WO2022201600A1 - 検出装置 - Google Patents

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WO2022201600A1
WO2022201600A1 PCT/JP2021/035884 JP2021035884W WO2022201600A1 WO 2022201600 A1 WO2022201600 A1 WO 2022201600A1 JP 2021035884 W JP2021035884 W JP 2021035884W WO 2022201600 A1 WO2022201600 A1 WO 2022201600A1
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common electrodes
detection
group
display device
display
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PCT/JP2021/035884
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裕介 森岡
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
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    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04108—Touchless 2D- digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface without distance measurement in the Z direction

Definitions

  • the present disclosure relates to a detection device having a touch detection function and a proximity detection function.
  • a display device including a proximity sensor and a display panel for detecting touch and proximity of a detection target is known (see Patent Document 1, for example).
  • electrodes for touch detection are arranged in the display area of the display panel, and electrodes for proximity detection are arranged outside the display area.
  • a signal is input to the electrodes for touch detection, and presence or absence of proximity of the detection target is determined based on the signal output from the electrodes for proximity detection.
  • a detection device includes a plurality of common electrodes of a display device that are arranged in a matrix and shared for image display and touch detection. a drive circuit that supplies a drive signal; a detection circuit that detects proximity of an object to the display device based on a detection signal received from a second group of common electrodes different from the first group among the plurality of common electrodes; Prepare.
  • This device includes a drive circuit that supplies a drive signal to a first group of common electrodes of a plurality of common electrodes of a display device that are arranged in a matrix and shared for image display and touch detection, and a detection circuit for detecting proximity of an object to the display device.
  • a rotatable dial is arranged on the display surface of the display device so as to overlap the common electrodes of a second group, which is different from the first group, among the plurality of common electrodes.
  • a conductor is arranged at a position of the dial facing the display surface of the display device.
  • a detection circuit receives a detection signal from the electrical conductor.
  • Yet another aspect of the present disclosure is also a detection device.
  • This device includes a drive circuit that supplies drive signals to at least some of a plurality of first common electrodes of a first display device arranged in a matrix and shared for image display and touch detection, and a drive circuit arranged in a matrix. based on the detection signal received from at least some of the plurality of second common electrodes of the second display device arranged adjacent to the first display device and shared for image display and touch detection, detection circuitry for detecting proximity of an object to at least one of the first display and the second display.
  • FIG. 1 is a block diagram of a display system according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the circuit configuration of the display device of FIG. 1
  • FIG. 3 is a top view showing the arrangement of common electrodes in FIG. 2
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the display device of FIG. 1
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the display device in FIG. 1 during a touch detection period in the first mode
  • FIG. 2 is a diagram showing the timing of a unit frame period in the first mode and the waveform of a first drive signal in the display device of FIG. 1
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the display device of FIG. 1 in a second mode
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another operation in the second mode of the display device of FIG. 1;
  • FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating still another operation of the display device of FIG. 1 in the second mode;
  • 2 is a flowchart showing mode switching processing of the display system of FIG. 1; It is a figure explaining operation
  • FIG. 11 is a block diagram of a display system according to a third embodiment;
  • FIG. 13A and 13B are diagrams illustrating the operation of the two display devices of FIG. 12 in a second mode;
  • FIG. FIG. 13 illustrates another operation of the two display devices of FIG. 12 in the second mode; It is a figure explaining operation
  • FIG. 1 is a block diagram of a display system 1 according to the first embodiment.
  • the display system 1 is an in-vehicle display system 1 installed in a vehicle such as an automobile, the application is not particularly limited, and the display system 1 may be used in a portable device or the like.
  • the display system 1 includes a host 10 and a touch display 20.
  • the host 10 performs various functions such as radio, car navigation, Bluetooth (registered trademark) communication, and controls the touch display 20 .
  • the host 10 has a controller 12 .
  • the control device 12 is, for example, a CPU and is also called a host CPU.
  • the control device 12 has a selection section 90 that selects an operation mode of the display system 1 .
  • the selection unit 90 selects a first mode in which image display and touch detection are performed, or a second mode in which proximity detection is performed without image display.
  • the first mode may also be referred to as touch detection mode and the second mode may be referred to as proximity detection mode.
  • the selection unit 90 selects the second mode until the proximity of an object is detected in a standby state in which no image is displayed on the touch display 20, and selects the first mode when the proximity is detected in the second mode. select.
  • the selector 90 may select the second mode when the conditions for transition to the standby state are satisfied in the first mode. Conditions for selecting the first mode or the second mode by the selection unit 90 can be appropriately determined according to the application of the display system 1 . Details of the first mode and the second mode will be described later.
  • the control device 12 supplies the image data DD and the control data CD including information on the operation mode to the touch display 20, and controls the touch display 20 based on these data.
  • the controller 12 does not supply the image data DD in the second mode.
  • the touch display 20 includes a display device 22 and a control device 24.
  • the display device 22 is used, for example, as a center display inside the vehicle on which a car navigation screen or the like is displayed.
  • the display device 22 is an in-cell IPS (In Plane Switching) type liquid crystal display device, and is capable of detecting a touch position.
  • the configuration of the display device 22 is, for example, a well-known configuration described below.
  • FIG. 2 schematically shows the circuit configuration of the display device 22 of FIG. FIG. 2 also shows the schematic layout of each component.
  • the display device 22 includes a plurality of gate lines G1, G2, . . . extending in the row direction, a plurality of source lines S1, S2, . It comprises an electrode 32 and a plurality of common electrodes 34 .
  • Each pixel switching element 30 is a thin film transistor, and is provided near the intersection of the gate line and the source line to correspond to the pixel.
  • a gate line is connected to the gate
  • a source line is connected to the source
  • a pixel electrode 32 is connected to the drain.
  • a plurality of pixel switching elements 30 and a plurality of pixel electrodes 32 are arranged for one common electrode 34 .
  • the electric field between the pixel electrode 32 and the common electrode 34 controls the liquid crystal layer.
  • the common electrode 34 is shared for image display and touch detection. Therefore, the display device 22 can be made thin by reducing the number of electrode layers.
  • FIG. 3 is a top view showing the arrangement of the common electrode 34 in FIG. 2.
  • FIG. A plurality of common electrodes 34 are arranged in a matrix. Each common electrode 34 is connected to controller 24 by a signal line 36 .
  • the display device 22 detects the touch position of the object by the self-capacitance method.
  • a capacitance is generated between the common electrode 34 and the finger.
  • the capacitance is generated, the parasitic capacitance in the common electrode 34 increases, and the current when supplying the drive signal to the common electrode 34 increases.
  • a touch position is detected based on the amount of change in this current.
  • the display device 22 detects the proximity position of the object by the mutual capacitance method. The details of proximity detection will be described later.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the display device 22 of FIG.
  • the display device 22 includes a backlight unit 40, a lower polarizing plate 42, a thin film transistor substrate (hereinafter referred to as a TFT substrate) 44, a liquid crystal layer 52, a color filter substrate 54, and an upper polarizing plate, which are stacked in order along the thickness direction. It comprises a plate 56 , a bonding layer 58 and a protective layer 60 .
  • the side where the protective layer 60 is located with respect to the TFT substrate 44 is the front side, and the opposite side is the back side.
  • the display device 22 uses the light emitted from the backlight unit 40 to emit image light to the front side, that is, to the viewer side.
  • the TFT substrate 44 has a glass substrate 46 , a plurality of gate electrodes 48 arranged on the front side of the glass substrate 46 , a plurality of source electrodes 50 , and a plurality of common electrodes 34 .
  • the TFT substrate 44 includes a plurality of gate lines G1, G2, . . . , a plurality of source lines S1, S2, . also have
  • the liquid crystal layer 52 arranged on the front side of the TFT substrate 44 is controlled by a horizontal electric field generated between the pixel electrode 32 and the common electrode 34 .
  • the bonding layer 58 has translucency and bonds the upper polarizing plate 56 and the protective layer 60 together.
  • the bonding layer 58 is, for example, a cured liquid transparent resin such as OCR (Optically Clear Resin) or a transparent adhesive sheet such as OCA (Optically Clear Adhesive).
  • the protective layer 60 is a translucent layer for protecting the display device 22, and is composed of a glass substrate, a plastic substrate, or the like.
  • the protective layer 60 is also called a cover lens or the like.
  • the control device 24 is configured as an IC, for example, and controls the display device 22 according to control data CD and image data DD from the host 10 .
  • the control device 24 can also be called a detection device that performs touch detection and proximity detection.
  • the controller 24 includes a control circuit 70 , a first drive circuit 72 , a second drive circuit 74 and a detection circuit 76 .
  • the control circuit 70 is composed of, for example, a microcomputer, and controls the signal generation timing of the first drive circuit 72 and the second drive circuit 74, the touch or proximity detection timing of the detection circuit 76, and the like.
  • the control circuit 70 controls the first mode such that one frame of the display image is drawn on the display device 22 and touch detection of one screen is executed at least once in a unit frame period (one frame period).
  • a unit frame period can also be called a vertical synchronization period. Details of the unit frame period will be described later.
  • the control circuit 70 controls the first drive circuit 72, the second drive circuit 74 and the detection circuit 76 so that the display of the display device 22 is stopped and proximity detection is performed in the second mode.
  • the first drive circuit 72 generates a reference clock signal under the control of the control circuit 70 .
  • the first drive circuit 72 In the first mode, the first drive circuit 72 generates the source signal SS synchronized with the generated reference clock signal based on the image data DD from the host 10 under the control of the control circuit 70 .
  • the first drive circuit 72 In the first mode, the first drive circuit 72 generates the gate signal GS synchronized with the generated reference clock signal under the control of the control circuit 70 .
  • the first drive circuit 72 sequentially supplies the generated source signal SS to the plurality of source lines of the display device 22 and sequentially supplies the generated gate signal GS to the plurality of gate lines of the display device 22 .
  • the first drive circuit 72 stops generating and supplying the source signal SS and the gate signal GS in the second mode.
  • the first drive circuit 72 supplies the reference clock signal to the second drive circuit 74 .
  • the second drive circuit 74 Under the control of the control circuit 70, the second drive circuit 74 generates a reference voltage VCOM, which is a predetermined fixed voltage, and a first drive signal TX1 synchronized with the reference clock signal in the first mode.
  • the first drive signal TX1 can also be called a touch drive signal. Note that the first drive signal TX1 may be a rectangular wave or a sine wave.
  • the second drive circuit 74 supplies the reference voltage VCOM or the first drive signal TX1 to each of the plurality of common electrodes 34 throughout the display device 22 via the signal line 36 of FIG.
  • the entire plurality of common electrodes 34 of the display device 22 are divided into a first group, a second group and a third group.
  • the second drive circuit 74 generates the second drive signal TX2 synchronized with the reference clock signal under the control of the control circuit 70, and transmits the second drive signal TX2 to the first drive signal TX2 via the signal line 36.
  • Each of the plurality of common electrodes 34 of the group is supplied.
  • the waveform, amplitude and frequency of the second drive signal TX2 can be appropriately determined through experiments and simulations so as to obtain the desired proximity detection performance, and may be the same as or different from the waveform of the first drive signal TX1. good. Since it is assumed that the display device 22 does not display an image in the second mode, the second drive circuit 74 does not supply the reference voltage VCOM to the plurality of common electrodes 34 .
  • the detection circuit 76 detects the touch of an object to the display device 22 in the first mode. In the first mode, the detection circuit 76 detects the common electrode 34 based on the detection signal RX received from the common electrode 34 when the first drive signal TX1 is supplied to each common electrode 34 under the control of the control circuit 70. A touch of an object to a position corresponding to electrode 34 is detected. The detection circuit 76 outputs information on the detected touch position to the control circuit 70 .
  • the detection circuit 76 detects proximity of an object to the display device 22 in the second mode. In the second mode, the detection circuit 76 detects the detection signals received from the common electrodes 34 of the second group when the common electrodes 34 of the first group are supplied with the second drive signal TX2 under the control of the control circuit 70. Based on RX, the proximity of an object to the position corresponding to the second group of common electrodes 34 is detected. The detection circuit 76 outputs information on the detected proximity position to the control circuit 70 . The detection circuit 76 does not have to detect the proximity position, and may determine whether or not an object is approaching, and output information indicating that the proximity is detected to the control circuit 70 .
  • the control circuit 70 derives the coordinate data TD of the touch position based on the touch position information from the detection circuit 76 and outputs the coordinate data TD to the control device 12 of the host 10 .
  • the control circuit 70 derives the coordinate data TD of the proximity position based on the information of the proximity position from the detection circuit 76 and outputs the coordinate data TD to the control device 12 of the host 10 .
  • the control device 12 executes various processes according to the coordinate data TD.
  • the configuration of the control device 12 and the control circuit 70 can be realized by cooperation of hardware resources and software resources, or only by hardware resources.
  • Analog devices, microcomputers, DSPs, ROMs, RAMs, FPGAs, and other LSIs can be used as hardware resources.
  • Programs such as firmware can be used as software resources.
  • the control circuit 70 alternately repeats partial image display on one of the plurality of display areas within the screen and partial touch detection on one of the plurality of touch detection areas within the screen. to control image display and touch detection in a time-sharing manner.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the display device 22 in FIG. 1 during the touch detection period in the first mode.
  • the display device 22 includes touch detection areas R1, R2, R3, and R4 in which a plurality of common electrodes 34 in the screen are divided into a plurality of groups. In FIG. 5, one common electrode 34 is shown, and other common electrodes 34 are omitted.
  • the touch detection areas R1, R2, R3, and R4 are arranged in order from left to right in the horizontal direction as viewed from the observer.
  • a plurality of common electrodes 34 in the entire display device 22 are arranged in each of the touch detection regions R1 to R4.
  • the number of touch detection areas of the display device 22 is not limited to "4".
  • FIG. 6 shows the timing of the unit frame period Fa in the first mode and the waveform of the first drive signal TX1 in the display device 22 of FIG.
  • the example shown in FIG. 6 is an example in which one image is displayed during the unit frame period Fa, and touch detection for one screen is performed twice.
  • a unit frame period Fa is divided into two subframe periods Fb.
  • Each subframe period Fb includes four display periods Da and four touch detection periods T1a, T2a, T3a, T4a.
  • the display period Da and the touch detection period are alternately arranged.
  • the display period Da, touch detection period T1a, display period Da, touch detection period T2a, display period Da, touch detection period T3a, display period Da, and touch detection period T4a are arranged in this order.
  • the number of display periods Da and the number of touch detection periods in the unit frame period Fa are not limited to "8", respectively.
  • the display device 22 displays 1/8 of one frame every display period Da.
  • One frame is displayed by eight display periods Da of the unit frame period Fa.
  • the first driving circuit 72 supplies the source signal SS to the plurality of source lines, supplies the gate signal GS to the target gate line, and the second driving circuit 74 supplies the plurality of common A reference voltage VCOM is applied to electrode 34 .
  • the second drive circuit 74 stops supplying the first drive signal TX1 during the display period Da.
  • the second drive circuit 74 supplies the first drive signal TX1 to the multiple common electrodes 34 of the touch detection regions R1 to R4 during each touch detection period.
  • the second drive circuit 74 stops supplying the reference voltage VCOM during the touch detection period.
  • the detection circuit 76 detects the touch of an object to the touch detection region R1 based on the detection signals RX received from the multiple common electrodes 34 of the touch detection region R1.
  • the detection circuit 76 detects the touch of an object to the touch detection region R2 based on the detection signals RX received from the multiple common electrodes 34 of the touch detection region R2 during the touch detection period T2a.
  • the detection circuit 76 detects the touch of an object to the touch detection region R3 based on the detection signals RX received from the multiple common electrodes 34 of the touch detection region R3.
  • the detection circuit 76 detects the touch of an object to the touch detection region R4 based on the detection signals RX received from the plurality of common electrodes 34 of the touch detection region R4 during the touch detection period T4a.
  • the detection circuit 76 detects a touch in a different touch detection area for each touch detection period in each of a plurality of touch detection periods.
  • the display device 22 may include the same number of touch detection regions as the number of touch detection periods in the unit frame period Fa. Executed once.
  • the display device 22 does not display an image and the detection circuit 76 performs proximity detection instead of touch detection.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the display device 22 of FIG. 1 in the second mode.
  • FIG. 7 schematically shows a plurality of common electrodes 34 across the screen viewed from the viewer's side.
  • the multiple common electrodes 34 are divided into a first group GR1, a second group GR2 and a third group GR3.
  • the number of common electrodes 34 in the first group GR1 is greater than the number of common electrodes 34 in the second group GR2 and greater than the number of common electrodes 34 in the third group GR3.
  • the first group GR1 includes a plurality of common electrodes 34 located in an area wider than the upper half of the screen.
  • the common electrode 34 of the first group GR1 is denoted as "TX".
  • the second group GR2 includes edge common electrodes 34 of the plurality of common electrodes 34 over the entire screen.
  • a second group includes a plurality of common electrodes 34 at the bottom edge of the screen.
  • the common electrode 34 of the second group GR2 is denoted as "RX".
  • the plurality of common electrodes 34 of the second group GR2 are divided into four horizontally aligned first subgroups GR21.
  • the number of first subgroups GR21 is not limited to "4".
  • Each first subgroup GR21 includes two horizontally adjacent common electrodes 34 .
  • the plurality of common electrodes 34 of the third group GR3 are common electrodes 34 other than those of the first group GR1 and the second group GR2.
  • the common electrodes 34 of the third group GR3 are positioned between the common electrodes 34 of the first group GR1 and the common electrodes 34 of the second group GR2. That is, the common electrodes 34 of the first group GR1 and the common electrodes 34 of the second group GR2 are not adjacent to each other.
  • the common electrode 34 of the third group GR3 is positioned between the two first subgroups GR21. That is, the common electrodes 34 of the two first subgroups GR21 are not adjacent.
  • the second drive circuit 74 supplies the second drive signal TX2 to each of the common electrodes 34 of the first group GR1 among the plurality of common electrodes 34 in the second mode.
  • the second drive circuit 74 does not supply the second drive signal TX2 to the common electrodes 34 of the second group GR2 and the third group GR3 in the second mode.
  • an electric field is generated between the common electrodes 34 of the first group GR1 and the common electrodes 34 of the second group GR2.
  • schematic electric fields are indicated by arrows. Since the total area of the common electrodes 34 of the first group GR1 is larger than the total area of the common electrodes 34 of the second group GR2, an electric field can be generated in a relatively wide area, and the normal to the display surface of the display device 22 can be generated. An electric field can be generated in a space away in the direction, that is, in the space on the front side of the display device 22 . Thus, objects in close proximity to the display surface will affect the electric field even if they are not in contact with the display surface.
  • the detection circuit 76 detects the proximity of an object to the display device 22 based on the detection signal RX received from the common electrodes 34 of the second group GR2 among the plurality of common electrodes 34 .
  • the detection signal RX changes compared to when the object does not exist.
  • the detection circuit 76 detects the proximity of the object by detecting the change. Even in the first mode, it can be detected that there is a touch even when the object does not touch the display surface and the object approaches the display surface to the extent that it causes an increase in detectable parasitic capacitance. It can detect proximity at a longer distance than the distance between the display surface and the object that can be detected in the mode.
  • a known technique can be used for proximity detection using the detection signal RX.
  • the detection circuit 76 does not distinguish between the detection signals received from the respective common electrodes 34 of one first subgroup GR21. On the other hand, the detection circuit 76 can distinguish between detection signals received from the common electrodes 34 of two different first subgroups GR21. Therefore, in the second mode, the detection circuit 76 may detect the first subgroup GR21 to which the object is close from among the plurality of first subgroups GR21. As a result, in addition to whether or not an object is approaching, it is possible to identify the approximate position where the object is approaching. The position where the object is close can be determined based on the detected position of each of the plurality of common electrodes 34 of the first subgroup GR21, and can be, for example, the center of gravity of their position coordinates. When the approximate position to which the object is close is specified, the control device 12 may determine the display content in the first mode according to the specified position.
  • the detection circuit 76 does not use the detection signal RX of the common electrode 34 of the third group GR3 for detecting proximity of an object.
  • the common electrodes 34 of the third group GR3 may not be electrically connected to the detection circuit 76.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating another operation of the display device 22 of FIG. 1 in the second mode.
  • the first group GR1 includes a plurality of common electrodes 34 located in an area wider than the left half of the screen.
  • the second group GR2 includes a plurality of common electrodes 34 on the right edge of the screen.
  • the multiple common electrodes 34 of the second group GR2 are divided into four first subgroups GR21.
  • the proximity can be detected with higher sensitivity than when the object approaches from the left side of the screen. . Therefore, for example, when the display device 22 is used as a center display in the vehicle interior of a right-hand drive vehicle, it is easy to detect that the hand of the vehicle driver approaches.
  • the second group GR2 may include a plurality of common electrodes 34 on the left or lower edge of the screen instead of on the right edge of the screen.
  • FIG. 9 is a diagram explaining still another operation of the second mode of the display device 22 of FIG.
  • a second group GR2 includes a plurality of common electrodes 34 at the upper, lower, right and left edges of the screen.
  • the plurality of common electrodes 34 of the second group GR2 are composed of a first subgroup GR21 at the upper edge of the screen, a first subgroup GR21 at the lower edge of the screen, and a first subgroup GR21 at the left edge of the screen.
  • GR21 divided into a first subgroup GR21 at the right edge of the screen.
  • the second group GR2 may include a plurality of common electrodes 34 at two or three of the upper, lower, right and left edges of the screen.
  • the control circuit 70 detects a plurality of common electrodes including the common electrode 34 of the detected first subgroup GR21. Electrodes 34 may be divided into a plurality of second subgroups. When dividing the common electrodes 34 into a plurality of second subgroups, the control circuit 70 may increase the number of the common electrodes 34 in the first group GR1 from before dividing into the second subgroups.
  • the grouping may be changed to that in FIG. That is, the three common electrodes 34 of the first subgroup GR21 on the right edge of the screen in FIG. 9 and the eleven common electrodes 34 surrounding them are divided into four second and third groups as shown in FIG. It may be divided into GR3, and the number of common electrodes 34 in the first group GR1 may be increased from the example of FIG. In this case, the first subgroup GR21 in FIG. 8 corresponds to the second subgroup.
  • the detection circuit 76 based on the detection signals RX received from the common electrodes 34 of the plurality of second subgroups divided by the control circuit 70, selects the second electrode of the plurality of second subgroups to which the object is close. Detect subgroups.
  • the second drive signal TX2 can be supplied to more common electrodes 34, so that the electric field can be applied to a wider area. can generate Therefore, it is possible to increase the sensitivity of proximity detection and widen the area in which proximity detection is possible.
  • FIG. 10 is a flowchart showing mode switching processing of the display system 1 of FIG.
  • the processing in FIG. 10 is started, for example, when the display system 1 enters a standby state in which images are not displayed.
  • the selection unit 90 selects the second mode (S10), and if proximity is not detected (N in S12), the process returns to S12. If the proximity is detected (Y of S12), the selector 90 selects the first mode (S14).
  • the second drive signal TX2 is supplied to the plurality of common electrodes 34 of the first group GR1 among the plurality of common electrodes 34 shared for image display and touch detection, and the plurality of common electrodes 34 of the second group GR2 are supplied with the second drive signal TX2.
  • the proximity of an object is detected based on the detection signal RX received from the common electrode 34 of . That is, in order to perform proximity detection by the mutual capacitance method, the plurality of common electrodes 34 arranged in a matrix are divided into transmitting electrodes and receiving electrodes. Therefore, it is not necessary to provide a separate sensor electrode around the plurality of common electrodes 34 for receiving the detection signal RX. Therefore, the area around the display surface of the display device 22 can be narrowed, and the design of the display device 22 can be enhanced.
  • the second drive signal TX2 is not supplied to the common electrodes 34 of the third group GR3 between the common electrodes 34 of the first group GR1 and the common electrodes 34 of the second group GR2, the second drive signal TX2 is not the detection signal RX. can be difficult to influence. Therefore, proximity detection accuracy can be improved.
  • the common electrode 34 of the third group GR3 does not exist, the common electrode 34 of the first group GR1 and the common electrode 34 of the second group GR2 are adjacent, but the parasitic capacitance between the adjacent common electrodes 34 Therefore, the detection signal RX is easily affected by the second drive signal TX2. In this case, the detection accuracy tends to be lower than in the embodiment.
  • the second group GR2 since the second group GR2 includes the common electrodes 34 at the edges of the plurality of common electrodes 34 arranged in a matrix, it is easy to detect the approach of an object from the peripheral direction of the screen of the display device 22 .
  • a dial is arranged on the display surface of the display device 22, and proximity of an object is detected based on a detection signal received from a conductor provided on the dial.
  • a detection signal received from a conductor provided on the dial.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the display device 22 in the second mode according to the second embodiment.
  • the multiple common electrodes 34 are divided into a first group GR11 and a second group GR12.
  • a second group GR12 includes a plurality of common electrodes 34 at the lower right and lower left edges of the screen.
  • the number of common electrodes 34 in the first group GR11 is greater than the number of common electrodes 34 in the second group GR12.
  • the display system 1 includes dials 100 that can be rotated and arranged in the lower right area and the lower left area on the display surface of the display device 22 .
  • the number of dials 100 is not limited to "2".
  • Dial 100 is, for example, a dial for setting the temperature of an air conditioner of a vehicle.
  • the dials 100 overlap the common electrodes 34 of the second group GR12 among the common electrodes 34 and do not overlap the common electrodes 34 of the first group GR11.
  • the dials 100 are each rotatable around a rotation axis fixed to the display surface of the display device 22 according to the user's operation.
  • a conductor 102 is arranged at a position facing the display surface of the display device 22 on the dial 100 .
  • the conductor 102 also rotates around the rotation axis.
  • the operations of the first drive circuit 72, the second drive circuit 74 and the detection circuit 76 in the first mode are the same as in the first embodiment.
  • the detection circuit 76 also detects the rotational operation position of the dial 100, which is the position of the conductor 102, as the touch position.
  • the second drive circuit 74 supplies the second drive signal TX2 to the common electrodes 34 of the first group GR11 among the plurality of common electrodes 34, and supplies the second drive signal TX2 to the plurality of common electrodes 34 of the second group GR12. Do not supply drive signal TX2.
  • the common electrode 34 of the first group GR11 is denoted as "TX”.
  • An electric field is generated between the common electrode 34 of the first group GR11 and the conductor 102 by supplying the second drive signal TX2. Objects in close proximity to the display surface affect this electric field.
  • the conductor 102 is connected to the detection circuit 76 by wiring (not shown).
  • the detection circuit 76 detects proximity of an object to the display device 22 based on the detection signal RX received from the conductor 102 in the second mode.
  • the detection circuit 76 can identify which side of the conductor 102 the object has approached.
  • the rotational operation position of the dial 100 which is the position of the conductor 102
  • proximity of an object is detected based on the detection signal RX received from the conductor 102. Therefore, as in the first embodiment, the area around the display surface of the display device 22 can be narrowed.
  • the second drive signal TX2 is not supplied to the plurality of common electrodes 34 of the second group GR12 that may overlap the conductor 102, the spread of the electric field is less likely to be hindered. Therefore, proximity can be detected in a wider area.
  • the third embodiment differs from the first embodiment in that the display system 1 includes a plurality of display devices.
  • the following description will focus on differences from the first embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram of the display system 1 of the third embodiment.
  • the display system 1 comprises a host 10, a first touch display 20a and a second touch display 20b.
  • the first touch display 20a and the second touch display 20b are referred to as the touch display 20 when not distinguished from each other.
  • the host 10 controls two touch displays 20.
  • the host 10 is arranged, for example, on a substrate different from that of the first touch display 20a and the second touch display 20b.
  • the control device 12 supplies the two touch displays 20 with image data DD and control data CD including operation mode information, and controls the two touch displays 20 based on these data.
  • the first touch display 20a includes a first display device 22a and a first control device 24a.
  • the second touch display 20b comprises a second display device 22b and a second control device 24b.
  • the configuration and function of each of the first touch display 20a and the second touch display 20b are basically the same as the touch display 20 of the first embodiment.
  • the first display device 22a and the second display device 22b are referred to as the display device 22 when not distinguished, and the first control device 24a and the second control device 24b are referred to as the control device 24 when not distinguished.
  • the first control device 24a and the second control device 24b can also be collectively called a detection device that performs touch detection and proximity detection.
  • the two display devices 22 are used, for example, as a center display in the vehicle interior for displaying a car navigation screen, etc., and are arranged adjacent to each other in the horizontal or vertical direction.
  • the two display devices 22 may each display a part of one screen, such as a car navigation screen, to constitute one screen with two screens, or one may display a first screen such as a car navigation screen. and a second screen, such as a television screen, that is different from the first screen.
  • the first control device 24a is configured as an IC, for example, and controls the first display device 22a according to control data CD and image data DD from the host 10.
  • FIG. The first control device 24a includes a first control circuit 70a, a third drive circuit 72a, a first drive circuit 74a, and a first detection circuit 76a.
  • the first control circuit 70a is composed of, for example, a microcomputer, and controls signal generation of the third drive circuit 72a and the first drive circuit 74a, touch or proximity detection timing of the first detection circuit 76a, and the like.
  • the first control circuit 70a controls the third drive circuit 72a, It controls the first drive circuit 74a and the first detection circuit 76a.
  • the first frame period can also be called a first vertical synchronization period.
  • the third drive circuit 72a generates the first reference clock signal under the control of the first control circuit 70a.
  • the third drive circuit 72a operates based on the first reference clock signal in the same manner as the first drive circuit 72 of the first embodiment.
  • the first drive circuit 74a operates in the same manner as the second drive circuit 74 of the first embodiment based on the first reference clock signal, and operates the plurality of first common electrodes of the first display device 22a. , is supplied with the first drive signal TX1.
  • the first detection circuit 76a detects each first common electrode based on the detection signal RX received from the first common electrode when the first drive signal TX1 is supplied to each first common electrode. Detect the touch of an object to the corresponding position.
  • the third drive circuit 72a Based on the first reference clock signal, the third drive circuit 72a outputs the synchronization signal SY to the second control device 24b, for example, at each start timing of the first frame period.
  • the output timing of the synchronization signal SY is not particularly limited as long as the signal can be synchronized between the first control device 24a and the second control device 24b.
  • the second control device 24b is configured as an IC, for example, and controls the second display device 22b according to the control data CD and image data DD from the host 10 and the synchronization signal SY from the first control device 24a.
  • the basic operation of the second control device 24b is common to that of the first control device 24a.
  • the second control device 24b includes a second control circuit 70b, a fourth drive circuit 72b, a second drive circuit 74b, and a second detection circuit 76b.
  • the second control circuit 70b is composed of, for example, a microcomputer, and controls signal generation of the fourth drive circuit 72b and the second drive circuit 74b, touch or proximity detection timing of the second detection circuit 76b, and the like based on the synchronization signal SY. do.
  • the second control circuit 70b and the above-described first control circuit 70a can be collectively called a control circuit.
  • the second control circuit 70b controls the fourth drive circuit 72b so that one frame of the display image is drawn on the second display device 22b and the touch detection of one screen is performed at least once during the second frame period. It controls the second drive circuit 74b and the second detection circuit 76b. The second control circuit 70b controls the start timing of the second frame period to match the start timing of the first frame period based on the synchronization signal SY.
  • the second frame period can also be called a second vertical synchronization period.
  • the fourth drive circuit 72b generates the second reference clock signal under the control of the second control circuit 70b.
  • the fourth drive circuit 72b operates in the first mode based on the second reference clock signal in the same manner as the first drive circuit 72 of the first embodiment.
  • the second drive circuit 74b operates in the same manner as the second drive circuit 74 of the first embodiment based on the second reference clock signal, and operates the plurality of second common electrodes of the second display device 22b. , is supplied with the second drive signal TX2.
  • the second detection circuit 76b detects each second common electrode based on the detection signal RX received from the second common electrode when the second drive signal TX2 is supplied to each second common electrode. Detect the touch of an object to the corresponding position.
  • FIG. 13 is a diagram explaining the operation of the two display devices 22 of FIG. 12 in the second mode.
  • the first display device 22a and the second display device 22b are arranged horizontally adjacent to each other as viewed from the observer.
  • the entire plurality of first common electrodes 34a of the first display device 22a are included in the first group GR1.
  • the plurality of second common electrodes 34b of the second display device 22b are divided into a second group GR2 and a third group GR3.
  • the number of first common electrodes 34a in the first group GR1 is greater than the number of second common electrodes 34b in the second group GR2.
  • the first common electrode 34a and the second common electrode 34b are referred to as the common electrode 34 when not distinguished from each other.
  • the second group GR2 includes the second common electrode 34b on approximately the left half of the screen of the second display device 22b.
  • the second group GR2 preferably includes the second common electrode 34b on the side of the first display device 22a.
  • the plurality of second common electrodes 34b of the second group GR2 are divided into two vertically aligned first subgroups GR21.
  • the number of first subgroups GR21 is not limited to "2", and the second group GR2 may not be divided into the first subgroups GR21.
  • the second group GR2 may include the second common electrode 34b covering substantially the entire screen of the second display device 22b.
  • the third group GR3 includes second common electrodes 34b other than the second group GR2.
  • a second common electrode 34b of the third group GR3 is positioned between the two first subgroups GR21. That is, the second common electrodes 34b of the two first subgroups GR21 are not adjacent to each other.
  • the arrangement of the first display device 22a and the second display device 22b may be interchanged left and right, and the second common electrode 34b in approximately the right half of the screen of the second display device 22b may be the second group GR2.
  • the first drive circuit 74a supplies the third drive signal TX3 to at least some of the plurality of first common electrodes 34a.
  • the first drive circuit 74a supplies the third drive signal TX3 to all the first common electrodes 34a.
  • the second drive circuit 74b does not supply a drive signal to the second common electrode 34b in the second mode.
  • the second detection circuit 76b In the second mode, the second detection circuit 76b outputs signals to at least one of the first display device 22a and the second display device 22b based on the detection signal RX received from at least some of the plurality of second common electrodes 34b. Detect proximity of objects. In this example, the second detection circuit 76b detects the first display device 22a and the second display device 22a based on the detection signals RX received from the second common electrodes 34b of the second group GR2, which are some of the second common electrodes 34b. Proximity of an object to at least one of the devices 22b is detected. The first detection circuit 76a does not perform object proximity detection in the second mode.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating another operation of the second mode of the two display devices 22 of FIG.
  • the two display devices 22 are grouped in the same way.
  • the first group GR1 includes a plurality of common electrodes 34 positioned over an area wider than the upper half of the screen.
  • the second group GR2 includes a plurality of common electrodes 34 at the lower edge of the screen.
  • the plurality of common electrodes 34 of the second group GR2 are divided into two horizontally aligned first subgroups GR21.
  • Each first subgroup GR21 includes seven horizontally adjacent common electrodes 34 .
  • the plurality of common electrodes 34 of the third group GR3 are common electrodes 34 other than those of the first group GR1 and the second group GR2.
  • the common electrodes 34 of the third group GR3 are positioned between the common electrodes 34 of the first group GR1 and the common electrodes 34 of the second group GR2.
  • a common electrode 34 of the third group GR3 is located between the two first subgroups GR21.
  • the first drive circuit 74a supplies the third drive signal TX3 to the first common electrodes 34a of the first group GR1 in the second mode.
  • the second drive circuit 74b supplies the fourth drive signal TX4 to the second common electrodes 34b of the first group GR1.
  • the first detection circuit 76a detects proximity of an object to the first display device 22a based on the detection signal RX received from the second common electrode 34b of the second group GR2.
  • the second detection circuit 76b detects the proximity of an object to the second display device 22b based on the detection signal RX received from the second common electrodes 34b of the second group GR2.
  • the grouping of each of the two display devices 22 may be the same as in the first embodiment.
  • the present embodiment there is no need to provide separate sensor electrodes for receiving the detection signal RX around the plurality of first common electrodes 34a and around the plurality of second common electrodes 34b. Therefore, the area around the display surfaces of the first display device 22a and the second display device 22b can be narrowed.
  • the second embodiment may be combined with the third embodiment.
  • a new embodiment resulting from combination has the effects of each of the combined embodiments.
  • control device 24 is included in the touch display 20 in the first and second embodiments, the control device 24 may be included in the host 10 .
  • first drive circuit 72 generates the reference clock signal in the first and second embodiments
  • second drive circuit 74 may generate the reference clock signal.
  • the unit frame period may include three or more times as many touch detection periods as the number of touch detection areas of the display device 22 . These are the same in the third embodiment. Also, in the third embodiment, three or more display devices 22 may be arranged adjacently. In these modified examples, the flexibility of the configuration of the display system 1 can be improved.
  • sensor electrodes other than the plurality of common electrodes 34 may be arranged as shown in FIG. The following description will focus on differences from the first embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram explaining the operation of the display device 22 of the modified example in the second mode.
  • Four sensor electrodes 110 are arranged outside the plurality of common electrodes 34 on the display surface.
  • the sensor electrodes 110 are arranged horizontally below the plurality of common electrodes 34 . No image is displayed at the position of the sensor electrode 110 .
  • the second drive circuit 74 supplies the second drive signal TX2 to each of the plurality of common electrodes 34 over the entire screen in the second mode. An electric field is thereby generated between the plurality of common electrodes 34 and the plurality of sensor electrodes 110 .
  • the detection circuit 76 detects proximity of an object to the display device 22 based on the detection signal RX received from the sensor electrode 110 in the second mode. With this configuration, proximity detection can also be performed with an in-cell touch display having common electrodes 34 arranged in a matrix.
  • a detection device includes: a drive circuit that supplies a drive signal to a first group of common electrodes of a plurality of common electrodes of a display device arranged in a matrix and shared for image display and touch detection; a detection circuit that detects proximity of an object to the display device based on a detection signal received from a second group of common electrodes different from the first group among the plurality of common electrodes; Prepare.
  • a drive circuit that supplies a drive signal to a first group of common electrodes of a plurality of common electrodes of a display device arranged in a matrix and shared for image display and touch detection
  • a detection circuit that detects proximity of an object to the display device based on a detection signal received from a second group of common electrodes different from the first group among the plurality of common electrodes; Prepare.
  • a third group of common electrodes located between the first group of common electrodes and the second group of common electrodes;
  • the drive circuit may not supply a drive signal to the common electrodes of the second group and the third group. In this case, it is possible to suppress the influence of the second drive signal on the detection signal. Therefore, proximity detection accuracy can be improved.
  • the plurality of common electrodes of the second group are divided into a plurality of first subgroups;
  • the detection circuit may detect a first subgroup to which an object is close among the plurality of first subgroups. In this case, it is possible to identify the approximate position where the object is proximate.
  • a control circuit that divides a plurality of common electrodes including the common electrodes of the detected first subgroup into a plurality of second subgroups when the detection circuit detects a first subgroup in which an object is close, The detection circuit selects a second subgroup to which an object is close from among the plurality of second subgroups based on detection signals received from common electrodes of the plurality of second subgroups divided by the control circuit. may be detected. In this case, when the proximity is detected, the position where the object approaches can be identified in more detail.
  • the control circuit may increase the number of common electrodes in the first group when dividing the common electrodes into the plurality of second subgroups. In this case, compared to before dividing into the second subgroup, the driving signal can be supplied to more common electrodes in the first group, so that an electric field can be generated in a wider area. Therefore, it is possible to increase the sensitivity of proximity detection and widen the area in which proximity detection is possible.
  • the second group of common electrodes may include edge common electrodes in the plurality of common electrodes. In this case, it is easy to detect the approach of an object from the surrounding direction of the screen of the display device.
  • the number of common electrodes in the first group may be greater than the number of common electrodes in the second group.
  • an electric field can be generated in a wider area. Therefore, it is possible to increase the sensitivity of proximity detection and widen the area in which proximity detection is possible.
  • a detection device includes: a drive circuit that supplies a drive signal to a first group of common electrodes of a plurality of common electrodes of a display device arranged in a matrix and shared for image display and touch detection; a detection circuit that detects proximity of an object to the display device based on the detection signal; with A rotatable dial overlapping a common electrode of a second group different from the first group among the plurality of common electrodes is arranged on the display surface of the display device, and A conductor is arranged at a position facing the display surface of the display device in the dial, The detection circuit receives the detection signal from the conductor. According to this aspect, there is no need to provide separate sensor electrodes around the plurality of common electrodes for receiving detection signals. Therefore, the area around the display surface of the display device can be narrowed.
  • the drive circuit may not supply a drive signal to the common electrodes of the second group. In this case, the spread of the electric field is less likely to be disturbed. Therefore, proximity can be detected in a wider area.
  • a detection device includes: a driving circuit that supplies a driving signal to at least some of the plurality of first common electrodes of the first display device that are arranged in a matrix and shared for image display and touch detection; A detection signal received from at least some of a plurality of second common electrodes of a second display device arranged adjacent to the first display device, which are arranged in a matrix and shared for image display and touch detection. a detection circuit for detecting the proximity of an object to at least one of said first display device and said second display device based on Prepare. According to this aspect, it is not necessary to provide separate sensor electrodes for receiving detection signals around the plurality of first common electrodes and around the plurality of second common electrodes. Therefore, the areas around the display surfaces of the first display device and the second display device can be narrowed.
  • the present disclosure can be used for detection devices having a touch detection function and a proximity detection function.

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Abstract

検出装置（制御装置２４）において、駆動回路（第２駆動回路７４）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用される表示装置２２の複数の共通電極のうち、第１グループの共通電極に駆動信号を供給する。検出回路７６は、複数の共通電極のうち第１グループとは異なる第２グループの共通電極から受信した検出信号ＲＸに基づいて、表示装置２２への物体の近接を検出する。

Description

検出装置
　本開示は、タッチ検出機能と近接検出機能を有する検出装置に関する。
　検出対象のタッチと近接を検出するための近接センサおよび表示パネルを備えた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、表示パネルの表示領域にタッチ検出用の電極が配置され、表示領域の外側に近接検出用の電極が配置されている。近接検出を行う場合、タッチ検出用の電極に信号を入力し、近接検出用の電極から出力される信号をもとに検出対象の近接の有無を判定する。
特開２０１９－１０１５３２号公報
　タッチ検出と近接検出を実行する技術において、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用される表示装置の複数の共通電極のうち、第１グループの共通電極に駆動信号を供給する駆動回路と、複数の共通電極のうち第１グループとは異なる第２グループの共通電極から受信した検出信号に基づいて、表示装置への物体の近接を検出する検出回路と、を備える。
　本開示の別の態様もまた、検出装置である。この装置は、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用される表示装置の複数の共通電極のうち、第１グループの共通電極に駆動信号を供給する駆動回路と、検出信号に基づいて表示装置への物体の近接を検出する検出回路と、を備える。表示装置の表示面上に、複数の共通電極のうち第１グループとは異なる第２グループの共通電極に重なる回転操作可能なダイヤルが配置される。ダイヤルにおける表示装置の表示面と向かい合う位置に導電体が配置される。検出回路は、導電体から検出信号を受信する。
　本開示のさらに別の態様もまた、検出装置である。この装置は、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用される第１表示装置の複数の第１共通電極のうち、少なくとも一部に駆動信号を供給する駆動回路と、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用される、第１表示装置と隣接して配置された第２表示装置の複数の第２共通電極のうち、少なくとも一部から受信した検出信号に基づいて、第１表示装置と第２表示装置の少なくとも一方への物体の近接を検出する検出回路と、を備える。
　上記の態様により、更なる改善を実現できる。
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。 図１の表示装置の縦断面図である。 図１の表示装置の第１モードのタッチ検出期間の動作を説明する図である。 図１の表示装置における第１モードの単位フレーム期間のタイミングおよび第１駆動信号の波形を示す図である。 図１の表示装置の第２モードの動作を説明する図である。 図１の表示装置の第２モードの別の動作を説明する図である。 図１の表示装置の第２モードのさらに別の動作を説明する図である。 図１の表示システムのモード切り替え処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態における表示装置の第２モードの動作を説明する図である。 第３の実施の形態の表示システムのブロック図である。 図１２の２つの表示装置の第２モードの動作を説明する図である。 図１２の２つの表示装置の第２モードの別の動作を説明する図である。 変形例の表示装置の第２モードの動作を説明する図である。
（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。既述のように、相互容量方式を利用したタッチディスプレイで近接検出も行うために、画像の表示領域に配置されたタッチ検出用の複数の電極に信号を加えてディスプレイの前面の空間に電界を発生させる技術が知られている。そして、表示領域の外側に配置された電極の受信信号を読み取ることで、ユーザの手などのディスプレイへの近接による電界変化を検出する。しかし、表示領域の外側に近接検出専用の電極を配置するため、表示領域の外側の領域が広くなり、ディスプレイの意匠性に影響を及ぼす可能性が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、タッチディスプレイ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、タッチディスプレイ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、表示システム１の動作モードを選択する選択部９０を有する。選択部９０は、画像表示とタッチの検出が行われる第１モード、または、画像表示は行われず近接の検出が行われる第２モードを選択する。第１モードは、タッチ検出モードと呼ぶこともでき、第２モードは、近接検出モードと呼ぶこともできる。
　選択部９０は、例えば、タッチディスプレイ２０に画像表示がなされないスタンバイ状態において物体の近接が検出されるまでは第２モードを選択し、第２モードで近接が検出された場合、第１モードを選択する。選択部９０は、第１モードでスタンバイ状態への移行条件が満たされた場合、第２モードを選択してよい。選択部９０が第１モードまたは第２モードを選択する条件は、表示システム１の用途に応じて適宜定めることができる。第１モードと第２モードの詳細については後述する。
　制御装置１２は、画像データＤＤと、動作モードの情報を含む制御データＣＤとをタッチディスプレイ２０に供給し、これらのデータをもとにタッチディスプレイ２０を制御する。制御装置１２は、第２モードでは画像データＤＤを供給しない。
　タッチディスプレイ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、例えば、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、第１モードでは、自己容量方式により物体の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。
　表示装置２２は、第２モードでは、相互容量方式により物体の近接位置を検出する。近接検出の詳細は後述する。
　図４は、図１の表示装置２２の縦断面図である。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。
　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、タッチ検出と近接検出を実行する検出装置とも呼べる。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、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、検出回路７６のタッチまたは近接の検出タイミングなどを制御する。
　制御回路７０は、第１モードにおいて、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。
　制御回路７０は、第２モードにおいて、表示装置２２の表示が停止され、近接検出が実行されるよう、第１駆動回路７２、第２駆動回路７４および検出回路７６を制御する。
　第１駆動回路７２は、制御回路７０の制御にしたがい、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、第１モードでは、ホスト１０からの画像データＤＤにもとづいて、生成された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、第１モードでは、生成された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、生成されたソース信号ＳＳを表示装置２２の複数のソース線に順次供給し、生成されたゲート信号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、第２モードでは、ソース信号ＳＳとゲート信号ＧＳの生成と供給を停止する。
　第１駆動回路７２は、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、第１モードでは、予め定められた固定電圧である基準電圧ＶＣＯＭ、および、基準クロック信号に同期した第１駆動信号ＴＸ１を生成する。第１駆動信号ＴＸ１は、タッチ駆動信号とも呼べる。なお、第１駆動信号ＴＸ１は、矩形波でもよいし、正弦波でもよい。第２駆動回路７４は、第１モードでは、図３の信号線３６を介して、基準電圧ＶＣＯＭまたは第１駆動信号ＴＸ１を表示装置２２の全体の複数の共通電極３４のそれぞれに供給する。
　第２モードでは、表示装置２２の全体の複数の共通電極３４は、第１グループ、第２グループおよび第３グループに分けられる。第２駆動回路７４は、制御回路７０の制御にしたがい、第２モードでは、基準クロック信号に同期した第２駆動信号ＴＸ２を生成し、信号線３６を介して、第２駆動信号ＴＸ２を第１グループの複数の共通電極３４のそれぞれに供給する。第２駆動信号ＴＸ２の波形、振幅および周波数は、所望の近接検出性能が得られるように実験やシミュレーションにより適宜定めることができ、第１駆動信号ＴＸ１の波形等と同じでもよいし、異なってもよい。第２モードでは表示装置２２が画像を表示しないことを想定するため、第２駆動回路７４は、複数の共通電極３４に基準電圧ＶＣＯＭを供給しない。
　検出回路７６は、第１モードでは表示装置２２への物体のタッチを検出する。検出回路７６は、第１モードでは、制御回路７０の制御にしたがい、各共通電極３４に第１駆動信号ＴＸ１が供給されたときの当該共通電極３４から受信した検出信号ＲＸに基づいて、当該共通電極３４に対応する位置への物体のタッチを検出する。検出回路７６は、検出したタッチ位置の情報を制御回路７０に出力する。
　検出回路７６は、第２モードでは表示装置２２への物体の近接を検出する。検出回路７６は、第２モードでは、制御回路７０の制御にしたがい、第１グループの各共通電極３４に第２駆動信号ＴＸ２が供給されたときの第２グループの共通電極３４から受信した検出信号ＲＸに基づいて、第２グループの共通電極３４に対応する位置への物体の近接を検出する。検出回路７６は、検出した近接位置の情報を制御回路７０に出力する。なお、検出回路７６は、近接位置を検出しなくてもよく、物体の近接の有無を判定し、近接が検出されたことを示す情報を制御回路７０に出力してもよい。
　制御回路７０は、第１モードでは、検出回路７６からのタッチ位置の情報にもとづいてタッチ位置の座標データＴＤを導出し、その座標データＴＤをホスト１０の制御装置１２に出力する。制御回路７０は、第２モードでは、検出回路７６からの近接位置の情報にもとづいて近接位置の座標データＴＤを導出し、その座標データＴＤをホスト１０の制御装置１２に出力する。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、制御回路７０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、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、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、第１モード、第２モードの順に詳しく説明する。
［第１モード］
　制御回路７０は、第１モードでは、画面内の複数の表示領域の１つに対する部分的な画像表示と、画面内の複数のタッチ検出領域の１つに対する部分的なタッチ検出とを交互に繰り返して、画像表示とタッチ検出を時分割に制御する。
　図５は、図１の表示装置２２の第１モードのタッチ検出期間の動作を説明する図である。表示装置２２は、画面内の複数の共通電極３４が複数のグループに分割されたタッチ検出領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を含む。図５では、１つの共通電極３４を示し、他の共通電極３４は図示を省略する。
　タッチ検出領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、観察者から見て水平方向に左から右に順に並ぶ。表示装置２２の全体の複数の共通電極３４は、タッチ検出領域Ｒ１からＲ４のそれぞれに複数ずつ配置される。表示装置２２のタッチ検出領域の数は「４」に限定されない。
　図６は、図１の表示装置２２における第１モードの単位フレーム期間Ｆａのタイミングおよび第１駆動信号ＴＸ１の波形を示す。図６に示す例は、単位フレーム期間Ｆａに、１枚の画像を表示し、１画面のタッチ検出を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Ｆａは約１６．７（＝１／６０）ｍｓに設定される。１画面のタッチ検出は単位フレーム期間Ｆａに２回実行されるため、約８．３（＝１／１２０）ｍｓ周期で実行される。
　単位フレーム期間Ｆａは、２つのサブフレーム期間Ｆｂに分割される。各サブフレーム期間Ｆｂは、４つの表示期間Ｄａと、４つのタッチ検出期間Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａとを含む。表示期間Ｄａとタッチ検出期間は交互に配置される。各サブフレーム期間Ｆｂにおいて、表示期間Ｄａ、タッチ検出期間Ｔ１ａ、表示期間Ｄａ、タッチ検出期間Ｔ２ａ、表示期間Ｄａ、タッチ検出期間Ｔ３ａ、表示期間Ｄａ、タッチ検出期間Ｔ４ａは、この順に並ぶ。単位フレーム期間Ｆａの表示期間Ｄａの数とタッチ検出期間の数は、それぞれ「８」に限定されない。
　表示装置２２は、表示期間Ｄａ毎に１フレームを１／８ずつ表示する。単位フレーム期間Ｆａの８つの表示期間Ｄａにより、１フレームが表示される。具体的には表示期間Ｄａの間、第１駆動回路７２は、複数のソース線にソース信号ＳＳを供給し、対象のゲート線にゲート信号ＧＳを供給し、第２駆動回路７４は複数の共通電極３４に基準電圧ＶＣＯＭを供給する。第２駆動回路７４は、表示期間Ｄａには第１駆動信号ＴＸ１の供給を停止する。
　第２駆動回路７４は、それぞれのタッチ検出期間の間、タッチ検出領域Ｒ１からＲ４の複数の共通電極３４に第１駆動信号ＴＸ１を供給する。第２駆動回路７４は、タッチ検出期間には基準電圧ＶＣＯＭの供給を停止する。
　検出回路７６は、タッチ検出期間Ｔ１ａの間、タッチ検出領域Ｒ１の複数の共通電極３４から受信した検出信号ＲＸにもとづいて、タッチ検出領域Ｒ１への物体のタッチを検出する。検出回路７６は、タッチ検出期間Ｔ２ａの間、タッチ検出領域Ｒ２の複数の共通電極３４から受信した検出信号ＲＸにもとづいて、タッチ検出領域Ｒ２への物体のタッチを検出する。
　検出回路７６は、タッチ検出期間Ｔ３ａの間、タッチ検出領域Ｒ３の複数の共通電極３４から受信した検出信号ＲＸにもとづいて、タッチ検出領域Ｒ３への物体のタッチを検出する。検出回路７６は、タッチ検出期間Ｔ４ａの間、タッチ検出領域Ｒ４の複数の共通電極３４から受信した検出信号ＲＸにもとづいて、タッチ検出領域Ｒ４への物体のタッチを検出する。
　このように検出回路７６は、複数のタッチ検出期間のそれぞれにおいて、タッチ検出期間ごとに異なるタッチ検出領域でタッチを検出する。なお、単位フレーム期間Ｆａのタッチ検出期間の数と同数のタッチ検出領域が表示装置２２に含まれてもよく、この場合、単位フレーム期間Ｆａの複数のタッチ検出期間により、１画面のタッチ検出が１回実行される。
［第２モード］
　第２モードでは、表示装置２２が画像を表示せず、かつ、検出回路７６がタッチ検出に替えて近接検出を実行する。
　図７は、図１の表示装置２２の第２モードの動作を説明する図である。図７は、観察者側から見た画面全体の複数の共通電極３４を概略的に示す。複数の共通電極３４は、第１グループＧＲ１、第２グループＧＲ２および第３グループＧＲ３に分けられる。第１グループＧＲ１の共通電極３４の数は、第２グループＧＲ２の共通電極３４の数より多く、第３グループＧＲ３の共通電極３４の数より多い。
　この例では、第１グループＧＲ１は、画面の上半分より広い領域に位置する複数の共通電極３４を含む。図７では、第１グループＧＲ１の共通電極３４には「ＴＸ」と表記する。
　第２グループＧＲ２は、画面全体の複数の共通電極３４における縁部の共通電極３４を含む。第２グループは、画面の下側の縁部の複数の共通電極３４を含む。図７では、第２グループＧＲ２の共通電極３４には「ＲＸ」と表記する。
　第２グループＧＲ２の複数の共通電極３４は、水平方向に並ぶ４つの第１サブグループＧＲ２１に分けられる。第１サブグループＧＲ２１の数は「４」に限らない。それぞれの第１サブグループＧＲ２１は、水平方向に隣接する２つの共通電極３４を含む。
　第３グループＧＲ３の複数の共通電極３４は、第１グループＧＲ１と第２グループＧＲ２以外の共通電極３４である。第１グループＧＲ１の共通電極３４と第２グループＧＲ２の共通電極３４の間に第３グループＧＲ３の共通電極３４が位置する。つまり、第１グループＧＲ１の共通電極３４と第２グループＧＲ２の共通電極３４は隣接しない。また、２つの第１サブグループＧＲ２１の間に第３グループＧＲ３の共通電極３４が位置する。つまり、２つの第１サブグループＧＲ２１の共通電極３４は隣接しない。
　第２駆動回路７４は、第２モードにおいて、複数の共通電極３４のうち第１グループＧＲ１の共通電極３４のそれぞれに第２駆動信号ＴＸ２を供給する。第２駆動回路７４は、第２モードにおいて、第２グループＧＲ２および第３グループＧＲ３の共通電極３４に第２駆動信号ＴＸ２を供給しない。
　第２駆動信号ＴＸ２が供給されることにより、第１グループＧＲ１の共通電極３４と、第２グループＧＲ２の共通電極３４との間に電界が発生する。図７では概略的な電界を矢印で表記する。第１グループＧＲ１の共通電極３４の総面積が第２グループＧＲ２の共通電極３４の総面積より大きいため、相対的に広い領域に電界を発生させることができ、表示装置２２の表示面の法線方向に離れた位置、即ち表示装置２２の前面側の空間に電界を発生させることができる。よって、表示面に近接した物体は、表示面に接触していなくとも、電界に影響を及ぼす。
　検出回路７６は、第２モードにおいて、複数の共通電極３４のうち第２グループＧＲ２の共通電極３４から受信した検出信号ＲＸに基づいて、表示装置２２への物体の近接を検出する。表示面に近接した物体が存在することで電界に影響を及ぼしている場合、その物体が存在しない場合と比較して、検出信号ＲＸが変化する。検出回路７６は、その変化を検出することで、物体の近接を検出する。第１モードでも、表示面に物体が触れず、検出可能な寄生容量の増加を生じさせる程度に表示面に物体が近づいた場合にもタッチ有りと検出されうるが、第２モードでは、第１モードで検出可能な表示面と物体の間の距離よりも長い距離の近接を検出できる。検出信号ＲＸを用いた近接の検出には、公知の技術を利用できる。
　検出回路７６は、１つの第１サブグループＧＲ２１のそれぞれの共通電極３４から受信される検出信号を区別しない。一方、検出回路７６は、異なる２つの第１サブグループＧＲ２１の共通電極３４から受信される検出信号を区別可能である。そのため、検出回路７６は、第２モードにおいて、複数の第１サブグループＧＲ２１の中から物体が近接した第１サブグループＧＲ２１を検出してもよい。これにより、物体の近接の有無に加え、物体が近接した概略的な位置を特定できる。物体が近接した位置は、検出された第１サブグループＧＲ２１の複数の共通電極３４のそれぞれの位置に基づいて定めることができ、例えば、それらの位置座標の重心などであってよい。物体が近接した概略的な位置が特定された場合、制御装置１２は、特定された位置に応じて第１モードでの表示内容を決定してもよい。
　検出回路７６は、第２モードにおいて、第３グループＧＲ３の共通電極３４の検出信号ＲＸを物体の近接の検出に利用しない。第２モードにおいて、第３グループＧＲ３の共通電極３４は検出回路７６に電気的に接続されなくてもよい。
　次に、第１グループＧＲ１、第２グループＧＲ２、第３グループＧＲ３の分け方の別の例を説明する。図８は、図１の表示装置２２の第２モードの別の動作を説明する図である。第１グループＧＲ１は、画面の左半分より広い領域に位置する複数の共通電極３４を含む。
　第２グループＧＲ２は、画面の右側の縁部の複数の共通電極３４を含む。第２グループＧＲ２の複数の共通電極３４は、４つの第１サブグループＧＲ２１に分けられる。
　図８の例では、第２グループＧＲ２の複数の共通電極３４が位置する画面の右側から物体が近づいてくる場合、画面の左側から物体が近づいてくる場合よりも高感度で近接を検出しやすい。そのため、例えば、表示装置２２が右ハンドルの車両の車室内のセンターディスプレイとして利用される場合、車両の運転者の手が近接したことを検出しやすい。
　高感度での近接検出が必要な方向に応じて、第２グループＧＲ２は、画面の右側の縁部に替えて、画面の左側または下側の縁部の複数の共通電極３４を含んでもよい。
　図９は、図１の表示装置２２の第２モードのさらに別の動作を説明する図である。第２グループＧＲ２は、画面の上側、下側、右側および左側の縁部の複数の共通電極３４を含む。第２グループＧＲ２の複数の共通電極３４は、画面の上側の縁部の第１サブグループＧＲ２１、画面の下側の縁部の第１サブグループＧＲ２１、画面の左側の縁部の第１サブグループＧＲ２１、画面の右側の縁部の第１サブグループＧＲ２１に分けられる。
　図９の例では、画面の上側、下側、右側または左側のいずれから物体が近づいてくる場合であっても近接を検出しやすい。
　第２グループＧＲ２は、画面の上側、下側、右側および左側の縁部のうち２つまたは３つにおける複数の共通電極３４を含んでもよい。
　ここで、図９の例において、制御回路７０は、検出回路７６により物体が近接した第１サブグループＧＲ２１が検出された場合、検出された第１サブグループＧＲ２１の共通電極３４を含む複数の共通電極３４を複数の第２サブグループに分けてもよい。制御回路７０は、共通電極３４を複数の第２サブグループに分ける場合、第２サブグループに分ける前より第１グループＧＲ１の共通電極３４の数を増やしてもよい。
　例えば、図９の画面の右側の縁部の第１サブグループＧＲ２１に物体が近接したことが検出された場合、図８のグループ分けに変更してもよい。つまり、図９の画面の右側の縁部の第１サブグループＧＲ２１の３つの共通電極３４およびそれらの周囲の１１個の共通電極３４を図８のように４つの第２サブグループと第３グループＧＲ３に分け、さらに第１グループＧＲ１の共通電極３４の数を図９の例より増やしてもよい。この場合、図８の第１サブグループＧＲ２１が第２サブグループに相当する。
　この場合、検出回路７６は、制御回路７０で分けられた複数の第２サブグループの共通電極３４から受信した検出信号ＲＸに基づいて、複数の第２サブグループの中から物体が近接した第２サブグループを検出する。
　これにより、画面の上側、下側、右側または左側のいずれから物体が近づいてくるか検出した上で、物体が近接した位置をより詳細に特定できる。また、第２サブグループに分ける前と比較して第１グループＧＲ１の共通電極３４の数を増やすことで、より多くの共通電極３４に第２駆動信号ＴＸ２を供給できるため、より広い領域に電界を生成できる。よって、近接検出の感度を高めることができ、近接検出可能な領域を広げることができる。
　次に、以上の構成による表示システム１の全体的な動作を説明する。図１０は、図１の表示システム１のモード切り替え処理を示すフローチャートである。図１０の処理は、例えば、表示システム１が画像を非表示とするスタンバイ状態になると開始される。選択部９０は、第２モードを選択し（Ｓ１０）、近接が検出されなければ（Ｓ１２のＮ）、Ｓ１２に戻る。近接が検出された場合（Ｓ１２のＹ）、選択部９０は、第１モードを選択する（Ｓ１４）。
　本実施の形態によれば、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３４のうち第１グループＧＲ１の複数の共通電極３４に第２駆動信号ＴＸ２を供給し、第２グループＧＲ２の複数の共通電極３４から受信した検出信号ＲＸをもとに物体の近接を検出する。つまり、相互容量方式により近接検出を実行するために、マトリクス状に配置された複数の共通電極３４を送信電極と受信電極に分ける。そのため、検出信号ＲＸを受信するための別のセンサ電極を複数の共通電極３４の周囲に設ける必要がない。よって、表示装置２２の表示面の周囲の領域を狭くでき、表示装置２２の意匠性を高めることができる。
　また、第１グループＧＲ１の共通電極３４と第２グループＧＲ２の共通電極３４の間の第３グループＧＲ３の共通電極３４に第２駆動信号ＴＸ２が供給されないので、第２駆動信号ＴＸ２が検出信号ＲＸに影響を与え難くできる。そのため、近接検出精度を高めることができる。ここで、第３グループＧＲ３の共通電極３４が存在しないと仮定した場合、第１グループＧＲ１の共通電極３４と第２グループＧＲ２の共通電極３４が隣接するが、隣接する共通電極３４間の寄生容量によって、検出信号ＲＸが第２駆動信号ＴＸ２による影響を受けやすくなる。この場合、実施の形態よりも検出精度が低下しやすい。
　また、第２グループＧＲ２はマトリクス状に配置された複数の共通電極３４における縁部の共通電極３４を含むので、表示装置２２の画面の周囲の方向からの物体の近接を検出しやすい。
（第２の実施の形態）
　第２の実施の形態では、表示装置２２の表示面上にダイヤルが配置され、ダイヤルに設けられた導電体から受信された検出信号をもとに物体の近接を検出することが第１の実施の形態と異なる。以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
　図１１は、第２の実施の形態における表示装置２２の第２モードの動作を説明する図である。複数の共通電極３４は、第１グループＧＲ１１と第２グループＧＲ１２に分けられる。第２グループＧＲ１２は、画面の右下および左下の縁部の複数の共通電極３４を含む。第１グループＧＲ１１の共通電極３４の数は、第２グループＧＲ１２の共通電極３４の数より多い。
　表示システム１は、表示装置２２の表示面上の右下の領域と左下の領域のそれぞれに配置された回転操作可能なダイヤル１００を備える。ダイヤル１００の数は「２」に限らない。ダイヤル１００は、たとえば車両のエアコンディショナの温度設定用のダイヤルである。ダイヤル１００は、それぞれ、複数の共通電極３４のうち第２グループＧＲ１２の複数の共通電極３４に重なり、第１グループＧＲ１１の共通電極３４には重ならない。
　ダイヤル１００は、それぞれ、表示装置２２の表示面に固定された回転軸を中心として、ユーザの操作に応じて回転可能である。ダイヤル１００における表示装置２２の表示面と向かい合う位置に導電体１０２が配置されている。ダイヤル１００の回転に応じて導電体１０２も回転軸を中心として回転する。第１駆動回路７２、第２駆動回路７４および検出回路７６の第１モードの動作は第１の実施の形態と同様である。検出回路７６は、第１モードでは、導電体１０２の位置であるダイヤル１００の回転操作位置もタッチ位置として検出する。
　第２駆動回路７４は、第２モードにおいて、複数の共通電極３４のうち第１グループＧＲ１１の共通電極３４に第２駆動信号ＴＸ２を供給し、第２グループＧＲ１２の複数の共通電極３４に第２駆動信号ＴＸ２を供給しない。図１１では、第１グループＧＲ１１の共通電極３４には「ＴＸ」と表記する。第２駆動信号ＴＸ２が供給されることにより、第１グループＧＲ１１の共通電極３４と、導電体１０２との間に電界が発生する。表示面に近接した物体は、この電界に影響を及ぼす。
　導電体１０２は、図示しない配線により検出回路７６に接続されている。検出回路７６は、第２モードにおいて、導電体１０２から受信した検出信号ＲＸに基づいて、表示装置２２への物体の近接を検出する。検出回路７６は、どちらの導電体１０２側に物体が近接したか特定できる。
　本実施の形態によれば、導電体１０２の位置であるダイヤル１００の回転操作位置をタッチ位置として検出する構成において、導電体１０２から受信した検出信号ＲＸをもとに物体の近接を検出するので、検出信号ＲＸを受信するための別のセンサ電極を複数の共通電極３４の周囲に設ける必要がない。よって、第１の実施の形態と同様に、表示装置２２の表示面の周囲の領域を狭くできる。
　また、導電体１０２に重なり得る第２グループＧＲ１２の複数の共通電極３４に第２駆動信号ＴＸ２を供給しないので、電界の広がりが阻害され難くできる。よって、より広い領域で近接を検出できる。
（第３の実施の形態）
　第３の実施の形態では、表示システム１が複数の表示装置を備えることが第１の実施の形態と異なる。以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
　図１２は、第３の実施の形態の表示システム１のブロック図である。表示システム１は、ホスト１０と、第１タッチディスプレイ２０ａと、第２タッチディスプレイ２０ｂとを備える。以下、第１タッチディスプレイ２０ａと第２タッチディスプレイ２０ｂを区別しない場合にはタッチディスプレイ２０と呼ぶ。
　ホスト１０は、２つのタッチディスプレイ２０を制御する。ホスト１０は、例えば、第１タッチディスプレイ２０ａと第２タッチディスプレイ２０ｂとは別の基板上に配置される。
　制御装置１２は、画像データＤＤと、動作モードの情報を含む制御データＣＤとを２つのタッチディスプレイ２０に供給し、これらのデータをもとに２つのタッチディスプレイ２０を制御する。
　第１タッチディスプレイ２０ａは、第１表示装置２２ａと、第１制御装置２４ａとを備える。第２タッチディスプレイ２０ｂは、第２表示装置２２ｂと、第２制御装置２４ｂとを備える。第１タッチディスプレイ２０ａ、第２タッチディスプレイ２０ｂのそれぞれの構成と機能は、第１の実施の形態のタッチディスプレイ２０と基本的に同じである。以下、第１表示装置２２ａと第２表示装置２２ｂを区別しない場合には表示装置２２と呼び、第１制御装置２４ａと第２制御装置２４ｂを区別しない場合には制御装置２４と呼ぶ。第１制御装置２４ａと第２制御装置２４ｂをまとめて、タッチ検出と近接検出を実行する検出装置とも呼べる。
　２つの表示装置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、水平方向または垂直方向に隣接して配置される。２つの表示装置２２は、カーナビゲーション画面などの１画面の一部ずつをそれぞれ表示して、２つの画面で１画面を構成してもよいし、一方がカーナビゲーション画面などの第１の画面を表示し、他方が第１の画面とは異なるテレビ画面などの第２の画面を表示してもよい。
　第１制御装置２４ａ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にしたがって第１表示装置２２ａを制御する。第１制御装置２４ａは、第１制御回路７０ａと、第３駆動回路７２ａと、第１駆動回路７４ａと、第１検出回路７６ａとを備える。
　第１制御回路７０ａは、たとえばマイコンで構成され、第３駆動回路７２ａと第１駆動回路７４ａの信号生成、第１検出回路７６ａのタッチまたは近接の検出タイミングなどを制御する。
　第１制御回路７０ａは、第１フレーム期間に、表示画像の１フレームが第１表示装置２２ａ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３駆動回路７２ａ、第１駆動回路７４ａおよび第１検出回路７６ａを制御する。第１フレーム期間は、第１垂直同期期間とも呼べる。
　第３駆動回路７２ａは、第１制御回路７０ａの制御にしたがい、第１基準クロック信号を生成する。第３駆動回路７２ａは、第１モードでは、第１基準クロック信号にもとづいて第１の実施の形態の第１駆動回路７２と同様に動作する。第１駆動回路７４ａは、第１モードでは、第１基準クロック信号にもとづいて第１の実施の形態の第２駆動回路７４と同様に動作し、第１表示装置２２ａの複数の第１共通電極のそれぞれに第１駆動信号ＴＸ１を供給する。
　第１検出回路７６ａは、第１モードでは、各第１共通電極に第１駆動信号ＴＸ１が供給されたときの当該第１共通電極から受信した検出信号ＲＸに基づいて、当該第１共通電極に対応する位置への物体のタッチを検出する。
　第３駆動回路７２ａは、第１基準クロック信号にもとづいて、たとえば第１フレーム期間の開始タイミング毎に同期信号ＳＹを第２制御装置２４ｂに出力する。同期信号ＳＹの出力タイミングは、第１制御装置２４ａと第２制御装置２４ｂの間で信号を同期させることができれば、特に限定されない。
　第２制御装置２４ｂ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、第１制御装置２４ａからの同期信号ＳＹにしたがって第２表示装置２２ｂを制御する。第２制御装置２４ｂの基本的な動作は、第１制御装置２４ａの動作と共通する。第２制御装置２４ｂは、第２制御回路７０ｂと、第４駆動回路７２ｂと、第２駆動回路７４ｂと、第２検出回路７６ｂとを備える。
　第２制御回路７０ｂは、たとえばマイコンで構成され、同期信号ＳＹにもとづいて、第４駆動回路７２ｂと第２駆動回路７４ｂの信号生成、第２検出回路７６ｂのタッチまたは近接の検出タイミングなどを制御する。第２制御回路７０ｂと前述の第１制御回路７０ａをまとめて制御回路と呼べる。
　第２制御回路７０ｂは、第２フレーム期間に、表示画像の１フレームが第２表示装置２２ｂ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４駆動回路７２ｂ、第２駆動回路７４ｂおよび第２検出回路７６ｂを制御する。第２制御回路７０ｂは、同期信号ＳＹにもとづいて、第２フレーム期間の開始タイミングが第１フレーム期間の開始タイミングと一致するよう制御する。第２フレーム期間は、第２垂直同期期間とも呼べる。
　第４駆動回路７２ｂは、第２制御回路７０ｂの制御にしたがい、第２基準クロック信号を生成する。第４駆動回路７２ｂは、第１モードでは、第２基準クロック信号にもとづいて第１の実施の形態の第１駆動回路７２と同様に動作する。第２駆動回路７４ｂは、第１モードでは、第２基準クロック信号にもとづいて第１の実施の形態の第２駆動回路７４と同様に動作し、第２表示装置２２ｂの複数の第２共通電極のそれぞれに第２駆動信号ＴＸ２を供給する。
　第２検出回路７６ｂは、第１モードでは、各第２共通電極に第２駆動信号ＴＸ２が供給されたときの当該第２共通電極から受信した検出信号ＲＸに基づいて、当該第２共通電極に対応する位置への物体のタッチを検出する。
　図１３は、図１２の２つの表示装置２２の第２モードの動作を説明する図である。第１表示装置２２ａと第２表示装置２２ｂは、観察者から見て水平方向に隣接して配置される。
　第１表示装置２２ａの全体の複数の第１共通電極３４ａは、第１グループＧＲ１に含まれる。第２表示装置２２ｂの複数の第２共通電極３４ｂは、第２グループＧＲ２と第３グループＧＲ３に分けられる。第１グループＧＲ１の第１共通電極３４ａの数は、第２グループＧＲ２の第２共通電極３４ｂの数より多い。以下、第１共通電極３４ａと第２共通電極３４ｂを区別しない場合には共通電極３４と呼ぶ。
　第２グループＧＲ２は、第２表示装置２２ｂの画面の概ね左半分の第２共通電極３４ｂを含む。検出感度を高めるため、第２グループＧＲ２は、第１表示装置２２ａ側の第２共通電極３４ｂを含むことが好ましい。第２グループＧＲ２の複数の第２共通電極３４ｂは、垂直方向に並ぶ２つの第１サブグループＧＲ２１に分けられる。第１サブグループＧＲ２１の数は「２」に限らず、第２グループＧＲ２は第１サブグループＧＲ２１に分けられなくてもよい。また、第２グループＧＲ２は、第２表示装置２２ｂの画面の概ね全体の第２共通電極３４ｂを含んでもよい。
　第３グループＧＲ３は、第２グループＧＲ２以外の第２共通電極３４ｂを含む。２つの第１サブグループＧＲ２１の間に第３グループＧＲ３の第２共通電極３４ｂが位置する。つまり、２つの第１サブグループＧＲ２１の第２共通電極３４ｂは隣接しない。なお、第１表示装置２２ａと第２表示装置２２ｂの配置を左右入れ替え、第２表示装置２２ｂの画面の概ね右半分の第２共通電極３４ｂを第２グループＧＲ２としてもよい。
　第１駆動回路７４ａは、第２モードにおいて、複数の第１共通電極３４ａのうち少なくとも一部に第３駆動信号ＴＸ３を供給する。この例では、第１駆動回路７４ａは、全ての第１共通電極３４ａに第３駆動信号ＴＸ３を供給する。第２駆動回路７４ｂは、第２モードにおいて、第２共通電極３４ｂに駆動信号を供給しない。
　第２検出回路７６ｂは、第２モードにおいて、複数の第２共通電極３４ｂのうち少なくとも一部から受信した検出信号ＲＸに基づいて、第１表示装置２２ａと第２表示装置２２ｂの少なくとも一方への物体の近接を検出する。この例では、第２検出回路７６ｂは、一部の第２共通電極３４ｂである第２グループＧＲ２の第２共通電極３４ｂから受信した検出信号ＲＸに基づいて、第１表示装置２２ａと第２表示装置２２ｂの少なくとも一方への物体の近接を検出する。第１検出回路７６ａは、第２モードにおいて、物体の近接検出を実行しない。
　次に、第１グループＧＲ１、第２グループＧＲ２、第３グループＧＲ３の分け方の別の例を説明する。図１４は、図１２の２つの表示装置２２の第２モードの別の動作を説明する図である。２つの表示装置２２は、それぞれ同じグループ分けがなされる。２つの表示装置２２のそれぞれで、第１グループＧＲ１は、画面の上半分より広い領域に位置する複数の共通電極３４を含む。
　２つの表示装置２２のそれぞれで、第２グループＧＲ２は、画面の下側の縁部の複数の共通電極３４を含む。第２グループＧＲ２の複数の共通電極３４は、水平方向に並ぶ２つの第１サブグループＧＲ２１に分けられる。それぞれの第１サブグループＧＲ２１は、水平方向に隣接する７つの共通電極３４を含む。
　２つの表示装置２２のそれぞれで、第３グループＧＲ３の複数の共通電極３４は、第１グループＧＲ１と第２グループＧＲ２以外の共通電極３４である。第１グループＧＲ１の共通電極３４と第２グループＧＲ２の共通電極３４の間に第３グループＧＲ３の共通電極３４が位置する。２つの第１サブグループＧＲ２１の間に第３グループＧＲ３の共通電極３４が位置する。
　第１駆動回路７４ａは、第２モードにおいて、第１グループＧＲ１の第１共通電極３４ａに第３駆動信号ＴＸ３を供給する。第２駆動回路７４ｂは、第２モードにおいて、第１グループＧＲ１の第２共通電極３４ｂに第４駆動信号ＴＸ４を供給する。
　第１検出回路７６ａは、第２モードにおいて、第２グループＧＲ２の第２共通電極３４ｂから受信した検出信号ＲＸに基づいて、第１表示装置２２ａへの物体の近接を検出する。第２検出回路７６ｂは、第２モードにおいて、第２グループＧＲ２の第２共通電極３４ｂから受信した検出信号ＲＸに基づいて、第２表示装置２２ｂへの物体の近接を検出する。
　２つの表示装置２２のそれぞれのグループ分けは、第１の実施の形態と同じであってもよい。
　本実施の形態によれば、検出信号ＲＸを受信するための別のセンサ電極を複数の第１共通電極３４ａの周囲と複数の第２共通電極３４ｂの周囲に設ける必要がない。よって、第１表示装置２２ａと第２表示装置２２ｂの表示面の周囲の領域を狭くできる。
　以上、本開示について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合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。
　たとえば、第２の実施の形態を第３の実施の形態と組み合わせてもよい。組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態それぞれの効果をあわせもつ。
　また、第１および第２の実施の形態では制御装置２４がタッチディスプレイ２０に含まれるが、制御装置２４はホスト１０に含まれてもよい。第１および第２の実施の形態では第１駆動回路７２が基準クロック信号を生成するが、第２駆動回路７４が基準クロック信号を生成してもよい。単位フレーム期間は、表示装置２２のタッチ検出領域の数の３倍以上のタッチ検出期間を含んでもよい。これらは第３の実施の形態でも同様である。また、第３の実施の形態では、３以上の表示装置２２が隣接して配置されてもよい。これらの変形例では、表示システム１の構成の自由度を向上できる。
　なお、表示装置２２の表示面の周囲の領域を狭くする必要がなければ、図１５に示すように複数の共通電極３４とは別のセンサ電極を配置してもよい。以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
　図１５は、変形例の表示装置２２の第２モードの動作を説明する図である。表示面の複数の共通電極３４の外部に４つのセンサ電極１１０が配置される。センサ電極１１０は、複数の共通電極３４の下側に水平方向に並ぶ。センサ電極１１０の位置には画像表示されない。
　第２駆動回路７４は、第２モードにおいて、画面全体の複数の共通電極３４のそれぞれに第２駆動信号ＴＸ２を供給する。これにより、複数の共通電極３４と複数のセンサ電極１１０の間に電界が発生する。検出回路７６は、第２モードにおいて、センサ電極１１０から受信した検出信号ＲＸに基づいて、表示装置２２への物体の近接を検出する。この構成によっても、マトリクス状に配置された共通電極３４を備えるインセル型のタッチディスプレイで近接検出も実行できる。
　本開示の一態様に係る検出装置は、
　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用される表示装置の複数の共通電極のうち、第１グループの共通電極に駆動信号を供給する駆動回路と、
　前記複数の共通電極のうち前記第１グループとは異なる第２グループの共通電極から受信した検出信号に基づいて、前記表示装置への物体の近接を検出する検出回路と、
　を備える。
　この態様によると、検出信号を受信するための別のセンサ電極を複数の共通電極の周囲に設ける必要がない。よって、表示装置の表示面の周囲の領域を狭くできる。
　本開示の一態様に係る検出装置において、例えば、
　前記第１グループの共通電極と前記第２グループの共通電極の間に第３グループの共通電極が位置し、
　前記駆動回路は、前記第２グループおよび前記第３グループの共通電極に駆動信号を供給しなくてもよい。
　この場合、第２駆動信号が検出信号に影響を与えることを抑制できる。そのため、近接検出精度を高めることができる。
　本開示の一態様に係る検出装置において、例えば、
　前記第２グループの複数の共通電極は、複数の第１サブグループに分けられ、
　前記検出回路は、前記複数の第１サブグループの中から物体が近接した第１サブグループを検出してもよい。
　この場合、物体が近接した概略的な位置を特定できる。
　本開示の一態様に係る検出装置において、例えば、
　前記検出回路により物体が近接した第１サブグループが検出された場合、検出された第１サブグループの共通電極を含む複数の共通電極を複数の第２サブグループに分ける制御回路をさらに備え、
　前記検出回路は、前記制御回路で分けられた前記複数の第２サブグループの共通電極から受信した検出信号に基づいて、前記複数の第２サブグループの中から物体が近接した第２サブグループを検出してもよい。
　この場合、近接を検出した場合、物体が近接した位置をより詳細に特定できる。
　本開示の一態様に係る検出装置において、例えば、
　前記制御回路は、共通電極を前記複数の第２サブグループに分ける場合、前記第１グループの共通電極の数を増やしてもよい。
　この場合、第２サブグループに分ける前と比較し、第１グループのより多くの共通電極に駆動信号を供給できるため、より広い領域に電界を生成できる。よって、近接検出の感度を高めることができ、近接検出可能な領域を広げることができる。
　本開示の一態様に係る検出装置において、例えば、
　前記第２グループの共通電極は、前記複数の共通電極における縁部の共通電極を含んでもよい。
　この場合、表示装置の画面の周囲の方向からの物体の近接を検出しやすい。
　本開示の一態様に係る検出装置において、例えば、
　前記第１グループの共通電極の数は、前記第２グループの共通電極の数より多くてもよい。
　この場合、より多くの共通電極に駆動信号が供給されることで、より広い領域に電界を生成できる。よって、近接検出の感度を高めることができ、近接検出可能な領域を広げることができる。
　本開示の一態様に係る検出装置は、
　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用される表示装置の複数の共通電極のうち、第１グループの共通電極に駆動信号を供給する駆動回路と、
　検出信号に基づいて前記表示装置への物体の近接を検出する検出回路と、
　を備え、
　前記表示装置の表示面上に、前記複数の共通電極のうち前記第１グループとは異なる第２グループの共通電極に重なる回転操作可能なダイヤルが配置され、
　前記ダイヤルにおける前記表示装置の表示面と向かい合う位置に導電体が配置され、
　前記検出回路は、前記導電体から前記検出信号を受信する。
　この態様によると、検出信号を受信するための別のセンサ電極を複数の共通電極の周囲に設ける必要がない。よって、表示装置の表示面の周囲の領域を狭くできる。
　本開示の一態様に係る検出装置において、例えば、
　前記駆動回路は、前記第２グループの共通電極に駆動信号を供給しなくてもよい。
　この場合、電界の広がりが阻害され難くできる。よって、より広い領域で近接を検出できる。
　本開示の一態様に係る検出装置は、
　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用される第１表示装置の複数の第１共通電極のうち、少なくとも一部に駆動信号を供給する駆動回路と、
　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用される、前記第１表示装置と隣接して配置された第２表示装置の複数の第２共通電極のうち、少なくとも一部から受信した検出信号に基づいて、前記第１表示装置と前記第２表示装置の少なくとも一方への物体の近接を検出する検出回路と、
　を備える。
　この態様によると、検出信号を受信するための別のセンサ電極を複数の第１共通電極の周囲と複数の第２共通電極の周囲に設ける必要がない。よって、第１表示装置と第２表示装置の表示面の周囲の領域を狭くできる。
　本開示は、タッチ検出機能と近接検出機能を有する検出装置に利用できる。
２２…表示装置、２２ａ…第１表示装置、２２ｂ…第２表示装置、３４…共通電極、３４ａ…第１共通電極、３４ｂ…第２共通電極、７０…制御回路、７２…第１駆動回路、７４…第２駆動回路、７４ａ…第１駆動回路、７４ｂ…第２駆動回路、７６…検出回路、７６ａ…第１検出回路、７６ｂ…第２検出回路、１００…ダイヤル、１０２…導電体、ＧＲ１…第１グループ、ＧＲ２…第２グループ、ＧＲ３…第３グループ、ＧＲ１１…第１グループ、ＧＲ１２…第２グループ、ＧＲ２１…第１サブグループ。

Claims (10)

  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用される表示装置の複数の共通電極のうち、第１グループの共通電極に駆動信号を供給する駆動回路と、
    　前記複数の共通電極のうち前記第１グループとは異なる第２グループの共通電極から受信した検出信号に基づいて、前記表示装置への物体の近接を検出する検出回路と、
    　を備えることを特徴とする検出装置。
  2. 　前記第１グループの共通電極と前記第２グループの共通電極の間に第３グループの共通電極が位置し、
    　前記駆動回路は、前記第２グループおよび前記第３グループの共通電極に駆動信号を供給しない、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
  3. 　前記第２グループの複数の共通電極は、複数の第１サブグループに分けられ、
    　前記検出回路は、前記複数の第１サブグループの中から物体が近接した第１サブグループを検出する、
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載の検出装置。
  4. 　前記検出回路により物体が近接した第１サブグループが検出された場合、検出された第１サブグループの共通電極を含む複数の共通電極を複数の第２サブグループに分ける制御回路をさらに備え、
    　前記検出回路は、前記制御回路で分けられた前記複数の第２サブグループの共通電極から受信した検出信号に基づいて、前記複数の第２サブグループの中から物体が近接した第２サブグループを検出する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の検出装置。
  5. 　前記制御回路は、共通電極を前記複数の第２サブグループに分ける場合、前記第１グループの共通電極の数を増やす、
    　ことを特徴とする請求項４に記載の検出装置。
  6. 　前記第２グループの共通電極は、前記複数の共通電極における縁部の共通電極を含む、
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の検出装置。
  7. 　前記第１グループの共通電極の数は、前記第２グループの共通電極の数より多い、
    　ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の検出装置。
  8. 　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用される表示装置の複数の共通電極のうち、第１グループの共通電極に駆動信号を供給する駆動回路と、
    　検出信号に基づいて前記表示装置への物体の近接を検出する検出回路と、
    　を備え、
    　前記表示装置の表示面上に、前記複数の共通電極のうち前記第１グループとは異なる第２グループの共通電極に重なる回転操作可能なダイヤルが配置され、
    　前記ダイヤルにおける前記表示装置の表示面と向かい合う位置に導電体が配置され、
    　前記検出回路は、前記導電体から前記検出信号を受信する、
    　ことを特徴とする検出装置。
  9. 　前記駆動回路は、前記第２グループの共通電極に駆動信号を供給しない、
    　ことを特徴とする請求項８に記載の検出装置。
  10. 　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用される第１表示装置の複数の第１共通電極のうち、少なくとも一部に駆動信号を供給する駆動回路と、
    　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用される、前記第１表示装置と隣接して配置された第２表示装置の複数の第２共通電極のうち、少なくとも一部から受信した検出信号に基づいて、前記第１表示装置と前記第２表示装置の少なくとも一方への物体の近接を検出する検出回路と、
    　を備えることを特徴とする検出装置。
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