JP4356757B2 - 液晶装置、電子機器および位置特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶装置において画像が表示される表示面のうち指やペンなどの物体（以下「指示体」という）が接触した位置を特定する技術に関する。

静電容量方式のタッチパネルを搭載した液晶装置が従来から提案されている。特許文献１から特許文献４に開示されるように、液晶装置の観察側には検出用電極が形成される。検出用電極の静電容量の変化を検出した信号に基づいて指示体の位置が特定される。
特開平５−１９２３３号公報 特開平８−４４４９３号公報 特開２０００−８１６１０号公報 特表２００３−５１１７９９号公報

ところで、検出用電極と液晶装置の電極や配線との間には寄生容量が付随する。したがって、液晶装置にて画像の表示に使用される各種の信号が変動すると検出用電極にノイズが誘起されるという問題がある。検出用電極のノイズは、指示体の位置を特定する精度を低下させる原因となる。以上の事情に鑑みて、本発明は、検出用電極のノイズに起因した検出精度の低下を抑制するという課題の解決をひとつの目的としている。

以上の課題を解決するために、本発明に係る液晶装置は、相対向する第１基板と第２基板との間隙に液晶が封止され、液晶に対向する対向電極の電圧が周期的に変化する液晶パネルと、第１基板を挟んで液晶とは反対側に設置されるとともに対向電極の電圧の変化に応じて初期電圧が誘起される複数の検出用電極と、初期電圧が誘起された複数の検出用電極の各々を順次に検出部に接続する切替回路と、指示体の位置を示す位置信号を検出部に発生する検出信号に基づいて生成する位置特定手段とを具備する。本発明の液晶装置は、パーソナルコンピュータや携帯電話機といった各種の電子機器に採用される。

以上の構成においては、対向電極の電圧の変動によって検出用電極に誘起される初期電圧が指示体の位置の特定に利用されるから、対向電極の電圧の変動は検出精度を低下させる原因とならない。したがって、指示体の位置を高精度に特定することが可能となる。

本発明の好適な態様において、位置特定手段は、検出用電極を検出部に接続することで検出信号の電圧が所定の範囲を超過した期間の時間長に応じて位置信号を生成する。以上の構成によれば、検出信号の電圧が所定の範囲を超過した期間（検出信号の電圧が所定の範囲の上限値を上回る期間または下限値を下回る期間）の時間長を計測するという簡素な構成で所期の効果が奏される。

本発明の好適な態様に係る液晶装置は、検出用電極を検出部に接続することで検出信号の電圧が所定の範囲を超過してから所定の範囲内に変化した場合に当該検出用電極の電荷を放電する放電手段を具備する。本態様においては、検出信号の電圧が所定の範囲内に変化した場合に検出用電極の電荷が放電されるから、指示体の位置が複数回にわたって特定される場合に、前回の特定時における検出用電極の電荷の影響を排除して高精度な位置の特定が可能となる。

本発明の好適な態様において、対向電極は、第１基板のうち液晶に対向する表面の全域にわたって連続する。さらに好適な態様において、複数の検出用電極は、第１基板のうち液晶とは反対側の面上に形成されるとともに第１基板を挟んで対向電極に対向する。以上の態様によれば、対向電極の電圧の変化に応じた初期電圧を各検出用電極に確実に誘起することが可能である。

本発明は、相対向する第１基板と第２基板との間隙に液晶が封止され、液晶に対向する対向電極の電圧が周期的に変化する液晶パネルと、第１基板を挟んで液晶とは反対側に設置されるとともに対向電極の電圧の変化に応じて初期電圧が誘起される複数の検出用電極とを具備する液晶装置において指示体の位置を特定する方法としても特定される。本発明の位置特定方法は、初期電圧が誘起された複数の検出用電極の各々を順次に検出部に接続し、指示体の位置を示す位置信号を検出部に発生する検出信号に基づいて生成する。以上の方法によれば、本発明に係る液晶装置と同様の作用および効果が奏される。

＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図である。液晶装置１００は、液晶の光学的な作用によって画像を表示する機能と、液晶装置１００の前面に接触または近接した指示体（指やペン）の位置を静電容量の変化に応じて検出する機能とを備えた静電容量式タッチパネル付き液晶表示装置である。図１に示すように、液晶装置１００は、相対向する第１基板１０と第２基板２０との間隙に液晶３０を封止した構造の液晶パネルＰＬを具備する。第１基板１０および第２基板２０は光透過性の板材である。第１基板１０は液晶装置１００の観察側（利用者側）に位置する。なお、図１においては配向膜やシール材の図示が省略されている。

第２基板２０のうち第１基板１０に対向する表面には複数の画素電極２２が相互に離間して形成される。第１基板１０のうち第２基板２０に対向する表面には光透過性の対向電極１２が形成される。対向電極１２は、第１基板１０の表面の全域にわたって連続に形成されて液晶３０や複数の画素電極２２に対向する。図１の駆動回路５０は、コモン信号ＳCOMを対向電極１２に供給するとともに各画素電極２２の電圧を画像信号に応じて制御する。対向電極１２と各画素電極２２との間の液晶３０は両電極間の電圧に応じて配向が変化する。したがって、画像信号に応じた所望の画像が表示される。

図２は、液晶装置１００が指示体の位置を特定する動作を説明するためのタイミングチャートである。図２に示すように、コモン信号ＳCOMは、フレーム期間Ｆごとに電圧ＶHおよび電圧ＶLの一方から他方に周期的に変化する電圧信号である。電圧ＶHは電圧ＶLよりも高い。以上のようにコモン信号ＳCOMの電圧を周期的に変化させることで、画素電極２２に供給される電圧の振幅（データ信号）が低減されるという利点がある。

図１に示すように、第１基板１０のうち液晶３０とは反対側の表面には、指示体を検出するための電極層４０が形成される。電極層４０は、複数の検出用電極４０Xと絶縁層４３と複数の検出用電極４０Yとの積層である。図３は複数の検出用電極４０Xの態様を示し、図４は複数の検出用電極４０Yの態様を示す。図３および図４は、図１の観察側（上方）からみた平面図である。なお、複数の検出用電極４０Yには便宜的に斜線が付されている。また、以下では６本の検出用電極４０Xと６本の検出用電極４０Yとを備えた構成を便宜的に例示するが、検出用電極４０Xおよび検出用電極４０Yの本数は任意である。検出用電極４０Xの本数と検出用電極４０Yの本数とが相違してもよい。

複数の検出用電極４０Xは、第１基板１０の表面に形成されてＸ方向に並列する長尺状の導電膜であり、指示体のＸ方向における位置を検出するために使用される。図３に示すように、各検出用電極４０Xは、Ｙ方向に配列する複数の電極４５を相互に連結した導電膜である。図１に示すように、絶縁層４３は、第１基板１０の全域にわたって複数の検出用電極４０Xを被覆する光透過性の膜体である。複数の検出用電極４０Yは、Ｙ方向に並列する長尺状の導電膜であり、指示体のＹ方向における位置を検出するために使用される。複数の検出用電極４０Yは、絶縁層４３の表面に形成される。したがって、各検出用電極４０Xと各検出用電極４０Yとは絶縁層４３によって電気的に絶縁される。各検出用電極４０Xおよび各検出用電極４０Yは、光透過性の導電材料（例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide））で形成される。

図４に示すように、ひとつの検出用電極４０Yは、Ｘ方向に配列する複数の電極４６を相互に連結した導電膜である。図５に示すように、検出用電極４０Xの各電極４５と検出用電極４０Yの各電極４６とは、第１基板１０に垂直な方向からみて相互に重複しないように行列状に配列する。図１に示すように、検出用電極４０Xと検出用電極４０Yとは第１基板１０を挟んで対向電極１２に対向する。したがって、検出用電極４０Xと対向電極１２との間および検出用電極４０Yと対向電極１２との間には容量（寄生容量）ＣPが付随する。

図１の検出回路６０は、各検出用電極４０Xおよび各検出用電極４０Yの静電容量の変化に応じてし指示体の位置を特定する手段である。駆動回路５０が出力するコモン信号ＳCOMは、対向電極１２に加えて検出回路６０にも供給される。なお、検出回路６０は、ひとつまたは複数の集積回路で構成されてもよいし、第１基板１０の表面に形成された薄膜トランジスタで構成されてもよい。また、検出回路６０は、駆動回路５０の全部または一部とともにひとつの集積回路に搭載されてもよい。

電極層４０の表面には偏光板１４が貼着される。同様に、第２基板２０のうち液晶３０とは反対側の表面には偏光板２４が貼着される。また、液晶装置１００の背面側には照明装置３５が配置される。照明装置３５からの出射光が、第２基板２０と液晶３０と第１基板１０と電極層４０とを以上の順番に通過して観察側に出射することで画像が表示される。なお、第１基板１０と電極層４０との間に偏光板１４が形成された構成も採用される。

図５は、指示体の位置を特定する要素の具体的な構成を示すブロック図である。同図に示すように、検出回路６０は、複数の検出用電極４０Xを利用して指示体のＸ方向の位置を検出する検出回路６０Xと、複数の検出用電極４０Yを利用して指示体のＹ方向の位置を検出する検出回路６０Yとに区分される。

検出回路６０Xは、切替回路７２Xと抵抗７４Xとスイッチ７６Xと位置特定回路７８Xとを含む。同様に、検出回路６０Yは、切替回路７２Yと抵抗７４Yとスイッチ７６Yと位置特定回路７８Yとを含む。以上のように検出回路６０Xと検出回路６０Yとは構成が共通するから、以下では検出回路６０Xおよび検出回路６０Yの各々を識別する記号K（K＝X，Y）を使用して両者の構成や動作を一括的に説明する。

図５の切替回路７２Kは、６本の検出用電極４０Kの各々を順番に検出部（ノード）ＮKに接続する手段である。本形態の切替回路７２Kは、検出用電極４０Kの本数に相当する６個のスイッチＳＷ1〜ＳＷ6と、スイッチＳＷ1〜ＳＷ6を制御するための選択信号Ｓ1〜Ｓ6を生成する制御回路７２２とを具備する。図２に示すように、選択信号Ｓ1〜Ｓ6は、コモン信号ＳCOMの電圧が変化する時点（各フレーム期間Ｆの始点）から開始する初期化期間ＴINTの経過後に順番にハイレベルとなる。選択信号Ｓ1〜Ｓ6の各々がハイレベルとなる期間（以下「検出期間」という）Ｄ1〜Ｄ6は相互に重複しない。駆動回路５０から供給されるコモン信号ＳCOMの変動を契機としてパルス信号を順次にシフトするシフトレジスタが制御回路７２２として好適に採用される。

図５に示すように、スイッチＳＷi（ｉ＝１〜６）は、電極層４０の第ｉ番目の検出用電極４０Kと検出部ＮKとの間に介在して両者の電気的な接続（導通／非導通）を制御する。スイッチＳＷiは、選択信号Ｓiがハイレベルに設定される検出期間Ｄiにて導通し、選択信号Ｓiがローレベルを維持する期間にて非導通（ハイインピーダンス状態）となる。したがって、６本の検出用電極４０Kは、検出期間Ｄiごとに１本ずつ順番に検出部ＮKに接続される。以上のように各検出用電極４０Kが順次に接続されることで検出部ＮKの電圧は変化する。検出部ＮKの電圧は検出信号ＳD_Kとして位置特定回路７８Kに供給される。

抵抗７４Kは、検出部ＮKと接地線（接地電位GND）との間に介在する。同様に、スイッチ７６Kは、検出部ＮKと接地線との間に介在する。スイッチ７６Kは、検出信号ＳD_Kの電圧（検出部ＮKの電圧）が電圧ＶREF[+]から電圧ＶREF[-]までの範囲Ａ内にある場合に導通する。図２に示すように、電圧ＶREF[+]と電圧ＶREF[-]とは接地電位GNDを基準として逆極性であって絶対値が等しい。検出信号ＳD_Kの電圧が電圧ＶREF[+]を上回る場合および電圧ＶREF[-]を下回る場合（範囲Ａを超過する場合）にスイッチ７６Kは非導通の状態に制御される。

次に、図２を参照して、検出信号ＳD_Kを生成する動作について説明する。
初期化期間ＴINTにおいて切替回路７２KのスイッチＳＷ1〜ＳＷ6はハイインピーダンス状態を維持する。したがって、６本の検出用電極４０Kは、検出部ＮKから電気的に絶縁されたフローティング状態にある。各検出用電極４０Kと対向電極１２との間には容量ＣPが付随するから、図２に示すようにフレーム期間Ｆの始点にて対向電極１２の電圧（コモン信号ＳCOM）が変動すると、６本の検出用電極４０Kにはコモン信号ＳCOMの電圧の変化量に応じた初期電圧Ｖ0（Ｖ0_H，Ｖ0_L）が誘起される。すなわち、図２に示すように、６本の検出用電極４０Kの電圧（Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，……）は、コモン信号ＳCOMが電圧ＶLから電圧ＶHに上昇した場合には高位側の初期電圧Ｖ0_Hに初期化され、コモン信号ＳCOMが電圧ＶHから電圧ＶLに低下した場合には低位側の初期電圧Ｖ0_Lに初期化される。初期化期間ＴINTは、コモン信号ＳCOMの電圧が変化した時点（フレーム期間Ｆの始点）から６本の検出用電極４０Kの電圧が初期電圧Ｖ0に安定するまでの時間長よりも長い期間に設定される。

初期化期間ＴINTが経過するとスイッチＳＷ1〜ＳＷ6の各々が検出期間Ｄiごとに順番に導通する。スイッチＳＷiの導通によって第ｉ番目の検出用電極４０Kが検出部ＮKに接続されると、図２に示すように、検出用電極４０Kの電圧Ｖiは、初期化期間ＴINTにて設定された初期電圧Ｖ0から、抵抗７４Kを介した放電によって経時的に接地電位GNDに近づいていく。したがって、検出信号ＳD_Kの電圧（検出部ＮKの電圧）は、検出期間Ｄiの始点にて初期電圧Ｖ0に変動してから経時的に接地電位GNDに接近し、電圧ＶREF[+]および電圧ＶREF[-]よりも接地電位GNDに近い電圧に到達した時点にてスイッチ７６Kが導通することで接地電位GNDに設定される。さらに詳述すると、コモン信号ＳCOMが電圧ＶHに設定されるフレーム期間Ｆ内の検出期間Ｄiにおいて、検出信号ＳD_Kの電圧は、電圧Ｖ0_Hに上昇してから徐々に低下するとともに、電圧ＶREF[+]を下回った段階で接地電位GNDまで低下する。同様に、コモン信号ＳCOMが電圧ＶLに設定されるフレーム期間Ｆ内の検出期間Ｄiにおいて、検出信号ＳD_Kの電圧は、電圧Ｖ0_Lに低下してから徐々に上昇するとともに、電圧ＶREF[+]を上回った段階で接地電位GNDまで上昇する。

図６は、検出期間Ｄiにて第ｉ番目の検出用電極４０Kが検出部ＮKに接続された様子を等価的に示す回路図である。同図に矢印で示すように、検出用電極４０Kに蓄積された電荷が抵抗７４Kを介して放電されると、検出信号ＳD_Kの電圧は、抵抗７４Kの抵抗値と検出用電極４０Kに付随する容量（以下「配線容量」という）ＣWの容量値との積算で概算される時定数に応じた速度で接地電位GNDに接近していく。

指示体が検出用電極４０Kに接触または接近すると、配線容量ＣW（検出用電極４０Kと指示体との間に形成される容量）の容量値が増大する。したがって、指示体が検出用電極４０Kに近接している場合に検出信号ＳD_Kの電圧が接地電位GNDに近づく速度は、指示体が検出用電極４０Kから離間している場合と比較して低下する。例えば図２においては、指示体が第２番目の検出用電極４０Kに近接している場合を想定している。したがって、検出期間Ｄ2（スイッチＳＷ2の導通時）に検出信号ＳD_Kが範囲Ａを超過する時間長Ｔ2は、他のスイッチＳＷ（ＳＷ1，ＳＷ3〜ＳＷ6）の導通時に検出信号ＳD_Kが範囲Ａを超過する時間長Ｔ（Ｔ1，Ｔ3〜Ｔ6）よりも長い。

図５の位置特定回路７８Kは、６本の検出用電極４０Kのうち指示体が近接している検出用電極４０Kを検出信号ＳD_Kに基づいて特定する手段である。図７に示すように、位置特定回路７８Kは、比較部７８２と測定部７８４と出力部７８６とで構成される。比較部７８２は、検出信号ＳD_Kの電圧を電圧ＶREF[+]および電圧ＶREF[-]と比較する手段である。比較部７８２は、検出信号ＳD_Kの電圧が範囲Ａ内の電圧である場合にスイッチ７６Kを導通させ、検出信号ＳD_Kの電圧が範囲Ａの外側の電圧である場合にスイッチ７６Kを非導通に設定する。また、比較部７８２は、検出信号ＳD_Kが範囲Ａを超過した時点（検出信号ＳD_Kが電圧ＶREF[+]を上回った時点および電圧ＶREF[-]を下回った時点）と、検出信号ＳD_Kが範囲Ａ内に変化した時点（検出信号ＳD_Kが電圧ＶREF[+]を下回った時点および電圧ＶREF[-]を上回った時点）を測定部７８４に指示する。

測定部７８４は、検出期間Ｄ1〜Ｄ6の各々において、検出信号ＳD_Kの電圧が範囲Ａを超過する時間長Ｔ（Ｔ1〜Ｔ6）を、比較部７８２による比較の結果に基づいて測定する手段である。本形態の測定部７８４は、検出信号ＳD_Kの電圧が範囲Ａを超過したことが比較部７８２から指示されると所定のクロック信号に同期した計数を開始し、検出信号ＳD_Kが範囲Ａ内に変化したことが比較部７８２から指示されると計数を停止するカウンタ回路である。したがって、検出期間Ｄiにて測定部７８４が出力する計数値ＣＴは、検出信号ＳD_Kが範囲Ａを超過している時間長Ｔiに応じた数値となる。図２に例示されたケースでは、検出期間Ｄ2における計数値ＣＴが他の検出期間Ｄ（Ｄ1，Ｄ3〜Ｄ6）における計数値ＣＴと比較して大きい数値となる。

出力部７８６は、指示体の位置を示す位置信号ＰKを測定部７８４による測定の結果に基づいて生成および出力する手段である。本形態の出力部７８６は、検出期間Ｄiにおける計数値Ｃが所定の基準値を上回る場合に第ｉ番目の検出用電極４０Kを示す位置信号ＰKを生成して出力する。図２に例示されるように検出期間Ｄ2における計数値Ｃが基準値を上回る場合には、第２番目の検出用電極４０Kを示す位置信号ＰKが出力部７８６から出力される。液晶装置１００の上位装置においては、位置信号ＰXの示す検出用電極４０Xと位置信号ＰYの示す検出用電極４０Yとの交点が指示体の位置として特定される。

以上に説明したように、本形態においては、対向電極１２の電圧の変動によって各検出用電極４０Xおよび各検出用電極４０Yに誘起される初期電圧Ｖ0が指示体の位置の特定に利用されるから、対向電極１２の電圧の変動は検出精度を低下させる原因とならない。したがって、指示体の位置を高精度に特定することが可能である。

ところで、コモン信号ＳCOMの変動を原因とする検出精度の低下を抑制するという観点のみからすると、コモン信号ＳCOMが変動する期間とは別個の期間（例えば相前後する各フレーム期間Ｆの間隔）にて指示体の位置を検出するといった構成（以下「対比例」という）も採用され得る。しかし、対比例においては、指示体の位置を検出する期間を確保する必要があるから、実際に画像の表示に利用できる期間が制約される。したがって、画像の明度が不足するという問題や、明度を充分に確保するために消費電力が増大するといった問題がある。本形態によれば、画像の表示と指示体の位置の特定とが並列に実行されるから、明度の不足や消費電力の増大といった対比例の問題を解消することができる。

また、本形態においては、検出用電極４０Kが第１基板１０の表面に形成される。したがって、第１基板１０とは別個の基板に検出用電極４０Xおよび検出用電極４０Yを形成したうえで当該基板を第１基板１０に固定する構成と比較して、液晶装置１００の部品数の削減や薄型化が実現される。また、検出用電極４０Kの貼着に専用される基板が省略される分だけ照明装置からの出射光の利用効率が向上するという利点もある。

なお、特許文献１から特許文献４の構成のもとで対向電極１２の電圧の変動に起因した検出精度の低下を抑制するためには、対向電極１２と検出用電極とを充分に離間して配置する必要がある。これとは対照的に、本形態では、対向電極１２の電圧の変動時に初期電圧Ｖ0を確実に誘起させるために、各検出用電極４０Xおよび各検出用電極４０Yを対向電極１２に対して可能な限り近接させることが望ましい。すなわち、薄型化や照射光の利用効率の向上といった観点から検出用電極４０Kと対向電極１２とを近接させた本形態の構成は、本発明において格別に好適である。もっとも、電極層４０が形成された基板を第１基板１０に対して接触または離間した状態に固定した構成も採用される。

また、本形態における対向電極１２は第１基板１０の全域にわたって第２基板２０と検出用電極４０Kとの間に介在するから、第２基板２０上の要素（例えば画素電極２２）における電圧の変動を原因とする検出用電極４０Xおよび検出用電極４０Yのノイズを対向電極１２によって遮蔽することが可能である。したがって、画素電極２２と各対向電極１２との間に対向電極１２とは別個のシールドを介在させる必要がないという利点もある。

さらに、本形態においては、検出信号ＳD_Kが範囲Ａ内の電圧に変化するたびにスイッチ７６Kが導通する。すなわち、検出部ＮKや第ｉ番目の検出用電極４０Kの電圧は検出期間Ｄiにて確実に接地電位GNDに初期化される。したがって、スイッチ７６Kが設置されない構成と比較すると、前回の検出期間Ｄiにおける検出用電極４０Kや検出部ＮKの電圧の影響を排除して時間長Ｔ1〜Ｔ6を高精度に測定できるという利点がある。なお、電圧ＶREF[+]や電圧ＶREF[-]は典型的には固定値であるが、例えば指示体の検出に要求される精度や位置特定回路７８の性能（例えば分解能）に応じて可変に制御されてもよい。

＜Ｂ：第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本形態において第１実施形態と共通する要素については、以上と同じ符号を付して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図８は、本形態の液晶装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。同図に示すように、対向電極１２に供給されるコモン信号ＳCOMは、各水平走査期間Ｈの始点にて電圧ＶHおよび電圧ＶLの一方から他方に交互に変化する。水平走査期間Ｈは、ひとつの行の各画素電極２２に対して画像信号に応じた電圧が供給される期間である。

フレーム期間Ｆにおける第ｉ番目の水平走査期間Ｈは初期化期間ＴINTと検出期間Ｄiとを含む。初期化期間ＴINTにおいては、コモン信号ＳCOMの電圧の変化に応じて各検出用電極４０Kに初期電圧Ｖ0が誘起される。検出期間Ｄiにおいては、選択信号Ｓiがハイレベルに遷移することで第ｉ番目の検出用電極４０Kが検出部ＮKに接続される。すなわち、検出期間Ｄiにおける検出信号ＳD_Kの電圧は、コモン信号ＳCOMが電圧ＶHに設定される水平走査期間Ｈでは初期電圧Ｖ0_Hから電圧ＶREF[+]に低下した時点で接地電位GNDに設定され、コモン信号ＳCOMが電圧ＶLに設定される水平走査期間Ｈでは初期電圧Ｖ0_Lから電圧ＶREF[-]に上昇した時点で接地電位GNDに設定される。したがって、測定部７８４は、時間長Ｔ1〜Ｔ6の各々を水平走査期間Ｈごとに順番に測定する。本形態によっても第１実施形態と同様の効果が奏される。

＜Ｃ：変形例＞
以上の各形態には様々な変形を加えることができる。具体的な変形の態様を例示すれば以下の通りである。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。

（１）変形例１
以上の各形態においては、指示体がひとつの検出用電極４０Kに接触する場合を便宜的に例示したが、実際には指示体が複数の検出用電極４０Kに近接する場合もある。指示体が複数の検出用電極４０Kに近接する場合、各検出用電極４０Kと検出部ＮKとの接続時に測定される時間長Ｔは、当該検出用電極４０Kと指示体との距離や接触の面積に応じて段階的に変化する。したがって、複数の検出用電極４０Kの各々に対応する時間長Ｔの相対比に応じて指示体の位置を特定する構成が採用される。例えば、検出期間Ｄ1にて測定された時間長Ｔ1と検出期間Ｄ2にて測定された時間長Ｔ2とが基準値を上回る場合（すなわち第１番目の検出用電極４０Kと第２番目の検出用電極４０Kとに指示体が近接する場合）に、第１番目の検出用電極と第２番目の検出用電極との間隔をＴ1：Ｔ2に区分する地点を指示体の位置として特定するといった具合である。

（２）変形例２
第１実施形態においては、対向電極１２のコモン信号ＳCOMが電圧ＶHに設定されるフレーム期間Ｆとコモン信号ＳCOMが電圧ＶLに設定されるフレーム期間Ｆとの双方にて指示体の位置が特定される構成を例示したが、何れか一方のフレーム期間Ｆのみにおいて指示体の位置の特定（検出部ＮKに対する各検出用電極４０Kの接続や各接続時における時間長Ｔの測定）を実行する構成も採用される。また、複数のフレーム期間Ｆを単位としてコモン信号ＳCOMの電圧が変動する構成としてもよい。さらに、第２実施形態においては水平走査期間Ｈごとに各検出用電極４０Kの時間長Ｔが測定される構成を例示したが、各水平走査期間Ｈにおいて複数の検出用電極４０Kに関する時間長Ｔが測定される構成（すなわちひとつの水平走査期間Ｈが複数の検出期間Ｄiを含む構成）も採用される。複数の水平走査期間Ｈを単位としてコモン信号ＳCOMの電圧を変動させてもよい。

（３）変形例３
以上の各形態においては検出部ＮKの電圧に基づいて指示体の位置が特定される構成を例示したが、検出期間Ｄiにおける検出部ＮKの電流に基づいて指示体の位置を特定してもよい。すなわち、検出信号ＳD_Kは、複数の検出用電極４０Kの各々が順番に検出部ＮKに接続されるときの検出部ＮKの電気的な状態に応じた電圧信号または電流信号である。

（４）変形例４
以上の各形態においては電極４５および電極４６が行列状に配列された構成を例示したが、各電極の形状や配列は任意である。例えば、所定の形状の操作子の画像が液晶３０によって表示される構成においては、操作子の画像が表示される領域と重なり合うように電極の形状や配列を選定してもよい。また、以上の各形態においては指示体についてＸ方向およびＹ方向の双方の位置が特定される構成を例示したが、各検出用電極４０Xおよび検出回路６０Xを利用してＸ方向の位置のみを特定する構成（各検出用電極４０Yや検出回路６０Yを省略した構成）も採用される。

（５）変形例５
液晶３０の配向モードは任意である。例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）型やＶＡ（Vertical Alignment）型やＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）型など各種の液晶３０を利用した液晶装置１００に本発明を適用できる。また、対向電極１２が第１基板１０に形成された構成は本発明において必須ではない。例えば、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式やＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式など対向電極が第２基板２０側に形成された液晶装置にも本発明は適用される。

＜Ｄ：応用例＞
次に、本発明に係る液晶装置を利用した電子機器について説明する。図９ないし図１１には、以上に説明した何れかの形態に係る液晶装置１００を表示装置として採用した電子機器の形態が図示されている。

図９は、液晶装置１００を採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ２０００は、各種の画像を表示する液晶装置１００と、電源スイッチ２００１やキーボード２００２が設置された本体部２０１０とを具備する。

図１０は、液晶装置１００を適用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２と、各種の画像を表示する液晶装置１００とを備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、液晶装置１００に表示される画面がスクロールされる。

図１１は、液晶装置１００を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す斜視図である。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２と、各種の画像を表示する液晶装置１００とを備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった様々な情報が液晶装置１００に表示される。

なお、本発明の液晶装置が適用される電子機器としては、図９から図１１に例示した機器のほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、プリンタ、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤなどが挙げられる。

本発明の実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図である。 液晶装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 指示体のＸ方向の位置を検出するための検出用電極の態様を示す平面図である。 指示体のＹ方向の位置を検出するための検出用電極の態様を示す平面図である。 指示体の位置を特定するための要素の電気的な構成を示すブロック図である。 検出用電極の電荷が放電する様子を示す回路図である。 位置特定回路の具体的な構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る液晶装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明に係る電子機器の形態（パーソナルコンピュータ）を示す斜視図である。 本発明に係る電子機器の形態（携帯電話機）を示す斜視図である。 本発明に係る電子機器の形態（携帯情報端末）を示す斜視図である。

符号の説明

１００……液晶装置、ＰＬ……液晶パネル、１０……第１基板、１２……対向電極、２０……第２基板２０、２２……画素電極、３０……液晶、４０X，４０Y……検出用電極、６０……検出回路、７２X，７２Y……切替回路、７４X，７４Y……抵抗、７６X，７６Y……スイッチ、７８X，７８Y……位置特定回路、７８２……比較部、７８４……測定部、７８６……出力部。

Claims (9)

1. 相対向する第１基板と第２基板との間隙に液晶が封止され、前記液晶に対向する対向電極の電圧が周期的に変化する液晶パネルと、
   前記第１基板を挟んで前記液晶とは反対側に設置されるとともに前記対向電極の電圧の変化に応じて初期電圧が誘起される複数の検出用電極と、
   前記初期電圧が誘起された前記複数の検出用電極の各々を、対応する検出期間ごとに順次に検出部に接続する切替回路と、
   指示体の位置を示す位置信号を前記検出部に発生する検出信号に基づいて生成する位置特定手段と
   を具備し、
   前記位置特定手段は、前記検出用電極を前記対応する検出期間ごとに前記検出部に接続することで、前記検出信号の電圧が所定の範囲を超過した期間の時間長に応じて前記位置信号を生成し、
   前記検出信号は、前記位置信号が生成された後に、前記検出期間内に所定の電圧に初期化される
   液晶装置。
2. 前記検出信号を前記所定の電圧に初期化するために、前記検出期間内に前記検出信号の電圧が所定の範囲を超過してから前記所定の範囲内に変化した場合に当該検出用電極の電荷を放電する放電手段
   を具備する請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記対向電極の電圧は、１フレーム期間ごとあるいは１水平走査期間ごとに変化する
   請求項１または請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記対向電極の電圧の変化に応じて前記検出用電極に誘起される前記初期電圧が安定するまでの初期化期間を前記検出期間の前に設ける
   請求項１から請求項３の何れかに記載の液晶装置。
5. 前記位置特定手段により測定される前記複数の検出用電極の各々に対応する時間長のうち、少なくとも２つの時間長の相対比に応じて前記指示体の位置を特定する
   請求項１から請求項４の何れかに記載の液晶装置。
6. 前記対向電極は、前記第１基板のうち前記液晶に対向する表面の全域にわたって連続する
   請求項１から請求項５の何れかに記載の液晶装置。
7. 前記複数の検出用電極は、前記第１基板のうち前記液晶とは反対側の面上に形成されるとともに前記第１基板を挟んで前記対向電極に対向する
   請求項１から請求項６の何れかに記載の液晶装置。
8. 請求項１から請求項７の何れかに記載の液晶装置を具備する電子機器。
9. 相対向する第１基板と第２基板との間隙に液晶が封止され、前記液晶に対向する対向電極の電圧が周期的に変化する液晶パネルと、前記第１基板を挟んで前記液晶とは反対側に設置されるとともに前記対向電極の電圧の変化に応じて初期電圧が誘起される複数の検出用電極とを具備する液晶装置において指示体の位置を特定する方法であって、
   前記初期電圧が誘起された前記複数の検出用電極の各々を、対応する検出期間ごとに順次に検出部に接続し、
   指示体の位置を示す位置信号を前記検出部に発生する検出信号の電圧が所定の範囲を超過した期間の時間長に応じて生成し、
   前記検出信号は、前記位置信号が生成された後に、前記検出期間内に所定の電圧に初期化される
   位置特定方法。

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