JP2005538443A - タッチ感知式装置及び方法 - Google Patents

Abstract

タッチ感知式マトリクスディスプレイは、アドレシング期間（ＡＰ）中、マトリクス表示の画素（１０）に書き込まれるデータ（ＤＡ）と非同時的に存在するように選択される感知期間（ＳＰ）にタッチ入力を感知する。ここでは、データ（ＤＡ）は、感知期間（ＳＰ）中、感知が実行される間にディスプレイに書き込まれないため、感知の複雑性は低減される。ディスプレイは、アドレス期間（ＡＰ）が続くより実質的に長く光学状態が維持される画素（１０）を有するため、続くアドレス期間（ＡＰ）の間で生じるように感知期間（ＳＰ）は選択される。アドレス期間（ＡＰ）より実質的に長く続くそのような維持期間（ＨＰ）は、例えば、電気泳動ディスプレイのような双安定ディスプレイにおいて利用可能である。

Description

本発明は、タッチ感知式マトリクスディスプレイ、タッチ感知方法及び表示装置に関する。タッチ感知式マトリクスディスプレイは、アドレスされないとき、画素は、画素にデータを書き込む必要がある時間の期間より実質的に長く保たれる光学状態を有する。

そのようなタッチ感知式マトリクスディスプレイにおいては、通常、選択された選択電極の１つに関連付けられるラインを選択することにより、及び画素の選択されたラインにデータを書き込むことにより、データは画素に書き込まれる。アドレス期間（又、フレーム期間という）の間、ラインは、選択されたラインに関連付けられる画素にデータを供給することにより、１つずつ選択される。アドレス期間の間のように、データは画素に連続的に書き込まれ、ラインに沿った方向のタッチ位置の感知はデータ電極を使用することができない。その結果、タッチ位置を感知するために、又は、実行される必要があるデータ電極の方向に広がっている電極を分離するために、複雑な駆動スキームが必要とされる。

本発明の目的は、より複雑でない駆動を伴うタッチ感知式マトリクスディスプレイを提供することである。

本発明の第１特徴は、請求項１に記載されているタッチ感知式マトリクスディスプレイを提供する。本発明の第２特徴は、請求項９に記載されている表示装置を提供する。本発明の第３特徴は、請求項１０に記載されているタッチ感知方法を提供する。有利な実施形態については従属請求項において規定している。

本発明に従ったタッチ感知式マトリクスディスプレイは、アドレス期間の間に画素に書き込まれたデータと非同時に生じるように選択される感知期間にタッチ入力を感知する。ここでは、データは、感知期間中、感知が実行されるディスプレイに書き込まれないため、感知の複雑性は低減される。光学状態がアドレス期間より実質的に長く維持される画素を有するため、連続するアドレス期間の間で生じるように、ディスプレイを選択することができる。アドレス期間より実質的に長く続くそのような維持期間は、例えば、電気泳動ディスプレイのような双安定ディスプレイにおいて利用可能である。通常、そのようなディスプレイは、維持期間中、電力を低減されるが、ここでは、維持期間中、感知が実行される。

欧州特許第Ｂ−０４１６１７６号明細書において、情報を表示するためにディスプレイの行及び列電極に信号を供給する非機械式及び非放射性マトリクスディスプレイについて開示されており、それらのディスプレイは、ディスプレイに電気的に結合されている入力ペンの位置を行及び列電極を用いて感知する。一実施形態においては、タッチ感知機能は、表示データが供給される前に、選択された行に対して実行される。他の実施形態においては、タッチ感知機能は、表示データが選択された行に供給される前に、行全てを走査することにより実行される。常に、タッチ感知機能は、ペンの動きにおいて早い反応を可能にするようにフレームにおいて少なくとも１度、起こり、これは、ディスプレイにペンにより書き込まれた文字を見ることができるように、ディスプレイに表示される必要がある。この感知方法は、比較的高い電力を消費する。本発明に従った感知は、フレームレートより実質的に小さいレートで実行され、それ故、電力消費は減少する。

請求項２に規定された実施形態においては、アドレシング期間中のみ、データが書き込まれるため、感知期間中、ラインの方向においてタッチ位置を感知するように既存のデータ電極を使用することが可能である。

請求項３に規定された実施形態においては、アドレシング回路及び感知回路は、アドレス期間中及び感知期間中それぞれのみにおいて、動作し、電力を消費する。これらの回路が動作するそれぞれの時間の期間の外側で、これらの回路より消費される電力は最小化され、それ故、全体的な電力消費は低減される。

請求項４に規定された実施形態においては、維持期間より短い感知期間中の維持期間中、感知が繰り返して実行される。感知回路は感知期間の外側では電力が下げられる。それ故、電力消費は更に減少する。

請求項５に規定された実施形態においては、これらの回路は、第１タッチ入力が感知された後、感知速度を増加するように、連続して電力が供給される。

本発明の以上の及び他の特徴は、以下に述べる実施形態を参照して明らかにすることとする。

種々の図における同じ参照番号は、同じ機能を果たす同じ要素又は同じ信号を表す。指数ｉにより続けられる１つ又はそれ以上の大文字を有する参照番号は、数字により続けられる同じ大文字を用いて始まる全ての参照番号をいう。

図１は、タッチ感知式マトリクスディスプレイを有する表示装置のブロック図を示している。タッチ感知式マトリクスディスプレイは、交差する選択電極１１とデータ電極１２とを有する。画素１０は、選択電極１１とデータ電極１２との交差部分に関連付けられる。ディスプレイを駆動するためのアドレス回路は、データドライバ２と選択ドライバ２を有する。データドライバ２は入力データＶＩを受け、データ電極１２にデータ信号を供給する。選択ドライバ３は選択電極１１に選択信号を供給する。

感知回路５は、各々の一が入力を伴って選択電極１１に結合される複数の測定回路（例えば、電荷感知増幅器）５０と、各々の一が入力を伴ってデータ電極１２に結合される複数の測定回路（例えば、電荷感知増幅器）６０とを有する。測定回路５０の出力に結合された検出回路５１は位置表示ＶＰを提供し、測定回路６０の出力に結合された検出回路６１は位置表示ＨＰを提供する。位置決定回路７０は、データ電極１２及び選択電極１１それぞれに沿った方向におけるタッチイベントの位置ＶＰ、ＨＰを受けるために検出回路５１及び６１に結合され、タッチ位置ＴＰを提供する。

制御回路１は、データドライバ２、選択ドライバ３及び感知回路５それぞれに制御信号ＣＤ、ＤＳ及びＣＰを供給する。信号処理回路６はタッチ位置ＴＰを受け、データドライバ２に入力データＶＩを供給する。入力データＶＩは感知されるタッチ位置に依存する。

図２は、図１の表示装置の動作を説明するための信号を示している。

図２Ａは、アドレス期間ＡＰ中、選択電極を１つずつ選択するように選択ドライバ３を制御する制御信号ＣＳを示している。選択電極当たりの選択時間は選択器間ＳＥである。

図３Ｂは、各々の選択期間ＳＥ中、選択電極１１の選択された一に供給されるデータ信号ＤＡを示している。各々の選択器間ＳＥ中、データ信号ＤＡは、ｘ印の付いたブロックで示されているように、各々のデータ電極１２に供給される必要がある。

図２Ｃは、感知回路５に供給される制御信号ＣＰを示している。高レベルの制御信号ＣＰは、タッチ位置を決定するためにタッチイベントに対して感知回路５が感知する感知期間ＳＰを示している。感知期間ＳＰは、維持期間ＨＰ中、連続的に又は断続的に生じることが可能である。感知期間ＳＰは、断続的に生じる感知期間ＳＰの一の間に間出された第１タッチイベントから連続的に生じることが可能である。感知回路５は、感知期間ＳＰのみの間又は完全な維持期間の間、電力を供給されることが可能である。

図２Ｄは、タッチ期間ＴＰ中、存在するタッチイベントを示している。

タッチイベントは、測定回路５０及び６０を有する感知回路５、タッチ位置決定回路５１及び６１並びに結合器７０により検出される。アドレス期間ＡＰ中、存在するタッチイベントは、感知回路５が、アドレス期間ＡＰ中、非アクティブであるため、感知されない。

本発明に従った実施形態において、タッチイベントは、画素１０の素子又は画素１０の近くの素子の変化している特性により決定される。例えば、画素１０に圧力が加えられているときの画素１０の画素容量の変化容量を、この状態において電荷感知増幅器である測定回路５０及び６０により測定することが可能である。代替として、圧力感知素子Ｒ１を画素１０の近くに配置することが可能であり、測定回路５０及び６０は、例えば、固定電圧において、圧力感知素子Ｒ１を通って流れる電流を検出することにより、圧力感知阻止Ｒ１のインピーダンス変化を決定することが可能である。多くの代替の方法がタッチイベントを検出するために可能である。例えば、タッチ位置において光強度の低下を検出するために、各々の画素１０の一と光感知素子を関連付けることが又、可能である。

タッチ位置決定回路５１は、データ電極の方向においてタッチをどこで検出したかを示す測定回路５０の出力信号から、データ電極１２に沿った方向においてタッチイベントの位置を決定する。通常、データ電極１２は垂直方向に広がっており、タッチ決定回路５１は、タッチイベントが検出された垂直方向の位置ＶＰに対応する選択電極１１を表す数字として、タッチイベントの垂直方向の位置を提供する。タッチ位置決定回路６１は、選択電極１１に沿った方向においてタッチイベントの位置を決定する。通常、選択電極１１は水平方向に広がっており、タッチ決定回路６１は、タッチイベントの水平方向の位置を提供する。任意の結合器７０は、信号データ語ＴＰに水平方向の位置及び垂直方向の位置を結合する。回路５１、６１及び７０は専用の回路又はマイクロプロセッサであることが可能である。

図２に示している信号に関して説明したように、表示パネルのアドレシングは単なる例である。例えば、他のスキームにおいて、１つずつ画素を選択することが可能である。

図３は、更に詳細にタッチ感知式マトリクスディスプレイの一部を示している。

示しているタッチ感知式マトリクスディスプレイの一部は、画素１０の位置の画素容量Ｃ１、記憶容量Ｃ２、共通容量Ｃ３、及び、通常は薄膜トランジスタであるスイッチＳ１を有する。スイッチＳ１の制御電極はＮ番目の選択電極１１に接続されている。列容量Ｃ３は、データ電極１２とノードＮ１との間に配置されている。記憶容量Ｃ２は、ノードＮ１と続くＮ＋１番目の選択電極との間に配置されている。画素容量Ｃ１は、画素１０の全ての又は群が接続された共通電極とノードＮ１との間に配置されている。

電荷感知増幅器５０は、タッチイベントのために画素容量Ｃ１の値を変化させることにより導入された記憶容量Ｃ２による電荷の流れを測定するために続くＮ＋１番目の選択電極に接続される。電化感知増幅器６０は、タッチイベントのために画素容量Ｃ１の変化値により導入された列容量Ｃ３による電荷の流れを測定するためにデータ電極１２に接続される。先行技術のマトリクスディスプレイにおいては、データ電極１２は、画素１０にデータを書き込むように連続して使用されるため、データ電極１２に電荷感知増幅器６０を直接接続することは可能ではない。

好適には、列容量Ｃ３は、表示アドレシング中、過剰なクロストークを回避するために記憶容量Ｃ２に比較して、十分小さい（例えば、列容量Ｃ３の値は記憶容量Ｃ２の値より少なくとも１０倍小さい）。

タッチ位置が、個別のタッチ感知素子Ｒ１を用いて決定される場合、このタッチ感知素子Ｒ１が、例えば、データ電極１２と続くＮ＋１番目の選択電極１１との間の容量素子Ｃ４と直列状態に配置されるように、マトリクスディスプレイは構成されることが可能である。

上記の実子形態は本発明を限定するものではなく、同時提出の特許請求の範囲における範囲から逸脱することなく、多くの代替の実施形態を設計することが可能であることが、当業者はできるであろうことに留意する必要がある。

表現“を有する”は、請求項において列挙された要素又は段階以外の要素又は段階の存在を排除するものではない。いくつかの別個の要素を有するハードウェアにより、及び、適切にプログラムされたコンピュータにより、本発明を実施することができる。幾つかの手段を列挙した装置請求項においては、それらの手段の幾つかを、全く同一のハードウェアにより具現化することができる。互いに異なる従属請求項において列挙されている特定の手段は、それらの手段の組合せが有利に使用することができないことを表すものではない。

タッチ感知式マトリクスディスプレイを有する表示装置のブロック図である。 図１の表示装置の動作を説明する信号を示す図である。 タッチ感知式マトリクスディスプレイの一部を更に詳細に示す図である。

Claims (10)

1. タッチ感知式マトリクスディスプレイであって：
   画素のマトリクス；
   アドレシング期間中、画素にデータを書き込むためのアドレシング回路であって、前記画素は、アドレスされないとき、前記アドレシング期間の一より実質的に長く保たれる光学状態を有する、アドレシング回路；
   前記ディスプレイのタッチ位置の感知期間中、感知するための感知回路；及び
   重なり合わない感知期間とアドレシング期間を得るように前記感知回路と前記アドレシング回路とを制御するための制御器であって、前記感知期間は前記アドレシング期間を妨げず、実質的に全ての画素は、各々の一のアドレシング期間中、アドレスされる、制御器；
   を有することを特徴とするタッチ感知式マトリクスディスプレイ。
2. 請求項１に記載のタッチ感知式マトリクスディスプレイであって、選択電極とデータ電極とを有し、前記画素は前記選択電極と前記データ電極との交差部分に関連付けられ、前記感知回路は、前記タッチ位置の第１座標を決定するための前記データ電極に結合された第１の複数の測定回路と、前記タッチ位置の第２座標を決定するための前記選択電極に結合された第２の複数の測定回路とを有する、ことを特徴とするタッチ感応マトリクスディスプレイ。
3. 請求項１に記載のタッチ感知式マトリクスディスプレイであって、前記制御器は、続くアドレシング期間の間に存在し、前記アドレシング期間より実質的に長く続く維持期間中、非アクティブであるようにアドレシング回路を制御するために、及び、少なくとも一部の前記維持期間中に動作するように感知回路を制御するために適合されている、ことを特徴とするタッチ感知式マトリクスディスプレイ。
4. 請求項３に記載のタッチ感知式マトリクスディスプレイであって、前記制御器は、前記維持期間中、複数の個別の感知期間を得るために、前記維持期間中、断続的に動作するように前記感知回路を制御するために適合されている、ことを特徴とするタッチ感知式マトリクスディスプレイ。
5. 請求項３に記載のタッチ感知式マトリクスディスプレイであって、前記制御器は、第１タッチイベントが感知された後、維持期間中、連続して動作するように前記感知回路を制御するために適合されている、ことを特徴とするタッチ感知式マトリクスディスプレイ。
6. 請求項１に記載のタッチ感知式マトリクスディスプレイであって、画素において又は画素に関連して、光又は圧力感知素子を有する、ことを特徴とするタッチ感知式マトリクスディスプレイ。
7. 請求項１に記載のタッチ感知式マトリクスディスプレイであって、前記感知回路は、前記画素のインピーダンスの変化を検出するためのインピーダンス検出器を有する、ことを特徴とするタッチ感知式マトリクスディスプレイ。
8. 請求項１に記載のタッチ感知式マトリクスディスプレイであって、前記マトリクスディスプレイは電気泳動ディスプレイである、ことを特徴とするタッチ感知式マトリクスディスプレイ。
9. 請求項１に記載のタッチ感知式マトリクスディスプレイ；及び
   前記タッチ感知式マトリクスディスプレイに表示される画像の少なくとも一部を生成するように感知されたタッチ位置に依存してアドレシング回路に入力データを供給するための信号プロセッサ；
   を有することを特徴とする表示装置。
10. 画素のマトリクスを有するタッチ感知式マトリクスディスプレイを用いるタッチ感知方法であって：
    アドレシング期間中、画素にデータを書き込む段階であって、前記画素は、アドレスされないとき、前記アドレシング期間の一より実質的に長く保たれる光学状態を有する、段階；
    前記ディスプレイにおけるタッチ位置を感知期間中に感知する段階；及び
    重なり合わない感知期間とアドレシング期間を得るために前記アドレシングと前記感知とを制御する段階であって、前記感知期間は前記アドレシング期間を妨げず、実質的に全ての画素は、各々の一のアドレシング期間中、アドレスされる、段階；
    を有することを特徴とする方法。
    

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