JP2022110503A - 入力検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】入力支援装置の各種情報を精度よく検出することができる入力検出システムを提供する。【解決手段】入力検出システムは、検出領域に配列された複数の駆動電極及び複数の検出電極と、ＬＣ回路と、ＬＣ回路の一端側に接続された第１電極と、ＬＣ回路の他端側に接続された第２電極と、を含む入力支援装置と、検出電極から出力される検出信号に基づいて、入力支援装置を検出する制御回路と、を有し、第１電極及び第２電極の一方に対応する駆動電極には基準電位が供給され、第１電極及び第２電極の他方に対応する駆動電極には駆動信号が供給され、制御回路は、検出信号に基づく複数の信号値の二次元分布において、正極性であって所定の第１閾値以上の複数の信号値からなる複数の正極性領域と、負極性であって所定の第２閾値以下の複数の信号値からなる複数の負極性領域と、を検出する。【選択図】図１７

Description

本発明は、入力検出システムに関する。

特許文献１、２には、静電容量の変化又は接触領域の変化を検出するタッチパネル上に置かれ、タッチパネルからの入力操作を支援する入力支援装置(特許文献１、２では、操作ノブ又はノブと表記)が記載されている。入力支援装置の検出方式として、入力支援装置に設けられた共振回路の共振を利用して、入力支援装置を検出する方式が知られている。このような入力支援装置を用いた入力検出システムでは、入力支援装置の位置情報に加え、入力支援装置の回転角度や形状等の情報に基づいて、入力支援装置の操作状態を検出することができる。

特許第６３４２１０５号公報 特許第６５３２６３１号公報

入力検出システムでは、入力支援装置の各種情報を精度よく検出することが要求されている。

本発明は、入力支援装置の各種情報を精度よく検出することができる入力検出システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の入力検出システムは、検出領域に配列された複数の駆動電極及び複数の検出電極と、ＬＣ回路と、前記ＬＣ回路の一端側に接続された第１電極と、前記ＬＣ回路の他端側に接続された第２電極と、を含む入力支援装置と、前記検出電極から出力される検出信号に基づいて、前記入力支援装置を検出する制御回路と、を有し、前記第１電極及び前記第２電極の一方に対応する前記駆動電極には基準電位が供給され、前記第１電極及び前記第２電極の他方に対応する前記駆動電極には駆動信号が供給され、前記制御回路は、前記検出信号に基づく複数の信号値の二次元分布において、正極性であって所定の第１閾値以上の複数の前記信号値からなる複数の正極性領域と、負極性であって所定の第２閾値以下の複数の前記信号値からなる複数の負極性領域と、を検出する。

図１は、第１実施形態に係る入力検出システムを模式的に示す斜視図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ’断面図である。 図３は、表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図４は、表示領域の画素配列を表す回路図である。 図５は、表示装置が有するアレイ基板を模式的に示す平面図である。 図６は、入力支援装置、複数の駆動電極及び複数の検出電極を模式的に示す平面図である。 図７は、入力支援装置の検出方法を説明するための説明図である。 図８は、入力検出システムの表示期間及び検出期間を説明するためのタイミング波形図である。 図９は、入力支援装置の検出方法を説明するためのタイミング波形図である。 図１０は、入力検出システムの構成例を示すブロック図である。 図１１は、入力検出システムの第１検出期間及び第２検出期間の検出方法を説明するためのフローチャート図である。 図１２は、入力支援装置の各種情報の検出方法を説明するためのフローチャート図である。 図１３は、第２検出期間の検出方法を説明するためのタイミング波形図である。 図１４は、第２検出期間の各期間の、検出駆動信号が供給される駆動電極と、入力支援装置との関係を説明するための説明図である。 図１５は、検出電極から出力される検出信号に基づく信号値の分布を説明するための説明図である。 図１６は、入力支援装置の回転角度が０°の場合における、入力支援装置、複数の駆動電極及び複数の検出電極を模式的に示す平面図である。 図１７は、入力支援装置の回転角度が０°の場合における、信号値の分布を説明するための説明図である。 図１８は、入力支援装置の回転角度が０°の場合における、複数のピーク領域に基づいて電極角度を検出する方法を説明するための説明図である。 図１９は、入力支援装置の回転角度が１３５°の場合における、入力支援装置、複数の駆動電極及び複数の検出電極を模式的に示す平面図である。 図２０は、入力支援装置の回転角度が１３５°の場合における、信号値の分布を説明するための説明図である。 図２１は、入力支援装置の回転角度が１３５°の場合における、複数のピーク領域に基づいて電極角度を検出する方法を説明するための説明図である。 図２２は、電極角度と、入力支援装置の回転角度との関係を示す変換テーブルの一例を示すグラフである。 図２３は、第１変形例に係る、入力支援装置の回転角度が５°の場合における、入力支援装置、複数の駆動電極及び複数の検出電極を模式的に示す平面図である。 図２４は、入力支援装置の回転角度が５°の場合における、信号値の分布を説明するための説明図である。 図２５は、入力支援装置の回転角度が５°の場合における、複数のピーク領域に基づいて電極角度を検出する方法を説明するための説明図である。 図２６は、第２変形例に係る、入力支援装置の回転角度が５°の場合における、複数のピーク領域に基づいて電極角度を検出する方法を説明するための説明図である。 図２７は、第３変形例に係る、複数のピーク領域のピーク信号値の計算方法を説明するための説明図である。 図２８は、第４変形例に係る、入力支援装置の第１電極に対応する複数の正極性領域の軌跡と、第２電極に対応する複数の正極性領域の軌跡とを説明するための説明図である。 図２９は、第４変形例に係る、入力支援装置の回転角度と、電極角度との関係を示す変換テーブルの一例を示すグラフである。 図３０は、第５変形例に係る、入力支援装置の中心位置の検出方法を説明するための説明図である。 図３１は、入力支援装置の回転角度と、入力支援装置の半径との誤差との補正テーブルの一例を示すグラフである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示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、本開示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、当然に本開示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、本開示の解釈を限定するものではない。また、本開示と各図において、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。

本明細書及び特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る入力検出システムを模式的に示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ’断面図である。図１及び図２に示すように、入力検出システム１は、表示装置２と、入力支援装置３と、を有する。

ここで、表示装置２の平面（上面１１１ａ）の一方向を第１方向Ｄｘとし、第１方向Ｄｘと直交する方向を第２方向Ｄｙとする。これに限定されず、第２方向Ｄｙは第１方向Ｄｘに対して９０°以外の角度で交差していてもよい。また、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに直交する第３方向Ｄｚは、アレイ基板ＳＵＢ１の厚み方向である。

図１に示すように、表示装置２は、アレイ基板ＳＵＢ１と、対向基板ＳＵＢ２と、第１偏光板ＰＬ１と、第２偏光板ＰＬ２と、カバー部材１１１と、接着層１１２（図２参照）と、を備えている。第３方向Ｄｚにおいて、第１偏光板ＰＬ１、アレイ基板ＳＵＢ１、対向基板ＳＵＢ２、第２偏光板ＰＬ２、接着層１１２、カバー部材１１１の順に積層される。

アレイ基板ＳＵＢ１は、複数の画素ＰＸを駆動するための駆動回路基板である。アレイ基板ＳＵＢ１は、基体として第１基板１０を有する。アレイ基板ＳＵＢ１は、第１基板１０に設けられたスイッチング素子Ｔｒや、走査線ＧＬ、画素信号線ＳＬ（図４参照）等の各種配線を有する。対向基板ＳＵＢ２は、アレイ基板ＳＵＢ１と対向して設けられ、基体として第２基板２０を有する。対向基板ＳＵＢ２は、第２基板２０に設けられたカラーフィルタＣＦ、遮光層ＢＭ（図３参照）等を有する。第１基板１０及び第２基板２０は、例えばガラス基板や樹脂基板などの透光性を有する材料で形成される。

アレイ基板ＳＵＢ１の第２方向Ｄｙの長さは、対向基板ＳＵＢ２の第２方向Ｄｙの長さよりも長い。図１に示すように、アレイ基板ＳＵＢ１（第１基板１０）は、対向基板ＳＵＢ２（第２基板２０）よりも外側に張り出した部分（張出部）を有する。また、アレイ基板ＳＵＢ１及び対向基板ＳＵＢ２の第２方向Ｄｙの長さは、第１方向Ｄｘの長さより短い。ただし、これに限定されず、アレイ基板ＳＵＢ１及び対向基板ＳＵＢ２の第２方向Ｄｙの長さは、第１方向Ｄｘの長さより長くてもよい。

図１に示すように、表示装置２において、表示領域ＤＡの外側に周辺領域ＢＥが設けられている。表示領域ＤＡは、四角形状に形成されているが、表示領域ＤＡの外形の形状は限定されない。例えば、表示領域ＤＡには、角部が曲線状に設けられた略四角形状であってもよく、切り欠きがあってもよく、あるいは表示領域ＤＡが他の多角形状に形成されてもよいし、表示領域ＤＡが円形状あるいは楕円形状などの他の形状に形成されてもよい。

表示領域ＤＡは、画像を表示させるための領域であり、複数の画素ＰＸが設けられる領域である。周辺領域ＢＥは、アレイ基板ＳＵＢ１の外周よりも内側で、かつ、表示領域ＤＡよりも外側の領域を示す。なお、周辺領域ＢＥは表示領域ＤＡを囲う枠状であってもよく、その場合、周辺領域ＢＥは額縁領域ともいえる。

図２に示すように、アレイ基板ＳＵＢ１の張出部には、表示ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）５０及び配線基板１１４が接続されている。表示ＩＣ５０は、表示装置２の表示及びタッチ検出を制御する制御回路等を含む。また、この例に限らず、表示ＩＣ５０は、配線基板１１４に実装されていてもよい。表示ＩＣ５０の配置は、これに限定されず、例えばモジュール外部の制御基板やフレキシブル基板上に備えられていてもよい。

対向基板ＳＵＢ２には、配線基板１１５が接続される。検出ＩＣ５１は配線基板１１５に実装される。検出ＩＣ５１は、検出回路５５（図７参照）を含み、検出電極Ｒｘから検出信号Ｖｄｅｔが供給される。検出ＩＣ５１は、検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、指Ｆｇや入力支援装置３等の被検出体を検出することができる。検出ＩＣ５１の配置は、これに限定されず、例えばモジュール外部の制御基板やフレキシブル基板上に備えられていてもよい。

配線基板１１４及び配線基板１１５は、例えばフレキシブル配線基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）によって構成される。配線基板１１４は、第１基板１０の複数の端子と接続される。配線基板１１５は、第２基板２０の複数の端子と接続される。

図１及び図２に示すように、入力支援装置３は、カバー部材１１１の上面１１１ａに配置（装着）して使用される。ユーザは、表示装置２上に配置された入力支援装置３を操作することで、表示装置２への入力操作を行うことができる。入力支援装置３は、例えばロータリーノブであり、表示装置２の上面１１１ａから見たときの平面視で円形状である。表示装置２は、入力支援装置３の平面内での位置や、回転軸ＡＸを中心とした回転操作ＲＴを検出することができる。つまり、本実施形態では、表示領域ＤＡは、複数の駆動電極Ｔｘ及び複数の検出電極Ｒｘ（図５参照）が設けられた領域であり、検出領域を兼ねる。

図２に示すように、入力支援装置３は、ハウジング３０と、第１電極３１と、第２電極３２と、ＬＣ回路３５と、を含む。ハウジング３０は、例えば、金属材料等の導体で形成され、内部に空間が設けられた中空の部材である。なお、ハウジング３０は、金属材料に限定されず、樹脂材料で形成されてもよく、あるいは、金属材料の表面を覆って樹脂材料が設けられた構成であってもよい。第１電極３１、第２電極３２及びＬＣ回路３５は、ハウジング３０の内部に設けられる。ＬＣ回路３５は、コンデンサ３３とインダクタ３４とが並列に接続されたＬＣ共振回路を構成する。第１電極３１は、ＬＣ回路３５の一端側（コンデンサ３３とインダクタ３４の一端側の接続部Ｎ１（図７参照））に接続される。第２電極３２は、ＬＣ回路３５の他端側（コンデンサ３３とインダクタ３４の他端側の接続部Ｎ２（図７参照））に接続される。表示装置２は、ＬＣ回路３５のＬＣ共振を利用して、第１電極３１及び第２電極３２の位置を検出することができる。

なお、図１では、入力支援装置３の他の例として、複数の入力支援装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃを示している。入力支援装置３Ａは、ロータリーノブであり、入力支援装置３よりも小さい平面形状（径）を有するつまみ状に形成される。入力支援装置３Ｂは、スライダであり、つまみを平面内で変位させることで入力操作を行うことができる。入力支援装置３Ｂは、平面視で、棒状である。入力支援装置３Ｃは、ボタン又は入力キーであり、入力支援装置３Ｃをタッチ、又は押し込み操作を行うことで入力操作を行うことができる。入力検出システム１は、複数の入力支援装置３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃの全てが装着されている場合に限定されず、複数の入力支援装置３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃの少なくとも１つ以上が設けられていればよい。以下の説明では、入力支援装置３について説明する。ただし、入力支援装置３についての説明は、他の入力支援装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃにも適用できる。

図３は、表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図３は、例えば図２の領域Ａで囲まれた部分の断面図を示している。図３に示すように、表示装置２は、さらに、照明装置ＩＬを備えている。対向基板ＳＵＢ２は、アレイ基板ＳＵＢ１の表面に垂直な方向に対向して配置される。液晶層ＬＣは、アレイ基板ＳＵＢ１と対向基板ＳＵＢ２との間に設けられる。表示機能層である液晶層ＬＣは、第１基板１０と第２基板２０との間に配置される。第３方向Ｄｚにおいて、照明装置ＩＬ、第１偏光板ＰＬ１、アレイ基板ＳＵＢ１、対向基板ＳＵＢ２、第２偏光板ＰＬ２の順に積層される。

アレイ基板ＳＵＢ１が照明装置ＩＬと対向し、対向基板ＳＵＢ２が表示面側に位置する。照明装置ＩＬは、アレイ基板ＳＵＢ１に向けて光を照射する。照明装置ＩＬは、例えばサイドライト型バックライトや、直下型バックライトが適用可能である。照明装置ＩＬとしては、種々の形態のものが適用可能であるが、その詳細な構造については説明を省略する。

第１偏光板ＰＬ１を含む光学素子は、第１基板１０と対向する。より具体的には、第１偏光板ＰＬ１は、第１基板１０の外面、あるいは、照明装置ＩＬと対向する面に配置される。第２偏光板ＰＬ２を含む光学素子は、第２基板２０と対向する。より具体的には、第２偏光板ＰＬ２は、第２基板２０の外面、あるいは、観察位置側の面に配置される。第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸及び第２偏光板ＰＬ２の第２偏光軸は、例えばＸ－Ｙ平面においてクロスニコルの位置関係にある。なお、第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２を含む光学素子は、位相差板などの他の光学機能素子を含んでいてもよい。

アレイ基板ＳＵＢ１は、第１基板１０の対向基板ＳＵＢ２と対向する側に、絶縁膜１１、１２、１３、１４、１５、画素信号線ＳＬ、画素電極ＰＥ、駆動電極Ｔｘ（共通電極ＣＥ）、第１配向膜ＡＬ１等を備えている。

なお、本明細書において、第１基板１０に垂直な方向において、第１基板１０から第２基板２０に向かう方向を「上側」又は単に「上」とする。また、第２基板２０から第１基板１０に向かう方向を「下側」又は単に「下」とする。また、「平面視」とは、第１基板１０に垂直な方向から見た場合の位置関係をいう。

絶縁膜１１は、第１基板１０の上に設けられる。絶縁膜１１、１２、１３及び絶縁膜１５は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの透光性を有する無機系材料によって形成された無機絶縁膜である。

絶縁膜１２は、絶縁膜１１の上に設けられる。絶縁膜１３は、絶縁膜１２の上に設けられる。画素信号線ＳＬは、絶縁膜１３の上に設けられる。絶縁膜１４は、絶縁膜１３の上に設けられ、画素信号線ＳＬを覆っている。絶縁膜１４は、透光性を有する樹脂材料によって形成され、無機系材料によって形成された他の絶縁膜と比べて厚い膜厚を有している。なお、図３では図示されないが、走査線ＧＬは、例えば絶縁膜１２の上に設けられる。

駆動電極Ｔｘは、絶縁膜１４の上に設けられる。駆動電極Ｔｘは、表示領域ＤＡに設けられ、スリットＳＬＴにより複数に分割される。あるいは、各駆動電極Ｔｘに、複数の電極内スリット（図示省略）が設けられていてもよい。駆動電極Ｔｘは、絶縁膜１５によって覆われている。駆動電極Ｔｘは、タッチ検出の駆動電極Ｔｘと、表示における共通電極ＣＥを兼ねる。

画素電極ＰＥは、絶縁膜１５の上に設けられ、絶縁膜１５を介して駆動電極Ｔｘと対向している。画素電極ＰＥ及び駆動電極Ｔｘは、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などの透光性を有する導電材料によって形成されている。画素電極ＰＥ及び絶縁膜１５は、第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。

対向基板ＳＵＢ２は、第２基板２０のアレイ基板ＳＵＢ１と対向する側に、遮光層ＢＭ、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ、オーバーコート層ＯＣ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。対向基板ＳＵＢ２は、第２基板２０のアレイ基板ＳＵＢ１と反対側に検出電極Ｒｘ及び第２偏光板ＰＬ２を備えている。

表示領域ＤＡにおいて、遮光層ＢＭは、第２基板２０のアレイ基板ＳＵＢ１と対向する側に位置している。そして、遮光層ＢＭは、画素電極ＰＥとそれぞれ対向する開口部を規定している。画素電極ＰＥは、画素ＰＸの開口部ごとに区画されている。遮光層ＢＭは、黒色の樹脂材料や、遮光性の金属材料によって形成されている。

カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢのそれぞれは、第２基板２０のアレイ基板ＳＵＢ１と対向する側に位置し、それぞれの端部が遮光層ＢＭに重なっている。一例では、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢは、それぞれ赤色、緑色、青色に着色された樹脂材料によって形成されている。

オーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢを覆っている。オーバーコート層ＯＣは、透光性を有する樹脂材料によって形成されている。第２配向膜ＡＬ２は、オーバーコート層ＯＣを覆っている。第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、例えば、水平配向性を示す材料によって形成されている。

検出電極Ｒｘは、第２基板２０の上に設けられる。検出電極Ｒｘは、例えば導電性材料で形成された金属配線である。あるいは、検出電極Ｒｘは、例えばＩＴＯ等の透光性の導電性材料であってもよい。

アレイ基板ＳＵＢ１及び対向基板ＳＵＢ２は、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が向かい合うように配置されている。液晶層ＬＣは、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に封入されている。液晶層ＬＣは、誘電率異方性が負のネガ型液晶材料、あるいは、誘電率異方性が正のポジ型液晶材料によって構成されている。

例えば、液晶層ＬＣがネガ型液晶材料である場合であって、液晶層ＬＣに電圧が印加されていない状態では、液晶分子ＬＭは、Ｘ－Ｙ平面内において、その長軸が第１方向Ｄｘに沿う方向に初期配向している。一方、液晶層ＬＣに電圧が印加された状態、つまり、画素電極ＰＥと駆動電極Ｔｘとの間に電界が形成されたオン時において、液晶分子ＬＭは、電界の影響を受けてその配向状態が変化する。オン時において、入射した直線偏光は、その偏光状態が液晶層ＬＣを通過する際に液晶分子ＬＭの配向状態に応じて変化する。

図４は、表示領域の画素配列を表す回路図である。アレイ基板ＳＵＢ１には、図４に示す各副画素ＳＰＸのスイッチング素子Ｔｒ、画素信号線ＳＬ、走査線ＧＬ等が形成されている。画素信号線ＳＬは、第２方向Ｄｙに延在する。画素信号線ＳＬは、各画素電極ＰＥ（図３参照）に画素信号を供給するための配線である。走査線ＧＬは、第１方向Ｄｘに延在する。走査線ＧＬは、各スイッチング素子Ｔｒを駆動する駆動信号（走査信号）を供給するための配線である。

画素ＰＸは、複数の副画素ＳＰＸが含まれる。副画素ＳＰＸは、それぞれスイッチング素子Ｔｒ及び液晶層ＬＣの容量を備えている。スイッチング素子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。図３に示す画素電極ＰＥと駆動電極Ｔｘとの間に絶縁膜１５が設けられ、これらによって図４に示す保持容量Ｃｓが形成される。

カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢは、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色された色領域が周期的に配列されている。各副画素ＳＰＸに、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色領域が１組として対応付けられる。そして、３色の色領域に対応する副画素ＳＰＸを１組として画素ＰＸが構成される。なお、カラーフィルタは、４色以上の色領域を含んでいてもよい。この場合、画素ＰＸは、４つ以上の副画素ＳＰＸを含んでいてもよい。

図５は、表示装置が有するアレイ基板を模式的に示す平面図である。なお、図５では、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの関係を説明するために、対向基板ＳＵＢ２に設けられた検出電極Ｒｘの一部を模式的に示している。図５に示すように、画素ＰＸ（副画素ＳＰＸ）は、表示領域ＤＡにマトリクス状に配置されている。画素信号線ＳＬ及び走査線ＧＬは、副画素ＳＰＸが有する画素電極ＰＥ及びスイッチング素子Ｔｒに対応して設けられる。画素信号線ＳＬは、周辺領域ＢＥに設けられた表示ＩＣ５０等の制御回路に接続される。走査線駆動回路５２は、周辺領域ＢＥのうち、第２方向Ｄｙに沿って延在する領域に設けられる。走査線ＧＬは、走査線駆動回路５２に接続される。走査線駆動回路５２は、各画素ＰＸ（副画素ＳＰＸ）のスイッチング素子Ｔｒを駆動する走査信号を走査線ＧＬに供給する回路である。

複数の駆動電極Ｔｘは、それぞれ第２方向Ｄｙに延在し、第１方向Ｄｘに配列される。複数の駆動電極Ｔｘは、それぞれ接続配線５３Ａを介して表示ＩＣ５０に接続される。また、複数の検出電極Ｒｘは、それぞれ第１方向Ｄｘに延在し、第２方向Ｄｙに配列される。複数の検出電極Ｒｘは、それぞれ接続配線５３Ｂを介して検出ＩＣ５１に接続される。複数の駆動電極Ｔｘと複数の検出電極Ｒｘとは、平面視で交差して設けられる。複数の駆動電極Ｔｘと複数の検出電極Ｒｘとの交差部分にそれぞれ静電容量が形成される。検出ＩＣ５１は、複数の駆動電極Ｔｘと複数の検出電極Ｒｘとの間の相互静電容量の変化に応じて出力される検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、被検出体を検出することができる。

図５では、図面を見やすくするために、一部の駆動電極Ｔｘ、検出電極Ｒｘ及び一部の画素ＰＸ（副画素ＳＰＸ）のみ示しているが、駆動電極Ｔｘ、検出電極Ｒｘ及び画素ＰＸは、表示領域ＤＡの全体に配置される。すなわち、１つの駆動電極Ｔｘに重なって複数の画素ＰＸが配置される。また、１つの駆動電極Ｔｘは、複数の画素信号線ＳＬと重なって配置される。

駆動電極Ｔｘは、表示時に画素電極ＰＥとの間で電界を形成するための共通電極ＣＥとしての機能と、タッチ検出時に指Ｆｇや入力支援装置３等の被検出体を検出する駆動電極Ｔｘとしての機能と、を兼ねる。具体的には、表示の際に、表示ＩＣ５０は、表示駆動信号ＶＣＯＭを駆動電極Ｔｘに供給する。また、表示ＩＣ５０は、少なくとも駆動信号供給回路５６を備える。駆動信号供給回路５６は、複数の駆動電極Ｔｘに順次検出駆動信号ＶＤを供給する。なお、駆動電極Ｔｘの詳細な駆動については後述する。

次に、図６から図９を参照して、入力支援装置３の検出方法について説明する。図６は、入力支援装置、複数の駆動電極及び複数の検出電極を模式的に示す平面図である。図６に示すように、入力支援装置３は、平面視で円形状である。また、平面視で、第１電極３１と第２電極３２とは、回転軸ＡＸを挟んで反対側に配置される。第１電極３１及び第２電極３２は、平面視で異なる形状、面積を有する。

具体的には、第１電極３１は、平面視で円形状である。第２電極３２は、ハウジング３０（図７参照）の内周に沿って円弧状（Ｃ字状）に湾曲する湾曲形状を有する。第１電極３１は、第２電極３２を構成する円弧を仮想的に延長して形成される円周上に配置され、第２電極３２の円弧状に沿った一端側と他端側との間に配置される。また、第２電極３２は、第１電極３１よりも大きい面積を有する。これにより、第１電極３１に重なる駆動電極Ｔｘの数と、第２電極３２に重なる駆動電極Ｔｘの数とが異なる。あるいは、第１電極３１に重なる駆動電極Ｔｘの総面積と、第２電極３２に重なる配置される駆動電極Ｔｘの総面積とが異なる。図６に示す例では、第１電極３１は１個の駆動電極Ｔｘ（Ｔｘ２）と重なって配置され、第２電極３２は４個の駆動電極Ｔｘ（Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４、Ｔｘ５）と重なって配置される。なお、第１電極３１及び第２電極３２の形状は、図６に示す例に限定されず、四角形状、多角形状等、他の形状でもよい。

ＬＣ回路３５を構成するコンデンサ３３は、第１電極３１と、第２電極３２の一端側との間に接続される。インダクタ３４は、第１電極３１と、第２電極３２の他端側との間に接続される。ただし、図６では、ＬＣ回路３５を構成するコンデンサ３３及びインダクタ３４は等価的に示しており、例えば、ＬＣ回路３５は、基板上に実装されたチップ部品で形成されてもよい。コンデンサ３３及びインダクタ３４は、第１電極３１と第２電極３２との間で、電気的に並列に接続されていればよく、ハウジング３０内でどのような配置であってもよい。

図７は、入力支援装置の検出方法を説明するための説明図である。図７に示すように、入力支援装置３の第１電極３１及び第２電極３２は、それぞれ、タッチ検出期間（第１検出期間ＴＰ１及び第２検出期間ＴＰ２）のあるタイミングではアレイ基板ＳＵＢ１の駆動電極Ｔｘ及び対向基板ＳＵＢ２の検出電極Ｒｘと対向する。

入力支援装置３は、複数の駆動電極Ｔｘ及び複数の検出電極Ｒｘと重なって配置される。第１電極３１と、一方の駆動電極Ｔｘ（図７中左の駆動電極Ｔｘ）との間に容量Ｃ１が形成される。一方の駆動電極Ｔｘは、基準電位（例えば、基準電位Ｖｄｃ）に接続される。第２電極３２と、他方の駆動電極Ｔｘ（図７中右の駆動電極Ｔｘ）との間に容量Ｃ２が形成される。他方の駆動電極Ｔｘは、スイッチ素子５４Ｂを介して電源電位Ｖｄｄ又は基準電位（例えば、基準電位Ｖｄｃ）に接続される。

また、第２電極３２と、第２電極３２に対向する検出電極Ｒｘとの間に容量Ｃ３が形成される。複数の検出電極Ｒｘ（図７中右の検出電極Ｒｘ及び図７中左の検出電極Ｒｘ）は、それぞれスイッチ素子５４Ａを介して検出回路５５又は別のノード５８に接続される。当該ノード５８は、例えば基準電位ＧＮＤ（例えば、グランド電位）に接続される。また、当該ノード５８は、基準電位ＧＮＤに代えて、後述の検出信号増幅部６１の非反転入力部に接続される配線に接続されてもよい。これによって、検出電極Ｒｘが当該ノード５８に接続されたときには、当該検出電極Ｒｘの出力側電位は、検出信号増幅部６１の非反転入力部の電位と同じになる。また、当該ノード５８が、フローティング電極に接続する、又はハイインピーダンス（Ｈｉ－ｚ）回路に接続する、あるいは、スイッチ素子５４Ａをノード５８にも接続させないこととし、検出回路５５に接続されている以外の期間においては検出電極Ｒｘをフローティング状態に設定する構成も採用可能である。また、複数の検出電極Ｒｘにそれぞれ接続された複数のスイッチ素子５４Ａは、同期してオン、オフが切り換えられるように制御される。さらに、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間にも相互静電容量Ｃｍが形成される。また、第１電極３１と、第１電極３１に対向する検出電極Ｒｘとの間に容量Ｃ４が形成される。

検出回路５５は、検出ＩＣ５１内に設けられた信号処理回路であり、検出電極Ｒｘから出力された検出信号Ｖｄｅｔ（図９参照）を受け取って、所定の信号処理を行って出力信号Ｖｏを出力する回路である。検出回路５５は、検出信号増幅部６１、容量素子６２及びリセットスイッチ６３を有する。これに限定されず、検出回路５５は、さらに、検出信号増幅部６１から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路（図示しない）等を有していてもよい。

図８は、入力検出システムの表示期間及び検出期間を説明するためのタイミング波形図である。図８に示すように、入力検出システム１は、１つのフレーム期間Ｆにおいて、表示動作と、検出動作とを時分割で実行する。フレーム期間Ｆは、第１表示期間ＤＰ１、第１検出期間ＴＰ１、第２表示期間ＤＰ２、第２検出期間ＴＰ２の順に配置される。なお、図８では、表示期間と検出期間が同じ長さとして示されているが、これは模式的なものである。実際は、表示期間と検出期間のいずれか一方が他方よりも長い構成を採用することも可能である。

第１表示期間ＤＰ１及び第２表示期間ＤＰ２では、表示ＩＣ５０（図５参照）は、信号線ＳＬを介して複数の画素ＰＸ（副画素ＳＰＸ）に画像信号ＶＳＩＧを供給する。第１表示期間ＤＰ１では１フレーム分の画像のうちの一部の画像の表示動作が行われる。第２表示期間ＤＰ２では１フレーム分の画像のうちの残りの部分の画像の表示動作が行われる。なお、第１表示期間ＤＰ１及び第２表示期間ＤＰ２では、駆動電極Ｔｘには、表示駆動信号ＶＣＯＭが供給される。

第１検出期間ＴＰ１は、第１表示期間ＤＰ１と第２表示期間ＤＰ２との間に配置される。第１検出期間ＴＰ１では、指Ｆｇ等の被検出体の検出が行われる。具体的には、駆動信号供給回路５６（図５参照）は、複数の駆動電極Ｔｘに、入力支援装置３内のＬＣ回路３５の共振周波数とは異なる周波数（非共振周波数）を有する第１検出駆動信号ＶＤ１を供給する。各検出電極Ｒｘは、複数の駆動電極Ｔｘとの間で生じる相互静電容量変化を検出信号Ｖｄｅｔ１として検出ＩＣ５１に出力する。

検出ＩＣ５１は、複数の検出電極Ｒｘから出力された複数の検出信号Ｖｄｅｔ１について信号処理を行う。そして、検出ＩＣ５１は、１フレーム分の検出信号Ｖｄｅｔ１に基づく複数の信号値からなる第１フレームデータ（Ｆｒａｍｅ＿ｄａｔａ１）を演算する。検出ＩＣ５１は、演算処理された複数の信号値と所定の閾値とを比較して、指Ｆｇ等の被検出体の有無や、位置の情報を検出することができる。１つの第１検出期間ＴＰ１では、１フレーム分、すなわち検出領域（表示領域ＤＡ）全体のタッチ検出が行われる。

第２検出期間ＴＰ２は、第２表示期間ＤＰ２と、次のフレーム期間Ｆの第１表示期間ＤＰ１との間に配置される。第２検出期間ＴＰ２では、入力支援装置３及び指Ｆｇ等の被検出体の検出が行われる。具体的には、駆動信号供給回路５６（図５参照）は、複数の駆動電極Ｔｘに、入力支援装置３のＬＣ回路３５の共振周波数を有する第２検出駆動信号ＶＤ２を供給する。複数の検出電極Ｒｘは、複数の駆動電極Ｔｘとの間の相互静電容量変化に基づく検出信号Ｖｄｅｔ２を出力する。また、複数の検出電極Ｒｘは、入力支援装置３が配置された領域では、ＬＣ回路３５の共振に基づく検出信号Ｖｄｅｔ２を出力する。

検出ＩＣ５１は、複数の検出電極Ｒｘから出力された複数の検出信号Ｖｄｅｔ２について信号処理を行う。そして、検出ＩＣ５１は、１フレーム分の検出信号Ｖｄｅｔ２に基づく複数の信号値からなる第２フレームデータ（Ｆｒａｍｅ＿ｄａｔａ２）を演算する。検出ＩＣ５１は、演算処理された複数の信号値と所定の閾値とを比較して、入力支援装置３の位置や回転角度に関する情報を検出することができる。また、第２検出期間ＴＰ２では、入力支援装置３の検出に用いられた第２フレームデータを利用して指Ｆｇ等の被検出体の検出を行うことができる。すなわち、検出ＩＣ５１は、相互静電容量の変化と、入力支援装置３が有するＬＣ回路３５の共振を利用して、入力支援装置３及び指Ｆｇの位置等を検出することができる。なお、１つの第２検出期間ＴＰ２では、１フレーム分、すなわち検出領域（表示領域ＤＡ）全体の検出が行われる。つまり、指Ｆｇ等の被検出体の検出のレポートレートＴＲは、フレーム期間Ｆの１／２程度の長さである。

なお、図８に示すタイミング波形図は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、１つのフレーム期間Ｆにつき、１つの表示期間ＤＰが連続して配置されていてもよい。または、１つのフレーム期間Ｆにつき、第１検出期間ＴＰ１及び第２検出期間ＴＰ２の一方が配置されていてもよい。なお、第１検出駆動信号ＶＤ１及び第２検出駆動信号ＶＤ２を区別して説明する必要が無い場合には、単に検出駆動信号ＶＤと表す場合がある。また、第１検出期間ＴＰ１及び第２検出期間ＴＰ２を区別して説明する必要が無い場合には、単に検出期間ＴＰと表す場合がある。

次に、図７及び図９を参照しつつ、第２検出期間ＴＰ２の入力支援装置３の検出方法について説明する。図９は、入力支援装置の検出方法を説明するためのタイミング波形図である。

図７及び図９に示すように、スイッチ素子５４Ｂの動作により、他方の駆動電極Ｔｘ（図７右側の駆動電極Ｔｘ）には、交流矩形波である第２検出駆動信号ＶＤ２が供給される。より具体的には、スイッチ素子５４Ｂの切り替え動作により高レベル電位の電源電位Ｖｄｄと、低レベル電位の基準電位Ｖｄｃとが所定の周波数で交互に繰り返し印加されることによって第２検出駆動信号ＶＤ２が形成され、他方の駆動電極Ｔｘに供給される。他方の駆動電極Ｔｘの電位Ｖ３は、第２検出駆動信号ＶＤ２に応じて変化する。ここで、第２検出駆動信号ＶＤ２に同期して繰り返される期間を、第１期間Ｐ１及び第２期間Ｐ２とする。第１期間Ｐ１は、他方の駆動電極Ｔｘが電源電位Ｖｄｄに接続される期間（スイッチ素子５４Ｂが当該他方の駆動電極Ｔｘと電源電位Ｖｄｄとを接続している期間）である。第２期間Ｐ２は、他方の駆動電極Ｔｘが基準電位Ｖｄｃに接続される期間（スイッチ素子５４Ｂが当該他方の駆動電極Ｔｘと基準電位（接地電位）とを接続している期間）である。電源電位Ｖｄｄは例えば基準電位Ｖｄｃよりも高い電位とされる。なお、図９中には、１回の電源電位Ｖｄｄの入力と１回の基準電位Ｖｄｃの入力との組み合わせによって第２検出駆動信号ＶＤ２が形成されているが、これらが交互に複数回繰り返される構成も第２検出駆動信号ＶＤ２と見做せることは当然である。

検出電極Ｒｘは、相互静電容量Ｃｍに基づいて検出信号Ｖｄｅｔ２を出力する。具体的には、上述したように、一方の駆動電極Ｔｘ（図７左側の駆動電極Ｔｘ）は、第１期間Ｐ１及び第２期間Ｐ２ともに基準電位（例えば、基準電位Ｖｄｃ）に接続されている。これにより、第１期間Ｐ１では、第１電極３１及び第２電極３２に、異なる電位の信号が供給される。また、第１期間Ｐ１では、スイッチ素子５４Ａの切り替え動作により検出電極Ｒｘは検出回路５５と接続される。これにより、相互静電容量Ｃｍに基づいた電位の変化が検出信号Ｖｄｅｔ２として、検出電極Ｒｘから検出回路５５に出力される。なお、第２期間Ｐ２では、スイッチ素子５４Ａの切り替え動作により検出電極Ｒｘと検出回路５５の接続は遮断される。第２期間Ｐ２では、当該スイッチ素子５４Ａの切り替え動作により、検出電極Ｒｘは基準電位ＧＮＤに接続される。

検出回路５５の検出信号増幅部６１は、検出電極Ｒｘから供給された検出信号Ｖｄｅｔ２を増幅する。検出信号増幅部６１の非反転入力部には、固定された電位を有する基準電圧が入力され、反転入力端子には、検出電極Ｒｘが接続される。本実施形態では、基準電圧として一方の駆動電極Ｔｘと同じ信号が入力される。また、検出回路５５は、リセットスイッチ６３をオンにすることで、容量素子６２の電荷をリセットすることができる。

さらに、第２検出駆動信号ＶＤ２はＬＣ回路３５の共振周波数と同じ周波数を有する。本実施例においては、例えば、スイッチ素子５４Ｂの切り替え動作を当該共振周波数に基づいて行うことで共振周波数を有する第２検出駆動信号ＶＤ２が形成される。このため、他方の駆動電極Ｔｘと重なる第２電極３２も共振周波数で駆動され、ＬＣ回路３５の共振が発生する。そして、検出期間内で第１期間Ｐ１及び第２期間Ｐ２が繰り返されるにしたがって、検出信号Ｖｄｅｔ２の振幅が大きくなる。図９に示すように、第１期間Ｐ１が複数回繰り返されるにしたがって、検出信号Ｖｄｅｔ２の振幅が大きくなり、検出回路５５からの出力信号Ｖｏの電位は、大きくなるように変化する。

また、ＬＣ回路３５の共振により、第１電極３１に発生する波形は、第２電極３２に発生する波形と異なり、第１電極３１と第２電極３２とで、互いに極性が反転するように変化する。具体的には、第１期間Ｐ１のそれぞれで、第１電極３１の電位は大きくなるように変化し、第２電極３２の電位は小さくなるように変化する。第２期間Ｐ２のそれぞれで、第１電極３１の電位は小さくなるように変化し、第２電極３２の電位は大きくなるように変化する。

これにより、第１電極３１と重畳する検出電極Ｒｘから出力される検出信号Ｖｄｅｔ２及び検出信号Ｖｄｅｔ２に基づく出力信号Ｖｏ（図示しない）と、第２電極３２と重畳する検出電極Ｒｘから出力される検出信号Ｖｄｅｔ２及び検出信号Ｖｄｅｔ２に基づく出力信号Ｖｏ（図９参照）と、は極性が異なる。本実施形態では、極性が異なる検出信号Ｖｄｅｔ２の信号値に基づいて、入力支援装置３の各種情報を検出することができる。

一方、入力支援装置３とは異なる指Ｆｇ等の被検出体が、上面１１１ａ（図１参照）に接触又は近接した場合には、相互静電容量Ｃｍの変化に応じて、検出信号Ｖｄｅｔ２が変化する。つまり、指Ｆｇ等の検出では、共振が生じないため、図８に示すような検出信号Ｖｄｅｔの振幅の経時的な変化が生じない。また、指Ｆｇ等の検出では、同じ極性の検出信号Ｖｄｅｔ２の信号値が検出される。このように、入力検出システム１は、ＬＣ回路３５のＬＣ共振を利用して、被検出体が、指Ｆｇであるか、入力支援装置３であるかを判定することができる。

図１０は、入力検出システムの構成例を示すブロック図である。図１０に示すように、検出ＩＣ５１は、上述した検出回路５５に加え、演算回路５１Ａ及び記憶回路５１Ｂを有する。演算回路５１Ａは、検出回路５５からの検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２の信号値に基づくフレームデータを受け取って、指Ｆｇに関する情報及び入力支援装置３に関する情報を演算する回路である。記憶回路５１Ｂは、所定の閾値ＴＨ（図１３参照）、距離ｄ１、ｄ２（図１８等参照）、変換テーブル（図２２参照）等の情報を記憶する回路である。

演算回路５１Ａは、演算により得られた指Ｆｇに関する情報及び入力支援装置３に関する情報をホストＩＣ１０１に出力する。ホストＩＣ１０１は、表示装置２の制御を行う回路である。ホストＩＣ１０１は、指Ｆｇに関する情報及び入力支援装置３に関する情報に基づいて、入力された操作に応じた動作を実行するように表示装置２に指令を出力する。また、検出ＩＣ５１は、ホストＩＣ１０１からの制御信号に基づいて、表示ＩＣ５０（図５参照）と同期して動作するように制御される。

なお、検出ＩＣ５１が指Ｆｇに関する情報及び入力支援装置３に関する情報を演算する構成に限定されず、外部回路であるホストＩＣ１０１が検出ＩＣ５１からフレームデータを受け取って、指Ｆｇに関する情報及び入力支援装置３に関する情報を演算してもよい。

次に、入力支援装置３の各種情報（位置及び回転角度）の詳細な検出方法について説明する。図１１は、入力検出システムの第１検出期間及び第２検出期間の検出方法を説明するためのフローチャート図である。

図１１に示すように、第１検出期間ＴＰ１で、駆動信号供給回路５６（図５参照）は、第１検出駆動信号ＶＤ１を複数の駆動電極Ｔｘに順次供給する（ステップＳＴ１１）。

検出ＩＣ５１は、１フレーム分の検出信号Ｖｄｅｔ１に基づいて、検出回路５５で上述した信号処理を行う。検出ＩＣ５１は、信号処理により得られた１フレーム分の出力信号Ｖｏの信号値に基づいて、第１フレームデータを検出する（ステップＳＴ１２）。

検出ＩＣ５１は、第１フレームデータに基づいてベースラインを算出し（ステップＳＴ１３）、従来のベースラインを更新する。なお、ベースラインの算出は省略してもよく、電源投入時やスリープモードから回復した時など、所定のタイミングで実行すればよい。

次に、検出ＩＣ５１は、第１フレームデータの信号処理を行い、第１検出値（タッチ検出）を算出する（ステップＳＴ１４）。第１検出値は、例えば、指Ｆｇ等の被検出体に関する情報である。第１検出値は、例えば、第１フレームデータとベースラインとの差分を演算し、あるいは、第１フレームデータと所定の閾値との比較を演算することで算出される。

次に、検出ＩＣ５１は、第１検出値に基づいて、指Ｆｇ等の被検出体のタッチの有無を判定し（ステップＳＴ１５）、指Ｆｇ等の被検出体がある場合には、指Ｆｇ等の被検出体のタッチ位置を演算する。

次に、第２検出期間ＴＰ２で、駆動信号供給回路５６（図５参照）は、第２検出駆動信号ＶＤ２を複数の駆動電極Ｔｘに供給する（ステップＳＴ１６）。

検出ＩＣ５１は、１フレーム分の検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、検出回路５５で上述した信号処理を行う。検出ＩＣ５１は、検出回路５５で信号処理された１フレーム分の出力信号Ｖｏの信号値に基づいて、第２フレームデータを検出する（ステップＳＴ１７）。

次に、検出ＩＣ５１は、第２フレームデータの信号処理を行い、第２検出値（入力支援装置）を算出する（ステップＳＴ１８）。第２検出値は、例えば、入力支援装置３の各種情報であり、入力支援装置３の位置、回転角度等の情報である。また、ステップＳＴ１８では、入力支援装置３の検出に用いられた第２フレームデータを利用して、上述した第１検出値（タッチ検出）を算出する。

第２検出値の算出の具体例について、図１２から図２２を参照して説明する。図１２は、入力支援装置の各種情報の検出方法を説明するためのフローチャート図である。図１３は、第２検出期間の検出方法を説明するためのタイミング波形図である。図１４は、第２検出期間の各期間の、検出駆動信号が供給される駆動電極と、入力支援装置との関係を説明するための説明図である。図１５は、検出電極から出力される検出信号に基づく信号値の分布を説明するための説明図である。

まず、図１２に示すように、検出ＩＣ５１は、第２フレームデータに基づいて入力支援装置３の有無を判定する（ステップＳＴ２１）。ここで、検出ＩＣ５１は、入力支援装置３が有するＬＣ回路３５の共振を利用して入力支援装置３の有無を判定する。ここで入力支援装置３は、例えば図１４に示すような位置及び向きで検出面上に存在しているとする。

具体的には、図１３及び図１４に示すように、駆動信号供給回路５６（図５参照）は、１つの第２検出期間ＴＰ２を期間ＰＡ１から期間ＰＡ５に時分割に分け、期間ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＡ３、ＰＡ４、ＰＡ５ごとに、複数の駆動電極Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４、Ｔｘ５に順次、第２検出駆動信号ＶＤ２を供給する。なお、図１４では、理解を容易にするために、期間ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＡ３、ＰＡ４、ＰＡ５のそれぞれで、第２検出駆動信号ＶＤ２が供給される駆動電極Ｔｘのみを示している。

図１３及び図１４に示すように、期間ＰＡ１、ＰＡ２では、それぞれ、第２電極３２と重畳する駆動電極Ｔｘ１、Ｔｘ２に第２検出駆動信号ＶＤ２が供給される。また、第１電極３１と重畳する駆動電極Ｔｘ３は基準電位に接続される。図１３に示すように、期間ＰＡ１、ＰＡ２では、第２電極３２と重畳する検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３から正極性の検出信号Ｖｄｅｔ２が出力され、第２電極３２と非重畳の検出電極Ｒｘ４、Ｒｘ５から負極性の検出信号Ｖｄｅｔ２が出力される。

期間ＰＡ３では、第１電極３１と重畳する駆動電極Ｔｘ３に第２検出駆動信号ＶＤ２が供給される。駆動電極Ｔｘ３は、第２電極３２とも重畳するが、第２電極３２は第１電極３１よりも大きく、基準電位に接続されている他の駆動電極Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ４、Ｔｘ５とも重畳している。この結果、第２電極３２側の容量は第１電極３１側の容量よりも相対的に小さくなる。これにより、期間ＰＡ３では、第１電極３１と重畳する検出電極Ｒｘ４、Ｒｘ５から正極性の検出信号Ｖｄｅｔ２が出力され、第２電極３２と非重畳の検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３から負極性の検出信号Ｖｄｅｔ２が出力される。

期間ＰＡ４、ＰＡ５では、それぞれ、第２電極３２と重畳する駆動電極Ｔｘ４、Ｔｘ５に第２検出駆動信号ＶＤ２が供給される。第１電極３１と重畳する駆動電極Ｔｘ３は基準電位に接続される。期間ＰＡ４、ＰＡ５では、第２電極３２と重畳する検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３から正極性の検出信号Ｖｄｅｔ２が出力され、第２電極３２と非重畳の検出電極Ｒｘ４、Ｒｘ５から負極性の検出信号Ｖｄｅｔ２が出力される。

図１４に示すように、期間ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＡ３、ＰＡ４、ＰＡ５ごとに、第２検出駆動信号ＶＤ２が供給される駆動電極Ｔｘと、第１電極３１及び第２電極３２との配置関係が異なる。第２検出駆動信号ＶＤ２が供給される駆動電極Ｔｘと、第１電極３１及び第２電極３２との配置関係に応じて、各検出電極Ｒｘから出力される検出信号Ｖｄｅｔ２の極性及び信号値の大きさが異なる。

ここで、図１３に示すように、信号値ＫＳｐ１は、正極性の検出信号Ｖｄｅｔ２（出力信号Ｖｏ）の信号値であって、閾値ＴＨａよりも小さい信号値である。信号値ＫＳｐ２は、正極性の検出信号Ｖｄｅｔ２（出力信号Ｖｏ）の信号値であって、閾値ＴＨａ以上、閾値ＴＨｂよりも小さい信号値である。信号値ＫＳｐ３は、正極性の検出信号Ｖｄｅｔ２（出力信号Ｖｏ）の信号値であって、閾値ＴＨｂ以上の信号値である。

また、信号値ＫＳｍ１は、負極性の検出信号Ｖｄｅｔ２（出力信号Ｖｏ）の信号値であって、閾値ＴＨｃよりも大きい信号値、言い換えると、閾値ＴＨｃの絶対値よりも小さい絶対値を有する信号値である。信号値ＫＳｍ２は、負極性の検出信号Ｖｄｅｔ２（出力信号Ｖｏ）の信号値であって、閾値ＴＨｃ以下の信号値、言い換えると、閾値ＴＨｃの絶対値以上の絶対値を有する信号値である。

なお、以下の説明では、正極性の信号値ＫＳｐ１、ＫＳｐ２、ＫＳｐ３を区別して説明する必要が無い場合には、単に信号値ＫＳｐと表す場合がある。また、負極性の信号値ＫＳｍ１、ＫＳｍ２を区別して説明する必要が無い場合には、単に信号値ＫＳｍと表す場合がある。

図１５は、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとが交差する位置ＳＰごとに、検出信号Ｖｄｅｔ２（出力信号Ｖｏ）の信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの二次元分布を模式的に示している。例えば、位置ＳＰ１１は、駆動電極Ｔｘ１と検出電極Ｒｘ１とが交差する位置を示し、位置ＳＰ１５は、駆動電極Ｔｘ１と検出電極Ｒｘ５とが交差する位置を示す。なお、図１５では、図面を見やすくするために位置ＳＰの符号を一部省略して示す。

図１５に示すように、期間ＰＡ１では、駆動電極Ｔｘ１及び検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３に重畳する領域である、位置ＳＰ１１、ＳＰ１２、ＳＰ１３で、正極性の信号値ＫＳｐ１、ＫＳｐ２が得られる。駆動電極Ｔｘ１及び検出電極Ｒｘ４、Ｒｘ５に重畳する領域である、位置ＳＰ１４、ＳＰ１５で、負極性の信号値ＫＳｍ１が得られる。

期間ＰＡ２では、駆動電極Ｔｘ２及び検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３に重畳する領域である、位置ＳＰ２１、ＳＰ２２、ＳＰ２３で、正極性の信号値ＫＳｐ１、ＫＳｐ２が得られる。駆動電極Ｔｘ２及び検出電極Ｒｘ４、Ｒｘ５に重畳する領域である、位置ＳＰ２４、ＳＰ２５で、負極性の信号値ＫＳｍ１が得られる。

期間ＰＡ３では、駆動電極Ｔｘ３及び検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３に重畳する領域である、位置ＳＰ３１、ＳＰ３２、ＳＰ３３で、負極性の信号値ＫＳｍ１、ＫＳｍ２が得られる。駆動電極Ｔｘ３及び検出電極Ｒｘ４、Ｒｘ５に重畳する領域である、位置ＳＰ３４、ＳＰ３５では、正極性の信号値ＫＳｐ３が得られる。

期間ＰＡ４では、駆動電極Ｔｘ４及び検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３に重畳する領域である、位置ＳＰ４１、ＳＰ４２、ＳＰ４３で、正極性の信号値ＫＳｐ１、ＫＳｐ２が得られる。駆動電極Ｔｘ４及び検出電極Ｒｘ４、Ｒｘ５に重畳する領域である、位置ＳＰ４４、ＳＰ４５では、負極性の信号値ＫＳｍ１が得られる。

期間ＰＡ５では、駆動電極Ｔｘ５及び検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３に重畳する領域である、位置ＳＰ５１、ＳＰ５２、ＳＰ５３で、正極性の信号値ＫＳｐ１、ＫＳｐ２が得られる。駆動電極Ｔｘ５及び検出電極Ｒｘ４、Ｒｘ５に重畳する領域である、位置ＳＰ５４、ＳＰ５５で、負極性の信号値ＫＳｍ１が得られる。

このように、入力検出システム１は、入力支援装置３のＬＣ回路３５の共振により、検出信号Ｖｄｅｔ２（出力信号Ｖｏ）の信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの二次元分布において、正極性の信号値ＫＳｐからなる複数の領域と、負極性の信号値ＫＳｍからなる複数の領域とを検出することができる。一方、指Ｆｇ等の被検出体では、ＬＣ回路３５の共振が生じないので、一方の極性の信号値（例えば正極性の信号値ＫＳｐ）のみ得られる。検出ＩＣ５１は、上述した図１２に示すステップＳＴ２１において、正極性の信号値ＫＳｐからなる複数の領域と、負極性の信号値ＫＳｍからなる複数の領域とを検出した場合に、入力支援装置３が表示領域ＤＡ上に配置されていると判定することができる。

なお、図１３から図１５に示す例では、検出ＩＣ５１は、３つの正極性の信号値ＫＳｐ１、ＫＳｐ２、ＫＳｐ３及び２つの負極性の信号値ＫＳｍ１、ＫＳｍ２を検出しているが、あくまで一例であり、信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの分解能は適宜変更することができる。

図１２に戻って、検出ＩＣ５１が、第２フレームデータに基づいて入力支援装置３が有ると判定した場合（ステップＳＴ２１、Ｙｅｓ）、検出ＩＣ５１は、検出信号Ｖｄｅｔ２（出力信号Ｖｏ）の信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの二次元分布において、信号値ＫＳｐ、ＫＳｍのピーク位置を算出する（ステップＳＴ２２）。

以下、図１６から図２２を参照して、信号値ＫＳｐ、ＫＳｍのピーク位置及び電極角度θｅの検出方法の一例について説明する。図１６は、入力支援装置の回転角度が０°の場合における、入力支援装置、複数の駆動電極及び複数の検出電極を模式的に示す平面図である。図１７は、入力支援装置の回転角度が０°の場合における、信号値の分布を説明するための説明図である。

なお、入力支援装置３の回転角度θｋとは、入力支援装置３の中心（回転軸ＡＸ）を通り第１方向Ｄｘに平行な仮想線と、入力支援装置３の中心（回転軸ＡＸ）と第１電極３１の中心とを結ぶ仮想線とが成す角度である。例えば、図１４に示す入力支援装置３の回転角度θｋは、θｋ＝２７０°である。

また、図１７では、信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの大きさを白黒の濃淡で模式的に示している。黒色に近いほど、正極性で、かつ、大きい絶対値を有する信号値ＫＳｐを示す。白色に近いほど、負極性で、かつ、大きい絶対値を有する信号値ＫＳｍを示す。

図１６及び図１７に示すように、入力支援装置３の回転角度θｋが０°の場合、第１電極３１は回転軸ＡＸに対して、第１方向Ｄｘ（図１６右側）に位置する。上述した第２検出期間ＴＰ２に示す検出（図１３から図１５参照）により、検出ＩＣ５１は、複数の正極性の信号値ＫＳｐからなる第１正極性領域ＰＰ１、第２正極性領域ＰＰ２、第３正極性領域ＰＰ３と、複数の負極性の信号値ＫＳｍからなる第１負極性領域ＰＭ１、第２負極性領域ＰＭ２、第３負極性領域ＰＭ３と、を検出する。

以下の説明では、第１正極性領域ＰＰ１、第２正極性領域ＰＰ２、第３正極性領域ＰＰ３を区別して説明する必要がない場合には、単に正極性領域ＰＰと表す場合がある。また、第１負極性領域ＰＭ１、第２負極性領域ＰＭ２、第３負極性領域ＰＭ３を区別して説明する必要がない場合には、単に負極性領域ＰＭと表す場合がある。

複数の正極性領域ＰＰは、所定の閾値以上の正極性の信号値ＫＳｐからなるピーク領域である。また、複数の負極性領域ＰＭは、所定の閾値以下の負極性の信号値ＫＳｍからなるピーク領域である。

図１６及び図１７に示すように、第１正極性領域ＰＰ１は、第１電極３１と重畳する領域である。第２方向Ｄｙで、第１正極性領域ＰＰ１は、第２負極性領域ＰＭ２と第３負極性領域ＰＭ３との間に位置する。第１負極性領域ＰＭ１は、第２電極３２と重畳する領域であり、第２電極３２の延在方向の中心近傍の領域である。第２方向Ｄｙで、第１負極性領域ＰＭ１は、第２正極性領域ＰＰ２と第３正極性領域ＰＰ３との間に位置する。

異なる極性の正極性領域ＰＰと負極性領域ＰＭとは、第１方向Ｄｘ又は第２方向Ｄｙで隣り合って配置される。同じ極性の正極性領域ＰＰは、対角（斜め方向）に隣り合って配置される。また、同じ極性の負極性領域ＰＭは、対角（斜め方向）に隣り合って配置される。

図１８は、入力支援装置の回転角度が０°の場合における、複数のピーク領域に基づいて電極角度を検出する方法を説明するための説明図である。図１８では、図面を見やすくするために、信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの分布（白黒の濃淡）を省略して、複数のピーク領域（正極性領域ＰＰ及び負極性領域ＰＭ）を点線で表す。検出ＩＣ５１は、信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの二次元分布において、正極性領域ＰＰ及び負極性領域ＰＭの重心ＰＧを算出し、それぞれの重心ＰＧの位置を信号値ＫＳｐ、ＫＳｍのピーク位置とする。

図１２に戻って、検出ＩＣ５１は、検出信号Ｖｄｅｔ２（出力信号Ｖｏ）の信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの二次元分布において、信号値ＫＳｐ、ＫＳｍのピーク数を検出する（ステップＳＴ２３）。図１６から図１８に示すように、入力支援装置の回転角度が０°の場合における信号値ＫＳｐ、ＫＳｍのピーク数、すなわち、正極性領域ＰＰ及び負極性領域ＰＭの数は、６個である。

信号値ＫＳｐ、ＫＳｍのピーク数が６個の場合、検出ＩＣ５１は、最大のピークと、最大のピークと同一極性でかつ２番目に値が大きいピークの２つのピークを用いて電極角度θｅを算出する（ステップＳＴ２４）。図１６から図１８に示す例では、第１正極性領域ＰＰ１が最大の信号値ＫＳｐを示し、第２正極性領域ＰＰ２が２番目に大きい信号値ＫＳｐを示すものとする。

図１８に示すように、検出ＩＣ５１は、第１正極性領域ＰＰ１の重心ＰＧを通り第１方向Ｄｘに平行な仮想線と、隣り合う２つの正極性領域ＰＰ、具体的には、第１正極性領域ＰＰ１の重心ＰＧと第２正極性領域ＰＰ２の重心ＰＧとを結ぶ仮想線とが成す角度を、電極角度θｅとして検出する。

なお、図１２に示すステップＳＴ２１における入力支援装置３の有無の判定では、複数の正極性の信号値ＫＳｐからなる複数の正極性領域ＰＰと、複数の負極性の信号値ＫＳｍからなる複数の負極性領域ＰＭとを検出し、対角に位置するピーク領域が同一極性であり、かつ、図１８に示すピーク間距離ｄｐが、下記の式（１）を満たす場合に、入力支援装置３が表示領域ＤＡ上に配置されていると判定してもよい。

ｄ２＜ｄｐ＜ｄ１ ・・・ （１）

ただし、ピーク間距離ｄｐは、隣り合う正極性領域ＰＰの重心ＰＧと負極性領域ＰＭの重心ＰＧとの間の距離であって、複数の重心ＰＧ間の距離のうち最も短いものである。またｄ１、ｄ２は、入力支援装置３が有する第１電極３１及び第２電極３２の電極間距離や各電極の形状によって決定されるパラメータである。

なお上述した例では、正極性領域ＰＰ及び負極性領域ＰＭの数が６個の場合を説明したが、これに限定されない。入力支援装置３の回転角度θｋに応じて、信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの分布が異なって検出され、正極性領域ＰＰ及び負極性領域ＰＭの数及び位置（重心ＰＧ）も異なる。

図１９は、入力支援装置の回転角度が１３５°の場合における、入力支援装置、複数の駆動電極及び複数の検出電極を模式的に示す平面図である。図２０は、入力支援装置の回転角度が１３５°の場合における、信号値の分布を説明するための説明図である。

図１９に示すように、入力支援装置３の回転角度θｋが１３５°の場合、第１電極３１は回転軸ＡＸに対して、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと交差する斜め方向（図１９の左上側）に位置する。

図２０に示すように、上述した第２検出期間ＴＰ２に示す検出（図１３から図１５参照）により、複数の正極性の信号値ＫＳｐからなる第１正極性領域ＰＰ１、第２正極性領域ＰＰ２と、複数の負極性の信号値ＫＳｍからなる第１負極性領域ＰＭ１、第２負極性領域ＰＭ２と、が検出される。

第１正極性領域ＰＰ１は、第１電極３１と重畳する領域である。第２正極性領域ＰＰ２は、第２電極３２と重畳する領域であり、第２電極３２の延在方向の中心近傍の領域である。第２正極性領域ＰＰ２は、第１正極性領域ＰＰ１と対角に位置する。

第１負極性領域ＰＭ１及び第２負極性領域ＰＭ２は、第２電極３２の延在方向の端部近傍の領域である。第１負極性領域ＰＭ１は、第２負極性領域ＰＭ２と対角に位置する。また、第１負極性領域ＰＭ１は、第１正極性領域ＰＰ１と第１方向Ｄｘに隣り合って配置され、かつ、第２正極性領域ＰＰ２と第２方向Ｄｙに隣り合って配置される。第２負極性領域ＰＭ２は、第１正極性領域ＰＰ１と第２方向Ｄｙに隣り合って配置され、かつ、第２正極性領域ＰＰ２と第１方向Ｄｘに隣り合って配置される。

回転角度θｋが１３５°の場合においても、異なる極性の正極性領域ＰＰと負極性領域ＰＭとは、第１方向Ｄｘ又は第２方向Ｄｙに隣り合って配置される。同じ極性の正極性領域ＰＰは、対角（斜め方向）に隣り合って配置される。また、同じ極性の負極性領域ＰＭは、対角（斜め方向）に隣り合って配置される。

図２１は、入力支援装置の回転角度が１３５°の場合における複数のピーク領域に基づいて、電極角度を検出する方法を説明するための説明図である。図２１に示すように、検出ＩＣ５１は、信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの二次元分布において、正極性領域ＰＰ及び負極性領域ＰＭの重心ＰＧを算出し、重心ＰＧを信号値ＫＳｐ、ＫＳｍのピーク位置とする（図１２のステップＳＴ２２）。

図１２に示すステップＳＴ２３において、検出ＩＣ５１は、検出信号Ｖｄｅｔ２（出力信号Ｖｏ）の信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの二次元分布において、信号値ＫＳｐ、ＫＳｍのピーク数を検出する。図１９から図２１に示すように、入力支援装置の回転角度が１３５°の場合における信号値ＫＳｐ、ＫＳｍのピーク数、すなわち、正極性領域ＰＰ及び負極性領域ＰＭの数は、４個である。

ピークの数が４個の場合、検出ＩＣ５１は、最大のピークと、最大のピークと同一極性のピークの２つのピークで電極角度θｅを算出する（図１２のステップＳＴ２５）。図１９から図２１に示す例では、第１正極性領域ＰＰ１が最大の信号値ＫＳｐを示し、第２正極性領域ＰＰ２が第１正極性領域ＰＰ１と同一極性の信号値ＫＳｐを示すものとする。検出ＩＣ５１は、第１正極性領域ＰＰ１の重心ＰＧを通り第１方向Ｄｘに平行な仮想線と、第１正極性領域ＰＰ１の重心ＰＧと第２正極性領域ＰＰ２の重心ＰＧとを結ぶ仮想線とが成す角度を、電極角度θｅとして検出する。

次に図１２に戻って、検出ＩＣ５１は、電極角度θｅに基づいて、入力支援装置３の回転角度θｋを算出する（ステップＳＴ２６）。図２２は、電極角度と、入力支援装置の回転角度との関係を示す変換テーブルの一例を示すグラフである。図２２は、横軸が電極角度θｅを示し、縦軸が入力支援装置３の回転角度θｋを示す。図２２に示す変換テーブルは、予め検出ＩＣ５１の記憶回路５１Ｂ（図１１参照）に格納されている情報である。変換テーブルの電極角度θｅと、入力支援装置３の回転角度θｋとの関係は、予め実測して求められる。あるいは、変換テーブルは、入力支援装置３が有する第１電極３１及び第２電極３２の配置や形状によって算出又は補正してもよい。

検出ＩＣ５１は、ステップＳＴ２４又はステップＳＴ２５で算出した電極角度θｅの情報を、図２２に示す変換テーブルに当てはめて入力支援装置３の回転角度θｋを算出する。図２２では、検出ＩＣ５１は、算出した電極角度θｅ＝θ１を当てはめて、電極角度θｅ＝θ１に対応する回転角度θｋ＝α１を算出することができる。

なお、検出ＩＣ５１は、変換テーブルを用いる方法に限定されず、他の方法、例えば近似式を用いて入力支援装置３の回転角度θｋを算出してもよい。

次に、検出ＩＣ５１は、入力支援装置３の回転角度θｋに基づいて、回転軸ＡＸの位置を算出する（ステップＳＴ２７）。具体的には、検出ＩＣ５１は、上述したステップＳＴ２２で得られた第１正極性領域ＰＰ１の重心ＰＧに基づいて、第１電極３１の位置を算出する。そして、第１電極３１の位置を基準に、入力支援装置３の回転角度θｋ、及び、予め第１電極３１及び第２電極３２の配置や形状によって決定される入力支援装置３の半径ｄ（図１６参照）に基づいて、回転軸ＡＸの位置、すなわち、入力支援装置３の中心位置を算出することができる。

なお、ステップＳＴ２７においても、検出ＩＣ５１は、図２２と同様に、実測により求められた変換テーブルを用いて回転軸ＡＸの位置を算出してもよいし、近似式を用いて回転軸ＡＸの位置を算出してもよい。

以上のような方法で、入力検出システム１は、入力支援装置３の回転軸ＡＸの位置及び回転角度θｋを精度よく検出することができる。なお、図１１及び図１２に示すフローチャートはあくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、一部のステップを省略する、あるいは、順番を変更する等してもよい。

次に、図１２に戻って、検出ＩＣ５１は、第２検出期間ＴＰ２において、検出信号Ｖｄｅｔ２に基づく第２フレームデータを用いて、指Ｆｇ等の被検出体の検出を行う（ステップＳＴ２８、ＳＴ２９）。ステップＳＴ２８、ＳＴ２９は、上述したステップＳＴ１４、ＳＴ１５と同様の検出が行われ、繰り返しの説明は省略する。また、ステップＳＴ２１において、検出ＩＣ５１が、第２フレームデータに基づいて入力支援装置３が無いと判定した場合（ステップＳＴ２１、Ｎｏ）、検出ＩＣ５１は、ステップＳＴ２２からステップＳＴ２７を省略して、検出信号Ｖｄｅｔ２に基づく第２フレームデータを用いて、指Ｆｇ等の被検出体の検出を行うことができる。つまり、指Ｆｇ等の被検出体の検出のレポートレートは、フレーム期間Ｆの１／２程度の長さである一方、入力支援装置３の検出のレポートレートは、指Ｆｇ等の被検出体の検出のレポートレートの倍の長さ、すなわち１フレーム期間Ｆに１回となる。

以上説明したように、本実施形態の入力検出システム１は、表示領域ＤＡ（検出領域）に配列された複数の駆動電極Ｔｘ及び複数の検出電極Ｒｘと、ＬＣ回路３５と、ＬＣ回路３５の一端側に接続された第１電極３１と、ＬＣ回路３５の他端側に接続された第２電極３２と、を含む入力支援装置３と、検出電極Ｒｘから出力される検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、入力支援装置３を検出する検出ＩＣ５１（制御回路）と、を有する。第１電極３１及び第２電極３２の一方に対応する駆動電極Ｔｘには基準電位が供給され、第１電極３１及び第２電極３２の他方に対応する駆動電極Ｔｘには第２検出駆動信号ＶＤ２が供給され、制御回路は、検出信号Ｖｄｅｔ２に基づく複数の信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの二次元分布において、正極性であって所定の第１閾値以上の複数の信号値ＫＳｐからなる複数の正極性領域ＰＰと、負極性であって所定の第２閾値以下の複数の信号値ＫＳｍからなる複数の負極性領域ＰＭと、を検出する。

（第１変形例）
図２３は、第１変形例に係る、入力支援装置の回転角度が５°の場合における、入力支援装置、複数の駆動電極及び複数の検出電極を模式的に示す平面図である。図２４は、入力支援装置の回転角度が５°の場合における、信号値の分布を説明するための説明図である。図２５は、入力支援装置の回転角度が５°の場合における、複数のピーク領域に基づいて電極角度を検出する方法を説明するための説明図である。なお、以下の説明では、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。

第１変形例に係る入力検出システム１では、上述したステップＳＴ２４（図１２参照）において、３つのピークを用いて電極角度θｅを算出する例について説明する。また、図２３から図２５では、入力支援装置３の回転角度θｋが５°の場合について説明する。ただし、第１変形例は、上述した図１４又は図１６等、入力支援装置３が、５°以外の他の回転角度θｋであっても適用できる。

図２３に示すように、入力支援装置３の回転角度θｋが５°の場合、第１電極３１の中心位置は、回転軸ＡＸを通り第１方向Ｄｘに延在する仮想線に対し、わずかに第２方向Ｄｙにずれて配置される。

図２４に示すように、第２検出期間ＴＰ２で検出された複数の信号値ＫＳｐ、ＫＳｍの分布において、複数の正極性の信号値ＫＳｐからなる第１正極性領域ＰＰ１、第２正極性領域ＰＰ２、第３正極性領域ＰＰ３と、複数の負極性の信号値ＫＳｍからなる第１負極性領域ＰＭ１、第２負極性領域ＰＭ２、第３負極性領域ＰＭ３と、が検出される。

３個の正極性領域ＰＰ及び３個の負極性領域ＰＭの配置関係は、上述した第１実施形態と同様である。つまり、異なる極性の正極性領域ＰＰと負極性領域ＰＭとは、第１方向Ｄｘ又は第２方向Ｄｙに隣り合って配置される。同じ極性の正極性領域ＰＰは、対角（斜め方向）に隣り合って配置され、同じ極性の負極性領域ＰＭは、対角（斜め方向）に隣り合って配置される。ただし、３個の正極性領域ＰＰ及び３個の負極性領域ＰＭの重心位置及びそれぞれのピーク信号値は、第１実施形態（図１７）と異なる。

図２５に示すように、検出ＩＣ５１は、第１正極性領域ＰＰ１の重心ＰＧを通り第１方向Ｄｘに平行な仮想線と、隣り合う第１正極性領域ＰＰ１の重心ＰＧと第２正極性領域ＰＰ２の重心ＰＧとを結ぶ仮想線とが成す角度を、第１電極角度θｅ１として検出する。また、検出ＩＣ５１は、第１正極性領域ＰＰ１の重心ＰＧを通り第１方向Ｄｘに平行な仮想線と、隣り合う第１正極性領域ＰＰ１の重心ＰＧと第３正極性領域ＰＰ３の重心ＰＧとを結ぶ仮想線とが成す角度を、第２電極角度θｅ２として検出する。

検出ＩＣ５１は、電極角度θｅの算出に用いる第１正極性領域ＰＰ１、第２正極性領域ＰＰ２及び第３正極性領域ＰＰ３のそれぞれのピーク信号値ＰＬＶ１、ＰＬＶ２、ＰＬＶ３を算出する。ピーク信号値ＰＬＶ１、ＰＬＶ２、ＰＬＶ３は、それぞれの正極性領域ＰＰを構成する複数の正極性の信号値ＫＳｐのうち、最大値を示す信号値ＫＳｐである。

第１変形例では、検出ＩＣ５１は、第１電極角度θｅ１及び第２電極角度θｅ２を、ピーク信号値ＰＬＶ１、ＰＬＶ２、ＰＬＶ３で算出された係数を用いて重み付けすることで、電極角度θｅを算出する。具体的には、検出ＩＣ５１は、下記の式（２）に基づいて電極角度θｅを算出する。

θｅ＝（θｅ１×（ＰＬＶ２／ＰＬＶ３）＋θｅ２×（ＰＬＶ３／ＰＬＶ２））／２ ・・・ （２）

このように、検出ＩＣ５１は、３つのピーク（第１正極性領域ＰＰ１、第２正極性領域ＰＰ２及び第３正極性領域ＰＰ３）で算出された第１電極角度θｅ１及び第２電極角度θｅ２のそれぞれに、ピーク信号値ＰＬＶ２、ＰＬＶ３の比を係数として掛け合わせる。これにより、検出ＩＣ５１は、精度よく電極角度θｅを算出することができる。すなわち、ピーク信号値ＰＬＶ２とピーク信号値ＰＬＶ３との差が小さい場合に、上述したステップＳＴ２４において、２つのピークとして、第１正極性領域ＰＰ１及び第２正極性領域ＰＰ２が選択された場合の電極角度θｅと、第１正極性領域ＰＰ１及び第３正極性領域ＰＰ３が選択された場合の電極角度θｅとの誤差を抑制することができる。

なお、第１変形例で、式（２）を用いて算出された電極角度θｅに基づいて入力支援装置３の回転角度θｋを算出する場合には、検出ＩＣ５１は、図２２に示す変換テーブルと異なり、式（２）を用いた方法に対応した変換テーブル又は近似式を用いることができる。

（第２変形例）
図２６は、第２変形例に係る、入力支援装置の回転角度が５°の場合における、複数のピーク領域に基づいて、電極角度を検出する方法を説明するための説明図である。第２変形例では、上述したステップＳＴ２４（図１２参照）において、３つのピークを用いて電極角度θｅを算出する例について説明する。

具体的には、図２６に示すように、検出ＩＣ５１は、第２正極性領域ＰＰ２と第３正極性領域ＰＰ３との間に位置する中間ピーク領域ＰＰｉを算出する。中間ピーク領域ＰＰｉは、電極角度θｅを算出するための仮想のピーク領域である。検出ＩＣ５１は、中間ピーク領域ＰＰｉの位置を、第２正極性領域ＰＰ２及び第３正極性領域ＰＰ３の重心ＰＧの位置及びピーク信号値ＰＬＶ２、ＰＬＶ３を用いて算出する。具体的には、検出ＩＣ５１は、第２正極性領域ＰＰ２が有するピーク信号値ＰＬＶ２と、第３正極性領域ＰＰ３が有するピーク信号値ＰＬＶ３との比に基づいて、第２正極性領域ＰＰ２と第３正極性領域ＰＰ３との間の中間ピーク領域ＰＰｉ（中間正極性領域）の位置を算出する。例えば、検出ＩＣ５１は、下記の式（３）に基づいて中間ピーク領域ＰＰｉの位置を算出する。

ＰＰｉ（ｘ、ｙ）＝（ＰＰ２（ｘ、ｙ）×（ＰＬＶ２／ＰＬＶ３）＋ＰＰ３（ｘ、ｙ）×（ＰＬＶ３／ＰＬＶ２））／２ ・・・ （３）
ただし、ＰＰｉ（ｘ、ｙ）、ＰＰ２（ｘ、ｙ）、ＰＰ３（ｘ、ｙ）は、中間ピーク領域ＰＰｉ、第２正極性領域ＰＰ２及び第３正極性領域ＰＰ３の、ｘｙ座標での位置である。

図２６に示すように、ピーク信号値ＰＬＶ２、ＰＬＶ３の比に応じて中間ピーク領域ＰＰｉの位置が算出される。第２方向Ｄｙでの、第２正極性領域ＰＰ２と中間ピーク領域ＰＰｉとの間の距離ｄｅ１は、第３正極性領域ＰＰ３と中間ピーク領域ＰＰｉとの間の距離ｄｅ２と異なる。

検出ＩＣ５１は、第１正極性領域ＰＰ１の重心ＰＧを通り第１方向Ｄｘに平行な仮想線と、第１正極性領域ＰＰ１の重心ＰＧと中間ピーク領域ＰＰｉの重心ＰＧとを結ぶ仮想線とが成す角度を、電極角度θｅとして検出する。

なお、第２変形例で算出された電極角度θｅに基づいて入力支援装置３の回転角度θｋを算出する場合には、検出ＩＣ５１は、図２２に示す変換テーブル及び第１変形例での変換テーブルと異なり、式（３）を用いた方法に対応した変換テーブル又は近似式を用いることができる。

（第３変形例）
図２７は、第３変形例に係る、複数のピーク領域のピーク信号値の計算方法を説明するための説明図である。図２７は、第２正極性領域ＰＰ２及び第３正極性領域ＰＰ３のピーク信号値ＰＬＶ２、ＰＬＶ３を模式的に棒グラフで表している。

図２７に示すように、検出ＩＣ５１は、第２正極性領域ＰＰ２及び第３正極性領域ＰＰ３のピーク信号値ＰＬＶ２及びピーク信号値ＰＬＶ３を、閾値ＴＨｄと比較する。ピーク信号値ＰＬＶ２及びピーク信号値ＰＬＶ３の一方（例えばピーク信号値ＰＬＶ２）が閾値ＴＨｄ以上であり、ピーク信号値ＰＬＶ２、ＰＬＶ３の他方（例えばピーク信号値ＰＬＶ３）が閾値ＴＨｄよりも小さい場合には、検出ＩＣ５１は、上述したステップＳＴ２４（図１２参照）において、２番目に値が大きいピークとして、閾値ＴＨｄ以上の信号値を有する第２正極性領域ＰＰ２を選択する。この場合、第３正極性領域ＰＰ３は、電極角度θｅの算出には用いられず、検出ＩＣ５１は、第１正極性領域ＰＰ１及び第２正極性領域ＰＰ２の２つのピークで電極角度θｅを算出する。

ピーク信号値ＰＬＶ２、ＰＬＶ３のいずれも閾値ＴＨｄ以上の場合、検出ＩＣ５１は、上述した第１変形例又は第２変形例のいずれかの方法で、電極角度θｅを算出する。

ここで、ピーク信号値ＰＬＶ２とピーク信号値ＰＬＶ３との差が小さい場合には、上述した式（２）又は式（３）に用いられた係数（ＰＬＶ２／ＰＬＶ３）と係数（ＰＬＶ３／ＰＬＶ２）との差が小さい。第３変形例では、検出ＩＣ５１は、ピーク信号値ＰＬＶ２と閾値ＴＨｄとの差分、及び、ピーク信号値ＰＬＶ３と閾値ＴＨｄとの差分をそれぞれ算出する。差分によって得られた補正信号値ＰＬＶ２Ａは、ＰＬＶ２Ａ＝ＰＬＶ２－ＴＨｄである。また、補正信号値ＰＬＶ３Ａは、ＰＬＶ３Ａ＝ＰＬＶ３－ＴＨｄである。

検出ＩＣ５１は、補正信号値ＰＬＶ２Ａ及び補正信号値ＰＬＶ３Ａを用いて新たな係数（ＰＬＶ２Ａ／ＰＬＶ３Ａ）及び係数（ＰＬＶ３Ａ／ＰＬＶ２Ａ）を算出する。そして、検出ＩＣ５１は、式（２）又は式（３）において、係数（ＰＬＶ２／ＰＬＶ３）及び係数（ＰＬＶ３／ＰＬＶ２）に換えて、それぞれ係数（ＰＬＶ２Ａ／ＰＬＶ３Ａ）及び係数（ＰＬＶ３Ａ／ＰＬＶ２Ａ）を代入する。これにより、第３変形例では、ピーク信号値ＰＬＶ２、ＰＬＶ３の係数の差を大きくすることができ、式（２）又は式（３）において、ピーク信号値ＰＬＶ２、ＰＬＶ３に応じた補正（重み付け）を確実に行うことができる。

（第４変形例）
図２８は、第４変形例に係る、入力支援装置の第１電極に対応する複数の正極性領域の軌跡と、第２電極に対応する複数の正極性領域の軌跡とを説明するための説明図である。図２８は、入力支援装置３を、回転軸ＡＸを中心に３６０°回転させた場合に検出される正極性領域の軌跡を示している。

図２８に示すように、第１電極３１に対応する複数の正極性領域ＰＰ（３１）は、回転軸ＡＸを中心に略円形状の軌跡を示す。一方、第２電極３２との関係で生じる複数の正極性領域ＰＰ（３２）は、４つの領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に偏って現れる。４つの領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、回転軸ＡＸを中心とする円周上であって、回転軸ＡＸを通り、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに対して４５°程度傾いた仮想線と交差する領域である。

図２９は、第４変形例に係る、入力支援装置の回転角度と、電極角度との関係を示す変換テーブルの一例を示すグラフである。図２９は、横軸が入力支援装置３の回転角度θｋを示し、縦軸が電極角度θｅを示す。図２９に示すように、入力支援装置３の回転角度θｋに応じて、第２電極３２に対応する複数の正極性領域ＰＰ（３２）が検出される領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が異なる。

図２８及び図２９に示すように、回転角度θｋがθｋ＝０°近傍の回転領域Ｒ１（第１電極３１が複数の正極性領域ＰＰ（３１－１）に対応する位置にある場合）では、領域Ｌ２、Ｌ３の２つの複数の正極性領域ＰＰ（３２）が検出される。

回転角度θｋがθｋ＝９０°近傍の回転領域Ｒ３（第１電極３１が複数の正極性領域ＰＰ（３１－２）に対応する位置にある場合）では、領域Ｌ３、Ｌ４の２つの複数の正極性領域ＰＰ（３２）が検出される。

同様に、回転角度θｋがθｋ＝１８０°近傍の回転領域Ｒ５では、領域Ｌ１、Ｌ４の２つの複数の正極性領域ＰＰ（３２）が検出される。回転角度θｋがθｋ＝２７０°近傍の回転領域Ｒ７では、領域Ｌ１、Ｌ２の２つの複数の正極性領域ＰＰ（３２）が検出される。

図２９に示す回転領域Ｒ２では、領域Ｌ３の１つの正極性領域ＰＰ（３２）が検出される。回転領域Ｒ４では、領域Ｌ４の１つの正極性領域ＰＰ（３２）が検出される。回転領域Ｒ６では、領域Ｌ１の１つの正極性領域ＰＰ（３２）が検出される。回転領域Ｒ８では、領域Ｌ２の１つの正極性領域ＰＰ（３２）が検出される。例えば回転角度θｋがθｋ＝２００°近傍の回転領域Ｒ６（すなわち、図２８において、第１電極３１が複数の正極性領域ＰＰ（３１－３）に対応する位置にある場合）では、領域Ｌ１の１つの正極性領域ＰＰ（３２）が検出される。また、複数の正極性領域ＰＰの間に、それぞれ負極性領域ＰＭが存在する。これにより、入力支援装置３の第１電極３１と第２電極３２を含めて正負極性のピークを見た場合、回転領域Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７では、６つのピーク（３つの正極性領域ＰＰ及び３つの負極性領域ＰＭ）が生じ、回転領域Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ８では、４つのピーク（２つの正極性領域ＰＰ及び２つの負極性領域ＰＭ）が生じる。

検出ＩＣ５１は、上述したステップＳＴ２６（図１２参照）において、図２９に示す変換テーブルを用いて、回転角度θｋを算出することができる。第４変形例に示すように、回転領域Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７では、２つの正極性領域ＰＰ（３２）の一方で算出された電極角度θｅに基づいて、回転角度θｋを算出してもよいし、図２５に示す例と同等に、２つの正極性領域ＰＰ（３２）のそれぞれで算出された２つの電極角度θｅに基づいて、回転角度θｋを算出してもよい。

（第５変形例）
図３０は、第５変形例に係る、入力支援装置の中心位置の検出方法を説明するための説明図である。図３１は、入力支援装置の回転角度と、入力支援装置の中心と第１電極との距離の誤差との補正テーブルの一例を示すグラフである。

図３０は、入力支援装置３を、回転軸ＡＸを中心に３６０°回転させた場合に検出される、第１電極３１に対応する複数の正極性領域ＰＰ（３１）の軌跡と、第２電極３２に対応する複数の正極性領域ＰＰ（３２）の軌跡を、詳細に示した説明図である。また、点線で示す円Ｃは、回転軸ＡＸを中心とし、一定の半径を有する基準円である。円Ｃの半径は、第１電極３１の重心と、回転軸ＡＸとの間の距離ｄｆと等しい。

図３０に示すように、矢印ＡＲに示す斜め方向、より具体的には、（１／４）×π±（１／２）×ｎπ（ｎは整数）の周期で、複数の正極性領域ＰＰ（３１）は、円Ｃよりも外側に検出される。つまり、検出された複数の正極性領域ＰＰ（３１）と、回転軸ＡＸとの間の距離は、実際の入力支援装置３の距離ｄｆに対して誤差が生じる場合がある。

図３１は、横軸が入力支援装置３の回転角度θｋを示し、縦軸が検出された複数の正極性領域ＰＰ（３１）の、距離ｄｆとの誤差を示す。検出ＩＣ５１は、複数の正極性領域ＰＰ（３１）の軌跡の実測値から求められた、距離ｄｆとの誤差の近似式を、予め格納している。検出ＩＣ５１は、上述したステップＳＴ２７（図１２参照）で、図３１に示す補正テーブルを用いて、回転軸ＡＸの位置（入力支援装置３の中心）を補正することができる。これにより、第５変形例では、入力支援装置３の位置を精度よく検出することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

１ 入力検出システム
２ 表示装置
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 入力支援装置
１０ 第１基板
２０ 第２基板
３０ ハウジング
３１ 第１電極
３２ 第２電極
３３ コンデンサ
３４ インダクタ
３５ ＬＣ回路
５０ 表示ＩＣ
５１ 検出ＩＣ
５５ 検出回路
５６ 駆動信号供給回路
Ｒｘ 検出電極
Ｔｘ 駆動電極
ＰＰ 正極性領域
ＰＰ１ 第１正極性領域
ＰＰ２ 第２正極性領域
ＰＰ３ 第３正極性領域
ＰＭ 負極性領域
ＰＭ１ 第１負極性領域
ＰＭ２ 第２負極性領域
ＰＭ３ 第３負極性領域
ＫＳｐ、ＫＳｐ１、ＫＳｐ２、ＫＳｐ３、ＫＳｍ、ＫＳｍ１、ＫＳｍ２ 信号値

Claims (9)

1. 検出領域に配列された複数の駆動電極及び複数の検出電極と、
   ＬＣ回路と、前記ＬＣ回路の一端側に接続された第１電極と、前記ＬＣ回路の他端側に接続された第２電極と、を含む入力支援装置と、
   前記検出電極から出力される検出信号に基づいて、前記入力支援装置を検出する制御回路と、を有し、
   前記第１電極及び前記第２電極の一方に対応する前記駆動電極には基準電位が供給され、前記第１電極及び前記第２電極の他方に対応する前記駆動電極には駆動信号が供給され、
   前記制御回路は、前記検出信号に基づく複数の信号値の二次元分布において、正極性であって所定の第１閾値以上の複数の前記信号値からなる複数の正極性領域と、負極性であって所定の第２閾値以下の複数の前記信号値からなる複数の負極性領域と、を検出する
   入力検出システム。
2. 前記制御回路は、複数の前記正極性領域及び複数の前記負極性領域に基づいて、前記入力支援装置の前記検出領域での位置及び前記入力支援装置の回転軸を中心とする回転角度を検出する
   請求項１に記載の入力検出システム。
3. 前記制御回路は、複数の前記正極性領域のうち、隣り合う２つの前記正極性領域を結ぶ仮想線と、複数の前記駆動電極が配列される方向である第１方向との成す角度を、電極角度として算出する
   請求項１又は請求項２に記載の入力検出システム。
4. 前記制御回路は、第１正極性領域、第２正極性領域及び第３正極性領域を検出し、前記電極角度の検出において、複数の前記正極性領域のうち、隣り合う前記第１正極性領域と前記第２正極性領域とを結ぶ仮想線と、前記第１方向との成す第１角度を算出し、
   隣り合う前記第１正極性領域と前記第３正極性領域とを結ぶ仮想線と、前記第１方向との成す第２角度を算出する
   請求項３に記載の入力検出システム。
5. 前記制御回路は、前記第２正極性領域が有する最大の信号値と、前記第３正極性領域が有する最大の信号値との比を係数として前記第１角度及び前記第２角度のそれぞれに掛け合わせることで前記電極角度を算出する
   請求項４に記載の入力検出システム。
6. 前記制御回路は、第１正極性領域、第２正極性領域及び第３正極性領域を検出し、前記第２正極性領域が有する最大の信号値と、前記第３正極性領域が有する最大の信号値との比に基づいて、前記第２正極性領域と前記第３正極性領域との間の中間正極性領域の位置を算出し、
   隣り合う２つの前記第１正極性領域と前記中間正極性領域とを結ぶ仮想線と、複数の前記駆動電極が配列される方向である第１方向との成す角度を、電極角度として算出する
   請求項１又は請求項２に記載の入力検出システム。
7. 前記電極角度の検出において、前記第１正極性領域は、複数の前記信号値の二次元分布における最大の前記信号値を含む
   請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の入力検出システム。
8. 前記制御回路は、前記電極角度と前記入力支援装置の回転角度との関係を示す変換テーブルに、算出された前記電極角度を当てはめて、前記入力支援装置の回転角度を算出する
   請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の入力検出システム。
9. 平面視で、前記第１電極の面積は、前記第２電極の面積と異なる
   請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の入力検出システム。

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