特許 5770132 検知装置、検知方法、プログラム、及び表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5770132

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年8月26日

(54)【発明の名称】検知装置、検知方法、プログラム、及び表示装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20150806BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 512

   G06F3/041 522

   G06F3/041 580

【請求項の数】12

【全頁数】33

(21)【出願番号】特願2012-67534(P2012-67534)

(22)【出願日】2012年3月23日

(65)【公開番号】特開2013-200631(P2013-200631A)

(43)【公開日】2013年10月3日

【審査請求日】2014年5月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(74)【代理人】

【識別番号】100092152

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 毅巖

(72)【発明者】

【氏名】田中 俊彦

【審査官】 佐藤 匡

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／１３８４８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／００１８１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０８１５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４９６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９４９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０３３５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００８７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３９６０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１−３／０４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電体の接近を検知する検知装置において、
送信電極と、前記送信電極に交差して配置された受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極とが交差する交点に対する前記導電体の接近を検知するためのセンサ部と、
第１の傾きにより電圧値が上昇する期間と、一定の第１電位を維持した第１期間と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きにより電圧値が下降する期間と、前記第１電位とは異なる第２電位を維持した第２期間とが繰り返される台形波状の交流電圧を生成する電圧生成部と、
前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流を、前記受信電極に生成する電流生成部と、
前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号を生成する信号生成部と、
前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近を検知する検知部と
を含む検知装置。

【請求項2】

前記電圧生成部は、前記第１の傾きで上昇後の電圧値、又は前記第２の傾きで下降後の電圧値の少なくとも一方が、予め決められた所定期間だけ維持される前記交流電圧を生成し、
前記信号生成部は、前記交流電流に基づいて、前記所定期間で前記振幅が維持される前記検知用信号を生成する
請求項１に記載の検知装置。

【請求項3】

前記信号生成部は、前記受信電極に生成された交流電流を積分することにより得られる前記検知用信号を生成し、
前記検知部は、前記検知用信号の振幅と予め決められた閾値との比較に基づいて、前記導電体の接近を検知する
請求項２に記載の検知装置。

【請求項4】

階段波状の波形により構成される矩形波信号を発生する波形発生部をさらに含み、
前記電圧生成部は、前記波形発生部から発生した前記矩形波信号を積分することにより、前記台形波状の交流電圧を生成する
請求項３に記載の検知装置。

【請求項5】

前記波形発生部を制御して、前記矩形波信号を構成する階段波状の波形の振幅を変更させることにより、前記第１の傾き又は前記第２の傾きの少なくとも一方を調整する制御部を
さらに含む請求項４に記載の検知装置。

【請求項6】

前記電圧生成部は、外部から発生するノイズの周波数とは異なる周波数の前記交流電圧を生成する
請求項５に記載の検知装置。

【請求項7】

前記送信電極と前記受信電極は、画像を表示する表示部に内蔵されている
請求項６に記載の検知装置。

【請求項8】

前記信号生成部は、前記受信電極からの前記交流電流に基づいて、前記受信電極と直列に接続された抵抗で発生する電圧を、前記検知用信号として生成する
請求項２に記載の検知装置。

【請求項9】

前記信号生成部は、前記受信電極からの前記交流電流に基づいて、前記交流電流と同じ大きさの他の交流電流を抵抗に供給することにより、前記抵抗の抵抗値と前記他の交流電流の電流値を用いて、前記抵抗で発生する電圧を、前記検知用信号として生成する
請求項２に記載の検知装置。

【請求項10】

導電体の接近を検知する検知装置の検知方法において、
前記検知装置は、送信電極と、前記送信電極に交差して配置された受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極とが交差する交点に対する前記導電体の接近を検知するためのセンサ部を含み、
前記検知装置による、
第１の傾きにより電圧値が上昇する期間と、一定の第１電位を維持した第１期間と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きにより電圧値が下降する期間と、前記第１電位とは異なる第２電位を維持した第２期間とが繰り返される台形波状の交流電圧を生成する電圧生成ステップと、
前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流を、前記受信電極に生成する電流生成ステップと、
前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号を生成する信号生成ステップと、
前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近を検知する検知ステップと
を含む検知方法。

【請求項11】

導電体の接近を検知する検知装置であって、送信電極と、前記送信電極に交差して配置された受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極とが交差する交点に対する前記導電体の接近を検知するためのセンサ部を含む検知装置のコンピュータを、
第１の傾きにより電圧値が上昇する期間と、一定の第１電位を維持した第１期間と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きにより電圧値が下降する期間と、前記第１電位とは異なる第２電位を維持した第２期間とが繰り返される台形波状の交流電圧を生成する電圧生成部と、
前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流を、前記受信電極に生成する電流生成部と、
前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号を生成する信号生成部と、
前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近を検知する検知部と
して機能させるためのプログラム。

【請求項12】

表示部に対する導電体の接近を検知する表示装置において、
送信電極と、前記送信電極に交差して配置された受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極とが交差する交点に対する前記導電体の接近を検知するためのセンサ部と、
第１の傾きにより電圧値が上昇する期間と、一定の第１電位を維持した第１期間と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きにより電圧値が下降する期間と、前記第１電位とは異なる第２電位を維持した第２期間とが繰り返される台形波状の交流電圧を生成する電圧生成部と、
前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流を、前記受信電極に生成する電流生成部と、
前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号を生成する信号生成部と、
前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近を検知する検知部と、
前記センサ部と一体的に構成され、画像を表示する表示部と
を含む表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、検知装置、検知方法、プログラム、及び表示装置に関し、特に、例えば、導電体として接近するユーザの指等を、迅速に検知できるようにした検知装置、検知方法、プログラム、及び表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ユーザの指等の接近を検知する静電容量方式のタッチパネルが存在する。このタッチパネルは、内蔵された容量（コンデンサ）の静電容量の変化に応じて、ユーザの指等がタッチパネルに接近したことを検知する（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

すなわち、例えば、このタッチパネルには、行方向に複数の送信電極が内蔵され、列方向に複数の受信電極が、複数の送信電極とそれぞれ交差する形で内蔵される。

【0004】

そして、タッチパネルでは、複数の送信電極と、複数の受信電極とがそれぞれ交差する交点において、ユーザの指等の接近（距離がない場合を接触、距離がある場合を近接と称する）が検知される。すなわち、タッチパネルでは、ユーザの指等が距離D=０となるまでタッチパネルに接近した場合、ユーザの指等の接触が検知され、ユーザの指等が所定の距離D>0となるまでタッチパネルに接近した場合、ユーザの指等の近接が検知される。

【0005】

具体的には、例えば、タッチパネルは、所定の送信電極に矩形波の駆動電圧を印加することにより、容量を介して所定の送信電極と接続されている受信電極で検出される電圧に基づいて、ユーザの指等の接触を検知する。

【0006】

より詳細には、例えば、送信電極に矩形波の駆動電圧を印加すると、受信電極の電圧は、送信電極に印加された駆動電圧に応じて変化し、その後、一定の電圧値に安定する。このとき、タッチパネルは、安定した一定の電圧値が第１の閾値以下である場合、ユーザの指等の近接を検知する。また、タッチパネルは、安定した一定の電圧値が、第１の閾値よりも小さな第２の閾値以下である場合、ユーザの指等の接触を検知する。

【0007】

なお、受信電極の電圧が、一定の電圧値に安定するまでに要する所要時間は、タッチパネルに設けられた抵抗や容量に応じて決定される時定数に比例する。この所要時間が短いほど、ユーザの指等の接近を検知するための検知時間は短いものとなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１１−３３５５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述のように、タッチパネルの時定数が比較的大きい場合、受信電極の電圧が、速やかに一定の電圧値とされないため、ユーザの指などの接近を迅速に検知できない。

【0010】

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、導電体の接近を迅速に検知できるようにするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本開示の第１の側面の検知装置は、導電体の接近を検知する検知装置であって、送信電極と、前記送信電極に交差して配置された受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極とが交差する交点に対する前記導電体の接近を検知するためのセンサ部と、第１の傾きによる電圧値の上昇と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きによる電圧値の下降とが交互に繰り返される交流電圧を生成する電圧生成部と、前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流を、前記受信電極に生成する電流生成部と、前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号を生成する信号生成部と、前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近を検知する検知部とを含む検知装置である。

【0012】

前記電圧生成部では、前記第１の傾きで上昇後の電圧値、又は前記第２の傾きで下降後の電圧値の少なくとも一方が、予め決められた所定期間だけ維持される前記交流電圧を生成し、前記信号生成部では、前記交流電流に基づいて、前記所定期間で前記振幅が維持される前記検知用信号を生成することができる。

【0013】

前記信号生成部では、前記受信電極に生成された交流電流を積分することにより得られる前記検知用信号を生成し、前記検知部では、前記検知用信号の振幅と予め決められた閾値との比較に基づいて、前記導電体の接近を検知することができる。

【0014】

矩形波により構成される矩形波信号を発生する波形発生部をさらに設けることができ、前記電圧生成部では、前記波形発生部から発生した前記矩形波信号を積分することにより、前記交流電圧を生成することができる。

【0015】

前記波形発生部を制御して、前記矩形波信号を構成する矩形波の振幅を変更させることにより、前記第１の傾き又は前記第２の傾きの少なくとも一方を調整する制御部をさらに設けることができる。

【0016】

前記電圧生成部では、外部から発生するノイズの周波数とは異なる周波数の前記交流電圧を生成することができる。

【0017】

前記送信電極と前記受信電極は、画像を表示する表示部に内蔵されているようにすることができる。

【0018】

前記信号生成部では、前記受信電極からの前記交流電流に基づいて、前記受信電極と直列に接続された抵抗で発生する電圧を、前記検知用信号として生成することができる。

【0019】

前記信号生成部では、前記受信電極からの前記交流電流に基づいて、前記交流電流と同じ大きさの他の交流電流を抵抗に供給することにより、前記抵抗の抵抗値と前記他の交流電流の電流値を用いて、前記抵抗で発生する電圧を、前記検知用信号として生成することができる。

【0020】

本開示の第１の側面の検知方法は、導電体の接近を検知する検知装置の検知方法であって、前記検知装置は、送信電極と、前記送信電極に交差して配置された受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極とが交差する交点に対する前記導電体の接近を検知するためのセンサ部を含み、前記検知装置による、第１の傾きによる電圧値の上昇と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きによる電圧値の下降とが交互に繰り返される交流電圧を生成する電圧生成ステップと、前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流を、前記受信電極に生成する電流生成ステップと、前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号を生成する信号生成ステップと、前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近を検知する検知ステップとを含む検知方法である。

【0021】

本開示の第１の側面のプログラムは、導電体の接近を検知する検知装置であって、送信電極と、前記送信電極に交差して配置された受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極とが交差する交点に対する前記導電体の接近を検知するためのセンサ部を含む検知装置のコンピュータを、第１の傾きによる電圧値の上昇と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きによる電圧値の下降とが交互に繰り返される交流電圧を生成する電圧生成部と、前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流を、前記受信電極に生成する電流生成部と、前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号を生成する信号生成部と、前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近を検知する検知部として機能させるためのプログラムである。

【0022】

本開示の第１の側面によれば、第１の傾きによる電圧値の上昇と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きによる電圧値の下降とが交互に繰り返される交流電圧が生成され、前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流が、前記受信電極に生成され、前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号が生成され、前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近が検知される。

【0023】

本開示の第２の側面の表示装置は、表示部に対する導電体の接近を検知する表示装置であって、送信電極と、前記送信電極に交差して配置された受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極とが交差する交点に対する前記導電体の接近を検知するためのセンサ部と、第１の傾きによる電圧値の上昇と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きによる電圧値の下降とが交互に繰り返される交流電圧を生成する電圧生成部と、前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流を、前記受信電極に生成する電流生成部と、前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号を生成する信号生成部と、前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近を検知する検知部と、前記センサ部と一体的に構成され、画像を表示する表示部とを含む表示装置である。

【0024】

本開示の第２の側面によれば、第１の傾きによる電圧値の上昇と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きによる電圧値の下降とが交互に繰り返される交流電圧が生成され、前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流が、前記受信電極に生成され、前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号が生成され、前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近が検知される。

【発明の効果】

【0025】

本開示によれば、導電体の接近を迅速に検知することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１の実施の形態である表示装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】パルス生成部が送信電極に矩形波信号を印加したときの一例を示す図である。

【図3】パルス生成部が送信電極に三角波信号を印加したときの一例を示す図である。

【図4】送信電極及び受信電極の詳細な構成例を示すブロック図である。

【図5】パルス生成部に送信電極Tx₁が接続され、信号検出部に受信電極Rx₁が接続されているときの一例を示すブロック図である。

【図6】積分回路が矩形波信号を積分することにより、三角波信号を生成するときの一例を示す図である。

【図7】検知用信号の位相が、受信電極の時定数に起因して、三角波信号よりも遅れるときの一例を示す図である。

【図8】波形発生器及び積分回路が行う処理の他の一例を示す図である。

【図9】台形波信号が送信電極に印加された場合に、信号検出部が行う処理の一例を示す図である。

【図10】図１の表示装置が行う検知処理を説明するためのフローチャートである。

【図11】ボルテージフォロア回路等が設けられた信号検出部を用いて、直接に検知用信号を検出するときの一例を示すブロック図である。

【図12】カレントミラー回路の構成例を示す図である。

【図13】図５に示される各回路から計測された計測結果を示す図である。

【図14】図１１に示される各回路から計測された計測結果を示す図である。

【図15】受信電極の時定数によって、検知用信号の位相が遅延する様子の一例を示す図である。

【図16】図５の受信電極の抵抗成分を増加させたときに、図５に示される各回路から計測された計測結果を示す図である。

【図17】図１１の受信電極の抵抗成分を増加させたときに、図１１に示される各回路から計測された計測結果を示す図である。

【図18】コンピュータの構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本開示における実施の形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（積分回路を用いて検知用信号を検出するときの一例）
２．第２の実施の形態（ボルテージフォロア回路を用いて検知用信号を検出するときの一例）
３．第３の実施の形態（カレントミラー回路を用いて検知用信号を検出するときの一例）
４．変形例

【0028】

<１．第１の実施の形態>
[表示装置１の構成例]
図１は、第１の実施の形態である表示装置１の構成例を示している。

【0029】

この表示装置１は、パルス生成部２１、表示部２２、タッチパネル２３、信号検出部２４、及び制御部２５から構成される。なお、表示装置１としては、例えば、テレビジョン受像機やパーソナルコンピュータ等を採用することができる。また、表示装置１において、パルス生成部２１、タッチパネル２３、信号検出部２４、及び制御部２５は、表示部２２へのユーザの指等の接近を検知する検知装置として機能する。

【0030】

パルス生成部２１は、制御部２５からの制御に従い、タッチパネル２３を駆動させる駆動電圧として、例えば三角波信号v_in(t)（図３）を生成する。そして、パルス生成部２１は、制御部２５からの制御に従い、複数の送信電極Tx₁乃至Tx_Nのうち、任意の送信電極Tx_i(i=1,2,…,N)を選択し、選択した送信電極Tx_iに、生成した三角波信号v_in(t)を印加（供給）する。

【0031】

表示部２２は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)などであり、制御部２５からの制御にしたがって、所定の画像を表示する。

【0032】

タッチパネル２３は、例えば表示部２２の表示面に設けられており、表示部２２と一体的に構成される。また、タッチパネル２３は、図中水平方向に配置された複数の送信電極Tx₁乃至Tx_Nと、図中垂直方向に配置された複数の受信電極Rx₁乃至Rx_Mを有している。

【0033】

タッチパネル２３は、複数の送信電極Tx₁乃至Tx_Nと、複数の受信電極Rx₁乃至Rx_Mとの各交点において、ユーザの指等の接近を検知するためのセンサ部として機能する。

【0034】

また、送信電極Tx₁乃至Tx_Nと、受信電極Rx₁乃至Rx_Mとは、それぞれ交差する各交点で容量Cを介して接続されている。表示装置１では、ユーザの指等の接近により生じる、容量Cの静電容量の変化に応じて、ユーザの指等の接近が検知される。

【0035】

すなわち、容量Cの静電容量の変化は、静電容量と反比例する電圧の変化として、信号検出部２４により、電圧としての検知用信号v_out(t)（図３）が検出される。そして、制御部２５において、検知用信号v_out(t)に基づいて、ユーザの指等の接近が検知される。

【0036】

なお、図１では、タッチパネル２３を表示部２２の表示面に設けるようにして、複数の送信電極Tx₁乃至Tx_N及び複数の受信電極Rx₁乃至Rx_Mを、表示部２２の外側に設けるようにした。

【0037】

しかしながら、その他、例えば、複数の送信電極Tx₁乃至Tx_N及び複数の受信電極Rx₁乃至Rx_Mを、表示部２２に内蔵することにより、タッチパネル２３と表示部２２とを一体的に構成するようにしてもよい。

【0038】

ここで、送信電極Tx₁乃至Tx_Nと受信電極Rx₁乃至Rx_Mを表示部２２に内蔵する方法としては、例えば、表示部２２に内蔵されたカラーフィルタ基板と偏光板の間に、送信電極Tx₁乃至Tx_Nと受信電極Rx₁乃至Rx_Mを形成するオンセルと呼ばれる方法を用いることができる。

【0039】

また、例えば、表示部２２の表示面に表示される画素として発光する画素部の中に、送信電極Tx₁乃至Tx_Nと受信電極Rx₁乃至Rx_Mを組み込むインセルと呼ばれる方法を用いるようにしてもよい。

【0040】

送信電極Tx₁乃至Tx_Nと受信電極Rx₁乃至Rx_Mを表示部２２に内蔵する場合、タッチパネル２３を表示部２２の表示面に設ける場合と比較して、表示装置１の薄型化を実現できる。

【0041】

また、送信電極Tx₁乃至Tx_Nと受信電極Rx₁乃至Rx_Mを表示部２２に内蔵する場合、例えば、表示部２２の表示面に送信電極Tx₁乃至Tx_Nと受信電極Rx₁乃至Rx_Mを設けるためのシート等を省略できるので、表示装置１の軽量化を実現できる。

【0042】

信号検出部２４は、制御部２５からの制御に従い、複数の受信電極Rx₁乃至Rx_Mのうち、任意の受信電極Rx_j(j=1,2,…,M)を選択する。また、信号検出部２４は、選択した受信電極Rx_jに生成される交流電流i(t)（図３）を、タッチパネル２３に対するユーザの指等の接近を検知するための電圧である検知用信号v_out(t)に変換する。

【0043】

さらに、信号検出部２４は、変換後の検知用信号v_out(t)を、予め決められたサンプリング周波数でサンプルホールドする。そして、信号検出部２４は、サンプルホールドしたアナログ信号としての検知用信号v_out(t)を、デジタル信号としての検知用信号v_out(t)にAD（analog/digital）変換して、制御部２５に供給する。

【0044】

制御部２５は、パルス生成部２１、表示部２２、及び信号検出部２４を制御する。また、制御部２５は、信号検出部２４からの検知用信号v_out(t)の振幅に基づいて、送信電極Tx_iと受信電極Rx_jとの交点における、ユーザの指等による接近を検知する。

【0045】

ここで、検知用信号v_out(t)の振幅とは、検知用信号v_out(t)が振動する幅の1/2の大きさを表す。

【0046】

また、検知用信号v_out(t)の振幅は、送信電極Tx_iと受信電極Rx_jとの交点から、ユーザの指等の導電体までの距離が近い程に、小さなものとなる。なお、検知用信号v_out(t)の振幅は、送信電極Tx_iと受信電極Rx_jとの交点に接近する導電体が大である程に、小さなものとなる。

【0047】

したがって、制御部２５は、信号検出部２４からの検知用信号v_out(t)の振幅に基づいて、ユーザの指等の接近を検知する。すなわち、例えば、制御部２５は、検知用信号v_out(t)の振幅が第１の閾値以下である場合、ユーザの指等の近接を検知し、検知用信号v_out(t)の振幅が、第１の閾値よりも小さな第２の閾値以下である場合、ユーザの指等の接触を検知する。

【0048】

なお、ここでいう第１の閾値及び第２の閾値は、背景技術に記載の第１の閾値及び第２の閾値とは無関係の値である。

【0049】

以下では、説明を簡単にするために、制御部２５は、信号検出部２４からの検知用信号v_out(t)の振幅が、予め決められた閾値（例えば、後述する閾値TH'や閾値TH）以下であるか否かに基づいて、ユーザの指等の接近を検知するものとして説明する。

【0050】

すなわち、例えば、予め決められた閾値が第１の閾値に対応する場合、制御部２５は、信号検出部２４からの検知用信号v_out(t)の振幅が、予め決められた閾値以下であるか否かに基づいて、ユーザの指等の近接を検知するものとなる。

【0051】

また、例えば、予め決められた閾値が第２の閾値に対応する場合、制御部２５は、信号検出部２４からの検知用信号v_out(t)の振幅が、予め決められた閾値以下であるか否かに基づいて、ユーザの指等の接触を検知するものとなる。

【0052】

さらに、第１の実施の形態では、ユーザの指等の接近の検知は、例えば、表示部２２に画像が表示されたときから、次の画像が表示されるまでの垂直ブランキング期間毎に行われるものとするが、ユーザの指等の接近の検知が行われる期間は、これに限定されない。

【0053】

すなわち、ユーザの指等の接近の検知は、任意の期間に行われるようにすることができる。具体的には、例えば、ユーザの指等の接近の検知は、垂直ブランキング期間、又は画像を構成する所定の行が表示されたときから次の行が表示されるまでの水平ブランキング期間の少なくとも一方の期間に行われるようにすることができる。

【0054】

さらに、ユーザの指等の接近の検知は、垂直ブランキング期間毎に行われるようにする他、例えば、奇数番目の垂直ブランキング期間にのみ行われるようにしてもよい。このことは、水平ブランキング期間についても同様である。

【0055】

制御部２５は、信号検出部２４からの検知用信号v_out(t)の振幅に基づく検知結果に応じた処理を行う。すなわち、例えば、制御部２５は、表示部２２に表示された所定のアイコンに、タッチパネル２３を介してユーザの指等が接触したことを検知した場合、所定のアイコンに対応付けられたアプリケーションを起動する。そして、制御部２５は、起動したアプリケーションの起動画面を、表示部２２に表示させる。

【0056】

本開示では、パルス生成部２１は、矩形波の波形からなる矩形波信号v_in(t)'（図２）ではなく、例えば三角波の波形からなる三角波信号v_in(t)を、送信電極Tx_iに印加する点がポイントである。

【0057】

したがって、図２及び図３を参照して、パルス生成部２１が、送信電極Tx_iに、矩形波信号v_in(t)'を印加したときと、三角波信号v_in(t)を印加したときとを比較しながら、三角波信号v_in(t)を印加することによる利点を説明する。

【0058】

なお、矩形波信号v_in(t)'には、三角波信号v_in(t)と区別するために、プライム（ダッシュ）"'"を付加するようにしている。このことは、後述する交流電流i(t)'及び検知信号v_out(t)'などについても同様である。

【0059】

次に、図２は、パルス生成部２１が、送信電極Tx_iに矩形波信号v_in(t)'を印加したときの一例を示している。

【0060】

図２Aは、送信電極Tx_iに印加される矩形波信号v_in(t)'の一例を示している。この矩形波信号v_in(t)'は、パルス幅T0毎に、HighとLowを交互に繰り返す。

【0061】

図２Bは、図２Aに示される矩形波信号v_in(t)'が送信電極Tx_iに印加されたことに対応して、受信電極Rx_jに流れる交流電流i(t)'の一例を示している。交流電流i(t)'において、パルス幅T0のうち、パルス幅T0よりも短い期間T1で電流が流れ、その後、電流値は一定とされる。

【0062】

図２Cは、図２Bに示される交流電流i(t)'を時間tで積分することにより得られる電圧としての検知用信号v_out(t)'=∫i(t)'dtの一例を示している。

【0063】

パルス生成部２１は、図２Aに示されるような矩形波信号v_in(t)'を生成し、電気的に接続されている送信電極Tx_iに印加する。

【0064】

これにより、受信電極Rx_jには、図２Bに示されるような交流電流i(t)'が生成されることとなる。受信電極Rx_jは、パルス生成部２１により、受信電極Rx_jに生成された交流電流i(t)'を、信号検出部２４に供給する。

【0065】

信号検出部２４は、受信電極Rx_jから供給される電流i(t)'を時間tで積分することにより、図２Cに示されるような検知用信号v_out(t)'を生成する。そして、信号検出部２４は、生成した検知用信号v_out(t)'から、その最大値としての電圧値v_max'（検知用信号v_out(t)'の振幅）をサンプリングして、制御部２５に供給する。

【0066】

制御部２５は、信号検出部２４からの電圧値v_max'が予め決められた閾値TH'以下であるか否かに基づいて、送信電極Tx_iと受信電極Rx_jとの交点付近で、ユーザの指等の接近を検知する。

【0067】

すなわち、例えば、制御部２５は、信号検出部２４からの電圧値v_max'が予め決められた閾値TH'以下である場合、送信電極Tx_iと受信電極Rx_jとの交点付近で、ユーザの指等の接近が行われたことを検知する。また、制御部２５は、信号検出部２４からの電圧値v_max'が予め決められた閾値TH'以下ではない場合、送信電極Tx_iと受信電極Rx_jとの交点付近で、ユーザの指等の接近が行われなかったことを検知する。

【0068】

ここで、図２Cにおいて、期間T1とは、交流電流i(t)'を積分することにより、検知用信号v_out(t)'が一定の電圧値v_max'に安定するまでに要する期間であり、表示装置１の時定数、特に、受信電極Rx_jの時定数が大である程に長いものとなる。

【0069】

したがって、受信電極Rx_jの時定数が比較的大きい場合に、矩形波信号v_in(t)'を送信電極Tx_iに印加させるようにしたときには、期間T1が長いものとなってしまう。このため、短時間で、ユーザの指等の接近を検知できないことが生じ得る。

【0070】

また、矩形波信号v_in(t)'のパルス幅T0(>T1)も、期間T1に応じて広く設定する必要があるため、所定の時間において、ユーザの指等の接近を検知する検知回数も少なくなってしまう。

【0071】

そこで、パルス生成部２１は、矩形波信号v_in(t)'ではなく、例えば三角波信号v_in(t)を、送信電極Tx_iに印加するようにしている。

【0072】

これにより、受信電極Rx_jに生成される交流電流i(t)（図３）は、送信電極Tx_iと受信電極Rx_jとの交点における容量Cの静電容量(静電容量C)に比例した一定の電流ｉ＝Ｃ×（ｄＶ／ｄｔ）とされる。よって、信号検出部２４は、受信電極Rx_jの配線抵抗に拘らず、一定の期間で検知用信号v_out(t)を生成できるようになる。したがって、比較的、短時間でユーザの指等の接近を検知できるようになる。

【0073】

また、信号検出部２４は、受信電極Rx_jの配線抵抗に拘らず、検知用信号v_out(t)を一定の期間で生成できるため、パルス生成部２１は、矩形波信号v_in(t)'を印加する場合と比較して、三角波信号v_in(t)を構成する三角波のパルス幅を自由に設定できるようになる。

【0074】

このため、パルス生成部２１において、三角波信号v_in(t)を印加する場合、三角波信号v_in(t)を構成する三角波のパルス幅を狭くすることにより、所定の時間における検知回数を増加させることができる。

【0075】

この場合、制御部２５は、検知用信号v_out(t)の振幅に基づいて、ユーザの指等の接近を短時間で検知できるとともに、ユーザの指などの接近を検知する検知回数を増加させることができる。

【0076】

次に、図３は、パルス生成部２１が、送信電極Tx_iに三角波信号v_in(t)を印加したときの一例を示している。

【0077】

図３Aは、送信電極Tx_iに印加される三角波信号v_in(t)の一例を示している。この三角波信号v_in(t)は、例えば、矩形波信号v_in(t)'のパルス幅T0よりも狭いパルス幅T0/2の三角波で構成される。

【0078】

また、図３Aにおいて、三角波信号v_in(t)は、期間T0/4の周期で、予め決められた一定の傾きa(>0)での上昇と、一定の傾き-aでの下降とを交互に繰り返す。

【0079】

図３Bは、図３Aに示される三角波信号v_in(t)が送信電極Tx_iに印加されたことに対応して、受信電極Rx_jに生成される交流電流i(t)の一例を示している。

【0080】

図３Bにおいて、交流電流i(t)は、三角波信号v_in(t)の電圧値が傾きaで変化している場合、その傾きaに応じた一定の電流値x(a)(>0)とされ、三角波信号v_in(t)の電圧値が傾き-aで変化している場合、その傾き-aに応じた一定の電流値x(-a)とされる。

【0081】

図３Cには、図３Bに示される交流電流i(t)を時間tで積分することにより得られる電圧としての検知用信号v_out(t)=∫i(t)dtの一例を示している。図３Cにおいて、検知用信号v_out(t)の電圧値は、点線で示される電圧値0を基準として、期間T0/4の周期で、交互に最大値v_maxと最小値v_min(=-v_max)をとる。したがって、最大値v_maxは、検知用信号v_out(t)の振幅となる。

【0082】

パルス生成部２１は、図３Aに示されるような三角波信号v_in(t)を生成し、電気的に接続されている送信電極Tx_iに印加する。

【0083】

これにより、受信電極Rx_jには、図３Bに示されるような交流電流i(t)が生成されることとなる。受信電極Rx_jは、受信電極Rx_jに生成された交流電流i(t)を、信号検出部２４に供給する。

【0084】

信号検出部２４は、受信電極Rx_jから供給される交流電流i(t)を時間tで積分することにより、図３Cに示されるような検知用信号v_out(t)を生成する。そして、信号検出部２４は、生成した検知用信号v_out(t)に基づいて、その最大値としての電圧値v_max（検知用信号v_out(t)の振幅）をサンプルホールドしてAD(Analog/Digital)変換した後、制御部２５に供給する。

【0085】

制御部２５は、信号検出部２４からの電圧値v_maxが予め決められた閾値TH(>0)以下であるか否かに基づいて、送信電極Tx_iと受信電極Rx_jとの交点における、ユーザの指等の接近を検知する。

【0086】

なお、信号検出部２４が、生成した検知用信号v_out(t)に基づいて、その最小値としての電圧値v_min（=-v_max）をサンプルホールドしてAD変換した後、制御部２５に供給するようにしてもよい。この場合、制御部２５は、例えば、信号検出部２４からの電圧値v_minが閾値-TH以上であるか否か、又は電圧値v_minの負値v_max（=-v_min）が閾値TH以下であるか否かに基づいて、ユーザの指等の接近を検知する。

【0087】

パルス生成部２１は、図３Aに示されるような、一定の傾きで変化する三角波信号v_in(t)を、送信電極Tx_iに印加するようにしたので、受信電極Rx_jに生成される交流電流i(t)は、図３Bに示されるような、電流値が一定の変位で変化する定変位電流となる。

【0088】

このため、信号検出部２４は、受信電極Rx_jの配線抵抗に拘らず、一定の期間T0/2毎に、
図３Cに示されるような、検知用信号v_out(t)の最大値としての電圧値v_maxを、サンプルホールドできる。信号検出部２４は、サンプルホールドした電圧値v_maxをAD変換して、制御部２５に供給する。

【0089】

よって、制御部２５は、信号検出部２４から一定の期間T0/2毎に供給される電圧値v_maxが閾値TH以下であるか否かに基づいて、ユーザの指等の接近を短時間で検知できるようになる。

【0090】

これに対して、パルス生成部２１が、図２Aに示されるような矩形波信号v_in(t)'を、送信電極Tx_iに印加するようにした場合、電圧値v_max'を信号検出部２４でサンプルホールドするまでに要する期間T1が、受信電極Rx_jの時定数、つまり、例えば、受信電極Rx_jの配線抵抗に応じて長くなってしまう。

【0091】

すなわち、この場合、信号検出部２４は、図２Cに示されるように、受信電極Rx_jの時定数に応じて変化する期間T1だけ待って電圧値v_max'をサンプルホールドするので、受信電極Rx_jの時定数によっては、ユーザの指等の接近を短時間で検知することができない。

【0092】

次に、図４は、タッチパネル２３に内蔵された送信電極Tx₁乃至Tx_N及び受信電極Rx₁乃至Rx_Mの詳細な構成例を示している。

【0093】

図４において、送信電極Tx₁乃至Tx_Nと受信電極Rx₁乃至Rx_Mとの間には、それぞれ、スイッチSWを介して２個の容量C₁,C₂が並列に接続された並列回路が設けられている。なお、実際には、送信電極Tx₁乃至Tx_Nと受信電極Rx1乃至RxMとの間には、それぞれ、１個の容量Cのみが設けられることとなる。そして、ユーザの指等が、交点に接近したときには、その交点における容量Cの静電容量が増加する。

【0094】

すなわち、図４では、ユーザの指等が接近していないときの容量Cを、容量C₂として表し、ユーザの指等が接近することにより増加する容量を、容量C₁として表すようにしている。

【0095】

このため、図４において、ユーザの指等が所定の交点に接近すると、所定の交点に設けられた並列回路のスイッチSWはオン状態とされ、所定の交点の容量Cが、容量C₂から、互いに並列に配置された容量C₁,C₂とされる。

【0096】

また、ユーザの指等が所定の交点に接近していない状態では、所定の交点に設けられた並列回路のスイッチSWはオフ状態とされ、所定の交点の容量Cは、容量C₂とされる。

【0097】

図４では、図4に示される複数のスイッチSWのうち、送信電極Tx₁と受信電極Rx₁との交点に設けられた並列回路のスイッチSWのみがオン状態とされている。したがって、図４は、送信電極Tx₁と受信電極Rx₁との交点に、ユーザの指等が接近したときの様子を表す。

【0098】

第１の実施の形態では、ユーザの指等の接近の検知は、例えば、表示部２２に表示させる画像の垂直ブランキング期間に行われるものとして説明する。なお、ユーザの指等の接近の検知は、上述したように、垂直ブランキング期間以外の、例えば水平ブランキング期間などで行われるようにすることができる。

【0099】

すなわち、例えば、制御部２５は、パルス生成部２１に送信電極Tx_i（i=１,2,…,Nの整数）を選択させ、信号検出部２４に受信電極Rx_j（j=１,2,…,Mの整数）を選択させる。

【0100】

パルス生成部２１は、複数の送信電極Tx₁乃至Tx_Nのうち、制御部２５からの制御に従って選択した送信電極Tx_iを電気的に接続し、残りの送信電極Tx_i'(i'≠i)を、予め決められた固定電圧とする。なお、パルス生成部２１は、例えば、残りの送信電極Tx_i'を接地することにより固定電圧にすることができる他、残りの送信電極Tx_i'を接地する方法とは異なる方法で、残りの送信電極Tx_i'を固定電圧とすることができる。

【0101】

そして、パルス生成部２１は、電圧として、例えば三角波信号v_in(t)を生成し、生成した三角波信号v_in(t)を送信電極Tx_iに印加する。

【0102】

信号検出部２４は、複数の受信電極Rx₁乃至Rx_Mのうち、制御部２５からの制御に従って選択した受信電極Rx_jのみを自身と電気的に接続する。そして、信号検出部２４は、接続済みの受信電極Rx_jから供給される交流電流i(t)に基づいて、検知用信号v_out(t)を生成し、生成した検知用信号v_out(t)の電圧値v_maxをサンプルホールドしてAD変換し、制御部２５に供給する。

【0103】

制御部２５は、信号検出部２４からの電圧値v_maxに基づいて、送信電極Tx_iと受信電極Rx_jとが交差する交点における、ユーザの指等の接近を検知する。

【0104】

次に、制御部２５は、複数の受信電極Rx₁乃至Rx_Mのうちの新たな受信電極Rx_j+1を、信号検出部２４に選択させる。

【0105】

そして、制御部２５は、パルス生成部２１及び信号検出部２４を制御して、上述した場合と同様に、送信電極Tx_iと受信電極Rx_j+1とが交差する交点における、ユーザの指等の接近を検知する。

【0106】

制御部２５は、パルス生成部２１に送信電極Tx_iを選択させた状態で、信号検出部２４に、順次、受信電極Rx₁,Rx₂,…,Rx_Mを選択させ、ユーザの指等の接近を検知する。

【0107】

制御部２５は、パルス生成部２１に送信電極Tx_iを選択させた状態で、受信電極Rx₁,Rx₂,…,Rx_Mを全て選択した場合、パルス生成部２１に新たな送信電極Tx_i+1を選択させる。

【0108】

そして、制御部２５は、パルス生成部２１に送信電極Tx_i+1を選択させた状態で、信号検出部２４に、順次、受信電極Rx₁,Rx₂,…,Rx_Mを選択させ、ユーザの指等の接近を検知する。

【0109】

その後、制御部２５は、パルス生成部２１にさらに新たな送信電極Tx_i+2を選択させ、以降同様の処理を、パルス生成部２１に送信電極Tx_Nを選択させ、送信電極Tx_Nを選択させた状態で、信号検出部２４に、順次、受信電極Rx₁,Rx₂,…,Rx_Mを選択させ、ユーザの指等の接近を検知するまで行う。

【0110】

なお、制御部２５は、各交点における検知結果に基づいて、ユーザの指等の動き等を判別し、その判別結果に応じた処理を行う。制御部２５は、それ以降に到来する各垂直ブランキング期間毎に同様の処理を繰り返す。

【0111】

また、制御部２５は、全ての送信電極Tx₁乃至Tx_Nと、全ての受信電極Rx₁乃至Rx_Mとを用いる他、例えば、偶数番目の送信電極Tx₂,Tx₄,…と、偶数番目の受信電極Rx₂,Rx₄,…とのみを用いて、ユーザの指等の接近を検知するようにしてもよい。

【0112】

次に、図５は、パルス生成部２１に送信電極Tx₁が接続され、信号検出部２４に受信電極Rx₁のみが電気的に接続されているときの一例を示している。

【0113】

すなわち、図５は、図４に示したように、送信電極Tx₁乃至Tx_Nと受信電極Rx₁乃至Rx_Mとの間にそれぞれ設けられた並列回路のうち、送信電極Tx₁と受信電極Rx₁との間に設けられた並列回路のスイッチSWのみがオン（ユーザの指等の接近がある場合）され、残りの並列回路のスイッチSWはオフ（ユーザの指等の接近が無い場合）されたときの一例を示している。

【0114】

つまり、図５は、送信電極Tx₁乃至Tx_Nと受信電極Rx₁乃至Rx_Mとの各交点のうち、送信電極Tx₁と受信電極Rx₁との交点にのみ、ユーザの指等が接近したときの一例を示している。

【0115】

また、図５において、容量C_x,C₀は、それぞれ、送信電極Tx₁と受信電極Rx₁との間に設けられた並列回路の容量C₁,C₂（図２）である。

【0116】

なお、図５では、図面が煩雑になるのを避けるため、タッチパネル２３に内蔵された送信電極は、１１本の送信電極Tx₁乃至Tx₁₁のみであるものとして説明する。従って、送信電極Tx₂乃至Tx₁₁は、それぞれ、一端が容量Cp₁乃至Cp₁₀と接続され、他端が接地されている。

【0117】

また、図５では、パルス生成部２１に送信電極Tx₁が、信号検出部２４に受信電極Rx₁がそれぞれ接続された場合のみを説明し、それ以外の、送信電極と受信電極との組合せについては、送信電極Tx₁と受信電極Rx₁との組合せの場合と同様であるため、説明を省略する。

【0118】

さらに、１０個の抵抗Rs₁乃至Rs₁₀は、受信電極Rx₁の分布抵抗を表す。ここで、抵抗Rs₁乃至Rs₁₀は、いずれも同一の抵抗値を有し、容量Cp₁乃至Cp₁₀は、いずれも同一の静電容量を有するとともに、一端が接地されている。

【0119】

パルス生成部２１は、主に、波形発生器４１、積分回路４２、及びボルテージフォロア回路４３から構成される。

【0120】

なお、波形発生器４１の一端は接地されている。また、波形発生器４１の他端は、接続端子６１を介して、一端が接地された抵抗６２の他端と接続され、抵抗６３，抵抗６４、容量６５、オペアンプ６６、及び抵抗６７から構成される積分回路４２と接続されている。

【0121】

積分回路４２において、抵抗６３の一端は、接続端子６１と接続され、その他端は、オペアンプ６６の反転入力端子と接続されている。抵抗６４及び容量６５は、並列に接続された状態で、オペアンプ６６の反転入力端子と出力端子に接続されている。

【0122】

オペアンプ６６の非反転入力端子は、一端が接地された抵抗６７の他端と接続されている。また、オペアンプ６６の出力端子は、ボルテージフォロア回路４３として機能するオペアンプ６８の非反転入力端子と接続されている。

【0123】

オペアンプ６８の出力端子は、接続端子６９と接続されている。また、オペアンプ６８の反転入力端子は、オペアンプ６８の出力端子と接続されている。

【0124】

波形発生器４１は、制御部２５からの制御に従い、例えば、電圧としての矩形波信号v₀(t)を発生し、接続端子６１を介して、積分回路４２に供給する。

【0125】

積分回路４２は、例えば、図６に示されるように、波形発生器４１から接続端子６１を介して供給される矩形波信号v₀(t)を時間tで積分することにより、電圧としての三角波信号v_in(t)を生成し、ボルテージフォロア回路４３に出力する。なお、図６において、横軸は時間tを表し、縦軸は信号のレベル（電圧値）を表している。

【0126】

ここで、波形発生器４１は、矩形波の振幅が大きい矩形波信号v₀(t)を発生し、接続端子６１を介して積分回路４２に供給すれば、積分回路４２において、三角波の傾きが急な三角波信号v_in(t)を生成することができる。

【0127】

すなわち、制御部２５は、波形発生器４１を制御して、波形発生器４１から出力される矩形波信号v₀(t)の振幅（の大きさ）を変更することにより、積分回路４２から出力される三角波信号v_in(t)の三角波の傾き（a又は-aの少なくとも一方の傾き）を調整することができる。

【0128】

これにより、例えば、制御部２５は、三角波信号v_in(t)の三角波の傾きを調整することで、検知回数を増減させることができる。このため、ユーザの指等の接近を検知する際の検知感度を任意に設定することができる。

【0129】

なお、制御部２５は、送信電極Tx_iと受信電極Rx_jとの交点におけるユーザの指等の接近を、複数の検知回数で検知する場合、検知回数が多いほど、ノイズが検知回数の1/2乗で低減するため、検出感度が向上する。

【0130】

例えば、制御部２５は、送信電極Tx₁乃至Tx_N及び受信電極Rx₁乃至Rx_Mの全てを用いて、タッチパネル２３に対するユーザの指等の接近を検知する場合、三角波信号v_in(t)の三角波の傾きを緩やかにして、検知感度を低く設定することができる。

【0131】

また、例えば、制御部２５は、送信電極Tx₁乃至Tx_N及び受信電極Rx₁乃至Rx_Mを間引いた形で用いることにより、タッチパネル２３に対するユーザの指等の接近を検知する場合、三角波信号v_in(t)の三角波の傾きを急峻にして、検知感度を高く設定できる。

【0132】

さらに、例えば、制御部２５は、積分回路４２から出力される三角波信号v_in(t)において、電圧が上昇するときの傾きa(>0)と電圧が下降するときの傾き-aとで、傾きの大きさaを異なる大きさに調整するようにしてもよい。

【0133】

すなわち、制御部２５は、電圧が上昇するときの傾きをaとし、電圧が下降するときの傾きを-b(b≠a)とするようにしてもよい。

【0134】

また、例えば、制御部２５は、波形発生器４１を制御して、波形発生器４１から出力される矩形波信号v₀(t)の周波数を変更することにより、積分回路４２から出力される三角波信号v_in(t)の周波数を調整することができる。

【0135】

したがって、例えば、制御部２５は、表示部２２から生じるノイズや、表示装置１と商用交流電源を接続するAC(Alternating Current)アダプタから生じるノイズによる干渉を避けるように、三角波信号v_in(t)の周波数を調整できる。

【0136】

すなわち、例えば、制御部２５は、三角波信号v_in(t)の周波数を、ノイズの周波数とは異なる周波数に調整することにより、ノイズによる干渉を防止することができる。

【0137】

この場合、送信電極Tx_iに印加される三角波信号v_in(t)の波形が、ノイズにより歪むことは（殆ど）ないので、信号検出部２４で検出される検知用信号v_out(t)に、ノイズによる歪みが生じることはない。

【0138】

なお、信号検出部２４は、三角波信号v_in(t)の印加により生成される交流電流i(t)を積分することにより、検知用信号v_out(t)を検出する。このため、送信電極Tx_iに印加される三角波信号v_in(t)の波形が、ノイズにより歪んでいたとしても、信号検出部２４は、三角波信号v_in(t)に生じたノイズに起因する歪みが、積分により抑制（平滑化）された検知用信号v_out(t)を検出できる。

【0139】

さらに、信号検出部２４は、検出した検知用信号v_out(t)を、ノイズの周波数（ノイズ周波数）とは異なる周波数でサンプルホールドすれば、歪みが生じている、検知用信号v_out(t)の歪み部分を避けて、電圧値vをサンプルホールドできる。

【0140】

すなわち、信号検出部２４は、検知用信号v_out(t)の歪み部分を避けて、検知用信号v_out(t)の振幅としての電圧値vを、比較的、精度良く得ることができる。

【0141】

よって、制御部２５は、表示部２２やACアダプタから生じるノイズに拘らず、信号検出部２４により検出された検知用信号v_out(t)の振幅に基づいて、ユーザの指等の接近を精度良く検知することが可能となる。

【0142】

図５のボルテージフォロア回路４３は、積分回路４２からの三角波信号v_in(t)を低出力インピーダンスに変換し、接続端子６９を介して、ボルテージフォロア回路４３と接続されている送信電極Tx₁に印加する。

【0143】

これにより、受信電極Rx₁には、ボルテージフォロア回路４３により、図５に示されるような交流電流i=i(t)が生成される。そして、受信電極Rx₁において、抵抗Rs₁から出力された交流電流iは分流し、交流電流iのうち、交流電流ip(pは0以上１未満の値)が容量Cp₁に供給され、残りの交流電流i-ipが抵抗Rs₂に供給されることとなる。

【0144】

同様にして、抵抗Rs₂から出力された交流電流i-ipは分流し、交流電流i-ipのうち、交流電流ipが容量Cp₂に供給され、残りの交流電流i-2ipが抵抗Rs₃に供給されることとなる。

【0145】

抵抗Rs₃及び容量Cp₃以降についても同様にして、交流電流の分流が行われる。したがって、抵抗Rsxには交流電流i-(x-1)ipが供給され、容量Cpxには電流ipが供給されることとなる。なお、図５では、x=1,2,…,10である。

【0146】

このため、抵抗Rs₉から抵抗Rs₁₀に供給され、抵抗Rs₁₀から出力される交流電流i-9ipは分流し、交流電流i-9ipのうち、交流電流ipが容量Cp₁₀に供給され、残りの交流電流i-10ipが信号検出部２４に供給される。

【0147】

信号検出部２４は、主に、積分回路８１、サンプルホールド回路８２、及びAD変換回路８３から構成される。

【0148】

なお、積分回路８１は、図５に示されるように、接続端子１０１を介して受信電極Rx₁と電気的に接続されており、抵抗１０２、容量１０３、及びオペアンプ１０４から構成される。

【0149】

積分回路８１において、抵抗１０２及び容量１０３は、オペアンプ１０４の反転入力端子と出力端子の間に、並列に接続されている。オペアンプ１０４の反転入力端子には、抵抗１０２及び容量１０３の一端の他、接続端子１０１が接続されている。また、オペアンプ１０４の非反転入力端子は接地されており、その出力端子には、抵抗１０２及び容量１０３の他端の他、接続端子１０５が接続されている。

【0150】

積分回路８１は、受信電極Rx₁から接続端子１０１を介して供給される電流i-10ipを時間tで積分することにより、電圧としての検知用信号v_out(t)を生成し、接続端子１０５を介してサンプルホールド回路８２に供給する。

【0151】

サンプルホールド回路８２は、積分回路８１から接続端子１０５を介して供給される検知用信号v_out(t)を、予め決められたサンプリング周波数でサンプルホールドし、サンプルホールドにより得られる電圧値v_maxを、AD変換回路８３に供給する。

【0152】

AD変換回路８３は、サンプルホールド回路８２から供給される、アナログ信号としての電圧値v_maxを、デジタル信号としての電圧値v_maxにAD変換し、制御部２５に供給する。

【0153】

制御部２５は、信号検出部２４のAD変換回路８３からの電圧値v_maxが、予め決められた閾値TH以下であるか否かに基づいて、ユーザの指等の接近を検知する。そして、制御部２５は、送信電極Tx₁乃至Tx_Nと受信電極Rx₁乃至Rx_Mとの各交点での検知結果に基づいて、ユーザの指等の動きを判別し、その判別結果に基づく処理を行う。

【0154】

次に、図７は、検知用信号v_out(t)の位相が、受信電極Rxの時定数、すなわち、受信電極Rx₁の抵抗Rs₁乃至Rs₁₀や寄生容量Cp₀乃至Cp₁₀に起因して、三角波信号v_in(t)よりも遅れるときの一例を示している。

【0155】

なお、三角波信号v_in(t)の位相の遅延は、受信電極Rx₁の抵抗Rs₁乃至Rs₁₀や寄生容量の他、表示部２２に内蔵される容量の静電容量や寄生容量などにも起因して生じる。

【0156】

図７には、検知用信号v_out(t)の位相が、三角波信号v_in(t)よりも、約ΣR×ΣC/2だけ遅延している様子の一例が示されている。

【0157】

ここで、ΣRとは、受信電極Rx₁の抵抗Rs₁乃至Rs₁₀それぞれの抵抗値Rの総和を表し、ΣCとは、容量Cp₁乃至Cp₁₀それぞれの静電容量Cの総和を表す。

【0158】

また、検知用信号v_out(t)は、受信電極Rx₁の時定数、すなわち、受信電極Rx₁の抵抗Rs₁乃至Rs₁₀や寄生容量Cp₀乃至Cp₁₀に起因して、図７に示されるように、正弦波に近似した波形となる。検知用信号v_out(t)は、受信電極Rx₁の時定数が大きい程に、正弦波に近似した波形とされる。

【0159】

サンプルホールド回路８２は、積分回路８１から接続端子１０５を介して印加される検知用信号v_out(t)を、予め決められたサンプリング周波数でサンプルホールドする。

【0160】

すなわち、例えば、サンプルホールド回路８２は、下矢印（↓）で示されるタイミング（三角波信号v_in(t)の極大値を過ぎた付近）で、検知用信号v_out(t)をサンプルホールドし、その結果得られる電圧値を、AD変換回路８３に供給する。

【0161】

図７に示されるように、検知用信号v_out(t)の位相に遅延が生じている場合でも、位相による遅延量ΣR×ΣC/2が非常に小であるときには、サンプルホールド回路８２は、電圧値v_maxに近い電圧値v（≒v_max)を、サンプルホールドできる。

【0162】

このため、制御部２５は、AD変換回路８３によりAD変換後の電圧値vが閾値TH以下であるか否かに基づいて、比較的、精度良く、ユーザの指等の接近を検知することができる。

【0163】

しかしながら、遅延量ΣR×ΣC/2が無視できない程度に大きい場合、サンプルホールド回路８２において、電圧値v_maxとは程遠い電圧値v（＜v_max)が、サンプルホールドされることが生じ得る。

【0164】

この場合、制御部２５は、AD変換回路８３によりAD変換後の電圧値vが閾値TH以下であるか否かに基づいて、ユーザの指等の接近を、精度良く検知できない。遅延量ΣR×ΣC/2が大であるときでも、ユーザの指等の接近を、精度良く検知できることが望ましい。

【0165】

次に、図８及び図９を参照して、遅延量ΣR×ΣC/2が大であるときでも、ユーザの指等の接近を、精度良く検知できるようにする方法の一例を説明する。

【0166】

図８は、パルス生成部２１の波形発生器４１及び積分回路４２が行う処理の他の一例を示している。

【0167】

図８は、波形発生器４１から発生される階段状の波形を有する矩形波信号v_o(t)"と、その矩形波信号v_o(t)"を積分することにより生成される台形波信号v_in(t)"との一例を示している。

【0168】

波形発生器４１は、制御部２５からの制御に従い、図８に示されるような階段状の矩形波信号v_o(t)"を発生し、接続端子６１を介して、積分回路４２に供給する。

【0169】

積分回路４２は、図８に示されるように、波形発生器４１から接続端子６１を介して供給される矩形波信号v₀(t)"を時間tで積分することにより、電圧としての台形波信号v_in(t)"を生成し、ボルテージフォロア回路４３に出力する。

【0170】

ボルテージフォロア回路４３は、積分回路４２からの台形波信号v_in(t)"をインピーダンス変換し、接続端子６９を介して、ボルテージフォロア回路４３と接続されている送信電極Tx₁に印加する。

【0171】

これにより、三角波信号v_in(t)を送信電極Tx₁に印加させた場合と同様にして、信号検出部２４の積分回路８１には、受信電極Rx₁から接続端子１０１を介して、交流電流i-10ipが供給される。

【0172】

次に、図９は、台形波信号v_in(t)"が送信電極Tx1に印加された場合に、信号検出部２４が行う処理の一例を示している。

【0173】

図９には、送信電極Tx₁に印加された台形波信号v_in(t)"とともに、台形波信号v_in(t)"よりも、約ΣR×ΣC/2だけ遅延している検知用信号v_out(t)"の一例が示されている。なお、検知用信号v_out(t)"の位相は、図７の場合と同様に、台形波信号v_in(t)"よりも、約ΣR×ΣC/2だけ遅延している。また、検知用信号v_out(t)"の振幅は、台形波信号v_in(t)"において振幅が維持された期間と同一の長さで維持される。すなわち、検知用信号v_out(t)"の最大値（又は最小値）は、台形波信号v_in(t)"において最大値（又は最小値）が維持された期間と同一の長さで維持される。

【0174】

積分回路８１は、受信電極Rx₁から接続端子１０１を介して供給される交流電流i-10ipを時間tで積分することにより、検知用信号v_out(t)"を生成し、接続端子１０５を介してサンプルホールド回路８２に供給する。

【0175】

サンプルホールド回路８２は、積分回路８１から接続端子１０５を介して印加される検知用信号v_out(t)"を、予め決められたサンプリング周波数でサンプルホールドする。

【0176】

すなわち、例えば、サンプルホールド回路８２は、図９に示されるように、下矢印（↓）で示されるタイミング（台形波信号v_in(t)"の上底の右端部分）で、検知用信号v_out(t)"をサンプルホールドし、その結果得られる電圧値を、AD変換回路８３に供給する。

【0177】

図９に示されるように、検知用信号v_out(t)"の位相に遅延が生じている場合でも、検知用信号v_out(t)"の波形は、台形状の波形となっているので、比較的、遅延量ΣR×ΣC/2が大であるときでも、サンプルホールド回路８２は、検知用信号v_out(t)"の最大値である電圧値v_maxを、サンプルホールドできる。

【0178】

このため、遅延量ΣR×ΣC/2が大であるときでも、制御部２５では、AD変換回路８３によりAD変換後の電圧値v_maxが閾値TH以下であるか否かに基づいて、比較的、精度良く、ユーザの指等の接近を検知することができる。

【0179】

[表示装置１の動作説明]
次に、図１０のフローチャートを参照して、表示装置１が行う検知処理の動作説明の一例を説明する。

【0180】

この検知処理は、例えば、垂直ブランキング期間が到来したときに開始される。このとき、制御部２５は、パルス生成部２１及び信号検出部２４を制御して、以下に示すような処理を行わせる。

【0181】

すなわち、ステップＳ２１において、制御部２５は、複数の送信電極Tx₁乃至Tx_Nのうち、所定の送信電極Tx_ｉ（i＝１,2,…,Nの整数）を選択する。そして、制御部２５は、複数の送信電極Tx₁乃至Tx_Nのうち、選択した送信電極Tx_ｉと、パルス生成部２１の接続端子６９とを電気的に接続させ、残りの送信電極を固定電圧に設定する。なお、パルス生成部２１は、例えば、残りの送信電極を接地することにより、所定の固定電圧に設定することができる。

【0182】

ステップＳ２２において、制御部２５は、複数の受信電極Rx₁乃至Rx_Mのうち、所定の受信電極Rx_j（ｊ＝１〜Mの整数）を選択する。そして、制御部２５は、選択した受信電極Rx_ｊと、信号検出部２４の接続端子１０１とを電気的に接続させる。

【0183】

ステップＳ２３において、パルス生成部２１の波形発生器４１は、制御部２５からの制御に従い、例えば、電圧としての矩形波信号v₀(t)を発生し、接続端子６１を介して、積分回路４２に供給する。

【0184】

ステップＳ２４において、積分回路４２は、制御部２５からの制御に従い、波形発生器４１から接続端子６１を介して供給される矩形波信号v₀(t)を時間tで積分することにより、電圧としての三角波信号v_in(t)を生成し、ボルテージフォロア回路４３に出力する。

【0185】

なお、ステップＳ２３では、波形発生器４１は、制御部２５からの制御に従い、矩形波信号v₀(t)に代えて、階段状の矩形波信号v₀(t)"を生成する。そして、ステップＳ２４では、積分回路４２は、ステップＳ２３で生成された階段状の矩形波信号v₀(t)"を時間tで積分することにより、台形波信号v_in(t)"を生成し、ボルテージフォロア回路４３に出力するようにしてもよい。

【0186】

しかしながら、ここでは、積分回路４２は、生成した三角波信号v_in(t)を、ボルテージフォロア回路４３に出力するものとして、以下説明する。

【0187】

ステップＳ２５では、ボルテージフォロア回路４３は、積分回路４２からの、電圧としての三角波信号v_in(t)をインピーダンス変換し、接続端子６９を介して接続されている送信電極Tx_iに印加する。これにより、受信電極Rx_ｊには、ユーザの指等の非接近時には容量Ｃ２を、ユーザの接近時には並列回路としての容量Ｃ_１及びＣ_２を介して、送信電極Tx_ｉから交流電流iが流れることとなる。

【0188】

この交流電流iは、受信電極Rx_ｊに接続された各容量Cp₁乃至Cp₁₀に、それぞれ、交流電流ipだけ分流しながら、信号検出部２４に供給される。これにより、信号検出部２４の積分回路８１には、受信電極Rx_ｊから接続端子１０１を介して交流電流i-10ipが供給される。

【0189】

ステップＳ２６において、信号検出部２４の積分回路８１は、受信電極Rx_ｊから接続端子１０１を介して供給される電流i-10ipを時間tで積分することにより、電圧としての検知用信号v_out(t)を生成し、接続端子１０５を介してサンプルホールド回路８２に印加する。

【0190】

ステップＳ２７において、サンプルホールド回路８２は、積分回路８１から接続端子１０５を介して印加される検知用信号v_out(t)を、予め決められたサンプリング周波数でサンプルホールドし、サンプルホールドにより得られた電圧値を、AD変換回路８３に供給する。

【0191】

ステップＳ２８において、AD変換回路８３は、サンプルホールド回路８２からのアナログ信号としての電圧値を、デジタル信号としての電圧値に変換するAD変換を行い、AD変換後の電圧値を、制御部２５に供給する。

【0192】

ステップＳ２９において、制御部２５は、AD変換回路８３からの電圧値が、予め決められた閾値TH以下であるか否かに基づいて、送信電極Tx_iと受信電極Rx_jとの交点における、ユーザの接近を検知する。

【0193】

ステップＳ３０では、制御部２５は、複数の受信電極Rx₁乃至Rx_Ｍ全てを選択したか否かを判定し、まだ全てを選択していないと判定した場合、処理をステップＳ２２に戻す。

【0194】

ステップＳ２２では、制御部２５は、複数の受信電極Rx₁乃至Rx_Mのうち、まだ選択していない受信電極Rx_jを新たに選択する。そして、制御部２５は、複数の受信電極Rx₁乃至Rx_Mのうち、新たに選択した受信電極Rx_ｊと、信号検出部２４の接続端子１０１とを電気的に接続させ、処理はステップＳ２３に進められ、それ以降同様の処理が行われる。

【0195】

また、ステップＳ３０では、制御部２５は、複数の受信電極Rx₁乃至Rx_M全てを選択したと判定した場合、処理はステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、制御部２５は、複数の送信電極Tx₁乃至Tx_N全てを選択したか否かを判定し、まだ全てを選択していないと判定した場合、処理をステップＳ２１に戻す。

【0196】

ステップＳ２１では、制御部２５は、複数の送信電極Tx₁乃至Tx_Nのうち、まだ選択していない送信電極Tx_ｉを新たに選択する。そして、制御部２５は、複数の送信電極Tx₁乃至Tx_Nのうち、新たに選択した送信電極Tx_ｉと、パルス生成部２１の接続端子６９とを電気的に接続させ、残りの送信電極を例えば接地させることにより、所定の固定電圧とし、処理はステップＳ２２に進められ、それ以降同様の処理が行われる。

【0197】

また、ステップＳ３１において、制御部２５は、複数の送信電極Tx₁乃至Tx_N全てを選択したと判定した場合、処理をステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、制御部２５は、送信電極Tx₁乃至Tx_Nと受信電極Rx₁乃至Rx_Mとの各交点での検知結果に基づいて、ユーザの指等の動きを判別し、その判別結果に基づく処理を行う。すなわち、例えば、制御部２５は、その判別結果に基づいて、表示部２２の表示内容などを変更させる。以上で、図１０の検知処理は終了される。

【0198】

以上説明したように、図１０の検知処理によれば、パルス生成部２１が、例えば三角波信号v_in(t)や台形波信号v_in(t)"を送信電極Tx_ｉに印加するようにした。このため、受信電極Rxjの配線抵抗に拘らず、短時間で検知を行うことができるとともに、所定の時間における検知回数を増加させることができる。

【0199】

したがって、例えば、表示部２２に表示される画像のフレームレートが高いため、ユーザの指等の検知が行われる期間（例えば、垂直ブランキング期間）が短い場合でも、ユーザの指等の接近を精度良く検知することが可能となる。

【0200】

さらに、図１０の検知処理によれば、タッチパネル２３が一体的に構成された表示装置１の配線等による抵抗（特に、受信電極Rx_jの配線抵抗）等に拘らず、短時間で検知を行うことができるとともに、所定の時間における検知回数を増加させることができる。よって、より多くの長い配線等を必要とする大型のディスプレイ等にも、本技術を適用することができる。

【0201】

また、図１０の検知処理によれば、矩形波信号v_in(t)'と比較して、低電圧で高調波成分の少ない三角波信号v_in(t)や台形波信号v_in(t)"を送信電極Txｉに印加するようにした。このため、表示装置１では、高電圧や高調波による電波障害（EMI:Electro Magnetic Interference）が生じる事態を抑制できる。

【0202】

さらに、三角波信号v_in(t)や台形波信号v_in(t)"は、矩形波信号v_in(t)'と比較して、低電圧であるため、矩形波信号v_in(t)'を送信電極Tx_ｉに印加する場合と比較して、ユーザの指等の接近の検知を、低消費電力で行うことができる。

【0203】

ところで、第１の実施の形態では、制御部２４は、パルス生成部２１に、受信電極Rx_jを１つずつ個別に選択させるようにした。しかしながら、信号検出部２４の処理回路によっては、制御部２５は、パルス生成部２１に、複数又は全数の受信電極Rx_jを同時に選択させるようにしてもよい。これにより、ユーザの指等の接近を検知する検知時間の短縮を図ることができ、特に、高精細な画像を表示部２２に表示するときに有効である。

【0204】

また、第１の実施の形態では、信号検出部２４の積分回路８１が、例えば受信電極Rx_jから接続端子１０１を介して供給される電流i-10ipを時間tで積分することにより、検知用信号v_out(t)を生成するようにした。しかしながら、検知用信号V_out(t)の生成方法はこれに限定されない。

【0205】

すなわち、例えば、ボルテージフォロア回路等を用いて、直接に、電圧としての検知用信号v_out(t)を検出するようにしてもよい。

【0206】

＜２．第２の実施の形態＞
[ボルテージフォロア回路を用いるときの一例]
次に、図１１は、信号検出部２４に代えて、ボルテージフォロア回路等が設けられた信号検出部２４'を用いて、直接に検知用信号v_out(t)を検出するときの一例を示している。

【0207】

なお、図１１において、図５の信号検出部２４に代えて、信号検出部２４'が設けられている他は、図５の場合と同様に構成される。

【0208】

また、図１１の信号検出部２４'において、図５の信号検出部２４と同様に構成される部分について、同一の記号を付すようにしているので、それらの説明は、以下、適宜省略する。

【0209】

すなわち、図１１の信号検出部２４'では、図５の積分回路８１に代えて、抵抗１２１及びオペアンプ１２２が設けられている他は、図５の場合と同様に構成される。

【0210】

抵抗１２１は、その一端が接地されており、他端が、オペアンプ１２２の非反転入力端子と接続されている。また、抵抗１２１は、受信電極Rx₁と直列に接続されている。

【0211】

オペアンプ１２２は、その出力端子が、その反転入力端子に接続され、ボルテージフォロア回路１４１として機能する。また、オペアンプ１２２の出力端子は、接続端子１０５とも接続されている。

【0212】

すなわち、ボルテージフォロア回路１４１としてのオペアンプ１２２は、受信電極Rx₁から接続端子１０１を介して供給される交流電流i-10ipに基づいて、抵抗１２１に発生する電圧を、検知用信号v_out(t)として検出する。そして、オペアンプ１２２は、検出した検知用信号v_out(t)を、接続端子１０５を介してサンプルホールド回路８２に印加する。

【0213】

また、ボルテージフォロア回路１４１としてのオペアンプ１２２は、入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低いため、インピーダンス変換器として用いられる。

【0214】

＜３．第３の実施の形態＞
[カレントミラー回路を用いるときの一例]
その他、例えば、信号検出部２４の積分回路８１に代えて、図１２に示されるようなカレントミラー回路１６１を設けるようにしてもよい。この場合、カレントミラー回路１６１が、検知用信号v_out(t)を検出し、接続端子１０５を介してサンプルホールド回路８２に供給することとなる。

【0215】

すなわち、例えば、カレントミラー回路１６１には、受信電極Rx₁から接続端子１０１を介して、交流電流i-10ipが、図１２に示される交流電流I_refとして供給される。カレントミラー回路１６１は、そこに供給される交流電流I_refに基づいて、交流電流I_refと同じ大きさの交流電流I_outを生成し、例えば、既知の抵抗値R[Ω]を有する抵抗（図示せず）に供給する。これにより、抵抗値Rと交流電流I_out(=I_ref)との乗算結果R×I_outを、図示せぬ抵抗に発生する電圧としての検知用信号v_out(t)として算出（検出）することができる。なお、カレントミラー回路１６１において、検知用信号v_out(t)の算出は、図示せぬ算出用回路により算出される。

【0216】

なお、カレントミラー回路１６１では、受信電極Rx_ｊから接続端子１０１を介して供給される交流電流I_refと同じ大きさの交流電流I_outを生成するために必要なバイアス電流が、数10mAと大きくなってしまい、消費電力が増加する。

【0217】

このため、検知用信号v_out(t)の検出には、比較的、低消費電力の積分回路８１（図５）やボルテージフォロア回路１４１（図１１）を用いることが望ましい。

【0218】

[実際の計測結果]
次に、図１３乃至図１７は、実際の計測結果を示している。

【0219】

図１３は、図５に示される各回路から計測された計測結果を示している。

【0220】

図１３Aには、パルス生成部２１の波形発生器４１から発生した矩形波信号v₀(t)の計測結果が示されている。

【0221】

図１３Bには、パルス生成部２１の積分回路４２により生成された三角波信号v_in(t)の計測結果が示されている。なお、図１３Bに示される三角波信号v_in(t)の波形は、図６に示した三角波信号v_in(t)とは逆になっている。これは、積分回路４２において、実際には、矩形波信号v₀(t)を時間tで積分した積分結果の負値が出力されることによる。このことは、図１４以降の図面についても同様である。

【0222】

図１３Cには、受信電極Rx₁に流れる交流電流iの計測結果が示されている。

【0223】

図１３Dには、信号検出部２４の積分回路８１により生成された検知用信号v_out(t)の計測結果が示されている。なお、図１３Dにおいて、振幅が大きい検知用信号v_out(t)は、ユーザの指等の接近がないときの検知用信号を表しており、振幅が小さい検知用信号v_out(t)は、ユーザの指等の接近があったときの検知用信号を表している。

【0224】

図１３Dに示されるように、ユーザの指等が近づくほどに、検知用信号v_out(t)の振幅は小さなものとなる。

【0225】

図１４は、図１１に示される各回路から計測された計測結果を示している。

【0226】

図１４Aには、パルス生成部２１の波形発生器４１から発生した矩形波信号v₀(t)の計測結果が示されている。図１４Bには、パルス生成部２１の積分回路４２により生成された三角波信号v_in(t)の計測結果が示されている。図１４Cには、受信電極Rx₁から、信号検出部２４'の抵抗１２１に印加された電圧としての三角波信号v_in(t)の計測結果が示されている。

【0227】

図１４Dには、信号検出部２４'のボルテージフォロア回路１４１により検出された検知用信号v_out(t)の計測結果が示されている。なお、図１４Dにおいて、振幅が大きい検知用信号v_out(t)は、ユーザの指等の接近がないときの検知用信号を表しており、振幅が小さな検知用信号v_out(t)は、ユーザの指等の接近があったときの検知用信号を表している。

【0228】

図１４Dに示されるように、ユーザの指等が近づくほどに、検知用信号v_out(t)の振幅は小さなものとなる。

【0229】

次に、図１５は、受信電極Rx₁の時定数によって、検知用信号v_out(t)の位相が遅延する様子の一例を示している。

【0230】

図１５Aには、パルス生成部２１の波形発生器４１から発生した矩形波信号v₀(t)の計測結果が示されている。図１５Bには、パルス生成部２１の積分回路４２により生成された三角波信号v_in(t)の計測結果が示されている。

【0231】

図１５Cにおいて、振幅が１番目に大きな波形は、図５のスイッチSWと抵抗Rs₁との接続点における電圧の波形を表しており、振幅が２番目に大きな波形は、図５の抵抗Rs₆と抵抗Rs₇との接続点における電圧の波形を表している。

【0232】

また、図１５Cにおいて、振幅が３番目に大きな波形は、図５の抵抗Rs10と接続端子１０１との接続点における電圧(抵抗１２１に印加される電圧)の波形を表している。

【0233】

図１５Cに示されるように、受信電極Rx₁の時定数（分布定数）により、検知用信号v_out(t)として検出される電圧の振幅が小さくなるとともに、電圧の位相が遅延していくことがわかる。

【0234】

次に、図１６は、図５の受信電極Rx₁の抵抗成分を増加させたときに、図５に示される各回路から計測された計測結果を示している。

【0235】

図１６Aには、パルス生成部２１の波形発生器４１から発生した矩形波信号v₀(t)の計測結果が示されている。図１６Bには、パルス生成部２１の積分回路４２により生成された三角波信号v_in(t)の計測結果が示されている。図１６Cには、受信電極Rx₁に生成された交流電流iの計測結果が示されている。

【0236】

図１６Dには、信号検出部２４の積分回路８１から出力される検知用信号v_out(t)が示されている。なお、図１６Dにおいて、検知用信号v_out(t)として、複数の波形が存在するのは、周囲のノイズの影響で揺れが発生しているためである。この点、図５において、サンプルホールド回路８２でサンプルホールド後に、積分回路８１の容量１０３をOVに放電するリセット（図示せず）を行うことにより、検知用信号v_out(t)の揺れを抑制することができる。

【0237】

このため、サンプルホールド回路８２は、検知用信号v_out(t)の揺れが抑制されない場合と比較して、検知用信号v_out(t)の振幅を表す電圧値を正確にサンプルホールドできるようになる。したがって、制御部２５は、サンプルホールドされてAD変換後の電圧値に基づいて、ユーザの指等の接近を精度良く検知できるようになる。

【0238】

また例えば、受信電極Rx₁の抵抗成分が大きいため、受信電極Rx₁の時定数も大きくなっている場合、図１６Dに示されるように、図５の積分回路８１から出力される検知用信号v_out(t)は正弦波に近い波形となる。

【0239】

次に、図１７は、図１１の受信電極Rx₁の抵抗成分を増加させたときに、図１１に示される各回路から計測された計測結果を示している。

【0240】

図１７Aには、パルス生成部２１の波形発生器４１から発生した矩形波信号v₀(t)の計測結果が示されている。図１７Bには、パルス生成部２１の積分回路４２により生成された三角波信号v_in(t)の計測結果が示されている。

【0241】

図１７Cには、受信電極Rx₁から接続端子１０１を介して、信号検出部２４'の抵抗１２１に印加される電圧の計測結果が示されている。複数の波形のうち、振幅が最も大きな波形は、ユーザの指等が接近していないときの電圧を表しており、その他の波形は、ユーザの指等が接近したときの電圧を表す。

【0242】

図１７Dには、信号検出部２４'のボルテージフォロア回路１４１から出力される検知用信号v_out(t)が示されている。すなわち、図１７Dにおいて、複数の波形のうち、振幅が最も大きな波形は、ユーザの指等が接近していないときの検知用信号v_out(t)を表しており、その他の波形は、ユーザの指等が接近したときの検知用信号v_out(t)を表す。

【0243】

例えば、受信電極Rx₁の抵抗成分が大きいため、受信電極Rx₁の時定数も大きくなっている場合、図１７Dに示されるように、図１１のボルテージフォロア回路１４１から出力される検知用信号v_out(t)は、やはり、正弦波に近い波形となる。

【0244】

＜４．変形例＞
第１の実施の形態において、制御部２５は、信号検出部２４からの電圧値が閾値TH以下であるか否かに基づいて、ユーザの指等の接近を検知するようにした。しかしながら、信号検出部２４において、サンプルホールド回路８２に代えて、コンパレータを設けるようにし、コンパレータからの出力に基づいて、ユーザの指等の接近を検知してもよい。

【0245】

なお、コンパレータは、図５の積分回路８１から供給される検知用信号v_out(t)の電圧値を、予め決められた比較値と比較する。そして、コンパレータは、その比較結果に基づいて、検知用信号v_out(t)の電圧値が比較値以上である場合、Highとされた信号を出力し、検知用信号v_out(t)の電圧値が比較値未満である場合、Lowとされた信号を出力する。

【0246】

また、第１の実施の形態において、積分回路４２は、図８に示されるような台形波信号v_in(t)"を生成してもよいことを説明したが、その他、例えば、台形波信号v_in(t)"において、信号のレベル（電圧値）が下降した後、下降後の電圧値がそのまま維持される期間を省略した台形波信号v_in(t)'''を生成するようにしてもよい。

【0247】

つまり、積分回路４２は、第１の傾きa'で上昇し、上昇後の電圧値を一定期間だけ維持した後、第２の傾き-a'で下降し、下降後の電圧値から第１の傾きa'で再上昇して、それ以降同様にして電圧値が変化する台形波信号v_in(t)'''を生成するようにしてもよい。

【0248】

また、例えば、積分回路４２は、第２の傾き-a'で下降し、下降後の電圧値を一定期間だけ維持した後、第1の傾きa'で上昇し、上昇後の電圧値から第２の傾き-a'で再下降して、それ以降同様にして電圧値が変化する台形波信号v_in(t)''''を生成してもよい。

【0249】

この場合、サンプルホールド回路８２では、台形波信号v_in(t)''''と同様の波形とされる検知用信号v_out(t)''''のうち、振幅が一定期間だけ維持される最小値を電圧値v(<0)としてサンプルホールドして、AD変換回路８３に供給する。

【0250】

AD変換回路８３は、サンプルホールド回路８２からの電圧値vをAD変換し、制御部２５に供給する。制御部２５は、例えば、AD変換回路８３からの電圧値vに-1を乗算した乗算結果-v(>0)が閾値TH以下であるか否か、又は電圧値vが閾値-TH以上であるか否かに基づいて、ユーザの指等の接近を検知する。

【0251】

ところで、本技術は、以下の構成をとることができる。
（１）導電体の接近を検知する検知装置において、送信電極と、前記送信電極に交差して配置された受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極とが交差する交点に対する前記導電体の接近を検知するためのセンサ部と、第１の傾きによる電圧値の上昇と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きによる電圧値の下降とが交互に繰り返される交流電圧を生成する電圧生成部と、前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流を、前記受信電極に生成する電流生成部と、前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号を生成する信号生成部と、前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近を検知する検知部とを含む検知装置。
（２）前記電圧生成部は、前記第１の傾きで上昇後の電圧値、又は前記第２の傾きで下降後の電圧値の少なくとも一方が、予め決められた所定期間だけ維持される前記交流電圧を生成し、前記信号生成部は、前記交流電流に基づいて、前記所定期間で前記振幅が維持される前記検知用信号を生成する前記（１）に記載の検知装置。
（３）前記信号生成部は、前記受信電極に生成された交流電流を積分することにより得られる前記検知用信号を生成し、前記検知部は、前記検知用信号の振幅と予め決められた閾値との比較に基づいて、前記導電体の接近を検知する前記（１）又は（２）に記載の検知装置。
（４）矩形波により構成される矩形波信号を発生する波形発生部をさらに含み、前記電圧生成部は、前記波形発生部から発生した前記矩形波信号を積分することにより、前記交流電圧を生成する前記（１）乃至（３）に記載の検知装置。
（５）前記波形発生部を制御して、前記矩形波信号を構成する矩形波の振幅を変更させることにより、前記第１の傾き又は前記第２の傾きの少なくとも一方を調整する制御部をさらに含む前記（４）に記載の検知装置。
（６）前記電圧生成部は、外部から発生するノイズの周波数とは異なる周波数の前記交流電圧を生成する前記（１）乃至（５）に記載の検知装置。
（７）前記送信電極と前記受信電極は、画像を表示する表示部に内蔵されている前記（１）乃至（６）に記載の検知装置。
（８）前記信号生成部は、前記受信電極からの前記交流電流に基づいて、前記受信電極と直列に接続された抵抗で発生する電圧を、前記検知用信号として生成する前記（１）又は（２）に記載の検知装置。
（９）前記信号生成部は、前記受信電極からの前記交流電流に基づいて、前記交流電流と同じ大きさの他の交流電流を抵抗に供給することにより、前記抵抗の抵抗値と前記他の交流電流の電流値を用いて、前記抵抗で発生する電圧を、前記検知用信号として生成する前記（１）又は（２）に記載の検知装置。
（１０）導電体の接近を検知する検知装置の検知方法において、前記検知装置は、送信電極と、前記送信電極に交差して配置された受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極とが交差する交点に対する前記導電体の接近を検知するためのセンサ部を含み、前記検知装置による、第１の傾きによる電圧値の上昇と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きによる電圧値の下降とが交互に繰り返される交流電圧を生成する電圧生成ステップと、前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流を、前記受信電極に生成する電流生成ステップと、前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号を生成する信号生成ステップと、前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近を検知する検知ステップとを含む検知方法。
（１１）導電体の接近を検知する検知装置であって、送信電極と、前記送信電極に交差して配置された受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極とが交差する交点に対する前記導電体の接近を検知するためのセンサ部を含む検知装置のコンピュータを、第１の傾きによる電圧値の上昇と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きによる電圧値の下降とが交互に繰り返される交流電圧を生成する電圧生成部と、前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流を、前記受信電極に生成する電流生成部と、前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号を生成する信号生成部と、前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近を検知する検知部として機能させるためのプログラム。
（１２）表示部に対する導電体の接近を検知する表示装置において、送信電極と、前記送信電極に交差して配置された受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極とが交差する交点に対する前記導電体の接近を検知するためのセンサ部と、第１の傾きによる電圧値の上昇と、前記第１の傾きとは異なる第２の傾きによる電圧値の下降とが交互に繰り返される交流電圧を生成する電圧生成部と、前記送信電極に前記交流電圧を印加することにより、前記交流電圧の電圧値が上昇中であるときには前記第１の傾きに応じた一定の電流値とされ、前記交流電圧の電圧値が下降中であるときには前記第２の傾きに応じた一定の電流値とされる交流電流を、前記受信電極に生成する電流生成部と、前記受信電極に生成された交流電流に基づいて、前記交点と前記導電体との距離に応じた振幅で振動する検知用信号を生成する信号生成部と、前記検知用信号の振幅に基づいて、前記交点に対する前記導電体の接近を検知する検知部と、前記センサ部と一体的に構成され、画像を表示する表示部とを含む表示装置。

【0252】

上述した一連の処理は、例えばハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータに各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。

【0253】

[コンピュータの構成例]
図１８は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータとしての制御部２５のハードウェアの構成例を示している。

【0254】

CPU（Central Processing Unit）２０１は、ROM（Read Only Memory）２０２、又は記憶部２０８に記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM（Random Access Memory）２０３には、CPU２０１が実行するプログラムやデータ等が適宜記憶される。これらのCPU２０１、ROM２０２、及びRAM２０３は、バス２０４により相互に接続されている。

【0255】

CPU２０１にはまた、バス２０４を介して入出力インタフェース２０５が接続されている。入出力インタフェース２０５には、キーボード、マウス、マイクロホン等よりなる入力部２０６、ディスプレイ、スピーカ等よりなる出力部２０７が接続されている。CPU２０１は、入力部２０６から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、CPU２０１は、処理の結果を出力部２０７に出力する。

【0256】

入出力インタフェース２０５に接続されている記憶部２０８は、例えばハードディスクからなり、CPU２０１が実行するプログラムや各種のデータを記憶する。通信部２０９は、インターネットやローカルエリアネットワーク等のネットワークを介して外部の装置と通信する。

【0257】

また、通信部２０９を介してプログラムを取得し、記憶部２０８に記憶してもよい。

【0258】

入出力インタフェース２０５に接続されているドライブ２１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリ等のリムーバブルメディア２１１が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータ等を取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じて記憶部２０８に転送され、記憶される。

【0259】

コンピュータにインストールされ、コンピュータによって実行可能な状態とされるプログラムを記録（記憶）する記録媒体は、図１８に示すように、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Mini-Disc）を含む）、もしくは半導体メモリ等よりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア２１１、又は、プログラムが一時的もしくは永続的に格納されるROM２０２や、記憶部２０８を構成するハードディスク等により構成される。記録媒体へのプログラムの記録は、必要に応じてルータ、モデム等のインタフェースである通信部２０９を介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線又は無線の通信媒体を利用して行われる。

【0260】

なお、本明細書において、上述した一連の処理を記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

【0261】

さらに、本開示は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0262】

１ 表示装置， ２１ パルス生成部， ２２ 表示部， ２３ タッチパネル， ２４，２４' 信号検出部， ２５ 制御部， ４１ 波形発生器， ４２ 積分回路， ４３ ボルテージフォロア回路， ８１ 積分回路， ８２ サンプルホールド回路， ８３ AD変換回路， １２１ 抵抗， １４１ ボルテージフォロア回路， １６１ カレントミラー回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】