CN107272940B - 检测装置、显示装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够抑制电极间的电容耦合来得到良好的检测灵敏度的检测装置、显示装置及检测方法。具有:检测电极组,包括用于检测由于外部的物体的接触或接近而变化的检测信号的多个第一电极;输出信号线;以及选择连接部,根据第一选择信号,连接检测电极组中的第一检测对象的第一电极与输出信号线,并将合并了来自所选择的第一检测对象的第一电极的检测信号而得的第一输出信号输出到输出信号线,并且,选择连接部根据与第一选择信号不同的第二选择信号,连接检测电极组中的未包含于第一检测对象的第二检测对象的第一电极与输出信号线,并将合并了来自所选择的第二检测对象的第一电极的检测信号而得的第二输出信号输出到输出信号线。
Description
技术领域
本发明涉及检测装置、显示装置及检测方法。
背景技术
近年来,被称为所谓触摸面板的、能够检测外部接近物体的检测装置受到关注。触摸面板装配于液晶显示装置等显示装置上或者与其实现一体化而而用作显示装置。在这样的检测装置中,已知一种码(符号)分割选择驱动,同时地选择多个驱动电极,并对被选择的多个驱动电极,分别供给基于预定的码而确定了相位的驱动信号来进行外部接近物体的检测(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-199605号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而,与互静电电容方式的情况不同,在根据检测电极的静电电容来进行外部接近物体的检测的自静电电容方式的情况下,如果对多个检测电极供给不同的相位的驱动信号,则检测电极间的电容耦合变大,因而存在检测灵敏度降低的情况。
本发明的目的在于提供一种能够抑制电极间的电容耦合来得到良好的检测灵敏度的检测装置、显示装置及检测方法。
解决技术问题的技术方案
本发明的一个方式的检测装置具有:检测电极组,包括用于检测由于外部的物体的接触或接近而变化的检测信号的多个第一电极;输出信号线;以及选择连接部,根据第一选择信号,连接所述检测电极组中的第一检测对象的第一电极与所述输出信号线,并将合并了来自所选择的第一检测对象的第一电极的检测信号而得的第一输出信号输出到所述输出信号线,并且,所述选择连接部根据与所述第一选择信号不同的第二选择信号,连接所述检测电极组中的未包含于所述第一检测对象的第二检测对象的第一电极与所述输出信号线,并将合并了来自所选择的第二检测对象的第一电极的检测信号而得的第二输出信号输出到所述输出信号线。
本发明的一个方式的显示装置具有:显示功能层,显示图像;检测电极组,包括用于检测由于外部的物体的接触或接近而变化的信号的多个第一电极;输出信号线;以及选择连接部,根据第一选择信号,连接所述检测电极组中的第一检测对象的第一电极与所述输出信号线,并将合并了来自所选择的第一检测对象的第一电极的检测信号而得的第一输出信号输出到所述输出信号线,并且,所述选择连接部根据与所述第一选择信号不同的第二选择信号,连接所述检测电极组中的未包含于所述第一检测对象的第二检测对象的第一电极与所述输出信号线,并将合并了来自所选择的第二检测对象的第一电极的检测信号而得的第二输出信号输出到所述输出信号线。
在本发明的一个方式的检测方法,是检测装置的检测方法,所述检测装置具有:检测电极组,包括用于检测由于外部的物体的接触或接近而变化的信号的多个第一电极;输出信号线;以及选择连接部,切换所述第一电极与所述输出信号线的连接和切断,所述检测方法包括:所述选择连接部根据第一选择信号连接所述检测电极组中的第一检测对象的第一电极与所述输出信号线并将合并了来自所选择的第一检测对象的第一电极的检测信号而得的第一输出信号输出到所述输出信号线的步骤;以及根据与所述第一选择信号不同的第二选择信号连接所述检测电极组中的未包含于所述第一检测对象的第二检测对象的第一电极与所述输出信号线并将合并了来自所选择的第二检测对象的第一电极的检测信号而得的第二输出信号输出到所述输出信号线的步骤。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的显示装置的一个构成例的框图。
图2是表示信号处理部的一个构成例的框图。
图3是用于说明自静电电容方式的触摸检测的基本原理的说明图。
图4是表示自静电电容方式的触摸检测的检测驱动信号及检测信号的波形的一个例子的图。
图5是表示装配有显示装置的模块的一个例子的图。
图6是表示带检测功能的显示部的概略截面构造的截面图。
图7是表示第一实施方式所涉及的带检测功能的显示部的像素排列的电路图。
图8是表示第一实施方式所涉及的检测部的第一电极的排列的电路图。
图9是表示检测动作的一个例子的示意图。
图10是表示显示期间和检测期间的配置的一个例子的示意图。
图11是表示第一实施方式所涉及的驱动电路的一个构成例的框图。
图12的(A)至(D)是用于说明被选择为检测对象的第一电极的选择型式的说明图。
图13的(A)至(C)是表示第一实施方式所涉及的多路选择器及栅极驱动器的一个动作例的说明图。
图14的(A)至(C)是表示选择对象的第二电极块被变更了时的多路选择器及栅极驱动器的一个动作例的说明图。
图15是表示第二实施方式所涉及的信号处理部的一个构成例的框图。
图16是表示第二实施方式所涉及的选择连接部的一个构成例的电路图。
图17的(A)至(D)是表示第二实施方式所涉及的选择连接部及栅极驱动器的一个动作例的说明图。
图18是表示选择连接部的另一例子的电路图。
图19的(A)至(D)是用于说明第三实施方式所涉及的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的另一例子的说明图。
图20的(A)至(D)是用于说明第四实施方式所涉及的第一检测动作以及第二检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。
图21的(A)至(D)是用于说明第三检测动作及第四检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。
图22的(A)至(D)是用于说明第五检测动作及第六检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。
图23的(A)至(D)是用于说明第七检测动作及第八检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。
图24的(A)至(D)是用于说明第九检测动作及第十检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。
图25的(A)至(D)是用于说明第十一检测动作及第十二检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。
图26的(A)至(D)是用于说明第十三检测动作及第十四检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。
图27的(A)至(D)是用于说明第十五检测动作及第十六检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。
图28是第五实施方式所涉及的第一电极及各驱动电路的框图。
图29是表示第六实施方式所涉及的显示装置的概略截面构造的截面图。
图30是用于说明第一电极的检测的顺序的示意图。
图31是示意性地表示传感器编号与相关函数的关系的图表。
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,下面所记载的构成部分中包括本领域技术人员容易想到的部分、实质上相同的部分。进而,下面所记载的构成部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部分相同的部分,标注相同的码,有时适当省略其详细的说明。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式所涉及的显示装置的一个构成例的框图。如图1所示,显示装置1包括带检测功能的显示部10、控制部11、显示用栅极驱动器12A、检测用栅极驱动器12B、源极驱动器13、第一电极驱动器14以及信号处理部40。显示装置1是带检测功能的显示部10内置了检测功能的显示装置。带检测功能的显示部10是将作为显示元件使用液晶显示元件的显示面板20、和作为检测触摸输入的检测装置的检测部30一体化的装置。显示面板20与检测部30一体化后的装置是指,例如,兼用在显示面板20或者检测部30中使用的基板、电极的一部分。此外,带检测功能的显示部10也可以是将检测部30装配在显示面板20之上的、所谓的on-cell型的装置。显示面板20例如也可以是有机EL显示面板。
如后所述,显示面板20是按照从显示用栅极驱动器12A供给的用于显示的显示扫描信号Vscan,1水平线1水平线地依次扫描并进行显示的显示装置。
控制部11是根据从外部供给的影像信号,对显示用栅极驱动器12A、检测用栅极驱动器12B、源极驱动器13、第一电极驱动器14以及信号处理部40分别供给控制信号,以使它们相互同步、或者不同步地动作的方式进行控制的电路。
显示用栅极驱动器12A具有基于从控制部11供给的控制信号,依次选择作为带检测功能的显示部10的显示驱动的对象的1水平线的功能。检测用栅极驱动器12B具有基于从控制部11供给的控制信号,输出检测用的检测扫描信号Vscans,并选择检测部30的后述的多个第一电极25中的作为检测对象的第一电极25的功能。
源极驱动器13是基于从控制部11供给的控制信号,向带检测功能的显示部10的后述的各子像素SPix供给像素信号Vpix的电路。控制部11也可以生成像素信号Vpix,并将该像素信号Vpix供给到源极驱动器13。
第一电极驱动器14是基于从控制部11供给的控制信号,向带检测功能的显示部10的第一电极25供给检测用的检测驱动信号Vs或者显示用的显示驱动信号Vcom的电路。
检测部30基于静电电容型触摸检测的基本原理进行动作,根据自静电电容方式进行触摸检测动作,检测外部的导体的接触或接近。检测部30在检测到外部的导体的接触或接近的情况下,输出作为来自被选择的第一电极的检测信号的累积值的输出信号Sh。
图2是表示信号处理部的一个构成例的框图。信号处理部40是基于从控制部11供给的控制信号与从检测部30供给的输出信号Sh来检测有无对检测部30的触摸的电路。另外,信号处理部40在有触摸的情况下求出进行了触摸输入的坐标等。该信号处理部40包括检测信号放大部42、A/D转换部43、信号运算部44、坐标提取部45以及存储部47。检测定时控制部46根据从控制部11供给的控制信号,控制A/D转换部43、信号运算部44以及坐标提取部45同步地进行动作。
如上所述,检测部30基于静电电容型触摸检测的基本原理进行动作。在此,参照图3及图4,说明自静电电容方式的触摸检测的基本原理。图3是用于说明自静电电容方式的触摸检测的基本原理的说明图。图4是表示自静电电容方式的触摸检测的检测驱动信号及检测信号的波形的一个例子的图。此外,图3一并表示检测电路。
在手指未接触或接近的状态下,对检测电极E1施加预定的频率(例如数kHz~数百kHz程度)的交流矩形波Sg。检测电极E1具有静电电容C1,流动与静电电容C1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4))。电压检测器DET例如是包括在图2所示的检测信号放大部42中的积分电路。
接着,如图3所示,在手指接触或接近的状态下,手指与检测电极E1之间的静电电容C2施加到检测电极E1的静电电容C1。因此,如果向检测电极E1施加交流矩形波Sg,则流动与静电电容C1及静电电容C2相应的电流。如图4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,通过对得到的波形V4及波形V5的电压值分别进行积分并比较这些值,从而能够判别手指有无接触或接近检测电极E1。此外,信号处理部40不限于该内容,也可以不对电压值进行积分并比较。另外,在图4中,关于波形V2和波形V3,也可以是求出直至降低到预定的基准电压VTH的期间,并比较这些期间等方法。
具体而言,如图3所示,检测电极E1为能够用开关SW1及开关SW2分离的构成。在图4中,在时刻T01的定时下,交流矩形波Sg使与电压V0相当的电压电平上升。此时,开关SW1变为ON且开关SW2变为OFF。因此,检测电极E1也为电压V0的电压上升。接着,在时刻T11的定时之前,使开关SW1变为OFF。此时,检测电极E1是浮动(floating)状态,但通过检测电极E1的静电电容C1、或者向检测电极E1的静电电容C1施加手指等的接触或接近引起的静电电容C2的静电电容(C1+C2、参照图3),检测电极E1的电位维持V0。进而,在时刻T11的定时之前使开关SW3变为ON,在经过预定的时间之后变为OFF,并使电压检测器DET复位。通过该复位动作,输出电压为与Vref大致相等的电压。
接下来,如果在时刻T11的定时下使开关SW2变为ON,则电压检测器DET的反转输入部为检测电极E1的电压V0,之后,按照检测电极E1的静电电容C1(或者C1+C2)和电压检测器DET内的静电电容C3的时间常数,电压检测器DET的反转输入部降低至基准电压Vref。此时,由于在检测电极E1的静电电容C1(或者C1+C2)中积蓄的电荷移动到电压检测器DET内的电容C3,因而电压检测器DET的输出上升(参照图4的检测信号Vdet)。电压检测器DET的输出(检测信号Vdet)在手指等未接近检测电极E1时,为用实线表示的波形V4,且Vdet=C1·V0/C3。在附加了手指等的影响引起的静电电容时,为用虚线表示的波形V5,且Vdet=(C1+C2)·V0/C3。
之后,通过在检测电极E1的静电电容C1(或者C1+C2)的电荷充分移动到电容C3之后的时刻T31的定时下使开关SW2变为OFF、且使开关SW1以及开关SW3变为ON,从而使检测电极E1的电位成为与交流矩形波Sg相同的电位的低电平并且使电压检测器DET复位。需要注意的是,此时,使开关SW1变为ON的定时只要是在使开关SW2作为OFF之后且时刻T02以前,则可以是任意的定时。另外,使电压检测器DET复位的定时只要是在使开关SW2作为OFF之后且时刻T12以前,则可以是任意的定时。
以预定的频率(例如数kHz~数百kHz程度)重复以上的动作。能够根据波形V4和波形V5的差分的绝对值|ΔV|,测定有无外部接近物体(有无触摸)。此外,检测电极E1的电位如图4所示,在手指等未接近时为V2的波形,在附加了手指等的影响而引起的静电电容C2时为V3的波形。还能够通过测定波形V2和波形V3分别降低至预定的基准电压VTH的时间来测定有无外部接近物体(有无触摸)。
图2所示的检测信号放大部42对从检测部30供给的输出信号Sh进行放大。此外,检测信号放大部42也可以包括作为去除在输出信号Sh中包含的高的频率成分(噪声成分)并输出的低通模拟滤波器的模拟LPF(Low Pass Filter:低通滤波器)。
A/D转换部43在与检测驱动信号Vs同步的定时下,分别对从检测信号放大部42输出的模拟信号进行采样并将它们转换为数字信号。
信号运算部44包括减少从A/D转换部43输出的输出信号中含有的、对检测驱动信号Vs进行了采样的频率以外的频率成分(噪声成分)的数字滤波器。信号运算部44是基于从A/D转换部43输出的输出信号来检测有无对检测部30的触摸的逻辑电路。信号运算部44进行提取包含于输出信号Sh中的由手指导致的检测信号Vdet的差分的处理。该由手指导致的差分的信号是上述的波形V4和波形V5的差分的绝对值|ΔV|。信号运算部44将检测出的手指导致的差分的信号与预定的阈值电压进行比较,如果小于该阈值电压,则判断为外部接近物体是非接触状态。另一方面,信号运算部44将所检测出的手指导致的差分的信号与预定的阈值电压进行比较,如果是阈值电压以上,则判断为外部接近物体的接触状态。这样,信号处理部40能够检测触摸。另外,信号运算部44如后所述,接收来自作为检测对象的多个第一电极25的输出信号Sh,根据预定的码,进行运算处理。将通过信号运算部44运算出的第三输出信号临时地保存到存储部47中。存储部47也可以是例如RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)以及寄存器电路等。
坐标提取部45是在信号运算部44中检测到触摸时,求出该触摸面板坐标的逻辑电路。坐标提取部45接收在存储部47中保存的第三输出信号,根据预定的码,进行解码处理。换言之,坐标提取部45基于输出信号Sh来计算检测信号Vdet。坐标提取部45基于解码出的信息,计算触摸面板坐标,并将得到的触摸面板坐标,作为检测信号输出Vout输出。此外,坐标提取部45可以不计算触摸面板坐标而输出作为检测信号输出Vout的检测信号Vdet。如以上那样,本实施方式的显示装置1能够根据基于自静电电容方式的触摸检测的基本原理,检测手指等导体接触或接近的位置的触摸面板坐标。
图5是表示装配有显示装置的模块的一个例子的图。如图5所示,显示装置1包括后述的像素基板2(第一基板21)以及印刷基板71。此外,印刷基板71是例如柔性印刷基板。像素基板2(第一基板21)搭载第一半导体集成电路(第一IC)19、例如COG(Chip On Glass:晶玻接装),形成有上述的显示面板20的显示区域Ad、和作为显示区域Ad的外侧的区域的框架区域Gd。第一半导体集成电路(第一IC)19是在第一基板21中所装配的IC驱动器的芯片,是内置有图1所示的作为控制部11发挥功能的显示动作所需的各电路的控制装置。在本实施方式中,上述的显示用栅极驱动器12A、检测用栅极驱动器12B、源极驱动器13以及第一电极驱动器14形成于第一基板21上。源极驱动器13也可以内置于第一半导体集成电路(第一IC)19。另外,显示装置1也可以在第一半导体集成电路(第一IC)19中内置第一电极驱动器14、显示用栅极驱动器12A、检测用栅极驱动器12B等电路。此外,COG仅为装配的一个方式,不限于此。例如,也可以通过COF(Chip on film(覆晶薄膜)或者Chip on flexible(覆晶柔性印刷基板)),设置具有与第一半导体集成电路(第一IC)19同样的功能的构成。
如图5所示,在第一基板21的与显示区域Ad重叠的位置处,按照矩阵状设置有多个第一电极25。第一电极25是矩形形状,在沿着显示区域Ad的长边以及短边的方向上分别排列有多个。向各第一电极25,从第一电极驱动器14,供给检测驱动信号Vs。另外,各第一电极25经由印刷基板71,与在印刷基板71中所装配的第二半导体集成电路(第二IC)49连接。第二半导体集成电路(第二IC)49作为图1所示的信号处理部40发挥功能。将合并了各第一电极25的检测信号Vdet而得的输出信号Sh经由印刷基板71输出到第二半导体集成电路(第二IC)49。另外,第一电极25分别与第二半导体集成电路(第二IC)49连接,但不限定于此。例如,也可以第一半导体集成电路(第一IC)19内置信号处理部40的功能,各第一电极25分别与第一半导体集成电路(第一IC)19连接。
印刷基板71不限于柔性印刷基板,也可以是刚性基板、或者刚性挠性基板。另外,第二半导体集成电路(第二IC)49也可以不装配于印刷基板71上,也可以设置于经由印刷基板71连接的模块外部的控制基板上、或者第一基板21上。在本实施方式中,第二半导体集成电路(第二IC)49是在印刷基板71中所装配的触摸驱动器IC,但信号处理部40的一部分的功能也可以设置为第一半导体集成电路(第一IC)19、或者其它MPU的功能。具体而言,能够设置为触摸驱动器IC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)也可以通过与触摸驱动器IC独立地设置的第一半导体集成电路(第一IC)19、或者、MPU等电路实施。图2所示的信号运算部44、坐标提取部45、存储部47也可以包含于第一半导体集成电路(第一IC)19、或者、外部的MPU等。另外,在使第一半导体集成电路(第一IC)19和第二半导体集成电路(第二IC)49作为一个IC(1芯片构成)的情况等,也可以经由例如第一基板21上的配线、或者、印刷基板71等的配线,将检测信号传送到第一基板21上的第一半导体集成电路(第一IC)19。
源极驱动器13形成于第一基板21上的显示区域Ad的附近。在显示区域Ad中,按照矩阵状配置有多个后述的子像素SPix。框架区域Gd是在从垂直的方向观察第一基板21的表面时未配置子像素SPix的区域。
显示用栅极驱动器12A、检测用栅极驱动器12B以及第一电极驱动器14是在第一基板21上的框架区域Gd中使用TFT元件而形成的。在本实施方式中,设置有显示用栅极驱动器12A、检测用栅极驱动器12B这两个电路,但不限于此,例如,也可以是在框架区域Gd的一边中所设置的一个电路。第一电极驱动器14设置于设置有印刷基板71的框架区域Gd的一边,但不限于此,也可以设置于显示用栅极驱动器12A或者检测用栅极驱动器12B的附近。另外,第一电极驱动器14设置有一个电路,但也可以用两个电路构成。
接着,详细说明带检测功能的显示部10的构成例。图6是表示带检测功能的显示部的概略截面构造的截面图。如图6所示,带检测功能的显示部10包括:像素基板2;相对基板3,在与该像素基板2的表面垂直的方向上相对地配置;以及显示功能层(例如液晶层6),插入设置于像素基板2与相对基板3之间。换言之,在第一基板21与第二基板31之间设置有显示功能层。显示功能层也可以构作为像素基板2。显示功能层也可以配置于例如第一电极25与第二电极22之间。
像素基板2包括作为电路基板的第一基板21、在该第一基板21的上方按照矩阵状配设的多个第二电极(像素电极)22、形成于第一基板21与第二电极22之间的多个第一电极(检测电极)25、以及使第一电极25和第二电极22绝缘的绝缘层24。在第一基板21中,配置TFT(Thin Film Transistor:薄膜晶体管)。也可以在第一基板21的下侧,隔着粘结层设置偏振片(未图示)。第一电极25以及第二电极22使用例如ITO(Indium Tin Oxide:氧化铟锡)等具有透光性的导电性材料。
此外,在本实施例中,对第一基板21,按照第一电极25、绝缘层24、第二电极22的顺序层叠,但不限于此。也可以对第一基板21按照第二电极22、绝缘层24、第一电极25的顺序层叠,还可以将第一电极25和第二电极22隔着绝缘层24形成于同层。进而,也可以将第一电极25和第二电极22的至少一方配置于第二基板31上。
相对基板3包括第二基板31、和在该第二基板31的一方的面中所形成的彩色滤光片32。进而,在第二基板31上,隔着粘结层设置有偏振片35。此外,彩色滤光片32也可以配置于第一基板21上。在本实施方式中,第一基板21以及第二基板31是例如玻璃基板或者树脂基板。
在第一基板21与第二基板31之间设置液晶层6。液晶层6是根据电场的状态对通过此处的光进行调制的层,例如,使用包括FFS(边缘场开关)的IPS(平面开关)等横电场模式的液晶。此外,也可以在图6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。
在第一基板21的下方,设置未图示的照明部。照明部具有例如LED等光源,将来自光源的光朝向第一基板21射出。关于来自照明部的光,通过像素基板2,根据该位置的液晶的状态,切换遮挡光而未射出的部分和射出的部分,从而在显示面中显示图像。此外,在作为第二电极22设置使从第二基板31侧入射的光反射的反射电极,在相对基板3侧设置有透光性的第一电极25的反射型液晶显示装置的情况下,也可以不在第一基板21的下方设置照明部。反射型液晶显示装置也可以在第二基板31的上方设置前光源。在该情况下,从第二基板31侧入射的光被反射电极(第二电极22)反射,通过第二基板31而到达观察者的眼睛。另外,在作为显示面板20(参照图1)使用了有机EL显示面板的情况下,对每个子像素SPix具有自发光体,通过控制自发光体的点灯量来显示图像,因而无需设置照明部。另外,在作为显示面板20使用了有机EL显示面板的情况下,也可以显示功能层包含于像素基板2。例如,也可以作为显示功能层的发光层配置于第一电极与第二电极之间。
图7是表示第一实施方式所涉及的带检测功能的显示部的像素排列的电路图。在图6所示的第一基板21中,形成有图7所示的各子像素SPix的开关元件Tr、对各第二电极22供给像素信号Vpix的数据线SGL、驱动各开关元件Tr的栅极线GCL等配线。数据线SGL以及栅极线GCL在与第一基板21的表面平行的平面中延伸设置。
图7所示的显示面板20具有按照矩阵状排列的多个子像素SPix。子像素SPix分别包括开关元件Tr以及液晶元件LC。开关元件Tr是由薄膜晶体管构成的元件,在该例子中,由n沟道的MOS(Metal Oxide Semiconductor:金属氧化物半导体)型的TFT构成。开关元件Tr的源极或者漏极的一方与数据线SGL连接,栅极与栅极线GCL连接,源极或者漏极的另一方与液晶元件LC的一端连接。此外,第二电极22(在图7中省略表示)与开关元件Tr的源极或者漏极的另一方连接,液晶元件LC经由第二电极22与开关元件Tr连接。液晶元件LC的一端与开关元件Tr的源极或者漏极的另一方连接,另一端与选择电极块25A连接。选择电极块25A包括与子像素SPix的1水平线对应的多个第一电极25。而且,根据对第一电极25和第二电极22提供的电荷,驱动子像素SPix。
子像素SPix通过栅极线GCL,与属于显示面板20的相同的行的其它子像素SPix相互连接。栅极线GCL与显示用栅极驱动器12A(参照图1)连接,从显示用栅极驱动器12A被供给显示扫描信号Vscan。另外,子像素SPix通过数据线SGL,与属于显示面板20的相同的列的其它子像素SPix相互连接。数据线SGL与源极驱动器13(参照图1)连接,从源极驱动器13被供给像素信号Vpix。第一电极25(共同电极)与第一电极驱动器14(参照图1)连接,从第一电极驱动器14被供给显示驱动信号Vcom。显示驱动信号Vcom是用于对多个子像素SPix提供共同电位的直流的电压信号。在该例子中,属于相同的一行的多个子像素SPix共用一个选择电极块25A。
此外,在本实施例中,说明了选择电极块25A的延伸设置方向与栅极线GCL的延伸设置方向平行的情况,但不限于此。选择电极块25A的延伸设置方向也可以与数据线SGL的延伸设置方向平行。在该情况下,属于相同的一列的多个子像素SPix共用一个选择电极块25A,第一电极驱动器14配置于显示面板20上的数据线SGL的延伸设置方向的某一个端部。
图1所示的显示用栅极驱动器12A以依次扫描的方式,驱动栅极线GCL。将显示扫描信号Vscan,经由栅极线GCL,施加到子像素SPix的开关元件Tr的栅极,将子像素SPix中的1水平线依次选择为显示驱动的对象。另外,在显示装置1中,通过源极驱动器13对属于1水平线的子像素SPix供给像素信号Vpix,从而1水平线1水平线地进行显示。在进行该显示动作时,第一电极驱动器14对与至少其1水平线对应的选择电极块25A,施加显示驱动信号Vcom。此外,第一电极驱动器14也可以对包括与被施加显示扫描信号Vscan的1水平线对应的选择电极块25A的第一电极25(共同电极)的多个或者显示区域Ad整体的所有第一电极25,施加显示驱动信号Vcom。
图6所示的彩色滤光片32周期性地排列有例如按照红(R)、绿(G)、蓝(B)这三色所着色的彩色滤光片的颜色区域32R、32G、32B。对上述的图7所示的各子像素SPix,将R、G、B这三色的颜色区域32R、32G、32B作为一组对应起来,将颜色区域32R、32G、32B作为一组构成像素Pix。如图6所示,彩色滤光片32在与第一基板21垂直的方向上,与液晶层6相对。此外,关于彩色滤光片32,只要着色成不同的颜色,则也可以是其它颜色的组合。另外,彩色滤光片32不限定于三色的组合,也可以是四色以上的组合。进而,带检测功能的显示部10也可以不具有彩色滤光片32,而是黑白显示。
图6以及图7所示的第一电极25作为对显示面板20的多个子像素SPix提供共同电位的共同电极发挥功能,并且还作为进行检测部30的触摸检测时的检测电极发挥功能。图8是表示第一实施方式所涉及的检测部的第一电极的排列的电路图。
图8所示的检测部30在第一基板21(参照图6)中具有按照矩阵状设置的第一电极25。既可以与上述的一个子像素SPix对应地设置一个第一电极25(检测电极),也可以与多个子像素SPix对应地设置一个第一电极25。第一电极25分别包括检测用开关元件Trs。检测用开关元件Trs用薄膜晶体管构成,在该例子中,用n沟道的MOS(Metal OxideSemiconductor)型的TFT构成。检测用栅极线GCLs在行方向上延伸设置,在列方向上排列有多个。检测用数据线SGLs在列方向上延伸设置,在行方向上排列有多个。第一电极25设置于由检测用栅极线GCLs和检测用数据线SGLs包围的区域。检测用开关元件Trs设置于检测用栅极线GCLs和检测用数据线SGLs的交叉部的附近,与第一电极25分别对应地设置有多个。
检测用开关元件Trs既可以在第一基板21上设置于与图7所示的开关元件Tr相同的层,也可以设置于不同的层。检测用栅极线GCLs在与图7所示的栅极线GCL平行的方向上延伸设置,检测用数据线SGLs在与图7所示的数据线SGL平行的方向上延伸设置。检测用栅极线GCLs既可以设置于与栅极线GCL相同的层,也可以设置于不同的层。检测用数据线SGLs既可以设置于与栅极线GCL相同的层,也可以设置于不同的层。
检测用开关元件Trs的源极与检测用数据线SGLs连接,栅极与检测用栅极线GCLs连接,漏极与第一电极25连接。在此,将包括与共同的检测用栅极线GCLs连接的多个第一电极25的电极块,设为选择电极块25A,将包括与共同的检测用数据线SGLs连接的多个第一电极25的电极块,设为检测电极块25B。另外,如图8所示,将在第m列中所排列的检测用数据线SGLs和检测电极块25B,分别表示为检测用数据线SGLs(m)、检测电极块25B(m),将在第n行中所排列的检测用栅极线GCLs和选择电极块25A,分别表示为检测用栅极线GCLs(n)和选择电极块25A(n)。
图1所示的检测用栅极驱动器12B是以选择检测用栅极线GCLs中的一个或者两个以上的检测用栅极线GCLs的方式驱动的选择驱动部。将检测扫描信号Vscans经由所选择的检测用栅极线GCLs,施加到检测用开关元件Trs的栅极,一个或者两个以上的选择电极块25A被选择为检测对象。另外,第一电极驱动器14(参照图1)经由检测用数据线SGLs,对属于选择电极块25A的第一电极25,供给检测驱动信号Vs。然后,属于检测电极块25B的第一电极25经由检测用数据线SGLs,将与各第一电极25的静电电容变化对应的检测信号Vdet,输出到信号处理部40。本实施方式的第一电极25与上述的自静电电容方式的触摸检测的基本原理中的检测电极E1对应,检测部30能够按照上述的自静电电容方式的触摸检测的基本原理,检测所接触或接近的手指。
图9是表示检测动作的一个例子的示意图。第一电极块BKN包括例如四个选择电极块25A,多个第一电极块BKN-1、BKN、…BKN+p在列方向上排列。检测用栅极驱动器12B依次选择多个第一电极块BKN-1、BKN、…BKN+p,所选择的多个第一电极块BKN-1、BKN、…BKN+p的选择电极块25A被供给检测驱动信号Vs。未选择的第一电极块BKN-1、BKN、…BKN+p作为不被供给电压信号而电位未固定的、所谓浮动状态。关于一部分的非选择电极块,也可以为了降低所选择的第一电极块与非选择的第一电极块之间的附加电容,供给与检测驱动信号Vs相同的电位的电压信号。
通过依次选择多个第一电极块BKN-1、BKN、…BKN+p来进行检测动作,从而执行一个检测面的整体的检测。第一电极块BKN-1、BKN、…BKN+p分别包括四个选择电极块25A,但不限于四个,也可以是两个、三个或者五个以上。另外,检测用栅极驱动器12B也可以对每一行,依次扫描选择电极块25A。第一电极块BKN-1、BKN、…BKN+p也可以以使一部分的选择电极块25A重复的方式排列。另外,多个第一电极块BKN-1、BKN、…BKN+p不限于在列方向上排列的构成,但也可以按照矩阵状配置。
作为显示装置1的动作方法的一个例子,显示装置1以时分进行上述的显示动作(显示期间)和触摸检测动作(检测期间)。关于触摸检测动作和显示动作,虽然可以任意地分开进行,但以下,说明在显示面板20的一帧期间(1F)、即为了显示一个画面量的影像信息而所需的时间的期间中,将触摸检测动作和显示动作分别分割为多次来进行的方法。
图10是表示显示期间和检测期间的配置的一个例子的示意图。一帧期间(1F)由两个显示期间Pd1、Pd2以及两个检测期间Pt1、Pt2构成,这些各期间在时间轴上,如显示期间Pd1、检测期间Pt1、显示期间Pd2、检测期间Pt2那样交替配置。
控制部11(参照图1)经由显示用栅极驱动器12A和源极驱动器13,在各显示期间Pd1、Pd2中对所选择的多个行的子像素SPix(参照图7)供给像素信号Vpix。
另外,控制部11(参照图1)通过第一电极驱动器14,在各检测期间Pt1、Pt2中对所选择的第一电极25,供给触摸检测用的检测驱动信号Vs。信号处理部40根据从第一电极25供给的检测信号Vdet,进行有无触摸输入以及输入位置的坐标的运算。
在本实施方式中,第一电极25兼用显示面板20的共同电极,因而控制部11在显示期间Pd1、Pd2中,对经由第一电极驱动器14选择的选择电极块25A的各第一电极25,供给作为显示用的共同电极电位的显示驱动信号Vcom。
在图10中,在一帧期间(1F)中将一个画面量的影像显示分成两次来进行,但也可以将一帧期间(1F)内的显示期间分成更多的次数。关于检测期间,也可以在一帧期间(1F)中设置更多的次数。
关于检测期间Pt1、Pt2,既可以分别进行一个检测面的各一半的触摸检测,也可以分别进行一个画面量的触摸检测。也可以在一个检测期间Pt1、Pt2中,进行上述的第一电极块BKN-1、BKN、…BKN+p中的一个第一电极块的触摸检测。另外,也可以根据需要进行间除检测等。另外,也可以将一帧期间(1F)中的显示动作和触摸检测动作不分成多次而各进行一次。
在检测期间Pt1、Pt2中,显示用的栅极线GCL以及数据线SGL(参照图7)也可以为不被供给电压信号而电位未固定的浮动状态。另外,显示用的栅极线GCL以及数据线SGL也可以被供给与检测驱动信号Vs同步的同一波形的信号。由此,检测对象的第一电极25与栅极线GCL之间的寄生电容以及第一电极25与数据线SGL之间的寄生电容被降低,因而能够抑制检测误差的发生、检测灵敏度的降低。
接着,说明本实施方式的检测部30的码分割选择驱动的一个例子。图11是表示第一实施方式所涉及的驱动电路的一个构成例的框图。如图11所示,检测用栅极驱动器12B包括扫描信号生成部15a、和计数器15b。计数器15b根据从控制部11供给的时钟信号,将控制选择检测用栅极线GCLs的定时的定时控制信号,供给给扫描信号生成部15a。扫描信号生成部15a生成检测扫描信号Vscans,根据从计数器15b供给的定时控制信号,对所选择的检测用栅极线GCLs供给检测扫描信号Vscans。扫描信号生成部15a既可以依次选择检测用栅极线GCLs,也可以同时选择多根。
检测用栅极驱动器12B在例如上述的检测期间Pt结束的定时被供给复位信号Reset,扫描信号生成部15a以及计数器15b被复位。
如图11所示,对检测部30连接了多路选择器14B。多路选择器14B经由检测用数据线SCLs(参照图8)连接第一电极25和驱动信号生成部14A,并且,连接第一电极25和信号处理部40。选择信号生成部16根据后述的预定的码,生成用于选择检测对象的第一电极25的选择信号。计数器17根据从控制部11供给的时钟信号,将控制选择检测对象的第一电极25的定时的定时控制信号,输出到选择信号生成部16。选择信号生成部16根据来自计数器17的定时控制信号,将选择信号输出到多路选择器14B。多路选择器14B根据选择信号,经由检测用数据线SCLs(参照图8)与作为检测对象的第一电极25作为连接状态,解除与检测对象以外的第一电极25的连接。这样,通过多路选择器14B,选择作为检测对象的第一电极25。
驱动信号生成部14A经由多路选择器14B,对所选择的检测用数据线SCLs供给检测驱动信号Vs。对被选择为检测对象的第一电极25,经由检测用数据线SCLs依次或者同时供给检测驱动信号Vs。另外,将来自第一电极25的输出信号Sh,经由多路选择器14B输出到信号处理部40。通过经由多路选择器14B,从而能够使切换第一电极25与驱动信号生成部14A和信号处理部40的各个的连接的构成变得简便。例如,能够通过开关元件SW5、xSW5,切换检测驱动信号Vs的供给、和输出信号Sh的输出。在开关元件SW5是ON(开)时,开关元件xSW5变为OFF(闭),经由配线L2以及配线L3,将输出信号Sh输出到信号处理部40。在开关元件SW5是OFF(闭)时,开关元件xSW5变为ON(开),经由配线L1以及配线L3,对检测对象的第一电极25,供给检测驱动信号Vs。
多路选择器14B、开关元件SW5、xSW5、配线L1、L2、L3、选择信号生成部16、计数器17、以及驱动信号生成部14A也可以包含于图1所示的第一电极驱动器14以及控制部11。例如,也可以第一电极驱动器14作为多路选择器14B、开关元件SW5、xSW5、配线L1、L2、L3发挥功能,控制部11作为选择信号生成部16以及计数器17发挥功能。多路选择器14B、开关元件SW5、xSW5以及配线L1、L2、L3设置于第一基板21上。此外,驱动信号生成部14A和多路选择器14B既可以包含于第一电极驱动器14,也可以是与第一电极驱动器14独立地设置的电路。多路选择器14B与本发明的“选择连接部”对应。
本实施方式的检测部30关于第二电极块BKNB(n),根据预定的码,选择作为检测对象的第一电极25。具体而言,多路选择器14B连接被选择为检测对象的第一电极25和驱动信号生成部14A。由此,对被选择为检测对象的第一电极25供给检测驱动信号Vs。另外,根据所选择的第一电极25的静电电容变化,从各个第一电极25输出检测信号。将合并了各个第一电极25的检测信号的信号作为输出信号,经由多路选择器14B输出到信号处理部40。
图12是用于说明被选择为检测对象的第一电极的选择型式的说明图。图12的(A)表示第一检测动作Tc0的第一电极的选择型式,图12的(B)表示第二检测动作Tc1的第一电极的选择型式,图12的(C)表示第三检测动作Tc2的第一电极的选择型式,图12的(D)表示第四检测动作Tc3的第一电极的选择型式。
在图12中,说明一个第二电极块BKNB(n)。第二电极块BKNB(n)包括经由共同的配线L3与多路选择器14B连接的多个第一电极25。第二电极块BKNB(n)包括在行方向上排列有四个的第一电极25,四个第一电极25分别与检测电极块25B(m)、25B(m+1)、25B(m+2)、25B(m+3)对应。另外,四个第一电极25分别与共同的检测用栅极线GCLs(n)(参照图8)连接。
在此,将从各个第一电极25输出的检测信号的信号值设为Siq。从第二电极块BKNB(n)经由多路选择器14B,将合并了通过选择信号所选择的第一电极25的信号值Siq的信号值,作为输出信号Shp输出。输出信号Shp通过下述的式(1)表示。即,通过从多个第一电极25输出的信号值Siq之和,表示输出信号Shp。
数学式1
此外,在图12中,省略了图11的开关元件SW5、xSW5、配线L1、L2、选择信号生成部16、计数器17、以及驱动信号生成部14A的图示。在图12中,也如在图11中说明,经由配线L2以及配线L3,将输出信号Sh输出到信号处理部40,并且,经由配线L1以及配线L3,对检测对象的第一电极25供给检测驱动信号Vs。
在此,Siq是与检测电极块25B(m)、25B(m+1)、25B(m+2)、25B(m+3)的来自各第一电极25的检测信号对应的信号值。Siq是上述的自静电电容方式的触摸检测的基本原理中的、根据对检测电极E1的静电电容C1、或者检测电极E1的静电电容C1施加了手指等的接触或接近导致的静电电容C2的静电电容(C1+C2、参照图4)输出的信号值。Shp是第二电极块BKNB(n)的输出信号,是运算第二电极块BKNB(n)中的根据预定的码所选择的第一电极25的输出信号而求出的值。例如,用下述的式(2)的方阵Hh定义预定的码。方阵Hh是阿达玛矩阵,是将“1”或者“-1”作为要素,任意的不同的两个行作为正交矩阵的方阵。
数学式2
方阵Hh的次数作为在第二电极块BKNB(n)中包含的第一电极25的数量、即四个检测电极块25B的数量即四。在本实施方式中,说明包括四个第一电极25的第二电极块BKNB(n),但不限定于此,在第二电极块BKNB(n)中包含的第一电极25的个数也可以是两个、三个或者五个以上。在该情况下,方阵Hh的次数也根据通过多路选择器14B选择性地控制的第一电极25的个数而变更。
与方阵Hh对应的第一电极25对应于多个第二电极块BKNB(n)、BKNB(n+1)、BKNB(n+2)…。通过关于第二电极块BKNB(n)、BKNB(n+1)、BKNB(n+2)…根据方阵Hh依次进行检测动作,从而执行一个检测面的整体的检测。第二电极块BKNB(n)、BKNB(n+1)、BKNB(n+2)…也可以以使一部分的第一电极25重复的方式排列。即,既可以对八列的第一电极25将基于四个方阵Hh的检测动作进行两次,并且,也可以以将基于五个方阵的检测动作进行两次的方式,以关于一部分的第一电极25重复的方式实施。另外,第二电极块BKNB(n)、BKNB(n+1)、BKNB(n+2)…不限于在列方向上排列的构成,也可以按照矩阵状配置。不限于第二电极块BKNB是多个的情况,也可以是一个。
如图12的(A)至图12的(D)所示,分成第一检测动作Tc0、第二检测动作Tc1、第三检测动作Tc2以及第四检测动作Tc3这四个检测动作,说明码分割选择驱动的一个例子。在图12的(A)所示的第一检测动作Tc0中,根据与方阵Hh的第一行对应的选择信号,选择第一电极25。在图12的(B)所示的第二检测动作Tc1中,根据与方阵Hh的第二行对应的选择信号,选择第一电极25。在图12的(C)所示的第三检测动作Tc2中,根据与方阵Hh的第三行对应的选择信号,选择第一电极25。在图12的(D)所示的第四检测动作Tc3中,根据与方阵Hh的第四行对应的选择信号,选择第一电极25。
第一检测动作Tc0、第二检测动作Tc1、第三检测动作Tc2以及第四检测动作Tc3分别包括正号选择动作Tc0 +、Tc1 +、Tc2 +、Tc3 +、和负号选择动作Tc0 -、Tc1 -、Tc2 -、Tc3 -。在正号选择动作Tc0 +、Tc1 +、Tc2 +、Tc3 +中,根据与方阵Hh的成分“1”对应的第一选择信号,选择第二电极块BKNB(n)中的作为第一检测对象的第一电极25。在图12中,对所选择的第一电极25附加斜线来表示。从第一检测对象的第一电极25,经由多路选择器14B,输出第一输出信号Shp +(p=0、1、2、3)。在此,第一输出信号Shp +是合成了在第二电极块BKNB(n)中包含的第一检测对象的第一电极25的检测信号的信号。
在负号选择动作Tc0 -、Tc1 -、Tc2 -、Tc3 -中,根据与方阵Hh的成分“-1”对应的第二选择信号,选择第二电极块BKNB(n)中的、未包含于第一检测对象内的第二检测对象的第一电极25。从该第二检测对象的第一电极25,经由多路选择器14B,输出第二输出信号Shp -(p=0、1、2、3)。在此,第二输出信号Shp -是合并了在第二电极块BKNB(n)中包含的第二检测对象的第一电极25的检测信号的信号。在本实施方式中,以时分执行正号选择动作Tcp +(p=0、1、2、3)、和负号选择动作Tcp -(p=0、1、2、3)。因此,向一个电压检测器DET(参照图3、图4)以时分输出各输出信号,因而能够使信号处理部40的构成变得简便。
信号处理部40的信号运算部44(参照图2)通过运算第一输出信号Shp +和第二输出信号Shp -的差分,从而计算第三输出信号Shp=Shp +-Shp -。信号运算部44将第三输出信号Shp输出到存储部47,临时地存储第三输出信号Shp。当将按照选择信号选择的第一电极组作为电极E1时,第一输出信号Shp +和第二输出信号Shp -与上述的自静电电容方式的触摸检测的基本原理中的检测信号Vdet对应。
在方阵Hh的次数是4的情况下,如下述的式(3)所示,从一个第二电极块BKNB(n),得到四个输出信号(Sh0、Sh1、Sh2、Sh3)。在该情况下,根据四个第一输出信号Sh0 +、Sh1 +、Sh2 +、Sh3 +、和四个第二输出信号Sh0 -、Sh1 -、Sh2 -、Sh3 -,分别求出第三输出信号(Sh0、Sh1、Sh2、Sh3)。
数学式3
以下,以从第二电极块BKNB(n)的各第一电极25所检测的检测信号值是(Si0、Si1、Si2、Si3)=(1、7、3、2)的情况为例子进行说明。检测信号Si0是与检测电极块25B(m)对应的第一电极25的检测信号。检测信号Si1是与检测电极块25B(m+1)对应的第一电极25的检测信号。检测信号Si2是与检测电极块25B(m+2)对应的第一电极25的检测信号。检测信号Si3是与检测电极块25B(m+3)对应的第一电极25的检测信号。
如图12的(A)所示,在第一检测动作Tc0的正号选择动作Tc0 +中,作为与方阵Hh的第一行的成分“1”对应的第一检测对象,选择四个第一电极25。四个第一电极25与多路选择器14B连接。第一输出信号Sh0 +从式(3),成为Sh0 +=1×1+1×7+1×3+1×2=13。在负号选择动作Tc0 -中,不存在方阵Hh的第一行的成分“-1”,因而第一电极25不被选择为与成分“-1”对应的第二检测对象。即,四个第一电极25被解除与多路选择器14B的连接。因此,第二输出信号Sh0 -为Sh0 -=0×1+0×7+0×3+0×2=0。第三输出信号Sh0根据第一输出信号Sh0 +和第二输出信号Sh0 -的差分,成为Sh0=Sh0 +-Sh0 -=13-0=13。
接着,如图12的(B)所示,在第二检测动作Tc1的正号选择动作Tc1 +中,作为与方阵Hh的第二行的成分“1”对应的第一检测对象,选择属于检测电极块25B(m)、25B(m+2)的两个第一电极25。被选择为第一检测对象的第一电极25与多路选择器14B连接,被输出输出信号。另一方面,属于未被选择为第一检测对象的检测电极块25B(m+1)、25B(m+3)的第一电极25被解除与多路选择器14B的连接,不被输出输出信号。因此,第一输出信号Sh1 +从式(3),成为Sh1 +=1×1+0×7+1×3+0×2=4。
在负号选择动作Tc1 -中,作为与方阵Hh的第二行的成分“-1”对应的第二检测对象,选择属于检测电极块25B(m+1)、25B(m+3)的两个第一电极25。被选择为第二检测对象的第一电极25与多路选择器14B连接,被输出输出信号。另一方面,属于未被选择为第二检测对象的检测电极块25B(m)、25B(m+2)的第一电极25被解除与多路选择器14B的连接,不被输出输出信号。第二输出信号Sh1 -成为Sh1 -=0×1+1×7+0×3+1×2=9。关于第三输出信号Sh1,得到Sh1=Sh1 +-Sh1 -=4-9=-5。
接着,如图12的(C)所示,在第三检测动作Tc2的正号选择动作Tc2 +中,作为与方阵Hh的第三行的成分“1”对应的第一检测对象,选择属于检测电极块25B(m)、25B(m+1)的两个第一电极25。被选择为第一检测对象的第一电极25与多路选择器14B连接,被输出输出信号。第一输出信号Sh2 +从式(3),成为Sh2 +=1×1+1×7+0×3+0×2=8。
在负号选择动作Tc2 -中,作为与方阵Hh的第三行的成分“-1”对应的第二检测对象,选择属于检测电极块25B(m+2)、25B(m+3)的两个第一电极25。被选择为第二检测对象的第一电极25与多路选择器14B连接,被输出输出信号。第二输出信号Sh2 -作为Sh2 -=0×1+0×7+1×3+1×2=5。关于第三输出信号Sh2,得到Sh2=Sh2 +-Sh2 -=8-5=3。
接着,如图12的(D)所示,在第四检测动作Tc3的正号选择动作Tc3 +中,作为与方阵Hh的第四行的成分“1”对应的第一检测对象,选择属于检测电极块25B(m)、25B(m+3)的两个第一电极25。被选择为第一检测对象的第一电极25与多路选择器14B连接,被输出输出信号。第一输出信号Sh3 +从式(3)成为Sh3 +=1×1+0×7+0×3+1×2=3。
在负号选择动作Tc3 -中,作为与方阵Hh的第四行的成分“-1”对应的第二检测对象,选择属于检测电极块25B(m+1)、25B(m+2)的两个第一电极25。被选择为第二检测对象的第一电极25与多路选择器14B连接,被输出输出信号。第二输出信号Sh3 -成为Sh3 -=0×1+1×7+1×3+0×2=10。关于第三输出信号Sh3,得到Sh3=Sh3 +-Sh3 -=3-10=-7。
信号运算部44将四个第三输出信号(Sh0、Sh1、Sh2、Sh3)=(13、-5、3、-7),依次输出到存储部47。此外,信号运算部44也可以将四个第一输出信号Sh0 +、Sh1 +、Sh2 +、Sh3 +、和四个第二输出信号Sh0 -、Sh1 -、Sh2 -、Sh3 -,分别存储到存储部47,在进行了所有期间的检测之后,进行四个第三输出信号Sh0、Sh1、Sh2、Sh3的运算。
坐标提取部45(参照图2)从存储部47接收信号运算部44所运算出的输出信号Sh0、Sh1、Sh2、Sh3,用下述的式(4)对四个第三输出信号(Sh0、Sh1、Sh2、Sh3)=(13、-5、3、-7)进行解码。坐标提取部45根据式(4),计算解码信号(Si0’、Si1’、Si2’、Si3’)=(4、28、12、8)。在手指接触或接近了的情况下,与其位置对应的第一电极25的解码信号Si0’、Si1’、Si2’、Si3’的值变化。由此,坐标提取部45能够根据解码信号Si0’、Si1’、Si2’、Si3’,求出第二电极块BKNB(n)中的手指所接触或接近的坐标。此外,坐标提取部45既可以将根据解码信号Si0’、Si1’、Si2’、Si3’求出的坐标作为检测信号输出Vout输出,也可以将解码信号Si0’、Si1’、Si2’、Si3’作为检测信号输出Vout输出。
数学式4
根据以上的码分割选择驱动,根据作为合并了来自被选择为第一检测对象以及第二检测对象的第一电极25的信号值(Si0、Si1、Si2、Si3)=(1、7、3、2)而得的输出信号的第三输出信号(Sh0、Sh1、Sh2、Sh3),通过利用式(4)的坐标提取部45的解码处理,得到与相当于个别的第一电极25的信号值(Si0、Si1、Si2、Si3)=(1、7、3、2)的方阵Hh的次数的四倍对应的解码信号(Si0’、Si1’、Si2’、Si3’)=(4、28、12、8)。即,无需提高各节点的信号值的电压,而得到时分选择驱动的四倍的信号强度。另外,关于第三输出信号Shp,通过第一输出信号Shp +和第二输出信号Shp -的差分求出,因而即使是噪声从外部侵入的情况,仍消除第一输出信号Shp +的噪声成分和第二输出信号Shp -的噪声成分。由此,能够提高噪声耐受性。另外,根据本实施方式,在不同的期间中,以时分,进行根据预定的码所选择的第一检测对象的第一电极25的检测动作、和根据预定的码所选择的、未包含于第一检测对象内的第二检测对象的第一电极25的检测动作。由此,能够抑制第一检测对象的第一电极25、和第二检测对象的第一电极25的电容耦合,因而能够抑制检测误差、检测灵敏度的降低。
此外,式(2)所示的方阵Hh是一个例子,也可以是例如下述的式(5)所示的方阵Hh等。在该情况下,在正号选择动作Tcp +(p=0、1、2、3)中,选择与成分“1”对应的第一检测对象的三个第一电极25,在负号选择动作Tcp -(p=0、1、2、3)中,选择与成分“-1”对应的第二检测对象的一个第一电极25。
数学式5
如图12所示,表示被选择为与方阵Hh的成分“1”对应的第一检测对象的第一电极25的组合型式的第一选择型式是正号选择动作Tcp +(p=0、1、2、3)所示的四个型式。即,被选择为第一检测对象的第一电极25的第一选择型式与在第二电极块BKNB(n)中包含的第一电极25的数量相等。另外,表示被选择为与方阵Hh的成分“-1”对应的第二检测对象的第一电极25的组合型式的第二选择型式与第一选择型式的数量相等。第二选择型式是负号选择动作Tcp -(p=0、1、2、3)所示的四个型式,与在第二电极块BKNB(n)中包含的第一电极25的数量相等。
在检测期间Pt1、Pt2(参照图10)内,在连续的期间中执行正号选择动作Tcp +和负号选择动作Tcp -,重复执行连续的一组正号选择动作Tcp +和负号选择动作Tcp -。在连续地执行的正号选择动作Tcp +和负号选择动作Tcp -中,从外部侵入的噪声的大小的差被抑制。因此,通过第一输出信号Shp +和第二输出信号Shp -的差分消除噪声成分,噪声耐受性提高。此外,不限定于此,例如也可以在连续执行四个正号选择动作Tcp +(p=0、1、2、3)之后,连续地执行四个负号选择动作Tcp -(p=0、1、2、3)等,适宜变更。另外,正号选择动作Tcp +和负号选择动作Tcp -分别与在第二电极块BKNB(n)中包含的第一电极25的数量相等,各设置四个。即,成为与式(1)的方阵Hh的行成分的个数相同的数量。
第一检测对象的第一电极25、和第二检测对象的第一电极25被供给具有相同的极性的检测驱动信号Vs。在本实施方式中,由于以时分进行第一检测对象的检测动作和第二检测对象的检测动作,因而也可以检测驱动信号Vs包括第一极性驱动信号和与第一极性驱动信号的极性不同的第二极性驱动信号,向第一检测对象的第一电极25供给第一极性驱动信号,并向第二检测对象的第一电极25供给第二极性驱动信号。在该情况下,通过运算第一输出信号Shp +与第二输出信号Shp -之和,从而计算第三输出信号Shp=Shp ++Shp -。
在此,参照图30以及图31,说明噪声的影响与检测定时的关系。图30是用于说明第一电极的检测的顺序的示意图。图31是示意性地表示传感器编号与相关函数的关系的图表。关于图30以及图31,在与本发明同样的构成的检测装置中,是用于表示噪声的影响与检测定时的关系的附图,是用于说明噪声的影响如何推移的附图。如图30所示,按照多个第一电极25中的、第一电极25(1)、25(2)、…25(5)、…的顺序选择,进行检测动作。具体而言,选择检测用栅极线GCLs(n),与检测用栅极线GCLs(n)对应的检测用开关元件Trs作为ON。多路选择器14B依次选择检测用数据线SGLs(m)、(m+1)、(m+2)、(m+3),被供给检测驱动信号Vs。由此,按照第一电极25(1)、25(2)、25(3)、25(4)的顺序,进行检测动作。接着,选择检测用栅极线GCLs(n+1),多路选择器14B依次选择检测用数据线SGLs(m)、(m+1)、(m+2)、(m+3),从而按照第一电极25(5)、…的顺序,进行检测动作。此外,图30所示的检测的顺序是为了说明表示的顺序,本实施方式的显示装置1以及检测部30的检测动作不限定于此。
图31的横轴是传感器编号,与上述的第一电极25的测定顺序对应。纵轴是各第一电极25的输出信号的相关函数。在噪声侵入到检测部30的情况下,在各第一电极25的输出信号中产生误差。如图31所示,各第一电极25的输出信号的相关函数呈现随着传感器编号变大而减少的倾向。即,呈现随着时间的经过,噪声所致的误差成分变大。例如,在第一个测定出的第一电极25(1)的输出信号、与第五个测定出的第一电极25(5)的输出信号之间,噪声的影响所致的误差变大。
因此,关于图12所示的、四个第一输出信号Sh0 +、Sh1 +、Sh2 +、Sh3 +、和四个第二输出信号Sh0 -、Sh1 -、Sh2 -、Sh3 -的测定,更优选按照Sh0 +、Sh0 -、Sh1 +、Sh1 -、Sh2 +、Sh2 -、Sh3 +、Sh3 -的顺序测定。由此,第一输出信号Shp +和第二输出信号Shp -(p=1、2、3、4)的检测时间的间隔变小,噪声成分的差变小。如Shp=Shp +-Shp -那样,通过第一输出信号Shp +和第二输出信号Shp -的差分,求出第三输出信号Shp,因而第一输出信号Shp +的噪声成分和第二输出信号Shp -的噪声成分被消除。
接着,参照图13以及图14,说明关于多个第二电极块BKNB的一个动作例。图13是表示第一实施方式所涉及的多路选择器及栅极驱动器的一个动作例的说明图。图14是表示选择对象的第二电极块BKNB被变更了的情况的多路选择器及栅极驱动器的一个动作例的说明图。图13的(A)以及图14的(A)表示第一检测动作Tc0的正号选择动作Tc0 +,图13的(B)以及图14的(B)表示第一检测动作Tc0的负号选择动作Tc0 -,图13的(C)以及图14的(C)表示第二检测动作Tc1的正号选择动作Tc1 +。此外,在图13以及图14中,省略了检测用栅极驱动器12B(参照图1)的图示。
如图13的(A)至图13的(C)所示,从检测用栅极驱动器12B对检测用栅极线GCLs(n)供给的检测扫描信号Vscans为ON(高电平),与检测用栅极线GCLs(n)连接的检测用开关元件Trs为ON。与检测用栅极线GCLs(n)对应的第二电极块BKNB(n)的各第一电极25能够选择为检测对象。能够从第二电极块BKNB(n)的各第一电极25,经由检测用数据线SGLs(m)、SGLs(m+1)、SGLs(m+2)、SGLs(m+3)输出检测信号。
另一方面,在检测用栅极线GCLs(n+1)、GCLs(n+2)、GCLs(n+3)中,检测扫描信号Vscans为OFF(低电平),与检测用栅极线GCLs(n+1)、GCLs(n+2)、GCLs(n+3)连接的检测用开关元件Trs为OFF。第二电极块BKNB(n+1)、BKNB(n+2)、BKNB(n+3)的各第一电极25未被选择为检测对象。
在选择了第二电极块BKNB(n)的各第一电极25的状态下,按照顺序执行上述的第一检测动作Tc0的正号选择动作Tc0 +、负号选择动作Tc0 -、第二检测动作Tc1的正号选择动作Tc1 +…。从第二电极块BKNB(n)的第一电极25,经由多路选择器14B输出第一输出信号Shp +和第二输出信号Shp -。由此,检测第二电极块BKNB(n)的与各第一电极25重叠的区域中的、接触或接近的手指等的第一方向Dx(沿着检测用栅极线GCLs的方向)的位置。
接着,如图14的(A)至图14的(C)所示,从检测用栅极驱动器12B对检测用栅极线GCLs(n+1)供给的检测扫描信号Vscans为ON(高电平),与检测用栅极线GCLs(n+1)连接的检测用开关元件Trs为ON。与检测用栅极线GCLs(n+1)对应的第二电极块BKNB(n+1)的各第一电极25能够选择为检测对象。
另一方面,在检测用栅极线GCLs(n)、GCLs(n+2)、GCLs(n+3)中,检测扫描信号Vscans为OFF(低电平),与检测用栅极线GCLs(n)、GCLs(n+2)、GCLs(n+3)连接的检测用开关元件Trs为OFF。第二电极块BKNB(n)、BKNB(n+2)、BKNB(n+3)的各第一电极25未被选择为检测对象。
在选择了第二电极块BKNB(n+1)的各第一电极25的状态下,按照顺序执行上述的第一检测动作Tc0的正号选择动作Tc0 +、负号选择动作Tc0 -、第二检测动作Tc1的正号选择动作Tc1 +…。从第二电极块BKNB(n+1)的第一电极25,经由多路选择器14B输出第一输出信号Shp +和第二输出信号Shp -。由此,检测第二电极块BKNB(n+1)的与各第一电极25重叠的区域中的、接触或接近的手指等的第一方向Dx的位置。
这样,检测用栅极驱动器12B对检测用栅极线GCLs(n)、GCLs(n+1)、GCLs(n+2)、GCLs(n+3),依次供给检测扫描信号Vscans。按照顺序选择第二电极块BKNB(n)、BKNB(n+1)、BKNB(n+2)、BKNB(n+3)。能够根据上述的码分割选择驱动的解码信号(Si0’、Si1’、Si2’、Si3’),计算第一方向Dx的位置。另外,能够根据第二电极块BKNB(n)、BKNB(n+1)、BKNB(n+2)、BKNB(n+3)各自的检测结果,计算第二方向Dy(沿着检测用数据线SGLs的方向)的位置。由此,得到手指等接触或接近的位置的二维坐标。
此外,如图13以及图14所示,在第二方向Dy上排列的第一电极25与共同的检测用数据线SGLs连接,但不限定于此,也可以连接个别的检测用数据线。
(第二实施方式)
图15是表示第二实施方式所涉及的信号处理部的一个构成例的框图。此外,在以下的各实施方式和各图中,对与关于既出的图上述的要素同样的要素,附加同一码,适宜省略详细的说明。本实施方式的信号处理部40A具有两个检测信号放大部42A、42B、和两个A/D转换部43A、43B。检测信号放大部42A从检测部30接收第一输出信号,对第一检测信号Vdet1进行放大。A/D转换部43A对从检测信号放大部42A输出的模拟信号分别进行采样而转换为数字信号。将从A/D转换部43A输出的数字信号保存到存储部47中。检测信号放大部42B从检测部30接收第二输出信号,对第二检测信号Vdet2进行放大。A/D转换部43B对从检测信号放大部42B输出的模拟信号分别进行采样而转换为数字信号。将从A/D转换部43B输出的数字信号保存到存储部47中。
检测定时控制部46根据从控制部11供给的控制信号,以使A/D转换部43A、43B、信号运算部44、以及坐标提取部45同步地动作的方式控制。
信号运算部44从存储部47接收对第一输出信号进行数字转换而得到的信号的信息、和对第二输出信号进行数字转换而得到的信号的信息,进行运算处理。将信号运算部44的运算结果保存到存储部47中。坐标提取部45接收来自存储部47的信息,进行上述的解码处理,求出触摸面板坐标。
图16是表示第二实施方式所涉及的选择连接部的一个构成例的电路图。代替图11所示的作为“选择连接部”的多路选择器14B,在本实施方式中,设置有选择连接部14C。此外,在图16中,省略了图11的开关元件SW5、xSW5、配线L1、L2、L3、选择信号生成部16、以及驱动信号生成部14A的图示。选择连接部14C具有第一开关元件Tr1、第二开关元件Tr2、以及反转部85。对检测用数据线SGLs分别连接了第一开关元件Tr1和第二开关元件Tr2。检测用数据线SGLs能够经由第一开关元件Tr1与第一检测器DET1连接,能够经由第二开关元件Tr2与第二检测器DET2连接。第一开关元件Tr1以及第二开关元件Tr2也可以是n沟道的MOS型的TFT元件。第一检测器DET1以及第二检测器DET2与上述的自静电电容方式的检测原理中的电压检测器DET对应。第一检测器DET1也可以包含于检测信号放大部42A(参照图15),第二检测器DET2也可以包含于检测信号放大部42B(参照图15)。
选择连接部14C、以及未图示的开关元件SW5、xSW5、未图示的配线L1、L2、L3、未图示的选择信号生成部16、未图示的驱动信号生成部14A、计数器17、以及解码器18也可以包含于图1所示的第一电极驱动器14以及控制部11。例如,也可以第一电极驱动器14作为选择连接部14C、未图示的开关元件SW5、xSW5以及未图示的配线L1、L2、L3发挥功能,控制部11作为未图示的选择信号生成部16、未图示的驱动信号生成部14A、计数器17以及解码器18发挥功能。
第一开关元件Tr1的栅极与解码器18连接。第二开关元件Tr2的栅极经由反转部85与解码器18连接。解码器18根据预定的码,生成选择检测对象的第一电极25的选择信号,输出到第一开关元件Tr1以及第二开关元件Tr2。解码器18生成例如与方阵Hh的成分“1”对应地作为ON(高电平)、与成分“-1”对应地成为OFF(低电平)的信号。解码器18根据从计数器17接收了的定时控制信号,输出与方阵Hh的一行量的成分对应的选择信号。在此,通过开关元件Tr1选择性地与检测用数据线SGLs连接的配线与第一输出信号线对应。第一输出信号线与第一检测器DET1连接。在第一输出信号线中,传送第一输出信号,所述第一输出信号为来自通过第一选择信号选择的检测电极的检测信号的累积值。另外,通过开关元件Tr2选择地检测用数据线SGLs连接的配线与第二输出信号线对应。第二输出信号线与第二检测器DET2连接。在第二输出信号线中,传送第二输出信号,所述第二输出信号为来自通过第二选择信号选择的检测电极的检测信号的累积值。
在从解码器18输出了高电平的选择信号的情况下,第一开关元件Tr1成为ON,连接检测用数据线SGLs和第一检测器DET1。另一方面,第二开关元件Tr2被供给通过反转部85反转高电平的选择信号而得到的低电平的选择信号。由此,第二开关元件Tr2成为OFF,解除检测用数据线SGLs和第二检测器DET2的连接。
在从解码器18输出了低电平的选择信号的情况下,第一开关元件Tr1成为OFF,解除检测用数据线SGLs和第一检测器DET1的连接。另一方面,第二开关元件Tr2被供给通过反转部85反转低电平的选择信号而得到的高电平的选择信号。由此,第二开关元件Tr2成为ON,连接检测用数据线SGLs和第二检测器DET2。
在本实施方式中,选择连接部14C具有第一开关元件Tr1、第二开关元件Tr2、以及反转部85,因而将用于选择第一检测对象的第一电极25的第一选择信号、和使第一选择信号反转而得到的第二选择信号同时供给到各检测用数据线SGLs。另外,由于具有第一检测器DET1和第二检测器DET2,因而能够同时检测来自与方阵Hh的成分“1”对应的第一电极25的输出信号、和来自与方阵Hh的成分“-1”对应的第一电极25的输出信号。
此外,在本实施方式中,选择连接部14C具有反转部85,但也可以成为使用了n沟道和p沟道的MOS型TFT元件的CMOS(Complementary MOS,互补MOS)电路构成。
图17是表示第二实施方式所涉及的选择连接部及栅极驱动器的一个动作例的说明图。图17的(A)表示第一检测动作Tc0,图17的(B)表示第二检测动作Tc1,图17的(C)表示第三检测动作Tc2,图17的(D)表示第四检测动作Tc3。在图17的(A)至图17的(D)的各动作中,检测用栅极驱动器12B对检测用栅极线GCLs(n)供给检测扫描信号Vscans,第二电极块BKNB(n)被选择为检测对象。
在图17的(A)所示的第一检测动作Tc0中,解码器18(参照图16)将与方阵Hh的第一行的成分“1”对应的第一选择信号,输出到选择连接部14C。由此,检测用数据线SGLs(m)、SGLs(m+1)、SGLs(m+2)、SGLs(m+3)经由选择连接部14C与第一检测器DET1连接。与检测用数据线SGLs(m)、SGLs(m+1)、SGLs(m+2)、SGLs(m+3)连接的四个第一电极25被选择为第一检测对象。另一方面,方阵Hh的第一行不包含成分“-1”,因而通过使第一选择信号反转而得到的第二选择信号,检测用数据线SGLs(m)、SGLs(m+1)、SGLs(m+2)、SGLs(m+3)被解除与第二检测器DET2的连接。
在第一检测动作Tc0中,将第一输出信号Sh0 +输出到第一检测器DET1。第一输出信号Sh0 +是合并了第二电极块BKNB(n)的四个第一电极25的检测信号而得的信号。另一方面,第二输出信号Sh0 -不输出到第二检测器DET2。将第一输出信号Sh0 +以及第二输出信号Sh0 -保存到存储部47(参照图14)中。
在图17的(B)所示的第二检测动作Tc1中,解码器18(参照图16)将与方阵Hh的第二行的成分“1”对应的第一选择信号,输出到选择连接部14C。由此,检测用数据线SGLs(m)、SGLs(m+2)经由选择连接部14C与第一检测器DET1连接。与检测用数据线SGLs(m)、SGLs(m+2)连接的第一电极25被选择为第一检测对象。同时,通过与方阵Hh的第二行的成分“-1”对应的、使第一选择信号反转而得到的第二选择信号,检测用数据线SGLs(m+1)、SGLs(m+3)与第二检测器DET2连接。与检测用数据线SGLs(m+1)、SGLs(m+3)连接的第一电极25被选择为第二检测对象。
在第二检测动作Tc1中,将第一输出信号Sh1 +输出到第一检测器DET1。第一输出信号Sh1 +是合并了第二电极块BKNB(n)的四个第一电极25中的、第一检测对象的两个第一电极25的检测信号而得的信号。另一方面,将第二输出信号Sh1 -输出到第二检测器DET2。第二输出信号Sh1 -是合并了第二电极块BKNB(n)的四个第一电极25中的、第二检测对象的两个第一电极25的检测信号而得的信号。将第一输出信号Sh1 +以及第二输出信号Sh1 -保存到存储部47(参照图14)中。
在图17的(C)所示的第三检测动作Tc2中,解码器18(参照图16)将与方阵Hh的第三行的成分“1”对应的第一选择信号,输出到选择连接部14C。由此,分别同时选择第一检测对象的第一电极25和第二检测对象的第一电极25。另外,在图17的(D)所示的第四检测动作Tc3中,解码器18(参照图16)将与方阵Hh的第四行的成分“1”对应的第一选择信号,输出到选择连接部14C。由此,分别同时选择第一检测对象的第一电极25和第二检测对象的第一电极25。
接着,检测用栅极驱动器12B使被选择为检测对象的第二电极块BKNB依次不同,对每个第二电极块BKNB,进行第一检测动作Tc0至第四检测动作Tc3。
如以上那样,在本实施方式中,具有第一检测器DET1和第二检测器DET2这两个检测器,因而能够同时执行与方阵Hh的成分“1”对应的正号选择动作Tcp +(p=0、1、2、3)(参照图12)、和与方阵Hh的成分“-1”对应的负号选择动作Tcp -(p=0、1、2、3)(参照图12)。能够同时检测来自与方阵Hh的成分“+1”对应的第一电极25的输出信号、和来自与方阵Hh的成分“-1”对应的第一电极25的输出信号。因此,能够缩短检测所需的时间。在该情况下,第一检测对象的第一电极25、和第二检测对象的第一电极25被供给具有相同的极性的检测驱动信号Vs。由此,第一检测对象的第一电极25、和第二检测对象的第一电极25的电容耦合被抑制,得到良好的检测灵敏度。
图18是表示选择连接部的另一例子的电路图。代替图11所示的作为“选择连接部”的多路选择器14B,在本实施方式中,设置有选择连接部14Ca。此外,在图18中,省略了图11的开关元件SW5、xSW5、配线L1、L2、L3、选择信号生成部16的图示。本变形例的选择连接部14Ca具有共同配线LC1-LC8。共同配线LC1-LC8的一端侧与移位寄存器19连接。在本变形例中,共同配线LC1、LC2的一端侧彼此被连接,共同配线LC3、LC4的一端侧彼此被连接,共同配线LC5、LC6的一端侧彼此被连接,共同配线LC7、LC8的一端侧彼此被连接。共同配线LC1、LC3、LC5、LC7的另一端侧与第一检测器DET1连接。共同配线LC2、LC4、LC6、LC8的另一端侧与第二检测器DET2连接。
共同配线LC1、LC3、LC5、LC7与方阵Hh的各行的成分“1”对应地,与检测用数据线SGLs连接。具体而言,共同配线LC1与方阵Hh的第一行的成分“1”对应地,与检测用数据线SGLs(m)、SGLs(m+1)、SGLs(m+2)、SGLs(m+3)连接。共同配线LC3与方阵Hh的第二行的成分“1”对应地,与检测用数据线SGLs(m)、SGLs(m+2)连接。共同配线LC5与方阵Hh的第三行的成分“1”对应地,与检测用数据线SGLs(m)、SGLs(m+1)连接。共同配线LC7与方阵Hh的第四行的成分“1”对应地,与检测用数据线SGLs(m)、SGLs(m+3)连接。
另一方面,共同配线LC2、LC4、LC6、LC8与方阵Hh的各行的成分“-1”对应地,与检测用数据线SGLs连接。具体而言,共同配线LC2未与方阵Hh的第一行的成分“-1”对应地,与检测用数据线SGLs(m)、SGLs(m+1)、SGLs(m+2)、SGLs(m+3)连接。共同配线LC4与方阵Hh的第二行的成分“-1”对应地,与检测用数据线SGLs(m+1)、SGLs(m+3)连接。共同配线LC6与方阵Hh的第三行的成分“-1”对应地,与检测用数据线SGLs(m+2)、SGLs(m+3)连接。共同配线LC8与方阵Hh的第四行的成分“-1”对应地,与检测用数据线SGLs(m+1)、SGLs(m+2)连接。
移位寄存器19根据来自计数器17的定时控制信号,将从驱动信号生成部14A供给的检测驱动信号Vs依次供给给共同配线LC1-LC8。共同配线LC1-LC8与方阵Hh的成分“1”或者成分“-1”对应地与检测用数据线SGLs连接,因而通过将检测驱动信号Vs供给给共同配线LC1-LC8,从而执行上述的第一检测动作Tc0至第四检测动作Tc3。例如,共同配线LC1与第一检测动作Tc0的正号选择动作Tc0 +对应。另外,共同配线LC2与第一检测动作Tc0的负号选择动作Tc0 -对应。共同配线LC1和共同配线LC2由于一端侧被连接,因而被同时供给检测驱动信号Vs,同时执行正号选择动作Tc0 +和负号选择动作Tc0 -。
选择连接部14Ca、以及未图示的开关元件SW5、xSW5、未图示的配线L1、L2、L3、未图示的选择信号生成部16、驱动信号生成部14A、计数器17、以及移位寄存器19也可以包含于图1所示的第一电极驱动器14以及控制部11。例如,也可以第一电极驱动器14作为选择连接部14Ca、未图示的开关元件SW5、xSW5以及未图示的配线L1、L2、L3、以及移位寄存器19发挥功能,控制部11作为未图示的选择信号生成部16、驱动信号生成部14A、计数器17发挥功能。
(第三实施方式)
在上述的实施方式中,示出了通过关于第二电极块BKNB进行码分割选择驱动,从而检测第一方向Dx上的触摸输入位置的例子,但也可以应用于第二方向Dy的检测。图19是用于说明第三实施方式所涉及的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的另一例子的说明图。图19的(A)表示第一检测动作Td0的正号选择动作Td0 +以及负号选择动作Td0 -。图19的(B)表示第二检测动作Td1的正号选择动作Td1 +以及负号选择动作Td1 -。图19的(C)表示第三检测动作Td2的正号选择动作Td2 +以及负号选择动作Td2 -。图19的(D)表示第四检测动作Td3的正号选择动作Td3 +以及负号选择动作Td3 -。
在图19中,说明一个检测电极块25B(m)。检测电极块25B(m)包括在列方向(第二方向Dy)上排列有四个的第一电极25,四个第一电极25分别与选择电极块25A(n)、25A(n+1)、25A(n+2)、25A(n+3)对应。另外,四个第一电极25与共同的检测用数据线SGLs(m)(参照图8)连接。在本实施方式的检测部30中,检测用栅极驱动器12B根据预定的码,选择检测电极块25B(m)中的作为检测对象的第一电极25。对所选择的第一电极25供给检测驱动信号Vs,根据第一电极25的静电电容变化,从各个第一电极25输出检测信号。与上述的式(1)同样地,输出合并了各个第一电极25的检测信号而得的输出信号Svr(r=0、1、2、3)。在本实施方式中,检测用栅极驱动器12B为包含于第一检测电极块25B(m)的检测电极与公共的检测用数据线SGLs(m)选择性连接的选择连接部,公共的检测用数据线SGLs(m)是输出信号线。
例如,用下述的式(6)的方阵Hv定义预定的码,与用式(1)表示的方阵Hh相同。方阵Hv不限于此,也可以是其它阿达玛矩阵。方阵Hv的次数作为在检测电极块25B(m)中包含的第一电极25的数量、即四个选择电极块25A的数量即四。在本实施方式中,说明包括四个第一电极25的检测电极块25B(m),但不限定于此,在列方向上排列的第一电极25的个数也可以是两个、三个或者五个以上。在该情况下,方阵Hv的次数也根据在检测电极块25B(m)中包含的第一电极25的个数变更。
数学式6
在图19的(A)至图19的(D)中,分成第一检测动作Td0、第二检测动作Td1、第三检测动作Td2以及第四检测动作Td3这四个检测动作,说明码分割选择驱动的一个例子。在图19的(A)所示的第一检测动作Td0中,根据与方阵Hv的第一行对应的选择信号,选择第一电极25。在图19的(B)所示的第二检测动作Td1中,根据与方阵Hv的第二行对应的选择信号,选择第一电极25。在图19的(C)所示的第三检测动作Td2中,根据与方阵Hv的第三行对应的选择信号,选择第一电极25。在图19的(D)所示的第四检测动作Td3中,根据与方阵Hv的第四行对应的选择信号,选择第一电极25。
第一检测动作Td0、第二检测动作Td1、第三检测动作Td2以及第四检测动作Td3分别包括正号选择动作Td0 +、Td1 +、Td2 +、Td3 +、和负号选择动作Td0 -、Td1 -、Td2 -、Td3 -。在正号选择动作Td0 +、Td1 +、Td2 +、Td3 +中,根据与方阵Hv的成分“1”对应的第一选择信号,选择检测电极块25B(m)中的作为第一检测对象的第一电极25。在图19中,对所选择的第一电极25附加斜线来表示。从第一检测对象的第一电极25经由多路选择器14B输出第一输出信号Svr +(r=0、1、2、3)。在此,第一输出信号Svr +是合并了在检测电极块25B(m)中包含的第一检测对象的第一电极25的检测信号而得的信号。
在负号选择动作Td0 -、Td1 -、Td2 -、Td3 -中,根据与方阵Hv的成分“-1”对应的第二选择信号,选择检测电极块25B(m)中的、未包含于第一检测对象内的第二检测对象的第一电极25。从该第二检测对象的第一电极25经由多路选择器14B输出第二输出信号Svr -(r=0、1、2、3)。在此,第二输出信号Svr -是合并了在检测电极块25B(m)中包含的第二检测对象的第一电极25的检测信号而得的信号。在本实施方式中,以时分执行正号选择动作Tdr +(r=0、1、2、3)、和负号选择动作Tdr -(r=0、1、2、3)。
信号处理部40的信号运算部44(参照图2)通过运算第一输出信号Svp +和第二输出信号Svp -的差分,从而计算第三输出信号Svr=Svr +-Svr -。信号运算部44将第三输出信号Svr输出到存储部47,临时地存储输出信号Svr。第一输出信号Shp +和第二输出信号Shp -当将按照选择信号选择的第一电极组作为电极E1时与上述的自静电电容方式的触摸检测的基本原理中的检测信号Vdet对应。
在方阵Hv的次数是4的情况下,与上述的式(3)同样地,从一个检测电极块25B(m),得到四个输出信号(Sv0、Sv1、Sv2、Sv3)。在该情况下,根据四个第一输出信号Sv0 +、Sv1 +、Sv2 +、Sv3 +、和四个第二输出信号Sv0 -、Sv1 -、Sv2 -、Sv3 -,分别求出第三输出信号(Sv0、Sv1、Sv2、Sv3)。
如图19的(A)所示,在第一检测动作Td0的正号选择动作Td0 +中,作为与方阵Hv的第一行的成分“1”对应的第一检测对象,选择四个第一电极25。具体而言,检测用栅极驱动器12B对与第一检测对象的第一电极25对应的检测用栅极线GCLs,供给检测扫描信号Vscans。由此,检测用开关元件Trs作为ON,通过第一检测对象的第一电极25,执行基于自静电电容方式的基本原理的检测。第一输出信号Sv0 +被输出合并了四个第一电极25的检测信号而得的信号。
在第一检测动作Td0的负号选择动作Td0 -中,由于不存在方阵Hv的第一行的成分“-1”,因而第一电极25不被选择为与成分“-1”对应的第二检测对象。因此,第二输出信号Sv0 -作为Sv0 -=0。根据第一输出信号Sv0 +和第二输出信号Sv0 -的差分,计算第三输出信号Sv0=Sv0 +-Sv0 -。
接着,如图19的(B)所示,在第二检测动作Td1的正号选择动作Td1 +中,作为与方阵Hv的第二行的成分“1”对应的第一检测对象,选择属于选择电极块25A(n)、25A(n+2)的两个第一电极25。从被选择为第一检测对象的第一电极25,输出第一输出信号Sv1 +。
在第二检测动作Td1的负号选择动作Td1 -中,作为与方阵Hv的第二行的成分“-1”对应的第二检测对象,选择属于选择电极块25A(n+1)、25A(n+3)的两个第一电极25。从被选择为第二检测对象的第一电极25,输出第二输出信号Sv1 -。根据第一输出信号Sv1 +和第二输出信号Sv1 -的差分,计算第三输出信号Sv1=Sv1 +-Sv1 -。
接着,如图19的(C)所示,在第三检测动作Td2的正号选择动作Td2 +中,作为与方阵Hv的第三行的成分“1”对应的第一检测对象,选择属于选择电极块25A(n)、25A(n+1)的两个第一电极25。从被选择为第一检测对象的第一电极25,输出第一输出信号Sv2 +。
在第三检测动作Td2的负号选择动作Td2 -中,作为与方阵Hv的第三行的成分“-1”对应的第二检测对象,选择属于选择电极块25A(n+2)、25A(n+3)的两个第一电极25。从被选择为第二检测对象的第一电极25,输出第二输出信号Sv2 -。根据第一输出信号Sv2 +和第二输出信号Sv2 -的差分,计算第三输出信号Sv2=Sv2 +-Sv2 -。
接着,如图19的(D)所示,在第四检测动作Td3的正号选择动作Td3 +中,作为与方阵Hv的第四行的成分“1”对应的第一检测对象,选择属于选择电极块25A(n)、25A(n+3)的两个第一电极25。从被选择为第一检测对象的第一电极25,输出第一输出信号Sv3 +。
在第四检测动作Td3的负号选择动作Td3 -中,作为与方阵Hv的第四行的成分“-1”对应的第二检测对象,选择属于选择电极块25A(n+1)、25A(n+2)的两个第一电极25。从被选择为第二检测对象的第一电极25,输出第二输出信号Sv3 -。根据第一输出信号Sv3 +和第二输出信号Sv3 -的差分,计算第三输出信号Sv3=Sv3 +-Sv3 -。
信号运算部44将四个输出信号Sv0、Sv1、Sv2、Sv3依次输出到存储部47。坐标提取部45(参照图2)从存储部47接收信号运算部44所运算出的输出信号Sv0、Sv1、Sv2、Sv3,与上述的式(4)同样地执行解码处理。坐标提取部45能够通过执行解码处理而获取包含于检测电极块25B(m)的各检测电极的检测信号。坐标提取部45能够通过计算解码信号,从而求出检测电极块25B(m)中的手指接触或接近的坐标。
如以上那样,能够通过码分割选择驱动,进行第二方向Dy上的触摸输入位置的检测。另外,在本实施方式中,也通过根据合并了各第一电极25的检测信号而得的输出信号进行解码处理,从而无需增加各节点的信号值的电压,而得到时分选择驱动的四倍的信号强度。
在本实施方式中,检测电极块25B(m)的四个第一电极25与共同的检测用数据线SGLs(m)(参照图8)连接。因此,以时分执行正号选择动作Tdr +和负号选择动作Tdr -。由此,能够抑制第一电极25彼此的电容耦合,来提高检测灵敏度。此外,在对检测电极块25B(m)的四个第一电极25分别连接了各一根数据线的情况下,也可以同时执行正号选择动作Tdr +和负号选择动作Tdr -。
(第四实施方式)
接着,参照图20至图27,说明关于第一方向Dx以及第二方向Dy的触摸输入位置的检测,应用了码分割选择驱动的情况的动作例。图20是用于说明第四实施方式所涉及的第一检测动作以及第二检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。图21是用于说明第三检测动作及第四检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。图22是用于说明第五检测动作及第六检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。图23是用于说明第七检测动作及第八检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。图24是用于说明第九检测动作及第十检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。图25是用于说明第十一检测动作及第十二检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。图26是用于说明第十三检测动作及第十四检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。图27是用于说明第十五检测动作及第十六检测动作中的被选择为检测对象的第一电极的选择型式的例子的说明图。在本实施方式中,检测用栅极驱动器12B及多路选择器14B与从配置于第一方向Dx及第二方向Dy的检测电极块旋转第一电极的选择连接部对应,并且连结多路选择器14B与检测器(第一检测器、第二检测器)的配线与输出信号线对应。此外,输出信号线将合并了通过检测用栅极驱动器12B和多路选择器14B选择的第一电极的检测信号而得的输出信号传送。
在图20至图27中,组合图12所示的第一电极的选择型式、和图19所示的第一电极的选择型式来执行码分割选择驱动。
图20的(A)表示第一检测动作的正号选择动作Te00 +,图20的(B)表示第一检测动作的负号选择动作Te00 -,图20的(C)表示第二检测动作的正号选择动作Te01 +,图20的(D)表示第二检测动作的负号选择动作Te01 -。在图20的(A)中,在第二方向Dy的码分割选择驱动中,与方阵Hv的第一行的成分“1”对应地,属于第二电极块BKNB(n)、BKNB(n+1)、BKNB(n+2)、BKNB(n+3)的第一电极25被选择为方阵Hv的第一检测对象的第一电极25。即,选择与检测用栅极线GCLs(n)、GCLs(n+1)、GCLs(n+2)、GCLs(n+3)连接的第一电极25。
另外,在图20的(A)中,在第一方向Dx的码分割选择驱动中,同时执行正号选择动作和负号选择动作。与方阵Hh的第一行的成分“1”对应地,属于检测电极块25B(m)、25B(m+1)、25B(m+2)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象的第一电极25,经由多路选择器14B与第一检测器DET1连接。由于不存在方阵Hh的第一行的成分“-1”,因而第一电极25不被选择为与成分“-1”对应的方阵Hh的第二检测对象。
将合并了各第一电极25的检测信号而得的信号,作为第一输出信号Svh00 ++输出。第二输出信号Svh00 +-作为Svh00 +-=0。根据它们的差分,计算输出信号Svh00 +=Svh00 ++-Svh00 +-。
在图20的(B)中,在第二方向Dy的码分割选择驱动中,由于不存在方阵Hv的第一行的成分“-1”,因而属于第二电极块BKNB(n)、BKNB(n+1)、BKNB(n+2)、BKNB(n+3)的第一电极25未被选择为与成分“-1”对应的方阵Hv的第二检测对象。
第一输出信号Svh00 -+和第二输出信号Svh00 --作为Svh00 -+=Svh00 --=0。根据它们的差分,计算输出信号Svh00 -=Svh00 -+-Svh00 --。根据输出信号Svh00 +和输出信号Svh00 -的差分,计算第一检测动作中的第三输出信号Svh00。
关于图20的(C)、图20的(D),第二方向Dy的码分割选择驱动分别作为与图20的(A)、图20的(B)同样的选择。第一方向Dx的码分割选择驱动与方阵Hh的第二行的成分“1”对应地,检测电极块25B(m)、25B(m+2)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象。另外,与方阵Hh的第二行的成分“-1”对应地,检测电极块25B(m+1)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第二检测对象。在图20的(C)所示的第二检测动作的正号选择动作Te01 +中,计算输出信号Svh01 +=Svh01 ++-Svh01 +-。在图20的(D)所示的第二检测动作的负号选择动作Te01 -中,计算输出信号Svh01 -=Svh01 -+-Svh01 --。根据输出信号Svh01 +和输出信号Svh01 -的差分,计算第二检测动作中的第三输出信号Svh01。
图21的(A)表示第三检测动作的正号选择动作Te02 +,图21的(B)表示第三检测动作的负号选择动作Te02 -,图21的(C)表示第四检测动作的正号选择动作Te03 +,图21的(D)表示第四检测动作的负号选择动作Te03 -。在图21的(A)至图21的(D)中,第二方向Dy的码分割选择驱动与图20的(A)至图20的(D)相同。即,与方阵Hv的第一行的成分“1”对应地,选择方阵Hv的第一检测对象的第一电极25以及方阵Hv的第二检测对象的第一电极25。
在图21的(A)以及图21的(B)中,在第一方向Dx的码分割选择驱动中,与方阵Hh的第三行的成分“1”对应地,检测电极块25B(m)、25B(m+1)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象。另外,与方阵Hh的第三行的成分“-1”对应地,检测电极块25B(m+2)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第二检测对象。在图21的(A)所示的第三检测动作的正号选择动作Te02 +中,计算输出信号Svh02 +=Svh02 ++-Svh02 +-。在图21的(B)所示的第三检测动作的负号选择动作Te02 -中,计算输出信号Svh02 -=Svh02 -+-Svh02 --。根据输出信号Svh02 +和输出信号Svh02 -的差分,计算第三检测动作中的第三输出信号Svh02。
在图21的(C)以及图21的(D)中,在第一方向Dx的码分割选择驱动中,与方阵Hh的第四行的成分“1”对应地,检测电极块25B(m)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象。另外,与方阵Hh的第三行的成分“-1”对应地,检测电极块25B(m+1)、25B(m+2)的第一电极25被选择为方阵Hh的第二检测对象。在图21的(C)所示的第四检测动作的正号选择动作Te03 +中,计算输出信号Svh03 +=Svh03 ++-Svh03 +-。在图21的(D)所示的第四检测动作的负号选择动作Te03 -中,计算输出信号Svh03 -=Svh03 -+-Svh03 --。根据输出信号Svh03 +和输出信号Svh03 -的差分,计算第四检测动作中的第三输出信号Svh03。
图22的(A)表示第五检测动作的正号选择动作Te10 +,图22的(B)表示第五检测动作的负号选择动作Te10 -,图22的(C)表示第六检测动作的正号选择动作Te11 +,图22的(D)表示第六检测动作的负号选择动作Te11 -。图23的(A)表示第七检测动作的正号选择动作Te12 +,图23的(B)表示第七检测动作的负号选择动作Te12 -,图23的(C)表示第八检测动作的正号选择动作Te13 +,图23的(D)表示第八检测动作的负号选择动作Te13 -。
如图22以及图23所示,在第五检测动作至第八检测动作中的第一方向Dx的码分割选择驱动中,与图20的(A)至图20的(D)以及图21的(A)至图21的(D)同样地,选择方阵Hh的第一检测对象和方阵Hh的第二检测对象的第一电极25。
在图22的(A)所示的第五检测动作的正号选择动作Te10 +中,与方阵Hv的第二行的成分“1”对应地,第二电极块BKNB(n)、BKNB(n+2)的第一电极25被选择为方阵Hv的第一检测对象的第一电极25。另外,与方阵Hh的第一行的成分“1”对应地,属于检测电极块25B(m)、25B(m+1)、25B(m+2)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象的第一电极25。在图22的(A)所示的第五检测动作的正号选择动作Te10 +中,计算输出信号Svh10 +=Svh10 ++-Svh10 +-。
在图22的(B)所示的第五检测动作的负号选择动作Te10 -中,与方阵Hv的第二行的成分“-1”对应地,第二电极块BKNB(n+1)、BKNB(n+3)的第一电极25被选择为方阵Hv的第二检测对象的第一电极25。在图22的(B)所示的第五检测动作的负号选择动作Te10 -中,计算输出信号Svh10 -=Svh10 -+-Svh10 --。根据输出信号Svh10 +和输出信号Svh10 -的差分,计算第五检测动作中的第三输出信号Svh10。
关于图22的(C)、图22的(D)的第六检测动作,第二方向Dy的码分割选择驱动分别作为与图22的(A)、图22的(B)同样的选择。在第一方向Dx的码分割选择驱动中,与方阵Hh的第二行的成分“1”对应地,检测电极块25B(m)、25B(m+2)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象。另外,与方阵Hh的第二行的成分“-1”对应地,检测电极块25B(m+1)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第二检测对象。在图22的(C)所示的第六检测动作的正号选择动作Te11 +中,计算输出信号Svh11 +=Svh11 ++-Svh11 +-。在图22的(D)所示的第六检测动作的负号选择动作Te11 -中,计算输出信号Svh11 -=Svh11 -+-Svh11 --。根据输出信号Svh11 +和输出信号Svh11 -的差分,计算第六检测动作中的第三输出信号Svh11。
在图23的(A)、图23的(B)所示的第七检测动作中,第二方向Dy的码分割选择驱动分别作为与图22的(A)、图22的(B)同样的选择。在第七检测动作中,在第一方向Dx的码分割选择驱动中,与方阵Hh的第三行的成分“1”对应地,检测电极块25B(m)、25B(m+1)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象。另外,与方阵Hh的第三行的成分“-1”对应地,检测电极块25B(m+2)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第二检测对象。
在图23的(A)所示的第七检测动作的正号选择动作Te12 +中,计算输出信号Svh12 +=Svh12 ++-Svh12 +-。在图23的(B)所示的第七检测动作的负号选择动作Te12 -中,计算输出信号Svh12 -=Svh12 -+-Svh12 --。根据输出信号Svh12 +和输出信号Svh12 -的差分,计算第七检测动作中的第三输出信号Svh12。
在图23的(C)、图23的(D)所示的第八检测动作中,第二方向Dy的码分割选择驱动分别作为与图22的(A)、图22的(B)同样的选择。在第八检测动作中,在第一方向Dx的码分割选择驱动中,与方阵Hh的第四行的成分“1”对应地,检测电极块25B(m)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象。另外,与方阵Hh的第四行的成分“-1”对应地,检测电极块25B(m+1)、25B(m+2)的第一电极25被选择为方阵Hh的第二检测对象。
在图23的(C)所示的第八检测动作的正号选择动作Te13 +中,计算输出信号Svh13 +=Svh13 ++-Svh13 +-。在图23的(D)所示的第八检测动作的负号选择动作Te13 -中,计算输出信号Svh13 -=Svh13 -+-Svh13 --。根据输出信号Svh13 +和输出信号Svh13 -的差分,计算第八检测动作中的第三输出信号Svh13。
图24的(A)表示第九检测动作的正号选择动作Te20 +,图24的(B)表示第九检测动作的负号选择动作Te20 -,图24的(C)表示第十检测动作的正号选择动作Te21 +,图24的(D)表示第十检测动作的负号选择动作Te21 -。图25的(A)表示第十一检测动作的正号选择动作Te22 +,图25的(B)表示第十一检测动作的负号选择动作Te22 -,图25的(C)表示第十二检测动作的正号选择动作Te23 +,图25的(D)表示第十二检测动作的负号选择动作Te23 -。
如图24以及图25所示,第九检测动作至第十二检测动作中的第一方向Dx的码分割选择驱动与图20的(A)至图20的(D)以及图21的(A)至图21的(D)同样地,选择方阵Hh的第一检测对象和方阵Hh的第二检测对象的第一电极25。
在图24的(A)所示的第九检测动作的正号选择动作Te20 +中,与方阵Hv的第三行的成分“1”对应地,第二电极块BKNB(n)、BKNB(n+1)的第一电极25被选择为方阵Hv的第一检测对象的第一电极25。另外,与方阵Hh的第一行的成分“1”对应地,属于检测电极块25B(m)、25B(m+1)、25B(m+2)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象的第一电极25。在图24的(A)所示的第九检测动作的正号选择动作Te20 +中,计算输出信号Svh20 +=Svh20 ++-Svh20 +-。
在图24的(B)所示的第九检测动作的负号选择动作Te20 -中,与方阵Hv的第三行的成分“-1”对应地,第二电极块BKNB(n+2)、BKNB(n+3)的第一电极25被选择为方阵Hv的第二检测对象的第一电极25。在图24的(B)所示的第九检测动作的负号选择动作Te20 -中,计算输出信号Svh20 -=Svh20 -+-Svh20 --。根据输出信号Svh20 +和输出信号Svh20 -的差分,计算第九检测动作中的第三输出信号Svh20。
关于图24的(C)、图24的(D)的第十检测动作,第二方向Dy的码分割选择驱动分别作为与图24的(A)、图24的(B)同样的选择。第一方向Dx的码分割选择驱动与方阵Hh的第二行的成分“1”对应地,检测电极块25B(m)、25B(m+2)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象。另外,与方阵Hh的第二行的成分“-1”对应地,检测电极块25B(m+1)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第二检测对象。在图24的(C)所示的第十检测动作的正号选择动作Te21 +中,计算输出信号Svh21 +=Svh21 ++-Svh21 +-。在图24的(D)所示的第十检测动作的负号选择动作Te21 -中,计算输出信号Svh21 -=Svh21 -+-Svh21 --。根据输出信号Svh21 +和输出信号Svh21 -的差分,计算第十检测动作中的第三输出信号Svh21。
在图25的(A)、图25的(B)所示的第十一检测动作中,第二方向Dy的码分割选择驱动分别作为与图24的(A)、图24的(B)同样的选择。在第十一检测动作中,在第一方向Dx的码分割选择驱动中,与方阵Hh的第三行的成分“1”对应地,检测电极块25B(m)、25B(m+1)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象。另外,与方阵Hh的第三行的成分“-1”对应地,检测电极块25B(m+2)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第二检测对象。
在图25的(A)所示的第十一检测动作的正号选择动作Te22 +中,计算输出信号Svh22 +=Svh22 ++-Svh22 +-。在图25的(B)所示的第十一检测动作的负号选择动作Te22 -中,计算输出信号Svh22 -=Svh22 -+-Svh22 --。根据输出信号Svh22 +和输出信号Svh22 -的差分,计算第十一检测动作中的第三输出信号Svh22。
在图25的(C)、图25的(D)所示的第十二检测动作中,第二方向Dy的码分割选择驱动分别作为与图24的(A)、图24的(B)同样的选择。在第十二检测动作中,在第一方向Dx的码分割选择驱动中,与方阵Hh的第四行的成分“1”对应地,检测电极块25B(m)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象。另外,与方阵Hh的第四行的成分“-1”对应地,检测电极块25B(m+1)、25B(m+2)的第一电极25被选择为方阵Hh的第二检测对象。
在图25的(C)所示的第十二检测动作的正号选择动作Te23 +中,计算输出信号Svh23 +=Svh23 ++-Svh23 +-。在图25的(D)所示的第十二检测动作的负号选择动作Te23 -中,计算输出信号Svh23 -=Svh23 -+-Svh23 --。根据输出信号Svh23 +和输出信号Svh23 -的差分,计算第十二检测动作中的第三输出信号Svh23。
图26的(A)表示第十三检测动作的正号选择动作Te30 +,图26的(B)表示第十三检测动作的负号选择动作Te30 -,图26的(C)表示第十四检测动作的正号选择动作Te31 +,图26的(D)表示第十四检测动作的负号选择动作Te31 -。图27的(A)表示第十五检测动作的正号选择动作Te32 +,图27的(B)表示第十五检测动作的负号选择动作Te32 -,图27的(C)表示第十六检测动作的正号选择动作Te33 +,图27(D)表示第十六检测动作的负号选择动作Te33 -。
如图26以及图27所示,第十三检测动作至第十六检测动作中的第一方向Dx的码分割选择驱动与图20的(A)至图20的(D)以及图21的(A)至图21的(D)同样地,选择方阵Hh的第一检测对象和方阵Hh的第二检测对象的第一电极25。
在图26的(A)所示的第十三检测动作的正号选择动作Te30 +中,与方阵Hv的第四行的成分“1”对应地,第二电极块BKNB(n)、BKNB(n+3)的第一电极25被选择为方阵Hv的第一检测对象的第一电极25。另外,与方阵Hh的第一行的成分“1”对应地,属于检测电极块25B(m)、25B(m+1)、25B(m+2)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象的第一电极25。在图26的(A)所示的第十三检测动作的正号选择动作Te30 +中,计算输出信号Svh30 +=Svh30 ++-Svh30 +-。
在图26的(B)所示的第十三检测动作的负号选择动作Te30 -中,与方阵Hv的第四行的成分“-1”对应地,第二电极块BKNB(n+1)、BKNB(n+2)的第一电极25被选择为方阵Hv的第二检测对象的第一电极25。在图26的(B)所示的第十三检测动作的负号选择动作Te30 -中,计算输出信号Svh30 -=Svh30 -+-Svh30 --。根据输出信号Svh30 +和输出信号Svh30 -的差分,计算第十三检测动作中的第三输出信号Svh30。
关于图26的(C)、图26的(D)的第十四检测动作,第二方向Dy的码分割选择驱动分别作为与图26的(A)、图26的(B)同样的选择。第一方向Dx的码分割选择驱动与方阵Hh的第二行的成分“1”对应地,检测电极块25B(m)、25B(m+2)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象。另外,与方阵Hh的第二行的成分“-1”对应地,检测电极块25B(m+1)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第二检测对象。在图26的(C)所示的第十四检测动作的正号选择动作Te31 +中,计算输出信号Svh31 +=Svh31 ++-Svh31 +-。在图26的(D)所示的第十四检测动作的负号选择动作Te31 -中,计算输出信号Svh31 -=Svh31 -+-Svh31 --。根据输出信号Svh31 +和输出信号Svh31 -的差分,计算第十四检测动作中的第三输出信号Svh31。
在图27的(A)、图27的(B)所示的第十五检测动作中,第二方向Dy的码分割选择驱动分别作为与图26的(A)、图26的(B)同样的选择。在第十五检测动作中,第一方向Dx的码分割选择驱动与方阵Hh的第三行的成分“1”对应地,检测电极块25B(m)、25B(m+1)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象。另外,与方阵Hh的第三行的成分“-1”对应地,检测电极块25B(m+2)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第二检测对象。
在图27的(A)所示的第十五检测动作的正号选择动作Te32 +中,计算输出信号Svh32 +=Svh32 ++-Svh32 +-。在图27的(B)所示的第十五检测动作的负号选择动作Te32 -中,计算输出信号Svh32 -=Svh32 -+-Svh32 --。根据输出信号Svh32 +和输出信号Svh32 -的差分,计算第十五检测动作中的第三输出信号Svh32。
在图27的(C)、图27(D)所示的第十六检测动作中,第二方向Dy的码分割选择驱动分别作为与图26的(A)、图26的(B)同样的选择。在第十六检测动作中,第一方向Dx的码分割选择驱动与方阵Hh的第四行的成分“1”对应地,检测电极块25B(m)、25B(m+3)的第一电极25被选择为方阵Hh的第一检测对象。另外,与方阵Hh的第四行的成分“-1”对应地,检测电极块25B(m+1)、25B(m+2)的第一电极25被选择为方阵Hh的第二检测对象。
在图27的(C)所示的第十六检测动作的正号选择动作Te33 +中,计算输出信号Svh33 +=Svh33 ++-Svh33 +-。在图27(D)所示的第十六检测动作的负号选择动作Te33 -中,计算输出信号Svh33 -=Svh33 -+-Svh33 --。根据输出信号Svh33 +和输出信号Svh33 -的差分,计算第十六检测动作中的第三输出信号Svh33。
如以上说明那样,通过第一检测动作至第十六检测动作,信号运算部44(参照图2)计算十六个输出信号Svh的数据。将输出信号Svh的数据保存到存储部47中。坐标提取部45(参照图2)从存储部47接收输出信号Svh的数据,根据式(7),进行解码处理。
数学式7
Si′=Hv×Svh×Hh…(7)
在此,Si′是解码信号,是与图20至图27所示的各第一电极25对应的矩阵。Hv是式(2)所示的方阵,是第二方向Dy的转换矩阵。坐标提取鼓45根据解码处理通过执行解码处理而能够获取包含于检测电极块25B(m)或第二检测电极块BKNB(n)的各检测电极的检测信号。Hh是式(6)所示的方阵,是第二方向Dy的转换矩阵。坐标提取部45(参照图2)能够根据解码信号Si′,计算接触或接近的手指等的二维坐标。在本实施方式中,也通过根据合并了各第一电极25的检测信号而得的输出信号进行解码处理,从而无需提高各节点的信号值的电压,而得到时分选择驱动的十六倍的信号强度。
通过连续执行正号选择动作和负号选择动作,从而能够提高噪声耐受性。例如,在图20所示的第一检测动作中,关于四个第一输出信号Svh00 ++、第二输出信号Svh00 +-、第一输出信号Svh00 -+、第二输出信号Svh00 --,在以时分测定的情况下,优选按照该顺序测定。由于方阵Hh的第一检测对象、和第二检测对象的检测时间的间隔变短,因而消除在各输出信号中包含的噪声成分。或者,例如,也可以按照第一输出信号Svh00 ++、第一输出信号Svh00 -+、第二输出信号Svh00 +-、第二输出信号Svh00--的顺序测定。在该情况下,由于方阵Hv的第一检测对象、和第二检测对象的检测时间的间隔变短,因而消除在各输出信号中包含的噪声成分。或者,也可以在将正号选择动作连续执行多次之后,执行负号选择动作。图20至图27所示的各检测动作的顺序也可以适宜变更。
(第五实施方式)
图28是第五实施方式所涉及的第一电极以及各驱动电路的框图。在第一至第四实施方式中,说明了第一电极25兼用检测部30的检测电极、和显示面板20的共同电极的情况,但不限定于此。也可以如图28所示,第一电极25A兼用显示用的像素电极和检测电极。在本实施方式中,与第一至第四实施方式不同,第二电极22A也可以不形成狭缝,与第二电极22A重叠而按照矩阵状配置多个第一电极25A。
如图28所示,栅极线GCL和数据线SGL交叉配置。第一电极25A配置于由栅极线GCL和数据线SGL包围的区域。源极驱动器13包括多路选择器13B、驱动信号生成部13C、以及像素信号生成部13D。多个第一电极25A经由数据线SGL与多路选择器13B连接。栅极线GCLt被供给用于扫描在与栅极线GCL平行的方向上延伸配置的第一电极25A的扫描信号。在所述扫描信号中包含显示扫描信号Vscan或检测扫描信号Vscans。数据线SGLt在与数据线SGL平行的方向上延伸配置。将显示动作时的显示驱动信号Vcom供给给数据线SGLt。
此外,在图28中,省略了图11的开关元件SW5、xSW5、配线L1、L2、L3、选择信号生成部16的图示。
在显示期间Pd1、Pd2(参照图10)中,将从像素信号生成部13D输出的像素信号Vpix供给给多路选择器13B。对通过多路选择器13B所选择的第一电极25A,供给像素信号Vpix而执行显示动作。另外,对第一电极25,从第一电极驱动器14供给显示用的显示驱动信号Vcom。
在检测期间Pt1、Pt2(参照图10)中,将从驱动信号生成部13C输出的检测用的检测驱动信号Vs,供给给多路选择器13B。对通过多路选择器13B所选择的第一电极25A,供给检测驱动信号Vs而执行检测动作。多路选择器13B根据上述的预定的码,选择第一检测对象的第一电极25A、和未包含于第一检测对象内的第二检测对象的第一电极25A,供给检测驱动信号Vs。将合并了来自多个第一电极25A的检测信号而得的输出信号,从多路选择器13B输出到信号处理部40(参照图1、图2)。由此,执行码分割选择驱动。
此外,在将第一电极25A用作检测电极的情况下,也可以对相邻的多个第一电极25A供给检测驱动信号Vs,将该多个第一电极25A成束驱动。由此,相比于个别地驱动第一电极25A的情况,能够以恰当的分辨率进行检测,能够缩短一个检测面整体的检测所需的时间。
在本实施方式中,多路选择器13B具有:选择作为显示动作的对象的第一电极25A的功能;和选择检测动作的第一检测对象以及第二检测对象的第一电极25A的功能。另外,栅极线GCL具有在检测动作时扫描第一电极25A的检测用栅极线GCLs(参照图8)的功能,数据线SGL具有作为用于供给检测用的检测驱动信号Vs的检测用数据线SGLs的功能。
在检测期间Pt1、Pt2中,第一电极驱动器14也可以将具有与检测驱动信号Vs同步的同一波形的信号,供给给第二电极22A。由此,第二电极22A由于以与第一电极25A相同的电位驱动,因而第一电极25A与第二电极22A之间的寄生电容被降低。在该情况下,第二电极22A被用作保护电极。
(第六实施方式)
图29是表示第六实施方式所涉及的显示装置的概略截面构造的截面图。在第一至第四实施方式中,说明了第一电极25兼用检测部30的检测电极、和显示面板20的共同电极的情况,但不限定于此。图29所示的显示装置1A具有像素基板2、与像素基板2相对的相对基板3、以及液晶层6。像素基板2在第一基板21上设置有共同电极COML,在共同电极COML上隔着绝缘层24设置有第二电极(像素电极)22。共同电极COML在显示动作时,被供给作为对子像素SPix的共同电位的显示驱动信号Vcom。
在本实施方式中,对第一基板21,按照共同电极COML、绝缘层24、第二电极22的顺序层叠,但不限于此。也可以将与显示面板20的像素电极和共同电极不同的电极作为检测电极。也可以对第一基板21按照第二电极22、绝缘层24、共同电极COML的顺序层叠,还可以将共同电极COML和第二电极22隔着绝缘层24形成于同层。进而,共同电极COML和第二电极22的至少一方也可以配置于第二基板31上。共同电极COML既可以在与显示区域Ad(参照图5)重叠的区域的全面中连续设置,也可以分割为多个而设置。另外,第一电极25也可以是形成于与第二基板31不同的基板,在显示面板20上装配有检测部30的构成。
另外,相对基板3在第二基板31的下表面中设置有彩色滤光片32,在第二基板31上设置有作为检测电极的第一电极25。在该情况下,上述的检测用开关元件Trs、检测用数据线SGLs、检测用栅极线GCLs等设置于第二基板31侧。在本实施方式中,由第二基板31和第一电极25构成检测部30。即使是这样的方案,检测部30也能够通过上述的码分割选择驱动,抑制第一电极25之间的电容耦合来得到良好的检测灵敏度。
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。在实施方式中公开的内容终究不过为一个例子,可在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变更。在不脱离本发明的宗旨的范围内进行的适当的变更当然也属于本发明的技术范围。
例如,也可以是不具有显示面板20而包括检测部30的检测装置。在该情况下,至少包括第一基板21、第一电极25、第一电极驱动器14、检测用栅极驱动器12B、信号处理部40、以及控制部11即可。第一电极25以及第二电极22作为矩形形状,但不限于此,也可以作为其它形状。第一电极25以及第二电极22也可以是例如多边形形状、梳齿形状。另外,各检测动作不限定于图20至图28所示的顺序,而能够适宜变更。
附图标记说明
1、1A:显示装置;2:像素基板;3:相对基板;6:液晶层;10:带检测功能的显示部;11:控制部;12A:显示用栅极驱动器;12B:检测用栅极驱动器;13:源极驱动器;14:第一电极驱动器;20:显示面板;21:第一基板;22:第二电极;25:第一电极;30:检测部;31:第二基板;40:信号处理部;42:检测信号放大部;43:A/D转换部;44:信号运算部;45:坐标提取部;46:检测定时控制部;47:存储部;GCL:栅极线;GCLs:检测用栅极线;Pix:像素;SPix:子像素;SGL:数据线;SGLs:检测用数据线;Vcom:驱动信号;Vs:驱动信号;Vpix:像素信号;Vscan、Vscans:扫描信号。
Claims (17)
1.一种检测装置,具有:
多个第一电极,用于检测由于外部的物体的接触或接近而变化的检测信号,所述多个第一电极由包括于第一组中的多个电极和包括于第二组中并与所述第一组的所述电极不同的多个电极构成;
输出信号线;以及
选择连接部,根据第一选择信号,把所述第一组的所述多个电极同时连接于所述输出信号线,并将合并了从所述第一组的所述多个电极分别输出的第一检测信号而得的第一输出信号输出到所述输出信号线,并且,所述选择连接部根据与所述第一选择信号不同的第二选择信号,把为除所述第一组的所述多个电极以外的第一电极的所述第二组的所述多个电极同时连接于所述输出信号线,并将合并了从所述第二组的所述多个电极分别输出的第二检测信号而得的第二输出信号输出到所述输出信号线。
2.根据权利要求1所述的检测装置,其中,
所述输出信号线包括:
第一输出信号线,被供给所述第一输出信号;以及
第二输出信号线,被供给所述第二输出信号。
3.根据权利要求2所述的检测装置,其中,
所述选择连接部同时地选择所述第一组的所述多个电极和所述第二组的所述多个电极。
4.根据权利要求1所述的检测装置,其中,
所述选择连接部以时分的方式选择所述第一组的所述多个电极和所述第二组的所述多个电极。
5.根据权利要求4所述的检测装置,其中,
所述选择连接部选择所述第一组的所述多个电极的检测动作和所述选择连接部选择所述第二组的所述多个电极的检测动作被连续地执行。
6.根据权利要求1所述的检测装置,其中,
所述第一选择信号和所述第二选择信号中的至少一方是基于预定的码而生成的。
7.根据权利要求6所述的检测装置,其中,
所述第一选择信号包括作为从所述第一电极被选择为所述第一组的所述多个电极的组合型式的多个第一选择型式,
所述第一选择型式的数量与所述多个第一电极的数量相等。
8.根据权利要求7所述的检测装置,其中,
所述第二选择信号包括作为从所述第一电极被选择为所述第二组的所述多个电极的组合型式的多个第二选择型式,所述第二选择型式的数量与所述第一选择型式的数量相等。
9.根据权利要求1所述的检测装置,其中,
所述检测装置还具有信号处理部,
所述信号处理部基于多个所述第一输出信号与多个所述第二输出信号来计算包含于所述多个第一电极的一个第一电极的检测信号。
10.根据权利要求1所述的检测装置,其中,
所述检测装置还具有向所述第一电极供给驱动信号的第一电极驱动部,
所述第一电极被供给所述驱动信号而根据所述第一电极的静电电容变化来输出所述检测信号。
11.根据权利要求10所述的检测装置,其中,
所述第一电极驱动部将与供给到所述第一组的所述多个电极的驱动信号相同极性的驱动信号供给到所述第二组的所述多个电极。
12.根据权利要求1所述的检测装置,其中,
所述检测装置还具有与多个所述第一电极分别对应地设置的开关元件,
所述选择连接部还具有选择驱动部,
所述选择驱动部选择一部分所述多个第一电极,并将检测扫描信号供给到被选择的所述一部分所述多个第一电极的所述开关元件。
13.根据权利要求12所述的检测装置,其中,
所述选择驱动部基于预定的码来选择作为检测对象的所述第一电极。
14.根据权利要求1所述的检测装置,其中,
所述选择连接部包括多个数据线与多路选择器,
所述多个数据线分别与所述多个第一电极选择性连接,
所述多路选择器选择与所述输出信号线连接的数据线。
15.一种显示装置,具有:
显示功能层,显示图像;
多个第一电极,用于检测由于外部的物体的接触或接近而变化的信号,所述多个第一电极由包括于第一组中的多个电极和包括于第二组中并与所述第一组的所述电极不同的多个电极构成;
输出信号线;以及
选择连接部,根据第一选择信号,把所述第一组的所述多个电极同时连接于所述输出信号线,并将合并了从所述第一组的所述多个电极分别输出的第一检测信号而得的第一输出信号输出到所述输出信号线,并且,所述选择连接部根据与所述第一选择信号不同的第二选择信号,把为除所述第一组的所述多个电极以外的第一电极的所述第二组的所述多个电极同时连接于所述输出信号线,并将合并了从所述第二组的所述多个电极分别输出的第二检测信号而得的第二输出信号输出到所述输出信号线。
16.根据权利要求15所述的显示装置,其中,
所述显示装置还具有与所述第一电极相对的第二电极,
通过所述第一电极和所述第二电极来控制所述显示功能层。
17.一种检测方法,是检测装置的检测方法,
所述检测装置具有:
多个第一电极,用于检测由于外部的物体的接触或接近而变化的信号,所述多个第一电极由包括于第一组中的多个电极和包括于第二组中并与所述第一组的所述电极不同的多个电极构成;
输出信号线;以及
选择连接部,切换所述第一电极与所述输出信号线的连接和切断,
所述检测方法包括:
所述选择连接部根据第一选择信号把所述第一组的所述多个电极同时连接于所述输出信号线并将合并了从所述第一组的所述多个电极分别输出的第一检测信号而得的第一输出信号输出到所述输出信号线的步骤;以及
根据与所述第一选择信号不同的第二选择信号把为除所述第一组的所述多个电极以外的第一电极的所述第二组的所述多个电极同时连接于所述输出信号线并将合并了从所述第二组的所述多个电极分别输出的第二检测信号而得的第二输出信号输出到所述输出信号线的步骤。
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