JP7285505B2 - タッチ検出装置、表示装置のタッチ検出方法、および表示システム - Google Patents

Description

本開示は、画像表示およびタッチ検出に共用される複数の共通電極を備える表示装置のタッチ検出装置、表示装置のタッチ検出方法、および表示システムに関する。

ユーザのタッチ位置を検出するためのタッチセンサが表示パネル内に組み込まれたインセル型の表示装置が知られている（たとえば特許文献１参照）。この表示装置では、液晶表示パネルの画素に共通電圧を供給するための共通電極を複数に分割して、これらの共通電極をタッチセンサ電極としても利用する。画像表示期間において共通電圧が複数の共通電極に供給され、タッチ検出期間においてタッチ検出用のタッチ駆動信号が複数の共通電極に供給される。

国際公開第２０１８／１２３８１３号

インセル型の表示装置において、更なる改善が求められている。

上記課題を解決するために、本開示のある態様のタッチ検出装置は、マトリクス状に配置されて画像表示およびタッチ検出に共有される複数の共通電極を備える表示装置のタッチ検出装置であって、前記複数の共通電極のそれぞれが有する静電容量に基づく複数の検出値を取得する検出値取得部と、前記検出値取得部において取得された前記複数の検出値に基づいて、前記複数の共通電極の中の２以上の共通電極をそれぞれ含む複数のブロック領域における検出値を算出する検出値算出部と、前記検出値算出部において算出された前記複数のブロック領域それぞれの検出値に基づいて、前記表示装置の表示画面への導電物のタッチを検出するタッチ検出部と、を備える。前記複数のブロック領域は、少なくとも、第１ブロック領域と第２ブロック領域とを含む。前記第１ブロック領域は、少なくとも、前記複数の共通電極の中の第１共通電極と、前記複数の共通電極の中で前記第１共通電極と隣接する第２共通電極とを含み、前記第２ブロック領域は、少なくとも、前記第２共通電極と、前記複数の共通電極の中で前記第２共通電極と隣接して前記第１共通電極とは異なる第３共通電極を含む。前記検出値算出部は、前記複数のブロック領域の各々に含まれる前記２以上の共通電極それぞれの検出値に基づいて、前記表示画面内の前記複数のブロック領域それぞれの検出値を算出する。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本開示の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。

上記の態様により、更なる改善を実現できた。

第１の実施の形態に係る表示システムのブロック図である。 図１の表示装置の回路構成を概略的に示す図である。 図２の共通電極の配置を示す上面図である。 制御回路による制御タイミングの一例を示す図である。 図５（ａ）－（ｂ）は、アウトセル型の表示装置とインセル型の表示装置の縦断面図を比較した図である。 図６（ａ）－（ｂ）は、４セルまとめの一例を示す図である。 図７（ａ）－（ｂ）は、９セルまとめの一例を示す図である。 図８（ａ）－（ｃ）は、複数のセルをまとめるブロック領域の形状の例を示す図である。 図９（ａ）－（ｂ）は、画面内におけるブロック領域の生成方法を示す図である。 図１０（ａ）－（ｃ）は、ブロック領域のデルタ値の第１の算出方法を説明するための図である。 図１１（ａ）－（ｂ）は、ブロック領域のデルタ値の第２の算出方法を説明するための図である。 図１２（ａ）－（ｂ）は、画面内の複数のブロック領域のデルタ値の重み付け方法を説明するための図である。 図１３（ａ）－（ｃ）は、１画面内におけるデルタ値の具体例を３次元グラフで示した図である。 実施の形態に係る制御装置によるタッチ検出処理の第１の動作例を説明するためのフローチャートである。 図１５（ａ）－（ｃ）は、ブロック領域のまとめ解除を説明するための図である。 図１６（ａ）－（ｃ）は、図１５（ａ）－（ｃ）の、ある行のＸ方向のデルタ値をグラフで示した図である。 実施の形態に係る制御装置によるタッチ検出処理の第２の動作例を説明するためのフローチャートである。 図１８（ａ）－（ｃ）は、図９（ａ）に示したブロック領域の生成方法の一例を示す図である。 図１９（ａ）－（ｃ）は、図９（ｂ）に示したブロック領域の生成方法の一例を示す図である。 図２０（ａ）－（ｃ）は、図１８（ａ）－（ｃ）にそれぞれ示した１画面分のデルタ値を３次元グラフで示した図である。 図２１（ａ）－（ｃ）は、図１９（ａ）－（ｃ）にそれぞれ示した１画面分のデルタ値を３次元グラフで示した図である。 図５（ｂ）の詳細図である。

（本開示の基礎となった知見）
実施の形態を具体的に説明する前に、基礎となった知見を説明する。インセル型のタッチ式の表示装置は、表示パネル内の共通電極でタッチを検出するため、表示パネルの外にタッチセンサ電極が配置されるアウトセル型のタッチ式の表示装置と比較すると、タッチ表面からタッチセンサ電極として使用される共通電極までの距離が長くなってしまうことに、本発明者は着目した。以上に鑑み、インセル型のタッチ式の表示装置では、タッチ検出感度の更なる改善が必要である、という課題を本発明者は発見した。この課題を解決するために、本開示に係る表示システムは以下のように構成される。

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、工程には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る表示システム１のブロック図である。表示システム１は、自動車などの車両に搭載された車載の表示システム１である一例について説明するが、用途は特に限定されず、携帯機器などに用いてもよい。

表示システム１は、ホスト１０と、表示モジュール２０とを備える。ホスト１０は、ラジオ、カーナビゲーション、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信などの各種機能を実行するとともに、表示モジュール２０を制御する。ホスト１０は、制御装置１２を備える。

制御装置１２は、たとえばＣＰＵであり、ホストＣＰＵとも呼ばれる。制御装置１２は、画像データＤＤと制御データＣＤを表示モジュール２０に供給し、これらのデータをもとに表示モジュール２０を制御する。

表示モジュール２０は、表示装置２２と、制御装置２４とを備える。表示装置２２は、たとえば、カーナビゲーション画面などが表示される車室内のセンターディスプレイなどとして利用される。

表示装置２２は、インセル型のＩＰＳ（In Plane Switching）方式の液晶表示装置であり、タッチ位置を検出可能である。表示装置２２の構成は、たとえば、以下に説明する周知の構成となっている。

図２は、図１の表示装置２２の回路構成を概略的に示す。図２は、各構成要素の概略的な配置も示す。表示装置２２は、行方向に延びる複数のゲート線Ｇ１，Ｇ２，・・・と、列方向に延びる複数のソース線Ｓ１，Ｓ２，・・・と、複数の画素スイッチング素子３０と、複数の画素電極３２と、複数の共通電極３４とを備える。各画素スイッチング素子３０は、薄膜トランジスタであり、ゲート線とソース線の交点付近に画素に対応して設けられる。各画素スイッチング素子３０において、ゲートにはゲート線が接続され、ソースにはソース線が接続され、ドレインには画素電極３２が接続される。１つの共通電極３４に対して、複数の画素スイッチング素子３０と複数の画素電極３２が配置される。画素電極３２と共通電極３４との間の電界により液晶層が制御される。共通電極３４は、画像表示およびタッチ検出に共用される。そのため、電極の層数を削減して、表示装置２２を薄く構成できる。

図３は、図２の共通電極３４の配置を示す上面図である。複数の共通電極３４は、マトリクス状に配置される。各共通電極３４は、信号線３６で制御装置２４に接続される。

表示装置２２は、自己容量方式によりタッチ位置を検出する。表示装置２２の表示面に指が近づくと、共通電極３４と指の間に静電容量が発生する。静電容量が発生すると共通電極３４における寄生容量が増加し、共通電極３４にタッチ駆動信号を供給するときの電流が増加する。この電流の変動量にもとづいてタッチ位置が検出される。

図１に戻る。制御装置２４は、たとえばＩＣとして構成され、ホスト１０からの制御データＣＤと画像データＤＤにしたがって表示装置２２を制御する。制御装置２４は、制御回路７０と、第１駆動回路７２と、第２駆動回路７４と、タッチ検出回路７６とを備える。

制御回路７０は、たとえばマイコンで構成され、第１駆動回路７２と第２駆動回路７４の信号生成タイミング、タッチ検出回路７６のタッチ検出タイミングなどを制御する。

制御回路７０は、単位フレーム期間（１フレーム期間）に、表示画像の１フレームが表示装置２２に描画され、かつ、１画面のタッチ検出が少なくとも１回実行されるよう、第１駆動回路７２、第２駆動回路７４およびタッチ検出回路７６を制御する。単位フレーム期間は、垂直同期期間とも呼べる。単位フレーム期間の詳細は後述する。

第１駆動回路７２は、制御回路７０の制御にしたがい、第１基準クロック信号を生成する。第１駆動回路７２は、制御回路７０の制御にしたがい、ホスト１０からの画像データＤＤにもとづいて、生成された第１基準クロック信号に同期したソース信号ＳＳを生成する。第１駆動回路７２は、制御回路７０の制御にしたがい、生成された第１基準クロック信号に同期したゲート信号ＧＳを生成する。

第１駆動回路７２は、ソース信号ＳＳを表示装置２２の複数のソース線に順次供給し、ゲート信号ＧＳを表示装置２２の複数のゲート線に順次供給する。第１駆動回路７２は、各画素に表示させる画像データをソース信号ＳＳとしてソース線に順次供給し、ゲート信号ＧＳにより１行単位で、表示させる画素を選択することにより、各画素に画像を表示させる。

第１駆動回路７２は、第１基準クロック信号を第２駆動回路７４に供給する。第２駆動回路７４は、制御回路７０の制御にしたがい、予め定められた固定電圧である基準電圧ＶＣＯＭ、および、第１基準クロック信号に同期した矩形波のタッチ駆動信号ＴＸを生成する。第２駆動回路７４は、図３の信号線３６を介して、基準電圧ＶＣＯＭまたはタッチ駆動信号ＴＸを、表示装置２２に含まれる複数の共通電極３４に供給する。複数の共通電極３４はマトリクス状に配置される。

タッチ検出回路７６は、表示装置２２への物体のタッチを検出する。なお、本実施の形態では静電容量方式を採用しているため、検出できる物体は導電物に限られ、絶縁物は検出できない。

タッチ検出回路７６は、検出値取得部７６ａと、検出値算出部７６ｂと、タッチ検出部７６ｃとを含む。検出値取得部７６ａは、制御回路７０の制御にしたがい、各共通電極３４にタッチ駆動信号ＴＸが供給されたときの当該共通電極３４から受信したタッチ検出信号ＲＸを取得する。タッチ検出信号ＲＸは、各共通電極３４が有する静電容量に基づく検出値である。タッチ検出信号ＲＸは、各共通電極３４の基準となる静電容量に対する差分値（デルタ値ともいう）で規定される。タッチ検出信号ＲＸは、共通電極３４に指が近づけられるほど、大きな正の値となる。なお、タッチ検出信号ＲＸは、ノイズの影響により負の値となる場合もある。検出値取得部７６ａは、画面内の全ての共通電極３４からタッチ検出信号ＲＸを受信することにより、全ての共通電極３４の検出値を取得する。

検出値算出部７６ｂは、検出値取得部７６ａにおいて取得された複数の共通電極３４の検出値に基づいて、複数の共通電極３４の中の２以上の共通電極をそれぞれ含む複数のブロック領域の検出値を算出する。ブロック領域の検出値の具体的な算出方法は後述する。

タッチ検出部７６ｃは、検出値算出部７６ｂにおいて算出された複数のブロック領域それぞれの検出値に基づいて、表示装置２２の表示画面への導電物のタッチを検出する。タッチ検出部７６ｃは、複数のブロック領域それぞれの検出値と、所定のタッチ検出閾値を比較し、検出値がタッチ検出閾値以上のとき、当該ブロック領域にタッチ有りと判定する。タッチ検出回路７６は、タッチ有りと判定したブロック領域の位置にもとづいて、画面内におけるタッチ位置を検出する。タッチ検出部７６ｃは、検出したタッチ位置に基づいて、画面上のタッチ位置データを制御回路７０に出力する。

制御回路７０は、タッチ検出部７６ｃからのタッチ位置データにもとづいてタッチ位置の座標データＴＤを導出する。制御回路７０は座標平面上に、タッチ有りと判定されたブロック領域をプロットする。制御回路７０は、たとえば、タッチ有りと判定された複数のブロック領域で形成される領域の中心または重心の座標を、タッチ位置の座標として導出する。制御回路７０は、導出した座標データＴＤをホスト１０の制御装置１２に出力する。ホスト１０の制御装置１２は、座標データＴＤに応じて各種処理を実行する。

制御装置１２および制御回路７０のそれぞれの構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。

以下、制御回路７０による表示装置２２の制御を具体的に説明する。制御回路７０は、画面内の複数の共通電極３４を複数のグループに分割した複数の検出領域（以下、スキャンブロックという）の１つに対する部分的なタッチスキャンと、画面内の複数の画素を複数のグループに分割した複数の表示領域の１つに対する部分的な画像表示を交互に繰り返して、タッチスキャンと画像表示を時分割に制御する。

図４は、制御回路７０による制御タイミングの一例を示す図である。図４に示す例は、単位フレーム期間（１フレーム期間）に、１枚の画像を表示し、タッチスキャンを２回実行する例である。本実施の形態では、６０Ｈｚ駆動で画像を表示する表示装置２２を想定しているため、単位フレーム期間は約１６．７（＝１／６０）ｍｓに設定される。タッチスキャンは単位フレーム期間に２回実行されるため、１２０Ｈｚ周期でスキャンされることになる。

図４に示す例では、制御回路７０は、画面内に８つの表示領域を形成し、４つのスキャンブロックを形成する。８つの表示領域は、水平方向に７箇所、スライスされて垂直方向に８等分されて形成される。以下、一番上の表示領域を第１表示領域、上から２番目の表示領域を第２表示領域、・・・、一番下の表示領域を第８表示領域という。４つのスキャンブロックは、たとえば、垂直方向に３箇所、スライスされて水平方向に４等分されて形成される。以下、一番左のスキャンブロックを第１スキャンブロック、左から２番目のスキャンブロックを第２スキャンブロック、左から３番目のスキャンブロックを第３スキャンブロック、一番右のスキャンブロックを第４スキャンブロックという。

制御回路７０は、単位フレーム期間において、第１表示領域の画像表示→第１スキャンブロックのタッチスキャン→第２表示領域の画像表示→第２スキャンブロックのタッチスキャン→第３表示領域の画像表示→第３スキャンブロックのタッチスキャン→第４表示領域の画像表示→第４スキャンブロックのタッチスキャン→第５表示領域の画像表示→第１スキャンブロックのタッチスキャン→第６表示領域の画像表示→第２スキャンブロックのタッチスキャン→第７表示領域の画像表示→第３スキャンブロックのタッチスキャン→第８表示領域の画像表示→第４スキャンブロックのタッチスキャンの順に制御する。この制御により、制御回路７０は、画面内の上半分の画像を表示させている期間に１回目のタッチスキャンを実行し、画面内の下半分の画像を表示させている期間に２回目のタッチスキャンを実行する。

図５（ａ）－（ｂ）は、アウトセル型の表示装置とインセル型の表示装置の縦断面図を比較した図である。図５（ａ）はアウトセル型の表示装置の縦断面図を示し、図５（ｂ）はインセル型の表示装置の縦断面図を示す。図５（ａ）に示すアウトセル型の表示装置では、厚さ方向に沿って、バックライトユニット４０、下偏光板４２、薄膜トランジスタ基板（以下、ＴＦＴ基板と呼ぶ）４４、液晶層５２、カラーフィルタ基板５４、上偏光板５６、第１接合層５７ａ、第１保護層５７ｂ、タッチ電極３３ｂ、第２接合層５８、第２保護層６０の順に積層される。

以下の説明では、表示装置の厚さ方向のうち、バックライトユニット４０が位置する側を背面側、第２保護層６０が位置する側を前面側とする。

光源となるバックライトユニット４０から出射された光は、下偏光板４２により偏光され、ＴＦＴ基板４４を透過して液晶層５２に入射される。

ＴＦＴ基板４４は、背面から前面方向に向けて、ガラス基板４６、複数のゲート電極４８、複数のソース電極５０、１つの共通電極３３ａの順に積層される。図示は省略するが、ＴＦＴ基板４４は、複数のゲート線、複数のソース線、複数の画素電極および複数の画素スイッチング素子も有する。

複数の画素電極と共通電極３３ａとの間に発生する横方向の電界により、液晶層５２内の液晶分子の配向が制御され、バックライトユニット４０から入射された光の透過量が制御される。カラーフィルタ基板５４は、図５（ａ）に示す例では、ガラス基板上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黒（ＢＫ）の４色のカラーレジストが塗布されて、格子状またはストライプ状のパターンが形成されている。

カラーフィルタ基板５４を透過した各色の光は、上偏光板５６により偏光され、第１接合層５７ａ、第１保護層５７ｂ、タッチ電極３３ｂ、第２接合層５８、第２保護層６０を透過して、外部に出射される。

第１接合層５７ａは、上偏光板５６と第１保護層５７ｂとを接合するための透光性を有する層である。第１接合層５７ａは、たとえば、ＯＣＡ（Optically Clear Adhesive）などの透明粘着シート、または、ＯＣＲ（Optically Clear Resin）などの液状の透明樹脂で構成することができる。第１保護層５７ｂは、タッチ電極３３ｂを保護するための透光性を有する層である。たとえば、ガラス基板またはプラスチック基板などで構成される。第１保護層５７ｂは、センサーレンズなどとも呼ばれる。

タッチ電極３３ｂは、指やスタイラスペンなどの導電物のタッチを検出するための電極である。

第２接合層５８は、タッチ電極３３ｂと第２保護層６０とを接合するための透光性を有する層である。第２接合層５８も、たとえば、ＯＣＡなどの透明粘着シート、または、ＯＣＲなどの液状の透明樹脂で構成することができる。第２保護層６０は、表示装置の表示面を保護するための透光性を有する層である。たとえば、プラスチック基板またはガラス基板などで構成される。第２保護層６０は、カバーレンズなどとも呼ばれる。

図５（ｂ）に示すインセル型の表示装置では、厚さ方向に沿って、バックライトユニット４０、下偏光板４２、ＴＦＴ基板４４、液晶層５２、カラーフィルタ基板５４、上偏光板５６、接合層５８、保護層６０の順に積層される。以下、図５（ａ）に示すアウトセル型の表示装置との違いを説明する。

図５（ｂ）に示すインセル型の表示装置では、ＴＦＴ基板４４は、ガラス基板４６、ガラス基板４６の前面側に配置された複数のゲート電極４８、複数のソース電極５０、および、複数の共通電極３４を有する。図示は省略するが、ＴＦＴ基板４４は、図２の複数のゲート線Ｇ１，Ｇ２，・・・、複数のソース線Ｓ１，Ｓ２，・・・、複数の画素電極３２および複数の画素スイッチング素子３０も有する。

複数の画素電極３２と複数の共通電極３４との間に発生する横方向の電界により、液晶層５２内の液晶分子の配向が制御され、バックライトユニット４０から入射された光の透過量が制御される。複数の共通電極３４は、タッチ電極としての役割も担う。

図５（ｂ）に示すインセル型の表示装置では、図５（ａ）に示したアウトセル型の表示装置における第１接合層５７ａ、第１保護層５７ｂ、および、タッチ電極３３ｂは省略される。これらの層を省略することにより、インセル型の表示装置は、アウトセル型の表示装置より薄型化することができる。

しかしながら、インセル型の表示装置ではアウトセル型の表示装置と比較して、タッチ電極が観察者から見て奥側に移動しているため、タッチ電極からタッチ表面までの距離が長くなる。たとえば、図５（ａ）に示したアウトセル型の表示装置では、タッチ電極３３ｂから第２保護層６０の表面までの距離が約１．５ｍｍに設計されており、図５（ｂ）に示したインセル型の表示装置では、タッチ電極としての役割も担う共通電極３４から保護層６０の表面までの距離が約２．５ｍｍに設計されている。また、図５（ｂ）に示したインセル型の表示装置では、共通電極３４と保護層６０との間に、ガラスより誘電率が低い液晶層５２、カラーフィルタ基板５４、上偏光板５６、および、接合層５８が介在する。したがって、インセル型の表示装置のほうがアウトセル型の表示装置よりタッチ感度が低くなる。とくに、車載用途の表示装置では、安全性の観点や、曲面ディスプレイの需要の増加から、保護層６０にガラスに代わり樹脂カバーが用いられてることが多くなっている。樹脂カバーの場合、ガラスに比べて誘電率が低く、かつ厚みが増加するため、タッチ感度の低下につながる。

この対策として本実施の形態では、隣接する複数の共通電極３４（以下、セルともいう）で検出されたデルタ値を足し合わせることにより、ノイズを平坦化させ、信号量（以下、シグナルともいう）を増加させる。

図６（ａ）－（ｂ）は、４セルまとめの一例を示す図である。図６（ａ）は、表示装置２２においてマトリクス状に配置された複数のセルで検出されたデルタ値の一例を示す図である。図６（ａ）は、１０×１０＝１００のセルで検出されたデルタ値をそのままマトリクス状に配置した図である。図６（ｂ）は、２×２＝４セルをまとめて１つのブロック領域とし、各ブロック領域に含まれる４つのデルタ値を足し合わせて各ブロック領域のデルタ値を算出し、９×９＝８１のブロック領域のデルタ値をマトリクス状に配置した図である。以下、マトリクス状の複数のセルまたは複数のブロック領域において、１番左上の位置を（０，０）とする。

図６（ｂ）に示す（０，０）に位置するブロック領域Ｒａ０は、図６（ａ）に示す（０，０）、（１，０）、（０，１）、（１，１）に位置する４つのセルのデルタ値（０、－２、－４、－２）を加算して得られる－８となる。図６（ｂ）に示す（０，１）に位置するブロック領域Ｒａ９は、図６（ａ）に示す（０，１）、（１，１）、（０，２）、（１，２）に位置する４つのセルのデルタ値（－４、－２、－１４、－８）を加算して得られる－２８となる。このように１セルずつずらして、それぞれ４セルを含むブロック領域を生成すると、１０×１０＝１００のセルのデルタ値は、９×９＝８１のブロック領域のデルタ値に変換される。

図６（ａ）に示す領域Ｔｎはノイズが発生した箇所であるが、図６（ｂ）の対応する領域Ｔｎでは、ノイズが平坦化されている。また、図６（ａ）に示す領域Ｔｓは指でタッチされた箇所であるが、図６（ｂ）の対応する領域Ｔｓでは、シグナルが増加されている。

図７（ａ）－（ｂ）は、９セルまとめの一例を示す図である。図７（ａ）は、表示装置２２においてマトリクス状に配置された複数のセルで検出されたデルタ値の一例を示す図である。図７（ａ）は、１０×１０＝１００のセルで検出されたデルタ値をそのままマトリクス状に配置した図である。図６（ａ）と同じ値である。図７（ｂ）は、３×３＝９セルをまとめて１つのブロック領域とし、各ブロック領域に含まれる９つのデルタ値を足し合わせて各ブロック領域のデルタ値を算出し、８×８＝６４のブロック領域のデルタ値をマトリクス状に配置した図である。

図７（ｂ）に示す（７，０）に位置するブロック領域Ｒｂ７は、図７（ａ）に示す（７，０）、（８，０）、（９，０）、（７，１）、（８，１）、（９，１）、（７，２）、（８，２）、（９，２）に位置する９つのセルのデルタ値（－４、４、－４、０、７、０、－２、２、２）を加算して得られる５となる。図７（ｂ）に示す（７，１）に位置するブロック領域Ｒｂ１５は、図７（ａ）に示す（７，１）、（８，１）、（９，１）、（７，２）、（８，２）、（９，２）、（７，３）、（８，３）、（９，３）に位置する９つのセルのデルタ値（０、７、０、－２、２、２、０、－４、－４）を加算して得られる１となる。このように１セルずつずらして、それぞれ９セルを含むブロック領域を生成すると、１０×１０＝１００のセルのデルタ値は、８×８＝６４のブロック領域のデルタ値に変換される。

なお、四隅のブロック領域のデルタ値を２×２＝４つのセルのデルタ値から生成し、四隅以外の端のブロック領域のデルタ値を、２×３または３×２＝６つのセルのデルタ値から生成すれば、セルの数と同数のブロック領域Ｒｂを生成することができる。

図７（ａ）に示す領域Ｔｎはノイズが発生した箇所であるが、図７（ｂ）の対応する領域Ｔｎでは、ノイズが平坦化されている。また、図７（ａ）に示す領域Ｔｓは指でタッチされた箇所であるが、図７（ｂ）の対応する領域Ｔｓでは、シグナルが増加されている。

図８（ａ）－（ｃ）は、複数のセルをまとめるブロック領域の形状の例を示す図である。図８（ａ）は、ｍ行ｎ列（ｍ＝ｎは、２以上の整数）の正方形のブロックでまとめる例を示しており、２×２＝４つのセルを含むブロック領域Ｒａと、３×３＝９つのセルを含むブロック領域Ｒｂが示されている。なお、４×４＝１６のセルを含むブロック領域を可能である。偶数個のセルを含むブロック領域は、静電容量のピークがセル間に発生する場合に有利であり、奇数個のセルを含むブロック領域は、静電容量のピークがセル上に発生する場合に有利である。

図８（ｂ）は、ｍ行ｎ列（ｍ≠ｎは、１以上の整数）の長方形のブロックでまとめる例を示しており、２×３＝６つのセルを含むブロック領域Ｒｃと、３×２＝６つのセルを含むブロック領域Ｒｄが示されている。長方形のブロック領域は、表示装置２２のアスペクト比に合わせた形状にすることができる。車載用途では横長の表示装置２２が多いため、横長の長方形のブロック領域Ｒｃを採用してもよい。また、スマートフォン用途では、縦長の長方形のブロック領域Ｒｄを採用してもよい。なお、縦長の長方形のブロック領域Ｒｄは、指先の形状にも合致している。

図８（ｃ）は、十字のブロックでまとめる例を示しており、４つのセルを含むブロック領域Ｒｅが示されている。なお、複数のセルをまとめるブロック領域の形状は、図８（ａ）－（ｃ）に示す形状に限るものではない。たとえば、円形、６角形、８角形などに近似する形状のブロック領域が使用されてもよい。

図９（ａ）－（ｂ）は、画面内におけるブロック領域の生成方法を示す図である。図９（ａ）は、画面内の各ブロック領域を、隣接する他のブロック領域と重複した状態で生成する例である。具体的には、２×２＝４つのセルを含むブロック領域Ｒａを、１セル分シフトさせるたびに生成する。ブロック領域Ｒａを１セル単位でずらして生成することにより、全てのセルを高分解能にスキャンすることができる。

図９（ｂ）は、画面内の各ブロック領域を、隣接する他のブロック領域と重複しない状態で生成する例である。具体的には、２×２＝４つのセルを含むブロック領域Ｒａを、１ブロック分シフトさせるたびに生成する。ブロック領域Ｒａを１ブロック単位でずらして生成することにより、演算負荷を低減することができる。なお、図９（ａ）に示した１セル単位でずらしてブロック領域を生成する場合と比較して、スキャン時の分解能が低下する。

図９（ａ）－（ｂ）に示していないが、３×３＝９つのセル以上を含むブロック領域を、２セル単位でずらして生成してもよい。この場合、スキャン時の分解能は、図９（ａ）に示した生成方法における分解能と図９（ｂ）に示した生成方法における分解能の間の分解能になる。

図９（ａ）に示すようにブロック領域を生成すると、画面内の複数のブロック領域の各々は、他のブロック領域と互いに共有する少なくとも一の共通電極３４を含むことになる。より具体的には以下の関係を持つ複数のブロック領域が生成されることになる。画面内において互いに隣接する第１共通電極、第２共通電極、および第３共通電極がある場合、画面内のあるブロック領域は、第１共通電極と第２共通電極を含み、第３共通電極を含まない。画面内の別のブロック領域は、第２共通電極と第３共通電極を含み、第１共通電極を含まない。

（ブロック領域のデルタ値の第１の算出方法）
図１０（ａ）－（ｃ）は、ブロック領域のデルタ値の第１の算出方法を説明するための図である。図１０（ａ）は、３×３＝９つのセルを含むブロック領域Ｒｂのデルタ値の第１の算出方法を示している。第１の算出方法は、下記（式１）に示すように、ブロック領域に含まれる複数のセルのデルタ値を全て足し合わせることにより、ブロック領域のデルタ値Ｓを算出する。
Ｓ＝Ｓｕｍ（Ｄ０，Ｄ１，・・・，Ｄｎ） ・・・（式１）

図１０（ｂ）は、３×３＝９つのセルを含むブロック領域Ｒｂのデルタ値の第１の算出方法による第１の具体例を示す図である。第１の具体例では、ブロック領域Ｒｂのデルタ値Ｓ＝（５－３＋０－１０＋２０＋０＋２＋６－２）＝１８となる。図１０（ｃ）は、３×３＝９つのセルを含むブロック領域Ｒｂのデルタ値の第１の算出方法による第２の具体例を示す図である。第２の具体例では、ブロック領域Ｒｂのデルタ値Ｓ＝（１＋２＋６＋１０＋２０＋１２＋１３＋３５＋２１）＝１２０となる。第１の算出方法では、ブロック領域に含まれる複数のセルのデルタ値を全て足し合わせることにより、ノイズを平坦化し、シグナルを強調させることができる。

（ブロック領域のデルタ値の第２の算出方法）
図１１（ａ）－（ｂ）は、ブロック領域のデルタ値の第２の算出方法を説明するための図である。図１１（ａ）は、３×３＝９つのセルを含むブロック領域Ｒｂのデルタ値の第２の算出方法を示している。第２の算出方法は、下記（式２）に示すように、ブロック領域に含まれる複数のセルのデルタ値において、０以下の値を１に変換し、当該変換がなされた後のセルのデルタ値を全て掛け合わせることにより、ブロック領域のデルタ値Ｓを算出する。
Ｓ＝Ｉｆ（Ｄ０＜＝０，１，Ｄ０）＊Ｉｆ（Ｄ１＜＝０，１，Ｄ１）＊，・・・，＊Ｉｆ（Ｄｎ＜＝０，１，Ｄｎ） ・・・（式２）

図１１（ｂ）は、３×３＝９つのセルを含むブロック領域Ｒｂのデルタ値の第２の算出方法による具体例を示す図である。当該具体例では、ブロック領域Ｒｂのデルタ値Ｓ＝（５＊１＊１＊１＊２０＊１＊２＊６＊１）＝１２００となる。第２の算出方法では、ブロック領域に含まれる複数のセルのデルタ値において、０以下の値を１に変換し、当該変換がなされた後のセルのデルタ値を全て掛け合わせることにより、シグナルを強調させることができる。第２の算出方法では、ノイズも強調されるが、シグナルとノイズの差はより顕著になる。

（ブロック領域のデルタ値の重み付け）
図１２（ａ）－（ｂ）は、画面内の複数のブロック領域のデルタ値の重み付け方法を説明するための図である。図１２（ａ）－（ｂ）は、図面を簡略化するために、３×３＝９つのブロック領域を描いているが、画面内に含まれる全てのブロック領域のデルタ値Ｓｉが重み付けの対象となる。下記（式３）に示すように、ブロック領域のデルタ値Ｓｉが、負の値の場合は０に変換され、正の値の場合は累乗されて、重み付け処理後のデルタ値Ｓｉ’が導出される。
Ｓｉ’＝Ｉｆ（Ｓｉ＜０，０，Ｓｉ＾２） ・・・（式３）

図１２（ｂ）は、３×３＝９つのブロック領域のデルタ値の重み付け処理の具体例を示している。当該具体例では、９つのブロック領域のデルタ値Ｓ（５，－３，３，－１０，－２０，０，２，６，－２）は、重み付け処理により、デルタ値Ｓ’（２５，０，９，０，４００，０，４，３６，０）に変換される。当該重み付け処理により、シグナルが強調される。なお、当該重み付け処理によりノイズも強調されるが、シグナルとノイズの差はより顕著になる。

図１３（ａ）－（ｃ）は、１画面内におけるデルタ値の具体例を３次元グラフで示した図である。当該具体例は、３×３＝９つのセルをまとめて１つのブロック領域を生成する９セルまとめの例である。各ブロック領域のデルタ値は第１の算出方法により算出され、さらに上述した重み付け処理がなされる。

図１３（ａ）は、画面内に含まれる複数のセルで検出された生のデルタ値を示し、図１３（ｂ）は９セルまとめにより生成された複数のブロック領域のデルタ値を示し、図１３（ｃ）は重み付け処理後の複数のブロック領域のデルタ値をそれぞれ示している。Ｘ軸、Ｙ軸が画面内の空間的な位置を示し、Ｚ軸がデルタ値を示している。

図１３（ａ）に示す１画面分のデルタ値は、 ＳＮＲ(Signal-to-Noise Ratio)が小さい状態である。図１３（ｂ）に示す１画面分のデルタ値は、ノイズが平坦化され、シグナルが強調されることにより、ＳＮＲが向上している。図１３（ｃ）に示す１画面分のデルタ値は、重み付け処理により、ＳＮＲがさらに向上している。これにより、グローブタッチのような微弱なシグナルも検出することができる。

（第１の動作例）
図１４は、実施の形態に係る制御装置２４によるタッチ検出処理の第１の動作例を説明するためのフローチャートである。検出値取得部７６ａは、画面内の複数の共通電極３４からタッチ検出信号ＲＸを受信し、画面内の複数のセルのデルタ値を取得する（Ｓ１０）。検出値取得部７６ａは、取得されたデルタ値を図示しないフレームバッファに一時保持する。検出値算出部７６ｂは、画面内の指定のブロック領域に含まれる複数のセルのデルタ値をもとに、指定のブロック領域のデルタ値を算出する（Ｓ１１）。このとき、指定のブロック領域のデルタ値は、例えば、当該ブロック領域の中心座標または重心座標と対応付けられる。デルタ値とブロック領域の中心座標または重心座標とを対応付けて出力するとしてもよい。例えば、３×３＝９つのセルをまとめて１つのブロック領域を生成する場合、算出された当該ブロック領域のデルタ値は、９つのセルの中心であるセルの座標位置と対応付けて出力されるとしてよい。また、２×２＝４つのセルをまとめて１つのブロック領域を生成する場合、算出された当該ブロック領域のデルタ値は、４つのセルの中心位置であるセル間の境界部分の座標と対応付けて出力されるとしてよい。ブロック領域の形状によっては、算出された当該ブロック領域のデルタ値は、当該ブロック領域が示す図形の重心位置の座標と対応付けて出力されるとしてよい。

１画面分のブロック領域のデルタ値の算出が終了していない場合（Ｓ１２のＮ）、検出値算出部７６ｂは、次のブロック領域を指定する（Ｓ１３）。ステップＳ１１に遷移する。１画面分のブロック領域のデルタ値の算出が終了した場合（Ｓ１２のＹ）、検出値算出部７６ｂは、１画面分の複数のブロック領域のデルタ値をそれぞれ重み付けする（Ｓ１４）。

タッチ検出部７６ｃは、重み付けされた後の複数のブロック領域のデルタ値と、所定のタッチ検出閾値を比較し、デルタ値がタッチ検出閾値以上のブロック領域をタッチ有りと判定する。タッチ検出部７６ｃは、タッチ有りと判定したブロック領域の位置情報を制御回路７０に出力する（Ｓ１５）。制御回路７０は、タッチ検出部７６ｃから取得した、タッチ有りと判定されたブロック領域の位置情報をもとにタッチ位置の座標データＴＤを導出する。

なお、タッチ検出部７６ｃは、重み付け後の１画面分の複数のブロック領域のデルタ値をそのまま制御回路７０に出力してもよい。この場合、制御回路７０は、タッチ検出部７６ｃから取得した、１画面分の複数のブロック領域のデルタ値をもとにタッチ位置を検出し、検出したタッチ位置の座標データＴＤを導出する。この場合、制御回路７０は、タッチ位置の圧力感度も検出することができる。

（第２の動作例）
上述したように複数のセルのデルタ値をまとめてブロック領域のデルタ値を生成すると、広範囲のデータを丸めることになるため、ブロック領域のサイズに比例して分解能が低下する。そこで第２の動作例では、ブロック領域のデルタ値が、まとめ閾値以上の場合に、ブロック領域のまとめを解除し、ブロック領域のサイズを小さくしていく。

図１５（ａ）－（ｃ）は、ブロック領域のまとめ解除を説明するための図である。図１５（ａ）は、画面内に含まれる複数のセルで検出された生のデルタ値を示し、図１５（ｂ）は、９セルまとめにより生成された複数のブロック領域のデルタ値を示し、図１５（ｃ）は、４セルまとめにより生成された複数のブロック領域のデルタ値をそれぞれ示している。

図１６（ａ）－（ｃ）は、図１５（ａ）－（ｃ）の、ある行のＸ方向のデルタ値をグラフで示した図である。図１６（ａ）は、図１５（ａ）の下から３行目のデルタ値をＸ方向にグラフで示した図であり、図１６（ｂ）は、図１５（ｂ）の下から２行目のデルタ値をＸ方向にグラフで示した図であり、図１６（ｃ）は、図１５（ｃ）の下から２行目のデルタ値をＸ方向にグラフで示した図である。

図１６（ａ）－（ｃ）に示す例では、タッチ検出閾値ＴＨｈが１５０、まとめ閾値ＴＨｓが２５０に設定されている。なお、タッチ検出閾値ＴＨｈ、および、まとめ閾値ＴＨｓの値は一例であり、使用する表示装置２２の仕様に応じて、設計者が実験やシミュレーションに基づき導出した値が使用される。まとめ閾値ＴＨｓは、ブロック領域のまとめ解除を行うか否かを決定するための閾値である。デルタ値がまとめ閾値ＴＨｓ以上の場合、シグナル量が十分に多いため、ブロック領域のサイズを小さくしても、タッチ検出するためのシグナル量が足りている可能性が高い。一方、ブロック領域のサイズは、小さいほどタッチ位置を細かく特定できるため、タッチ位置の検出精度が向上する。そこで第２の動作例では、ブロック領域のデルタ値がまとめ閾値ＴＨｓ以上の場合、ブロック領域のサイズを小さくする。

図１５（ｂ）に示す９セルまとめにより生成された複数のブロック領域のデルタ値では、３つのブロック領域Ｒｂ５２、Ｒｂ５３、Ｒｂ５４のデルタ値が、まとめ閾値ＴＨｓ以上になっている。まとめ閾値ＴＨｓ以上のデルタ値が検出されたブロック領域は解除され、解除されたブロック領域の元になっていた９セルを含む領域について、１サイズ小さくしたブロックまとめを行う。図１５（ｂ）に示す例では、３つのブロック領域Ｒｂ５２、Ｒｂ５３、Ｒｂ５４が解除され、解除された３つのブロック領域Ｒｂ５２、Ｒｂ５３、Ｒｂ５４の元になっていた１５セルを含む領域Ｒｐについて、図１５（ｃ）に示すように４セルまとめを行う。これにより、８つのブロック領域のデルタ値が新たに算出される。算出された８つのブロック領域のデルタ値はいずれも、まとめ閾値ＴＨｓ未満であるため、これ以上のブロックサイズの縮小は行わない。

図１５（ｃ）に示す４セルまとめにより生成された８つのブロック領域のデルタ値では、２つのブロック領域Ｒａ６８、Ｒａ６９のデルタ値が、タッチ検出閾値ＴＨｔ以上になっている。したがって、２つのブロック領域Ｒａ６８、Ｒａ６９がタッチ有りと判定される。

なお仮に図１５（ｃ）のブロック領域Ｒａ６９のデルタ値が２５０以上である場合、ブロック領域Ｒａ６９は解除され、解除されたブロック領域Ｒａ６９の元になっていた４つのセルについて、各セルのデルタ値とタッチ検出閾値ＴＨｔが比較される。この例では、当該４つのセルの内、図１５（ａ）に示すセルＤ７６のデルタ値がタッチ検出閾値ＴＨｔ以上であるため、セルＤ７６の領域がタッチ有りと判定される。このように、ブロック領域のサイズが小さいほど、タッチ有りと判定される領域の面積が小さくなり、より高精細にタッチ位置を検出できることが分かる。

図１７は、実施の形態に係る制御装置２４によるタッチ検出処理の第２の動作例を説明するためのフローチャートである。検出値取得部７６ａは、画面内の複数の共通電極３４からタッチ検出信号ＲＸを受信し、画面内の複数のセルのデルタ値を取得する（Ｓ２０）。検出値取得部７６ａは、取得されたデルタ値を図示しないフレームバッファに一時保持する。検出値算出部７６ｂは、画面内の指定のブロック領域に含まれる複数のセルのデルタ値をもとに、指定のブロック領域のデルタ値を算出する（Ｓ２１）。なお、初期のブロック領域のサイズは、本動作例で使用するブロック領域のサイズの内、最も大きなサイズを使用する。なお、本動作例では、３×３＝９つのセルを含む９セルまとめのブロック領域、２×２＝４つのセルを含む４セルまとめのブロック領域、および１セルを含むブロック領域（＝セル領域）の３つのサイズのブロック領域を使用する。初期に使用されるブロック領域は、９セルまとめのブロック領域である。

タッチ検出部７６ｃは、算出されたブロック領域のデルタ値とタッチ検出閾値ＴＨｔを比較する（Ｓ２２）。当該デルタ値がタッチ検出閾値ＴＨｔ以上の場合（Ｓ２２のＹ）、タッチ検出部７６ｃは、当該デルタ値とまとめ閾値ＴＨｓを比較する（Ｓ２３）。当該デルタ値がまとめ閾値ＴＨｓ以上の場合（Ｓ２３のＹ）、タッチ検出部７６ｃは、当該ブロック領域を解除し、解除したブロック領域の元になっていたセルの範囲内において、サイズを１単位縮小したブロック領域を指定する（Ｓ２４）。ステップＳ２１に遷移する。

ステップＳ２２において上記デルタ値がタッチ検出閾値ＴＨｔ未満の場合（Ｓ２２のＮ）、または、ステップＳ２３において上記デルタ値がまとめ閾値ＴＨｓ未満の場合（Ｓ２３のＮ）、ステップＳ２５に遷移する。

ステップＳ２５において、検出値算出部７６ｂは、１画面分のブロック領域のデルタ値の算出が終了したか否か判定する（Ｓ２５）。終了していない場合（Ｓ２５のＮ）、検出値算出部７６ｂは、次のブロック領域を指定する（Ｓ２６）。なお、ブロック領域が解除されている場合は、解除されたブロック領域の元になっていたセルの範囲内において、縮小されたサイズのブロック領域の指定を行う。当該解除されたセルの範囲内における縮小されたブロック領域のデルタ値の算出が全て終了した場合は、当該解除されたセルの範囲以降の範囲において、初期のサイズのブロック領域に戻し、次のブロック領域を指定する。ステップＳ２１に遷移する。

ステップＳ２５において、１画面分のブロック領域のデルタ値の算出が終了した場合（Ｓ２５のＹ）、検出値算出部７６ｂは、１画面分の複数のブロック領域のデルタ値をそれぞれ重み付けする（Ｓ２７）。

タッチ検出部７６ｃは、タッチ有りと判定したブロック領域の位置情報、または１画面分の複数のブロック領域のデルタ値を制御回路７０に出力する（Ｓ２８）。なお、複数のブロック領域には、サイズが異なるブロック領域が混在している場合もある。制御回路７０は、タッチ検出部７６ｃから取得した、タッチ有りと判定されたブロック領域の位置情報をもとにタッチ位置の座標データＴＤを導出する。または、制御回路７０は、タッチ検出部７６ｃから取得した、１画面分の複数のブロック領域のデルタ値をもとにタッチ位置を検出し、検出したタッチ位置の座標データＴＤを導出する。なお、後者の場合、ステップＳ２７の処理は省略されてもよい。

図１８（ａ）－（ｃ）は、図９（ａ）に示したブロック領域の生成方法の一例を示す図である。 図１８（ａ）は、画面内に含まれる複数のセルで検出された生のデルタ値を示し、図１８（ｂ）は、４セルまとめにより生成された複数のブロック領域のデルタ値を示し、図１８（ｃ）は、９セルまとめにより生成された複数のブロック領域のデルタ値をそれぞれ示している。図１８（ａ）－（ｃ）は、画面を複数のブロック領域に単純に分割する例であり、ブロック領域間で重複するセルは発生しない。

図１９（ａ）－（ｃ）は、図９（ｂ）に示したブロック領域の生成方法の一例を示す図である。 図１９（ａ）は、画面内に含まれる複数のセルで検出された生のデルタ値を示し、図１９（ｂ）は、４セルまとめにより生成された複数のブロック領域のデルタ値を示し、図１９（ｃ）は、９セルまとめにより生成された複数のブロック領域のデルタ値をそれぞれ示している。図１９（ａ）－（ｃ）は、画面内においてブロック領域を１セルずつずらしてブロック領域を生成する例であり、隣接するブロック領域間で重複するセルが発生する。

図２０（ａ）－（ｃ）は、図１８（ａ）－（ｃ）にそれぞれ示した１画面分のデルタ値を３次元グラフで示した図である。図２１（ａ）－（ｃ）は、図１９（ａ）－（ｃ）にそれぞれ示した１画面分のデルタ値を３次元グラフで示した図である。図２０（ａ）－（ｃ）と図２１（ａ）－（ｃ）を比較すると、後者の方がデルタ値のピークの頂点がより先鋭になっている。これは、タッチ位置の面積を小さく検出でき、よりピンポイントにタッチ位置を検出できることを意味する。前者は、デルタ値のピークの頂点が平坦になっており、その頂点の面積は、ブロックサイズの大きさに比例して大きくなり、検出されるタッチ位置の面積が大きくなる。したがって、前者の方式ではブロックサイズの大きさに比例して分解能が粗くなり、タッチ位置の座標検出精度が低下する。一方、後者方式では、ロックサイズの大きさに関わらず分解能がほぼ同じであり、タッチ位置の座標検出精度の低下を抑えることができる。

以上説明したように本実施の形態によれば、複数のセルで検出されたデルタ値をまとめてブロック単位のデルタ値を生成することにより、ノイズを平坦化させ、シグナルを増加させることができる。シグナルが増加することにより、タッチ検出の感度を向上させることができる。本実施の形態に係るタッチ検出方法は、タッチ表面からタッチ電極までの距離が長いインセル型の表示装置に、とくに有効である。

また、デルタ値がまとめ閾値以上のブロック領域では、ブロックサイズを小さくすることにより、より高精細にタッチ位置を検出することができる。

以上、本開示を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素または各処理プロセスの組み合わせに、いろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上述した第２の動作例において、ブロック領域が解除された場合、解除されたブロック領域の元になっていたセルの範囲内で、縮小されたブロック領域のデルタ値を算出した。この点、縮小されたブロック領域のデルタ値を算出する範囲は、解除されたブロック領域の元になっていたセルの範囲内より広い範囲であってもよい。たとえば、解除されたブロック領域の元になっていたセルの範囲の四方に、１列分のセルが追加された範囲であってもよい。なお、四方に追加される列は、２列以上であってもよい。

上述した実施の形態では、タッチ検出回路７６内にフレームバッファを設け、１画面分のデルタ値を保持し、１画面単位でタッチ有りと判定したブロック領域の位置情報、または１画面分のブロック領域のデルタ値を制御回路７０に出力した。この点、タッチ検出部７６ｃは、上述したスキャンブロックの単位でデルタ値を保持し、スキャンブロック単位でタッチ有りと判定したブロック領域の位置情報、または１スキャンブロック分のブロック領域のデルタ値を制御回路７０に出力してもよい。この場合、レポートレートが向上する。

図２２は、図５（ｂ）の詳細図である。表示装置２２は、厚さ方向に沿って順に重ねて配置されるバックライトユニット４０、下偏光板４２、薄膜トランジスタ基板（以下、ＴＦＴ基板と呼ぶ）４４、液晶層５２、カラーフィルタ基板５４、上偏光板５６、接合層５８、および、保護層６０を備える。

以下の説明では、表示装置２２の厚さ方向のうち、ＴＦＴ基板４４に対して保護層６０が位置する側を前面側とし、その逆を背面側とする。

表示装置２２は、バックライトユニット４０から出射された光を用いて、画像光を前面側、即ち観察者側に出射する。

ＴＦＴ基板４４は、ガラス基板４６、ガラス基板４６の前面側に配置された複数のゲート電極４８、複数のソース電極５０、および、複数の共通電極３４を有する。図示は省略するが、ＴＦＴ基板４４は、図２の複数のゲート線Ｇ１，Ｇ２，・・・、複数のソース線Ｓ１，Ｓ２，・・・、複数の画素電極３２および複数の画素スイッチング素子３０も有する。ＴＦＴ基板４４の前面側に配置された液晶層５２は、画素電極３２と共通電極３４との間に発生する横方向の電界により制御される。

接合層５８は、透光性を有し、上偏光板５６と保護層６０とを接合する。接合層５８は、例えば、ＯＣＲ（Optically Clear Resin）などの液状の透明樹脂、または、ＯＣＡ（Optically Clear Adhesive）などの透明粘着シートが硬化したものである。

保護層６０は、表示装置２２を保護するための透光性を有する層であり、ガラス基板またはプラスチック基板などで構成される。保護層６０は、カバーレンズなどとも呼ばれる。

上述した実施の形態では、本開示に係るタッチ検出方法を、インセル型の表示装置に適用する例を説明したが、アウトセル型の表示装置に適用することもできる。

なお、実施の形態は、以下に記載するように言い表すことができる。

本開示の一態様に係るタッチ検出装置（２４）は、
マトリクス状に配置されて画像表示およびタッチ検出に共有される複数の共通電極（３４）を備える表示装置（２２）のタッチ検出装置（２４）であって、
前記複数の共通電極（３４）のそれぞれが有する静電容量に基づく複数の検出値を取得する検出値取得部（７６ａ）と、
前記検出値取得部（７６ａ）において取得された前記複数の検出値に基づいて、前記複数の共通電極（３４）の中の２以上の共通電極（３４）をそれぞれ含む複数のブロック領域における検出値を算出する検出値算出部（７６ｂ）と、
前記検出値算出部（７６ｂ）において算出された前記複数のブロック領域それぞれの検出値に基づいて、前記表示装置（２２）の表示画面への導電物のタッチを検出するタッチ検出部（７６ｃ）と、を備え、
前記複数のブロック領域は、少なくとも、第１ブロック領域と第２ブロック領域とを含み、
前記第１ブロック領域は、少なくとも、前記複数の共通電極（３４）の中の第１共通電極と、前記複数の共通電極の中で前記第１共通電極と隣接する第２共通電極とを含み、前記第２ブロック領域は、少なくとも、前記第２共通電極と、前記複数の共通電極（３４）の中で前記第２共通電極と隣接して前記第１共通電極とは異なる第３共通電極を含み、
前記検出値算出部（７６ｂ）は、前記複数のブロック領域の各々に含まれる前記２以上の共通電極（３４）それぞれの検出値に基づいて、前記表示画面内の前記複数のブロック領域それぞれの検出値を算出する。
「タッチ検出部」は、タッチ検出部７６ｃ単体で構成されてもよいし、タッチ検出部７６ｃと制御回路７０の組み合わせで構成されてもよい。
これによれば、ノイズを平坦化し、シグナルを増加させることにより、タッチ検出感度を向上させることができる。
本開示の一態様に係るタッチ検出装置（２４）において、例えば、
前記複数のブロック領域の各々は、他のブロック領域と互いに共有する少なくとも一の共通電極を含む、としても良い。
これによれば、複数の共通電極（３４）の分解能とほぼ同じ分解能の複数のブロック領域を生成することができる。
本開示の一態様に係るタッチ検出装置（２４）において、例えば、
前記検出値算出部（７６ｂ）は、前記共通電極（３４）の基準静電容量に対する差分値を前記検出値として取得し、前記複数のブロック領域に含まれる２以上の共通電極（３４）の各々の検出値を加算して、当該ブロック領域の検出値を算出する、としても良い。
これによれば、ノイズが平坦化され、シグナルが増加された検出値を算出することができる。
本開示の一態様に係るタッチ検出装置（２４）において、例えば、
前記検出値算出部（７６ｂ）は、前記共通電極（３４）の基準静電容量に対する差分値を前記検出値として取得し、前記ブロック領域に含まれる２以上の共通電極（３４）の各々の検出値の内、０以下の値を１に変換し、変換後の当該複数の検出値を掛け合わせて、当該ブロック領域の検出値を算出する、としても良い。
これによれば、ノイズが平坦化され、シグナルが増加された検出値を算出することができる。
本開示の一態様に係るタッチ検出装置（２４）において、例えば、
前記検出値算出部（７６ｂ）は、前記複数のブロック領域の各々の検出値の内、負の値を０に変換し、正の値を増幅させる、としても良い。
これによれば、ノイズが平坦化され、シグナルが増加された検出値を算出することができる。
本開示の一態様に係るタッチ検出装置（２４）において、例えば、
前記複数のブロック領域は、それぞれ複数の共通電極（３４）を含む四角形状の領域である、としても良い。
これによれば、設計が容易である。
本開示の一態様に係るタッチ検出装置（２４）において、例えば、
前記複数のブロック領域は、それぞれ複数の共通電極（３４）を含む十字形状の領域である、としても良い。
これによれば、ブロック領域の形状を柔軟に設定することができる。
本開示の一態様に係るタッチ検出装置（２４）において、例えば、
前記タッチ検出部（７６ｃ）は、あるブロック領域の検出値がタッチ検出閾値以上であって、かつ解除判定用の閾値以上である場合、少なくとも当該ブロック領域に含まれる複数の共通電極（３４）を含む領域において、当該ブロック領域よりサイズが小さい複数のブロック領域を生成し、当該複数のブロック領域の検出値を算出する、としても良い。
これによれば、タッチ位置を高精細に検出することができる。
本開示の一態様に係るタッチ検出装置（２４）において、例えば、
前記複数の共通電極（３４）のそれぞれにタッチ駆動信号または画像表示用の基準電圧を供給する駆動回路（７４）と、
前記駆動回路（７４）と、前記タッチ検出部（７６ｃ）を含むタッチ検出回路（７６）を制御して、画面内の前記複数の共通電極（３４）を複数のグループに分割した複数の検出領域の１つに対する部分的なタッチ検出と、前記画面内の複数の画素を複数のグループに分割した複数の表示領域の１つに対する部分的な画像表示を交互に繰り返して、タッチ検出と画像表示を時分割に制御する制御回路（７０）と、をさらに備え、
前記タッチ検出部（７６ｃ）は、前記検出領域ごとにタッチを検出する、としても良い。
これによれば、レポートレートを向上させることができる。
本開示の一態様に係るタッチ検出装置（２４）において、例えば、
前記複数の共通電極（３４）のそれぞれにタッチ駆動信号または画像表示用の基準電圧を供給する駆動回路（７４）と、
前記駆動回路（７４）と、前記タッチ検出部（７６ｃ）を含むタッチ検出回路（７６）を制御して、画面内の前記複数の共通電極（３４）を複数のグループに分割した複数の検出領域の１つに対する部分的なタッチ検出と、前記画面内の複数の画素を複数のグループに分割した複数の表示領域の１つに対する部分的な画像表示を交互に繰り返して、タッチ検出と画像表示を時分割に制御する制御回路（７０）と、をさらに備え、
前記タッチ検出部（７６ｃ）は、１画面ごとにタッチを検出する、としても良い。
これによれば、座標精度が担保される。
本開示の一態様に係るタッチ検出装置（２４）において、例えば、
前記検出値算出部は、前記表示画面内の前記複数のブロック領域それぞれの検出値を、前記複数のブロック領域それぞれの中心座標と対応付けて出力する、としても良い。
これによれば、タッチ検出部（７６ｃ）がタッチ位置を検出しやすくなる。
本開示の一態様に係るタッチ検出装置（２４）において、例えば、
前記タッチ検出部（７６ｃ）は、検出したタッチ位置に基づいて、表示画面上のタッチ位置データを出力する、としても良い。
これによれば、制御回路（７０）がタッチ位置データをもとに、画面内のタッチ位置を特定することができる。
本開示の一態様に係るタッチ検出方法は、
マトリクス状に配置されて画像表示およびタッチ検出に共有される複数の共通電極（３４）を備える表示装置（２２）のタッチ検出方法であって、
前記複数の共通電極（３４）のそれぞれが有する静電容量に基づく複数の検出値を取得するステップと、
取得された前記複数の検出値に基づいて、前記複数の共通電極（３４）の中の２以上の共通電極（３４）をそれぞれ含む複数のブロック領域における検出値を算出するステップと、
算出された前記複数のブロック領域それぞれの検出値に基づいて、前記表示装置（２２）の表示画面への導電物のタッチを検出するステップと、を有し、
前記複数のブロック領域は、少なくとも、第１ブロック領域と第２ブロック領域とを含み、
前記第１ブロック領域は、少なくとも、前記複数の共通電極の中の第１共通電極と、前記複数の共通電極の中で前記第１共通電極と隣接する第２共通電極とを含み、前記第２ブロック領域は、少なくとも、前記第２共通電極と、前記複数の共通電極の中で前記第２共通電極と隣接して前記第１共通電極とは異なる第３共通電極を含み、
前記算出するステップは、前記複数のブロック領域の各々に含まれる前記２以上の共通電極それぞれの検出値に基づいて、前記表示画面内の前記複数のブロック領域それぞれの検出値を算出する。
これによれば、ノイズを平坦化し、シグナルを増加させることにより、タッチ検出感度を向上させることができる。
本開示の一態様に係る表示システム（２０）は、
マトリクス状に配置されて画像表示およびタッチ検出に共有される複数の共通電極（３４）を備える表示部（２２）と、
前記複数の共通電極（３４）のそれぞれが有する静電容量に基づく複数の検出値を取得する検出値取得部（７６ａ）と、
前記検出値取得部（７６ａ）において取得された前記複数の検出値に基づいて、前記複数の共通電極（３４）の中の２以上の共通電極（３４）をそれぞれ含む複数のブロック領域における検出値を算出する検出値算出部（７６ｂ）と、
前記検出値算出部（７６ｂ）において算出された前記複数のブロック領域それぞれの検出値に基づいて、前記表示部（２２）の表示画面への導電物のタッチを検出するタッチ検出部（７６ｃ）と、を備え、
前記複数のブロック領域は、少なくとも、第１ブロック領域と第２ブロック領域とを含み、
前記第１ブロック領域は、少なくとも、前記複数の共通電極（３４）の中の第１共通電極と、前記複数の共通電極の中で前記第１共通電極と隣接する第２共通電極とを含み、前記第２ブロック領域は、少なくとも、前記第２共通電極と、前記複数の共通電極（３４）の中で前記第２共通電極と隣接して前記第１共通電極とは異なる第３共通電極を含み、
前記検出値算出部（７６ｂ）は、前記複数のブロック領域の各々に含まれる前記２以上の共通電極（３４）それぞれの検出値に基づいて、前記表示画面内の前記複数のブロック領域それぞれの検出値を算出する。
「タッチ検出部」は、タッチ検出部７６ｃ単体で構成されてもよいし、タッチ検出部７６ｃと制御回路７０の組み合わせで構成されてもよい。
これによれば、ノイズを平坦化し、シグナルを増加させることにより、タッチ検出感度を向上させることができる。

本開示は、インセル型の表示装置に適用可能である。

１ 表示システム、 １０ ホスト、 １２ 制御装置、 ２０ 表示モジュール、 ２２ 表示装置、 ２４ 制御装置、 ３０ 画素スイッチング素子、 ３２ 画素電極、 ３３ａ 共通電極、 ３３ｂ タッチ電極、 ３４ 共通電極、 ３６ 信号線、 ４０ バックライトユニット、 ４２ 下偏光板、 ４４ ＴＦＴ基板、 ４６ ガラス基板、 ４８ ゲート電極、 ５０ ソース電極、 ５２ 液晶層、 ５４ カラーフィルタ基板、 ５６ 上偏光板、 ５７ａ 接合層、 ５７ｂ 保護層、 ５８ 接合層、 ６０ 保護層、 ７０ 制御回路、 ７２ 第１駆動回路、 ７４ 第２駆動回路、 ７６ タッチ検出回路、 ７６ａ 検出値取得部、 ７６ｂ 検出値算出部、 ７６ｃ タッチ検出部。

Claims (13)

1. マトリクス状に配置されて画像表示およびタッチ検出に共有される複数の共通電極を備える表示装置のタッチ検出装置であって、
   前記複数の共通電極のそれぞれが有する静電容量に基づく複数の検出値を取得する検出値取得部と、
   前記検出値取得部において取得された前記複数の検出値に基づいて、前記複数の共通電極の中の２以上の共通電極をそれぞれ含む複数のブロック領域における検出値を算出する検出値算出部と、
   前記検出値算出部において算出された前記複数のブロック領域それぞれの検出値に基づいて、前記表示装置の表示画面への導電物のタッチを検出するタッチ検出部と、を備え、
   前記複数のブロック領域は、少なくとも、第１ブロック領域と第２ブロック領域とを含み、
   前記第１ブロック領域は、少なくとも、前記複数の共通電極の中の第１共通電極と、前記複数の共通電極の中で前記第１共通電極と隣接する第２共通電極とを含み、前記第２ブロック領域は、少なくとも、前記第２共通電極と、前記複数の共通電極の中で前記第２共通電極と隣接して前記第１共通電極とは異なる第３共通電極を含み、
   前記検出値算出部は、
   前記複数のブロック領域の各々に含まれる前記２以上の共通電極それぞれの検出値に基づいて、前記表示画面内の前記複数のブロック領域それぞれの検出値を算出し、
   前記表示画面内の前記複数のブロック領域それぞれの検出値を、前記複数のブロック領域それぞれの中心座標と対応付けて出力する、
   タッチ検出装置。
2. 前記複数のブロック領域の各々は、他のブロック領域と互いに共有する少なくとも一の共通電極を含む、
   請求項１に記載のタッチ検出装置。
3. 前記検出値算出部は、前記共通電極の基準静電容量に対する差分値を前記検出値として取得し、前記複数のブロック領域に含まれる２以上の共通電極の各々の検出値を加算して、当該ブロック領域の検出値を算出する、
   請求項１または２に記載のタッチ検出装置。
4. 前記検出値算出部は、前記共通電極の基準静電容量に対する差分値を前記検出値として取得し、前記ブロック領域に含まれる２以上の複数の共通電極の各々の検出値の内、０以下の値を１に変換し、変換後の各々の検出値を掛け合わせて、当該ブロック領域の検出値を算出する、
   請求項１または２に記載のタッチ検出装置。
5. 前記検出値算出部は、前記複数のブロック領域の各々の検出値の内、負の値を０に変換し、正の値を増幅させる、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
6. 前記複数のブロック領域は、それぞれ複数の共通電極を含む四角形状の領域である、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
7. 前記複数のブロック領域は、それぞれ複数の共通電極を含む十字形状の領域である、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
8. 前記タッチ検出部は、あるブロック領域の検出値がタッチ検出閾値以上であって、かつ解除判定用の閾値以上である場合、少なくとも当該ブロック領域に含まれる複数の共通電極を含む領域において、当該ブロック領域よりサイズが小さい複数のブロック領域を生成し、当該複数のブロック領域の検出値を算出する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
9. 前記複数の共通電極のそれぞれにタッチ駆動信号または画像表示用の基準電圧を供給する駆動回路と、
   前記駆動回路と、前記タッチ検出部を含むタッチ検出回路を制御して、画面内の前記複数の共通電極を複数のグループに分割した複数の検出領域の１つに対する部分的なタッチ検出と、前記画面内の複数の画素を複数のグループに分割した複数の表示領域の１つに対する部分的な画像表示を交互に繰り返して、タッチ検出と画像表示を時分割に制御する制御回路と、をさらに備え、
   前記タッチ検出部は、前記検出領域ごとにタッチを検出する、
   請求項１から８のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
10. 前記複数の共通電極のそれぞれにタッチ駆動信号または画像表示用の基準電圧を供給する駆動回路と、
    前記駆動回路と、前記タッチ検出部を含むタッチ検出回路を制御して、画面内の前記複数の共通電極を複数のグループに分割した複数の検出領域の１つに対する部分的なタッチ検出と、前記画面内の複数の画素を複数のグループに分割した複数の表示領域の１つに対する部分的な画像表示を交互に繰り返して、タッチ検出と画像表示を時分割に制御する制御回路と、をさらに備え、
    前記タッチ検出部は、１画面ごとにタッチを検出する、
    請求項１から８のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
11. 前記タッチ検出部は、検出したタッチ位置に基づいて、表示画面上のタッチ位置データを出力する、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
12. マトリクス状に配置されて画像表示およびタッチ検出に共有される複数の共通電極を備える表示装置のタッチ検出方法であって、
    前記複数の共通電極のそれぞれが有する静電容量に基づく複数の検出値を取得するステップと、
    取得された前記複数の検出値に基づいて、前記複数の共通電極の中の２以上の共通電極をそれぞれ含む複数のブロック領域における検出値を算出するステップと、
    算出された前記複数のブロック領域それぞれの検出値に基づいて、前記表示装置の表示画面への導電物のタッチを検出するステップと、を有し、
    前記複数のブロック領域は、少なくとも、第１ブロック領域と第２ブロック領域とを含み、
    前記第１ブロック領域は、少なくとも、前記複数の共通電極の中の第１共通電極と、前記複数の共通電極の中で前記第１共通電極と隣接する第２共通電極とを含み、前記第２ブロック領域は、少なくとも、前記第２共通電極と、前記複数の共通電極の中で前記第２共通電極と隣接して前記第１共通電極とは異なる第３共通電極を含み、
    前記算出するステップは、
    前記複数のブロック領域の各々に含まれる前記２以上の共通電極それぞれの検出値に基づいて、前記表示画面内の前記複数のブロック領域それぞれの検出値を算出し、
    前記表示画面内の前記複数のブロック領域それぞれの検出値を、前記複数のブロック領域それぞれの中心座標と対応付けて出力する、
    表示装置のタッチ検出方法。
13. マトリクス状に配置されて画像表示およびタッチ検出に共有される複数の共通電極を備える表示部と、
    前記複数の共通電極のそれぞれが有する静電容量に基づく複数の検出値を取得する検出値取得部と、
    前記検出値取得部において取得された前記複数の検出値に基づいて、前記複数の共通電極の中の２以上の共通電極をそれぞれ含む複数のブロック領域における検出値を算出する検出値算出部と、
    前記検出値算出部において算出された前記複数のブロック領域それぞれの検出値に基づいて、前記表示部の表示画面への導電物のタッチを検出するタッチ検出部と、を備え、
    前記複数のブロック領域は、少なくとも、第１ブロック領域と第２ブロック領域とを含み、
    前記第１ブロック領域は、少なくとも、前記複数の共通電極の中の第１共通電極と、前記複数の共通電極の中で前記第１共通電極と隣接する第２共通電極とを含み、前記第２ブロック領域は、少なくとも、前記第２共通電極と、前記複数の共通電極の中で前記第２共通電極と隣接して前記第１共通電極とは異なる第３共通電極を含み、
    前記検出値算出部は、
    前記複数のブロック領域の各々に含まれる前記２以上の共通電極それぞれの検出値に基づいて、前記表示画面内の前記複数のブロック領域それぞれの検出値を算出し、
    前記表示画面内の前記複数のブロック領域それぞれの検出値を、前記複数のブロック領域それぞれの中心座標と対応付けて出力する、
    表示システム。

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