(57)【要約】【課題】力を好適に検出できる。【解決手段】入力面に対向するタッチ検出電極と、タッチ検出電極に対向する第１電極と、誘電体層を挟んで第１電極に対向する第２電極と、第１電極とタッチ検出電極との間の静電容量に基づき、被検出物の接触又は近接した位置を検出するタッチ検出制御部と、第１電極と第２電極との間の静電容量に基づき、入力面への押力を検出して、押力を表す力検出値を算出する力検出制御部と、を備える。力検出制御部は、複数の基準位置に基準力が加えられた場合に、第１電極と第２電極との間の静電容量に基づいて、複数の基準値を検出し、複数の基準値に補間処理を実行することにより、押力が加えられた位置に基準力が加えられた場合の補間値を算出し、第１電極と第２電極との間の静電容量に基づき検出される検出値の補間値に対する比率に基づいて、力検出値を算出する。【選択図】図１
2019067125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力面を有する第１基板と、
前記第１基板に設けられ、前記入力面に対向するタッチ検出電極と、
第２基板に設けられ、前記タッチ検出電極に対向する第１電極と、
誘電体層を挟んで前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第１電極と前記タッチ検出電極との間の静電容量に基づき、被検出物の前記入力面への接触又は近接した位置を検出するタッチ検出制御部と、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づき、前記被検出物によって前記入力面に加えられた押力を検出して、前記押力を表す力検出値を算出する力検出制御部と、
を備え、
前記力検出制御部は、
複数の基準位置に基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づいて、複数の基準値を検出し、
前記複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の補間値を算出し、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づき検出される検出値の前記補間値に対する比率に基づいて、前記力検出値を算出し、
前記押力が加えられた位置は、前記タッチ検出制御部が検出した被検出物の前記入力面への接触した位置に基づいて特定される、
タッチ検出機能付き表示装置。
【請求項２】
入力面を有する第１基板と、
前記第１基板に設けられた、第１電極と、
誘電体層を挟んで互いに対向配置された前記第１電極及び第２電極と、
前記第１電極の静電容量に基づき、被検出物の前記入力面への接触又は近接した位置を検出するタッチ検出制御部と、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づき、前記被検出物によって前記入力面に加えられた押力を検出して、前記押力を表す力検出値を算出する力検出制御部と、
を備え、
前記力検出制御部は、
複数の基準位置に基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づいて、複数の基準値を検出し、
前記複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の補間値を算出し、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づき検出される検出値の前記補間値に対する比率に基づいて、前記力検出値を算出し、
前記押力が加えられた位置は、前記タッチ検出制御部が検出した被検出物の前記入力面への接触した位置に基づいて特定される、
タッチ検出機能付き表示装置。
【請求項３】
複数の前記第２電極を有し、
前記力検出制御部は、
１つの前記第２電極に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記１つの第２電極との間の静電容量に基づいて、第１群の複数の基準値を検出し、
前記第１群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第１の補間値を算出し、
前記第１電極と前記１つの第２電極との間の静電容量に基づき検出される第１の検出値の前記第１の補間値に対する第１の比率を算出し、
前記１つの第２電極と異なる他の前記第２電極に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に前記第１電極と前記他の第２電極との間の静電容量に基づいて、第２群の複数の基準値を検出し、
前記第２群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第２の補間値を算出し、
前記第１電極と前記他の第２電極との間の静電容量に基づき検出される第２の検出値の前記第２の補間値に対する第２の比率を算出し、
前記第１の比率と前記第２の比率との加重平均又は平均を算出し、
前記加重平均又は平均に基づいて、前記力検出値を算出する、
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項４】
前記力検出制御部は、
前記第２電極の１つの部分に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記１つの部分との間の静電容量に基づいて、第１群の複数の基準値を検出し、
前記第１群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第１の補間値を算出し、
前記第１電極と前記１つの部分との間の静電容量に基づき検出される第１の検出値の前記第１の補間値に対する第１の比率を算出し、
前記１つの部分と異なる前記第２電極の他の部分に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記他の部分との間の静電容量に基づいて、第２群の複数の基準値を検出し、
前記第２群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第２の補間値を算出し、
前記第１電極と前記他の部分との間の静電容量に基づき検出される第２の検出値の前記第２の補間値に対する第２の比率を算出し、
前記第１の比率と前記第２の比率との加重平均又は平均を算出し、
前記加重平均又は平均に基づいて、前記力検出値を算出する、
請求項２に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項５】
複数の前記第２電極を有し、
前記力検出制御部は、
１つの前記第２電極に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記１つの第２電極との間の静電容量に基づいて、第１群の複数の基準値を検出し、
前記第１群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第１の補間値を算出し、
前記１つの第２電極と異なる他の前記第２電極に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記他の第２電極との間の静電容量に基づいて、第２群の複数の基準値を検出し、
前記第２群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第２の補間値を算出し、
前記第１の補間値と前記第２の補間値との第１の平均を算出し、
前記第１電極と前記１つの第２電極との間の静電容量に基づき検出される第１の検出値と、前記第１電極と前記他の第２電極との間の静電容量に基づき検出される第２の検出値と、の第２の平均を算出し、
前記第１の平均の前記第２の平均に対する比率に基づいて、前記力検出値を算出する、
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項６】
前記力検出制御部は、
前記第２電極の１つの部分に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記１つの部分との間の静電容量に基づいて、第１群の複数の基準値を検出し、
前記第１群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第１の補間値を算出し、
前記１つの部分と異なる前記第２電極の他の部分に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記他の部分との間の静電容量に基づいて、第２群の複数の基準値を検出し、
前記第２群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第２の補間値を算出し、
前記第１の補間値と前記第２の補間値との第１の平均を算出し、
前記第１電極と前記１つの部分との間の静電容量に基づき検出される第１の検出値と、前記第１電極と前記他の部分との間の静電容量に基づき検出される第２の検出値と、の第２の平均を算出し、
前記第１の平均の前記第２の平均に対する比率に基づいて、前記力検出値を算出する、
請求項２に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項７】
前記力検出制御部は、
前記タッチ検出制御部によって前記被検出物の前記入力面への接触又は近接した位置が検出される期間に、前記被検出物によって前記入力面に加えられた押力を検出する
請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項８】
前記誘電体層は、空気層を含む
請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項９】
前記誘電体層は、前記入力面を照明するバックライトユニットを構成する積層体を含む
請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１０】
前記第２電極は、前記積層体の前記入力面側の面とは反対側の面に設けられている
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】
前記第２電極は、前記積層体の前記入力面側の面に設けられている
請求項９に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１２】
前記第２電極は、前記積層体の内層に設けられている
請求項９に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１３】
前記補間処理は、多項式補間又は線形補間である
請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ時等の押す力すなわち力（フォース）を検出可能なタッチ検出機能付き表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着され、又は表示装置と一体化されて、タッチ検出機能付き表示装置として用いられる。そして、タッチ検出機能付き表示装置は、表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、タッチパネルを通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能としている。
【０００３】
タッチ検出に加えて、力をも検出できる力検出装置も用いられるようになってきている。
【０００４】
関連する技術として、下記の特許文献１には、感圧センサの出力特性関数の逆関数を使用して、感圧センサの出力特性を直線化する入力装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１２７６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
タッチパネルの入力面側に設けられた第１の導体と、タッチパネルの裏面側に設けられた第２の導体と、の間の静電容量の変化に基づいて力を検出する力検出装置がある。検出装置の入力面に押力が加えられると、タッチパネルが撓み、第１の導体と第２の導体との間の空気層の厚みが薄くなり、第１の導体と第２の導体との間の距離が短くなり、第１の導体と第２の導体との間の静電容量が増加する。力検出装置は、この静電容量の変化に基づいて、力信号値を出力する。
【０００７】
ところで、力検出装置では、同じ押力が加えられる場合であっても、押力が加えられる位置によって、第１の導体と第２の導体との間の距離の短くなる量が異なる。従って、押力が加えられる位置によって、力の検出精度が低下する場合がある。
【０００８】
本発明は、力を好適に検出できるタッチ検出機能付き表示装置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】
【０００９】
本発明の一態様のタッチ検出機能付き表示装置は、入力面を有する第１基板と、第１基板に設けられ、入力面に対向するタッチ検出電極と、第２基板に設けられ、タッチ検出電極に対向する第１電極と、誘電体層を挟んで第１電極に対向する第２電極と、第１電極とタッチ検出電極との間の静電容量に基づき、被検出物の入力面への接触又は近接した位置を検出するタッチ検出制御部と、第１電極と第２電極との間の静電容量に基づき、被検出物によって入力面に加えられた押力を検出して、押力を表す力検出値を算出する力検出制御部と、を備える。力検出制御部は、複数の基準位置に基準力が加えられた場合に、第１電極と第２電極との間の静電容量に基づいて、複数の基準値を検出し、複数の基準値に補間処理を実行することにより、押力が加えられた位置に基準力が加えられた場合の補間値を算出し、第１電極と第２電極との間の静電容量に基づき検出される検出値の補間値に対する比率に基づいて、力検出値を算出する。押力が加えられた位置は、タッチ検出制御部が検出した被検出物の入力面への接触した位置に基づいて特定される。
【００１０】
また、本発明の一態様のタッチ検出機能付き表示装置は、入力面を有する第１基板と、第１基板に設けられた、第１電極と、誘電体層を挟んで互いに対向配置された第１電極及び第２電極と、第１電極の静電容量に基づき、被検出物の入力面への接触又は近接した位置を検出するタッチ検出制御部と、第１電極と第２電極との間の静電容量に基づき、被検出物によって入力面に加えられた押力を検出して、押力を表す力検出値を算出する力検出制御部と、を備える。力検出制御部は、複数の基準位置に基準力が加えられた場合に、第１電極と第２電極との間の静電容量に基づいて、複数の基準値を検出し、複数の基準値に補間処理を実行することにより、押力が加えられた位置に基準力が加えられた場合の補間値を算出し、第１電極と第２電極との間の静電容量に基づき検出される検出値の補間値に対する比率に基づいて、力検出値を算出する。押力が加えられた位置は、タッチ検出制御部が検出した被検出物の入力面への接触した位置に基づいて特定される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、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部及び表示部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、相互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、被検出物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、相互静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。
【図５】図５は、相互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６】図６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、被検出物が接触又は近接していない状態を表す説明図である。
【図７】図７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、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。
【図８】図８は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。
【図９】図９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１０】図１０は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。
【図１１】図１１は、タッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。
【図１２】図１２は、タッチ検出機能付き表示部の画素配置を表す回路図である。
【図１３】図１３は、タッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を表す斜視図である。
【図１４】図１４は、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分解斜視図である。
【図１５】図１５は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置のバックライトユニットを示す分解斜視図である。
【図１６】図１６は、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断面図である。
【図１７】図１７は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられていないときの断面図及び等価回路図である。
【図１９】図１９は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。
【図２０】図２０は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の検出領域を示す図である。
【図２１】図２１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の押力が加えられる位置と、力検出値と、の関係を示す図である。
【図２２】図２２は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【図２３】図２３は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置に記憶されるテーブルの一例を示す図である。
【図２４】図２４は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の補間処理を説明する図である。
【図２５】図２５は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作タイミングの一例を示すタイミング図である。
【図２６】図２６は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図２７】図２７は、実施形態１の変形例１に係るタッチ検出機能付き表示装置の補間処理を説明する図である。
【図２８】図２８は、実施形態１の変形例２に係るタッチ検出機能付き表示装置に記憶されるテーブルの一例を示す図である。
【図２９】図２９は、実施形態１の変形例２に係るタッチ検出機能付き表示装置の補間処理を説明する図である。
【図３０】図３０は、実施形態１の変形例３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられていないときの断面図及び等価回路図である。
【図３１】図３１は、実施形態１の変形例３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。
【図３２】図３２は、実施形態１の変形例４に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられていないときの断面図及び等価回路図である。
【図３３】図３３は、実施形態１の変形例４に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。
【図３４】図３４は、実施形態１の変形例５に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられていないときの断面図及び等価回路図である。
【図３５】図３５は、実施形態１の変形例５に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。
【図３６】図３６は、実施形態１の変形例６に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられていないときの断面図及び等価回路図である。
【図３７】図３７は、実施形態１の変形例６に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。
【図３８】図３８は、実施形態１の変形例７に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられていないときの断面図及び等価回路図である。
【図３９】図３９は、実施形態１の変形例７に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。
【図４０】図４０は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。
【図４１】図４１は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。
【図４２】図４２は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置の断面図及び等価回路図である。
【図４３】図４３は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に被検出物が接触又は近接したときの断面図及び等価回路図である。
【図４４】図４４は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。
【図４５】図４５は、入力面に被検出物が接触又は近接していない状態におけるＹ軸方向の容量値を示すグラフである。
【図４６】図４６は、入力面に被検出物が接触又は近接した状態におけるＹ軸方向の容量値を示すグラフである。
【図４７】図４７は、入力面に押力が加えられた状態におけるＹ軸方向の容量値を示すグラフである。
【図４８】図４８は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【図４９】図４９は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置の検出領域を示す図である。
【図５０】図５０は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置に記憶されるテーブルの一例を示す図である。
【図５１】図５１は、実施形態１の変形例９に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出電極、駆動電極、及び電極を示す斜視図である。
【図５２】図５２は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【図５３】図５３は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図５４】図５４は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の押力が加えられる位置と、力検出値と、の関係を示す図である。
【図５５】図５５は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の補間処理を説明する図である。
【図５６】図５６は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【図５７】図５７は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。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。
【００１３】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を示すブロック図である。
【００１４】
実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出部ＳＥ１と、表示部ＤＰと、力検出部ＳＥ２と、制御部ＣＴＲＬと、を含む。実施形態１では、タッチ検出機能付き表示装置１内の力検出部ＳＥ２及び制御部ＣＴＲＬが「力検出装置」に対応する。
【００１５】
タッチ検出部ＳＥ１は、被検出物ＯＢＪの、カバー部材ＣＧの入力面ＩＳへの接触又は近接を検出する。具体的には、タッチ検出部ＳＥ１は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳと垂直な方向で重なる領域の接触又は近接に応じた信号値を、制御部ＣＴＲＬに出力する。
【００１６】
被検出物ＯＢＪは、入力面ＩＳと接触して変形する第１の種類の物であっても良いし、入力面ＩＳと接触しても変形しない又は第１の種類の物と比較して相対的に変形が少ない第２の種類の物であっても良い。第１の種類の物は、指が例示されるが、これに限定されない。第２の種類の物は、樹脂又は金属のスタイラスペンが例示されるが、これに限定されない。
【００１７】
タッチ検出部ＳＥ１が検出できる被検出物ＯＢＪの数は、１個に限定されない。タッチ検出部ＳＥ１は、２個以上の被検出物ＯＢＪを検出できることとしても良い。
【００１８】
タッチ検出部ＳＥ１は、静電容量方式センサ又は抵抗膜方式センサが例示されるが、これらに限定されない。静電容量方式は、相互静電容量方式又は自己静電容量方式が例示される。
【００１９】
表示部ＤＰは、入力面ＩＳ側に向けて画像を表示する。表示部ＤＰは、液晶表示装置又は有機エレクトロルミネッセンス（Electro-Luminescence）表示装置が例示されるが、これらに限定されない。
【００２０】
タッチ検出部ＳＥ１及び表示部ＤＰは、一体化された、いわゆるインセルタイプあるいはハイブリッドタイプであっても良い。また、タッチ検出部ＳＥ１及び表示部ＤＰは、表示部ＤＰの上にタッチ検出部ＳＥ１が装着された、いわゆるオンセルタイプであっても良い。
【００２１】
力検出部ＳＥ２は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに加える押力を検出する。具体的には、力検出部ＳＥ２は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに加える押力に応じた信号を、制御部ＣＴＲＬに出力する。
【００２２】
力検出部ＳＥ２は、静電容量方式センサが例示される。
【００２３】
制御部ＣＴＲＬは、力検出部ＳＥ２から出力される信号に基づいて、力を表す力信号値を算出する。
【００２４】
制御部ＣＴＲＬは、表示制御部１１と、検出制御部２００と、ホストＨＳＴと、を含む。検出制御部２００は、タッチ検出制御部４０と、力検出制御部５０と、を含む。
【００２５】
表示制御部１１は、表示部ＤＰのガラス基板上に実装されたＩＣチップが例示される。検出制御部２００は、表示部ＤＰのガラス基板に接続されたプリント基板（例えば、フレキシブルプリント基板）上に実装されたＩＣチップが例示される。ホストＨＳＴは、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）が例示される。表示制御部１１、検出制御部２００及びホストＨＳＴは、協働してタッチ検出部ＳＥ１、表示部ＤＰ及び力検出部ＳＥ２を制御する。
【００２６】
制御部ＣＴＲＬが実行する、力信号値を算出するための処理は、表示制御部１１が実行しても良いし、検出制御部２００が実行しても良いし、ホストＨＳＴが実行しても良い。また、表示制御部１１、検出制御部２００、及びホストＨＳＴの内の２つ以上が協働して実行しても良い。
【００２７】
以下に、タッチ検出部ＳＥ１、表示部ＤＰ及び力検出部ＳＥ２の具体的な構成例について説明するが、これらの構成例は例示であり、これらの構成例に限定されない。
【００２８】
＜タッチ検出部及び表示部の構成例＞
図２は、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部及び表示部の構成例を示すブロック図である。図２に示すタッチ検出機能付き表示装置１は、いわゆる相互静電容量方式及び自己静電容量方式により、被検出物ＯＢＪの座標及び接触面積の検出を行う装置である。また、図２に示すタッチ検出機能付き表示装置１は、いわゆる相互静電容量方式により、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触したとき、入力面ＩＳへの押力の検出を行う装置である。
【００２９】
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、ソースセレクタ部１３Ｓと、駆動電極ドライバ１４と、力検出デバイス１００と、検出制御部２００と、を含む。
【００３０】
タッチ検出機能付き表示部１０は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス２０に静電容量型のタッチ検出デバイス３０を内蔵して一体化した、いわゆるインセルタイプあるいはハイブリッドタイプの装置である。なお、液晶表示デバイス２０に静電容量型のタッチ検出デバイス３０を内蔵して一体化するとは、例えば、液晶表示デバイス２０として使用される基板や電極などの一部の部材と、タッチ検出デバイス３０として使用される基板や電極などの一部の部材とを兼用することを含む。
【００３１】
液晶表示デバイス２０が、図１の表示部ＤＰに対応する。タッチ検出デバイス３０が、図１のタッチ検出部ＳＥ１に対応する。力検出デバイス１００が、図１の力検出部ＳＥ２に対応する。
【００３２】
なお、タッチ検出機能付き表示部１０は、表示素子として液晶表示素子を用いた液晶表示デバイス２０の上方に、静電容量型のタッチ検出デバイス３０が装着された、いわゆるオンセルタイプの装置であっても良い。オンセルタイプの装置の場合、液晶表示デバイス２０の直上にタッチ検出デバイス３０が設けられていても良いし、液晶表示デバイス２０の直上ではなく他の層を介して上方にタッチ検出デバイス３０が設けられていても良い。
【００３３】
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から供給される走査信号Ｖｓｃａｎに従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。
【００３４】
表示制御部１１は、ホストＨＳＴより供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４、及び検出制御部２００に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが互いに同期して動作するように制御する回路である。また、表示制御部１１は、１水平ライン分の映像信号Ｖｄｉｓｐから、液晶表示デバイス２０の複数の副画素ＳＰｉｘの画素信号Ｖｐｉｘを時分割多重化した画像信号Ｖｓｉｇを生成し、ソースドライバ１３に供給する。
【００３５】
制御部ＣＴＲＬは、表示制御部１１、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を含む。実施形態１では、表示制御部１１及び駆動電極ドライバ１４が「駆動部」に対応するが、駆動電極ドライバ１４が駆動部に対応されても良い。
【００３６】
ゲートドライバ１２は、表示制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部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。
【００３７】
ソースドライバ１３は、表示制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０の、各画素Ｐｉｘ（副画素ＳＰｉｘ）に画素信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。ソースドライバ１３には、例えば６ビットのＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の画像信号Ｖｓｉｇが与えられる。
【００３８】
ソースドライバ１３は、表示制御部１１から画像信号Ｖｓｉｇを受け取り、ソースセレクタ部１３Ｓに供給する。また、ソースドライバ１３は、画像信号Ｖｓｉｇに多重化された画素信号Ｖｐｉｘを分離するために必要なスイッチ制御信号Ｖｓｅｌを生成し、画素信号Ｖｐｉｘとともにソースセレクタ部１３Ｓに供給する。ソースセレクタ部１３Ｓは、ソースドライバ１３と表示制御部１１との間の配線数を少なくすることができる。ソースセレクタ部１３Ｓはなくても良い。また、ソースドライバ１３の一部の制御は、表示制御部１１が行っても良く、ソースセレクタ部１３Ｓのみが配置されていても良い。
【００３９】
駆動電極ドライバ１４は、表示制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０の、後述する駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍ（相互静電容量方式のタッチ検出用の駆動信号（タッチ検出用駆動信号、以下駆動信号という。）Ｖｃｏｍｔｍ、自己静電容量方式のタッチ検出用の駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ２、及び表示用の電圧である表示用駆動電圧ＶｃｏｍＤＣ）を供給する回路である。
【００４０】
検出制御部２００は、タッチ検出制御部４０が自己静電容量方式によるタッチ検出動作を行う際に、後述するタッチ検出電極ＴＤＬに駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ１を供給するための駆動ドライバ４７を含む。
【００４１】
タッチ検出デバイス３０は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。また、タッチ検出デバイス３０は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を出力する。また、タッチ検出デバイス３０は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて動作し、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ３を出力する。
【００４２】
タッチ検出デバイス３０は、相互静電容量方式だけでも、タッチ検出をすることができる。しかしながら、入力面ＩＳに付着した水滴等の影響を好適に抑制するため及びスタイラスペン等を好適に検出するために、実施形態１では、タッチ検出デバイス３０は、相互静電容量方式のタッチ検出及び自己静電容量方式のタッチ検出の両方を実行する。但し、相互静電容量方式のタッチ検出及び自己静電容量方式のタッチ検出の両方を実行する場合に限定されない。
【００４３】
力検出デバイス１００は、相互静電容量方式の力検出の基本原理に基づいて動作し、後述する電極ＳＵＳは、力検出信号Ｖｄｅｔ４を出力する。
【００４４】
図３から図５までを参照して、タッチ検出機能付き表示装置１の相互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。
【００４５】
図３は、相互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、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。図４は、相互静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。図５は、相互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４は、検出回路を併せて示している。
【００４６】
例えば、図３に示すように、容量素子Ｃ１１は、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極である、駆動電極Ｅ１及びタッチ検出電極Ｅ２を備えている。図４に示すように、容量素子Ｃ１１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）Ｓに接続され、他端は電圧検出器（タッチ検出部）ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば図２に示す第１検出信号増幅部４１に含まれる積分回路である。
【００４７】
交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇを印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１１の他端）側に接続された電圧検出器ＤＥＴを介して、出力波形（タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、後述する駆動信号Ｖｃｏｍｔｍに相当するものである。
【００４８】
被検出物ＯＢＪが接触（又は近接）していない状態（非接触状態）では、容量素子Ｃ１１に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ１１の容量値に応じた電流Ｉ０が流れる。図５に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ０の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ０）に変換する。
【００４９】
一方、被検出物ＯＢＪが接触（又は近接）した状態（接触状態）では、図３に示すように、指によって形成される静電容量Ｃ１２がタッチ検出電極Ｅ２と接している又は近傍にあることにより、駆動電極Ｅ１及びタッチ検出電極Ｅ２の間にあるフリンジ分の静電容量が遮られ、容量素子Ｃ１１の容量値よりも容量値の小さい容量素子Ｃ１１’として作用する。そして、図４に示す等価回路でみると、容量素子Ｃ１１’に電流Ｉ１が流れる。
【００５０】
図５に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ１の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ１）に変換する。この場合、波形Ｖ１は、上述した波形Ｖ０と比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Ｖ０と波形Ｖ１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、被検出物ＯＢＪの影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器ＤＥＴは、波形Ｖ０と波形Ｖ１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜を精度良く検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Ｓｇの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間Ｒｅｓを設けた動作とすることがより好ましい。
【００５１】
再び図２を参照すると、タッチ検出デバイス３０は、駆動電極ドライバ１４から供給される駆動信号Ｖｃｏｍｔｍに従って、駆動電極ＣＯＭＬ毎に順次走査してタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。
【００５２】
次に、図６から図９を参照して、本構成例のタッチ検出機能付き表示装置１の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。
【００５３】
図６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、被検出物が接触又は近接していない状態を表す説明図である。図７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、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。図８は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。図９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。
【００５４】
図６左図は、被検出物ＯＢＪが接触又は近接していない状態において、スイッチＳＷ１１により電源Ｖｄｄと検出電極Ｅ１とが接続され、スイッチＳＷ１２により検出電極Ｅ１がコンデンサＣｃｒに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極Ｅ１が有する容量Ｃｘ１が充電される。図６右図は、スイッチＳＷ１１により、電源Ｖｄｄと検出電極Ｅ１との接続がオフされ、スイッチＳＷ１２により、検出電極Ｅ１とコンデンサＣｃｒとが接続された状態を示している。この状態では、容量Ｃｘ１の電荷はコンデンサＣｃｒを介して放電される。
【００５５】
図７左図は、被検出物ＯＢＪが接触又は近接した状態において、スイッチＳＷ１１により電源Ｖｄｄと検出電極Ｅ１とが接続され、スイッチＳＷ１２により検出電極Ｅ１がコンデンサＣｃｒに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極Ｅ１が有する容量Ｃｘ１に加え、検出電極Ｅ１に近接している被検出物ＯＢＪにより生じる容量Ｃｘ２も充電される。図７右図は、スイッチＳＷ１１により、電源Ｖｄｄと検出電極Ｅ１がオフされ、スイッチＳＷ１２により検出電極Ｅ１とコンデンサＣｃｒとが接続された状態を示している。この状態では、容量Ｃｘ１の電荷と容量Ｃｘ２の電荷とがコンデンサＣｃｒを介して放電される。
【００５６】
ここで、図６右図に示す放電時（被検出物ＯＢＪが接触又は近接していない状態）におけるコンデンサＣｃｒの電圧変化特性に対して、図７右図に示す放電時（被検出物ＯＢＪが接触又は近接した状態）におけるコンデンサＣｃｒの電圧変化特性は、容量Ｃｘ２が存在するために、明らかに異なる。従って、自己静電容量方式では、コンデンサＣｃｒの電圧変化特性が、容量Ｃｘ２の有無により異なることを利用して、被検出物ＯＢＪの接触又は近接の有無を判定している。
【００５７】
具体的には、検出電極Ｅ１に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇ（図９参照）が印加される。図８に示す電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（波形Ｖ３、Ｖ４）に変換する。電圧検出器ＤＥＴは、例えば図２に示す第１検出信号増幅部４１に含まれる積分回路である。
【００５８】
上述のように、検出電極Ｅ１は、スイッチＳＷ１１及びスイッチＳＷ１２で切り離すことが可能な構成となっている。図９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ＳＷ１１はオンしており、スイッチＳＷ１２はオフしている。このため、検出電極Ｅ１の電圧も、電圧Ｖ０に上昇する。
【００５９】
次に時刻Ｔ１１のタイミングの前に、スイッチＳＷ１１をオフとする。このとき、検出電極Ｅ１はフローティング状態であるが、検出電極Ｅ１の容量Ｃｘ１（図６参照）、あるいは検出電極Ｅ１の容量Ｃｘ１に被検出物ＯＢＪの接触又は近接よる容量Ｃｘ２を加えた容量（Ｃｘ１＋Ｃｘ２、図７参照）によって、検出電極Ｅ１の電位はＶ０が維持される。さらに、時刻Ｔ１１のタイミングの前にスイッチＳＷ１３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、電圧検出器ＤＥＴの出力電圧（タッチ検出信号）Ｖｄｅｔは、基準電圧Ｖｒｅｆと略等しい電圧となる。
【００６０】
続いて、時刻Ｔ１１のタイミングでスイッチＳＷ１２をオンさせると、電圧検出器ＤＥＴの反転入力部が検出電極Ｅ１の電圧Ｖ０となる。その後、検出電極Ｅ１の容量Ｃｘ１（又はＣｘ１＋Ｃｘ２）と電圧検出器ＤＥＴ内の容量Ｃ５の時定数に従って、電圧検出器ＤＥＴの反転入力部は、基準電圧Ｖｒｅｆまで低下する。このとき、検出電極Ｅ１の容量Ｃｘ１（又はＣｘ１＋Ｃｘ２）に蓄積されていた電荷が電圧検出器ＤＥＴ内の容量Ｃ５に移動するので、電圧検出器ＤＥＴの出力電圧（タッチ検出信号）Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３が上昇する。
【００６１】
電圧検出器ＤＥＴの出力電圧Ｖｄｅｔ２は、検出電極Ｅ１に被検出物ＯＢＪが近接していないときは、実線で示す波形Ｖ３となり、Ｖｄｅｔ２＝Ｃｘ１×Ｖ０／Ｃ５となる。同様に、電圧検出器ＤＥＴの出力電圧Ｖｄｅｔ３は、検出電極Ｅ１に被検出物ＯＢＪが近接していないときは、実線で示す波形Ｖ３となり、Ｖｄｅｔ３＝Ｃｘ１×Ｖ０／Ｃ５となる。
【００６２】
電圧検出器ＤＥＴの出力電圧Ｖｄｅｔ２は、被検出物ＯＢＪの影響による容量が付加されたときは、点線で示す波形Ｖ４となり、Ｖｄｅｔ２＝（Ｃｘ１＋Ｃｘ２）×Ｖ０／Ｃ５となる。同様に、電圧検出器ＤＥＴの出力電圧Ｖｄｅｔ３は、被検出物ＯＢＪの影響による容量が付加されたときは、点線で示す波形Ｖ４となり、Ｖｄｅｔ３＝（Ｃｘ１＋Ｃｘ２）×Ｖ０／Ｃ５となる。
【００６３】
その後、検出電極Ｅ１の容量Ｃｘ１（又はＣｘ１＋Ｃｘ２）の電荷が容量Ｃ５に十分移動した後の時刻Ｔ３１のタイミングでスイッチＳＷ１２をオフさせ、スイッチＳＷ１１及びスイッチＳＷ１３をオンさせることにより、検出電極Ｅ１の電位を交流矩形波Ｓｇと同電位の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。なお、このとき、スイッチＳＷ１１をオンさせるタイミングは、スイッチＳＷ１２をオフさせた後、時刻Ｔ０２以前であれば何れのタイミングでも良い。また、電圧検出器ＤＥＴをリセットさせるタイミングは、スイッチＳＷ１２をオフさせた後、時刻Ｔ１２以前であれば何れのタイミングとしても良い。
【００６４】
以上の動作を所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）で繰り返す。波形Ｖ３と波形Ｖ４との差分の絶対値｜ΔＶ｜に基づいて、被検出物ＯＢＪの有無（タッチの有無）を検出することができる。なお、検出電極Ｅ１の電位は、図９に示すように、被検出物ＯＢＪが近接していないときはＶ１の波形となり、被検出物ＯＢＪの影響による容量Ｃｘ２が付加されるときはＶ２の波形となる。波形Ｖ１と波形Ｖ２とが、それぞれ所定の閾値電圧ＶＴＨまで下がる時間を測定することにより外部近接物体の有無（タッチの有無）を測定することも可能である。
【００６５】
実施形態１において、タッチ検出デバイス３０は、図２に示す駆動ドライバ４７から供給される駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ１に従って、タッチ検出電極ＴＤＬにそれぞれ電荷が供給され、自己静電容量方式によるタッチ検出を行い、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を出力する。また、タッチ検出デバイス３０は、図２に示す駆動電極ドライバ１４から供給される駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ２に従って、駆動電極ＣＯＭＬにそれぞれ電荷が供給され、自己静電容量方式によるタッチ検出を行い、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ３を出力する。
【００６６】
再び図２を参照すると、検出制御部２００は、表示制御部１１から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示部１０のタッチ検出デバイス３０から供給されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３と、に基づいて、入力面ＩＳに対するタッチ（上述した接触状態）の有無を検出する。また、検出制御部２００は、力検出デバイス１００から供給される力検出信号Ｖｄｅｔ４に基づいて、入力面ＩＳへの押力を検出する。そして、検出制御部２００は、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標及び接触面積などを求める回路である。
【００６７】
検出制御部２００は、第１検出信号増幅部４１と、第２検出信号増幅部４２と、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１と、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６と、を含む。信号処理部４４は、タッチ検出処理部４４１と、力検出処理部４４２と、を含む。第１検出信号増幅部４１、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１、座標抽出部４５、及びタッチ検出処理部４４１は、タッチ検出制御部４０を構成する。第１検出信号増幅部４１、第２検出信号増幅部４２、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２、及び力検出処理部４４２は、力検出制御部５０を構成する。
【００６８】
タッチ検出制御部４０は、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの接触又は近接した位置を検出する構成部である。
【００６９】
力検出制御部５０は、被検出物ＯＢＪによって入力面ＩＳに加えられる押力を検出する構成部である。
【００７０】
相互静電容量方式のタッチ検出の際に、タッチ検出デバイス３０は、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬから、図４に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力し、検出制御部２００の第１検出信号増幅部４１に供給するようになっている。
【００７１】
自己静電容量方式のタッチ検出の際に、タッチ検出デバイス３０は、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬから、図８に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を出力し、検出制御部２００の第１検出信号増幅部４１に供給するようになっている。また、自己静電容量方式のタッチ検出の際に、タッチ検出デバイス３０は、複数の後述する駆動電極ＣＯＭＬから、図８に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ３を出力し、検出制御部２００の第１検出信号増幅部４１に供給するようになっている。
【００７２】
相互静電容量方式の力検出の際に、力検出デバイス１００は、複数の後述する電極ＳＵＳから、図４に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、力検出信号Ｖｄｅｔ４を出力し、検出制御部２００の第２検出信号増幅部４２に供給するようになっている。
【００７３】
第１検出信号増幅部４１は、タッチ検出デバイス３０から供給されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３を増幅する。第１検出信号増幅部４１によって増幅されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１に供給される。第１検出信号増幅部４１は、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３に含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ検出成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタを備えていても良い。なお、検出制御部２００は、第１検出信号増幅部４１を有さなくても良い。つまり、タッチ検出デバイス３０からのタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１に供給されても良い。
【００７４】
第２検出信号増幅部４２は、力検出デバイス１００から供給される力検出信号Ｖｄｅｔ４を増幅する。第２検出信号増幅部４２によって増幅された力検出信号Ｖｄｅｔ４は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２に供給される。第２検出信号増幅部４２は、力検出信号Ｖｄｅｔ４に含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、力検出成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタを備えていても良い。なお、検出制御部２００は、第２検出信号増幅部４２を有さなくても良い。つまり、力検出デバイス１００からの力検出信号Ｖｄｅｔ４は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２に供給されても良い。
【００７５】
第１Ａ／Ｄ変換部４３−１は、駆動信号Ｖｃｏｍｔｍ，Ｖｃｏｍｔｓ１，Ｖｃｏｍｔｓ２に同期したタイミングで、第１検出信号増幅部４１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。
【００７６】
第２Ａ／Ｄ変換部４３−２は、駆動信号Ｖｃｏｍｔｍに同期したタイミングで、第２検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。
【００７７】
信号処理部４４は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１及び第２Ａ／Ｄ変換部４３−２の出力信号に含まれる、駆動信号Ｖｃｏｍｔｍ，Ｖｃｏｍｔｓ１，Ｖｃｏｍｔｓ２をサンプリングした周波数以外の周波数成分（ノイズ成分）を低減するデジタルフィルタを備えている。
【００７８】
信号処理部４４は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１の出力信号に基づいて、入力面ＩＳに対するタッチの有無を検出するタッチ検出処理、及び、入力面ＩＳへの押力を検出する力検出処理を行う論理回路である。
【００７９】
信号処理部４４は、指による差分の信号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Ｖ０と波形Ｖ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜である。
【００８０】
信号処理部４４は、波形Ｖ０と波形Ｖ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜を平均化する演算を行い、絶対値｜ΔＶ｜の平均値を求めても良い。これにより、信号処理部４４は、ノイズによる影響を低減できる。
【００８１】
信号処理部４４は、検出した指による差分の信号を所定の閾値電圧ＶＴＨと比較し、検出した差分の信号が閾値電圧ＶＴＨ以上であれば、外部近接物体の非接触状態と判断する。
【００８２】
一方、信号処理部４４は、検出した差分の信号を所定の閾値電圧ＶＴＨと比較し、検出した差分の信号が閾値電圧ＶＴＨ未満であれば、外部近接物体の接触状態と判断する。このようにして、検出制御部２００のタッチ検出制御部４０は、タッチ検出が可能となる。
【００８３】
また、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１では、相互静電容量方式のタッチ検出と力検出とを同時に行う。すなわち、信号処理部４４は、上述した相互静電容量方式のタッチ検出と同時に、後述する力検出処理を行う。
【００８４】
座標抽出部４５は、信号処理部４４において入力面ＩＳに対するタッチが検出されたとき、及び、入力面ＩＳへの押力が検出されたときに、入力面ＩＳにおけるタッチ検出位置の座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部４６は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１と、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２と、信号処理部４４と、座標抽出部４５とが同期して動作するように制御する。座標抽出部４５は、タッチ検出位置の座標をタッチ検出位置Ｖｏｕｔとして出力する。
【００８５】
力検出制御部５０には、タッチ検出制御部４０の座標抽出部４５から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔが入力される。力検出制御部５０は、タッチ検出制御部４０の座標抽出部４５から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを用いて、力検出値を補正する。
【００８６】
図１０は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。タッチ検出機能付き表示装置１は、基板（例えば、画素基板２）と、プリント基板（例えば、フレキシブルプリント基板）Ｔとを備えている。
【００８７】
画素基板２は、第２基板２１を有する。なお、第２基板２１は、例えば、ガラス基板又はフィルム基板である。また、第２基板２１には、駆動ＩＣチップ(例えば、ＣＯＧ（Chip  On  Glass）１９)が実装されている。また、画素基板２（第２基板２１）には、液晶表示デバイス２０の表示領域Ａｄと、額縁Ｇｄとが形成されている。
【００８８】
ＣＯＧ１９は、第２基板２１に実装されたドライバであるＩＣチップであり、図２に示した表示制御部１１等、表示動作に必要な各回路を内蔵した制御装置である。
【００８９】
実施形態１では、ソースドライバ１３及びソースセレクタ部１３Ｓは、第２基板２１上に形成されている。ソースドライバ１３及びソースセレクタ部１３Ｓは、ＣＯＧ１９に内蔵されていても良い。
【００９０】
駆動電極ドライバ１４の一部である、駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂは、第２基板２１上に形成されている。
【００９１】
ゲートドライバ１２は、ゲートドライバ１２Ａ及び１２Ｂとして、第２基板２１上に形成されている。
【００９２】
タッチ検出機能付き表示装置１は、ＣＯＧ１９に駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂ、ゲートドライバ１２などの回路を内蔵しても良い。なお、ＣＯＧ１９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、ＣＯＧ１９と同様の機能を有する構成をＣＯＦ（Chip  On  Film又はChip  On  Flexible）としてフレキシブルプリント基板Ｔ上に実装しても良い。
【００９３】
図１０に示すように、第２基板２１の表面に対する垂直方向において、駆動電極ＣＯＭＬと、タッチ検出電極ＴＤＬとは、立体交差するように形成されている。
【００９４】
また、駆動電極ＣＯＭＬは、一方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンに分割されている。相互静電容量方式のタッチ検出動作を行う際は、各電極パターンには、駆動電極ドライバ１４によって駆動信号Ｖｃｏｍｔｍが順次供給される。また、自己静電容量方式のタッチ検出動作を行う際は、各電極パターンには、駆動電極ドライバ１４によって駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ２が順次供給される。
【００９５】
図１０に示す例において、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出機能付き表示部１０の短辺と平行な方向に形成されている。後述するタッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向と交差する方向に形成されており、例えば、タッチ検出機能付き表示部１０の長辺と平行な方向に形成されている。なお、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出機能付き表示部１０の長辺と平行な方向に形成されていても良い。また、タッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向と交差する方向、例えば、タッチ検出機能付き表示部１０の短辺と平行な方向に形成されていても良い。また、図１０ではＸ軸方向に平行な辺を短辺とし、Ｙ軸方向に平行な辺を長辺としているが、Ｘ軸方向に平行な辺が長辺、Ｙ軸方向に平行な辺が短辺であっても良い。
【００９６】
タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出機能付き表示部１０の短辺側に接続されたフレキシブルプリント基板Ｔ上に実装されたタッチＩＣ４９に、接続されている。タッチＩＣ４９は、フレキシブルプリント基板Ｔに実装されたドライバであるＩＣチップであり、図２に示した検出制御部２００等、タッチ検出動作及び力検出動作に必要な各回路を内蔵した制御装置である。
【００９７】
このように、タッチＩＣ４９は、フレキシブルプリント基板Ｔ上に実装され、並設された複数のタッチ検出電極ＴＤＬのそれぞれと接続されている。フレキシブルプリント基板Ｔは、端子であれば良く、基板に限られない。この場合、タッチＩＣ４９は、モジュールの外部に備えられる。なお、タッチＩＣ４９は、フレキシブルプリント基板Ｔ上に配置される場合に限らず、第２基板２１又は後述する第１基板３１上に配置されていても良い。
【００９８】
実施形態１では、タッチＩＣ４９は、検出制御部２００として機能する制御装置であるが、検出制御部２００の一部の機能、例えば、タッチ検出制御部４０又は力検出制御部５０の一部機能は、他のＭＰＵの機能として設けられても良い。
【００９９】
具体的には、タッチドライバであるＩＣチップ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、タッチドライバであるＩＣチップと別個に設けられたＭＰＵ等の回路で実施されても良い。また、ドライバであるＩＣチップを１つ（１チップ構成）にする場合等、例えば、フレキシブルプリント基板Ｔ等の配線を介して検出信号をアレイ基板上のタッチドライバであるＩＣチップに伝送するようにしても良い。
【０１００】
ソースセレクタ部１３Ｓは、第２基板２１上の表示領域Ａｄの近傍に、ＴＦＴ素子を用いて形成されている。表示領域Ａｄには、後述する画素Ｐｉｘがマトリクス状（行列状）に多数配置されている。額縁Ｇｄは、第２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。ゲートドライバ１２と、駆動電極ドライバ１４のうち駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂとは、額縁Ｇｄに配置されている。
【０１０１】
ゲートドライバ１２は、例えば、ゲートドライバ１２Ａ及び１２Ｂを備え、第２基板２１上にＴＦＴ素子を用いて形成されている。ゲートドライバ１２Ａ及び１２Ｂは、後述する副画素ＳＰｉｘ（画素）がマトリクス状に配置された表示領域Ａｄを挟んで両側から駆動することができるようになっている。また、走査線は、ゲートドライバ１２Ａとゲートドライバ１２Ｂとの間に配列する。このため、走査線は、第２基板２１の表面に対する垂直方向において、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向と平行な方向に延びるように設けられている。
【０１０２】
実施形態１では、ゲートドライバ１２として、ゲートドライバ１２Ａ及び１２Ｂの２つの回路が設けられているが、これはゲートドライバ１２の具体的構成の一例であってこれに限られるものでない。例えば、ゲートドライバ１２は、走査線の一方端のみに設けられた１つの回路であっても良い。
【０１０３】
駆動電極ドライバ１４は、例えば、駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂを備え、第２基板２１上にＴＦＴ素子を用いて形成されている。駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂは、ＣＯＧ１９から、表示用駆動電圧ＶｃｏｍＤＣの供給を受けると共に、駆動信号Ｖｃｏｍｔｍ及びＶｃｏｍｔｓ２の供給を受ける。駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂは、並設された複数の駆動電極ＣＯＭＬのそれぞれを、両側から駆動することができるようになっている。
【０１０４】
実施形態１では、駆動電極ドライバ１４として、駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂの２つの回路が設けられているが、これは駆動電極ドライバ１４の具体的構成の一例であってこれに限られるものでない。例えば、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬの一方端のみに設けられた１つの回路であっても良い。
【０１０５】
タッチ検出機能付き表示装置１は、上述したタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３を、タッチ検出機能付き表示部１０の短辺側から出力する。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、端子部であるフレキシブルプリント基板Ｔを介して検出制御部２００に接続する際の配線の引き回しが容易になる。
【０１０６】
図１１は、タッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。図１２は、タッチ検出機能付き表示部の画素配置を表す回路図である。タッチ検出機能付き表示部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基板（例えば、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、を含む。
【０１０７】
画素基板２は、回路基板としての第２基板２１と、この第２基板２１上に行列状に配設された複数の画素電極２２と、第２基板２１及び画素電極２２の間に形成された複数の駆動電極ＣＯＭＬと、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬとを絶縁する絶縁層２４と、を含む。
【０１０８】
第２基板２１には、図１２に示す、各副画素ＳＰｉｘの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin  Film  Transistor）素子Ｔｒ、図１２に示す、各画素電極２２に画素信号Ｖｐｉｘを供給する画素信号線ＳＧＬ、図１２に示す、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。画素信号線ＳＧＬは、第２基板２１の表面と平行な平面に延在し、画像を表示するための画素信号Ｖｐｉｘを副画素ＳＰｉｘに供給する。なお、副画素ＳＰｉｘとは、画素信号Ｖｐｉｘで制御される構成単位を示す。また、副画素ＳＰｉｘは、画素信号線ＳＧＬと走査信号線ＧＣＬで囲われた領域であって、ＴＦＴ素子Ｔｒによって制御される構成単位を示す。
【０１０９】
図１２に示すように、液晶表示デバイス２０は、行列状に配置された複数の副画素ＳＰｉｘを有している。副画素ＳＰｉｘは、ＴＦＴ素子Ｔｒ、画素電極２２、液晶素子ＬＣ及び保持容量２３を含む。ＴＦＴ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。
【０１１０】
ＴＦＴ素子Ｔｒのソース及びドレインの内の一方は画素信号線ＳＧＬに結合され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに結合され、ソース及びドレインの内の他方は画素電極２２に接続されている。液晶素子ＬＣは、一端が画素電極２２に接続され、他端が駆動電極ＣＯＭＬに結合されている。保持容量２３は、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬとの間の電圧を保持する。
【０１１１】
なお、図１１において、第２基板２１に対して、画素電極２２、絶縁層２４、駆動電極ＣＯＭＬの順で積層されているが、これに限られない。第２基板２１に対して、駆動電極ＣＯＭＬ、絶縁層２４、画素電極２２の順で積層しても良いし、駆動電極ＣＯＭＬと画素電極２２とを、絶縁層２４を介して同一層に形成しても良い。
【０１１２】
副画素ＳＰｉｘは、走査信号線ＧＣＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに結合されている。走査信号線ＧＣＬは、ゲートドライバ１２と結合され、ゲートドライバ１２より走査信号Ｖｓｃａｎが供給される。
【０１１３】
また、副画素ＳＰｉｘは、画素信号線ＳＧＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ列に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに結合されている。画素信号線ＳＧＬは、ソースドライバ１３と結合され、ソースドライバ１３より画素信号Ｖｐｉｘが供給される。
【０１１４】
さらに、副画素ＳＰｉｘは、駆動電極ＣＯＭＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに結合されている。駆動電極ＣＯＭＬは、駆動電極ドライバ１４と結合され、駆動電極ドライバ１４より駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。つまり、この例では、同じ一行に属する複数の副画素ＳＰｉｘが一本の駆動電極ＣＯＭＬを共有するようになっている。
【０１１５】
実施形態１の駆動電極ＣＯＭＬが延在する方向は、走査信号線ＧＣＬが延在する方向と平行である。しかしながら、駆動電極ＣＯＭＬが延在する方向は、これに限定されない。例えば、駆動電極ＣＯＭＬが延在する方向は、画素信号線ＳＧＬが延在する方向と平行な方向であっても良い。また、タッチ検出電極ＴＤＬが延在する方向は、画素信号線ＳＧＬが延在する方向に限定されない。タッチ検出電極ＴＤＬが延在する方向は、走査信号線ＧＣＬが延在する方向と平行な方向であっても良い。
【０１１６】
図２に示すゲートドライバ１２は、走査信号Ｖｓｃａｎを、図１２に示す走査信号線ＧＣＬを介して、画素ＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、液晶表示デバイス２０に行列状に形成されている副画素ＳＰｉｘのうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択する。
【０１１７】
図２に示すソースドライバ１３は、画素信号Ｖｐｉｘを、図１２に示す画素信号線ＳＧＬを介して、ゲートドライバ１２により順次選択される１水平ラインを構成する各副画素ＳＰｉｘにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素ＳＰｉｘでは、供給される画素信号Ｖｐｉｘに応じて、１水平ラインの表示が行われるようになっている。
【０１１８】
図２に示す駆動電極ドライバ１４は、駆動信号Ｖｃｏｍを印加し、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬからなるブロック毎に駆動電極ＣＯＭＬを駆動する。
【０１１９】
上述したように、液晶表示デバイス２０は、ゲートドライバ１２が走査信号線ＧＣＬを時分割的に順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択される。また、液晶表示デバイス２０は、１水平ラインに属する副画素ＳＰｉｘに対して、ソースドライバ１３が画素信号Ｖｐｉｘを供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ１４は、その１水平ラインに対応する駆動電極ＣＯＭＬを含むブロックに対して駆動信号Ｖｃｏｍを印加するようになっている。
【０１２０】
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る。駆動電極ＣＯＭＬの駆動時、画素電極２２に供給された画素信号Ｖｐｉｘに応じた電圧が液晶層６に印加され、電界が生じることで、液晶層６を構成する液晶が電界に応じた配向を示して液晶層６を通過する光を変調する。
【０１２１】
このように、画素電極２２及び駆動電極ＣＯＭＬは、液晶層６に電界を生じさせる一対の電極として機能する。すなわち、液晶表示デバイス２０は、一対の電極に与えられる電荷に応じて表示出力内容が変化する表示部ＤＰとして機能する。ここで、画素電極２２は、少なくとも画素Ｐｉｘ若しくは副画素ＳＰｉｘ毎に配置され、駆動電極ＣＯＭＬは、少なくとも複数の画素Ｐｉｘ若しくは副画素ＳＰｉｘ毎に配置される。
【０１２２】
実施形態１では、液晶表示デバイス２０として、例えば、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）を含むＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスが用いられる。なお、図１１に示す液晶層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、それぞれ配向膜が配設されても良い。
【０１２３】
液晶表示デバイス２０は、横電界モードに対応した構成を有しているが、他の表示モードに対応した構成を有していても良い。例えば、液晶表示デバイス２０は、ＴＮ（Twisted  Nematic）モード、ＯＣＢ（Optically  Compensated  Bend）モード、ＶＡ（Vertical  Aligned）モード等の主として基板主面間に生じる縦電界を利用するモードに対応した構成を有していても良い。縦電界を利用する表示モードでは、例えば画素基板２に画素電極２２が備えられ、対向基板３に駆動電極ＣＯＭＬが備えられた構成が適用可能である。
【０１２４】
対向基板３は、第１基板３１と、この第１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。第１基板３１の他方の面には、タッチ検出デバイス３０の検出電極であるタッチ検出電極ＴＤＬが形成され、さらに、このタッチ検出電極ＴＤＬの上には、偏光板３５が配設されている。
【０１２５】
なお、カラーフィルタ３２の実装方式は、アレイ基板である画素基板２にカラーフィルタ３２が形成されたいわゆるカラーフィルタ・オン・アレイ（ＣＯＡ：Color-filter  On  Array）方式であっても良い。
【０１２６】
図１１に示すカラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタの色領域を周期的に配置して、各副画素ＳＰｉｘにＲ、Ｇ及びＢの３色の色領域３２Ｒ、３２Ｇ及び３２Ｂが対応付けられ、色領域３２Ｒ、３２Ｇ及び３２Ｂを１組として画素Ｐｉｘを構成している。
【０１２７】
画素Ｐｉｘは、走査信号線ＧＣＬに平行な方向及び画素信号線ＳＧＬに平行な方向に沿って行列状に配置され、後述する表示領域Ａｄを形成する。カラーフィルタ３２は、第２基板２１と垂直な方向において、液晶層６と対向する。このように、副画素ＳＰｉｘは、単色の色表示を行うことができる。
【０１２８】
なお、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良い。また、カラーフィルタ３２は、なくても良い。このように、カラーフィルタ３２が存在しない領域、すなわち着色しない副画素ＳＰｉｘがあっても良い。また、画素Ｐｉｘが有する副画素ＳＰｉｘは４以上であっても良い。
【０１２９】
図１３は、タッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を表す斜視図である。駆動電極ＣＯＭＬは、液晶表示デバイス２０の駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能する。
【０１３０】
駆動電極ＣＯＭＬは、第２基板２１の表面に対する垂直方向において、画素電極２２に対向している。タッチ検出デバイス３０は、画素基板２に設けられた駆動電極ＣＯＭＬと、対向基板３に設けられたタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。
【０１３１】
タッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。そして、タッチ検出電極ＴＤＬは、第２基板２１の表面に対する垂直な方向において、駆動電極ＣＯＭＬと対向している。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、検出制御部２００の第１検出信号増幅部４１の入力にそれぞれ接続されている。
【０１３２】
駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとが互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせる。タッチ検出デバイス３０では、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖｃｏｍｔｍを印加することにより、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力し、タッチ検出が行われるようになっている。
【０１３３】
つまり、駆動電極ＣＯＭＬは、図３から図５に示した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理における駆動電極Ｅ１に対応し、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出電極Ｅ２に対応する。そして、タッチ検出デバイス３０は、この基本原理に従ってタッチを検出するようになっている。
【０１３４】
このように、タッチ検出デバイス３０は、画素電極２２又は駆動電極ＣＯＭＬの何れか一方の電極（例えば、駆動電極ＣＯＭＬ）と相互静電容量を形成するタッチ検出電極ＴＤＬを有し、相互静電容量の変化に基づいてタッチ検出を行う。
【０１３５】
駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとが互いに交差した電極パターンは、相互静電容量式タッチセンサをマトリクス状に構成している。よって、タッチ検出制御部４０は、タッチ検出デバイス３０の入力面ＩＳ全体にわたって走査することにより、被検出物ＯＢＪの接触又は近接が生じた位置及び接触面積の検出も可能となっている。
【０１３６】
つまり、タッチ検出デバイス３０では、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ１４が、図１０に示す駆動電極ＣＯＭＬを時分割的に順次走査するように駆動する。これにより、スキャン方向Ｓｃａｎに駆動電極ＣＯＭＬは、順次選択される。そして、タッチ検出デバイス３０は、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。このようにタッチ検出デバイス３０は、駆動電極ＣＯＭＬ毎にタッチ検出が行われるようになっている。
【０１３７】
検出ブロックと表示出力におけるライン数との関係は任意であるが、本実施形態では、２ライン分の表示領域Ａｄに対応するタッチ検出領域が１検出ブロックとなっている。言い換えると、検出ブロックと、対向する画素電極、走査信号線、又は、画素信号線のいずかとの関係は任意であるが、本実施形態では、２つの画素電極又は２つの走査信号線と、１つの駆動電極ＣＯＭＬが対向する。
【０１３８】
なお、タッチ検出電極ＴＤＬ又は駆動電極ＣＯＭＬは、ストライプ状に複数に分割される形状に限られない。例えば、タッチ検出電極ＴＤＬ又は駆動電極ＣＯＭＬは、櫛歯形状であっても良い。あるいはタッチ検出電極ＴＤＬ又は駆動電極ＣＯＭＬは、複数に分割されていれば良く、駆動電極ＣＯＭＬを分割するスリットの形状は直線であっても、曲線であっても良い。
【０１３９】
タッチ検出機能付き表示装置１の動作方法の一例として、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出動作（タッチ検出期間）と表示動作（表示動作期間）とを時分割に行う。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良い。
【０１４０】
＜力検出部の構成例＞
図１４は、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分解斜視図である。図１４に示すように、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部１０と、タッチ検出機能付き表示部１０の入力面ＩＳを背面から照明する照明部（例えば、バックライトユニットＢＬ）と、タッチ検出機能付き表示部１０及びバックライトユニットＢＬを制御するホストＨＳＴと、筐体ＣＡと、カバー部材ＣＧと、を含む。
【０１４１】
タッチ検出機能付き表示部１０は、互いに直交する第１方向であるＸ方向と第２方向であるＹ方向とで規定されるＸ−Ｙ平面と、平行な平面を有している。本構成例において、第１方向であるＸ方向及び第２方向であるＹ方向は、互いに直交しているが、９０°以外の角度で交差していても良い。第３方向であるＺ方向は、第１方向であるＸ方向及び第２方向であるＹ方向の各々と互いに直交している。第３方向であるＺ方向は、タッチ検出機能付き表示部１０の厚み方向である。
【０１４２】
筐体ＣＡは、上部に開口を有する箱形状を有しており、タッチ検出機能付き表示部１０、バックライトユニットＢＬ及びホストＨＳＴを収容している。筐体ＣＡは、金属等の導電体で形成される場合や、樹脂で形成してその表面層を金属材料等の導電体とする場合があり得る。
【０１４３】
カバー部材ＣＧは、筐体ＣＡの開口を閉塞し、タッチ検出機能付き表示部１０、バックライトユニットＢＬ及びホストＨＳＴを覆っている。
【０１４４】
Ｘ−Ｙ平面視において、カバー部材ＣＧの寸法は、第２基板２１の寸法や、第１基板３１の寸法より大きい。カバー部材ＣＧは、ガラス基板又は樹脂基板などの光透過性を有する基板が例示される。カバー部材ＣＧがガラス基板である場合、カバー部材ＣＧは、カバーガラスと称される場合がある。
【０１４５】
第３方向であるＺ方向において、タッチ検出機能付き表示部１０、バックライトユニットＢＬは、筐体ＣＡの底面とカバー部材ＣＧとの間に位置し、バックライトユニットＢＬは、筐体ＣＡとタッチ検出機能付き表示部１０との間に位置している。バックライトユニットＢＬは、タッチ検出機能付き表示部１０と間隔を空けて配置され得る。また、バックライトユニットＢＬは、筐体ＣＡに間隔を空けて配置され得る。
【０１４６】
力検出部ＳＥ２が力を検出する力検出領域は、表示領域Ａｄと同じであっても良い。
【０１４７】
図１５は、実施形態１に係るバックライトユニットを示す分解斜視図である。バックライトユニットＢＬは、タッチ検出機能付き表示部１０側からカバー部材ＣＧ側に向けて、Ｚ方向に反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、光反射体ＲＳ、電極ＳＵＳの順に積層配置されている。導光体ＬＧの一側面には、光源ＬＳが対向配置されている。バックライトユニットＢＬは、タッチ検出機能付き表示部１０に対応した形状及びサイズを有している。
【０１４８】
電極ＳＵＳは、図２に示す力検出デバイス１００に含まれ、図１に示す力検出部ＳＥ２に対応する。
【０１４９】
実施形態１において、導光体ＬＧは、扁平な矩形状に形成されている。光源ＬＳは、導光体ＬＧに光を出射する。本構成例において、光源ＬＳは、発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用している。
【０１５０】
光反射体ＲＳは、導光体ＬＧからタッチ検出機能付き表示部１０とは反対方向に出された光を反射させ、タッチ検出機能付き表示部１０側に出射する。光反射体ＲＳは、光のロスを減らすことにより、表示画像の輝度レベルを向上させることができる。実施形態１において、光反射体ＲＳは、矩形のシート状に形成されている。Ｘ−Ｙ平面において、光反射体ＲＳの面積は、導光体ＬＧの面積と略同一である。例えば、光反射体ＲＳは、ポリエステル系樹脂を用いた多層膜構造を有していても良い。
【０１５１】
光拡散シートＤＩは、導光体ＬＧ側から入射する光を拡散させてタッチ検出機能付き表示部１０に出射させる。すなわち、光拡散シートＤＩを透過した光は拡散されるので、光拡散シートＤＩは、バックライトユニットＢＬの出射光のＸ−Ｙ平面における輝度ムラを抑制することができる。本構成例において、光拡散シートＤＩは、矩形のシート状に形成されている。Ｘ−Ｙ平面において、光拡散シートＤＩの面積は導光体ＬＧの面積と略同一である。
【０１５２】
輝度向上フィルムＢＥＦは、バックライトユニットＢＬの出射光の輝度レベルを向上させる作用を有している。本構成例において、輝度向上フィルムＢＥＦは、矩形の膜状に形成されている。Ｘ−Ｙ平面において、輝度向上フィルムＢＥＦの面積は導光体ＬＧの面積と略同一である。
【０１５３】
反射型偏光性フィルムＤＢＥＦは、バックライトユニットＢＬの出射光の利用効率を向上させる作用を有している。本構成例において、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦは、矩形の膜状に形成されている。Ｘ−Ｙ平面において、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦの面積は導光体ＬＧの面積と略同一である。
【０１５４】
フロントフレームＦＦＲ及びリアフレームＲＦＲは、バックライトユニットＢＬのモジュール化に用いられている。反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、光反射体ＲＳ、電極ＳＵＳ、及び光源ＬＳは、リアフレームＲＦＲの内部に収納されている。これにより、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、光反射体ＲＳ、及び電極ＳＵＳの相対的な位置、及び、導光体ＬＧと光源ＬＳとの相対的な位置が固定される。
【０１５５】
実施形態１において、フロントフレームＦＦＲ及びリアフレームＲＦＲは、矩形枠状に形成されている。フロントフレームＦＦＲは、タッチ検出機能付き表示部１０の照明を妨げることの無いように、上部に開口を有している。Ｘ−Ｙ平面において、リアフレームＲＦＲは、導光体ＬＧ及び光源ＬＳの集合体を全体的に囲んでいる。リアフレームＲＦＲには、光源ＬＳに接続されるフレキシブルプリント基板Ｔが通るパスＦＲＰが形成されている。フロントフレームＦＦＲは、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦとの間に、Ｚ方向に所定のクリアランスが設けられている。フロントフレームＦＦＲ及びリアフレームＲＦＲは、金属などの導電材料で構成される場合があり得る。
【０１５６】
なお、Ｘ−Ｙ平面におけるフロントフレームＦＦＲ及びリアフレームＲＦＲの形状は、種々変形可能であり、タッチ検出機能付き表示部１０の照明を妨げることの無い形状であれば良い。例えば、Ｘ−Ｙ平面におけるフロントフレームＦＦＲ及びリアフレームＲＦＲの形状は、導光体ＬＧの隣り合う２辺と対向したＬ字状、導光体ＬＧの隣り合う３辺と対向したΠ字状又は導光体ＬＧの対向する２辺と対向したＩＩ字状が例示される。
【０１５７】
ここで、図１５にはバックライトユニットＢＬを例示的に示したが、バックライトユニットＢＬとしては種々の形態が適用可能である。例えば、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ及び光反射体ＲＳの少なくとも一部を除いてバックライトユニットＢＬが形成されていても良い。又は、図１５に示していない光学部材を付加してバックライトユニットＢＬが形成されていても良い。バックライトユニットＢＬは、タッチ検出機能付き表示部１０に光を放出するように構成されていれば良い。
【０１５８】
図１６は、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断面図である。図１６に示すように、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部１０と、ＣＯＧ１９と、カバー部材ＣＧと、第１光学素子ＯＤ１と、第２光学素子ＯＤ２と、タッチＩＣ４９と、バックライトユニットＢＬと、第１プリント基板、第２プリント基板及び第３プリント基板（例えば、フレキシブルプリント基板Ｔ、Ｔ２及びＴ３）と、を含む。
【０１５９】
ＣＯＧ１９は、タッチ検出機能付き表示部１０の画素基板２上に実装されている。フレキシブルプリント基板Ｔ２は、画素基板２に接続されている。コネクタＣＯ１及びコネクタＣＯ２は、フレキシブルプリント基板Ｔ２上に実装されている。フレキシブルプリント基板Ｔ２は、コネクタＣＯ１を介してホストＨＳＴに接続されている。
【０１６０】
フレキシブルプリント基板Ｔは、タッチ検出電極ＴＤＬとコネクタＣＯ２との間を接続している。ＣＯＧ１９は、フレキシブルプリント基板Ｔ２、コネクタＣＯ２及びフレキシブルプリント基板Ｔを介して、タッチＩＣ４９に接続されている。タッチＩＣ４９の配置に関して例示的に示すと、タッチＩＣ４９は、フレキシブルプリント基板Ｔ、Ｔ２、Ｔ３、及び、対向基板３の内の何れか１個の基板上に実装されたり、何れか２つ以上の基板上に分割して実装されたりすることができる。
【０１６１】
フレキシブルプリント基板Ｔ３は、電極ＳＵＳとフレキシブルプリント基板Ｔ２との間を接続している。ホストＨＳＴは、コネクタＣＯ１及びフレキシブルプリント基板Ｔ３を介して電極ＳＵＳに接続されている。なお、電極ＳＵＳは、フレキシブルプリント基板Ｔ３、フレキシブルプリント基板Ｔ２、及びフレキシブルプリント基板Ｔを介してタッチＩＣ４９と接続されても良い。
【０１６２】
ホストＨＳＴ、タッチ検出機能付き表示部１０、タッチ検出電極ＴＤＬ、光源ＬＳ及び電極ＳＵＳを接続する手段は、種々変形可能である。
【０１６３】
例えば、上記の独立した３個のフレキシブルプリント基板Ｔ、Ｔ２及びＴ３とコネクタＣＯ１及びＣＯ２の代わりに、１個のフレキシブルプリント基板を利用しても良い。この場合、１個のフレキシブルプリント基板をホストＨＳＴに接続し、フレキシブルプリント基板の第１分岐部をタッチ検出機能付き表示部１０に接続し、フレキシブルプリント基板の第２分岐部をタッチ検出電極ＴＤＬに接続し、フレキシブルプリント基板の第３分岐部を光源ＬＳに接続することができる。また、フレキシブルプリント基板間、又は、フレキシブルプリント基板とホストＨＳＴ若しくは基板とは、コネクタＣＯ１及びコネクタＣＯ２のようなコネクタを介して接続されていても良いし、コネクタの代わりに半田等で接続されていても良い。
【０１６４】
ホストＨＳＴ、ＣＯＧ１９及びタッチＩＣ４９は、タッチ検出機能付き表示部１０の駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとを有するタッチ検出部ＳＥ１を制御する制御部ＣＴＲＬとして機能する。
【０１６５】
また、ホストＨＳＴ、ＣＯＧ１９及びタッチＩＣ４９は、タッチ検出機能付き表示部１０の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとを有する力検出部ＳＥ２を制御する制御部ＣＴＲＬとして機能する。
【０１６６】
ホストＨＳＴをアプリケーションプロセッサと言い換えることができる。タッチＩＣ４９は、タッチ検出部ＳＥ１及び力検出部ＳＥ２の駆動時期を知らせるタイミング信号をＣＯＧ１９に与えることができる。又は、ＣＯＧ１９は、駆動電極ＣＯＭＬの駆動時期を知らせるタイミング信号をタッチＩＣ４９に与えることができる。又は、ホストＨＳＴは、ＣＯＧ１９及びタッチＩＣ４９の各々にタイミング信号を与えることができる。このタイミング信号により、ＣＯＧ１９の駆動と、タッチＩＣ４９の駆動と、の同期化を図ることができる。
【０１６７】
カバー部材ＣＧは、タッチ検出機能付き表示部１０の外側に位置し、対向基板３に対向している。この構成例では、タッチ検出機能付き表示装置１の入力面ＩＳは、カバー部材ＣＧの表面である。タッチ検出機能付き表示装置１は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触したときに、被検出物ＯＢＪの位置及び接触面積を検出することができる。
【０１６８】
また、タッチ検出機能付き表示装置１の力検出部ＳＥ２は、被検出物ＯＢＪによって入力面ＩＳに押力が加えられた場合に、力に応じた信号を制御部ＣＴＲＬに出力することができる。力に応じた信号とは、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳを押下する力に応じた信号であり、力の大きさによって変化する信号である。
【０１６９】
タッチ検出機能付き表示部１０とバックライトユニットＢＬのフロントフレームＦＦＲとの間には、スペーサＳＰが設けられ、タッチ検出機能付き表示部１０と反射型偏光性フィルムＤＢＥＦとの間に空気層（エアギャップ）ＡＧが形成されている。スペーサＳＰは、不導体であり、ポリウレタンが例示される。
【０１７０】
入力面ＩＳに押力が加えられた場合には、スペーサＳＰが力に応じて弾性変形し、力検出部ＳＥ２は、入力面ＩＳへの押力を検出できる。
【０１７１】
第１光学素子ＯＤ１は、画素基板２とバックライトユニットＢＬとの間に配置されている。第１光学素子ＯＤ１は、画素基板２に貼り付けられている。
【０１７２】
第２光学素子ＯＤ２は、タッチ検出機能付き表示部１０とカバー部材ＣＧとの間に配置されている。第２光学素子ＯＤ２は、対向基板３及びタッチ検出電極ＴＤＬに貼り付けられている。
【０１７３】
第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２の各々は、少なくとも偏光板を含んでおり、必要に応じて位相差板を含んでいても良い。第１光学素子ＯＤ１に含まれる偏光板の吸収軸は、第２光学素子ＯＤ２に含まれる偏光板の吸収軸と互いに交差している。例えば、第１光学素子ＯＤ１に含まれる偏光板の吸収軸と、第２光学素子ＯＤ２に含まれる偏光板の吸収軸とは、互いに直交している。
【０１７４】
カバー部材ＣＧは、接着層ＡＬにより第２光学素子ＯＤ２に貼り付けられている。接着層ＡＬは、光学用透明樹脂（ＯＣＲ：Optically  Clear  Resin）が例示される。タッチ検出機能付き表示部１０は力を検出するので、接着層ＡＬは、弾性変形しても良いが、カバー部材ＣＧから加えられる力を第２光学素子ＯＤ２に伝えることができれば良い。
【０１７５】
タッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬとカバー部材ＣＧとの間に配置されている。この構成例において、タッチ検出電極ＴＤＬは、対向基板３の、第２光学素子ＯＤ２に対向する側の面の上方に設けられている。タッチ検出電極ＴＤＬは、対向基板３に接していても良く、対向基板３から離れていても良い。タッチ検出電極ＴＤＬが対向基板３から離れている場合、対向基板３とタッチ検出電極ＴＤＬとの間には、図示しない絶縁膜等の部材が介在する。タッチ検出電極ＴＤＬは、第２方向であるＹ方向に延在している。
【０１７６】
駆動電極ＣＯＭＬ及びタッチ検出電極ＴＤＬは、相互静電容量方式及び自己静電容量方式のタッチ検出部ＳＥ１を構成する。駆動電極ＣＯＭＬは、表示用の電極として機能するとともに、センサ駆動電極としても機能する。タッチ検出部ＳＥ１は、被検出物ＯＢＪの位置及び接触面積を検出するために用いられる。
【０１７７】
実施形態１では、電極ＳＵＳは、導電体（例えば、アルミニウム）で構成されている。タッチＩＣ４９と、電極ＳＵＳとが電気的に接続され、タッチＩＣ４９に電極ＳＵＳからの力検出信号Ｖｄｅｔ４が出力される。
【０１７８】
電極ＳＵＳは、タッチ検出機能付き表示部１０と間隔を空けて配置されている。実施形態１において、タッチ検出機能付き表示部１０は、電極ＳＵＳとの間に、空気層ＡＧを有する。すなわち、電極ＳＵＳと駆動電極ＣＯＭＬとの間には、空気層ＡＧが設けられている。空気層ＡＧが存在することにより、電極ＳＵＳと駆動電極ＣＯＭＬとの間隔は、入力面ＩＳへの押力の大きさに応じて変化可能である。また、入力面ＩＳへの押力が取り除かれた際、電極ＳＵＳと駆動電極ＣＯＭＬとの間隔は、時間の経過とともに、元の間隔に復帰する。
【０１７９】
また、本実施形態において、電極ＳＵＳと駆動電極ＣＯＭＬとの間には、バックライトユニットＢＬを構成する反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、光反射体ＲＳが積層された積層体ＬＢが設けられている。すなわち、電極ＳＵＳは、積層体ＬＢの入射面ＩＳ側の面とは反対側の面に設けられている。
【０１８０】
本実施形態では、駆動電極ＣＯＭＬが「第１電極」に対応する。電極ＳＵＳが「第２電極」に対応する。空気層ＡＧ及び積層体ＬＢが「誘電体層」に対応する。
【０１８１】
なお、実施形態１では、空気層ＡＧがタッチ検出機能付き表示部１０とバックライトユニットＢＬとの間に設けられているが、これに限定されない。空気層ＡＧに代えて、バックライトユニットＢＬから出射される光の透過率が高い樹脂層が、タッチ検出機能付き表示部１０とバックライトユニットＢＬとの間に設けられても良い。
【０１８２】
電極ＳＵＳから駆動電極ＣＯＭＬまでの距離ｄは、第３方向であるＺ方向の距離であり、電極ＳＵＳの駆動電極ＣＯＭＬに対向する側の面から、駆動電極ＣＯＭＬの電極ＳＵＳに対向する側の面までの距離である。距離ｄは、カバー部材ＣＧへの押力の大きさ及び押力が加えられる位置に応じて変化する。
【０１８３】
駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間には、容量Ｃが存在する。すなわち、駆動電極ＣＯＭＬは、電極ＳＵＳと容量結合する。容量Ｃは、距離ｄに対応して変化する。従って、ＣＯＧ１９は、容量Ｃの変化を検出することにより、力情報を検出することができる。なお、力検出の原理については、後で詳しく説明する。
【０１８４】
表示制御部１１及び検出制御部２００は、駆動電極ＣＯＭＬを駆動し、容量Ｃの変化に基づいた力情報を電極ＳＵＳから取り出す。例えば、表示制御部１１及び検出制御部２００は、ＣＯＧ１９及びタッチＩＣ４９に含まれる。ＣＯＧ１９は、駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍｔｍを出力し、タッチＩＣ４９は、容量Ｃの変化に基づく力検出信号Ｖｄｅｔ４を電極ＳＵＳから読み出す。表示制御部１１は、ＣＯＧ１９又はホストＨＳＴに含まれても良い。また、検出制御部２００は、タッチＩＣ４９又はホストＨＳＴに含まれても良い。表示制御部１１、検出制御部２００、及びホストＨＳＴは、協働してタッチ検出部ＳＥ１、表示部ＤＰ及び力検出部ＳＥ２を制御しても良い。
【０１８５】
実施形態１では、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出部ＳＥ１、表示部ＤＰ及び力検出部ＳＥ２で兼用される。
【０１８６】
図１７は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。複数のタッチ検出電極ＴＤＬ及び複数の駆動電極ＣＯＭＬは、図１のタッチ検出部ＳＥ１を構成する。また、複数の駆動電極ＣＯＭＬ及び電極ＳＵＳは、図１の力検出部ＳＥ２を構成する。
【０１８７】
なお、実施形態１において、タッチ検出部ＳＥ１と力検出部ＳＥ２とで、駆動電極ＣＯＭＬを共通としており、上述したように、相互静電容量方式のタッチ検出と力検出とを同時に行う。
【０１８８】
図１７に示す例において、電極ＳＵＳは、駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。そして、電極ＳＵＳは、Ｚ方向において駆動電極ＣＯＭＬと対向している。
【０１８９】
駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとが互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせる。力検出部ＳＥ２では、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖｃｏｍｔｍを印加することにより、電極ＳＵＳから力検出信号Ｖｄｅｔ４を出力し、力検出が行われるようになっている。
【０１９０】
なお、電極ＳＵＳは、図１７に示した例よりも、電極パターン数を多くした構成であっても良いし、電極パターン数を少なくした構成であっても良い。
【０１９１】
＜力検出の原理＞
［基本原理］
図１８は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられていないときの断面図及び等価回路図である。実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の相互静電容量を検出して力検出を行う。
【０１９２】
図１８に示すように、入力面ＩＳに押力が加えられていないときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃは、第２基板２１によって形成される容量をＣＧ、第１光学素子ＯＤ１によって形成される容量をＣＯＤ１、空気層ＡＧによって形成される容量をＣＡＧ、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦによって形成される容量をＣＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦによって形成される容量をＣＢＥＦ、光拡散シートＤＩによって形成される容量をＣＤＩ、導光体ＬＧによって形成される容量をＣＬＧ、光反射体ＲＳによって形成される容量をＣＲＳとすると、以下の式（１）によって表すことができる。
【０１９３】
１／Ｃ＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ）＋（１／ＣＤＢＥＦ）＋（１／ＣＢＥＦ）＋（１／ＣＤＩ）＋（１／ＣＬＧ）＋（１／ＣＲＳ）  ・・・（１）
【０１９４】
図１９は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。図１９に示すように、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに押力が加えられたとき、タッチ検出機能付き表示部１０が撓む。タッチ検出機能付き表示部１０が撓むと、空気層ＡＧの厚みが薄くなる。このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに押力が加えられていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、以下の式（２）で表される。
【０１９５】
ＣＡＧ’＝ＣＡＧ＋ΔＣＡＧ  ・・・（２）
【０１９６】
また、このときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃ’は、以下の式（３）によって表すことができる。
【０１９７】
１／Ｃ’＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ’）＋（１／ＣＤＢＥＦ）＋（１／ＣＢＥＦ）＋（１／ＣＤＩ）＋（１／ＣＬＧ）＋（１／ＣＲＳ）  ・・・（３）
【０１９８】
実施形態１では、タッチ検出機能付き表示装置１は、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に生じる静電容量の変化量（Ｃ’−Ｃ）を力検出値Ｆｃｕｒとして検出する。つまり、力検出値Ｆｃｕｒは、以下の式（４）で表される。
【０１９９】
Ｆｃｕｒ＝Ｃ’−Ｃ  ・・・（４）
【０２００】
［補正原理］
押力が加えられる位置が力検出処理において与える影響について説明する。
【０２０１】
図２０は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の検出領域を示す図である。図２０において、タッチ検出機能付き表示装置１は、電極ＳＵＳ０から電極ＳＵＳ５までの６個の電極を、検出領域４２０内に有する。なお、電極ＳＵＳの数は例示であり、これに限定されない。電極ＳＵＳの数は、６個より少なくても良いし、６個より多くても良い。
【０２０２】
ここで、電極ＳＵＳ１とＺ方向で重なる２つの位置に一定の押力が加えられる場合を検討する。１つの点４２１は、電極ＳＵＳ１のＸ方向の中央部にＺ方向で重なるＸ座標Ｐ１の点である。もう１つの点４２２は、電極ＳＵＳ１のＸ方向の端部付近にＺ方向で重なるＸ座標Ｐｘの点である。
【０２０３】
図２１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の押力が加えられる位置と、力検出値と、の関係を示す図である。詳しくは、図２１は、異なるＸ座標の位置に基準力が加えられる場合の、力検出値Ｆｃｕｒを表す線４２３を示す。図２１において、横軸は、Ｘ座標を示し、縦軸は、力検出値を示している。
【０２０４】
駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳ１との間の距離は、電極ＳＵＳ１のＸ方向の中央部にＺ方向で重なる点に基準力が加えられる場合に、極小となる。つまり、電極ＳＵＳ１のＸ方向の中央部にＺ方向で重なる点４２１（Ｘ座標Ｐ１）に基準力が加えられる場合の力検出値Ｆｃｕｒ（Ｐ１）は、極大値である。
【０２０５】
駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳ１との間の距離は、基準力が加えられる位置が点４２１から離れるに従って、徐々に大きくなる。つまり、力検出値Ｆｃｕｒは、押力が加えられる位置が点４２１から離れるに従って、徐々に小さくなる。従って、電極ＳＵＳ１のＸ方向の端部付近にＺ方向で重なる点４２２（Ｘ座標Ｐｘ）に基準力が加えられる場合の力検出値Ｆｃｕｒ（Ｐｘ）は、力検出値Ｆｃｕｒ（Ｐ１）よりも小さい。
【０２０６】
このように、一定の基準力が加えられる場合であっても、基準力が加えられる位置によって、力検出値Ｆｃｕｒが異なる。
【０２０７】
実施形態１において、タッチ検出機能付き表示装置１は、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量に基づいて、力検出値Ｆｃｕｒを取得する。また、タッチ検出機能付き表示装置１は、電極ＳＵＳ０から電極ＳＵＳ５の各々毎に、押力が加えられるＸ座標の位置と、電極ＳＵＳ０から電極ＳＵＳ５の各々で検出される力検出値Ｆｃｕｒと、の関係（図２１の線４２３参照）を補間演算する。そして、タッチ検出機能付き表示装置１は、押力が加えられたＸ座標Ｐｘの位置での補間値ＦＡ（Ｐｘ）に基づいて、力検出値Ｆｃｕｒを補正して力検出値Ｆｃｏｒを算出する。以降において、力検出値Ｆｃｕｒを「補正前力検出値Ｆｃｕｒ」と称し、力検出値Ｆｃｏｒを「補正後力検出値Ｆｃｏｒ」と称する。
【０２０８】
＜力検出制御部の構成及び動作＞
実施形態１において、力検出処理は、図１に示す力検出制御部５０が行う。より具体的には、例えば、図２に示す力検出制御部５０における信号処理部４４の力検出処理部４４２が、力検出処理を行う。
【０２０９】
図２２は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。実施形態１において、力検出制御部５０の力検出処理部４４２は、検出制御部２００の信号処理部４４に含まれているものとして例示する。
【０２１０】
力検出制御部５０は、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に生じる静電容量に基づき、被検出物ＯＢＪによって入力面ＩＳへの押力を検出する構成部である。
【０２１１】
力検出制御部５０の力検出処理部４４２は、接触判定部５１と、力検出値取得部５２と、補間処理部５３と、テーブル記憶部５４と、比率算出部５５と、力検出値算出部５６と、を含む。テーブル記憶部５４は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ（登録商標）が例示される。
【０２１２】
接触判定部５１、力検出値取得部５２、補間処理部５３、比率算出部５５及び力検出値算出部５６は、例えば、回路で構成される。また、接触判定部５１、力検出値取得部５２、補間処理部５３、比率算出部５５及び力検出値算出部５６は、例えば、タッチＩＣ４９がプログラムを実行することで実現するようにしても良い。この場合、接触判定部５１、力検出値取得部５２、補間処理部５３、比率算出部５５及び力検出値算出部５６は、例えば、ＣＯＧ１９又はホストＨＳＴがプログラムを実行することで実現するようにしても良いし、例えば、ＣＯＧ１９、タッチＩＣ４９及びホストＨＳＴの内の２つ以上がプログラムを協働して実行することで実現するようにしても良い。
【０２１３】
テーブル記憶部５４には、タッチ検出機能付き表示装置１の出荷時において個体毎に設定されたテーブルＴＢＬ０からテーブルＴＢＬ５が予め格納されているものとする。
【０２１４】
図２３は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置に記憶されるテーブルの一例を示す図である。テーブル記憶部５４は、テーブルＴＢＬ０からテーブルＴＢＬ５までを記憶する。
【０２１５】
テーブルＴＢＬ１は、電極ＳＵＳ１で検出された補正前力検出値Ｆｃｕｒ１を補正するための補間処理に、用いられる。テーブルＴＢＬ１は、定数Ｋ１０から定数Ｋ１５を含む。定数Ｋ１０から定数Ｋ１５が、「基準値」に対応する。
【０２１６】
定数Ｋ１０は、電極ＳＵＳ０の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＳＵＳ１で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１の値である。電極ＳＵＳ０の基準位置は、電極ＳＵＳ０のＸ方向の中央部が例示される。
【０２１７】
定数Ｋ１１は、電極ＳＵＳ１の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＳＵＳ１で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１の値である。電極ＳＵＳ１の基準位置は、電極ＳＵＳ１のＸ方向の中央部が例示される。定数Ｋ１２は、電極ＳＵＳ２の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＳＵＳ１で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１の値である。電極ＳＵＳ２の基準位置は、電極ＳＵＳ２のＸ方向の中央部が例示される。
【０２１８】
定数Ｋ１３は、電極ＳＵＳ３の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＳＵＳ１で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１の値である。電極ＳＵＳ３の基準位置は、電極ＳＵＳ３のＸ方向の中央部が例示される。定数Ｋ１４は、電極ＳＵＳ４の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＳＵＳ１で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１の値である。電極ＳＵＳ４の基準位置は、電極ＳＵＳ４のＸ方向の中央部が例示される。
【０２１９】
定数Ｋ１５は、電極ＳＵＳ５の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＳＵＳ１で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１の値である。電極ＳＵＳ５の基準位置は、電極ＳＵＳ５のＸ方向の中央部が例示される。
【０２２０】
定数Ｋ１０から定数Ｋ１５は、以下のようにしてテーブル記憶部５４に書き込まれることが、例示される。タッチ検出機能付き表示装置１の検査工程において、検査装置が、電極ＳＵＳ０から電極ＳＵＳ５の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力を実際に加えて、電極ＳＵＳ１で検出された補正前力検出値Ｆｃｕｒ１を取得し、テーブル記憶部５４に書き込む。
【０２２１】
テーブルＴＢＬ２からテーブルＴＢＬ５及びテーブルＴＢＬ０も、テーブルＴＢＬ１と同様である。テーブルＴＢＬ２からテーブルＴＢＬ５及びテーブルＴＢＬ０は、それぞれ電極ＳＵＳ２から電極ＳＵＳ５及び電極ＳＵＳ０に対応する。
【０２２２】
再び図２２を参照すると、接触判定部５１は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１（図２参照）から出力される信号に基づいて、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する。なお、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する手法としては、例えば、図５に示す波形Ｖ０と波形Ｖ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜を検出しても良いし、図３及び図４に示す容量素子Ｃ１１の容量値の変化を検出しても良い。この被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する手法により限定されるものではない。
【０２２３】
力検出値取得部５２は、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、以下の処理を行う。力検出値取得部５２は、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳを特定する。次に、力検出値取得部５２は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号を参照し、駆動電極ＣＯＭＬと、特定した電極ＳＵＳと、の間の容量値に基づいて、補正前力検出値Ｆｃｕｒを取得する。
【０２２４】
補間処理部５３は、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、以下の処理を行う。補間処理部５３は、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳを特定する。次に、補間処理部５３は、特定した電極ＳＵＳに対応するテーブルＴＢＬをテーブル記憶部５４から読み出す。そして、補間処理部５３は、押力が加えられた位置であるＸ座標Ｐｘに基準力が加えられたとした場合の補間値ＦＡ（Ｐｘ）を、補間処理により算出する。実施形態１では、補間処理部５３は、多項式補間を実行することとするが、これに限定されない。補間処理部５３は、線形補間や、他の関数を用いた補間を実行しても良い。
【０２２５】
図２４は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の補間処理を説明する図である。図２４において、横軸はＸ座標を示し、縦軸は、力検出値を示している。
【０２２６】
線４２４は、定数Ｋ１０、定数Ｋ１１及び定数Ｋ１２に多項式補間を実行して得られる線である。
【０２２７】
補間処理部５３は、力がＸ座標Ｐｘの位置に加えられた場合に、多項式補間を実行し、Ｘ座標Ｐｘでの補間値ＦＡ（Ｐｘ）を算出する。
【０２２８】
再び図２２を参照すると、比率算出部５５は、補正前力検出値Ｆｃｕｒの補間値ＦＡ（Ｐｘ）に対する比率Ｒを算出する。即ち、Ｒ＝Ｆｃｕｒ／ＦＡ（Ｐｘ）である。
【０２２９】
再び図２４を参照すると、電極ＳＵＳ１で検出された補正前力検出値Ｆｃｕｒ１は、補間値ＦＡ（Ｐｘ）よりも小さい。即ち、Ｆｃｕｒ１＜ＦＡ（Ｐｘ）である。従って、Ｒ＜１である。この場合、押力は、基準力よりも小さい力であることになる。
【０２３０】
なお、もし、電極ＳＵＳ１で検出された補正前力検出値Ｆｃｕｒ１が、補間値ＦＡ（Ｐｘ）と同じであった場合、即ち、Ｆｃｕｒ１＝ＦＡ（Ｐｘ）であった場合は、Ｒ＝１である。この場合、押力は、基準力と同じ力であることになる。
【０２３１】
また、もし、電極ＳＵＳ１で検出された補正前力検出値Ｆｃｕｒ１が、補間値ＦＡ（Ｐｘ）より大きかった場合、即ち、Ｆｃｕｒ１＞ＦＡ（Ｐｘ）であった場合は、Ｒ＞１である。この場合、押力は、基準力よりも大きい力であることになる。
【０２３２】
再び図２２を参照すると、力検出値算出部５６は、基準力Ｆｒｅｆに比率Ｒを乗ずることにより、補正後力検出値Ｆｃｏｒを算出する。即ち、Ｆｃｏｒ＝Ｆｒｅｆ×Ｒである。
【０２３３】
図２５は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作タイミングの一例を示すタイミング図である。
【０２３４】
実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１では、１枚の画像（１フレーム）を表示する１表示フレームにおいて、入力面ＩＳへのタッチ検出及び力検出を行う１タッチフレームを２つ含む。なお、１表示フレームにおいて１タッチフレームを１つ含んでも良いし、３つ以上含んでも良い。
【０２３５】
実施形態１では、画素信号Ｖｐｉｘが表示部ＤＰに印加されて表示部ＤＰが画像の表示書き込みを行う表示期間１３８以外のブランキング期間に、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量、及び、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の相互静電容量を検出する相互静電容量検出期間１３９と、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量を検出する自己静電容量検出期間１４０と、駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量を検出する自己静電容量検出期間１４１と、が設けられている。
【０２３６】
相互静電容量検出期間１３９では、複数の駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍｔｍが印加される。相互静電容量検出期間１３９で検出された、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量は、タッチ検出制御部４０でのタッチ検出に利用される。また、相互静電容量検出期間１３９で検出された、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の相互静電容量は、力検出制御部５０での力検出に利用される。
【０２３７】
自己静電容量検出期間１４０では、複数のタッチ検出電極ＴＤＬに順次駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ１が印加され、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量が検出される。自己静電容量検出期間１４０で検出されたタッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量は、タッチ検出制御部４０でのタッチ検出に利用される。
【０２３８】
自己静電容量検出期間１４１では、複数の駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ２が印加され、駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量が検出される。自己静電容量検出期間１４１で検出された駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量は、タッチ検出制御部４０でのタッチ検出に利用される。
【０２３９】
タッチ検出制御部４０は、相互静電容量検出期間１３９で検出された、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量と、自己静電容量検出期間１４０で検出されたタッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量と、自己静電容量検出期間１４１で検出された駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量と、に基づいて、タッチ検出を行う。タッチ検出制御部４０は、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量に加えて、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量及び駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量を加味することで、水滴等の影響を好適に抑制し、スタイラスペン等を好適に検出できる。
【０２４０】
実施形態１において、力検出制御部５０は、相互静電容量検出期間１３９に電極ＳＵＳによって検出された容量値に基づいて、力検出を行う。
【０２４１】
図２６は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図２６に示す処理は、上述した相互静電容量検出期間１３９において実施される。
【０２４２】
接触判定部５１は、ステップＳ１００において、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する。接触判定部５１は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していないと判定した場合には（ステップＳ１００でＮｏ）、ステップＳ１００で待機する。接触判定部５１は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定した場合には（ステップＳ１００でＹｅｓ）、処理をステップＳ１０２に進める。
【０２４３】
力検出値取得部５２は、ステップＳ１０２において、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳを特定する。次に、力検出値取得部５２は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号を参照し、駆動電極ＣＯＭＬと、特定した電極ＳＵＳと、の間の容量値に基づいて、補正前力検出値Ｆｃｕｒを取得する。
【０２４４】
補間処理部５３は、ステップＳ１０４において、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳを特定する。次に、補間処理部５３は、特定した電極ＳＵＳに対応するテーブルＴＢＬをテーブル記憶部５４から読み出す。そして、補間処理部５３は、押力が加えられた位置であるＸ座標Ｐｘに基準力が加えられたとした場合の補間値ＦＡ（Ｐｘ）を、補間処理により算出する。なお、ステップＳ１０２において、力検出値取得部５２が押力が加えられた位置の電極ＳＵＳを特定しているので、ステップＳ１０４において、補間処理部５３が改めて押力が加えられた位置の電極ＳＵＳを特定しなくてもよい。その場合は、補間処理部５３は、力検出値取得部５２が特定した電極ＳＵＳに対応するテーブルＴＢＬを、テーブル記憶部５４から読み出す。
【０２４５】
比率算出部５５は、ステップＳ１０６において、補正前力検出値Ｆｃｕｒの補間値ＦＡ（Ｐｘ）に対する比率Ｒを算出する。
【０２４６】
力検出値算出部５６は、ステップＳ１０８において、基準力Ｆｒｅｆに比率Ｒを乗ずることにより、補正後力検出値Ｆｃｏｒを算出し、処理をステップＳ１００に進める。
【０２４７】
以上説明したように、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、押力が加えられる位置によって異なる補正前力検出値Ｆｃｕｒを補正して、補正後力検出値Ｆｃｏｒを算出することができる。これにより、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、押力が加えられる位置によって力の検出精度が低下することを抑制することができ、力を好適に検出できる。
【０２４８】
＜変形例１＞
補間処理部５３は、線形補間を実行しても良い。図２７は、実施形態１の変形例１に係るタッチ検出機能付き表示装置の補間処理を説明する図である。図２７において、横軸は、Ｘ座標を示し、縦軸は、力検出値を示している。
【０２４９】
線４２５は、定数Ｋ１０、定数Ｋ１１及び定数Ｋ１２に線形補間を実行して得られる線である。
【０２５０】
補間処理部５３は、Ｘ座標Ｐｘに押力が加えられた場合に、線形補間を実行し、押力が加えられた位置であるＸ座標Ｐｘでの補間値ＦＡ（Ｐｘ）を算出する。
【０２５１】
実施形態１の変形例１のタッチ検出機能付き表示装置は、実施形態１と比較して、力検出精度が若干低下するものの、補間処理の演算負荷を低減することができる。
【０２５２】
＜変形例２＞
図２８は、実施形態１の変形例２に係るタッチ検出機能付き表示装置に記憶されるテーブルの一例を示す図である。テーブル記憶部５４は、テーブルＴＢＬ０ａからテーブルＴＢＬ５ａまでを記憶する。
【０２５３】
テーブルＴＢＬ１ａは、電極ＳＵＳ１で検出された補正前力検出値Ｆｃｕｒ１を補正するための補間処理に、用いられる。テーブルＴＢＬ１ａは、定数Ｋ１０、定数Ｋ１０ａ、定数Ｋ１０ｂ、定数Ｋ１０ｃ、定数Ｋ１１、定数Ｋ１１ａ、定数Ｋ１１ｂ、定数Ｋ１１ｃ、定数Ｋ１２、・・・を含む。
【０２５４】
定数Ｋ１０は、電極ＳＵＳ０の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＳＵＳ１で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１の値である。電極ＳＵＳ０の基準位置は、電極ＳＵＳ０のＸ方向の中央部が例示される。
【０２５５】
定数Ｋ１１は、電極ＳＵＳ１の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＳＵＳ１で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１の値である。電極ＳＵＳ１の基準位置は、電極ＳＵＳ１のＸ方向の中央部が例示される。
【０２５６】
定数Ｋ１２は、電極ＳＵＳ２の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＳＵＳ１で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１の値である。電極ＳＵＳ２の基準位置は、電極ＳＵＳ２のＸ方向の中央部が例示される。
【０２５７】
定数Ｋ１０、定数Ｋ１１及び定数Ｋ１２は、以下のようにしてテーブル記憶部５４に書き込まれることが、例示される。タッチ検出機能付き表示装置１の検査工程において、検査装置が、電極ＳＵＳ０から電極ＳＵＳ５の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力を実際に加えて、電極ＳＵＳ１で検出された補正前力検出値Ｆｃｕｒ１を取得し、テーブル記憶部５４に書き込む。
【０２５８】
定数Ｋ１０ａ、定数Ｋ１０ｂ、定数Ｋ１０ｃ、定数Ｋ１１ａ、定数Ｋ１１ｂ及び定数Ｋ１１ｃは、以下のようにしてテーブル記憶部５４に書き込まれることが、例示される。タッチ検出機能付き表示装置１の出荷前に、タッチ検出機能付き表示装置１の外部装置が、定数Ｋ１０、定数Ｋ１１及び定数Ｋ１２に多項式補間を実行して定数Ｋ１０ａ、定数Ｋ１０ｂ、定数Ｋ１０ｃ、定数Ｋ１１ａ、定数Ｋ１１ｂ及び定数Ｋ１１ｃを算出し、テーブル記憶部５４に書き込む。外部装置は、コンピュータが例示される。
【０２５９】
テーブルＴＢＬ２ａからテーブルＴＢＬ５ａ及びテーブルＴＢＬ０ａも、テーブルＴＢＬ１ａと同様である。
【０２６０】
図２９は、実施形態１の変形例２に係るタッチ検出機能付き表示装置の補間処理を説明する図である。図２９において、横軸は、Ｘ座標を示し、縦軸は、力検出値を示している。
【０２６１】
線４２６は、定数Ｋ１０、定数Ｋ１０ａ、定数Ｋ１０ｂ、定数Ｋ１０ｃ、定数Ｋ１１、定数Ｋ１１ａ、定数Ｋ１１ｂ、定数Ｋ１１ｃ及び定数Ｋ１２に線形補間を実行して得られる線である。点４２７は、定数Ｋ１０ａに対応する点である。点４２８は、定数Ｋ１０ｂに対応する点である。点４２９は、定数Ｋ１０ｃに対応する点である。点４３０は、定数Ｋ１１ａに対応する点である。点４３１は、定数Ｋ１１ｂに対応する点である。点４３２は、定数Ｋ１１ｃに対応する点である。
【０２６２】
補間処理部５３は、Ｘ座標Ｐｘの位置に押力が加えられた場合に、定数Ｋ１０ａ及び定数Ｋ１０ｂに線形補間を実行し、Ｘ座標Ｐｘでの補間値ＦＡ（Ｐｘ）を算出する。
【０２６３】
実施形態１の変形例２のタッチ検出機能付き表示装置は、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１よりも、補間処理の演算負荷を低減できる。また、実施形態１の変形例２のタッチ検出機能付き表示装置は、実施形態１の変形例１のタッチ検出機能付き表示装置よりも、力検出精度を高めることができる。つまり、実施形態１の変形例２のタッチ検出機能付き表示装置は、力検出精度と、補間処理の演算負荷と、の調和を図ることができる。
【０２６４】
なお、定数Ｋ１０ａ、定数Ｋ１０ｂ、定数Ｋ１０ｃ、定数Ｋ１１ａ、定数Ｋ１１ｂ及び定数Ｋ１１ｃは、タッチ検出機能付き表示装置１の検査工程において、検査装置が基準力を実際に加えて、電極ＳＵＳ１で検出されても良い。但し、この場合、検査工程のタクトが長くなる。従って、定数Ｋ１０ａ、定数Ｋ１０ｂ、定数Ｋ１０ｃ、定数Ｋ１１ａ、定数Ｋ１１ｂ及び定数Ｋ１１ｃは、タッチ検出機能付き表示装置１の外部装置が、定数Ｋ１０、定数Ｋ１１及び定数Ｋ１２に多項式補間を実行して算出されることが、好ましい。
【０２６５】
＜変形例３＞
図３０は、実施形態１の変形例３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられていないときの断面図及び等価回路図である。図３１は、実施形態１の変形例３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。図３０及び図３１に示すように、実施形態１の変形例３において、電極ＳＵＳは、導光体ＬＧと光反射体ＲＳとの間に設けられている。この場合、入力面ＩＳに押力が加えられていないときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃは、以下の式（５）によって表すことができる。
【０２６６】
１／Ｃ＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ）＋（１／ＣＤＢＥＦ）＋（１／ＣＢＥＦ）＋（１／ＣＤＩ）＋（１／ＣＬＧ）  ・・・（５）
【０２６７】
また、実施形態１の変形例３において、入力面ＩＳに押力が加えられているときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃ’は、以下の式（６）によって表すことができる。
【０２６８】
１／Ｃ’＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ’）＋（１／ＣＤＢＥＦ）＋（１／ＣＢＥＦ）＋（１／ＣＤＩ）＋（１／ＣＬＧ）  ・・・（６）
【０２６９】
このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに押力が加えられていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、上述した式（２）で表される。
【０２７０】
＜変形例４＞
図３２は、実施形態１の変形例４に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられていないときの断面図及び等価回路図である。図３３は、実施形態１の変形例４に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。図３２及び図３３に示すように、実施形態１の変形例４において、電極ＳＵＳは、光拡散シートＤＩと導光体ＬＧとの間に設けられている。この場合、入力面ＩＳに押力が加えられていないときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃは、以下の式（７）によって表すことができる。
【０２７１】
１／Ｃ＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ）＋（１／ＣＤＢＥＦ）＋（１／ＣＢＥＦ）＋（１／ＣＤＩ）  ・・・（７）
【０２７２】
また、実施形態１の変形例４において、入力面ＩＳに押力が加えられているときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃ’は、以下の式（８）によって表すことができる。
【０２７３】
１／Ｃ’＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ’）＋（１／ＣＤＢＥＦ）＋（１／ＣＢＥＦ）＋（１／ＣＤＩ）  ・・・（８）
【０２７４】
このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに押力が加えられていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、上述した式（２）で表される。
【０２７５】
＜変形例５＞
図３４は、実施形態１の変形例５に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられていないときの断面図及び等価回路図である。図３５は、実施形態１の変形例５に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。図３４及び図３５に示すように、実施形態１の変形例５において、電極ＳＵＳは、輝度向上フィルムＢＥＦと光拡散シートＤＩとの間に設けられている。この場合、入力面ＩＳに押力が加えられていないときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃは、以下の式（９）によって表すことができる。
【０２７６】
１／Ｃ＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ）＋（１／ＣＤＢＥＦ）＋（１／ＣＢＥＦ）  ・・・（９）
【０２７７】
また、実施形態１の変形例５において、入力面ＩＳに押力が加えられているときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃ’は、以下の式（１０）によって表すことができる。
【０２７８】
１／Ｃ’＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ’）＋（１／ＣＤＢＥＦ）＋（１／ＣＢＥＦ）  ・・・（１０）
【０２７９】
このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに押力が加えられていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、上述した式（２）で表される。
【０２８０】
＜変形例６＞
図３６は、実施形態１の変形例６に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられていないときの断面図及び等価回路図である。図３７は、実施形態１の変形例６に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。図３６及び図３７に示すように、実施形態１の変形例６において、電極ＳＵＳは、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦと輝度向上フィルムＢＥＦとの間に設けられている。この場合、入力面ＩＳに押力が加えられていないときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃは、以下の式（１１）によって表すことができる。
【０２８１】
１／Ｃ＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ）＋（１／ＣＤＢＥＦ）  ・・・（１１）
【０２８２】
また、実施形態１の変形例６において、入力面ＩＳに押力が加えられているときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃ’は、以下の式（１２）によって表すことができる。
【０２８３】
１／Ｃ’＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ’）＋（１／ＣＤＢＥＦ）  ・・・（１２）
【０２８４】
このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに押力が加えられていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、上述した式（２）で表される。
【０２８５】
＜変形例７＞
図３８は、実施形態１の変形例７に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられていないときの断面図及び等価回路図である。図３９は、実施形態１の変形例７に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。図３８及び図３９に示すように、実施形態１の変形例７において、電極ＳＵＳは、バックライトユニットＢＬを構成する積層体ＬＢの入射面ＩＳ側の面に設けられている。この場合、入力面ＩＳに押力が加えられていないときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃは、以下の式（１３）によって表すことができる。
【０２８６】
１／Ｃ＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ）  ・・・（１３）
【０２８７】
また、実施形態１の変形例７において、入力面ＩＳに押力が加えられているときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃ’は、以下の式（１４）によって表すことができる。
【０２８８】
１／Ｃ’＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ’）  ・・・（１４）
【０２８９】
このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに押力が加えられていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、上述した式（２）で表される。
【０２９０】
上述した実施形態１の変形例３から変形例７に係る構成は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電性フィルムを用いて電極ＳＵＳを構成することで実現することができる。
【０２９１】
実施形態１の変形例３から変形例７に示すように、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１では、電極ＳＵＳと駆動電極ＣＯＭＬとの間に、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに押力を加えたとき、タッチ検出機能付き表示部１０が撓むことで厚みが変化する空気層ＡＧ（誘電体層）が設けられる構成とすれば、電極ＳＵＳから駆動電極ＣＯＭＬまでの距離ｄの変化に伴う駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の静電容量の変化を検出することにより、力情報を検出することができる。
【０２９２】
また、上述した実施形態１では、相互静電容量方式及び自己静電容量方式の双方のタッチ検出を行う構成に適用した例を示したが、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、自己静電容量方式のタッチ検出を行わず、相互静電容量方式のタッチ検出のみを行う構成に適用することも可能である。
【０２９３】
＜変形例８＞
図４０は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。図４１は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。なお、実施形態１と同等あるいは同一の構成部については、重複する説明を省略する。
【０２９４】
実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｂは、自己静電容量方式の基本原理に基づき、タッチ検出を行う。自己静電容量方式の場合、マトリクス状に設けられた複数の電極ＥＬをタッチ検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬの機能を兼用する電極として用いるようにしても良い。この場合、複数の電極ＥＬの各々が、配線Ｌ等の接続部を介してタッチＩＣ４９内に設けられた駆動電極制御部４８に接続される。なお、図４０では、一部の電極ＥＬの配線Ｌのみ図示されているが、実際には全ての電極ＥＬに個別に配線Ｌ又はそれに類する接続部が設けられる。なお、駆動電極制御部４８は、アレイ基板（画素基板２）上に設けられていても良い。
【０２９５】
電極ＥＬの形状及び大きさは任意であるが、電極ＥＬの大きさを例えば画素の大きさに対応させても良い。この場合、画素を構成する電極（例えば、液晶表示装置の画素における画素電極２２又は対向電極としての駆動電極ＣＯＭＬ）の１つを電極ＥＬとして用いても良い。すなわち、電極ＥＬは、複数の画素を有する表示装置の画素の各々に設けられた電極と兼用されていても良い。
【０２９６】
図４１に示すように、実施形態１の変形例８において、複数の電極ＥＬは、図１のタッチ検出部ＳＥ１を構成する。複数の電極ＥＬ及び電極ＳＵＳは、図１の力検出部ＳＥ２を構成する。
【０２９７】
実施形態１の変形例８では、電極ＳＵＳは、導電体（例えば、アルミニウム）で形成されている。電極ＳＵＳの電位は、基準電位である。基準電位は、接地電位ＧＮＤが例示される。なお、タッチＩＣ４９、ＣＯＧ１９、ホストＨＳＴの何れかと、電極ＳＵＳとが接続配線等で電気的に接続され、タッチＩＣ４９、ＣＯＧ１９、ホストＨＳＴの何れかから基準電位が供給されても良い。また、電極ＳＵＳは、例えば、導電材料で構成されたリアフレームＲＦＲで構成されても良い。
【０２９８】
実施形態１の変形例８では、電極ＥＬが「第１電極」に対応する。電極ＳＵＳが「第２電極」に対応する。
【０２９９】
なお、電極ＳＵＳを独立した導電体の構成部材で構成した場合には、電極ＳＵＳを検出制御部２００の力検出制御部５０に接続するか基準電位とするかを選択可能な構成とすることで、実施形態１と同様の構成とすることができる。すなわち、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｂは、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１と同一構成で実現可能である。
【０３００】
＜力検出の原理＞
［基本原理］
図４２は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置の断面図及び等価回路図である。図４２に示すように、電極ＥＬと電極ＳＵＳとの間には、第２基板２１によって形成される容量をＣＧ、第１光学素子ＯＤ１によって形成される容量をＣＯＤ１、空気層ＡＧによって形成される容量をＣＡＧ、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦによって形成される容量をＣＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦによって形成される容量をＣＢＥＦ、光拡散シートＤＩによって形成される容量をＣＤＩ、導光体ＬＧによって形成される容量をＣＬＧ、光反射体ＲＳによって形成される容量をＣＲＳとしたとき、以下の式（１５）に示す容量Ｃ１が存在する。
【０３０１】
１／Ｃ１＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ）＋（１／ＣＤＢＥＦ）＋（１／ＣＢＥＦ）＋（１／ＣＤＩ）＋（１／ＣＬＧ）＋（１／ＣＲＳ）  ・・・（１５）
【０３０２】
入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接していない状態において、電極ＥＬによって検出される容量Ｃは、以下の式（１６）で表すことができる。
【０３０３】
Ｃ＝Ｃ１  ・・・（１６）
【０３０４】
図４３は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に被検出物が接触又は近接したときの断面図及び等価回路図である。図４３に示すように、被検出物（ここでは指）ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接したとき、電極ＥＬと被検出物ＯＢＪとの間には、容量Ｃ２が発生する。このとき、電極ＥＬによって検出される容量Ｃは、以下の式（１７）で表すことができる。
【０３０５】
Ｃ＝Ｃ２＋Ｃ１  ・・・（１７）
【０３０６】
図４４は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に押力が加えられているときの断面図及び等価回路図である。図４４に示すように、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに押力を加えたとき、タッチ検出機能付き表示部１０が撓む。タッチ検出機能付き表示部１０が撓むと、空気層ＡＧの厚みが薄くなる。このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに押力が加えられていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、以下の式（１８）で表される。
【０３０７】
ＣＡＧ’＝ＣＡＧ＋ΔＣＡＧ  ・・・（１８）
【０３０８】
また、このときの電極ＥＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃ１’は、以下の式（１９）によって表すことができる。
【０３０９】
１／Ｃ１’＝（１／ＣＧ）＋（１／ＣＯＤ１）＋（１／ＣＡＧ’）＋（１／ＣＤＢＥＦ）＋（１／ＣＢＥＦ）＋（１／ＣＤＩ）＋（１／ＣＬＧ）＋（１／ＣＲＳ）  ・・・（１９）
【０３１０】
このとき、電極ＥＬによって検出される容量Ｃは、以下の式（２０）で表すことができる。
【０３１１】
Ｃ＝Ｃ２＋Ｃ１’  ・・・（２０）
【０３１２】
実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｂでは、電極ＥＬによる自己静電容量方式のタッチ検出と力検出とを同時に行う。すなわち、入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接していない状態における容量値Ｃ、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接した状態における容量値Ｃ、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに押力を加えた状態における容量値Ｃを検出することで、タッチ検出及び力検出を行うことができる。
【０３１３】
図４５は、入力面に被検出物が接触又は近接していない状態におけるＹ軸方向の容量値を示すグラフである。図４６は、入力面に被検出物が接触又は近接した状態におけるＹ軸方向の容量値を示すグラフである。図４７は、入力面に押力が加えられた状態におけるＹ軸方向の容量値を示すグラフである。図４５から図４７において、横軸はＹ座標を表し、縦軸は電極ＥＬにより検出される容量値を表す。なお、図４５から図４７に示す例では、Ｘ軸方向の座標は入力面ＩＳ上における被検出物ＯＢＪの接触又は近接位置とする。また、ここでは、入力面ＩＳにおける力検出領域のＹ軸方向について例示するが、Ｘ軸方向においても同様である。
【０３１４】
実施形態１の変形例８では、図４５から図４７に示すように、電極ＥＬによって検出される容量値Ｃに対し、所定の閾値Ｃｔｈが設定されている。
【０３１５】
入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接していない状態では、図４５に示すように、入力面ＩＳにおける力検出領域の全領域において、電極ＥＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ１が均一に検出される（Ｃ＝Ｃ１）。
【０３１６】
入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接した状態では、図４６に示すように、被検出物ＯＢＪが接触又は近接した座標Ｙａから座標Ｙｂまでの領域Ｙａｂにおいて、電極ＥＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ１に対し、電極ＥＬと被検出物ＯＢＪとの間に生じる容量Ｃ２が加算されて検出される（Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２）。実施形態１の変形例８では、電極ＥＬによって検出される容量値Ｃが閾値Ｃｔｈを上回った領域が存在する場合に、入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接したものとして判定する。
【０３１７】
ここで、入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接した状態において検出された容量値Ｃ（＝Ｃ１＋Ｃ２）と、入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接していないときに検出された容量値Ｃ（＝Ｃ１）との差分を求めることで、電極ＥＬと被検出物ＯＢＪとの間に生じる容量値Ｃ２を得ることができる（Ｃ２＝（Ｃ１＋Ｃ２）−Ｃ１）。
【０３１８】
さらに、入力面ＩＳに押力が加えられた状態では、図４７に示すように、被検出物ＯＢＪが接触した領域Ｙａｂを含む全領域において、電極ＥＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ１が上昇する（Ｃ１＜Ｃ１’）。このとき、領域Ｙａｂにおいて、電極ＥＬによって検出される容量値Ｃ（＝Ｃ１’＋Ｃ２）から、上述のようにして求めた電極ＥＬと被検出物ＯＢＪとの間に生じる容量値Ｃ２を減算することで、入力面ＩＳにおける力検出領域の全領域における容量値Ｃを求めることができる。
【０３１９】
なお、被検出物ＯＢＪが接触した領域Ｙａｂにおける容量値Ｃの算出手法については、上述した手法に限るものではなく、例えば、被検出物ＯＢＪが接触した領域Ｙａｂの両端部である座標Ｙａ及び座標Ｙｂを検出し、座標Ｙａ及び座標Ｙｂ間の容量値Ｃを線形補間しても良いし、複数の座標における容量値を用いて曲線補間しても良い。この被検出物ＯＢＪが接触した領域Ｙａｂにおける容量値Ｃの算出手法により本発明が限定されるものではない。
【０３２０】
＜力検出制御部の構成及び動作＞
実施形態１の変形例８において、力検出処理は、図１に示す力検出制御部５０が行う。より具体的には、例えば、図２に示す力検出制御部５０における信号処理部４４の力検出処理部４４２が、力検出処理を行う。また、実施形態１の変形例８における力検出処理は、例えば、図２２に示す力検出制御部５０における力検出処理部４４２によって行われる。以下の説明では、図２に示す力検出制御部５０における力検出処理部４４２と置き換え可能な力検出制御部５０ｂの力検出処理部４４２ｂの構成例について説明する。
【０３２１】
図４８は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【０３２２】
実施形態１の変形例８の力検出制御部５０ｂの力検出処理部４４２ｂは、実施形態１の力検出処理部４４２（図２２参照）と比較すると、力検出値取得部５２に代えて、力検出値取得部５２ｂを含む。また、実施形態１の変形例８の力検出制御部５０ｂの力検出処理部４４２ｂは、実施形態１の力検出処理部４４２（図２２参照）と比較すると、テーブル記憶部５４に代えて、テーブル記憶部５４ｂを含む。
【０３２３】
図４９は、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置の検出領域を示す図である。図４９において、タッチ検出機能付き表示装置１ｂは、電極ＥＬ００，・・・電極ＥＬ１１，・・・電極ＥＬ０２，電極ＥＬ１２，電極ＥＬ２２，・・・電極ＥＬ１３，・・・電極ＥＬ５５の６×６個の電極を、検出領域５２０内に有する。なお、電極ＥＬの数は例示であり、これに限定されない。電極ＥＬの数は、６×６個より少なくても良いし、６×６個より多くても良い。
【０３２４】
ここで、電極ＥＬ１２とＺ方向で重なる位置の点５２２（Ｐｘ，Ｐｙ）に押力が加えられるものとする。
【０３２５】
図５０は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置に記憶されるテーブルの一例を示す図である。テーブル記憶部５４は、テーブルＴＢＬ１２を記憶する。
【０３２６】
テーブルＴＢＬ１２は、電極ＥＬ１２で検出された補正前力検出値Ｆｃｕｒ１２を補正するための補間処理に、用いられる。テーブルＴＢＬ１２は、定数Ｋ１２００，・・・定数Ｋ１２１１，・・・定数Ｋ１２０２，定数Ｋ１２１２，定数Ｋ１２２２，・・・定数Ｋ１２１３，・・・定数Ｋ１２５５を含む。
【０３２７】
定数Ｋ１２００は、電極ＥＬ００の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＥＬ１２で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１２の値である。電極ＥＬ００の基準位置は、電極ＥＬ００のＸ方向及びＹ方向の中央部が例示される。
【０３２８】
定数Ｋ１２１１は、電極ＥＬ１１の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＥＬ１２で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１２の値である。電極ＥＬ１１の基準位置は、電極ＥＬ１１のＸ方向及びＹ方向の中央部が例示される。
【０３２９】
定数Ｋ１２０２は、電極ＥＬ０２の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＥＬ１２で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１２の値である。電極ＥＬ０２の基準位置は、電極ＥＬ０２のＸ方向及びＹ方向の中央部が例示される。
【０３３０】
定数Ｋ１２１２は、電極ＥＬ１２の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＥＬ１２で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１２の値である。電極ＥＬ１２の基準位置は、電極ＥＬ１２のＸ方向及びＹ方向の中央部の点５２１（Ｐ１ｘ，Ｐ１ｙ）が例示される。
【０３３１】
定数Ｋ１２２２は、電極ＥＬ２２の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＥＬ１２で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１２の値である。電極ＥＬ２２の基準位置は、電極ＥＬ２２のＸ方向及びＹ方向の中央部が例示される。
【０３３２】
定数Ｋ１２１３は、電極ＥＬ１３の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＥＬ１２で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１２の値である。電極ＥＬ１３の基準位置は、電極ＥＬ１３のＸ方向及びＹ方向の中央部が例示される。
【０３３３】
定数Ｋ１２５５は、電極ＥＬ５５の基準位置にＺ方向で重なる位置に基準力が加えられた場合に、電極ＥＬ１２で検出される補正前力検出値Ｆｃｕｒ１２の値である。電極ＥＬ５５の基準位置は、電極ＥＬ５５のＸ方向及びＹ方向の中央部が例示される。
【０３３４】
テーブル記憶部５４ｂは、他の電極ＥＬについても、テーブルＴＢＬ１２と同様のテーブルを記憶する。
【０３３５】
再び図４８を参照すると、力検出値取得部５２ｂは、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、以下の処理を行う。力検出値取得部５２ｂは、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＥＬを特定する。次に、力検出値取得部５２ｂは、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１（図２参照）から出力される信号を参照し、電極ＥＬの容量値に基づいて、補正前力検出値Ｆｃｕｒを取得する。
【０３３６】
補間処理部５３は、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、以下の処理を行う。補間処理部５３は、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＥＬを特定する。次に、補間処理部５３は、特定した電極ＥＬに対応するテーブルＴＢＬをテーブル記憶部５４ｂから読み出す。そして、補間処理部５３は、押力が加えられた位置（Ｐｘ，Ｐｙ）に基準力が加えられたとした場合の補間値ＦＡ（Ｐｘ，Ｐｙ）を、Ｘ方向及びＹ方向の補間処理により算出する。なお、補間処理部５３は、Ｘ方向だけ又はＹ方向だけの補間処理を実行しても良い。
【０３３７】
実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｂの力検出制御部５０ｂが実行する処理を示すフローチャートは、図２６で示した、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１の力検出制御部５０が実行する処理を示すフローチャートと同様であるので、図示及び説明を省略する。
【０３３８】
以上説明したように、実施形態１の変形例８に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｂは、押力が加えられる位置によって異なる補正前力検出値Ｆｃｕｒを補正した、補正後力検出値Ｆｃｏｒを算出することができる。これにより、実施形態１の変形例７に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｂは、押力が加えられる位置によって力の検出精度が低下することを抑制することができ、力を好適に検出できる。
【０３３９】
＜変形例９＞
図５１は、実施形態１の変形例９に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出電極、駆動電極、及び電極を示す斜視図である。図５１に示すように、電極ＳＵＳは、一枚の電極で構成されていても良い。
【０３４０】
この場合、一枚の電極ＳＵＳが、複数の仮想的な電極５３０がマトリクス状に配列されたものと考えることができる。従って、実施形態１の変形例９に係るタッチ検出機能付き表示装置は、実施形態１の変形例８と同様に、補間処理を実行できる。これにより、実施形態１の変形例９に係るタッチ検出機能付き表示装置は、実施形態１の変形例８と同様に、押力が加えられる位置によって力の検出精度が低下することを抑制することができ、力を好適に検出できる。
【０３４１】
（実施形態２）
実施形態１の図２０を再び参照すると、タッチ検出機能付き表示装置は、電極ＳＵＳ１の中心部の点４２１よりも電極ＳＵＳ２側に近い点４２２に押力が加えられた場合に、以下の処理を行っても良い。タッチ検出機能付き表示装置は、電極ＳＵＳ１で検出された第１比率Ｒ１と、電極ＳＵＳ２で検出された第２比率Ｒ２と、の加重平均を算出しても良い。
【０３４２】
実施形態２において、力検出処理は、図１に示す力検出制御部５０が行う。より具体的には、例えば、図２に示す力検出制御部５０における信号処理部４４の力検出処理部４４２が、力検出処理を行う。また、実施形態２における力検出処理は、例えば、図４８に示す力検出制御部５０ｂにおける力検出処理部４４２ｂによって行われる。以下の説明では、図２に示す力検出制御部５０における力検出処理部４４２と置き換え可能な力検出制御部５０ｃの力検出処理部４４２ｃの構成例について説明する。
【０３４３】
図５２は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【０３４４】
実施形態２の力検出制御部５０ｃの力検出処理部４４２ｃは、接触判定部５１と、テーブル記憶部５４と、力検出値算出部５６と、第１比率計算部６００と、第２比率計算部６１０と、比率平均算出部６２０と、を含む。第１比率計算部６００は、第１力検出値取得部６０１と、第１補間処理部６０２と、第１比率算出部６０３と、を含む。第２比率計算部６１０は、第２力検出値取得部６１１と、第２補間処理部６１２と、第２比率算出部６１３と、を含む。
【０３４５】
第１力検出値取得部６０１は、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、以下の処理を行う。第１力検出値取得部６０１は、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置（図２０の点４２２参照）にＺ方向で重なる電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ１参照）を特定する。第１力検出値取得部６０１は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号を参照し、駆動電極ＣＯＭＬと、特定した電極ＳＵＳと、の間の容量値に基づいて、第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１を取得する。
【０３４６】
第１補間処理部６０２は、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、以下の処理を行う。第１補間処理部６０２は、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置（図２０の点４２２参照）にＺ方向で重なる電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ１参照）を特定する。第１補間処理部６０２は、特定した電極ＳＵＳに対応するテーブルＴＢＬをテーブル記憶部５４から読み出す。第１補間処理部６０２は、押力が加えられた位置であるＸ座標Ｐｘに基準力が加えられたとした場合の第１補間値ＦＡ１（Ｐｘ）を、補間処理により算出する。実施形態３では、第１補間処理部６０２は、多項式補間を実行することとするが、これに限定されない。第１補間処理部６０２は、線形補間や、他の関数を用いた補間を実行しても良い。
【０３４７】
第１比率算出部６０３は、第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１の第１補間値ＦＡ１（Ｐｘ）に対する第１比率Ｒ１を算出する。即ち、Ｒ１＝Ｆｃｕｒ１／ＦＡ１（Ｐｘ）である。
【０３４８】
第２力検出値取得部６１１は、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、以下の処理を行う。第２力検出値取得部６１１は、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照する。第２力検出値取得部６１１は、押力が加えられた位置（図２０の点４２２参照）にＺ方向で重なる電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ１参照）に隣接する電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ０及び電極ＳＵＳ２参照）の内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ２参照）を特定する。第２力検出値取得部６１１は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号を参照し、駆動電極ＣＯＭＬと、特定した電極ＳＵＳと、の間の容量値に基づいて、第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２を取得する。
【０３４９】
第２補間処理部６１２は、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、以下の処理を行う。第２補間処理部６１２は、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照する。第２補間処理部６１２は、押力が加えられた位置（図２０の点４２２参照）にＺ方向で重なる電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ１参照）に隣接する電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ０及び電極ＳＵＳ２参照）の内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ２参照）を特定する。第２補間処理部６１２は、特定した電極ＳＵＳに対応するテーブルＴＢＬをテーブル記憶部５４から読み出す。第２補間処理部６１２は、押力が加えられた位置であるＸ座標Ｐｘに基準力が加えられたとした場合の第２補間値ＦＡ２（Ｐｘ）を、補間処理により算出する。実施形態３では、第２補間処理部６１２は、多項式補間を実行することとするが、これに限定されない。第２補間処理部６１２は、線形補間や、他の関数を用いた補間を実行しても良い。
【０３５０】
第２比率算出部６１３は、第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２の第２補間値ＦＡ２（Ｐｘ）に対する第２比率Ｒ２を算出する。即ち、Ｒ２＝Ｆｃｕｒ２／ＦＡ２（Ｐｘ）である。
【０３５１】
比率平均算出部６２０は、押力が加えられた位置（図２０の点４２２参照）と押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ１参照）の基準位置との間の距離｜Ｐ１−Ｐｘ｜を算出する。比率平均算出部６２０は、押力が加えられた位置（図２０の点４２２参照）と押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳに隣接する電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ０及び電極ＳＵＳ２参照）の内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ２参照）の基準位置との間の距離｜Ｐ２−Ｐｘ｜を算出する。比率平均算出部６２０は、距離｜Ｐ１−Ｐｘ｜と距離｜Ｐ２−Ｐｘ｜とに応じて、第１比率Ｒ１と第２比率Ｒ２との加重平均により、比率Ｒを算出する。
【０３５２】
即ち、Ｒ＝（Ｒ１×｜Ｐ２−Ｐｘ｜＋Ｒ２×｜Ｐ１−Ｐｘ｜）／｜Ｐ１−Ｐ２｜である。ここで、Ｐ１は、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳの基準位置のＸ座標である。Ｐ２は、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳに隣接する電極ＳＵＳの内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳの基準位置のＸ座標である。
【０３５３】
なお、比率平均算出部６２０は、第１比率Ｒ１と第２比率Ｒ２との平均により、比率Ｒを算出しても良い。即ち、Ｒ＝（Ｒ１＋Ｒ２）／２でも良い。
【０３５４】
図５３は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図５３に示す処理は、上述した相互静電容量検出期間１３９において実施される。
【０３５５】
接触判定部５１は、ステップＳ２００において、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する。接触判定部５１は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していないと判定した場合には（ステップＳ２００でＮｏ）、ステップＳ２００で待機する。接触判定部５１は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定した場合には（ステップＳ２００でＹｅｓ）、処理をステップＳ２０２に進める。
【０３５６】
第１力検出値取得部６０１は、ステップＳ２０２において、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳを特定する。次に、第１力検出値取得部６０１は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号を参照し、駆動電極ＣＯＭＬと、特定した電極ＳＵＳと、の間の容量値に基づいて、第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１を取得する。
【０３５７】
第１補間処理部６０２は、ステップＳ２０４において、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳを特定する。次に、第１補間処理部６０２は、特定した電極ＳＵＳに対応するテーブルＴＢＬをテーブル記憶部５４から読み出す。そして、第１補間処理部６０２は、押力が加えられた位置であるＸ座標Ｐｘに基準力が加えられたとした場合の第１補間値ＦＡ１（Ｐｘ）を、補間処理により算出する。
【０３５８】
第１比率算出部６０３は、ステップＳ２０６において、第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１の第１補間値ＦＡ１（Ｐｘ）に対する第１比率Ｒ１を算出する。
【０３５９】
第２力検出値取得部６１１は、ステップＳ２０８において、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳに隣接する電極ＳＵＳの内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳを特定する。次に、第２力検出値取得部６１１は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号を参照し、駆動電極ＣＯＭＬと、特定した電極ＳＵＳと、の間の容量値に基づいて、第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２を取得する。
【０３６０】
第２補間処理部６１２は、ステップＳ２１０において、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳに隣接する電極ＳＵＳの内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳを特定する。次に、第２補間処理部６１２は、特定した電極ＳＵＳに対応するテーブルＴＢＬをテーブル記憶部５４から読み出す。そして、第２補間処理部６１２は、押力が加えられた位置であるＸ座標Ｐｘに基準力が加えられたとした場合の第２補間値ＦＡ２（Ｐｘ）を、補間処理により算出する。
【０３６１】
第２比率算出部６１３は、ステップＳ２１２において、第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２の第２補間値ＦＡ２（Ｐｘ）に対する第２比率Ｒ２を算出する。
【０３６２】
比率平均算出部６２０は、ステップＳ２１４において、押力が加えられた位置と押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳの基準位置との間の距離と、押力が加えられた位置と押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳに隣接する電極ＳＵＳの内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳの基準位置との間の距離と、に応じて、第１比率Ｒ１と第２比率Ｒ２との加重平均により、比率Ｒを算出する。
【０３６３】
力検出値算出部５６は、ステップＳ２１６において、基準力Ｆｒｅｆに比率Ｒを乗ずることにより、補正後力検出値Ｆｃｏｒを算出し、処理をステップＳ２００に進める。
【０３６４】
以上説明したように、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置は、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳで検出された第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１に、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳに隣接する電極ＳＵＳの内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳで検出された第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２を加味して、補正後力検出値Ｆｃｏｒを算出することができる。これにより、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置は、押力が加えられる位置によって力の検出精度が低下することを抑制することができ、力を好適に検出できる。
【０３６５】
＜変形例＞
図５２に示す力検出制御部５０ｃと、図４１に示す電極構造又は図５１に示す電極構造と、を組み合わせることもできる。この場合、第１力検出値取得部６０１は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１（図２参照）から出力される信号に基づいて、電極ＳＵＳの内の押力が加えられた位置にＺ方向で重なる１つの部分の第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１を、取得できる。第２力検出値取得部６１１は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１から出力される信号に基づいて、電極ＳＵＳの内の１つの部分に隣接する他の部分の第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２を取得できる。
【０３６６】
（実施形態３）
実施形態１の図２０を再び参照すると、タッチ検出機能付き表示装置は、電極ＳＵＳ１のＸ方向の中央部の点４２１よりも電極ＳＵＳ２側に近い点４２２に押力が加えられた場合に、以下の処理を行っても良い。タッチ検出機能付き表示装置は、電極ＳＵＳ１での第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１と、電極ＳＵＳ２での第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２と、の平均である平均補正前力検出値Ｆａｖｅを算出する。また、タッチ検出機能付き表示装置は、電極ＳＵＳ１での第１補間値ＦＡ１（Ｐｘ）と電極ＳＵＳ２での第２補間値ＦＡ２（Ｐｘ）との平均である平均補間値ＦＡａｖｅ（Ｐｘ）を算出する。そして、タッチ検出機能付き表示装置は、平均補正前力検出値Ｆａｖｅの平均補間値ＦＡａｖｅ（Ｐｘ）に対する比率Ｒを算出しても良い。平均補間値ＦＡａｖｅ（Ｐｘ）が、「第１の平均」に対応し、平均補正前力検出値Ｆａｖｅが、「第２の平均」に対応する。
【０３６７】
＜力検出の原理＞
［補正原理］
図５４は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の押力が加えられる位置と、力検出値と、の関係を示す図である。詳しくは、図５４は、異なるＸ座標の位置に基準力が加えられる場合に電極ＳＵＳ１で検出される第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１を表す線６４０を示す。また、図５４は、異なるＸ座標の位置に基準力が加えられる場合に電極ＳＵＳ２で検出される第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２を表す線６４１を示す。図５４において、横軸はＸ座標を示し、縦軸は、力検出値を示している。
【０３６８】
実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置は、点４２２（図２０参照）に押力が加えられた場合に、電極ＳＵＳ１で第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１を検出する。また、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置は、点４２２に押力が加えられた場合に、電極ＳＵＳ２で第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２を検出する。そして、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１と第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２との平均である平均補正前力検出値Ｆａｖｅを算出する。
【０３６９】
図５５は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の補間処理を説明する図である。図５５において、横軸はＸ座標を示し、縦軸は、力検出値を示している。
【０３７０】
線６４２は、テーブル記憶部５４に記憶されているテーブルＴＢＬ１（図２３参照）に多項式補間を実行して得られる線である。
【０３７１】
線６４３は、テーブル記憶部５４に記憶されているテーブルＴＢＬ２に多項式補間を実行して得られる線である。
【０３７２】
線６４４は、線６４２で示される多項式補間結果と、線６４３で示される多項式補間結果と、の平均を示す線である。
【０３７３】
実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置は、Ｘ座標Ｐｘに押力が加えられた場合に、第１補間値ＦＡ１（Ｐｘ）と第２補間値ＦＡ２（Ｐｘ）との平均である平均補間値ＦＡａｖｅ（Ｐｘ）を算出する。
【０３７４】
実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置は、平均補正前力検出値Ｆａｖｅの平均補間値ＦＡａｖｅ（Ｐｘ）に対する比率Ｒを算出する。即ち、Ｒ＝Ｆａｖｅ／ＦＡａｖｅ（Ｐｘ）である。
【０３７５】
＜力検出制御部の構成及び動作＞
実施形態３において、力検出処理は、図１に示す力検出制御部５０が行う。より具体的には、例えば、図２に示す力検出制御部５０における信号処理部４４の力検出処理部４４２が、力検出処理を行う。また、実施形態３における力検出処理は、例えば、図２２に示す力検出制御部５０における力検出処理部４４２によって行われる。また、実施形態３における力検出処理は、例えば、図４８に示す力検出制御部５０ｂにおける力検出処理部４４２ｂによって行われる。また、実施形態３における力検出処理は、例えば、図５２に示す力検出制御部５０ｃにおける力検出処理部４４２ｃによって行われる。以下の説明では、図２に示す力検出制御部５０における力検出処理部４４２と置き換え可能な力検出制御部５０ｄの力検出処理部４４２ｄの構成例について説明する。
【０３７６】
図５６は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【０３７７】
実施形態３の力検出制御部５０ｄの力検出処理部４４２ｄは、接触判定部５１と、テーブル記憶部５４と、比率算出部５５と、力検出値算出部５６と、力検出値平均計算部７００と、補間値平均計算部７１０と、を含む。力検出値平均計算部７００は、第１力検出値取得部７０１と、第２力検出値取得部７０２と、力検出値平均算出部７０３と、を含む。補間値平均計算部７１０は、第１補間処理部７１１と、第２補間処理部７１２と、補間値平均算出部７１３と、を含む。
【０３７８】
第１力検出値取得部７０１は、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、以下の処理を行う。第１力検出値取得部７０１は、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置（図２０の点４２２参照）にＺ方向で重なる電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ１参照）を特定する。次に、第１力検出値取得部７０１は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号を参照し、駆動電極ＣＯＭＬと、特定した電極ＳＵＳと、の間の容量値に基づいて、第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１を取得する。
【０３７９】
第２力検出値取得部７０２は、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、以下の処理を行う。第２力検出値取得部７０２は、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照する。第２力検出値取得部７０２は、押力が加えられた位置（図２０の点４２２参照）にＺ方向で重なる電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ１参照）に隣接する電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ０及び電極ＳＵＳ２参照）の内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ２参照）を特定する。第２力検出値取得部７０２は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号を参照し、駆動電極ＣＯＭＬと、特定した電極ＳＵＳと、の間の容量値に基づいて、第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２を取得する。
【０３８０】
力検出値平均算出部７０３は、第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１と第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２との平均である平均補正前力検出値Ｆａｖｅを算出する。即ち、Ｆａｖｅ＝（Ｆｃｕｒ１＋Ｆｃｕｒ２）／２である。
【０３８１】
第１補間処理部７１１は、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、以下の処理を行う。第１補間処理部７１１は、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置（図２０の点４２２参照）にＺ方向で重なる電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ１参照）を特定する。第１補間処理部７１１は、特定した電極ＳＵＳに対応するテーブルＴＢＬをテーブル記憶部５４から読み出す。第１補間処理部７１１は、押力が加えられた位置であるＸ座標Ｐｘに基準力が加えられたとした場合の第１補間値ＦＡ１（Ｐｘ）を、補間処理により算出する。実施形態３では、第１補間処理部７１１は、多項式補間を実行することとするが、これに限定されない。第１補間処理部７１１は、線形補間や、他の関数を用いた補間を実行しても良い。
【０３８２】
第２補間処理部７１２は、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、以下の処理を行う。第２補間処理部７１２は、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照する。第２補間処理部７１２は、押力が加えられた位置（図２０の点４２２参照）にＺ方向で重なる電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ１参照）に隣接する電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ０及び電極ＳＵＳ２参照）の内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳ（図２０の電極ＳＵＳ２参照）を特定する。第２補間処理部７１２は、特定した電極ＳＵＳに対応するテーブルＴＢＬをテーブル記憶部５４から読み出す。第２補間処理部７１２は、押力が加えられた位置であるＸ座標Ｐｘに基準力が加えられたとした場合の第２補間値ＦＡ２（Ｐｘ）を、補間処理により算出する。実施形態３では、第２補間処理部７１２は、多項式補間を実行することとするが、これに限定されない。第２補間処理部７１２は、線形補間や、他の関数を用いた補間を実行しても良い。
【０３８３】
補間値平均算出部７１３は、第１補間値ＦＡ１（Ｐｘ）と第２補間値ＦＡ２（Ｐｘ）との平均である平均補間値ＦＡａｖｅ（Ｐｘ）を算出する。即ち、ＦＡａｖｅ（Ｐｘ）＝（ＦＡ１（Ｐｘ）＋ＦＡ２（Ｐｘ））／２である。
【０３８４】
比率算出部５５は、平均補正前力検出値Ｆａｖｅの平均補間値ＦＡａｖｅ（Ｐｘ）に対する比率Ｒを算出する。即ち、Ｒ＝Ｆａｖｅ／ＦＡａｖｅ（Ｐｘ）である。
【０３８５】
図５７は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図５７に示す処理は、上述した相互静電容量検出期間１３９において実施される。
【０３８６】
接触判定部５１は、ステップＳ３００において、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する。接触判定部５１は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していないと判定した場合には（ステップＳ３００でＮｏ）、ステップＳ３００で待機する。接触判定部５１は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定した場合には（ステップＳ３００でＹｅｓ）、処理をステップＳ３０２に進める。
【０３８７】
第１力検出値取得部７０１は、ステップＳ３０２において、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳを特定する。第１力検出値取得部７０１は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号を参照し、駆動電極ＣＯＭＬと、特定した電極ＳＵＳと、の間の容量値に基づいて、第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１を取得する。
【０３８８】
第２力検出値取得部７０２は、ステップＳ３０４において、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳに隣接する電極ＳＵＳの内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳを特定する。第２力検出値取得部７０２は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号を参照し、駆動電極ＣＯＭＬと、特定した電極ＳＵＳと、の間の容量値に基づいて、第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２を取得する。
【０３８９】
力検出値平均算出部７０３は、ステップＳ３０６において、第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１と第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２との平均である平均補正前力検出値Ｆａｖｅを算出する。
【０３９０】
第１補間処理部７１１は、ステップＳ３０８において、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳを特定する。第１補間処理部７１１は、特定した電極ＳＵＳに対応するテーブルＴＢＬをテーブル記憶部５４から読み出す。第１補間処理部７１１は、押力が加えられた位置であるＸ座標Ｐｘに基準力が加えられたとした場合の第１補間値ＦＡ１（Ｐｘ）を、補間処理により算出する。
【０３９１】
第２補間処理部７１２は、ステップＳ３１０において、座標抽出部４５（図２参照）から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔを参照し、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳに隣接する電極ＳＵＳの内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳを特定する。第２補間処理部７１２は、特定した電極ＳＵＳに対応するテーブルＴＢＬをテーブル記憶部５４から読み出す。第２補間処理部７１２は、押力が加えられた位置であるＸ座標Ｐｘに基準力が加えられたとした場合の第２補間値ＦＡ２（Ｐｘ）を、補間処理により算出する。
【０３９２】
補間値平均算出部７１３は、ステップＳ３１２において、第１補間値ＦＡ１（Ｐｘ）と第２補間値ＦＡ２（Ｐｘ）との平均である平均補間値ＦＡａｖｅ（Ｐｘ）を算出する。
【０３９３】
比率算出部５５は、ステップＳ３１４において、平均補正前力検出値Ｆａｖｅの平均補間値ＦＡａｖｅ（Ｐｘ）に対する比率Ｒを算出する。
【０３９４】
力検出値算出部５６は、ステップＳ３１６において、基準力Ｆｒｅｆに比率Ｒを乗ずることにより、補正後力検出値Ｆｃｏｒを算出し、処理をステップＳ３００に進める。
【０３９５】
以上説明したように、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置は、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳで検出された第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１に、押力が加えられた位置にＺ方向で重なる電極ＳＵＳに隣接する電極ＳＵＳの内、押力が加えられた位置に近い電極ＳＵＳで検出された第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２を加味して、補正後力検出値Ｆｃｏｒを算出することができる。これにより、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置は、押力が加えられる位置によって力の検出精度が低下することを抑制することができ、力を好適に検出できる。
【０３９６】
＜変形例＞
図５６に示す力検出制御部５０ｄと、図４１に示す電極構造又は図５１に示す電極構造と、を組み合わせることもできる。この場合、第１力検出値取得部７０１は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１（図２参照）から出力される信号に基づいて、電極ＳＵＳの内の押力が加えられた位置にＺ方向で重なる１つの部分の第１補正前力検出値Ｆｃｕｒ１を、取得できる。第２力検出値取得部７０２は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１から出力される信号に基づいて、電極ＳＵＳの内の１つの部分に隣接する他の部分の第２補正前力検出値Ｆｃｕｒ２を、取得できる。
【０３９７】
上述した実施形態は、各構成要素を適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【０３９８】
また、本発明は、以下の構成を取ることもできる。
（１）
入力面を有する第１基板と、
前記第１基板に設けられ、前記入力面に対向するタッチ検出電極と、
第２基板に設けられ、前記タッチ検出電極に対向する第１電極と、
誘電体層を挟んで前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第１電極と前記タッチ検出電極との間の静電容量に基づき、被検出物の前記入力面への接触又は近接した位置を検出するタッチ検出制御部と、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づき、前記被検出物によって前記入力面に加えられた押力を検出して、前記押力を表す力検出値を算出する力検出制御部と、
を備え、
前記力検出制御部は、
複数の基準位置に基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づいて、複数の基準値を検出し、
前記複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の補間値を算出し、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づき検出される検出値の前記補間値に対する比率に基づいて、前記力検出値を算出し、
前記押力が加えられた位置は、前記タッチ検出制御部が検出した被検出物の前記入力面への接触した位置に基づいて特定される、
タッチ検出機能付き表示装置。
（２）
入力面を有する第１基板と、
前記第１基板に設けられた、第１電極と、
誘電体層を挟んで互いに対向配置された前記第１電極及び第２電極と、
前記第１電極の静電容量に基づき、被検出物の前記入力面への接触又は近接した位置を検出するタッチ検出制御部と、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づき、前記被検出物によって前記入力面に加えられた押力を検出して、前記押力を表す力検出値を算出する力検出制御部と、
を備え、
前記力検出制御部は、
複数の基準位置に基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づいて、複数の基準値を検出し、
前記複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の補間値を算出し、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づき検出される検出値の前記補間値に対する比率に基づいて、前記力検出値を算出し、
前記押力が加えられた位置は、前記タッチ検出制御部が検出した被検出物の前記入力面への接触した位置に基づいて特定される、
タッチ検出機能付き表示装置。
（３）
複数の前記第２電極を有し、
前記力検出制御部は、
１つの前記第２電極に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記１つの第２電極との間の静電容量に基づいて、第１群の複数の基準値を検出し、
前記第１群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第１の補間値を算出し、
前記第１電極と前記１つの第２電極との間の静電容量に基づき検出される第１の検出値の前記第１の補間値に対する第１の比率を算出し、
前記１つの第２電極と異なる他の前記第２電極に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に前記第１電極と前記他の第２電極との間の静電容量に基づいて、第２群の複数の基準値を検出し、
前記第２群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第２の補間値を算出し、
前記第１電極と前記他の第２電極との間の静電容量に基づき検出される第２の検出値の前記第２の補間値に対する第２の比率を算出し、
前記第１の比率と前記第２の比率との加重平均又は平均を算出し、
前記加重平均又は平均に基づいて、前記力検出値を算出する、
（１）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（４）
前記力検出制御部は、
前記第２電極の１つの部分に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記１つの部分との間の静電容量に基づいて、第１群の複数の基準値を検出し、
前記第１群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第１の補間値を算出し、
前記第１電極と前記１つの部分との間の静電容量に基づき検出される第１の検出値の前記第１の補間値に対する第１の比率を算出し、
前記１つの部分と異なる前記第２電極の他の部分に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記他の部分との間の静電容量に基づいて、第２群の複数の基準値を検出し、
前記第２群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第２の補間値を算出し、
前記第１電極と前記他の部分との間の静電容量に基づき検出される第２の検出値の前記第２の補間値に対する第２の比率を算出し、
前記第１の比率と前記第２の比率との加重平均又は平均を算出し、
前記加重平均又は平均に基づいて、前記力検出値を算出する、
（２）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（５）
複数の前記第２電極を有し、
前記力検出制御部は、
１つの前記第２電極に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記１つの第２電極との間の静電容量に基づいて、第１群の複数の基準値を検出し、
前記第１群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第１の補間値を算出し、
前記１つの第２電極と異なる他の前記第２電極に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記他の第２電極との間の静電容量に基づいて、第２群の複数の基準値を検出し、
前記第２群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第２の補間値を算出し、
前記第１の補間値と前記第２の補間値との第１の平均を算出し、
前記第１電極と前記１つの第２電極との間の静電容量に基づき検出される第１の検出値と、前記第１電極と前記他の第２電極との間の静電容量に基づき検出される第２の検出値と、の第２の平均を算出し、
前記第１の平均の前記第２の平均に対する比率に基づいて、前記力検出値を算出する、
（１）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（６）
前記力検出制御部は、
前記第２電極の１つの部分に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記１つの部分との間の静電容量に基づいて、第１群の複数の基準値を検出し、
前記第１群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第１の補間値を算出し、
前記１つの部分と異なる前記第２電極の他の部分に関して、前記複数の基準位置に前記基準力が加えられた場合に、前記第１電極と前記他の部分との間の静電容量に基づいて、第２群の複数の基準値を検出し、
前記第２群の複数の基準値に補間処理を実行することにより、前記押力が加えられた位置に前記基準力が加えられた場合の第２の補間値を算出し、
前記第１の補間値と前記第２の補間値との第１の平均を算出し、
前記第１電極と前記１つの部分との間の静電容量に基づき検出される第１の検出値と、前記第１電極と前記他の部分との間の静電容量に基づき検出される第２の検出値と、の第２の平均を算出し、
前記第１の平均の前記第２の平均に対する比率に基づいて、前記力検出値を算出する、
（２）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（７）
前記力検出制御部は、
前記タッチ検出制御部によって前記被検出物の前記入力面への接触又は近接した位置が検出される期間に、前記被検出物によって前記入力面に加えられた押力を検出する
（１）乃至（６）の何れか１つに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（８）
前記誘電体層は、空気層を含む
（１）乃至（７）の何れか１つに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（９）
前記誘電体層は、前記入力面を照明するバックライトユニットを構成する積層体を含む
（１）乃至（８）の何れか１つに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（１０）
前記第２電極は、前記積層体の前記入力面側の面とは反対側の面に設けられている
（９）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（１１）
前記第２電極は、前記積層体の前記入力面側の面に設けられている
（９）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（１２）
前記第２電極は、前記積層体の内層に設けられている
（９）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（１３）
前記補間処理は、多項式補間又は線形補間である
（１）乃至（１２）の何れか１つに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【符号の説明】
【０３９９】
１，１ｂ  タッチ検出機能付き表示装置
２  画素基板
３  対向基板
６  液晶層
１０  タッチ検出機能付き表示部
１１  表示制御部（駆動部）
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（駆動部）
１９  ＣＯＧ
２０  液晶表示デバイス
２１  第２基板
２２  画素電極
３０  タッチ検出デバイス
３１  第１基板
３２  カラーフィルタ
４０  タッチ検出制御部
４１  第１検出信号増幅部
４２  第２検出信号増幅部
４３−１  第１Ａ／Ｄ変換部
４３−２  第２Ａ／Ｄ変換部
４４  信号処理部
４５  座標抽出部
４６  検出タイミング制御部
４７  駆動ドライバ
４８  駆動電極制御部
４９  タッチＩＣ
５０，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ  力検出制御部
５１  接触判定部
５２，５２ｂ  力検出値取得部
５３  補間処理部
５４，５４ｂ  テーブル記憶部
５５  比率算出部
５６  力検出値算出部
１００  力検出デバイス
２００  検出制御部
４４１  タッチ検出処理部
４４２，４４２ｂ，４４２ｃ，４４２ｄ  力検出処理部
６００  第１比率計算部
６０１  第１力検出値取得部
６０２  第１補間処理部
６０３  第１比率算出部
６１０  第２比率計算部
６１１  第２力検出値取得部
６１２  第２補間処理部
６１３  第２比率算出部
６２０  比率平均算出部
７００  力検出値平均計算部
７０１  第１力検出値取得部
７０２  第２力検出値取得部
７０３  力検出値平均算出部
７１０  補間値平均計算部
７１１  第１補間処理部
７１２  第２補間処理部
７１３  補間値平均算出部
ＢＬ  バックライトユニット
ＣＡ  筐体
ＣＧ  カバー部材
ＣＯＭＬ  駆動電極（第１電極）
ＣＴＲＬ  制御部
ＤＥＴ  電圧検出器
ＤＰ  表示部
ＥＬ  電極
ＧＣＬ  走査信号線
ＨＳＴ  ホスト
ＩＳ  入力面
Ｐｉｘ  画素
ＳＥ１  タッチ検出部
ＳＥ２  力検出部
ＳＧＬ  画素信号線
ＳＰｉｘ  副画素
ＳＵＳ  電極（第２電極）
ＴＤＬ  タッチ検出電極
Ｔ  フレキシブルプリント基板
Ｔｒ  ＴＦＴ素子
【図１】
2019067125.tif 000003
【図２】
2019067125.tif 000004
【図３】
2019067125.tif 000005
【図４】
2019067125.tif 000006
【図５】
2019067125.tif 000007
【図６】
2019067125.tif 000008
【図７】
2019067125.tif 000009
【図８】
2019067125.tif 000010
【図９】
2019067125.tif 000011
【図１０】
2019067125.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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