方向に沿って、順番に復号した部分検出信号Ｘｍ−１を第１電極２５の各重畳領域Ｒｓに割り付けることができる。例えば、検出制御部１６は、復号した部分検出信号Ｘ０からＸ３をそれぞれ重畳領域Ｒｓの１行目に順番に割り付け、復号した部分検出信号Ｘ４からＸ７をそれぞれ重畳領域Ｒｓの２行目に順番に割り付け、復号した部分検出信号Ｘ８からＸ１１をそれぞれ重畳領域Ｒｓの３行目に順番に割り付け、復号した部分検出信号Ｘ１２からＸ１５をそれぞれ重畳領域Ｒｓの４行目に順番に割り付ける。これにより、復号した部分検出信号Ｘｍ−１が第１電極２５の各重畳領域Ｒｓに、１対１で対応付けられる。
【０１３１】
第１電極２５の各重畳領域Ｒｓに対する復号した部分検出信号Ｘｍ−１の割り付け方法は、上述したＣＤＭコードＣｍｎの第２電極２６に対する割り付け方法に対応する（図１３参照）。例えば、ＣＤＭコードＣｍｎが第２電極２６の列方向に順番に割り付けられた場合、復号した部分検出信号Ｘｍ−１は、第１電極２５の各重畳領域Ｒｓの列方向に順番に割り付けられる。また、ＣＤＭコードＣｍｎが第２電極２６の斜め方向に割り付けてられた場合、復号した部分検出信号Ｘｍ−１も、第１電極２５の各重畳領域Ｒｓの斜め方向に順番に割り付けられる。
【０１３２】
指が接触又は近接した場合、指の表面の凹凸と、第１電極２５の各重畳領域Ｒｓとの間の距離に応じて、各重畳領域Ｒｓの容量が変化する。この容量変化に応じて、第１電極２５の各重畳領域Ｒｓに対応する復号した部分検出信号Ｘｍ−１の値が変化する。これにより、座標抽出部４５は、復号した部分検出信号Ｘｍ−１に基づいて、第１電極２５に接触又は近接する指等の外部近接物体の形状を示す二次元情報を生成することができる。具体的には、座標抽出部４５は、例えば指等の外部近接物体の凸凹に応じた復号した部分検出信号Ｘｍ−１の差異を色の濃淡（例えば、グレースケール）として表す二次元の画像を生成してもよい。この場合、算出部４０の出力Ｖｏｕｔは、例えば、二次元情報の出力である。なお、算出部４０は、出力Ｖｏｕｔとして復号した部分検出信号Ｘｍ−１を出力し、外部のＭＰＵ等が復号した部分検出信号Ｘｍ−１に基づいて二次元情報を生成してもよい。
【０１３３】
このように、第２電極制御部１７は、１つの第１電極２５に重畳する複数の第２電極２６について、選択信号に基づいて選択された第１選択対象の第２電極２６と、第１検出対象に含まれない第２選択対象の第２電極２６とを、それぞれフローティング状態とシールド状態とに切り換える。このとき検出制御部１６は、検出駆動信号Ｖｓを第１電極２５に供給し、容量変化に基づく第１検出信号Ｙｍ−１（＋）と第２検出信号Ｙｍ−１（−）が第１電極２５から出力される。算出部４０は、第１検出信号Ｙｍ−１（＋）と第２検出信号Ｙｍ−１（−）との差分から検出信号Ｙｍ−１を演算し、検出信号Ｙｍ−１を復号処理を行う。これにより、算出部４０は、１つの第１電極２５において、各重畳領域Ｒｓごとの容量変化に応じた部分検出信号を算出する。したがって、本実施形態の表示装置１によれば、接続配線３７の数や第１電極２５の数の増大を抑制しつつ、検出の解像度を高めることができる。
【０１３４】
仮に、重畳領域Ｒｓごとに第１電極２５を分割した場合、各重畳領域Ｒｓの面積は第１電極２５よりも小さいので、検出信号の大きさが小さくなる可能性がある。上述した符号分割選択駆動によれば、図１４から図１７に示すように、ＣＤＭコードＣｍｎの列の数に等しい１６個の検出信号Ｙｍ−１が得られるので、信号強度が１６倍となる。さらに、検出信号Ｙｍ−１は第１検出信号Ｙｍ−１（＋）と第２検出信号Ｙｍ−１（−）との差分によって算出されるので、ノイズ成分が抑制される。したがって、本実施形態によれば、検出の解像度を高めつつ、ＳＮ比を向上させることができる。
【０１３５】
図１４から図１７に示す例では、ＣＤＭコードＣｍｎの列の順番に従って、１列目の第１選択動作Ｔｃ１ｎ（＋）、第２選択動作Ｔｃ１ｎ（−）、２列目の第１選択動作Ｔｃ２ｎ（＋）、第２選択動作Ｔｃ２ｎ（−）、…の順に、第２電極２６の選択パターンを変更しているが、これに限定されない。例えば、第１選択動作Ｔｃｍｎ（＋）をｍ＝１からｍ＝１６まで行った後、第２選択動作Ｔｃｍｎ（−）をｍ＝１からｍ＝１６まで行ってもよい。また、ＣＤＭコードＣｍｎのｍ＝１からｍ＝１６の順番も適宜変更してもよい。
【０１３６】
図１９は、第１電極の検出の順番を説明するための模式図である。図２０は、センサ番号と相関関数との関係を模式的に示すグラフである。図１９及び図２０に関しては、本発明と同様の構成の検出部１３０において、ノイズの影響と検出タイミングとの関係を示すための図面であり、ノイズの影響がどのように推移するかを説明するための図面である。なお、図１９及び図２０では、説明を分かりやすくするために、各重畳領域Ｒｓに対応して第１電極２５を複数に分割した場合を示す。例えば、図１９に示すように、第１電極２５（１）は重畳領域Ｒｓ１１に対応し、第１電極２５（２）は重畳領域Ｒｓ１２に対応し、第１電極２５（５）は重畳領域Ｒｓ２１に対応する。
【０１３７】
図１９に示すように、第１電極２５のうち、第１電極２５（１）、２５（２）、…２５（５）、…の順番で選択して、検出動作を行う。具体的には、マルチプレクサ１３１により、第１電極２５が順次選択され、選択された第１電極２５にマルチプレクサ１３１及び配線１３７を介して検出駆動信号Ｖｓが供給される。なお、図１９に示す検出部１３０の検出の順番は、説明のために示した順番であり、本実施形態の表示装置１及び検出部３０の検出動作は、これに限定されるものではない。
【０１３８】
図２０は、横軸がセンサ番号であり、上述した第１電極２５の測定順番に対応する。縦軸は、各第１電極２５の検出信号の相関関数である。検出部１３０にノイズが侵入した場合、各第１電極２５の検出信号に誤差が生じる。図２０に示すように各第１電極２５の検出信号の相関関数は、センサ番号が大きくなるにしたがって減少する傾向を示している。つまり、時間の経過とともにノイズによる誤差成分が大きくなることが示される。例えば、１番目に測定した第１電極２５（１）の検出信号と、５番目に測定した第１電極２５（５）の検出信号との間で、ノイズの影響による誤差が大きくなっている。
【０１３９】
したがって、図１４から図１７に示すように、第１選択動作Ｔｃｍｎ（＋）と第２選択動作Ｔｃｍｎ（−）とは、Ｔｃ１ｎ（＋）、Ｔｃ１ｎ（−）、Ｔｃ２ｎ（＋）、Ｔｃ２ｎ（−）、…のように交互に測定することが好ましい。こうすれば、第１検出信号Ｙｍ−１（＋）と第２検出信号Ｙｍ−１（−）との検出時間の間隔が小さくなり、ノイズ成分の差が小さくなる。検出信号Ｙｍ−１は、Ｙｍ−１＝Ｙｍ−１（＋）−Ｙｍ−１（−）のように第１検出信号Ｙｍ−１（＋）と第２検出信号Ｙｍ−１（−）との差分によって求められるので、第１検出信号Ｙｍ−１（＋）のノイズ成分と第２検出信号Ｙｍ−１（−）のノイズ成分がキャンセルされる。
【０１４０】
次に、本実施形態の検出部３０の駆動回路の一例を説明する。図２１は、第１の実施形態に係る駆動回路の一構成例を示すブロック図である。図２２は、本実施形態に係る駆動回路の反転回路の一例を示す回路図である。
【０１４１】
図２１に示すように、第２電極制御部１７は、第２電極ドライバ１５とカウンタ１７ａとを含む。第２電極ドライバ１５は、選択信号生成部１５ａと、ガード信号生成部１５ｂと、反転回路１５ｃとを備える。
【０１４２】
選択信号生成部１５ａは、ＣＤＭコードＣｍｎに基づいて選択信号Ｖｓｅｌを生成する。選択信号Ｖｓｅｌは、ＣＤＭコードＣｍｎの成分「１」に対応して高レベルとなり、成分「０」に対応して低レベルとなる電圧信号である。選択信号生成部１５ａは、検出部３０の第２電極２６と、ガード信号生成部１５ｂとの接続と遮断とを切り換えるスイッチ部に選択信号Ｖｓｅｌを供給する。
【０１４３】
ガード信号生成部１５ｂは、ガード信号Ｖｇｓを生成して、上述した第２選択対象の第２電極２６にガード信号Ｖｇｓを供給する。第１選択対象の第２電極２６は、ガード信号生成部１５ｂからガード信号Ｖｇｓが供給されず、電位が固定されていないフローティング状態となる。
【０１４４】
反転回路１５ｃは、選択信号生成部１５ａから供給された選択信号Ｖｓｅｌの高レベル部分と低レベル部分とを反転させた選択信号を生成する。例えば、選択信号生成部１５ａは、第１選択動作Ｔｃ＋の第１選択信号Ｖｓｅｌ＋（図１２参照）を生成し、反転回路１５ｃは第２選択動作Ｔｃ−の第２選択信号Ｖｓｅｌ―（図１２参照）を生成する。反転回路１５ｃの一構成例については、後述する。
【０１４５】
カウンタ１７ａは、クロック信号生成部（図示しない）から供給されるクロック信号のパルス数を計測する。選択信号生成部１５ａ及び反転回路１５ｃは、カウンタ１７ａからのカウント値に基づいて、上述した第１選択信号Ｖｓｅｌ＋と第２選択信号Ｖｓｅｌ−とを順次切り替えて、第１選択対象の第２電極２６及び第２選択対象の第２電極２６を選択する。なお、クロック信号生成部は、例えば表示制御部１１（図１参照）に含まれており、図１２に示す各第１選択動作Ｔｃ＋と第２選択動作Ｔｃ−とを切り換えるための基準クロックを生成する。
【０１４６】
第２電極制御部１７は、例えば、上述した検出期間Ｐｔが終了するタイミングでリセット信号Ｒｅｓｅｔが供給され、選択信号生成部１５ａ、ガード信号生成部１５ｂ、反転回路１５ｃ、及びカウンタ１７ａがリセットされる。
【０１４７】
図２１に示すように、検出制御部１６は、第１電極ドライバ１４と、マルチプレクサ１４Ｃと、算出部４０と、スイッチ部ＳＷ５とを含む。マルチプレクサ１４Ｃは、検出部３０の第１電極２５と接続配線３７を介して接続されている。さらにマルチプレクサ１４Ｃは、第３配線Ｌ３を介してスイッチ部ＳＷ５と接続される。スイッチ部ＳＷ５は、第１電極ドライバ１４とマルチプレクサ１４Ｃとの接続と遮断とを切り換えるとともに、算出部４０とマルチプレクサ１４Ｃとの接続と遮断とを切り換えることができる。
【０１４８】
第１電極ドライバ１４は、表示駆動信号生成部１４Ａと、検出駆動信号生成部１４Ｂとを含む。表示駆動信号生成部１４Ａは、表示駆動信号Ｖｃｏｍを生成し、表示動作の際に、表示駆動信号Ｖｃｏｍを第１配線Ｌ１、スイッチ部ＳＷ５、マルチプレクサ１４Ｃを介して検出部３０の第１電極２５に供給する。検出駆動信号生成部１４Ｂは、検出駆動信号Ｖｓを生成し、検出駆動信号Ｖｓを第１配線Ｌ１、スイッチ部ＳＷ５、マルチプレクサ１４Ｃを介して検出部３０の第１電極２５に供給する。また、算出部４０は、マルチプレクサ１４Ｃを介して、第１電極２５から順次、又は同時に検出信号Ｖｄｅｔが出力される。
【０１４９】
検出駆動信号Ｖｓの供給と、検出信号Ｖｄｅｔの出力とは、例えばスイッチ部ＳＷ５により切り替え可能になっている。スイッチ部ＳＷ５により第１配線Ｌ１とマルチプレクサ１４Ｃとが接続されると、第２配線Ｌ２とマルチプレクサ１４Ｃとが遮断され、表示駆動信号Ｖｃｏｍ又は検出駆動信号Ｖｓが、第１配線Ｌ１及び第３配線Ｌ３を介して第１電極２５に対して供給される。一方、スイッチ部ＳＷ５により第２配線Ｌ２とマルチプレクサ１４Ｃとが接続されると、第１配線Ｌ１とマルチプレクサ１４Ｃとが遮断され、検出信号Ｖｄｅｔが第２配線Ｌ２及び第３配線Ｌ３を介して算出部４０に出力される。
【０１５０】
なお、マルチプレクサ１４Ｃ、スイッチ部ＳＷ５及び第１配線Ｌ１、第２配線Ｌ２、第３配線Ｌ３の機能は、第１電極ドライバ１４に含まれていてもよく、第１電極ドライバ１４とは別に設けられた回路であってもよい。表示制御部１１が表示駆動信号生成部１４Ａ及び検出駆動信号生成部１４Ｂの機能を含んでいてもよい。マルチプレクサ１４Ｃ、スイッチ部ＳＷ５及び第１配線Ｌ１、第２配線Ｌ２、第３配線Ｌ３は、第１基板２１上に設けられる。
【０１５１】
図２２に示すように、反転回路１５ｃは、排他的論理和回路８１と電圧信号切り換え部８３とを備えている。第２電極２６に、それぞれデータ線ＳＧＬを介してスイッチ部ＳＷ７が接続されている。スイッチ部ＳＷ７に、電圧信号切り換え部８３から電圧信号が供給される。例えば、電圧信号が高レベルの場合にスイッチ部ＳＷ７がオフとなり、第２電極２６にガード信号Ｖｇｓが供給されずフローティング状態となる。また、電圧信号が低レベルの場合にスイッチ部ＳＷ７がオンとなり、第２電極２６にガード信号Ｖｇｓが供給される。
【０１５２】
排他的論理和回路８１は、クロック生成部に接続されてクロック信号Ｖｃが供給される。クロック信号Ｖｃは、例えば、第１選択動作Ｔｃ＋に対応してオン（高レベル）となり、第２選択動作Ｔｃ−に対応してオフ（低レベル）となる。また、排他的論理和回路８１は、選択信号生成部１５ａの選択信号Ｖｓｅｌ（ｎ）、Ｖｓｅｌ（ｎ＋１）、Ｖｓｅｌ（ｎ＋２）、Ｖｓｅｌ（ｎ＋３）が供給される。
【０１５３】
クロック信号Ｖｃがオン（高レベル）で、かつ、選択信号Ｖｓｅｌがオン（高レベル）の場合、又は、クロック信号Ｖｃがオフ（低レベル）で、かつ、選択信号Ｖｓｅｌがオフ（低レベル）の場合に、排他的論理和回路８１は高レベルの信号を出力する。クロック信号Ｖｃがオン（高レベル）で、かつ、選択信号Ｖｓｅｌがオフ（低レベル）の場合、又は、クロック信号Ｖｃがオフ（低レベル）で、かつ、選択信号Ｖｓｅｌがオン（高レベル）の場合に、排他的論理和回路８１は低レベルの信号を出力する。
【０１５４】
電圧信号切り換え部８３は、高レベルの電圧信号ＶＧＨと低レベルの電圧信号ＶＧＬとが供給される。電圧信号切り換え部８３は、排他的論理和回路８１からの出力信号に応じて、高レベルの電圧信号ＶＧＨと低レベルの電圧信号ＶＧＬとを切り換えて、スイッチ部ＳＷ７に出力する。電圧信号切り換え部８３は、排他的論理和回路８１から高レベルの信号が供給されると、高レベルの電圧信号ＶＧＨをスイッチ部ＳＷ７に出力する。電圧信号切り換え部８３は、排他的論理和回路８１から低レベルの信号が供給されると、低レベルの電圧信号ＶＧＬをスイッチ部ＳＷ７に出力する。
【０１５５】
このように反転回路１５ｃを設けることで、ＣＤＭコードＣｍｎの成分「１」に対応してオン（高レベル）となる選択信号Ｖｓｅｌに基づいて、第１選択動作Ｔｃ＋の際にスイッチ部ＳＷ７がオフとなり、第１選択対象の第２電極２６がフローティング状態となる。第２選択動作Ｔｃ−の際には、選択信号Ｖｓｅｌが反転された電圧信号がスイッチ部ＳＷ７に供給される。すなわち、第２選択動作Ｔｃ−の際には、ＣＤＭコードＣｍｎの成分「１」に対応してオン（高レベル）となる選択信号Ｖｓｅｌが反転されて、ＣＤＭコードＣｍｎの成分「０」に対応してオン（高レベル）となる電圧信号がスイッチ部ＳＷ７に供給される。これによりスイッチ部ＳＷ７がオフとなり、第１選択対象の第２電極２６がフローティング状態となる。
【０１５６】
なお、図２１に示した反転回路１５ｃは、あくまで一例であり、適宜変更してもよい。また、反転回路１５ｃを設けずに、例えば、上述した式（５）に示す正方行列Ａの成分「１」に対応するＣＤＭコードと、正方行列Ａの成分「−１」に対応するＣＤＭコードとを検出制御部１６が保持し、これら２つのＣＤＭコードに基づいて選択信号生成部１５ａが、第１選択動作Ｔｃ＋の選択信号と、第２選択動作Ｔｃ−の選択信号をそれぞれ生成してもよい。
【０１５７】
（第１変形例）
図２３は、第１の実施形態の第１変形例に係る、第２電極の選択パターンを説明するための説明図である。図１４から図１７に示す例では、マトリクス状に配列された第２電極２６について、ＣＤＭコードＣｍｎの１列分の検出動作を同時に行っているが、これに限定されない。例えば、１本のゲート線ＧＣＬ（図７参照）に接続された１水平ラインの第２電極２６ごとに順次選択して、１水平ラインの第２電極２６と重畳する１行の重畳領域Ｒｓごとに検出動作を行ってもよい。
【０１５８】
図２３は、６列目のＣＤＭコードＣ６ｎの選択パターンを示し、図１５（ｃ）及び図１５（ｄ）に対応する。図２３（ａ）は、ＣＤＭコードＣ６ｎの１行目から４行目の成分（ｎ＝１からｎ＝４）に対応する第１選択動作Ｔｃ６ｎ（＋）を示し、図２３（ｂ）は、ＣＤＭコードＣ６ｎの１行目から４行目の成分（ｎ＝１からｎ＝４）に対応する第２選択動作Ｔｃ６ｎ（−）を示す。図２３（ｃ）と図２３（ｄ）は、ＣＤＭコードＣ６ｎの５行目から８行目の成分（ｎ＝５からｎ＝８）に対応する第１選択動作Ｔｃ６ｎ（＋）及び第２選択動作Ｔｃ６ｎ（−）を示す。図２３（ｅ）と図２３（ｆ）は、ＣＤＭコードＣ６ｎの９行目から１２行目の成分（ｎ＝９からｎ＝１２）に対応する第１選択動作Ｔｃ６ｎ（＋）及び第２選択動作Ｔｃ６ｎ（−）を示す。図２３（ｇ）と図２３（ｈ）は、ＣＤＭコードＣ６ｎの１３行目から１６行目の成分（ｎ＝１３からｎ＝１６）に対応する第１選択動作Ｔｃ６ｎ（＋）及び第２選択動作Ｔｃ６ｎ（−）を示す。
【０１５９】
図２３（ａ）に示すように、ＣＤＭコードＣ６ｎの１行目から４行目の成分（ｎ＝１からｎ＝４）に対応する第１選択動作Ｔｃ６ｎ（＋）において、ゲートドライバ１２（図１参照）は、１行目の第２電極２６を選択する。第２電極制御部１７は、１行目の第２電極２６のうち、ＣＤＭコードＣ６ｎの１行目から４行目の成分「１」に対応する第２電極２６を第１選択対象として選択する。これにより、重畳領域Ｒｓ１１と重畳領域Ｒｓ１３に重畳する第２電極２６がフローティング状態となる。第２電極制御部１７は、１行目の第２電極２６のうち、ＣＤＭコードＣ６ｎの１行目から４行目の成分「０」に対応する第２電極２６を第２選択対象として選択する。重畳領域Ｒｓ１２と重畳領域Ｒｓ１４に重畳する第２電極２６は、ガード信号Ｖｇｓが供給されシールド状態となる。
【０１６０】
なお、図２３（ａ）において、第２電極制御部１７は、ゲートドライバ１２（図１参照）により選択されていない２行目から４行目の第２電極２６を、フローティング状態とする。検出制御部１６は検出駆動信号Ｖｓを第１電極２５に供給し、第１電極２５のうち、重畳領域Ｒｓ１１、重畳領域Ｒｓ１３及び重畳領域Ｒｓ２１から重畳領域Ｒｓ４４において容量変化が検出可能となり、第１電極２５から、第１検出信号Ｙ５１（＋）が出力される。
【０１６１】
次に、図２３（ｂ）に示すように、第２選択動作Ｔｃ６ｎ（−）において、１行目の第２電極２６が、ゲートドライバ１２（図１参照）により選択され、第２電極制御部１７は、１行目の第２電極２６のうち、ＣＤＭコードＣ６ｎの１行目から４行目の成分「０」に対応する第２電極２６を第１選択対象として選択する。これにより、重畳領域Ｒｓ１２と重畳領域Ｒｓ１４に重畳する第２電極２６がフローティング状態となる。第２電極制御部１７は、１行目の第２電極２６のうち、ＣＤＭコードＣ６ｎの１行目から４行目の成分「１」に対応する第２電極２６を第２選択対象として選択する。重畳領域Ｒｓ１１と重畳領域Ｒｓ１３に重畳する第２電極２６は、ガード信号Ｖｇｓが供給されシールド状態となる。
【０１６２】
なお、図２３（ｂ）において、ゲートドライバ１２（図１参照）により選択されていない２行目から４行目の第２電極２６は、フローティング状態である。検出制御部１６は検出駆動信号Ｖｓを第１電極２５に供給し、第１電極２５のうち、重畳領域Ｒｓ１２、重畳領域Ｒｓ１４及び重畳領域Ｒｓ２１から重畳領域Ｒｓ４４において容量変化が検出可能となり、第１電極２５から、第２検出信号Ｙ５１（−）が出力される。算出部４０は、第１検出信号Ｙ５１（＋）と第２検出信号Ｙ５１（−）との差分により、検出信号Ｙ５１（＝Ｙ５１（＋）−Ｙ５１（−））を算出する。
【０１６３】
次に、図２３（ｃ）及び図２３（ｄ）に示すように、ＣＤＭコードＣ６ｎの５行目から８行目の成分（ｎ＝５からｎ＝８）に対応する第１選択動作Ｔｃ６ｎ（＋）及び第２選択動作Ｔｃ６ｎ（−）において、ゲートドライバ１２は、２行目の第２電極２６を選択する。第２電極制御部１７は、２行目の第２電極２６について、ＣＤＭコードＣ６ｎの５行目から８行目の成分に応じた第１選択対象の第２電極２６と、第２選択対象の第２電極２６を選択し、第２電極２６のフローティング状態とシールド状態とを切り換える。ここで、図２３（ｃ）及び図２３（ｄ）において、ゲートドライバ１２（図１参照）により選択されていない１、３、４行目の第２電極２６は、フローティング状態である。算出部４０は、第１電極２５から出力された第１検出信号Ｙ５２（＋）と第２検出信号Ｙ５２（−）との差分により、検出信号Ｙ５２（＝Ｙ５２（＋）−Ｙ５２（−））を算出する。
【０１６４】
以降、図２３（ｅ）から図２３（ｈ）に示すように、ゲートドライバ１２は、３行目の第２電極２６と、４行目の第２電極２６を順次選択する。第２電極制御部１７は、選択された３行目の第２電極２６及び４行目の第２電極２６のそれぞれについて、第１選択対象の第２電極２６と、第２選択対象の第２電極２６を選択し、第２電極２６のフローティング状態とシールド状態とを切り換える。算出部４０は、第１電極２５から出力された第１検出信号Ｙ５３（＋）と第２検出信号Ｙ５３（−）との差分により、検出信号Ｙ５３（＝Ｙ５３（＋）−Ｙ５３（−））を算出する。また、算出部４０は、第１電極２５から出力された第１検出信号Ｙ５４（＋）と第２検出信号Ｙ５４（−）との差分により、検出信号Ｙ５４（＝Ｙ５３（＋）−Ｙ５３（−））を算出する。
【０１６５】
算出部４０は、１水平ラインの第２電極２６を順次選択して得られた４つの検出信号Ｙ５１、Ｙ５２、Ｙ５３、Ｙ５４を統合することにより、６列目のＣＤＭコードＣ６ｎに対応する検出信号Ｙ５を算出する。図２３では、６列目のＣＤＭコードＣ６ｎの選択パターンについて示したが、各列のＣＤＭコードＣｍｎ（ｍ＝１からｍ＝１６）について、同様に１水平ラインごとに第２電極２６を順次選択して検出信号Ｙｍ−１を算出することができる。そして、上述した式（６）により、検出信号Ｙｍ−１の復号処理を行うことで、各重畳領域Ｒｓの復号信号を求めることができる。
【０１６６】
本変形例では、ゲートドライバ１２により選択されていない第２電極２６は、フローティング状態であるため、各検出信号の出力を大きくすることができる。なお、これに限定されず、ゲートドライバ１２により選択されていない第２電極２６にガード信号Ｖｇｓを供給して、シールド状態としてもよい。
【０１６７】
（第２変形例）
図２４は、第１の実施形態の第２変形例に係る第１電極と第２電極との関係を示す平面図である。上述した図１４から図１７等に示す例では、４行４列の第２電極２６について、所定の符号に基づいて符号分割選択駆動を行っているが、これに限定されない。例えば、５行５列以上の第２電極２６であってもよい。また、行と列が等しい正方形状の電極ブロックに限られず、図２４に示すように、６行４列の第２電極２６を含む長方形状の電極ブロックであってもよい。電極ブロックは、多角形状であってもよい。
【０１６８】
第１電極２５と重畳する全ての第２電極２６について符号分割選択駆動を行う必要はなく、第１電極２５と重畳する一部の第２電極２６について符号分割選択駆動を行ってもよい。例えば、図２４は、重畳領域Ｒｓｂと重畳する第２電極２６が符号分割選択駆動の対象であり、重畳領域Ｒｓｂよりも外側の第２電極２６は符号分割選択駆動を行わないことも可能である。この場合、第２電極制御部１７は、検出動作の際に、重畳領域Ｒｓｂよりも外側の第２電極２６に対し、ガード信号Ｖｇｓを供給して第２電極２６をシールド状態としてもよいし、ガード信号Ｖｇｓを供給せず第２電極２６をフローティング状態としてもよい。
【０１６９】
図１３（ａ）に示すＣＤＭコードＣｍｎは１６行１６列であるため、第２電極２６が１７個以上の場合、ＣＤＭコードＣｍｎを割り付けられない第２電極２６が生じる。図２５は、第１の実施形態の第２変形例に係るＣＤＭコードの一例を示す表である。図２６は、第２変形例における、第２電極に対するＣＤＭコードの割り付けパターンの一例を説明するための説明図である。
【０１７０】
図２５の表２に示すように、本変形例のＣＤＭコードＣａｍｎは３２行３２列の成分を有する。６行４列の２４個の第２電極２６について、ＣＤＭコードＣａｍｎに基づいてフローティング状態とシールド状態とを切り換えることができる。ＣＤＭコードＣａｍｎの１列目のＣＤＭコードＣａ１ｎについて、１行目から２４行目までの成分（ｎ＝１からｎ＝２４）が図２４に示す２４個の第２電極２６に割り付けられる。ＣＤＭコードＣａ１ｎの２５行目から３２行目までの成分は、第２電極２６に割り付けられず、検出動作の際に用いられない。
【０１７１】
行列状に配置された第２電極２６に対する、ＣＤＭコードＣａｍｎの割り付け方法は特に限定されるものではない。図２６に示すように、１列目のＣＤＭコードＣａ１ｎを例にすると、検出制御部１６は、矢印Ｄｃ３に示す方向に沿って、順番にＣＤＭコードＣａ１ｎを第２電極２６に割り付けることができる。
【０１７２】
すなわち、検出制御部１６は、ＣＤＭコードＣａ１ｎのｎ＝１からｎ＝４の成分を、それぞれ第２電極２６の１行目に順番に割り付け、ＣＤＭコードＣａ１ｎのｎ＝５からｎ＝８の成分を、それぞれ第２電極２６の２行目に順番に割り付け、ＣＤＭコードＣａ１ｎのｎ＝９からｎ＝１２の成分を、それぞれ第２電極２６の３行目に順番に割り付け、順次、第２電極２６の１行ごとにＣＤＭコードＣａ１ｎが割り付けられる。これにより、ＣＤＭコードＣ１ｎの各行の成分が、行列状に配置された第２電極２６に対し、１対１で対応付けられる。
【０１７３】
本変形例では、ＣＤＭコードＣａｍｎは、３２列であり、各列ごとに検出動作が行われる。すなわち、第１選択対象の第２電極２６及び第２選択対象の第２電極２６の選択の組み合わせは、ＣＤＭコードＣａｍｎの列の数と等しい３２パターンである。この３２パターンのそれぞれについて、第１選択動作と第２選択動作とが行われるので、合計で６４パターンの組み合わせについて検出動作が実行される。
【０１７４】
なお、図２５では、３２行３２列のＣＤＭコードＣａｍｎを示したが、これに限定されない。上述したようにＣＤＭコードＣｍｎ、Ｃａｍｎは、アダマール行列から生成されるので、その次数は、２ｎ（ｎ＝１、２、…）となる。例えば、第２電極２６が３３個以上の場合には、ＣＤＭコードの次数を２６＝６４とすることができる。
【０１７５】
（第３変形例）
図２７は、第１の実施形態の第３変形例に係る第２電極の駆動回路を模式的に示す模式図である。本変形例では、図２７に示すように、１つの画素群ＰｉｘＵを構成する複数の第２電極２６がまとめて駆動される。すなわち、ＣＤＭコードＣｍｎに基づいて、複数の第２電極２６を含む１つの画素群ＰｉｘＵごとに、第１選択対象の第２電極２６と第２選択対象の第２電極２６とが切り換えられる。言い換えると、複数の第２電極２６からなる第２電極群ごとに、第１選択対象の第２電極２６と第２選択対象の第２電極２６とが切り換えられる。
【０１７６】
図２７に示すように、第２電極２６は、データ線ＳＧＬを介してマルチプレクサ１３Ａに接続されている。１つの画素群ＰｉｘＵを構成する各第２電極２６は、それぞれスイッチ部ＳＷ５ａ、ＳＷ５ｂ、ＳＷ５ｃにより第１スイッチ部１８Ａと接続可能になっている。第１スイッチ部１８Ａは、各画素群ＰｉｘＵごとにスイッチ部ＳＷ６が設けられ、画素群ＰｉｘＵを構成する各第２電極２６とソースドライバ１３との接続状態を切り換えるとともに、画素群ＰｉｘＵを構成する各第２電極２６と第２電極制御部１７との接続状態を切り換える。
【０１７７】
表示動作の際に、ソースドライバ１３と、画素群ＰｉｘＵを構成する各第２電極２６とが第１スイッチ部１８Ａにより接続され、ソースドライバ１３から画素信号Ｖｐｉｘが第２電極２６に供給される。マルチプレクサ１３Ａは、副画素ＳＰｉｘを構成する第２電極２６ごとに接続を切り換えて、表示動作を行う。マルチプレクサ１３Ａ及び第１スイッチ部１８Ａは、それぞれ表示制御部１１から供給される制御信号Ｖｓｐ、Ｖｓｔに基づいて制御される。表示動作において、検出制御部１６は、スイッチ部ＳＷ８により表示駆動信号生成部１４Ａと第１電極２５とが接続され、第１電極２５に表示駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。
【０１７８】
また、第１スイッチ部１８Ａは、検出動作の際に、第２スイッチ部１８Ｂと、画素群ＰｉｘＵを構成する各第２電極２６とを接続する。第２スイッチ部１８Ｂは、第２電極制御部１７から供給される選択信号Ｖｓｅｌに基づいて、画素群ＰｉｘＵを構成する各第２電極２６と第２電極制御部１７との接続と解除とを切り換える。ＣＤＭコードＣｍｎの成分「１」に対応する選択信号Ｖｓｅｌに応じて、第２スイッチ部１８Ｂの各スイッチ部ＳＷ７はオフとなり、第１選択対象の第２電極２６がフローティング状態となる。一方、ＣＤＭコードＣｍｎの成分「０」に対応する選択信号Ｖｓｅｌに応じて、第２スイッチ部１８Ｂの各スイッチ部ＳＷ７はオンとなり、第２選択対象の第２電極２６にガード信号Ｖｇｓが供給され、第２電極２６はシールド状態となる。
【０１７９】
本変形例において、スイッチ部ＳＷ７は、画素群ＰｉｘＵごとに設けられている。１つのスイッチ部ＳＷ７に対し、マルチプレクサ１３Ａの３つのスイッチ部ＳＷ５ａ、ＳＷ５ｂ、ＳＷ５ｃが接続可能となっている。これにより、第２電極制御部１７は、画素群ＰｉｘＵを構成する複数の第２電極２６に同時にガード信号Ｖｇｓを供給し、又は、画素群ＰｉｘＵを構成する複数の第２電極２６を同時にフローティング状態とすることができる。検出動作において、検出制御部１６は、スイッチ部ＳＷ８により検出駆動信号生成部１４Ｂと第１電極２５とが接続され、第１電極２５に検出用の検出駆動信号Ｖｓが供給される。
【０１８０】
この場合、第１電極２５の重畳領域Ｒｓａは、１つの画素群ＰｉｘＵを構成する３つの第２電極２６と重畳する領域である。本変形例では、第１電極２５の重畳領域Ｒｓａごとに、容量変化を検出可能な領域と、容量変化が抑制される領域とが切り換えられる。例えば、図２７に示す例では、重畳領域Ｒｓａ１、Ｒｓａ３、Ｒｓａ５、Ｒｓａ７に対応する第２電極２６がシールド状態であり、検出駆動信号Ｖｓが供給されたときの容量変化が抑制される。重畳領域Ｒｓａ２、Ｒｓａ４、Ｒｓａ６、Ｒｓａ８に対応する第２電極２６はフローティング状態であり、第１電極２５からの電界Ｅｔｘは、接触又は近接する指Ｆｇまで到達する。これにより、第１電極２５の重畳領域Ｒｓａ２、Ｒｓａ４、Ｒｓａ６、Ｒｓａ８において、指Ｆｇの表面の凹凸に応じた容量変化を検出することができる。
【０１８１】
このように、複数の第２電極２６をまとめて駆動することにより、検出の解像度を適切な大きさにすることができる。また、検出動作において、第２電極２６の選択の組み合わせの数を低減して、算出部４０の処理を簡略化することができる。なお、本変形例では、画素群ＰｉｘＵを構成する３つの第２電極２６をまとめて駆動しているが、これに限定されない。例えば、４つ以上の第２電極２６をまとめて駆動してもよいし、複数の画素群ＰｉｘＵをまとめて駆動してもよい。この場合、第１電極２５の複数の画素群ＰｉｘＵと重畳する領域ごとに容量変化が検出される。言い換えると、まとめて駆動する複数の第２電極２６は、画素群ＰｉｘＵの整数倍に対応する必要はなく、複数の第２電極２６からなる第２電極群ごとに駆動されればよい。
【０１８２】
（第２の実施形態）
図２８は、第２の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を示す断面図である。本実施形態の表示装置１Ａにおいて、第１基板２１の第１面２１ａは、指等の外部の物体が接触又は近接する検出面であり、第１面２１ａを透過した画像を観察者が視認できる表示面である。
【０１８３】
図２８に示すように、第１基板２１の、第１面２１ａと反対側の第２面２１ｂに、カラーフィルタ３２、スイッチング素子Ｔｒ、接続配線３７、第２電極２６及び第１電極２５が、この順に積層されている。第２基板３１は、第１基板２１の第２面２１ｂに対向して配置されている。第２基板３１と第１電極２５との間に液晶層６が設けられている。なお本実施形態において、第２面２１ｂと垂直な方向において、第２基板３１から第１基板２１に向かう方向を上とし、第１基板２１から第２基板３１に向かう方向を下とする。
【０１８４】
カラーフィルタ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂは、上述した各画素Ｐｉｘに対応して、第１基板２１の第２面２１ｂに設けられている。カラーフィルタ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂの境界部分において、第１基板２１の第２面２１ｂに遮光層５４が設けられている。また、スイッチング素子Ｔｒは、カラーフィルタ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂの境界と重畳する位置に設けられている。
【０１８５】
スイッチング素子Ｔｒは、半導体層６１、ソース電極６２、ドレイン電極６３及びゲート電極６４を含む。半導体層６１の材料としては、ポリシリコンや酸化物半導体などの公知の材料を用いることができる。ここで、データ線ＳＧＬにおいて、半導体層６１と重畳する部分がソース電極６２として機能する。また、ゲート線ＧＣＬにおいて半導体層６１と重畳する部分がゲート電極６４として機能する。
【０１８６】
ゲート電極６４は、平坦化層５８ａ、絶縁層５８ｂを介してカラーフィルタ３２の下側に設けられる。ゲート電極６４は、遮光層５４と重畳する位置に設けられている。半導体層６１は、絶縁層５８ｃを介してゲート電極６４の下側に設けられる。ソース電極６２及びドレイン電極６３は、絶縁層５８ｄを介して半導体層６１の下側に設けられる。ソース電極６２とドレイン電極６３とは、同じ層に設けられているが、異なる層に設けられていてもよい。ドレイン電極６３は、コンタクトホールＨ１を介して半導体層６１と電気的に接続される。また、ソース電極６２は、コンタクトホールＨ２を介して半導体層６１と電気的に接続される。
【０１８７】
接続配線３７は、絶縁層５８ｅを介して、ソース電極６２及びドレイン電極６３よりも下側に設けられている。第２電極２６は、絶縁層５８ｆを介して接続配線３７よりも下側に設けられている。第２電極２６は、コンタクトホールＨ３を介してドレイン電極６３と電気的に接続される。第１電極２５は、絶縁層２４Ａを介して第２電極２６よりも下側に設けられている。第１電極２５は、コンタクトホールＨ４を介して接続配線３７と電気的に接続される。第１電極２５と液晶層６との間に絶縁層２４Ｂが設けられている。
【０１８８】
上述したように、第２電極２６は、それぞれ画素Ｐｉｘに対応して、カラーフィルタ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂごとに設けられる。複数の第２電極２６と重畳して第１電極２５が設けられる。本実施形態では、第２電極２６と液晶層６との間に第１電極２５が設けられている。第１電極２５には複数の開口部２７が設けられており、第１電極２５と第２電極２６との間に形成されるフリンジ電界が開口部２７を通って液晶層６に到達することで表示動作を行うことができる。
【０１８９】
本実施形態においても、第２電極制御部１７は、ＣＤＭコードＣｍｎに基づいて第２電極２６のフローティング状態とシールド状態を切り換える。そして算出部４０は、第１電極２５から出力された検出信号を復号処理することにより、第１面２１ａに接触又は近接する指等の外部物体による容量変化を、良好な解像度で検出することができる。
【０１９０】
本実施形態において、第１基板２１から第２基板３１に向かう方向において、第２電極２６、第１電極２５及び液晶層６の順に積層されているので、検出電極である第１電極２５と、検出面である第１面２１ａとの間に液晶層６が存在しない構成となっている。このため、検出動作において、液晶層６の配向状態の変化により誘電率が変化した場合であっても、第１電極２５の容量変化が抑制される。よって、本実施形態の表示装置１は、検出動作におけるノイズを抑制できる。
【０１９１】
（第３の実施形態）
図２９は、第３の実施形態に係る表示装置の第１電極の配置の一例を示す平面図である。図３０は、第３の実施形態に係る検出表示部の概略断面構造を表す断面図である。第１の実施形態及び第２の実施形態において、第１電極２５はマトリクス状に配列されている構成を示したが、これに限定されない。
【０１９２】
図２９に示すように、本実施形態の表示装置１Ｂは、第１帯状電極２５Ａと第２ブロック電極２５Ｂとを有する。第１帯状電極２５Ａ及び第２ブロック電極２５Ｂは、第１基板２１の表示領域Ａｄに設けられている。第１帯状電極２５Ａは、表示領域Ａｄの長辺に沿った方向に延びており、表示領域Ａｄの短辺に沿った方向に複数配列されている。
【０１９３】
第２ブロック電極２５Ｂは、第１帯状電極２５Ａの短辺に沿って形成される矩形状のブロック電極であり、第１ＩＣ１９が設けられた側の表示領域Ａｄの短辺に沿って設けられている。第１帯状電極２５Ａの端部は、第２ブロック電極２５Ｂの端部と間隔を有して対向している。
【０１９４】
図３０に示すように、第２基板３１のカラーフィルタ３２が設けられた面と反対側の面に、検出電極ＴＤＬが設けられている。検出電極ＴＤＬは、第１帯状電極２５Ａが延びる方向と交差する方向に延びる電極である。検出電極ＴＤＬと第１帯状電極２５Ａとが交差する部分に容量が形成される。検出電極ＴＤＬと第１帯状電極２５Ａとの間の容量変化に基づく信号により、いわゆる相互静電容量方式のタッチ検出原理に従って、近接又は接触する外部物体の位置を検出することが可能となっている。
【０１９５】
本実施形態では、図２９に示すように、第２ブロック電極２５Ｂと重畳する位置に指紋取得部Ｆｄが設けられている。指紋取得部Ｆｄの第２電極２６を、ＣＤＭコードＣｍｎに基づいてフローティング状態とシールド状態とに切り換えて、第２ブロック電極２５Ｂから出力された検出信号を復号処理することにより、接触又は近接する指等の外部物体による容量変化を、良好な解像度で検出することができる。
【０１９６】
第２ブロック電極２５Ｂは、第１ＩＣ１９が設けられた側の表示領域Ａｄの外縁に設けられているので、検出動作による表示画像への影響を抑制することができる。第１帯状電極２５Ａとは異なる第２ブロック電極２５Ｂにより近接又は接触する外部の物体の表面形状を検出することができるため、第１帯状電極２５Ａでの検出動作においてノイズの発生等を抑制できる。なお、第２ブロック電極２５Ｂの形成位置は、第１ＩＣ１９が設けられた側の表示領域Ａｄの外縁の中央部に配置されているがこれに限られない。例えば、第１ＩＣ１９が設けられた側の外縁の左右端に配置されても良く、第１ＩＣ１９が設けられた側と反対側の表示領域Ａｄの外縁に配置されてもよい。
【０１９７】
（実施例）
図３１は、シミュレーションに用いた計算モデルを示す平面図である。図３２は、実施例における符号分割選択駆動による電荷分布のシミュレーション結果を示す図である。図３３は、実施例における符号分割選択駆動の復号後の検出値を示すグラフである。図３４は、比較例の表示装置の電荷分布のシミュレーション結果を示す図である。図３５は、比較例の表示装置の検出値を示す図である。
【０１９８】
図３１に示すように、本実施例では、５行５列の第２電極２６が１つの第１電極２５に重畳したモデルによりシミュレーションを行った。第１電極２５及び第２電極２６の上に検出対象物１１０が配置されたときの、センサ検出値の分布を求めた。検出対象物１１０は、この例では「Ａ」形状を有しており、第１電極２５よりも小さい外形を有している。
【０１９９】
図３２に示すように、本実施例では、第２電極２６について符号分割駆動を行った場合の、第１電極２５の電荷分布を計算により求めている。図３２は、電荷の大きさを色の濃淡で表しており、白色の部分は電荷が小さく、灰色の部分は電荷が大きいことを示している。なお、図３２では、図面を見やすくするため第２電極２６を省略して示す。図３２各図は、ＣＤＭコードに基づいて、第１選択対象の第２電極２６と、第２選択対象の第２電極２６との組み合わせを変更している。
【０２００】
第１選択対象の第２電極２６は、フローティング状態であり、検出対象物１１０が近接することにより第１電極２５の電荷が大きくなる。例えば図３２（ｂ）に示す重畳領域Ｒｓｃでは、第２電極２６がフローティング状態であり、重畳領域Ｒｓｃに検出対象物１１０が近接しているため、電荷が大きくなる。一方、重畳領域Ｒｓｄでは、検出対象物１１０が近接しているが、第２電極２６がシールド状態であるため、電荷が小さくなっている。ＣＤＭコードの各列ごとの電荷の分布をシミュレーションし、それぞれの検出動作における電荷の大きさに対応する値を検出信号値として算出する。
【０２０１】
各検出動作における検出信号値について復号処理を行い、図３３に示すように、第１電極２５のセンサ検出値の分布を算出した。図３３は、検出対象物１１０が設けられていない状態のセンサ検出値を基準として、センサ検出値の変化量の分布を示している。図３３に示すように、第２電極２６の符号分割選択駆動を行い、復号処理を行うことにより、検出対象物１１０と重畳する位置で、高いセンサ検出値が得られることが示された。
【０２０２】
図３４及び図３５に示す比較例は、符号分割選択駆動を行わず、それぞれの第２電極２６を検出電極として用いている。図３４に示すように、第２電極２６における電荷分布は、検出対象物１１０と重畳する位置で大きくなり、検出対象物１１０と重畳しない位置で小さくなる。図３５に示すように、それぞれの第２電極２６からのセンサ検出値の分布は、検出対象物１１０と重畳する位置で、高いセンサ検出値が得られることが示された。
【０２０３】
図３３と図３５を比較すると、本実施例において、１つの第１電極２５の検出信号の復号処理を行うことにより、複数（比較例では２５個）の第２電極２６により検出した場合と同等の検出の解像度が実現できることが示された。
【０２０４】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。
【０２０５】
例えば、表示部２０を有さず、検出部３０を含む検出装置であってもよい。この場合、少なくとも、第１基板２１と、第１電極２５と、第２電極２６と、検出制御部１６と第２電極制御部１７とを備えていればよい。
【符号の説明】
【０２０６】
１、１Ａ、１Ｂ  表示装置
２  画素基板
３  対向基板
６  液晶層
１０  検出表示部
１１  表示制御部
１２  ゲートドライバ
１３  ソースドライバ
１４  第１電極ドライバ
１５  第２電極ドライバ
１６  検出制御部
１７  第２電極制御部
２０  表示部
２１  第１基板
２５  第１電極
２６  第２電極
３０  検出部
３１  第２基板
４０  算出部
ＧＣＬ  ゲート線
Ｐｉｘ  画素
Ｒｓ  重畳領域
ＳＰｉｘ  副画素
ＳＧＬ  データ線
Ｖｃｏｍ  表示駆動信号
Ｖｓ  検出駆動信号
【図１】
2018190095.tif 000009
【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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