(57)【要約】【課題】表示装置からのノイズの影響を低減し、より高精度に指示体の接触の有無や指示体の接触位置を検出する。【解決手段】センシング装置は、タッチパネル１０と、タッチパネル１０と表示装置の画面との間に画面の全部または一部を覆うように設けられたノイズ用電極２０と、タッチ検出部１００を備える。ノイズ用電極２０は、表示装置からタッチパネル１０へ伝播するノイズを防ぐシールドとして機能する他、表示装置からのノイズを測定するための電極として機能する。駆動回路１０２および静電容量検出部１０４は、タッチパネル１０に備わる各検出用電極の容量値ＣＥとノイズ用電極２０の容量値ＣＮを測定する。補正部１０６は、ノイズ用電極２０の容量値ＣＮを用いて各検出用電極の容量値ＣＥを補正し、ノイズ用電極２０（シールド）で防ぎきれなかったノイズによる容量分を補正する。【選択図】図４
2011198208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指示体の接触を検出するための第１電極を有するタッチパネルと、
前記タッチパネルと表示装置の画面との間に前記画面の全部または一部を覆うように設けられた第２電極と、
前記第１電極の容量値と前記第２電極の容量値とを測定する測定部と、
前記第２電極の容量値を用いて前記第１電極の容量値を補正する補正部と、
前記補正部で補正された容量値に基づいて、前記指示体の接触の有無を検出する検出部と、
を備えることを特徴とするセンシング装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記表示装置からのノイズによって前記第１電極に誘起される容量値を前記第２電極の容量値から特定し、特定した容量値を前記第１電極の容量値から減算する
ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング装置。
【請求項３】
前記測定部で測定された前記第２電極の容量値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記補正部は、前記記憶部に記憶されている複数の容量値の平均値を算出し、当該平均値を用いて前記第１電極の容量値を補正する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のセンシング装置。
【請求項４】
前記補正部は、前記記憶部に記憶されている複数の容量値のうち、最大値と最小値との平均値を算出し、当該平均値を用いて前記第１電極の容量値を補正する
ことを特徴とする請求項３に記載のセンシング装置。
【請求項５】
指示体の接触を検出するための第１電極を複数有するタッチパネルと、
前記タッチパネルと表示装置の画面との間に前記画面の全部または一部を覆うように設けられた第２電極と、
前記複数の第１電極の各々の容量値と前記第２電極の容量値とを測定する測定部と、
前記第２電極の容量値を用いて前記複数の第１電極の各々の容量値を補正する補正部と、
前記補正部で補正された各容量値に基づいて、前記指示体の接触の有無または前記指示体の接触位置を検出する検出部と、
を備えることを特徴とするセンシング装置。
【請求項６】
前記第２電極の容量値を測定する測定期間において前記第２電極を前記測定部に接続し、前記測定期間以外の期間において前記第２電極を接地する切替部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。
【請求項７】
前記第２電極の容量値を測定する測定期間において前記第２電極を前記測定部に接続し、前記測定期間以外の期間において前記第２電極を交流電源に接続する切替部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。
【請求項８】
前記第２電極は、前記タッチパネルのうち前記表示装置側の表面に形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。
【請求項９】
前記第１電極および前記第２電極は、光透過性を有する導電材料で形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載のセンシング装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画面に対する指示体（指やペン等）の接触の有無や、画面に対する指示体の接触位置を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、有機ＥＬ表示装置からのノイズによってタッチパネルが誤動作を起こすことがないよう、タッチパネルと有機ＥＬ表示部との間にシールド用のＩＴＯ膜を設けることや、このＩＴＯ膜を接地してシールド効果を高めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９９１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、シールド用のＩＴＯ膜を設けたり、このＩＴＯ膜を接地したりしても、表示装置からのノイズを完全に遮断することはできない。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、表示装置からのノイズの影響を低減し、より高精度に指示体の接触の有無や指示体の接触位置を検出することが可能なセンシング装置、およびこれを用いた電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の態様に係るセンシング装置は、指示体の接触を検出するための第１電極を有するタッチパネルと、前記タッチパネルと表示装置の画面との間に前記画面の全部または一部を覆うように設けられた第２電極と、前記第１電極の容量値と前記第２電極の容量値とを測定する測定部と、前記第２電極の容量値を用いて前記第１電極の容量値を補正する補正部と、前記補正部で補正された容量値に基づいて、前記指示体の接触の有無を検出する検出部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、第２電極は、表示装置からタッチパネルへ伝播するノイズを防ぐシールドとして機能する他、表示装置からのノイズを測定するための電極として機能する。また、補正部は、第２電極の容量値を用いて第１電極の容量値を補正する。従って、表示装置からのノイズのうち第２電極（シールド）で防ぎきれなかった分については、補正部において第１電極の容量値を補正することで除去される。つまり、第２電極のシールド効果と補正部における補正によって表示装置からのノイズの影響を除去した第１電極の容量値に基づいて指示体の接触検出を行うので、従来に比べ、より高精度に指示体の接触の有無を検出することができる。
【０００７】
また、上述した第１の態様に係るセンシング装置において、前記補正部は、前記表示装置からのノイズによって前記第１電極に誘起される容量値を前記第２電極の容量値から特定し、特定した容量値を前記第１電極の容量値から減算する構成であってもよい。
つまり、第２電極（シールド）で防ぎきれなかったノイズによって第１電極に誘起される容量値を、測定部で測定された第２電極の容量値から特定し、特定した容量値を測定部で測定された第１電極の容量値から減算する構成であってもよい。
【０００８】
また、上述した第１の態様に係るセンシング装置において、前記測定部で測定された前記第２電極の容量値を記憶する記憶部をさらに備え、前記補正部は、前記記憶部に記憶されている複数の容量値の平均値を算出し、当該平均値を用いて前記第１電極の容量値を補正する構成であってもよい。
この構成によれば、記憶部に記憶されている第２電極の容量値（複数）の平均値を用いて第１電極の容量値を補正することができる。
【０００９】
また、上述したセンシング装置において、前記補正部は、前記記憶部に記憶されている複数の容量値のうち、最大値と最小値との平均値を算出し、当該平均値を用いて前記第１電極の容量値を補正する構成であってもよい。
この構成によれば、記憶部に記憶されている第２電極の容量値（複数）のうち最大値と最小値との平均値を用いて第１電極の容量値を補正することができる。
【００１０】
また、本発明の第２の態様に係るセンシング装置は、指示体の接触を検出するための第１電極を複数有するタッチパネルと、前記タッチパネルと表示装置の画面との間に前記画面の全部または一部を覆うように設けられた第２電極と、前記複数の第１電極の各々の容量値と前記第２電極の容量値とを測定する測定部と、前記第２電極の容量値を用いて前記複数の第１電極の各々の容量値を補正する補正部と、前記補正部で補正された各容量値に基づいて、前記指示体の接触の有無または前記指示体の接触位置を検出する検出部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成であっても、表示装置からのノイズのうち第２電極（シールド）で防ぎきれなかった分については、補正部において各第１電極の容量値を補正することで除去される。従って、第２電極のシールド効果と補正部における補正によって表示装置からのノイズの影響を除去した各第１電極の容量値に基づいて、指示体の接触検出や指示体の接触位置の検出を行うことができる。よって、従来に比べ、より高精度に指示体の接触の有無や指示体の接触位置を検出することができる。
【００１２】
なお、第２の態様に係るセンシング装置においても、前記補正部は、前記表示装置からのノイズによって前記複数の第１電極の各々に誘起される容量値を前記第２電極の容量値から特定し、特定した容量値を前記複数の第１電極の各々の容量値から減算する構成であってもよい。また、第２の態様に係るセンシング装置において、前記測定部で測定された前記第２電極の容量値を記憶する記憶部をさらに備え、前記補正部は、前記記憶部に記憶されている複数の容量値の平均値を算出し、当該平均値を用いて前記複数の第１電極の各々の容量値を補正する構成であってもよい。また、前記補正部は、前記記憶部に記憶されている複数の容量値のうち、最大値と最小値との平均値を算出し、当該平均値を用いて前記複数の第１電極の各々の容量値を補正する構成であってもよい。
【００１３】
また、上述した第１または第２の態様に係るセンシング装置において、前記第２電極の容量値を測定する測定期間において前記第２電極を前記測定部に接続し、前記測定期間以外の期間において前記第２電極を接地する切替部をさらに備える構成であってもよい。
この構成によれば、第２電極は測定期間以外の期間において接地されるから、第２電極のシールド効果を高めることができる。
【００１４】
また、上述した第１または第２の態様に係るセンシング装置において、前記第２電極の容量値を測定する測定期間において前記第２電極を前記測定部に接続し、前記測定期間以外の期間において前記第２電極を交流電源に接続する切替部をさらに備える構成であってもよい。
この構成の場合も、測定期間以外の期間において第２電極のシールド効果を高めることができる。
【００１５】
また、上述した第１または第２の態様に係るセンシング装置において、前記第２電極は、前記タッチパネルのうち前記表示装置側の表面に形成されている構成であってもよい。また、上述した第１または第２の態様に係るセンシング装置において、前記第１電極および前記第２電極は、光透過性を有する導電材料で形成されている構成であってもよい。
【００１６】
また、本発明に係る電子機器は、上述したいずれかのセンシング装置を備えたことを特徴とする。この電子機器には、例えば、パーソナルコンピューターや携帯電話機、情報携帯端末等が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】液晶装置Ｄの構成を示す分解斜視図である。
【図２】液晶装置Ｄの構造を示す断面図である。
【図３】Ｘ方向電極４０とＹ方向電極５０の形状や配置を示す平面図である。
【図４】液晶装置Ｄの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】タッチ検出部１００の動作を示すフローチャートである。
【図６】変形例１に係る液晶装置Ｄ’の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】変形例２に係る補正テーブル１１２のデータ構成を示す図である。
【図８】電子機器の具体例（パーソナルコンピューター）を示す斜視図である。
【図９】電子機器の具体例（携帯電話機）を示す斜視図である。
【図１０】電子機器の具体例（携帯情報端末）を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。なお、図面において各層や各部材の縮尺は実際のものと適宜異なる。
＜１．実施形態＞
図１は、本発明に係るセンシング装置を搭載した液晶装置Ｄの構成を示す分解斜視図である。液晶装置Ｄは、静電容量式のタッチパネルを備えた液晶表示装置であり、液晶の光学的な作用によって画像を表示する機能と、液晶装置Ｄの画面に対する指示体（指やペン）の接触の有無やその接触位置を静電容量の変化に応じて検出する機能を備える。同図に示すように液晶装置Ｄは、タッチパネル１０とノイズ用電極２０と液晶パネル３０を有する。液晶パネル３０は、互いに対向する２枚の基板間に液晶を封止した構造を有する。２枚の基板は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性材料で形成される。例えば、２枚の基板のうち図中下側に位置する基板の対向面には、スイッチング素子としての薄膜トランジスターや、走査線、データ線、画素電極等が各々複数形成され、他方の基板の対向面には対向電極等が形成される。また、液晶パネル３０の上面（観察側）のうち、少なくとも画像が表示される表示領域（画面）の全面を覆うように、ノイズ用電極２０とタッチパネル１０が積層される。なお、図１においては偏光板やバックライトの図示を省略している。
【００１９】
図２は、液晶装置Ｄの構造を示す断面図である。液晶パネル３０の上面には、エアギャップ（または接着層）を介して、裏面にノイズ用電極２０が形成されたタッチパネル１０が積層される。なお、タッチパネル１０の裏面とは、タッチパネル１０のうち観察側とは反対の表面である。ノイズ用電極２０は、例えばＩＴＯ（indium tin oxide）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＩＺＯ（indium zinc oxide）等の透明の導電材料で形成される。ノイズ用電極２０は、液晶パネル３０からタッチパネル１０へ伝播するノイズを防ぐシールドとして機能する他、液晶パネル３０からのノイズを測定するための電極として機能する。
【００２０】
タッチパネル１０は、例えばガラス等の透光性材料で形成された透明基板１２を有する。透明基板１２の上面には電極層１４が形成される。電極層１４は、タッチ検出用の電極（以下、「検出用電極」と記載する）を複数含む。これら複数の検出用電極は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ等の透明の導電材料で形成される。詳細については後述するが、電極層１４には、検出用電極として複数のＸ方向電極と複数のＹ方向電極が形成されている。電極層１４の上面には、接着層１６によって保護層１８が接着されている。保護層１８は、電極層１４を保護するものであり、例えばエポキシ樹脂等の透明な硬化性樹脂やガラスで形成される。また、接着層１６は、例えばエポキシ系の透明接着剤等で構成される。
【００２１】
図３は、Ｘ方向電極４０とＹ方向電極５０の形状や配置を示す平面図である。なお、図３は、図２の上方（観察側）から電極層１４をみた場合の平面図である。同図に示すように１つのＸ方向電極４０は、平面視して菱形形状を有する菱形電極４２と、この菱形電極４２の複数を図中横方向（Ｘ方向）に貫く接続配線４４を備える。複数の菱形電極４２と接続配線４４は相互に電気的に接続されており、同一の導電膜として製造される。また、透明基板１２の表面には、Ｘ方向電極４０が図中縦方向（Ｙ方向）に繰り返し配列されている。このようにＸ方向電極４０は、Ｙ方向に並列する長尺状の導電膜であり、指示体のＹ方向における位置を検出するために使用される。
【００２２】
一方、１つのＹ方向電極５０は、複数の菱形電極５２と、それらを図中縦方向（Ｙ方向）に貫く接続配線５４を備える。Ｙ方向電極５０についてもＸ方向電極４０と同様に、複数の菱形電極５２と接続配線５４は相互に電気的に接続され、同一の導電膜として製造される。また、透明基板１２の表面には、Ｙ方向電極５０が図中縦方向（Ｘ方向）に繰り返し配列されている。このようにＹ方向電極５０は、Ｘ方向に並列する長尺状の導電膜であり、指示体のＸ方向における位置を検出するために使用される。なお、本実施形態においては、ｍ本のＸ方向電極４０とｎ本のＹ方向電極５０がタッチパネル１０上に形成されているものとする（ｍおよびｎは自然数）。
【００２３】
また、同図に示すように、Ｘ方向電極４０用の各菱形電極４２とＹ方向電極５０用の各菱形電極５２は、互いに重ならないようにマトリクス状に配列される。また、図示を省略しているが、ｍ本の接続配線４４とｎ本の接続配線５４が交差する各部分には絶縁膜が介挿されている。つまり、同図に示す構成の場合、透明基板１２の表面上には、まず、ｎ本のＹ方向電極５０が形成される。次に、ｍ本のＸ方向電極４０を形成した場合にｍ本の接続配線４４とｎ本の接続配線５４が交差するであろう各部分（ｍ×ｎ個）に絶縁膜が形成され、その後、ｍ本のＸ方向電極４０が形成される。従って、各Ｘ方向電極４０と各Ｙ方向電極５０は電気的に絶縁されている。
【００２４】
なお、Ｘ方向電極４０やＹ方向電極５０は液晶パネル３０の画素電極と対向する。このためＸ方向電極４０と画素電極との間およびＹ方向電極５０と画素電極との間には寄生容量が付随する。画素電極には表示すべき階調に応じた電圧が供給されるが、Ｘ方向電極４０やＹ方向電極５０は寄生容量によって画素電極と容量カップリングしているため、画素電極の電位が変化するとＸ方向電極４０やＹ方向電極５０の電位が変化し、これがノイズとなる。つまり、画素電極の電位変化がノイズとなってＸ方向電極４０やＹ方向電極５０の電位に重畳するのである。特にＩＰＳ（in-plane switching）方式のように対向電極を持たない液晶パネル３０の場合、対向電極をシールドとして機能させることができないので液晶パネル３０からのノイズが大きくなる。ノイズ用電極２０はシールドとして機能するが、タッチパネル１０と液晶パネル３０との対向面を覆っているだけなので、液晶パネル３０からタッチパネル１０へ伝播するノイズを完全に遮断することはできない。
【００２５】
図４は、液晶装置Ｄの電気的構成を示すブロック図である。なお、同図に示すタッチパネル１０とノイズ用電極２０とタッチ検出部１００によって、本発明に係るセンシング装置が構成される。駆動回路３０２は、液晶パネル３０に備わる複数の走査線を順次選択する走査信号を出力する走査線駆動回路と、液晶パネル３０に備わる複数のデータ線に表示すべき階調に応じた電圧を供給するデータ線駆動回路を備える。表示制御回路３０４は、入力画像データＤｉｎに画像処理を施して出力画像データＤｏｕｔを生成し、これを駆動回路３０４（データ線駆動回路）に供給する。また、表示制御回路３０４は、駆動回路３０２に各種のタイミング信号を供給する。このタイミング信号には、例えば、走査線駆動回路を駆動するためのＹクロック信号およびＹ方向の転送開始を指示するＹ転送開始パルスや、データ線駆動回路を駆動するためのＸクロック信号およびＸ方向の転送開始を指示するＸ転送開始パルス等が含まれる。また、これらのタイミング信号の一部または全部がタッチ検出部１００にも供給される。
【００２６】
タッチ検出部１００は、駆動回路１０２と静電容量検出部１０４と補正部１０６と位置検出部１０８を有する。駆動回路１０２は、ｍ＋ｎ本の検出用電極を１本ずつ順番に選択し、選択した検出用電極に初期化電位を印加する。駆動回路１０２において選択された検出用電極を検出用電極ｉ（ｉ＝１〜ｍ＋ｎ）としたとき、静電容量検出部１０４は、検出用電極ｉを一端が接地された抵抗に接続し、検出用電極ｉに蓄積された電荷を抵抗を介して放電することで、そのときの時定数から検出用電極ｉの静電容量を求める。
【００２７】
各検出用電極には寄生容量が付随するためその容量値と、静電容量検出部１０４において接続された抵抗（抵抗値）とで放電時の時定数が定まる。検出用電極ｉの上部に指示体が位置する場合、検出用電極ｉと指示体との間にコンデンサが形成されて新たな容量が発生する。このため検出用電極ｉに付随する容量が増大し、放電時の時定数が大きくなる。初期化電位を検出用電極に印加する期間を初期化期間とし、これに続く期間を検出期間としたとき、静電容量検出部１０４は、検出期間において放電時の時定数を計測することで各検出用電極の静電容量（容量値）を検出する。例えば、タッチパネル１０において図３に示す破線丸印ＦＲの部分に指示体が触れた場合、Ｘ方向電極４０については、図中上から数えて１番目のＸ方向電極４０の容量値が他のＸ方向電極４０の容量値よりも大きくなる。また、Ｙ方向電極５０については、図中左から数えて４番目のＹ方向電極５０の容量値が他のＹ方向電極５０の容量値よりも大きくなる。
【００２８】
駆動回路１０２と静電容量検出部１０４は、このようにして各検出用電極の容量値ＣＥを測定すると共に、ノイズ用電極２０についても検出用電極の場合と同様に放電時の時定数を計測することでその容量値ＣＮを測定する。なお、駆動回路１０２と静電容量検出部１０４によって、各検出用電極の容量値ＣＥ（ｍ＋ｎ個）とノイズ用電極２０の容量値ＣＮ（１個）を測定する測定部が構成される。また、このようにして測定された各検出用電極の容量値ＣＥとノイズ用電極２０の容量値ＣＮが補正部１０６に出力される。
【００２９】
補正部１０６は、ノイズ用電極２０の容量値ＣＮを用いて各検出用電極の容量値ＣＥ（ｍ＋ｎ個）を補正する。ここでは、液晶パネル３０からのノイズによって各検出用電極に誘起される容量分、すなわちノイズ用電極２０（シールド）で防ぎきれなかったノイズによる容量分を補正する。例えば、駆動回路１０２と静電容量検出部１０４によって測定された検出用電極ｉ（ｉ＝１〜ｍ＋ｎ）の容量値をＣＥ（ｉ）とし、検出用電極ｉの補正後の容量値をＣＥ’（ｉ）としたとき、補正部１０６は、以下に示す［式１］を用いて各検出用電極の容量値ＣＥを補正する。また、補正部１０６は、補正した各検出用電極の容量値ＣＥ’（ｍ＋ｎ個）を位置検出部１０８に出力する。
ＣＥ（ｉ）’＝ＣＥ（ｉ）−α×ＣＮ  …［式１］
【００３０】
なお、［式１］におけるα×ＣＮの部分が、ノイズ用電極２０（シールド）で防ぎきれなかったノイズによって検出用電極に誘起される容量分になる。つまり、補正部１０６では、測定されたノイズ用電極２０の容量値ＣＮに係数α（α＜１）を乗算することで、ノイズ用電極２０で防ぎきれなかったノイズによって検出用電極に誘起される容量値（α×ＣＮ）を特定し、この容量値を各検出用電極の容量値ＣＥから減算することで、上記のノイズによる影響を除去しているのである。
【００３１】
また、係数αの値は、ノイズ用電極２０の容量値ＣＮと、ノイズ用電極２０（シールド）で防ぎきれなかったノイズによって検出用電極に誘起される容量値との関係を実際に測定した上で定められる。ノイズ用電極２０の面積は個々の検出用電極の面積より格段に大きいことや、ノイズ用電極２０をシールドとして機能させているのでノイズ用電極２０が受けるノイズの方が個々の検出用電極が受けるノイズよりも格段に大きいことから、係数αの値は少なくとも１未満になる。
【００３２】
なお、補正部１０６は、以下に示す［式２］を用いて各検出用電極の容量値ＣＥを補正する構成であってもよい。この場合、タッチ検出部１００は、図示を省略したメモリを備え、測定したノイズ用電極２０の容量値ＣＮをメモリに記憶する。補正部１０６は、メモリに記憶されている複数の容量値ＣＮの平均値を求め、この平均値を用いて各検出用電極の容量値ＣＥを補正する。
ＣＥ（ｉ）’＝ＣＥ（ｉ）−α×ΣＣＮ／サンプリング数  …［式２］
【００３３】
また、補正部１０６は、以下に示す［式３］を用いて各検出用電極の容量値ＣＥを補正する構成であってもよい。この場合、補正部１０６は、メモリに記憶されている複数の容量値ＣＮのうち最大値と最小値との平均値を求め、この平均値を用いて各検出用電極の容量値ＣＥを補正する。
ＣＥ（ｉ）’＝ＣＥ（ｉ）−α×｛（ＣＮＭＡＸ＋ＣＮＭＩＮ）／２｝  …［式３］
【００３４】
位置検出部１０８は、補正後の各検出用電極の容量値ＣＥ’（ｍ＋ｎ個）に基づいて、指示体の接触の有無やその接触位置を検出する。ここでは、まず、各検出用電極の容量値ＣＥ’に基づいて指示体の接触の有無が検出される。そして、指示体が接触している場合は、各検出用電極の容量値ＣＥ’に基づいて指示体の接触位置が検出される。例えば、位置検出部１０８は、セントロイド計算によって接触位置を示すＸ座標値ＰＸとＹ座標値ＰＹを算出する。
【００３５】
図３に示したようにＸ方向電極４０とＹ方向電極５０は平面視して格子を形作るように配置されているので、指示体がタッチパネル１０に接触すると、指示体の接触位置およびその近傍に位置するＸ方向電極４０およびＹ方向電極５０の容量値が増大する。例えば、タッチパネル１０において図３に示す破線丸印ＦＲの部分に指示体が触れると、Ｘ方向電極４０については、図中上から数えて１番目のＸ方向電極４０の容量値と２番目のＸ方向電極４０の容量値が増大する。また、Ｙ方向電極５０については、図中左から数えて３番目のＹ方向電極５０の容量値と４番目のＹ方向電極５０の容量値が増大する。
【００３６】
このとき、補正後の各Ｘ方向電極４０の容量値ＣＥ’が図中上から順に、５.８，４.０，３.４，３.４，…であったとすると、各Ｘ方向電極４０についての容量値ＣＥ’の変化量は、図中上から順に、２.４，０.６，０，０，…となる。また、補正後の各Ｙ方向電極５０の容量値ＣＥ’が図中左から順に、３.４，３.４，４.３，５.５，３.４，３.４，…であったとすると、各Ｙ方向電極５０についての容量値ＣＥ’の変化量は、図中左から順に、０，０，０.９，２.１，０，０，…となる。従って、セントロイド計算を行うことで、Ｘ座標値ＰＸは、｛（１×０）＋（２×０）＋（３×０.９）＋（４×２.１）＋（５×０）＋（６×０）＋…｝／（０＋０＋０.９＋２.１＋０＋０＋…）＝３.７となる。また、Ｙ座標値ＰＹは、｛（１×２.４）＋（２×０.６）＋（３×０）＋（４×０）＋…｝／（２.４＋０.６＋０＋０＋…）＝１.２となる。
【００３７】
このようにして算出されたＸ座標値ＰＸとＹ座標値ＰＹが指示体の接触位置を示す位置情報として位置検出部１０８から出力される。なお、位置検出部１０８は、最大の容量値ＣＥ’を有するＸ方向電極４０およびＹ方向電極５０からＸ座標値ＰＸとＹ座標値ＰＹを特定してもよい。この場合、上述した例では、Ｘ座標値ＰＸが“４”となり、Ｙ座標値ＰＹが“１”となる。また、位置検出部１０８は、指示体が接触していない場合、Ｘ座標値ＰＸとＹ座標値ＰＹの代わりに、非接触である旨を示す信号を出力する。
【００３８】
図５は、タッチ検出部１００の動作を示すフローチャートである。同図に示すようにタッチ検出部１００は、初期処理を終えると（ステップＳ１０１）、タッチ検出の開始タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、液晶パネル３０の表示制御と同期して１フレームごとに１回の割合でタッチ検出を行う場合、タッチ検出部１００は、表示制御回路３０４から供給されるタイミング信号に基づいて新たなフレームに移行したことを検出すると、タッチ検出の開始タイミングであると判定し（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３に進む。なお、タッチ検出を開始するタイミングやタッチ検出を行う周期は、上記の例に限定されず任意に定めることができる。
【００３９】
タッチ検出を開始すると、まず、駆動回路１０２と静電容量検出部１０４によって、各検出用電極の容量値ＣＥ（ｍ＋ｎ個）が測定される（ステップＳ１０３）。また、測定された各検出用電極の容量値ＣＥがメモリ（図示省略）に格納される（ステップＳ１０４）。次に、駆動回路１０２と静電容量検出部１０４によって、ノイズ用電極２０の容量値ＣＮ（１個）が測定され（ステップＳ１０５）、測定された容量値ＣＮがメモリに格納される（ステップＳ１０６）。
【００４０】
この後、補正部１０６は、上述した［式１］を用いて各検出用電極の容量値ＣＥ（ｍ＋ｎ個）を補正する（ステップＳ１０７）。勿論、補正部１０６は、上述した［式２］や［式３］を用いて補正を行う構成であってもよい。なお、本実施形態では、ステップＳ１０５で測定された１つの容量値ＣＮを用いてｍ＋ｎ個の総ての容量値ＣＥを補正しているが、１つの検出用電極の容量値ＣＥ（ｉ）を測定するたびにノイズ用電極２０の容量値ＣＮ（ｉ）を測定し、各検出用電極の容量値ＣＥ（ｉ）を、対応する容量値ＣＮ（ｉ）を用いて補正する構成であってもよい。この構成であれば、より正確にノイズの影響を除去することができる。
【００４１】
次に、位置検出部１０８は、補正後の各検出用電極の容量値ＣＥ’（ｍ＋ｎ個）に基づいて、指示体の接触の有無やその接触位置を検出する（ステップＳ１０８）。位置検出部１０８は、指示体が接触している場合、接触位置を示すＸ座標値ＰＸとＹ座標値ＰＹを特定し、これを出力する。また、指示体が接触していない場合、位置検出部１０８は、Ｘ座標値ＰＸとＹ座標値ＰＹの代わりに、非接触である旨を示す信号を出力する。なお、ステップＳ１０８では、必ずしも指示体の接触の有無と指示体の接触位置の両方を検出する必要は無く、指示体の接触の有無のみを検出する構成であってもよい。
【００４２】
以上説明したように本実施形態によれば、ノイズ用電極２０は、液晶パネル３０からタッチパネル１０へ伝播するノイズを防ぐシールドとして機能する他、液晶パネル３０からのノイズを測定するための電極として機能する。また、補正部１０６では、ノイズ用電極２０（シールド）で防ぎきれなかったノイズによって各検出用電極に誘起される容量分を補正する。従って、ノイズ用電極２０のシールド効果と補正部１０６における補正によって液晶パネル３０からのノイズの影響を除去した各検出用電極の容量値ＣＥ’に基づいて、指示体の接触の有無やその接触位置の検出が行われる。よって、従来に比べ、より高精度に指示体の接触の有無やその接触位置を検出することができる。
【００４３】
＜２．変形例＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の変形が可能である。また、以下に示す２以上の変形例を適宜組み合わせることもできる。
【００４４】
（変形例１）
図６は、変形例１に係る液晶装置Ｄ’の電気的構成を示すブロック図である。同図に示す液晶装置Ｄ’は、切替制御部１１０とスイッチＳＷが追加されている点で上述した実施形態における液晶装置Ｄと構成が相違する。切替制御部１１０は、スイッチＳＷのオンとオフを切り替える切替信号を出力する。スイッチＳＷは、例えば、切替信号の信号レベルがＬｏｗの場合にオフとなり、切替信号の信号レベルがＨｉの場合にオンとなる。切替制御部１１０は、ノイズ用電極２０の容量値ＣＮを測定する測定期間において切替信号の信号レベルをＬｏｗにし、測定期間以外の期間において切替信号の信号レベルをＨｉにする。これにより、測定期間においては、スイッチＳＷがオフになり、ノイズ用電極２０が駆動回路１０２および静電容量検出部１０４に接続される。また、測定期間以外の期間においては、スイッチＳＷがオンになり、ノイズ用電極２０がＧＮＤに接続される。このようにノイズ用電極２０の容量値ＣＮを測定していない期間において、ノイズ用電極２０を接地することでそのシールド効果を高めるようにしてもよい。
また、ノイズ用電極２０の容量値ＣＮを測定していない期間において、ノイズ用電極２０をＧＮＤではなく交流電源に接続し、ノイズ用電極２０を交流駆動することでそのシールド効果を高めるようにしてもよい。
なお、以上のようにノイズ用電極２０を接地または交流駆動する構成を採用した場合、各検出用電極の容量値ＣＥ（ｍ＋ｎ個）の測定時にはノイズ用電極２０のシールド効果が高まっているので、上述した実施形態の場合に比べ、［式１］〜［式３］における係数αの値を小さくする必要がある。
【００４５】
（変形例２）
上述した実施形態では、計算式を用いて各検出用電極の容量値ＣＥを補正する場合を説明したが、補正部１０６は、図７に示す補正テーブル１１２を参照して各検出用電極の容量値ＣＥを補正する構成であってもよい。補正テーブル１１２には、図７に示すように、ノイズ用電極２０の容量値ＣＮが取り得る範囲を複数に区分して得られる各区分ごとに、補正用の容量値ＣＬが対応付けられて格納されている。この補正テーブル１１２における補正用容量値ＣＬは、上述した［式１］におけるα×ＣＮに相当する。補正部１０６は、補正テーブル１１２を参照し、測定されたノイズ用電極２０の容量値ＣＮに対応する補正用容量値ＣＬを読み出し、読み出した補正用容量値ＣＬを各検出用電極の容量値ＣＥから減算する。
【００４６】
（変形例３）
検出用電極（Ｘ方向電極４０とＹ方向電極５０）は、図３に示した構成に限らない。例えば、複数のＸ方向電極と複数のＹ方向電極を絶縁膜を介して対向配置してもよい。また、この場合にＸ方向電極やＹ方向電極の形状を短冊状にしてもよい。また、矩形形状の検出用電極をマトリクス状に配列してもよい。
【００４７】
（変形例４）
検出用電極は複数でなく１個であってもよい。この場合、駆動回路１０２と静電容量検出部１０４によって測定される容量値ＣＥは１個になる。また、補正部１０６では１個の容量値ＣＥについて補正を行う。また、位置検出部１０８は、接触検出部として機能し、補正後の１個の容量値ＣＥ’に基づいて指示体の接触の有無を検出する。
【００４８】
（変形例５）
ノイズ用電極２０の設置場所はタッチパネル１０の裏面に限らない。例えば、液晶パネル３０の上面にノイズ用電極２０を形成してもよい。また、タッチパネル１０とは異なる透明基板の表面にノイズ用電極２０を形成し、この透明基板をタッチパネル１０と液晶パネル３０との間に設けてもよい。また、ノイズ用電極２０は、液晶パネル３０の表示領域の全部を覆う構成ではなく一部を覆う構成であってもよい。このようにノイズ用電極２０は、タッチパネル１０と液晶パネル３０との間に、液晶パネル３０の表示領域の全部または一部を覆うように設けられていればよい。また、表示装置は、液晶表示装置に限らず、例えば、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ等であってもよい。
【００４９】
＜３．応用例＞
次に、本発明に係るセンシング装置を搭載した電子機器について説明する。図８〜図１０には、以上説明した何れかの形態に係る液晶装置５００を搭載した電子機器が図示されている。
図８は、液晶装置５００を搭載したモバイル型のパーソナルコンピューター２０００の構成を示す斜視図である。パーソナルコンピューター２０００は、表示ユニットおよびタッチ入力ユニットとしての液晶装置５００と、電源スイッチ２００１やキーボード２００２が設けられた本体部２０１０を備える。
図９は、液晶装置５００を搭載した携帯電話機３０００の構成を示す斜視図である。携帯電話機３０００は、表示ユニットおよびタッチ入力ユニットとしての液晶装置５００と、複数の操作ボタン３００１やスクロールボタン３００２を備える。スクロールボタン３００２を操作することで液晶装置５００に表示される画像がスクロールされる。
図１０は、液晶装置５００を搭載した情報携帯端末４０００（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す斜視図である。情報携帯端末４０００は、表示ユニットおよびタッチ入力ユニットとしての液晶装置５００と、複数の操作ボタン４００１や電源スイッチ４００２を備える。操作ボタン４００１を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が液晶装置５００に表示される。
なお、液晶装置５００が搭載される電子機器としては、図８〜図１０に例示した機器の他、テレビ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、テレビ電話機、ＰＯＳ端末、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤー、電子ペーパー等が挙げられる。
【符号の説明】
【００５０】
Ｄ，Ｄ’，５００…液晶装置、１０…タッチパネル、１２…透明基板、１４…電極層、１６…接着層、１８…保護層、２０…ノイズ用電極、３０…液晶パネル、４０…Ｘ方向電極、４２…菱形電極、４４…接続配線、５０…Ｙ方向電極、５２…菱形電極、５４…接続配線、１００，１００’…タッチ検出部、１０２…駆動回路、１０４…静電容量検出部、１０６…補正部、１０８…位置検出部、ＣＥ…各検出用電極の容量値、ＣＮ…ノイズ用電極の容量値、ＣＥ’…補正後の各検出用電極の容量値、ＰＸ…Ｘ座標値、ＰＹ…Ｙ座標値、１１０…切替制御部、ＳＷ…スイッチ、１１２…補正テーブル、ＣＬ…補正用容量値、３０２…駆動回路、３０４…表示制御回路、Ｄｉｎ…入力画像データ、Ｄｏｕｔ…出力画像データ、２０００…パーソナルコンピューター、２００１…電源スイッチ、２００２…キーボード、２０１０…本体部、３０００…携帯電話機、３００１…操作ボタン、３００２…スクロールボタン、４０００…情報携帯端末、４００１…操作ボタン、４００２…電源スイッチ。
【図１】
2011198208.tif 000003
【図２】
2011198208.tif 000004
【図３】
2011198208.tif 000005
【図４】
2011198208.tif 000006
【図５】
2011198208.tif 000007
【図６】
2011198208.tif 000008
【図７】
2011198208.tif 000009
【図８】
2011198208.tif 000010
【図９】
2011198208.tif 000011
【図１０】
2011198208.tif 000012