(57)【要約】【課題】複数種の機能を持たせた１つの指示装置の各種機能を、タッチ操作のみで実現可能なタッチ検出機能付き表示システムを提供する。【解決手段】タッチ検出機能付き表示システムは、予め設定した表示デバイス上における複数の描画機能に対応した２値以上の複数のコードを保持し、送信電極から波高値が等しい複数のパルスを含む送信信号を検出して、コードに基づき、送信信号を形成する複数のパルスのうち少なくとも１のパルスの増幅率を他のパルスの増幅率と異ならせて反転増幅して生成した生成信号を受信電極に対して出力する指示装置と、生成信号に含まれるコードを識別し、当該コードに対応した描画機能を、表示デバイス上における指示装置の位置で実現する制御回路とを含む。【選択図】図１１
2016224808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示デバイスと、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し、前記表示デバイスに対向して設けられたタッチ検出デバイスと、前記送信電極に波高値が等しい複数のパルスを含む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して前記表示デバイス上に表示させる制御回路と、を備えるタッチ検出機能付き表示装置と、
前記タッチ検出デバイス上の位置を指示する指示装置と、
を備え、
前記指示装置は、
予め設定した前記表示デバイス上における複数の描画機能に対応した２値以上の複数のコードを保持し、前記送信電極から前記送信信号を検出して、前記コードに基づき、前記複数のパルスのうち少なくとも１のパルスの増幅率を他のパルスの増幅率と異ならせて反転増幅して生成した生成信号を前記受信電極に対して出力し、
前記制御回路は、
前記生成信号に含まれる前記コードを識別し、当該コードに対応した前記描画機能を、前記表示デバイス上における前記指示装置の位置で実現する、
タッチ検出機能付き表示システム。
【請求項２】
前記指示装置は、該指示装置に複数の前記描画機能を設定するためのインターフェース部を備える、
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示システム。
【請求項３】
前記指示装置は、前記描画機能として、前記タッチ検出デバイス上におけるタッチ検出位置に対応した前記表示デバイス上における前記指示装置の軌跡で描画される線の色を含む、
請求項１又は請求項２に記載のタッチ検出機能付き表示システム。
【請求項４】
前記指示装置は、前記描画機能として、前記タッチ検出デバイス上におけるタッチ検出位置に対応した前記表示デバイス上における前記指示装置の軌跡で描画される線の太さを含む、
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示システム。
【請求項５】
前記指示装置は、前記描画機能として、前記表示デバイス上に表示されたオブジェクトを、前記タッチ検出デバイス上におけるタッチ検出位置に対応した前記表示デバイス上における前記指示装置の軌跡により消去する機能を含む、
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示システム。
【請求項６】
前記指示装置は、該指示装置と前記タッチ検出デバイスとの間の圧力を検出する圧力センサーを備え、前記描画機能として、前記圧力センサーにより検出される圧力の大きさに応じて、前記タッチ検出デバイス上におけるタッチ検出位置に対応した前記表示デバイス上における前記指示装置の軌跡で描画される線の濃淡を変化させる機能を含む、
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示システム。
【請求項７】
前記指示装置は、該指示装置の前記表示デバイス上の傾きを検出する傾きセンサーを備え、前記描画機能として、前記傾きセンサーにより検出される傾きに応じて、前記タッチ検出デバイス上におけるタッチ検出位置に対応した前記表示デバイス上における前記指示装置の軌跡で描画される線の太さを変化させる機能を含む、
請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示システム。
【請求項８】
前記生成信号を構成する複数のパルスで複数本の前記指示装置に対応する識別コードを形成する、
請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ検出機能付き表示システムに関する。
【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】
また、タッチパネルを用いたタッチ検出機能付き表示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。特に、多人数を対象にしたプレゼンテーションや講義で使用することができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いるような大型のタッチパネルシステムにおいては、例えば、一方の手で電子ペンを持って描画などの所要の操作を行いながら、他方の手の指で別の操作を行ったり、あるいは１人のユーザーが電子ペンを持って所要の操作を行う一方で、電子ペンを持たない別のユーザーが指で所要の操作を行うといった使用方法が考えられる。特許文献１には、複数の電子ペンや指で同時にタッチ操作を行うことができるとともに、これらの指示物を確実に識別することができ、さらに同時に使用可能な電子ペンの数に制限がなく、良好な使い勝手が得られるように構成されたタッチパネルシステムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、パーソナルコンピュータやタブレット、スマートフォン等の小型の電子機器では、基本的に利用者が単独で使用することが想定される。このような小型の電子機器では、１本のスタイラスペンでの操作が一般的であり、スタイラスペンを持った手とスタイラスペンとを識別してスタイラスペンを持った手によるタッチ操作をリジェクトする、いわゆるパームリジェクション機能や、１本のスタイラスペンに複数種の機能を持たせる、あるいは、スタイラスペンの操作状況を反映させるような付加機能が望まれている。このような機能は、通常、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信機能を利用するのが一般的であるが、この場合には、スタイラスペン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。
【０００７】
本発明は、複数種の機能を持たせた１つの指示装置の各種機能を、タッチ操作のみで実現可能なタッチ検出機能付き表示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】
【０００８】
本発明の一態様に係るタッチ検出機能付き表示システムは、表示デバイスと、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、当該送信電極と交差する方向に延在するように併設され、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し、表示デバイスに対向して設けられたタッチ検出デバイスと、送信電極に波高値が等しい複数のパルスを含む送信信号を出力すると共に、受信電極からの受信信号に基づき、少なくともタッチ検出デバイス上の指示装置の位置を検出して表示デバイス上に表示する制御回路と、を備えるタッチ検出機能付き表示装置と、タッチ検出デバイス上の位置を指示する指示装置と、を備え、指示装置は、予め設定した表示デバイス上における複数の描画機能に対応した２値以上の複数のコードを保持し、送信電極から送信信号を検出して、前記コードに基づき、複数のパルスのうち少なくとも１のパルスの増幅率を他のパルスの増幅率と異ならせて反転増幅して生成した生成信号を受信電極に対して出力し、制御回路は、生成信号に含まれるコードを識別し、当該コードに対応した描画機能を、表示デバイス上における指示装置の位置で実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示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に係るタッチ検出機能付き表示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に係るタッチ検出機能付き表示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に係るタッチ検出機能付き表示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に係るタッチ検出機能付き表示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に係るタッチ検出機能付き表示システムの概略構成の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示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１１】図１１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示システムにおける指示装置の一構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、液晶表示デバイス上で実現する描画機能、その描画機能に対応するコード、及び生成信号ＡＲｘの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態１に係るコード付与部の一構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示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に係るタッチ検出機能付き表示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、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示システムにおける指示装置の一構成例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施形態２に係るコード付与部の一構成例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示システムにおける指示装置の一構成例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施形態３に係るコード付与部の一構成例を示す図である。
【図２０】図２０は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示システムの概略構成の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示システムにおける指示装置の一構成例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施形態４に係るコード付与信号生成部の一構成例を示す図である。
【図２３】図２３は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（実施形態１）
まず、図１〜図４を参照して、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示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に係るタッチ検出機能付き表示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は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示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に係るタッチ検出機能付き表示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に係るタッチ検出機能付き表示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。
【００１２】
実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
このため、本実施形態では、指示装置に交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１に印加される交流矩形波Ｓｇを入力し、反転増幅して出力することで、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。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、本実施形態に係る指示装置は、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の反転増幅率が設定される。これにより、指示装置によるタッチ状態が確実に検出可能となる。
【００１７】
図５は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、そのタッチパネル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、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により抽出されたタッチパネル座標を、タッチ検出位置情報として出力する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
次に、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示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９は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示システムの概略構成の一例を示す図である。
【００３７】
実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示システム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２００とを備えている。なお、図９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９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を含み、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９に示す例において、送信電極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。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９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。
【００３８】
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。
【００３９】
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１０は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示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１０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る。なお、図１０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。
【００４０】
図１１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示システムにおける指示装置の一構成例を示す図である。指示装置２００は、検出部２０１と、インターフェース部２０２と、コード付与部２０３と、反転回路２０４と、増幅回路２０５と、出力部２０６とを有する。コード付与部２０３、反転回路２０４、及び増幅回路２０５は、液晶表示デバイス２０上における描画機能に対応した複数値のコードを含む生成信号ＡＲｘを生成する信号生成手段２０７として機能する。
【００４１】
検出部２０１は、タッチ検出デバイス３０に向けられる指示装置２００の先端部分に形成される。そして、送信電極６００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としてコード付与部２０３に出力する。
【００４２】
インターフェース部２０２は、指示装置２００によるタッチ検出デバイス３０へのタッチ操作により液晶表示デバイス２０上で実現したい描画機能をユーザーが設定するためのインターフェースである。
【００４３】
コード付与部２０３は、液晶表示デバイス２０上で実現する描画機能に対応して、図１０に示す送信信号Ｔｘを形成するパルスのうち、増幅率を下げるパルスが予め設定された複数のコードを保持している。
【００４４】
図１２は、液晶表示デバイス上で実現する描画機能、その描画機能に対応するコード、及び生成信号ＡＲｘの一例を示す図である。
【００４５】
ここでは、液晶表示デバイス２０上で実現する描画機能として、指示装置２００のタッチ検出デバイス３０上におけるタッチ検出位置に対応した液晶表示デバイス２０上における軌跡で描画される線の色を選択する例について説明する。
【００４６】
インターフェース部２０２は、例えば、カラーパレットを表示する簡易ディスプレイと色選択を行うためのインターフェースとを具備した構成とし、指示装置２００のタッチ検出デバイス３０上におけるタッチ検出位置に対応した液晶表示デバイス２０上における軌跡の色を選択できるようにしてもよい。この場合、例えば、インターフェース部２０２から何れの色選択もなされていないと、コード付与部２０３は、描画機能「ＯＦＦ」を示すコードが選択される。このとき、コード付与部２０３は、図１０に示す送信信号Ｔｘにおける「１」のパルスの波高値のみ他のパルスよりも小さくしたコードを出力する。これにより、増幅回路２０５の出力である生成信号ＡＲｘの「１」のパルスの増幅率が他のパルスよりも小さくなる。
【００４７】
このように、描画機能として何も選択していない場合には、少なくとも生成信号ＡＲｘを形成する１のパルスの増幅率を小さくすることにより、タッチ検出回路４０において検出したタッチ検出位置におけるタッチ操作が指示装置２００によるものであることを示すことができる。
【００４８】
また、例えば、インターフェース部２０２から「赤」を選択すると、描画機能「ペン色：赤」を示すコードが選択される。このとき、コード付与部２０３は、図１０に示す送信信号Ｔｘにおける「１」、「３」、及び「４」のパルスの波高値を他のパルスよりも小さくした信号を出力する。これにより、増幅回路２０５の出力である生成信号ＡＲｘの「１」、「３」、及び「４」のパルスの増幅率が他のパルスよりも小さくなる。
【００４９】
また、例えば、インターフェース部２０２から「青」を選択すると、描画機能「ペン色：青」を示すコードが選択される。このとき、コード付与部２０３は、図１０に示す送信信号Ｔｘにおける「１」、「５」、及び「６」のパルスの波高値を他のパルスよりも小さくした信号を出力する。これにより、増幅回路２０５の出力である生成信号ＡＲｘの「１」、「５」、及び「６」のパルスの増幅率が他のパルスよりも小さくなる。
【００５０】
ここで、図１０乃至図１３を参照して、信号生成手段２０７によって生成される生成信号ＡＲｘの生成手法の具体例について説明する。図１３は、実施形態１に係るコード付与部の一構成例を示す図である。
【００５１】
コード付与部２０３は、検出部２０１から検出送信信号Ｔｄが入力されると、検出送信信号Ｔｄの各パルス、すなわち、図１０に示す送信信号Ｔｘの「１」〜「８」の各パルスに同期して、インターフェース部２０２により選択された描画機能に対応した多値（ここでは、３値）のパルス信号を生成する。
【００５２】
図１３に示すように、コード付与部２０３は、複数のコードを保持したコード保持部２０３１と、生成するパルス信号に応じた複数値（ここでは、３値）の電圧レベルを出力する電圧付与部２０３２を有している。コード保持部２０３１は、インターフェース部２０２により選択された描画機能毎に対応したコードを電圧付与部２０３２に出力する。電圧付与部２０３２は、検出送信信号Ｔｄの１つ目のパルス、すなわち、図１０に示す送信信号Ｔｘの「１」のパルスをトリガーとして、送信信号Ｔｘの「１」〜「８」の各パルス毎に、コード保持部２０３１から出力されたコードに応じた電圧レベルを選択する。これにより、インターフェース部２０２で選択されたコードに対応した多値（ここでは、３値）のパルス信号が生成される。なお、電圧付与部２０３２は、各電圧レベルを出力する複数の電源回路で構成されていてもよいし、各電圧レベルを選択可能な１つの電源回路であってもよい。
【００５３】
反転回路２０４は、コード付与部２０３で生成されたパルス信号を反転させる。増幅回路２０５は、反転回路２０４で反転されたパルス信号を予め定められた所定の増幅率で増幅する。上記のようにして、インターフェース部２０２で選択された描画機能に対応したコードを含む生成信号ＡＲｘ（図１２）が生成される。
【００５４】
出力部２０６は、検出部２０１と同様に、指示装置２００の先端部分に形成される。そして、信号生成手段２０７によって生成された生成信号ＡＲｘを、指示装置２００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）を介して、送信電極６００と受信電極７００との交差部分に出力する。これにより、後段のタッチ制御回路３００に入力される受信信号Ｒｘには、信号生成手段２０７によって生成された生成信号ＡＲｘが重畳する。このように、受信信号Ｒｘに生成信号ＡＲｘが重畳されることで、指示装置２００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２００によるタッチ状態の検出精度を高めることができる。
【００５５】
図１４は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示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４０に加えて、コード識別部３０１及び機能選択部３０２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を省略している。
【００５６】
タッチ検出回路４０及びコード識別部３０１には、生成信号ＡＲｘが重畳された受信信号Ｒｘが入力される。
【００５７】
コード識別部３０１は、受信信号Ｒｘを解析し、受信信号Ｒｘに重畳された生成信号ＡＲｘに含まれるコードを識別する。機能選択部３０２は、予め設定された複数の描画機能に対応したコードを保持している。機能選択部３０２は、コード識別部３０１によって識別されたコードに対応する描画機能を選択して、描画機能情報を出力する。なお、コード識別部３０１によりコードが含まれていないものとして識別された場合、すなわち、受信信号Ｒｘを構成するパルスが全て同値であることが検出された場合には、機能選択部３０２は、描画機能情報を出力しない。
【００５８】
タッチ検出回路４０から出力されたタッチ検出位置情報及び描画機能情報は、主制御回路５００に入力される。主制御回路５００は、タッチ検出回路４０から出力されたタッチ検出位置情報及び描画機能情報に基づき、タッチ検出デバイス３０上におけるタッチ検出位置に対応した液晶表示デバイス２０上における位置において、指示装置２００のインターフェース部２０２で選択された描画機能を実現するための制御信号を、表示制御回路４００に出力する。
【００５９】
なお、タッチ制御回路３００から描画機能情報が出力されず、タッチ検出位置情報のみが出力された場合には、主制御回路５００は、タッチ操作を行った物体が、例えば、ユーザーの指等の指示装置２００以外の物であるものとして処理する。この場合には、例えば、タッチ検出デバイス３０上におけるタッチ検出位置に対応した液晶表示デバイス２０上における位置に表示されたオブジェクトの選択や移動等を行うものとして処理する。
【００６０】
また、例えば、指示装置２００でのタッチ操作を行っている際にユーザーの指等の指示装置２００以外の物体によるタッチ操作を許容していない場合に、複数箇所でタッチ検出され、１つのタッチ検出位置が指示装置２００によるものであると判定した場合には、主制御回路５００は、指示装置２００によりタッチ検出された位置以外へのタッチ操作をリジェクトする。すなわち、いわゆるパームリジェクション機能を実現することができる。
【００６１】
また、指示装置２００のインターフェース部２０２で選択された描画機能が「ＯＦＦ」である場合には、主制御回路５００は、タッチ操作を行った物体が、例えば、ユーザーの指等の指示装置２００以外の物である場合と同様の処理、例えば、タッチ検出デバイス３０上におけるタッチ検出位置に対応した液晶表示デバイス２０上における位置に表示されたオブジェクトの選択や移動等を行うものとして処理する。
【００６２】
次に、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示システム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に係るタッチ検出機能付き表示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。
【００６３】
タッチ制御回路３００は、タッチ検出期間において、複数の送信電極６００に対し、時分割で送信信号Ｔｘを出力し（ステップＳ１）、複数の受信電極７００から受信信号Ｒｘが入力される（ステップＳ２）。
【００６４】
タッチ制御回路３００は、複数の受信電極７００から入力される受信信号Ｒｘを監視し、タッチ検出回路４０によりタッチ操作が検出されると（ステップＳ３）、タッチ検出回路４０からタッチ検出位置情報を主制御回路５００に出力する（ステップＳ４）。そして、コード識別部３０１は、受信信号Ｒｘにコードが含まれているか否かを識別する（ステップＳ５）。
【００６５】
受信信号Ｒｘにコードが含まれている場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、コード識別部３０１は、受信信号Ｒｘに含まれるコードを識別し（ステップＳ６）、機能選択部３０２は、コード識別部３０１により識別されたコードに対応した描画機能を選択して（ステップＳ７）、主制御回路５００に描画機能情報を出力する（ステップＳ８）。
【００６６】
主制御回路５００は、タッチ制御回路３００から出力されたタッチ検出位置情報及び描画機能情報に基づき、指示装置２００によりタッチ操作が行われたものとして判定する（ステップＳ９）。そして、主制御回路５００は、タッチ検出デバイス３０上におけるタッチ検出位置に対応した液晶表示デバイス２０上における位置において、指示装置２００のインターフェース部２０２で選択された描画機能を実現するための制御信号を表示制御回路４００に出力し（ステップＳ１０）、本処理フローを終了する。
【００６７】
受信信号Ｒｘにコードが含まれていない場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、タッチ制御回路３００は、主制御回路５００に描画機能情報を出力しない。これにより、主制御回路５００は、タッチ操作を行った物体が、例えば、ユーザーの指等の指示装置２００以外の物であるものと判定する（ステップＳ１１）。そして、主制御回路５００は、ユーザーの指等の指示装置２００以外の物によるタッチ操作に応じた処理（例えば、タッチ検出デバイス３０上におけるタッチ検出位置に対応した液晶表示デバイス２０上における位置に表示されたオブジェクトの選択や移動等）を行わせるための制御信号を表示制御回路４００に出力し（ステップＳ１０）、本処理フローを終了する。
【００６８】
上記した処理フローを実施することにより、指示装置２００のインターフェース部２０２で選択された描画機能が液晶表示デバイス２０上で実現される。
【００６９】
なお、上述した例では、液晶表示デバイス２０上で実現する描画機能として、指示装置２００のタッチ検出デバイス３０上におけるタッチ検出位置に対応した液晶表示デバイス２０上における軌跡で描画される線の色を選択する例について説明したが、液晶表示デバイス２０上で実現する描画機能としてはこれに限らず、例えば、液晶表示デバイス２０上における指示装置２００の軌跡で描画される線の太さや線種等を選択するようにしてもよい。また、液晶表示デバイス２０上に表示されたオブジェクトを、液晶表示デバイス２０上における指示装置２００の軌跡により消去する消しゴム機能を選択するようにしてもよい。
【００７０】
また、上述した例では、指示装置２００によるタッチ操作であることを示すために、図１２の描画機能「ＯＦＦ」を示すコードを、図１０に示す送信信号Ｔｘにおける「１」のパルスの増幅率を他のパルスよりも小さくした例について説明したが、例えば、送信信号Ｔｘを構成するパルスのうちの複数のパルスを用いて、複数本の指示装置２００に対応する識別コードを形成するようにしてもよい。このようにすれば、複数本の指示装置２００を用いる構成とすることも可能である。
【００７１】
また、上述した例では、図１２に示すような３値のコードを含む生成信号ＡＲｘを生成する例を示したが、これに限らず、２値あるいは４値以上の複数値のコードを含む生成信号ＡＲｘを生成するようにしてもよい。このようにすれば、より多くの情報を受信信号Ｒｘに重畳して送信することができ、多様な描画機能が実現可能となる。
【００７２】
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システムによれば、指示装置２００は、タッチ制御回路３００から出力される波高値が等しい複数のパルスを含む送信信号Ｔｘを送信電極６００から検出し、送信信号Ｔｘを形成する複数のパルスのうち、いくつかのパルスの増幅率を他のパルスの増幅率と異ならせて反転増幅することで、予め設定した液晶表示デバイス２０上における複数種の描画機能のうち、指示装置２００に具備されたインターフェース部２０２で選択した描画機能に対応した２値以上のコードを含む生成信号ＡＲｘを生成し、指示装置２００が指し示したタッチ検出デバイス３０上に位置する受信電極７００に対して出力する。タッチ制御回路３００は、受信信号Ｒｘに含まれるコードを識別し、当該コードに対応した描画機能を選択する。そして、主制御回路５００は、タッチ検出デバイス３０上におけるタッチ検出位置に対応した液晶表示デバイス２０上における位置において、タッチ制御回路３００により選択された描画機能を実現するための制御信号を表示制御回路４００に出力する。これにより、液晶表示デバイス２０上における指示装置２００の位置において、指示装置２００で選択した描画機能を実現することができる。
【００７３】
また、何れの描画機能も選択していない場合には、送信信号Ｔｘを形成する複数のパルスのうち、少なくとも１のパルスの増幅率を他のパルスの増幅率と異ならせて生成信号ＡＲｘを生成することにより、タッチ検出回路４０において検出したタッチ検出位置におけるタッチ操作が指示装置２００によるものであることを示すことができる。これにより、タッチ操作を行った物体が、ユーザーの指等の指示装置２００以外の物である場合と区別することができ、指示装置２００でのタッチ操作を行っている際にユーザーの指等の指示装置２００以外の物体によるタッチ操作を許容していない場合に、複数箇所でタッチ検出され、１つのタッチ検出位置が指示装置２００によるものであると判定した場合には、指示装置２００によりタッチ検出された位置以外へのタッチ操作をリジェクトすることができ、いわゆるパームリジェクション機能を実現することができる。
【００７４】
また、コードを３値以上とすることで、より多くの情報を受信信号Ｒｘに重畳して送信することができ、多様な描画機能が実現できる。
【００７５】
また、送信信号Ｔｘを構成するパルスのうちの複数のパルスを用いて、複数本の指示装置２００に対応する識別コードを形成するようにすれば、複数本の指示装置２００を用いる構成とすることもできる。
【００７６】
また、受信信号Ｒｘに生成信号ＡＲｘが重畳されることで、指示装置２００の先端部分と送信電極６００との間に形成される静電容量が小さい場合でも、指示装置２００によるタッチ状態の検出精度を高めることができる。
【００７７】
本実施形態により、複数種の機能を持たせた１つの指示装置２００の各種機能を、タッチ操作のみで実現可能なタッチ検出機能付き表示システム１００を提供することができる。
【００７８】
（実施形態２）
図１６は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示システムにおける指示装置の一構成例を示す図である。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。
【００７９】
本実施形態では、図１１に示した実施形態１におけるインターフェース部２０２に代えて、指示装置２００ａの先端部に圧力センサー２０８を具備した構成としている。これにより、液晶表示デバイス２０上で実現する描画機能として、例えば、液晶表示デバイス２０上における指示装置２００の軌跡の線の濃淡を筆圧に応じて変化させるような描画機能を実現することができる。
【００８０】
図１６に示す信号生成手段２０７によって生成される生成信号ＡＲｘの生成手法については、上述した実施形態１と同様である。図１７は、実施形態２に係るコード付与部の一構成例を示す図である。以下、図１６及び図１７を参照して、実施形態２における生成信号ＡＲｘの生成手法について説明する。
【００８１】
コード付与部２０３ａは、検出部２０１から検出送信信号Ｔｄが入力されると、検出送信信号Ｔｄの各パルス、すなわち、送信信号Ｔｘの「１」〜「８」の各パルスに同期して、圧力センサー２０８により検知される筆圧に対応した多値（例えば、３値）のパルス信号を生成する。
【００８２】
図１７に示すように、コード付与部２０３ａは、複数のコードを保持したコード保持部２０３１ａと、生成するパルス信号に応じた複数値（例えば、３値）の電圧レベルを出力する電圧付与部２０３２ａを有している。コード保持部２０３１ａは、圧力センサー２０８により検知される筆圧毎に対応したコードを電圧付与部２０３２ａに出力する。電圧付与部２０３２ａは、検出送信信号Ｔｄの１つ目のパルス、すなわち、送信信号Ｔｘの「１」のパルスをトリガーとして、送信信号Ｔｘの「１」〜「８」の各パルス毎に、コード保持部２０３１ａから出力されたコードに応じた電圧レベルを選択する。これにより、圧力センサー２０８により検知された筆圧に対応した多値（例えば、３値）のパルス信号が生成される。なお、電圧付与部２０３２ａは、各電圧レベルを出力する複数の電源回路で構成されていてもよいし、各電圧レベルを選択可能な１つの電源回路であってもよい。
【００８３】
反転回路２０４は、コード付与部２０３で生成されたパルス信号を反転させる。増幅回路２０５は、反転回路２０４で反転されたパルス信号を予め定められた所定の増幅率で増幅する。上記のようにして、圧力センサー２０８により検知された筆圧に対応したコードを含む生成信号ＡＲｘが生成される。
【００８４】
出力部２０６は、検出部２０１と同様に、指示装置２００ａの先端部分に形成される。そして、信号生成手段２０７によって生成された生成信号ＡＲｘを、指示装置２００ａ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）を介して、送信電極６００と受信電極７００との交差部分に出力する。これにより、後段のタッチ制御回路３００に入力される受信信号Ｒｘには、信号生成手段２０７によって生成された生成信号ＡＲｘが重畳する。このように、受信信号Ｒｘに生成信号ＡＲｘが重畳されることで、指示装置２００ａ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２００ａによるタッチ状態の検出精度を高めることができる。
【００８５】
なお、図１６に示す例では、図１１に示した実施形態１におけるインターフェース部２０２に代えて、指示装置２００ａの先端部に圧力センサー２０８を具備した構成を示したが、圧力センサー２０８に加えてインターフェース部２０２を具備した構成としてもよいことは言うまでもない。
【００８６】
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システムによれば、指示装置２００ａの先端部に圧力センサー２０８を具備した構成とすることで、例えば、液晶表示デバイス２０上における指示装置２００ａの軌跡の線の濃淡を筆圧に応じて変化させるような描画機能を実現することができる。
【００８７】
また、圧力センサー２０８に加えてインターフェース部２０２を具備した構成とすることで、実施形態１よりも多様な描画機能を実現することができる。
【００８８】
（実施形態３）
図１８は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示システムにおける指示装置の一構成例を示す図である。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。
【００８９】
本実施形態では、図１１に示した実施形態１におけるインターフェース部２０２、及び、図１６に示した圧力センサー２０８に代えて、指示装置２００ｂの傾きを検出する傾きセンサー２０９を具備した構成としている。これにより、液晶表示デバイス２０上で実現する描画機能として、例えば、液晶表示デバイス２０上における指示装置２００ｂの軌跡の線の太さを指示装置２００ｂの傾きに応じて変化させるような描画機能を実現することができる。
【００９０】
図１８に示す信号生成手段２０７によって生成される生成信号ＡＲｘの生成手法については、上述した実施形態１，２と同様である。図１９は、実施形態３に係るコード付与部の一構成例を示す図である。以下、図１８及び図１９を参照して、実施形態３における生成信号ＡＲｘの生成手法について説明する。
【００９１】
コード付与部２０３ｂは、検出部２０１から検出送信信号Ｔｄが入力されると、検出送信信号Ｔｄの各パルス、すなわち、送信信号Ｔｘの「１」〜「８」の各パルスに同期して、傾きセンサー２０９により検知される指示装置２００ｂの傾きに対応した多値（例えば、３値）のパルス信号を生成する。
【００９２】
図１９に示すように、コード付与部２０３ｂは、複数のコードを保持したコード保持部２０３１ｂと、生成するパルス信号に応じた複数値（例えば、３値）の電圧レベルを出力する電圧付与部２０３２ｂを有している。コード保持部２０３１ｂは、傾きセンサー２０９により検知される指示装置２００ｂの傾き毎に対応したコードを電圧付与部２０３２ｂに出力する。電圧付与部２０３２ｂは、検出送信信号Ｔｄの１つ目のパルス、すなわち、送信信号Ｔｘの「１」のパルスをトリガーとして、送信信号Ｔｘの「１」〜「８」の各パルス毎に、コード保持部２０３１ａから出力されたコードに応じた電圧レベルを選択する。これにより、傾きセンサー２０９により検知された指示装置２００ｂの傾きに対応した多値（例えば、３値）のパルス信号が生成される。なお、電圧付与部２０３２ｂは、各電圧レベルを出力する複数の電源回路で構成されていてもよいし、各電圧レベルを選択可能な１つの電源回路であってもよい。
【００９３】
反転回路２０４は、コード付与部２０３で生成されたパルス信号を反転させる。増幅回路２０５は、反転回路２０４で反転されたパルス信号を予め定められた所定の増幅率で増幅する。上記のようにして、傾きセンサー２０９により検知された指示装置２００ｂの傾きに対応したコードを含む生成信号ＡＲｘが生成される。
【００９４】
出力部２０６は、検出部２０１と同様に、指示装置２００ｂの先端部分に形成される。そして、信号生成手段２０７によって生成された生成信号ＡＲｘを、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）を介して、送信電極６００と受信電極７００との交差部分に出力する。これにより、後段のタッチ制御回路３００に入力される受信信号Ｒｘには、信号生成手段２０７によって生成された生成信号ＡＲｘが重畳する。このように、受信信号Ｒｘに生成信号ＡＲｘ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。
【００９５】
なお、図１８に示す例では、図１１に示した実施形態１におけるインターフェース部２０２、及び、図１６に示した圧力センサー２０８に代えて、指示装置２００ｂの傾きを検出する傾きセンサー２０９を具備した構成を示したが、傾きセンサー２０９に加えてインターフェース部２０２と圧力センサー２０８との一方あるいは双方を具備した構成としてもよいことは言うまでもない。
【００９６】
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システムによれば、指示装置２００ｂの傾きを検出する傾きセンサー２０９を具備した構成とすることで、例えば、液晶表示デバイス２０上における指示装置２００ｂの軌跡の線の太さを指示装置２００ｂの傾きに応じて変化させるような描画機能を実現することができる。
【００９７】
また、傾きセンサー２０９に加えてインターフェース部２０２と圧力センサー２０８との一方あるいは双方を具備した構成とすることで、実施形態１あるいは実施形態２よりも多様な描画機能を実現することができる。
【００９８】
（実施形態４）
図２０は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示システムの概略構成の一例を示す図である。また、図２１は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示システムにおける指示装置の一構成例を示す図である。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。
【００９９】
上述した実施形態１乃至３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２０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７００ａ，７００ｂと検出対象である指示装置２００ｃ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。
【０１００】
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示システム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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
指示装置２００ｃは、インターフェース部２０２と、コード付与信号生成部２０３ａと、反転回路２０４と、増幅回路２０５と、出力部２０６とを有する。コード付与信号生成部２０８、反転回路２０４、及び増幅回路２０５は、信号生成手段２０７ａとして機能する。
【０１０３】
コード付与信号生成部２０８は、液晶表示デバイス２０上で実現する描画機能に対応した複数のコードを保持している。
【０１０４】
コード付与信号生成部２０８は、インターフェース部２０２で選択された描画機能に対応したコードを付与した信号を出力する。そして、その信号は、後段の反転回路２０４及び増幅回路２０５で反転増幅され、生成信号ＡＲｘが生成される。
【０１０５】
図２１に示す信号生成手段２０７ａによって生成される生成信号ＡＲｘの生成手法については、上述した実施形態１乃至３とは一部異なる。図２２は、実施形態４に係るコード付与信号生成部の一構成例を示す図である。以下、図２１及び図２２を参照して、実施形態３における生成信号ＡＲｘの生成手法について説明する。
【０１０６】
コード付与信号生成部２０８は、インターフェース部２０２により選択されるコードに対応した多値（例えば、３値）のパルス信号を生成する。
【０１０７】
図２２に示すように、コード付与信号生成部２０８は、例えば、パルス信号生成部２０８１と、生成するパルス信号に応じた複数値（例えば、３値）の電圧レベルを出力する電圧付与部２０８２と、を有している。パルス信号生成部２０８１は、インターフェース部２０２により選択された描画機能毎に対応したコードを付与した信号と、このコードの前にコードの先頭を示す予め定められたヘッダパターンを付与して電圧付与部２０８２に出力する。なお、描画機能毎のコードには、ヘッダパターンと一致するパターンが含まれないものとする。これにより、後述するタッチ制御回路３００ａにおいてヘッダパターンを検出できる。
【０１０８】
電圧付与部２０８２は、パルス信号生成部２０８１で生成されるパルス信号の１つ目のパルスをトリガーとして、当該パルス信号の各パルス毎に、パルス信号生成部２０８１から出力されたコードに応じた電圧レベルを選択する。これにより、インターフェース部２０２で選択されたコードに対応した多値（ここでは、３値）のパルス信号が生成される。なお、電圧付与部２０８２は、各電圧レベルを出力する複数の電源回路で構成されていてもよいし、各電圧レベルを選択可能な１つの電源回路であってもよい。
【０１０９】
反転回路２０４は、コード付与信号生成部２０８で生成されたパルス信号を反転させる。増幅回路２０５は、反転回路２０４で反転されたパルス信号を予め定められた所定の増幅率で増幅する。上記のようにして、インターフェース部２０２で選択された描画機能に対応したコードと予め定められたヘッダパターンとを含む生成信号ＡＲｘが生成される。
【０１１０】
出力部２０６は、指示装置２００ｃの先端部分に形成される。そして、信号生成手段２０７ａによって生成された生成信号ＡＲｘを、指示装置２００ｃの先端部分と受信電極７００ａ及び受信電極７００ｂとの間に形成される静電容量を介して、受信電極７００ａと受信電極７００ｂとの交差部分に出力する。これにより、後段のタッチ制御回路３００ａに入力される受信信号Ｒｘ１，Ｒｘ２は、信号生成手段２０７ａによって生成された生成信号ＡＲｘが重畳した波形となり、指示装置２００ｃの先端部分と受信電極７００ａ及び受信電極７００ｂとの間に形成される静電容量が小さい場合でも、指示装置２００ｃによるタッチ状態の検出精度を高めることができる。
【０１１１】
なお、図２１に示す例では、反転回路２０４を具備した構成を記載したが、本実施形態に係るセルフ方式のタッチ検出デバイスを用いた場合には、反転回路２０４を具備しない構成であってもよい。この反転回路２０４の有無により、本発明が限定されるものではない。
【０１１２】
図２３は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示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３００ａは、タッチ検出回路４０ａ、コード識別部３０１ａ、コード識別部３０１ｂ、及び機能選択部３０２ａを備えている。
【０１１３】
タッチ検出回路４０ａは、受信信号Ｒｘ１と受信信号Ｒｘ２とが入力されてタッチ検出位置情報を出力する。
【０１１４】
コード識別部３０１ａは、受信信号Ｒｘ１に含まれるヘッダパターンを検出した場合に、そのヘッダパターンに続くコードを識別する。コード識別部３０１ｂは、受信信号Ｒｘ２に含まれるヘッダパターンを検出した場合に、そのヘッダパターンに続くコードを識別する。機能選択部３０２ａは、予め設定された複数の描画機能に対応したコードを保持している。機能選択部３０２ａは、コード識別部３０１ａとコード識別部３０１ｂとで一致したコードに対応する描画機能を選択して、描画機能情報を出力する。以降の主制御回路５００、及び表示制御回路４００における動作は、上述した実施形態１乃至３と同様である。
【０１１５】
なお、上述した例では、実施形態１と同様に、指示装置２００ｃがインターフェース部２０２を具備した構成を示したが、実施形態２と同様に、インターフェース部２０２に代えて、指示装置２００ｃの先端部に圧力センサーを具備した構成、あるいは、インターフェース部２０２と圧力センサーとを具備した構成であってもよいし、実施形態３と同様に、インターフェース部２０２に代えて、指示装置２００ｃの傾きを検出する傾きセンサーを具備した構成、インターフェース部２０２と傾きセンサーとを具備した構成、あるいは、インターフェース部２０２と圧力センサーと傾きセンサーとを具備した構成であってもよい。
【０１１６】
以上説明したように、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示システムによれば、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２００ｃにおいて各種描画機能に対応したコードを含む生成信号ＡＲｘを出力することで、実施形態１乃至３において説明したミューチュアル方式のタッチ検出デバイスの場合と同様に、複数種の機能を持たせた１つの指示装置２００ｃの各種機能を、タッチ操作のみで実現可能なタッチ検出機能付き表示システム１００ａを提供することができる。
【０１１７】
以上、実施形態について説明したが、上述した各実施形態の構成を組み合わせることも可能であり、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】
【０１１８】
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表示デバイス
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
４０，４０ａ  タッチ検出回路
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  タッチ検出機能付き表示システム
２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ  指示装置
２０１  検出部
２０２  インターフェース部
２０３，２０３ａ，２０３ｂ  コード付与部
２０４  反転回路
２０５  増幅回路
２０６  出力部
２０７，２０７ａ  信号生成手段
２０８  コード付与信号生成部
３００，３００ａ  タッチ制御回路
３０１，３０１ａ，３０１ｂ  コード識別部
３０２，３０２ａ  機能選択部
４００  表示制御回路
５００  主制御回路
６００  送信電極
７００，７００ａ，７００ｂ  受信電極
２０３１，２０３１ａ，２０３１ｂ  コード保持部
２０３２，２０３２ａ，２０３２ｂ  電圧付与部
２０８１  パルス信号生成部
２０８２  電圧付与部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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