(57)【要約】【課題】高い精度で接触位置を特定する。【解決手段】互いに対向する第１基板および第２基板と、両基板間に挟持される液晶９９と、両基板間で両基板に沿って延在する複数の計測用走査線２６と、両基板間で両基板に沿って面状に配列された複数の容量センシング回路９１および複数の光センシング回路８１とを備える。第ｊ列の光センシング回路８１は、複数の容量センシング回路９１のいずれも接続されない計測用走査線２６に接続され、入射光の光量に応じた大きさの光計測信号Ｔ３［ｊ］を出力する。第ｊ列の容量センシング回路９１は、複数の光センシング回路８１のいずれも接続されない計測用走査線２６に接続され、液晶９９と第１電極９７と第２電極９８とを有する接触計測用容量素子９６を含み、接触計測用容量素子９６の容量値に応じた大きさの容量計測信号Ｔ４［ｊ］を出力する。【選択図】図１６
2009276642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１基板および第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に挟持される誘電物質と、
前記第１基板と前記第２基板との間で前記第１基板または前記第２基板に沿って延在する複数の走査線と、
前記第１基板と前記第２基板との間で前記第１基板または前記第２基板に沿って面状に配列された複数の容量センシング回路および複数の光センシング回路とを備え、
前記光センシング回路は、前記複数の容量センシング回路のいずれも接続されない前記走査線に接続され、入射光の光量に応じた大きさの光計測信号を出力し、
前記容量センシング回路は、前記複数の光センシング回路のいずれも接続されない前記走査線に接続され、前記誘電物質と第１電極と第２電極とを有する容量素子を含み、前記容量素子の容量値に応じた大きさの容量計測信号を出力する、
ことを特徴とするセンシング回路。
【請求項２】
前記第１基板と前記第２基板との間で前記第１基板または前記第２基板に沿って延在する複数のセンス線を備え、
前記センス線には、前記容量センシング回路および前記光センシング回路が接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング回路。
【請求項３】
前記光センシング回路は、前記容量センシング回路よりも多い、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のセンシング回路。
【請求項４】
前記複数の光センシング回路に接続される前記走査線が接続される光用シフトレジスタと、
前記複数の容量センシング回路に接続される前記走査線が接続される容量用シフトレジスタとを備え、
前記容量用シフトレジスタの段数は前記光用シフトレジスタの段数よりも少ない、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のセンシング回路。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のセンシング回路と、
前記第１基板と前記第２基板との間で前記第１基板または前記第２基板に沿って面状に配列された複数の画素回路とを備え、
前記画素回路は前記誘電物質を有し、
前記誘電物質は液晶である、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のセンシング回路または請求項５に記載の表示装置を備える、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のセンシング回路の駆動方法であって、
前記複数の容量センシング回路を駆動する容量センシング過程と、
前記複数の光センシング回路を駆動する光センシング過程とを有し、
前記容量センシング過程と前記光センシング過程とを交互に行う、
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項５に記載の表示装置の駆動方法であって、
前記複数の画素回路および前記複数の容量センシング回路を駆動する表示容量センシング過程と、
前記複数の画素回路および前記複数の光センシング回路を駆動する表示光センシング過程とを有し、
前記表示容量センシング過程と前記表示光センシング過程とを交互に行う、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触位置を特定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
指やペンなどの対象物が画面に接触したことを検出する機能を有する表示装置が知られている。例えば特許文献１及び２には、互いに対向する２つの電極間に挟持された液晶によって形成された静電容量の変化を計測して対象物による接触位置を特定する技術が開示されている。また、例えば特許文献３及び４には、表示装置内に光センシング回路を内蔵し、当該光センシング回路の受光量の変化を計測して対象物による接触位置を特定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−４０２８９号公報
【特許文献２】特開２００６−１８９８６８号公報
【特許文献３】特開２００４−１１９４９４号公報
【特許文献４】特開２００８−２７２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前者の技術には、対象物が表示装置に接触すると、静電容量を挟持する基板が撓み、対象物の接触している領域として広すぎる領域が特定される虞がある。一方、後者の技術には、対象物が表示装置に近接していると、対象物が表示装置に接触していなくとも、対象物が表示装置に接触したと判定され、対象物の接触位置が誤って特定される虞がある。
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたものであり、高い精度で接触位置を特定することを解決課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持される誘電物質と、前記第１基板と前記第２基板との間で前記第１基板または前記第２基板に沿って延在する複数の走査線と、前記第１基板と前記第２基板との間で前記第１基板または前記第２基板に沿って面状に配列された複数の容量センシング回路および複数の光センシング回路とを備え、前記光センシング回路は、前記複数の容量センシング回路のいずれも接続されない前記走査線に接続され、入射光の光量に応じた大きさの光計測信号を出力し、前記容量センシング回路は、前記複数の光センシング回路のいずれも接続されない前記走査線に接続され、前記誘電物質と第１電極と第２電極とを有する容量素子を含み、前記容量素子の容量値に応じた大きさの容量計測信号を出力する、ことを特徴とするセンシング回路を提供する。
【０００５】
このセンシング回路によれば、光センシング回路から出力される光計測信号と、容量センシング回路から出力される容量計測信号とに基づいて、対象物と表示装置との接触位置を正確に特定することができる。また、このセンシング回路によれば、一つの走査線の選択（行選択）が、光センシング回路のみの選択または容量センシング回路のみの選択となり、一回の行選択で選択されたセンサからの出力信号が光計測信号のみ又は容量計測信号のみとなるから、後段の回路におけるデータ処理が簡素となる。
【０００６】
上記センシング回路において、前記第１基板と前記第２基板との間で前記第１基板または前記第２基板に沿って延在する複数のセンス線を備え、前記センス線には、前記容量センシング回路および前記光センシング回路が接続される、ようにしてもよい。このセンシング回路では、容量センシング回路と光センシング回路とでセンス線が共用されるから、例えば、光センシング回路の開口率を高くすることができる。
【０００７】
上記各センシング回路において、前記光センシング回路を前記容量センシング回路よりも多く設けるようにしてもよい。このセンシング回路によれば、光センシング回路の数が容量センシング回路の数以下の場合に比較して、接触位置の特定の分解能が向上する。また、上記各センシング回路において、前記複数の光センシング回路に接続される前記走査線が接続される光用シフトレジスタと、前記複数の容量センシング回路に接続される前記走査線が接続される容量用シフトレジスタとを備え、前記容量用シフトレジスタの段数は前記光用シフトレジスタの段数よりも少ない、ようにしてもよい。これにより、例えば、各々が容量の変化を計測して容量計測信号を出力する複数の容量センシング回路および各々が入射光の光量を計測して光計測信号を出力する複数の光センシング回路を備えたセンシング回路の接触位置特定方法として、前記複数の容量センシング回路を順次走査して容量計測信号を取得する第１ステップと、前記取得した容量計測信号に基づいて、対象物が接触面に接触したか否かを判定する第２ステップと、前記第２ステップにおいて前記対象物が接触したと判定された後に、前記複数の光センシング回路を順次走査して光計測信号を取得する第３ステップと、取得した前記光計測信号に基づいて、前記対象物が接触した接触面の位置を特定する第４ステップとを有し、前記第２ステップにおいて前記対象物が接触したと判定されるまで、前記第１ステップと前記第２ステップを繰り返すことを特徴とする方法を採用する場合、容量用シフトレジスタの段数が光用シフトレジスタの段数よりも少なければ、センシング回路を備えた電子機器（例えば表示装置）において、容量用シフトレジスタを制御して容量計測信号を取得する前記第１ステップと、対象物が接触面に接触しているか否かを判定する前記第２ステップを繰り返す際の消費電力を低減できる。
【０００８】
また、本発明は、上記各センシング回路と、前記第１基板と前記第２基板との間で前記第１基板または前記第２基板に沿って面状に配列された複数の画素回路とを備え、前記画素回路は前記誘電物質を有し、前記誘電物質は液晶である、ことを特徴とする表示装置を提供する。また、本発明は、上記各センシング回路または上記表示装置を備える、ことを特徴とする電子機器を提供する。
【０００９】
また、本発明は、上記各センシング回路の駆動方法であって、前記複数の容量センシング回路を駆動する容量センシング過程と、前記複数の光センシング回路を駆動する光センシング過程とを有し、前記容量センシング過程と前記光センシング過程とを交互に行う、ことを特徴とする方法を提供する。この方法によれば、フレーム毎に、複数の光センシング回路の総てから出力された光計測信号のみに基づく画像と、複数の容量センシング回路の総てから出力された容量計測信号のみに基づく画像とが得られるから、後段の回路におけるデータ処理が簡素となる。
【００１０】
また、本発明は、上記表示装置の駆動方法であって、前記複数の画素回路および前記複数の容量センシング回路を駆動する表示容量センシング過程と、前記複数の画素回路および前記複数の光センシング回路を駆動する表示光センシング過程とを有し、前記表示容量センシング過程と前記表示光センシング過程とを交互に行う、ことを特徴とする方法を提供する。この方法によれば、フレーム毎に、フレーム毎に、複数の光センシング回路の総てから出力された光計測信号のみに基づく画像と、複数の容量センシング回路の総てから出力された容量計測信号のみに基づく画像とが得られるから、後段の回路におけるデータ処理が簡素となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。ただし、カラーフィルタを用いること等の一般的な液晶表示装置で慣用されている周知の技術については、適宜、その説明を省略する。また、以降の説明では、図面を参照するが、図における寸法や、寸法比、形状は、実際のものと必ずしも一致しない。
【００１２】
＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るセンシング回路１の構成を示すブロック図である。センシング回路１は、複数のセンサが面状（マトリクス状）に配列された計測領域１００と、各センサを駆動する計測用走査線駆動回路２０および読み出し回路３０と、計測用走査線駆動回路２０および読み出し回路３０を制御する制御回路５００を有する。複数のセンサは、複数の光センシング回路４０と複数の容量センシング回路５０とを含む。
【００１３】
計測領域１００には、Ｘ方向に延在するｍ本の計測用走査線２６と、Ｘ方向に直交するＹ方向に延在するｎ本のセンス線３５とが設けられる。ｍは２以上の偶数であり、ｎは２以上の自然数である。各センサは、計測用走査線２６とセンス線３５との交差に対応する位置に配置される。従って、これらのセンサは縦ｍ行×横ｎ列のマトリクス状に配列する。
【００１４】
計測用走査線駆動回路２０は、制御回路５００に制御され、ｍ行×ｎ列のセンサのスキャンを実行する。このスキャンは、いわゆる跳び越し走査である。具体的には、計測用走査線駆動回路２０は、ｍ本の計測用走査線２６の各々に出力される走査信号ＧＳＥＬ［ｉ］（ｉ＝１〜ｍ）を水平走査期間（１Ｈ）毎に１行跳びで順番にアクティブレベルに設定することで各計測用走査線２６を順次に選択する。
【００１５】
つまり、計測用走査線駆動回路２０は、フレーム毎に、奇数行のｍ／２本の計測用走査線２６を水平走査期間毎に順次に選択する光スキャンと、偶数行のｍ／２本の計測用走査線２６を水平走査期間毎に順次に選択する容量スキャンとを繰り返し実行する。計測用走査線駆動回路２０の構成は任意であるが、本実施形態では、図に示すように、ｍ／２段の容量用シフトレジスタ２１と、ｍ／２段の光用シフトレジスタ２２とを含む構成を採っている。容量用シフトレジスタ２１の各段には偶数行の計測用走査線２６が接続され、光用シフトレジスタ２２の各段には奇数行の計測用走査線２６が接続されている。
【００１６】
読み出し回路３０は、制御回路５００に制御され、ｎ本のセンス線３５から計測信号Ｔ［ｊ］（ｊ＝１〜ｎ）を読み出して制御回路５００へ供給する。計測信号Ｔ［ｊ］は、光方式のセンシング処理（光スキャン）によってｎ本のセンス線３５の各々に出力される光計測信号Ｔ１［ｊ］と、静電容量方式のセンシング処理（容量スキャン）によってｎ本のセンス線３５の各々に出力される容量計測信号Ｔ２［ｊ］とが、フレーム毎に交互に連なる信号である。
【００１７】
制御回路５００は、計測用走査線駆動回路２０を制御して光スキャンと容量スキャンとを繰り返し行わせる一方、読み出し回路３０を制御して計測信号Ｔ［ｊ］（ｊ＝１〜ｎ）を読み出させる。また、制御回路５００は、読み出し回路３０から計測信号Ｔ［ｊ］を取得し、取得した計測信号Ｔ［ｊ］に基づいて、対象物とセンシング回路１との接触位置を特定する。
【００１８】
複数の光センシング回路４０の各々は、奇数行の計測用走査線２６とセンス線３５との交差に対応する位置に配置され、入射光の光量を計測して光計測信号Ｔ１［ｊ］を出力する。詳細には、光センシング回路４０は、後述のフォトダイオード４５を含み、フォトダイオード４５への入射光の光量に応じた大きさの光計測信号Ｔ１［ｊ］を対応するセンス線３５へ出力する。奇数行の計測用走査線２６の各々には、ｎ個の光センシング回路４０が接続される一方、いずれの容量センシング回路５０も接続されない。
【００１９】
複数の容量センシング回路５０の各々は、偶数行の計測用走査線２６とセンス線３５との交差に対応する位置に配置され、容量の変化を計測して容量計測信号を出力する。詳細には、容量センシング回路５０は、後述の接触計測用容量素子５５を含み、接触計測用容量素子５５の容量値に応じた大きさの容量計測信号Ｔ２［ｊ］を対応するセンス線３５へ出力する。偶数行の計測用走査線２６の各々には、ｎ個の容量センシング回路５０が接続される一方、いずれの光センシング回路４０も接続されない。つまり、計測領域１００には、光センシング回路４０と容量センシング回路５０とが行毎に交互に配列されており、ｎ本のセンス線３５の各々には、同一の列をなすｍ／２個の光センシング回路４０とｍ／２個の容量センシング回路５０とが接続されている。
【００２０】
図示を略すが、センシング回路１は、Ｘ方向およびＹ方向に延在する第１基板と、Ｘ方向およびＹ方向に延在する第２基板とを備える。両基板は互いに対向している。ｍ本の計測用走査線２６、ｎ本のセンス線３５及びｍ行×ｎ列のセンサは、両基板間に配置されている。つまり、ｍ本の計測用走査線２６の各々は両基板に沿って延在しており、ｎ本のセンス線３５の各々は両基板に沿って延在しており、複数のセンサは両基板に沿って面状に配列されていることになる。また、両基板間には液晶等の誘電物質が挟持される。この誘電物質は、複数の容量センシング回路５０の各々に含まれ、後述の接触計測用容量素子５５を構成している。両基板の材質は任意であるが、対象物が接触する面（接触面）を有する基板はガラス等の光透過性の材料で形成される必要がある。
【００２１】
図２は、光センシング回路４０の構成を示す回路図である。この図に示すように、光センシング回路４０は、リセットトランジスタ４１と、増幅トランジスタ４２と、選択トランジスタ４３と、基準容量素子４４と、フォトダイオード４５とを備える。リセットトランジスタ４１、増幅トランジスタ４２及び選択トランジスタ４３は、いずれも、Ｎチャネル型のトランジスタである。フォトダイオード４５のアノードには共通電位Ｖｃｏｍが供給される。
【００２２】
リセットトランジスタ４１のドレインは電源線３６に接続される一方、ソースは増幅トランジスタ４２のゲートと接続される。電源線３６には電源電位ＶＲＨが供給される。リセットトランジスタ４１のゲートは制御線２５に接続される。この制御線２５は、Ｘ方向に延在するｍ本の制御線２５のうちの１本である。計測用走査線駆動回路２０は、ｍ本の制御線２５の各々に出力されるリセット信号ＧＲＳＴ［ｐ］を水平走査期間毎に順番にアクティブレベルに設定する。ｐは１以上ｍ以下の奇数である。リセットトランジスタ４１は、リセット信号ＧＲＳＴ［ｐ］がアクティブレベル（例えば、電位ＶＤ）の場合にはオン状態へ遷移し、リセット信号ＧＲＳＴ［ｐ］がディアクティブレベル（例えば、ＧＮＤ（＝０Ｖ））の場合にはオフ状態へ遷移する。
【００２３】
増幅トランジスタ４２のドレインは電源線３６に接続される一方、ソースは選択トランジスタ４３のドレインに接続される。増幅トランジスタ４２のゲートとリセットトランジスタ４１のドレインとの間には容量素子４４が介在する。また、増幅トランジスタ４２のゲートはフォトダイオード４５のカソードと接続される。選択トランジスタ４３のソースはセンス線３５に接続され、ゲートは計測用走査線２６に接続される。この計測用走査線２６には選択信号ＧＳＥＬ［ｐ］が供給される。選択トランジスタ４３は、選択信号ＧＳＥＬ［ｐ］がハイレベルの場合にはオン状態となり、選択信号ＧＳＥＬ［ｐ］がローレベルの場合にはオフ状態となる。
【００２４】
図３に示すように、光センシング回路４０は、リセット期間Ｔres、露光期間Ｔexp、および読み出し期間Ｔoutを一単位として動作する。リセット期間Ｔresにおいては、制御線２５に供給されるリセット信号ＧＲＳＴ［ｐ］のレベルがアクティブレベルとなり、計測用走査線２６に供給される選択信号ＧＳＥＬ［ｐ］はローレベルに維持される。したがって、図４に示すように、リセット期間Ｔresにおいては、リセットトランジスタ４１がオン状態となる一方、選択トランジスタ４３がオフ状態となる。よって、増幅トランジスタ４２のゲートの電位ＶＡは電源電位ＶＲＨに設定（リセット）される。また、フォトダイオード４５のカソードにも電源電位ＶＲＨが供給され、フォトダイオード４５のアノードとカソードとの間の電圧はＶＲＨ−Ｖｃｏｍに保持される。
【００２５】
図３に示すように、リセット期間Ｔresに後続する露光期間Ｔexpにおいては、リセット信号ＧＲＳＴ［ｐ］のレベルはディアクティブレベルとなり、選択信号ＧＳＥＬ［ｐ］はローレベルに維持される。したがって、図５に示すように、リセットトランジスタ４１がオフ状態へ遷移する一方、選択トランジスタ４３がオフ状態を維持する。よって、フォトダイオード４５から出力される電荷が容量素子４４に蓄積される。この結果、増幅トランジスタ４２のゲート電位ＶＡは、フォトダイオード４５の電圧をＶｐｄとすれば、ＶＡ＝ＶＲＨ−Ｖｐｄとなる。Ｖｐｄは、フォトダイオード４５への入射光（環境光）の光量に応じて定まる。
【００２６】
図３に示すように、露光期間Ｔexpに後続する読み出し期間Ｔoutにおいては、選択信号ＧＳＥＬ［ｐ］のレベルがハイレベルとなる。したがって、図６に示すように、選択トランジスタ４３がオン状態へ遷移する。このときリセットトランジスタ４１はオフ状態を維持するから、増幅トランジスタ４２のゲートの電位ＶＡに応じた大きさの電流Ｉｔがセンス線３５を流れ、読み出し回路３０へ供給される。こうして、光計測信号Ｔ１［ｊ］が出力される。
【００２７】
露光期間Ｔexpにおいて、対象物がセンシング回路１に接触または近接すると、フォトダイオード４５への入射光の光量が変化する。フォトダイオード４５への入射光の光量が変化すると、それに応じて増幅トランジスタ４２のゲートの電位ＶＡも変化する。したがって、対象物が接触面に接触または近接していないときに出力される光計測信号Ｔ１［ｊ］のレベルと、対象物が接触面に接触または近接しているときに出力される光計測信号Ｔ１［ｊ］のレベルとは異なる。この性質が、接触位置の特定で利用される。
【００２８】
図７は、容量センシング回路５０の構成を示す回路図である。この図に示すように、容量センシング回路５０は、リセットトランジスタ５１と、増幅トランジスタ５２と、選択トランジスタ５３と、基準容量素子５４と、接触計測用容量素子５５とを備える。リセットトランジスタ５１、増幅トランジスタ５２及び選択トランジスタ５３は、いずれも、Ｎチャネル型のトランジスタである。接触計測用容量素子５５は、第１電極５６と、第２電極５７と、両電極間で発生する電界が印加される誘電物質とを含む。この誘電物質は、前述の、第１基板と第２基板との間に挟持されている誘電物質である。第１電極５６には共通電位Ｖｃｏｍが供給される。
【００２９】
リセットトランジスタ５１のドレインは電源線３６に接続される一方、ソースは増幅トランジスタ５２のゲートと接続される。電源線３６には電源電位ＶＲＨが供給される。リセットトランジスタ５１のゲートは制御線２５に接続される。計測用走査線駆動回路２０は、ｍ本の制御線２５の各々に出力されるリセット信号ＧＲＳＴ［ｑ］を水平走査期間毎に順番にアクティブレベルに設定する。ｑは１以上ｍ以下の偶数である。リセットトランジスタ５１は、リセット信号ＧＲＳＴ［ｑ］がアクティブレベルの場合にはオン状態へ遷移し、リセット信号ＧＲＳＴ［ｑ］がディアクティブレベルの場合にはオフ状態へ遷移する。
【００３０】
増幅トランジスタ５２のドレインは電源線３６に接続される一方、ソースは選択トランジスタ５３のドレインに接続される。増幅トランジスタ５２のゲートと制御線２５との間には基準容量素子５４が介在する。また、増幅トランジスタ５２のゲートは接触計測用容量素子５５の第２電極５７と接続される。選択トランジスタ５３のソースはセンス線３５に接続され、ゲートは計測用走査線２６に接続される。この計測用走査線２６には選択信号ＧＳＥＬ［ｑ］が供給される。選択トランジスタ５３は、選択信号ＧＳＥＬ［ｑ］がハイレベルの場合にはオン状態となり、選択信号ＧＳＥＬ［ｑ］がローレベルの場合にはオフ状態となる。
【００３１】
図８に示すように、容量センシング回路５０は、リセット期間Ｔres、センシング期間Ｔｓｅｎ、および読み出し期間Ｔoutを一単位として動作する。リセット期間Ｔresにおいては、制御線２５に供給されるリセット信号ＧＲＳＴ［ｑ］のレベルがアクティブレベルとなり、計測用走査線２６に供給される選択信号ＧＳＥＬ［ｑ］はローレベルに維持される。したがって、図９に示すように、リセット期間Ｔresにおいては、リセットトランジスタ５１がオン状態となる一方、選択トランジスタ５３がオフ状態となる。よって、増幅トランジスタ５２のゲートの電位ＶＡは電源電位ＶＲＨに設定（リセット）される。また、接触計測用容量素子５５の第２電極５７にも電源電位ＶＲＨが供給され、接触計測用容量素子５５の第１電極５６と第２電極５７との間の電圧はＶＲＨ−Ｖｃｏｍに保持される。
【００３２】
図８に示すように、リセット期間Ｔresに後続するセンシング期間Ｔｓｅｎにおいては、リセット信号ＧＲＳＴ［ｑ］のレベルはディアクティブレベルとなり、選択信号ＧＳＥＬ［ｑ］はローレベルに維持される。したがって、図１０に示すように、リセットトランジスタ５１がオフ状態へ遷移する一方、選択トランジスタ５３がオフ状態を維持する。増幅トランジスタ５２のゲートは、そのインピーダンスが十分に高いから、センシング期間Ｔｓｅｎにおいて電気的にフローティング状態になる。基準容量素子５４の一方の電極は制御線２５に接続されるから、制御線２５に供給されるリセット信号ＧＲＳＴ［ｑ］のレベルがアクティブレベルからディアクティブレベルへ変化すると、それに応じて増幅トランジスタ５２のゲートの電位ＶＡも容量カップリングによって変化する。このときのゲートの電位ＶＡの変化量は、基準容量素子５４と接触計測用容量素子５５との容量比に応じた値となる。
【００３３】
図８に示すように、センシング期間Ｔｓｅｎに後続する読み出し期間Ｔoutにおいては、選択信号ＧＳＥＬ［ｑ］のレベルがハイレベルとなる。したがって、図１１に示すように、リセットトランジスタ５１がオフ状態を維持する一方、選択トランジスタ５３がオン状態へ遷移する。よって、増幅トランジスタ５２のゲートの電位ＶＡに応じた大きさの電流Ｉｔがセンス線３５を流れ、読み出し回路３０へ供給される。こうして、容量計測信号Ｔ２［ｊ］が出力される。
【００３４】
センシング期間Ｔｓｅｎにおいて、対象物が接触面に接触すると、接触計測用容量素子５５の容量値が変化する。接触計測用容量素子５５の容量値が変化すると、それに応じて増幅トランジスタ５２のゲートの電位ＶＡも変化する。したがって、対象物が接触面に接触していないときに出力される容量計測信号Ｔ２［ｊ］のレベルと、対象物が接触面に接触しているときに出力される容量計測信号Ｔ２［ｊ］のレベルとは異なる。この性質が、接触位置の特定で利用される。
【００３５】
なお、対象物が接触面に接触していない状態における接触計測用容量素子５５の容量値をＣlc、対象物が接触面に接触したときの接触計測用容量素子５５の容量値の変化量を△Ｃlc、基準容量素子５４の容量値をＣref、制御線２５の電位変化を△Ｖ（＝ＶＤ）とすると、対象物が接触面に接触したときの増幅トランジスタ５２のゲートの電位ＶＡの変化量△ＶＡは、以下に示す式（１）で表される。但し、式（１）では寄生容量は無視している。
△ＶＡ＝｛（Ｃref×△Ｃlc）×△Ｖ｝／｛（Ｃref＋Ｃlc＋△Ｃlc）（Ｃref＋Ｃlc）｝…（１）
【００３６】
図１２は、センシング回路１の動作を示すタイミングチャートである。この図に示すように、光スキャンでは、ある水平走査期間（１Ｈ）を迎えると、第１行の制御線２５から第１行の光センシング回路４０へ供給されるリセット信号ＧＲＳＴ［１］のレベルがアクティブレベルとなり、第１行の光センシング回路４０がリセット期間Ｔｒｅｓを迎える。そして、この水平走査期間において、リセット信号ＧＲＳＴ［１］のレベルがディアクティブレベルとなり、第１行の光センシング回路４０が露光期間Ｔｅｘｐを迎える。
【００３７】
次の水平走査期間を迎えると第３行の制御線２５から第３行の光センシング回路４０へ供給されるリセット信号ＧＲＳＴ［３］のレベルがアクティブレベルとなり、第３行の光センシング回路４０がリセット期間Ｔｒｅｓを迎える。そして、この水平走査期間において、リセット信号ＧＲＳＴ［３］のレベルがディアクティブレベルとなり、第３行の光センシング回路４０が露光期間Ｔｅｘｐを迎える。
【００３８】
そして、後の水平走査期間では、第１行の計測用走査線２６から第１行の光センシング回路４０へ供給される選択信号ＧＳＥＬ［１］のレベルがローレベルからハイレベルへ遷移し、第１行の光センシング回路４０が読み出し期間Ｔｏｕｔを迎える。そして、この水平走査期間の終了とともに、選択信号ＧＳＥＬ［１］のレベルがローレベルへ遷移し、この読み出し期間Ｔｏｕｔが終了する。この読み出し期間Ｔｏｕｔにおいて、第１行の光センシング回路４０からｎ本のセンス線３５を介して読み出し回路３０へ供給される計測信号Ｔ［ｊ］（光計測信号Ｔ１［ｊ］）の大きさは、これらの光センシング回路４０の各々のフォトダイオード４５への入射光の光量に応じた大きさとなる。
【００３９】
次の水平走査期間では、第３行の計測用走査線２６から第３行の光センシング回路４０へ供給される選択信号ＧＳＥＬ［３］のレベルがローレベルからハイレベルへ遷移し、第３行の光センシング回路４０が読み出し期間Ｔｏｕｔを迎える。そして、この水平走査期間の終了とともに、選択信号ＧＳＥＬ［３］のレベルがローレベルへ遷移し、この読み出し期間Ｔｏｕｔが終了する。この読み出し期間Ｔｏｕｔにおいて、第３行の光センシング回路４０からｎ本のセンス線３５を介して読み出し回路３０へ供給される計測信号Ｔ［ｊ］（光計測信号Ｔ１［ｊ］）の大きさは、これらの光センシング回路４０の各々のフォトダイオード４５への入射光の光量に応じた大きさとなる。
【００４０】
このように、光スキャンでは、奇数行の光センシング回路４０が、水平走査期間毎に、順番に、一連のサイクル（リセット期間Ｔｒｅｓ、露光期間Ｔｅｘｐ及び読み出し期間Ｔｏｕｔ）を迎える一方、読み出し回路３０へ供給される計測信号Ｔ［ｊ］（光計測信号Ｔ１［ｊ］）の大きさは、読み出し期間を迎えた光センシング回路４０の各々のフォトダイオード４５への入射光の光量に応じた大きさとなる。なお、図に示す露光期間Ｔｅｘｐの長さは一例に過ぎず、光センシング回路４０からの計測信号Ｔ［ｊ］（光計測信号Ｔ１［ｊ］）の大きさが当該光センシング回路４０の各々のフォトダイオード４５への入射光の光量に応じた大きさとなるに十分な長さであればよい。露光期間Ｔｅｘｐの長さの変更は、選択信号ＧＳＥＬ［ｐ］の立ち上がりの時期を変更することで実現可能である。
【００４１】
一方、容量スキャンでは、ある水平走査期間を迎えると、第２行の制御線２５から第２行の容量センシング回路５０へ供給されるリセット信号ＧＲＳＴ［２］のレベルがアクティブレベルとなり、第２行の容量センシング回路５０がリセット期間Ｔｒｅｓを迎える。そして、この水平走査期間において、リセット信号ＧＲＳＴ［２］のレベルがディアクティブレベルとなり、第２行の容量センシング回路５０がセンシング期間Ｔｓｅｎを迎える。そして、第２行の計測用走査線２６から第２行の容量センシング回路５０へ供給される選択信号ＧＳＥＬ［２］のレベルがローレベルからハイレベルへ遷移し、第２行の容量センシング回路５０が読み出し期間Ｔｏｕｔを迎える。そして、この水平走査期間の終了とともに、選択信号ＧＳＥＬ［２］のレベルがローレベルへ遷移し、この読み出し期間Ｔｏｕｔが終了する。この読み出し期間Ｔｏｕｔにおいて、第２行の容量センシング回路５０からｎ本のセンス線３５を介して読み出し回路３０へ供給される計測信号Ｔ［ｊ］（容量計測信号Ｔ２［ｊ］）の大きさは、これらの容量センシング回路５０の各々の接触計測用容量素子５５の容量値に応じた大きさとなる。
【００４２】
次の水平走査期間を迎えると第４行の制御線２５から第４行の容量センシング回路５０へ供給されるリセット信号ＧＲＳＴ［４］のレベルがアクティブレベルとなり、第４行の容量センシング回路５０がリセット期間Ｔｒｅｓを迎える。そして、この水平走査期間において、リセット信号ＧＲＳＴ［４］のレベルがディアクティブレベルとなり、第４行の容量センシング回路５０がセンシング期間Ｔｓｅｎを迎える。そして、第４行の計測用走査線２６から第４行の容量センシング回路５０へ供給される選択信号ＧＳＥＬ［４］のレベルがローレベルからハイレベルへ遷移し、第４行の容量センシング回路５０が読み出し期間Ｔｏｕｔを迎える。そして、この水平走査期間の終了とともに、選択信号ＧＳＥＬ［４］のレベルがローレベルへ遷移し、この読み出し期間Ｔｏｕｔが終了する。この読み出し期間Ｔｏｕｔにおいて、第４行の容量センシング回路５０からｎ本のセンス線３５を介して読み出し回路３０へ供給される計測信号Ｔ［ｊ］（容量計測信号Ｔ２［ｊ］）の大きさは、これらの容量センシング回路５０の各々の接触計測用容量素子５５の容量値に応じた大きさとなる。
【００４３】
このように、容量スキャンでは、偶数行の容量センシング回路５０が、水平走査期間毎に、順番に、一連のサイクル（リセット期間Ｔｒｅｓ、センシング期間Ｔｓｅｎ及び読み出し期間Ｔｏｕｔ）を迎える一方、読み出し回路３０へ供給される計測信号Ｔ［ｊ］（容量計測信号Ｔ２［ｊ］）の大きさは、読み出し期間を迎えた容量センシング回路５０の各々の接触計測用容量素子５５の容量値に応じた大きさとなる。なお、図に示すセンシング期間Ｔｓｅｎの長さは一例に過ぎず、容量センシング回路５０からの計測信号Ｔ［ｊ］（容量計測信号Ｔ２［ｊ］）の大きさが当該容量センシング回路５０の各々の接触計測用容量素子５５の容量値に応じた大きさとなるに十分な長さであればよい。センシング期間Ｔｓｅｎの長さの変更は、選択信号ＧＳＥＬ［ｑ］の立ち上がりの時期を変更することで実現可能である。
【００４４】
制御回路５００では、光スキャンのフレームについて、ｍ／２行×ｎ列の光センシング回路４０からの光計測信号Ｔ１［ｊ］に基づいて、図１３に示すイメージの画像が得られる。制御回路５００は、予め定められた閾値（基準レベル）に基づいて、この画像（光計測信号Ｔ１［ｊ］）を２値化し、対象物が接触または近接している箇所を含む領域（光領域）を特定する。この２値化では、例えば、光領域の画素の値が１となり、他の画素の値が０となる。なお、図１３では、記載の都合により、明るい部分が濃く、暗い部分が薄く描かれているが、実際には、対象物が接触または近接している箇所を含む領域（図中中央付近）では暗く、この領域から離れるにつれて明るくなる画像（光画像）が得られる。
【００４５】
また、制御回路５００では、容量スキャンのフレームについて、ｍ／２行×ｎ列の容量センシング回路５０からの容量計測信号Ｔ２［ｊ］に基づいて、図１４に示すイメージの画像が得られる。つまり、対象物が接触している箇所を含む領域（図中中央付近）では明るく、この領域から離れるにつれて暗くなる画像（容量画像）が得られる。制御回路５００は、予め定められた閾値（基準レベル）に基づいて、この画像（容量計測信号Ｔ２［ｊ］）を２値化し、対象物が接触している箇所を含む領域（容量領域）を特定する。この２値化では、例えば、容量領域の画素の値が１となり、他の画素の値が０となる。
【００４６】
図１３及び図１４から明らかなように、通常、容量領域は光領域よりも広くなる。この傾向は、特に、接触箇所が複数の場合に顕著となる。接触箇所が複数の場合、複数の接触箇所の間の広い範囲で第１基板または第２基板が撓み易いからである。酷い場合には、一つの容量領域が複数の接触箇所を含んでしまうことも有り得る。一方、センシング回路１と対象物との接触の有無の検出精度は、通常、光画像を用いた検出よりも、容量画像を用いた検出の方が高くなる。光画像を用いた検出では、対象物が実際に接触していなくとも、対象物が近接していると、対象物が接触したと判定されることが有り得るのに対し、容量画像を用いた検出では、そのような誤検出が生じ得ないからである。
【００４７】
そこで、センシング回路１は、制御回路５００が、２フレーム毎に、２値化した光画像と２値化した容量画像とを、互いに対応する画素毎に論理積を算出して合成し、これによって得られた２値化合成画像を用いて、センシング回路１と対象物との接触位置を特定する、という処理を行うように構成されている。なお、２値化合成画像は、図１５に模式的に例示する通りである。
【００４８】
以上に説明したとおり、センシング回路１は、互いに対向する第１基板および第２基板と、両基板間に挟持される誘電物質と、両基板間で両基板に沿って延在する複数の計測用走査線２６と、両基板間で両基板に沿って面状に配列された複数の容量センシング回路５０および複数の光センシング回路４０とを備える。センシング回路１では、第ｊ列の光センシング回路４０は、複数の容量センシング回路５０のいずれも接続されない計測用走査線２６に接続され、入射光の光量に応じた大きさの光計測信号Ｔ１［ｊ］を出力する。また、センシング回路１では、第ｊ列の容量センシング回路５０は、複数の光センシング回路４０のいずれも接続されない計測用走査線２６に接続され、上記の誘電物質と第１電極５６と第２電極５７とを有する接触計測用容量素子５５を含み、接触計測用容量素子５５の容量値に応じた大きさの容量計測信号Ｔ２［ｊ］を出力する。
【００４９】
よって、センシング回路１によれば、これらの計測信号に基づいて対象物と表示装置との接触位置を正確に特定することができる。また、センシング回路１によれば、一回の行選択が、光センシング回路４０のみの選択または容量センシング回路５０のみの選択となり、一回の行選択で選択されたセンサからの出力信号が光計測信号Ｔ１のみ又は容量計測信号Ｔ２のみとなるから、後段の回路におけるデータ処理が簡素となる。
【００５０】
また、センシング回路１は、第１基板と第２基板との間で両基板に沿って延在する複数のセンス線３５を備え、センス線３５には、容量センシング回路５０および光センシング回路４０が接続される。つまり、センシング回路１では、容量センシング回路５０と光センシング回路４０とでセンス線３５が共用される。よって、センシング回路１によれば、例えば、光センシング回路９１および画素回路１１の開口率を高くすることができる。
【００５１】
また、本実施形態では、上述したように、跳び越し走査が行われる。つまり、ｍ／２行×ｎ列の容量センシング回路５０の総てを駆動する容量センシング過程（容量スキャン）と、ｍ／２行×ｎ列の光センシング回路４０の総てを駆動する光センシング過程（光スキャン）とがフレーム毎に交互に行われ、フレーム毎に、これらの光センシング回路４０から出力された光計測信号Ｔ１［ｊ］のみに基づく光画像と、これらの容量センシング回路５０から出力された容量計測信号Ｔ２［ｊ］のみに基づく容量画像とが得られる。よって、本実施形態によれば、後段の回路におけるデータ処理が簡素となる。
【００５２】
なお、光方式の長所と静電容量方式の長所との組み合わせ方の一つとして、光センシング回路４０に接触計測用容量素子を持たせ、この接触計測用容量素子をフォトダイオード４５と並列に接続することや、容量センシング回路５０にフォトダイオードを持たせ、このフォトダイオードを接触計測用容量素子５５と並列に接続することも考えられるが、これらの形態には、如何にしてリセット動作を実現するのか、フォトダイオードの出力電流が接触計測用容量素子の出力電流に比較して著しく小さくなってしまう不都合を如何にして解決するのか等、未解決の不都合がある。これに対して、本実施形態では、光センシング回路と容量センシング回路が別個に設けられているから、上記の不都合は生じない。
【００５３】
＜Ｂ：第２実施形態＞
図１６は、本発明の第２実施形態に係る表示装置２の構成を示すブロック図である。表示装置２は、いわゆる透過型の液晶表示装置である。表示装置２がセンシング回路１と大きく異なる点は、センサの他に表示回路を有する点である。具体的には、表示装置２は、計測領域１００に代えて、複数の単位回路（複数の単位回路８０及び複数の単位回路９０）が面状に配列された表示計測領域２００を備え、制御回路５００に代えて制御回路５５０を備え、各単位回路を駆動する表示用走査線駆動回路６０及びデータ線駆動回路７０と図示しないバックライトとを備える。
【００５４】
バックライトは、表示計測領域２００の背面側に設けられている。表示計測領域２００について「背面」とは、接触面の反対側の面であり、第１基板の外側面が接触面であれば、第２基板の外側面が背面となる。また、表示装置２では、第１基板及び第２基板が共に光透過性の材料で形成され、前述の誘電物質が液晶に限られる。なお、複数の単位回路は、第１基板と第２基板との間で第１基板及び第２基板に沿って面状に配列されている。
【００５５】
図に示すように、表示計測領域２００には、計測領域１００と同様に、Ｘ方向に延在するｍ本の計測用走査線２６と、Ｙ方向に延在するｎ本のセンス線３５とが設けられる。単位回路は、センシング回路１におけるセンサと同様に、計測用走査線２６とセンス線３５との交差に対応する位置に配置され、縦ｍ行×横ｎ列のマトリクス状に配列する。また、表示計測領域２００には、Ｘ方向に延在するｍ本の表示用走査線６５と、Ｙ方向に延在するｎ×３本のデータ線７５とが設けられる。単位回路は、表示用走査線６５と３本単位のデータ線７５の束との交差に対応する位置に配置されてもいる。
【００５６】
表示用走査線駆動回路６０は、ｍ本の表示用走査線６３の各々に出力される走査信号Ｇａｔｅ［ｉ］を水平走査期間（１Ｈ）毎に順番にアクティブレベルに設定することで各表示用走査線６５を順次に選択する処理を、垂直走査期間（１Ｖ）毎に繰り返し実行する。データ線駆動回路７０は、表示用走査線駆動回路６０に選択された表示用走査線６５に対応する１行分の画素回路１１（後述）の各々に対応するデータ信号Ｄ［ｕ］（ｕ＝１〜ｎ×３）を各データ線７５へ出力する。データ信号Ｄ［ｕ］は、対応する画素回路１１（後述）に対して指定された階調に応じた電位となる。
【００５７】
上述のように、本実施形態では、１Ｖ＝１Ｈ×ｍとなるから、計測用走査線駆動回路２０は、ｍ本の計測用走査線２６の各々に出力される走査信号ＧＳＥＬ［ｉ］（ｉ＝１〜ｍ）を２Ｈ毎に１行跳びで順番にアクティブレベルに設定することで各計測用走査線２６を順次に選択する。つまり、本実施形態において、計測用走査線駆動回路２０は、フレーム毎に、奇数行のｍ／２本の計測用走査線２６を２Ｈ毎に順次に選択する光スキャンと、偶数行のｍ／２本の計測用走査線２６を２Ｈ毎に順次に選択する容量スキャンとを繰り返し実行する。
【００５８】
複数の単位回路８０の各々は、奇数行の計測用走査線２６とセンス線３５との交差（奇数行の表示用走査線６５と３本単位のデータ線７５の束との交差）に対応する位置に配置されている。一方、複数の単位回路９０の各々は、偶数行の計測用走査線２６とセンス線３５との交差（偶数行の表示用走査線６５と３本単位のデータ線７５の束との交差）に対応する位置に配置されている。
【００５９】
図１７に示すように、単位回路８０は、表示単位回路１０及び光センシング回路８１を一つずつ有する。表示単位回路１０は一組の画素回路１１を有する。一組の画素回路１１のうち、一つは表示色がＲ（赤色）の画素（Ｒ画素）のものであり、別の一つは表示色がＧ（Ｇ画素）の画素のものであり、残りの一つは表示色がＢ（青色）の画素（Ｂ画素）のものである。一組の画素回路１１はＸ方向に配列されており、各画素回路１１は、表示用走査線６５とデータ線７５との交差に対応する位置に配置されている。
【００６０】
画素回路１１は、液晶素子１２とトランジスタ１３とを含む。液晶素子１２は、画素電極１４および共通電極１５と、両者間で発生する電界が印加される液晶１６とで構成される。液晶１６は、第１基板と第２基板との間に挟持されている液晶の一部である。本実施形態では、画素電極１２と共通電極１５との間に発生する横方向の電界によって液晶１６の配向が制御される横電界方式を採用しているが、他の方式を採用してもよい。
【００６１】
共通電極１５には共通電位Ｖｃｏｍが供給される。トランジスタ１３は、Ｎチャネル型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）で構成され、画素電極１４とデータ線７５との間に介在して両者間の導通を制御する。トランジスタ１３のゲートは表示用走査線６５に接続される。従って第ｉ行の表示用走査線６５が選択されると、第ｉ行の各画素回路１１のトランジスタ１３がオン状態となり、これらの画素回路１１のうち第ｕ列の画素回路１１の画素電極１２にはデータ線７５からデータ信号Ｄ［ｕ］が供給される。
【００６２】
第ｉ行第ｕ列の画素回路１１の画素電極１２に供給されるデータ信号Ｄ［ｕ］の電位をＶＤとした場合、この供給によって、この画素回路１１の画素電極１４と共通電極１５との間に電圧ＶＤ−Ｖｃｏｍが印加される。つまり、各画素回路１１における液晶素子１６の光透過率（バックライトから液晶素子１２へ照射される光のうち観察側に透過する光量の割合）は、供給されるデータ信号の電位に応じて変化する。
【００６３】
光センシング回路８１は、後述のフォトダイオード８６への入射光の光量に応じた大きさの光計測信号Ｔ３［ｊ］を読み出し回路３０へ出力する。また、光センシング回路８１は、光センシング回路４０と同様の構成を有し、リセットトランジスタ４１に相当するリセットトランジスタ８２、増幅トランジスタ４２に相当する増幅トランジスタ８３、選択トランジスタ４３に相当する選択トランジスタ８４、基準容量素子４４に相当する基準容量素子８５と、フォトダイオード４５に相当するフォトダイオード８６を備える。ただし、一つの光センシング回路８１が備えるフォトダイオード８６の数は２である。また、フォトダイオード８６への入射光の大部分は、バックライトから発して対象物で反射された光である。
【００６４】
一つの光センシング回路８１が備える二つのフォトダイオード８６のうち、一方はＧ画素の画素回路１１付近に配置されており、他方はＢ画素の画素回路１１付近に配置されている。これら二つのフォトダイオード８６のカソードは、それぞれ、増幅トランジスタ８３のゲートに接続されている。なお、Ｒ画素の画素回路１１付近にフォトダイオード８６を配置しないのは、Ｒ画素の画素回路１１付近には増幅トランジスタ８３や基準容量素子８５等の素子が配置されているからである。
【００６５】
図１８に示すように、単位回路９０は、表示単位回路１０及び容量センシング回路９１を一つずつ有する。表示単位回路１０は、前述の通り、一組の画素回路１１を有するから、表示装置２では、ｍ×ｎ×３個の画素回路１１が、第１基板と第２基板との間で第１基板及び第２基板に沿って配列されていることになる。また、前述したように、ｍ行×ｎ列の単位回路は、第１基板と第２基板との間で第１基板及び第２基板に沿って配列されているから、両基板間には、ｍ行×ｎ列のセンサが両基板に沿って配列されていることになる。
【００６６】
容量センシング回路９１は、後述の接触計測用容量素子９６の容量値に応じた大きさの容量計測信号Ｔ４［ｊ］を読み出し回路３０へ出力する。また、容量センシング回路９１は、容量センシング回路５０と同様の構成を有する。したがって、表示装置２では、奇数行の計測用走査線２６の各々には、ｎ個の光センシング回路８１が接続される一方、いずれの単位回路９０も接続されない。また、偶数行の計測用走査線２６の各々には、ｎ個の容量センシング回路９１が接続される一方、いずれの単位回路８０も接続されない。また、ｎ本のセンス線３５の各々には、同一の列をなすｍ／２個の光センシング回路８１とｍ／２個の容量センシング回路９１とが接続されている。
【００６７】
また、容量センシング回路９１は、リセットトランジスタ５１に相当するリセットトランジスタ９２、増幅トランジスタ５２に相当する増幅トランジスタ９３、選択トランジスタ５３に相当する選択トランジスタ９４、基準容量素子５４に相当する基準容量素子９５と、接触計測用容量素子５５に相当する接触計測用容量素子９６を備える。ただし、一つの容量センシング回路９１が備える接触計測用容量素子９６の数は２である。
【００６８】
接触計測用容量素子９６は、第１電極５６に相当する第１電極９７と、第２電極５７に相当する第２電極９８と、両電極間で発生する電界が印加される液晶９９とを含む。液晶９９は、第１基板と第２基板との間に挟持されている液晶の一部である。一つの容量センシング回路９１が備える二つの接触計測用容量素子９６のうち、一方はＧ画素の画素回路１１付近に配置されており、他方はＢ画素の画素回路１１付近に配置されている。これら二つの接触計測用容量素子９６の第２電極９７は、それぞれ、増幅トランジスタ９３のゲートに接続されている。なお、Ｒ画素の画素回路１１付近に接触計測用容量素子９６を配置しない理由は、光センシング回路９１においてＲ画素の画素回路１１付近にフォトダイオード８６を配置しない理由と同様である。
【００６９】
図１９は、表示装置２の動作を示すタイミングチャートである。この図に示すように、ある水平走査期間（１Ｈ）を迎えると、第１行の表示用走査線６５から第１行のｎ×３個の画素回路１１へ供給される走査信号Ｇａｔｅ［１］のレベルがアクティブレベルとなり、これらの画素回路１１においてトランジスタ１３がオン状態となり、これらの画素回路１１の各々（例えば第ｕ列の画素回路１１）の画素電極１２へ対応するデータ線７５からデータ信号（例えばデータ信号Ｄ［ｕ］）が供給され、これらの画素回路１１の液晶素子１６の光透過率が、供給されたデータ信号の電位に応じたものとなる。走査信号Ｇａｔｅ［１］のレベルは、この水平走査期間（１Ｈ）が経過するとディアクティブレベルとなる。
【００７０】
以降、水平走査期間毎に、次行（第ｉ行）の表示用走査線６５に係る走査信号Ｇａｔｅ［ｉ］のレベルが上記と同様に変化する。そして、垂直走査期間（１Ｖ）の経過時には走査信号Ｇａｔｅ［ｍ］のレベルがディアクティブレベルとなり、１フレーム分の表示処理を終える。そして、次の水平走査期間を迎えると、再び、走査信号Ｇａｔｅ［１］のレベルがアクティブレベルとなり、次のフレームの表示処理が開始する。
【００７１】
一方、光スキャンおよび容量スキャンは、フレーム毎に交互に行われる。
光スキャンでは、走査信号Ｇａｔｅ［１］のレベルがアクティブレベルとなる水平走査期間（１Ｈ）を迎えると、第１行の制御線２５から第１行の光センシング回路８１へ供給されるリセット信号ＧＲＳＴ［１］のレベルがアクティブレベルとなり、第１行の光センシング回路８１がリセット期間Ｔｒｅｓを迎える。そして、この水平走査期間において、リセット信号ＧＲＳＴ［１］のレベルがディアクティブレベルとなり、第１行の光センシング回路８１が露光期間Ｔｅｘｐを迎える。そして、次の水平走査期間（１Ｈ）では現在の状態が維持される。以降、２Ｈ毎に、奇数行における次行（第ｐ行）の制御線２５に係るリセット信号ＧＲＳＴ［ｐ］のレベルが上記と同様に変化する。
【００７２】
そして、後のある２Ｈでは、第１行の計測用走査線２６から第１行の光センシング回路８１へ供給される選択信号ＧＳＥＬ［１］のレベルがローレベルからハイレベルへ遷移し、第１行の光センシング回路８１が読み出し期間Ｔｏｕｔを迎える。そして、この２Ｈの終了とともに、選択信号ＧＳＥＬ［１］のレベルがローレベルへ遷移し、この読み出し期間Ｔｏｕｔが終了する。この読み出し期間Ｔｏｕｔにおいて、第１行の光センシング回路８１からｎ本のセンス線３５を介して読み出し回路３０へ供給される計測信号Ｔ［ｊ］（光計測信号Ｔ３［ｊ］）の大きさは、これらの光センシング回路８１の各々の二つのフォトダイオード８６への入射光の光量に応じた大きさとなる。以降、２Ｈ毎に、奇数行における次行（第ｐ行）の制御線２５に係るリセット信号ＧＲＳＴ［ｐ］のレベルが上記と同様に変化する。
【００７３】
容量スキャンでは、走査信号Ｇａｔｅ［１］のレベルがアクティブレベルとなる水平走査期間（１Ｈ）を迎えると、第２行の制御線２５から第２行の光センシング回路８１へ供給されるリセット信号ＧＲＳＴ［２］のレベルがアクティブレベルとなり、第２行の容量センシング回路９１がリセット期間Ｔｒｅｓを迎える。そして、この水平走査期間において、リセット信号ＧＲＳＴ［２］のレベルがディアクティブレベルとなり、第２行の容量センシング回路９１がセンシング期間Ｔｓｅｎを迎える。そして、この１Ｈを先頭とする２Ｈにおいて、第２行の計測用走査線２６から第２行の容量センシング回路９１へ供給される選択信号ＧＳＥＬ［２］のレベルがローレベルからハイレベルへ遷移し、第２行の容量センシング回路９１が読み出し期間Ｔｏｕｔを迎える。そして、この２Ｈの終了とともに、選択信号ＧＳＥＬ［２］のレベルがローレベルへ遷移し、この読み出し期間Ｔｏｕｔが終了する。この読み出し期間Ｔｏｕｔにおいて、第２行の容量センシング回路９１からｎ本のセンス線３５を介して読み出し回路３０へ供給される計測信号Ｔ［ｊ］（容量計測信号Ｔ４［ｊ］）の大きさは、これらの容量センシング回路９１の各々の二つの接触計測用容量素子９６の容量値に応じた大きさとなる。
【００７４】
以降、２Ｈ毎に、偶数行における次行（第ｑ行）の制御線２５に係るリセット信号ＧＲＳＴ［ｑ］のレベルと、当該行の計測用走査線２６に係る選択信号ＧＳＥＬ［ｑ］のレベルが、上記と同様に変化する。なお、図に示す露光期間Ｔｅｘｐおよびセンシング期間Ｔｓｅｎの長さが一例に過ぎないことは第１実施形態と同様である。
【００７５】
制御回路５５０による処理は、制御回路５００による処理と同様である。ただし、本実施形態では、フォトダイオード８６への入射光の大部分はバックライトから発して対象物で反射された光であるから、図１３における濃淡の関係は実際の明暗の関係を正しく表していることになる。制御回路５５０による処理は、このことを踏まえて定められている。
【００７６】
以上に説明したとおり、表示装置２は、センシング回路を有する。このセンシング回路は、互いに対向する第１基板および第２基板と、両基板間に挟持される液晶１５と、両基板間で両基板に沿って延在する複数の計測用走査線２６と、両基板間で両基板に沿って面状に配列された複数の容量センシング回路９１および複数の光センシング回路８１とを備え、第ｊ列の光センシング回路８１は、いずれの容量センシング回路９１も接続されない計測用走査線２６に接続され、入射光の光量に応じた大きさの光計測信号Ｔ３［ｊ］を出力し、第ｊ列の容量センシング回路９１は、いずれの光センシング回路９１も接続されない計測用走査線２６に接続され、液晶１５と第１電極９７と第２電極９８とを有する接触計測用容量素子９６を含み、接触計測用容量素子９６の容量値に応じた大きさの容量計測信号Ｔ４［ｊ］を出力する。
【００７７】
よって、表示装置２によれば、これらの計測信号に基づいて対象物と表示装置との接触位置を正確に特定することができる。また、表示装置２によれば、センサに関する一回の行選択が、光センシング回路８１のみの選択または容量センシング回路９１のみの選択となり、一回の行選択で選択されたセンサからの出力信号が光計測信号Ｔ３のみ又は容量計測信号Ｔ４のみとなるから、後段の回路におけるデータ処理が簡素となる。
【００７８】
また、表示装置２は、第１基板と第２基板との間で両基板に沿って延在する複数のセンス線３５を備え、センス線３５には、容量センシング回路９１および光センシング回路８１が接続される。つまり、表示装置２では、容量センシング回路９１と光センシング回路８１とでセンス線３５が共用される。よって、表示装置２によれば、例えば、光センシング回路９１および画素の開口率を高くすることができる。
【００７９】
また、本実施形態では、上述したように、跳び越し走査が行われる。つまり、ｍ行×ｎ×３列の画素回路１１の総てとｍ／２行×ｎ列の容量センシング回路９１の総てとを駆動する表示容量センシング過程と、ｍ行×ｎ×３列の画素回路１１の総てとｍ／２行×ｎ列の光センシング回路８１の総てとを駆動する表示光センシング過程とがフレーム毎に交互に行われ、フレーム毎に、これらの光センシング回路８１から出力された光計測信号Ｔ３［ｊ］のみに基づく光画像と、これらの容量センシング回路９１から出力された容量計測信号Ｔ４［ｊ］のみに基づく容量画像とが得られる。よって、本実施形態によれば、後段の回路におけるデータ処理が簡素となる。
【００８０】
また、本実施形態では、光センシング回路と容量センシング回路が別個に設けられているから、前述の、如何にしてリセット動作を実現するのか、フォトダイオードの出力電流が接触計測用容量素子の出力電流に比較して著しく小さくなってしまう不都合を如何にして解決するのか等の未解決の不都合がある形態に比較して、上記の不都合が生じないという利点がある。
【００８１】
また、表示装置２は、タッチパネルを内蔵した液晶表示装置として使用可能である。つまり、本実施形態によれば、液晶を挟持する第１基板および第２基板間に画素回路１１のみならず光センシング回路８１及び容量センシング回路９１も配置されるから、液晶表示パネルの外側にタッチパネルを配置する形態に比較して、装置全体の薄型化が可能である。
【００８２】
＜Ｃ：第３実施形態＞
図２０は、本発明の第３実施形態に係る表示装置３の特徴を模式的に示す図である。表示装置３が表示装置２と大きく異なる点は、表示計測領域２００に代えて表示計測領域３００を備える点である。画素回路が並ぶ行を「表示行」、光センシング回路が並ぶ行を「光行」、容量センシング回路が並ぶ行を「容量行」、光センシング回路または容量センシング回路が並ぶ行を「センサ行」としたとき、表示計測領域２００では表示行とセンサ行が一行ずつ交互に配置されるのに対し、表示計測領域３００では多数の表示行と一つのセンサ行が交互に配置される。多数の表示行が配置される領域が図中の表示領域Ａである。また、表示計測領域２００では光行と容量行とが交互に配置されるのに対し、表示計測領域３００では、３行に２行の割合で光行が配置され、３行に１行の割合で容量行が配置される。光行が配置される領域が図中の光領域Ｂであり、容量行が配置される領域が図中の容量領域Ｃである。
【００８３】
前述したように、通常、容量領域は光領域よりも広くなる。また、表示装置３では、表示装置２と同様に、２値化した容量画像のみならず、２値化した光画像をも用いて接触位置を検出するから、容量領域の特定の精度を低下させても、接触の有無の検出の精度を確保可能な程度であれば、最終的な接触位置の特定の精度はほとんど低下しない。一方、接触面における光行の密度を上げて光センシング回路の数を増やせば、光接触領域の特定の精度が上がるから、最終的な接触位置の特定の精度が上がる。以上より、本実施形態では、上記の構成を採っている。
【００８４】
なお、本実施形態では、容量行は、接触の有無の検出の精度を確保するために、対象物の接触範囲の直径または短径間隔で配置される。対象物の接触範囲の直径または短径は、対象物に応じて異なる。例えば、対象物が人の指の場合、対象物の接触範囲の直径は約５ｍｍとなる。この場合、画素のピッチが０．１ｍｍならば、約５０行の表示行に対して１行の容量行を配置することとなる。もちろん、より少ない表示行に対して１行の容量行が配置される構成を採ることも可能である。
【００８５】
本実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態によれば、接触位置の特定の精度が向上する。また、本実施形態によれば、光行が容量行よりも多く、光センシング回路が容量センシング回路よりも多いから、他の場合に比較して、接触位置の特定の分解能が向上する。そして、容量用シフトレジスタの段数が光用シフトレジスタの段数よりも少ないことが好ましい。例えば、各々が容量の変化を計測して容量計測信号を出力する複数の容量センシング回路および各々が入射光の光量を計測して光計測信号を出力する複数の光センシング回路を備えたセンシング回路の接触位置特定方法として、前記複数の容量センシング回路を順次走査して容量計測信号を取得する第１ステップと、前記取得した容量計測信号に基づいて、対象物が接触面に接触したか否かを判定する第２ステップと、前記第２ステップにおいて前記対象物が接触したと判定された後に、前記複数の光センシング回路を順次走査して光計測信号を取得する第３ステップと、取得した前記光計測信号に基づいて、前記対象物が接触した接触面の位置を特定する第４ステップとを有し、前記第２ステップにおいて前記対象物が接触したと判定されるまで、前記第１ステップと前記第２ステップを繰り返すことを特徴とする方法を採用する場合、容量用シフトレジスタの段数が光用シフトレジスタの段数よりも少なければ、センシング回路を備えた電子機器（例えば表示装置）において、容量用シフトレジスタを制御して容量計測信号を取得する上記第１ステップと、対象物が接触面に接触しているか否かを判定する上記第２ステップを繰り返す際の消費電力を低減できる。
【００８６】
なお、本実施形態では、表示装置２における計測用走査線駆動回路２０、読み出し回路３０及び制御回路５５０を変更して用いることになる。上述の説明から明らかでない変更については適宜に定めてよい。一例としては、制御回路５５０を、容量画像の解像度を補間によって光画像の解像度と等しくした後に容量画像および光画像の２値化および合成を行うように変更することが挙げられる。
【００８７】
＜Ｄ：変形例＞
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。また、以下に示す変形例のうちの２以上の変形例を組み合わせることもできる。
第１実施形態を変形し、計測領域１００の背面側に、バックライトを設け、光センシング回路４０において、このバックライトから発して対象物で反射されてフォトダイオード４５へ入射した光の光量が主に計測される構成としてもよい。この構成では、第２実施形態と同様に、第１基板および第２基板の両方を、ガラス等の光透過性の材料で形成する必要がある。
【００８８】
第１および第２実施形態の各々を変形し、複数の計測用走査線２６の各々が第１基板と第２基板とのいずれか一方に沿って延在し、複数のセンサ（単位回路）の各々が両基板のいずれか一方に沿って配列されるようにしてもよい。これと同様に、ｎ本のセンス線３５の各々が両基板のいずれか一方に沿って延在するようにしてもよい。
【００８９】
第２実施形態では、Ｒ画素の画素回路１１付近にフォトダイオード８６や接触計測用容量素子９６を配置しない構成を採っているが、これに限るものではない。例えば、増幅トランジスタ８３や基準容量素子８５等の素子を他の位置に配置してＲ画素の画素回路１１付近にフォトダイオード８６や接触計測用容量素子９６を配置する構成を採ってもよいし、一つの光センシング回路（または容量センシング回路）が一つのフォトダイオード８６（または接触計測用容量素子９６）を備える構成を採ってもよいし、一つの光センシング回路（または容量センシング回路）が三つ以上のフォトダイオード８６（または接触計測用容量素子９６）を備える構成を採ってもよい。
【００９０】
第２実施形態では、Ｒ画素の画素回路１１、Ｇ画素の画素回路１１およびＢ画素の画素回路１１の組に対して一つのセンサが配置されているが、これに限るものではない。例えば、画素（ドット）毎にセンサが配置されるようにしてもよいし、四つ以上の画素の組に対して一つのセンサが配置されるようにしてもよいし、白黒表示の表示装置としてもよい。また、第２実施形態を変形し、いわゆる反射型の液晶表示装置としてもよい。
【００９１】
第２及び第３実施形態では、リセット期間Ｔｒｅｓの開始時期は必ず１Ｈの開始時期となっているが、これを変形し、１Ｈの開始時期とは異なる時期にリセット期間Ｔｒｅｓが開始するようにしてもよい。この形態によれば、表示装置で消費される電流のピークを抑えることができる。
【００９２】
第３実施形態を変形し、光行と容量行との割合を上記の割合以外の割合としてもよい。ただし、光行の割合＞容量行の割合、すなわち、光センシング回路の数＞容量センシング回路の数、とするのが望ましい。また、第３実施形態を変形し、表示行とセンサ行との割合を上記の割合以外の割合としてよい。例えば、第１実施形態および第２実施形態と同様に、表示行とセンサ行とを交互に配置してもよい。
【００９３】
＜Ｅ：応用例＞
次に、表示装置２または３を利用した電子機器について説明する。
図２１に、表示装置２または３を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、表示装置２または３と本体部２０１０とを備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。
【００９４】
図２２に、表示装置２または３を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、ならびに表示装置２または３を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、表示装置２または３に表示される画面がスクロールされる。
【００９５】
図２３に、表示装置２または３を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２、ならびに表示装置２または３を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が表示装置２または３に表示される。
【００９６】
なお、表示装置２または３が適用される電子機器としては、図２１から図２３に示したもののほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、プリンタ、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ等の、タッチパネルとして用いられる他の電子機器が挙げられる。また、センシング回路１は、表示装置以外の装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセンシング回路１の構成を示すブロック図である。
【図２】センシング回路１の光センシング回路４０の構成を示す回路図である。
【図３】光センシング回路４０の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】光センシング回路４０の動作を説明するための図である。
【図５】光センシング回路４０の動作を説明するための図である。
【図６】光センシング回路４０の動作を説明するための図である。
【図７】センシング回路１の容量センシング回路５０の構成を示す回路図である。
【図８】容量センシング回路５０の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】容量センシング回路５０の動作を説明するための図である。
【図１０】容量センシング回路５０の動作を説明するための図である。
【図１１】容量センシング回路５０の動作を説明するための図である。
【図１２】センシング回路１の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】センシング回路１で得られる光画像の一例を模式的に示す図である。
【図１４】センシング回路１で得られる容量画像の一例を模式的に示す図である。
【図１５】センシング回路１で得られる２値化合成画像の一例を模式的に示す図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る表示装置２の構成を示すブロック図である。
【図１７】表示装置２の単位回路８０の構成を示す回路図である。
【図１８】表示装置２の単位回路９０の構成を示す回路図である。
【図１９】表示装置２の動作を示すタイミングチャートである。
【図２０】本発明の第３実施形態に係る表示装置３の特徴を模式的に示す図である。
【図２１】表示装置２または３を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図２２】表示装置２または３を適用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。
【図２３】表示装置２または３を適用した携帯情報端末の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９８】
１……センシング回路、２，３……表示装置、１０……表示単位回路、１１……画素回路、２０……計測用走査線駆動回路、２５……制御線、２６……計測用走査線、３０……読み出し回路、３５……センス線、４０，８１……光センシング回路、４５，８６……フォトダイオード、５０，９１……容量センシング回路、５５，９６……接触計測用容量素子、５６，９７……第１電極、５７，９８……第２電極、５００，５５０……制御回路、６０……表示用走査線駆動回路、６５……表示用走査線、７０……データ線駆動回路、７５……データ線、８０，９０……単位回路、１００……計測領域、２００，３００……表示計測領域。
【図１】
2009276642.tif 000003
【図２】
2009276642.tif 000004
【図３】
2009276642.tif 000005
【図４】
2009276642.tif 000006
【図５】
2009276642.tif 000007
【図６】
2009276642.tif 000008
【図７】
2009276642.tif 000009
【図８】
2009276642.tif 000010
【図９】
2009276642.tif 000011
【図１０】
2009276642.tif 000012
【図１１】
2009276642.tif 000013
【図１２】
2009276642.tif 000014
【図１３】
2009276642.tif 000015
【図１４】
2009276642.tif 000016
【図１５】
2009276642.tif 000017
【図１６】
2009276642.tif 000018
【図１７】
2009276642.tif 000019
【図１８】
2009276642.tif 000020
【図１９】
2009276642.tif 000021
【図２０】
2009276642.tif 000022
【図２１】
2009276642.tif 000023
【図２２】
2009276642.tif 000024
【図２３】
2009276642.tif 000025