JP6027908B2 - 表示装置及びタッチパネル - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、表示装置及びタッチパネルに関する。

ユーザインタフェースの形としてタッチパネル機能を具備した表示装置を搭載した携帯電話や携帯情報端末、パーソナルコンピュータなどの電子機器が開発されている。このようなタッチパネル機能を具備した電子機器では、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示装置に、別途タッチパネル基板を貼り合わせることでタッチパネル機能を付加することが検討されている。

ところで、機械式の押し釦を押下するときには、釦が可動し及びタッチ面が凹凸することにより、ユーザはどの釦を押したか、また入力の実行を触感により認識することができる。しかし、タッチパネルには、可動および凹凸が無いためこのような触感を得ることができない。そこで、人工的に触感を作り出すためのさまざまな方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、「圧電アクチュエータ」により触感を生成する方法が開示されている。圧電アクチュエータは交流電圧によって振動するため、電気信号により人工的な触覚を生成することができる。

特開２０１１−４８８５４号公報

しかしながら、圧電アクチュエータを用いる場合は、機械的に振動する圧電アクチュエータをタッチパネルに設置する必要がある。従って、圧電アクチュエータの部品点数の増加及び圧電アクチュエータ用の領域の確保などの理由から、設置する圧電アクチュエータの数には制限があった。そのため、複数の指が接触した際、接触している複数の指が同一の刺激を受け、同時刻に接触しているどの指が検知された指かを識別することができなかった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、タッチした指を精度良く弁別する触覚信号をフィードバックすることのできる表示装置及びタッチパネルを提供することを目的とする。

本発明の一態様によるタッチパネルは、タッチパネル上の第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向とにそれぞれ配列する複数の電極と、前記それぞれの電極にタッチパネル上の導電体の位置を検出する信号を供給する検出信号出力部と、前記供給した信号に対応して前記電極から出力される信号に基づいて前記導電体の位置を演算する位置演算部とを有するタッチ検出部と、前記導電体の位置近傍の電極に触覚信号を出力する触覚出力部と、前記タッチ検出部からの信号線と触覚出力部からの信号線とを切り換えて、それぞれの電極からの信号線と接続する切換部と、前記タッチ検出部、触覚出力部、及び切換部の動作を制御する制御部と、前記それぞれの電極からの配線と一端で接続する第１選択スイッチ群と、前記第１の選択スイッチ群の他端を共通に接続した配線を、前記検出信号出力部と触覚出力部とに切り換えて接続する第１切換スイッチと、前記それぞれの電極からの配線と一端で接続する第２選択スイッチ群と、前記第２の選択スイッチ群の他端を共通に接続した配線を、前記位置演算部とグラウンドとに切り換えて接続する第２切換スイッチと、を有し、前記制御部は、前記導電体の位置検出時には、前記検出信号出力部と位置演算部とを選択するように前記第１及び第２切換スイッチを切換え、前記触覚信号の出力時には、前記触覚出力部とグラウンドとを選択するように前記第１及び第２切換スイッチを切換えて、前記第１及び第２選択スイッチ群の切換動作を制御するタッチパネル。

第１の実施の形態の表示装置の構成を示す断面図。 第１の実施の形態の表示装置のタッチパネルの構成を示す模式図。 第１の実施の形態の表示装置のタッチパネルの動作原理を説明するための図。 第１の実施の形態の表示装置のタッチパネルの詳細の構成を示す図。 第１の実施の形態の表示装置のタッチパネルの相互容量変化により指検出を行う場合の駆動タイミングチャート。 第１の実施の形態の表示装置のタッチパネルの自己容量変化により指検出を行う場合の駆動タイミングチャート。 第２の実施の形態の表示装置のタッチパネルの詳細の構成を示す図。 第２の実施の形態の表示装置のタッチパネルの駆動タイミングチャート。 第３の実施の形態の表示装置におけるタッチパネルとディスプレイ部との種々の駆動方法を説明するための図。 第４の実施の形態の表示装置のタッチパネルの電極の一構成例を示す模式図。 第４の実施の形態の表示装置のタッチパネルの電極の一構成例を示す模式図。 第４の実施の形態の表示装置のタッチパネルの電極の一構成例を示す模式図。 第５の実施の形態の表示装置のタッチパネルの触覚信号の構成を示す模式図。

[第１の実施の形態]
図１は、第１の実施の形態の表示装置の構成を示す断面図である。
第１の実施形態に係る表示装置１は、保護カバー２、タッチパネル３、ディスプレイ部４、及び照明ユニット５を備えている。なお、第１の実施の形態のディスプレイ部４は、例えば、液晶表示パネルである。ディスプレイ部４はＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）などによる薄型ディスプレイとして形成されても良い。ＯＬＥＤのような自発光ディスプレイの場合、照明ユニット５は、省略することも可能である。

タッチパネル３は、指などの誘電体の接近（接触）位置を検知電極によって検知する。検知電極は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）や銀ナノワイヤなどの素材を使用した透明電極で、例えば、縦横からなる多数のモザイク状電極パターンとしてガラス、プラスチックなどの基板上に配置される。

ディスプレイ部４は、一対の電極基板であるアレイ基板７および対向基板８間に液晶層ＬＱを挟持した構造である。アレイ基板７に設けられた画素電極ＰＥおよび対向基板８に設けられた共通電極ＣＥから液晶層ＬＱに印加される液晶駆動電圧により液晶表示パネルＰＮＬの透過率が制御される。

保護カバーは、タッチパネル３、及びディスプレイ部４を外部からの衝撃から保護する。保護カバーは、ガラスであるが、アクリルやポリカーボネートやＰＥＴなど透明な誘電体として形成されても良いし、1E5Ω/□〜1E10Ω/□程度の導電性のある物であっても良い。

図２は、第１の実施の形態の表示装置１のタッチパネル３の構成を示す模式図である。図２（１）は平面図であり、図２（２）は、矢視Ｐ−Ｐ’に沿う断面図である。

タッチパネル３には、図２（１）の左右方向に延線する複数の透明な行電極（１行、２行、・・・）と、上下方向に延線する複数の透明な列電極（Ａ列、Ｂ列、・・・）とが格子状に設けられている。なお、行電極と列電極は、透明絶縁膜を介し異なる層に配置されている。

なお、図２（１）には、指がタッチパネル３の第２行の行電極と、第Ａ列の列電極の交点近傍に接触した状態を示している。このときは、誘電体である指の存在によって第２行の行電極と第Ａ列の列電極との相互容量が変化する。従って、行電極と列電極との相互容量を測定することで、指の存在位置を検知することができる。また、誘電体である指の存在によって第２行の行電極の自己容量、あるいは第Ａ列の列電極の自己容量が変化する。従って、行電極あるいは列電極との自己容量を測定することで、指の存在位置を検知することができる。

図３は、第１の実施の形態の表示装置１のタッチパネル３の動作原理を説明するための図である。

行電極（１行、２行、・・・）と列電極（Ａ列、Ｂ列、・・・）のそれぞれの電極と接続する信号線が切換部１０に入力される。更に、切換部１０には、タッチ検出部２０からの信号線と触覚出力部３０からの信号線とが入力される。切換部１０は、タッチ検出部２０からの信号線と触覚出力部３０からの信号線を切り換えて、それぞれの電極からの信号線と接続し、タッチ検出動作と触覚出力動作を時分割で実行可能にする。

タッチ検出部２０は、それぞれの電極に信号を供給して指の存在位置を検知する。触覚出力部３０は、指が存在している位置の電極に電圧を付与して指に触覚を与える。即ち、第１の実施の形態の表示装置１では、電極は誘電体である指を検知する機能と指に触覚信号を供給する機能とを共用する。従って、触覚用電極は、検知電極と同じ分解能を備えることができるため、タッチ位置を精度良く弁別できる触覚信号をフィードバックすることができる。

なお、切換部１０、タッチ検出部２０、触覚出力部３０、及びこれらの動作を制御する制御部４０を、外部の回路基板（不図示）に設けても良い。

続いて、タッチ検出と触覚出力の動作について詳細に説明する。

図４は、第１の実施の形態の表示装置１のタッチパネル３の詳細の構成を示す図である。なお、図４では、説明の簡略化のために、行電極は１〜５行、列電極はＡ〜Ｄ列として表している。

切換部１０は、複数の電極選択スイッチ群より構成されている。これらの電極選択スイッチを切り換えることにより、後述するタッチ位置検出と触覚電圧出力動作を時分割で実行する。この動作については後述する。

タッチ検出部２０は、指検出電圧発生回路２１、容量検出回路２２、接触座標演算回路２３、及び指座標メモリ２４を備えている。指検出電圧発生回路２１は、タッチパネル上の指位置を検知するための電圧（例えば、５〜２０Ｖ）を発生する。容量検出回路２２は、それぞれの電極位置での容量を検出（測定）する。接触座標演算回路２３は、検出した容量に基づいて指位置を演算する。指座標メモリ２４は、検出した指位置座標を記憶する。

触覚出力部３０は、触覚電圧発生回路３１、触覚フィードバック演算回路３２、移動速度演算回路３３、及び起伏座標メモリ３４を含んでいる。触覚電圧発生回路３１は、触覚電圧を発生する。触覚電圧は電極を介して指に流れる電流が５〜１００ｍＡ程度になるように設定される。これによって、指に対して痛覚なき触覚を与えることができる。触覚電圧が直流である場合は、保護カバーを1E5Ω/□〜1E10Ω/□程度の導電性とするほか、電極上の保護カバーの一部取り除いてもよい。 また触覚電圧は直流である必要はなく、保護カバーが一様の絶縁体である場合は、交流やパルス波形を与えることで、同様の機能を示すことができる。移動速度演算回路３３は、指がタッチパネル上を移動する速度を演算する。起伏座標メモリ３４は、タッチパネル３の背景としてディスプレイ部４に表示される画像の３次元の凹凸（起伏）情報を記憶する。触覚フィードバック演算回路３２は、指に与えられる触覚が移動速度によっても変わらず、また背景画像の凹凸を触覚によって感知できるように触覚電圧を補正する。

制御部４０は、指検出／触覚選択ＳＷ駆動回路４１、電極選択ＳＷ駆動回路４２、及びタイミング発生回路４３を有している。指検出／触覚選択ＳＷ駆動回路４１は、指位置を検出する動作、または指に触覚信号を与える動作の開始時に、切換部１０の電極選択スイッチ群を指検出あるいは触覚出力それぞれの動作に対応するように切り換える。電極選択ＳＷ駆動回路４２は、切り換えられた電極選択スイッチ群のそれぞれのスイッチを所定のシーケンスで駆動する。タイミング発生回路４３は、電極選択スイッチ群の制御動作を含み、タッチパネル３の動作を統括して制御する。

続いて、切換部１０の構成について説明する。

行電極のそれぞれの一方の端には、電極選択ＳＷ１１〜１５の一端が接続されている。列電極のそれぞれの一方の端には、電極選択ＳＷ１６〜１９の一端が接続されている。さらに、電極選択ＳＷ１１〜１９のそれぞれの他端は共通に接続されている。そしてその共通の接続点は、電極選択ＳＷ４１を介して触覚電圧発生回路３１と接続し、また電極選択ＳＷ４２を介して指検出電圧発生回路２１と接続されている。

また行電極のそれぞれの一方の端には、電極選択ＳＷ２１〜２５の一端が接続されている。列電極のそれぞれの一方の端には、電極選択ＳＷ２６〜２９の一端が接続されている。さらに、電極選択ＳＷ２１〜２９のそれぞれの他端は共通に接続されている。そしてその共通の接続点は、電極選択ＳＷ４３を介して筐体グラウンド電極（アース）と接続し、また電極選択ＳＷ４４を介して容量検出回路２２と接続されている。

なお、電極選択ＳＷ４１〜４４は、指検出／触覚選択ＳＷ駆動回路４１によって切り換えられる。指位置を検出する動作開始時には、電極選択ＳＷ４２とＳＷ４４が信号線を接続し、電極選択ＳＷ４１とＳＷ４３は信号線を開放する。指に触覚信号を与える動作の開始時には、電極選択ＳＷ４１とＳＷ４３が信号線を接続し、電極選択ＳＷ４２とＳＷ４４は信号線を開放する。

次に、タッチパネル３の動作について説明する。

図５は、第１の実施の形態の表示装置１のタッチパネル３の相互容量変化により指検出を行う場合の駆動タイミングチャートである。

時刻ｔ１〜ｔ２が指位置検出期間であり、時刻ｔ３〜ｔ４が触覚フィードバック期間である。そして、時刻ｔ１〜ｔ２のタイミングで電極選択ＳＷ４２とＳＷ４４をＯＮとして信号線を接続し、時刻ｔ３〜ｔ４のタイミングで電極選択ＳＷ４１とＳＷ４３をＯＮとして信号線を接続する。この指位置検出期間と触覚フィードバック期間とが繰り返して実行される。なお、空白の時間、時刻ｔ２〜ｔ３、および時間ｔ４〜ｔ１は設けなくても良い。

指位置検出期間では、電極選択ＳＷ２６をＯＮとし、電極選択ＳＷ１１〜ＳＷ１５を順次ＯＮとする。そして、電極選択ＳＷ１１〜ＳＷ１５を順次ＯＮとするタイミングに同期して指検出電圧発生回路２１が指検出パルスを発生させ、このパルス発生のタイミングで容量検出回路２２によって各々Ａ列の電圧の変化を測定することで、各々の交点の容量を検出する。この一連の動作を電極選択ＳＷ２７〜ＳＷ２９についても同様に繰り返す。例えば、指が２行電極とＡ列電極の交点位置でタッチパネル３に接触している場合、電極選択ＳＷ１２と電極選択ＳＷ２６がＯＮのタイミングで、検出した相互容量が減少する。これによって、指の接触座標を判定できる。

触覚フィードバック期間では、検出した指位置である２行電極とＡ列電極の交点近傍に刺激を発生させる。そこで、電極選択ＳＷ１２と電極選択ＳＷ２６とをＯＮとして、触覚電圧発生回路３１が触覚電圧パルスを発生させる。触覚フィードバック期間中は、触覚電圧パルスの電圧を変化させても良い。また、単一の行及び列の電極選択ＳＷをＯＮしても良いし、複数の行及び列の電極選択ＳＷを組み合わせても良く、もしくは時系列で組み合わせを変えても良い。時系列で組み合わせを変更することにより、より複雑な触覚を得ることができる。

図６は、第１の実施の形態の表示装置１のタッチパネル３の自己容量変化により指検出を行う場合の駆動タイミングチャートである。

時刻ｔ１〜ｔ２が指位置検出期間であり、時刻ｔ３〜ｔ４が触覚フィードバック期間である。そして、時刻ｔ１〜ｔ２のタイミングで電極選択ＳＷ４２とＳＷ４４をＯＮとして信号線を接続し、時刻ｔ３〜ｔ４のタイミングで電極選択ＳＷ４１とＳＷ４３をＯＮとして信号線を接続する。この指位置検出期間と触覚フィードバック期間とが繰り返して実行される。なお、空白の時間、時刻ｔ２〜ｔ３、および時間ｔ４〜ｔ１は設けなくても良い。

指位置検出期間では、電極選択ＳＷ１１と電極選択ＳＷ２１を同時にＯＮとし、容量検出回路２によって電圧の変動を測定することにより容量を検出する。電極選択ＳＷ１２〜電極選択ＳＷ１９、電極選択ＳＷ２２〜電極選択ＳＷ２９についてもそれぞれ同様に、同じ電極に接続する選択ＳＷを同時にＯＮとする動作を順次繰り返し、容量の測定を行う。

指が２行電極とＡ列電極の交点位置、及び２行電極とＢ列電極の交点位置でタッチパネル３に接触している場合、電極選択ＳＷ１２と電極選択ＳＷ２２がＯＮの時、電極選択ＳＷ１６と電極選択ＳＷ２６がＯＮの時、電極選択ＳＷ１７と電極選択ＳＷ２７がＯＮの時、それぞれのタイミングで容量検出回路２が測定する自己容量が増加する。従って、指の接触座標を判定できる。

触覚フィードバック期間では、指が平行するＡ列電極とＢ列電極の２配線にまたがって接触しているため、電極選択ＳＷ１２をＯＮとして、電極選択ＳＷ２６と電極選択ＳＷ２７をＯＮとして触覚電圧発生回路３１が触覚電圧パルスを発生させことにより触覚を発生させることができる。また、電極選択ＳＷ１６と電極選択ＳＷ２７をＯＮとすることによっても触覚を発生させることができる。

触覚フィードバック期間中は、触覚電圧パルスの電圧を変化させても良い。また、単一の行及び列の電極選択ＳＷをＯＮしても良いし、複数の行及び列の電極選択ＳＷを組み合わせても良く、もしくは時系列で組み合わせを変えても良い。時系列で組み合わせを変更することにより、触覚フィードバック専用の電極を設けることなくより複雑な触覚を得ることができる。

[第２の実施の形態]
図７は、第２の実施の形態の表示装置１のタッチパネル３の詳細の構成を示す図である。なお、図７では、説明の簡略化のために、行電極は１〜５行、列電極はＡ〜Ｄ列として表している。

第２の実施の形態では、切換部１０とタッチ検出部２０の構成が第１の実施の形態と異なっている。第１の実施の形態と同一の機能を備えた部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。

タッチ検出部２０は、指検出回路２５、及び指座標メモリ２４を備えている。指検出回路２５は、第１の実施の形態における、指検出電圧発生回路２１、容量検出回路２２、接触座標演算回路２３を一体とした構成である。指検出回路２５は、例えば、半導体集積回路として構成することができる。

続いて、第２の実施の形態における切換部１０の構成について説明する。

行電極のそれぞれの一方の端には、指検出／触覚選択ＳＷ３１〜３５の一端が接続されている。列電極のそれぞれの一方の端には、指検出／触覚選択ＳＷ３６〜３９の一端が接続されている。そして、それぞれの指検出／触覚選択ＳＷの他端は、指検出側端子と触覚側端子とに切換可能に接続されている。指検出／触覚選択ＳＷ駆動回路４１は指検出／触覚選択ＳＷ３１〜３９を一括して指検出側端子あるいは触覚側端子に切換る。

指検出／触覚選択ＳＷ３６〜３９の指検出側端子は、それぞれ指検出回路２５の指検出電圧発生回路２１と信号線で接続されている。

指検出／触覚選択ＳＷ３１〜３９の触覚側端子には、電極選択ＳＷ１１〜１９の一端が接続されている。即ち、行電極と接続する触覚側端子には、電極選択ＳＷ１１〜１５の一端が接続されている。列電極と接続する触覚側端子には、電極選択ＳＷ１６〜１９の一端が接続されている。さらに、電極選択ＳＷ１１〜１９のそれぞれの他端は共通に接続されて触覚電圧発生回路３１と接続している。

また指検出／触覚選択ＳＷ３１〜３９の触覚側端子には、電極選択ＳＷ２１〜２９の一端が接続されている。即ち、行電極と接続する触覚側端子には、電極選択ＳＷ２１〜２５の一端が接続されている。列電極と接続する触覚側端子には、電極選択ＳＷ２６〜２９の一端が接続されている。さらに、電極選択ＳＷ２１〜２９のそれぞれの他端は共通に接続されて筐体グラウンド電極（アース）と接続している。

図８は、第２の実施の形態の表示装置１のタッチパネル３の駆動タイミングチャートである。

時刻ｔ１〜ｔ２が指位置検出期間であり、時刻ｔ３〜ｔ４が触覚フィードバック期間である。そして、時刻ｔ１〜ｔ２のタイミングで指検出／触覚選択ＳＷ駆動回路４１が指検出／触覚選択ＳＷ３１〜３９を指検出側に切り換え、時刻ｔ３〜ｔ４のタイミングで指検出／触覚選択ＳＷ３１〜３９を触覚側に切り換えて信号線を接続する。この指位置検出期間と触覚フィードバック期間とが繰り返して実行される。なお、空白の時間、時刻ｔ２〜ｔ３、および時間ｔ４〜ｔ１は設けなくても良い。

指位置検出期間における指検出回路内２５内の指検出電圧発生回路２１、容量検出回路２２、及び接触座標演算回路２３のそれぞれの動作は、図４、図５に示すタイミングチャートで説明している内容と同様であるため、図８では省略している。
触覚フィードバック期間では、電極選択ＳＷ駆動回路４２が電極選択ＳＷ１２と電極選択ＳＷ２６とをＯＮとして、触覚電圧発生回路３１が触覚電圧パルスを出力する。

[第３の実施の形態]
第３の実施の形態では、第１及び第２の実施の形態の表示装置１におけるタッチパネル３とディスプレイ部４との駆動方法を規定する。

図９は、第３の実施の形態の表示装置１におけるタッチパネル３とディスプレイ部４との種々の駆動方法を説明するための図である。

図９（１）に示す駆動方法では、タッチパネル３とディスプレイ部４とを同期して駆動する。即ち、タッチパネル３の指位置検出期間をディスプレイ部４の表示期間の開始と同じタイミングで駆動開始し、タッチパネル３の触覚フィードバック期間をディスプレイ部４のＶブランク期間の開始と同じタイミングで駆動開始する。

図９（２）に示す駆動方法では、タッチパネル３とディスプレイ部４とを同期して駆動する。即ち、タッチパネル３の触覚フィードバック期間をディスプレイ部４の表示期間の開始と同じタイミングで駆動開始し、タッチパネル３の指位置検出期間をディスプレイ部４のＶブランク期間の開始と同じタイミングで駆動開始する。

図９（３）に示す駆動方法では、タッチパネル３とディスプレイ部４とを同期して駆動する。即ち、タッチパネル３の指位置検出期間及び触覚フィードバック期間を細分化して、例えばディスプレイ部４の１Ｈ表示期間の内、映像信号の出力時にタッチパネル３の触覚フィードバック期間の一部を駆動させ、Ｈブランク期間に指位置検出期間の一部を駆動させる。なお、映像信号の出力時にタッチパネル３の指位置検出期間の一部を駆動させ、Ｈブランク期間に触覚フィードバック期間の一部を駆動させてもよい。

また、Ｖブランク期間、あるいはＨブランク期間のみ指位置検出期間の一部および触覚フィードバック期間の一部を駆動させるようにしてもよい。

上記のようにＶブランク期間、あるいはＨブランク期間に同期させる信号は映像信号に影響を与える信号を選択することで映像に影響を及ぼすことなくタッチパネル機能および触覚フィードバック機能を実現することが可能となる。

なお、図９に示す駆動方法に限られず、タッチパネル３とディスプレイ部４を同期させずにそれぞれ独立に駆動することも可能である。

[第４の実施の形態]
第４の実施の形態では、第１及び第２の実施の形態の表示装置１におけるタッチパネル３の検出電極の種々の態様を規定する。

図１０は、第４の実施の形態の表示装置１のタッチパネル３の電極の一構成例を示す模式図である。図１０（１）は平面図であり、図１０（２）は、矢視Ｐ−Ｐ’に沿う断面図である。

透明な行電極と列電極が、同層でマトリクス状に配置されている。行電極と列電極は同層の配線とされ、行電極と列電極の引き出し配線のいずれか一方は同層の配線で、他方は、絶縁膜を介してブリッジされ接続されている。また、行電極と列電極は各々異なる配線使用をしてもよい。

図１１は、第４の実施の形態の表示装置１のタッチパネル３の電極の一構成例を示す模式図である。図１１（１）は平面図であり、図１１（２）は、矢視Ｐ−Ｐ’に沿う断面図である。

透明な行電極と列電極が、すべて同層でマトリクス状に配置されている。行電極と列電極の引き出し配線のいずれか片方は同層の共通配線で、もう片方は、別々に終端部まで引き出され、外部で共通化されている。

図１２は、第４の実施の形態の表示装置１のタッチパネル３の電極の一構成例を示す模式図である。図１２（１）は平面図であり、図１２（２）は、矢視Ｐ−Ｐ’に沿う断面図である。

楔形の複数の電極が配置されている。このように配置した場合でも、指検出と触覚フィードバックのための電極を同一の電極で構成することができる。

[第５の実施の形態]
第５の実施の形態では、第１及び第２の実施の形態の表示装置１におけるタッチパネル３の触覚信号の構成方法を規定する。

図１３は、第５の実施の形態の表示装置１のタッチパネル３の触覚信号の構成を示す模式図である。

図１３（１）では、隣り合う偶数列と奇数列との電極の一方をパルスによる触覚信号、他方をＧＮＤ電位のようなリファレンス信号を印加して少なくとも一点以上の接触点で触覚信号とリファレンス信号を同時に接触する事によって感覚刺激を与える。

パルスによる触覚信号は振幅及び周波数を変化させることにより異なる感覚刺激を与えることができる。触覚信号を印加する電極を順次切り替えることにより複数の接触点で異なる感覚を与えることもできる。

図１３（２）では、直行する電極の一方をパルスによる触覚信号、他方をＧＮＤ電位のようなリファレンス信号を印加する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…表示装置、２…保護カバー、３…タッチパネル、４…ディスプレイ部、１０…切換部、２０…タッチ検出部、２１…指検出電圧発生回路、２２…容量検出回路、２２…電極選択ＳＷ、２３…接触座標演算回路、２４…指座標メモリ、２５…指検出回路、３０…触覚出力部、３１…触覚電圧発生回路、３２…触覚フィードバック演算回路、３３…移動速度演算回路、３４…起伏座標メモリ、４０…制御部、４１…指検出／触覚選択ＳＷ駆動回路、４２…電極選択ＳＷ駆動回路、４３…タイミング発生回路。

Claims (6)

1. タッチパネル上の第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向とにそれぞれ配列する複数の電極と、
   前記それぞれの電極にタッチパネル上の導電体の位置を検出する信号を供給する検出信号出力部と、前記供給した信号に対応して前記電極から出力される信号に基づいて前記導電体の位置を演算する位置演算部とを有するタッチ検出部と、
   前記導電体の位置近傍の電極に触覚信号を出力する触覚出力部と、
   前記タッチ検出部からの信号線と触覚出力部からの信号線とを切り換えて、それぞれの電極からの信号線と接続する切換部と、
   前記タッチ検出部、触覚出力部、及び切換部の動作を制御する制御部と、
   前記それぞれの電極からの配線と一端で接続する第１選択スイッチ群と、
   前記第１の選択スイッチ群の他端を共通に接続した配線を、前記検出信号出力部と触覚出力部とに切り換えて接続する第１切換スイッチと、
   前記それぞれの電極からの配線と一端で接続する第２選択スイッチ群と、
   前記第２の選択スイッチ群の他端を共通に接続した配線を、前記位置演算部とグラウンドとに切り換えて接続する第２切換スイッチと、を有し、
   前記制御部は、前記導電体の位置検出時には、前記検出信号出力部と位置演算部とを選択するように前記第１及び第２切換スイッチを切換え、前記触覚信号の出力時には、前記触覚出力部とグラウンドとを選択するように前記第１及び第２切換スイッチを切換えて、前記第１及び第２選択スイッチ群の切換動作を制御するタッチパネル。
2. 前記検出信号出力部と位置演算部とは一体に構成される、請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記触覚信号は、電圧パルスである、請求項１に記載のタッチパネル。
4. 前記制御部は、前記触覚信号を付与する電極として少なくとも一つの行及び列の電極を選択する、請求項３に記載のタッチパネル。
5. 前記制御部は、前記触覚信号を付与する電極の組み合わせを時系列で変更する、請求項４に記載のタッチパネル。
6. マトリクス状に表示素子を配した表示パネルと、前記表示パネルに積載される請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のタッチパネルと、を有し、
   前記制御部は、更に前記表示パネルの表示動作を制御し、
   前記タッチパネルの導電体位置検知動作及び触覚信号付与動作と、前記表示パネルの表示動作とを同期して制御する、表示装置。

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