(57)【要約】【課題】指示装置を持った手によるタッチ操作を除外する機能を、タッチ操作のみで実現可能な指示装置及びタッチ検出システムを提供する。【解決手段】指示装置は、指示装置を持つユーザーの手が触れる該指示装置の胴体部分に設けられた第１出力部と、第１コードを含み、該指示装置でタッチ操作を行う際に検出する信号とは異なるパーム検出信号を生成して、第１出力部に出力する第１信号生成部と、を備える。【選択図】図９
2016206803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ検出デバイス上の位置を指示する指示装置であって、
前記指示装置を持つユーザーの手が触れる該指示装置の胴体部分に設けられた第１出力部と、
第１コードを含み、該指示装置でタッチ操作を行う際に検出する信号とは異なるパーム検出信号を生成して、前記第１出力部に出力する第１信号生成部と、
を備える、
指示装置。
【請求項２】
前記タッチ検出デバイス上の位置を指示する際に前記タッチ検出デバイスに向けられる前記指示装置の先端部分に設けられた第２出力部と、
前記第１コードとは異なる第２コードを含む位置検出補助信号を生成して、前記第２出力部に出力する第２信号生成部と、
をさらに備える、
請求項１に記載の指示装置。
【請求項３】
前記タッチ検出デバイス上の位置を指示する際に前記タッチ検出デバイスに向けられる前記指示装置の先端部分に設けられた第２出力部と、
前記タッチ検出デバイスから送信される送信信号を検出する検出部と、
前記送信信号の反転信号を前記第２出力部及び前記第１信号生成部に出力する反転回路と、
をさらに備え、
前記第１出力部は、前記反転信号に前記第１コードを重畳させて、前記パーム検出信号を生成する、
請求項１に記載の指示装置。
【請求項４】
少なくとも前記第１出力部と前記第２出力部との間に絶縁部材を挟み形成された、
請求項２又は請求項３に記載の指示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の指示装置と、
一方向に延在するように併設された複数の第１電極、及び、当該複数の第１電極と交差する方向に延在するように併設され、前記第１電極との間に静電容量を形成する複数の第２電極を有するタッチ検出デバイスと、
前記第１電極と前記第２電極との交差部分毎に検出される検出信号に含まれる前記第１コードを識別するコード識別部と、
前記検出信号に基づき、前記指示装置あるいは前記ユーザーの手が近接あるいは接触したことを示すタッチ状態を検出し、前記各交差部分毎の前記タッチ状態と前記コード識別部の出力とに基づき、前記指示装置が指示した座標位置を算出するタッチ検出部と、
を備える、
タッチ検出システム。
【請求項６】
前記タッチ検出部は、
前記タッチ状態を検出した前記交差部分同士が隣接するエリアをタッチ状態検出エリアとし、前記第１コードが識別された交差部分を含むタッチ状態検出エリアにおいて前記ユーザーの手が近接あるいは接触したと判定する、
請求項５に記載のタッチ検出システム。
【請求項７】
前記タッチ検出部は、
前記タッチ状態を検出した前記交差部分のうち、前記ユーザーの手が近接あるいは接触したと判定したタッチ状態検出エリアに含まれる交差部分を除外して、前記座標位置を算出する、
請求項６に記載のタッチ検出システム。
【請求項８】
請求項２に記載の指示装置と、
一方向に延在するように併設された複数の第１電極、及び、当該複数の第１電極と交差する方向に延在するように併設され、前記第１電極との間に静電容量を形成する複数の第２電極を有するタッチ検出デバイスと、
前記第１電極と前記第２電極との交差部分毎に検出される検出信号に含まれる前記第１コード及び前記第２コードを識別するコード識別部と、
前記検出信号に基づき、前記指示装置あるいは前記ユーザーの手が近接あるいは接触したことを示すタッチ状態を検出し、前記各交差部分毎の前記タッチ状態と前記コード識別部の出力とに基づき、前記指示装置が指示した座標位置を算出するタッチ検出部と、
を備える、
タッチ検出システム。
【請求項９】
前記タッチ検出部は、
前記タッチ状態を検出した前記交差部分同士が隣接するエリアをタッチ状態検出エリアとし、前記第１コードが識別された交差部分を含むタッチ状態検出エリアにおいて前記ユーザーの手が近接あるいは接触したと判定する、
請求項８に記載のタッチ検出システム。
【請求項１０】
前記タッチ検出部は、
前記第２コードが識別された交差部分を含むタッチ状態検出エリアにおいて前記指示装置が近接あるいは接触したと判定する、
請求項９に記載のタッチ検出システム。
【請求項１１】
前記タッチ検出部は、
前記タッチ状態を検出した前記交差部分のうち、前記ユーザーの手が近接あるいは接触したと判定したタッチ状態検出エリアに含まれる交差部分を除外して、前記座標位置を算出する、
請求項９又は請求項１０に記載のタッチ検出システム。
【請求項１２】
請求項３に記載の指示装置と、
一方向に延在するように併設された複数の送信電極、及び、当該複数の送信電極と交差する方向に延在するように併設され、前記送信電極との間に静電容量を形成する複数の受信電極を有するタッチ検出デバイスと、
前記送信電極に前記送信信号を出力すると共に、前記受信電極からの受信信号に基づき、少なくとも前記タッチ検出デバイス上の前記指示装置の位置を検出する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記送信電極と前記受信電極との交差部分毎に検出される検出信号に含まれる前記第１コードを識別するコード識別部と、
前記検出信号に基づき、前記指示装置あるいは前記指示装置を持つユーザーの手が近接あるいは接触したことを示すタッチ状態を検出し、前記各交差部分毎の前記タッチ状態と前記コード識別部の出力とに基づき、前記指示装置が指示した座標位置を算出するタッチ検出部と、
を備える、
タッチ検出システム。
【請求項１３】
前記タッチ検出部は、
前記タッチ状態を検出した前記交差部分同士が隣接するエリアをタッチ状態検出エリアとし、前記第１コードが識別された交差部分を含むタッチ状態検出エリアにおいて前記ユーザーの手が近接あるいは接触したと判定する、
請求項１２に記載のタッチ検出システム。
【請求項１４】
前記タッチ検出部は、
前記タッチ状態を検出した前記交差部分のうち、前記ユーザーの手が近接あるいは接触したと判定したタッチ状態検出エリアに含まれる交差部分を除外して、前記座標位置を算出する、
請求項１３に記載のタッチ検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指示装置及びタッチ検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる接触検出装置を液晶表示装置等の表示装置上に装着し、あるいはタッチパネルと表示装置とを一体化し、その表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、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た表示装置が注目されている。このようなタッチパネルを有する表示装置は、キーボードやマウス、キーパッドのような入力装置を必要としないため、コンピュータのほか、携帯電話のような携帯情報端末などでも、使用が拡大する傾向にある。
【０００３】
タッチ検出方式にはいくつかの方式が存在するが、その一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。このような静電容量式のタッチパネルを用いたタッチ検出機能付き表示装置としては、例えば、表示装置にもともと備えられている表示用の共通電極を、一対のタッチセンサ用電極のうちの一方として兼用し、他方の電極（タッチ検出電極）をこの共通電極と交差するように配置した構成が知られている。このようなタッチ検出機能付き表示装置では、共通電極に駆動信号を順次印加して線順次走査を行うことにより表示動作が行われるとともに、一対のタッチセンサ用電極の間に形成される静電容量が外部近接物体に応じて変化することを利用し、駆動信号に応じてタッチ検出電極に現れるタッチ検出信号を解析することによりタッチ検出動作が行われる。
【０００４】
このようなタッチパネルを用いたタッチ検出システムにおいては、ユーザーが指でタッチ操作を行う他に、スタイラスペン（アクティブペン、電子ペン）等の指示装置を用いてタッチ操作を行うことが想定される。特許文献１では、タッチ検出された領域の周囲長が閾値以上である場合に、ユーザーの手によるものと認識するタッチパネル制御装置が提案されている。
【０００５】
一方、ユーザーが指示装置を手に持ち、指示装置によってタッチ操作を行う際に、指示装置を持つユーザーの手がタッチパネルに触れると、ユーザーが意図しない位置、つまり、ユーザーの手がタッチパネルに触れた位置でもタッチ検出が行われる。このため、特許文献１には、ユーザーの手によるタッチ操作であると認識した場合に、そのタッチ操作を除外する、いわゆるパームリジェクション機能についても記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２０６９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来技術では、ユーザーの手によるタッチ操作であると認識した場合でも、タッチ検出された領域が指示装置を持つ手によるものであるとは限らない。ユーザーが指示装置を持ってタッチ操作を行っていることを伝達するためにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信機能を利用することが考えられるが、この場合には、指示装置側にタッチ操作以外の無線通信機能を持たせる必要がある。
【０００８】
本発明は、指示装置を持った手によるタッチ操作を除外する機能を、タッチ操作のみで実現可能な指示装置及びタッチ検出システム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】
本発明の一態様に係る指示装置は、タッチ検出デバイス上の位置を指示する指示装置であって、指示装置を持つユーザーの手が触れる該指示装置の胴体部分に設けられた第１出力部と、第１コードを含み、該指示装置でタッチ操作を行う際に検出する信号とは異なるパーム検出信号を生成して、第１出力部に出力する第１信号生成部と、を備える。
【００１０】
また、本発明の一態様に係るタッチ検出システムは、上述した指示装置と、一方向に延在するように併設された複数の第１電極、及び、当該複数の第１電極と交差する方向に延在するように併設され、第１電極との間に静電容量を形成する複数の第２電極を有するタッチ検出デバイスと、第１電極と第２電極との交差部分毎に検出される検出信号に含まれる第１コードを識別するコード識別部と、検出信号に基づき、指示装置あるいはユーザーの手が近接あるいは接触したことを示すタッチ状態を検出し、各交差部分毎のタッチ状態とコード識別部の出力とに基づき、指示装置が指示した座標位置を算出するタッチ検出部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指あるいは指示装置が接触または近接していない状態を表す図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接した状態を表す図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、一般的な指示装置が接触または近接した状態を表す図である。
【図４】図４は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、駆動信号およびタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。
【図５】図５は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表す図である。
【図６】図６は、タッチ検出機能付き表示デバイスの要部断面構造の例を表す図である。
【図７】図７は、液晶表示デバイスにおける画素構造の構成例を表す図である。
【図８】図８は、タッチ検出デバイスの一構成例を斜視的に表す図である。
【図９】図９は、実施形態１に係る指示装置の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係る指示装置の外形概略図である。
【図１１】図１１は、実施形態１に係るタッチ検出システムの概略構成の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおいてタッチ制御回路から出力される送信信号Ｔｘの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、位置検出補助信号ＢＲｘ及びパーム検出信号ＡＲｘの一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ制御回路の一構成例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおける具体的な処理フローの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、タッチ検出領域におけるベースラインＶｂの分布図の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、タッチ検出領域における検出データＶｄの分布図の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、タッチ検出領域における差分データＶｓの分布図の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、タッチ検出領域における差分データＶｓが閾値を超えたタッチ状態検出エリアの分布図の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、タッチ検出領域におけるコード受信データＤの分布図の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、タッチ検出領域における座標計算対象エリアの分布図の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施形態２に係るタッチ検出システムの概略構成の一例を示す図である。
【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）
まず、図１〜図４を参照して、実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ検出の基本原理について説明する。図１は、実施形態１に係るタッチ検出システムタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指あるいは指示装置が接触または近接していない状態を表す図である。図２は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接した状態を表す図である。図３は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、一般的な指示装置が接触または近接した状態を表す図である。図４は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、駆動信号およびタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。
【００１４】
実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ検出方式は、静電容量型のタッチセンサとして具現化されるものであり、例えば図１（Ａ）に示したように、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極（駆動電極Ｅ１およびタッチ検出電極Ｅ２）を用い、容量素子を構成する。この構造は、図１（Ｂ）に示した等価回路として表される。駆動電極Ｅ１、タッチ検出電極Ｅ２および誘電体Ｄによって、容量素子Ｃ１が構成される。容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）Ｓに接続され、他端Ｐは抵抗器Ｒを介して接地されると共に、電圧検出器（タッチ検出回路）ＤＥＴに接続される。交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇ（図４（Ｂ））を印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端Ｐ）に、図４（Ａ）に示したような出力波形（タッチ検出信号Ｖｄｅｔ）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、後述する駆動信号Ｖｃｏｍに相当するものである。実施形態１にかかるタッチ検出方式は、駆動電極Ｅ１およびタッチ検出電極Ｅ２間の静電容量の変化に基づいて検出対象の位置座標を検出する、いわゆるミューチュアル（Ｍｕｔｕａｌ）方式のタッチ検出方式である。
【００１５】
指あるいはスタイラスペン、アクティブペン等のような指示装置が接触（または近接）していない状態（以下、「非タッチ状態」ともいう）では、図１に示したように、容量素子Ｃ１に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流Ｉ０が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図４（Ａ）の波形Ｖ０のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。
【００１６】
指が接触（または近接）した状態（以下、指による「タッチ状態」ともいう）では、図２に示したように、指によって形成される容量素子Ｃ２が容量素子Ｃ１に直列に追加された形となる。この状態では、容量素子Ｃ１，Ｃ２に対する充放電に伴って、それぞれ電流Ｉ１，Ｉ２が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図４（Ａ）の波形Ｖ１のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。このとき、点Ｐの電位は、容量素子Ｃ１，Ｃ２を流れる電流Ｉ１，Ｉ２の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ１は、非接触状態での波形Ｖ０よりも小さい値となる。電圧検出器ＤＥＴは、検出した電圧を所定のしきい値電圧Ｖｔｈと比較し、このしきい値電圧以上であれば非タッチ状態と判断する一方、しきい値電圧未満であればタッチ状態と判断する。このようにして、タッチ検出が可能となる。
【００１７】
一方、スタイラスペン、アクティブペン等のような接触面積が小さい指示装置が接触（または近接）した状態（以下、指示装置による「タッチ状態」ともいう）では、図３に示したように、指示装置によって形成される容量素子Ｃ２’が容量素子Ｃ１に直列に追加された形となる。この状態では、容量素子Ｃ１，Ｃ２’に対する充放電に伴って、それぞれ電流Ｉ１’，Ｉ２’が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図４（Ａ）の波形Ｖ２のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。このとき、点Ｐの電位は、容量素子Ｃ１，Ｃ２’を流れる電流Ｉ１’，Ｉ２’の値によって定まる分圧電位となる。ここで、指示装置によるタッチ状態によって形成される容量素子Ｃ２’は、指によるタッチ状態によって形成される容量素子Ｃ２よりも容量値が小さい（Ｃ２’＜Ｃ２）。このため、波形Ｖ２は、非タッチ状態での波形Ｖ０よりも小さく、指によるタッチ状態での波形Ｖ１よりも大きい値となる。すなわち、指によるタッチ状態での波形Ｖ１と非タッチ状態での波形Ｖ０との差よりも、指示装置によるタッチ状態での波形Ｖ２と非タッチ状態での波形Ｖ０との差が小さい。このため、図４（Ａ）に示すように、電圧検出器ＤＥＴにより検出された電圧をしきい値電圧Ｖｔｈと比較した際、このしきい値電圧以上となり非タッチ状態と誤判断する可能性がある。
【００１８】
指示装置によるタッチ状態の検出精度を向上させるため、例えば、指示装置は交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１に印加される交流矩形波Ｓｇを検知し、反転増幅して出力し検出電極Ｅ２に重畳させる構成とするのが好ましい。これにより、容量素子Ｃ１，Ｃ２’を流れる電流Ｉ１’，Ｉ２’の値によって定まる点Ｐにおける分圧電位を下げる方向に作用させ、指示装置によるタッチ状態での波形Ｖ２と非タッチ状態での波形Ｖ０との差を大きくすることができる。すなわち、電圧検出器ＤＥＴにより検出された電圧をしきい値電圧Ｖｔｈと比較した際、電圧検出器ＤＥＴにより検出される電圧がしきい値電圧未満となるように、入力した交流矩形波Ｓｇの反転増幅率を設定すれば、指示装置によるタッチ状態の検出精度を向上させることができる。
【００１９】
図５は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表す図である。なお、タッチ検出機能付き表示装置１の駆動回路および駆動方法は、本実施形態により具現化されるので、併せて説明する。このタッチ検出機能付き表示装置１は、表示素子として液晶表示素子を用いており、その液晶表示素子により構成される液晶表示デバイスと静電容量型のタッチ検出デバイスとを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。
【００２０】
このタッチ検出機能付き表示装置１は、制御部１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動電極ドライバ１４と、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、タッチ検出回路４０とを備えている。
【００２１】
制御部１１は、外部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、およびタッチ検出回路４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する回路である。
【００２２】
ゲートドライバ１２は、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デバイス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。具体的には、ゲートドライバ１２は、後述するように、走査信号Ｖscanを、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、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の液晶表示デバイス２０にマトリックス状に形成されている画素Ｐixのうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択するようになっている。
【００２３】
ソースドライバ１３は、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デバイス１０の各画素Ｐix（後述）に画素信号Ｖpixを供給する回路である。具体的には、ソースドライバ１３は、後述するように、画素信号Ｖpixを、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画素Ｐixにそれぞれ供給するものである。そして、これらの画素Ｐix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。
【００２４】
駆動電極ドライバ１４は、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デバイス１０の駆動電極ＣＯＭＬ（後述）に駆動信号Ｖcomを供給する回路である。具体的には、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬごとに駆動電極ＣＯＭＬを駆動するものであり、表示動作を行う際には表示駆動信号Ｖcomdを供給し、タッチ検出動作を行う際にはタッチ検出駆動信号Ｖcomtを供給する。タッチ検出動作では、タッチ検出駆動信号Ｖcomtを、複数の駆動電極ＣＯＭＬに時分割的に順次印加することにより、タッチ検出動作を行う駆動電極ＣＯＭＬを順次選択する。そして、タッチ検出デバイス３０は、複数のタッチ検出電極ＴＤＬ（後述）から、駆動電極ＣＯＭＬごとにタッチ検出信号Ｖdetを出力し、タッチ検出回路４０に供給するようになっている。
【００２５】
タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、タッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、液晶表示デバイス２０と、タッチ検出デバイス３０とを有する。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から供給されるゲート信号に従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。タッチ検出デバイス３０は、上述した静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Ｖdetを出力するものである。このタッチ検出デバイス３０は、後述するように、駆動電極ドライバ１４に従って、駆動電極ＣＯＭＬずつ順次走査してタッチ検出を行うようになっている。
【００２６】
タッチ検出回路４０は、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デバイス１０のタッチ検出デバイス３０から供給されたタッチ検出信号Ｖdetに基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出し、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などを求める回路である。このタッチ検出回路４０はアナログＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３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とを有している。アナログＬＰＦ部４２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Ｖdetに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ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である。アナログＬＰＦ部４２の入力端子のそれぞれと接地との間には、直流電位（０Ｖ）を与えるための抵抗Ｒが接続されている。なお、この抵抗Ｒに代えて、例えばスイッチを設け、所定の時間にこのスイッチをオン状態にすることにより直流電位（０Ｖ）を与えるようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換部４３は、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換する回路である。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、その座標位置を求める論理回路である。検出タイミング制御部４６は、これらの回路が同期して動作するように制御するようになっている。タッチ検出回路４０は、座標抽出部４５により抽出された座標位置を、タッチ検出位置情報として出力する。信号処理部４４及び座標抽出部４５の詳細な動作については後述する。
【００２７】
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の構成例を詳細に説明する。図６は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の要部断面構造の例を表す図である。このタッチ検出機能付き表示デバイス１０は、画素基板２と、この画素基板２に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された液晶層６とを備えている。
【００２８】
画素基板２は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、このＴＦＴ基板２１上にマトリックス状に配設された複数の画素電極２２とを有する。ＴＦＴ基板２１には、図示していないものの、各画素の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin  Film  Transistor）や、各画素電極２２に画素信号Ｖpixを供給する画素信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴを駆動する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。
【００２９】
対向基板３は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２と、このカラーフィルタ３２の上に形成された複数の駆動電極ＣＯＭＬとを有する。カラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルタ層を周期的に配列して構成したもので、各表示画素にＲ、Ｇ、Ｂの３色が１組として対応付けられている。駆動電極ＣＯＭＬは、液晶表示デバイス２０の共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能するものである。駆動電極ＣＯＭＬは、図示しないコンタクト導電柱によってＴＦＴ基板２１と連結され、このコンタクト導電柱を介して、ＴＦＴ基板２１から駆動電極ＣＯＭＬに交流矩形波形の駆動信号Ｖcom（表示駆動信号Ｖcomdおよびタッチ検出駆動信号Ｖcomt）が印加されるようになっている。なお、この図では、駆動電極ＣＯＭＬは２つの画素電極２２に対応するようになっているが、これに限定されるものではなく、例えば、１つの画素電極２２に対応するようにしてもよく、３以上の画素電極２２に対応するようにしてもよい。ガラス基板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。
【００３０】
液晶層６は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）、ＶＡ（垂直配向）、ＥＣＢ（電界制御複屈折）等の各種モードの液晶が用いられる。
【００３１】
なお、液晶層６と画素基板２との間、および液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、画素基板２の下面側には入射側偏光板が配置されるが、ここでは図示を省略している。
【００３２】
図７は、液晶表示デバイス２０における画素構造の構成例を表す図である。液晶表示デバイス２０は、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐixを有している。画素Ｐixは、ＴＦＴ素子Ｔｒおよび液晶素子ＬＣを有している。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。ＴＦＴ素子Ｔｒのソースは画素信号線ＳＧＬに接続され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに接続され、ドレインは液晶素子ＬＣの一端に接続されている。液晶素子ＬＣは、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのドレインに接続され、他端が駆動電極ＣＯＭＬに接続されている。
【００３３】
画素Ｐix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画素Ｐixと互いに接続されている。走査信号線ＧＣＬは、ゲートドライバ１２と接続され、ゲートドライバ１２より走査信号Ｖscanが供給される。画素Ｐix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画素Ｐixと互いに接続されている。画素信号線ＳＧＬは、ソースドライバ１３と接続され、ソースドライバ１３より画素信号Ｖpixが供給される。
【００３４】
さらに、画素Ｐix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画素Ｐixと互いに接続されている。駆動電極ＣＯＭＬは、駆動電極ドライバ１４と接続され、駆動電極ドライバ１４より駆動信号Ｖcom（表示駆動信号Ｖcomdもしくはタッチ検出駆動信号Ｖcomt）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画素Ｐixが一本の駆動電極ＣＯＭＬを共有するようになっている。なお、図７に示したように、複数の行（図７では２行）に属する複数の画素Ｐixが、一本の駆動電極ＣＯＭＬを共有するようにしてもよい。
【００３５】
この構成により、液晶表示デバイス２０では、ゲートドライバ１２が走査信号線ＧＣＬを時分割的に線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、その１水平ラインに属する画素Ｐixに対して、ソースドライバ１３が画素信号Ｖpixを供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われるようになっている。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に対して表示駆動信号Ｖcomdを印加するようになっている。
【００３６】
図８は、タッチ検出デバイス３０の一構成例を斜視的に表す図である。タッチ検出デバイス３０は、対向基板３に設けられた、駆動電極ＣＯＭＬおよびタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。駆動電極ＣＯＭＬは、図の左右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。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によってタッチ検出駆動信号Ｖcomtが順次供給され、線順次走査駆動が行われるようになっている。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直交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。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、タッチ検出回路４０のアナログＬＰＦ部４２の入力にそれぞれ接続されている。駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬにより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形成している。
【００３７】
この構成により、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が線順次走査するように駆動することにより、駆動電極ＣＯＭＬが順次選択され、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力することにより、駆動電極ＣＯＭＬ毎のタッチ検出が行われるようになっている。つまり、駆動電極ＣＯＭＬは、図１〜図４に示した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、図１〜図４に示したタッチ検出の基本原理におけるタッチ検出電極Ｅ２に対応するものであり、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。図８に示したように、互いに交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサをマトリックス状に構成している。よって、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部近接物体の接触または近接が生じた位置の検出が可能となっている。
【００３８】
次に、本実施形態に係る指示装置について説明する。図９は、実施形態１に係る指示装置の構成例を示す図である。図１０は、実施形態１に係る指示装置の外形概略図である。
【００３９】
図９（ａ）に示す指示装置２００は、持ち手出力部（第１出力部）２０２と、信号生成部（第１信号生成部）２０３と、増幅回路２０５とを備えている。図９（ａ）に示す構成において、信号生成部２０３及び増幅回路２０５は、信号生成手段２０７として機能する。
【００４０】
図１０（ａ）に示すように、持ち手出力部２０２は、ユーザーがタッチ操作を行う際にユーザーの手に触れる指示装置２００の胴体部分に設けられている。
【００４１】
信号生成部２０３は、予めコードＡ（第１コード）を保持しており、このコードＡを含むパルス信号を生成して、増幅回路２０５に出力する。増幅回路２０５は、信号生成部２０３から出力されるコードＡを含むパルス信号を増幅し、持ち手出力部２０２にパーム検出信号ＡＲｘを出力する。
【００４２】
図９（ｂ）に示す指示装置２００ａは、図９（ａ）に示す指示装置２００の構成に対し、信号生成部（第２信号生成部）２０３ａと、増幅回路２０５ａと、ペン先出力部（第２出力部）２０６とをさらに備えている。図９（ｂ）に示す構成において、信号生成部２０３ａ及び増幅回路２０５ａは、信号生成手段２０７ａとして機能する。
【００４３】
図１０（ｂ）に示すように、ペン先出力部２０６は、ユーザーがタッチ操作を行う際にタッチ検出機能付き表示デバイス１０に近接あるいは接触する指示装置２００ａのペン先部分に設けられている。持ち手出力部２０２とペン先出力部２０６との間は、絶縁部材で絶縁されている。
【００４４】
信号生成部２０３ａは、予めコードＡとは異なるコードＢ（第２コード）を保持しており、このコードＢを含むパルス信号を生成して、増幅回路２０５ａに出力する。増幅回路２０５ａは、信号生成部２０３ａから出力されるコードＢを含むパルス信号を増幅し、ペン先出力部２０６に位置検出補助信号ＢＲｘを出力する。
【００４５】
なお、信号生成部２０３に信号生成部２０３ａから出力されるパルス信号を入力し、コードＡとコードＢとを含むパーム検出信号ＡＲｘを持ち手出力部２０２に出力するようにしてもよい。
【００４６】
図９（ｃ）に示す指示装置２００ｂは、図９（ｂ）に示す指示装置２００ａの構成に対し、信号生成部２０３ａに代えて、反転回路２０４を備え、検出部２０１をさらに備えている。図９（ｃ）に示す構成において、反転回路２０４及び増幅回路２０５ａは、信号生成手段２０７ｂとして機能する。
【００４７】
図１０（ｃ）に示すように、検出部２０１は、ペン先出力部２０６と同様に、ユーザーがタッチ操作を行う際にタッチ検出機能付き表示デバイス１０に近接あるいは接触する指示装置２００ｂのペン先部分に設けられている。検出部２０１と持ち手出力部２０２とペン先出力部２０６との間は、それぞれ絶縁部材で絶縁されている。
【００４８】
また、検出部２０１は、後述する送信電極に印加された送信信号Ｔｘの電位変動を検知し、検出送信信号Ｔｄとして反転回路２０４に出力する。
【００４９】
反転回路２０４は、検出部２０１から入力された検出送信信号Ｔｄを反転して、増幅回路２０５ａに出力する。増幅回路２０５ａは、反転回路２０４から出力される検出送信信号Ｔｄの反転信号を増幅し、ペン先出力部２０６に位置検出補助信号ＢＲｘを出力する。
【００５０】
また、信号生成部２０３は、反転回路２０４から出力される検出送信信号Ｔｄの反転信号が入力され、この検出送信信号Ｔｄの反転信号にコードＡを含むパルス信号を生成して、増幅回路２０５に出力する。増幅回路２０５は、信号生成部２０３から出力されるコードＡを含むパルス信号を増幅し、持ち手出力部２０２にパーム検出信号ＡＲｘを出力する。
【００５１】
次に、本実施形態に係るタッチ検出システムの概略構成及び各構成部における概略動作について説明する。図１１は、実施形態１に係るタッチ検出システムの概略構成の一例を示す図である。なお、以下の説明では、図９（ｃ）及び図１０（ｃ）に示した指示装置２００ｂとの組み合わせ例について説明する。
【００５２】
実施形態１に係るタッチ検出システム１００は、図５に示したタッチ検出機能付き表示装置１と、タッチ検出デバイス３０上の位置を指示する指示装置２００ｂとを備えている。なお、図１１に示す例では、以降の説明を容易とするため、図５〜図８において説明した構成を一部置き換えている。図１１に示す例において、タッチ制御回路３００は、図５における駆動電極ドライバ１４及びタッチ検出回路４０と含み、表示制御回路４００は、図５におけるゲートドライバ１２及びソースドライバ１３を含み、主制御回路５００は、図５における制御部１１を含むものとする。また、図１１に示す例において、送信電極（第１電極）６００は、図８における駆動電極ＣＯＭＬを示し、送信信号Ｔｘは、図５及び図８における駆動信号Ｖcomを示し、受信電極（第２電極）７００は、図８におけるタッチ検出電極ＴＤＬを示し、受信信号Ｒｘは、図５及び図８におけるタッチ検出信号Ｖdetを示している。また、タッチ検出機能付き表示デバイス１０には、送信電極６００と受信電極７００とが交差する箇所毎に分割された（以下、「分割部」という）タッチ検出領域８００が形成されている。なお、上述した図５〜図８に示す例では、駆動電極ＣＯＭＬには、表示動作を行う際には表示駆動信号Ｖcomdを供給するものとして説明したが、図１１に示す例を用いる以下の説明では、表示動作を行う際の説明を省略する。
【００５３】
タッチ制御回路３００、表示制御回路４００、主制御回路５００は、本発明における「制御回路」の一具体例に対応する。
【００５４】
本実施形態において、タッチ検出デバイス３０は、上述したように、タッチ検出駆動信号Ｖcomt（ここでは、送信信号Ｔｘ）を、複数の駆動電極ＣＯＭＬ（ここでは、送信電極６００）に時分割的に順次印加し、送信電極６００に交差するタッチ検出電極ＴＤＬ（ここでは、受信電極７００）から出力されるタッチ検出信号Ｖdet（ここでは、受信信号Ｒｘ）を受信することによりタッチ検出動作を行うミューチュアル方式のタッチ検出デバイスである。図１２は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおいてタッチ制御回路から出力される送信信号Ｔｘの一例を示す図である。本実施形態において、タッチ制御回路３００から出力される送信信号Ｔｘは、図１２に示すように、波高値が等しい複数のパルスを含むパルス波形状の信号であり、タッチ検出期間において送信電極６００毎に時分割して送信される。なお、図１２に示す例では、送信信号Ｔｘのパルス数が８である場合を示したが、これに限るものではない。
【００５５】
図１３は、位置検出補助信号ＢＲｘ及びパーム検出信号ＡＲｘの一例を示す図である。図１３に示す例において、位置検出補助信号ＢＲｘは、図１２に示す送信信号Ｔｘの反転増幅信号となり、パーム検出信号ＡＲｘは、図１２に示す送信信号Ｔｘの「５」のパルスを除くパルスに対応して、位置検出補助信号ＢＲｘよりも周期が短いパルスが付加された信号となる例を示している。なお、パーム検出信号ＡＲｘの信号パターンはこれに限るものではない。また、指示装置２００ａにおいては、位置検出補助信号ＢＲｘの信号パターンについてもこれに限るものではなく、位置検出補助信号ＢＲｘの信号パターンとパーム検出信号ＡＲｘの信号パターンとが異なるものであればよい。
【００５６】
ユーザーが指示装置２００，２００ａ，２００ｂを持ち、タッチ検出機能付き表示デバイス１０にユーザーの手が近接あるいは接触すると、その近接あるいは接触位置において、持ち手出力部２０２から出力されたパーム検出信号ＡＲｘがユーザーの手を介してタッチ検出デバイス３０に伝搬する。このパーム検出信号ＡＲｘを検出することで、指示装置２００，２００ａ，２００ｂを持つユーザーの手がタッチ検出機能付き表示デバイス１０に近接あるいは接触していることを検知することができる。
【００５７】
図１４は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおけるタッチ制御回路の一構成例を示す図である。タッチ制御回路３００は、図５に示す駆動電極ドライバ１４及びタッチ検出回路（タッチ検出部）４０に加えて、コード識別部３０１を備えている。なお、図１４に示す例では、駆動電極ドライバ１４及び検出タイミング制御部４６を省略している。
【００５８】
タッチ検出回路４０及びコード識別部３０１には、パーム検出信号ＡＲｘと位置検出補助信号ＢＲｘとが重畳された受信信号Ｒｘが入力される。受信信号Ｒｘに位置検出補助信号ＢＲｘが重畳されることで、指示装置２００ｂの先端部分と送信電極６００との間に形成される静電容量（図１〜図４に示したタッチ検出の基本原理におけるＣ２’に相当）が小さい場合でも、指示装置２００ｂによるタッチ状態の検出精度を高めることができる。
【００５９】
コード識別部３０１は、受信信号Ｒｘを解析し、送信電極６００への送信信号Ｔｘの印加に同期してすべての受信電極７００における受信信号Ｒｘに対して、コードＡが含まれているかを識別する。このコード識別部３０１におけるコード識別処理は、タッチ検出領域８００の各分割部毎に行われる。受信信号ＲｘにコードＡが含まれている場合、コード識別部３０１は、コード受信データＤを「１」として、タッチ検出回路４０の信号処理部４４に出力する。受信信号ＲｘにコードＡが含まれていない場合、コード識別部３０１は、コード受信データＤを「０」として、タッチ検出回路４０の信号処理部４４に出力する。
【００６０】
Ａ／Ｄ変換部４３では、送信電極６００への送信信号Ｔｘの印加に同期してすべての受信電極７００における受信信号Ｒｘに対し検出データＶｄが生成される。この処理を全送信電極７００について行うことで、タッチ検出領域８００におけるすべての分割部の検出データＶｄが生成される。
【００６１】
タッチ検出回路４０の信号処理部４４は、信号値算出部４４１と、ベースライン記憶部４４２とを備えている。信号値算出部４４１には、タッチ検出領域８００におけるすべての分割部における検出データＶｄと、コード識別部３０１から出力されたコード受信データＤとが入力される。
【００６２】
ベースライン記憶部４４２は、タッチ検出領域８００の各分割部への非タッチ状態におけるＡ／Ｄ変換部４３の検出データＶｄをベースラインデータＶｂとして記憶する。ベースラインデータＶｂは、信号値算出部４４１によって適宜更新される。
【００６３】
信号値算出部４４１は、Ａ／Ｄ変換部４３から取得した検出データＶｄと、ベースライン記憶部４４２に記憶されたベースラインデータＶｂとに基づいて、検出データＶｄに含まれるタッチ検出領域８００へのタッチ状態及び非タッチ状態に起因する信号成分である差分データＶｓを算出する。具体的には、Ａ／Ｄ変換部４３から取得した検出データＶｄと、ベースライン記憶部４４２に記憶されたベースラインデータＶｂとの差分データＶｓ（＝Ｖｄ−Ｖｂ）を算出する。
【００６４】
信号値算出部４４１は、タッチ検出領域８００の各分割部へのタッチ状態及び非タッチ状態を判定する閾値Ｖｔを保持している。信号値算出部４４１は、タッチ検出領域８００の各分割部毎に、算出した差分データＶｓを閾値Ｖｔと比較する。信号値算出部４４１は、差分データＶｓが閾値Ｖｔ以下（Ｖｓ＜Ｖｔ）であれば、タッチ検出領域８００の当該分割部は非タッチ状態であると判定する。また、信号値算出部４４１は、差分データＶｓが閾値を超えていれば、タッチ検出領域８００の当該分割部はタッチ状態であると判定する。
【００６５】
また、信号値算出部４４１は、タッチ状態であると判定したタッチ検出領域８００の複数の分割部を含むエリアを、タッチ状態検出エリアとする。そして、このタッチ状態検出エリア内において、コード受信データＤが「１」である分割部を含む場合に、そのタッチ状態検出エリアを、非タッチ状態検出エリアとする。つまり、コード受信データＤが「１」である分割部を含むタッチ状態検出エリアを、後段の座標抽出部４５におけるタッチ座標計算処理の対象外とする。そして、信号値算出部４４１は、残るタッチ状態検出エリアを、後段の座標抽出部４５におけるタッチ座標計算処理の対象とする座標計算対象エリアとして、座標計算対象エリアと、この座標計算対象エリアに含まれるタッチ検出領域８００の分割部における差分データＶｓを、座標抽出部４５に出力する。
【００６６】
また、信号値算出部４４１は、タッチ検出領域８００の当該分割部が非タッチ状態であると判定したときは、このときのタッチ検出領域８００の当該分割部における検出データＶｄの値でタッチ検出領域８００の当該分割部におけるベースラインデータＶｂを更新する。ベースラインデータ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非タッチ状態におけるベースラインデータＶｄ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。
【００６７】
座標抽出部４５は、信号処理部４４から出力された座標計算対象エリアに含まれるタッチ検出領域８００の分割部における差分データＶｓを用いて、タッチ状態を示すタッチ検出領域８００の分割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、タッチ状態検出エリアの重心を求め、位置座標としてもよい。あるいは、算出された差分データＶｓの値に応じ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。そして、座標抽出部４５は、算出したタッチの有無と、タッチ検出した位置座標とを、タッチ検出位置情報として主制御回路５００へ出力する。
【００６８】
次に、実施形態１に係るタッチ検出システム１００における具体的な処理フローについて説明する。図１５は、実施形態１に係るタッチ検出システムにおける具体的な処理フローの一例を示す図である。図１６は、タッチ検出領域におけるベースラインデータＶｂの分布図の一例を示す図である。図１７は、タッチ検出領域における検出データＶｄの分布図の一例を示す図である。図１８は、タッチ検出領域における差分データＶｓの分布図の一例を示す図である。図１９は、タッチ検出領域における差分データＶｓが閾値を超えたタッチ状態検出エリアの分布図の一例を示す図である。図２０は、タッチ検出領域におけるコード受信データＤの分布図の一例を示す図である。図２１は、タッチ検出領域における座標計算対象エリアの分布図の一例を示す図である。
【００６９】
タッチ検出機能付き表示装置１が動作を開始すると、タッチ制御回路３００は、タッチ検出を行うタッチ検出期間であるか否かを判定する（ステップＳ１）。タッチ検出は、送信電極６００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。タッチ検出期間であれば（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、タッチ制御回路３００は、カウンタ値Ｘを「１」にセットしてタッチ検出処理を開始する（ステップＳ２）。タッチ検出期間でなければ、（ステップＳ１；Ｎｏ）次のタッチ検出期間の開始まで待つ。
【００７０】
タッチ検出期間において、タッチ制御回路３００の駆動電極ドライバ１４からは、図１２に示す送信信号Ｔｘが送信電極６００毎に時分割して出力される。送信信号Ｔｘは、タッチ検出領域８００の分割部に形成される静電容量を介して、受信信号Ｒｘとして受信電極７００に伝搬する。そして、受信信号Ｒｘがタッチ制御回路３００のタッチ検出回路４０及びコード識別部３０１に入力される。
【００７１】
タッチ検出回路４０に入力された受信信号Ｒｘは、アナログＬＰＦ部４２により送信信号Ｔｘの周波数よりも高い周波数成分が除去され、Ａ／Ｄ変換部４３によりデジタル信号に変換される。そして、検出データＶｄとして信号処理部４４に入力される。
【００７２】
信号処理部４４は、タッチ検出機能付き表示装置１の起動後２回目以降の処理であるか否かを判定する（ステップＳ３）。起動後２回目以降の処理であれば（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、信号処理部４４の信号値算出部４４１は、信号処理部４４に入力された検出データＶｄをベースラインデータＶｂとして、ベースライン記憶部４４２に記憶する（ステップＳ４）。このステップＳ４の処理により、図１６に示すタッチ検出領域８００における全ての分割部のベースラインデータＶｂが得られる。
【００７３】
起動後２回目以降の処理でなければ（ステップＳ３；Ｎｏ）、つまり、起動直後の処理であれば、信号値算出部４４１は、図１７に示すタッチ検出領域８００における検出データＶｄとベースライン記憶部４４２に記憶されたベースラインデータＶｂとの差分データＶｓ（＝Ｖｄ−Ｖｂ）を算出する（ステップＳ５）。このステップＳ５の処理により、図１８に示すタッチ検出領域８００における全ての分割部の差分データＶｓが得られる。
【００７４】
信号値算出部４４１は、算出した差分データＶｓを閾値Ｖｔと比較し、差分データＶｓが閾値Ｖｔ以下であるか否かを判定する（ステップＳ６）。信号値算出部４４１は、差分データＶｓが閾値Ｖｔ以下（Ｖｓ＜Ｖｔ）であれば（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、タッチ検出領域８００の当該分割部は非タッチ状態であると判定する（ステップＳ７）。また、信号値算出部４４１は、差分データＶｓが閾値を超えていれば（ステップＳ６；Ｎｏ）、タッチ検出領域８００の当該分割部はタッチ状態であると判定する（ステップＳ８）。このステップＳ６乃至Ｓ８の処理により、図１９に示すタッチ検出領域８００における差分データＶｓが閾値を超えたタッチ状態検出エリアが得られる。図１９に示す例では、実線で囲われた領域をタッチ状態検出エリアとして示している。
【００７５】
一方、コード識別部３０１は、入力された受信信号ＲｘにコードＡを含まれているか否かを判定する（ステップＳ９）。受信信号ＲｘにコードＡを含まれていれば（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、コード識別部３０１は、コード受信データＤを「１」として、信号値算出部４４１に出力する（ステップＳ１０）。受信信号ＲｘにコードＡが含まれていなければ（ステップＳ９；Ｎｏ）、コード識別部３０１は、コード受信データＤを「０」として、信号値算出部４４１に出力する（ステップＳ１１）。このステップＳ９乃至Ｓ１１の処理により、図２０に示すタッチ検出領域８００における全ての分割部のコード受信データＤが得られる。図２０に示す例では、コード受信データＤが「１」、すなわち、コードＡが含まれる受信信号Ｒｘを検出した領域を実線で囲っている。受信信号ＲｘがコードＡを含む場合、信号値算出部４４１は、タッチ検出領域８００の分割部に指示装置２００ｂを持つユーザーの手が近接あるいは接触しているものとして判定する。
【００７６】
タッチ制御回路３００は、カウンタ値Ｘがｍであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。カウンタ値Ｘがｍでなければ（ステップＳ１２；Ｎｏ）、タッチ制御回路３００は、カウンタ値をインクリメントして（ステップＳ１３）、ステップＳ３の処理に戻る。カウンタ値がｍになるまでステップＳ３乃至ステップＳ１２の処理を繰り返し実施することにより、図１６に示すタッチ検出領域８００における全ての分割部のベースラインデータＶｂ、図１７に示すタッチ検出領域８００における全ての分割部の検出データＶｄ、図１８に示すタッチ検出領域８００における全ての分割部の差分データＶｓ、図１９に示すタッチ検出領域８００における差分データＶｓが閾値を超えたタッチ状態検出エリア、及び、図２０に示すタッチ検出領域８００における全ての分割部のコード受信データＤが得られる。カウンタ値Ｘがｍであれば（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、次ステップＳ１４に進む。
【００７７】
信号値算出部４４１は、図１９に示すタッチ状態検出エリアが、図２０に示すコードＡが含まれる受信信号Ｒｘを検出した領域、すなわち、コード受信データＤが「１」である領域を含んでいるか否かを判定する（ステップＳ１４）。タッチ状態検出エリアにコードＡが含まれる受信信号Ｒｘを検出した領域が含まれる場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、信号値算出部４４１は、当該タッチ状態検出エリア（図２１に示す破線で囲われた領域）を後段の座標抽出部４５におけるタッチ座標計算処理の対象外とする（ステップＳ１５）。タッチ状態検出エリアにコードＡが含まれる受信信号Ｒｘを検出した領域が含まれない場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、信号値算出部４４１は、当該タッチ状態検出エリア（図２１に示す実線で囲われた領域）を後段の座標抽出部４５におけるタッチ座標計算処理の対象とする座標計算対象エリアとする（ステップＳ１６）。
【００７８】
そして、信号値算出部４４１は、座標計算対象エリアと、この座標計算対象エリアに含まれるタッチ検出領域８００の分割部における差分データＶｓを、座標抽出部４５に出力する（ステップＳ１７）。
【００７９】
座標抽出部４５は、座標計算対象エリアに含まれるタッチ検出領域８００の分割部における差分データＶｓを用いて、タッチ状態を示すタッチ検出領域８００の分割部の分布状況を解析し、位置座標を決定する（ステップＳ１８）。そして、座標抽出部４５は、算出したタッチの有無と、タッチ検出した位置座標とを、タッチ検出位置情報として主制御回路５００へ出力し（ステップＳ１９）、ステップＳ１に戻る。以降、タッチ検出機能付き表示装置１が動作停止するまで上述したフローが繰り返し行われる。
【００８０】
以上の処理手順が実行されることにより、図１９に示すタッチ状態検出エリアから、指示装置２００ｂを持つユーザーの手がタッチ検出領域８００に近接あるいは接触したことによりタッチ状態を検出したエリアを除外することができ、指示装置２００ｂによるタッチ検出位置を確実に抽出することができる。
【００８１】
なお、上述した例では、図９（ｃ）に示す指示装置２００ｂを用いて、タッチ検出領域８００におけるタッチ操作を行う場合について説明したが、図９（ａ）に示す指示装置２００、あるいは、図９（ｂ）に示す指示装置２００ａを用いて、タッチ検出領域８００におけるタッチ操作を行う場合においても、上述した処理手順を実行することにより、図１９に示すタッチ状態検出エリアから、指示装置２００ｂを持つユーザーの手がタッチ検出領域８００に近接あるいは接触したことによりタッチ状態を検出したエリアを除外することができ、指示装置２００ｂによるタッチ検出位置を確実に抽出することができる。すなわち、指示装置２００，２００ａ，２００ｂの胴体部分に、ユーザーが指示装置２００，２００ａ，２００ｂを持った手が接触する持ち手出力部２０２を設け、この持ち手出力部２０２から、指示装置２００，２００ａ，２００ｂでタッチ操作を行う際に検出する信号とは異なるパーム検出信号ＡＲｘを出力することで、ユーザーの手を介してタッチ検出領域８００の各分割部に入力されるパーム検出信号ＡＲｘを検出することにより、図１９に示すタッチ状態検出エリアから、指示装置２００ｂを持つユーザーの手がタッチ検出領域８００に近接あるいは接触したことによりタッチ状態を検出したエリアを除外することができる。
【００８２】
また、図９（ｂ）に示す指示装置２００ａを用いて、タッチ検出領域８００におけるタッチ操作を行う場合、コードＡとは異なるコードＢを含む位置検出補助信号ＢＲｘをペン先出力部２０６から出力することで、指示装置２００ａからタッチ検出領域８００の各分割部に入力される位置検出補助信号ＢＲｘが受信信号Ｒｘに位置検出補助信号ＢＲｘが重畳される。この場合、コード識別部３０１は、コードＡ及びコードＢを識別し、指示装置２００ａが近接あるいは接触していることを示すデータと、指示装置２００ａを持つユーザーの手が近接あるいは接触していることを示すデータとを含む３値のコード受信データＤを出力する。そして、信号値算出部４４１は、コード受信データＤを用いて、指示装置２００ａが近接あるいは接触している第１タッチ状態検出エリアと、指示装置２００ａを持つユーザーの手が近接あるいは接触している第２タッチ状態検出エリアとを区別するようにしてもよい。これにより、指示装置２００ａによるタッチ操作をそれ以外の物体（例えば、指示装置２００ａ以外の指示装置）によるタッチ操作と区別することができる。
【００８３】
また、図９（ｃ）に示す指示装置２００ｂを用いて、タッチ検出領域８００におけるタッチ操作を行う場合、送信信号Ｔｘを反転させた信号を増幅した位置検出補助信号ＢＲｘがペン先出力部２０６から出力され、送信信号Ｔｘを反転させた信号にコードＡを含む信号を重畳させたパーム検出信号ＡＲｘが持ち手出力部２００ｂから出力される。これにより、タッチ検出領域８００において指示装置２００ｂが近接あるいは接触した各分割部と、タッチ検出領域８００において指示装置２００ｂを持つ手が近接あるいは接触した各分割部とに入力される位置検出補助信号ＢＲｘが受信信号Ｒｘに重畳されることで、指示装置２００ｂによるタッチ状態と、指示装置２００ｂを持つ手によるタッチ状態との双方の検出精度を高めることができる。
【００８４】
また、上述した例では、タッチ検出機能付き表示装置１を用いてタッチ検出システム１００を構成した例を示したが、液晶表示デバイス２０等の表示デバイスを具備せず、単体では表示機能を持たないタッチ検出デバイス３０のみを用いてタッチ検出システムを構成した場合でも、上述した例と同様の処理により、指示装置２００，２００ａ，２００ｂを持つユーザーの手によるタッチ操作をリジェクトすることができる。
【００８５】
すなわち、本実施形態に係るタッチ検出システム１００においては、指示装置２００，２００ａ，２００ｂを持たないユーザーの手や、指示装置２００，２００ａ，２００ｂとは異なる物体によるタッチ操作を有効に機能させつつ、指示装置２００，２００ａ，２００ｂを持つユーザーの手によるタッチ操作のみをリジェクトすることができ、高精度なパームリジェクション機能を実現することができる。
【００８６】
以上説明したように、実施形態１に係る指示装置２００，２００ａ，２００ｂによれば、指示装置２００，２００ａ，２００ｂの胴体部分に、ユーザーが指示装置２００，２００ａ，２００ｂを持った手が接触する持ち手出力部２０２を設け、この持ち手出力部２０２から、指示装置２００，２００ａ，２００ｂでタッチ操作を行う際に検出する信号とは異なるコードＡを含むパーム検出信号ＡＲｘを出力する。これにより、ユーザーの手を介してタッチ検出領域８００の各分割部に入力されるパーム検出信号ＡＲｘを検出することにより、タッチ検出領域８００におけるタッチ状態を検出したタッチ状態検出エリアから、指示装置２００ｂを持つユーザーの手がタッチ検出領域８００に近接あるいは接触したことによりタッチ状態を検出したエリアを除外することができる。
【００８７】
また、実施形態１に係る指示装置２００ａによれば、コードＡとは異なるコードＢを含む位置検出補助信号ＢＲｘをペン先出力部２０６から出力する。これにより、指示装置２００ａからタッチ検出領域８００の各分割部に入力される位置検出補助信号ＢＲｘが受信信号Ｒｘに位置検出補助信号ＢＲｘが重畳されることで、指示装置２００ａによるタッチ操作をそれ以外の物体によるタッチ操作と区別することができる。
【００８８】
また、実施形態１に係る指示装置２００ｂによれば、送信信号Ｔｘを反転させた信号を増幅した位置検出補助信号ＢＲｘをペン先出力部２０６から出力すると共に、送信信号Ｔｘを反転させた信号にコードＡを含む信号を重畳させたパーム検出信号ＡＲｘを出力する。これにより、タッチ検出領域８００の各分割部に入力される位置検出補助信号ＢＲｘが受信信号Ｒｘに重畳されることで、指示装置２００ｂによるタッチ状態と、指示装置２００ｂを持つ手によるタッチ状態との双方の検出精度を高めることができる。
【００８９】
また、実施形態１に係るタッチ検出システム１００によれば、指示装置２００，２００ａ，２００ｂから人体を介してタッチ検出領域８００の各分割部に入力されたパーム検出信号ＡＲｘを検出し、パーム検出信号ＡＲｘを検出した領域を含み、且つ、タッチ検出領域８００におけるタッチ状態を検出したタッチ状態検出エリアを除外する。これにより、指示装置２００，２００ａ，２００ｂによりタッチ状態を検出したタッチ状態検出エリアを高精度に抽出することができる。
【００９０】
また、実施形態１に係る指示装置２００ａから入力された位置検出補助信号ＢＲｘを検出し、当該位置検出補助信号ＢＲｘを受信したタッチ検出領域８００における各分割部を含むエリアを指示装置２００ａによるタッチ操作と判定する。これにより、指示装置２００ａによりタッチ状態を検出したタッチ状態検出エリアと、それ以外の物体によるタッチ操作によりタッチ状態を検出したタッチ状態検出エリアとを区別することができる。
【００９１】
また、実施形態１に係る指示装置２００ｂからタッチ検出領域８００の各分割部に入力される位置検出補助信号ＢＲｘが受信信号Ｒｘに重畳されることで、指示装置２００ｂによりタッチ状態を検出したタッチ状態検出エリアと、指示装置２００ｂを持つ手によりタッチ状態を検出したタッチ状態検出エリアとの双方の検出精度を高めることができる。
【００９２】
本実施形態により、指示装置２００，２００ａ，２００ｂを持った手によるタッチ操作を除外する機能を、タッチ操作のみで実現可能な指示装置２００，２００ａ，２００ｂ及びタッチ検出システム１００を提供することができる。
【００９３】
（実施形態２）
図２２は、実施形態２に係るタッチ検出システムの概略構成の一例を示す図である。本実施形態では、実施形態１において説明した指示装置２００，２００ａを適用する。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００９４】
上述した実施形態１では、タッチ検出デバイス３０として、送信電極６００と受信電極７００との交差部分の静電容量の変化に基づいてタッチ位置を検出するミューチュアル方式のタッチ検出デバイスを用いた例について説明したが、本実施形態では、図２２に示すように、タッチ検出デバイス３０ａとして、互いに交差する受信電極（第１電極）７００ａ及び受信電極（第２電極）７００ｂと検出対象である指示装置２００，２００ａとの間の静電容量の変化に基づいてタッチ位置を検出するセルフ方式のタッチ検出デバイスを用いている。ここで、セルフ方式のタッチ検出デバイスにおけるセルフ検出方式は、各々の検出電極を電気的に駆動させ、各々の検出電極の変動の程度を検出することによりタッチの有無を検出するものである。例えば、各々の検出電極を容量結合で駆動させた場合、指あるいはスタイラス（指示装置）により容量が付加されるとその振幅が低下するため、この振幅の変化の程度を検出することによりタッチの有無の検出が可能となる。なお、セルフ方式のタッチ検出デバイスにおけるセルフ検出方式は上記方式に限定されることなく各種の方式で構成することができる。
【００９５】
本実施形態に係るタッチ検出システム１００ａにおいて、タッチ検出デバイス３０ａは、一方向に延在するように併設された複数の受信電極７００ａと、この受信電極７００ａと交差する方向に延在するように併設された複数の受信電極７００ｂを有している。また、タッチ検出機能付き表示デバイス１０には、受信電極７００ａと受信電極７００ｂとが交差する箇所（以下、「分割部」ともいう）毎に分割されたタッチ検出領域８００ａが形成されている。
【００９６】
タッチ制御回路３００ａには、受信電極７００ａからの受信信号Ｒｘ１と、受信電極７００ｂからの受信信号Ｒｘ２との双方が入力される。
【００９７】
このようなセルフ方式のタッチ検出デバイス３０ａを具備したタッチ検出システム１００ａにおいて、指示装置２００，２００ａの胴体部分に、ユーザーが指示装置２００，２００ａを持った手が接触する持ち手出力部２０２を設け、この持ち手出力部２０２から、指示装置２００，２００ａでタッチ操作を行う際に検出する信号とは異なるパーム検出信号ＡＲｘを出力し、ユーザーの手を介してタッチ検出領域８００の各分割部に入力されるパーム検出信号ＡＲｘを検出することにより、図１９に示すタッチ状態検出エリアから、指示装置２００，２００ａを持つユーザーの手がタッチ検出領域８００ａに近接あるいは接触したことによりタッチ状態を検出したエリアを除外することができる。
【００９８】
以上説明したように、実施形態２に係るタッチ検出システムによれば、タッチ検出デバイス３０ａがセルフ方式のタッチ検出デバイスである場合でも、指示装置２００，２００ａの胴体部分に設けられた持ち手出力部２０２から、指示装置２００，２００ａでタッチ操作を行う際に検出する信号とは異なるパーム検出信号ＡＲｘを出力し、ユーザーの手を介してタッチ検出領域８００ａの各分割部に入力されるパーム検出信号ＡＲｘを検出することにより、タッチ検出領域８００ａにおけるタッチ状態を検出したタッチ状態検出エリアから、指示装置２００，２００ａを持つユーザーの手がタッチ検出領域８００ａに近接あるいは接触したことによりタッチ状態を検出したエリアを除外することができる。
【００９９】
本実施形態により、実施形態１と同様に、指示装置２００，２００ａを持った手によるタッチ操作を除外する機能を、タッチ操作のみで実現可能なタッチ検出システム１００ａを提供することができる。
【０１００】
以上、実施形態について説明したが、上述した内容により本発明が限定されるものではない。また、上述した本発明の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１，１ａ  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デバイス
１１  制御部
１２  ゲートドライバ
１３  ソースドライバ
１４  駆動電極ドライバ
２０  液晶表示デバイス
２１  ＴＦＴ基板
２２  画素電極
３０，３０ａ  タッチ検出デバイス
３１  ガラス基板
３２  カラーフィルタ
３５  偏光板
４０  タッチ検出回路（タッチ検出部）
４２  アナログＬＰＦ部
４３  Ａ／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
１００，１００ａ  タッチ検出システム
２００，２００ａ，２００ｂ  指示装置
２０１  検出部
２０２  持ち手出力部（第１出力部）
２０３  信号生成部（第１信号生成部）
２０３ａ  信号生成部（第２信号生成部）
２０４  反転回路
２０５，２０５ａ  増幅回路
２０６  ペン先出力部（第２出力部）
２０７，２０７ａ，２０７ｂ  信号生成手段
３０１  コード識別部
４００  表示制御回路
４４１  信号値算出部
４４２  ベースライン記憶部
５００  主制御回路
６００  送信電極（第１電極）
７００  受信電極（第２電極）
７００ａ  受信電極（第１電極）
７００ｂ  受信電極（第２電極）
８００，８００ａ  タッチ検出領域
【図１】
2016206803.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016206803.tif 000008
【図７】
2016206803.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2016206803.tif 000012
【図１１】
2016206803.tif 000013
【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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