タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、電子機器、およびタッチ検出回路
【課題】シンプルな構成で外乱ノイズの低減が可能なタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、電子機器、およびタッチ検出回路を得る。
【解決手段】タッチ検出装置は、一方向に延在するように並設された複数の駆動電極ＣＯＭＬと、複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成する複数の検出電極（タッチ検出電極ＴＤＬ）と、各駆動電極の駆動に応じて複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づいてリファレンス値（リファレンスデータＤＲ）を求め、各検出信号からリファレンス値を差し引くことにより信号補正を行う信号補正部（ＬＰＦ部４１、ＡＤＣ部４２、デジタルＬＰＦ部４３、平均値演算部４４、最大値選択回路４５、メモリ４６および減算部４７）と、補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出する検出部（２値化回路４８および座標抽出回路４９）とを備える。
【解決手段】タッチ検出装置は、一方向に延在するように並設された複数の駆動電極ＣＯＭＬと、複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成する複数の検出電極（タッチ検出電極ＴＤＬ）と、各駆動電極の駆動に応じて複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づいてリファレンス値（リファレンスデータＤＲ）を求め、各検出信号からリファレンス値を差し引くことにより信号補正を行う信号補正部（ＬＰＦ部４１、ＡＤＣ部４２、デジタルＬＰＦ部４３、平均値演算部４４、最大値選択回路４５、メモリ４６および減算部４７）と、補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出する検出部（２値化回路４８および座標抽出回路４９）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指などの外部近接物体を検出するタッチ検出装置、そのようなタッチ検出機能を有するタッチ検出機能付き表示装置および電子機器、ならびに、それらのデバイスに用いられるタッチ検出回路に関する。
【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】
タッチパネルの方式としては、光学式や抵抗式などいくつかの方式が存在するが、特に携帯端末などでは、比較的単純な構造をもち、かつ消費電力の低減が実現できる、静電容量型のタッチパネルが期待されている。しかしながら、静電容量型のタッチパネルには、動作原理上、インバータ蛍光灯やＡＭ波、ＡＣ電源などに起因するノイズ（以下、外乱ノイズという。）に反応しやすいという問題がある。特に、外部近接物体の近接状態（Proximity）を検出する場合には、接触状態を検出する場合に比べてＳ／Ｎ比が劣化するため、検出感度が低下するおそれがある。
【０００４】
これらの外乱ノイズに対する耐性を改善する方法について、多くの検討がなされている。例えば、特許文献１には、外部近接物体の近接または接触を検出するための入力用静電センサの周囲に、外乱ノイズを検出するための専用のノイズ検出用静電センサを別体として設け、それぞれから得られた信号を対比することによりタッチ成分と外乱ノイズ成分とを分離するタッチパネルが開示されている。このノイズ検出用静電センサの表面には保護カバーが配置され、外部近接物体が接触しても反応しないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたタッチパネルでは、入力用静電センサとノイズ検出用静電センサとが別体として固定して設けられているため、その配置場所の違いや、サイズの違い、保護カバーの有無などの周辺部の違いなどに起因して、入力用静電センサに入力される外乱ノイズ成分とノイズ検出用静電センサに入力される外乱ノイズ成分とが互いに異なってしまう。これにより、外乱ノイズ成分を差し引いてタッチ成分を求める際の演算が複雑になり、タッチ検出回路の構成が複雑になるおそれがある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、シンプルな構成で外乱ノイズ成分を低減可能なタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、電子機器、およびタッチ検出回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のタッチ検出装置は、複数の駆動電極と、複数の検出電極と、信号補正部と、検出部とを備えている。複数の駆動電極は、一方向に延在するように並設されたものである。複数の検出電極は、複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成するものである。信号補正部は、各駆動電極の駆動に応じて複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づいてリファレンス値を求め、各検出信号からリファレンス値を差し引くことにより信号補正を行うものである。検出部は、補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出するものである。
【０００９】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置は、表示部と、複数の駆動電極と、複数の検出電極と、信号補正部と、検出部とを備えている。表示部は、画像信号に基づいて表示を行うものである。複数の駆動電極は、一方向に延在するように並設されたものである。複数の検出電極は、複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成するものである。信号補正部は、各駆動電極の駆動に応じて複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づいてリファレンス値を求め、各検出信号からリファレンス値を差し引くことにより信号補正を行うものである。検出部は、補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出するものである。
【００１０】
本発明の電子機器は、上記タッチ検出機能付き表示装置を備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。
【００１１】
本発明のタッチ検出回路は、信号補正部と、検出部とを備えている。信号補正部は、一方向に延在するように並設された複数の駆動電極の駆動に応じて、複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設されて各交差部分に静電容量を形成する複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づき、リファレンス値を求め、各検出信号からリファレンス値を差し引くことにより、信号補正を行うものである。検出部は、補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出するものである。
【００１２】
本発明のタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、電子機器、およびタッチ検出回路では、外部近接物体の近接あるいは接触に対応した検出信号が、信号補正部に供給される。このとき、検出信号には、外部近接物体の近接あるいは接触に応じて振幅が大きくなるタッチ成分が含まれる。検出信号が、タッチ成分に加えてノイズ成分を含んでいる場合、信号補正部では、タッチ成分をほとんど含まない検出信号に基づいてリファレンス値が求められ、各検出信号からこのリファレンス値を差し引くことにより、タッチ成分が抽出される。
【００１３】
本発明のタッチ検出装置では、信号補正部は、例えば、個々の検出電極ごとに検出信号のうちのタッチ成分とノイズ成分の和の大きさの時間平均値を算出すると共に、得られた複数の時間平均値の中から最小の値を選択し、この最小の値をもたらした検出信号の値をリファレンス値として採用するように構成するのが望ましい。また、信号補正部は、例えば、個々の検出電極ごとに検出信号のうちのタッチ成分とノイズ成分の和の大きさの最小値を求めると共に、得られた複数の最小値の中から最小の値を選択し、この最小の値をもたらした検出信号の値をリファレンス値として選択するようにしてもよい。
【００１４】
信号補正部は、例えば、現検出フレームにおいて個々の検出電極ごとに得られた１検出フレーム分の検出信号から、現検出フレームにおいて得られたリファレンス値を差し引くようにしてもよい。この場合、例えば、信号補正部は、個々の検出電極ごとに１検出フレーム分の検出信号を一時記憶するようにしてもよい。また、信号補正部は、例えば、現検出フレームにおいて個々の検出電極ごとに得られた１検出フレーム分の検出信号から、前検出フレームにおいて得られたリファレンス値を差し引くようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、電子機器、およびタッチ検出回路によれば、検出信号に基づいてリファレンス値を求め、各検出信号からリファレンス値を差し引くようにしたので、シンプルな構成で外乱ノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のタッチ検出機能付き表示装置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ていない状態を表す図である。
【図２】本発明のタッチ検出機能付き表示装置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】本発明のタッチ検出機能付き表示装置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４】本発明の第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。
【図５】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。
【図６】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの画素配列を表す回路図である。
【図７】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極およびタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。
【図８】図４に示したタッチ検出回路の一構成例を表す回路図である。
【図９】図４に示したタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１０】図４に示したタッチ検出回路の一動作例を表す流れ図である。
【図１１】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスのリファレンス用タッチ検出電極の一動作例を表す模式図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態の変形例に係るタッチ検出回路の一構成例を表す回路図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態の他の変形例に係るタッチ検出回路の一構成例を表す回路図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係るタッチ検出回路の一構成例を表す回路図である。
【図１５】図１４に示したタッチ検出回路の一動作例を表す流れ図である。
【図１６】実施の形態を適用したタッチ検出機能付き表示装置のうち、適用例１の外観構成を表す斜視図である。
【図１７】適用例２の外観構成を表す斜視図である。
【図１８】適用例３の外観構成を表す斜視図である。
【図１９】適用例４の外観構成を表す斜視図である。
【図２０】適用例５の外観構成を表す正面図、側面図、上面図および下面図である。
【図２１】本発明の各実施の形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．静電容量式タッチ検出の基本原理
２．第１の実施の形態
３．第２の実施の形態
４．適用例
【００１８】
＜１．静電容量型タッチ検出の基本原理＞
まず最初に、図１〜図３を参照して、本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、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３（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３（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。
【００１９】
指が接触（または近接）していない状態では、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３（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。
【００２０】
一方、指が接触（または近接）した状態では、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３（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接触状態と判断する一方、しきい値電圧未満であれば接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出が可能となる。
【００２１】
＜２．第１の実施の形態＞
［構成例］
（全体構成例）
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すものである。尚、本発明の実施の形態に係るタッチ検出装置およびタッチ検出回路は、本実施の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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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表示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表示水平ライン）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。
【００２５】
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表示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表示水平ラインの表示が行われるようになっている。
【００２６】
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、タッチ検出機能付き表示デバイス１０が表示を行う期間（表示期間）では、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の全ての駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomとして表示駆動信号を印加する。一方、タッチ検出を行う期間（タッチ検出期間）では、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomとしてパルス状のタッチ駆動信号を順次印加することにより、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出の対象となる１検出水平ラインを順次選択する。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、１検出水平ライン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。この例では、後述するように、表示期間では、駆動信号Ｖcom（表示駆動信号）は０Ｖの直流信号であり、お互いに隣接する画素Ｐixでは、画素信号Ｖpixの極性が互いに反転するようになっている。つまり、この例では、液晶表示デバイス２０は、いわゆるドット反転駆動により駆動されるものである。
【００２７】
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表示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、１検出水平ラインずつ順次走査してタッチ検出を行うようになっている。
【００２８】
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。
【００２９】
（タッチ検出機能付き表示デバイス１０）
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。
【００３０】
図５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ものである。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。
【００３１】
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に画像信号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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
図６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ものである。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。
【００３６】
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。
【００３７】
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５に示したように、複数の行（図５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。
【００３８】
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表示水平ラインが順次選択され、その１表示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表示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、全ての駆動電極ＣＯＭＬに対して共通の電圧（この例では０Ｖ）を印加するようになっている。
【００３９】
図７は、タッチ検出デバイス３０の一構成例を斜視的に表すものである。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。タッチ検出期間では、各電極パターンには、駆動電極ドライバ１４によって駆動信号Ｖcomが順次供給され、後述するように時分割的に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ｋ本（ｋ；自然数）の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。
【００４０】
この構成により、タッチ検出デバイス３０では、タッチ検出期間において、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ＣＯＭＬ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検出水平ラインが順次選択され、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、１検出水平ライン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３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、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。つまり、タッチ検出信号Ｖdetは、タッチが無い状態では高い電圧となり、タッチがある状態では低い電圧となる。図７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も可能となっている。
【００４１】
（タッチ検出回路４０）
次に、タッチ検出回路４０の構成例を詳細に説明する。
【００４２】
図８は、タッチ検出回路４０の回路構成例を表すものである。タッチ検出回路４０は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）部４１と、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）部４２と、デジタルＬＰＦ部４３と、平均値演算部４４と、最大値選択回路４５と、メモリ４６と、減算部４７と、２値化回路４８と、座標抽出回路４９とを備えている。
【００４３】
ＬＰＦ部４１は、ｋ本のタッチ検出電極ＴＤＬから供給されたタッチ検出信号Ｖdetのそれぞれに対して、高い周波数成分を除去して出力する低域通過アナログフィルタである。ＬＰＦ部４１は、入力信号を増幅する機能を有していても良い。各入力端子と接地との間には、直流電位（０Ｖ）を与えるための抵抗Ｒ１〜Ｒｋが接続されている。なお、この抵抗Ｒ１〜Ｒｋ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。なお、ＡＤＣ部４２は、ＬＰＦ部４１からそれぞれ供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換する回路である。デジタルＬＰＦ部４３は、ＡＤＣ部４２からそれぞれ供給されたデジタル信号の時系列データを用いて、低域通過フィルタの演算し、タッチ検出データＤＴとして出力する機能を有している。
【００４４】
平均値演算部４４は、デジタルＬＰＦ部４３からそれぞれ供給されたタッチ検出データＤＴの、タッチ検出面全体をタッチ検出走査するのに必要な期間（１検出フレーム期間ＴＦ）における平均値を演算し、平均データＤＡＶＧとして出力する論理回路である。最大値選択回路４５は、平均値演算部４４から供給される平均データＤＡＶＧのうちの最大のものを１検出フレームごとに選択し、リファレンスデータＤＲとして出力する論理回路である。メモリ４６は、デジタルＬＰＦ部４３からそれぞれ供給されたタッチ検出データＤＴを１検出フレーム分蓄積する機能を有している。
【００４５】
減算部４７は、メモリ４６からそれぞれ供給されたタッチ検出データＤＴから、最大値選択回路４５より供給されたリファレンスデータＤＲを減算する論理回路である。２値化回路４８は、減算部４７から供給されたデータと所定のしきい値とを比較することにより２値化を行う論理回路である。座標抽出回路４９は、２値化回路４８から供給されたデータに基づいて、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出面における、タッチがなされた座標を抽出するようになっている。
【００４６】
なお、この例では、ＬＰＦ部４１、ＡＤＣ部４２、デジタルＬＰＦ部４３、平均値演算部４４、および減算部４７は、複数のタッチ検出信号Ｖdetを並列処理するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、これらの回路の一部またはすべてが、時分割多重されたタッチ検出信号Ｖdetなどを直列処理するようにしてもよい。
【００４７】
以上の構成により、タッチ検出回路４０では、後述するように、タッチ成分と外乱ノイズ成分を含むタッチ検出信号Ｖdetがタッチ検出回路４０に供給されたときに、平均値演算部４４および最大値選択回路４５が外乱ノイズ成分（リファレンスデータＤＲ）を抽出し、減算部４７がタッチ検出データＤＴからこの外乱ノイズ成分を差し引くことにより、タッチ成分を求めるようになっている。
【００４８】
ここで、タッチ検出電極ＴＤＬは、本発明における「検出電極」の一具体例に対応する。タッチ検出信号Ｖdetは、本発明における「検出信号」の一具体例に対応する。リファレンスデータＤＲは、本発明における「リファレンス値」の一具体例に対応する。ＬＰＦ部４１、ＡＤＣ部４２、デジタルＬＰＦ部４３、平均値演算部４４、最大値選択回路４５、メモリ４６および減算部４７は、本発明における「信号補正部」の一具体例に対応する。２値化回路４８および座標抽出回路４９は、本発明における「検出部」の一具体例に対応する。
【００４９】
［動作および作用］
続いて、本実施の形態のタッチ検出機能付き表示装置１の動作および作用について説明する。
【００５０】
（全体動作概要）
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。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、液晶表示デバイス２０に走査信号Ｖscanを供給し、表示駆動の対象となる１表示水平ラインを順次選択する。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、ゲートドライバ１２により選択された、１表示水平ラインを構成する各画素Ｐixに、画素信号Ｖpixを供給する。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、表示期間では、全ての駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomとして表示駆動信号（０Ｖの直流信号）を印加し、タッチ検出期間では、駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomとしてパルス状のタッチ駆動信号を順次印加することにより、１検出水平ラインを順次選択する。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示期間では、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、および駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいて表示動作を行い、タッチ検出期間では、駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力する。
【００５１】
タッチ検出回路４０では、ＬＰＦ部４１が、タッチ検出機能付き表示デバイス１０から供給されたタッチ検出信号Ｖdetに対して、高い周波数成分を除去して出力する。ＡＤＣ部４２は、ＬＰＦ部４１からそれぞれ供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタルＬＰＦ部４３は、ＡＤＣ部４２から供給されたデジタル信号の時系列データを用いて、低域通過フィルタの演算を行い、タッチ検出データＤＴとして出力する。平均値演算部４４は、デジタルＬＰＦ部４３から供給されたタッチ検出データＤＴの１検出フレーム期間ＴＦにおける平均値を演算する。最大値選択回路４５は、平均値演算部４４から供給されるデータのうちの最大のものを、１検出フレームごとに選択し、リファレンスデータＤＲとして出力する。メモリ４６は、デジタルＬＰＦ部４３から供給されたタッチ検出データＤＴを１検出フレーム分蓄積する。減算部４７は、メモリ４６より供給されたタッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを減算する。２値化回路４８は、減算部４７から供給されたデータと所定のしきい値とを比較することにより２値化を行う。座標抽出回路４９は、２値化回路４８から供給されたデータに基づいて、タッチがなされた座標を抽出する。
【００５２】
（タッチ検出機能付き表示デバイス１０の詳細動作例）
図９は、タッチ検出機能付き表示装置１の詳細動作例を表すものである。図９において、（Ａ）は走査信号Ｖscanの波形を示し、（Ｂ）は駆動信号Ｖcomの波形を示し、（Ｃ）は画素信号Ｖpixの波形を示し、（Ｄ）はタッチ検出信号Ｖdetの波形を示す。ここで、図９（Ａ）に示した走査信号Ｖscanは、走査信号線ＧＣＬのうちの、隣接する（ｎ−１）行目、ｎ行目、（ｎ＋１）行目の走査信号線ＧＣＬに着目したものである。同様に、図９（Ｂ）に示した駆動信号Ｖcomは、共通電極ＣＯＭＬのうちの、隣接する（ｍ−１）行目、ｍ行目、（ｍ＋１）行目の共通電極ＣＯＭＬに着目したものである。
【００５３】
タッチ検出機能付き表示装置１では、１表示水平期間（１Ｈ）ごとに、タッチ検出動作（タッチ検出期間Ａ）と表示動作（表示期間Ｂ）を時分割的に行う。タッチ検出動作では、１表示水平期間（１Ｈ）ごとに、異なる駆動電極ＣＯＭＬを選択して駆動信号Ｖcomを印加することにより、タッチ検出の走査を行う。以下に、その動作を詳細に説明する。
【００５４】
まず、ゲートドライバ１２が、（ｎ−１）行目の走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖscanを印加し、走査信号Ｖscan（ｎ−１）が低レベルから高レベルに変化する（図９（Ａ））。これにより、１表示水平期間（１Ｈ）が開始する。
【００５５】
次に、タッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４が、（ｍ−１）行目の駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを印加し、駆動信号Ｖcom（ｍ−１）が低レベルから高レベルに変化する（図９（Ｂ））。この駆動信号Ｖcom（ｍ−１）は、静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖdetが変化する（図９（Ｄ））。次に、駆動信号Ｖcom（ｍ−１）が高レベルから低レベルに変化すると（図９（Ｂ））、タッチ検出信号Ｖdetは同様に変化する（図９（Ｄ））。このタッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号Ｖdetの波形は、上述したタッチ検出の基本原理における、タッチ検出信号Ｖdet（図３（Ａ））に対応するものである。つまり、タッチ検出信号Ｖdetは、タッチが無い状態では高い電圧となり、タッチがある状態では低い電圧となる。ＡＤＣ部４２は、このタッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号ＶdetをＡ／Ｄ変換することによりタッチ検出を行う。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１では、１検出水平ラインのタッチ検出が行われる。
【００５６】
次に、表示期間Ｂにおいて、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖpixを印加し（図９（Ｃ））、１表示水平ラインに対する表示を行う。なお、図９（Ｄ）に示したように、この画素信号Ｖpixの変化が、寄生容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖdetが変化し得るが、表示期間ＢではＡＤＣ部４２がＡ／Ｄ変換を行わないようにすることにより、この画素信号Ｖpixの変化のタッチ検出に対する影響を抑えることができる。ソースドライバ１３による画素信号Ｖpixの供給が終了したのち、ゲートドライバ１２が、（ｎ−１）行目の走査信号線ＧＣＬの走査信号Ｖscan（ｎ−１）を高レベルから低レベルに変化させ（図９（Ａ））、１表示水平期間が終了する。
【００５７】
次に、ゲートドライバ１２は、先ほどとは異なるｎ行目の走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖscanを印加し、走査信号Ｖscan（ｎ）が低レベルから高レベルに変化する（図９（Ａ））。これにより、次の１表示水平期間が開始する。
【００５８】
次に、タッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４が、先ほどとは異なるｍ行目の駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを印加する（図９（Ｂ））。これに伴うタッチ検出信号Ｖdetの変化（図９（Ｄ））を、ＡＤＣ部４２がＡ／Ｄ変換することにより、この１検出水平ラインのタッチ検出が行われる。
【００５９】
次に、表示期間Ｂにおいて、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖpixを印加し（図９（Ｃ））、１表示水平ラインに対する表示を行う。なお、この例では、タッチ検出機能付き表示装置１はドット反転駆動を行うため、ソースドライバ１３が印加する画素信号Ｖpixは、前の１表示水平期間のものと比べて、その極性が反転している。この表示期間Ｂが終了した後、この１表示水平期間が終了する。
【００６０】
これ以降、上述した動作を繰り返すことにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、表示面全面にわたる走査により表示動作を行うとともに、タッチ検出面全面にわたる走査によりタッチ検出動作を行う。
【００６１】
（タッチ検出回路４０の詳細動作例）
次に、タッチ検出回路４０の動作を説明する。ここでは、外乱ノイズが存在する場合を想定し、タッチ検出機能付き表示デバイス１０が、タッチ成分と外乱ノイズ成分を含むタッチ検出信号Ｖdetをタッチ検出電極ＴＤＬから出力する場合を例に説明する。この説明では、外乱ノイズ成分は、一般に考えられるように、タッチ検出電極ＴＤＬによらずほぼ一定としている。
【００６２】
図１０は、タッチ検出回路４０の動作のフローチャートを表すものである。タッチ検出回路４０は、タッチ成分と外乱ノイズ成分を含むタッチ検出信号Ｖdetが入力されると、そのタッチ検出信号Ｖdetに対応するタッチ検出データＤＴをメモリ４６に１検出フレーム分蓄積するとともに、そのタッチ検出データＤＴから外乱ノイズ成分をリファレンスデータＤＲとして抽出する。そして、メモリ４６に蓄積されたタッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを減算することによりタッチ成分を抽出し、これに基づいてタッチ検出面におけるタッチ座標を求める。以下に、各ステップを詳細に説明する。
【００６３】
まず、タッチ検出回路４０は、１検出フレームの走査に応じて、タッチ検出データＤＴを蓄積するとともに、タッチ検出電極ＴＤＬごとにタッチ検出データＤＴの平均値を算出する（ステップＳ１）。具体的には、ＬＰＦ部４１、ＡＤＣ部４２、およびデジタルＬＰＦ部４３が、タッチ検出電極ＴＤＬより入力されたタッチ検出信号Ｖdetに基づいてタッチ検出データＤＴを生成する。そして、メモリ４６がこのタッチ検出データＤＴを１検出フレーム分蓄積する。同時に、平均値演算部４４が、１検出フレーム期間ＴＦにおける、タッチ検出電極ＴＤＬごとのタッチ検出データＤＴの平均値を算出し、平均データＤＡＶＧとしてそれぞれ出力する。タッチがあるタッチ検出電極ＴＤＬでは、そのタッチ検出信号Ｖdetにタッチ成分が多く含まれるため、タッチ検出データＤＴの平均値（平均データＤＡＶＧ）は低い値となる。一方、タッチがないタッチ検出電極ＴＤＬでは、そのタッチ検出信号Ｖdetにタッチ成分が含まれないため、平均データＤＡＶＧは高い値となる。すなわち、このタッチがないタッチ検出電極ＴＤＬに係る平均データＤＡＶＧは外乱ノイズ成分に対応したものとなる。
【００６４】
次に、最大値選択回路４５は、平均値演算部４４が求めた、タッチ検出電極ＴＤＬごとの平均データＤＡＶＧのうちの最大値をリファレンスデータＤＲとして選択する（ステップＳ２）。これは、上記した、タッチが無いタッチ検出電極ＴＤＬに係る平均データＤＡＶＧを選択することに対応する。言い換えれば、最大値選択回路４５は、タッチ成分とノイズ成分の和の大きさが最小のものを選択する。これにより、リファレンスデータＤＲは、外乱ノイズ成分に対応するものとなる。
【００６５】
以下に、リファレンスデータＤＲに係るタッチ検出電極ＴＤＬ（リファレンス用タッチ検出電極）について説明する。
【００６６】
図１１は、リファレンス用タッチ検出電極の一動作例を模式的に表すものであり、（Ａ）は、外部近接物体がタッチ検出面の下側にある場合を示し、（Ｂ）は、外部近接物体がタッチ検出面の上側にある場合を示す。
【００６７】
例えば、外部近接物体がタッチ検出面の下側にある場合、図１１（Ａ）に示したように、その外部近接物体の位置に対応するタッチ検出電極ＴＤＬＴのタッチ検出信号Ｖdetには大きなタッチ成分が含まれる一方で、一番上のタッチ検出電極ＴＤＬＲのタッチ検出信号Ｖdetにはタッチ成分が少なくなり、外乱ノイズ成分が支配的になる。つまり、タッチ検出電極ＴＤＬＴに係るタッチ検出データＤＴが一番小さくなり、タッチ検出電極ＴＤＬＲに係るタッチ検出データＤＴが一番大きくなる。最大値選択回路４５は、このタッチ検出電極ＴＤＬＲのタッチ検出データＤＴをリファレンスデータＤＲとして選択する。つまり、この例では、一番上のタッチ検出電極ＴＤＬＲがリファレンス用タッチ検出電極となる。
【００６８】
同様に、例えば、外部近接物体がタッチ検出面の上側にある場合、図１１（Ｂ）に示したように、その外部近接物体の位置に対応するタッチ検出電極ＴＤＬＴのタッチ検出信号Ｖdetには大きなタッチ成分が含まれる一方で、一番下のタッチ検出電極ＴＤＬＲのタッチ検出信号Ｖdetにはタッチ成分が少なくなり、外乱ノイズ成分が支配的になる。つまり、タッチ検出電極ＴＤＬＴに係るタッチ検出データＤＴが一番小さくなり、タッチ検出電極ＴＤＬＲに係るタッチ検出データＤＴが一番大きくなる。最大値選択回路４５は、このタッチ検出電極ＴＤＬＲのタッチ検出データＤＴをリファレンスデータＤＲとして選択する。つまり、この例では、一番下のタッチ検出電極ＴＤＬＲがリファレンス用タッチ検出電極となる。
【００６９】
次に、減算部４７は、タッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを減算する（ステップＳ３）。具体的には、メモリ４６が、蓄積された１検出フレーム分のタッチ検出データＤＴを順次出力し、減算部４７が、そのタッチ検出データＤＴのそれぞれからリファレンスデータＤＲを減算する。つまり、タッチ成分と外乱ノイズ成分が含まれたタッチ検出データＤＴから、外乱ノイズ成分に対応するリファレンスデータＤＲを減算することにより、タッチ成分が抽出される。
【００７０】
そして、座標抽出回路４９が、タッチ検出面におけるタッチ座標を抽出する（ステップＳ４）。具体的には、まず２値化回路４８が、減算部４７から出力されたデータと、所定のしきい値を比較することにより２値化演算を行う。そして、座標抽出回路４９が、２値化回路４８から出力されたデータに基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０のタッチ検出面におけるタッチ座標を求める。これにより、外乱ノイズ成分が低減されたデータに基づいて、タッチ座標が求められる。
【００７１】
以上で、このフローは終了する。このフローは、各検出フレームにおいて独立して実施される。
【００７２】
以上に説明したタッチ検出機能付き表示装置１を試作し、Ｓ／Ｎ比を測定した。このＳ／Ｎ比の測定は、外部近接物体（指）をタッチ検出領域の中央付近から所定距離離れた位置に配置した状態で行った。Ｓ／Ｎ比は、タッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを差し引く減算処理を行った場合には１．４であったのに対し、この減算処理を行わなかった場合には１．１であった。このように、この減算処理を行うことにより、Ｓ／Ｎ比が改善することを確認した。
【００７３】
［効果］
以上のように本実施の形態では、複数のタッチ検出電極の一つから、リファレンスデータを取得するようにしたので、外乱ノイズ検出用の電極が必要なくなり、タッチ検出デバイス３０の構成をシンプルにすることができるとともに、外乱ノイズ成分を差し引く際に、単純にタッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを減算するだけでよいため、タッチ検出回路４０の構成をシンプルにすることができる。
【００７４】
また、本実施の形態では、複数のタッチ検出電極から、リファレンスデータを得るためのタッチ検出電極を選択するようにしたので、外部近接物体の場所によらずに精度よく外乱ノイズ成分を低減することができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、平均値演算部がタッチ検出電極ごとのタッチ検出データＤＴの平均値を求め、それに基づいてリファレンスデータを得るためのタッチ検出電極を選択するようにしたので、タッチ検出データＤＴが突発的なノイズを含む場合でも、平均化によりその影響を最小限に抑えることができ、より確実に、リファレンスデータを得るためのタッチ検出電極を選択することができる。
【００７６】
［変形例１−１］
また、上記実施の形態では、平均値演算部４４から供給されるデータの最大値を選択する最大値選択回路４５を用いるようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、タッチ検出回路４０に入力されるタッチ検出信号Ｖdetの極性が上記実施の形態とは逆の特性である場合、すなわちタッチが無い状態では低い電圧となり、タッチがある状態では高い電圧となる場合や、ＬＰＦ部４１が入力電圧を反転する機能を有している場合などでは、最大値選択回路４５に代えて、最小値選択回路を用いることが望ましい。図１２は、逆極性のタッチ検出信号Ｖdetに基づいてタッチ検出を行うタッチ検出回路４０Ａの回路構成例を表すものである。最小値選択回路４５Ａは、平均値演算部４４から供給されるデータのうちの最小のものを、１検出フレームごとに選択し、リファレンスデータＤＲとして出力する論理回路である。この場合でも、リファレンスデータＤＲは外乱ノイズ成分に対応するものとなり、演算部４７において、タッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを減算することにより、タッチ成分を抽出することができる。
【００７７】
［変形例１−２］
また、上記実施の形態では、平均値演算部４４がタッチ検出電極ＴＤＬごとに平均データＤＡＶＧを求め、それに基づいてリファレンスデータＤＲを得るためのタッチ検出電極ＴＤＬを選択するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図１３に示したように、最大値演算部４４Ｂがタッチ検出電極ＴＤＬごとのタッチ検出データＤＴの最大値（最大データＤＭＡＸ）を求め、それに基づいてリファレンスデータＤＲを得るためのタッチ検出電極ＴＤＬを選択するようにしてもよい。言い換えれば、最大値演算部４４Ｂは、タッチ検出電極ＴＤＬごとに、検出信号のうちのタッチ成分とノイズ成分の和の大きさの最小値を求め、最大値選択回路４５は、その最小値の中からタッチ成分とノイズ成分の和の大きさが最小のものを選択する。この場合でも、最大値演算部４４Ｂおよび最大値選択回路４５は、外乱ノイズ成分を抽出することができる。上記変形例１−１に示したように、例えばタッチ検出信号Ｖdetの極性が逆であった場合には、図１３において、最大値選択回路４５を最小値選択回路に変更するとともに、最大値演算部４４Ｂを最小値演算部に変更することが望ましい。
【００７８】
＜３．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置について説明する。本実施の形態では、１検出フレーム分のタッチ検出データＤＴを蓄積するメモリを用いずにタッチ検出回路を構成している。その他の構成は、上記第１の実施の形態（図４，図８など）と同様である。
【００７９】
図１４は、本実施の形態に係るタッチ検出回路５０の回路構成例を表すものである。本実施の形態に係るタッチ検出回路５０は、上記第１の実施の形態に係るタッチ検出回路４０（図８）と比較して、メモリ４６を省略したものである。
【００８０】
ここで、ＬＰＦ部４１、ＡＤＣ部４２、デジタルＬＰＦ部４３、平均値演算部４４、最大値選択回路４５、および減算部４７は、本発明における「信号補正部」の一具体例に対応する。
【００８１】
図１５は、タッチ検出回路５０の動作のフローチャートを表すものである。タッチ検出回路５０は、１検出フレームの走査に応じてタッチ成分と外乱ノイズ成分を含むタッチ検出信号Ｖdetが入力されると、そのタッチ検出信号Ｖdetに対応するタッチ検出データＤＴから、外乱ノイズ成分をリファレンスデータＤＲとして抽出する。そして、次の１検出フレームの走査に応じて、そのタッチ検出データＤＴから前の１検出フレームにおいて抽出されたリファレンスデータＤＲを減算することによりタッチ成分を求め、これに基づいてタッチ検出面におけるタッチ座標が抽出される。以下に、各ステップを詳細に説明する。
【００８２】
まず、タッチ検出回路５０は、１検出フレームの走査に応じて、タッチ検出電極ＴＤＬごとにタッチ検出データＤＴの平均値を算出する（ステップＳ１１）。具体的には、ＬＰＦ部４１、ＡＤＣ部４２、およびデジタルＬＰＦ部４３が、タッチ検出電極ＴＤＬより入力されたタッチ検出信号Ｖdetに基づいてタッチ検出データＤＴを生成する。そして、平均値演算部４４が、１検出フレーム期間ＴＦにおける、タッチ検出電極ＴＤＬごとのタッチ検出データＤＴの平均値を算出し、平均データＤＡＶＧとしてそれぞれ出力する。
【００８３】
次に、最大値選択回路４５は、平均値演算部４４が求めた、タッチ検出電極ＴＤＬごとのタッチ検出データＤＴの平均値のうちの最大値をリファレンスデータＤＲとして選択する（ステップＳ１２）。このステップは、上述したステップＳ２と同様である。
【００８４】
次に、減算部４７は、次の１検出フレームの走査に応じて、タッチ検出データＤＴから、前の１検出フレームにおいて求められたリファレンスデータＤＲを減算する（ステップＳ１３）。具体的には、減算部４７が、タッチ検出データＤＴのそれぞれからリファレンスデータＤＲを減算する。このとき、タッチ検出データＤＴは、上記第１の実施の形態において示したメモリがないので、１検出フレームの走査に応じて供給される。一方、リファレンスデータＤＲは、一つ前の検出フレームに係るタッチ検出データＤＴに基づいて求められたものである。
【００８５】
そして、座標抽出回路４９が、タッチ検出面におけるタッチ座標を抽出する（ステップＳ１４）。このステップは、上述したステップＳ４と同様である。
【００８６】
以上で、このフローは終了する。
【００８７】
以上のように本実施の形態では、タッチ検出データＤＴを１検出フレーム分蓄積するメモリを省くようにしたので、タッチ検出回路の回路構成をシンプルにすることができるとともに、タッチを検出するための検出時間を短くすることができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【００８８】
［変形例２−１］
上記実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、例えば、タッチ検出信号Ｖdetの極性が逆極性の場合などにおいて、最大値選択回路４５に代えて、最小値選択回路を用いることが望ましい。
【００８９】
［変形例２−２］
上記実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、平均値演算部４４の代わりに最大値演算部４４Ｂを用いても良い。この場合でも、最大値演算部４４Ｂおよび最大値選択回路４５は、外乱ノイズ成分を抽出することができる。
【００９０】
＜４．適用例＞
次に、図１６〜図２０を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【００９１】
（適用例１）
図１６は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００９２】
（適用例２）
図１７は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３およびシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００９３】
（適用例３）
図１８は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５３１、文字等の入力操作のためのキーボード５３２および画像を表示する表示部５３３を有しており、その表示部５３３は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００９４】
（適用例４）
図１９は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５４１、この本体部５４１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５４２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５４３および表示部５４４を有している。そして、その表示部５４４は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００９５】
（適用例５）
図２０は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０、サブディスプレイ７５０、ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００９６】
以上、いくつかの実施の形態および変形例、ならびに電子機器への適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【００９７】
例えば、上記各実施の形態では、平均値演算部がタッチ検出データＤＴの平均値（平均データＤＡＶＧ）を求め、最大値選択回路がその最大値を選択することによりリファレンスデータＤＲを生成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、平均値演算回路が加算のみを行い、最大値選択回路がその最大値を選択した後に除算することによりリファレンスデータＤＲを生成するようにしてもよい。
【００９８】
例えば、減算部４７は、外部近接物体がタッチ検出面から離れているとき（近接状態）に、タッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを減算し、外部近接物体がタッチ検出面に接触しているとき（接触状態）に、タッチ検出データＤＴをそのまま出力するようにしてもよい。これにより、近接状態にのみ外乱ノイズが問題になる場合において、このときのみ外乱ノイズを低減するように動作する。
【００９９】
上記実施の形態では、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬを１本ずつ選択して順次走査するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば複数本ずつ選択して順次走査するようにしてもよい。
【０１００】
上記実施の形態では、液晶表示デバイスの表示駆動方式は、ドットごとに画素信号の極性を反転するドット反転駆動としたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、ラインごとに画素信号の極性を反転する、いわゆるライン反転駆動にしてもよいし、フレームごとに画素信号の極性を反転する、いわゆるフレーム反転駆動にしてもよい。
【０１０１】
上記実施の形態では、表示駆動信号は０Ｖの直流信号としたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、他の電圧の直流信号としても良いし、交流信号であってもよい。表示駆動信号が交流信号である場合には、液晶表示デバイスは、いわゆる交流駆動により駆動される。
【０１０２】
上記実施の形態では、１表示水平期間（１Ｈ）において、タッチ検出期間Ａの後に表示期間Ｂを設けるようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、表示期間Ｂの後にタッチ検出期間Ａを設けるようにしてもよい。
【０１０３】
上記実施の形態では、ＴＮやＶＡ、ＥＣＢ等の各種モードの液晶を用いた液晶表示デバイス２０とタッチ検出デバイス３０とを一体化してタッチ検出機能付き表示デバイス１０を構成したが、これに代えて、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）やＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化しても良い。例えば、横電界モードの液晶を用いた場合には、タッチ検出機能付き表示デバイス６０を、図２１に示したように構成可能である。この図は、タッチ検出機能付き表示デバイス６０の要部断面構造の一例を表すものであり、画素基板２Ｂと対向基板３Ｂとの間に液晶層６Ｂを挟持された状態を示している。その他の各部の名称や機能等は図５の場合と同様なので、説明を省略する。この例では、図５の場合とは異なり、表示用とタッチ検出用の双方に兼用される駆動電極ＣＯＭＬは、ＴＦＴ基板２１の直ぐ上に形成され、画素基板２Ｂの一部を構成する。駆動電極ＣＯＭＬの上方には、絶縁層２３を介して画素電極２２が配置される。この場合、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の、液晶層６Ｂをも含むすべての誘電体が容量Ｃ１の形成に寄与する。
【符号の説明】
【０１０４】
１…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、１０，６０…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…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，４０Ｂ，５０…タッチ検出回路、４１…ＬＰＦ部、４２…ＡＤＣ部、４３…デジタルＬＰＦ部、４４…平均値演算部、４４Ｂ…最大値演算部、４５…最大値選択回路、４５Ａ…最小値選択回路、４６…メモリ、４７…減算部、４８…２値化回路、４９…座標抽出回路、Ａ…タッチ検出期間、Ｂ…表示期間、ＣＯＭＬ…駆動電極、ＤＡＶＧ…平均データ、ＤＭＡＸ…最大データ、ＤＭＩＮ…最小データ、ＤＴ…タッチ検出データ、ＤＲ…リファレンスデータ、Ｒ１〜Ｒｋ…抵抗、Ｓ…タッチ検出面、ＴＤＬ、ＴＤＬＴ、ＴＤＬＲ…タッチ検出電極、ＴＦ…１検出フレーム期間、Ｖcom…駆動信号、Ｖdet…タッチ検出信号、Ｖpix…画素信号、Ｖscan…走査信号。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指などの外部近接物体を検出するタッチ検出装置、そのようなタッチ検出機能を有するタッチ検出機能付き表示装置および電子機器、ならびに、それらのデバイスに用いられるタッチ検出回路に関する。
【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】
タッチパネルの方式としては、光学式や抵抗式などいくつかの方式が存在するが、特に携帯端末などでは、比較的単純な構造をもち、かつ消費電力の低減が実現できる、静電容量型のタッチパネルが期待されている。しかしながら、静電容量型のタッチパネルには、動作原理上、インバータ蛍光灯やＡＭ波、ＡＣ電源などに起因するノイズ（以下、外乱ノイズという。）に反応しやすいという問題がある。特に、外部近接物体の近接状態（Proximity）を検出する場合には、接触状態を検出する場合に比べてＳ／Ｎ比が劣化するため、検出感度が低下するおそれがある。
【０００４】
これらの外乱ノイズに対する耐性を改善する方法について、多くの検討がなされている。例えば、特許文献１には、外部近接物体の近接または接触を検出するための入力用静電センサの周囲に、外乱ノイズを検出するための専用のノイズ検出用静電センサを別体として設け、それぞれから得られた信号を対比することによりタッチ成分と外乱ノイズ成分とを分離するタッチパネルが開示されている。このノイズ検出用静電センサの表面には保護カバーが配置され、外部近接物体が接触しても反応しないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたタッチパネルでは、入力用静電センサとノイズ検出用静電センサとが別体として固定して設けられているため、その配置場所の違いや、サイズの違い、保護カバーの有無などの周辺部の違いなどに起因して、入力用静電センサに入力される外乱ノイズ成分とノイズ検出用静電センサに入力される外乱ノイズ成分とが互いに異なってしまう。これにより、外乱ノイズ成分を差し引いてタッチ成分を求める際の演算が複雑になり、タッチ検出回路の構成が複雑になるおそれがある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、シンプルな構成で外乱ノイズ成分を低減可能なタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、電子機器、およびタッチ検出回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のタッチ検出装置は、複数の駆動電極と、複数の検出電極と、信号補正部と、検出部とを備えている。複数の駆動電極は、一方向に延在するように並設されたものである。複数の検出電極は、複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成するものである。信号補正部は、各駆動電極の駆動に応じて複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づいてリファレンス値を求め、各検出信号からリファレンス値を差し引くことにより信号補正を行うものである。検出部は、補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出するものである。
【０００９】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置は、表示部と、複数の駆動電極と、複数の検出電極と、信号補正部と、検出部とを備えている。表示部は、画像信号に基づいて表示を行うものである。複数の駆動電極は、一方向に延在するように並設されたものである。複数の検出電極は、複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成するものである。信号補正部は、各駆動電極の駆動に応じて複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づいてリファレンス値を求め、各検出信号からリファレンス値を差し引くことにより信号補正を行うものである。検出部は、補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出するものである。
【００１０】
本発明の電子機器は、上記タッチ検出機能付き表示装置を備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。
【００１１】
本発明のタッチ検出回路は、信号補正部と、検出部とを備えている。信号補正部は、一方向に延在するように並設された複数の駆動電極の駆動に応じて、複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設されて各交差部分に静電容量を形成する複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づき、リファレンス値を求め、各検出信号からリファレンス値を差し引くことにより、信号補正を行うものである。検出部は、補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出するものである。
【００１２】
本発明のタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、電子機器、およびタッチ検出回路では、外部近接物体の近接あるいは接触に対応した検出信号が、信号補正部に供給される。このとき、検出信号には、外部近接物体の近接あるいは接触に応じて振幅が大きくなるタッチ成分が含まれる。検出信号が、タッチ成分に加えてノイズ成分を含んでいる場合、信号補正部では、タッチ成分をほとんど含まない検出信号に基づいてリファレンス値が求められ、各検出信号からこのリファレンス値を差し引くことにより、タッチ成分が抽出される。
【００１３】
本発明のタッチ検出装置では、信号補正部は、例えば、個々の検出電極ごとに検出信号のうちのタッチ成分とノイズ成分の和の大きさの時間平均値を算出すると共に、得られた複数の時間平均値の中から最小の値を選択し、この最小の値をもたらした検出信号の値をリファレンス値として採用するように構成するのが望ましい。また、信号補正部は、例えば、個々の検出電極ごとに検出信号のうちのタッチ成分とノイズ成分の和の大きさの最小値を求めると共に、得られた複数の最小値の中から最小の値を選択し、この最小の値をもたらした検出信号の値をリファレンス値として選択するようにしてもよい。
【００１４】
信号補正部は、例えば、現検出フレームにおいて個々の検出電極ごとに得られた１検出フレーム分の検出信号から、現検出フレームにおいて得られたリファレンス値を差し引くようにしてもよい。この場合、例えば、信号補正部は、個々の検出電極ごとに１検出フレーム分の検出信号を一時記憶するようにしてもよい。また、信号補正部は、例えば、現検出フレームにおいて個々の検出電極ごとに得られた１検出フレーム分の検出信号から、前検出フレームにおいて得られたリファレンス値を差し引くようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、電子機器、およびタッチ検出回路によれば、検出信号に基づいてリファレンス値を求め、各検出信号からリファレンス値を差し引くようにしたので、シンプルな構成で外乱ノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のタッチ検出機能付き表示装置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ていない状態を表す図である。
【図２】本発明のタッチ検出機能付き表示装置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】本発明のタッチ検出機能付き表示装置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４】本発明の第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。
【図５】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。
【図６】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの画素配列を表す回路図である。
【図７】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極およびタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。
【図８】図４に示したタッチ検出回路の一構成例を表す回路図である。
【図９】図４に示したタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１０】図４に示したタッチ検出回路の一動作例を表す流れ図である。
【図１１】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスのリファレンス用タッチ検出電極の一動作例を表す模式図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態の変形例に係るタッチ検出回路の一構成例を表す回路図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態の他の変形例に係るタッチ検出回路の一構成例を表す回路図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係るタッチ検出回路の一構成例を表す回路図である。
【図１５】図１４に示したタッチ検出回路の一動作例を表す流れ図である。
【図１６】実施の形態を適用したタッチ検出機能付き表示装置のうち、適用例１の外観構成を表す斜視図である。
【図１７】適用例２の外観構成を表す斜視図である。
【図１８】適用例３の外観構成を表す斜視図である。
【図１９】適用例４の外観構成を表す斜視図である。
【図２０】適用例５の外観構成を表す正面図、側面図、上面図および下面図である。
【図２１】本発明の各実施の形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．静電容量式タッチ検出の基本原理
２．第１の実施の形態
３．第２の実施の形態
４．適用例
【００１８】
＜１．静電容量型タッチ検出の基本原理＞
まず最初に、図１〜図３を参照して、本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、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３（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３（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。
【００１９】
指が接触（または近接）していない状態では、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３（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。
【００２０】
一方、指が接触（または近接）した状態では、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３（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接触状態と判断する一方、しきい値電圧未満であれば接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出が可能となる。
【００２１】
＜２．第１の実施の形態＞
［構成例］
（全体構成例）
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すものである。尚、本発明の実施の形態に係るタッチ検出装置およびタッチ検出回路は、本実施の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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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表示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表示水平ライン）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。
【００２５】
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表示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表示水平ラインの表示が行われるようになっている。
【００２６】
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、タッチ検出機能付き表示デバイス１０が表示を行う期間（表示期間）では、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の全ての駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomとして表示駆動信号を印加する。一方、タッチ検出を行う期間（タッチ検出期間）では、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomとしてパルス状のタッチ駆動信号を順次印加することにより、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出の対象となる１検出水平ラインを順次選択する。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、１検出水平ライン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。この例では、後述するように、表示期間では、駆動信号Ｖcom（表示駆動信号）は０Ｖの直流信号であり、お互いに隣接する画素Ｐixでは、画素信号Ｖpixの極性が互いに反転するようになっている。つまり、この例では、液晶表示デバイス２０は、いわゆるドット反転駆動により駆動されるものである。
【００２７】
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表示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、１検出水平ラインずつ順次走査してタッチ検出を行うようになっている。
【００２８】
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。
【００２９】
（タッチ検出機能付き表示デバイス１０）
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。
【００３０】
図５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ものである。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。
【００３１】
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に画像信号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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
図６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ものである。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。
【００３６】
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。
【００３７】
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５に示したように、複数の行（図５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。
【００３８】
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表示水平ラインが順次選択され、その１表示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表示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、全ての駆動電極ＣＯＭＬに対して共通の電圧（この例では０Ｖ）を印加するようになっている。
【００３９】
図７は、タッチ検出デバイス３０の一構成例を斜視的に表すものである。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。タッチ検出期間では、各電極パターンには、駆動電極ドライバ１４によって駆動信号Ｖcomが順次供給され、後述するように時分割的に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ｋ本（ｋ；自然数）の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。
【００４０】
この構成により、タッチ検出デバイス３０では、タッチ検出期間において、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ＣＯＭＬ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検出水平ラインが順次選択され、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、１検出水平ライン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３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、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。つまり、タッチ検出信号Ｖdetは、タッチが無い状態では高い電圧となり、タッチがある状態では低い電圧となる。図７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も可能となっている。
【００４１】
（タッチ検出回路４０）
次に、タッチ検出回路４０の構成例を詳細に説明する。
【００４２】
図８は、タッチ検出回路４０の回路構成例を表すものである。タッチ検出回路４０は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）部４１と、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）部４２と、デジタルＬＰＦ部４３と、平均値演算部４４と、最大値選択回路４５と、メモリ４６と、減算部４７と、２値化回路４８と、座標抽出回路４９とを備えている。
【００４３】
ＬＰＦ部４１は、ｋ本のタッチ検出電極ＴＤＬから供給されたタッチ検出信号Ｖdetのそれぞれに対して、高い周波数成分を除去して出力する低域通過アナログフィルタである。ＬＰＦ部４１は、入力信号を増幅する機能を有していても良い。各入力端子と接地との間には、直流電位（０Ｖ）を与えるための抵抗Ｒ１〜Ｒｋが接続されている。なお、この抵抗Ｒ１〜Ｒｋ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。なお、ＡＤＣ部４２は、ＬＰＦ部４１からそれぞれ供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換する回路である。デジタルＬＰＦ部４３は、ＡＤＣ部４２からそれぞれ供給されたデジタル信号の時系列データを用いて、低域通過フィルタの演算し、タッチ検出データＤＴとして出力する機能を有している。
【００４４】
平均値演算部４４は、デジタルＬＰＦ部４３からそれぞれ供給されたタッチ検出データＤＴの、タッチ検出面全体をタッチ検出走査するのに必要な期間（１検出フレーム期間ＴＦ）における平均値を演算し、平均データＤＡＶＧとして出力する論理回路である。最大値選択回路４５は、平均値演算部４４から供給される平均データＤＡＶＧのうちの最大のものを１検出フレームごとに選択し、リファレンスデータＤＲとして出力する論理回路である。メモリ４６は、デジタルＬＰＦ部４３からそれぞれ供給されたタッチ検出データＤＴを１検出フレーム分蓄積する機能を有している。
【００４５】
減算部４７は、メモリ４６からそれぞれ供給されたタッチ検出データＤＴから、最大値選択回路４５より供給されたリファレンスデータＤＲを減算する論理回路である。２値化回路４８は、減算部４７から供給されたデータと所定のしきい値とを比較することにより２値化を行う論理回路である。座標抽出回路４９は、２値化回路４８から供給されたデータに基づいて、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出面における、タッチがなされた座標を抽出するようになっている。
【００４６】
なお、この例では、ＬＰＦ部４１、ＡＤＣ部４２、デジタルＬＰＦ部４３、平均値演算部４４、および減算部４７は、複数のタッチ検出信号Ｖdetを並列処理するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、これらの回路の一部またはすべてが、時分割多重されたタッチ検出信号Ｖdetなどを直列処理するようにしてもよい。
【００４７】
以上の構成により、タッチ検出回路４０では、後述するように、タッチ成分と外乱ノイズ成分を含むタッチ検出信号Ｖdetがタッチ検出回路４０に供給されたときに、平均値演算部４４および最大値選択回路４５が外乱ノイズ成分（リファレンスデータＤＲ）を抽出し、減算部４７がタッチ検出データＤＴからこの外乱ノイズ成分を差し引くことにより、タッチ成分を求めるようになっている。
【００４８】
ここで、タッチ検出電極ＴＤＬは、本発明における「検出電極」の一具体例に対応する。タッチ検出信号Ｖdetは、本発明における「検出信号」の一具体例に対応する。リファレンスデータＤＲは、本発明における「リファレンス値」の一具体例に対応する。ＬＰＦ部４１、ＡＤＣ部４２、デジタルＬＰＦ部４３、平均値演算部４４、最大値選択回路４５、メモリ４６および減算部４７は、本発明における「信号補正部」の一具体例に対応する。２値化回路４８および座標抽出回路４９は、本発明における「検出部」の一具体例に対応する。
【００４９】
［動作および作用］
続いて、本実施の形態のタッチ検出機能付き表示装置１の動作および作用について説明する。
【００５０】
（全体動作概要）
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。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、液晶表示デバイス２０に走査信号Ｖscanを供給し、表示駆動の対象となる１表示水平ラインを順次選択する。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、ゲートドライバ１２により選択された、１表示水平ラインを構成する各画素Ｐixに、画素信号Ｖpixを供給する。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、表示期間では、全ての駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomとして表示駆動信号（０Ｖの直流信号）を印加し、タッチ検出期間では、駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomとしてパルス状のタッチ駆動信号を順次印加することにより、１検出水平ラインを順次選択する。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示期間では、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、および駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいて表示動作を行い、タッチ検出期間では、駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力する。
【００５１】
タッチ検出回路４０では、ＬＰＦ部４１が、タッチ検出機能付き表示デバイス１０から供給されたタッチ検出信号Ｖdetに対して、高い周波数成分を除去して出力する。ＡＤＣ部４２は、ＬＰＦ部４１からそれぞれ供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタルＬＰＦ部４３は、ＡＤＣ部４２から供給されたデジタル信号の時系列データを用いて、低域通過フィルタの演算を行い、タッチ検出データＤＴとして出力する。平均値演算部４４は、デジタルＬＰＦ部４３から供給されたタッチ検出データＤＴの１検出フレーム期間ＴＦにおける平均値を演算する。最大値選択回路４５は、平均値演算部４４から供給されるデータのうちの最大のものを、１検出フレームごとに選択し、リファレンスデータＤＲとして出力する。メモリ４６は、デジタルＬＰＦ部４３から供給されたタッチ検出データＤＴを１検出フレーム分蓄積する。減算部４７は、メモリ４６より供給されたタッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを減算する。２値化回路４８は、減算部４７から供給されたデータと所定のしきい値とを比較することにより２値化を行う。座標抽出回路４９は、２値化回路４８から供給されたデータに基づいて、タッチがなされた座標を抽出する。
【００５２】
（タッチ検出機能付き表示デバイス１０の詳細動作例）
図９は、タッチ検出機能付き表示装置１の詳細動作例を表すものである。図９において、（Ａ）は走査信号Ｖscanの波形を示し、（Ｂ）は駆動信号Ｖcomの波形を示し、（Ｃ）は画素信号Ｖpixの波形を示し、（Ｄ）はタッチ検出信号Ｖdetの波形を示す。ここで、図９（Ａ）に示した走査信号Ｖscanは、走査信号線ＧＣＬのうちの、隣接する（ｎ−１）行目、ｎ行目、（ｎ＋１）行目の走査信号線ＧＣＬに着目したものである。同様に、図９（Ｂ）に示した駆動信号Ｖcomは、共通電極ＣＯＭＬのうちの、隣接する（ｍ−１）行目、ｍ行目、（ｍ＋１）行目の共通電極ＣＯＭＬに着目したものである。
【００５３】
タッチ検出機能付き表示装置１では、１表示水平期間（１Ｈ）ごとに、タッチ検出動作（タッチ検出期間Ａ）と表示動作（表示期間Ｂ）を時分割的に行う。タッチ検出動作では、１表示水平期間（１Ｈ）ごとに、異なる駆動電極ＣＯＭＬを選択して駆動信号Ｖcomを印加することにより、タッチ検出の走査を行う。以下に、その動作を詳細に説明する。
【００５４】
まず、ゲートドライバ１２が、（ｎ−１）行目の走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖscanを印加し、走査信号Ｖscan（ｎ−１）が低レベルから高レベルに変化する（図９（Ａ））。これにより、１表示水平期間（１Ｈ）が開始する。
【００５５】
次に、タッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４が、（ｍ−１）行目の駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを印加し、駆動信号Ｖcom（ｍ−１）が低レベルから高レベルに変化する（図９（Ｂ））。この駆動信号Ｖcom（ｍ−１）は、静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖdetが変化する（図９（Ｄ））。次に、駆動信号Ｖcom（ｍ−１）が高レベルから低レベルに変化すると（図９（Ｂ））、タッチ検出信号Ｖdetは同様に変化する（図９（Ｄ））。このタッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号Ｖdetの波形は、上述したタッチ検出の基本原理における、タッチ検出信号Ｖdet（図３（Ａ））に対応するものである。つまり、タッチ検出信号Ｖdetは、タッチが無い状態では高い電圧となり、タッチがある状態では低い電圧となる。ＡＤＣ部４２は、このタッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号ＶdetをＡ／Ｄ変換することによりタッチ検出を行う。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１では、１検出水平ラインのタッチ検出が行われる。
【００５６】
次に、表示期間Ｂにおいて、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖpixを印加し（図９（Ｃ））、１表示水平ラインに対する表示を行う。なお、図９（Ｄ）に示したように、この画素信号Ｖpixの変化が、寄生容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖdetが変化し得るが、表示期間ＢではＡＤＣ部４２がＡ／Ｄ変換を行わないようにすることにより、この画素信号Ｖpixの変化のタッチ検出に対する影響を抑えることができる。ソースドライバ１３による画素信号Ｖpixの供給が終了したのち、ゲートドライバ１２が、（ｎ−１）行目の走査信号線ＧＣＬの走査信号Ｖscan（ｎ−１）を高レベルから低レベルに変化させ（図９（Ａ））、１表示水平期間が終了する。
【００５７】
次に、ゲートドライバ１２は、先ほどとは異なるｎ行目の走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖscanを印加し、走査信号Ｖscan（ｎ）が低レベルから高レベルに変化する（図９（Ａ））。これにより、次の１表示水平期間が開始する。
【００５８】
次に、タッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４が、先ほどとは異なるｍ行目の駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを印加する（図９（Ｂ））。これに伴うタッチ検出信号Ｖdetの変化（図９（Ｄ））を、ＡＤＣ部４２がＡ／Ｄ変換することにより、この１検出水平ラインのタッチ検出が行われる。
【００５９】
次に、表示期間Ｂにおいて、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖpixを印加し（図９（Ｃ））、１表示水平ラインに対する表示を行う。なお、この例では、タッチ検出機能付き表示装置１はドット反転駆動を行うため、ソースドライバ１３が印加する画素信号Ｖpixは、前の１表示水平期間のものと比べて、その極性が反転している。この表示期間Ｂが終了した後、この１表示水平期間が終了する。
【００６０】
これ以降、上述した動作を繰り返すことにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、表示面全面にわたる走査により表示動作を行うとともに、タッチ検出面全面にわたる走査によりタッチ検出動作を行う。
【００６１】
（タッチ検出回路４０の詳細動作例）
次に、タッチ検出回路４０の動作を説明する。ここでは、外乱ノイズが存在する場合を想定し、タッチ検出機能付き表示デバイス１０が、タッチ成分と外乱ノイズ成分を含むタッチ検出信号Ｖdetをタッチ検出電極ＴＤＬから出力する場合を例に説明する。この説明では、外乱ノイズ成分は、一般に考えられるように、タッチ検出電極ＴＤＬによらずほぼ一定としている。
【００６２】
図１０は、タッチ検出回路４０の動作のフローチャートを表すものである。タッチ検出回路４０は、タッチ成分と外乱ノイズ成分を含むタッチ検出信号Ｖdetが入力されると、そのタッチ検出信号Ｖdetに対応するタッチ検出データＤＴをメモリ４６に１検出フレーム分蓄積するとともに、そのタッチ検出データＤＴから外乱ノイズ成分をリファレンスデータＤＲとして抽出する。そして、メモリ４６に蓄積されたタッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを減算することによりタッチ成分を抽出し、これに基づいてタッチ検出面におけるタッチ座標を求める。以下に、各ステップを詳細に説明する。
【００６３】
まず、タッチ検出回路４０は、１検出フレームの走査に応じて、タッチ検出データＤＴを蓄積するとともに、タッチ検出電極ＴＤＬごとにタッチ検出データＤＴの平均値を算出する（ステップＳ１）。具体的には、ＬＰＦ部４１、ＡＤＣ部４２、およびデジタルＬＰＦ部４３が、タッチ検出電極ＴＤＬより入力されたタッチ検出信号Ｖdetに基づいてタッチ検出データＤＴを生成する。そして、メモリ４６がこのタッチ検出データＤＴを１検出フレーム分蓄積する。同時に、平均値演算部４４が、１検出フレーム期間ＴＦにおける、タッチ検出電極ＴＤＬごとのタッチ検出データＤＴの平均値を算出し、平均データＤＡＶＧとしてそれぞれ出力する。タッチがあるタッチ検出電極ＴＤＬでは、そのタッチ検出信号Ｖdetにタッチ成分が多く含まれるため、タッチ検出データＤＴの平均値（平均データＤＡＶＧ）は低い値となる。一方、タッチがないタッチ検出電極ＴＤＬでは、そのタッチ検出信号Ｖdetにタッチ成分が含まれないため、平均データＤＡＶＧは高い値となる。すなわち、このタッチがないタッチ検出電極ＴＤＬに係る平均データＤＡＶＧは外乱ノイズ成分に対応したものとなる。
【００６４】
次に、最大値選択回路４５は、平均値演算部４４が求めた、タッチ検出電極ＴＤＬごとの平均データＤＡＶＧのうちの最大値をリファレンスデータＤＲとして選択する（ステップＳ２）。これは、上記した、タッチが無いタッチ検出電極ＴＤＬに係る平均データＤＡＶＧを選択することに対応する。言い換えれば、最大値選択回路４５は、タッチ成分とノイズ成分の和の大きさが最小のものを選択する。これにより、リファレンスデータＤＲは、外乱ノイズ成分に対応するものとなる。
【００６５】
以下に、リファレンスデータＤＲに係るタッチ検出電極ＴＤＬ（リファレンス用タッチ検出電極）について説明する。
【００６６】
図１１は、リファレンス用タッチ検出電極の一動作例を模式的に表すものであり、（Ａ）は、外部近接物体がタッチ検出面の下側にある場合を示し、（Ｂ）は、外部近接物体がタッチ検出面の上側にある場合を示す。
【００６７】
例えば、外部近接物体がタッチ検出面の下側にある場合、図１１（Ａ）に示したように、その外部近接物体の位置に対応するタッチ検出電極ＴＤＬＴのタッチ検出信号Ｖdetには大きなタッチ成分が含まれる一方で、一番上のタッチ検出電極ＴＤＬＲのタッチ検出信号Ｖdetにはタッチ成分が少なくなり、外乱ノイズ成分が支配的になる。つまり、タッチ検出電極ＴＤＬＴに係るタッチ検出データＤＴが一番小さくなり、タッチ検出電極ＴＤＬＲに係るタッチ検出データＤＴが一番大きくなる。最大値選択回路４５は、このタッチ検出電極ＴＤＬＲのタッチ検出データＤＴをリファレンスデータＤＲとして選択する。つまり、この例では、一番上のタッチ検出電極ＴＤＬＲがリファレンス用タッチ検出電極となる。
【００６８】
同様に、例えば、外部近接物体がタッチ検出面の上側にある場合、図１１（Ｂ）に示したように、その外部近接物体の位置に対応するタッチ検出電極ＴＤＬＴのタッチ検出信号Ｖdetには大きなタッチ成分が含まれる一方で、一番下のタッチ検出電極ＴＤＬＲのタッチ検出信号Ｖdetにはタッチ成分が少なくなり、外乱ノイズ成分が支配的になる。つまり、タッチ検出電極ＴＤＬＴに係るタッチ検出データＤＴが一番小さくなり、タッチ検出電極ＴＤＬＲに係るタッチ検出データＤＴが一番大きくなる。最大値選択回路４５は、このタッチ検出電極ＴＤＬＲのタッチ検出データＤＴをリファレンスデータＤＲとして選択する。つまり、この例では、一番下のタッチ検出電極ＴＤＬＲがリファレンス用タッチ検出電極となる。
【００６９】
次に、減算部４７は、タッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを減算する（ステップＳ３）。具体的には、メモリ４６が、蓄積された１検出フレーム分のタッチ検出データＤＴを順次出力し、減算部４７が、そのタッチ検出データＤＴのそれぞれからリファレンスデータＤＲを減算する。つまり、タッチ成分と外乱ノイズ成分が含まれたタッチ検出データＤＴから、外乱ノイズ成分に対応するリファレンスデータＤＲを減算することにより、タッチ成分が抽出される。
【００７０】
そして、座標抽出回路４９が、タッチ検出面におけるタッチ座標を抽出する（ステップＳ４）。具体的には、まず２値化回路４８が、減算部４７から出力されたデータと、所定のしきい値を比較することにより２値化演算を行う。そして、座標抽出回路４９が、２値化回路４８から出力されたデータに基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０のタッチ検出面におけるタッチ座標を求める。これにより、外乱ノイズ成分が低減されたデータに基づいて、タッチ座標が求められる。
【００７１】
以上で、このフローは終了する。このフローは、各検出フレームにおいて独立して実施される。
【００７２】
以上に説明したタッチ検出機能付き表示装置１を試作し、Ｓ／Ｎ比を測定した。このＳ／Ｎ比の測定は、外部近接物体（指）をタッチ検出領域の中央付近から所定距離離れた位置に配置した状態で行った。Ｓ／Ｎ比は、タッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを差し引く減算処理を行った場合には１．４であったのに対し、この減算処理を行わなかった場合には１．１であった。このように、この減算処理を行うことにより、Ｓ／Ｎ比が改善することを確認した。
【００７３】
［効果］
以上のように本実施の形態では、複数のタッチ検出電極の一つから、リファレンスデータを取得するようにしたので、外乱ノイズ検出用の電極が必要なくなり、タッチ検出デバイス３０の構成をシンプルにすることができるとともに、外乱ノイズ成分を差し引く際に、単純にタッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを減算するだけでよいため、タッチ検出回路４０の構成をシンプルにすることができる。
【００７４】
また、本実施の形態では、複数のタッチ検出電極から、リファレンスデータを得るためのタッチ検出電極を選択するようにしたので、外部近接物体の場所によらずに精度よく外乱ノイズ成分を低減することができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、平均値演算部がタッチ検出電極ごとのタッチ検出データＤＴの平均値を求め、それに基づいてリファレンスデータを得るためのタッチ検出電極を選択するようにしたので、タッチ検出データＤＴが突発的なノイズを含む場合でも、平均化によりその影響を最小限に抑えることができ、より確実に、リファレンスデータを得るためのタッチ検出電極を選択することができる。
【００７６】
［変形例１−１］
また、上記実施の形態では、平均値演算部４４から供給されるデータの最大値を選択する最大値選択回路４５を用いるようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、タッチ検出回路４０に入力されるタッチ検出信号Ｖdetの極性が上記実施の形態とは逆の特性である場合、すなわちタッチが無い状態では低い電圧となり、タッチがある状態では高い電圧となる場合や、ＬＰＦ部４１が入力電圧を反転する機能を有している場合などでは、最大値選択回路４５に代えて、最小値選択回路を用いることが望ましい。図１２は、逆極性のタッチ検出信号Ｖdetに基づいてタッチ検出を行うタッチ検出回路４０Ａの回路構成例を表すものである。最小値選択回路４５Ａは、平均値演算部４４から供給されるデータのうちの最小のものを、１検出フレームごとに選択し、リファレンスデータＤＲとして出力する論理回路である。この場合でも、リファレンスデータＤＲは外乱ノイズ成分に対応するものとなり、演算部４７において、タッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを減算することにより、タッチ成分を抽出することができる。
【００７７】
［変形例１−２］
また、上記実施の形態では、平均値演算部４４がタッチ検出電極ＴＤＬごとに平均データＤＡＶＧを求め、それに基づいてリファレンスデータＤＲを得るためのタッチ検出電極ＴＤＬを選択するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図１３に示したように、最大値演算部４４Ｂがタッチ検出電極ＴＤＬごとのタッチ検出データＤＴの最大値（最大データＤＭＡＸ）を求め、それに基づいてリファレンスデータＤＲを得るためのタッチ検出電極ＴＤＬを選択するようにしてもよい。言い換えれば、最大値演算部４４Ｂは、タッチ検出電極ＴＤＬごとに、検出信号のうちのタッチ成分とノイズ成分の和の大きさの最小値を求め、最大値選択回路４５は、その最小値の中からタッチ成分とノイズ成分の和の大きさが最小のものを選択する。この場合でも、最大値演算部４４Ｂおよび最大値選択回路４５は、外乱ノイズ成分を抽出することができる。上記変形例１−１に示したように、例えばタッチ検出信号Ｖdetの極性が逆であった場合には、図１３において、最大値選択回路４５を最小値選択回路に変更するとともに、最大値演算部４４Ｂを最小値演算部に変更することが望ましい。
【００７８】
＜３．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置について説明する。本実施の形態では、１検出フレーム分のタッチ検出データＤＴを蓄積するメモリを用いずにタッチ検出回路を構成している。その他の構成は、上記第１の実施の形態（図４，図８など）と同様である。
【００７９】
図１４は、本実施の形態に係るタッチ検出回路５０の回路構成例を表すものである。本実施の形態に係るタッチ検出回路５０は、上記第１の実施の形態に係るタッチ検出回路４０（図８）と比較して、メモリ４６を省略したものである。
【００８０】
ここで、ＬＰＦ部４１、ＡＤＣ部４２、デジタルＬＰＦ部４３、平均値演算部４４、最大値選択回路４５、および減算部４７は、本発明における「信号補正部」の一具体例に対応する。
【００８１】
図１５は、タッチ検出回路５０の動作のフローチャートを表すものである。タッチ検出回路５０は、１検出フレームの走査に応じてタッチ成分と外乱ノイズ成分を含むタッチ検出信号Ｖdetが入力されると、そのタッチ検出信号Ｖdetに対応するタッチ検出データＤＴから、外乱ノイズ成分をリファレンスデータＤＲとして抽出する。そして、次の１検出フレームの走査に応じて、そのタッチ検出データＤＴから前の１検出フレームにおいて抽出されたリファレンスデータＤＲを減算することによりタッチ成分を求め、これに基づいてタッチ検出面におけるタッチ座標が抽出される。以下に、各ステップを詳細に説明する。
【００８２】
まず、タッチ検出回路５０は、１検出フレームの走査に応じて、タッチ検出電極ＴＤＬごとにタッチ検出データＤＴの平均値を算出する（ステップＳ１１）。具体的には、ＬＰＦ部４１、ＡＤＣ部４２、およびデジタルＬＰＦ部４３が、タッチ検出電極ＴＤＬより入力されたタッチ検出信号Ｖdetに基づいてタッチ検出データＤＴを生成する。そして、平均値演算部４４が、１検出フレーム期間ＴＦにおける、タッチ検出電極ＴＤＬごとのタッチ検出データＤＴの平均値を算出し、平均データＤＡＶＧとしてそれぞれ出力する。
【００８３】
次に、最大値選択回路４５は、平均値演算部４４が求めた、タッチ検出電極ＴＤＬごとのタッチ検出データＤＴの平均値のうちの最大値をリファレンスデータＤＲとして選択する（ステップＳ１２）。このステップは、上述したステップＳ２と同様である。
【００８４】
次に、減算部４７は、次の１検出フレームの走査に応じて、タッチ検出データＤＴから、前の１検出フレームにおいて求められたリファレンスデータＤＲを減算する（ステップＳ１３）。具体的には、減算部４７が、タッチ検出データＤＴのそれぞれからリファレンスデータＤＲを減算する。このとき、タッチ検出データＤＴは、上記第１の実施の形態において示したメモリがないので、１検出フレームの走査に応じて供給される。一方、リファレンスデータＤＲは、一つ前の検出フレームに係るタッチ検出データＤＴに基づいて求められたものである。
【００８５】
そして、座標抽出回路４９が、タッチ検出面におけるタッチ座標を抽出する（ステップＳ１４）。このステップは、上述したステップＳ４と同様である。
【００８６】
以上で、このフローは終了する。
【００８７】
以上のように本実施の形態では、タッチ検出データＤＴを１検出フレーム分蓄積するメモリを省くようにしたので、タッチ検出回路の回路構成をシンプルにすることができるとともに、タッチを検出するための検出時間を短くすることができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【００８８】
［変形例２−１］
上記実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、例えば、タッチ検出信号Ｖdetの極性が逆極性の場合などにおいて、最大値選択回路４５に代えて、最小値選択回路を用いることが望ましい。
【００８９】
［変形例２−２］
上記実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、平均値演算部４４の代わりに最大値演算部４４Ｂを用いても良い。この場合でも、最大値演算部４４Ｂおよび最大値選択回路４５は、外乱ノイズ成分を抽出することができる。
【００９０】
＜４．適用例＞
次に、図１６〜図２０を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【００９１】
（適用例１）
図１６は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００９２】
（適用例２）
図１７は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３およびシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００９３】
（適用例３）
図１８は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５３１、文字等の入力操作のためのキーボード５３２および画像を表示する表示部５３３を有しており、その表示部５３３は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００９４】
（適用例４）
図１９は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５４１、この本体部５４１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５４２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５４３および表示部５４４を有している。そして、その表示部５４４は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００９５】
（適用例５）
図２０は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０、サブディスプレイ７５０、ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００９６】
以上、いくつかの実施の形態および変形例、ならびに電子機器への適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【００９７】
例えば、上記各実施の形態では、平均値演算部がタッチ検出データＤＴの平均値（平均データＤＡＶＧ）を求め、最大値選択回路がその最大値を選択することによりリファレンスデータＤＲを生成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、平均値演算回路が加算のみを行い、最大値選択回路がその最大値を選択した後に除算することによりリファレンスデータＤＲを生成するようにしてもよい。
【００９８】
例えば、減算部４７は、外部近接物体がタッチ検出面から離れているとき（近接状態）に、タッチ検出データＤＴからリファレンスデータＤＲを減算し、外部近接物体がタッチ検出面に接触しているとき（接触状態）に、タッチ検出データＤＴをそのまま出力するようにしてもよい。これにより、近接状態にのみ外乱ノイズが問題になる場合において、このときのみ外乱ノイズを低減するように動作する。
【００９９】
上記実施の形態では、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬを１本ずつ選択して順次走査するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば複数本ずつ選択して順次走査するようにしてもよい。
【０１００】
上記実施の形態では、液晶表示デバイスの表示駆動方式は、ドットごとに画素信号の極性を反転するドット反転駆動としたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、ラインごとに画素信号の極性を反転する、いわゆるライン反転駆動にしてもよいし、フレームごとに画素信号の極性を反転する、いわゆるフレーム反転駆動にしてもよい。
【０１０１】
上記実施の形態では、表示駆動信号は０Ｖの直流信号としたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、他の電圧の直流信号としても良いし、交流信号であってもよい。表示駆動信号が交流信号である場合には、液晶表示デバイスは、いわゆる交流駆動により駆動される。
【０１０２】
上記実施の形態では、１表示水平期間（１Ｈ）において、タッチ検出期間Ａの後に表示期間Ｂを設けるようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、表示期間Ｂの後にタッチ検出期間Ａを設けるようにしてもよい。
【０１０３】
上記実施の形態では、ＴＮやＶＡ、ＥＣＢ等の各種モードの液晶を用いた液晶表示デバイス２０とタッチ検出デバイス３０とを一体化してタッチ検出機能付き表示デバイス１０を構成したが、これに代えて、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）やＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化しても良い。例えば、横電界モードの液晶を用いた場合には、タッチ検出機能付き表示デバイス６０を、図２１に示したように構成可能である。この図は、タッチ検出機能付き表示デバイス６０の要部断面構造の一例を表すものであり、画素基板２Ｂと対向基板３Ｂとの間に液晶層６Ｂを挟持された状態を示している。その他の各部の名称や機能等は図５の場合と同様なので、説明を省略する。この例では、図５の場合とは異なり、表示用とタッチ検出用の双方に兼用される駆動電極ＣＯＭＬは、ＴＦＴ基板２１の直ぐ上に形成され、画素基板２Ｂの一部を構成する。駆動電極ＣＯＭＬの上方には、絶縁層２３を介して画素電極２２が配置される。この場合、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の、液晶層６Ｂをも含むすべての誘電体が容量Ｃ１の形成に寄与する。
【符号の説明】
【０１０４】
１…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、１０，６０…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…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，４０Ｂ，５０…タッチ検出回路、４１…ＬＰＦ部、４２…ＡＤＣ部、４３…デジタルＬＰＦ部、４４…平均値演算部、４４Ｂ…最大値演算部、４５…最大値選択回路、４５Ａ…最小値選択回路、４６…メモリ、４７…減算部、４８…２値化回路、４９…座標抽出回路、Ａ…タッチ検出期間、Ｂ…表示期間、ＣＯＭＬ…駆動電極、ＤＡＶＧ…平均データ、ＤＭＡＸ…最大データ、ＤＭＩＮ…最小データ、ＤＴ…タッチ検出データ、ＤＲ…リファレンスデータ、Ｒ１〜Ｒｋ…抵抗、Ｓ…タッチ検出面、ＴＤＬ、ＴＤＬＴ、ＴＤＬＲ…タッチ検出電極、ＴＦ…１検出フレーム期間、Ｖcom…駆動信号、Ｖdet…タッチ検出信号、Ｖpix…画素信号、Ｖscan…走査信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延在するように並設された複数の駆動電極と、
前記複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成する複数の検出電極と、
各駆動電極の駆動に応じて前記複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づいてリファレンス値を求め、各検出信号から前記リファレンス値を差し引くことにより信号補正を行う信号補正部と、
補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出する検出部と
を備えたタッチ検出装置。
【請求項２】
前記信号補正部は、個々の検出電極ごとに検出信号のうちのタッチ成分とノイズ成分の和の大きさの時間平均値を算出すると共に、得られた複数の前記時間平均値の中から最小の値を選択し、この最小の値をもたらした検出信号の値を前記リファレンス値として採用する
請求項１に記載のタッチ検出装置。
【請求項３】
前記信号補正部は、個々の検出電極ごとに検出信号のうちのタッチ成分とノイズ成分の和の大きさの最小値を求めると共に、得られた複数の前記最小値の中から最小の値を選択し、この最小の値をもたらした検出信号の値を前記リファレンス値として選択する
請求項１に記載のタッチ検出装置。
【請求項４】
前記信号補正部は、現検出フレームにおいて個々の検出電極ごとに得られた１検出フレーム分の検出信号から、現検出フレームにおいて得られた前記リファレンス値を差し引く
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項５】
前記信号補正部は、個々の検出電極ごとに１検出フレーム分の検出信号を一時記憶する
請求項４に記載のタッチ検出装置。
【請求項６】
前記信号補正部は、現検出フレームにおいて個々の検出電極ごとに得られた１検出フレーム分の検出信号から、前検出フレームにおいて得られた前記リファレンス値を差し引く
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項７】
画像信号に基づいて表示を行う表示部と、
一方向に延在するように並設された複数の駆動電極と、
前記複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成する複数の検出電極と、
各駆動電極の駆動に応じて前記複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づいてリファレンス値を求め、各検出信号から前記リファレンス値を差し引くことにより信号補正を行う信号補正部と、
補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出する検出部と
を備えたタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項８】
タッチ検出装置と、
前記タッチ検出装置を利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記タッチ検出装置が、
一方向に延在するように並設された複数の駆動電極と、
前記複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成する複数の検出電極と、
各駆動電極の駆動に応じて前記複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づいてリファレンス値を求め、各検出信号から前記リファレンス値を差し引くことにより、信号補正を行う信号補正部と、
補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出する検出部と
を有する電子機器。
【請求項９】
一方向に延在するように並設された複数の駆動電極の駆動に応じて、前記複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設されて各交差部分に静電容量を形成する複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づき、リファレンス値を求め、各検出信号から前記リファレンス値を差し引くことにより、信号補正を行う信号補正部と、
補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出する検出部と
を備えたタッチ検出回路。
【請求項１】
一方向に延在するように並設された複数の駆動電極と、
前記複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成する複数の検出電極と、
各駆動電極の駆動に応じて前記複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づいてリファレンス値を求め、各検出信号から前記リファレンス値を差し引くことにより信号補正を行う信号補正部と、
補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出する検出部と
を備えたタッチ検出装置。
【請求項２】
前記信号補正部は、個々の検出電極ごとに検出信号のうちのタッチ成分とノイズ成分の和の大きさの時間平均値を算出すると共に、得られた複数の前記時間平均値の中から最小の値を選択し、この最小の値をもたらした検出信号の値を前記リファレンス値として採用する
請求項１に記載のタッチ検出装置。
【請求項３】
前記信号補正部は、個々の検出電極ごとに検出信号のうちのタッチ成分とノイズ成分の和の大きさの最小値を求めると共に、得られた複数の前記最小値の中から最小の値を選択し、この最小の値をもたらした検出信号の値を前記リファレンス値として選択する
請求項１に記載のタッチ検出装置。
【請求項４】
前記信号補正部は、現検出フレームにおいて個々の検出電極ごとに得られた１検出フレーム分の検出信号から、現検出フレームにおいて得られた前記リファレンス値を差し引く
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項５】
前記信号補正部は、個々の検出電極ごとに１検出フレーム分の検出信号を一時記憶する
請求項４に記載のタッチ検出装置。
【請求項６】
前記信号補正部は、現検出フレームにおいて個々の検出電極ごとに得られた１検出フレーム分の検出信号から、前検出フレームにおいて得られた前記リファレンス値を差し引く
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項７】
画像信号に基づいて表示を行う表示部と、
一方向に延在するように並設された複数の駆動電極と、
前記複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成する複数の検出電極と、
各駆動電極の駆動に応じて前記複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づいてリファレンス値を求め、各検出信号から前記リファレンス値を差し引くことにより信号補正を行う信号補正部と、
補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出する検出部と
を備えたタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項８】
タッチ検出装置と、
前記タッチ検出装置を利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記タッチ検出装置が、
一方向に延在するように並設された複数の駆動電極と、
前記複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成する複数の検出電極と、
各駆動電極の駆動に応じて前記複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づいてリファレンス値を求め、各検出信号から前記リファレンス値を差し引くことにより、信号補正を行う信号補正部と、
補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出する検出部と
を有する電子機器。
【請求項９】
一方向に延在するように並設された複数の駆動電極の駆動に応じて、前記複数の駆動電極と交差する方向に延在するように並設されて各交差部分に静電容量を形成する複数の検出電極からそれぞれ出力される検出信号に基づき、リファレンス値を求め、各検出信号から前記リファレンス値を差し引くことにより、信号補正を行う信号補正部と、
補正された後の検出信号に基づいて外部近接物体を検出する検出部と
を備えたタッチ検出回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１１−２３３１０９（Ｐ２０１１−２３３１０９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０５５７５（Ｐ２０１０−１０５５７５）
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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