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JP2015043200A - タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器 - Google Patents

タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器 Download PDF

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JP2015043200A JP2014147217A JP2014147217A JP2015043200A JP 2015043200 A JP2015043200 A JP 2015043200A JP 2014147217 A JP2014147217 A JP 2014147217A JP 2014147217 A JP2014147217 A JP 2014147217A JP 2015043200 A JP2015043200 A JP 2015043200A
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kohei Azumi
康平 安住
木田 芳利
Yoshitoshi Kida
芳利 木田
倉澤 隼人
Hayato Kurasawa
隼人 倉澤
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Abstract

【課題】タッチ検出における良好な検出感度及び良好な位置検出精度を維持し、かつ検出速度の向上を図ること。【解決手段】タッチ検出装置1は、X方向に向かって延在し、かつX方向と交差するY方向に向かって配列されて、対象物の接近及び接触の少なくとも一方を検出するための駆動信号Vcomが印加される複数の駆動電極COMLと、Y方向に向かって延在し、かつX方向に向かって配列されて、駆動電極COMLとの間に生じる静電容量の変化に対応したタッチ検出信号Vdetを出力する複数のタッチ検出電極TDLと、を有する複数の駆動領域L、Rと、干渉部66に存在する駆動電極COMLに駆動信号Vcomを印加するタイミングでは、複数の駆動領域L、Rのうち干渉部66と隣接する駆動領域に存在し、かつ駆動信号Vcomが印加される駆動電極COML以外の駆動電極COMLへの駆動信号Vcomの印加を停止する制御部11と、を含む。【選択図】図1

Description

本開示は、外部から接近する対象物を検出可能なタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器に関する。
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部から接近する物体を対象物として検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチ検出装置は、例えば、表示装置と組み合わされ、表示装置に各種の入力用の画像等を表示させることにより、情報を入力するための装置として用いられる。このように、タッチ検出装置を表示装置と組み合わせることにより、キーボード、マウス又はキーパッドのような入力装置を用いなくても情報の入力が可能になる。
タッチ検出装置の方式として、光学式、抵抗式、静電容量式等が存在する。静電容量式のタッチ検出装置は、比較的単純な構造であり、かつ低消費電力が実現できる。タッチ検出装置には、対象物の接近又は接触をできるだけ確実に検出することが求められる。タッチ検出装置としては、例えば、特許文献1に記載されたようなものが知られている。
特開2007−172028号公報
タッチ検出装置において、検出感度、位置検出精度及び検出速度(レポートレート)は、それぞれトレードオフの関係にある。すなわち、検出感度を向上させるためには、可能な限り多くの検出回路を設ける必要があり、位置検出精度を上げるためには、可能な限り多くの電極を設ける必要がある。多くの検出回路及び電極を設けると、検出時間及び駆動時間が長くなり、検出速度が遅くなる可能性がある。
本開示は、タッチ検出における良好な検出感度及び良好な位置検出精度を維持し、かつ検出速度の向上を図ることを目的とする。
本開示のタッチ検出装置は、第1の方向に向かって延在し、かつ前記第1の方向と交差する第2の方向に向かって配列されて、対象物の接近及び接触の少なくとも一方を検出するための信号として駆動信号が印加される複数の駆動電極と、前記第2の方向に向かって延在し、かつ前記第1の方向に向かって配列されて、前記駆動電極との間に生じる静電容量の変化に対応した信号としての検出信号を出力する複数の検出電極と、を有し、前記第2の方向に配列され、かつ隣接する第1の駆動領域及び第2の駆動領域と、隣接する前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域との間の境界と、前記第1の駆動領域に含まれる第1の所定領域と前記第2の駆動領域に含まれる第2の所定領域と、を有し、前記第1の所定領域と前記第2の所定領域とが前記境界を挟んで向かい合い、前記第1の所定領域に存在する駆動電極に駆動信号が印加されるタイミングでは、前記第2の駆動領域に存在する駆動電極への駆動信号の印加を停止し、前記第2の所定領域に駆動信号が印加されるタイミングでは、前記第1の駆動領域に存在する駆動電極への駆動信号の印加を停止する。また、本開示のタッチ検出機能付き表示装置及び電子機器は、このタッチ検出装置を備えている。
本開示に係るタッチ検出装置並びにこれを備えるタッチ検出機能付き表示装置及び電子機器は、第1の駆動領域に属する第1の所定領域又は第2の駆動領域に属する第2の所定領域の一方の駆動電極に駆動信号が印加された際に、その駆動電極の電場が境界を超えた場合でも、他の駆動領域は停止中であるため、他の駆動領域のタッチ検出動作に影響を及ぼす可能性を低くすることができる。その結果、本開示は、タッチ検出における良好な検出感度及び良好な位置検出精度を維持することができる。また、本開示は、第1の駆動領域及び第2の駆動領域に存在するそれぞれの駆動電極に対して同じタイミングで駆動信号を印加することができる。その結果、本開示は、タッチ検出装置全体におけるタッチ検出に要する時間を短縮できるので、検出速度の向上を図ることができる。
本開示によれば、タッチ検出における良好な検出感度及び良好な位置検出精度を維持し、かつ検出速度の向上を図ることができる。
図1は、実施形態1に係るタッチ検出装置の図である。 図2は、実施形態に係るタッチ検出装置を分解して示す斜視図である。 図3は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、タッチ検出装置に指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。 図4は、図3に示す指がタッチ検出装置に接触又は近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。 図5は、タッチ動作を検出する原理を説明するため、タッチ検出装置に指が接触又は近接した状態を表す説明図である。 図6は、図5に示す指がタッチ検出装置に接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。 図7は、タッチ検出用信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。 図8Aは、実施形態1に係るタッチ検出装置の干渉部の一例を示す図である。 図8Bは、実施形態1に係るタッチ検出装置の干渉部の他の例を示す図である。 図9は、駆動電極の各ブロックの駆動順序を示す図である。 図10は、実施形態1に係るタッチ検出装置の各駆動領域のうち、一方の駆動領域の干渉部が駆動されている様子を示す図である。 図11は、実施形態1に係るタッチ検出装置の各駆動領域のうち、他方の駆動領域の干渉部が駆動されている様子を示す図である。 図12は、実施形態2に係るタッチ検出装置において、複数のブロックが同時に駆動されている様子を示す図である。 図13は、実施形態2に係るタッチ検出装置において、複数のブロックが同時に駆動されている様子を示す図である。 図14は、実施形態3に係るタッチ検出装置を示す図である。 図15は、実施形態4に係るタッチ検出装置を示す図である。 図16は、実施形態5に係るタッチ検出装置を示す図である。 図17は、実施形態5に係るタッチ検出装置を示す図である。 図18は、実施形態6に係るタッチ検出機能付き表示装置のブロック図である。 図19は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。 図20は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。 図21は、タッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。 図22は、タッチ検出機能付き表示デバイスの画素配列を表す回路図である。 図23は、実施形態6に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。 図24は、変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。 図25は、本開示に係るタッチ検出装置が適用された電子機器の一例を示す図である。 図26は、本開示に係るタッチ検出装置が適用された電子機器の一例を示す図である。 図27は、本開示に係るタッチ検出装置が適用された電子機器の一例を示す図である。 図28は、本開示に係るタッチ検出装置が適用された電子機器の一例を示す図である。 図29は、本開示に係るタッチ検出装置が適用された電子機器の一例を示す図である。 図30は、本開示に係るタッチ検出装置が適用された電子機器の一例を示す図である。 図31は、本開示に係るタッチ検出装置が適用された電子機器の一例を示す図である。
本開示を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ、次に示す順序で詳細に説明する。
1.実施形態
1−1.実施形態1
1−2.実施形態2
1−3.実施形態3
1−4.実施形態4
1−5.実施形態5
1−6.実施形態6
2.適用例
3.本開示の構成
1.実施形態
<1−1.実施形態1>
図1は、実施形態1に係るタッチ検出装置の図である。図2は、実施形態に係るタッチ検出装置を分解して示す斜視図である。タッチ検出装置1は、いわゆる静電容量方式の装置である。タッチ検出装置1は、複数の駆動電極COMLと、複数の駆動電極COMLと交差(立体交差を含む)して設けられた複数の検出電極としてのタッチ検出電極TDLとを有している。複数の駆動電極COMLは、1つの平面に配列される。複数のタッチ検出電極TDLは、複数の駆動電極COMLが配列される平面とは異なる平面に配列される。複数の駆動電極COMLが配置される平面及び複数の駆動電極COMLが配列される平面と平行な平面をX−Y平面とする。X−Y平面は、X軸及びY軸を座標軸とし、これらによって規定される平面である。X軸とY軸とは直交している。X軸及びY軸と直交する軸をZ軸とする。
それぞれの駆動電極COMLは、第1の方向(本実施形態ではX軸方向)に向かって延在し、かつ第1の方向と交差する第2の方向(本実施形態ではY軸方向)に向かって配列される。それぞれの駆動電極COMLは、対象物の接近及び接触の少なくとも一方を検出するための信号として駆動信号Vcomが印加される。駆動信号Vcomは、それぞれの駆動電極COMLと電気的に接続される駆動部53が印加する。駆動部53は、制御部11によって制御される。本実施形態において、第1の方向と第2の方向とは直交しているが、これに限定されず、両者は交差していればよい。
複数のタッチ検出電極TDLは、第2の方向(本実施形態ではY軸方向)に向かって延在し、かつ第1の方向(本実施形態ではX軸方向)に向かって配列される。それぞれのタッチ検出電極TDLは、複数の駆動電極COMLと所定の間隔をもって交差、すなわち立体交差している。複数のタッチ検出電極TDLは、駆動電極COMLとの間に生じる静電容量の変化に対応した信号として検出信号(以下、タッチ検出信号という)Vdetを出力する。以下において、第1の方向を適宜X方向といい、第2の方向を適宜Y方向という。
本実施形態において、それぞれの駆動電極COML及びそれぞれのタッチ検出電極TDLは、平面視、すなわち、Z軸方向から見た場合において、長方形である。駆動電極COMLは、X方向の寸法がY方向の寸法よりも大きい。タッチ検出電極TDLは、Y方向の寸法がX方向の寸法よりも大きい。駆動電極COML及びタッチ検出電極TDLの形状は長方形に限定されるものではない。
駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLの電極パターンとが交差する部分には、静電容量が生じる。それぞれのタッチ検出電極TDLは、タッチ検出部40の入力部にそれぞれ電気的に接続されている。図1において、説明の便宜上、タッチ検出部40は2つに分かれているが、1つであってもよいし複数であってもよい。タッチ検出部40は、制御部11によって制御される。タッチ検出電極TDLと駆動電極COMLとが交差する部分の静電容量の変化は、タッチ検出信号Vdetとしてタッチ検出部40に入力される。タッチ検出部40は、駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとが交差する部分のうち、静電容量が変化した部分をタッチ検出信号Vdetに基づいて検出する。タッチ検出部40は、タッチ検出信号Vdetに基づき、対象物がタッチ検出装置1に接触又は近接した位置を特定する。以下において、対象物がタッチ検出装置1に接触又は近接することを、適宜タッチという。
本実施形態では、駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとが立体交差し、両者が対向する部分の静電容量の変化に基づきタッチを検出するが、静電容量が発生する位置は、両者が対向する部分に限定されるものではない。例えば、タッチ検出装置1は、駆動電極COMLから引き出された導体と、タッチ検出電極TDLから引き出された導体とを同一平面に配置し、両方の導体の間に発生する静電容量に基づきタッチを検出してもよい。すなわち、タッチ検出装置1は、駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとの間に発生する静電容量に基づいてタッチを検出すればよい。次に、タッチ検出装置1がタッチを検出する原理の一例を説明する。
(静電容量型タッチ検出の基本原理)
図3は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、タッチ検出装置に指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。図4は、図3に示す指が接触または近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図5は、タッチ動作を検出する原理を説明するため、タッチ検出装置に指が接触又は近接した状態を表す説明図である。図6は、図5に示す指がタッチ検出装置に接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図7は、タッチ検出用信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。タッチ検出デバイス30は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Vdetを出力する。図1〜図6を参照して、本実施形態のタッチ検出装置1におけるタッチ検出の基本原理について説明する。
例えば、図3及び図5に示すように、容量素子C1は、誘電体Dを挟んで互いに対向配置された一対の電極、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2を備えている。図4及び図6に示すように、容量素子C1は、その一端が交流信号源(駆動信号源)Sに接続され、他端は電圧検出器(タッチ検出部)DETに接続される。電圧検出器DETは、例えば積分回路である。
交流信号源Sから駆動電極E1(容量素子C1の一端)に所定の周波数(例えば数kHz〜数百kHz程度)の交流矩形波Sgを印加すると、タッチ検出電極E2(容量素子C1の他端)側に接続された電圧検出器DETを介して、出力波形(タッチ検出信号Vdet)が現れる。なお、この交流矩形波Sgは、後述するタッチ駆動信号Vcomtに相当するものである。
指が接触(または近接)していない状態(非接触状態)では、図3及び図4に示すように、容量素子C1に対する充放電に伴って、容量素子C1の容量値に応じた電流Iが流れる。図7に示すように、電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流Iの変動を電圧の変動(実線の波形V)に変換する。
一方、指が接触(または近接)した状態(接触状態)では、図5に示すように、指によって形成される静電容量C2がタッチ検出電極E2と接している又は近傍にあることにより、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2の間にあるフリンジ分の静電容量が遮られ、容量素子C1の容量値よりも容量値の小さい容量素子C1’として作用する。そして、図6に示す等価回路でみると、容量素子C1’に電流Iが流れる。図7に示すように、電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流Iの変動を電圧の変動(点線の波形V)に変換する。この場合、波形Vは、上述した波形Vと比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Vと波形Vとの電圧差分の絶対値|ΔV|は、指などの外部からの近接する物体の影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器DETは、波形Vと波形Vとの電圧差分の絶対値|ΔV|を精度よく検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Sgの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間RESETを設けた動作とすることがより好ましい。タッチ検出装置1がタッチを検出する原理はこれに限定されるものではない。
図18に示すタッチ検出デバイス30は、駆動電極ドライバ14から供給される駆動信号Vcom(後述するタッチ駆動信号Vcomt)に従って、1検出ブロックずつ順次走査して又は複数のブロックを同時に走査して、タッチ検出を行うようになっている。
タッチ検出デバイス30は、複数の後述するタッチ検出電極TDLから、図5又は図6に示す電圧検出器DETを介して、タッチ検出信号Vdetを出力し、タッチ検出部40のアナログLPF部42に供給するようになっている。
A/D変換部43は、駆動信号Vcomに同期したタイミングで、アナログLPF部42から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。
信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に含まれる、駆動信号Vcomをサンプリングした周波数以外の周波数成分(ノイズ成分)を低減するデジタルフィルタを備えている。信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部44は、指による電圧の差分のみ取り出す処理を行う。この指による電圧の差分は、上述した波形Vと波形Vとの差分の絶対値|ΔV|である。信号処理部44は、1検出ブロック当たりの絶対値|ΔV|を平均化する演算を行い、絶対値|ΔV|の平均値を求めてもよい。これにより、信号処理部44は、ノイズによる影響を低減できる。信号処理部44は、検出した指による電圧の差分を所定のしきい値電圧と比較し、電圧の差分がこのしきい値電圧以上であれば、外部から近接する外部近接物体が接触状態と判断し、電圧の差分がしきい値電圧未満であれば、外部近接物体の非接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出部40はタッチ検出が可能となる。
座標抽出部45は、信号処理部44においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部46は、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45とが同期して動作するように制御する。座標抽出部45は、タッチパネル座標を信号出力Voutとして出力する。
次に、タッチ検出装置1が含む複数の駆動領域L、Rについて説明する。本実施形態において、タッチ検出装置1は、2個の駆動領域L、Rを含むが、これらの数は2個に限定されるものではない。それぞれの駆動領域L、Rは、複数の駆動電極COMLと、複数のタッチ検出電極TDLとを有している。駆動領域Lは、符号L0〜Lm(mは整数)で示す複数の駆動電極COMLを有している。駆動領域Rは、符号R0〜Rn(nは整数)で示す複数の駆動電極COMLを有している。以下において、駆動電極COMLを、適宜ブロックL0〜Lm、R0〜Rnというものとする。駆動領域L、R及びタッチ検出電極TDLの数は限定されるものではない。
駆動領域L、Rは、Y方向に向かって並んでいる。駆動領域Lと駆動領域Rとは、境界65で区画されている。境界65は、駆動領域Lの駆動領域Rと隣接する部分に配置されるブロックL11と、駆動領域Rの駆動領域Lと隣接する部分に配置されるブロックR11との間の部分である。駆動領域L、Rは、制御部11によってそれぞれ独立に駆動される。制御部11は、駆動部53を介して駆動信号Vcomを駆動領域L、Rに対して別個独立に印加する。そして、制御部11は、それぞれの駆動領域L、Rに存在する駆動電極COMLのブロックL0〜Lm、R0〜Rnを、駆動領域L、R毎に独立して駆動する。例えば、制御部11は、駆動部53を介して、駆動領域LのブロックL0からL11に向かって順に駆動信号Vcomを印加するとともに、駆動領域RのブロックR0からR11に向かって順に駆動信号Vcomを印加する。このとき、制御部11は、駆動領域LのブロックL0と駆動領域RのブロックR0とに、同時に駆動信号Vcomを印加する。
タッチ検出装置1は、タッチ検出時に駆動領域R及び駆動領域Lの各ブロックR0〜Rn及び各ブロックL0〜Lmを順次駆動する。しかし、制御部11が駆動領域Rと駆動領域Lとの境界65の近傍に存在するブロック(例えば、ブロックLm、Rm等、以下において、ブロックLm、Rmを適宜ブロックL11、R11という)に駆動信号Vcomを印加すると、図1の矢印で示すように、駆動領域Rと駆動領域Lとの境界65近傍のブロック(本例ではブロックL11、R11)の電場が駆動領域Rと駆動領域Lとの境界65を超えることがある。その結果、タッチ検出部40及び制御部11は、駆動電極COMLの、どのブロックに対応するタッチ検出信号Vdetなのかを特定することが困難になる可能性がある。
例えば、制御部11が図1に示す駆動領域RのブロックR11及び駆動領域LのブロックL11を駆動した場合、図1中の矢印で示すように、ブロックR11の電場は、同じ駆動領域RのブロックR10及び隣接する駆動領域LのブロックL11まで影響を及ぼす。タッチ検出部40及び制御部11がブロックL11におけるタッチを検出する場合、ブロックL11に隣接するブロックR11からの電場の影響により、ブロックL11に対するタッチが存在しないにも関わらず、駆動領域Lのタッチ検出電極TDLが信号を出力することがある。この信号を受信したタッチ検出部40及び制御部11は、ブロックL11に対するタッチが存在しないにも関わらず、ブロックL11に対するタッチがあったと判断する可能性がある。このように、2つの駆動領域L、Rが独立して駆動され、2つの駆動領域L、Rで同時にタッチを検出するタッチ検出装置1は、境界65の近傍に配置されたブロックL11、R11等に対するタッチを検出する際に、駆動領域L、Rのうちいずれの静電容量の変化かを特定することが困難になる結果、タッチを誤検出する可能性がある。図1に示す駆動領域LのブロックL11に駆動信号Vcomが印加された場合も同様である。
タッチ検出装置1は、駆動領域(第1の駆動領域)Lと駆動領域(第2の駆動領域)Rとの境界65の近傍に存在する駆動電極COMLであって、他の駆動電極COMLの電場の影響が及ぶ範囲である干渉部66と、干渉部66以外の駆動電極COMLである独立部67L、67Rとを有する。干渉部66は、隣接する駆動領域L、R同士の境界65から第2の方向であるY方向に向かう所定領域である。すなわち、干渉部66は、それぞれの駆動領域L、Rに存在する。駆動領域Lの干渉部66は第1の所定領域に相当し、駆動領域Rの干渉部66は第2の所定領域に対応する。駆動領域L側の干渉部66と駆動領域R側の干渉部66とは、境界65を挟んで向かい合っている。
図1に示す例では、タッチ検出装置1は、駆動領域L、Rの境界65を基準として、駆動領域R側の所定の範囲及び駆動領域L側の所定の範囲に存在する計6個の駆動電極COMLを干渉部66としている。具体的には、タッチ検出装置1は、駆動領域Rの駆動電極COMLのうち、境界65の近傍に位置するブロックR9〜ブロックR11の計3つを干渉部66としている。また、タッチ検出装置1は、ブロックR0〜ブロックR8を独立部67Rとしている。同様に、タッチ検出装置1は、駆動領域Lの駆動電極COMLのうち、境界65の近傍に位置するブロックL9〜ブロックL11の計3つを干渉部66とし、ブロックL0〜ブロックL8を独立部67Lとしている。
この例では、タッチ検出装置1は、各駆動領域L、Rに対して、各駆動領域L、Rの境界65を基準とした計6個の駆動電極COML、すなわち、各駆動領域L、Rに対して3個ずつの駆動電極COMLを干渉部66としたが、干渉部66のY方向における範囲は、境界65近傍の駆動電極COMLの電場が影響する範囲に応じて決定される。例えば、境界65の近傍に存在する駆動電極COMLに駆動信号Vcomが印加された場合、駆動信号Vcomが印加された駆動電極COMLの発生する電場が、境界65を超えて、隣接する駆動領域に影響を及ぼす範囲を、干渉部66のY方向における範囲とすることができる。駆動電極COMLが発生する電場が隣接する駆動領域に影響を及ぼす範囲とは、例えば、隣接する駆動領域に存在するタッチ検出電極TDLの出力するタッチ検出信号Vdetに混入する、駆動電極COMLが発生する電場に起因する信号が、タッチに対応するタッチ検出信号Vdetをタッチ検出部40及び制御部11が検出することを妨げる範囲とすることができる。駆動電極COMLが発生する電場が隣接する駆動領域に影響を及ぼす範囲は、例えば境界65を基準とし、それぞれの駆動領域L、Rにおいて、境界65からY方向に向かって離れる方向に2個分の駆動電極COMLとすることができる。
図8Aは、実施形態1に係るタッチ検出装置の干渉部の一例を示す図である。図8Bは、実施形態1に係るタッチ検出装置の干渉部の他の例を示す図である。干渉部66は、1つの駆動領域において、少なくとも、第2の方向としてのY方向における駆動電極COMLの寸法の1/2以上であればよい。例えば、図8Aに示すように、例えば境界65を基準とし、それぞれの駆動領域L、Rにおいて、境界65からY方向に向かって離れる方向に2個分の駆動電極COMLを干渉部66とすることができる。また、例えば、図8Bに示すように、例えば境界65を基準とし、それぞれの駆動領域L、Rにおいて、境界65からY方向に向かって離れる方向に1.5個分の駆動電極COMLを干渉部66としてもよい。複数の駆動電極COMLを束ねて駆動する場合、干渉部66は、同時に駆動される複数の駆動電極COMLのY方向における寸法の1/2以上であればよい。
駆動領域L、Rは、それぞれ同一の大きさ(同一の面積)とすることが好ましい。また、駆動領域L、Rの境界65は、各ブロックL0〜Lm及びR0〜Rnに対して平行としたり、タッチ検出電極TDLに対して直交させたりすることが好ましい。各駆動領域L、Rを、それぞれ同一の大きさとし、また、境界65を各ブロックL0〜Lm及びR0〜Rnに対して平行とし、境界65をタッチ検出電極TDLに対して直交させることで、タッチ検出装置1の回路を設計する場合に、境界65に対して対称の回路設計とすることができるので、タッチ検出装置1を合理的に設計することができる。
隣接する駆動領域L、R同士において、それぞれの駆動領域L、Rに属するそれぞれのタッチ検出電極TDLは、境界65側の第2の方向としてのY方向における位置が同一であることが好ましい。このようにすることで、それぞれのタッチ検出電極TDLから一定の距離の範囲を干渉部66としたときに、干渉部66が最少、かつ独立部67L、67Rを最大とすることができる。また、レポートレートの改善を最も効率よく行うこともできる。次に、タッチ検出装置1の動作について説明する。
図9は、駆動電極の各ブロックの駆動順序を示す図である。図10は、実施形態1に係るタッチ検出装置の各駆動領域のうち、一方の駆動領域の干渉部が駆動されている様子を示す図である。図11は、実施形態1に係るタッチ検出装置の各駆動領域のうち、他方の駆動領域の干渉部が駆動されている様子を示す図である。本実施形態において、制御部11は、隣接する駆動領域L、R同士の境界65からY方向に向かう干渉部66に存在する駆動電極COMLに駆動信号Vcomを印加するタイミングでは、複数の駆動領域L、Rのうち干渉部66と隣接する駆動領域に存在し、かつ駆動信号Vcomが印加される駆動電極以外の駆動電極COMLへの駆動信号Vcomの印加を停止する。この動作をより具体的に説明する。
図1に示したタッチ検出装置1の場合、駆動領域RのブロックR0〜ブロックR8は独立部67Rであり、ブロックR9〜ブロックR11は干渉部66である。駆動領域LのブロックL0〜ブロックL8は独立部67Lであり、ブロックL9〜ブロックL11は干渉部66である。制御部11は、タッチ検出時に、各駆動領域L、Rの独立部67L、67Rに存在するブロックR0〜ブロックR8及びブロックL0〜ブロックL8を、図9に示す順序で駆動、すなわち、駆動信号Vcomを印加する。
次に、制御部11は、例えば、駆動領域Lの干渉部66のブロック(本実施形態ではブロックL9、L10、L11)を駆動する順番になったら、駆動領域Lの干渉部66と隣接する駆動領域Rに存在するすべてのブロック(本実施形態ではブロックR0〜Rn)の駆動を停止、すなわち、駆動信号Vcomの印加を停止する。タッチ検出装置1は、駆動領域Rの駆動を停止、すなわち、駆動領域Rが有するすべての駆動電極COMLに対する駆動信号Vcomの印加を停止した上で、図10に示すように駆動領域Lの干渉部66のブロックL9、ブロックL10、ブロックL11をこの順に駆動する。
このような動作によって、駆動領域Lの干渉部66のブロックL9〜L11が駆動されるタイミングでは、駆動領域Rの駆動が停止された上で、駆動領域Lの干渉部66のブロックL9〜L11のみが駆動される。制御部11及び駆動部53は、図11に示すように、干渉部66となっている駆動領域LのブロックL9〜ブロックL11の駆動が完了すると、駆動が停止されていた駆動領域Rの干渉部66に存在する各ブロックR9、R10、R11を駆動する。このようにして、駆動領域Lの独立部67L及び干渉部66並びに駆動領域Rの独立部67R及び干渉部66の各ブロックL0〜Lm、R0〜Rnが駆動されたら、制御部11は、駆動領域Lの独立部67LのブロックL0及び駆動領域Rの独立部67RのブロックR0から順に駆動する。
この例において、制御部11は、駆動領域Lの独立部67L及び駆動領域Rの独立部67Rの各ブロックL0〜L8、R0〜R8を並行して駆動した後、駆動領域Lの干渉部66の各ブロックL9、L10、L11を駆動し、その後、各ブロックR9、R10、R11を駆動した。このような駆動順序に限定されるものではなく、制御部11は、駆動領域Rの干渉部66の各ブロックR9、R10、R11を駆動し、その後、駆動領域Lの干渉部66の各ブロックL9、L10、L11を駆動してもよい。
このように、制御部11は、独立部67L、67Rの駆動時に各駆動領域L、Rの各ブロックL0〜Lm、R0〜Rnをそれぞれ駆動領域L、R毎に別個に駆動する。そして、制御部11は、いずれか一方の駆動領域の干渉部66に存在するブロックを駆動するタイミングで、他方の駆動領域に存在するブロックの駆動を停止する。そして、タッチ検出装置1は、一方の駆動領域の干渉部66に存在するブロックの駆動が完了した後に、他方の干渉部66に存在するブロックを駆動する。このため、タッチ検出装置1は、一方の駆動領域において駆動領域L、Rの境界65に隣接する干渉部66のブロックが駆動された際に、駆動されたブロックの電場が境界65を超えた場合でも、他方の駆動領域は停止中であるため、他方の駆動領域のタッチ検出動作に影響を及ぼす可能性を低くすることができる。その結果、タッチ検出装置1は、駆動しているブロック及び静電容量の値が変化した位置を正確に特定して、タッチの位置を検出することができる。また、タッチ検出装置1は、独立部67L、67Rの各ブロックを、各駆動領域L、R毎にそれぞれ並行して駆動するため、各ブロックを時分割で順次駆動しても、高速ですべてのブロックの駆動を完了することができる。このため、タッチ検出におけるレポートレートの向上を図ることができる。
本実施形態においては、図9に示すように、各駆動領域L、Rの独立部67L、67Rに相当する各ブロックL0〜L8、R0〜R8について、それぞれの駆動領域L、Rのタッチ検出電極TDLから出力OUT_L、OUT_Rが得られた場合、制御部11は、これらをそれぞれの駆動領域L、R毎にタッチ検出信号Vdetとして用いる。制御部11は、駆動領域Lの干渉部66に存在する各ブロックL9、L10、L11をそれぞれ駆動する場合、駆動領域Lのタッチ検出電極TDLの出力OUT_Lと駆動領域Rのタッチ検出電極TDLの出力OUT_Rとを加算した値をタッチ検出信号Vdetとして用いる。また、制御部11は、駆動領域Rの干渉部66に存在する各ブロックR9、R10、R11をそれぞれ駆動する場合も、駆動領域Rのタッチ検出電極TDLの出力と駆動領域Lのタッチ検出電極TDLの出力とを加算した値をタッチ検出信号Vdetとして用いる。このようにすることで、駆動信号Vcomが印加された駆動電極COMLの電場の影響を打ち消して、タッチの検出精度を向上させることができる。
干渉部66の駆動電極COMLを駆動するときには、隣接する領域のタッチ検出電極TDLの出力を加算することで、干渉部の駆動電極COMLが隣の駆動領域のタッチ検出電極TDLに及ぼす電場も含め検出できる。その結果、検出精度及び感度が向上する。独立領域の駆動電極COMLを駆動するときには、隣接領域のタッチ検出電極TDLへの電場の影響が無視できる程度小さいため、加算する必要がない。
干渉部の駆動電極COMLを駆動する場合に駆動領域Lのタッチ検出電極TDLの出力と駆動領域Rのタッチ検出電極TDLの出力とを加算すると上述した効果が得られる。本実施形態において、これらを必ず加算する必要はなく、駆動領域Lの干渉領域の駆動電極COMLが駆動される場合には、駆動領域Lのタッチ検出電極TDLのみを検出してもよい。また、駆動領域Rの干渉領域の駆動電極COMLが駆動される場合には駆動領域Rのタッチ検出電極TDLのみを検出してもよい。
タッチ検出装置を液晶表示デバイスの中に組み込むことで、いわゆるインセル型のタッチ検出機能付き表示装置を形成した場合、インセル型のタッチ検出機能付き表示装置は、1水平期間内又は1垂直期間内等の所定の期間内に表示期間及びタッチ検出期間を別々に設けて実行する必要がある。このため、インセル型のタッチ検出機能付き表示装置は、タッチ検出におけるレポートレートが遅延するおそれがある。しかし、このタッチ検出装置1の場合、各駆動領域L、R毎にそれぞれ並行して駆動して高速ですべてのブロックの駆動を完了することができるため、タッチ検出装置1をインセル型のタッチ検出機能付き表示装置に適用した場合でも、タッチ検出におけるレポートレートの向上を図ることができる。
<1−2.実施形態2>
実施形態2となるタッチ検出装置1Aの説明をする。実施形態1のタッチ検出装置1は、各駆動領域L、Rの独立部67L、67Rのブロックの駆動時及び干渉部66のブロックの駆動時のいずれにおいても駆動領域L内又は駆動領域R内で同時に駆動するブロックは一つのブロックのみとしている。これに対して、次に説明する実施形態2のタッチ検出装置1Aでは、制御部11が、複数の駆動領域L、Rのうち、少なくとも1つの駆動領域において、駆動信号Vcomを複数の駆動電極COMLのうち少なくとも2つに対して同時に印加して、同時に複数のブロックを駆動する。説明する実施形態2のタッチ検出装置と上述の実施形態1Aのタッチ検出装置1は、この点のみが異なるため、この差異のみを説明し、重複した説明は省略する。
図12、図13は、実施形態2に係るタッチ検出装置1Aにおいて、複数のブロックが同時に駆動されている様子を示す図である。図12、図13は、駆動中のブロックを斜線で示している。図12に示すように、タッチ検出装置1A(具体的には制御部11)は、各駆動領域Rの独立部67Rのブロックを駆動する際に、駆動電極COMLに対して1つずつ駆動信号Vcomを印加して、駆動領域RのブロックをブロックR0→ブロックR1→ブロックR2・・・のように、1つのブロックずつ順次駆動する。また、タッチ検出装置1Aは、駆動領域Lの独立部67Lのブロックを駆動する際には、駆動電極COMLに対して2つずつ駆動信号Vcomを印加して、駆動領域LのブロックをブロックL0及びブロックL1→ブロックL2及びブロックL3→ブロックL4及びブロックL5・・・のように、2つのブロックずつ順次駆動する。
このようにすることで、タッチ検出装置1Aは、駆動領域L内において、駆動するブロックの数を増やすことができるため、タッチ検出時のレポートレート及び感度のさらなる向上を実現できる。本実施形態において、制御部11は、駆動領域L内において、2つのブロックずつ駆動することとしたが、駆動領域R内において、2つのブロックずつ駆動してもよい。また、駆動領域L内において、3つ又は4つ等のブロックずつ駆動してもよいし、駆動領域L及び駆動領域Rの各駆動領域で、それぞれ複数のブロックずつ駆動してもよい。この場合も、タッチ検出時のレポートレート及び感度の向上を実現できる。
タッチ検出装置1Aは、各駆動領域L、R内において、1つのブロックずつ又は複数のブロックずつ駆動するのであるが、いずれかの駆動領域L、R内において、干渉部66のブロックの駆動を行うタイミングで、他方の駆動領域に存在するブロックの駆動を停止する。図13は、駆動領域R内において、2つのブロックずつ駆動される例を示している。図13から分かるように、タッチ検出装置1Aは、駆動領域Rの干渉部66の駆動を開始すると、駆動領域Lのブロックの駆動を停止する。同様に、タッチ検出装置1Aは、駆動領域Lの干渉部66の駆動を開始すると、駆動領域Rのブロックの駆動を停止する。タッチ検出装置1Aは、このように制御することにより、干渉部66のブロックを駆動した際に、駆動領域L、Rの境界65を超えた電場がタッチ検出に与える影響を低減することができる。その結果、タッチ検出装置1Aは、駆動しているブロック及び静電容量の値が変化した位置を正確に特定して、タッチの位置を検出することができる等、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
<1−3.実施形態3>
図14は、実施形態3に係るタッチ検出装置を示す図である。実施形態1のタッチ検出装置1及び実施形態2のタッチ検出装置1Aは、独立部67L、67Rの各ブロックの駆動を開始するための第1のスタート信号、干渉部66の各ブロックの駆動を開始制御するための第2のスタート信号等といった、駆動電極COMLを駆動するための複数種類の信号を必要とする。これに対して、次に説明する実施形態3のタッチ検出装置は、1種類のスタート信号と、1種類のクロックとで各駆動領域の独立部及び干渉部の各ブロックの駆動を可能としたものである。実施形態3のタッチ検出装置は、基板の表面にスキャナー又はシフトレジスタ等の転送回路を設ける際に適している。次に説明する実施形態3と実施形態1及び実施形態2とは、この点のみが異なるため、次においてはこの差異のみを説明し、重複した説明は省略する。
図14に示すように、タッチ検出装置1Bは、各駆動領域L、Rに相当する駆動領域として第1の駆動領域51と、X方向側で第1の駆動領域51と隣接する第2の駆動領域52とを有している。第1の駆動領域51と第2の駆動領域52とが複数の駆動領域に相当する。第1の駆動領域51には、各ブロックを個別に駆動するため、駆動部として一対の第1の駆動部53Aが設けられている。第2の駆動領域52には、各ブロックを個別に駆動するため、駆動部として一対の第2の駆動部53Bが設けられている。第1の駆動部53A及び第2の駆動部53Bは、制御部11によって制御される。例えば、第2の駆動部53Bは制御部11からのスタート信号と転送クロックとによって制御されるシフトレジスタを含む。
タッチ検出装置1Bでは、第1の駆動領域51と第2の駆動領域52との境界70から第1の駆動領域51側に向かって所定数分(本実施形態では3個分)の駆動電極COMLに相当する領域を所定領域、すなわち干渉部71とする。タッチ検出装置1Bでは、第1の駆動領域51に属する複数の駆動電極COMLの数が、第2の駆動領域52に属する複数の駆動電極COMLの数よりも多い。第1の駆動領域51の干渉部71に属する駆動電極COMLは、ブロック55、56、57である。第1の駆動領域51では、干渉部71以外の部分が独立部72となる。第2の駆動領域52は、すべてが独立部73となる。第2の駆動領域52の独立部73が有する駆動電極COMLの数、すなわち、第2の駆動領域52が有するブロックの数は、第1の駆動領域51の独立部72が有する駆動電極COMLの数、すなわちブロックの数と同数となっている。
制御部11は、第1の駆動領域51に属する複数の駆動電極COMLのうち、X方向において境界70から最も遠い駆動電極COMLから境界70側の駆動電極COMLに向かって順に駆動信号Vcomを印加し、かつ第2の駆動領域52に属する複数の駆動電極COMLのうち、境界70に最も近い駆動電極COMLからX方向において境界70から離れた駆動電極COMLに向かって順に駆動信号Vcomを印加することを繰り返す。タッチ検出装置1Bは、第1の駆動領域51の独立部72及び第2の駆動領域52の独立部73に存在するブロック(駆動電極COML)の駆動が終了し、第1の駆動領域51の干渉部71に存在するブロック55〜57(駆動電極COML)の駆動が開始されるときには、第2の駆動部53Bが備えるシフトレジスタは転送し切っていることになる。このため、第2の駆動領域52に駆動対象となるブロック(駆動電極COML)は存在しないこととなる。
第2の駆動部53Bが備えるシフトレジスタが転送し切ると、いずれの駆動電極COMLも選択されない状態になり、駆動信号Vcom(パルス)はどの駆動電極COMLにも印加されない状態となる。結果として、第2の駆動部53が備えるシフトレジスタは動作しない。
このように、タッチ検出装置1Bでは、第1の駆動領域51のみが干渉部71を有し、第1の駆動領域51及び第2の駆動領域52の独立部72、73が、それぞれ同じ数のブロックを有する。そして、タッチ検出装置1Bは、第1の駆動領域51及び第2の駆動領域52が有するブロックを同時に駆動し、第1の駆動領域51の干渉部71に存在するブロックの駆動時には、第2の駆動領域52を空打ち駆動させ、第1の駆動領域51の干渉部71に存在するブロックの駆動が完了するのを待つ。タッチ検出装置1Bは、干渉部71のブロックの駆動が完了した後、再度、第1の駆動領域51及び第2の駆動領域52の独立部72、73に存在する最初のブロックから駆動を開始する。
このような駆動により、タッチ検出装置1Bは、第1の駆動領域51の干渉部71の駆動時に、第2の駆動領域52のブロックの駆動を停止させるための信号を不要とすることができる。すなわち、タッチ検出装置1Bは、第1の駆動領域51及び第2の駆動領域52のブロックの駆動を開始させるための一種類のスタート信号と、ブロックの駆動を制御する1種類のクロックとで、第1の駆動領域51及び第2の駆動領域52の独立部72、73及び第1の駆動領域51の干渉部71に存在する各ブロックを駆動することができる。このため、タッチ検出装置1Bは、ブロックの駆動に必要とする信号の種類を、実施形態1、2のタッチ検出装置1、1Aよりも低減することができる他、実施形態1、2のタッチ検出装置1、1Aと同様の効果を得ることができる。タッチ検出装置1Bは、インセル方式のタッチ検出機能付表示装置においては、特に表示用のゲート線の延在方向(Y方向)と駆動電極COMLの延在方向(Y方向)とが平行な場合に用いることができる。
<1−4.実施形態4>
図15は、実施形態4に係るタッチ検出装置を示す図である。タッチ検出装置1Cでは、第1の方向であるX方向における駆動電極COMLの寸法、すなわち駆動電極COMLが延在する方向の寸法は、第2の方向であるY方向における複数の駆動領域(第1の駆動領域78及び第2の駆動領域79)の全体の寸法よりも大きい。タッチ検出装置1Cは、液晶表示デバイスと組み合わされてタッチ検出機能付き表示装置として用いられた場合、平面視が長方形の画面の長手方向に駆動電極COMLが延在する。
タッチ検出装置1Cは、駆動領域として第1の駆動領域78及び第2の駆動領域79を有している。タッチ検出装置1Cは、第1の駆動領域78と第2の駆動領域79との境界80から第1の駆動領域78側における所定数(本例では2個)分の駆動電極COMLのブロックに相当する範囲を干渉部75としている。また、タッチ検出装置1Cは、境界80から第2の駆動領域79側における所定数(本例では2個)分の駆動電極COMLのブロックに相当する範囲を干渉部75としている。第1の駆動領域78及び第2の駆動領域79では、干渉部75以外の駆動電極COMLのブロックが独立部76、77となっている。
タッチ検出装置1Cは、集積回路である駆動IC(Integrated Circuit)60を有している。駆動IC60には、各ブロックの駆動信号を供給するための駆動部及びマルチプレクサを少なくとも有している。タッチ検出装置1Cは、タッチ検出機能付き表示装置として用いられた場合、平面視が長方形の画面の長手方向(図15のX方向)に駆動電極COMLが延在し、駆動電極COMLの延在方向と直交する方向(Y方向)にタッチ検出電極TDLが延在する。このような構造とすることにより、駆動IC60を、駆動電極COMLの長手方向における端部側に配置することができる。このような配置とすることにより、駆動IC60に駆動部及びマルチプレクサ等のロジックを持たせることができる。
駆動電極COMLの延在する方向を画面の短手方向と平行にする場合、例えば、図14に示すタッチ検出装置1Bのように、駆動電極COMLの両端側であって画面の長辺側に駆動部を配置する必要がある。タッチ検出装置1Cは、駆動IC60に駆動部及びマルチプレクサ等のロジックを持たせることができるので、画面の長辺側に駆動部を配置する必要はなく、コンパクト化が実現できる。タッチ検出装置1Cは、表示用の信号線の延在方向(X方向)と駆動電極COMLの延在方向(X方向)とが平行の場合に用いることが好ましい。タッチ検出装置1Cは、COG(Chip On Glass)に駆動IC60を内蔵するときに、配線の引き回しが不要になるので、額縁の低減及び抵抗の低減という効果を奏する。
<1−5.実施形態5>
図16、図17は、実施形態5に係るタッチ検出装置を示す図である。前述したタッチ検出装置1、1Aは、駆動領域R及び駆動領域Lとで、それぞれ同じ相互容量方式(Mutual capacitance type)の検出方式を用いてタッチを検出するものである。実施形態5のタッチ検出装置1Dは、駆動領域Rと駆動領域Lとで、それぞれ異なる検出方式を用いてタッチを検出する。
タッチ検出装置1Dは、駆動領域Rでは、相互容量方式でタッチを検出し、駆動領域Lでは、自己容量方式(Self capacitance type)でタッチを検出する。タッチの検出時において、制御部11は、複数の駆動領域L、Rのうち、少なくとも1つの駆動領域(本実施形態では駆動領域R)に属する駆動電極COML及びタッチ検出電極TDLを相互容量方式で駆動する。そして、制御部11は、相互容量方式で駆動した駆動領域(本実施形態では駆動領域R)に隣接する駆動領域(本実施形態では駆動領域L)に属する駆動電極COML及び/又はタッチ検出電極TDLを自己容量方式で駆動する。なお、タッチ検出電極TDLを自己容量方式で駆動する際に、制御部11はタッチ検出部40を介して駆動電圧を供給してもよい。
タッチ検出装置1D(より具体的には制御部11)は、図17に示すように、相互容量方式で駆動している駆動領域Rで干渉部66のブロックを駆動、すなわち、干渉部66の駆動電極COMLに駆動信号Vcomを印加する際には、干渉部66の各ブロックの駆動が完了するまでの間、自己容量方式で駆動している駆動領域Lのブロックの駆動を停止する。このようにすることで、前述したタッチ検出装置1、1Aと同様に、干渉部66のブロックを駆動した際に、駆動領域L、Rの境界65を超えた電場が他方のタッチ検出動作に与える影響を抑制することができる。本実施形態では、2つの駆動領域L、Rに属する駆動電極COMLのブロックを、それぞれ異なる方式で駆動する例であったが、タッチ検出装置1Dが3つ以上の駆動領域を有する場合も同様である。
<1−6.実施形態6>
図18は、実施形態6に係るタッチ検出機能付き表示装置のブロック図である。前述のタッチ検出装置1、1A、1B、1C、1Dは、図18に示す実施形態6のタッチ検出機能付き表示装置9のタッチ検出デバイス30に適用されている。図18において、タッチ検出機能付き表示装置9は、タッチ検出機能付き表示デバイス10と、制御部11と、ゲートドライバ12と、ソースドライバ13と、駆動電極ドライバ14と、タッチ検出部40とを備えている。タッチ検出機能付き表示装置9は、制御部11をタッチ検出装置1、1A、1B、1C、1Dと共用しているが、これに限定されるものではない。
タッチ検出機能付き表示装置9において、タッチ検出機能付き表示デバイス10は、タッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。タッチ検出機能付き表示デバイス10は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス20と静電容量型のタッチ検出デバイス30とを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。なお、タッチ検出機能付き表示デバイス10は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス20の上に、静電容量型のタッチ検出デバイス30を装着した、いわゆるオンセルタイプの装置であってもよい。このように、タッチ検出機能付き表示デバイス10は、タッチ検出装置としてのタッチ検出デバイス30と表示装置としての液晶表示デバイス20とが組み合わされた装置である。
液晶表示デバイス20は、後述するように、ゲートドライバ12から供給される走査信号Vscanに従って、1水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。制御部11は、外部より供給された映像信号Vdispに基づいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14及びタッチ検出部40に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが互いに同期して動作するように制御する回路である。
ゲートドライバ12は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス10の表示駆動の対象となる1水平ラインを順次選択する機能を有している。ソースドライバ13は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス10の、後述する各画素Pix(副画素SPix)に画素信号Vpixを供給する回路である。ソースドライバ13は、1水平ライン分の映像信号から、液晶表示デバイス20の複数の副画素SPixの画素信号Vpixを時分割多重化した画素信号を生成する。駆動電極ドライバ14は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス10に表示用の駆動電極として設けられている駆動電極COMLに駆動信号Vcomを供給する回路である。
図18に示すタッチ検出デバイス30は、駆動電極ドライバ14から供給される駆動信号Vcom(後述するタッチ駆動信号Vcomt)に従って、1検出ブロックずつ順次走査してタッチ検出を行うようになっている。タッチ検出デバイス30は、複数の後述するタッチ検出電極TDLから、検出ブロック毎にタッチ検出信号Vdetを出力し、タッチ検出部40に供給するようになっている。
タッチ検出部40は、制御部11から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示デバイス10のタッチ検出デバイス30から供給されたタッチ検出信号Vdetに基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチ(前述した接触状態)の有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める回路である。このタッチ検出部40はアナログLPF(Low Pass Filter)部42と、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45と、検出タイミング制御部46とを備えている。
アナログLPF部42は、タッチ検出デバイス30から供給されたタッチ検出信号Vdetを入力とし、タッチ検出信号Vdetに含まれる高い周波数成分(ノイズ成分)を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタである。アナログLPF部42の入力端子のそれぞれと接地との間には、直流電位(0V)を与えるための抵抗Rが接続されている。なお、この抵抗Rに代えて、例えばスイッチを設け、所定の時間にこのスイッチをオン状態にすることにより直流電位(0V)を与えるようにしてもよい。
A/D変換部43は、駆動信号Vcomに同期したタイミングで、アナログLPF部42から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に含まれる、タッチ駆動信号Vcomtをサンプリングした周波数よりも高い周波数成分(ノイズ成分)を除去し、タッチ成分を取り出すデジタルフィルタを備えている。信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチの有無を検出する論理回路である。座標抽出部45は、信号処理部44においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部46は、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45とが同期して動作するように制御する。
図19及び図20は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図19に示すように、タッチ検出機能付き表示装置9は、モジュールへ実装するにあたり、ガラス基板のTFT基板21上に前述した駆動電極ドライバ14を形成してもよい。
図19に示すように、タッチ検出機能付き表示装置9は、タッチ検出機能付き表示デバイス10と、駆動電極ドライバ14と、COG(Chip On Glass)19Aとを有している。図19は、後述するTFT基板の表面に対する垂直方向において、駆動電極COMLと、駆動電極COMLと立体交差するように形成されたタッチ検出電極TDLとを含むタッチ検出機能付き表示デバイス10を模式的に示している。駆動電極COMLは、タッチ検出機能付き表示デバイス10の短辺方向に形成されており、タッチ検出電極TDLは、タッチ検出機能付き表示デバイス10の長辺方向に形成されている。タッチ検出電極TDLの出力は、タッチ検出機能付き表示デバイス10の短辺側に設けられ、フレキシブル基板などにより構成された端子部Tを介して、このモジュールの外部に実装されたタッチ検出部40と接続されている。駆動電極ドライバ14は、ガラス基板であるTFT基板21に形成されている。COG19Aは、TFT基板21に実装されたチップであり、図18に示した制御部11、ゲートドライバ12、ソースドライバ13など、表示動作に必要な各回路を内蔵したものである。また、図20に示すように、タッチ検出機能付き表示装置9は、COG(Chip On Glass)19Bに駆動電極ドライバ14を内蔵してもよい。
図20に示すように、タッチ検出機能付き表示装置9は、COG19Bを有している。図20に示すCOG19Bは、上述した表示動作に必要な各回路に加え、駆動電極ドライバ14をさらに内蔵したものである。図20に示すタッチ検出機能付き表示装置9は、COG19Bに駆動電極ドライバ14を内蔵しているので、額縁を狭くすることができる。また、駆動電極COMLがタッチ検出機能付き表示デバイス10の長辺方向に形成されており、タッチ検出電極TDLが、タッチ検出機能付き表示デバイス10の短辺方向に形成されていてもよい。その場合、COG19Bへの駆動電極ドライバ内蔵時に各駆動電極からCOG19Bへの配線の引き回しが少なくて済む。
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス10の構成例を詳細に説明する。
図21は、タッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。図22は、タッチ検出機能付き表示デバイスの画素配列を表す回路図である。タッチ検出機能付き表示デバイス10は、画素基板2と、この画素基板2の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板3と、画素基板2と対向基板3との間に挿設された液晶層6とを備えている。
画素基板2は、回路基板としてのTFT基板21と、このTFT基板21上にマトリックス状に配設された複数の画素電極22と、TFT基板21及び画素電極22の間に形成された複数の駆動電極COMLと、画素電極22と駆動電極COMLとを絶縁する絶縁層24と、を含む。TFT基板21には、図22に示す各副画素SPixの薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)素子Tr、各画素電極22に画素信号Vpixを供給する画素信号線SGL、各TFT素子Trを駆動する走査信号線GCL等の配線が形成されている。このように、画素信号線SGLは、TFT基板21の表面と平行な平面に延在し、画素に画像を表示するための画素信号を供給する。図22に示す液晶表示デバイス20は、マトリックス状に配列した複数の副画素SPixを有している。副画素SPixは、TFT素子Tr及び液晶素子LCを備えている。TFT素子Trは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFTで構成されている。TFT素子Trのソースは画素信号線SGLに接続され、ゲートは走査信号線GCLに接続され、ドレインは液晶素子LCの一端に接続されている。液晶素子LCは、一端がTFT素子Trのドレインに接続され、他端が駆動電極COMLに接続されている。
副画素SPixは、走査信号線GCLにより、液晶表示デバイス20の同じ行に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。走査信号線GCLは、ゲートドライバ12と接続され、ゲートドライバ12より走査信号Vscanが供給される。また、副画素SPixは、画素信号線SGLにより、液晶表示デバイス20の同じ列に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。画素信号線SGLは、ソースドライバ13と接続され、ソースドライバ13より画素信号Vpixが供給される。さらに、副画素SPixは、駆動電極COMLにより、液晶表示デバイス20の同じ列に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。駆動電極COMLは、駆動電極ドライバ14と接続され、駆動電極ドライバ14より駆動信号Vcomが供給される。つまり、この例では、同じ一列に属する複数の副画素SPixが1本の駆動電極COMLを共有するようになっている。図22に示す液晶表示デバイス20は、駆動電極COMLと画素信号線SGLとが平行であるが、駆動電極COMLと走査信号線GCLとが平行であってもよい。
図18に示すゲートドライバ12は、走査信号Vscanを、図22に示す走査信号線GCLを介して、副画素SPixのTFT素子Trのゲートに印加することにより、液晶表示デバイス20にマトリックス状に形成されている副画素SPixのうちの1行(1水平ライン)を表示駆動の対象として順次選択する。図18に示すソースドライバ13は、画素信号Vpixを、図22に示す画素信号線SGLを介して、ゲートドライバ12により順次選択される1水平ラインを構成する各副画素SPixにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素SPixでは、供給される画素信号Vpixに応じて、1水平ラインの表示が行われるようになっている。図18に示す駆動電極ドライバ14は、駆動信号Vcomを印加し、図21及び図22に示す駆動電極COMLを駆動する。
前述したように、液晶表示デバイス20は、ゲートドライバ12が走査信号線GCLを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、1水平ラインが順次選択される。また、液晶表示デバイス20は、1水平ラインに属する画素Pixに対して、ソースドライバ13が画素信号Vpixを供給することにより、1水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ14は、その1水平ラインに対応する駆動電極COMLを含むブロックに対して駆動信号Vcomを印加するようになっている。
対向基板3は、ガラス基板31と、このガラス基板31の一方の面に形成されたカラーフィルタ32と、を含む。ガラス基板31の他方の面には、タッチ検出デバイス30の検出電極であるタッチ検出電極TDLが形成され、さらに、このタッチ検出電極TDLの上には、偏光板35Aが配設されている。
カラーフィルタ32は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色された色領域32R、32G、32Bを含む。カラーフィルタ32は、TFT基板21と垂直な方向において、COG19と対向しており、TFT基板21の表面と垂直な方向に見て重なり合う。カラーフィルタ32は、例えば赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色されたカラーフィルタが周期的に配列され、上述した図22に示す各副画素SPixが赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色された色領域32R、32G、32Bに対応付けられるとともに、1組として画素Pixに対応付けられている。カラーフィルタ32は、TFT基板21と垂直な方向において、液晶層6と対向する。なお、カラーフィルタ32は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。
本実施形態の場合、表示用の駆動電極である駆動電極COMLは、液晶表示デバイス20の共通電極(共通駆動電極)として機能するとともに、タッチ検出デバイス30、より具体的には前述したタッチ検出装置1、1A等の駆動電極としても機能する。本実施形態では、一つの駆動電極COMLが一つの画素電極22(一行を構成する画素電極22)に対応するように配置されている。絶縁層24は、画素電極22と駆動電極COMLとを絶縁するとともに、画素電極22とTFT基板21の表面に形成された画素信号線SGLとを絶縁する。駆動電極COMLは、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、画素電極22に対向し、上述した走査信号線GCLが延在する方向と平行な方向に延在している。駆動電極COMLは、図示しない導電性を有するコンタクト導電柱を介して、駆動電極ドライバ14から駆動電極COMLに交流矩形波形の駆動信号Vcomが印加されるようになっている。
液晶層6は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、FFS(フリンジフィールドスイッチング)又はIPS(インプレーンスイッチング)等の横電界モードの液晶表示デバイスに用いられる。なお、図21に示す液晶層6と画素基板2との間、及び液晶層6と対向基板3との間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。なお、本実施形態では、液晶層6と画素基板2との間及び液晶層6と対向基板3との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、画素基板2の下面側には入射側偏光板35Bが配置されている。
駆動電極COMLは、本開示における「駆動電極」の一具体例に対応する。タッチ検出電極TDLは、本開示における「検出電極」に対応する。
続いて、実施形態6のタッチ検出機能付き表示装置9の動作及び作用について説明する。
図23は、実施形態6に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。駆動電極COMLは、液晶表示デバイス20の共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス30の駆動電極としても機能するため、駆動信号Vcomが互いに影響を及ぼす可能性がある。このため、駆動電極COMLは、表示動作を行う表示期間Bと、タッチ検出動作を行うタッチ検出期間Aとに分けて駆動信号Vcomが印加される。駆動電極ドライバ14は、表示動作を行う表示期間Bにおいては表示駆動信号として駆動信号Vcomを印加する。そして、駆動電極ドライバ14は、タッチ検出動作を行うタッチ検出期間Aにおいてはタッチ駆動信号として駆動信号Vcomを印加する。以下の説明では、表示駆動信号としての駆動信号Vcomを、表示駆動信号Vcomdとして記載し、タッチ駆動信号としての駆動信号Vcomを、タッチ駆動信号Vcomtとして記載する。
制御部11は、外部より供給された映像信号Vdispに基づいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14及びタッチ検出部40に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。ゲートドライバ12は、表示期間Bにおいて、液晶表示デバイス20に走査信号Vscanを供給し、表示駆動の対象となる1水平ラインを順次選択する。ソースドライバ13は、表示期間Bにおいて、ゲートドライバ12により選択された1水平ラインを構成する各画素Pixに、画素信号Vpixを供給する。
駆動電極ドライバ14は、表示期間Bでは、1水平ラインに係る駆動電極ブロックに表示駆動信号Vcomdを印加し、タッチ検出期間Aでは、タッチ検出動作に係る駆動電極ブロックに対して表示駆動信号Vcomdよりも周波数の高いタッチ駆動信号Vcomtを順次印加し、1検出ブロックを順次選択する。タッチ検出機能付き表示デバイス10は、表示期間Bにおいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13及び駆動電極ドライバ14により供給された信号に基づいて表示動作を行う。タッチ検出機能付き表示デバイス10は、タッチ検出期間Aにおいて、駆動電極ドライバ14により供給された信号に基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極TDLからタッチ検出信号Vdetを出力する。アナログLPF部42は、タッチ検出信号Vdetを増幅して出力する。A/D変換部43は、タッチ駆動信号Vcomtに同期したタイミングで、アナログLPF部42から出力されるアナログ信号をデジダル信号に変換する。信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチの有無を検出する。座標抽出部45は、信号処理部44においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求め、出力信号Voutを出力する。制御部11は、検出タイミング制御部46を制御して、タッチ駆動信号Vcomtのサンプリング周波数を変更する。
次に、タッチ検出機能付き表示装置9の詳細動作を説明する。図23に示すように、液晶表示デバイス20は、ゲートドライバ12から供給される走査信号Vscanに従って、走査信号線GCLのうちの、隣接する(n−1)行目、n行目、(n+1)行目の走査信号線GCLの1水平ラインずつを順次走査して表示を行う。同様に、駆動電極ドライバ14は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス10の、駆動電極COMLのうちの、隣接する(m−1)列目、m列目、(m+1)列目に駆動信号Vcomを供給する。
このように、タッチ検出機能付き表示装置9では、1表示水平期間1H毎に、タッチ検出動作(タッチ検出期間A)と表示動作(表示期間B)を時分割的に行う。タッチ検出動作では、1表示水平期間1H毎に、異なる駆動電極COMLを選択して駆動信号Vcomを印加することにより、タッチ検出の走査を行う。次に、その動作を詳細に説明する。まず、ゲートドライバ12が、(n−1)行目の走査信号線GCLに対して走査信号Vscanを印加し、走査信号Vscan(n−1)が低レベルから高レベルに変化する。これにより、1表示水平期間1Hが開始する。
次に、タッチ検出期間Aにおいて、駆動電極ドライバ14が、(m−1)列目の駆動電極COMLに対して駆動信号Vcomを印加し、駆動信号Vcom(m−1)が低レベルから高レベルに変化する。この駆動信号Vcom(m−1)は、静電容量を介してタッチ検出電極TDLに伝わり、タッチ検出信号Vdetが変化する。次に、駆動信号Vcom(m−1)が高レベルから低レベルに変化すると、タッチ検出信号Vdetは同様に変化する。このタッチ検出期間Aにおけるタッチ検出信号Vdetの波形は、上述したタッチ検出の基本原理における、タッチ検出信号Vdetに対応するものである。A/D変換部43は、このタッチ検出期間Aにおけるタッチ検出信号VdetをA/D変換することによりタッチ検出を行う。これにより、タッチ検出機能付き表示装置9では、1検出ラインのタッチ検出が行われる。
次に、表示期間Bにおいて、ソースドライバ13が、画素信号線SGLに対して画素信号Vpixを印加し、1水平ラインに対する表示を行う。なお、図23に示したように、この画素信号Vpixの変化が、寄生容量を介してタッチ検出電極TDLに伝わり、タッチ検出信号Vdetが変化し得るが、表示期間BではA/D変換部43がA/D変換を行わないようにすることにより、この画素信号Vpixの変化のタッチ検出に対する影響を抑えることができる。ソースドライバ13による画素信号Vpixの供給が終了したのち、ゲートドライバ12が、(n−1)行目の走査信号線GCLの走査信号Vscan(n−1)を高レベルから低レベルに変化させ、1表示水平期間1Hが終了する。
次に、ゲートドライバ12は、先ほどとは異なるn行目の走査信号線GCLに対して走査信号Vscanを印加し、走査信号Vscan(n)が低レベルから高レベルに変化する。これにより、次の1表示水平期間1Hが開始する。
次のタッチ検出期間Aにおいて、駆動電極ドライバ14が、先ほどとは異なるm列目の駆動電極COMLに対して駆動信号Vcomを印加する。そして、タッチ検出信号Vdetの変化を、A/D変換部43がA/D変換することにより、この1検出ラインのタッチ検出が行われる。
次に、表示期間Bにおいて、ソースドライバ13が、画素信号線SGLに対して画素信号Vpixを印加し、1水平ラインに対する表示を行う。なお、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置9はドット反転駆動を行うため、ソースドライバ13が印加する画素信号Vpixは、前の1表示水平期間1Hのものと比べて、その極性が反転している。この表示期間Bが終了した後、この1表示水平期間1Hが終了する。
これ以降、上述した動作を繰り返すことにより、タッチ検出機能付き表示装置9は、表示面全面にわたる走査により表示動作を行うとともに、タッチ検出面全面にわたる走査によりタッチ検出動作を行う。
上述したように、タッチ検出機能付き表示装置9では、1表示水平期間1Hにおいて、タッチ検出動作はタッチ検出期間Aに行い、表示動作は表示期間Bに行うようにしている。このように、タッチ検出動作と表示動作とを別々の期間に行うようにしたので、同じ1表示水平期間1Hにおいて表示動作とタッチ検出動作の両方を行うことができるとともに、表示動作のタッチ検出に対する影響を抑えることができる。また、この実施形態6のタッチ検出機能付き表示装置9は、前述したタッチ検出装置1、1A等が適用されているため、これらが奏する効果と同様の効果が得られる。なお、タッチ検出機能付き表示装置9は、必ずしも1表示水平期間1Hにおいて表示動作とタッチ検出動作とを行う必要はない。例えば、タッチ検出機能付き表示装置9は、1画面分の表示を行う1フレーム期間の間にタッチ検出期間Aと表示期間Bとを任意に設定してタッチ検出動作と表示動作とを時分割で行ってもよい。
(変形例)
図24は、変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。タッチ検出機能付き表示装置1Eの制御系は、図18に示すタッチ検出機能付き表示装置9と同様である。図24に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1Eは、液晶表示デバイス20と、駆動電極ドライバ14と、COG19とを含む。COG19は、ソースドライバ13を含む。駆動電極ドライバ14は、ガラス基板であるTFT基板21に形成されている。COG19は、TFT基板21に実装されたチップであり、図18に示した制御部11、ソースドライバ13など、表示動作に必要な各回路を内蔵したものである。また、タッチ検出機能付き表示装置1Eは、COG19に駆動電極ドライバ14、ゲートドライバ12などの回路を内蔵してもよい。
このタッチ検出機能付き表示デバイス10Eでは、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、駆動電極COMLと、ゲートドライバ12に接続される走査信号線GCLとが、駆動電極COMLと立体交差するように形成されている。また、タッチ検出機能付き表示デバイス10Eは、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、画素信号線SGLは、駆動電極COMLと交差せず駆動電極COMLと平行な方向に延びるように形成されている。
タッチ検出機能付き表示デバイス10Eの駆動電極COMLは、タッチ検出機能付き表示デバイス10Eの長辺方向に形成されており、タッチ検出電極TDLは、タッチ検出機能付き表示デバイス10Eの短辺方向に形成されている。タッチ検出電極TDLの出力端は、タッチ検出機能付き表示デバイス10Eの短辺側に設けられ、フレキシブル基板などにより構成された端子部Tを介して、このモジュールの外部に実装されたタッチ検出部40(図18参照)と接続されている。
このように、図24に示すタッチ検出機能付き表示装置1Eは、タッチ検出信号Vdetを、タッチ検出機能付き表示デバイス10Eの短辺側から出力する。これにより、タッチ検出機能付き表示装置1は、端子部Tを介してタッチ検出部40に接続する際の配線の引き回しが容易になる。
タッチ検出機能付き表示装置1Eは、表示走査を、タッチ検出機能付き表示デバイス10Eの長辺方向Lと平行に行う。一方、タッチ検出機能付き表示装置1Eは、タッチ検出動作の際に、駆動電極COMLに駆動信号Vcomを順次印加することにより、1検出ラインずつ線順次走査が行われる。つまり、タッチ検出機能付き表示装置1Eは、タッチ検出走査を、タッチ検出機能付き表示デバイス10Eの短辺方向Sと平行に行う。このように、タッチ検出機能付き表示装置1Eは、表示走査の方向とタッチ検出走査の方向とが異なる。
以上、本開示を適用した各種装置の実施形態を説明したが、本開示は各実施形態に限定されることはなく、各実施形態以外に種々の変更が可能である。例えば、前述の各実施形態では、駆動電極COMLの1本毎に駆動電極COMLを駆動し走査したが、これに代えて、所定の本数の駆動電極COMLを駆動するとともに、駆動電極COMLを1本ずつシフトして走査してもよい。
前述した各種のモードの液晶表示デバイス20に代えて、TN(Twisted Nematic:ツイステッドネマティック)、VA(Vertical Alignment:垂直配向)、ECB(Electrically Controlled Birefringence:電界制御複屈折)等の各種モードの液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化してタッチ検出機能付き表示部10を形成してもよい。また、タッチ検出機能付き表示デバイス10は、横電界モードの液晶を用いて構成されていてもよい。また、各実施形態の説明では、タッチ検出機能付き表示装置9は、液晶表示デバイス20と静電容量型のタッチ検出デバイス30とを一体化したいわゆるインセルタイプであることとしたが、これに代えて、例えば液晶表示デバイスに静電容量型のタッチ検出デバイスを装着したものであってもよい。
2.適用例
図25〜図31は、本開示に係るタッチ検出装置が適用された電子機器の一例を示す図である。次に、これらの図を参照して、タッチ検出装置1、1A等の適用例について説明する。タッチ検出装置1、1A等は、テレビジョン装置、ディジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、タッチ検出装置1、1A等は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
(適用例1)
図25に示す電子機器は、タッチ検出装置1、1A等が適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511及びフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、この映像表示画面部510は、タッチ検出装置1、1A等を備えている。
(適用例2)
図26及び図27に示す電子機器は、タッチ検出装置1、1A等が適用されるディジタルカメラである。このディジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部521、表示部522、メニュースイッチ523及びシャッターボタン524を有しており、その表示部522は、タッチ検出装置1、1A等を備えている。
(適用例3)
図28に示す電子機器は、タッチ検出装置1、1A等が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部531、この本体部531の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ532、撮影時のスタート/ストップスイッチ533及び表示部534を有している。そして、表示部534は、タッチ検出装置1、1A等を備えている。
(適用例4)
図29に示す電子機器は、タッチ検出装置1、1A等が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体541、文字等の入力操作のためのキーボード542及び画像を表示する表示部543を有しており、表示部543は、タッチ検出装置1、1A等を備えている。
(適用例5)
図30に示す電子機器は、タッチ検出装置1、1A等が適用される携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば、上側筐体551と下側筐体552とを連結部(ヒンジ部)553で連結したものであり、ディスプレイ554を有している。そのディスプレイ554は、タッチ検出装置1、1A等を備えている。
(適用例6)
図31に示す電子機器は、タッチ検出装置1、1A等が適用される、いわゆるスマートフォンと呼ばれる携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば略長方形の薄板状の筐体601の表面部にタッチパネル602を有している。このタッチパネル602は、タッチ検出装置1、1A等を備えている。
3.本開示の構成
本開示は、次のような構成を採ることができる。
(1)第1の方向に向かって延在し、かつ前記第1の方向と交差する第2の方向に向かって配列されて、対象物の接近及び接触の少なくとも一方を検出するための信号として駆動信号が印加される複数の駆動電極と、前記第2の方向に向かって延在し、かつ前記第1の方向に向かって配列されて、前記駆動電極との間に生じる静電容量の変化に対応した信号としての検出信号を出力する複数の検出電極と、を有し、前記第2の方向に配列され、かつ隣接する第1の駆動領域及び第2の駆動領域と、
隣接する前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域との間の境界と、
前記第1の駆動領域に含まれる第1の所定領域と前記第2の駆動領域に含まれる第2の所定領域と、を有し、
前記第1の所定領域と前記第2の所定領域とが前記境界を挟んで向かい合い、
前記第1の所定領域に存在する駆動電極に駆動信号が印加されるタイミングでは、前記第2の駆動領域に存在する駆動電極への駆動信号の印加を停止し、前記第2の所定領域に駆動信号が印加されるタイミングでは、前記第1の駆動領域に存在する駆動電極への駆動信号の印加を停止する、タッチ検出装置。
(2)前記第1の所定領域に存在する駆動電極に駆動信号が印加されるタイミングでは、前記第2の駆動領域に存在するすべての駆動電極への駆動信号の印加を停止し、前記第2の所定領域に駆動信号が印加されるタイミングでは、前記第1の駆動領域に存在するすべての駆動電極への駆動信号の印加を停止する、前記(1)に記載のタッチ検出装置。
(3)隣接する前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域とに属するそれぞれの前記検出電極は、前記境界側の位置が同一である、前記(1)又は前記(2)に記載のタッチ検出装置。
(4)前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域とは同一の大きさである、前記(1)から前記(3)のいずれか1つに記載のタッチ検出装置。
(5)前記第1の所定領域及び前記第2の所定領域は、少なくとも、前記第2の方向における前記駆動電極の寸法の1/2以上である、前記(1)から前記(4)のいずれか1つに記載のタッチ検出装置。
(6)前記第1の駆動領域及び前記第2の駆動領域のうち、少なくとも1つにおいて、前記駆動信号を前記複数の駆動電極のうち少なくとも2つに対して同時に印加する、前記(1)から前記(5)のいずれか1つに記載のタッチ検出装置。
(7)隣接する前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域とのいずれにも駆動信号が印加されない期間には、隣接する前記第1の駆動領域及び前記第2の駆動領域において並列にタッチ検出を行う、前記(1)から前記(5)のいずれか1つに記載のタッチ検出装置。
(8)前記第1の駆動領域の前記検出電極は前記境界を挟んで前記第2の駆動領域の検出電極と分離し、前記第2の駆動領域の前記検出電極は前記境界を挟んで前記第1の駆動領域の検出電極と分離しており、かつ前記第1の駆動領域及び前記第2の駆動領域毎に複数の前記検出電極を有している、前記(1)から前記(6)のいずれか1つに記載のタッチ検出装置。
(9)前記第1の所定領域に属する前記駆動電極及び前記第2の所定領域に属する前記駆動電極に前記駆動信号を印加するとき、前記第1の所定領域の前記検出電極からの出力と、前記第2の所定領域の前記検出電極からの出力との和を検出信号とし、
前記第1の所定領域及び前記第2の所定領域以外に属する前記駆動電極に前記駆動信号を印加するときは、前記第1の駆動領域及び前記第2の駆動領域毎の前記検出電極からの出力を検出信号とする、前記(1)から前記(8)のいずれか1つに記載のタッチ検出装置。
(10)前記第1の所定領域の駆動電極又は前記第2の所定領域の駆動電極を駆動する場合には、前記第1の駆動領域の検出電極又は前記第2の駆動領域の検出電極からの検出信号のみを検出する、前記(1)から前記(8)のいずれか1つに記載のタッチ検出装置。
(11)前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域とは、前記第2の方向側で隣接し、
前記境界から前記第1の駆動領域側に向かって所定数分の前記駆動電極に相当する領域を前記第1の所定領域とし、前記第1の駆動領域に属する前記複数の駆動電極の数は、前記第2の駆動領域に属する前記複数の駆動電極の数よりも多く、
前記第1の駆動領域に属する前記複数の駆動電極のうち、前記第2の方向において前記境界から最も遠い駆動電極から前記境界側の駆動電極に向かって順に前記駆動信号を印加し、かつ前記第2の駆動領域に属する前記複数の駆動電極のうち、前記境界に最も近い駆動電極又は最も遠い駆動電極から前記第2の方向において前記境界から離れた駆動電極に向かって順に前記駆動信号を印加することを繰り返す、前記(1)から前記(10)のいずれか1つに記載のタッチ検出装置。
(12)前記第1の方向における前記駆動電極の寸法は、前記第2の方向における前記第1の駆動領域及び前記第2の全体の寸法よりも大きい、前記(1)から前記(11)のいずれか1つに記載のタッチ検出装置。
(13)前記第1の駆動領域及び前記第2の駆動領域のうち、少なくとも1つの駆動領域に属する前記駆動電極及び前記検出電極を相互容量方式で駆動し、前記相互容量方式で駆動しない方に属する前記駆動電極及び前記検出電極を自己容量方式で駆動する、前記(1)から前記(12)のいずれか1つに記載のタッチ検出装置。
(14)前記(1)から前記(13)のいずれか1つに記載のタッチ検出装置を備えたタッチ検出機能付き表示装置。
(15)第1の方向に向かって延在し、かつ前記第1の方向と交差する第2の方向に向かって配列されて、対象物の接近及び接触の少なくとも一方を検出するための信号として駆動信号が印加される複数の駆動電極と、前記第2の方向に向かって延在し、かつ前記第1の方向に向かって配列されて、前記駆動電極との間に生じる静電容量の変化に対応した信号としての検出信号を出力する複数の検出電極と、を有し、前記第2の方向に配列され、かつ隣接する第1の駆動領域及び第2の駆動領域と、
隣接する前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域との間の境界と、
前記第1の駆動領域に含まれる第1の所定領域と前記第2の駆動領域に含まれる第2の所定領域と、を含むタッチ検出装置と、
前記タッチ検出装置と組み合わされた表示装置と、を有し、
前記第1の所定領域と前記第2の所定領域とが前記境界を挟んで向かい合い、前記表示装置の表示走査と前記タッチ検出装置のタッチ検出走査の方向とが異なる、タッチ検出機能付き表示装置。
(16)前記(1)から前記(13)のいずれか1つに記載のタッチ検出装置を備えた電子機器。
以上、本開示について説明したが、上述した内容により本開示が限定されるものではない。また、上述した本開示の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
1、1A、1B、1C、1D タッチ検出装置
9 タッチ検出機能付き表示装置
10 表示デバイス
11 制御部
12 ゲートドライバ
13 ソースドライバ
14 駆動電極ドライバ
20 液晶表示デバイス
30 タッチ検出デバイス
51、78 第1の駆動領域
52、79 第2の駆動領域
53 駆動部
53A 第1の駆動部
53B 第2の駆動部
55、56、57 ブロック
65、70、80 境界
66、71、72、73 干渉部
67L、67R、76 独立部

Claims (16)

  1. 第1の方向に向かって延在し、かつ前記第1の方向と交差する第2の方向に向かって配列されて、対象物の接近及び接触の少なくとも一方を検出するための信号として駆動信号が印加される複数の駆動電極と、前記第2の方向に向かって延在し、かつ前記第1の方向に向かって配列されて、前記駆動電極との間に生じる静電容量の変化に対応した信号としての検出信号を出力する複数の検出電極と、を有し、前記第2の方向に配列され、かつ隣接する第1の駆動領域及び第2の駆動領域と、
    隣接する前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域との間の境界と、
    前記第1の駆動領域に含まれる第1の所定領域と前記第2の駆動領域に含まれる第2の所定領域と、を有し、
    前記第1の所定領域と前記第2の所定領域とが前記境界を挟んで向かい合い、
    前記第1の所定領域に存在する駆動電極に駆動信号が印加されるタイミングでは、前記第2の駆動領域に存在する駆動電極への駆動信号の印加を停止し、前記第2の所定領域に駆動信号が印加されるタイミングでは、前記第1の駆動領域に存在する駆動電極への駆動信号の印加を停止する、タッチ検出装置。
  2. 前記第1の所定領域に存在する駆動電極に駆動信号が印加されるタイミングでは、前記第2の駆動領域に存在するすべての駆動電極への駆動信号の印加を停止し、前記第2の所定領域に駆動信号が印加されるタイミングでは、前記第1の駆動領域に存在するすべての駆動電極への駆動信号の印加を停止する、請求項1に記載のタッチ検出装置。
  3. 隣接する前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域とに属するそれぞれの前記検出電極は、前記境界側の位置が同一である、請求項1又は請求項2に記載のタッチ検出装置。
  4. 前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域とは同一の大きさである、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  5. 前記第1の所定領域及び前記第2の所定領域は、少なくとも、前記第2の方向における前記駆動電極の寸法の1/2以上である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  6. 前記第1の駆動領域及び前記第2の駆動領域のうち、少なくとも1つにおいて、前記駆動信号を前記複数の駆動電極のうち少なくとも2つに対して同時に印加する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  7. 隣接する前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域とのいずれにも駆動信号が印加されない期間には、隣接する前記第1の駆動領域及び前記第2の駆動領域において並列にタッチ検出を行う、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  8. 前記第1の駆動領域の前記検出電極は前記境界を挟んで前記第2の駆動領域の検出電極と分離し、前記第2の駆動領域の前記検出電極は前記境界を挟んで前記第1の駆動領域の検出電極と分離しており、かつ前記第1の駆動領域及び前記第2の駆動領域毎に複数の前記検出電極を有している、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  9. 前記第1の所定領域に属する前記駆動電極及び前記第2の所定領域に属する前記駆動電極に前記駆動信号を印加するとき、前記第1の所定領域の前記検出電極からの出力と、前記第2の所定領域の前記検出電極からの出力との和を検出信号とし、
    前記第1の所定領域及び前記第2の所定領域以外に属する前記駆動電極に前記駆動信号を印加するときは、前記第1の駆動領域及び前記第2の駆動領域毎の前記検出電極からの出力を検出信号とする、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  10. 前記第1の所定領域の駆動電極又は前記第2の所定領域の駆動電極を駆動する場合には、前記第1の駆動領域の検出電極又は前記第2の駆動領域の検出電極からの検出信号のみを検出する、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  11. 前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域とは、前記第2の方向側で隣接し、
    前記境界から前記第1の駆動領域側に向かって所定数分の前記駆動電極に相当する領域を前記第1の所定領域とし、前記第1の駆動領域に属する前記複数の駆動電極の数は、前記第2の駆動領域に属する前記複数の駆動電極の数よりも多く、
    前記制御部は、前記第1の駆動領域に属する前記複数の駆動電極のうち、前記第2の方向において前記境界から最も遠い駆動電極から前記境界側の駆動電極に向かって順に前記駆動信号を印加し、かつ前記第2の駆動領域に属する前記複数の駆動電極のうち、前記境界に最も近い駆動電極又は最も遠い駆動電極から前記第2の方向において前記境界から離れた駆動電極に向かって順に前記駆動信号を印加することを繰り返す、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  12. 前記第1の方向における前記駆動電極の寸法は、前記第2の方向における前記第1の駆動領域及び前記第2の駆動領域の全体の寸法よりも大きい、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  13. 前記第1の駆動領域及び前記第2の駆動領域のうち、少なくとも1つに属する前記駆動電極及び前記検出電極を相互容量方式で駆動し、前記相互容量方式で駆動しない方に属する前記駆動電極及び前記検出電極を自己容量方式で駆動する、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  14. 請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のタッチ検出装置を備えたタッチ検出機能付き表示装置。
  15. 第1の方向に向かって延在し、かつ前記第1の方向と交差する第2の方向に向かって配列されて、対象物の接近及び接触の少なくとも一方を検出するための信号として駆動信号が印加される複数の駆動電極と、前記第2の方向に向かって延在し、かつ前記第1の方向に向かって配列されて、前記駆動電極との間に生じる静電容量の変化に対応した信号としての検出信号を出力する複数の検出電極と、を有し、前記第2の方向に配列され、かつ隣接する第1の駆動領域及び第2の駆動領域と、
    隣接する前記第1の駆動領域と前記第2の駆動領域との間の境界と、
    前記第1の駆動領域に含まれる第1の所定領域と前記第2の駆動領域に含まれる第2の所定領域と、を含むタッチ検出装置と、
    前記タッチ検出装置と組み合わされた表示装置と、を有し、
    前記第1の所定領域と前記第2の所定領域とが前記境界を挟んで向かい合い、前記表示装置の表示走査と前記タッチ検出装置のタッチ検出走査の方向とが異なる、タッチ検出機能付き表示装置。
  16. 請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のタッチ検出装置を備えた電子機器。
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