JP5722573B2 - タッチ検出機能付き表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、外部近接物体を検出可能な表示装置に係り、特に静電容量の変化に基づいてタッチを検出するタッチ検出機能付き表示装置、制御回路、および駆動方法、ならびにそれらを備えた電子機器に関する。
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。
タッチ検出装置の方式としては、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、かつ低消費電力が実現できる、静電容量型のタッチ検出装置が期待されている。例えば、特許文献１には、表示装置にもともと備えられている表示用の共通電極を、一対のタッチセンサ用電極のうちの一方として兼用し、他方の電極（タッチ検出電極）をこの共通電極と交差するように配置した表示装置が提案されている。この共通電極とタッチ検出電極との間には静電容量が形成され、外部近接物体に応じてその静電容量が変化する。この表示装置は、これを利用して、共通電極にタッチ検出用の駆動信号を印加したときにタッチ検出電極に現れるタッチ検出信号を解析することにより、外部近接物体を検出するようになっている。この表示装置では、共通電極に駆動信号を順次印加し、線順次走査を行うことにより表示動作が行われるとともに、その駆動信号に応じて、表示走査の周期でタッチ検出電極に現れるタッチ検出信号を解析することによりタッチ検出動作が行われる。
特開２００９−２４４９５８号公報
ところで、タッチ検出装置では、動作の安定性やタッチ検出感度の観点から、ノイズの影響を受けにくいことが望まれている。しかしながら、静電容量型のタッチ検出装置には、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、外部ノイズという。）に対して、人体がアンテナの役目を果たし、そのノイズがタッチ検出装置に伝播する可能性がある。また、タッチ検出機能を表示装置に内蔵した場合や、タッチ検出装置を表示装置上に装着した場合には、表示装置において用いられる各種駆動信号がタッチ検出装置にノイズ（以下、内部ノイズという）として伝わるおそれがある。
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、ノイズの影響を抑えつつタッチ検出を行うことができるタッチ検出機能付き表示装置、制御回路、タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法、および電子機器を提供することにある。
本発明のタッチ検出機能付き表示装置は、複数の表示素子と、タッチ検出素子と、走査駆動部と、タッチ検出部とを備えている。複数の表示素子は、画素信号および表示駆動信号に基づいて表示動作を行うものである。タッチ検出素子は、タッチ検出駆動信号に基づいて外部近接物体を検出するものである。走査駆動部は、画素信号および表示駆動信号を複数の表示素子に時分割的に順次供給して表示走査を行うとともに、タッチ検出駆動信号をタッチ検出素子に供給するものである。タッチ検出部は、表示走査の周期よりも短い周期で、タッチ検出素子からの検出結果をサンプリングすることによりタッチ検出を行うものである。上記走査駆動部は、表示走査を行う表示動作期間とは異なるタッチ検出動作期間において、タッチ検出駆動信号をタッチ検出素子に供給するものである。
本発明の制御回路は、走査駆動部と、タッチ検出部とを備えている。走査駆動部は、複数の表示素子に対して画素信号および表示駆動信号を時分割的に順次供給して表示走査を行うとともに、外部近接物体を検出するタッチ検出素子に対してタッチ検出駆動信号を供給するものである。タッチ検出部は、表示走査の周期よりも短い周期で、タッチ検出素子からの検出結果をサンプリングすることによりタッチ検出を行うものである。上記走査駆動部は、表示走査を行う表示動作期間とは異なるタッチ検出動作期間において、タッチ検出駆動信号をタッチ検出素子に供給するものである。
本発明のタッチ検出機能付き表示装置の駆動方法は、表示動作期間において画素信号および表示駆動信号を複数の表示素子に順次供給して表示走査するとともに、表示動作期間とは異なるタッチ検出動作期間において、タッチ検出駆動信号を外部近接物体を検出するためのタッチ検出素子に供給し、表示走査の周期よりも短い周期で、タッチ検出素子からの検出結果をサンプリングすることによりタッチ検出を行うように駆動するものである。
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。
本発明のタッチ検出機能付き表示装置、制御回路、タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法、および電子機器では、タッチ検出動作は、表示動作期間とは異なるタッチ検出動作期間において行われる。その際、タッチ検出素子からの検出結果は、表示走査の周期よりも短い周期でサンプリングされることによりタッチ検出が行われる。
本発明のタッチ検出機能付き表示装置では、例えば、表示駆動信号は、矩形波信号を用いることができる。また、例えば、タッチ検出動作期間は、表示走査のブランキング期間に対応するようにしてもよい。あるいは、例えば、表示動作期間は、表示走査を中断することにより複数に分断され、タッチ検出動作期間は、表示走査が中断する期間に設けられていてもよい。タッチ検出駆動信号は、例えば、表示駆動信号よりも高い周波数を有する矩形波信号であり、タッチ検出部は、タッチ検出駆動信号に同期したタイミングでタッチ検出素子における検出結果をサンプリングするようにしてもよい。また、例えば、タッチ検出駆動信号は、表示駆動信号と同じ周波数を有する矩形波信号であってもよい。タッチ検出素子は、外部近接物体の近接もしくは接触に基づく静電容量の変化を利用してその外部近接物体を検出するものでもよい。
また、例えば、一方向に延在するように並設された共通駆動電極を備え、走査駆動部は、共通駆動電極に対して、表示動作期間において表示駆動信号を印加するとともに、タッチ検出動作期間においてタッチ検出駆動信号を印加するようにしてもよい。この場合、例えば、タッチ検出素子は、さらに表示駆動信号に基づいて外部近接物体を検出し、タッチ検出部は、さらに表示動作期間において、検出結果を表示駆動信号に同期したタイミングでサンプリングすることによりタッチ検出を行うようにしてもよい。タッチ検出部は、タッチ検出動作期間におけるタッチ検出と表示動作期間におけるタッチ検出とを切り替えて行うようにしてもよい。
本発明のタッチ検出機能付き表示装置、制御回路、タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法、および電子機器によれば、表示動作期間とは異なるタッチ検出動作期間おいて、タッチ検出素子からの検出結果を、表示走査の周期よりも短い周期でサンプリングすることによりタッチ検出を行うようにしたので、ノイズの影響を抑えつつタッチ検出を行うことができる。
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。 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。 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。 本発明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。 第１の実施の形態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。 第１の実施の形態に係る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。 第１の実施の形態に係る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。 第１の実施の形態に係る表示動作期間とタッチ検出動作期間との関係を表す模式図である。 第１の実施の形態に係る駆動電極ドライバの一動作例を表す模式図である。 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表示動作期間の一動作例を表すタイミング波形図である。 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タッチ検出動作期間の一動作例を表すタイミング波形図である。 実施の形態に係るタッチ検出部のノイズ低減について説明するためのスペクトラムの一例を示す図である。 第１の実施の形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出動作期間の一動作例を表すタイミング波形図である。 第１の実施の形態の変形例に係る駆動電極ドライバの一動作例を表す模式図である。 第１の実施の形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出動作の一動作例を表すタイミング波形図である。 第１の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。 第２の実施の形態に係る表示動作期間とタッチ検出動作期間との関係を表す模式図である。 第２の実施の形態に係る表示動作期間を説明するための模式図である。 第３の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の表示動作期間の一動作例を表すタイミング波形図である。 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。 適用例２の外観構成を表す斜視図である。 適用例３の外観構成を表す斜視図である。 適用例４の外観構成を表す斜視図である。 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。 各実施の形態等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。
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．第３の実施の形態
５．適用例
＜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（タッチ検出部）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〜数百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、後述するタッチ検出駆動信号Ｖcomtに相当するものである。
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。
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。
＜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制御回路およびタッチ検出機能付き表示装置の駆動方法は、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。
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、タッチ検出部４０とを備えている。
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、およびタッチ検出部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。
ゲートドライバ１２は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する機能を有している。具体的には、ゲートドライバ１２は、後述するように、走査信号Ｖscanを、走査信号線ＧＣＬを介して、画素ＰixのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の液晶表示デバイス２０にマトリックス状に形成されている画素Ｐixのうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択するようになっている。
ソースドライバ１３は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の各画素Ｐix（後述）に画素信号Ｖpixを供給する回路である。具体的には、ソースドライバ１３は、後述するように、画素信号Ｖpixを、画素信号線ＳＧＬを介して、ゲートドライバ１２により順次選択される１水平ラインを構成する各画素Ｐixにそれぞれ供給するものである。そして、これらの画素Ｐixでは、供給される画素信号Ｖpixに応じて、１水平ラインの表示が行われるようになっている。
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、後述するように、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬからなるブロック（駆動電極ブロックＢ）ごとに駆動電極ＣＯＭＬを駆動するものであり、表示動作を行う表示動作期間Ｐｄにおいては表示駆動信号Ｖcomdを印加し、タッチ検出動作を行うタッチ検出動作期間Ｐｔにおいてはタッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加する。ここで、タッチ検出駆動信号Ｖcomtは、表示駆動信号Ｖcomdよりも高い周波数を有するものであり、例えば表示駆動信号Ｖcomdの周波数の１０倍程度にすることができる。タッチ検出動作では、タッチ検出駆動信号Ｖcomtを、駆動電極ブロックＢごとに時分割的に順次印加することにより、タッチ検出動作を行うブロック（検出ブロック）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、検出ブロックごとにタッチ検出信号Ｖdetを出力し、タッチ検出部４０に供給するようになっている。
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から供給される走査信号Ｖscanに従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。タッチ検出デバイス３０は、上述した静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Ｖdetを出力するものである。このタッチ検出デバイス３０は、後述するように、駆動電極ドライバ１４から供給されるタッチ検出駆動信号Ｖcomtに従って、１検出ブロックずつ順次走査してタッチ検出を行うようになっている。
タッチ検出部４０は、制御部１１から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示デバイス１０のタッチ検出デバイス３０から供給されたタッチ検出信号Ｖdetに基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める回路である。このタッチ検出部４０はアナログＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６とを有している。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出デバイス３から供給されるタッチ検出信号Ｖdetに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタである。アナログＬＰＦ部４２の入力端子のそれぞれと接地との間には、直流電位（０Ｖ）を与えるための抵抗Ｒが接続されている。なお、この抵抗Ｒに代えて、例えばスイッチを設け、所定の時間にこのスイッチをオン状態にすることにより直流電位（０Ｖ）を与えるようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ検出駆動信号Ｖcomtに同期したタイミングで、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部４６は、これらの回路が同期して動作するように制御するようになっている。
（タッチ検出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。
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。
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。
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り、この例では、一つの駆動電極ＣＯＭＬが一つの画素電極２２（一行を構成する画素電極２２）に対応するように配置されている。駆動電極ＣＯＭＬは、図示しないコンタクト導電柱によってＴＦＴ基板２１と連結され、このコンタクト導電柱を介して、ＴＦＴ基板２１から駆動電極ＣＯＭＬに交流矩形波形の駆動信号Ｖcom（表示駆動信号Ｖcomdおよびタッチ検出駆動信号Ｖcomt）が印加されるようになっている。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。
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。
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。
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。
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。また、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。
さらに、画素Ｐixは、駆動電極ＣＯＭＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の画素Ｐixと互いに接続されている。駆動電極ＣＯＭＬは、駆動電極ドライバ１４と接続され、駆動電極ドライバ１４より駆動信号Ｖcom（表示駆動信号Ｖcomdおよびタッチ検出駆動信号Ｖcomt）が供給される。つまり、この例では、同じ一行に属する複数の画素Ｐixが一本の駆動電極ＣＯＭＬを共有するようになっている。
この構成により、液晶表示デバイス２０では、ゲートドライバ１２が走査信号線ＧＣＬを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択され、その１水平ラインに属する画素Ｐixに対して、ソースドライバ１３が画素信号Ｖpixを供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われるようになっている。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ１４は、その１水平ラインに対応する駆動電極ＣＯＭＬを含む駆動電極ブロックＢに対して表示駆動信号Ｖcomdを印加するようになっている。
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。タッチ検出動作を行う際は、各電極パターンには、駆動電極ドライバ１４によってタッチ検出駆動信号Ｖcomtが駆動信号ブロックＢに対して順次供給され、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交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、タッチ検出部４０のアナログＬＰＦ部４２の入力にそれぞれ接続されている。駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬにより互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を形成している。
この構成により、タッチ検出デバイス３０では、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ブロックＢ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検出ブロックが順次選択され、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検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。つまり、駆動電極ブロックＢ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。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。
ここで、液晶素子ＬＣは、本発明における「表示素子」の一具体例に対応する。ゲートドライバ１２および駆動電極ドライバ１４は、本発明における「走査駆動部」の一具体例に対応する。駆動電極ＣＯＭＬは、本発明における「共通駆動電極」の一具体例に対応する。
［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。
（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、およびタッチ検出部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、表示動作期間Ｐｄにおいて、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水平ラインを順次選択する。ソースドライバ１３は、表示動作期間Ｐｄにおいて、ゲートドライバ１２により選択された１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、表示動作期間Ｐｄでは、１水平ラインに係る駆動電極ブロックＢに表示駆動信号Ｖcomdを印加し、タッチ検出動作期間Ｐｔでは、タッチ検出動作に係る駆動電極ブロックＢに対して表示駆動信号Ｖcomdよりも周波数の高いタッチ検出駆動信号Ｖcomtを順次印加し、１検出ブロックを順次選択する。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示動作期間Ｐｄ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うとともに、タッチ検出動作期間Ｐｔ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。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出信号Ｖdetの高い周波数成分を除去して出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ検出駆動信号Ｖcomtに同期したタイミングで、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をデジダル信号に変換する。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める。検出タイミング制御部４６は、アナログＬＰＦ部４２、Ａ／Ｄ変換部４３、信号処理部４４、座標抽出部４５が同期して動作するように制御する。
（詳細動作）
次に、タッチ検出機能付き表示装置１の詳細動作を説明する。
図８は、表示動作期間Ｐｄとタッチ検出動作期間Ｐｔとの関係を模式的に表すものである。図８に示したように、１フレーム期間（１Ｆ）は、表示動作期間Ｐｄおよびタッチ検出動作期間Ｐｔにより構成される。言い換えれば、タッチ検出動作期間Ｐｔは、表示動作の垂直ブランキング期間に配置される。各タッチ検出動作期間Ｐｔでは、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、表示面／タッチ検出面Ｓ（後述）の１画面分のタッチ検出を行う。なお、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば１画面分以上もしくは１画面分以下のタッチ検出を行ってもよい。
タッチ検出動作が行われるタッチ検出動作期間Ｐｔ（垂直ブランキング期間）では、液晶表示デバイス２０には、表示動作を行うための各種信号（走査信号Ｖscanおよび画素信号Ｖpix）は印加されない。よって、タッチ検出動作期間Ｐｔでは、図５において、画素基板２に形成された図示しない走査信号線ＧＣＬおよび画素信号線ＳＧＬは、フローティング状態もしくは直流電位が印加された状態になる。これにより、走査信号線ＧＣＬおよび画素信号線ＳＧＬからタッチ検出電極ＴＤＬへ、寄生容量を介してノイズが伝わる可能性を低減することができる。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置１では、内部ノイズがタッチ検出動作に与える影響を低減することができる。
図９は、駆動電極ドライバ１４の一動作例を模式的に表すものである。図９は、表示面／タッチ検出面Ｓが１０個の駆動電極ブロックＢにより構成される場合の、駆動電極ドライバ１４による駆動信号Ｖcom（表示駆動信号Ｖcomdおよびタッチ検出駆動信号Ｖcomt）の印加動作を示している。なお、この例では、説明の便宜上、駆動電極ブロックＢの個数を１０個としているが、これに限定されるものではない。
駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ブロックＢを構成する所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時に駆動信号Ｖcomを印加する。具体的には、表示動作期間Ｐｄでは、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ブロックＢを構成する所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時に表示駆動信号Ｖcomdを印加する（駆動信号印加ブロックＡ１）。そして、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ブロックＢに対して表示駆動信号Ｖcomdを順次印加することにより表示走査を行う。同様に、タッチ検出動作期間Ｐｔでは、駆動電極ドライバ１４は、これらの所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時にタッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加し（駆動信号印加ブロックＡ１）、駆動電極ブロックＢに対してタッチ検出駆動信号Ｖcomtを順次印加することによりタッチ検出走査を行う。
以下に、いくつかの図面を参照して、表示動作期間Ｐｄおよびタッチ検出動作期間Ｐｔにおける動作の詳細を説明する。
（表示動作期間Ｐｄにおける動作）
図１０は、表示動作期間Ｐｄにおける、タッチ検出機能付き表示装置１のタイミング波形例を表すものであり、（Ａ）は表示駆動信号Ｖcomdの波形を示し、（Ｂ）は走査信号Ｖscanの波形を示し、（Ｃ）は画素信号Ｖpixの波形を示す。なお、説明の便宜上、図１０は、ある駆動電極ブロックＢに表示駆動信号Ｖcomdが印加されている場合の動作を示すものとする。つまり、図１０の説明では、駆動信号印加ブロックＡ１は移動しないものとする。
タッチ検出機能付き表示装置１は、表示動作期間Ｐｄにおいて、表示駆動信号Ｖcomd、走査信号Ｖscan、および画素信号Ｖpixに基づいて、表示動作を行う。以下にその動作の詳細を説明する。
まず、駆動電極ドライバ１４は、タイミングｔ１において、駆動信号印加ブロックＡ１に対して表示駆動信号Ｖcomdを印加し、その電圧レベルが低レベルから高レベルに変化する（図１０（Ａ））。これにより、１水平期間（１Ｈ）が開始する。
次に、ゲートドライバ１２は、タイミングｔ２において、駆動信号印加ブロックＡ１に含まれる（ｎ−１）行目の画素の走査信号線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１０（Ｂ））。
次に、ソースドライバ１３は、タイミングｔ３〜ｔ４の期間において、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖpixを印加し（図１０（Ｃ））、１水平ラインに対する表示を開始する。
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は、タイミングｔ５において、走査信号Ｖscan（ｎ−１）を高レベルから低レベルに変化させる（図１０（Ｂ））。
次に、駆動電極ドライバ１４は、タイミングｔ１１において、表示駆動信号Ｖcomd電圧レベルを高レベルから低レベルに変化させる（図１０（Ａ））。これにより、次の１水平期間（１Ｈ）が開始する。
次に、ゲートドライバ１２は、タイミングｔ１２において、駆動信号印加ブロックＡ１に含まれるｎ行目の画素の走査信号線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１０（Ｂ））。
次に、ソースドライバ１３は、タイミングｔ１３〜ｔ１４の期間において、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖpixを印加し（図１０（Ｃ））、１水平ラインに対する表示を開始する。なお、この例では、タッチ検出機能付き表示装置１は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、一つ前の１水平期間のものと比べて、その極性が反転している。
その後、ゲートドライバ１２は、タイミングｔ１５において、走査信号Ｖscan（ｎ）を高レベルから低レベルに変化させる（図１０（Ｂ））。
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／タッチ検出面Ｓにおける、駆動信号印加ブロックＡ１に対応する領域に対する表示動作を行う。そして、図９に示したように駆動信号印加ブロックＡ１を順次シフトしつつ、各駆動信号印加ブロックＡ１に対して上述した表示動作を行うことにより、表示面／タッチ検出面Ｓの全面に対する表示動作を行う。
（タッチ検出動作期間Ｐｔにおける動作）
図１１は、タッチ検出動作期間Ｐｔにおける、タッチ検出機能付き表示装置１のタイミング波形例を表すものであり、（Ａ）はタッチ検出駆動信号Ｖcomtの波形を示し、（Ｂ）はタッチ検出信号Ｖdetの波形を示し、（Ｃ）は表示駆動信号Ｖcomdの波形を示す。ここで、図１１（Ｃ）の表示駆動信号Ｖcomdの波形は、タッチ検出駆動信号Ｖcomt（図１１（Ａ））との周波数の違いを表すために参考として示したものである。すなわち、タッチ検出動作期間Ｐｔでは、駆動電極ドライバ１４は、タッチ検出駆動信号Ｖcomtを出力し、表示駆動信号Ｖcomdを出力しないように動作する。なお、図１０と同様に、説明の便宜上、図１１は、ある駆動電極ブロックＢに表示駆動信号Ｖcomdが印加されている場合の動作を示すものとする。つまり、図１１の説明では、駆動信号印加ブロックＡ１は移動しないものとする。
駆動電極ドライバ１４は、タッチ検出動作期間Ｐｔにおいて、駆動信号印加ブロックＡ１に対して、表示駆動信号Ｖcomd（図１１（Ｃ））よりも周波数の高いタッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加する（図１１（Ａ））。このタッチ検出駆動信号Ｖcomt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１１（Ｂ））。Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ検出駆動信号Ｖcomtに同期したサンプリングタイミングｔｓにおいて、タッチ検出信号Ｖdetが入力されたアナログＬＰＦ部４２の出力信号をＡ／Ｄ変換する（図１１（Ｂ））。すなわち、Ａ／Ｄ変換部４３は、表示走査の周期（１Ｈ）よりも短い周期でサンプリングを行う。
これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、表示面／タッチ検出面Ｓにおける、駆動信号印加ブロックＡ１に対応する領域（１検出ブロック）に対するタッチ検出動作を行う。そして、図９に示したように駆動信号印加ブロックＡ１を順次シフトしつつ、各駆動信号印加ブロックＡ１に対して上述したタッチ検出動作を行うことにより、表示面／タッチ検出面Ｓの全面に対するタッチ検出動作を行う。
図１２は、Ａ／Ｄ変換部４３の入力信号のうちのどの周波数成分がＡ／Ｄ変換部４３から出力されるかを表すものであり、（Ａ）はサンプリング周波数が低い場合を示し、（Ｂ）はサンプリング周波数が高い場合を示す。
一般に、サンプリング周波数ｆsでサンプリングを行うと、その入力信号のナイキスト周波数（ｆs／２）以上の周波数成分が、ｆs／２以下の周波数成分として出力信号に現れる（折り返しノイズ）。具体的には、例えば、図１２（Ａ）に示したように、サンプリング周波数ｆsaの整数倍の周波数（高調波周波数：ｆsa，２ｆsa，３ｆsa…）の近傍（±ｆｃ）の成分が、周波数０の近傍の成分として出力される。ここで、ｆｃは、アナログＬＰＦ部４２のカットオフ周波数ｆｃである。言い換えれば、Ａ／Ｄ変換部４３は、周波数０の近傍にあるタッチ成分に加え、サンプリング周波数ｆsaの整数倍の周波数の近傍にあるノイズ成分が入力されると、そのタッチ成分およびノイズ成分を、ともに周波数０の近傍の成分として出力する。つまり、Ａ／Ｄ変換部４３に続く信号処理部４４では、ノイズ成分とタッチ成分との分離が困難になってしまう。
図１２に示したように、サンプリング周波数が高い場合（図１２（Ｂ））には、サンプリング周波数が低い場合（図１２（Ａ））に比べて、同じ周波数幅ｆｗにおける高調波のスペクトルの数が少なくなるため、Ａ／Ｄ変換部４３に現れるノイズ成分を低減することができる。
タッチ検出機能付き表示装置１では、表示駆動信号Ｖcomdに比べて高い周波数を有するタッチ検出駆動信号Ｖcomtを駆動電極ブロックＢ（駆動信号印加ブロックＡ１）に印加し、タッチ検出電極ＴＤＬから出力されるタッチ検出信号Ｖdetを、そのタッチ検出駆動信号Ｖcomtに同期したタイミングでサンプリングしている。これにより、表示駆動信号Ｖcomdを駆動電極ブロックＢに印加して、その表示駆動信号Ｖcomdに同期したタイミングでタッチ検出信号Ｖdetをサンプリングする場合に比べて、高い周波数でサンプリングすることになるため、ノイズ成分を低減することができる。よって、例えば、外部ノイズがタッチ検出装置に伝わる場合でも、この外部ノイズに起因してＡ／Ｄ変換部４３の出力に現れるノイズ成分を低減することができる。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置１では、外部ノイズがタッチ検出動作に与える影響を低減することができる。
［効果］
以上のように本実施の形態では、タッチ検出動作を、表示動作期間Ｐｄとは異なるタッチ検出動作期間Ｐｔにおいて行うようにしたので、内部ノイズの影響を低減することができる。
また、本実施の形態では、表示走査の周期よりも短い周期でタッチ検出信号をサンプリングしたので、表示走査の周期でサンプリングする場合に比べて、ノイズの影響を低減できる。特に、外部ノイズが入力された場合でも、この外部ノイズの影響を低減することができる。
また、本実施の形態では、タッチ検出動作において、表示駆動信号Ｖcomdと異なるタッチ検出駆動信号Ｖcomtを用いたので、自由度の高いタッチ検出動作を実現することができる。
［変形例１−１］
上記実施の形態では、タッチ検出駆動信号Ｖcomtの周波数は、表示駆動信号Ｖcomdの周波数よりも高いとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、表示駆動信号Ｖcomdの周波数と同じでも良いし、表示駆動信号Ｖcomdの周波数よりも低くてもよい。以下に、タッチ検出駆動信号Ｖcomtの周波数が、表示駆動信号Ｖcomdの周波数と同じ場合の例について説明する。
図１３は、タッチ検出動作期間Ｐｔにおける、タッチ検出機能付き表示装置１のタイミング波形例を表すものであり、表示駆動信号Ｖcomdと同じ周波数を有するタッチ検出駆動信号Ｖcomtを用いた場合を示す。
駆動電極ドライバ１４は、タッチ検出動作期間Ｐｔにおいて、駆動信号印加ブロックＡ１に対して、表示駆動信号Ｖcomdと同じ周波数のタッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加する（図１３（Ａ））。このタッチ検出駆動信号Ｖcomt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１３（Ｂ））。Ａ／Ｄ変換部４３は、表示走査の周期（１Ｈ）よりも短い周期で、タッチ検出信号Ｖdetが入力されたアナログＬＰＦ部４２の出力信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する（図１３（Ｂ））。
この場合でも、表示走査の周期よりも短い周期でサンプリングするので、表示駆動信号Ｖcomdに同期したタイミングでサンプリングする場合、すなわち表示走査の周期でサンプリングする場合に比べて、ノイズの影響を低減できる。
［変形例１−２］
上記実施の形態では、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬからなる駆動電極ブロックＢごとに駆動電極ＣＯＭＬを駆動し走査したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬを同時に駆動するとともに、その駆動する駆動電極ＣＯＭＬを１本ずつシフトすることにより走査してもよい。以下に、その詳細を説明する。
図１４は、本変形例に係る駆動電極ドライバ１４Ｂの一動作例を模式的に表すものである。駆動電極ドライバ１４Ｂは、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時に駆動信号Ｖcomを印加する。具体的には、表示動作期間Ｐｄでは、駆動電極ドライバ１４Ｂは、所定の本数（この例では５本）の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時に表示駆動信号Ｖcomdを印加する（駆動信号印加電極Ａ２）。そして、駆動電極ドライバ１４Ｂは、表示駆動信号Ｖcomdを印加する駆動電極ＣＯＭＬを１本ずつシフトすることにより表示走査を行う。同様に、タッチ検出動作期間Ｐｔでは、駆動電極ドライバ１４Ｂは、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時にタッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加し（駆動信号印加電極Ａ２）、タッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加する駆動電極ＣＯＭＬを１本ずつシフトすることによりタッチ検出走査を行う。なお、この例では、５本の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時に駆動信号Ｖcomを印加したが、これに限定されるものではなく、これに代えて４本以下もしくは６本以上の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時に駆動信号Ｖcomを印加してもよい。また、この例では駆動信号Ｖcomを印加する駆動電極ＣＯＭＬを１本ずつシフトするようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、２以上の本数ずつシフトしてもよい。
図１５は、本変形例に係るタッチ検出動作の一例を表すものであり、（Ａ）はタッチ検出駆動信号Ｖcomtの波形を示し、（Ｂ）はタッチ検出信号Ｖdetの波形を示す。図１５（Ａ）は、各駆動電極ＣＯＭＬに印加されるタッチ検出駆動信号Ｖcomtをそれぞれ示しており、例えば、ｎ行目の駆動電極ＣＯＭＬに印加されるタッチ検出駆動信号Ｖcomtをタッチ検出駆動信号Ｖcomt(n)として示している。
図１５（Ａ）に示したように、本変形例に係る駆動電極ドライバ１４Ｂは、この例では、５本の駆動電極ＣＯＭＬに対してタッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加し、そのタッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加する駆動電極ＣＯＭＬを１本ずつシフトすることにより順次走査を行う。このタッチ検出駆動信号Ｖcomt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１５（Ｂ））。Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ検出駆動信号Ｖcomtに同期したサンプリングタイミングｔｓにおいて、タッチ検出信号Ｖdetが入力されたアナログＬＰＦ部４２の出力信号をＡ／Ｄ変換する（図１５（Ｂ））。
これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、表示面／タッチ検出面Ｓにおける、駆動信号印加電極Ａ２に対応する領域に対するタッチ検出動作を行う。そして、図１４に示したように駆動信号印加電極Ａ２を順次シフトしつつタッチ検出動作を行うことにより、表示面／タッチ検出面Ｓの全面に対するタッチ検出動作を行う。
［変形例１−３］
上記実施の形態では、１つの駆動電極ＣＯＭＬが１つの画素電極２２（１行を構成する画素電極２２）に対応するように配置されるものとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、１つの駆動電極ＣＯＭＬを太く形成して、複数の画素電極２２（複数行を構成する画素電極２２）に対応するように配置してもよい。図１６は、２つの駆動電極ＣＯＭＬが１つの画素電極２２に対応するように配置した場合の例を示す。
＜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７について説明する。上記第１の実施の形態（図８）では、表示のブランキング期間においてタッチ検出動作を行うようにしたが、これに代えて、本実施の形態では、ブランキング期間に加え、さらに１画面分の表示を中断してタッチ検出動作を行うようにしている。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置７は、このようなタイミングで動作を行うように制御する制御部１６を用いて構成されたものである。その他の構成は、上記第１の実施の形態（図１など）と同様である。なお、上記第１の実施の形態に係る立体表示システム１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図１７は、１フレーム期間（１Ｆ）におけるタッチ検出動作期間の配置を表すものである。１フレーム期間は、２つの表示動作期間Ｐｄ１，Ｐｄ２、および２つのタッチ検出動作期間Ｐｔ１，Ｐｔ２からなっており、これらの各期間は、時間軸上において、表示動作期間Ｐｄ１、タッチ検出動作期間Ｐｔ１、表示動作期間Ｐｄ２、タッチ検出動作期間Ｐｔ２のように交互に配置されている。
図１８は、表示面／タッチ検出面Ｓにおける各表示動作期間Ｐｄ１，Ｐｄ２に係る表示部分を表すものである。図１８に示したように、タッチ検出機能付き表示装置７は、この例では、表示動作期間Ｐｄ１において表示面／タッチ検出面Ｓの上半分に対する表示動作を行い、表示動作期間Ｐｄ２において表示面／タッチ検出面Ｓの下半分に対する表示動作を行う。
一方、タッチ検出動作では、例えば、タッチ検出動作期間Ｐｔ１，Ｐｔ２のそれぞれにおいて、表示面／タッチ検出面Ｓの１画面分のタッチ検出を行う。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置７は、１画面分のタッチ検出を、表示動作期間Ｐｄ１，Ｐｄ２を挟んで、各フレーム期間において２回ずつ行う。このように、１画面分のタッチ検出の頻度を高くすることにより、よりスムーズなタッチ検出が可能となる。
以上のように本実施の形態では、１画面分の表示動作期間を複数に分割し、その複数の表示動作期間の間でタッチ検出動作を行うようにしたので、タッチ検出動作を行うタイミングについて高い自由度を実現することができる。
また、本実施の形態では、各タッチ検出動作期間において１画面分のタッチ検出を行うようにしたので、１フレーム期間において、１画面分のタッチ検出を複数回行うことができ、よりスムーズなタッチ検出が可能となる。
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。
［変形例２−１］
上記実施の形態では、１画面分の表示動作期間を２分割（表示動作期間Ｐｄ１，Ｐｄ２）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３以上に分割するようにしてもよい。
［変形例２−２］
上記実施の形態では、タッチ検出動作期間Ｐｔ１，Ｐｔ２のそれぞれにおいて、表示面／タッチ検出面Ｓの１画面分のタッチ検出を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば１画面分以上もしくは１画面分以下のタッチ検出を行うようにしてもよい。
＜４．第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置８について説明する。上記第１の実施の形態等では、タッチ検出動作期間のみにおいてタッチ検出動作を行うようにしたが、本実施の形態では、表示動作期間でもタッチ検出動作を行うことができるようにしたものである。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置８は、このようなタイミングで動作を行うように制御する制御部１７を用いて構成されたものである。その他の構成は、上記第１の実施の形態（図１など）と同様である。なお、上記第１の実施の形態に係る立体表示システム１等と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図１９は、表示動作期間Ｐｄにおける、タッチ検出機能付き表示装置８のタイミング波形例を表すものであり、（Ａ）は表示駆動信号Ｖcomdの波形を示し、（Ｂ）は走査信号Ｖscan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。タッチ検出機能付き表示装置８は、上記第１の実施の形態と同様に、駆動電極ブロックＢごとに表示駆動信号Ｖcomdを印加している。
タッチ検出機能付き表示装置８では、上記第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１と全く同じように、表示動作を行う（図１９（Ａ）〜（Ｃ））。その際、表示駆動信号Ｖcomd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１９（Ｄ））。Ａ／Ｄ変換部４３は、表示駆動信号Ｖcomdに同期したサンプリングタイミングｔｓにおいて、タッチ検出信号Ｖdetが入力されたアナログＬＰＦ部４２の出力信号をＡ／Ｄ変換する（図１９（Ｄ））。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置８は、タッチ検出動作期間Ｐｔだけでなく、表示動作期間Ｐｄにおいてもタッチ検出動作を行う。その際、タッチ検出機能付き表示装置８では、表示駆動信号Ｖcomdを、表示動作だけでなくタッチ検出動作にも使用している。つまり、表示駆動信号Ｖcomdは、タッチ検出駆動信号Ｖcomtを兼ねている。
サンプリングタイミングｔｓは、表示駆動信号Ｖcomd（タッチ検出駆動信号Ｖcomt）が遷移した後、画素信号Ｖpixが画素信号線ＳＧＬに印加されるまでの間の期間に設定されるのが望ましい。これにより、例えば、画素信号Ｖpixが、画素信号線ＳＧＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の寄生容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬにノイズとして伝わった場合でも、そのノイズに影響されることなく、タッチ検出動作を行うことが可能となる。
このように、タッチ検出機能付き表示装置８は、タッチ検出動作期間Ｐｔでは、上記第１の実施の形態に示したようにタッチ検出動作を行うとともに、表示動作期間Ｐｄでは、図１９に示したように表示動作とタッチ検出動作を行うことができる。これにより、例えば、タッチ検出機能付き表示装置８は、状況に応じて、表示動作期間Ｐｄにおいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出動作期間Ｐｔにおいてタッチ検出動作を行い、あるいは表示動作期間Ｐｄおよびタッチ検出動作期間Ｐｔにおいてタッチ検出動作を行うように、切り替えて動作することができる。
以上のように本実施の形態では、タッチ検出動作期間Ｐｔだけでなく、表示動作期間Ｐｄにおいてもタッチ検出動作を行うことができるようにしたので、タッチ検出動作の高い自由度を実現することができる。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。
［変形例３−１］
上記実施の形態では、上記第１の実施の形態に示したように、駆動電極ブロックＢごとに駆動電極ＣＯＭＬを駆動し走査したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、上記第１の実施の形態の変形例に示したように、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬを駆動するとともに、駆動電極ＣＯＭＬを１本ずつシフトすることにより走査してもよい。
＜５．適用例＞
次に、図２０〜図２４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。
（適用例１）
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。
（適用例２）
図２１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。
（適用例３）
図２２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。
（適用例４）
図２３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。
（適用例５）
図２４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。
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。
例えば、上記の各実施の形態等では、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９０を、図２５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９０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。
例えば、上記各実施の形態では、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、例えば液晶表示デバイスに静電容量型のタッチ検出デバイスを装着したものあってもよい。この場合でも、上述したような構成にすることにより、外部ノイズや、液晶表示デバイスから伝わるノイズ（上記各実施の形態における内部ノイズに対応するもの）の影響を抑えつつタッチ検出を行うことができる。
１，７，８…タッチ検出機能付き表示装置、２，２Ｂ…画素基板、３，３Ｂ…対向基板、６…液晶層、１０，９０…タッチ検出機能付き表示デバイス、１１，１６，１７…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、２３…絶縁層、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…タッチ検出部、４２…アナログＬＰＦ部、４３…Ａ／Ｄ変換部、４４…信号処理部、４５…座標抽出部、４６…検出タイミング制御部、Ａ１…駆動信号印加ブロック、Ａ２…駆動信号印加電極、Ｂ…駆動電極ブロック、ＣＯＭＬ…駆動電極、ｆsa，ｆsb…サンプリング周波数、ＧＣＬ…走査信号線、ＬＣ…液晶素子、Ｐｄ，Ｐｄ１，Ｐｄ２…表示動作期間、Ｐｔ，Ｐｔ１，Ｐｔ２…タッチ検出動作期間、Ｐix…画素、Ｒ…抵抗、Ｓ…表示面／タッチ検出面、ＳＧＬ…画素信号線、ＴＤＬ…タッチ検出電極、Ｔｒ…ＴＦＴ素子、ｔｓ…サンプリングタイミング、Ｖcom…駆動信号、Ｖcomd…表示駆動信号、Ｖcomt…タッチ検出駆動信号、Ｖdet…タッチ検出信号、Ｖdisp…映像信号、Ｖpix…画素信号、Ｖscan…走査信号。

Claims (5)

  1. 一方向に延在するように並設され、表示駆動信号が印加される共通駆動電極を備え、画素信号および前記表示駆動信号に基づいて表示動作を行う複数の表示素子と、
    前記共通駆動電極と、前記共通駆動電極に対向して配置され、前記一方向とは異なる方向に延在するように並設されたタッチ検出電極を備え、前記共通駆動電極にタッチ検出駆動信号を印加しつつ、前記タッチ検出電極で信号を検出することで、外部近接物体を検出するタッチ検出素子と、
    前記画素信号および前記表示駆動信号を前記複数の表示素子に時分割的に順次供給して表示走査を行うとともに、前記タッチ検出駆動信号を前記タッチ検出素子に供給する走査駆動部と、
    前記表示走査の周期よりも短い周期で、前記タッチ検出素子からの検出結果をサンプリングすることによりタッチ検出を行うタッチ検出部と
    を備え、
    前記走査駆動部は、前記表示走査を行う表示動作期間において、前記共通駆動電極に前記表示駆動信号を印加し、前記表示動作期間とは異なるタッチ検出動作期間において、前記共通駆動電極に前記タッチ検出駆動信号を供給し、
    前記タッチ検出動作期間が、前記表示走査のブランキング期間に対応し、
    前記表示駆動信号は矩形波信号であり、
    前記タッチ検出駆動信号は、前記表示駆動信号よりも高い周波数を有する矩形波信号であり、
    前記タッチ検出部は、前記タッチ検出駆動信号に同期したタイミングで前記タッチ検出素子における検出結果をサンプリングする
    タッチ検出機能付き表示装置。
  2. 前記表示動作期間は、前記表示走査を中断することにより複数に分断され、
    前記タッチ検出動作期間は、前記表示走査が中断する期間に設けられている
    請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  3. 前記タッチ検出素子は、外部近接物体の近接もしくは接触に基づく静電容量の変化を利用してその外部近接物体を検出する
    請求項１又は請求項２に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  4. 前記タッチ検出素子は、さらに前記表示駆動信号に基づいて外部近接物体を検出し、
    前記タッチ検出部は、さらに前記表示動作期間において、前記検出結果を前記表示駆動信号に同期したタイミングでサンプリングすることによりタッチ検出を行う
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  5. 前記タッチ検出部は、前記タッチ検出動作期間におけるタッチ検出と前記表示動作期間におけるタッチ検出とを切り替えて行う
    請求項４に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
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