(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルと、
前記タッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置と、
前記指示装置において検出される前記駆動信号に応じた検出駆動信号を取得し、前記検出駆動信号の位相を反転した反転信号を生成する反転回路を有し、前記検出駆動信号に含まれる信号成分と前記駆動信号の周波数とを比較し、周波数が同じ第１の信号を選択して前記反転回路に出力する周波数選択回路と、前記反転回路によって前記第１の信号の位相が反転された第１の反転信号に、周波数が前記駆動信号の周波数と異なる第２の信号を加算して前記第１の反転信号を補正した補正反転信号を生成する加算回路と、を有し、前記補正反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力する検出補助装置と、
前記駆動電極に前記駆動信号を印加し、前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記補正反転信号とに応じて前記検出電極に発生する前記検出信号を取得し、前記検出信号に基づいて前記指示装置の前記タッチパネルへの接触または近接を検出する制御装置と、
を有する表示装置。
【請求項２】
前記検出補助装置は、前記指示装置に設けられる、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記検出補助装置は、
前記第１の反転信号を所定のゲインで増幅する増幅回路を有し、前記増幅回路において前記第１の反転信号を増幅した増幅反転信号から前記補正反転信号を生成する、
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記指示装置は、前記タッチ面に接触しているか否かを検出して検出結果を前記検出補助装置へ通知し、
前記検出補助装置は、前記検出結果に基づき、前記指示装置が前記タッチ面に接触しているときは前記増幅回路に第１のゲインを設定し、前記指示装置が前記タッチ面に接触していないときは前記増幅回路に第２のゲインを設定して、前記増幅反転信号の増幅の度合いを切り換える、
請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記検出信号と、予め定義されたノイズ情報とを照合し、前記検出信号にノイズが含まれると判定したときは、前記駆動信号の周波数を変更し、変更後の変更周波数を前記検出補助装置へ通知するノイズ検出部を有し、
前記検出補助装置は、通知された前記変更周波数を取得し、前記周波数選択回路の前記変更周波数を前記検出駆動信号に含まれる信号成分の選択に用いる、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記検出補助装置は、前記指示装置経由で前記検出電極へ出力する補助信号の位相を前記検出駆動信号の位相と比較して、前記検出駆動信号に対する前記補助信号の位相遅延量が所定の許容範囲内であるか否かを判定し、前記位相遅延量が前記許容範囲を超えているときは、前記補助信号の位相を前記検出駆動信号の位相に合わせる位相調整回路を有する、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルと、前記タッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置と、を有する表示装置の駆動方法において、
制御装置が、
前記駆動電極に前記駆動信号を印加し、
検出補助装置が、
前記指示装置において検出される前記駆動信号に応じた検出駆動信号を取得し、
前記検出駆動信号に含まれる信号成分と前記駆動信号の周波数とを比較し、周波数が同じ第１の信号から前記第１の信号の位相を反転した第１の反転信号を生成し、
前記第１の反転信号に、周波数が前記駆動信号の周波数と異なる第２の信号を加算して前記第１の反転信号を補正した補正反転信号を生成し、
前記補正反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力し、
前記制御装置が、
前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記補正反転信号とに応じて前記検出電極に発生する前記検出信号を取得し、
前記検出信号に基づいて前記指示装置の前記タッチパネルへの接触または近接を検出する、
表示装置の駆動方法。
【請求項８】
駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置において、
前記駆動信号に応じた検出駆動信号を検出し、前記検出駆動信号の位相を反転した反転信号を生成する反転回路と、
前記検出駆動信号に含まれる信号成分と前記駆動信号の周波数とを比較し、周波数が同じ第１の信号を選択して前記反転回路に出力する周波数選択回路と、
前記反転回路によって前記第１の信号の位相が反転された第１の反転信号に、周波数が前記駆動信号の周波数と異なる第２の信号を加算して前記第１の反転信号を補正した補正反転信号を生成する加算回路と、
前記検出電極に前記補正反転信号を出力する出力部と、
を有し、
前記駆動電極に前記駆動信号が印加されたときに、前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記補正反転信号とに応じた前記検出信号を前記検出電極に発生させる、
指示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び表示装置の駆動方法並びに指示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
利用者が指やスタイラスなどを接触して情報を入力するタッチパネルを備えた表示装置が様々な分野で用いられている。このようなタッチパネルの方式の１つとして、低消費電力が可能な静電容量式のタッチパネルが知られている。タッチパネルでは、画面面積が小さい場合には、先の細いスタイラスを用いて入力できることが好ましい。しかしながら、静電容量式のタッチパネルでは接触箇所に発生する静電容量がある程度以上必要であることから、接触面積の狭いスタイラスでは接触検知の感度が悪くなっていた。そこで、操作性の向上のため、検出部に向けてアクティブな信号を出力するスタイラスを備えた表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５８１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、タッチの有無を確実に検出することが可能な表示装置及び表示装置の駆動方法並びに指示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルと、前記タッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置と、前記指示装置において検出される前記駆動信号に応じた検出駆動信号を取得し、前記検出駆動信号の位相を反転した反転信号を生成する反転回路を有し、前記検出駆動信号に含まれる信号成分と前記駆動信号の周波数とを比較し、周波数が同じ第１の信号を選択して前記反転回路に出力する周波数選択回路と、前記反転回路によって前記第１の信号の位相が反転された第１の反転信号に、周波数が前記駆動信号の周波数と異なる第２の信号を加算して前記第１の反転信号を補正した補正反転信号を生成する加算回路と、を有し、前記補正反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力する検出補助装置と、前記駆動電極に前記駆動信号を印加し、前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記補正反転信号とに応じて前記検出電極に発生する前記検出信号を取得し、前記検出信号に基づいて前記指示装置の前記タッチパネルへの接触または近接を検出する制御装置と、を有する表示装置である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。
【図２】第２の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。
【図３】第２の実施形態の制御装置の構成の一例を示した図である。
【図４】第２の実施形態のＴＰＩＣの構成の一例を示した図である。
【図５】駆動信号に対する積分回路の出力信号の一例を示した図である。
【図６】第２の実施形態のスタイラスの構成の一例を示した図である。
【図７】ノイズパターンの一例を示した図である。
【図８】第２の実施形態の表示装置のタッチ検出処理を示したフローチャートである。
【図９】第３の実施形態の表示装置の第２検出補助回路の構成の一例を示した図である。
【図１０】第３検出補助回路の構成の一例を示した図である。
【図１１】第４の実施形態の表示装置の第４検出補助回路の構成の一例を示した図である。
【図１２】位相調整回路の入力信号と出力信号との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、開示はあくまでも一例にすぎず、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、本発明と各図において、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。
【０００８】
［第１の実施形態］
第１の実施形態の表示装置について図１を用いて説明する。図１は、第１の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。
図１に示した表示装置１は、タッチパネル２と、画像表示パネル３と、制御装置４と、指示装置５と、検出補助装置６と、を有する。
【０００９】
タッチパネル２は、駆動電極２ａと、駆動電極２ａの少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極２ｂとを備え、タッチ面側に検出電極２ｂが配置される。タッチパネル２では、このような駆動電極２ａと検出電極２ｂとが、タッチ面領域をカバーして複数配置される。以下では、一部分が交差して対向部を形成する駆動電極２ａと検出電極２ｂについて説明するが、他の駆動電極及び検出電極についても同様である。
【００１０】
駆動電極２ａと検出電極２ｂとが対向する対向部は、駆動電極２ａ、誘電体及び検出電極２ｂにより第１の容量を有する。駆動電極２ａに矩形波の駆動信号Ｔｘを印加すると、駆動信号Ｔｘに同期して検出電極２ｂにおいて検出信号Ｒｘを検出することができる。すなわち、駆動電極２ａに駆動信号Ｔｘが印加されると、検出電極２ｂには駆動電極−検出電極間の相互容量に応じた電荷が蓄えられる。この検出電極２ｂの電荷量を検出信号Ｒｘとして取り出せば、駆動電極−検出電極間の相互容量を測定することができる。タッチパネル２に指示装置５が接触または近接しているときと、離れているときとでは相互容量が異なるため、相互容量を測定することにより、指示装置５のタッチの有無も検出できる。図１では、駆動電極２ａと検出電極２ｂはタッチパネル２の互いに直交する方向に延在する帯状の形状を有し、その交差する部分に対向部が形成されているが、本発明はこれに限定されない。
【００１１】
画像表示パネル３は、平面状の表示面を備え、制御装置４から出力される表示用信号に基づいて画像を表示する。
制御装置４は、画像表示パネル３、駆動電極２ａ及び検出電極２ｂに接続し、画像表示パネル３に表示を行う表示制御と、指示装置５のタッチを検出する検出制御と、を行う。検出制御では、駆動電極２ａに矩形波の駆動信号Ｔｘを印加し、検出電極２ｂから検出信号Ｒｘを取得する。検出電極２ｂからは、駆動信号Ｔｘの電位変化タイミングに同期した立上り及び立下りの波形を持つ検出信号Ｒｘが出力される。
【００１２】
指示装置５は、タッチパネル２のタッチ面上の位置を指示する。タッチパネル２に接触または近接した指示装置５は、タッチパネル２と電気的に接続され、第２の容量を形成する。接触または近接したタッチパネル２の検出電極２ｂを介して入力する駆動信号Ｔｘを検知した検出駆動信号Ｔｄを検出補助装置６に出力する。また、検出補助装置６から反転信号ＲＴｄを取得し、指示装置５の出力回路と検出電極２ｂ間の容量結合等により、検出電極２ｂに出力する。
【００１３】
検出補助装置６は、反転回路６ａを有し、指示装置５から検出駆動信号Ｔｄを取得し、検出駆動信号Ｔｄの位相を反転した反転信号ＲＴｄを生成して指示装置５に出力する。なお、検出補助装置６は、他の装置内に設けるとしてもよい。例えば、指示装置５、あるいは制御装置４に設けることができる。
【００１４】
このような表示装置１のタッチ検出動作について説明する。以下では、指示装置５がタッチパネル２に接触または近接している状態を「タッチ状態」とし、接触も近接もしていない状態を「非タッチ状態」として説明する。
【００１５】
指示装置５が非タッチ状態では、駆動電極２ａと検出電極２ｂとの間の相互容量は、第１の容量に相当する。制御装置４によって駆動電極２ａに駆動信号が印加されると、駆動電極−検出電極間に第１の容量に応じた電界が発生する。一方、指示装置５がタッチ状態では、指示装置５との間の第２の容量によって電界の一部が指示装置５との間でも発生する。これにより、駆動電極−検出電極間の電界は減少し、相互容量も減少する。さらに、検出補助装置６から指示装置５を介して駆動信号Ｔｘとは逆位相の反転信号ＲＴｄが検出電極２ｂに出力される。この反転信号ＲＴｄは、指示装置５と検出電極２ｂとの容量結合を介して、指示装置５による検出信号Ｒｘの信号変化を助ける方向に働く。
【００１６】
このように、検出信号Ｒｘには、駆動電極−検出電極間の相互容量に応じた信号成分（検出信号Ｒｘ０とする）に反転信号ＲＴｄによる信号成分が重畳されている。このため、単に駆動電極−検出電極間の相互容量に応じた検出信号Ｒｘ０より信号強度が増強される。制御装置４においては、このように信号強度が増強された検出信号Ｒｘを用いて指示装置５のタッチ状態を検出することにより、タッチの有無を確実に検出することが可能となる。
【００１７】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態の表示装置について説明する。
図２は、第２の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。
【００１８】
第２の実施形態の表示装置１０は、タッチパネル２０と、画像表示パネル３０と、表示制御回路３５と、タッチパネル制御回路（以下、ＴＰＩＣとする）４０と、スタイラス５０と、制御装置６０と、を有する。表示制御回路３５、ＴＰＩＣ４０及び制御装置６０は、それぞれ、図１に示した制御装置４の処理の一部を実行する。また、図１に示した検出補助装置６は、スタイラス５０内に検出補助回路５１として搭載される。
【００１９】
タッチパネル２０は、図２の左右方向に延在する複数の帯状の駆動電極２１と、駆動電極２１の延在方向と直交する方向に延びる複数の帯状の検出電極２２と、を有する相互容量検出方式のタッチパネルである。検出電極２２は、タッチパネル２０のタッチ面側に配置され、誘電体を挟んでその下層に駆動電極２１が配置される。駆動電極２１と検出電極２２とは平面視で交差しており、その交差部分において駆動電極２１と検出電極２２とが対向する対向部が形成される。この対向部がタッチセンサとして機能し、タッチパネル２０では、対向部がマトリクス状に配置されることにより、スタイラス５０のタッチ位置が検出可能となっている。ＴＰＩＣ４０は、検出したスタイラス５０のタッチの有無と、タッチが検出されたときはその位置と、を含むタッチ情報を制御装置６０に出力する。
【００２０】
画像表示パネル３０は、タッチパネル２０と一体化された、いわゆるインセル型で構成される。インセル型の構成では、タッチパネル２０の駆動電極２１と、液晶表示素子の共通電極と、が共用される。なお、タッチパネル２０と画像表示パネル３０とは、それぞれ別々に形成した後、接着剤などで貼り合せた構成であってよい。
表示制御回路３５は、制御装置４の処理機能のうち、表示制御を行う。制御装置６０から画像信号を入力して表示用信号を生成し、画像表示パネル３０の表示制御を行う。
【００２１】
ＴＰＩＣ４０は、制御装置４の処理機能のうち、スタイラス５０によるタッチを検出する検出制御を行う。ＴＰＩＣ４０は、制御装置６０からの指示に応じて、駆動電極２１を順次選択して交流矩形波の駆動信号を供給し、そのときの検出電極２２の検出信号に基づき、スタイラス５０のタッチの有無と、タッチ状態であるときはその位置とを検出する。
【００２２】
スタイラス５０は、指示装置５の一実施形態であり、第２の実施形態では、スタイラス５０は検出補助回路５１を備える。検出補助回路５１は、スタイラス５０の先端がタッチパネル２０に近づいたときに検出される駆動信号Ｔｘに応じた検出駆動信号Ｔｄに基づき、駆動信号Ｔｘとは逆相の補助信号ＡＲｘを生成し、検出電極２２に出力する。補助信号ＡＲｘは、図１に示した反転信号ＲＴｄを含む検出信号Ｒｘの信号強度を強化するための信号を指す。
制御装置６０は、表示装置１０全体を制御する。
【００２３】
このような表示装置１０の各部について説明する。
まず、装置全体を制御する制御装置６０について説明する。図３は、第２の実施形態の制御装置の構成の一例を示した図である。
【００２４】
制御装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１によって制御されている。ＣＰＵ６１には、バス８３を介してＲＡＭ（Random Access Memory）６２及びＲＯＭ（Read Only Memory）６３と複数の周辺機器が接続されている。
【００２５】
ＲＡＭ６２は、制御装置６０の主記憶装置として使用される。ＲＡＭ６２には、ＣＰＵ６１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ６２には、ＣＰＵ６１による処理に必要な各種データが格納される。
【００２６】
ＲＯＭ６３は、不揮発性の半導体メモリであり、制御装置６０の二次記憶装置として使用され、更新する必要のない情報を記憶する。例えば、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、及び各種データが格納される。なお、二次記憶装置としては、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を使用することもできる。
【００２７】
バス８３に接続されている周辺機器としては、表示制御回路３５、ＴＰＩＣ４０及び通信インタフェース８１がある。
表示制御回路３５には、画像表示パネル３０が接続されている。
【００２８】
ＴＰＩＣ４０には、タッチパネル２０が接続されている。ＴＰＩＣ４０は、ＣＰＵ６１の命令に基づいて、スタイラス５０のタッチ状態を検出する。また、タッチ位置の座標を算出し、タッチ位置の座標を含むタッチ情報を、バス８３を介してＣＰＵ６１に出力する。
【００２９】
通信インタフェース８１は、ネットワーク９０に接続され、ネットワーク９０を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。また、スタイラス５０がネットワーク９０に接続すれば、ネットワーク９０を介してスタイラス５０との間でデータの送受信を行うとしてもよい。
以上のような構成によって、制御装置６０の処理機能を実現することができる。
【００３０】
次に、ＴＰＩＣ４０の構成について説明する。図４は、第２の実施形態のＴＰＩＣの構成の一例を示した図である。図４には、ＴＰＩＣ４０とともにタッチパネル２０の対向部の断面の概略を示している。
【００３１】
ＴＰＩＣ４０は、駆動制御回路４１と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路４２と、信号処理回路４３と、を有し、スタイラス５０のタッチを検出する検出制御を行う。タッチを検出したときは、そのタッチ位置の座標を検出し、制御装置６０へ通知する。駆動制御回路４１は、所定の周波数の交流矩形波の駆動信号Ｔｘを駆動電極２１に印加する。Ａ／Ｄ変換回路４２は、駆動制御回路４１と同期して動作し、駆動電極−検出電極間の相互容量と、補助信号ＡＲｘとに応じた検出信号Ｒｘを入力し、検出データＶｄｅｔに変換する。Ａ／Ｄ変換回路４２は、検出電極２２ごとに設けられ、対応する検出電極２２の検出信号Ｒｘをデジタルデータに変換する変換処理を行う。信号処理回路４３は、各Ａ／Ｄ変換回路４２が変換処理を行った検出データＶｄｅｔを入力し、タッチ面全体の検出データＶｄｅｔに基づいて、スタイラス５０のタッチ検出と、そのタッチ位置の座標を特定する処理を行う。
【００３２】
各処理部を信号の流れに沿って説明する。
駆動制御回路４１は、１フレーム期間中の画像表示パネル３０の共通電極として共用される駆動電極２１が共通電極として動作していない期間に、複数の駆動電極２１に対し、順番に駆動信号Ｔｘを印加する。例えば、図２に示した駆動電極２１を、＃１、＃２、＃３、＃４、＃５・・・の順に選択し、順次駆動信号Ｔｘを印加する。各駆動電極２１には、１フレーム期間内に駆動信号Ｔｘが複数回印加される。駆動信号Ｔｘの印加は、選択した駆動電極２１に対し連続的に複数回行うとしてもよい。
【００３３】
タッチパネル２０では、駆動電極２１に印加された駆動信号Ｔｘによって駆動電極２１と検出電極２２との間の相互容量に応じた電流が検出電極２２に流れる。図４に示したように、駆動電極２１と検出電極２２との対向部には駆動電極２１及び検出電極２２と、その間の誘電体とによって静電容量Ｃ１（以下、容量Ｃ１とする）が形成されている。スタイラス５０が非タッチ状態では、駆動電極２１に交流矩形波の駆動信号Ｔｘを印加したとき、検出電極２２に容量Ｃ１に応じた電流が流れ、検出信号ＲｘとしてＡ／Ｄ変換回路４２に出力される。一方、スタイラス５０がタッチ状態では、容量Ｃ１にスタイラス５０との間に形成される容量Ｃ２が直列に追加された形となる。このとき駆動電極２１に交流矩形波の駆動信号Ｔｘを印加すると、駆動電極−検出電極間とともに、駆動電極−スタイラス間にも電界が生じ、駆動電極−検出電極間の電界は非タッチ状態より減少する。従って、検出信号Ｒｘ０は、非タッチ状態よりも小さな値になる。さらに、スタイラス５０からは、検出補助回路５１で生成された補助信号ＡＲｘが検出電極２２に出力される。これにより、検出信号Ｒｘ０に補助信号ＡＲｘの信号成分が重畳されて信号変化が強められた検出信号Ｒｘが得られる。このように、スタイラス５０から出力される補助信号ＡＲｘは、スタイラス５０が駆動電極２１との間に形成する容量による検出信号Ｒｘの信号変化を強め、非タッチ状態における検出信号Ｒｘとの差をより顕著にする。検出信号Ｒｘは、複数の検出電極２２においてそれぞれ生成され、Ａ／Ｄ変換回路４２に出力される。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換回路４２は、積分回路４２１、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）４２２及びＦＩＲ（Finite Impulse Response）４２３を有し、駆動制御回路４１と同期して検出信号Ｒｘを取り出し、検出信号Ｒｘから信号処理回路４３で用いる検出データＶｄｅｔを生成する。なお、図４では１つのＡ／Ｄ変換回路４２のみを示したが、Ａ／Ｄ変換回路４２は複数の検出電極２２それぞれに対応して設けられる。あるいは、複数の検出電極２２と、Ａ／Ｄ変換回路４２とを、例えばマルチプレクサを介して接続し、駆動制御回路４１の選択した駆動電極２１に合わせて、検出信号の入力先の検出電極２２を順次切り替えるとしてもよい。
【００３５】
積分回路４２１は、検出信号Ｒｘを積算した電圧値を出力する。スタイラス５０が非タッチ状態では、駆動電極２１に駆動信号が印加されると、駆動電極２１、容量Ｃ１、検出電極２２、積分回路４２１の容量の経路で電流が流れ、積分回路４２１の出力電圧が低下する。これに対し、スタイラス５０がタッチ状態であるときは、駆動電極−検出電極間の容量が小さくなるとともに、スタイラス５０の出力信号が加わり、積分回路４２１に流れ込む電流は小さくなり、積分回路４２１の出力電圧の降下に差が生じる。
【００３６】
図５は、駆動信号に対する積分回路の出力信号の一例を示した図である。
（Ａ）は、駆動信号Ｔｘの交流矩形波の１クロック区間の波形を示している。（Ｂ）は、スタイラス５０が非タッチ状態のときの積分回路出力電圧の波形を示している。（Ｃ）は、スタイラス５０がタッチ状態のときの積分回路出力電圧の波形を示している。（Ｂ）、（Ｃ）ともに、（Ａ）の１クロック区間に対応する。
【００３７】
図５に示したように、駆動信号Ｔｘの立上りでは、駆動電極２１、相互容量、検出電極２２、積分回路４２１の容量の経路で電流が流れ、積分回路４２１の出力電圧が降下する。駆動信号Ｔｘの立下りでは、逆になる。
【００３８】
ここで、（Ｂ）に示したスタイラス５０が非タッチ状態における積分回路出力電圧の負方向の最大値をベースラインＶｂとする。同様に、（Ｃ）に示したスタイラス５０がタッチ状態における積分回路出力電圧の負方向の最大値をＶｘとする。前述のように、相互容量の大きさは、非タッチ状態＞タッチ状態であり、さらに、タッチ状態においてはスタイラス５０から検出電極２２に駆動信号とは逆相の補助信号ＡＲｘが出力される。従って、非タッチ状態におけるベースラインＶｂと、タッチ状態におけるＶｘとの差は、タッチ状態／非タッチ状態の判定に用いるのに十分な大きさとなる。第２の実施形態では、タッチ状態と非タッチ状態との積分回路出力電圧の差（図５では、信号成分Ｖｓ）に基づいて、タッチ状態であるか非タッチ状態であるかを判定する。なお、図５に示したように、駆動信号の立下り時においても同様に信号成分を検出することができる。
【００３９】
図４に戻って説明する。
ＡＤＣ４２２は、サンプル／ホールド回路を有し、積分回路４２１において積分が完了した信号のピーク値をサンプル／ホールドし、サンプル／ホールドしたピーク値にＡ／Ｄ変換を施してデジタル信号に変換する。ＡＤＣ４２２によって、図５に示した非タッチ状態におけるＶｂと、タッチ状態におけるＶｘとが算出される。
ＦＩＲ４２３は、平均化処理を行ってＡＤＣ４２２が生成した信号に含まれる不要なノイズを低減する。
【００４０】
このようにして、Ａ／Ｄ変換回路４２では、駆動電極２１に駆動信号Ｔｘを印加したときに検出電極２２から出力される検出信号Ｒｘに基づいて、検出データＶｄｅｔが生成される。検出データＶｄｅｔは、その時点における駆動電極−検出電極間の相互容量を示すものである。相互容量の大きさは、非タッチ状態＞タッチ状態であり、これに応じて非タッチ状態とタッチ状態とでは検出データＶｄｅｔの大きさが異なる。計測した検出データＶｄｅｔは、信号処理回路４３に出力される。
【００４１】
駆動制御回路４１は、駆動電極２１に選択的に駆動信号Ｔｘを印加し、Ａ／Ｄ変換回路４２では、駆動信号Ｔｘの印加に同期してすべての検出電極２２において検出データＶｄｅｔが生成される。この処理を全駆動電極２１について行って、タッチパネル２０に形成される対向部すべての検出データＶｄｅｔが生成される。
【００４２】
信号処理回路４３は、ベースライン記憶部４３１と、信号値算出部４３２と、ノイズ検出部４３３と、座標計算部４３４と、を有する。信号処理回路４３には、駆動電極２１と検出電極２２とが対向する全対向部における検出データＶｄｅｔが入力する。
【００４３】
ベースライン記憶部４３１は、スタイラス５０が非タッチ状態におけるＡ／Ｄ変換回路４２の検出データＶｄｅｔをベースラインＶｂとして記憶する。ベースラインＶｂは、信号算出部４３２によって適宜更新される。
【００４４】
信号値算出部４３２は、Ａ／Ｄ変換回路４２から取得した検出データＶｄｅｔと、ベースライン記憶部４３１に記憶されるベースラインＶｂとに基づいて、検出データＶｄｅｔに含まれるスタイラス５０の存在に起因する信号成分Ｖｓを算出し、スタイラス５０がタッチ状態であるか非タッチ状態であるかを判定する。具体的には、Ａ／Ｄ変換回路４２から取得した検出データＶｄｅｔと、ベースラインＶｂとの差分（Ｖｄｅｔ−Ｖｂ）を算出し、算出した信号値Ｖｓを閾値と比較する。信号値Ｖｓが閾値以下であれば、スタイラス５０は非タッチ状態であると判定する。閾値を超えていれば、スタイラス５０はタッチ状態であると判定する。また、非タッチ状態であると判定したときは、このときの検出データＶｄｅｔの値でベースラインＶｂを更新するとしてもよい。ベースラインＶｂを適宜更新することによって、動作環境の変化などによってベースライン値がずれてしまった場合にも対応が可能であり、正確なタッチ検出を行うことができる。
【００４５】
ノイズ検出部４３３は、信号値算出部４３２が算出したタッチ面領域の信号値Ｖｓを解析し、タッチ面領域の信号値Ｖｓにノイズが含まれているか否かを判定する。例えば、ＡＣチャージャーノイズなど、想定されるノイズパターンと、タッチ面領域の信号値Ｖｓとを比較し、ノイズパターンが検出されるか否かで判定する。ノイズを検出した場合には、駆動制御回路４１に対し駆動信号Ｔｘの周波数の変更を指示するようにしてもよい。
【００４６】
座標計算部４３４は、算出された信号値Ｖｓがタッチ状態を示すとき、タッチ状態を示した位置座標の検出処理を行う。ノイズ検出部４３３によってノイズが除去された信号値Ｖｓ（＝Ｖｄｅｔ−Ｖｂ）を用いて、タッチ状態を示す対向部の分布状況を解析し、位置座標を決定する。位置座標の決定方法は、動作状態等に応じて適宜選択される。例えば、対向部がタッチ状態を示す領域の重心を求め、位置座標としてもよい。あるいは、算出された信号値Ｖｓの値が高いものに基づいて位置座標を決めるとしてもよい。また、必要に応じて、前回検出した位置座標と関連付ける追跡処理を行うとしてもよい。算出したタッチの有無と、タッチの位置座標とは、タッチ情報として制御装置６０へ出力する。
なお、第２の実施形態では、信号処理回路４３をＴＰＩＣ４０内に設けたが、同様の処理を制御装置６０で行うとしてもよい。また、信号処理回路４３の一部の処理を制御装置６０で行うとしてもよい。
【００４７】
次に、スタイラスについて説明する。図６は、第２の実施形態のスタイラスの構成の一例を示した図である。
スタイラス５０は、検出補助回路５１と、ペン先検出部５２と、ペン先出力部５３と、を有する。
【００４８】
検出補助回路５１は、反転回路５１１と、増幅回路５１２と、を有する。反転回路５１１は、ペン先検出部５２から入力した検出駆動信号Ｔｄの電位変化を反転し、反転信号を生成する。増幅回路５１２は、反転回路５１１から入力した反転信号を所定のゲインで増幅した増幅反転信号を生成し、増幅反転信号を補助信号ＡＲｘとしてペン先出力部５３へ出力する。
【００４９】
ペン先検出部５２は、タッチパネル２０に向けられるスタイラス５０の先端部分に形成される。そして駆動電極２１に印加された駆動信号Ｔｘの電位変動を検知し、検出駆動信号Ｔｄを反転回路５１１に出力する。
【００５０】
ペン先出力部５３は、ペン先検出部５２と同様に、スタイラス５０の先端部分に形成される。そして、増幅回路５１２によって生成された補助信号ＡＲｘを、検出電極２２に出力する。
【００５１】
このような構成のスタイラス５０は、タッチパネル２０に近づくと、ペン先検出部５２を介してタッチパネル２０の駆動信号Ｔｘの電位変動が検出される。検出した検出駆動信号Ｔｄの信号レベルは、スタイラス５０と検出電極２２との間の距離が同じであれば、検出電極２２と駆動信号Ｔｘが印加された駆動電極２１との距離に応じて決まる。例えば、図２に示した駆動電極２１の＃１〜＃５のうち、＃３の近傍にスタイラス５０が近接していたとする。＃１から順に駆動信号Ｔｘを印加していくと、スタイラス５０で検出される検出駆動信号Ｔｄの電位レベルは、＃３に駆動信号Ｔｘが印加されたときに最大となり、駆動信号Ｔｘが印加される位置が＃３から離れるほど、電位レベルは小さくなる。スタイラス５０では、このように検出された電位変化を検出補助回路５１で反転・増幅した補助信号ＡＲｘをペン先出力部５３から出力する。従って、補助信号ＡＲｘは、駆動信号Ｔｘが離れたところに印加している場合は弱く、近いところに印加している場合は強く信号変化を助けるため、検出信号Ｒｘの信号強度を増強させることができる。
【００５２】
このように、表示装置１０では、相互容量方式のタッチパネル２０における操作入力にこのようなスタイラス５０を用いることにより、検出信号Ｒｘの信号強度を増強することが可能となる。これにより、タッチ状態と非タッチ状態の信号変化の差が大きくなり、接触面積の小さいスタイラス５０であっても、タッチの有無を確実に検出することができる。また、よりタッチ位置に近い駆動電極２１において信号強度を増強させるため、タッチ位置をより確実に検出することができる。特に、インセル型のタッチパネルの場合、駆動電極２１と検出電極２２との距離が大きくなるため、検出電極２２に届く駆動信号Ｔｘが小さくなり、タッチ検出が難しい。しかしながら、表示装置１０によれば、信号強度を増強させることができるため、インセル型のタッチパネルでも確実にタッチを検出することができる。
【００５３】
なお、増幅回路５１２のゲインは、補助信号ＡＲｘの電位レベルが最適となるように適宜設定される。また、スタイラス５０がタッチ面に接触しているか否かにより、増幅回路５１２のゲインの設定を切り換えるようにしてもよい。例えば、ペン先検出部５２に圧力検出機構を設け、スタイラス５０のペン先がタッチ面に接触しているか否かを検出する。検出している場合と、タッチ面の上空に存在している場合とでは、増幅回路５１２のゲインを切り換えて増幅の度合いを変え、上空にあるときの指示入力を制御する。上空にあるときのゲインを下げれば、スタイラス５０がタッチ面に接触していなければ指示入力ができなくなり、誤入力を防止できる。一方、ゲインを上げれば、上空での指示入力を確実に行うことができる。
【００５４】
ところで、検出駆動信号Ｔｄは、駆動電極２１に印加された駆動信号Ｔｘが誘電体、検出電極２２、スタイラス−検出電極間容量という経路を通ってスタイラス５０に入力する。このため、経路途中でノイズが混入する場合がある。例えば、表示装置１０に低コストの充電器を接続したときに充電器から発生するノイズ、いわゆるＡＣチャージャーノイズが付加されることが考えられる。
【００５５】
図７は、ノイズパターンの一例を示した図である。
図７に示した黒い領域がスタイラス５０のタッチを検出した箇所を示す。図７の例では、（Ａ）ノイズ無パターンの一例、（Ｂ）ノイズ有パターンの一例とも、タッチパネル２０の同じ位置にスタイラス５０をタッチしている。
【００５６】
（Ａ）ノイズ無パターンの一例に示すノイズ無の場合、領域Ｐ１の１箇所のみでタッチが検出されている。この領域Ｐ１がスタイラス５０によってタッチされている箇所であり、このようなパターンであれば、タッチ位置の座標を容易に算出することができる。
これに対し、（Ｂ）ノイズ有パターンの一例に示すノイズ有の場合、領域Ｐ２の周りに複数の領域Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４にタッチが検出されている。領域Ｐ２がスタイラス５０によってタッチされている箇所であり、領域Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４はノイズである。このようなパターンが発生した状態では、タッチ位置の検出精度が低下する。
【００５７】
そこで、表示装置１０では、信号処理回路４３において、検出信号Ｒｘから得た信号値Ｖｓを解析し、ノイズの検出と、ノイズを軽減する処理を行う。
ノイズ検出部４３３では、信号値算出部４３２より取得したタッチパネル２０のタッチ面全体のタッチ情報と、ＡＣチャージャーノイズなど、予め予測されるノイズパターンと、を比較し、ノイズが発生しているか否かを判定する。ノイズが発生していると判断したときは、このようなノイズによるタッチ位置検出精度の低下を防ぐため、表示装置１０では、駆動信号Ｔｘの周波数を切り換え、新たな駆動信号周波数Ｔｘｆを駆動制御回路４１に通知する。ＡＣチャージャーノイズなど、周期的に発生するノイズの周波数と、駆動信号Ｔｘの周波数とが近い場合、検出信号Ｒｘにノイズが重畳されてしまう。そこで、駆動信号Ｔｘの周波数を切り換え、ＡＣチャージャーノイズの周波数と異ならせることにより、駆動信号とノイズを区別し、検出信号Ｒｘに重畳するノイズを軽減することができる。
【００５８】
このような構成の表示装置１０におけるタッチ検出処理について、フローチャートを用いて説明する。図８は、第２の実施形態の表示装置のタッチ検出処理を示したフローチャートである。表示装置１０が動作を開始し、タッチ検出処理を起動してＴＰＩＣ４０による処理が開始される。
【００５９】
［ステップＳ０１］ＴＰＩＣ４０は、立上り時に、駆動信号周波数Ｔｘｆに予め決められた初期値を設定し、駆動信号Ｔｘの周波数を初期設定する。
［ステップＳ０２］ＴＰＩＣ４０は、タッチ検出を行う処理期間であるか否かを判定する。タッチ検出は、駆動電極２１が表示用の共通電極として動作していない期間に行われる。処理期間であれば、処理をステップＳ０３に進める。処理期間でなければ、次の処理期間の開始まで待つ。
【００６０】
［ステップＳ０３］ＴＰＩＣ４０は、処理期間であるのでタッチ検出処理を行う。タッチ検出処理では、駆動制御回路４１によって駆動電極２１に順次駆動信号Ｔｘを印加し、検出電極２２から検出信号Ｒｘを入力する。入力した検出信号Ｒｘは、Ａ／Ｄ変換回路４２によって検出データＶｄｅｔに変換される。タッチ検出処理では、駆動電極２１と検出電極２２とが交差する全ての対向部における検出データＶｄｅｔを求める。
【００６１】
［ステップＳ０４］ＴＰＩＣ４０は、立ち上げ時の処理であるか否かを判定する。立ち上げ時であれば、処理をステップＳ０５に進める。立ち上げ時でなければ、処理をステップＳ０６に進める。
【００６２】
［ステップＳ０５］ＴＰＩＣ４０は、立ち上げ時の処理であるので、検出データＶｄｅｔの値をベースラインＶｂに設定し、ベースライン記憶部４３１に記憶する。ベースラインＶｂには、スタイラス５０が非タッチ状態にあると推定される検出データＶｄｅｔが設定される。
【００６３】
［ステップＳ０６］ＴＰＩＣ４０は、ベースライン記憶部４３１に記憶するベースラインＶｂと、タッチ検出処理によって得られた検出データＶｄｅｔを用いて信号成分Ｖｓを算出する。信号成分Ｖｓは、検出データＶｄｅｔとベースラインＶｂとの差分（Ｖｓ＝Ｖｄｅｔ−Ｖｂ）を算出して得る。
【００６４】
［ステップＳ０７］ＴＰＩＣ４０は、算出した信号成分Ｖｓと閾値とを比較する。信号成分Ｖｓと閾値との比較は、対向部ごとに算出された信号成分Ｖｓ全てについて行う。信号成分Ｖｓ＞閾値が成立するものがあるときは、処理をステップＳ０８に進める。信号成分Ｖｓ＞閾値が成立するものがないときは処理をステップＳ１１に進める。
【００６５】
［ステップＳ０８］ＴＰＩＣ４０は、信号成分Ｖｓが閾値より大きいとき、得られた検出データＶｄｅｔと予め登録されたノイズパターンとを照合し、検出データＶｄｅｔにノイズが含まれているか否かを判定する。ノイズ有と判定したときは、処理をステップＳ１２に進める。ノイズ無と判定したときは、処理をステップＳ０９に進める。
【００６６】
［ステップＳ０９］ＴＰＩＣ４０は、ノイズ無と判定したときは、信号成分Ｖｓに基づいてタッチ位置の座標値を計算する。
【００６７】
［ステップＳ１０］ＴＰＩＣ４０は、算出したタッチ位置の座標値を制御装置６０に出力し、処理をステップＳ０２に進める。
［ステップＳ１１］ＴＰＩＣ４０は、信号成分Ｖｓが閾値未満であるとき、検出データＶｄｅｔは非タッチ状態を示していると判定する。新たな検出データＶｄｅｔをベースラインＶｂとしてベースライン記憶部４３１を更新し、処理をステップＳ０２に進める。
【００６８】
［ステップＳ１２］ＴＰＩＣ４０は、ノイズ有と判定したときは、ノイズを軽減するため、駆動信号Ｔｘの周波数（駆動信号周波数Ｔｘｆ）を異なる値に切り換え、処理をステップＳ０２に進める。
【００６９】
以上の処理手順が実行されることにより、ＴＰＩＣ４０では、タッチパネル２０にスタイラス５０がタッチしたことを検出し、タッチした位置の座標値を得る。スタイラス５０がタッチパネル２０にタッチした状態では、スタイラス５０から駆動信号Ｔｘとは逆位相の補助信号ＡＲｘが検出電極２２に出力されるので、スタイラス５０が補助信号ＡＲｘを出力しない場合と比較し、信号成分Ｖｓが大きな値となる。このため、タッチの有無を確実に検出することが可能となる。
また、得られた信号成分Ｖｓにノイズパターンが検出されたときは、駆動信号Ｔｘの周波数を切り換えノイズ低減を図る。これにより、ＡＣチャージャーノイズなどのノイズによる影響を軽減することができる。
【００７０】
なお、上記では、スタイラス５０を用いてタッチパネル２０に入力操作を行う場合について説明した。しかし、タッチパネル２０は、相互容量方式のタッチパネルであり、指をタッチ面に接触または近接して操作できることは当然である。この場合、指はタッチ面に充分な接触面積を確保できることから、補助信号ＡＲｘが検出電極２２に出力されなくてもタッチの有無を確実に検出できる。
【００７１】
［第３の実施形態］
第２の実施形態では、ＡＣチャージャーノイズなどのノイズを軽減するため、ノイズパターンが検出されたときには、ＴＰＩＣ４０において駆動信号周波数Ｔｘｆを切り換えるとしていた。第３の実施形態では、さらに、スタイラス５０においてノイズを軽減する処理を行う。
【００７２】
以下、第３の実施形態の表示装置について図９を用いて説明する。第３の実施形態では、第２の実施形態のスタイラス５０の検出補助回路５１を新たな構成に置き換える。他の構成は第２の実施形態と同様であるので、新たな検出補助回路についてのみ説明する。
【００７３】
図９は、第３の実施形態の表示装置の第２検出補助回路の構成の一例を示した図である。
第３の実施形態の第２検出補助回路５４は、第２の実施形態の検出補助回路５１を置き換えたものであり、検出補助回路５１と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
第２検出補助回路５４は、周波数選択回路５４１と、反転回路５１１と、増幅回路５１２と、増幅回路５４２と、加算器（加算回路）５４３と、を有する。
【００７４】
周波数選択回路５４１は、入力した検出駆動信号Ｔｄに含まれる信号成分の周波数が駆動信号周波数Ｔｘｆであるか、それ以外の周波数であるかに応じて、信号成分ごとに出力先を選択する。信号成分には、まず、検出駆動信号Ｔｄに含まれる駆動信号Ｔｘに応じた信号成分がある。ノイズが発生していないときは、検出駆動信号Ｔｄに含まれる信号成分は、駆動信号Ｔｘに応じた信号成分のみになる。この周波数が駆動信号周波数Ｔｘｆと一致する信号成分を便宜的に第１の信号とする。ノイズが発生している場合、検出駆動信号Ｔｄには、第１の信号に加え、ノイズ成分が含まれる。ノイズによる信号は、駆動信号周波数Ｔｘｆとは異なる周波数を有する。この信号を第２の信号とする。このような周波数の違いに基づき、周波数選択回路５４１では検出駆動信号Ｔｄの信号成分を周波数によって分類し、第１の信号は反転回路５１１に出力し、第２の信号は増幅回路５４２に出力する。
【００７５】
反転回路５１１及び増幅回路５１２は、入力した検出駆動信号Ｔｄに含まれる第１の信号の電位変化を反転し、増幅した後、加算器５４３に出力する。
増幅回路５４２は、入力した検出駆動信号Ｔｄに含まれる第２の信号の電位変化をそのままの状態で増幅した後、加算器５４３に出力する。電位変化をそのままの状態で増幅した信号成分は、検出電極２２に出力されたとき、駆動信号Ｔｘに含まれるノイズを削減する補正信号になる。
【００７６】
加算器５４３は、増幅回路５１２を経由して入力した第１の信号の位相を反転した第１の反転信号と、増幅回路５４２を経由して入力した補正信号と、を加算した補正反転信号を生成し、補助信号ＡＲｘとしてペン先出力部５３から出力する。
【００７７】
このような第２検出補助回路５４によれば、周波数選択回路５４１において、検出駆動信号Ｔｄに含まれる第１の信号の信号成分と、第２の信号の信号成分と、を分離する。駆動信号Ｔｘと同じ周波数の第１の信号については、反転回路５１１及び増幅回路５１２によって反転・増幅し、第１の反転信号を生成する。一方、ノイズ成分である第２の信号については、反転せずに、増幅回路５４２によって増幅し、検出信号Ｒｘに含まれるノイズ成分を補正する補正信号を生成する。加算器５４３において、第１の反転信号と、補正信号とを加算した補正反転信号を生成し、補助信号ＡＲｘとして検出電極２２に出力する。このような補助信号ＡＲｘが検出電極２２に出力されることにより、検出信号Ｒｘに含まれるタッチ検出に関する信号分を増強し、ノイズ成分を減少させることができる。
これにより、ノイズの多い環境下においても確実にタッチの有無を検出することができる。
【００７８】
なお、図８に示したように、ノイズが検出されたときに駆動信号周波数Ｔｘｆを切り換える構成とした場合、周波数選択回路５４１では、その時点における駆動信号周波数ＴｘｆをＴＰＩＣ４０側からスタイラス５０側に通知する必要がある。第２検出補助回路５４に駆動信号周波数Ｔｘｆを通知する機能を設けた構成について説明する。
【００７９】
図１０は、第３検出補助回路の構成の一例を示した図である。
図１０に示した第３検出補助回路５５は、第２検出補助回路５４に、周波数受信回路５５１を加えた構成を有する。周波数受信回路５５１は、検出駆動信号Ｔｄを入力し、検出駆動信号Ｔｄから検出駆動信号Ｔｄに含まれる駆動信号周波数Ｔｘｆの通知を分離する。そして取得した駆動信号周波数Ｔｘｆを周波数選択回路５４１に通知する。周波数選択回路５４１では、通知を受けた駆動信号周波数Ｔｘｆを記憶部に記憶しておき、検出駆動信号Ｔｄの周波数による成分分離の際に参照する。
【００８０】
ＴＰＩＣ４０側では、ノイズ検出部４３３から新たな駆動信号周波数Ｔｘｆを取得した駆動制御回路４１が、駆動信号周波数Ｔｘｆを切り換えるとともに、この駆動信号周波数Ｔｘｆの通知を駆動信号Ｔｘに重畳して出力する。
【００８１】
駆動信号周波数Ｔｘｆの通知は、例えば、図８に示した信号処理の処理手順において、ステップＳ０１の駆動信号周波数Ｔｘｆ初期設定及びステップＳ１２の駆動信号周波数Ｔｘｆ切り換えの後、続けて行う。また、駆動信号周波数Ｔｘｆの通知は、駆動電極２１または検出電極２２を介してタッチ検出をしていない期間にデータ通信を行うとしてもよい。駆動信号Ｔｘに重畳された駆動信号周波数Ｔｘｆの通知は、スタイラス５０が近づいたとき、駆動電極２１、第１容量、検出電極２２と流れ、ペン先検出部５２から第３検出補助回路５５へ入力する。
【００８２】
なお、ＴＰＩＣ４０からスタイラス５０への駆動信号周波数Ｔｘｆの転送は、検出電極２２とスタイラス５０との間の検出駆動信号Ｔｄを介して行う方法に限定されない。例えば、通信インタフェース８１を介して行うとしてもよい。
【００８３】
［第４の実施形態］
第２の実施形態及び第３の実施形態では、スタイラス５０内における信号処理による位相遅延については無視できるとしていた。例えば、第２の実施形態では、ペン先検出部５２で検知された検出駆動信号Ｔｄは、反転回路５１１で反転され、増幅回路５１２で増幅されて補助信号ＡＲｘとなった後、ペン先出力部５３より出力されるのみであり、スタイラス５０内で生じる位相遅延はほとんどないと考えられる。よって、ペン先検出部５２で検知する信号と同期して検出電極２２で検出される駆動電極−検出電極間の相互容量に応じた信号成分と、補助信号ＡＲｘとの位相差は無視できると考えらえる。
【００８４】
しかしながら、スタイラス５０内での位相遅延が大きくなると、検出信号Ｒｘに含まれる検出電極２２で検出される駆動電極−検出電極間の相互容量に応じた信号成分と、補助信号ＡＲｘの信号成分との位相差が大きくなり、検出信号Ｒｘを用いるＴＰＩＣ４０での誤動作の要因となりうる。
【００８５】
第４の実施形態は、第１の実施形態の検出補助回路５１に、ペン先出力部５３から出力される補助信号ＡＲｘの位相をペン先検出部５２の検出駆動信号Ｔｄの位相に合わせる回路を備える。
【００８６】
以下、第４の実施形態の表示装置について図１１を用いて説明する。
図１１は、第４の実施形態の表示装置の第４検出補助回路の構成の一例を示した図である。
【００８７】
図１１に示した第４検出補助回路５６は、図６に示した検出補助回路５１に位相調整回路５６１を加えた構成である。検出補助回路５１と同じものについては、説明を省略する。
【００８８】
位相調整回路５６１は、ペン先検出部５２から入力する検出駆動信号Ｔｄと、増幅回路５１２が出力する補助信号ＡＲｘと、を入力し、検出駆動信号Ｔｄに対する補助信号ＡＲｘの位相の遅延を監視する。そして、位相の遅延量が一定量を超えた場合は、補助信号ＡＲｘの位相を検出駆動信号Ｔｄに合わせる調整を行う。補助信号ＡＲｘの位相をシフトさせ、波形のエッジを次の検出駆動信号Ｔｄのエッジに合わせる。位相の遅延量が一定量を超えない場合は、補助信号ＡＲｘの位相をシフトさせずにそのまま出力する。
【００８９】
図１２は、位相調整回路の入力信号と出力信号との関係を示した図である。１ｃｌｋは、検出駆動信号Ｔｄの１周期を示している。
図１２に示したように、検出駆動信号Ｔｄに対し、増幅回路５１２の出力には位相遅延が発生している。位相調整回路５６１には、位相遅延の許容範囲が予め設定されており、この許容範囲に基づいて補助信号ＡＲｘの位相を検出駆動信号Ｔｄの位相に合わせるか否かを判定する。
【００９０】
図１２（Ａ）位相遅延が許容範囲内の出力は、増幅回路５１２の出力信号の位相が許容範囲（Ａ）内である場合の位相調整回路５６１の出力を示している。位相遅延は、許容範囲（Ａ）内であるので、位相遅延は行わず、増幅回路５１２の出力をそのまま補助信号ＡＲｘとして出力する。
【００９１】
図１２（Ｂ）位相遅延が許容範囲を超えたときの出力は、増幅回路５１２の出力信号の位相が許容範囲（Ｂ）を超えている場合の位相調整回路５６１の出力を示している。位相遅延は、許容範囲（Ｂ）を超えているので、増幅回路５１２の出力の位相を、１ｃｌｋ後の検出駆動信号Ｔｄのエッジに合わせて遅延し、補助信号ＡＲｘとして出力する。
【００９２】
このように、位相調整回路５６１を設け、補助信号ＡＲｘの位相を検出駆動信号Ｔｄの位相に合わせることにより、補助信号ＡＲｘの位相が検出電極２２における駆動電極−検出電極間の相互容量に応じた信号成分の位相と同期する。これにより、補助信号ＡＲｘの位相遅延に起因するＴＰＩＣ４０における誤動作を低減することが可能となる。
なお、第４の実施形態では、位相遅延を検出して位相をシフトさせるとしたが、補助信号ＡＲｘの位相を常に、次の検出駆動信号Ｔｄのエッジに合わせて遅延させるとしてもよい。
【００９３】
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、表示装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ；Hard Disk Drive）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）などがある。
【００９４】
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
【００９５】
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムにしたがった処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムにしたがった処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムにしたがった処理を実行することもできる。
【００９６】
また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）などの電子回路で実現することもできる。
【００９７】
本実施形態においては、開示例として液晶表示装置の場合を例示したが、その他の適用例として、有機ＥＬ（ElectroLuminescence）表示装置、その他の自発光型表示装置、あるいは電気泳動素子等を有する電子ペーパー型表示装置等、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能であることは言うまでもない。
また、上記第１〜第４の実施形態は製品の仕様等により必要な構成要素を適宜組み合わせて構成してもよい。
【００９８】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【００９９】
（１）開示される発明の一態様は、
駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルと、
前記タッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置と、
前記指示装置において検出される前記駆動信号に応じた検出駆動信号を取得し、前記検出駆動信号の位相を反転した反転信号を生成する反転回路を有し、前記反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力する検出補助装置と、
前記駆動電極に前記駆動信号を印加し、前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記反転信号とに応じて前記検出電極に発生する前記検出信号を取得し、前記検出信号に基づいて前記指示装置の前記タッチパネルへの接触または近接を検出する制御装置と、
を有する表示装置である。
【０１００】
（２）開示される発明の一態様は、
前記検出補助装置は、前記指示装置に設けられる、
（１）に記載の表示装置である。
【０１０１】
（３）開示される発明の一態様は、
前記検出補助装置は、
前記反転信号を所定のゲインで増幅する増幅回路を有し、前記増幅回路において前記反転信号を増幅した増幅反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力する、
（１）または（２）に記載の表示装置である。
【０１０２】
（４）開示される発明の一態様は、
前記指示装置は、前記タッチ面に接触しているか否かを検出して検出結果を前記検出補助装置へ通知し、
前記検出補助装置は、前記検出結果に基づき、前記指示装置が前記タッチ面に接触しているときは前記増幅回路に第１のゲインを設定し、前記指示装置が前記タッチ面に接触していないときは前記増幅回路に第２のゲインを設定して、前記増幅反転信号の増幅の度合いを切り換える、
（３）に記載の表示装置である。
【０１０３】
（５）開示される発明の一態様は、
前記検出補助装置は、
前記検出駆動信号に含まれる信号成分と前記駆動信号の周波数とを比較し、周波数が同じ第１の信号を選択して前記反転回路に出力する周波数選択回路と、
前記反転回路によって前記第１の信号の位相が反転された第１の反転信号に、周波数が前記駆動信号の周波数と異なる第２の信号を加算して前記第１の反転信号を補正した補正反転信号を生成する加算回路と、
を有し、前記補正反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力する、
（１）乃至（４）の何れか一に記載の表示装置である。
【０１０４】
（６）開示される発明の一態様は、
前記制御装置は、前記検出信号と、予め定義されたノイズ情報とを照合し、前記検出信号にノイズが含まれると判定したときは、前記駆動信号の周波数を変更し、変更後の変更周波数を前記検出補助装置へ通知するノイズ検出部を有し、
前記検出補助装置は、通知された前記変更周波数を取得し、前記周波数選択回路の前記変更周波数を前記検出駆動信号に含まれる信号成分の選択に用いる、
（５）に記載の表示装置である。
【０１０５】
（７）開示される発明の一態様は、
前記検出補助装置は、前記指示装置経由で前記検出電極へ出力する補助信号の位相を前記検出駆動信号の位相と比較して、前記検出駆動信号に対する前記補助信号の位相遅延量が所定の許容範囲内であるか否かを判定し、前記位相遅延量が前記許容範囲を超えているときは、前記補助信号の位相を前記検出駆動信号の位相に合わせる位相調整回路を有する、
（１）乃至（６）の何れか一に記載の表示装置である。
【０１０６】
（８）開示される発明の一態様は、
駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルと、前記タッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置と、を有する表示装置の駆動方法において、
制御装置が、
前記駆動電極に前記駆動信号を印加し、
検出補助装置が、
前記指示装置において検出される前記駆動信号に応じた検出駆動信号を取得し、
前記検出駆動信号の位相を反転した反転信号を生成し、
前記反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力し、
前記制御装置が、
前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記反転信号とに応じて前記検出電極に発生する前記検出信号を取得し、
前記検出信号に基づいて前記指示装置の前記タッチパネルへの接触または近接を検出する、
表示装置の駆動方法である。
【０１０７】
（９）開示される発明の一態様は、
駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置において、
前記駆動信号に応じた検出駆動信号を検出し、前記検出駆動信号の位相を反転した反転信号を生成する反転回路と、
前記検出電極に前記反転信号を出力する出力部と、
を有し、
前記駆動電極に前記駆動信号が印加されたときに、前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記反転信号とに応じた前記検出信号を前記検出電極に発生させる、
指示装置である。
【符号の説明】
【０１０８】
１・・・表示装置、  ２・・・タッチパネル、  ２ａ・・・駆動電極、  ２ｂ・・・検出電極、  ３・・・画像表示パネル、  ４・・・制御装置、  ５・・・指示装置、  ６・・・検出補助装置、  ６ａ・・・反転回路、  １０・・・表示装置、  ２０・・・タッチパネル、  ２１・・・駆動電極、  ２２・・・検出電極、  ３０・・・画像表示パネル、  ３５・・・表示制御回路、  ４０・・・タッチパネル制御回路（ＴＰＩＣ）、  ４１・・・駆動制御回路、  ４２・・・Ａ／Ｄ変換回路、  ４３・・・信号処理回路、  ５０・・・スタイラス、  ５１・・・検出補助回路、  ５２・・・ペン先検出部、  ５３・・・ペン先出力部、  ５４・・・第２検出補助回路、  ５５・・・第３検出補助回路、  ５６・・・第４検出補助回路、  ６０・・・制御装置、  ６１・・・ＣＰＵ、  ６２・・・ＲＡＭ、  ６３・・・ＲＯＭ、  ８１・・・通信インタフェース、  ８３・・・バス、  ９０・・・ネットワーク、  ４２１・・・積分回路、  ４２２・・・ＡＤＣ、  ４２３・・・ＦＩＲ、  ４３１・・・ベースライン記憶部、  ４３２・・・信号値算出部、  ４３３・・・ノイズ検出部、  ４３４・・・座標計算部、  ５１１・・・反転回路、  ５１２・・・増幅回路、  ５４１・・・周波数選択回路、  ５４２・・・増幅回路、  ５４３・・・加算器、  ５５１・・・周波数受信回路、  ５６１・・・位相調整回路
【図１】
0006324301.tif 000002
【図２】
0006324301.tif 000003
【図３】
0006324301.tif 000004
【図４】
0006324301.tif 000005
【図５】
0006324301.tif 000006
【図６】
0006324301.tif 000007
【図７】
0006324301.tif 000008
【図８】
0006324301.tif 000009
【図９】
0006324301.tif 000010
【図１０】
0006324301.tif 000011
【図１１】
0006324301.tif 000012
【図１２】
0006324301.tif 000013