CN111356974B - 位置检测系统及触摸传感器 - Google Patents

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Abstract

课题在于避免由显示噪声引起的描绘品质的劣化。一种位置检测系统,进行触控笔(P1)的位置检测,其中,包括:显示装置(4),通过驱动多个像素电极的各个像素电极来进行图像数据的显示;及触摸面板(3),具备传感器电极(SE)及触摸传感器(30),触控笔(P1)构成为利用在传感器电极(SE)感应的电荷而与触摸传感器(30)之间以属于规定频段的频率进行通信,显示装置(4)执行抑制因多个像素电极的驱动而在显示装置(4)内的配线产生电压振动从而在传感器电极(SE)产生的静电噪声中的至少属于上述规定频段的频率成分的噪声抑制控制,触控笔(P1)及触摸传感器(30)通过检测或送出属于上述规定频段的规定频率的信号来执行上述通信。

Description

位置检测系统及触摸传感器
技术领域
本发明涉及位置检测系统及触摸传感器。
背景技术
平板终端是通过将构成位置检测系统的触摸面板配置于显示装置的显示面上而能够在显示面上进行手指、触控笔等物体的输入的终端。作为显示装置的例子,可列举液晶显示器、有机EL显示器、电子纸等。
在如上所述的显示装置中,已知会伴随于像素电极的驱动动作而产生电磁的噪声。以下,将该噪声称作“显示噪声”。在平板终端中,由于触摸面板的传感器电极配置于显示装置的显示面上,所以显示噪声会对触摸面板的动作造成影响。于是,为了避免显示噪声的影响,提出了能够与液晶显示装置的显示动作同步地进行动作的位置检测系统(例如,参照专利文献1、2)。
在专利文献1中公开了传感器控制器,该传感器控制器检测液晶显示装置的动作周期,利用未产生显示噪声的期间(以下,称作“无噪声期间”),周期性地或每当产生无噪声期间时将无噪声期间向触控笔通知。该技术的触控笔构成为在通知的无噪声期间内送出信号。
在专利文献2中公开了:定时控制器和触摸面板控制器同步地进行动作,通过定时控制器在各水平期间中抑制共用电压的变动的产生来缩短液晶显示器的显示噪声产生期间,在此基础上,触摸面板控制器在无噪声期间内进行触摸面板的驱动及感测。在专利文献2中,通过使各源极驱动器的极性根据显示图像而以栅极线单位进行反转,减少了液晶显示器中的显示噪声的产生频度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6082172号
专利文献2:日本专利第6081696号
发明内容
发明所要解决的课题
近年来,作为向平板终端的输入设备之一,主动笔受到关注。主动笔是与主动静电方式对应的触控笔,构成为能够经由传感器电极而与设置于触摸面板内的触摸传感器之间收发信号。以下,将从触摸传感器对主动笔经由传感器电极而送出的信号称作“上行链路信号”,将从主动笔对触摸传感器经由传感器电极而送出的信号称作“下行链路信号”。
在下行链路信号中,通常包括表示向主动笔的笔尖施加的压力的大小的笔压数据。笔压数据为了在平板终端侧决定描绘线的粗细、透明度而使用,因此需要实时地收发。因而,在如上述的专利文献1、2所记载的技术那样仅在无噪声期间内进行通信的情况下,为了高效地进行笔压数据的收发,需要从触摸传感器对主动笔逐一通知无噪声期间。该通知例如如专利文献1的图14所记载的辅助上行链路信号USsub那样通过在无噪声期间的开头送出短的上行链路信号而实现。
然而,虽说是短的信号,但若将无噪声期间的开头专用于上行链路信号送出,则本来就短的能够用于下行链路信号的送出的时间会进一步变短。作为其结果,笔压数据的实时发送变得困难,基于主动笔发送的数据的描绘处理的品质有时会劣化,因此需要改善。
另外,会产生“主动笔将在无噪声期间外产生的显示噪声误认识为上行链路信号,因在无噪声期间外产生的显示噪声而导致设置于主动笔内的传感器电路的灵敏度下降”这一现象,作为其结果,因主动笔的误动作而无法描绘等,基于主动笔发送的数据的描绘处理的品质有时会劣化,这一点也需要改善。
因此,本发明的目的之一在于,提供能够避免基于主动笔发送的数据的描绘处理的品质的由显示噪声引起的劣化的位置检测系统。
用于解决课题的手段
本发明的位置检测系统进行主动笔的位置检测,其中,包括:显示装置,通过驱动多个像素电极的各个像素电极来进行图像数据的显示;及触摸面板,具备传感器电极及触摸传感器,所述主动笔构成为利用在所述传感器电极感应的电荷而与所述触摸传感器之间以属于规定频段的频率进行通信,所述显示装置执行如下的噪声抑制控制:抑制因所述多个像素电极的驱动而在所述显示装置内的配线产生电压振动从而在所述传感器电极产生的静电噪声中的至少属于所述规定频段的频率成分,所述主动笔及所述触摸传感器通过检测或送出属于所述规定频段的规定频率的信号来执行所述通信。
另外,本发明的触摸传感器连接于传感器电极,在进行主动笔的位置检测的位置检测系统中在权利要求1~17所述的位置检测系统中利用,其中,所述主动笔构成为利用在所述传感器电极感应的电荷而与所述触摸传感器之间以属于规定频段的频率进行通信,所述显示装置执行如下的噪声抑制控制:抑制因所述多个像素电极的驱动而在所述显示装置内的配线产生电压振动从而在所述传感器电极产生的静电噪声中的至少属于所述规定频段的频率成分的,所述触摸传感器通过检测或送出属于所述规定频段的规定频率的信号来与所述主动笔之间进行通信。
发明效果
根据本发明,显示噪声中的至少属于在主动笔与触摸传感器之间的通信中使用的频段的频率成分被抑制。因此,能够避免基于主动笔发送的数据的描绘处理的品质的由显示噪声引起的劣化。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的位置检测系统1的结构的图。
图2的(a)是示出图1所示的显示部4a的内部结构的图,(b)是示出(a)所示的源极驱动器SD的内部结构的图。
图3是示出本发明的第一实施方式的定时控制部42及源极驱动器组41的内部结构的图。
图4是说明源极线SL的驱动方法的概要的图。
图5是图3所示的定时控制部42所执行的处理的流程图。
图6是示出将各源极线SL以第一反转图案(反转图案H1Dot)进行了驱动的情况的图。
图7是示出将各源极线SL以第二反转图案(反转图案H1+2Dot)进行了驱动的情况的图。
图8是示出图5所示的反转图案选择处理的详情的流程图。
图9是说明本发明的第一实施方式的效果的图。
图10的(a)是示出本发明的第一实施方式的第一实施例的图像数据的图,(b)是示出本发明的第一实施方式的第二实施例的图像数据的图。
图11是说明使用图10(a)所示的第一实施例的情况下的反转图案选择处理的图。
图12是说明使用图10(a)所示的第一实施例的情况下的反转图案选择处理的图。
图13是说明使用图10(b)所示的第二实施例的情况下的反转图案选择处理的图。
图14是说明使用图10(b)所示的第二实施例的情况下的反转图案选择处理的图。
图15是示出本发明的第二实施方式的定时控制部42及源极驱动器组41的内部结构的图。
图16是示出本发明的第二实施方式的反转函数寄存器54的存储内容的图。
图17是本发明的第二实施方式的定时控制部42所执行的处理的流程图。
图18的(a)是说明本发明的背景技术的像素电极PE的驱动方法的图,(b)是说明将与(a)相同的图像数据利用本发明的第三实施方式进行显示的情况下的像素电极PE的驱动方法的图。
图19是本发明的第三实施方式的定时控制部42所执行的处理的流程图。
图20是图19所示的极性选择处理的流程图。
图21是示出本发明的第三实施方式的实施例的图像数据的图。
图22是说明使用图21所示的实施例的情况下的极性选择处理的图。
图23是示出本发明的第四实施方式的反转函数寄存器54的存储内容的图。
图24是本发明的第四实施方式的定时控制部42所执行的处理的流程图。
图25是示出本发明的第五实施方式的影像信号的图。
图26是说明本发明的第五实施方式的效果的图。
图27是本发明的第六实施方式的定时控制部42所进行的处理的流程图。
图28的(a)是示出有机EL显示器的显示部的结构的图,(b)是示出电子纸的显示部的结构的图。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是示出本发明的第一实施方式的位置检测系统1的结构的图。如该图所示,本实施方式的位置检测系统1构成为具有控制装置2、触摸面板3及显示装置4。
位置检测系统1例如是平板终端。控制装置2是进行触摸面板3及显示装置4的控制的装置,例如在位置检测系统1是平板终端的情况下,是该平板终端所具备的处理器。以下,设为位置检测系统1是平板终端且控制装置2是处理器来继续说明。
显示装置4是具有多个像素电极且通过驱动该多个像素电极的各个像素电极来进行图像数据的显示的装置。作为显示装置4的具体例,可列举液晶显示器、有机EL显示器、电子纸等。以下,设为显示装置4是液晶显示器来继续说明,但在本说明书的末尾,作为变形例,也对是有机EL显示器或电子纸的显示装置4进行说明。
如图1所示,显示装置4构成为具有显示部4a和基板部4b。其中,显示部4a构成为具有分别在图示的x方向(显示面内的方向)上延伸且在图示的y方向(在显示面内与x方向正交的方向)上以相等间隔配置的N行(N≥2)栅极线GL、分别在y方向上延伸且在x方向上以相等间隔配置的M列(M≥2)源极线SL、在它们的交点各配置1个的N×M个像素P、包括与N行栅极线GL分别连接的N个栅极驱动器GD(参照后述的图2)的栅极驱动器组40、包括与M列源极线SL分别连接的M个源极驱动器SD(参照后述的图2)的源极驱动器组41及连接于各像素P的共用电位线CL。
图2(a)是示出显示部4a的内部结构的图。如该图所示,各像素P构成为具有晶体管T、液晶电容Clc及蓄积电容Cst。另外,在各栅极线GL上连接有栅极驱动器GD,在各源极线SL上连接有源极驱动器SD。栅极驱动器GD是控制对应的栅极线GL的电位的驱动电路,源极驱动器SD是控制对应的源极线SL的电位的驱动电路。
在各像素P内,晶体管T的控制电极连接于对应的栅极线GL,一方的被控制电极连接于对应的源极线SL。另外,液晶电容Clc及蓄积电容Cst并联连接于晶体管T的另一方的被控制电极与共用电位线CL之间。液晶电容Clc的晶体管T侧的电极构成像素电极PE,共用电位线CL侧的电极构成共用电极CE。对于共用电位线CL,至少在像素电极PE的驱动时,从共用电位控制部43供给规定的共用电位Vcom。
虽然未图示,但在各像素P除了上述的各结构之外还设置有液晶层、光源、第一及第二偏光板以及彩色滤色器。光源、第一偏光板、像素电极PE、液晶层、共用电极CE、彩色滤色器、第二偏光板依次呈层状配置,由此构成液晶元件。第一及第二偏光板各自的偏光方向互相错开90度。彩色滤色器例如是红(R)、绿(G)、蓝(B)的任一者。与这些各色对应的像素P通过规定的配置规则而均等地配置于显示面内。
对像素P的动作进行说明。当通过后述的定时控制部42的控制而某栅极线GL被活性化时,连接于该栅极线GL的各像素P的晶体管T成为导通的状态。由此,向这些各像素P的像素电极PE供给对应的源极线SL的电位。定时控制部42通过在该状态下向各源极线SL独立地供给影像信号Vsig来控制向各像素P的像素电极PE供给的电位。由此,连接于活性化的栅极线GL的各像素P的亮度被独立地控制,实现显示部4a中的任意的显示。
图2(b)是示出源极驱动器SD的内部结构的图。如该图所示,源极驱动器SD构成为具有被供给高位侧电源电位AVDD的电源线PL1、被供给低位侧电源电位AGND的电源线PL2、被供给高位侧电源电位AVDD与低位侧电源电位AGND的中间电位Half-AVDD的电源线PL3、连接于电源线PL1、PL3之间的放大器电路PA、连接于电源线PL3、PL2之间的放大器电路NA及一方的接点连接于放大器电路PA的输出端且另一方的接点连接于放大器电路NA的输出端且共用接点构成源极驱动器SD的输出的开关元件SW。上述的影像信号Vsig由在开关元件SW的共用接点出现的电位构成。
在此,对液晶元件的原理进行简单说明。液晶元件的原理根据液晶剂、像素构造而是各种各样的,但在本实施方式中,作为一例,以进行“若从作为基准电位的共用电位Vcom施加电压则光透过,在不施加电压的像素中光不透过,另外,由保持于像素P的电压表现灰度性”这一动作的液晶元件为例来说明。
在液晶元件中,通过像素电极PE与共用电极CE之间的电位差来控制位于它们之间的液晶层的扭转量。当液晶层的扭转量成为最使光透过的值时,从光源出射并通过了第一偏光板的光的大部分通过第二偏光板,成为亮度最大的状态。另一方面,当液晶层的扭转量成为最不使光透过的值时,从光源出射并通过了第一偏光板的光的大部分无法通过第二偏光板,成为亮度最小的状态。因此,通过控制像素电极PE的电位,能够控制各像素P的亮度。
后述的定时控制部42根据应该向各像素P设定的亮度来控制放大器电路PA、NA的任一方的输出电位(即,影像信号Vsig的值),并且以使该一方的输出电位构成源极驱动器SD的输出电位的方式控制开关元件SW。由此,在放大器电路PA的输出电位是控制对象的情况下,对应的像素电极PE的电位成为中间电位Half-AVDD与高位侧电源电位AVDD之间的任意的值。另一方面,在放大器电路NA的输出电位是控制对象的情况下,对应的像素电极PE的电位成为中间电位Half-AVDD与低位侧电源电位AGND之间的任意的值。
在像素电极PE的电位与中间电位Half-AVDD相等的情况下,对应的像素P的液晶层成为未扭转的状态。因此,亮度成为最小值。另一方面,在像素电极PE的电位与高位侧电源电位AVDD或低位侧电源电位AGND相等的情况下,对应的像素P的液晶层成为扭转了90度的状态。因此,亮度成为最大值。不管像素电极PE的电位是高位侧电源电位AVDD和低位侧电源电位AGND中的哪一个都成为同样的结果是因为,液晶层的扭转的朝向不同,另一方面,扭转量成为相同的值。以下,将使像素电极PE的电位在中间电位Half-AVDD与高位侧电源电位AVDD之间变化的像素电极PE的驱动方法称作“正侧驱动”,将使像素电极PE的电位在中间电位Half-AVDD与低位侧电源电位AGND之间变化的像素电极PE的驱动方法称作“负侧驱动”。
在显示装置4中,以在栅极线GL方向上观察正侧驱动的像素P和负侧驱动的像素P交替配置的方式,且以各个像素P中的驱动方法针对后述的每个帧而在正侧驱动与负侧驱动之间切换的方式,控制各源极驱动器SD的动作。采用这样的控制是为了防止“在显示面内及各个像素P中液晶层的旋转方向产生偏倚,作为其结果而产生条纹、闪烁之类的显示品质的下降”。
返回图1。基板部4b是形成有定时控制部42及共用电位控制部43的电路基板。定时控制部42及共用电位控制部43分别是由形成于基板上的电路或微机构成的功能部,通过内置配线的1个以上的柔性印制基板F而与显示部4a连接。如上所述,共用电位控制部43承担将作为固定电位的共用电位Vcom向共用电位线CL供给的作用。关于定时控制部42将在后文叙述。
触摸面板3是检测图1所示的触控笔P1及手指P2在触摸面内的位置的装置,如图1所示,构成为具有传感器部3a和基板部3b。需要说明的是,触控笔P1是上述的主动笔(与主动静电方式对应的触控笔),构成为利用在后述的传感器电极SE感应的电荷而与后述的触摸传感器30之间以属于规定频段的频率进行通信。
在传感器部3a设置有由以分别在x方向上延伸的方式形成且在y方向上以相等间隔配置的多个电极XE(第一电极)和以分别在y方向上延伸的方式形成且在x方向上以相等间隔配置的多个电极YE(第二电极)构成的传感器电极SE。传感器部3a重叠配置于显示装置4的显示面,由此,触摸面板3构成为能够检测显示面上的触控笔P1及手指P2的位置。
基板部3b是形成有触摸传感器30的电路基板。触摸传感器30是由形成于基板上的电路或微机构成的功能部,通过内置配线的1个以上的柔性印制基板F而与传感器部3a连接。触摸传感器30构成为通过该连接而检测触控笔P1及手指P2在触摸面内的位置并且执行与触控笔P1的通信。
在此,平板终端根据多个电极XE与共用电位线CL(共用电极CE)的关系而被分类成“内嵌(Incell)型”和“外嵌(Oncell)型”或“外挂(Outcell)型”中的任一者。本实施方式的位置检测系统1可以是其中的任一类型。
在“内嵌型”中,多个电极XE和共用电位线CL由同一物理配线或物理电极图案构成。因此,在显示装置4进行着像素电极PE的驱动动作的期间,多个电极XE的电位被固定为共用电位Vcom。在多个电极XE的电位这样被固定为共用电位Vcom的期间,触摸传感器30无法进行上述的位置检测及与触控笔P1的通信。
在“外嵌型”或“外挂型”中,多个电极XE和共用电位线CL由互相不同的物理配线构成。因此,与“内嵌型”不同,即使在显示装置4进行着像素电极PE的驱动动作的期间,多个电极XE的电位也不会被固定为共用电位Vcom。然而,在以往的平板终端中,会伴随于像素电极PE的驱动动作而产生上述的显示噪声(因多个像素电极PE的驱动而在显示装置4内的配线产生电压振动从而在传感器电极SE产生的静电噪声),因此结果是,在显示装置4进行着像素电极PE的驱动动作的期间,触摸传感器30无法进行上述的位置检测及与触控笔P1的通信。若这样存在触摸传感器30的动作受到限制的期间,则位置检测速率及与触控笔P1的通信速率相应地下降,基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质有时会劣化,因此需要改善。
另外,会产生“触控笔P1将在无噪声期间外产生的显示噪声误认识为上行链路信号,因在无噪声期间外产生的显示噪声而导致设置于触控笔P1内的传感器电路的灵敏度下降”这一现象,作为其结果,因触控笔P1的误动作而无法描绘等,基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质有时会劣化,这一点也需要改善。
本发明通过抑制显示噪声中的至少属于触控笔P1与触摸传感器30之间的通信所使用的频段的频率成分,从而关于“外嵌型”或“外挂型”的位置检测系统1,使触控笔P1与触摸传感器30的通信动作从显示装置4对像素电极PE的驱动动作独立(即,使得触摸传感器30能够与显示装置4对多个像素电极PE的驱动非同步地进行触控笔P1的检测),由此,避免这样的描绘品质的劣化,与此同时,也避免因“触控笔P1将在无噪声期间外产生的显示噪声误认识为上行链路信号,因在无噪声期间外产生的显示噪声而导致设置于触控笔P1内的传感器电路的灵敏度下降”而导致因触控笔P1的误动作而无法描绘这一现象的产生所引起的描绘品质的劣化。
对触摸传感器30的动作进行详细说明。若首先关于手指P2的位置检测进行说明,则触摸传感器30构成为将属于规定频段的规定频率的信号即规定的手指检测用信号向各电极XE依次送出,每次在各电极YE处依次检测。在手指P2接近了某电极XE与某电极YE的交点的情况下,通过该交点而检测的手指检测用信号的一部分会通过手指P2而被人体吸收,因此触摸传感器30处的手指检测用信号的检测电平下降。触摸传感器30通过检测该检测电平的下降来进行手指P2的位置检测。
若接着关于触控笔P1的位置检测进行说明,则作为主动笔的触控笔P1构成为例如周期性地送出笔信号。笔信号是属于规定频段的规定频率的信号,构成为包括作为无调制的载波的脉冲串信号和通过利用发送数据对载波进行调制而得到的数据信号。触摸传感器30在各多个电极XE、YE的各自处尝试脉冲串信号的检测,基于检测结果来检测触控笔P1的位置。另外,通过使用各多个电极XE、YE中的与这样检测到的位置最近的电极来检测并调制数据信号,从而接收触控笔P1发送出的数据。
需要说明的是,触摸传感器30也可以构成为以规定的时间间隔从传感器部3a送出信标信号。在信标信号中包含用于从触摸传感器30控制触控笔P1的指令。在基于指令的控制的内容中,例如包括发送表示向触控笔P1的笔尖施加的压力的笔压数据、发送设置于触控笔P1的各种开关的按下状态、发送预先保存于触控笔P1的固有ID等。该情况下的触控笔P1构成为根据信标信号的接收而送出笔信号。另外,构成为使用由信标信号中包含的指令指示了发送的数据作为发送数据。
触摸传感器30构成为将检测到的触控笔P1及手指P2的位置及从触控笔P1接收到的数据向控制装置2输出。控制装置2构成为基于这样供给的位置及数据来控制显示装置4的显示内容。
到此为止,对位置检测系统1的整体概要进行了说明。接着,对为了通过使触控笔P1与触摸传感器30的通信动作从显示装置4对像素电极PE的驱动动作独立来避免由显示噪声引起的描绘品质的劣化而本实施方式的位置检测系统1进行的处理进行详细说明。
图3是示出本发明的第一实施方式的定时控制部42及源极驱动器组41的内部结构的图。如该图所示,定时控制部42构成为包括图像数据缓冲器50、噪声·闪烁抑制处理部51、定时生成部52及控制数据寄存器53。另外,源极驱动器组41构成为具有分别包括多个源极驱动器SD的多个源极组55和针对每个源极组55设置的极性控制部(PCU)56及反转控制部(ICU)57。
对于图像数据缓冲器50,从图1所示的控制装置2供给图像数据DISPD和包括数据使能信号、时钟信号、复位信号、帧同步信号、线同步信号等各种控制信号的定时数据TD。图像数据缓冲器50构成为将逐次供给的图像数据DISPD暂时存储。图像数据DISPD是包括每个像素P的亮度的数据。将显示1画面量的图像数据DISPD的时间称作1帧,将其中显示水平方向的图像数据DISPD(1水平线)的时间称作1线期间,定时控制部42的控制基本上以帧单位及线单位来执行。
定时生成部52是参照输入到定时控制部42的图像数据DISPD和定时数据TD来控制栅极驱动器组40及源极驱动器组41的功能部。具体来说,定时生成部52构成为基于定时数据TD(尤其是数据使能信号、帧同步信号及线同步信号),以与预先设定的定时(在电源起动时另外从未图示的存储器等向控制数据寄存器53保存的定时)相符的方式生成栅极定时控制信号GTC及源极驱动器控制信号STC,并分别向栅极驱动器组4及源极驱动器组41供给。栅极驱动器组40内的各栅极驱动器GD构成为在按照该栅极定时控制信号GTC的定时下进行动作。另外,源极驱动器组41内的各源极驱动器SD构成为在按照该源极驱动器控制信号STC的定时下进行动作。
除此之外,定时生成部52具有按照噪声·闪烁抑制处理部51的控制而生成极性控制信号PCUD及反转控制信号ICUD并分别向极性控制部56及反转控制部57供给的功能。关于该功能的详情将在后文叙述。
控制数据寄存器53是存储有各像素电极PE的驱动方法的图案(以下,称作“反转图案”)的存储部。详情后述,在本实施方式的控制数据寄存器53所存储的反转图案中包括反转图案H1Dot(第一反转图案)和反转图案H1+2Dot(第二反转图案)这2种。
反转图案H1Dot是在栅极线GL方向上观察正侧驱动的像素P和负侧驱动的像素P交替配置的反转图案。因此,若将正侧驱动的像素P表示为“+”,将负侧驱动的像素P表示为“-”,则各像素P以在栅极线GL方向上观察成为“+-+-+-+-···”或“-+-+-+-+···”的方式配置。以下,以使用其中的前者“+-+-+-+-···”作为反转图案H1Dot为前提来继续说明,但也可以使用后者“-+-+-+-+···”作为反转图案H1Dot。
另一方面,反转图案H1+2Dot是在栅极线GL方向上观察正侧驱动的像素P和负侧驱动的像素P各2个地交替配置的反转图案。不过,对位于栅极线GL方向的端部的像素P分配与在栅极线GL方向上相邻的像素P不同的驱动方法。因此,各像素P以在栅极线GL方向上观察成为“+--++--++···”或“-++--++--···”的方式配置。以下,以使用其中的前者“+--++--++···”作为反转图案H1+2Dot为前提来继续说明,但也可以使用后者“-++--++--···”作为反转图案H1+2Dot。
需要说明的是,在本实施方式中,虽然说明利用以上2种反转图案的例,但当然也可以利用它们以外的反转图案。
定时生成部52进行按照后述的噪声·闪烁抑制处理部51的控制来决定向各反转控制部57设定的反转图案并使用反转控制信号ICUD将决定出的反转图案向反转控制部57写入的处理。反转控制部57具有存储这样写入的反转图案并将其内容向对应的多个源极驱动器SD的各自设定的功能。
另外,定时生成部52也进行针对每个帧来决定表示是否使存储于反转控制部57的反转图案反转的极性并使用极性控制信号PCUD将决定出的极性向各极性控制部56写入的处理。极性控制部56具有存储这样写入的极性并将其内容向对应的多个源极驱动器SD的各自设定的功能。
对极性进行详细说明。向极性控制部56写入的极性存在正极性和负极性这2种。正极性是表示将存储于反转控制部57的反转图案直接使用的极性,被设定了正极性的源极驱动器SD通过由反转控制部57设定的反转图案来进行动作。另一方面,负极性是表示使存储于反转控制部57的反转图案反转并使用的极性,被设定了负极性的源极驱动器SD通过由反转控制部57设定的反转图案的反转图案来进行动作。若举出一例,则当关于某源极驱动器SD由反转控制部57设定了反转图案“+-+-+-+-···”且由极性控制部56设定了负极性时,该源极驱动器SD通过反转图案“-+-+-+-+···”进行动作。
定时生成部52使向各极性控制部56写入的极性针对每个帧反转。由此,如上所述,实现将各个像素P中的驱动方法针对每个帧而在正侧驱动与负侧驱动之间切换。
图4是说明定时生成部52对像素电极PE的驱动方法的概要的图。该图所示的标号S1、S2分别表示源极线SL。为了简单,在该图中仅图示了2条源极线SL,但实际上设置有更多的源极线SL。另外,标号G1~GN表示N行栅极线GL的各自,标号Fn、Fn+1分别表示第n个及第n+1个帧。
另外,在图4及后面的各图中,通过配置于源极线SL与栅极线GL的交点的多个正方形各自的颜色来表示由图像数据DISPD向各像素P设定的亮度。实际上,在最小亮度与最大亮度之间设置有多个中间灰度的亮度,但这里为了简单而仅图示了表示最小亮度的黑的正方形和表示最大亮度的白的正方形。在正方形中示出的正符号表示通过上述的正侧驱动而驱动,负符号表示通过上述的负侧驱动而驱动。
而且,在图4的右侧示出了各源极线SL的电位的状态。“0”表示中间电位Half-AVDD,“+”表示高位侧电源电位AVDD,“-”表示低位侧电源电位AGND。粗线示出了各源极线SL的电位的变化。
以下,除了图4之外也参照处理流程图来对定时控制部42所执行的处理的基本的流程进行说明。
图5是定时控制部42所执行的处理的流程图。如该图所示,定时控制部42构成为针对每个帧反复进行步骤S2~S6的处理(步骤S1)。
在步骤S2~S6的处理中,定时控制部42首先使向各极性控制部56设定的极性反转(步骤S2)。即,若设定于极性控制部56的极性是正极性则利用负极性覆盖而设定,若设定于极性控制部56的极性是负极性则利用正极性覆盖而设定。在图4的例中,在帧Fn中对各极性控制部56设定正极性,在帧Fn+1中对各极性控制部56设定负极性。
接着,定时控制部42执行用于针对每个栅极线GL来决定向反转控制部57设定的反转图案的反转图案选择处理(步骤S3)。关于反转图案选择处理的详情将在后文叙述,但在图4中关于所有栅极线GL使用了反转图案H1Dot,在此,以该状态为前提继续说明。
接着,定时控制部42关于各栅极线GL依次执行步骤S5、S6的处理(步骤S4)。具体来说,首先,将在步骤S4的反转图案选择处理中关于对应的栅极线GL选择出的反转图案向各反转控制部57设定(步骤S5)。然后,执行各像素电极PE的驱动(步骤S6)。步骤S6的处理具体而言是经由栅极驱动器GD而使对应的栅极线GL活性化的处理和经由源极驱动器SD而向对应的源极线SL供给影像信号Vsig的处理。通过后者的处理,各源极线SL的电位如图4的右侧的图所示那样变化,由此,各像素P的亮度变化。此时的源极线SL的电位的变化方向由设定于对应的反转控制部57的反转图案和设定于极性控制部56的极性规定。定时控制部42在关于所有栅极线GL的步骤S5、S6的处理结束后,返回步骤S2而继续处理。
接着,对在图5的步骤S4中执行的反转图案选择处理进行详细说明。以下,首先一边参照图6及图7一边对反转图案选择处理的概要进行说明,之后一边参照图8一边对反转图案选择处理的流程进行详细说明。
图6是示出将各像素电极PE利用反转图案H1Dot进行了驱动的情况的图。另外,图7是示出将各像素电极PE利用反转图案H1+2Dot进行了驱动的情况的图。这些图所示的标号S1~S8分别表示源极线SL。需要说明的是,在各标号的下方以写进括号的方式示出了对应的颜色(上述的彩色滤色器的颜色)。另外,标号G1~G6分别表示栅极线GL。图像数据DISPD的内容在图6和图7中设为同一内容。
首先参照图6,在该图中示出了向与源极线S1~S8对应的反转控制部57设定了反转图案H1Dot且向与源极线S1~S8对应的极性控制部56设定了正极性的情况。在该情况下,如图所示,源极线S1~S8各自的驱动方法依次成为正侧驱动、负侧驱动、正侧驱动、负侧驱动、正侧驱动、负侧驱动、正侧驱动、负侧驱动。
根据图6所示的图像数据DISPD,例如在栅极线G3的驱动时,源极线S1、S3、S5、S7的电位从0变化为正的值。此时,源极线S2、S4、S6、S8的电位不变化。因此,向正方向变化的源极线SL的个数(在图6中表示为“←个数”的数字。下同)是4,向负方向变化的源极线SL的个数(在图6中表示为“→个数”的数字。下同)是0,因此它们的差值(以下,称作“变动电位差值”)成为4。
变动电位差值的绝对值成为表示显示噪声产生的有无的指标。即,变动电位差值表示向正方向及负方向驱动的电位差的合计的不平衡度,在变动电位差值不是0的情况下,如图所示,在共用电位线CL产生电压振动。该电压振动成为显示噪声,使静电噪声在触摸面板3的传感器电极SE产生。因此,变动电位差值的绝对值优选是尽量接近0的值,更优选是0。
在图6的例子中,在栅极线G4~G6的驱动时,变动电位差值的绝对值也是不为0的值。即,若首先观察栅极线G4的驱动时,则源极线S1、S3、S5、S7的电位从正的值变化为0,源极线S2、S4、S6、S8的电位从0变化为负的值。因此,向正方向变化的源极线SL的个数是0,向负方向变化的源极线SL的个数是8,因此变动电位差值的绝对值成为8。在该情况下,与变动电位差值的绝对值是4的栅极线G3的驱动时相比更大的电压振动在共用电位线CL产生,会产生大的显示噪声。关于栅极线G5、G6也是同样,变动电位差值的绝对值成为8,产生大的显示噪声。
另外,若将通过正侧驱动而像素P为亮状态的状态称作“正点亮”,将通过负侧驱动而像素P为亮状态的状态称作“负点亮”,则例如在栅极线G3的驱动时,正点亮的像素数成为4,负点亮的像素数成为0。因此,它们的差值(以下,称作“点亮个数差值”)成为4。
点亮个数差值的绝对值成为表示显示装置4中的闪烁产生的有无的指标。在点亮个数差值的绝对值不是0的情况下,会在显示装置4的显示面产生闪烁,让用户感到不悦。因此,点亮个数差值的绝对值也优选是尽量接近0的值,更优选是0。
在图6的例中,在栅极线G4~G6的驱动时,点亮个数差值的绝对值也是不为0的值。即,若首先观察栅极线G4的驱动时,则正点亮的像素数成为0,负点亮的像素数成为4。因此,点亮个数差值的绝对值成为4,因此与栅极线G3的驱动时同样,在显示装置4的显示面产生闪烁。关于栅极线G5、G6也是同样,点亮个数差值的绝对值成为4,在显示装置4的显示面产生闪烁。
若接着参照图7,则在该图中示出了向与源极线S1~S8对应的反转控制部57设定了反转图案H1+2Dot且向与源极线S1~S8对应的极性控制部56设定了正极性的情况。在该情况下,如图所示,源极线S1~S8各自的驱动方法依次成为正侧驱动、负侧驱动、负侧驱动、正侧驱动、正侧驱动、负侧驱动、负侧驱动、正侧驱动。
在图7的例中,例如在栅极线G3的驱动时,源极线S1、S5的电位从0变化为正的值,另一方面,源极线S3、S7的电位从0变化为负的值。源极线S2、S4、S6、S8的电位不变化,这与图6的例子是同样的。因此,向正方向变化的源极线SL的个数是2,向负方向变化的源极线SL的个数是2,因此变动电位差值的绝对值成为0。同样,在栅极线G4~G6的驱动时,变动电位差值的绝对值也成为0。
这样,在使用反转图案H1Dot的情况和使用反转图案H1+2Dot的情况下,变动电位差值的绝对值有可能不同。因此,可以说,通过根据图像数据DISPD的内容而合适地选择使用反转图案H1Dot及反转图案H1+2Dot中的任一者,能够使显示噪声减少。
另外,在图7的例中,例如在栅极线G3的驱动时,正点亮的像素数成为2,负点亮的像素数成为2,因此点亮个数差值的绝对值成为0。同样,在栅极线G4~G6的驱动时,点亮个数差值的绝对值也成为0。
这样,在使用反转图案H1Dot的情况和使用反转图案H1+2Dot的情况下,点亮个数差值的绝对值也有可能不同。因此,可以说,通过根据图像数据DISPD的内容而合适地选择使用反转图案H1Dot及反转图案H1+2Dot中的任一者,能够使闪烁减少。
图3所示的噪声·闪烁抑制处理部51是利用这样的反转图案的性质来进行抑制显示噪声中的至少属于与触控笔P1规定频段的频率成分的噪声抑制控制并且也进行抑制闪烁的产生的闪烁抑制控制的功能部。具体而言,通过执行图5所示的反转图案选择处理来进行根据图像数据DISPD的内容而选择各像素电极PE的驱动方法(正侧驱动或负侧驱动)的处理。该选择以栅极线GL的单位来执行。以下,一边参照图8所示的流程图一边对反转图案选择处理的内容进行详细说明。
图8是示出由噪声·闪烁抑制处理部51执行的反转图案选择处理的详情的流程图。如该图所示,噪声·闪烁抑制处理部51首先选择反转图案H1Dot作为栅极线G1用的反转图案(步骤S10)。
接着,噪声·闪烁抑制处理部51关于栅极线G2~GN的各自执行步骤S12~S16的处理(步骤S11)。
在步骤S12~S16的处理中,噪声·闪烁抑制处理部51首先从保存于图3所示的图像数据缓冲器50的图像数据DISPD中取得与在第n-1个定时下驱动的栅极线Gn-1和在第n-1个定时下驱动的栅极线Gn的各自对应的图像数据(步骤S12)。
接着,噪声·闪烁抑制处理部51基于在栅极线Gn-1显示的图像数据及在栅极线Gn-1的驱动时使用的极性(向极性控制部56设定的极性)和在栅极线Gn显示的图像数据,算出使用反转图案H1Dot驱动了栅极线Gn的情况下的变动电位差值及点亮个数差值(步骤S13)。变动电位差值及点亮个数差值的具体的算出方法如参照图6及图7所说明那样。
接着,噪声·闪烁抑制处理部51进行是否算出的变动电位差值及点亮个数差值的任一者的绝对值超过了规定的阈值的判定(步骤S14)。并且,在判定为未超过的情况下,选择反转图案H1Dot作为栅极线Gn用的反转图案(步骤S15),在判定为超过了的情况下,选择反转图案H1+2Dot作为栅极线Gn用的反转图案(步骤S16)。
通过噪声·闪烁抑制处理部51如以上这样选择反转图案并将选择出的反转图案向反转控制部57设定,能够关于大致全部的图像数据DISPD将变动电位差值及点亮个数差值抑制为上述规定的阈值以下的值。因此,能够抑制显示噪声中的至少属于在触控笔P1与触摸传感器30之间的通信中使用的频段的频率成分,因此能够使触控笔P1与触摸传感器30的通信动作从显示装置4对像素电极PE的驱动动作独立,由此,能够避免基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质的劣化。另外,也能够抑制闪烁,而且也能够避免因触控笔P1的误动作而无法描绘等基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质劣化。
需要说明的是,在图8中,虽然将栅极线G1用的反转图案固定为反转图案H1Dot,但噪声·闪烁抑制处理部51也可以将栅极线G1用的反转图案也设定为选择处理的对象。不过,在该情况下,无法算出变动电位差值,因此优选仅基于点亮个数差值来进行与步骤S14~S16同样的处理。或者,也可以使用在前帧中最后成为了处理的对象的栅极线GN作为栅极线Gn-1,进行步骤S12~S16的处理。
图9是说明本实施方式的效果的图。在该图中示出了在背景技术的平板终端中使图像数据显示时的显示噪声(上排)和在本实施方式的位置检测系统1中使图像数据显示时的显示噪声(下排)的模拟结果。需要说明的是,该图所示的显示噪声具体而言模拟了在利用频谱分析仪探查了显示装置4的显示面的情况下得到的噪声。另外,在该图的模拟中,使用了在背景技术的平板终端中显示噪声成为最大的图像数据。
图9的横轴是频率[MHz],纵轴是噪声的大小[dBm]。另外,该图所示的频段A1~A3分别是在触控笔P1与触摸传感器30之间收发的信号(上述的信标信号、脉冲串信号、数据信号等)中使用的频段。其中,频段A1也在上述的手指检测用信号中使用。
如从图9所理解那样,根据本实施方式,不管在频段A1~A3的哪一个中,都与背景技术相比抑制了显示噪声。因此,可以说抑制了显示噪声中的至少属于在触控笔P1与触摸传感器30之间的通信中使用的频段的频率成分。因此,根据本实施方式,能够使触控笔P1与触摸传感器30的通信动作从显示装置4对像素电极PE的驱动动作独立,由此,可以说能够避免基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质的劣化。另外,可以说也能够避免因触控笔P1的误动作而无法描绘等基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质劣化。
以下,举出2个实施例来更详细地说明本实施方式的反转图案选择处理。
图10(a)是示出本实施方式的第一实施例的图像数据的图,图10(b)是本实施方式的第二实施例的图像数据的图。
图11及图12是说明使用图10(a)所示的第一实施例的情况下的反转图案选择处理的图。在图11中图示了噪声·闪烁抑制处理部51在依次选择各栅极线GL用的反转图案的过程中特别选择反转图案H1+2Dot的场景。另外,在图12中图示了选择的最终的结果。
图11(a)是选择栅极线G3用的反转图案的场景。在该场景中算出的变动电位差值及点亮个数差值都成为6。噪声·闪烁抑制处理部51接受该结果,选择反转图案H1+2Dot作为栅极线G3用的反转图案。由此,栅极线G3驱动时的变动电位差值及点亮个数差值如图11(b)所示那样都变成0。
图11(b)是选择栅极线G6用的反转图案的场景。在该场景中算出的变动电位差值及点亮个数差值都成为-6。噪声·闪烁抑制处理部51接受该结果,选择反转图案H1+2Dot作为栅极线G6用的反转图案。由此,栅极线G6驱动时的变动电位差值及点亮个数差值如图11(c)所示那样都变成0。
图11(c)是选择栅极线G7用的反转图案的场景。在该场景中算出的变动电位差值及点亮个数差值都成为-6。噪声·闪烁抑制处理部51接受该结果,选择反转图案H1+2Dot作为栅极线G7用的反转图案。由此,栅极线G7驱动时的变动电位差值及点亮个数差值如图12所示那样都变成0。
作为以上这样的选择的结果,如图12所示,最终在栅极线G1、G2、G4、G5、G8中使用反转图案H1Dot,在栅极线G3、G6、G7中使用反转图案H1+2Dot。由此,如图12所示,能够将变动电位差值及点亮个数差值各自的绝对值最小化(在该情况下都成为0)。
图13及图14是说明使用图10(b)所示的第二实施例的情况下的反转图案选择处理的图。在图13中图示了噪声·闪烁抑制处理部51在依次选择各栅极线GL用的反转图案的过程中特别选择反转图案H1+2Dot的场景。另外,在图14中图示了选择的最终的结果。
图13(a)是选择栅极线G4用的反转图案的场景。在该场景中算出的变动电位差值及点亮个数差值都成为-6。噪声·闪烁抑制处理部51接受该结果,选择反转图案H1+2Dot作为栅极线G4用的反转图案。由此,栅极线G4驱动时的变动电位差值及点亮个数差值如图13(b)所示那样都变成0。
图13(b)是选择栅极线G6用的反转图案的场景。在该场景中算出的变动电位差值及点亮个数差值都成为-6。噪声·闪烁抑制处理部51接受该结果,选择反转图案H1+2Dot作为栅极线G6用的反转图案。由此,栅极线G6驱动时的变动电位差值及点亮个数差值如图13(c)所示那样都变成0。
图13(c)是选择栅极线G7用的反转图案的场景。在该场景中算出的变动电位差值及点亮个数差值都成为-6。噪声·闪烁抑制处理部51接受该结果,选择反转图案H1+2Dot作为栅极线G7用的反转图案。由此,栅极线G7驱动时的变动电位差值及点亮个数差值如图14所示那样都变成0。
作为以上这样的选择的结果,如图14所示,最终在栅极线G1、G2、G3、G5、G8中使用反转图案H1Dot,在栅极线G4、G6、G7中使用反转图案H1+2Dot。由此,如图14所示,能够将变动电位差值及点亮个数差值各自的绝对值最小化(在该情况下都成为0)。
接着,对本发明的第二实施方式的位置检测系统1进行说明。
图15是示出本实施方式的定时控制部42及源极驱动器组41的内部结构的图。如比较该图和图3所理解那样,本实施方式的位置检测系统1在定时控制部42内具有反转函数寄存器54这一点上与第一实施方式的位置检测系统1不同。由于在其他方面与第一实施方式的位置检测系统1是同样的,所以以下着眼于与第一实施方式的不同点来说明。
反转函数寄存器54是构成为能够将噪声·闪烁抑制处理部51的反转图案的选择结果存储1帧量的存储部。本实施方式的噪声·闪烁抑制处理部51构成为将由图5所示的反转图案选择处理(步骤S3)选择出的反转图案向反转函数寄存器54写入。
图16是示出反转函数寄存器54的存储内容的图。如该图所示,在反转函数寄存器54中针对每个栅极线GL存储反转图案(反转图案H1Dot或反转图案H1+2Dot)。
图17是示出本实施方式的定时控制部42所执行的处理的流程图。关于与图5相同内容的步骤标注同一标号,以下,着眼于与图5的不同点来说明。
本实施方式的定时控制部42执行步骤S2后,判定在后述的步骤S22、S24中设定的自身的模式是反转图案更新模式及反转图案利用模式的哪一个(步骤S20)。反转图案更新模式是新选择在各像素电极PE的驱动中使用的反转图案并向反转函数寄存器54写入的模式,反转图案利用模式是利用存储于反转函数寄存器54的反转图案来驱动各像素电极PE的模式。虽然未图示,但初始值优选设为反转图案更新模式。
在步骤S20中判定为反转图案更新模式的定时控制部42执行图8所示的反转图案选择处理(步骤S3),将作为其结果而选择出的反转图案向反转函数寄存器54登记(步骤S21)。然后,与图5的情况同样,关于各栅极线GL依次进行反转图案向各反转控制部57的设定和各像素电极PE的驱动(步骤S4~S6)。在关于所有栅极线GL的处理结束后,定时控制部42将自身的模式设定为反转图案利用模式(步骤S22),返回步骤S2。
在步骤S12中判定为反转图案利用模式的情况下的定时控制部42不执行反转图案选择处理,而与图5的情况同样,关于各栅极线GL依次执行反转图案向各反转控制部57的设定和各像素电极PE的驱动(步骤S4~S6)。不过,在执行步骤S5前,进行将对应的反转图案从反转函数寄存器54读出的处理(步骤S23)。然后,将读出的反转图案作为在步骤S5中向各反转控制部57设定的反转图案而使用。在关于所有栅极线GL的处理结束后,定时控制部42将自身的模式设定为反转图案更新模式(步骤S24),返回步骤S2。
根据本实施方式,噪声·闪烁抑制处理部51在2帧内仅进行1次反转图案选择处理即可。在反转图案利用模式下,使用从图像数据的内容来看不合适的反转图案,有可能发生画质的下降,但图像数据的内容在2帧的期间大幅改变的情况几乎没有,因此,在现实上可以说,即使通过本实施方式的处理,也几乎不会发生画质的下降。因此,根据本实施方式,能够实质上不使画质下降而减少显示装置4的处理量,由此能够减少位置检测系统1的消耗电力。
接着,对本发明的第三实施方式的位置检测系统1进行说明。
图18(a)是说明本发明的背景技术的像素电极PE的驱动方法的图,图18(b)是说明利用本实施方式来显示与图18(a)相同的图像数据的情况下的像素电极PE的驱动方法的图。本实施方式的位置检测系统1在通过针对每个源极组55(参照图3)变更向极性控制部56设定的极性而非向反转控制部57设定的反转图案来进行显示噪声及闪烁的抑制这一点上与第一实施方式的位置检测系统1不同。向反转控制部57设定的反转图案被固定为反转图案H1Dot。由于在其他方面与第一实施方式的位置检测系统1是同样的,所以以下着眼于与第一实施方式的不同点来说明。
本实施方式的噪声·闪烁抑制处理部51构成为,针对栅极线GL及源极组55的每个组合,通过根据图像数据DISPD的内容来控制像素电极PE的驱动方法,从而进行显示噪声及闪烁的抑制控制。更具体而言,构成为通过执行以源极组55单位来选择向极性控制部56设定的极性的极性选择处理来控制像素电极PE的驱动方法。该选择也以栅极线GL的单位来执行。
以下,一边参照图18,一边对本实施方式的噪声·闪烁抑制处理部51的极性选择处理的概要进行说明。需要说明的是,在图18中分别图示了图3所示的源极组55即2个源极组SG1、SG2。实际上有可能存在更多的源极组55,但这里为了说明的简单而着眼于2个源极组SG1、SG2来继续说明。
在使图18所示的图像数据DISPD在背景技术的平板终端中显示的情况下,如图18(a)所示,在栅极线G3~G6中,变动电位差值的绝对值及点亮个数差值的绝对值都成为大的值。于是,如图18(b)所示,噪声·闪烁抑制处理部51在栅极线G3~G6中使向源极组SG2的极性控制部56设定的极性反转。不使向源极组SG1的极性控制部56设定的极性反转。由此,如图18(b)所示,栅极线G3~G6中的变动电位差值及点亮个数差值都成为0,显示噪声及闪烁的发生被抑制。
图19是本实施方式的定时控制部42所执行的处理的流程图。关于与图5相同内容的步骤标注同一标号,以下,着眼于与图5的不同点来说明。
本实施方式的定时控制部42作为事先处理而进行将规定的反转图案向各反转控制部57设定的处理(步骤S30),在此基础上,执行步骤S1以后的处理。需要说明的是,在步骤S30中设定的反转图案可以是反转图案H1Dot,也可以是反转图案H1+2Dot,还可以是其他的反转图案。
在每帧的处理中,定时控制部42取代图5所示的步骤S2、S3、S5的各处理而进行步骤S31、S32、S33的各处理。
步骤S31的处理是使在后述的步骤S32中执行的极性选择处理中参照的基准极性反转的处理。具体而言,若当前的基准极性是正极性则对基准极性设定负极性,若当前的基准极性是负极性则对基准极性设定正极性。需要说明的是,基准极性的初始值可以是正极性及负极性的任一者。
步骤S32的处理是用于针对栅极线GL及源极组55的每个组合来决定向极性控制部56设定的极性的极性选择处理。关于极性选择处理的详情,将在后面一边参照图20一边说明。
步骤S33的处理是将由步骤S32的极性选择处理关于对应的栅极线GL选择出的极性向各极性控制部56设定的处理。本实施方式的定时控制部42使用这样设定的极性来执行各像素电极PE的驱动动作(步骤S6)。
图20是在步骤S32中执行的执行的极性选择处理的流程图。如该图所示,噪声·闪烁抑制处理部51首先关于各源极组55选择基准极性作为栅极线G1用的极性(步骤S40)。基准极性是在图19的步骤S31中设定的极性。
接着,噪声·闪烁抑制处理部51关于栅极线G2~GN的各自执行步骤S42~S46的处理(步骤S41)。
在步骤S42~S46的处理中,噪声·闪烁抑制处理部51首先进行与图8所示的步骤S12、S13同样的处理,算出变动电位差值及点亮个数差值(步骤S42、S43)。不过,在该情况下算出的变动电位差值及点亮个数差值成为使用基准极性驱动了栅极线Gn的情况下的变动电位差值及点亮个数差值。
接着,噪声·闪烁抑制处理部51进行是否算出的变动电位差值及点亮个数差值的任一者的绝对值超过了规定的阈值的判定(步骤S44)。并且,在判定为未超过的情况下,作为栅极线Gn用的极性,关于所有源极组55选择基准极性(步骤S45)。另一方面,在判定为超过了的情况下,作为栅极线Gn用的极性,关于预先决定的一半的源极组55选择基准极性,关于剩余的一半的源极组55选择将基准极性反转而成的反转极性(步骤S46)。需要说明的是,虽然设为对一半的源极组55分配反转极性,但也可以通过其他方法来决定分配反转极性的源极组55。例如,也可以根据与各源极组55对应的多个像素P在显示面内的位置来决定分配反转极性的源极组55。
通过噪声·闪烁抑制处理部51如以上这样针对每个源极组55选择极性并将选择出的极性向各源极组55的极性控制部56设定,能够关于大致全部的图像数据DISPD将变动电位差值及点亮个数差值抑制为上述规定的阈值以下的值。因此,能够抑制显示噪声中的至少属于在触控笔P1与触摸传感器30之间的通信中使用的频段的频率成分,因此,与第一实施方式同样,能够使触控笔P1与触摸传感器30的通信动作从显示装置4的像素电极PE的驱动动作独立,由此,避免基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质的劣化。另外,也能够抑制闪烁,而且也能够避免因触控笔P1的误动作而无法描绘等基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质劣化。
需要说明的是,在能够利用第一实施方式的情况下,优选利用第一实施方式而非第三实施方式来进行显示噪声及闪烁的抑制。即,在第一实施方式中,会消除在相邻的源极线SL间在共用电位线CL产生的电压振动,但根据第三实施方式,会消除在显示面内的分离的区域间在共用电位线CL产生的电压振动。因此,根据第三实施方式,与第一实施方式相比电压振动的消除效果有可能变弱一些,因此,在能够利用第一实施方式的情况下,优选利用第一实施方式而非第三实施方式。
另外,在图20中,虽然将栅极线G1用的极性固定为基准极性,但噪声·闪烁抑制处理部51也可以将栅极线G1用的极性也设为选择处理的对象。不过,在该情况下,无法算出变动电位差值,因此优选仅基于点亮个数差值来进行与步骤S44~S46同样的处理。或者,也可以使用在前帧中最后成为了处理的对象的栅极线GN作为栅极线Gn-1,进行步骤S42~S46的处理。
以下,举出1个实施例来更详细地说明本实施方式的极性选择处理。
图21是示出本实施方式的实施例的图像数据的图。另外,图22是说明使用图21所示的实施例的情况下的极性选择处理的图。在图22中图示了选择的最终的结果。
如图22所示,在不进行本实施方式的极性选择处理而算出了图21所示的图像数据DISPD的变动电位差值及点亮个数差值的情况下,在栅极线G3、G4的驱动时,变动电位差值的绝对值成为12。另外,在栅极线G3的驱动时,点亮个数差值的绝对值成为8。噪声·闪烁抑制处理部51接受该结果,作为栅极线G3、G4用的极性,关于源极组SG1选择非反转极性,关于剩余的一半的源极组SG2选择反转极性。由此,实现使栅极线G3、G4的驱动时的变动电位差值、栅极线G3的驱动时的点亮个数差值都成为0。因此,显示噪声及闪烁被抑制。
接着,对本发明的第四实施方式的位置检测系统1进行说明。
本实施方式的位置检测系统1在定时控制部42具有与图15所示的第二实施方式的定时控制部42相同的内部结构这一点(即,在定时控制部42内设置有反转函数寄存器54这一点)上与第三实施方式的位置检测系统1不同。由于在其他方面与第三实施方式的位置检测系统1是同样的,所以以下着眼于与第三实施方式的不同点来说明。
本实施方式的反转函数寄存器54构成为能够将噪声·闪烁抑制处理部51的极性的选择结果存储1帧量。噪声·闪烁抑制处理部51构成为将由图19所示的极性选择处理(步骤S32)选择出的每个源极组55的极性向反转函数寄存器54写入。
图23是示出本实施方式的反转函数寄存器54的存储内容的图。如该图所示,在反转函数寄存器54中,针对每个栅极线GL存储向各源极组55设定的极性(基准极性或反转极性)。
图24是示出本实施方式的定时控制部42所执行的处理的流程图。关于与图19相同内容的步骤标注同一标号,以下,着眼于与图19的不同点来说明。
本实施方式的定时控制部42执行步骤S31后,判定在后述的步骤S52、S54中设定的自身的模式是极性更新模式及极性利用模式的哪一个(步骤S50)。极性更新模式是新选择在各像素电极PE的驱动中使用的极性并向反转函数寄存器54写入的模式,极性利用模式是利用存储于反转函数寄存器54的极性来驱动各像素电极PE的模式。虽然未图示,但初始值优选设为极性更新模式。
在步骤S50中判定为极性更新模式的定时控制部42首先执行图20所示的极性选择处理(步骤S32),将作为其结果而选择出的极性向反转函数寄存器54登记(步骤S51)。然后,与图19的情况同样,关于各栅极线GL依次执行极性向各极性控制部56的设定和各像素电极PE的驱动(步骤S4、S33、S6)。在关于所有栅极线GL的处理结束后,定时控制部42将自身的模式设定为极性利用模式(步骤S52),返回步骤S31。
在步骤S42中判定为极性利用模式的情况下的定时控制部42不执行极性选择处理,而与图19的情况同样,关于各栅极线GL依次进行极性向各极性控制部56的设定和各像素电极PE的驱动(步骤S4、S33、S6)。不过,在执行步骤S33前,执行将对应的极性从反转函数寄存器54读出的处理(步骤S53)。然后,将读出的极性作为在步骤S33中向各极性控制部56设定的极性而使用。在关于所有栅极线GL的处理结束后,定时控制部42将自身的模式设定为极性更新模式(步骤S54),返回步骤S31。
根据本实施方式,噪声·闪烁抑制处理部51在2帧内仅进行1次极性选择处理即可。在极性利用模式下,使用从图像数据的内容来看不合适的极性,有可能发生画质的下降,但图像数据的内容在2帧的期间大幅改变的情况几乎没有,因此,在现实上可以说,即使通过本实施方式的处理,也几乎不会发生画质的下降。因此,根据本实施方式,与第二实施方式同样,能够实质上不使画质下降而减少显示装置4的处理量,由此能够减少位置检测系统1的消耗电力。
接着,对本发明的第五实施方式的位置检测系统1进行说明。
本实施方式的位置检测系统1在通过减小源极驱动器SD生成的影像信号Vsig的变化速度而非变更极性控制部56、反转控制部57的设定内容来抑制显示噪声及闪烁这一点上与第一实施方式的位置检测系统1不同。由于在其他方面与第一实施方式的位置检测系统1是同样的,所以以下着眼于与第一实施方式的不同点来说明。
本实施方式的定时控制部42及源极驱动器组41的内部结构与图3所示的第一实施方式的内部结构是同样的。本实施方式的定时控制部42在关于某栅极线GL算出的变动电位差值及点亮个数差值的任一者的绝对值超过了规定的阈值的情况下,在该栅极线GL驱动时,以生成与源极驱动器SD生成的通常的影像信号Vsig相比减小了变化速度的影像信号Vsig的方式控制各源极驱动器SD。
图25是示出本实施方式的影像信号Vsig的例的图。实线所示的影像信号Vsig'表示与虚线所示的通常的影像信号Vsig相比减小了变化速度的信号。通过使用影像信号Vsig',能够抑制伴随于像素电极PE的驱动而在共用电位线CL出现的电压变动。因此,与第一~第四实施方式同样,能够抑制显示噪声中的至少属于在触控笔P1与触摸传感器30之间的通信中使用的频段的频率成分,因此能够使触控笔P1与触摸传感器30的通信动作从显示装置4对像素电极PE的驱动动作独立,由此避免描绘品质的劣化。另外,也能够避免因触控笔P1的误动作而无法描绘等基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质劣化。
图26是说明本实施方式的效果的图。在该图中,与图9同样地示出了在背景技术的平板终端中使图像数据显示时的显示噪声(上段)和在本实施方式的位置检测系统1中使图像数据显示时的显示噪声(下段)的模拟结果。影像信号Vsig的变化速度的减小量与背景技术中的变化速度相比设为了2/5。其他的模拟条件、横轴及纵轴的含义及图示的频段A1~A3的含义与图9是同样的。
如从图26所理解那样,通过本实施方式也是,不管在频段A1~A3的哪一个中,都与背景技术相比抑制了显示噪声。因此,可以说抑制了显示噪声中的至少属于在触控笔P1与触摸传感器30之间的通信中使用的频段的频率成分,因此,根据本实施方式,能够使触控笔P1与触摸传感器30的通信动作从显示装置4对像素电极PE的驱动动作独立,由此,避免基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质的劣化。另外,也能够避免因触控笔P1的误动作而无法描绘等基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质劣化。
需要说明的是,在本实施方式中,定时控制部42也可以与第二及第四实施方式同样地使用反转函数寄存器54而在2帧内仅选择1次使用影像信号Vsig、Vsig'的哪一个。在该情况下,在反转函数寄存器54中,针对每个栅极线GL存储表示影像信号Vsig的变化速度的信息。通过这样,能够与第二实施方式同样地实质上不使画质下降而减少显示装置4的处理量,由此能够减少位置检测系统1的消耗电力。
接着,对本发明的第六实施方式的位置检测系统1进行说明。
本实施方式的位置检测系统1在构成为能够在第一~第五实施方式中说明的伴随着噪声抑制控制(及闪烁抑制控制)而驱动多个像素电极PE的模式(第一动作模式)和不伴随噪声抑制控制(及闪烁抑制控制)而驱动多个像素电极PE的模式(第二动作模式)中的任一模式下选择性进行动作这一点上与第一~第五实施方式的位置检测系统1不同。由于在其他方面与第一~第五实施方式的位置检测系统1是同样的,所以以下着眼于与第一实施方式的不同点来说明。
图27是本实施方式的定时控制部42所进行的处理的流程图。如该图所示,本实施方式的定时控制部42首先判定是否实施噪声抑制控制(及闪烁抑制控制)(步骤S60)。然后,在判定为实施的情况下,实施伴随着噪声抑制控制的像素电极驱动控制(步骤S61)。具体而言,利用在第一~第五实施方式中说明的方法来进行各像素电极PE的驱动控制。另一方面,在判定为不实施的情况下,实施不伴随噪声抑制控制的像素电极驱动控制(步骤S62)。也就是说,实施背景技术的各像素电极PE的驱动控制。
需要说明的是,步骤S60的判定优选根据规定的输入而执行。规定的输入例如可以是规定的用户操作,也可以是触摸传感器30检测到触控笔P1。
本发明的噪声抑制控制除了能够抑制闪烁这一点之外,一般可认为对显示装置4的画质几乎没有影响,但由于使各像素电极PE的驱动方法(具体而言是反转图案、极性、影像信号Vsig的变化速度)变化,所以有时会对显示装置4的画质造成些许影响。这一点,根据本实施方式,在进行噪声抑制控制的模式(第一动作模式)下,通过抑制显示噪声中的至少属于在触控笔P1与触摸传感器30之间的通信中使用的频段的频率成分,能够避免描绘品质的劣化,另一方面,在不进行噪声抑制控制的模式(第二动作模式)下,能够完全防止由实施噪声抑制控制引起的画质的下降。也就是说,第一动作模式可以说是使触控笔P1、手指P2之类的物体的检测优先的物体检测优先模式,第二动作模式可以说是使显示装置4的画质优先的画质优先模式。根据本实施方式,能够将该物体检测优先模式和画质优先模式根据需要而切换。
以上,虽然对本发明的优选的实施方式进行了说明,但本发明丝毫不限定于这样的实施方式,本发明当然能够在不脱离其主旨的范围内以各种方案来实施。
例如,在上述各实施方式中,设为了显示装置4是液晶显示器,但本发明也能够良好地应用于显示装置4是其他种类的显示装置的情况。
图28(a)是示出有机EL显示器的显示部的结构的图。如该图所示,在有机EL显示器的显示部设置有多个写入扫描线WS、多个影像信号线HS、至少1个电源供给线DSL及至少1个接地配线Vcath,在各写入扫描线WS与各影像信号线HS的交点配置有像素P。像素P构成为包括晶体管T1、T2、有机EL元件EL及保持电容Ck。像素电极PE由有机EL元件EL的阳极构成。需要说明的是,图28(a)所示的电容Cel是有机EL元件EL的寄生电容。
晶体管T1的控制电极连接于写入扫描线WS,一方的非控制电极连接于影像信号线HS,另一方的非控制电极连接于晶体管T2的控制电极。晶体管T2的一方的非控制电极连接于电源供给线DSL,另一方的非控制电极连接于有机EL元件EL的阳极。有机EL元件EL的阴极连接于接地配线Vcath。保持电容Ck连接于晶体管T2的控制电极与接地配线Vcath之间。
在显示装置4是有机EL显示器的情况下,通过因多个像素电极PE的驱动而在接地配线Vcath产生电压振动,有可能在触摸面板3内的传感器电极SE产生静电噪声(显示噪声)。相对于此,通过与显示装置4是液晶显示器的情况同样地进行根据图像数据的内容来选择各像素电极PE的驱动方法的控制,能够抑制显示噪声中的至少属于在触控笔P1与触摸传感器30之间的通信中使用的频段的频率成分。因此,能够使触控笔P1与触摸传感器30的通信动作从显示装置4对像素电极PE的驱动动作独立,因此在显示装置4是有机EL显示器的情况下,也能够避免基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质的由显示噪声引起的劣化。另外,也能够避免因触控笔P1的误动作而无法描绘等基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质劣化。
图28(b)是示出电子纸的显示部的结构的图。如该图所示,在电子纸的显示部设置有多个扫描线GL、多个数据线DL及至少1个共用电位线CL,在各扫描线GL与各数据线DL的交点配置有像素P。像素P构成为包括晶体管T、密封的电泳显示墨水MC、夹住电泳显示墨水MC的像素电极PE及共用电极CE、蓄积电容Cst。
晶体管T的控制电极连接于扫描线GL,一方的非控制电极连接于数据线DL,另一方的非控制电极连接于像素电极PE。共用电极CE连接于共用电位线CL。蓄积电容Cst连接于晶体管T的另一方的非控制电极与共用电位线CL之间。
在显示装置4是电子纸的情况下,通过因多个像素电极PE的驱动而在共用电位线CL产生电压振动,有可能在触摸面板3内的传感器电极SE产生静电噪声(显示噪声)。相对于此,显示装置4通过与是液晶显示器、有机EL显示器的情况同样地进行根据图像数据的内容来选择各像素电极PE的驱动方法的控制,能够抑制显示噪声中的至少属于在触控笔P1与触摸传感器30之间的通信中使用的频段的频率成分。因此,能够使触控笔P1与触摸传感器30的通信动作从显示装置4对像素电极PE的驱动动作独立,因此在显示装置4是电子纸的情况下,也能够避免基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质的由显示噪声引起的劣化。另外,也能够避免因触控笔P1的误动作而无法描绘等基于触控笔P1发送的数据的描绘处理的品质劣化。
另外,在上述各实施方式的位置检测系统1中,关于某驱动方法算出变动电位差值及点亮个数差值,通过其结果的阈值判定来选择各像素电极PE的驱动方法,但也可以通过想到的多个驱动方法的各自来预先算出变动电位差值及点亮个数差值,选择这些值成为最小的驱动方法。
另外,在上述各实施方式的位置检测系统1中,仅将反转图案、极性、影像信号的变化速度中的任1个设为了选择的对象,但也可以将2个以上设为选择的对象。在该情况下,优选通过设为选择对象的物理量的任意的组合的各自来预先算出变动电位差值及点亮个数差值,选择这些值成为最小的组合。
另外,在本发明的位置检测系统中能够利用的显示装置的具体的结构不限定于在上述各实施方式中说明的显示装置4的结构。例如,能够在本发明的位置检测系统中利用将包括定时控制部、共用电位控制部、其他电源生成电路等的系统驱动IC安装于显示部的玻璃面的移动用途的显示装置等其他种类的显示装置。
标号说明
1 位置检测系统
2 控制装置
3 触摸面板
3a 传感器部
3b 基板部
4 显示装置
4a 显示部
4b 基板部
30 触摸传感器
40 栅极驱动器组
41 源极驱动器组
42 定时控制部
43 共用电位控制部
50 图像数据缓冲器
51 噪声·闪烁抑制处理部
52 定时生成部
53 控制数据寄存器
54 反转函数寄存器
55、SG1、SG2 源极组
56 极性控制部
57 反转控制部
A1~A3 频段
AGND 低位侧电源电位
AVDD 高位侧电源电位
CE 共用电极
Cel 有机EL元件EL的寄生电容
Ck 保持电容
Clc 液晶电容
CL 共用电位线
Cst 蓄积电容
DISPD 图像数据
DL 数据线
DSL 电源供给线
EL 有机EL元件
F 柔性印制基板
Fn、Fn+1 帧
GL、G1~GN、Gn-1、Gn 栅极线、扫描线
GTC 栅极定时控制信号
Half-AVDD 中间电位
HS 影像信号线
ICUD 反转控制信号
MC 电泳显示墨水
P 像素
P1 触控笔
P2 手指
PA、NA 放大器电路
PCUD 极性控制信号
PE 像素电极
PL1~PL3 电源线
SD 源极驱动器
SE 传感器电极
SL、S1~S24 源极线
STC 源极驱动器控制信号
T、T1、T2 晶体管
TD 定时数据
Vcath 接地配线
Vcom 共用电位
Vsig、Vsig' 影像信号
WS 写入扫描线
XE、YE 电极。

Claims (17)

1.一种位置检测系统,进行主动笔的位置检测,其中,包括:
显示装置,通过驱动多个像素电极的各个像素电极来进行图像数据的显示;及
触摸面板,具备传感器电极及触摸传感器,
所述主动笔构成为利用在所述传感器电极感应的电荷而与所述触摸传感器之间以属于规定频段的频率进行通信,
所述显示装置执行如下的噪声抑制控制:抑制因所述多个像素电极的驱动而在所述显示装置内的配线产生电压振动从而在所述传感器电极产生的静电噪声中的至少属于所述规定频段的频率成分,
所述主动笔及所述触摸传感器通过检测或送出属于所述规定频段的规定频率的信号来执行所述通信,
所述显示装置构成为能够在伴随着所述噪声抑制控制而驱动所述多个像素电极的第一动作模式和不伴随所述噪声抑制控制而驱动所述多个像素电极的第二动作模式中的任一模式下选择性地进行动作,
所述第二动作模式下的所述静电噪声与所述第一动作模式下的所述静电噪声相比受到抑制。
2.根据权利要求1所述的位置检测系统,
所述主动笔通过将所述规定频率的载波利用规定数据进行调制来送出数据信号,
所述触摸传感器通过将所述数据信号解调来取得所述规定数据。
3.根据权利要求1或2所述的位置检测系统,
所述显示装置具有至少1个共用电极,
所述传感器电极是与所述多个像素电极及所述至少1个共用电极都不同的电极。
4.根据权利要求1或2所述的位置检测系统,
所述显示装置具有多个共用电极,
所述传感器电极构成为具有作为所述多个共用电极而使用的多个第一电极和与所述多个像素电极及所述多个共用电极都不同的多个第二电极。
5.根据权利要求1或2所述的位置检测系统,
所述显示装置根据所述图像数据的内容来进行噪声抑制控制。
6.根据权利要求5所述的位置检测系统,
所述噪声抑制控制是根据所述图像数据的内容及所述多个像素电极各自的极性来选择所述多个像素电极的驱动方法的控制。
7.根据权利要求6所述的位置检测系统,
所述显示装置以栅极线单位来执行所述驱动方法的选择。
8.根据权利要求1或2所述的位置检测系统,
所述触摸传感器以与所述显示装置对所述多个像素电极的驱动非同步的方式进行所述主动笔的检测。
9.根据权利要求1所述的位置检测系统,
所述第一动作模式是使所述显示装置的画质优先的模式,
所述第二动作模式是使所述触摸传感器对所述主动笔的检测精度优先的模式。
10.根据权利要求1或9所述的位置检测系统,
所述显示装置根据规定的输入来进行所述第一及第二动作模式的切换。
11.根据权利要求10所述的位置检测系统,
所述规定的输入是规定的用户操作。
12.根据权利要求10所述的位置检测系统,
所述规定的输入是所述触摸传感器检测到所述主动笔。
13.根据权利要求1所述的位置检测系统,
所述显示装置具备:
显示部,包括N行栅极线及M列源极线;
栅极驱动器组,连接于所述N行栅极线;
源极驱动器组,连接于所述M列源极线;及
定时控制部,连接于所述栅极驱动器组及所述源极驱动器组,
所述定时控制部基于如下三者来控制在第n个定时下驱动的栅极线的驱动时的所述多个像素电极的驱动,所述三者为:在所述N行栅极线中的在第n-1个定时下驱动的栅极线显示的显示数据;在该第n-1个定时下驱动的栅极线的驱动时使用的极性;在所述N行栅极线中的在所述第n个定时下驱动的栅极线显示的显示数据。
14.根据权利要求13所述的位置检测系统,
所述定时控制部以使所述M列源极线各自的电位向正方向的迁移量的合计和向负方向的迁移量的合计即变动电位差值变小的方式,控制在所述第n个定时下驱动的栅极线的驱动时的所述多个像素电极的驱动方法的图案。
15.根据权利要求13所述的位置检测系统,
所述源极驱动器组由分别与互相不同的多个所述源极线对应的多个源极组构成,
所述定时控制部以所述源极组的单位来控制在所述第n个定时下驱动的栅极线的驱动时的所述多个像素电极的驱动方法的图案的极性。
16.根据权利要求14或15所述的位置检测系统,
所述定时控制部以使通过使所述像素电极的电位在中间电位与高位侧电源电位之间变化的正侧驱动而成为了亮状态的像素的数量与通过使所述像素电极的电位在中间电位与低位侧电源电位之间变化的负侧驱动而成为了亮状态的像素的数量的差值即点亮个数差值变小的方式,控制在所述第n个定时下驱动的栅极线的驱动时的所述多个像素电极的驱动方法。
17.一种触摸传感器,连接于传感器电极,在进行主动笔的位置检测的权利要求1~16所述的位置检测系统中利用,其中,
所述主动笔构成为利用在所述传感器电极感应的电荷而与所述触摸传感器之间以属于规定频段的频率进行通信,
所述显示装置执行如下的噪声抑制控制:抑制因所述多个像素电极的驱动而在所述显示装置内的配线产生电压振动从而在所述传感器电极产生的静电噪声中的至少属于所述规定频段的频率成分,
所述触摸传感器通过检测或送出属于所述规定频段的规定频率的信号而与所述主动笔之间执行通信。
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