DE112020006982T5

DE112020006982T5 - Anzeigesystem, Steuerungsgerät und Steuerungsverfahren

Info

Publication number: DE112020006982T5
Application number: DE112020006982.6T
Authority: DE
Inventors: Takashi Hatano
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2023-01-05
Also published as: US11941205B2; JPWO2021192418A1; WO2021192418A1; JP7510230B2; CN115335799A; US20230010276A1

Abstract

In einem Anzeigesystem 1 umfasst ein Anzeigegerät 22 eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden, die gemeinsam für eine Bildanzeige und Berührungserkennung verwendet werden. Eine zweite Ansteuerungsschaltung 74 liefert ein Berührungsansteuerungssignal an jede der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden. Eine Berührungserkennungsschaltung 76 erkennt eine Berührung durch ein Objekt auf dem Anzeigegerät 22 basierend auf einem Erkennungssignal, das von jeder der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden empfangen wird. Das Berührungsansteuerungssignal umfasst eine Harmonische mit einer Frequenz unterschiedlich zu einer bestimmten Frequenz und keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz.

Description

[TECHNISCHES FELD]
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Anzeigesystem, das mit einer Berührungserkennungsfunktion vorgesehen ist, einem Steuerungsgerät und einem Besteuerungsverfahren.
[TECHNISCHER HINTERGRUND]
Ein In-Cell Anzeigegerät, in das ein Berührungssensor zur Erkennung einer Berührung Position eines Benutzers in eine Anzeigetafel eingebaut ist, ist bekannt (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1). In solch einem Anzeigegerät ist eine gemeinsame Elektrode, die verwendet wird, um eine gemeinsame Spannung zu jedem Pixel einer Flüssigkristallanzeigetafel zu liefern, in eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden geteilt, die auch als Berührungssensorelektroden verwendet werden. Während eines Bildanzeigezeitraums wird eine gemeinsame Spannung zu jedem der Vielzahl gemeinsamen Elektroden geliefert und während eines Berührungserkennungszeitraums ein Berührungsansteuerungssignal zur Berührungserkennung an jede der Vielzahl von gemeinsamen Elektroden geliefert.
[Patentliteratur 1] WO2018/123813
[ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG]
[TECHNISCHES PROBLEM]
Für In-Cell Anzeigegeräte wird eine weitere Verbesserung benötigt.
[LÖSUNG DES PROBLEMS]
Um das obige Problem zu lösen, umfasst ein Anzeigesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Anzeigegerät, das eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden aufweist, die gemeinsam für eine Bildanzeige und Berührungserkennung verwendet werden; eine Ansteuerungsschaltung, die ein Berührungsansteuerungssignal an jede der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden liefert, und eine Berührungserkennungsschaltung, die eine Berührung durch ein Objekt auf dem Anzeigegerät basierend auf einem Erkennungssignal erkennt, das von jeder der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden empfangen wird. Das Berührungsansteuerungssignal umfasst eine Harmonische mit einer Frequenz unterschiedlich zu einer bestimmten Frequenz und keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz umfasst.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Steuerungsgerät. Das Gerät ist ein Steuerungsgerät, das angepasst ist, ein Anzeigesystem zu steuern, das eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden umfasst, die gemeinsam für eine Bildanzeige und Berührungserkennung verwendet werden, wobei das Steuerungsgerät umfasst: eine Ansteuerungsschaltung, die ein Berührungsansteuerungssignal an jede der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden liefert; und eine Berührungserkennungsschaltung, die eine Berührung durch ein Objekt auf dem Anzeigegerät basierend auf einem Erkennungssignal erkennt, das von jeder der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden empfangen wird. Das Berührungsansteuerungssignal umfasst eine Harmonische mit einer Frequenz unterschiedlich zu einer bestimmten Frequenz und keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz.
Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Steuerungsverfahren. Das Verfahren ist ein Steuerungsverfahren, das angepasst ist, ein Anzeigegerät zu steuern, das eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden umfasst, die gemeinsam für eine Bildanzeige und Berührungserkennung verwendet werden, wobei das Steuerungsverfahren aufweist: Liefern eines Berührungsansteuerungssignals an jede der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden; und Erkennen einer Berührung durch ein Objekt auf dem Anzeigegerät basierend auf einem Erkennungssignal, das von jeder der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden empfangen wird. Das Berührungsansteuerungssignal umfasst eine Harmonische mit einer Frequenz unterschiedlich zu einer bestimmten Frequenz und keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz.
[VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG]
Weitere Verbesserung kann durch die obigen Ausführungsformen realisiert werden.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines Anzeigesystems gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ist ein Diagramm, dass schematisch eine Schaltungskonfiguration eines Anzeigegeräts zeigt, das in 1 gezeigt ist;
3 ist eine Draufsicht, das eine Anordnung von gemeinsamen Elektroden zeigt, die in 2 gezeigt sind,
4 ist eine longitudinale Querschnittsansicht eines Anzeigegeräts, das in 1 gezeigt ist,
5 zeigt einen beispielhaften Zeitablauf einer Steuerung, die durch die Steuerungsschaltung aus 1. durchgeführt wird;
6A-6J zeigen ein konkretes Beispiel, in dem eine Bildanzeige und Berührungserkennung gemäß des Steuerungszeitablaufs, der in 5 gezeigt ist, durchgeführt werden;
7A zeigt eine Wellenform des Berührungsansteuerungssignals des Anzeigesystems von 1, und 7B zeigt eine Frequenzkomponente des Berührungsansteuerungssignals von 7A;
8 ist ein Ablaufdiagramm, das den Vorgang zeigt, der durch das Anzeigesystem von 1 durchgeführt wird, um das Berührungsansteuerungssignal zu erzeugen;
9A zeigt eine Wellenform eines rechteckigen Berührungsansteuerungssignals gemäß dem vergleichbaren Beispiel, und 9B zeigt eine Frequenzkomponente des Berührungsansteuerungssignals von 9A;
10A zeigt eine Wellenform des sinusförmigen Berührungssteuerungssignals gemäß des vergleichbaren Beispiels, und 10B zeigt Frequenzkomponenten des Berührungsansteuerungssignals von 10A;
11 zeigt die Menge an elektrischer Ladung, die in der Parasitärkapazität der gemeinsamen Elektrode durch ein Berührungsansteuerungssignal gemäß der ersten Ausführungsform und dem vergleichbaren Beispiel gespeichert werden kann;
12 ist ein Blockdiagramm des Hauptcomputers gemäß einer zweiten Ausführungsform;
13 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf zeigt, der durch das Anzeigesystem gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, um das Berührungsansteuerungssignal zu erzeugen;
14 ist ein Ablaufdiagramm, dass den Ablauf zeigt, der durch das Anzeigesystem gemäß der dritten Ausführung durchgeführt wird, um das Berührungsansteuerungssignal zu erzeugen;
15 ist ein Ablaufdiagramm, das einen anderen Ablauf zeigt, der durch das Anzeigesystem gemäß der dritten Ausführungsform durchgeführt wird, um das Berührungsansteuerungssignal zu erzeugen.

[BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN]
(Grundlegende Erkenntnisse der vorliegenden Offenbarung)
Bevor eine konkrete Beschreibung der Ausführungsformen gegeben wird, werden die grundlegenden Erkenntnis beschreiben. In-Cell Berührungsanzeigen werden nicht mit Elektroden vorgesehen, die näher an dem Beobachter als die üblichen Elektroden positioniert sind, und geben so einfacher Rauschen aus als Out-Cell Anzeigegeräte, in denen eine Berührungssensorelektrode näher zu dem Beobachter als die gemeinsame Elektrode vorgesehen ist. Dadurch werden elektromagnetische Welle ausgestrahlt, die durch Komponenten der Harmonischen des Berührungsansteuerungssignals verursacht werden, das an die gemeinsamen Elektroden geliefert wird, und die Abstrahlung hat die Möglichkeit, einen Empfänger zu beeinflussen, zum Beispiel darum.
Der Erfinder hat ein Problem identifiziert, in dem es möglich ist, ein Ausstrahlen von Harmonischen durch Verwenden eines sinusförmigen Berührungsansteuerungssignals zu unterdrücken, aber ein sinusförmiges Berührungsansteuerungssignal reduziert die Empfindlichkeit der Berührungserkennung. Um diesen Aspekt zu adressieren wird das Anzeigesystem gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgestaltet, wie unten beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
1 ist ein Blockdiagramm eines Anzeigesystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Obwohl ein Beispiel beschrieben wird, in dem das Anzeigesystem 1 ein fahrzeugbefestigtes Anzeigesystem 1 ist, das an einem Fahrzeug wie ein Automobil befestigt ist, ist die Anmeldung insbesondere nicht darauf beschränkt, und das Anzeigesystem 1 kann auch für ein mobiles Gerät verwendet werden.
Das Anzeigesystem 1 umfasst einen Hauptcomputer 10 und einen Berührungsbildschirm 20. Der Hauptcomputer 10 führt verschiedene Funktionen wie ein Radio, eine Autonavigation und eine Bluetooth-Kommunikation (registrierte Marke) durch, und steuert den Berührungsbildschirm 20. Der Hauptcomputer 10 umfasst ein Steuerungsgerät 12, einen Empfänger 14 und eine Antenne 16.
Das Steuerungsgerät 12 ist zum Beispiel eine CPU und wir auch Hauptcomputer CPU genannt. Das Steuerungsgerät 12 steuert den Empfänger 14, liefert Bilddaten DD und Steuerdaten CD an den Berührungsbildschirm 20 und steuert den Berührungsbildschirm 20 basierend auf solchen Daten.
Der Empfänger 14 empfängt ein kabelloses Signal durch die Antenne 16. Der Empfänger 14 umfasst wenigstens eine einer Radioempfangsfunktion, GPS Empfangsfunktion und Bluetooth Empfangsfunktion. In dem Fall, in dem der Empfänger 14 mehrere Empfangsfunktionen umfasst, kann die Antenne 16 individuelle Antennen für die jeweiligen Empfangsfunktionen aufweisen.
Der Berührungsbildschirm 20 umfasst ein Anzeigegerät 22 und ein Steuerungsgerät 24. Das Anzeigegerät 22 kann als ein zentraler Bildschirm verwendet werden, auf dem zum Beispiel eine Autonavigationsbildfläche oder ähnliches innerhalb einer Fahrzeugkabine angezeigt wird.
Das Anzeigegerät 22 ist ein In-Cell Flüssigkristallanzeigegerät von einem In Plane Switching (IPS) Typ und ist als ein Berührungsbildschirm ausgestaltet, auf dem eine Berührungsposition erkennt werden kann. Die Konfiguration des Anzeigegeräts 22 kann zum Beispiel eine gut bekannte Konfiguration sein, wie unten beschrieben.
2 zeigt schematisch eine Schaltungskonfiguration des Anzeigegeräts 22, das in 1 gezeigt wird. 2 zeigt eine schematische Anordnung von eingesetzten Elementen. Das Anzeigegerät 22 umfasst mehrere Gate-Leitungen G1, G2 und so weiter, die sich in Zeilenrichtung erstrecken, mehrere Source-Leitungen S1, S2 und so weiter, die sich in Spaltenrichtung erstrecken, mehrere Pixelschaltungselemente 30, mehrere Pixelelektroden 32 und mehrere gemeinsame Elektroden 34. Jedes Pixelschaltungselement 30 ist ein Dünnfilmtransistor, der Nahe zu einem Schnittpunkt einer Gate-Leitung und einer Source-Leitung vorgesehen ist, um einem Pixel zu entsprechen. In jedem Pixelschaltungselement 30 ist das Gate mit einer Gate-Leitung verbunden, die Quelle mit einer Source-Leitung verbunden, und der Drain mit einer Pixelelektrode 32 verbunden. Für eine gemeinsame Elektrode 34 sind mehrere Pixelschaltungselemente 30 und mehrere Pixelelektroden 32 angeordnet. Die Flüssigkristallschicht wird durch elektrische Felder zwischen Pixelelektroden 32 und gemeinsamen Elektroden 34 gesteuert. Die gemeinsamen Elektroden 34 werden für beides verwendet, eine Bildanzeige und eine Berührungserkennung. Entsprechend kann die Anzahl an Elektrodenschichten reduziert werden, so dass das Anzeigegerät 22 dünner hergestellt werden kann. Die gemeinsamen Elektroden 34 können auch als Sensorelektroden bezeichnet werden.
3 ist eine Draufsicht, die eine Anordnung der gemeinsamen Elektroden 34 zeigt, die in 2 gezeigt sind. Die mehreren gemeinsamen Elektroden 34 sind in einer Matrix angeordnet. Jede gemeinsame Elektrode 34 ist mit dem Steuerungsgerät 24 mit einer Signalleitung 36 verbunden.
Das Anzeigegerät 22 erkennt eine Berührungsposition basierend auf der Eigenkapazitätsmethode. Wenn ein Finger näher an die Bildschirmoberfläche des Anzeigegeräts 22 gebracht wird, wird eine Kapazität zwischen einer gemeinsamen Elektrode 34 und dem Finger gebildet. Die Bildung einer Kapazität erhöht die Parasitärkapazität in der gemeinsamen Elektrode 34, so dass der Strom, der fließt, wenn ein Berührungsansteuerungssignal an die gemeinsame Elektrode 34 geliefert wird, ansteigt. Basierend auf der Stromänderung wird die Berührungsposition erkennt.
4 ist eine longitudinale Querschnittsansicht des Anzeigegeräts 22, das in 1 gezeigt ist. Das Anzeigegerät 22 umfasst eine Schwarzlichteinheit 40, einen unteren Polarisator 42, ein Dünnfilmtransistorsubstrat (hiernach als TFT Substrat bezeichnet) 44, eine Flüssigkristallschicht 52, ein Farbfiltersubstrat 54, einen oberen Polarisator 56, eine Verbindungsschicht 58 und eine Schutzschicht 60, welche geschichtet und in dieser Reihenfolge in eine Tiefenrichtung angeordnet sind.
Im Folgenden wird in Bezug auf die Tiefenrichtungen des Anzeigesystems 22 die Seite, auf der die Schutzschicht 60 positioniert ist, im Verhältnis zu dem TFT Substrat 44 als Vorderseite definiert, und die entgegengesetzte Seite wird als Rückseite definiert.
Unter Verwendung des Lichtes, das von der Schwarzlichteinheit 40 ausgestrahlt wird, strahlt das Anzeigegerät 22 Bildlicht in Richtung der Vorderseite oder der Betrachterseite aus.
Das TFT Substrat 44 umfasst ein Glassubstrat 46 und umfasst auch mehrere Gate-Elektroden 48, mehrere Source-Elektroden 50 und mehrere gemeinsame Elektroden 34, die auf der Vorderseite des Glassubstrates 46 angeordnet sind. Das TFT Substrat 44 umfasst auch die mehreren Gate-Leitungen G1, G2 und so weiter, die mehreren Source-Leitungen S1, S2 und so weiter, die mehreren Pixelelektroden 32 und die mehreren Pixelschaltungselemente 30, die in 2 gezeigt sind, jedoch wird die Illustration von ihnen weggelassen. Die Flüssigkristallschicht 52, die auf der Vorderseite des TFT Substrates 34 angeordnet ist, wird durch laterale elektrische Felder gesteuert, die zwischen den Pixelelektroden 32 und den gemeinsamen Elektroden 34 auftreten.
Die Verbindungsschicht 58 weist Durchsichtigkeit auf und verbindet den oberen Polarisator 56 und die Schutzschicht 60. Die Verbindungsschicht 58 kann zum Beispiel durch Aushärten eines durchsichtigen Harzes in einem flüssigen Zustand wie optisch durchsichtigem Harz (optically clear resin, OCR) gebildet werden oder durch Aushärten einer transparenten Klebefolie wie optisch durchsichtigem Kleber (optically clear adhesive OCA).
Die Schutzschicht 60 ist eine Schicht, die Durchsichtigkeit aufweist, und schützt das Anzeigegerät 22, und die Schutzschicht besteht zum Beispiel aus einem Glassubstrat oder einem Plastiksubstrat. Die Schutzschicht 60 wird zum Beispiel auch Abdeckungslinse genannt.
Die Beschreibung kehrt nun zu 1 zurück. Das Steuerungsgerät 24 kann zum Beispiel als ein IC ausgestaltet sein und steuert das Anzeigegerät 22 basierend auf den Steuerungsdaten CD und den Bilddaten DD von dem Hauptcomputer 10. Das Steuerungsgerät 24 umfasst eine Steuerungsschaltung 70, eine erste Ansteuerungsschaltung 72, eine zweite Ansteuerungsschaltung 74 und eine Berührungserkennungsschaltung 76.
Die Steuerungsschaltung 70 kann zum Beispiel als ein Mikrocomputer ausgestaltet sein und steuert den Signalerzeugungszeitablauf der ersten Ansteuerungsschaltung 72 und der zweiten Ansteuerungsschaltung 74, den Berührungserkennungszeitablauf der Berührungserkennungsschaltung 76 und Ähnliches.
Die Steuerungsschaltung 70 steuert die erste Ansteuerungsschaltung 72, die zweite Ansteuerungsschaltung 74 und die Berührungserkennungsschaltung 76 so, dass während eines Einheitseinzelbildzeitraums (einem Einzelbildzeitraum) ein Einzelbild eines Anzeigebildes auf dem Anzeigegerät 22 gerendert wird und Berührungserkennung für eine Bildfläche wenigstens einmal durchgeführt wird. Berührungserkennung für eine Bildfläche kann Berührungsscan von einer Bildfläche genannt werden. Der Einheitseinzelbildzeitraum kann auch vertikaler Synchronisationszeitraum genannt werden. Der Einheitseinzelbildzeitraum wird später beschrieben.
Die erste Ansteuerungsschaltung 72 erzeugt unter der Steuerung der Steuerungsschaltung 70 ein Referenztaktsignal. Die erste Ansteuerungsschaltung 72 steuert unter der Steuerung der Steuerungsschaltung 70 ein Source-Signal SS in Synchronisation mit dem erzeugten Referenztaktsignal basierend auf den Bilddaten DD von dem Hauptcomputer 10. Die erste Ansteuerungsschaltung 72 erzeugt unter der Steuerung der Steuerungsschaltung 70 ein Gate-Signal GS in Synchronisation mit dem erzeugten Referenztaktsignal.
Die erste Ansteuerungsschaltung 72 liefert das Source-Signal SS seriell zu mehreren Source-Leitungen in dem Anzeigegerät 22, und liefert auch das Gates-Signal GS seriell zu den mehreren Gate-Leitungen in dem Anzeigegerät 22.
Die erste Ansteuerungsschaltung 72 liefert das Referenztaktsignal zu der zweiten Ansteuerungsschaltung 74. Die zweite Ansteuerungsschaltung 74 erzeugt eine Referenzspannung VCOM, welche eine vordefinierte feste Spannung ist, und ein Berührungsansteuerungssignal TX in Synchronisation mit dem Referenztaktsignal unter der Steuerung der Steuerungsschaltung 70. Durch die Signalleitungen 36, die in 3 gezeigt sind, liefert die zweite Ansteuerungsschaltung 74 die Referenzspannung VCOM oder das Berührungsansteuerungssignal TX zu den mehreren gemeinsamen Elektroden 34 in dem gesamten Anzeigegerät 22. Das Berührungsansteuerungssignal TX wird später beschrieben.
Die Berührungserkennungsschaltung 76 erkennt eine Berührung durch ein Objekt auf dem Anzeigegerät 22. Unter der Steuerung der Steuerungsschaltung 70 führt die Berührungserkennungsschaltung 76 eine Erkennung einer Berührung durch ein Objekt an einer Position durch, die einer gemeinsamen Elektrode 34 entspricht, basierend auf einem Berührungserkennungssignal Rx, das von der gemeinsamen Elektrode 34 empfangen wird, wenn das Berührungsansteuerungssignal TX an jede gemeinsame Elektrode 34 geliefert wird.
Die Berührungserkennungsschaltung 76 integriert über einen vordefinierten Zeitraum von der ansteigenden Flanke jedes Pulses des Berührungsansteuerungssignals TX das Berührungsansteuerungssignal RX, das von jeder gemeinsamen Elektrode 34 empfangen wird, und leitet einen Differenzwert zwischen dem integrierten Wert und einem Referenzwert ab. Alternativ oder zusätzlich kann die Berührungserkennungsschaltung 76 über einen vordefinierten Zeitraum von der ansteigenden Flanke jedes Pulses des Berührungsansteuerungssignals TX das Berührungsansteuerungssignal RX, das von jeder gemeinsamen Elektrode 34 empfangen wird, integrieren und leitet einen Differenzwert zwischen dem integrierten Wert und einem Referenzwert ab. Für das Berührungserkennungssignal RX, das von einer gemeinsamen Elektrode 34 während eines Berührungserkennungszeitraums empfangen, ist die Anzahl der erhaltenen Differenzwerte proportional zu der Anzahl von Pulsen des Berührungsansteuerungssignals TX innerhalb eines Berührungserkennungszeitraums. Jeder der Differenzwerte repräsentiert einen Differenzwert zwischen der Kapazität der gemeinsamen Elektrode 34 und einer Referenzkapazität. Die Berührungserkennungsschaltung 76 berechnet einen Erkennungswert, der von einem Mittelwert der Differenzwerte abgeleitet wird, für jede gemeinsame Elektrode 34. Wenn die Kapazitätsabweichung in einer gemeinsamen Elektrode 34 wegen einer Berührung durch ein Objekt größer wird, wird der Erkennungswert größer. Wenn keine Berührung erfolgt und die Kapazitätsabweichung in einer gemeinsamen Elektrode 34 null ist, ist der Erkennungswert auch null.
Die Berührungserkennungsschaltung 76 vergleicht den Erkennungswert basierend auf dem Berührungserkennungssignal RX, das von jeder gemeinsamen Elektrode 34 empfangen wird, mit einem vordefinierten Berührungserkennungsschwellwert. Wenn der Erkennungswert größer oder gleich der Berührungserkennungsschwellwert ist, entscheidet die Berührungserkennungsschaltung 76, dass eine Berührung an der Position der gemeinsamen Elektrode 34 gewesen ist. Dies entspricht einer Erkennung einer Berührung. Basierend auf der Position der gemeinsamen Elektrode 34, für die entschieden wird, dass eine Berührung erfolgt ist, erkennt die Berührungserkennungsschaltung 76 eine Berührungsposition innerhalb der Bildfläche. Die Berührungserkennungsschaltung 76 gibt eine Berührungspositionsinformation oder Berührungsposition, die dadurch erkennt wird, an die Steuerungsschaltung 70 aus. Die Berührungserkennungsschaltung 76 kann die Summe der mehreren Erkennungswerte von einigen der mehreren gemeinsamen Elektroden 34 in dem Anzeigegerät 22 ableiten. In diesem Fall kann die Berührungserkennungsschaltung 76 entscheiden, dass eine Berührung an der Position der mehreren gemeinsamen Elektroden 34 erfolgt ist entsprechend der Summe der Erkennungswerte, wenn die Summe der Erkennungswerte größer oder gleich dem Berührungserkennungsschwellwert ist, und kann eine Berührungsposition innerhalb der Bildfläche basierend auf der Position erkennen, für die entschieden wird, dass eine Berührung erfolgt ist.
Basierend auf der Berührungspositionsinformation von der Berührungserkennungsschaltung 76 leitet die Steuerungsschaltung 70 Koordinatendaten TD der Berührungsposition ab und gibt einen Berührungsbericht, der die abgeleiteten Koordinatendaten TD umfasst, an das Steuerungsgerät 12 in dem Hauptcomputer 10 aus, wenn die Berührungserkennung für eine Bildfläche vollständig ist. Das Steuerungsgerät 12 führt verschiedene Prozesse basierend auf den Koordinatendaten TD aus.
Die Steuerungsschaltung 70 führt eine Frequenzsprungsteuerung entsprechend der Anzahl von exogenem Rauschen mit der Frequenz des Berührungsansteuerungssignals TX durch. Wenn ein Rauschen mit der Frequenz des Berührungsansteuerungssignals TX erkennt wird, ändert die Steuerungsschaltung 70 die Frequenz des Berührungsansteuerungssignals TX. Das kann eine Reduktion in der Berührungserkennungspräzision oder -empfindlichkeit wegen exogenem Rauschen unterdrücken.
Die Steuerungsschaltung 70 leitet den Referenzwert, der zur Bestimmung einer Berührung, die oben beschrieben worden ist, zu einem vordefinierten Zeitpunkt ab. Der vordefinierte Zeitpunkt kann umfassen, wenn das Anzeigesystem 1 startet, wenn eine vordefinierte Zeit seit der vorherigen Ableitung vergangen ist, bevor die Frequenz des Berührungsansteuerungssignals TX durch Frequenzspringen verändert worden ist, usw.
Um den Referenzwert abzuleiten, beantragt die Steuerungsschaltung 70 einen integrierten Wert von der Berührungserkennungsschaltung 76. In Antwort auf die Anfrage für ein integrierten Wert integriert die Berührungserkennungsschaltung 76 das Berührungserkennungssignal RX, das von jeder gemeinsamen Elektrode 34 empfangen wird zu jedem Zeitpunkt, wenn ein Puls des Berührungsansteuerungssignals TX auftritt, und gibt den integrierten Wert in Bezug auf jede gemeinsame Elektrode 34 an die Steuerungsschaltung 70 aus.
Die Steuerungsschaltung 70 leitet einen Referenzwert in Bezug auf die Referenzkapazität von jeder gemeinsamen Elektrode 34 basierend auf den mehreren integrierten Werten ab, die von der Berührungserkennungsschaltung 76 ausgegeben werden. Zur Ableitung des Referenzwertes kann eine öffentlich bekannte Technologie verwendet werden. Zum Beispiel definiert die Steuerungsschaltung 70 für jede gemeinsame Elektrode 34 einen statistischen Wert von mehreren integrierten Werten über eine vordefinierte Anzahl von sukzessiven Einheitseinzelbildzeiträumen als den Referenzwert.
Die Konfiguration des Steuerungsgeräts 12 und der Steuerungsschaltung 70 kann durch ein Zusammenspiel zwischen Hardwaremitteln und Softwaremitteln oder nur Hardwaremitteln umgesetzt werden. Als die Hardwaremittel können analoge Geräte, Mikrocomputer, DSPs, ROMs, RAMs, FPGAs oder andere LSIs verwendet werden. Als die Softwaremittel können Programme wie Firmware verwendet werden.
Im Folgenden wird die Steuerung des Anzeigegeräts 22, die durch die Steuerungsschaltung 70 durchgeführt wird, und ein Betreiben des Anzeigegeräts 22 im Einzelnen beschrieben. Das Anzeigegerät 22 umfasst mehrere Anzeigebereiche, die durch Teilen der mehreren gemeinsamen Elektroden 34 innerhalb der Bildfläche in mehrere Gruppen erstellt werden und in mehrere Berührungserkennungsbereiche, die dich Teilen der mehreren gemeinsamen Elektroden 34 innerhalb der Bildfläche in mehrere Gruppen erstellt werden. Die Berührungserkennungsschaltung 76 empfängt das Berührungserkennungssignal RX für jeden Berührungserkennungsbereich. Die Steuerungsschaltung 70 wiederholt wechselweise Teilberührungserkennung in einem der mehreren Berührungserkennungsbereiche innerhalb der Bildfläche und Teilbildanzeige in einem der mehreren Anzeigebereiche innerhalb der Bildfläche, um die Berührungserkennung und die Bildanzeige in Hinsicht einer Zeiteinteilung zu steuern.
5 zeigt einen beispielhaften Zeitablauf einer Steuerung, die durch die Steuerungsschaltung 70 von 1 durchgeführt wird. 5 zeigt ein Beispiel, in dem ein Bild angezeigt und eine Berührungserkennung für eine Bildfläche zweimal in einem Einheitseinzelbildzeitraum (einem Einzelbildzeitraum) durchgeführt wird. In dieser Ausführungsform ist das Anzeigegerät 22 ausgestaltet, die Anzeigebilder als mit 60 Hz angesteuert anzunehmen. Dadurch wird der Einheitseinzelbildzeitraum auf etwa 16.7 (=1/60) ms gesetzt. Die Berührungsberichtsrate ist 120 Hz.
In dem Beispiel, das in 5 gezeigt wird, bildet die Steuerungsschaltung 70 acht Anzeigebereiche und bildet vier Berührungserkennungsberieche innerhalb der Bildfläche. Die acht Anzeigebereiche werden durch Schneiden der Bildfläche in der horizontalen Richtung an sieben Positionen gebildet, um als Folge acht gleiche Teilen zu haben, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind. Der oberste Anzeigebereich wird als der erste Anzeigebereich, der zweite Anzeigebereich von oben als der zweite Anzeigebereich, ..., und der untere Anzeigebereich als der achte Anzeigebereich bezeichnet. Die vier Berührungserkennungsbereiche werden durch Teilen der Bildfläche in der vertikalen Richtung an drei Positionen gebildet, um als Folge vier gleiche Teile zu haben, die in der horizontalen Richtung angeordnet sind. Hiernach wird der ganz linke Berührungserkennungsbereich als erster Berührungserkennungsbereich, der zweite Berührungserkennungsbereich von links als der zweite Berührungserkennungsbereich und der dritte Berührungserkennungsbereich von links als der dritte Berührungserkennungsbereich, und der ganz rechte Berührungserkennungsbereich als der vierte Berührungserkennungsbereich bezeichnet. Die Anzahl der Anzeigebereiche ist nicht auf „acht“ beschränkt, und die Anzahl der Berührungserkennungsbereiche ist auch nicht auf „vier“ beschränkt.
In einem Einheitseinzelbildzeitraum steuert die Steuerungsschaltung 70 die Bildanzeige im ersten Anzeigebereich, die Berührungserkennung im ersten Berührungserkennungsbereich, die Bildanzeige im zweiten Anzeigebereich, die Berührungserkennung im zweiten Berührungserkennungsbereich, die Bildanzeige im dritten Anzeigebereich, die Berührungserkennung im dritten Berührungserkennungsbereich, die Bildanzeige im vierten Anzeigebereich, die Berührungsdetektion im vierten Berührungserkennungsbereich, die Bildanzeige im fünften Anzeigebereich, die Berührungserkennung im ersten Berührungserkennungsbereich, die Bildanzeige im sechster Anzeigebereich, die Berührungserkennung im zweiten Berührungserkennungsbereich, die Bildanzeige im siebten Anzeigebereich, die Berührungserkennung im dritten Berührungserkennungsbereich, die Bildanzeige im achten Anzeigebereich und die Berührungserkennung im vierten Berührungserkennungsbereich in der angegebenen Reihenfolge. Gemäß dieser Steuerung führt die Steuerungsschaltung 70 die erste Berührungserkennung für ein Einzelbild durch, während ein Bild in der oberen Hälfte des Bildschirms angezeigt wird, und führt die zweite Berührungserkennung für ein Einzelbild durch, während ein Bild in der unteren Hälfte des Bildschirms angezeigt wird.
Die 6A - 6J zeigen ein konkretes Beispiel, in dem Bildanzeige und Berührungserkennung gemäß dem Steuerungszeitablauf, der in 5 gezeigt ist, durchgeführt werden. 6A zeigt die Bildanzeige im ersten Anzeigebereich, 6B zeigt die erste Berührungserkennung im ersten Berührungserkennungsbereich R1, 6C zeigt die Bildanzeige im zweiten Anzeigebereich, 6D zeigt die erste Berührungserkennung im zweiten Berührungserkennungsbereich R2, 6E zeigt die Bildanzeige im vierten Anzeigebereich, 6F zeigt die erste Berührungserkennung im vierten Berührungserkennungsbereich R4, 6G zeigt die Bildanzeige im fünften Anzeigebereich, 6H zeigt die zweite Berührungserkennung im ersten Berührungserkennungsbereich R1, 6I zeigt die Bildanzeige im achten Anzeigebereich und 6J zeigt die zweite Berührungserkennung im vierten Berührungserkennungsbereich R4. Durch achtmaliges Anzeigen von Teilbildern wird das gesamte Bild von „A“ angezeigt.
Somit umfasst ein Einheit-Einzelbildzeitraum acht Anzeigezeiträume und acht Berührungserkennungszeiträume. Der Anzeigezeitraum und der Berührungserkennungszeitraum sind abwechselnd angeordnet. Die Anzahl der Anzeigezeiträume und die Anzahl der Berührungserkennungszeiträume in einem Einheit-Einzelbildzeitraum sind nicht auf „acht“ beschränkt.
Während eines Anzeigezeitraums liefert die erste Ansteuerungsschaltung 72 das Source-Signal SS an die mehreren Source-Leitungen und liefert auch das Gate-Signal GS an die Gate-Leitung des Anzeigebereichs, in dem das Bild angezeigt wird, und die zweite Ansteuerungsschaltung 74 liefert die Referenzspannung VCOM zu den mehreren gemeinsamen Elektroden 34. Die zweite Ansteuerungsschaltung 74 stoppt die Lieferung des Berührungsansteuerungssignals TX während der Anzeigezeiträume.
Während jedes Berührungserkennungszeitraums liefert die zweite Ansteuerungsschaltung 74 das Berührungsansteuerungssignal TX an die mehreren gemeinsamen Elektroden 34 in den vier Berührungserkennungsbereichen. Die zweite Ansteuerungsschaltung 74 stoppt die Lieferung der Referenzspannung VCOM während der Berührungserkennungszeiträume.
Während jedes Berührungserkennungszeitraums führt die Berührungserkennungsschaltung 76 basierend auf den Berührungserkennungssignalen RX, die von den mehreren gemeinsamen Elektroden 34 in dem Berührungserkennungsbereich gemäß der Erkennung empfangen werden, eine Erkennung einer Berührung durch ein Objekt in dem Berührungserkennungsbereich gemäß der Erkennung durch. Die Berührungserkennungsschaltung 76 ändert den Berührungserkennungsbereich gemäß der Erkennung der Reihe nach für jede Berührungserkennungsperiode und erkennt eine Berührung in einem anderen Berührungserkennungsbereich bei jeder Berührungserkennungsperiode.
Das Berührungsansteuerungssignal TX umfasst eine Grundwelle und eine Harmonische mit einer Frequenz, die sich von einer bestimmten Frequenz unterscheidet und umfasst keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz. Die bestimmte Frequenz ist eine Frequenz, für die Harmonische unterdrückt werden sollen, und ist die Frequenz des drahtlosen Signals, das von dem Empfänger 14 empfangen wird. Insbesondere umfasst das Berührungsansteuerungssignal TX keine Harmonischen in einem vordefinierten Frequenzbereich, der die bestimmte Frequenz umfasst. Der vordefinierte Frequenzbereich ist der Frequenzbereich des von dem Empfänger 14 empfangenen drahtlosen Signals.
Dass „das Berührungsansteuerungssignal TX keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz umfasst“ bedeutet, dass das Berührungsansteuerungssignal TX eine kleine harmonische Komponente mit der bestimmten Frequenz in einem Ausmaß umfassen kann, das die Empfangsleistung des Empfängers 14 nicht beeinflusst. Der Wert der kleinen harmonischen Komponente mit der bestimmten Frequenz kann durch ein Experiment oder dergleichen bestimmt werden.
Die zweite Ansteuerungsschaltung 74 erzeugt das Berührungsansteuerungssignal TX durch Überlagern der Grundwelle mit einer oder mehrerer Harmonischer ungerader Ordnung mit Frequenzen, die niedriger als der vorbestimmte Frequenzbereich sind.
Die Ordnung der Harmonischen, die überlagert werden können, wird mit (2n-1) bezeichnet, wobei n eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 bezeichnet. Bezeichnet man die Grundfrequenz der Grundwelle mit Ft [kHz] und die niedrigste Frequenz im vordefinierten Frequenzbereich mit Fr [kHz], gilt Ft(2n-1) < Fr. Dadurch gilt 2n-1 < Fr/Ft.
Im Folgenden wird angenommen, dass der vordefinierte Frequenzbereich der Empfangsfrequenzbereich von AM-Radio ist und 500 k-1700 kHz beträgt. Mit anderen Worten ist Fr gleich 500 kHz. Als Beispiel wird ferner angenommen, dass Ft 50 kHz beträgt. In diesem Beispiel ist das Maximum (2n-1), das den obigen Ausdruck erfüllt, 9.
7A zeigt die Wellenform des Berührungsansteuerungssignals TX des Anzeigesystems von 1, und 7B zeigt Frequenzkomponenten des Berührungsansteuerungssignals TX von 7A. Das Berührungsansteuerungssignal TX ist, wie dargestellt, ein Signal, in dem die Grundwelle, die Harmonische dritter Ordnung, die Harmonische fünfter Ordnung, die Harmonische siebter Ordnung und die Harmonische neunter Ordnung einander überlagert sind. Mit anderen Worten umfasst das Berührungsansteuerungssignal TX Harmonische ungerader Ordnung bis zu der Harmonischen neunter Ordnung, und umfasst keine Harmonischen mit Frequenzen, die höher sind als die der Harmonischen neunter Ordnung. Dementsprechend kann eine Abstrahlung elektromagnetischer Wellen in einem Empfangsfrequenzbereich 200 unterdrückt werden. Das Berührungsansteuerungssignal TX kann als nicht sinusförmige Welle bezeichnet werden, die eine oder mehrere Harmonische ungerader Ordnung umfasst und von der bestimmte Harmonische entfernt sind.
Die Ausführungsform ist hinsichtlich des konkreten Überlagerungsverfahrens nicht einschränkend. Zum Beispiel erzeugt die zweite Ansteuerungsschaltung 74 ein sinusförmiges analoges Signal mit der Grundfrequenz und sinusförmige analoge Signale mit Frequenzen, die das Dreifache, Fünffache, Siebenfache und Neunfache der Grundfrequenz aufweisen, addiert diese Analogsignale in einer Addierschaltung (nicht gezeigt) und definiert das analoge Signal von der Addition als das Berührungsansteuerungssignal TX.
Alternativ kann die zweite Ansteuerungsschaltung 74 durch digitale Signalverarbeitung digitale numerische Daten, die eine zusammengesetzte Wellenform darstellen, basierend auf den numerischen Daten für die mehreren sinusförmigen Wellen oben, erzeugen, die erzeugten Daten einer digitalen/analogen (D/A) Umwandlung unterziehen und das analoge Signal von der Umwandlung als das Berührungsansteuerungssignal TX definieren.
Nun wird eine Beschreibung des Gesamtbetriebs des Anzeigesystems 1 mit der obigen Konfiguration gegeben. 8 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess zeigt, der von dem Anzeigesystem 1 von 1 durchgeführt wird, um das Berührungsansteuerungssignal TX zu erzeugen. Die zweite Ansteuerungsschaltung 74 erzeugt das Berührungsansteuerungssignal TX durch Überlagern der Grundwelle und der Harmonischen ungerader Ordnung mit Frequenzen, die niedriger als der vordefinierte Frequenzbereich sind (S10). Die Steuerungsschaltung 70 erzeugt den Referenzwert entsprechend dem erzeugten Berührungsansteuerungssignal TX (S12).
Es erfolgt nun eine Beschreibung einer In-Cell Berührungsanzeige gemäß einem Vergleichsbeispiel. Bei dem Vergleichsbeispiel ist das Berührungsansteuerungssignal eine Rechteckwelle oder eine Sinuswelle. Die Frequenz des Berührungsansteuerungssignals beträgt 50 kHz.
9A zeigt eine Wellenform des rechteckigen Berührungsansteuerungssignals gemäß dem Vergleichsbeispiel, und 9B zeigt Frequenzkomponenten des Berührungsansteuerungssignals von 9A. Das rechteckige Berührungsansteuerungssignal umfasst eine Grundwelle und mehrere Harmonische ungerader Ordnung. Die Komponenten der Harmonischen 11. Ordnung bis 33. Ordnung sind in dem Empfangsfrequenzbereich 200 von 500 kHz-1700 kHz umfasst. Daher kann die Abstrahlung von Rauschen einschließlich dieser harmonischen Komponenten den Radioempfang beeinträchtigen.
Andererseits umfasst das Berührungsansteuerungssignal TX in dieser Ausführungsform keine Harmonischen in dem Empfangsfrequenzbereich 200, so dass eine Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen in dem Empfangsfrequenzbereich 200 unterdrückt werden kann.
10A zeigt eine Wellenform des sinusförmigen Berührungsansteuerungssignals gemäß dem Vergleichsbeispiel, und 10B zeigt Frequenzkomponenten des Berührungsansteuerungssignals von 10A. Das sinusförmige Berührungsansteuerungssignal weist eine Grundwelle auf und umfasst keine Harmonischen. Daher kann eine Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen in dem Empfangsfrequenzbereich 200, die durch das Berührungsansteuerungssignal TX verursacht wird, unterdrückt werden.
Im Vergleich mit der Rechteckwelle von 9A steigt andererseits die Sinuswelle langsam an, so dass die Menge an elektrischer Ladung, die in der Parasitärkapazität der gemeinsamen Elektrode 34 in einem vordefinierten Zeitraum gespeichert werden kann, wenn die Sinuswelle ansteigt, kleiner ist. Dies führt zu einem kleineren integrierten Wert des Berührungserkennungssignals RX, einer kleineren Differenz zwischen dem integrierten Wert bei Vorhandensein einer Berührung und dem integrierten Wert bei Abwesenheit einer Berührung, und einer geringeren Berührungserkennungsempfindlichkeit.
11 zeigt die elektrische Ladungsmenge, die in der Parasitärkapazität der gemeinsamen Elektrode 34 durch das Berührungsansteuerungssignal TX gemäß der ersten Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel gespeichert werden kann. 11 zeigt den Prozentsatz der elektrischen Ladungsmenge, die durch die Sinuswelle und verschiedene zusammengesetzte Wellen gespeichert wird in Bezug auf die elektrische Ladungsmenge, die durch die Rechteckwelle gespeichert wird, die als 100 % definiert ist. Die zusammengesetzten Wellen umfassen eine zusammengesetzte Welle aus der Grundwelle und der Harmonischen dritter Ordnung, eine zusammengesetzte Welle aus der Grundwelle und der Harmonischen dritter und fünfter Ordnung, eine zusammengesetzte Welle aus der Grundwelle und der Harmonischen dritten, fünften, und siebter Ordnung und eine zusammengesetzte Welle aus der Grundwelle und der Harmonischen dritter, fünfter, siebter und neunter Ordnung.
Wenn die Frequenz des Berührungsansteuerungssignals TX zum Beispiel 50 kHz beträgt, wird die elektrische Ladungsmenge, die durch die Sinuswelle gespeichert wird, auf 57,2 % in Bezug auf die elektrische Ladungsmenge, die durch die Rechteckwelle gespeicherte wird, verringert, aber der Prozentsatz in der zusammengesetzten Welle aus der Grundwelle und der Harmonischen dritter Ordnung wird auf 82,6 % verbessert. Der Prozentsatz erhöht sich auf 89,8 %, wenn Harmonische bis zur Harmonischen neunter Ordnung überlagert werden.
Mit anderen Worten umfasst das Berührungsansteuerungssignal TX dieser Ausführungsform Harmonische ungerader Ordnung mit Frequenzen, die sich von der bestimmten Frequenz unterscheiden, und steigt daher steiler an als das sinusförmige Berührungsansteuerungssignal. Als Ergebnis kann die elektrische Ladungsmenge zum Laden der Parasitärkapazität der gemeinsamen Elektrode 34 in einem vordefinierten Zeitraum erhöht werden.
Die Überlagerung einer oder mehrerer Harmonischer ungerader Ordnung bis zu der neunten Ordnung auf die Grundwelle bietet den Vorteil, dass die Menge an gespeicherter elektrischer Ladung verbessert wird. Je größer die Anzahl der überlagerten Harmonischen ungerader Ordnung ist, desto größer ist die gespeicherte elektrische Ladungsmenge und desto höher ist die Berührungserkennungsempfindlichkeit.
Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, die Strahlung elektromagnetischer Wellen mit der bestimmten Frequenz auf einem Niveau zu halten, das dem der Sinuswelle entspricht, und gleichzeitig die Berührungserfassungsempfindlichkeit im Vergleich zu dem Fall einer sinusförmigen Welle zu erhöhen. Mit anderen Worten erfüllt die Ausführungsform gleichzeitig die Ziele eines Reduzierens von Strahlungsrauschen und eines Verbesserns der Berührungserkennungsempfindlichkeit.
(Zweite Ausführungsform)
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die bestimmte Frequenz erfasst wird und Harmonische ungerader Ordnung mit Frequenzen überlagert werden, die niedriger als die bestimmte Frequenz sind, die so erfasst werden. Im Folgenden werden hauptsächlich die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
12 ist ein Blockdiagramm des Hauptcomputers 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Steuerungsvorrichtung 12 des Hauptcomputers 10 umfasst eine Steuerungseinheit 90 und eine Erfassungseinheit 92. Die Steuerungseinheit 90 steuert den Empfänger 14 und gibt die Frequenz des drahtlosen Signals, das durch den Empfänger 14 empfangenen wird, an die Erfassungseinheit 92 aus. Die Steuerungseinheit 90 startet die Funkempfangsfunktion des Empfängers 14 als Reaktion auf eine Benutzeroperation, steuert die Empfangsfrequenz des Empfängers 14 auf die von dem Benutzer ausgewählte Frequenz und gibt die Empfangsfrequenz aus. Wenn der Empfänger 14 nicht in Betrieb ist, gibt die Steuerungseinheit 90 die Empfangsfrequenz nicht an die Erfassungseinheit 92 aus. Die Erfassungseinheit 92 erfasst die Empfangsfrequenz, die von der Steuereinheit 90 ausgegeben wird, als bestimmte Frequenz und liefert die bestimmte Frequenz, die so erfasst wird, zu der Steuerungsschaltung 70.
Die Steuerungsschaltung 70 erfasst die bestimmte Frequenz, die von der Erfassungseinheit 92 geliefert wird, berechnet die maximale Ordnung (2n-1) der Harmonischen ungerader Ordnung, die basierend auf der bestimmten Frequenz und der Frequenz des Berührungsansteuerungssignals TX überlagert werden, und liefert die maximale Ordnung, die so berechnet wird, an die zweite Ansteuerungsschaltung 74. Wenn die Erfassungseinheit 92 die bestimmte Frequenz erfasst, erzeugt die zweite Ansteuerungsschaltung 74 das Berührungsansteuerungssignal TX durch Überlagern der Grundwelle und einer oder mehrerer Harmonischer ungerader Ordnung mit Frequenzen niedriger als die bestimmte Frequenz in Übereinstimmung mit der maximalen gelieferten Ordnung. Dies kann Strahlung mit der bestimmten Frequenz unterdrücken.
Je höher die bestimmte Frequenz ist, desto größer ist die Anzahl von Harmonischen ungerader Ordnung, die von der zweiten Ansteuerungsschaltung 74 überlagert werden. Wenn die bestimmte Frequenz zum Beispiel 500 kHz beträgt, überlagert die zweite Ansteuerungsschaltung 74 die Grundwelle mit vier Harmonischen ungerader Ordnung bis zur neunten Ordnung. Wenn die bestimmte Frequenz 1700 kHz beträgt, überlagert die zweite Ansteuerungsschaltung 74 die Grundwelle und 16 Harmonische ungerader Ordnung bis zur 33. Ordnung. Dies stellt sicher, dass, je höher die bestimmte Frequenz ist, desto größer ist die elektrische Ladungsmenge zum Laden der Parasitärkapazität der gemeinsamen Elektrode 34 und desto höher ist die Berührungserfassungsempfindlichkeit im Vergleich mit der ersten Ausführungsform.
Wenn die Erfassungseinheit 92 die bestimmte Frequenz nicht erfasst, erzeugt die zweite Ansteuerungsschaltung 74 das Berührungsansteuerungssignal TX durch Überlagern der Grundwelle und einer vordefinierten Anzahl von Harmonischen ungerader Ordnung. Die vordefinierte Anzahl wird gemäß der Fähigkeit der zweiten Ansteuerungsschaltung 74 zum Erzeugen des Signals definiert. Da es nicht notwendig ist, die maximale Ordnung der überlagerten Harmonischen ungerader Ordnung zu berechnen, kann der Prozess, der durchgeführt wird, wenn die bestimmte Frequenz nicht erfasst wird, vereinfacht werden. Wenn die bestimmte Frequenz nicht erfasst wird, ist der Empfänger 14 nicht in Betrieb, so dass das Berührungsansteuerungssignal TX eine größere Anzahl von Harmonischen umfassen kann als während des Betriebs des Empfängers 14.
Die vordefinierte Anzahl kann größer sein als die maximale Anzahl von Harmonischen ungerader Ordnung, die überlagert werden, wenn die bestimmte Frequenz von der Erfassungseinheit 92 erfasst wird. Dies kann die Menge an elektrischer Ladung zum Laden der Parasitärkapazität der gemeinsamen Elektrode 34 erhöhen und die Berührungserkennungsempfindlichkeit verbessern als in dem Fall, in dem die bestimmte Frequenz erfasst wird.
Wenn die zweite Ansteuerungsschaltung 74 das Berührungsansteuerungssignal TX ändert, leitet die Steuerungsschaltung 70 den Referenzwert ab, der bei einer Bestimmung verwendet wird, um herauszufinden, ob es eine Berührung gegeben hat oder nicht. Dies macht es möglich, den Referenzwert zu erhalten, der durch die elektrische Ladungsmenge bestimmt ist, um die Parasitärkapazität der gemeinsamen Elektrode 34 basierend auf dem geänderten Berührungsansteuerungssignal TX aufzuladen, und eine falsche Berührungserkennung aufgrund der Änderung des Berührungsansteuerungssignals TX zu unterdrücken.
13 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess zeigt, der durch das Anzeigesystem 1 gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, um das Berührungsansteuerungssignal TX zu erzeugen. Wenn die bestimmte Frequenz erfasst wird (J in S20), berechnet die Steuerungsschaltung 70 das Maximum (2n-1), das Ft(2n-1) < Fr erfüllt (S22), und die zweite Ansteuerungsschaltung 74 überlagert die Grundwelle und die Harmonischen bis zu der (2n-1)-ten Ordnung miteinander und gibt das resultierende Berührungsansteuerungssignal TX aus (S24). Die Steuerungsschaltung 70 erzeugt den Referenzwert entsprechend dem so erzeugten Berührungsansteuerungssignal TX (S26). Wenn die bestimmte Frequenz in S20 nicht erfasst wird (N in S20), überlagert die zweite Ansteuerungsschaltung 74 die Grundwelle und eine vorbestimmte Anzahl von Harmonischen ungerader Ordnung und gibt das resultierende Berührungsansteuerungssignal TX aus (S28). Die Steuerung wird auf S26 versetzt.
Gemäß dieser Ausführungsform kann Strahlung bei der bestimmten Frequenz unterdrückt werden, wenn die bestimmte Frequenz erfasst wird, und der Prozess, der durchgeführt wird, wenn die bestimmte Frequenz nicht erfasst wird, kann vereinfacht werden.
(Dritte Ausführungsform)
Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform dadurch, dass eine Frequenzkomponente mit der bestimmten Frequenz in einer vordefinierten Rechteckwelle gedämpft wird, um das Berührungsansteuerungssignal TX zu erzeugen. Im Folgenden werden hauptsächlich die Unterschiede zu der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Wenn die Erfassungseinheit 92 die bestimmte Frequenz erfasst, erzeugt die zweite Ansteuerungsschaltung 74 das Berührungsansteuerungssignal TX durch Dämpfen einer Frequenzkomponente mit der bestimmten Frequenz in einer Rechteckwelle mit einer Grundfrequenz. Daher umfasst das Berührungsansteuerungssignal TX keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz.
Die Ausführungsform ist hinsichtlich des Verfahrens zum Dämpfen der Frequenzkomponente mit der bestimmten Frequenz nicht beschränkend. Zum Beispiel kann die zweite Ansteuerungsschaltung 74 das Berührungsansteuerungssignal TX durch Synthetisieren der Rechteckwelle mit einer Sinuswelle erzeugen, wobei die Sinuswelle die bestimmte Frequenz und die entgegengesetzte Phase aufweist in Bezug auf die Wellenform der Frequenzkomponente mit der bestimmten Frequenz in der Rechteckwelle. Die Amplitude der Sinuswelle mit der bestimmten Frequenz und mit der entgegengesetzten Phase wird so eingestellt, dass sie zu der Größe der Frequenzkomponente mit der bestimmten Frequenz in der Rechteckwelle passt. Wenn die bestimmte Frequenz gleich der Frequenz einer der Harmonischen ungerader Ordnung ist, wird die relevante Harmonische ungerader Ordnung entfernt. Wenn die bestimmte Frequenz nicht gleich der Frequenz irgendeiner der Harmonischen ungerader Ordnung in der Rechteckwelle ist, wird das Rauschen mit der bestimmten Frequenz entfernt.
Wenn die Erfassungseinheit 92 die bestimmte Frequenz nicht erfasst, erzeugt die zweite Ansteuerungsschaltung 74 das Berührungsansteuerungssignal TX der Rechteckwelle. Mit anderen Worten wird die Rechteckwelle nicht mit einer Sinuswelle mit der entgegengesetzten Phase synthetisiert. Dies kann den Stromverbrauch reduzieren.
14 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess zeigt, der durch das Anzeigesystem 1 gemäß der dritten Ausführungsform durchgeführt wird, um das Berührungsansteuerungssignal TX zu erzeugen. Wenn die bestimmte Frequenz erfasst ist (J in S20), unterzieht die Steuerungsschaltung 70 eine vordefinierte Rechteckwelle einer Fourier-Transformation, um die Frequenzkomponente mit der bestimmten Frequenz zu erfassen (S30). Die zweite Ansteuerungsschaltung 74 erzeugt eine Sinuswelle mit der entgegengesetzten Phase basierend auf der Frequenzkomponente mit der bestimmten Frequenz (S32), die so erfasst wird, überlagert die Rechteckwelle und die Sinuswelle mit der entgegengesetzten Phase und gibt das Berührungsansteuerungssignal TX, das sich ergibt, aus (S34). Wenn die bestimmte Frequenz in S20 nicht erfasst wird (N in S20), gibt die zweite Ansteuerungsschaltung 74 das Berührungsansteuerungssignal TX der Rechteckwelle aus (S36).
In einem alternativen Verfahren zum Dämpfen der Frequenzkomponente mit der bestimmten Frequenz kann die zweite Ansteuerungsschaltung 74 zulassen, dass die Daten für eine Rechteckwelle durch einen Bandsperrfilter (nicht gezeigt) laufen, das einen digitalen Filter aufweist, und die Ausgabedaten von dem Filter einer D/A-Umwandlung unterziehen, um das Berührungsansteuerungssignal TX zu erzeugen. Dies kann die Flexibilität der Konfiguration des Anzeigesystems 1 verbessern. Anstelle des Bandsperrfilters kann ein Tiefpassfilter verwendet werden.
15 ist ein Flussdiagramm, das einen anderen Prozess zeigt, der von dem Anzeigesystem 1 gemäß der dritten Ausführungsform durchgeführt wird, um das Berührungsansteuerungssignal TX zu erzeugen. Wenn die bestimmte Frequenz erfasst wird (J in S20), stellt die zweite Ansteuerungsschaltung 74 das Sperrband des Bandsperrfilters so ein, dass es zu der bestimmten Frequenz passt (S40), lässt zu, dass die Rechteckwelle durch den Bandsperrfilter läuft, und gibt das Berührungsansteuerungssignal TX, das sich ergibt, aus (S42). Wenn die bestimmte Frequenz in S20 nicht erfasst wird (N in S20), gibt die zweite Ansteuerungsschaltung 74 das Berührungsansteuerungssignal TX der Rechteckwelle aus (S36).
Gemäß dieser Ausführungsform kann ein Berührungsansteuerungssignal TX erzeugt werden, das keine harmonische Komponente mit einer bestimmten Frequenz umfasst, wenn die bestimmte Frequenz erfasst wird. Wenn die bestimmte Frequenz nicht erfasst wird, kann der Energieverbrauch reduziert werden.
Die vorliegende Offenbarung wurde unter Bezugnahme auf Ausführungsformen beschrieben. Die Ausführungsformen sollen nur der Veranschaulichung dienen, und es ist für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen an einer Kombination von Bestandteilen oder Prozessen in den Ausführungsformen entwickelt werden könnten und dass solche Modifikationen auch in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
In der dritten Ausführungsform kann die zweite Ansteuerungsschaltung 74 zum Beispiel wie in der ersten Ausführungsform das Berührungsansteuerungssignal TX erzeugen, indem sie Frequenzkomponenten in einem vordefinierten Frequenzbereich dämpft, der die bestimmte Frequenz umfasst. In diesem Fall erzeugt die zweite Ansteuerungsschaltung 74 für jede von mehreren Harmonischen ungerader Ordnung in dem vordefinierten Frequenzbereich in der Rechteckwelle eine Sinuswelle mit der entgegengesetzten Phase in Bezug auf die Harmonische ungerader Ordnung und synthetisiert mehrere Sinuswellen mit entgegengesetzte Phasen, die so erzeugt werden, und die Rechteckwelle aufeinander, um die mehreren Harmonischen ungerader Ordnung in dem vordefinierten Frequenzbereich zu entfernen. Wenn ein Bandsperrfilter verwendet wird, stellt die zweite Ansteuerungsschaltung 74 das Sperrband des Filters so ein, dass es in dem vordefinierten Frequenzbereich liegt. Bei dieser Variation ist der Prozess zum Erfassen der bestimmten Frequenz nicht erforderlich.
Ferner ist die Steuerungsvorrichtung 24 in den Ausführungsformen in der Berührungsanzeige 20 umfasst, aber die Steuerungsvorrichtung 24 kann in dem Hauptcomputer 10 umfasst sein. In den Ausführungsformen erzeugt die erste Ansteuerungsschaltung 72 das Referenztaktsignal, aber die zweite Ansteuerungsschaltung 74 kann das Referenztaktsignal erzeugen. Die Anzahl der Berührungserkennungszeiträume, die in dem Einheitseinzelbildzeitraum umfasst sind, kann die gleiche sein wie die Anzahl der Berührungserkennungsbereiche auf der Anzeigevorrichtung 22 oder kann mehr als das Dreifache der Anzahl der Berührungserkennungsbereiche auf der Anzeigevorrichtung 22 sein. Diese Variationen ermöglichen eine größere Flexibilität bei der Konfiguration des Anzeigesystems 1.
Ein Anzeigesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst:

ein Anzeigegerät, das eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden aufweist, die gemeinsam für eine Bildanzeige und Berührungserkennung verwendet werden;
eine Ansteuerungsschaltung, die ein Berührungsansteuerungssignal an jede der Vielzahl der Elektroden liefert, und
eine Berührungserkennungsschaltung, die eine Berührung durch ein Objekt auf dem Anzeigegerät basierend auf einem Erkennungssignal erkennt, das von jeder der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden empfangen wird, wobei
das Berührungsansteuerungssignal eine Harmonische mit einer Frequenz unterschiedlich zu einer bestimmten Frequenz und keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz umfasst.

Entsprechend dieser Ausführungsform können beide Ziele eines Reduzierens des Abstrahlungsrauschens und eines Verbesserns einer Berührungserkennungsempfindlichkeit gleichzeitig erreicht werden.
In dem Anzeigesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Ansteuerungsschaltung zum Beispiel das Berührungsansteuerungssignal durch Überlagern einer Grundwelle mit einer oder mehrerer Harmonischen ungerader Ordnung mit Frequenzen geringer als ein vordefinierter Frequenzbereich, der die bestimmte Frequenz umfasst, erzeugen.
In diesem Fall kann eine Abstrahlung in einem vordefinierten Frequenzbereich unterdrückt werden.
Das Anzeigesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel weiter umfassen: eine Erfassungseinheit, die die bestimmte Frequenz erfasst, wobei
die Ansteuerungsschaltung das Berührungsansteuerungssignal durch Überlagern einer Grundwelle mit einer oder mehrerer Harmonischen ungerader Ordnung mit Frequenzen geringer als die bestimmte Frequenz erzeugen kann, wenn die Erfassungseinheit die bestimmte Frequenz erfasst.
In diesem Fall kann eine Abstrahlung mit einer bestimmten Frequenz unterdrückt werden.
In dem Anzeigesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel
die Ansteuerungsschaltung das Berührungsansteuerungssignal durch Überlagern der Grundwelle und einer vordefinierten Anzahl von Harmonischen ungerader Ordnung erzeugen, wenn die Erfassungseinheit die bestimmte Frequenz nicht erfasst.
In diesem Fall kann der Vorgang, der durchgeführt wird, wenn die bestimmte Frequenz nicht erfasst wird, vereinfacht werden.
Das Anzeigesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel weiter umfassen:

eine Erfassungseinheit, die die bestimmte Frequenz erfasst, wobei
die Ansteuerungsschaltung das Berührungsansteuerungssignal durch Abschwächen einer Frequenzkomponente mit der bestimmten Frequenz in einer Rechteckwelle mit einer fundamentalen Frequenz erzeugt, wenn die Erfassungseinheit die bestimmte Frequenz erfasst.

In diesem Fall, kann das Berührungsansteuerungssignal, das nicht die Harmonische mit der bestimmten Frequenz umfasst, erzeugt werden.
In dem Anzeigesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel
die Ansteuerungsschaltung das Berührungsansteuerungssignal der Rechteckwelle erzeugen, wenn die Erfassungseinheit die bestimmte Frequenz nicht erfasst.
In diesem Fall kann der Energieverbrauch reduziert werden.
In dem Anzeigesystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel
die Ansteuerungsschaltung das Berührungsansteuerungssignal durch Synthetisieren der Rechteckwelle mit einer sinusförmigen Welle erzeugen, wobei die sinusförmige Welle die bestimmte Frequenz hat, und die sinusförmige Welle eine entgegengesetzte Phase in Bezug auf eine Wellenform der Frequenzkomponente mit der bestimmten Frequenz in der Rechteckwelle hat, wenn die Erfassungseinheit die bestimmte Frequenz erfasst.
In diesem Fall kann die Harmonische mit der bestimmten Frequenz abgeschwächt werden.
Das Anzeigesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel weiter eine Steuerungsschaltung umfassen, die einen Referenzwert in Bezug auf eine Referenzkapazität von jeder der gemeinsamen Elektroden basierend auf dem Erkennungssignal ableitet, das von jeder der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden empfangen wird, wobei
die Berührungserkennungsschaltung eine Berührung basierend auf dem Erkennungssignal und dem Referenzwert erkennen kann.
In diesem Fall kann der Referenzwert basierend auf dem Berührungsansteuerungssignal erhalten werden, so dass fehlerhafte Berührungserkennung unterdrückt werden kann
Das Steuerungsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Steuerungsgerät, das angepasst ist, ein Anzeigegerät zu steuern, das eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden umfasst, die gemeinsam für eine Bildanzeige und Berührungserkennung verwendet werden, wobei das Steuerungsgerät umfasst:

eine Ansteuerungsschaltung, die ein Berührungsansteuerungssignal an jede der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden liefert; und
eine Berührungserkennungsschaltung, die eine Berührung durch ein Objekt auf dem Anzeigegerät basierend auf einem Erkennungssignal erkennt, das von jeder der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden empfangen wird, wobei
das Berührungsansteuerungssignal eine Harmonische mit einer Frequenz unterschiedlich zu einer bestimmten Frequenz und keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz umfasst.

Entsprechend dieser Ausführungsform können beide Ziele eines Reduzierens des Abstrahlungsrauschens und eines Verbesserns einer Berührungserkennungsempfindlichkeit gleichzeitig erreicht werden.
Das Steuerungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Steuerungsverfahren, das angepasst ist, ein Anzeigegerät zu steuern, das eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden umfasst, die gemeinsam für eine Bildanzeige und Berührungserkennung verwendet werden, wobei das Steuerungsverfahren umfasst:

Liefern eines Berührungsansteuerungssignals an jede der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden; und
Erkennen einer Berührung durch ein Objekt auf dem Anzeigegerät basierend auf einem Erkennungssignal, das von jeder der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden empfangen wird, wobei
das Berührungsansteuerungssignal eine Harmonische mit einer Frequenz unterschiedlich zu einer bestimmten Frequenz und keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz umfasst.

Entsprechend dieser Ausführungsform können beide Ziele eines Reduzierens des Abstrahlungsrauschens und eines Verbesserns einer Berührungserkennungsempfindlichkeit gleichzeitig erreicht werden.
[INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT]
Die vorliegende Offenbarung kann in einem Anzeigesystem, das mit einer Berührungserkennungsfunktion versehen ist, in einem Steuerungsgerät und in einem Steuerungsverfahren verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Anzeigesystem,
12: Steuerungsgerät,
22: Anzeigegerät,
24: Steuerungsgerät,
34: gemeinsame Elektrode,
70: Steuerungsschaltung,
72: erste Ansteuerungsschaltung,
74: zweite Ansteuerungsschaltung,
76: Berührungserkennungsschaltung,
92: Erfassungseinheit

Claims

Anzeigesystem, das aufweist: ein Anzeigegerät, das eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden aufweist, die gemeinsam für eine Bildanzeige und Berührungserkennung verwendet werden; eine Ansteuerungsschaltung, die ein Berührungsansteuerungssignal an jede der Vielzahl der Elektroden liefert, und eine Berührungserkennungsschaltung, die eine Berührung durch ein Objekt auf dem Anzeigegerät basierend auf einem Erkennungssignal erkennt, das von jeder der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden empfangen wird, wobei das Berührungsansteuerungssignal eine Harmonische mit einer Frequenz unterschiedlich zu einer bestimmten Frequenz und keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz umfasst.
Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei die Ansteuerungsschaltung das Berührungsansteuerungssignal erzeugt durch Überlagern einer Grundwelle mit einer oder mehrerer Harmonischen ungerader Ordnung mit Frequenzen geringer als ein vordefinierter Frequenzbereich, der die bestimmte Frequenz umfasst.
Anzeigesystem nach Anspruch 1, das weiter aufweist: eine Erfassungseinheit, die die bestimmte Frequenz erfasst, wobei die Ansteuerungsschaltung das Berührungsansteuerungssignal durch Überlagern einer Grundwelle mit einer oder mehrerer Harmonischen ungerader Ordnung mit Frequenzen geringer als die bestimmte Frequenz erzeugt, wenn die Erfassungseinheit die bestimmte Frequenz erfasst.
Anzeigesystem nach Anspruch 3, wobei die Ansteuerungsschaltung das Berührungsansteuerungssignal durch Überlagern der Grundwelle und einer vordefinierten Anzahl von Harmonischen ungerader Ordnung erzeugt, wenn die Erfassungseinheit die bestimmte Frequenz nicht erfasst.
Anzeigesystem nach Anspruch 1, das weiter aufweist: eine Erfassungseinheit, die die bestimmte Frequenz erfasst, wobei die Ansteuerungsschaltung das Berührungsansteuerungssignal durch Abschwächen einer Frequenzkomponente mit der bestimmten Frequenz in einer Rechteckwelle mit einer fundamentalen Frequenz erzeugt, wenn die Erfassungseinheit die bestimmte Frequenz erfasst.
Anzeigesystem nach Anspruch 5, wobei die Ansteuerungsschaltung das Berührungsansteuerungssignal der Rechteckwelle erzeugt, wenn die Erfassungseinheit die bestimmte Frequenz nicht erfasst.
Anzeigesystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Ansteuerungsschaltung das Berührungsansteuerungssignal durch Synthetisieren der Rechteckwelle mit einer sinusförmigen Welle erzeugt, wobei die sinusförmige Welle die bestimmte Frequenz hat, und die sinusförmige Welle eine entgegengesetzte Phase in Bezug auf eine Wellenform der Frequenzkomponente mit der bestimmten Frequenz in der Rechteckwelle hat, wenn die Erfassungseinheit die bestimmte Frequenz erfasst.
Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die weiter aufweist: eine Steuerungsschaltung, die einen Referenzwert in Bezug auf eine Referenzkapazität von jeder der gemeinsamen Elektroden basierend auf dem Erkennungssignal ableitet, das von jeder der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden empfangen wird, wobei die Berührungserkennungsschaltung eine Berührung basierend auf dem Erkennungssignal und dem Referenzwert erkennt.
Steuerungsgerät, das angepasst ist, ein Anzeigegerät zu steuern, das eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden aufweist, die gemeinsam für eine Bildanzeige und Berührungserkennung verwendet werden, wobei das Steuerungsgerät aufweist: eine Ansteuerungsschaltung, die ein Berührungsansteuerungssignal an jede der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden liefert; und eine Berührungserkennungsschaltung, die eine Berührung durch ein Objekt auf dem Anzeigegerät basierend auf einem Erkennungssignal erkennt, das von jeder der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden empfangen wird, wobei das Berührungsansteuerungssignal eine Harmonische mit einer Frequenz unterschiedlich zu einer bestimmten Frequenz und keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz umfasst.
Steuerungsverfahren, das angepasst ist, ein Anzeigegerät zu steuern, das eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden aufweist, die gemeinsam für eine Bildanzeige und Berührungserkennung verwendet werden, wobei das Steuerungsverfahren aufweist: Liefern eines Berührungsansteuerungssignals an jede der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden; und Erkennen einer Berührung durch ein Objekt auf dem Anzeigegerät basierend auf einem Erkennungssignal, das von jeder der Vielzahl der gemeinsamen Elektroden empfangen wird, wobei das Berührungsansteuerungssignal eine Harmonische mit einer Frequenz unterschiedlich zu einer bestimmten Frequenz und keine Harmonische mit der bestimmten Frequenz umfasst.