CN107102763A - 触摸检测装置、带触摸检测功能的显示装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了触摸检测装置、带触摸检测功能的显示装置及控制方法,用于计算与多个被检测物各自按下输入面的压力相应的信号值。触摸检测装置具有:第一检测部,输出与多个被检测物同在与输入面垂直的方向上重叠的多个区域各自的接触相应的信号值;第二检测部,输出与多个被检测物按下输入面的压力相应的信号值;以及控制部,基于与多个区域各自的接触相应的信号值、与多个被检测物按下输入面的压力相应的信号值、与接触相应的每个信号值的与压力相应的信号值即参考值,计算与多个被检测物各自按下输入面的压力相应的信号值。

Description

触摸检测装置、带触摸检测功能的显示装置及控制方法
技术领域
本发明涉及能够检测外部接近物体的触摸检测装置、带触摸检测功能的显示装置及控制方法。
背景技术
近年来,被称作所谓的触摸面板的能够检测外部接近物体的触摸检测装置引人注目。触摸面板装配在液晶显示装置等显示装置上、或者与显示装置一体化,用作带触摸检测功能的显示装置。然后,带触摸检测功能的显示装置通过使显示装置显示各种按钮图像等,能够替代通常的机械式按钮而在触摸面板输入信息。
在下述的专利文献1中,记载了一种除了检测操作面上的按压位置之外还能够检测按压力的触摸面板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-41160号公报
在专利文献1所记载的触摸面板中,与多个第三电极对应的多个区域分别是能够检测按压力的单位区域。在专利文献1所记载的触摸面板中,在多个物体按压一个单位区域的情况下,无法检测多个物体各自的按压力。
发明内容
本发明的目的在于,提供能够计算出与多个被检测物分别按下输入面的压力相应的信号值的触摸检测装置、带触摸检测功能的显示装置及控制方法。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一方面的触摸检测装置具有:第一检测部,输出与多个被检测物同在与输入面垂直的方向上重叠的多个区域各自的接触相应的信号值;第二检测部,输出与所述多个被检测物按下所述输入面的压力相应的信号值;以及控制部,基于与所述多个区域各自的接触相应的信号值、与所述多个被检测物按下所述输入面的压力相应的信号值、与所述接触相应的每个信号值的与压力相应的信号值即参考值,计算与所述多个被检测物分别按下所述输入面的压力相应的信号值。
本发明的一方面的带触摸检测功能的显示装置具有:第一检测部,输出与多个被检测物同在与输入面垂直的方向上重叠的多个区域各自的接触相应的信号值;显示部,向所述输入面显示图像;第二检测部,输出与所述多个被检测物按下所述输入面的压力相应的信号值;以及控制部,基于与所述多个区域各自的接触相应的信号值、与所述多个被检测物按下所述输入面的压力相应的信号值、与所述接触相应的每个信号值的与压力相应的信号值即参考值,计算与所述多个被检测物各自按下所述输入面的压力相应的信号值。
本发明的一方面的控制方法中,基于从第一检测部输出的与多个被检测物同在与输入面垂直的方向上重叠的多个区域各自的接触相应的信号值、从第二检测部输出的与所述多个被检测物按下所述输入面的压力相应的信号值、以及与所述接触相应的每个信号值的与压力相应的信号值即参考值,计算与所述多个被检测物分别按下所述输入面的压力相应的信号值。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的带触摸检测功能的显示装置的构成的框图。
图2是表示带触摸检测功能的显示装置的触摸检测部及显示部的第一构成例的框图。
图3是表示在触摸检测设备中产生的电容的例子的说明图。
图4是表示触摸检测设备的等价电路的例子的说明图。
图5是表示驱动信号及触摸检测信号的波形的一个例子的图。
图6是表示安装有带触摸检测功能的显示装置的组件的例子的图。
图7是表示带触摸检测功能的显示部的概略截面构造的截面图。
图8是表示带触摸检测功能的显示部的像素配置的电路图。
图9是表示带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10是表示带触摸检测功能的显示装置的触摸检测部及显示部的第二构成例的框图。
图11是表示自静电电容方式的触摸检测设备的等价电路的例子的说明图。
图12是表示驱动信号及触摸检测信号的波形的一个例子的图。
图13是表示安装有带触摸检测功能的显示装置的组件的第二构成例的图。
图14是表示带触摸检测功能的显示装置的第一构成例的分解立体图。
图15是表示背光灯单元的分解立体图。
图16是表示图14所示的带触摸检测功能的显示装置的构成的截面图。
图17是表示带触摸检测功能的显示装置的触摸检测电极、驱动电极块以及壳体的立体图。
图18是表示带触摸检测功能的显示装置的触摸检测电极、驱动电极块以及壳体的构成例2的立体图。
图19是表示带触摸检测功能的显示装置的构造例的截面图。
图20是表示带触摸检测功能的显示装置的构造例的截面图。
图21是表示带触摸检测功能的显示装置的构造例的截面图。
图22是表示带触摸检测功能的显示装置的构造例的截面图。
图23是表示带触摸检测功能的显示装置的构造例的截面图。
图24是表示带触摸检测功能的显示装置的构造例的截面图。
图25是表示带触摸检测功能的显示装置的第二构成例的截面图。
图26是示意性表示带触摸检测功能的显示装置的触摸检测电极、驱动电极块以及压力传感器的立体图。
图27是表示压力传感器的例子的俯视观察图。
图28是表示压力传感器的例子的俯视观察图。
图29是表示压力检测部的一个压力检测单位区域的图。
图30是表示压力检测部的一个压力检测单位区域的图。
图31是表示控制部的功能模块的图。
图32是表示参考值存储部的第一例的图。
图33是表示参考值存储部的第二例的图。
图34是表示参考数与噪声/信号比的关系的图。
图35是表示控制部执行的处理的流程图。
图36是表示控制部执行的处理的流程图。
图37的(1)至(6)是以时间序列表示一个压力检测单位区域的图。
具体实施方式
参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。下面的实施方式中所记载的内容并非对本发明进行限定。此外,下面所记载的构成成分中包括本领域技术人员容易想到的成分、实质上相同的成分。进而,下面所记载的构成成分可以进行适当地组合。需要注意的是,公开的终归仅为一个例子,对本领域技术人员来说能够容易想到的在发明主旨范围内的适当变更当然也包含在本发明的范围之内。另外,附图为了使说明更加明确,有时与实际的方式相比,示意性示出各部分的宽度、厚度、形状等,这些不过是一个例子,并非用来限定本发明的解释。另外,在本说明书与各图中,对于与在已经出现过的附图中描述过的成分相同的成分,标注相同的符号,有时适当省略其详细的说明。
(实施方式)
图1是表示本发明的实施方式的带触摸检测功能的显示装置的构成的框图。
本实施方式的带触摸检测功能的显示装置1包括触摸检测部SE1、显示部DSP、压力检测部SE2以及控制部CTRL。带触摸检测功能的显示装置1内的触摸检测部SE1、压力检测部SE2以及控制部CTRL构成触摸检测装置。
触摸检测部SE1检测多个被检测物OBJ1及OBJ2向盖部件CG的输入面IS的接触或者接近。具体来说,触摸检测部SE1将与被检测物OBJ1及OBJ2同在与输入面IS垂直的方向上重叠的多个区域分别接触或者接近相应的信号值向控制部CTRL输出。触摸检测部SE1对应于本发明的多个第一检测部。
被检测物OBJ1及OBJ2分别可以是与输入面IS接触而变形的第一种类的物体,也可以是与输入面IS接触而不变形或者与第一种类的物体比较而相对变形少的第二种类的物体。作为第一种类的物体,例示了手指,但不限于此。作为第二种类的物体,例示了树脂或者金属的触控笔,但不限于此。
在被检测物OBJ1或OBJ2为第一种类的物体的情况下,当被检测物OBJ1或OBJ2按压输入面IS的压力增加时,被检测物OBJ1或OBJ2与输入面IS的接触面积增加。
在被检测物OBJ1或OBJ2为第二种类的物体的情况下,即便被检测物OBJ1或OBJ2按压输入面IS的压力增加,被检测物OBJ1或OBJ2与输入面IS的接触面积也不会增加或者与第一种类的物体比较仅相对少地增加。
触摸检测部SE1能够检测的被检测物的数量不限于两个。触摸检测部SE1也能够检测一个或三个以上的被检测物。
作为触摸检测部SE1,例示了静电电容方式传感器或者电阻膜方式传感器,但不限于这些。作为静电电容方式,例示了互静电电容方式或者自静电电容方式。
显示部DSP向输入面IS侧显示图像。作为显示部DSP,例示了液晶显示装置或者有机EL(Electro-Luminescence:电致发光)显示装置,但不限于这些。
触摸检测部SE1及显示部DSP也可以是一体化的所谓的on-cell型。另外,触摸检测部SE1及显示部DSP也可以是在显示部DSP之上装配有触摸检测部SE1的所谓的in-cell型。
压力检测部SE2检测被检测物OBJ1及OBJ2按下输入面IS的压力。具体来说,压力检测部SE2将与被检测物OBJ1及OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值向控制部CTRL输出。压力检测部SE2与本发明的至少一个的第二检测部对应。
作为压力检测部SE2,例示了静电电容方式传感器、应变计或者光学式传感器,但不限于这些。
控制部CTRL基于与由被检测物OBJ1及OBJ2对多个第一区域的接触相应的多个第一信号值、与被检测物OBJ1及OBJ2按下至少一个第二区域的至少一个第一压力相应的至少一个第二信号值、多个第一区域内的至少一个区域中检测出的每至少一个第一信号值的第三压力相应的至少一个参考值,计算与被检测物OBJ1及OBJ2中的至少一个按下至少一个第二区域的至少一个第二压力相应的至少一个第三信号值。
控制部CTRL包括显示控制部11、触摸检测控制部40、压力检测控制部50、以及主机HST。
作为显示控制部11,例示了在显示部DSP的玻璃基板上安装的IC芯片。作为触摸检测控制部40,例示了在与显示部DSP的玻璃基板连接的印刷电路基板(例如为柔性印刷电路基板)上安装的IC芯片。作为压力检测控制部50,例示了在显示部DSP的玻璃基板上安装的IC芯片。作为主机HST,例示了CPU(Central Processing Unit:中央处理器)。显示控制部11、触摸检测控制部40、压力检测控制部50以及主机HST通过配合来控制触摸检测部SE1、显示部DSP以及压力检测部SE2。
控制部CTRL执行的、用于计算与被检测物OBJ1及OBJ2中的至少一个按下至少一个第二区域的第二压力相应的第三信号值的处理可以由显示控制部11执行、可以由触摸检测控制部40执行、可以由压力检测控制部50执行、可以由主机HST执行、也可以由显示控制部11、触摸检测控制部40、压力检测控制部50以及主机HST之内的两个以上配合执行。
以下,对于触摸检测部SE1、显示部DSP以及压力检测部SE2的具体的构成例进行说明,但这些构成例仅是例示,不限于这些构成例。
<触摸检测部及显示部的第一构成例>
图2是表示带触摸检测功能的显示装置的触摸检测部及显示部的第一构成例的框图。图2所示的带触摸检测功能的显示装置1是利用所谓的互静电电容方式进行多个被检测物OBJ1及OBJ2各自的坐标以及接触面积的检测的装置。
带触摸检测功能的显示装置1包括带触摸检测功能的显示部10、显示控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13、源极选择部13S、驱动电极驱动器14、以及触摸检测控制部40。
带触摸检测功能的显示部10是通过向作为显示元件使用液晶显示元件的液晶显示设备20内置静电电容型的触摸检测设备30而一体化的、所谓的in-cell型的装置。此外,向液晶显示设备20内置静电电容型的触摸检测设备30而一体化包括:例如兼作用作液晶显示设备20的基板、电极等的一部分的构件与用作触摸检测设备30的基板、电极等的一部分的构件。
液晶显示设备20与图1的显示部DSP对应。触摸检测设备30与图1的触摸检测部SE1对应。
此外,带触摸检测功能的显示部10也可以是向作为显示元件而使用了液晶显示元件的液晶显示设备20的上方装配有静电电容型的触摸检测设备30的所谓的on-cell型的装置。在on-cell型的装置的情况下,可以在液晶显示设备20的正上方设置触摸检测设备30,也可以并非在液晶显示设备20的正上方而是隔着其它层在上方设置触摸检测设备30。
另外,在本构成例中,作为显示部DSP而采用了液晶显示设备20,但显示部DSP也可以是采用了有机EL元件的构成。在这种情况下,也可以将形成有机EL元件的阳极以及阴极中的一方设为后述的触摸检测的驱动电极COML。
如后述那样,液晶显示设备20是根据从栅极驱动器12供给的扫描信号Vscan1水平线1水平线地依次扫描进行显示的设备。
显示控制部11是基于由主机HST供给的影像信号Vdisp对栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14以及触摸检测控制部40分别供给控制信号、且以使它们相互同步进行动作的方式控制的电路。另外,显示控制部11根据1水平线量的影像信号Vdisp来生成对液晶显示设备20的多个子像素SPix的像素信号Vpix进行分时复用而成的图像信号Vsig,并向源极驱动器13供给。
本公开中的控制部CTRL包括显示控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13以及驱动电极驱动器14。
栅极驱动器12具有基于从显示控制部11供给的控制信号依次选择成为带触摸检测功能的显示部10的显示驱动的对象的1水平线的功能。
源极驱动器13是基于从显示控制部11供给的控制信号向带触摸检测功能的显示部10的各像素Pix(子像素SPix)供给像素信号Vpix的电路。在源极驱动器13中例如被给予6比特的R(红)、G(绿)以及B(蓝)的图像信号Vsig。
源极驱动器13从显示控制部11接受图像信号Vsig,向源极选择部13S供给。另外,源极驱动器13生成为了分开与图像信号Vsig重叠化的像素信号Vpix所需的开关控制信号Vsel,将其与像素信号Vpix一并向源极选择部13S供给。源极选择部13S能够减少源极驱动器13与显示控制部11之间的布行数。也可以没有源极选择部13S。另外,源极驱动器13的一部分的控制可以由显示控制部11进行,也可以仅配置源极选择部13S。
驱动电极驱动器14是基于从显示控制部11供给的控制信号向带触摸检测功能的显示部10的后述的驱动电极COML供给触摸检测用的驱动信号(触摸用驱动信号,以下称作驱动信号。)VcomAC、显示用的电压即显示用驱动电压VcomDC的电路。
触摸检测设备30基于互静电电容型触摸检测的基本原理来动作,输出触摸检测信号Vdet。
参照图3~图5,对本构成例的带触摸检测功能的显示装置1的互静电电容方式的触摸检测的基本原理进行说明。
图3是表示触摸检测设备所产生的电容的例子的说明图。图4是表示触摸检测设备的等价电路的例子的说明图。图5是表示驱动信号及触摸检测信号的波形的一个例子的图。此外,图4一并表示检测电路。
例如,如图3所示,电容元件C1具有夹着电介质D彼此相对配置的一对电极、即驱动电极E1以及触摸检测电极E2。如图4所示,电容元件C1的一端与交流信号源(驱动信号源)S连接,另一端P经由电阻器Re接地,并且与电压检测器(触摸检测部)DET连接。电压检测器DET是例如图2所示的触摸检测信号放大部42所包含的积分电路。
当从交流信号源S向驱动电极E1(电容元件C1的一端)施加规定的频率(例如为数kHz~数百kHz左右)的交流矩形波Sg时,经由与触摸检测电极E2(电容元件C1的另一端)侧连接的电压检测器DET显现输出波形(触摸检测信号Vdet)。此外,该交流矩形波Sg相当于后述的驱动信号VcomAC。
在手指未接触(或者接近)的状态(非接触状态)下,伴随着对电容元件C1的充放电,与电容元件C1的电容值相应的电流I0流动。此时的电容元件C1的另一端P的电位波形成为例如图5所示的波形V0,图4所示的电压检测器DET检测波形V0
另一方面,在手指接触(或者接近)的状态(接触状态)下,由手指形成的静电电容以好像作为电容元件C2附加于电容元件C1的方式作用。然后,如在图3中虚线所示的那样,电容元件C2成为与电容元件C1串联追加的形式。在该状态下,伴随着对电容元件C1以及C2的充放电,在电容元件C1以及C2中分别流动电流I1以及I2
此时的电容元件C1的另一端P的电位波形成为例如图5的波形V1,电压检测器DET检测波形V1。此时,另一端P的电位成为由在电容元件C1以及C2中分别流动的电流I1以及I2的值确定的分压电位。因此,波形V1成为比非接触状态下的波形V0小的值。
电压检测器DET将检测出的电压与规定的阈值电压Vth比较,若检测出的电压为阈值电压Vth以上,则判定为非接触状态,另一方面,若检测出的电压为阈值电压Vth以下,则判定为接触状态。这样一来,能够进行触摸检测。
图2所示的触摸检测设备30根据从驱动电极驱动器14供给的驱动信号Vcom(后述的驱动信号VcomAC),1检测块1检测块地依次扫描而进行触摸检测。
触摸检测控制部40是基于从显示控制部11供给的控制信号、从带触摸检测功能的显示部10的触摸检测设备30供给的触摸检测信号Vdet来检测有无对触摸检测设备30的触摸(上述的接触状态)、并在具有触摸的情况下求出触摸检测区域中的该坐标以及接触面积等的电路。
触摸检测控制部40包括触摸检测信号放大部42、A/D转换部43、信号处理部44、坐标提取部45以及检测时机控制部46。
触摸检测设备30从多个后述的触摸检测电极TDL经由图4所示的电压检测器DET,以检测块为单位输出触摸检测信号Vdet,并向触摸检测控制部40的触摸信号放大部42供给。
触摸检测信号放大部42对从触摸检测设备30供给的触摸检测信号Vdet进行放大。由触摸检测信号放大部42放大后的触摸检测信号向A/D转换部43供给。触摸检测信号放大部42也可以具有去除触摸检测信号Vdet所含的高频成分(噪声成分)并提取触摸成分而分别输出的低通模拟滤波器。此外,触摸检测控制部40也可以不具有触摸检测信号放大部42。换句话说,来自触摸检测设备30的触摸检测信号Vdet也可以向A/D转换部43供给。
A/D转换部43是在与驱动信号VcomAC同步的时机分别对从触摸检测信号放大部42输出的模拟信号进行取样而转换为数字信号的电路。
信号处理部44具有减少A/D转换部43的输出信号所含的、对驱动信号VcomAC进行了取样的频率以外的频率成分(噪声成分)的数字滤波器。
信号处理部44是基于A/D转换部43的输出信号而检测有无对触摸检测设备30的触摸的逻辑电路。信号处理部44进行仅提取由手指导致的差分的信号的处理。该由手指导致的差分的信号是上述的波形V0与波形V1之差的绝对值|ΔV|。
信号处理部44也可以进行使每一检测块的绝对值|ΔV|进行平均化的计算,求出绝对值|ΔV|的平均值。由此,信号处理部44能够降低由噪声造成的影响。
信号处理部44将检测出的由手指导致的差分的信号与规定的阈值电压Vth比较,若检测出的差分的信号是阈值电压Vth以上,则判定为外部接近物体的非接触状态。
另一方面,信号处理部44将检测出的差分的信号与规定的阈值电压Vth比较,若检测出的差分的信号不足阈值电压Vth,则判定为外部接近物体的接触状态。这样一来,触摸检测控制部40能够进行触摸检测。
坐标提取部45是在信号处理部44检测到触摸时求出其触摸面板坐标的逻辑电路。检测时机控制部46以使A/D转换部43、信号处理部44、坐标提取部45同步动作的方式控制。坐标提取部45将触摸面板坐标作为信号输出Vout进行输出。
图6是表示安装有带触摸检测功能的显示装置的组件的例子的图。带触摸检测功能的显示装置1具有第一基板(例如为像素基板2)与印刷电路基板(例如为柔性印刷电路基板)T。
像素基板2具有第一绝缘基板(例如为TFT基板21)。此外,TFT基板21例如是玻璃基板或者薄膜基板。另外,在TFT基板21上安装有驱动IC芯片(例如为COG(Chip On Glass)19)。另外,在像素基板2(TFT基板21)形成有液晶显示设备20的显示区域Ad与边框Gd。
COG 19是在TFT基板21上安装的驱动器即IC芯片,是内置有图2所示的显示控制部11等显示动作所需的各电路的控制装置。
在本构成例中,源极驱动器13以及源极选择部13S形成在TFT基板21上。源极驱动器13以及源极选择部13S也可以内置于COG 19。
驱动电极驱动器14的一部分、即驱动电极扫描部14A以及14B形成在TFT基板21上。
栅极驱动器12作为栅极驱动器12A以及12B而形成在TFT基板21上。
带触摸检测功能的显示装置1也可以在COG 19内置有驱动电极扫描部14A以及14B、栅极驱动器12等电路。此外,COG 19仅是电路安装的一方式,本实施方式不限于此。例如,也可以将具有与COG 19相同的功能的构成作为COF(Chip On Film或者Chip OnFlexible:)而安装在柔性印刷电路基板T上。
如图6所示,在与TFT基板21的表面垂直的方向上,驱动电极COML的驱动电极块B、触摸检测电极TDL形成为立体交叉。
另外,驱动电极COML被分割为沿一方向延伸的多个条纹状的电极图案。在进行触摸检测动作时,利用驱动电极驱动器14向各电极图案依次供给驱动信号VcomAC。同时被供给驱动信号VcomAC的驱动电极COML的多个条纹状的电极图案是图6所示的驱动电极块B。
驱动电极块B(驱动电极COML)形成在与带触摸检测功能的显示部10的短边平行的方向上。后述的触摸检测电极TDL形成在与驱动电极块B的延伸方向交叉的方向上,例如形成在与带触摸检测功能的显示部10的长边平行的方向上。
触摸检测电极TDL与在连接于带触摸检测功能的显示部10的短边侧的柔性印刷电路基板T上安装的触摸IC 49连接。触摸IC 49是在柔性印刷电路基板T安装的驱动器即IC芯片,且是内置有图2所示的触摸检测控制部40等触摸检测动作所需的各电路的控制装置。这样,触摸IC 49与在柔性印刷电路基板T上安装且并排设置的多个触摸检测电极TDL分别连接。柔性印刷电路基板T只要是端子即可,不限于基板。在这种情况下,触摸IC 49设置于组件的外部。此外,触摸IC 49不限于在柔性基板T上配置的情况,也可以在TFT基板21或者第二绝缘基板31上配置。
在本构成例中,触摸IC 49是作为触摸检测控制部40而发挥功能的控制装置,但也可以将触摸检测控制部40的一部分的功能设置为其它MPU的功能。
具体来说,能够设置为触摸驱动器即IC芯片的功能的A/D转换、噪声去除等各种功能中的一部分的功能(例如噪声去除等)也可以由与触摸驱动器即IC芯片独立设置的MPU等电路进行实施。另外,在将作为驱动器的IC芯片设为一个(1芯片构成)的情况等,例如也可以经由柔性印刷电路基板T等的布线将检测信号向阵列基板上的触摸驱动器即IC芯片传送。
源极选择部13S通过在TFT基板21上的显示区域Ad的附近使用TFT元件来形成。在显示区域Ad将后述的像素Pix呈矩阵状(行列状)配置多个。边框Gd是从垂直的方向观察TFT基板21的表面而未配置有像素Pix的区域。栅极驱动器12与驱动电极驱动器14中的驱动电极扫描部14A以及14B配置于边框Gd。
栅极驱动器12例如具有栅极驱动器12A以及12B,通过在TFT基板21上使用TFT元件来形成。栅极驱动器12A以及12B配置为夹持后述的子像素SPix(像素)呈矩阵状配置而成的显示区域Ad,能够从两侧驱动。另外,扫描线在栅极驱动器12A与栅极驱动器12B之间排列。因此,扫描线设置为,在对TFT基板21的表面的垂直方向上沿与驱动电极COML的延伸方向平行的方向延伸。
在本构成例中,作为栅极驱动器12设有栅极驱动器12A以及12B这两个电路,但这是栅极驱动器12的具体构成的一个例子,不限于此。例如,栅极驱动器12也可以是仅设于扫描线的一方端的一个电路。
驱动电极驱动器14例如具有驱动电极扫描部14A以及14B,通过在TFT基板21上使用TFT元件来形成。驱动电极扫描部14A以及14B从COG 19经由显示用布线LDC来接受显示用驱动电压VcomDC的供给,并且经由触摸用布线LAC而接受驱动信号VcomAC的供给。
驱动电极扫描部14A以及14B能够从两侧分别驱动并排设置的多个驱动电极块B。供给显示用驱动电压VcomDC的显示用布线LDC与供给触摸用驱动信号VcomAC的触摸用布线LAC并列配置于边框Gd、Gd。显示用布线LDC配置在比触摸用布线LAC靠近显示区域Ad侧的位置。
利用该构造,由显示用布线LDC供给的显示用驱动电压VcomDC使显示区域Ad的端部的电位状态稳定。因此,尤其在使用了横电场模式的液晶的液晶显示设备中,显示稳定。
在本构成例中,作为驱动电极驱动器14,设有驱动电极扫描部14A以及14B这两个电路,但这仅是驱动电极驱动器14的具体构成的一个例子,不限于此。例如,驱动电极驱动器14也可以是仅设于驱动电极块B的一方端的一个电路。
带触摸检测功能的显示装置1从带触摸检测功能的显示部10的短边侧输出上述的触摸检测信号Vdet。由此,带触摸检测功能的显示装置1容易进行经由作为端子部的柔性印刷电路基板T与触摸检测控制部40连接时的布线的走线。
图7是表示带触摸检测功能的显示部的概略截面构造的截面图。图8是带触摸检测功能的显示部的像素配置的电路图。带触摸检测功能的显示部10包括像素基板2、在与该像素基板2的表面垂直的方向上与该像素基板2的表面相对配置的第二基板(例如相对基板3)、以及插设在像素基板2与相对基板3之间的显示功能层(例如液晶层6)。
像素基板2包括作为电路基板的TFT基板21、在该TFT基板21上呈行列状配设的多个像素电极22、在TFT基板21以及像素电极22之间形成的多个驱动电极COML、以及对像素电极22与驱动电极COML进行绝缘的绝缘层24。
在TFT基板21形成有图8所示的各子像素SPix的薄膜晶体管(TFT:Thin FilmTransistor)元件Tr、向图7所示的各像素电极22供给像素信号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。像素信号线SGL在与TFT基板21的表面平行的平面上延伸,向子像素SPix供给用于显示图像的像素信号Vpix。此外,子像素SPix表示由像素信号Vpix控制的构成单位。另外,子像素SPix是由像素信号线SGL与扫描信号线GCL围成的区域,表示由TFT元件Tr控制的构成单位。
如图8所示,液晶显示设备20具有呈行列状配置的多个子像素SPix。子像素SPix包括TFT元件Tr以及液晶元件LC。TFT元件Tr由薄膜晶体管构成,在该例子中,由n频带的MOS(Metal Oxide Semiconductor:金属氧化物半导体)型的TFT构成。
TFT元件Tr的源极或者漏极的一方与像素信号线SGL结合,栅极与扫描信号线GCL结合,源极或者漏极的另一方与液晶元件LC的一端结合。液晶元件LC例如一端与TFT元件Tr的漏极结合,另一端与驱动电极COML结合。此外,在图7中,对TFT基板21依次层叠有驱动电极COML、绝缘层24、像素电极22,但不限于此。可以对TFT基板21依次层叠像素电极22、绝缘层24、驱动电极COML,也可以将驱动电极COML与像素电极22隔着绝缘层24形成为同一层。
子像素SPix利用扫描信号线GCL与属于液晶显示设备20的相同行的其它子像素SPix相互结合。扫描信号线GCL与栅极驱动器12结合,从栅极驱动器12供给扫描信号Vscan。
另外,子像素SPix利用像素信号线SGL与属于液晶显示设备20的相同列的其它子像素SPix相互结合。像素信号线SGL与源极驱动器13结合,从源极驱动器13供给像素信号Vpix。
此外,子像素SPix利用驱动电极COML与属于液晶显示设备20的相同行的其它子像素SPix相互结合。驱动电极COML与驱动电极驱动器14结合,从驱动电极驱动器14供给驱动信号Vcom。换句话说,在该例中,属于相同的一行的多个子像素SPix共用一根驱动电极COML。
本构成例的驱动电极COML延伸的方向与扫描信号线GCL延伸的方向平行。驱动电极COML延伸的方向不限于此。例如,驱动电极COML延伸的方向也可以是与像素信号线SGL延伸的方向平行的方向。另外,触摸检测电极TDL延伸的方向不限于像素信号线SGL延伸的方向。触摸检测电极TDL延伸的方向也可以是与扫描信号线GCL延伸的方向平行的方向。
图2所示的栅极驱动器12通过经由图8所示的扫描信号线GCL向像素Pix的TFT元件Tr的栅极施加扫描信号Vscan,将在液晶显示设备20形成为行列状的子像素SPix中的1行(1水平线)作为显示驱动的对象来依次选择。
图2所示的源极驱动器13经由图8所示的像素信号线SGL向构成由栅极驱动器12依次选择的1水平线的各子像素SPix分别供给像素信号Vpix。然后,在这些子像素SPix中,与被供给的像素信号Vpix相应地进行1水平线的显示。
图2所示的驱动电极驱动器14施加驱动信号Vcom,以由规定根数的驱动电极COML构成的块为单位对驱动电极COML进行驱动。
如上述那样,液晶显示设备20以使栅极驱动器12分时地线依次扫描扫描信号线GCL的方式驱动,依次选择1水平线。另外,液晶显示设备20通过对属于1水平线的子像素SPix使源极驱动器13供给像素信号Vpix,进行1水平线1水平线地显示。在进行该显示动作时,驱动电极驱动器14对包含与该1水平线对应的驱动电极COML的块施加驱动信号Vcom。
液晶层6根据电场的状态对通过其的光进行调制。在驱动电极COML的驱动时,将与供给至像素电极22的像素信号Vpix相应的电压向液晶层6施加,并产生电场,由此构成液晶层6的液晶示出与电场相应的取向而对通过液晶层6的光进行调制。
这样,像素电极22以及驱动电极COML作为使液晶层6产生电场的第一电极以及第二电极而发挥功能。即,液晶显示设备20作为根据向第一电极以及第二电极给予的电荷使显示输出内容变化的显示部DSP而发挥功能。此外,在以下的说明中,将像素电极22设为第一电极,将驱动电极COML设为第二电极,但也可以调换。在此,像素电极22至少以像素Pix或者子像素SPix为单位进行配置,驱动电极COML至少以多个像素Pix或者子像素SPix为单位进行配置。
在本构成例中,作为液晶显示设备20,例如使用应用了包括FFS(边缘场切换)在内的IPS(面内切换)等横电场模式的液晶的液晶显示设备。此外,也可以在图7所示的液晶层6与像素基板2之间、以及液晶层6与相对基板3之间分别配设取向膜。
液晶显示设备20具有与横电场模式对应的构成,但也可以具有与其它显示模式对应的构成。例如,液晶显示设备20也可以具有与TN(Twisted Nematic:扭曲向列)模式、OCB(Optically Compensated Bend:光学补偿弯曲)模式、VA(Vertical Aligned:垂直对齐位置)模式等主要利用在基板主面间产生的纵电场的模式对应的构成。在利用纵电场的显示模式下,例如能够应用在像素基板2具有像素电极22、在相对基板3具有驱动电极COML的构成。
相对基板3包括第二绝缘基板31、以及在该第二绝缘基板31的一方的面上形成的滤色器32。在第二绝缘基板31的另一方的面上形成触摸检测设备30的检测电极、即触摸检测电极TDL,进一步在该触摸检测电极TDL之上配设有偏光板35。
此外,滤色器32的安装方式也可以是在作为阵列基板的像素基板2上形成有滤色器32的所谓滤色器阵列(COA:Color-filter On Array)方式。
图7所示的滤色器32例如周期性配置着色为红(R)、绿(G)以及蓝(B)这三色的滤色器的颜色区域,在各子像素SPix对应建立R、G以及B这三色的颜色区域32R、32G以及32B,将颜色区域32R、32G以及32B设为1组而构成像素Pix。
像素Pix沿着与扫描信号线GCL平行的方向以及与像素信号线SGL平行的方向呈行列状配置,形成后述的显示区域Ad。滤色器32在与TFT基板21垂直的方向上与液晶层6相对。这样,子像素SPix能够进行单色的颜色显示。
此外,滤色器32只要着色为不同颜色,也可以是其它颜色的组合。另外,也可以取消滤色器32。这样,也可以具有不存在滤色器32的区域、即不着色的子像素SPix。另外,像素Pix具有的子像素SPix也可以是4个以上。
图9是表示带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。本构成例的驱动电极COML作为液晶显示设备20的驱动电极而发挥功能,并且也作为触摸检测设备30的驱动电极而发挥功能。
驱动电极COML在对TFT基板21的表面垂直的方向上与像素电极22相对。触摸检测设备30由设于像素基板2的驱动电极COML与设于相对基板3的触摸检测电极TDL构成。
触摸检测电极TDL由在与驱动电极COML的电极图案的延伸方向交叉的方向上延伸的条纹状的电极图案构成。然后,触摸检测电极TDL在对TFT基板21的表面垂直的方向上与驱动电极COML相对。触摸检测电极TDL的各电极图案与触摸检测控制部40的触摸检测信号放大部42的输入分别连接。
驱动电极COML与触摸检测电极TDL相互交叉的电极图案使该交叉部分产生静电电容。在触摸检测设备30中,驱动电极驱动器14对驱动电极COML施加驱动信号VcomAC,由此从触摸检测电极TDL输出触摸检测信号Vdet,进行触摸检测。
换句话说,驱动电极COML与图3~图5所示的触摸检测的基本原理中的驱动电极E1对应,触摸检测电极TDL与触摸检测电极E2对应。然后,触摸检测设备30根据该基本原理来检测触摸。
这样,触摸检测设备30具有第一电极或者第二电极中的任一方的电极(例如作为第二电极的驱动电极COML)与形成静电电容的触摸检测电极TDL,基于静电电容的变化来进行触摸检测。
驱动电极COML与触摸检测电极TDL相互交叉的电极图案呈矩阵状构成静电电容式触摸传感器。因此,触摸检测控制部40通过在触摸检测设备30的整个输入面IS进行扫描,也能够检测产生了被检测物OBJ1及OBJ2的接触或者接近的位置以及接触面积。
换句话说,在触摸检测设备30中,在进行触摸检测动作时,驱动电极驱动器14以使图6所示的驱动电极块B分时地依次线扫描的方式驱动。由此,在扫描方向Scan上依次选择驱动电极COML的驱动电极块B(1检测块)。然后,触摸检测设备30从触摸检测电极TDL输出触摸检测信号Vdet。这样,触摸检测设备30进行1检测块的触摸检测。
检测块与显示输出中的行数的关系是任意的,在本实施方式中,与两行的显示区域Ad对应的触摸检测区域为1检测块。换言之,检测块与相对的像素电极、扫描信号线或者像素信号线中的任一者的关系是任意的,在本实施方式中,使两个像素电极或者两个扫描信号线与一个驱动电极COML相对。
此外,触摸检测电极TDL或者驱动电极COML(驱动电极块B)不限于呈条纹状分割成多个的形状。例如,触摸检测电极TDL或者驱动电极COML(驱动电极块B)也可以是梳齿形状。或者触摸检测电极TDL或者驱动电极COML(驱动电极块B)分割成多个即可,分割驱动电极COML的狭缝的形状可以是直线,也可以是曲线。
作为带触摸检测功能的显示装置1的动作方法的一个例子,带触摸检测功能的显示装置1分时地进行触摸检测动作(触摸检测期间)与显示动作(显示动作期间)。触摸检测动作与显示动作也可以任意划分进行。
<触摸检测部及显示部的第二构成例>
图10是表示带触摸检测功能的显示装置的触摸检测部及显示部的第二构成例的框图。图10所示的带触摸检测功能的显示装置1是所谓的利用自静电电容方式进行触摸检测的装置。
带触摸检测功能的显示装置1的触摸检测控制部40还包括在进行基于自静电电容方式的触摸检测动作时用于向触摸检测电极TDL供给驱动信号的驱动驱动器47、以及检测与触摸检测电极TDL重叠的噪声的噪声检测部51。触摸检测电极TDL输出与静电自电容相应的触摸检测信号Vdet2,触摸检测信号Vdet2向触摸检测信号放大部42供给。然后,利用A/D转换部43、信号处理部44以及坐标提取部45,检测被检测物的接触或者接近。
触摸检测控制部40在进行基于自静电电容方式的触摸检测动作时,从驱动驱动器47向触摸检测电极TDL供给驱动信号,但驱动电极COML也可以设为未施加电压信号且电位没有固定的浮置。另外,驱动电极COML也可以同时施加与向触摸检测电极TDL供给的驱动信号相同水平的电压信号。
多个触摸检测电极TDL向触摸检测信号放大部42分别输出触摸检测信号Vdet2。A/D转换部43将从触摸检测信号放大部42输出的模拟信号转换为数字信号。信号处理部44从A/D转换部43接受信号而检测有无触摸输入。
噪声检测部51检测与触摸检测电极TDL重叠的噪声。在此,当向触摸检测设备30传播基于干扰的噪声时,有可能产生触摸检测的误动作。例如,在基于干扰的噪声在向驱动电极COML供给的驱动信号Vcom的频率附近具有较大强度的情况下,有可能将由噪声显现的电压波形的变化判定为具有触摸输入而产生误动作。通过使噪声检测部51检测噪声,能够适当地控制触摸检测的动作,以便不会产生误动作。
此外,在本实施方式中,噪声检测部51检测的噪声包括从其它电气设备等向带触摸检测功能的显示装置1侵入的外部的噪声、在向带触摸检测功能的显示装置1连接有AC电源的情况下以AC电源为起因的噪声、以液晶显示设备20的显示动作为起因的噪声等。
接下来,参照图11以及图12,对本构成例的带触摸检测功能的显示装置1的自静电电容方式的触摸检测的基本原理进行说明。
图11是表示自静电电容方式的触摸检测设备的等价电路的例子的说明图。图12是表示驱动信号及触摸检测信号的波形的一个例子的图。此外,图11一并表示检测电路。
在手指没有接触或者接近的状态下,向触摸检测电极E2施加规定的频率(例如数kHz~数百kHz左右)的交流矩形波Sg。触摸检测电极E2具有静电电容C3,流动与静电电容C3相应的电流。电压检测器DET将与交流矩形波Sg相应的电流的变动转换为电压的变动(实线的波形V4(参照图12))。
接下来,如图11所示,在手指接触或者接近的状态下,手指与触摸检测电极E2之间的静电电容C4向触摸检测电极E2的静电电容C3施加。由此,当向触摸检测电极E2施加交流矩形波Sg时,与静电电容C3以及C4相应的电流流动。
如图12所示,电压检测器DET将与交流矩形波Sg相应的电流的变动转换为电压的变动(虚线的波形V5)。然后,对获得的波形V4以及波形V5的电压值分别积分,比较这些值,由此能够辨别手指有无向触摸检测电极E2接触或者接近。
此外,在图12中,针对波形V2与波形V3,也可以采用求出降低至规定的基准电压为止的期间而比较这些期间等的方法。
具体来说,如图11所示,触摸检测电极E2成为能够由开关SW1以及开关SW2分别从电源以及电压检测器DET切断的构成。在图12中,在时刻T01的时机下交流矩形波Sg使与电压V0相当的电压水平上升。此时开关SW1接通,开关SW2断开。因此,触摸检测电极E2的电压也上升至电压V0
接下来,在时刻T11的时机之前将开关SW1设为断开。此时触摸检测电极E2处于浮置状态,但利用触摸检测电极E2的静电电容C3或者向触摸检测电极E2的静电电容C3施加基于手指等的接触或者接近的静电电容C4而成的静电电容C3+C4(参照图11),将触摸检测电极E2的电位维持为电压V0
另外,在时刻T11的时机之前使开关SW3接通且在经过规定的时间后使其断开并使电压检测器DET复位。利用该复位动作使触摸检测信号Vdet2成为与基准电压Vref大致相等的电压。
接着,当在时刻T11的时机使开关SW2接通时,电压检测器DET的反转输入部成为触摸检测电极E2的电压V0,之后,根据触摸检测电极E2的静电电容C3(或者C3+C4)与电压检测器DET内的电容C5的时间常数,将电压检测器DET的反转输入部的电位降低至基准电压Vref。此时,由于触摸检测电极E2的静电电容C3(或者C3+C4)所蓄积的电荷向电压检测器DET内的电容C5移动,因此电压检测器DET的输出电压即触摸检测信号Vdet2上升。
电压检测器DET的输出电压Vdet2在手指等没有向触摸检测电极E2接近时,成为由实线表示的波形V4,成为Vdet2=C3×V0/C5。在附加有基于手指等的影响的电容时,成为由虚线表示的波形V5,成为Vdet2=(C3+C4)×V0/C5。
之后,在触摸检测电极E2的静电电容C3(或者C3+C4)的电荷向电容C5充分移动之后的时刻T31的时机使开关SW2断开,并使开关SW1以及开关SW3接通,由此将触摸检测电极E2的电位设为与交流矩形波Sg相同电位的低水平并且使电压检测器DET复位。
此外,此时,使开关SW1接通的时机只要是使开关SW2断开之后且时刻T02以前,也可以是任意的时机。另外,使电压检测器DET复位的时机只要是使开关SW2断开之后且时刻T12以前,也可以设为任意的时机。
将以上的动作以规定的频率(例如为数kHz~数百kHz左右)反复。基于波形V4与波形V5之差的绝对值|ΔV|,能够检测外部接近物体的有无(触摸的有无)。
此外,如图12所示,触摸检测电极E2的电位在手指等没有接近时成为V2的波形,在附加基于手指等的影响的静电电容C4时成为V3的波形。通过测定波形V2与波形V3分别下降至规定的电压VTH的时间,也能够检测外部接近物体的有无(触摸的有无)。
在本构成例中,触摸检测设备30根据从图10所示的驱动驱动器47供给的驱动信号,向触摸检测电极TDL分别供给电荷,进行自静电电容方式的触摸检测。
图13是表示安装有带触摸检测功能的显示装置的组件的第二构成例的图。在自静电电容方式的情况下,也可以将呈矩阵状设置的多个电极EL作为兼具触摸检测电极TDL以及驱动电极COML的功能的电极进行使用。在这种情况下,多个电极EL各自经由布线L1以及L2等连接部与驱动电极扫描部14A以及14B以及触摸检测控制部40连接。此外,在图13中,仅图示了一部分的电极EL的布线L2,但实际上在全部的电极EL上独立地设有布线L2或者与其类似的连接部。
电极EL的形状以及大小是任意的,但也可以使电极EL的大小例如与像素的大小对应。在这种情况下,也可以将构成像素的电极(例如液晶显示装置的像素中的像素电极22或者作为相对电极的驱动电极COML)的一个用作电极EL。即,电极EL也可以兼作在具有多个像素的显示装置的像素各自上设置的电极。
<压力检测部的第一构成例>
图14是表示带触摸检测功能的显示装置的第一构成例的分解立体图。如图14所示,带触摸检测功能的显示装置1包括带触摸检测功能的显示部10、照亮带触摸检测功能的显示部10的照明部(例如背光灯单元BL)、控制带触摸检测功能的显示部10以及背光灯单元BL的主机HST、壳体CA、以及盖部件CG。
带触摸检测功能的显示部10具有与由相互正交的第一方向即X方向与第二方向即Y方向规定的X-Y平面平行的平面。在本构成例中,第一方向即X方向以及第二方向即Y方向相互正交,但也可以通过90°以外的角度进行交叉。第三方向即Z方向与第一方向即X方向以及第二方向即Y方向各自相互正交。第三方向即Z方向是带触摸检测功能的显示部10的厚度方向。
壳体CA具有在上部具有开口的箱形状,收容有带触摸检测功能的显示部10、背光灯单元BL以及主机HST。关于壳体CA,存在由金属等导电材料形成的情况、或者由树脂形成而将其表面层设为金属材料的情况。
盖部件CG堵塞壳体CA的开口,覆盖带触摸检测功能的显示部10、背光灯单元BL以及主机HST。
在X-Y俯视观察下,盖部件CG的尺寸大于第二基板的尺寸、第一基板的尺寸。作为盖部件CG,例示有玻璃基板或者树脂基板等具有透光性的基板。在盖部件CG为玻璃基板的情况下,有时将盖部件CG称为盖玻璃。
在第三方向即Z方向上,带触摸检测功能的显示部10以及背光灯单元BL位于壳体CA的底面与盖部件CG之间,背光灯单元BL位于壳体CA与带触摸检测功能的显示部10之间。背光灯单元BL能够配置为与带触摸检测功能的显示部10隔开间隔。另外,背光灯单元BL能够配置为与壳体CA隔开间隔。
图15是表示背光灯单元的分解立体图。背光灯单元BL具有导光体LG、光源LS、光反射体RS、光扩散板DI、增亮膜BEF以及框架FR。背光灯单元BL具有与带触摸检测功能的显示部10对应的形状以及尺寸。
导光体LG配置在带触摸检测功能的显示部10与壳体CA之间。在本构成例中,导光体LG形成为扁平的矩形状。光源LS向导光体LG射出光。在本构成例中,光源LS利用发光二极管(LED),与导光体LG的一侧面相对配置。
光反射体RS配置在导光体LG与壳体CA之间。光反射体RS使从导光体LG向与带触摸检测功能的显示部10相反的方向放出的光反射,向带触摸检测功能的显示部10侧射出。光反射体RS通过减少光的损失,能够使显示图像的亮度水平提高。在本构成例中,光反射体RS形成为矩形的片状。在X-Y平面中,光反射体RS的面积与导光体LG的面积大致相同。例如,光反射体RS也可以具有使用了聚酯系树脂的多层膜构造。
光扩散板DI配置在导光体LG与带触摸检测功能的显示部10之间。光扩散板DI使从导光体LG侧射入的光扩散而向带触摸检测功能的显示部10射出。即,由于透过了光扩散板DI的光被扩散,光扩散板DI能够抑制背光灯单元BL的射出光在X-Y平面上的亮度不均。在本构成例中,光扩散板DI形成为矩形的片状。在X-Y平面中,光扩散板DI的面积与导光体LG的面积大致相同。
增亮膜BEF配置在光扩散板DI与带触摸检测功能的显示部10之间。增亮膜BEF具有使背光灯单元BL的射出光的亮度水平提高的作用。在本构成例中,增亮膜BEF形成为矩形的薄膜状。在X-Y平面中,增亮膜BEF的面积与导光体LG的面积大致相同。
框架FR在背光灯单元BL的模块化中被使用。在框架FR上安装导光体LG、光源LS、光反射体RS、光扩散板DI以及增亮膜BEF。由此,导光体LG与光源LS的相对位置被固定。
在本构成例中,框架FR形成为矩形框状。在X-Y平面中,框架FR在整体上包围导光体LG以及光源LS的集合体。在框架FR上形成有供与光源LS连接的柔性印刷电路基板穿过的通路FRP。关于框架FR,存在由金属等导电材料形成的情况。
此外,X-Y平面中的框架FR的形状能够进行各种变形,只要是不会妨碍带触摸检测功能的显示部10的照明的形状即可。例如,关于X-Y平面中的框架FR的形状,例示了与导光体LG的相邻两边相对的L字状、与导光体LG的相邻三边相对的Π字状或者与导光体LG的相对的两边相对的II字状。
在此,在图15中例示出背光灯单元BL,但作为背光灯单元BL能够应用各种形式。例如,也可以除去光反射体RS、光扩散板DI以及增亮膜BEF的至少一部分而形成背光灯单元BL。或者,也可以附加图15未表示的光学构件而形成有背光灯单元BL。背光灯单元BL只要构成为向带触摸检测功能的显示部10释放光即可。
此外,在带触摸检测功能的显示部10为反射功能层例如像素电极由金属等反射电极构成的反射型的液晶显示装置的情况或作为显示功能层而利用了自发光元件OLED的显示装置的情况下,省略背光灯单元BL。另外,作为照明部,也可以构成从带触摸检测功能的显示部10的前表面照射光的前光源单元FL。
图16是表示图14所示的带触摸检测功能的显示装置的构成的截面图。如图16所示,带触摸检测功能的显示装置1包括带触摸检测功能的显示部10、COG 19、盖部件CG、第一光学元件OD1、第二光学元件OD2、触摸检测电极TDL、触摸IC 49、背光灯单元BL、第一印刷电路基板、第二印刷电路基板以及第三印刷电路基板(例如柔性印刷电路基板T、T2以及T3)。
COG 19安装在带触摸检测功能的显示部10的像素基板2上。柔性印刷电路基板T2与像素基板2连接。连接器CO1以及连接器CO2安装在柔性印刷电路基板T2上。柔性印刷电路基板T2经由连接器CO1与主机HST连接。
柔性印刷电路基板T将触摸检测电极TDL与连接器CO2之间连接起来。柔性印刷电路基板T3将光源LS与柔性印刷电路基板T2之间连接起来。
COG 19以及触摸IC 49经由柔性印刷电路基板T2、连接器CO2以及柔性印刷电路基板T进行连接。当关于触摸IC 49的配置进行例示时,触摸IC 49能够安装在柔性印刷电路基板T、T2、T3以及相对基板3之内的任一个基板上、或者分割安装在任两个以上的基板上。
将主机HST与带触摸检测功能的显示部10以及触摸检测电极TDL分别连接的单元、以及连接光源LS与主机HST的单元能够进行各种变形。
例如,也可以替代上述的独立的三个柔性印刷电路基板T、T2以及T3与连接器CO1以及CO2而利用一个柔性印刷电路基板。在这种情况下,一个柔性印刷电路基板与主机HST连接,柔性印刷电路基板的第一分支部与带触摸检测功能的显示部10连接,柔性印刷电路基板的第二分支部与触摸检测电极TDL连接,柔性印刷电路基板的第三分支部与光源LS连接。另外,柔性印刷电路基板间、或者柔性印刷电路基板与主机HST或基板可以经由连接器CO1以及连接器CO2那样的连接器进行连接,也可以替代连接器而利用焊料等进行连接。
主机HST、COG 19以及触摸IC 49作为具有带触摸检测功能的显示部10的驱动电极COML与触摸检测电极TDL的触摸检测部SE1的控制部而发挥功能。
能够将主机HST改称为应用程序处理器。触摸IC 49能够向COG 19给予通知触摸检测部SE1的驱动时期的定时信号。或者,COG 19能够向触摸IC 49给予通知驱动电极COML的驱动时期的定时信号。或者,主机HST能够向COG 19以及触摸IC 49分别给予定时信号。利用该定时信号,能够实现COG 19的驱动与触摸IC 49的驱动的同步化。
主机HST经由连接器CO1以及柔性印刷电路基板T3与光源LS连接,并控制光源LS的驱动。此外,光源LS也可以经由柔性印刷电路基板T3以及柔性印刷电路基板T2与COG 19连接,利用COG 19来控制光源LS。换言之,在显示控制部11中,也包含控制光源的光源控制部。
盖部件CG位于带触摸检测功能的显示部10的外侧,并与相对基板3相对。在该构成例中,带触摸检测功能的显示装置1的输入面IS是盖部件CG的表面。带触摸检测功能的显示装置1在被检测物OBJ1及OBJ2与输入面IS接触时,能够检测出与被检测物OBJ1及OBJ2各自的位置以及接触面积相应的信号(第一信号值)。
另外,带触摸检测功能的显示装置1在由被检测物OBJ1及OBJ2向输入面IS施加有压力的情况下,能够将与压力相应的信号值向控制部CTRL输出。与压力相应的信号值是指,与被检测物OBJ1及OBJ2按下输入面IS的压力(第一压力)相应的信号值(第二信号),是根据压力的大小来变化的信号值。
第一光学元件OD1配置在像素基板2与背光灯单元BL之间。第一光学元件OD1粘贴于像素基板2。
第二光学元件OD2配置在带触摸检测功能的显示部10与盖部件CG之间。第二光学元件OD2粘贴于相对基板3以及触摸检测电极TDL。
第一光学元件OD1以及第二光学元件OD2各自至少包含偏光板,根据需要也可以包含相位差板。第一光学元件OD1所包含的偏光板的吸收轴与第二光学元件OD2所包含的偏光板的吸收轴相互交叉。例如,第一光学元件OD1所包含的偏光板的吸收轴与第二光学元件OD2所包含的偏光板的吸收轴相互正交。
盖部件CG借助粘合层AL粘贴于第二光学元件OD2。作为粘合层AL,例示出光学用透明树脂(OCR:Optically Clear Resin)。带触摸检测功能的显示部10检测压力,因此粘合层AL也可以弹性变形,但只要能够向第二光学元件OD2传递从盖部件CG施加的力即可。
触摸检测电极TDL配置在驱动电极COML与盖部件CG之间。在该构成例中,触摸检测电极TDL设置在相对基板3的、与第二光学元件OD2相对的一侧的面的上方。触摸检测电极TDL可以与相对基板3相接,也可以与相对基板3分开。在触摸检测电极TDL与相对基板3分开的情况下,在相对基板3与触摸检测电极TDL之间夹有未图示的绝缘膜等构件。触摸检测电极TDL在第二方向即Y方向上延伸。
驱动电极COML以及触摸检测电极TDL构成互静电电容方式的触摸检测部SE1。驱动电极COML作为显示用的电极而发挥功能,并且也作为传感器驱动电极而发挥功能。触摸检测部SE1用于检测出被检测物OBJ1及OBJ2的位置以及接触面积。
背光灯单元BL配置为与带触摸检测功能的显示部10隔开间隔。
在本构成例中,壳体CA由导电材料(例如铝)形成。壳体CA的电位为基准电位。作为基准电位,例示出接地电位(GND)。此外,也可以将触摸IC 49、COG 19、主机HST中的任一者与壳体CA经由连接布线等电连接,从触摸IC 49、COG 19、主机HST中的任一者供给基准电位。
壳体CA配置为与带触摸检测功能的显示部10隔开间隔。在本构成例中,在带触摸检测功能的显示部10与壳体CA之间夹有空气层或者树脂层。即,带触摸检测功能的显示装置1具有带触摸检测功能的显示部10与背光灯单元BL之间的空气层或者树脂层、以及背光灯单元BL与壳体CA之间的空气层或者树脂层中的至少一方。
壳体CA与驱动电极COML之间的至少一部分由空气层或者树脂层形成。通过存在空气层或者树脂层,壳体CA与驱动电极COML的间隔能够根据向输入面IS施加的压力的大小进行变化。另外,在除去向输入面IS施加的压力时,壳体CA与驱动电极COML的间隔随着时间流逝而复原成原始间隔。
从壳体CA至驱动电极COML的距离d3是第三方向即Z方向的距离,是从壳体CA的与驱动电极COML相对的一侧的面至驱动电极COML的与壳体CA相对的一侧的面为止的距离。距离d3根据向盖部件CG施加的压力的大小以及压力施加的位置来变化。
在驱动电极COML与壳体CA之间存在电容Cp3。即,驱动电极COML与壳体CA静电电容结合。电容Cp3与距离d3对应地变化。因此,COG 19通过检测与距离d3对应的电容Cp3的变化,能够检测压力信息。
压力检测控制部50对驱动电极COML进行驱动,并从驱动电极COML取出基于距离d3的变化的压力信息。例如,压力检测控制部50包含于COG 19,COG 19向驱动电极COML输出信号,从驱动电极COML读取基于驱动电极COML与壳体CA的距离d3的变化的信号。另外,压力检测控制部50也可以包含于触摸IC 49或者主机HST。显示控制部11、触摸检测控制部40、压力检测控制部50以及主机HST也可以进行配合而控制触摸检测部SE1、显示部DSP以及压力检测部SE2。
在本构成例中,驱动电极COML由触摸检测部SE1、显示部DSP以及压力检测部SE2共用。
图17是表示带触摸检测功能的显示装置的触摸检测电极、驱动电极块以及壳体的立体图。驱动电极块Ba、Bb、Bc、Bd、Be以及Bf与多个触摸检测电极TDL一并构成图1的触摸检测部SE1。与多个触摸检测电极TDL和驱动电极块Ba、Bb、Bc、Bd、Be以及Bf的交点对应的区域是触摸检测部SE1检测触摸的单位区域、即触摸检测单位区域。多个触摸检测电极TDL与驱动电机块Ba、Bb、Bc、Bd、Be以及Bf的交点分别与本发明的一个第一检测部对应。
驱动电极块Ba、Bb、Bc、Bd、Be及Bf以及壳体CA构成图1的压力检测部SE2。压力检测部SE2具有与驱动电极块Ba、Bb、Bc、Bd、Be以及Bf分别对应的多个区域来作为压力检测部SE2检测压力的单位区域、即压力检测单位区域。换句话说,压力检测部SE2以与驱动电极块Ba、Bb、Bc、Bd、Be以及Bf分别对应的多个区域各自为单位,将与压力相应的信号值向控制部CTRL输出。在这种情况下,控制部CTRL对多个压力检测单位区域各自执行后述的处理。驱动电机块Ba、Bb、Bc、Bd、Be以及Bf与壳体CA的相对部分别与本发明的一个第二检测部对应。
触摸检测部SE1检测接触的单位区域即触摸检测单位区域各自小于压力检测部SE2检测压力的单位区域即压力检测单位区域各自。触摸检测单位区域各自的X方向上的长度短于压力检测单位区域各自的X方向上的长度。此外,在本实施方式中,将由触摸检测部SE1与压力检测部SE2驱动的驱动块的单位设为共用,但不限于此。例如,也可以使触摸检测部SE1对驱动电极块进行独立驱动,使压力检测部SE2同时驱动全部的驱动电极块、或者两个以上的多个驱动电极块。此外,在这种情况下,同时被驱动的多个驱动电极块表示压力检测单位区域。
图18是表示带触摸检测功能的显示装置的触摸检测电极、驱动电极块以及壳体的构成例2的立体图。
在触摸检测部SE1以及压力检测部SE2将如图13所示那样呈矩阵状设置的多个电极EL用作兼具触摸检测电极TDL以及驱动电极COML的功能的电极的情况下,压力检测部SE2将与呈矩阵状设置的多个电极EL分别对应的矩阵状的多个区域用作多个压力检测单位区域。多个压力检测单位区域分别是检测压力的单位区域。换句话说,压力检测部SE2以与多个电极EL分别对应的多个区域各自为单位将与压力相应的信号值向控制部CTRL输出。在这种情况下,控制部CTRL对多个压力检测单位区域各自执行后述的处理。带触摸检测功能的显示装置1的截面构造能够进行各种变形。设为矩阵状的多个电极EL分别与本发明的一个第一检测部对应,并且设为矩阵状的多个电极EL与壳体CA的相对部分别与本发明的一个第二检测部对应。
当将带触摸检测功能的显示部10与背光灯单元BL之间的空间设为第一空间、将背光灯单元BL与壳体CA之间的空间设为第二空间、将背光灯单元BL与框架FR之间的空间设为第三空间时,至少在第一空间、第二空间、第三空间中的任一者具有空气层或者树脂层。在此,空气层可以通过在周边区域等配置隔离物等来形成,树脂层例如表示缓冲件CUS。此外,只要具有第一空间、第二空间、第三空间中的任一个空间即可,例如也可以使背光灯BL与壳体CA相接,不具有空间。
图19~图24是表示带触摸检测功能的显示装置的构造例的截面图。在图19所示的构造例中,带触摸检测功能的显示部10与背光灯单元BL的端部由隔离物SP1以及SP2连接,在带触摸检测功能的显示部10与背光灯单元BL之间夹有空气间隙AG1。在背光灯单元BL与壳体CA之间夹有空气间隙AG2。在图19所示的构造例中,不具有图15所示的框架FR。
在图20所示的构造例中,背光灯单元BL与壳体CA接触,没有夹有图19所示的空气间隙AG2。
在图21所示的构造例中,在背光灯单元BL与壳体CA之间配置缓冲件CUS,没有夹有图19所示的空气间隙AG2。
在图22所示的构造例中,图15所示的框架FR具有有底的箱形状。然后,背光灯单元BL与框架FR的底部进行接触。在框架FR的底部与壳体CA之间夹有空气间隙AG2。
在图23所示的构造例中,在背光灯单元BL与框架FR的底部之间夹有空气间隙AG3。
在图24所示的构造例中,在背光灯单元BL与框架FR的底部之间配置缓冲件CUS,没有夹有图23所示的空气间隙AG3。
<压力检测部的第二构成例>
图25是表示带触摸检测功能的显示装置的第二构成例的截面图。如图25所示,带触摸检测功能的显示装置1除了带触摸检测功能的显示部10、COG 19、盖部件CG、第一光学元件OD1、第二光学元件OD2、触摸检测电极TDL、触摸IC 49、背光灯单元BL、柔性印刷电路基板T、T2以及T3之外,还包括压力传感器61。压力传感器61与图1的压力检测部SE2对应。
柔性印刷电路基板T3具有第一分支部FB1以及第二分支部FB2。第一分支部FB1与光源LS连接。第二分支部FB2与压力传感器61连接。
压力传感器61是检测壳体CA内的空气压的传感器。当向输入面IS施加压力时,盖部件CG以及带触摸检测功能的显示部10向壳体CA的内部方向弯曲。当盖部件CG以及带触摸检测功能的显示部10向壳体CA的内部方向弯曲时,壳体CA内部的空气被压缩,壳体CA内部的空气压上升。
另外,在除去向输入面IS施加的压力时,盖部件CG以及带触摸检测功能的显示部10的弯曲随着时间流逝而被消除。然后,盖部件CG以及带触摸检测功能的显示部10复原至原始状态。当盖部件CG以及带触摸检测功能的显示部10复原至原始状态时,壳体CA内部的空气压下降,恢复至原始的空气压。因此,控制部CTRL通过检测壳体CA内部的空气压的变化,能够检测压力信息。
图26是示意性表示带触摸检测功能的显示装置的触摸检测电极、驱动电极块以及压力传感器的立体图。
多个触摸检测电极TDL以及驱动电极块Ba、Bb、Bc、Bd、Be及Bf构成图1的触摸检测部SE1。多个触摸检测电极TDL与驱动电极块Ba、Bb、Bc、Bd、Be以及Bf的交点是触摸检测部SE1检测触摸的单位区域即触摸检测单位区域。多个触摸检测电极TDL与驱动电极块Ba、Bb、Bc、Bd、Be及Bf的交点分别与本发明的第一检测部对应。
压力传感器61构成图1的压力检测部SE2。压力检测部SE2将与输入面IS对应的一个区域用作一个压力检测单位区域。一个压力检测单位区域是检测压力的单位区域。换句话说,压力检测部SE2将表示向一个整个压力检测单位区域施加的压力的一个信号值向控制部CTRL输出。在这种情况下,控制部CTRL对一个压力检测单位区域执行后述的处理。压力传感器61与本发明的第二检测部对应。
触摸检测部SE1检测接触的单位区域、即触摸检测单位区域各自小于压力检测部SE2检测压力的单位区域、即压力检测单位区域各自。触摸检测单位区域各自的X方向上的长度短于压力检测单位区域各自的X方向上的长度。触摸检测单位区域各自的Y方向上的长度短于压力检测单位区域各自的Y方向上的长度。
也可以替代压力传感器61而使用以电阻值的变化检测带触摸检测功能的显示装置1的变形的应变计(strain gauge)。另外,也可以替代压力传感器61而使用由光来检测带触摸检测功能的显示装置1的变形的光传感器。压力传感器61的大小能够进行各种变形。
图27以及图28是表示压力传感器的例子的俯视观察图。如图27所示,也可以将压力传感器61的大小设为与输入面IS大致相同的大小,在俯视观察下配置在输入面IS的内侧。
如图28所示,也可以使压力传感器61的大小相对小于输入面IS,在俯视观察下配置在与输入面IS的外缘重叠的场所。另外,也可以将压力传感器61在俯视观察下配置在与输入面IS的角部重叠的场所。另外,也可以将压力传感器61在俯视观察下配置在输入面IS的内侧。
<控制部的动作>
在图26所示的压力检测部SE2的构成例中,压力检测部SE2具有一个压力检测单位区域。压力检测部SE2将表示向一个压力检测单位区域施加的压力的一个信号值向控制部CTRL输出。在压力检测部SE2具有一个压力检测单位区域的情况下,控制部CTRL对一个压力检测单位区域执行处理。
在图17或者图18所示的压力检测部SE2的构成例中,压力检测部SE2具有多个压力检测单位区域。压力检测部SE2将表示向多个压力检测单位区域分别施加的压力的多个信号值向控制部CTRL输出。在压力检测部SE2具有多个压力检测单位区域的情况下,控制部CTRL对多个压力检测单位区域分别执行处理。
图29是表示压力检测部的一个压力检测单位区域(第二区域)的图。在图29中,一个压力检测单位区域R内的单元格是分别与多个触摸检测电极TDL和多个驱动电极COML的交点对应且检测触摸的单位区域即触摸检测单位区域U(第一区域)。
压力检测单位区域R内的区域R1是被检测物OBJ1与输入面IS接触的区域。在此,被检测物OBJ1是与输入面IS接触而变形的第一种类的物体。作为第一种类的物体,例示出手指。
在被检测物OBJ1为第一种类的物体的情况下,当被检测物OBJ1按下输入面IS的压力增加时,被检测物OBJ1与输入面IS的接触面积增加。换句话说,被检测物OBJ1按下输入面IS的压力与被检测物OBJ1和输入面IS的接触面积存在相关性。
在图29所示的例子中,控制部CTRL能够将区域R1内的触摸检测单位区域U的个数计数为“11”。控制部CTRL通过使每一个触摸检测单位区域U的面积乘以“11”来计算被检测物OBJ1与输入面IS的实际的接触面积。
在触摸检测部SE1为自静电电容方式或者互静电电容方式的情况下,触摸检测部SE1能够以区域R1内的多个触摸检测单位区域U各自为单位来检测表示由被检测物OBJ1附加的静电电容(与图3的电容元件C2或者图11的静电电容C4对应)的信号值。
在被检测物OBJ1是与输入面IS接触而变形的物体的情况下,当被检测物OBJ1按下输入面IS的压力增加时,被检测物OBJ1与触摸检测电极TDL之间的静电电容增加。换句话说,被检测物OBJ1按下输入面IS的压力与被检测物OBJ1和触摸检测电极TDL之间的静电电容存在相关性。
在图29所示的例子中,控制部CTRL能够以如下方式进行计数:区域R1包括1个与静电电容相应的信号值“15”的触摸检测单位区域U、2个与静电电容相应的信号值“10”的触摸检测单位区域U、2个与静电电容相应的信号值“7”的触摸检测单位区域U、以及6个与静电电容相应的信号值“5”的触摸检测单位区域U。
在触摸检测部SE1为互静电电容方式或者自静电电容方式的情况下,与区域R1的接触相应的信号值包括1个与静电电容相应的信号值“15”、2个与静电电容相应的信号值“10”、2个与静电电容相应的信号值“7”、以及6个与静电电容相应的信号值“5”。
在触摸检测部SE1为电阻膜方式的情况下,与区域R1的接触相应的信号值是区域R1内的触摸检测单位区域U的个数“11”。
此外,与静电电容相应的信号值“15”、与静电电容相应的信号值“10”等可以是附加电容的值,也可以是在由被检测物OBJ1附加的静电电容中流动的电流(与图4的电流I2对应)或者电压(与图5的电压(V0-V1)或者图12的电压(|ΔV|=V5-V4)对应)。另外,也可以通过将由触摸检测部SE1检测出的电流在a安培~b安培的情况下设为与静电电容相应的信号值“1”、在b安培~c安培的情况下设为与静电电容相应的信号值“2”的方式,将由触摸检测部SE1检测出的值转换为对应的值。
控制部CTRL能够将与区域R1内的多个静电电容相应的信号值的合计计数为“79”,能够将区域R1内的触摸检测的触摸检测单位区域U的个数计数为“11”。因此,控制部CTRL能够将与区域R1内的触摸检测单位区域U的每一个的静电电容相应的信号值的平均值计算为“7.19”。
压力检测单位区域R内的区域R2是被检测物OBJ2与输入面IS接触的区域。在此,被检测物OBJ2是与输入面IS接触而变形的第一种类的物体。作为第一种类的物体,例示出手指。
在被检测物OBJ2为第一种类的物体的情况下,当被检测物OBJ2按下输入面IS的压力增加时,被检测物OBJ2与输入面IS的接触面积增加。换句话说,被检测物OBJ2按下输入面IS的压力与被检测物OBJ2和输入面IS的接触面积存在相关性。
在图29所示的例子中,控制部CTRL能够将区域R2内的触摸检测单位区域U的个数计数为“8”。控制部CTRL能够通过使触摸检测单位区域U的每一个的面积乘以“8”来计算被检测物OBJ2与输入面IS的实际的接触面积。
在被检测物OBJ2为第一种类的物体的情况下,当被检测物OBJ2按下输入面IS的压力增加时,被检测物OBJ2与触摸检测电极TDL之间的静电电容增加。换句话说,被检测物OBJ2按下输入面IS的压力与被检测物OBJ2和触摸检测电极TDL之间的静电电容存在相关性。
在图29所示的例子中,控制部CTRL能够以如下方式进行计数:区域R2包括2个与静电电容相应的信号值“10”的触摸检测单位区域U、以及6个与静电电容相应的信号值“5”的触摸检测单位区域U。
在触摸检测部SE1为互静电电容方式或者自静电电容方式的情况下,与区域R2的接触相应的信号值包括2个与静电电容相应的信号值“10”、以及6个与静电电容相应的信号值“5”。
在触摸检测部SE1为电阻膜方式的情况下,与区域R2的接触相应的信号值是区域R2内的触摸检测单位区域U的个数“8”。
控制部CTRL能够将与区域R2内的多个静电电容相应的信号值的合计计数为“50”,能够将区域R2内的单位区域的数量计数为“8”。因此,控制部CTRL能够将与区域R2内的触摸检测单位区域U的每一个的静电电容相应的信号值的平均值计算为“6.25”。
在被检测物OBJ1为第一种类的物体的情况下,被检测物OBJ1按下输入面IS的压力与同区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值存在相关关系。同样,在被检测物OBJ2为第一种类的物体的情况下,被检测物OBJ2按下输入面IS的压力与同区域R2内的静电电容相应的信号值的平均值存在相关关系。因此,在图29所示的例子中,被检测物OBJ1按下输入面IS的压力大于被检测物OBJ2按下输入面IS的压力。
在此,压力检测部SE2检测出与由被检测物OBJ1及OBJ2向压力检测整个单位区域R施加的压力相应的信号值“134”。控制部CTRL基于与区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值“7.19”以及与区域R2内的静电电容相应的信号值的平均值“6.25”,将与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值“134”向区域R1以及区域R2比例分配,由此能够将与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“72”,能够将与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“62”。
此外,在本实施方式中,单纯求出与区域R1内的静电电容相应的信号值(触摸检测信号值)的平均值,但不限于此。例如,也可以关于一定值以下的触摸检测信号而判定为噪声,从区域R1中去除与该信号值相应的区域。另外,也可以根据触摸检测信号值的大小、触摸检测信号值的分布来进行比重计算。例如,也可以是,在针对触摸检测信号值表示一定的阈值以上的值的触摸检测单位区域作为一个单位区域进行处理、将表示一定的阈值以下的值的触摸检测单位区域作为0.8个单位区域进行处理且将该区域的信号值设为1.25倍的基础上,计算区域R1、区域R2各自的每一个单位区域的平均值。
在触摸检测部SE1为电阻膜方式且Z方向上的电极间距离一致的情况下,触摸检测部SE1无法针对触摸检测单位区域U各自检测出不同的信号值,因此区域R1以及区域R2内的全部的触摸检测单位区域U的信号值成为相同的值。此外,也可以通过在一个触摸检测单位区域U设置多个Z方向上的电极间距离,由此能够获得与压力相应的不同的触摸检测信号。在这种情况下,无论被检测物是第二种类的物体还是第一种类的物体,均可以根据压力使触摸检测信号值变化。但是,在为第一种类的物体的情况下检测触摸检测信号的触摸检测单位区域U的面积发送变化,但在为第二种类的物体的情况下,检测触摸检测信号的触摸检测单位区域U的面积不发生变化。
在这种情况下,控制部CTRL基于区域R1内的触摸检测单位区域U的个数即与区域R1的面积相应的信号值以及区域R2内的触摸检测单位区域U的个数即与区域R2的面积相应的信号值,将与压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值向区域R1以及区域R2比例分配,由此能够计算与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值以及与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值。
图30是表示压力检测部的一个压力检测单位区域的图。压力检测单位区域R内的区域R2是被检测物OBJ2与输入面IS接触的区域。在此,被检测物OBJ2是与输入面IS接触而不变形或者与第一种类的物体相比较而相对变形较少的第二种类的物体。作为第二种类的物体,例示出树脂或者金属的触控笔。
此外,与第二种类的物体接触的区域R2的静电电容相应的值与同第一种类的物体接触的区域R1的静电电容相应的值同样地表示与检测的电流或者电压相应的相对值。另外,第一种类的物体接触的情况下的相对值与第二种类的物体接触的情况下的相对值也可以不同。例如,也可以是,在第一种类的物体接触的情况下,由触摸检测部SE1检测出的电流在a安培~b安培的情况下设为与静电电容相应的信号值“1”,在第二种类的物体接触的情况下,将2a安培~2b安培的情况转换为与静电电容相应的信号值“1”。
在被检测物OBJ2为第二种类的物体的情况下,即使被检测物OBJ2按下输入面IS的压力增加,被检测物OBJ2与输入面IS的接触面积也不会增加或者与第一种类的物相比较而相对少地增加。换句话说,被检测物OBJ2按下输入面IS的压力与被检测物OBJ2和输入面IS的接触面积的相关性与第一种类的物体的相关性不同。
另外,在被检测物OBJ2为第二种类的物体的情况下,即使被检测物OBJ2按下输入面IS的压力增加,被检测物OBJ2与触摸检测电极TDL之间的静电电容也不会增加或者与第一种类的物体相比较而相对少地增加。换句话说,被检测物OBJ2按下输入面IS的压力与被检测物OBJ2和触摸检测电极TDL之间的静电电容的相关性与第一种类的物体的相关性不同。
因此,在图30中,在被检测物OBJ2为第二种类的物体的情况下,控制部CTRL基于上述的与区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值或者与区域R1的面积相应的信号值以及与区域R2内的静电电容相应的信号值的平均值或者与区域R2的面积相应的信号值,将与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值向区域R1以及区域R2比例分配,由此无法理想地计算出与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值以及被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值。
对此,控制部CTRL通过执行以下说明的处理,即使在被检测物OBJ2为第二种类的物体的情况下,也能够理想地计算与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值以及与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值。
图31是表示控制部的功能模块的图。控制部CTRL包括判定部100、压力计算部101、被检测物种类判定部102、参考值取得部103、以及存储部104。存储部104包括参考值存储部105。
判定部100、压力计算部101、被检测物种类判定部102以及参考值取得部103能够通过使COG 19、触摸IC 49或者主机HST执行程序来实现。或者,判定部100、压力计算部101、被检测物种类判定部102以及参考值取得部103能够通过使COG 19、触摸IC 49以及主机HST之内的两个以上配合执行程序来实现。
判定部100用于判定是多个触摸还是单个触摸,换句话说判定被接触物是多个还是一个。
压力计算部101基于与多个第一区域的接触相应的多个第一信号值、与多个被检测物按下至少一个第二区域的至少一个第一压力相应的至少一个第二信号值、多个第一区域内的至少一个区域中检测出的每至少一个第一信号值的第三压力相应的至少一个参考值,计算与多个被检测物中的至少一个按下至少一个第二区域的至少一个第二压力相应的至少一个第三信号值。
被检测物种类判定部102基于与多个被检测物和输入面IS接触的多个区域各自的接触相应的信号值,判定多个被检测物是否为不同种类的物体。
参考值取得部103取得与由以被检测物的种类为单位的压力产生的信号值的变化相应的参考值。
作为存储部104,例示出易失性存储器或者非易失性存储器。作为易失性存储器,例示出RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)。作为非易失性存储器,例示出闪存(注册商标)。
参考值存储部105存储用于计算被检测物OBJ1或OBJ2的至少一个按下至少一个第二区域的至少一个第二压力相应的至少一个第三信号值的参考值。参考值是触摸检测部SE1检测被检测物OBJ1或OBJ2时的、与同接触相应的每个信号值的压力相应的信号值。
参考值在触摸检测部SE1为互静电电容方式或者自静电电容方式的情况下,是区域R1内或者区域R2内的静电电容的平均值的与压力相应的信号值,在触摸检测部SE1为电阻膜方式的情况下,是与区域R1或者区域R2内的1面积的压力相应的信号值。
图32是表示参考值存储部的第一例的图。参考值存储部105包括环形缓冲器107与参考值REF保持部108。环形缓冲器107包括N个缓冲器即REF(1)缓冲器107-1至REF(N)缓冲器107-N。参考数N是预定的正的常量。在本实施方式中,将参考数N设为“3”。
在触摸检测部SE1为互静电电容方式或者自静电电容方式的情况下,参考值取得部103将区域R1内或者区域R2内的静电电容的平均值的与压力相应的信号值依次储存到参考值存储部105的REF(1)缓冲器107-1至REF(N)缓冲器107-N。
参考值取得部103若将区域R1内或者区域R2内的静电电容的平均值的与压力相应的信号值储存到参考值存储部105的REF(N)缓冲器107-N,则在下次的参考值取得时机,将区域R1内或者区域R2内的静电电容的平均值的与压力相应的信号值储存到储存有最早的信号值的缓冲器、换句话说REF(1)缓冲器107-1。
在触摸检测部SE1为电阻膜方式的情况下,参考值取得部103将与区域R1或者区域R2内的1面积的压力相应的信号值依次储存到参考值存储部105的REF(1)缓冲器107-1至REF(N)缓冲器107-N。
参考值取得部103若将与区域R1或者区域R2内的每1面积的压力相应的信号值储存至参考值存储部105的REF(N)缓冲器107-N,则在下次的参考值取得时机,将与区域R1或者区域R2内的每1面积的压力相应的信号值储存在储存有最早的信号值的缓冲器、即REF(1)缓冲器107-1。
参考值取得部103通过如下的式(1)来计算参考值REF,储存于参考值REF保持部108。
REF=(REF(1)+REF(2)+···+REF(N))/N (1)
此外,参考值取得部103也可以并非计算参考值REF,而是将预定的参考值REF预先储存于参考值REF保持部108,从参考值REF保持部108取得该参考值REF。在这种情况下,不需要环形缓冲器107。
图33是表示参考值存储部的第二例的图。参考值存储部105包括REF(OLD)保持部109、REF(N)保持部110、参考值REF保持部108。
在触摸检测部SE1为互静电电容方式或者自静电电容方式的情况下,参考值取得部103将区域R1内或者区域R2内的静电电容的平均值的与压力相应的信号值储存于参考值存储部105的REF(N)保持部110。
在触摸检测部SE1为电阻膜方式的情况下,参考值取得部103将与区域R1内或者区域R2内的每1面积的压力相应的信号值储存于参考值存储部105的REF(N)保持部110。
在REF(OLD)保持部109中,储存从参考值REF保持部108读取的与储存于RFE(N)保持部110的压力相应的信号值以前的与压力相应的信号值。参考值取得部103利用如下的式(2)来计算参考值REF,并储存于参考值REF保持部108。
REF=REF(OLD)*(1-α)+REF(N)*α (2)
在此,α满足0<α<1。此外,α也可以是预定的常量。另外,α也可以是变量。例如,也可以具有α值切换控制部,以便在噪声检测部51中判定为噪声高的情况下,将α设为相对高的值,在判定为噪声低的情况下,将α设为相对低的值。
换句话说,参考值取得部103通过IIR(Infinite Impulse Response:无限冲激响应)来计算参考值REF。此外,参考值取得部103也可以通过累积平均来计算参考值REF。
此外,参考值存储部105也可以具有对保持于参考值REF保持部108的参考值进行复位的复位部。例如,复位部也可以在触摸信号的频率变更的情况、触摸检测信号的输出开始的时机下使参考值复位。这样一来,即便在根据使用环境的变化等而引起触摸检测信号所产生的噪声的变化等的情况下,也能够取得该环境下的更适当的参考值。
此外,参考值取得部103也可以不计算参考值REF而是将预定的参考值预先储存于参考值REF保持部108,从参考值REF保持部108取得参考值。
图34是表示参考数与噪声/信号比的关系的图。如图34所示,参考数N是计算参考值的次数,且是预定的正的常量。参考数N越增大,噪声/信号比越变小。换句话说,参考数N越大,越能够抑制噪声的影响,能够理想计算被检测物OBJ1及OBJ2各自按下输入面IS的压力。例如,参考数N为4以上的情况更为理想。
图35是表示控制部执行的处理的流程图。在图26所示的压力检测部SE2的构成例中,压力检测部SE2具有一个压力检测单位区域。在压力检测部SE2具有一个压力检测单位区域的情况下,控制部CTRL对一个压力检测单位区域每隔一定的时间间隔反复执行图35所示的处理。
在图17或者图18所示的压力检测部SE2的构成例中,压力检测部SE2具有多个压力检测单位区域。在压力检测部SE2具有多个压力检测单位区域的情况下,控制部CTRL对多个压力检测单位区域各自,每隔一定的时间间隔反复执行图35所示的处理。
判定部100在步骤S100中判定是否多触摸、换句话说被检测物是否为多个。换言之,判定部100判定检测出信号值的区域是否为多个。判定部100若判定为并非多触摸、换句话说被检测物为一个(在步骤S100中为否),处理进入步骤S102,若判定为多触摸(在步骤S100中为是),处理进入步骤S112。
压力计算部101在步骤S102中将与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值设为与一个被检测物的压力相应的信号值。
被检测物种类判定部102在步骤S104中判定被检测物与输入面IS的接触面积是否为预定的面积阈值以下。
通常,由触控笔例示的第二种类的物体与输入面IS的接触面积小于由手指例示的第一种类的物体与输入面IS的接触面积。对此,被检测物种类判定部102通过判定被检测物与输入面IS的接触面积是否为预定的面积阈值以下,能够判定被检测物是否为第二种类的物体。
此外,通过使被检测物种类判定部102判定被检测物与输入面IS的接触面积是否为预定的面积阈值以下而判定被检测物是否为第二种类的物体的情况是例示,不限于此。被检测物种类判定部102例如也可以在执行多次图35所示的处理之后,在与被检测物和输入面IS接触的区域内的多个触摸检测单位区域U的静电电容相应的信号值的变化量为预定的变化量阈值以下的情况下,判定为被检测物是第二种类的物体。在本实施方式中,将面积阈值设为“5”。
被检测物种类判定部102若判定为被检测物与输入面IS的接触面积并非预定的面积阈值以下(在步骤S104中为否),则使处理进入步骤S106,若判定为被检测物与输入面IS的接触面积为预定的面积阈值以下(在步骤S104中为是),则使处理进入步骤S126。
参考值取得部103在步骤S106中计算与被检测物和输入面IS接触的区域内的静电电容的平均值的压力相应的信号值或者与被检测物和输入面IS接触的区域内的每1面积的压力相应的信号值,使用上述的式(1)或者式(2),计算参考值REF。
参考值取得部103在步骤S108中将参考值REF储存于参考值REF保持部108。
参考值取得部103在步骤S110中使取得成为计算参考值REF的依据的信号值的次数即参考取得数Q自加1。之后,参考值取得部103使处理进入步骤S126。
因此,在单触摸的情况下,若被检测物为第一种类的物体,则参考值取得部103计算参考值REF。
但是,在单触摸的情况下,若被检测物为第二种类的物体,则参考值取得部103不计算参考值REF。其理由如下所述。
在被检测物为第二种类的物体的情况下,与被检测物按下输入面IS的压力相应的、与被检测物和输入面IS接触的区域内的静电电容的平均值的压力相应的信号值或者与被检测物和输入面IS接触的区域内的每1面积的压力相应的信号值不变化或者与第一种类的物体相比较而相对变化较小。因此,在单触摸并且被检测物为第二种类的物体的情况下,参考值取得部103无法理想地获得与被检测物与输入面IS接触的区域内的静电电容的平均值的压力相应的信号值或者与被检测物和输入面IS接触的区域内的每1面积的压力相应的信号值,从而无法获得理想的参考值REF。
判定部100若判定为多触摸(在步骤S100中为是),则被检测物种类判定部102在步骤S112中判定是否具有被检测物OBJ1或OBJ2与输入面IS的接触面积为预定的面积阈值以下的区域,换句话说被检测物OBJ1或OBJ2是否为第二种类的物体。
被检测物种类判定部102若判定为不具有被检测物OBJ1或OBJ2和输入面IS的接触面积为预定的面积阈值以下的区域,换句话说被检测物OBJ1及OBJ2为第一种类的物体(在步骤S112中为否),则使处理进入步骤S114。被检测物种类判定部102若判定为具有被检测物OBJ1或OBJ2和输入面IS的接触面积为预定的面积阈值以下的区域,换句话说被检测物OBJ1或OBJ2为第二种类的物体(在步骤S112中为是),则使处理进入步骤S122。
参考值取得部103在步骤S114中计算被检测物OBJ1及OBJ2各自和输入面IS接触的区域内的静电电容的平均值的与压力相应的信号值或者与被检测物OBJ1及OBJ2各自和输入面IS接触的区域内的每1面积的压力相应的信号值,使用上述的式(1)或者式(2)来计算参考值REF。
参考值取得部103在步骤S116中将多个参考值REF储存于参考值REF保持部108。
参考值取得部103在步骤S118中使参考取得数Q自加1。之后,参考值取得部103使处理进入步骤S120。
压力计算部101在步骤S120中基于与被检测物OBJ1和输入面IS接触的区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值、或者与区域R1的面积相应的信号值以及与被检测物OBJ2和输入面IS接触的区域R2内的静电电容相应的信号值的平均值、或者与区域R2的面积相应的信号值,将与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值向区域R1以及区域R2比例分配,由此计算出与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值以及与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值。
被检测物种类判定部102若判定为具有被检测物OBJ1或OBJ2与输入面IS的接触面积为面积阈值以下的区域,换句话说被检测物OBJ1或OBJ2为第二种类的物体(在步骤S112中为是),则压力计算部101在步骤S122中判定参考取得数Q是否为预定的参考数N以上。压力计算部101若判定为参考取得数Q为预定的参考数N以上(在步骤S122中为是),则使处理进入步骤S124,若判定为参考取得数Q并非预定的参考数N以上(在步骤S122中为否),则使处理进入步骤S114。
压力计算部101若判定为参考取得数Q并非预定的参考数N以上(在步骤S122中为否),则执行从上述的步骤S114至步骤S120,基于与被检测物OBJ1和输入面IS接触的区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值、或者与区域R1的面积相应的信号值以及与被检测物OBJ2和输入面IS接触的区域R2内的静电电容相应的信号值的平均值、或者与区域R2的面积相应的信号值,将与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值向区域R1以及区域R2比例分配,由此计算与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值以及与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值。该理由如下所述。
如图34所示,取得参考的次数越小,噪声/信号比越大。换句话说,在参考取得数Q并非预定的参考数N以上的情况下(在步骤S122中为否),参考值REF所含的噪声较大。因此,不使用噪声大的参考值REF,而是基于与同各被检测物的面积或者静电电容相应的平均值对应的信号值,计算压力,由此能够求出噪声小的压力值。
压力计算部101在步骤S124中执行压力计算子流程,在该压力计算子流程中,使用参考值REF来计算与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值以及与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值。该理由如下所述。
如图34所示,由于取得参考的次数越增大,噪声/信号比越小,因此在参考取得数Q为预定的参考数N以上的情况下(在步骤S122中为是),参考值REF所含的噪声较小,由此压力计算部101能够使用参考值REF而理想地计算与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值以及与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值。
图36是表示控制部执行的处理的流程图。图36是表示图35的压力计算子流程的流程图。
压力计算部101在步骤S200中使参考值REF与接触面积大于面积阈值的区域内的静电电容的平均值或者面积相乘来计算与接触面积大于面积阈值的被检测物的压力相应的信号值。换言之,压力计算部101基于与第一种类的被检测物对应的参考值REF,计算与第一种类的被检测物的压力相应的信号值。
压力计算部101在步骤S202中从与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值减去与接触面积大于面积阈值的被检测物的压力相应的信号值,由此计算与接触面积为面积阈值以下的被检测物的压力相应的信号值,结束压力计算子流程。
再次参照图35时,控制部CTRL在步骤S126中输出与被检测物OBJ1及OBJ2各自按下输入面IS的压力相应的信号值,结束处理。
关于与被检测物OBJ1及OBJ2各自按下输入面IS的压力相应的信号值的计算,举出具体例进行说明。
图37是以时间序列表示一个压力检测单位区域的图。在图37中,将区域R1设为作为第一种类的物体的被检测物OBJ1与输入面IS的接触区域,将区域R2设为作为第二种类的物体的被检测物OBJ2与输入面IS的接触区域。区域R1对应于本发明的第一对象区域。区域R2对应于本发明的第二对象区域。
在作为第一次处理时机的图37的(1)中,压力检测部SE2检测出与向压力检测单位区域R施加的压力相应的信号值“130”。通过信号值“130”表示的由被检测物OBJ1及被检测物OBJ2所产生的压力对应于本发明的第一压力。
在作为第一次处理时机的图37的(1)中,区域R1内的触摸检测单位区域U的个数为“11”。区域R1包括一个与静电电容相应的信号值“15”的触摸检测单位区域U、两个与静电电容相应的信号值“10”的触摸检测单位区域U、两个与静电电容相应的信号值“7”的触摸检测单位区域U、以及6个信号值“5”的触摸检测单位区域U。区域R1内的与静电电容相应的信号值的平均值为“7.19”。
在作为第一次处理时机的图37的(1)中,区域R2内的触摸检测单位区域U的个数为“5”。区域R2包括一个与静电电容相应的信号值“10”的触摸检测单位区域U、4个与静电电容相应的信号值“5”的触摸检测单位区域U。区域R2内的与静电电容相应的信号值的平均值为“6”。
在作为第一次处理时机的图37的(1)中为多触摸(在步骤S100中为是),具有接触面积为面积阈值以下的区域R2(在步骤S112中为是),由于参考取得数Q“0”并非参考数N“3”以上(在步骤S122中为否),因此参考值取得部103在步骤S114中计算参考值REF。
具体来说,参考值取得部103基于与区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值“7.19”以及与区域R2内的静电电容相应的信号值的平均值“6”将与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值“130”向区域R1以及区域R2比例分配,由此能够将与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“70.9”,能够将与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“59.1”。通过信号值“70.9”表示被检测物OBJ1所产生的压力及通过信号值“59.1”表示被检测物OBJ2所产生的压力分别对应于本发明的第二压力。
因此,参考值取得部103将与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值“70.9”除以与区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值“7.19”而成的“9.85”储存于REF(1)缓冲器107-1。该“9.85”是作为第一次处理时机的图37的(1)中的、区域R1内的静电电容的各个平均值的与压力相应的信号值。通过信号值“9.85”表示的压力对应于本发明的第三压力。
在作为第一次处理时机的图37的(1)中,参考值取得部103在步骤S116中将使用式(1)或者式(2)计算出的参考值REF“9.85”储存于参考值REF保持部108。
在作为第一次处理时机的图37的(1)中,压力计算部101在步骤S120中基于与区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值“7.19”以及与区域R2内的静电电容相应的信号值的平均值“6”,将与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值“130”向区域R1以及区域R2比例分配,由此将与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“70.9”,将与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“59.1”。
在作为第二次处理时机的图37的(2)中,压力检测部SE2检测与向压力检测单位区域R施加的压力相应的信号值“130”。
在作为第二次处理时机的图37的(2)中,与区域R1内的触摸检测单位区域U的个数以及多个触摸检测单位区域U各自的静电电容相应的信号值与作为第一次处理时机的图37的(1)相同。另外,与区域R2内的触摸检测单位区域U的个数以及多个触摸检测单位区域U各自的静电电容相应的信号值与作为第一次处理时机的图37的(1)相同。
在作为第二次处理时机的图37的(2)中为多触摸(在步骤S100中为是),具有接触面积为面积阈值以下的区域R2(在步骤S112中为是),参考取得数Q“1”并非参考数N“3”以上(在步骤S122中为否),因此参考值取得部103在步骤S114中将第二次处理时机中的、区域R1内的静电电容的平均值的与压力相应的信号值即“9.85”储存于REF(2)缓冲器107-2。
在作为第二次处理时机的图37的(2)中,参考值取得部103在步骤S116中将使用式(1)或者式(2)计算出的参考值REF“9.85”储存于参考值REF保持部108。
在作为第二次处理时机的图37的(2)中,压力计算部101在步骤S120中基于与区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值“7.19”以及与区域R2内的静电电容相应的信号值的平均值“6”将与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值“130”向区域R1以及区域R2比例分配,由此将与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“70.9”,将与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“59.1”。
在作为第三次处理时机的图37的(3)中,压力检测部SE2检测出与向压力检测单位区域R施加的压力相应的信号值“130”。
在作为第三次处理时机的图37的(3)中,与区域R1内的触摸检测单位区域U的个数以及多个触摸检测单位区域U各自的静电电容相应的信号值与作为第一次处理时机的图37的(1)以及作为第二次处理时机的图37的(2)相同。另外,与区域R2内的触摸检测单位区域U的个数以及多个触摸检测单位区域U各自的静电电容相应的信号值与作为第一次处理时机的图37的(1)以及作为第二次处理时机的图37的(2)相同。
在作为第三次处理时机的图37的(3)中为多触摸(在步骤S100中为是),具有接触面积为面积阈值以下的区域R2(在步骤S112中为是),参考取得数Q“2”并非参考数N“3”以上(在步骤S122中为否),参考值取得部103在步骤S114中将第三次处理时机中的区域R1内的静电电容的平均值的与压力相应的信号值即“9.85”储存于REF(3)缓冲器107-3。
在作为第三次处理时机的图37的(3)中,参考值取得部103在步骤S116中将使用式(1)或者式(2)而计算出的参考值REF“9.85”储存于参考值REF保持部108。
在作为第三次处理时机的图37的(3)中,压力计算部101在步骤S120中基于与区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值“7.19”以及与区域R2内的静电电容相应的信号值的平均值“6”,将与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值“130”向区域R1以及区域R2比例分配,由此将与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“70.9”,将与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“59.1”。
在作为第四次处理时机的图37的(4)中,压力检测部SE2检测出与向压力检测单位区域R施加的压力相应的信号值“150”。
在作为第四次处理时机的图37的(4)中,与区域R1内的触摸检测单位区域U的个数以及多个触摸检测单位区域U各自的静电电容相应的信号值与作为第一次处理时机的图37的(1)至作为第三次处理时机的图37的(3)相同。另外,与区域R2内的触摸检测单位区域U的个数以及多个触摸检测单位区域U各自的静电电容相应的信号值与作为第一次处理时机的图37的(1)至作为第三次处理时机的图37的(3)相同。
在作为第四次处理时机的图37的(4)中为多触摸(在步骤S100中为是),具有接触面积为面积阈值以下的区域R2(在步骤S112中为是),参考取得数Q“3”为参考数N“3”以上(在步骤S122中为是),因此压力计算部101在步骤S124中执行使用了参考值的压力计算子流程。
压力计算部101在步骤S200中将参考值REF“9.85”与同区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值“7.19”相乘,由此计算与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值“70.9”。
压力计算部101在步骤S202中从与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值“150”减去与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值“70.9”,由此计算与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值“79.1”。
当比较图37的(1)至图37的(3)与图37的(4)时,与区域R1内的静电电容相应的信号值不发生变化,但与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值从“130”增至“150”。因此,与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值的增加量“20”能够认为是与作为第一种类的物体的被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值的增加量。
在本实施方式中,如上述那样,在图37的(4)中,压力计算部101将与被检测部OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“79.1”。由于从图37的(1)至图37的(3)计算出、与被检测部OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值为“59.1”,因此与被检测部OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值的增加量为“20”。换句话说,压力计算部101能够将与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值的增加量“20”计算为与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值的增加量。
在作为第五次处理时机的图37的(5)中,压力检测部SE2检测出与向压力检测单位区域R施加的压力相应的信号值“190”。
在作为第五次处理时机的图37的(5)中,与区域R1内的触摸检测单位区域U的个数以及多个触摸检测单位区域U各自的静电电容相应的信号值与作为第一次处理时机的图37的(1)至作为第四次处理时机的图37的(5)相同。另外,与区域R2内的触摸检测单位区域U的个数以及多个触摸检测单位区域U各自的静电电容相应的信号值与作为第一次处理时机的图37的(1)至作为第四次处理时机的图37的(4)相同。
在作为第五次处理时机的图37的(5)中为多触摸(在步骤S100中为是),具有接触面积为面积阈值以下的区域R2(在步骤S112中为是),参考取得数Q“3”为参考数N“3”以上(在步骤S122中为是),因此压力计算部101在步骤S124中执行使用了参考值的压力计算子流程。
压力计算部101在步骤S200中将参考值REF“9.85”与同区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值“7.19”相乘,由此计算与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值“70.9”。
压力计算部101在步骤S202中从与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值“190”减去与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值“70.9”,由此计算与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值“119.1”。
当比较图37的(4)与图37的(5)时,与区域R1内的静电电容相应的信号值不发生变化,但与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值从“150”增至“190”。因此,与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值的增加量“40”能够认为是与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值的增加量。
在本实施方式中,如上述那样,在作为第五次处理时机的图37的(5)中,压力计算部101将与被检测部OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“119.1”。在作为第四次处理时机的图37的(4)所计算的、与被检测部OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值为“79.1”,因此与被检测部OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值的增加量为“40”。换句话说,压力计算部101能够将与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值的增加量“40”计算为与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值的增加量。
在作为第六次处理时机的图37的(6)中,压力检测部SE2检测出与向压力检测单位区域R施加的压力相应的信号值“165”。
在作为第六次处理时机的图37的(6)中,与多个触摸检测单位区域U各自的静电电容相应的信号值与作为第一次处理时机的图37的(1)至作为第四次处理时机的图37的(4)不同。
在作为第六次处理时机的图37的(6)中,区域R1内的触摸检测单位区域U的个数为“11”。区域R1包括一个与静电电容相应的信号值“17”的触摸检测单位区域U、两个与静电电容相应的信号值“12”的触摸检测单位区域U、两个与静电电容相应的信号值“9”的触摸检测单位区域U、以及六个与静电电容相应的信号值“7”的触摸检测单位区域U。与区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值为“9.18”。
另外,与区域R2内的触摸检测单位区域U的个数以及多个触摸检测单位区域U各自的静电电容相应的信号值与作为第一次处理时机的图37的(1)至作为第五次处理时机的图37的(5)相同。
在作为第六次处理时机的图37的(6)中为多触摸(在步骤S100中为是),具有接触面积为面积阈值以下的区域R2(在步骤S112中为是),参考取得数Q“3”为参考数N“3”以上(在步骤S122中为是),因此压力计算部101在步骤S124中执行使用了参考值的压力计算子流程。
压力计算部101在步骤S200中使参考值REF“9.85”与同区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值“9.18”相乘,由此计算与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值“90.4”。
压力计算部101在步骤S202中从与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值“165”减去与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值“90.4”,由此计算出与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值“74.6”。
当比较图37的(5)与图37的(6)时,与区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值从“7.19”向“9.18”增加,并且与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值从“190”向“165”减少。因此,能够认为与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值增加,并且与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值减少。
在本实施方式中,如上述那样,在作为第六次处理时机的图37的(6)中,压力计算部101将与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“90.4”。作为第五次处理时机的图37的(5)所计算出的与被检测部OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值为“70.9”。换句话说,压力计算部101能够计算出与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值增加。
另外,在本实施方式中,如上述那样,在作为第六次处理时机的图37的(6)中,压力计算部101将与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“74.6”。作为第五次处理时机的图37的(5)所计算出的与被检测部OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值为“119.1”。换句话说,压力计算部101能够计算出与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值增加。
在此,即使,在作为第六次处理时机的图37的(6)中,基于与区域R1内的静电电容相应的信号值的平均值“9.85”以及与区域R2内的静电电容相应的信号值的平均值“6”,当与由压力检测部SE2检测出的压力相应的信号值“165”向区域R1以及区域R2比例分配时,将与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“102.5”,将与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值计算为“62.5”。
本发明人进行各种研究的结果是判定为,以比例分配计算的、与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值“102.5”大于实际,与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值“62.5”小于实际。
然后,判定为由本实施方式的带触摸检测功能的显示装置1计算出的、与被检测物OBJ1按下输入面IS的压力相应的信号值“90.4”以及与被检测物OBJ2按下输入面IS的压力相应的信号值“74.6”更接近实际。
如以上说明的那样,带触摸检测功能的显示装置1在多个被检测物OBJ1及OBJ2按下一个压力检测单位区域的情况下,能够理想计算被检测物OBJ1及OBJ2各自按下一个压力检测单位区域的压力。
以上,说明了本发明的优选实施方式,但本发明不限于这样的实施方式。实施方式所公开的内容仅是一个例子,能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。关于在不脱离本发明的主旨的范围内进行的适当变更,当然也属于本发明的技术范围。
例如,在触摸检测部SE1为互静电电容方式或者自静电电容方式的情况下,参考值REF也可以是区域R1内或者区域R2内的每个静电电容的与压力相应的信号值。然后,压力计算部101也可以在步骤S200中使参考值REF与接触面积大于面积阈值的一方的区域内的静电电容的总和相乘,由此计算与接触面积大于面积阈值的一方的被检测物的压力相应的信号值。
另外,在上述实施方式中,虽然参考值取得部103仅当被检测物为第一种类的物体时计算出参考值REF,但并不限于此。参考值取得部103除了被检测物为第一种类的物体时之外,还当被检测物为第二种类的物体时能够计算出参考值REF。此时,参考值存储器105可以根据被检测物的种类而存储参考值REF。也就是说,参考值REF可以包括被检测物为第一种类的物体时的副参考值以及被检测物为第二种类的物体时的副参考值。并且,压力计算部101可以基于与由被检测物种类判定部102判定出的被检测物的种类相应的多个副参考值内的至少一个副参考值以及多个第一信号值、至少一个第二信号值来计算出第三信号值。

Claims (19)

1.一种触摸检测装置,具有:
多个第一检测部,输出与多个被检测物同多个第一区域的接触相应的多个第一信号值;
至少一个第二检测部,输出与所述多个被检测物按下同所述多个第一区域对应的至少一个第二区域的至少一个第一压力相应的至少一个第二信号值;以及
控制部,基于所述多个第一信号值、所述至少一个第二信号值、以及所述多个第一区域内的至少一个区域中检测出的每至少一个第一信号值的第三压力相应的至少一个参考值,计算与所述多个被检测物中的至少一个被检测物按下至少一个所述第二区域的至少一个第二压力相应的至少一个第三信号值。
2.根据权利要求1所述的触摸检测装置,其中,
所述多个第一检测部内的一个检测部输出与所述多个被检测物对所述多个第一区域内的一个第一区域接触相应的所述多个第一信号值内的一个第一信号。
3.根据权利要求1所述的触摸检测装置,其中,
所述至少一个第二检测部内的一个第二检测部输出与所述多个被检测物按下所述至少一个第二区域内的一个第二区域所引起的至少一个第一压力内的一个第一压力相应的至少一个第二信号值内的一个第二信号。
4.根据权利要求1所述的触摸检测装置,其中,
所述触摸检测装置还具有多个第一电极,
所述多个第一电极内的一个第一电极作为所述多个第一检测部内的一个第一检测部来输出所述多个第一信号值内的一个第一信号值,并且,所述多个第一电极内的一个第一电极作为所述至少一个第二检测部内的一个第二检测部来输出所述至少一个第二信号值内的一个第二信号值。
5.根据权利要求1所述的触摸检测装置,其中,
所述多个第一区域中的各个第一区域小于多个所述第二区域中的各个第二区域。
6.根据权利要求1所述的触摸检测装置,其中,
所述至少一个第二检测部是多个第二检测部,
所述多个第二检测部输出与在同所述多个第一区域对应的多个第二区域由所述多个被检测物供给的多个第一压力对应的多个第二信号值,
所述控制部基于所述多个第一信号值、所述多个第二信号值以及所述至少一个参考值,计算与由所述多个被检测物内的至少一个被检测物对多个所述第二区域供给的多个第二压力对应的多个第三信号值。
7.根据权利要求1所述的触摸检测装置,其中,
所述至少一个参考值是多个副参考值,
所述副参考值被保持为与被检测物的种类相应,
所述控制部包括:
被检测物种类判定部,基于所述多个第一区域的所述多个第一信号值,判定所述多个被检测物各自的种类;以及
压力计算部,基于与由所述被检测物种类判定部判定出的被检测物的种类相应的所述多个副参考值内的至少一个副参考值、以及所述多个第一信号值和所述至少一个第二信号值,计算所述至少一个第三信号值。
8.根据权利要求1所述的触摸检测装置,其中,
所述至少一个第三信号值为多个第三信号值,
所述至少一个参考值保持有与所述多个被检测物内的第一种类的物体相应的第一副参考值,
所述控制部包括:
被检测物种类判定部,基于所述多个第一信号值,来确定所述多个被检测物内的第一种类的物体接触的第一对象区域和所述多个被检测物内的第二种类的物体接触第二对象区域;以及
压力计算部,基于所述多个第一信号和所述第一副参考值来计算所述第一对象区域中所述多个第三信号值内的一个信号值,并基于所述第二信号值和所述第一对象区域中所述多个第三信号值内的所述第一信号值来计算所述多个第三信号值内的所述第二对象区域中另一个信号值。
9.根据权利要求8所述的触摸检测装置,其中,
所述第一种类的物体的所述第三压力的第一变化率相对地小于所述第二种类的物体的所述第三压力的第二变化率。
10.根据权利要求1所述的触摸检测装置,其中,
所述控制部包括参考取得部,
所述参考取得部基于所述多个第一信号值和所述至少一个第二信号值来计算所述至少一个参考值。
11.一种带触摸检测功能的显示装置,具有:
多个第一检测部,输出与多个被检测物同多个第一区域的接触相应的多个第一信号值;
显示部,向输入面显示图像;
至少一个第二检测部,输出与所述多个被检测物按下同所述多个第一区域对应的至少一个第二区域的至少一个第一压力相应的至少一个第二信号值;以及
控制部,基于所述多个第一信号值、所述至少一个第二信号值、以及所述多个第一区域内的至少一个区域中检测出的每至少一个第一信号值的第三压力相应的至少一个参考值,计算与所述多个被检测物中的至少一个被检测物按下至少一个所述第二区域的至少一个第二压力相应的至少一个第三信号值。
12.根据权利要求11所述的带触摸检测功能的显示装置,其中,
所述带触摸检测功能的显示装置还具有多个第一电极,
所述多个第一电极内的一个第一电极作为所述多个第一检测部内的一个第一检测部来输出所述多个第一信号值内的一个第一信号值,并且,所述多个第一电极内的一个第一电极作为所述至少一个第二检测部内的一个第二检测部来输出所述至少一个第二信号值内的一个第二信号值。
13.根据权利要求11所述的带触摸检测功能的显示装置,其中,
所述多个第一区域中的各个第一区域小于多个所述第二区域中的各个第二区域。
14.根据权利要求11所述的带触摸检测功能的显示装置,其中,
所述至少一个第二检测部是多个第二检测部,
所述多个第二检测部输出与在同所述多个第一区域对应的多个第二区域由所述多个被检测物供给的多个第一压力对应的多个第二信号值,
所述控制部基于所述多个第一信号值、所述多个第二信号值以及所述至少一个参考值,计算与由所述多个被检测物内的至少一个被检测物对多个所述第二区域供给的多个第二压力对应的多个第三信号值。
15.根据权利要求11所述的带触摸检测功能的显示装置,其中,
所述至少一个参考值是多个副参考值,
所述副参考值被保持为与被检测物的种类相应,
所述控制部包括:
被检测物种类判定部,基于所述多个第一信号值,判定所述多个被检测物各自的种类;以及
压力计算部,基于与由所述被检测物种类判定部判定出的被检测物的种类相应的所述多个副参考值内的至少一个副参考值、以及所述多个第一信号值和所述至少一个第二信号值,计算所述第三信号值。
16.一种控制方法,包括:
基于从多个第一检测部输出的与多个被检测物对多个第一区域接触相应的多个第一信号值、从至少一个第二检测部输出的与所述多个被检测物按下至少一个第二区域的至少一个第一压力相应的至少一个第二信号值、以及所述多个第一区域内的至少一个区域中检测出的每至少一个第一信号值的第三压力相应的至少一个参考值,计算与所述多个被检测物中的至少一个被检测物按下至少一个所述第二区域的至少一个第二压力相应的至少一个第三信号值。
17.根据权利要求16所述的控制方法,其中,
所述至少一个参考值是多个副参考值,
所述副参考值被保持为与被检测物的种类相应,
所述控制方法包括判定步骤及计算步骤,
所述判定步骤基于所述多个第一信号值来判定所述多个被检测物各自的种类,
所述计算步骤基于与在所述判定步骤中判定出的被检测物的种类相应的所述多个副参考值内的至少一个副参考值、以及所述多个第一信号值和所述至少一个第二信号值,计算所述至少一个第三信号值。
18.根据权利要求17所述的控制方法,其中,
在所述判定步骤中判定所述多个被检测物是否包括所述第三压力的变化率相对小的物体,
在所述计算步骤中,若在所述判定步骤中判定为所述多个被检测物包括所述第三压力的变化率相对小的物体,则基于所述多个副参考值内的至少一个副参考值、以及与所述多个被检测物内的所述第三压力的变化率相对小的物体和所述多个第一区域接触相应的所述多个第一信号值,计算与所述多个被检测物内的所述第三压力的变化率相对小的物体按下至少一个所述第二区域的至少一个第二压力相应的所述至少一个第三信号值。
19.根据权利要求17所述的控制方法,其中,
所述控制方法还包括取得步骤及分配计算步骤,
所述取得步骤基于所述多个第一信号值,分别取得所述多个副参考值,
所述分配计算步骤直至所述取得步骤执行预定次数地,基于所述多个第一信号值,将所述至少一个第二信号值向所述多个第一区域按比例分配,从而计算出所述至少一个第三信号值。
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