CN104182106B - 触摸检测装置、带有触摸检测功能的显示装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够在画面上以良好的精度求出用户意图的接触点或者接近点的触摸检测装置、带有触摸检测功能的显示装置以及具备其的电子设备。如果指示器接触或者接近带有触摸检测功能的显示部，坐标提取部则导出触摸检测的区域的各坐标中的信号值，并导出由信号值形成的三维波形(60)。坐标提取部算出第一阈值以及第二阈值以上的各自的三维波形部分的体积的重心即体积重心，根据该体积重心算出各自的重心G1以及重心G2。然后，坐标提取部导出连接重心G1和重心G2的直线(80)，判定该直线(80)的方向为指示器的轴方向。

Description

触摸检测装置、带有触摸检测功能的显示装置及电子设备
技术领域
本发明涉及能够根据静电电容的变化检测外部接近物体的检测的触摸检测装置、带有触摸检测功能的显示装置以及电子设备。
背景技术
近年来，通过在液晶显示装置等显示装置上安装被称为所谓的触摸面板的触摸检测装置、或者使触摸检测装置和显示装置一体化、在该显示装置上使各种按钮图像等显示，从而取代通常的机械式按钮而能够进行信息输入的带有触摸检测功能的显示装置受到关注。这种具有触摸面板的显示装置由于不需要键盘、鼠标或者键区这样的输入装置，因此除了计算机之外，使用还扩大到便携式电话这样的便携式信息终端等。
作为触摸检测动作的方式，存在有光学式以及电阻式等几个方式，尤其在便携式终端等中存在采用具有比较简单的构造，且能够实现低耗电的静电电容式的倾向。该静电电容式的触摸检测装置在被施加有驱动信号的驱动电极和触摸检测电极之间形成静电电容，通过检测外部物体接触或者接近装置而产生的静电电容的变化、即在触摸检测电极出现的电压波形的变化，判定有无触摸检测。
作为这样的静电电容式的触摸检测装置存在如下装置：设置两个作为固定值的阈值，通过这些阈值和检测的静电电容的变化的比较而三值化，算出检测到高阈值以上静电电容的变化的第一区域、以及检测到低阈值以上高阈值以下的静电电容的变化的第二区域(参照专利文献1)。然后，专利文献1记载的触摸检测装置在连接第一区域的面积重心和第二区域的面积重心的直线上，判定使其从第一区域的面积重心移动规定的偏移量的点为用户意图接触或者接近面板面的点。这样，专利文献1记载的触摸检测 装置通过使用根据阈值判定求出的两个区域的面积重心，实现在面板面上使其与用户意图的接触点或者接近点近似。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-55510号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，专利文献1中记载的触摸检测装置根据两个阈值而三值化，仅将检测到的信号分开成第一区域以及第二区域，即仅在该两区域的任意一个中判别触摸面中各点的信号强弱。因而，触摸检测装置根据这种区域的面积重心求出面板面中的触摸点的方法中，存在该求出的触摸点与用户意图的接触点或者接近点依然存在差异的可能性，存在不能提高用户的操作精度的可能性。
本发明是为了解决上述课题而完成的发明，目的在于得到能够使画面上的用户触摸动作的操作精度提高的触摸检测装置、带有触摸检测功能的显示装置以及电子设备。
解决技术问题的技术方案
本发明涉及的触摸检测装置具有：多个触摸检测电极；多个驱动电极，与该触摸检测电极相对配置，在多个所述驱动电极与该触摸检测电极之间形成静电电容；动作驱动部，在检测指示器是否接触或者接近的触摸检测动作时，对所述驱动电极施加触摸检测驱动信号；以及触摸检测部，根据所述触摸检测驱动信号检测在所述触摸检测电极出现的触摸检测信号，所述触摸检测部在根据检测自所述触摸检测电极的所述触摸检测信号执行的所述触摸检测动作时，在检测到所述指示器接触或者接近的情况下，在该指示器接触或者接近的坐标以及该坐标的附近，根据所述触摸检测信号导出信号值，导出以该信号值的大小为高度方向的三维波形，在该三维波形中，导出连接基于所述高度方向的第一阈值以上的三维波形部分的体积的重心以及基于不同于所述高度方向的所述第一阈值的第二阈值以上的 三维波形部分的体积的重心的直线，根据该直线检测所述指示器是否接触或者接近。
本发明涉及的触摸检测装置优选，所述触摸检测部判定所述直线为所述指示器的轴方向。
本发明涉及的触摸检测装置优选，所述触摸检测部在所述触摸检测动作时，以所述直线与所述高度方向的长度约为0并垂直于该高度方向的平面相交的点的坐标为所述指示器的接触点或者接近点的指示坐标。
本发明涉及的触摸检测装置优选，所述第一阈值以及所述第二阈值是相对于构成所述三维波形的所述信号值的最大值的规定比例的值。
本发明涉及的触摸检测装置优选，基于所述第一阈值以上的三维波形部分的体积的重心是在所述三维波形被所述高度方向的大小为所述第一阈值并垂直于所述高度方向的平面截断时的剖面上，将所述第一阈值以上的三维波形部分的体积重心在所述高度方向投影的点，基于所述第二阈值以上的三维波形部分的体积的重心为在所述三维波形被所述高度方向的大小为所述第二阈值且垂直于所述高度方向的平面截断时的剖面上，将所述第二阈值以上的三维波形部分的体积重心在所述高度方向投影的点。
本发明涉及的触摸检测装置优选，基于所述三维波形部分的体积的重心采用该体积的体积重心。
本发明涉及的触摸检测装置优选，所述触摸检测部在所述触摸检测动作时，将基于所述指示器未接触或者未接近的情况下检测自所述触摸检测电极的所述触摸检测信号的值与基于所述指示器接触或者接近的情况下检测自所述触摸检测电极的所述触摸检测信号的值的差作为所述信号值。
本发明涉及的带有触摸检测功能的显示装置具有：上述触摸检测装置；多个像素电极，被施加有用于使像素进行显示动作的像素信号；显示驱动部，对该像素电极施加所述像素信号并执行所述显示动作；以及控制部，控制所述动作驱动部以及所述显示驱动部，所述动作驱动部在所述显示动作时，对所述驱动电极施加与所述像素信号同步的显示驱动信号。
本发明涉及的带有触摸检测功能的显示装置优选，所述控制部在所述触摸检测动作时，根据由所述触摸检测部导出的所述直线的方向，使在所述显示动作中显示的图像或者影像进行旋转动作。
本发明涉及的带有触摸检测功能的显示装置优选，所述控制部在所述触摸检测动作时，求出由所述触摸检测部导出的所述直线在垂直于高度方向的平面的投影线，根据从以所述指示坐标为起点的该投影线的基准位置开始起算的角度(开始角度)，使在所述显示动作中显示的图像或者影像进行旋转动作。
本发明涉及的带有触摸检测功能的显示装置优选，所述驱动电极具有在所述显示动作时被施加有所述显示驱动信号的第一驱动电极，以及在所述触摸检测动作时被施加有所述触摸检测驱动信号的第二驱动电极。
本发明涉及的带有触摸检测功能的显示装置优选，所述控制部交替地重复执行所述显示动作的显示动作期间以及执行所述触摸检测动作的触摸检测期间。
本发明涉及的电子设备具备：上述带有触摸检测功能的显示装置；以及控制装置，执行与通过该带有触摸检测功能的显示装置检测到的操作相对应的处理，且向该带有触摸检测功能的显示装置提供影像信号。
发明效果
本发明涉及的带有触摸检测功能的显示装置以及具备该显示装置的电子设备，能够精度良好地求出在画面上用户意图的接触点或者接近点，能够抑制用户在触摸面板上的误操作。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置的构成例的方框图。
图2是当说明静电电容式的触摸检测动作的基本原理时示出手指未接触或者未接近装置的状态的说明图。
图3是表示图2所示的手指未接触或者未接近装置的状态的等价电路的例子的示意图。
图4是当说明静电电容式的触摸检测动作的基本原理时示出手指接触或者接近装置的状态的说明图。
图5是表示图4所示的手指接触或者接近装置的状态的等价电路的例子的示意图。
图6是表示非指示器接触或者接近装置的情况时的驱动信号以及触摸检测信号的波形的例子的示意图。
图7本发明的实施方式1的带有触摸检测功能的显示部的概略截面图。
图8是示出本发明的实施方式1的带有触摸检测功能的显示部的液晶显示部中的像素排列的电路图。
图9是示出本发明的实施方式1的带有触摸检测功能的显示部的驱动电极以及触摸检测电极的构成例的立体图。
图10A是表示本发明的实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置的显示动作期间与触摸检测期间的关系的图。
图10B是表示本发明的实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置的显示动作期间与触摸检测期间的其他关系的图。
图11是表示本发明的实施方式1的驱动电极驱动器的动作例的图。
图12是表示本发明的实施方式1的驱动电极驱动器的动作例的图。
图13是表示本发明的实施方式1的驱动电极驱动器的动作例的图。
图14是表示本发明的实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置的显示动作期间中的各信号的定时例的图。
图15是表示本发明的实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置的触摸检测期间中的各信号的定时例的图。
图16是表示在本发明的实施方式1的带有触摸检测功能的显示部在手指接触或者接近的情况下由检测的信号形成的三维波形的例子的图。
图17是表示在本发明的实施方式1的带有触摸检测功能的显示部上的触摸点使手指的轴方向旋转的状态的图。
图18是表示在本发明的实施方式1的带有触摸检测功能的显示部上的触摸点，使手指的轴方向向下侧、左侧、上侧以及右侧改变的情况下检测到的三维波形的例子的图。
图19是表示在手指接触或者接近本发明的实施方式1的带有触摸检测功能的显示部的情况下，对应于手指的各轴方向的角度检测到的三维波形的图。
图20是第一阈值以上的三维波形部分的体积重心的说明图。
图21是第二阈值以上的三维波形部分的体积重心的说明图。
图22是连接基于第一阈值的重心和基于第二阈值的重心的直线以及靶点的说明图。
图23是表示在本发明的实施方式1的带有触摸检测功能的显示部上的触摸点随着手指的轴方向的旋转而图像旋转的动作的图。
图24是本发明的实施方式1的变形例涉及的带有触摸检测功能的显示部的概略截面图。
图25是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的电视机装置中应用了带有触摸检测功能的显示装置的例子的图。
图26是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的数码照相机中应用了带有触摸检测功能的显示装置的例子的图，是该数码照相机的前面立体图。
图27是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的数码照相机中应用了带有触摸检测功能的显示装置的例子的图，是该数码照相机的背面立体图。
图28是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的摄像机中应用了带有触摸检测功能的显示装置的例子的图。
图29是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的笔记本式个人计算机中应用了带有触摸检测功能的显示装置的图。
图30是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的便携式电话中应用了带有触摸检测功能的显示装置的例子的图，是打开上侧框体和下侧框体的状态的主视图。
图31是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的便携式电话中应用了带有触摸检测功能的显示装置的例子的图，是打开上侧框体和下侧框体的状态的侧视图。
图32是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的便携式电话中应用了带有触摸检测功能的显示装置的例子的图，是关闭上侧框体和下侧框体的状态的主视图。
图33是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的便携式电话中应用了带有触摸检测功能的显示装置的例子的图，是关闭上侧框体和下侧框体的状态的左视图。
图34是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的便携式电话中应用了带有触摸检测功能的显示装置的例子的图，是关闭上侧框体和下侧框体的状态的右视图。
图35是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的便携式电话中应用了带有触摸检测功能的显示装置的例子的图，是关闭上侧框体和下侧框体的状态的连接部侧的侧视图。
图36是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的便携式电话中应用了带有触摸检测功能的显示装置的例子的图，是关闭上侧框体和下侧框体的状态的开关部侧的侧视图。
图37是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的信息便携式终端中应用了带有触摸检测功能的显示装置的例子图，
具体实施方式
参照附图按照下面所示的顺序对本发明的实施方式进行详细说明。
1.实施方式1
2.实施方式2
1.实施方式1
带有触摸检测功能的显示装置1的整体构成
图1是示出本发明的实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置的构成例的方框图。参照图1对本实施方式涉及的带有触摸检测功能的显示装置1的整体构成进行说明。另外，图1所示的带有触摸检测功能的显 示装置1使用液晶显示像素作为显示像素，是将由该液晶显示像素构成的液晶显示部20和静电电容式的触摸检测器件30一体化的所谓嵌入型的装置。
如图1所示，本实施方式涉及的带有触摸检测功能的显示装置1具备带有触摸检测功能的显示部10、控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13(显示驱动部)、驱动电极驱动器14(动作驱动部)以及触摸检测部40。
带有触摸检测功能的显示部10是内置有触摸检测功能的显示器件。该带有触摸检测功能的显示部10具有液晶显示部20以及触摸检测器件30。
如后所述，液晶显示部20是根据从栅极驱动器12输出的扫描信号Vscan依次逐一扫描一水平线进行显示的器件。如后所述，触摸检测器件30是根据从驱动电极驱动器14输出的触摸检测驱动信号Vcomt依次逐一扫描块进行触摸检测动作的器件。另外，触摸检测器件30从多个触摸检测电极TDL对每个块输出触摸检测信号Vdet，并提供给触摸检测部40。
控制部11根据从外部输入的影像信号Vdisp对栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14以及触摸检测部40分别输出控制信号，进行控制以使这些部件相互同步进行动作。
栅极驱动器12是一种电路，该电路具有根据从控制部11输出的控制信号依次选择作为带有触摸检测功能的显示部10的液晶显示部20的显示动作对象的一水平线的功能。具体而言，栅极驱动器12经由扫描信号线GCL，通过对后述的像素Pix的TFT元件Tr的栅极施加扫描信号Vscan，作为显示动作的对象依次选择在带有触摸检测功能的显示部10的液晶显示部20形成为矩阵状的像素Pix中的一行(一水平线)。
源极驱动器13是根据从控制部11输出的控制信号对带有触摸检测功能的显示部10的液晶显示部20的各像素Pix输出像素信号Vpix的电路。具体而言，源极驱动器13经由像素信号线SGL向构成由栅极驱动器12依次选择的一水平线的各像素Pix分别输出像素信号Vpix。然后，构成一水平线的各像素Pix通过输入像素信号Vpix执行显示动作。
驱动电极驱动器14是根据从控制部11输出的控制信号，向带有触摸检测功能的显示部10的驱动电极COML输出驱动信号Vcom的电路。
触摸检测部40根据从控制部11输出的控制信号以及从触摸检测器件30的触摸检测电极TDL输出的触摸检测信号Vdet，在触摸检测期间，检测指示器(手指或者指示笔等)是否接触或者接近触摸检测器件30。另外，触摸检测部40是在检测到(以下仅称为触摸检测)指示器接触或者接近时，求出在触摸检测的区域的信号值(后述)以及视为被指示器触摸的坐标的电路。该触摸检测部40具有信号放大部42、A/D转换部43、信号处理部44、坐标提取部45、噪声检测部46以及检测定时(timing)控制部47。
信号放大部42是检测从触摸检测器件30的触摸检测电极TDL输出的触摸检测信号Vdet并放大的电路。具体而言，信号放大部42将在触摸检测电极TDL流动的电流积分并转换为作为电压的触摸检测信号Vdet。此外，信号放大部42可以具备除去触摸检测信号Vdet所含的高频率成分(噪声成分)的低通模拟滤波器(也称为低通滤波器)。此外，由信号放大部42检测到的触摸检测信号Vdet未必一定进行放大，也可以不进行放大。
A/D转换部43是如下所述的电路：以适当的定时，对从信号放大部42输出的模拟信号分别抽样并转换为数字信号。例如，A/D转换部43可以在触摸检测期间，按照与触摸检测驱动信号Vcomt同步的定时、或者高于该定时的频率的抽样频率，对从信号放大部42输出的模拟信号进行抽样并转换为数字信号。此外，触摸检测部40相对于A/D转换部43将从信号放大部42输出的模拟信号转换为数字信号，然而并不限定于此。即，触摸检测部40对相当于A/D转换部43的功能的A/D转换后的数字信号，还可以执行相当于信号放大部42的功能的低通数字滤波器处理。
信号处理部44是在触摸检测期间，根据从A/D转换部43输出的信号，判定触摸检测器件30有无触摸检测并将输入的来自A/D转换部43的信号对坐标提取部45输出的电路。
坐标提取部45在触摸检测期间在由信号处理部44进行触摸检测的情况下，如后所述，根据从信号处理部44输入的信号，导出触摸检测的区域中的信号值(后述)。接着，坐标提取部45根据由该信号值形成的三维波形，在触摸检测器件30的面板面导出视为用户意图的接触点或者接近点的坐标(靶点)以及指示器的轴方向。然后，坐标提取部45将导出的靶点的坐标数据以及指示器的轴方向数据作为输出信号Out输出。对于基于该坐标提取部45的三维波形的靶点的导出动作在后面叙述。
噪声检测部46在从信号处理部44输出的信号中含有噪声时，对控制部11输出噪声报告信号。
检测定时控制部47进行控制，使构成触摸检测部40的各电路同步动作。
此外，包含触摸检测电极TDL、检测来自该触摸检测电极TDL的触摸检测信号Vdet的触摸检测部40、驱动电极COML、对该驱动电极COML施加触摸检测驱动信号Vcomt的驱动电极驱动器14、以及控制部11的构成部分相当于本发明的触摸检测装置。
静电电容式的触摸检测动作的基本原理
图2是表示当说明静电电容式的触摸检测动作的基本原理时，手指未接触或者未接近装置的状态的说明图。图3是表示图2所示的手指未接触或者未接近装置的状态的等价电路的例子的说明图。图4是表示当说明静电电容式的触摸检测动作的基本原理时，手指接触或者接近装置的状态的的说明图。图5是表示图4所示的手指接触或者接近装置的状态的等价电路的例子的示意图。然后，图6是表示非指示器未接触或者未接近装置的情况时的驱动信号以及触摸检测信号的波形的例子的图。参照图2至图6，对本实施方式的带有触摸检测功能的显示装置1中的触摸检测动作的基本原理进行说明。
作为本实施方式的带有触摸检测功能的显示装置1中的触摸检测动作的方式，是通过静电电容式而具体化的方式，例如，如图2以及图4所示，电容元件C1具备夹着电介质D相互相对配置的一对电极(驱动电极E1以及触摸检测电极E2)。如图3所示，电容元件C1其一端与交流信号 源S连接，另一端与电压检测器DET连接。电压检测器DET例如是图1所示的信号放大部42所包含的积分电路。
如果从交流信号源S对驱动电极E1施加规定的频率(例如数kHz～数百kHz左右的频率)的交流矩形波Sg，则通过与触摸检测电极E2侧连接的电压检测器DET，显出图6所示的输出波形即触摸检测信号Vdet。从交流信号源S输出的交流矩形波Sg相当于驱动电极驱动器14输出的触摸检测驱动信号Vcomt(后述)。另外，驱动电极E1相当于驱动电极COML，触摸检测电极E2相当于触摸检测电极TDL。
如图2所示，在手指未接触或者未接近触摸检测电极E2的状态下，随着对电容元件C1的充放电，如图3所示，与电容元件C1的静电容量相对应的电流I0流动。如图3所示的电压检测器DET将与交流矩形波Sg相对应的电流I0的变动转换为电压的变动(图6所示的实线的波形V0)。
另一方面，如图4所示，手指接触或者接近触摸检测电极E2的状态下，基于从驱动电极E1以及触摸检测电极E2的端部发出的电场的边缘电容被作为手指的电容元件C2吸收。其结果，电容元件C1由于电容元件C2的影响而作为电容值小于电容元件C1的电容值的电容元件C1a发挥作用。然后，随着对电容元件C1a的充放电，如图5所示，流动与电容元件C1a的电容值相对应的电流I1流动。图5所示的电压检测器DET将与交流矩形波Sg相对应的电流I1的变动转换为电压的变动(图6所示的虚线的波形V1)。
波形V1如图6所示与上述的波形V0相比振幅变小。据此，波形V0和波形V1的电压差分ΔV的绝对值|ΔV|随着从外部接近的指示器(手指、指示笔等)的影响而变化。此外，电压检测器DET为了精度良好地检测电压差分ΔV绝对值|ΔV|，更优选通过开关元件，根据交流矩形波Sg的频率，进行对储存于电容器的电荷放电的期间Reset进行设置的动作。
然后，A/D转换部43以适当的定时分别对从信号放大部42输出的绝对值|ΔV|的模拟信号进行抽样并转换为数字信号。信号处理部44进行将从A/D转换部43输出的绝对值|ΔV|的数据(数字信号)平均化的演算，例如，算出绝对值|ΔV|的平均值。据此，信号处理部44能够降低噪声对 绝对值|ΔV|的影响。然后，信号处理部44将算出的绝对值|△V|的平均值与规定的阈值电压Vth相比较，如果是该阈值电压Vth以上，则判定为指示器接触或者接近装置的状态，如果小于阈值电压Vth，则判定为指示器未接触或者未接近装置的状态。这样，能够进行触摸检测动作。
带有触摸检测功能的显示部10的构成例
图7是本实施方式的带有触摸检测功能的显示部的概略截面图。图8是示出本实施方式的带有触摸检测功能的显示部的液晶显示部中的像素排列的电路图。然后，图9是示出本实施方式的带有触摸检测功能的显示部的驱动电极以及触摸检测电极的构成例的立体图。参照图7至图9，对带有触摸检测功能的显示部10的构成例进行说明。
如图7所示，带有触摸检测功能的显示部10具备像素基板2、与像素基板2相对配置的相对基板3以及插入设置于像素基板2和相对基板3之间的液晶层6。
像素基板2具有作为电路基板的TFT基板21、以及作为在TFT基板21上配置为矩阵状并由ITO(Indium Tin Oxide、铟锡氧化物)等形成的透明电极的多个像素电极22。在TFT基板21形成有图8所示的各像素Pix的TFT(Thin Film Transistor、薄膜晶体管)元件Tr、向各像素电极22提供像素信号Vpix的像素信号线SGL、驱动各TFT元件Tr的扫描信号线GCL等的布线。图8所示的液晶显示部20具有排列为矩阵状的多个像素Pix。液晶显示部20如后所述是根据从栅极驱动器12输出的扫描信号Vscan依次逐一扫描一水平线进行显示动作的器件。
像素Pix具备TFT像素Tr以及液晶元件LC。TFT元件Tr的源极与像素信号线SGL连接，栅极与扫描信号线GCL连接，然后像素电极22与漏极连接。此外，作为液晶显示部，在纵向的电场中使用驱动液晶元件LC的液晶分子的液晶显示部时，在与像素电极22相对的位置配置驱动电极COML，在像素电极22和驱动电极COML之间配置液晶元件LC。另外，关于在横向的电场中驱动液晶分子的液晶显示部在变形例中说明。
如图8所示，像素Pix的TFT元件Tr通过扫描信号线GCL与属于液晶显示部20的同一行的其他像素Pix的TFT元件Tr连接，从栅极驱动器 12向扫描信号线GCL提供扫描信号Vscan。此外，像素Pix的TFT元件Tr通过像素信号线SGL与属于液晶显示部20的同一列的其他像素Pix的TFT元件Tr连接，从源极驱动器13向像素信号线SGL提供像素信号Vpix。并且，像素Pix通过驱动电极COML与属于液晶显示部20同一行的其他像素Pix连接，从驱动电极驱动器14向驱动电极COML提供驱动信号Vcom。此外，从驱动电极驱动器14向驱动电极COML施加交流矩形波形的驱动信号Vcom(后述的显示驱动信号Vcomd以及触摸检测驱动信号Vcomt)。
根据以上的液晶显示部20的构成执行显示动作时，通过栅极驱动器12对扫描信号线GCL根据扫描信号Vscan分时地依次扫描，依次选择一水平线。此外，在液晶显示部20，通过源极驱动器13对属于一水平线的像素Pix提供像素信号Vpix，逐一水平线执行显示动作。执行该显示动作时，驱动电极驱动器14对包含对应于一水平线的驱动电极COML的块施加显示驱动信号Vcomd。
相对基板3包括玻璃基板31、配设在玻璃基板31的液晶层6侧的面上的滤色器32以及配设在滤色器32的液晶层6侧的面上的多个驱动电极COML。并且，相对基板3包括配设在玻璃基板31的与液晶层6侧相反侧的面上的多个触摸检测电极TDL、以及配设于触摸检测电极TDL的与液晶层6侧相反侧上的偏光板35。图9所示的触摸检测器件30包含设置于相对基板3的、并列设置为条状的多个驱动电极COML以及与驱动电极COML相对且在与驱动电极COML交叉的方向上并列设置为条状的多个触摸检测电极TDL。触摸检测器件30是如后所述根据从驱动电极驱动器14输出的触摸检测驱动信号Vcomt，依次逐一扫描块并进行触摸检测动作的器件。
滤色器32规则地排列例如红(R)、绿(G)以及青(B)的三色滤色器层，R、G以及B三色中的任一个与上述图8所示的各像素Pix相关联。
驱动电极COML作为液晶显示部20的公共驱动电极发挥功能，并作为触摸检测器件30的驱动电极发挥作用。通过使用这样的构成，能够实 现带有触摸检测功能的显示部10的薄型化，且容易使液晶显示部20和触摸检测器件30同步。一个驱动电极COML配置为与构成一行的多个像素电极22相对。
触摸检测电极TDL分别与触摸检测部40的信号放大部42连接，在与驱动电极COML的各交叉部分形成静电电容。
利用以上这种触摸检测器件30的构成执行触摸检测动作时，通过驱动电极驱动器14根据触摸检测驱动信号Vcomt分时地依次扫描后述的块A1以至An并驱动，依次选择被触摸检测的块。然后，触摸检测部40由触摸检测电极TDL输入触摸检测信号Vdet，判断选择的块有无触摸检测。即，触摸检测器件30以及触摸检测部40根据上述触摸检测动作的基本原理执行触摸检测动作。
液晶层6是配置了液晶元件LC的层，是根据电场的状态使通过的光旋光或者双折射等的层。作为液晶层6中的液晶的驱动方式可以使用例如纵电场模式，更具体而言，可以使用TN(Twisted Nematic：扭曲向列)模式、VA(Virtical Alignment：垂直配向)模式、或者OCB(Optically Compensated Bend：光学补偿弯曲)模式等各种驱动方式。
另外，在液晶层6与像素基板2之间以及液晶层6与相对基板3之间分别配设未图示的取向膜。此外，在像素基板2的与配设有多个像素电极22的面侧相反侧的面上配设有未图示的入射侧偏光板。
整体动作的概要
图10A是表示本发明的实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置的显示动作期间和触摸检测期间的关系的图。参照图10A说明本实施方式涉及的带有触摸检测功能的显示装置1的整体动作的概要。
如图10A所示，一帧期间(1F)由显示动作期间Pd以及触摸检测期间Pt构成。即，触摸检测期间Pt配置在显示动作中的垂直消隐期间。带有触摸检测功能的显示装置1在显示动作期间Pd执行带有触摸检测功能的显示部10上的画面GS(参照后述的图11至图13)中的显示动作，在触摸检测期间Pt执行画面GS中的触摸检测动作。即，带有触摸检测功能的显示装置1分时交替地重复执行显示动作期间Pd中的显示动作以及触 摸检测期间Pt中的触摸检测动作。此外，带有触摸检测功能的显示装置1在各显示动作期间Pd对画面GS执行一个画面份的显示动作，在各触摸检测期间Pt对画面GS执行一个画面份的触摸检测动作。另外，可以如图10A所示，在各一帧期间分别各设置一次显示动作期间Pd以及触摸检测期间Pt，或者也可以如图10B所示，在各一帧期间分别设置多次显示动作期间Pd以及触摸检测期间Pt。
首先，控制部11根据从外部输入的影像信号Vdisp，对栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14以及触摸检测部40分别输出控制信号，进行控制使其相互同步动作。此外，控制部11控制显示动作期间Pd中的显示动作以及触摸检测期间Pt中的触摸检测动作的分时执行。
栅极驱动器12在显示动作期间Pd对液晶显示部20的规定条数的扫描信号线GCL输出扫描信号Vscan，依次选择在液晶显示部20配设为矩阵状的像素Pix中作为显示动作对象的一水平线。此外，源极驱动器13在显示动作期间Pd，经由像素信号线SGL对由栅极驱动器12选择的构成一水平线的各像素Pix输出像素信号Vpix。在这些像素Pix中，根据提供的像素信号Vpix执行一水平线的显示动作。然后，驱动电极驱动器14在显示动作期间Pd，对由栅极驱动器12选择的一水平线所对应的规定条数的驱动电极COML构成的块A1至An(参照后述的图11至图13)依次施加显示驱动信号Vcomd。这样，带有触摸检测功能的显示部10在显示动作期间Pd，根据由栅极驱动器12、源极驱动器13以及驱动电极驱动器14输出的各信号，执行显示动作。
此外，驱动电极驱动器14在触摸检测期间Pt，通过对由规定条数的驱动电极COML构成的模块A1至An依次施加触摸检测驱动信号Vcomt，依次选择被触摸检测的块。触摸检测器件30的触摸检测电极TDL输出由施加于驱动电极COML的触摸检测驱动信号Vcomt产生的触摸检测信号Vdet。信号放大部42在触摸检测期间Pt检测从触摸检测电极TDL输出的触摸检测信号Vdet并放大，除去触摸检测信号Vdet所含的高频率成分(噪声成分)。A/D转换部43在触摸检测期间Pt对从信号放大部42输出的模拟信号分别进行抽样并转换为数字信号。具体而言，A/D转换部43按照 与触摸检测驱动信号Vcomt同步的定时、或者高于该定时的频率的抽样频率，对从信号放大部42输出的模拟信号进行抽样并转换为数字信号。信号处理部44在触摸检测期间Pt根据从A/D转换部43输出的数字信号，判定触摸检测器件30有无触摸检测。坐标提取部45在触摸检测期间Pt，在由信号处理部44进行触摸检测的情况下，根据从信号处理部44输入的数字信号，导出触摸检测的区域中的信号值(后述)。接着，坐标提取部45根据由该信号值形成的三维波形，导出视为在画面GS用户意图的接触点或者接近点的坐标(靶点)以及指示器的轴方向。然后，坐标提取部45作为输出信号Out输出导出的靶点的坐标数据以及指示器的轴向数据。检测定时控制部47进行控制，使信号放大部42、A/D转换部43、信号处理部44、坐标提取部45以及噪声检测部46同步动作。这样，带有触摸检测功能的显示部10以及触摸检测部40在触摸检测期间Pt，根据从触摸检测电极TDL输出的触摸检测信号Vdet执行触摸检测动作。
另外，带有触摸检测功能的显示装置1是在各期间执行有关画面GS的一个画面份的动作的装置，然而并不限定于此。例如，带有触摸检测功能的显示装置1还可以是执行画面GS的一个画面份以上或者一个画面份以下的动作的装置。
此外，在执行触摸检测动作的触摸检测期间Pt，不对液晶显示部20输出用于执行显示动作的各种信号(扫描信号Vscan以及像素信号Vpix)。因而，在触摸检测期间Pt，配设于像素基板2的未图示的扫描信号线GCL以及像素信号线SGL成为浮动状态或者被施加直流电位的状态。据此，能够降低噪声通过寄生电容从扫描信号线GCL以及像素信号线SGL向触摸检测电极TDL传播的可能性。即，在本实施方式涉及的带有触摸检测功能的显示装置1能够降低内部噪声对触摸检测动作的影响。
显示动作期间Pd中的显示动作
图11至图13是表示本发明的实施方式1的驱动电极驱动器的动作例的图。图14是表示本发明的实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置的显示动作期间中的各信号定时的例子的图。参照图11至图14，对 本实施方式涉及的带有触摸检测功能的显示装置1的显示动作期间Pd中的显示动作进行说明。
图14示出显示驱动信号Vcomd的波形、扫描信号Vscan的波形以及像素信号Vpix的波形。此外，图14示出通过线反转驱动实现显示动作期间Pd中的显示动作的情况的例子。以下对将画面GS的块A1至An中特定的块A1作为驱动对象的情况进行说明。此外，图14所示的i示出形成为矩阵状的像素Pix中特定的行(第i行)的一水平线。
在定时t1，驱动电极驱动器14对属于块A1的驱动电极COML施加显示驱动信号Vcomd，使其电平从低电平变化为高电平。使一水平期间(1H)从该显示驱动信号Vcomd的电平的变化点开始。
接着，在定时t2，栅极驱动器12对与块A1所包含的第(i-1)行的一水平线的多个像素Pix相对应的扫描信号线GCL施加扫描信号Vscan，使其电平从低电平向高电平变化。此外，在相同定时t2，源极驱动器13对像素信号线SGL施加像素信号Vpix，使其电平从高电平向低电平变化，使第(i-1)行的一水平线的多个像素Pix中的显示动作开始。
接着，在定时t3，栅极驱动器12使对与第(i-1)行的一水平线的多个像素Pix相对应的扫描信号线GCL施加的扫描信号Vscan的电平从高电平向低电平变化。据此，第(i-1)行的一水平线的多个像素Pix中的显示动作结束。
接着，在定时t11，驱动电极驱动器14对属于块A1的驱动电极COML施加显示驱动信号Vcomd，使其电平从高电平向低电平变化。据此，一水平期间(1H)结束，下一个一水平期间(1H)开始。
接着，在定时t12，栅极驱动器12对块A1所包含的第i行的一水平线的多个像素Pix所对应的扫描信号线GCL施加扫描信号Vscan，使其电平从低电平向高电平变化。此外，在相同定时t12，源极驱动器13对像素信号线SGL施加像素信号Vpix，使其电平从低电平向高电平变化，使第i行的一水平线的多个像素Pix中的显示动作开始。另外，在本实施方式中，带有触摸检测功能的显示装置1由于通过线反转驱动执行显示动作， 因此源极驱动器13施加的像素信号Vpix与之前紧邻的一水平期间(1H)进行比较，其极性反转。
接着，在定时t13，栅极驱动器12使施加于与第i行的一水平线的多个像素Pix相对应的扫描信号线GCL的扫描信号Vscan的电平从高电平向低电平变化。据此，第i行的一水平线的多个像素Pix中的显示动作结束。
本实施方式涉及的带有触摸检测功能的显示装置1通过反复进行以上动作，执行画面GS的块A1中的显示动作。然后，如上所述，带有触摸检测功能的显示装置1通过使被施加有显示驱动信号Vcomd的块从块A1向下侧依次移动，同时对各块A1至An执行上述的显示动作，从而对整个画面GS执行显示动作。
触摸检测期间Pt中的触摸检测动作
图15是表示本发明的实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置的触摸检测期间中的各信号定时的例子的图。参照图1以及图15，对本实施方式涉及的带有触摸检测功能的显示装置1的触摸检测期间Pt中的触摸检测动作进行说明。
图15示出触摸检测驱动信号Vcomt的波形、触摸检测信号Vdet的波形。以下，对将画面GS的块A1至An中特定的模块A1作为驱动对象的情况进行说明。
驱动电极驱动器14对属于块A1的驱动电极COML施加触摸检测驱动信号Vcomt。该触摸检测驱动信号Vcomt的频率优选高于显示动作期间Pd中的显示驱动信号Vcomd的频率。
对属于块A1的驱动电极COML施加的触摸检测驱动信号Vcomt通过静电电容传输至触摸检测电极TDL，触摸检测信号Vdet发生变化。
接着，A/D转换部43按照与触摸检测驱动信号Vcomt同步的抽样定时ts(或者高于该抽样定时ts的频率的抽样频率)，将由信号放大部42放大的触摸检测信号Vdet的模拟信号进行A/D转换。
这样，使触摸检测期间Pt中的触摸检测驱动信号Vcomt的频率高于显示动作期间Pd中的显示驱动信号Vcomd的频率，且A/D转换部43对 触摸检测信号Vdet以与触摸检测驱动信号Vcomt同步的抽样定时ts(或者高于该抽样定时ts的频率的抽样频率)进行抽样。据此，对块A1施加显示驱动信号Vcomd，与以同步于该显示驱动信号Vcomd的定时对触摸检测信号Vdet进行抽样的情况进行比较，由于以高频率进行抽样，因此进行多次的抽样，能够降低噪声成分。因而，例如即使在外部噪声传播至触摸检测器件30的情况下，也能够降低起因于该外部噪声且在A/D转换部43的输出中出现的噪声成分。即，在带有触摸检测功能的显示装置1中，能够降低外部噪声对触摸检测动作的影响。
接着，信号处理部44根据由A/D转换部43进行A/D转换而输出的数字信号，判定触摸检测器件30有无触摸检测。判定有无该触摸检测的方法例如如图6所述，根据阈值进行判定。
另外，对画面GS分割的块A1至An的数量，在显示动作期间Pd的情况和触摸检测期间Pt的情况下可以不是相同数。
触摸检测期间Pt中的靶点以及指示器的方向的导出动作
图16是表示本发明的实施方式1的手指接触或者接近带有触摸检测功能的显示部时由检测的信号形成的三维波形的例子的图。图17是表示在本发明的实施方式1的带有触摸检测功能的显示部上的触摸点使手指的轴方向旋转的状态的图。然后，图18是表示在本发明的实施方式1的带有触摸检测功能的显示部上的触摸点使手指的轴方向向下侧、左侧、上侧以及右侧变化时检测到的三维波形的例子的图。
在如上述图9所示的驱动电极COML(相当于图2所示的驱动电极E1)和触摸检测电极TDL(图2所示的触摸检测电极E2)之间存在静电电容(相当于图2所示的电容元件C1的静电电容)。如果驱动电极驱动器14对驱动电极COML施加触摸检测驱动信号Vcomt，则随着该施加在触摸检测电极TDL显出触摸检测信号Vdet的电位。据此，在驱动电极COML和触摸检测电极TDL之间产生电场，该电场由从驱动电极COML指向触摸检测电极TDL的方向的电力线表示。另外，通过使对驱动电极COML施加的触摸检测驱动信号Vcomt的极性反转，而使电力线的方向反转。
如图16所示，如果手指50接触或者接近带有触摸检测功能的显示部10的表面，则作为驱动电极COML和触摸检测电极TDL之间的电力线的一部分的电力线70被手指50吸收。其结果，驱动电极COML和触摸检测电极TDL之间的电场的大小变小，即，在触摸检测电极TDL检测的触摸检测信号Vdet的电位的绝对值变小(相当于图6的波形V1)。此现象如图4以及图5所示，与以下内容的现象相同。相对的驱动电极COML以及触摸检测电极TDL中的边缘电容被作为电容元件C2的手指50吸收。其结果，由相对的驱动电极COML以及触摸检测TDL形成的电容元件C1由于作为电容元件C2的手指50的影响，而作为电容值小于电容元件C1的电容值的电容元件C1a发挥作用。然后，对应于电容元件C1a的电容值的电流I1流入的结果是检测的触摸检测信号Vdet的电位的绝对值变小。
在此，将手指50未接触或者未接近带有触摸检测功能的显示部10的状态下检测的触摸检测信号Vdet的电位(图6的波形V0)和手指50接触或者接近带有触摸检测功能的显示部10的状态下检测的触摸检测信号Vdet的电位(图6的波形V1)的差作为“信号值”。在此，波形V0的电位和波形V1的电位的差可以是图6或者图15所示的触摸检测信号Vdet的矩形波中规定期间中矩形波向上升起的部分的电位的平均值的差，可以将这些差作为“信号值”。具体而言，在触摸检测区间Pt，作为模拟信号的触摸检测信号Vdet由A/D转换部43进行A/D转换，根据该A/D转换后的数字信号，坐标提取部45导出信号值。
接着，坐标提取部45导出手指50接触或者接近带有触摸检测功能的显示部10的结果、触摸检测的区域的各坐标中的信号值，导出如图16所示的由信号值形成的三维波形60。在此，为了方便，图16中的“x轴”表示图9所示的驱动电极COML的延伸方向的位置，“y轴”表示与x轴成直角的方向或者图9所示的触摸检测电极TDL的延伸方向的位置，并且“z轴”表示信号值的大小。图17示出在带有触摸检测功能的显示部10的表面上，以手指50接触或者接近的点即触摸点51为中心，使手指50以手指50的轴方向的手指50的根部侧的方向在纸平面中朝向下侧、左侧、上侧然后右侧的方式移动的状态。然后，图18示出在手指50的轴方 向处于上述各状态的情况下的、由坐标提取部45导出的信号值的三维波形的x轴方向观察的波形图以及y轴方向观察的波形图。具体而言，三维波形62a是手指50的根部侧的方向为下侧时的y轴方向观察的三维波形，三维波形62b是手指50的根部侧的方向为下侧时的x轴方向观察的三维波形。此外，三维波形63a是手指50的根部侧的方向为左侧时的y轴方向观察的三维波形，三维波形63b是手指50的根部侧的方向为左侧时的x轴方向观察的三维波形。此外，三维波形64a是手指50的根部侧的方向为上侧时的y轴方向观察的三维波形，三维波形64b是手指50的根部侧的方向为上侧时的x轴方向观察的三维波形。然后，三维波形65a是手指50的根部侧的方向为右侧时的y轴方向观察的三维波形，三维波形65b是手指50的根部侧的方向为右侧时的x轴方向的三维波形。
图18所示的三维波形中三维波形64a以及三维波形64b所对应的手指50的根部侧为向上侧方向的状态与其他状态的手指50的根部侧的方向进行比较，手指50的轴方向为接近于垂直方向的状态。这样，手指50的轴方向接近于垂直的情况与其他手指50的状态进行比较，手指50的根部部分位于离开触摸检测功能的显示部10的表面的位置。因此，由于被手指50吸收的驱动电极COML和触摸检测电极TDL之间的电力线的量变小，因此信号值也变小。因而，如图18所示，由该信号值构成的三维波形64a(64b)的z轴方向的大小与其他三维波形相比变小。
图19是表示手指接触或者接近本发明的实施方式1的带有触摸检测功能的显示部时，对应于手指的各轴方向的角度检测到的三维波形的图。图20是第一阈值以上的三维波形部分的体积重心的说明图。图21是第二阈值以上的三维波形部分的体积重心的说明图。然后图22是连接基于第一阈值的重心和基于第二阈值的重心的直线以及靶点的说明图。
如图19所示，对导出的信号值的三维波形，坐标提取部45利用相对于三维波形中的信号值的最大值的规定比值即第一阈值以及第二阈值将三维波形切成圆片。
具体而言，坐标提取部45利用z轴值为第一阈值且平行于xy平面的面以及z轴值为第二阈值且平行于xy平面的面将三维波形切成圆片。第 一阈值以及第二阈值可以为相对于信号值的最大值的任意比例的值，但是第一阈值＜第二阈值，例如第一阈值为三维波形的信号值的最大值的20％的值，第二阈值为最大值的80％的值。图19示出将手指50的轴方向向纸平面右侧倾斜时的三维波形61a、将手指50的轴方向大致垂直时的三维波形61b以及将手指50的轴方向向纸平面左侧倾斜时的三维波形61c，并示出将各三维波形利用第一阈值以及第二阈值切成圆片的状态。
接着，如图20所示，坐标提取部45将导出的三维波形60利用第一阈值切成圆片，算出第一阈值以上的三维波形部分即三维波形部分60a的体积重心即体积重心G1a。然后，坐标提取部45算出将体积重心G1a投影至利用第一阈值将三维波形部分60a切成圆片后的剖面90a的点，即从体积重心G1a对剖面90a下降的垂线和剖面90a的交点。为了方便，将算出的该交点称为重心G1。
同样，如图21所示，坐标提取部45将三维波形60利用第二阈值切成圆片，算出第二阈值以上的三维波形的部分即三维波形部分60b的体积重心即体积重心G2a。然后，坐标提取部45算出将体积重心G2a投影至利用第二阈值将三维波形部分60b切成圆片后的剖面90b的点，即从体积重心G2a对剖面90b下降的垂线与剖面90b的交点，将该交点称为重心G2。
然后，如图22所示，坐标提取部45导出连接根据第一阈值算出的重心G1和根据第二阈值算出的重心G2的直线80，判定该直线80为手指50(指示器)轴方向。此外，坐标提取部45导出直线80和z＝0的xy平面的交点，将该交点的坐标(xy坐标)判定为视为带有触摸检测功能的显示部10的画面上用户意图的接触点或者接近点的靶点TP的坐标(指示坐标)。此外，坐标提取部45将导出的靶点TP的坐标数据以及手指50(指示器)的轴方向数据(直线80)作为输出信号Out输出，其中，将坐标数据对输入影像信号Vdisp的控制部11输出。然后，控制部11执行基于坐标数据的显示动作。
如上所述，本实施方式涉及的带有触摸检测功能的显示装置1对导出的信号值并非如上述专利文献1所述进行三值化，而是根据反映触摸检测 的区域中的全部各信号值的三维波形导出指示器的轴方向，并导出靶点TP的坐标。因而，带有触摸检测功能的显示装置1能够将导出的直线80视为实际指示器的轴方向，能够使根据该轴方向导出的靶点TP的坐标近似于用户意图的接触点或者接近点。因而，与专利文献1所述进行三值化的情况相比较，能够使用户在画面上的触摸动作的操作精度提高。
此外，本实施方式涉及的带有触摸检测功能的显示装置1在基于触摸检测的区域中的信号值的三维波形中，并非使用规定的固定值的阈值而是使用相对于信号值的最大值的规定比例的值作为阈值。因而，即使指示器(手指50等)在任意方向，带有触摸检测功能的显示装置1都能够将相对于信号值的最大值的规定比例的值作为阈值，导出指示器的轴方向以及靶点TP的坐标。例如，在图18所示的三维波形中，与其他三维波形相比，即使对信号值小的三维波形64a(64b)也能够导出指示器的轴方向以及靶点TP的坐标。
另外，如上所述，坐标提取部45仅通过触摸检测到的各坐标中的信号值导出三维波形，然而并不限定于此。即，利用信号处理部44在特定的坐标进行触摸检测时，坐标提取部45可以导出触摸检测的坐标附近的信号值，并导出三维波形。也就是说，不必在与构成三维波形的信号值相对应的全部坐标进行触摸检测，可以在与构成三维波形的信号值相对应的坐标中的至少一部分进行触摸检测。
此外，坐标提取部45判定连接重心G1和重心G2的直线80为指示器的轴方向，然而并不限定于此，还可以判定连接体积重心G1a和体积重心G2a的直线为指示器的轴方向。
此外，具有如下效果：将上述的触摸检测期间Pt中的块A1至An的分割数分割地越细，则可导出的靶点TP的坐标的分辨率越提高，从而能够提高坐标导出的精度。
触摸检测期间Pt中的显示图像旋转动作
图23是表示随着本发明的实施方式1的带有触摸检测功能的显示部上的触摸点中的手指的轴方向的旋转而图像进行旋转的动作的图。参照图23，对在带有触摸检测功能的显示部10上的触摸点51使手指50的轴方 向旋转的情况下，画面GS显示的图像进行旋转的动作进行说明。另外，使触摸点51中的手指50的轴方向旋转的动作与图17中说明的动作相同。
如上所述，坐标提取部45将靶点TP的坐标数据以及手指50(指示器)的轴方向数据(图22所示的直线80)作为输出信号Out输出，其中，将轴方向数据对输入影像信号Vdisp的控制部11输出。控制部11根据由坐标提取部45输入的轴方向数据(直线80)求出直线80在xy平面的投影线81，算出以靶点TP为起点的投影线81与x轴的正方向所成的角度θ。然后，控制部11根据影像信号Vdisp，使画面GS所显示的显示图像以对应于算出的角度θ的角度旋转并显示。另外，角度θ以x轴的正方向为基准，但并不限定于此。
例如，如图23所示，手指50的轴方向中的手指50的根部侧的方向处于下侧时，手指50的轴方向的投影线和x轴正方向所成的角度θ为θ＝270°(-90°)，画面GS中的显示图像95a以通常的角度显示。接着，移动手指50(做手势(ジェスチャ))，使基于手指50的轴方向的角度θ从θ＝270°的位置变成θ＝180°(左侧)时，控制部11使画面GS显示的显示图像95a向右旋转90°后显示显示图像95b。接着，移动手指50(做手势)，使基于手指50的轴方向的角度θ从θ＝180°的位置变成θ＝90°(上侧)时，控制部11使画面GS所显示的显示图像95b向右旋转90°后显示显示图像95c。接着，移动手指50(做手势)，使基于手指50的轴方向的角度θ从θ＝90°的位置变成θ＝0°(右侧)时，控制部11使画面GS显示的显示图像95c向右旋转90°后显示显示图像95d。然后，移动手指50(做手势)，使基于手指50的轴方向的角度θ从θ＝0°的位置变成θ＝270°(-90°)(下侧)时，控制部11使画面GS显示的显示图像95d向右旋转90°后显示通常角度的显示图像95a。
以上的动作是以将画面GS所显示的显示图像向右方向旋转一次时的动作为例而示出的动作，当然也可以向左方向旋转，根据指示器的轴方向，能够使显示图像以任意角度且向任意方向进行旋转。
如上所述，本实施方式涉及的带有触摸检测功能的显示装置1根据导出的指示器的轴方向数据求出投影线，对应于伴随着指示器的做手势的投 影线的角度变动，使画面GS所显示的显示图像旋转。即，带有触摸检测功能的显示装置1能够根据一根指示器的轴方向使显示图像以任意角度且向任意方向旋转显示，并非根据一次做手势物理性地限制显示图像的旋转角度。
另外，如上所述，控制部11根据从坐标提取部45输入的轴方向数据求出投影线，算出该投影线与x轴的正方向所成的角度θ，然而并不限定于此。即，触摸检测部40的坐标提取部45可以根据导出的轴方向数据算出角度θ，向控制部11输出该角度θ的数据。
此外，伴随着指示器的轴方向的旋转动作(做手势)的显示图像的旋转动作不是在任何定时都适用，在存在使显示图像旋转动作的需要的规定画面显示状态的情况下(例如，在画面显示摄像图像数据的情况下等)适用即可。
此外，伴随着指示器的轴方向的旋转动作(做手势)，使显示图像进行了旋转动作，还可以使显示影像进行旋转动作。
变形例
图24是本发明的实施方式1的变形例涉及的带有触摸检测功能的显示部的概略截面图。
上述带有触摸检测功能的显示装置1的带有触摸检测功能的显示部10作为液晶层6中的驱动方式使用TN模式、VA模式或者OCB模式等，取而代之，可以如图24所示的带有触摸检测功能的显示装置1a(参照图1)的带有触摸检测功能的显示部10a那样使用横电场模式的液晶驱动方式。作为横电场模式可以使用IPS(In Plane Switching：面内开关)模式或者FFS(Fringe Field Switching：边缘场开关)模式等驱动方式。图24所示的带有触摸检测功能的显示部10a具有将液晶层6a夹持于像素基板2a与相对基板3a之间的构成。带有触摸检测功能的显示部10a与图7所示的带有触摸检测功能的显示部10不同，兼用于显示动作用以及触摸检测动作用两者的驱动电极COML配设于TFT基板21的液晶层6a侧的面，构成像素基板2a的一部分。在驱动电极COML的液晶层6a侧隔着绝缘层23配设有像素电极22。此时，驱动电极COML与触摸检测电极TDL之 间的、包括液晶层6a的全部部件对电容元件C1的形成起作用。液晶层6a具有根据电场的状态而调制通过其中的光的作用。其他各部分的构成以及功能与图7所示的带有触摸检测功能的显示部10相同。
如上所述，通过图24所示的带有触摸检测功能的显示部10a的构成能够得到上述本实施方式的效果。
另外，图7所示的带有触摸检测功能的显示部10以及图24所示的带有触摸检测功能的显示部10a是所谓使液晶显示部20以及触摸检测器件30一体化的嵌入式，然而并不限定于此。例如，还可以是在液晶显示部安装静电电容型的触摸检测器件的构成。在该构成的情况下，液晶显示部20以及触摸检测器件30并非共有驱动电极的构成，而是液晶显示部以及触摸检测器件各自配设驱动电极(第一驱动电极以及第二驱动电极)的构成。此时同样，通过采用上述动作也能够得到同样的效果。在此，配设于上述液晶显示部的驱动电极相当于本发明的“第一驱动电极”，配设于触摸检测器件的驱动电极相当于本发明的“第二驱动电极”。
2.实施方式2
电子设备的构成
图25至图37是表示对本发明的实施方式2涉及的电子设备应用带有触摸检测功能的显示装置时的构成的图。实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置1以及带有触摸检测功能的显示装置1a能够应用于电视机装置、数字照相机、摄像机、笔记本式个人计算机、便携式电话以及信息便携式终端等所有领域的电子设备。也就是说，实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置1以及带有触摸检测功能的显示装置1a能够应用于将从外部输入的影像信号或者在内部生成的影像信号作为图像或者影像显示的所有领域的电子设备。这样的电子设备具备执行与由带有触摸检测功能的显示装置检测到的操作相对应的处理、且对带有触摸检测功能的显示装置提供影像信号的控制装置。参照图25至图37，对在具体的电子设备应用带有触摸检测功能的显示装置的构成进行说明。
图25是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的电视机装置中应用带有触摸检测功能的显示装置的例子的图。图25所示的作为电 子设备的电视机装置具有包含前面板511以及滤光玻璃512的影像显示画面部510，该影像显示画面部510由实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置1以及带有触摸检测功能的显示装置1a构成。
图26是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的数码照相机中应用带有触摸检测功能的显示装置的例子的图，是该数码照相机的前面立体图，图27是该数码照相机的背面立体图。作为图26以及图27所示的电子设备的数码照相机具有闪光用的发光部521、显示部522、菜单开关523以及快门按钮524，显示部522由实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置1以及带有触摸检测功能的显示装置1a构成。
图28是表示在本发明的实施方式2涉及的作为电子设备的摄像机中应用带有触摸检测功能的显示装置的例子的图。作为图28所示的电子设备的摄像机具有主体部531、设置于主体部531的前方侧面的被摄物拍摄用的透镜532、拍摄开始用以及停止用的启动/停止开关533以及显示部534。显示部534由实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置1以及带有触摸检测功能的显示装置1a构成。
图29是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的笔记本式个人计算机中应用带有触摸检测功能的显示装置的例子的图。图29所示的作为电子设备的笔记本式个人计算机具有主体541、用于文字等的输入操作的键盘542以及显示图像的显示部543。显示部543由实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置1以及带有触摸检测功能的显示装置1a构成。
图30是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的便携式电话中应用带有触摸检测功能的显示装置的例子的图，是打开上侧框体和下侧框体的状态的主视图。图31是该便携式电话中打开上侧框体和下侧框体的状态的侧视图。并且，图32至图36分别是在该便携式电话中关闭上侧框体和下侧框体的状态的主视图、左侧视图、右侧视图、连接部侧的侧视图以及开关部侧的侧视图。图30至图36所示的作为电子设备的便携式电话由连接部553连接上侧框体551和下侧框体552，具有显示器554、副显示器555、闪光灯556以及照相机557。显示器554或者副显示器555 由实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置1以及带有触摸检测功能的显示装置1a构成。
图37是表示在作为本发明的实施方式2涉及的电子设备的信息便携式终端中应用带有触摸检测功能的显示装置的例子的图。作为图37所示的电子设备的信息便携式终端是作为便携式计算机、多功能便携式电话、可语音通话的便携式计算机或者可通信的便携式计算机进行动作的、被称作所谓智能电话或者平板终端的信息便携式终端。该信息便携式终端具有框体561以及配置于框体的表面的显示部562。显示部562由实施方式1涉及的带有触摸检测功能的显示装置1以及带有触摸检测功能的显示装置1a构成。
此外，实施方式并不受上述内容限定，上述实施方式的构成要素可以包含本领域技术人员能够容易地想到的内容、实质上相同的内容、所谓的均等的范围的内容。
符号说明
1 带有触摸检测功能的显示装置，1a 带有触摸检测功能的显示装置，
2 像素基板，2a 像素基板，3 相对基板，3a 相对基板，6 液晶层，
6a 液晶层，10 带有触摸检测功能的显示部，
10a带有触摸检测功能的显示部，11 控制部，12 栅极驱动器，
13 源极驱动器，14 驱动电极驱动器，20 液晶显示部，21 TET基板，
22 像素电极，23 绝缘层，30 触摸检测器件，31 玻璃基板，
32 滤色器，35 偏光板，40 触摸检测部，42 信号放大部，
43A/D转换部，44 信号处理部，45 坐标提取部，46 噪声检测部，
47 检测定时控制部，50 手指，51 触摸点，60 三维波形，
60a 三维波形部分，60b 三维波形部分，61a 三维波形，61c 三维波形，
62a三维波形，62b 三维波形，63a 三维波形，63b 三维波形，
64a 三维波形，64b 三维波形，65a 三维波形，65b三维波形，
70 电力线，80 直线，81 投影线，90a 剖面，90b 剖面，95a 显示图像，
95b 显示图像，95c 显示图像，95d 显示图像，510 影像显示画面部，
511 前面板，512 滤光玻璃，521 发光部，522 显示部，523 菜单开关，
524 快门按钮，531 主体部，532 透镜，533 启动/结束开关，
534 显示部，541 主体，542 键盘，543 显示部，551 上侧框体，
552 下侧框体，553 连接部，554 显示器，555 副显示器，
556 闪光灯，557 照相机，561 框体，562 显示部，A1～An块，
C1 电容元件，C1a 电容元件，C2 电容元件，COML 驱动电极，
D 电介质，DET 电压检测器，E1 驱动电极，E2 触摸检测电极，
G1 重心，G2 重心，G1a 体积重心，G2a 体积重心，GCL 扫描信号线，
GS 画面，I0 电流，I1 电流，I2 电流，LC 液晶元件，Out 输出信号，
Pd 显示动作期间，Pix 像素，Pt 触摸检测期间，Reset 期间，
S 交流信号源，Sg 交流矩形波，SGL 像素信号线，t1～t3 定时，
t11～t13 定时，TDL 触摸检测电极，TP 靶点，Tr TFT元件，
ts 抽样定时，V0、V1 波形，Vcom 驱动信号，
Vcomd 显示驱动信号，Vcomt 触摸检测驱动信号，
Vdet 触摸检测信号，Vdisp 影像信号，Vpix 像素信号，
Vscan 扫描信号，Vth 阈值电压，θ 角度。

Claims (13)

1.一种触摸检测装置，其特征在于，
具有：
多个触摸检测电极；
多个驱动电极，与该触摸检测电极相对配置，在该驱动电极与该触摸检测电极之间形成静电电容；
动作驱动部，在触摸检测动作时，对所述驱动电极施加触摸检测驱动信号，所述触摸检测动作用于检测指示器是否接触或者接近；以及
触摸检测部，根据所述触摸检测驱动信号检测在所述触摸检测电极出现的触摸检测信号，
所述触摸检测部在根据检测自所述触摸检测电极的所述触摸检测信号执行的所述触摸检测动作时，
在检测到所述指示器接触或者接近的情况下，在该指示器接触或者接近的坐标以及该坐标的附近，根据所述触摸检测信号导出信号值，
并导出以该信号值的大小为高度方向的三维波形，
在该三维波形中，所述触摸检测部导出连接基于所述高度方向的第一阈值以上的三维波形部分的体积的重心和基于不同于所述高度方向的所述第一阈值的第二阈值以上的三维波形部分的体积的重心的直线，根据该直线检测所述指示器是否接触或者接近。
2.根据权利要求1所述的触摸检测装置，其特征在于，
所述触摸检测部判定所述直线为所述指示器的轴方向。
3.根据权利要求1所述的触摸检测装置，其特征在于，
在所述触摸检测动作时，所述触摸检测部以所述直线与所述高度方向的长度大致为0并垂直于该高度方向的平面相交的点的坐标为所述指示器的接触点或者接近点的指示坐标。
4.根据权利要求1所述的触摸检测装置，其特征在于，
所述第一阈值以及所述第二阈值是相对于构成所述三维波形的所述信号值的最大值的规定比例的值。
5.根据权利要求1所述的触摸检测装置，其特征在于，
基于所述第一阈值以上的三维波形部分的体积的重心是在所述三维波形被所述高度方向的大小为所述第一阈值并垂直于所述高度方向的平面截断时的剖面上，将所述第一阈值以上的三维波形部分的体积重心在所述高度方向投影的点，
基于所述第二阈值以上的三维波形部分的体积的重心是在所述三维波形被所述高度方向的大小为所述第二阈值并垂直于所述高度方向的平面截断时的剖面上，将所述第二阈值以上的三维波形部分的体积重心在所述高度方向投影的点。
6.根据权利要求1所述的触摸检测装置，其特征在于，
基于所述三维波形部分的体积的重心为该体积的体积重心。
7.根据权利要求1所述的触摸检测装置，其特征在于，
在所述触摸检测动作时，所述触摸检测部将基于所述指示器未接触或者未接近的情况下检测自所述触摸检测电极的所述触摸检测信号的值与基于所述指示器接触或者接近的情况下检测自所述触摸检测电极的所述触摸检测信号的值的差作为所述信号值。
8.一种带有触摸检测功能的显示装置，其特征在于，
具有：
权利要求1所述的触摸检测装置；
多个像素电极，被施加有用于使像素进行显示动作的像素信号；
显示驱动部，对该像素电极施加所述像素信号并执行所述显示动作；以及
控制部，控制所述动作驱动部以及所述显示驱动部，
在所述显示动作时，所述动作驱动部对所述驱动电极施加与所述像素信号同步的显示驱动信号。
9.根据权利要求8所述的带有触摸检测功能的显示装置，其特征在于，
在所述触摸检测动作时，所述控制部根据由所述触摸检测部导出的所述直线的方向使在所述显示动作中显示的图像或者影像进行旋转动作。
10.根据权利要求9所述的带有触摸检测功能的显示装置，其特征在于，
在所述触摸检测动作时，所述触摸检测部以所述直线与所述高度方向的长度大致为0并垂直于该高度方向的平面相交的点的坐标为所述指示器的接触点或者接近点的指示坐标，
在所述触摸检测动作时，所述控制部
求出由所述触摸检测部导出的所述直线在垂直于所述高度方向的平面的投影线，
并根据从以所述指示坐标为起点的该投影线的基准位置开始起算的角度，使在所述显示动作中显示的图像或者影像进行旋转动作。
11.根据权利要求8所述的带有触摸检测功能的显示装置，其特征在于，
所述驱动电极具有在所述显示动作时被施加有所述显示驱动信号的第一驱动电极、以及在所述触摸检测动作时被施加有所述触摸检测驱动信号的第二驱动电极。
12.根据权利要求8所述的带有触摸检测功能的显示装置，其特征在于，
所述控制部交替重复执行所述显示动作的显示动作期间以及执行所述触摸检测动作的触摸检测期间。
13.一种电子设备，其特征在于，
具备：
权利要求8所述的带有触摸检测功能的显示装置；以及
控制装置，执行对应于由该带有触摸检测功能的显示装置检测到的操作的处理，且向该带有触摸检测功能的显示装置提供影像信号。
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