JP2012042861A - タッチ検出機能付き表示装置、駆動回路、タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一方向に延在するように並設された複数の共通駆動電極と、画素信号および表示駆動信号Vcomdに基づいて表示を行う表示素子と、タッチ検出駆動信号に基づいて外部近接物体を検出するタッチ検出素子と、表示駆動信号を複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第1の走査駆動と、第1の走査駆動と異なる走査速度を有し、タッチ検出駆動信号を複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第2の走査駆動とを行う走査駆動部とを備える。上記走査駆動部は、第1および第2の走査駆動において、共通駆動電極を複数本単位で駆動する。
【選択図】図9
Description
1.静電容量式タッチ検出の基本原理
2.第1の実施の形態
3.第2の実施の形態
4.第3の実施の形態
5.適用例
まず最初に、図1〜図3を参照して、本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、静電容量型のタッチセンサとして具現化されるものであり、例えば図1(A)に示したように、誘電体Dを挟んで互いに対向配置された一対の電極(駆動電極E1およびタッチ検出電極E2)を用い、容量素子を構成する。この構造は、図1(B)に示した等価回路として表される。駆動電極E1、タッチ検出電極E2および誘電体Dによって、容量素子C1が構成される。容量素子C1は、その一端が交流信号源(駆動信号源)Sに接続され、他端Pは抵抗器Rを介して接地されると共に、電圧検出器(タッチ検出部)DETに接続される。交流信号源Sから駆動電極E1(容量素子C1の一端)に所定の周波数(例えば数kHz〜数十kHz程度)の交流矩形波Sg(図3(B))を印加すると、タッチ検出電極E2(容量素子C1の他端P)に、図3(A)に示したような出力波形(タッチ検出信号Vdet)が現れる。なお、この交流矩形波Sgは、後述するタッチ検出駆動信号Vcomtに相当するものである。
[構成例]
(全体構成例)
図4は、本発明の第1の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すものである。尚、本発明の実施の形態に係る駆動回路およびタッチ検出機能付き表示装置の駆動方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。このタッチ検出機能付き表示装置は、表示素子として液晶表示素子を用いており、その液晶表示素子により構成される液晶表示デバイスと静電容量型のタッチ検出デバイスとを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス10の構成例を詳細に説明する。
図8は、走査駆動部50の一構成例を表すものである。走査駆動部50は、表示走査部51と、タッチ検出走査部52と、駆動部530とを備えている。表示走査部51と、駆動部530の一部はゲートドライバ12を構成している。また、タッチ検出走査部52と、駆動部530の一部は駆動電極ドライバ14を構成している。駆動部530は、N/2個の駆動部53(1)〜53(N/2)から構成されている。以後、N/2個の駆動部53(1)〜53(N/2)のうちの任意の一つをさす場合には、単に駆動部53を用いるものとする。
続いて、上述のタッチ検出機能付き表示装置1の動作および作用について説明する。
まず、図4を参照して、タッチ検出機能付き表示装置1の全体動作概要を説明する。制御部11は、外部より供給された映像信号Vdispに基づいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14、およびタッチ検出部40に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。ゲートドライバ12は、液晶表示デバイス20に走査信号Vscanを供給し、表示駆動の対象となる1水平ラインを順次選択する。ソースドライバ13は、ゲートドライバ12により選択された、1水平ラインを構成する各画素Pixに、画素信号Vpixを供給する。駆動電極ドライバ14は、駆動電極COMLを2本単位で駆動するものであり、表示動作では、表示駆動の対象となる1水平ラインに係る駆動電極COMLに表示駆動信号Vcomdを順次印加し、タッチ検出動作では、タッチ検出動作に係る駆動電極COMLに対してタッチ検出駆動信号Vcomtを順次印加する。タッチ検出機能付き表示デバイス10は、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、および駆動電極ドライバ14により供給された信号に基づいて表示動作を行うとともに、駆動電極ドライバ14により供給されたタッチ検出駆動信号Vcomtに基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極TDLからタッチ検出信号Vdetを出力する。アナログLPF部42は、タッチ検出信号Vdetの高い周波数成分を除去して出力する。A/D変換部43は、アナログLPF部42から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス10に対するタッチの有無を検出する。座標抽出部45は、信号処理部44においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める。検出タイミング制御部46は、アナログLPF部42、A/D変換部43、信号処理部44、座標抽出部45が同期して動作するように制御する。
タッチ検出機能付き表示装置1では、表示動作においては、ゲートドライバ12が、走査信号線GCLに対して走査信号Vscanを印加し、駆動電極ドライバ14が、その走査信号線GCLに対応する駆動電極COMLに対して、2本単位で表示駆動信号Vcomdを順次印加することにより表示走査を行う。そして各1水平期間(1H)では、走査信号Vscanおよび表示駆動信号Vcomdが印加された1水平ラインに対してソースドライバ13が画素信号Vpixを供給することにより、その1水平ラインの表示が行われる。また、タッチ検出動作においては、駆動電極ドライバ14が、例えば10本の駆動電極COMLに対してタッチ検出駆動信号Vcomtを印加し、そのタッチ検出駆動信号Vcomtを印加する駆動電極COMLを、例えば1水平期間ごとに2本ずつシフトすることにより、タッチ検出走査を行う。各1水平期間(1H)では、タッチ検出部40が、タッチ検出信号Vdetに基づいてタッチを検出する。
次に、本実施の形態の比較例に係る走査駆動部50Rについて説明する。本比較例は、駆動電極COMLを1本単位で駆動するものである。
以上のように本実施の形態では、駆動電極COMLを複数本単位で駆動するようにしたので、回路規模を削減することができ、装置の小型化を実現することができる。
上記実施の形態では、走査駆動部50が、駆動電極COMLを2本単位で駆動したが、これに限定されるものではない。以下に、4本単位で駆動する場合の一例について詳細に説明する。
次に、本発明の第2の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置7について説明する。タッチ検出機能付き表示装置7は、駆動電極COMLを2本単位で駆動するとともに、ソースドライバ13が画素信号Vpixを印加している水平ラインに係る駆動電極COMLとそれに隣接する駆動電極COMLに対して、表示駆動信号Vcomdを印加するものである。タッチ検出機能付き表示装置7は、駆動電極COMLに対してこのような駆動を行う駆動電極ドライバ16を有する走査駆動部70を用いて構成されたものである。その他の構成は、上記第1の実施の形態(図1)と同様である。なお、上記第1の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、本発明の第3の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置8について説明する。上記第2の実施の形態では、駆動電極COMLを2本単位で駆動したが、本実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、3本以上の単位で駆動するものである。その一例として、ここでは駆動電極COMLを4本単位で駆動する場合について説明する。タッチ検出機能付き表示装置8は、駆動電極COMLに対してこのような駆動を行う駆動電極ドライバ17を有する走査駆動部80を用いて構成されたものである。その他の構成は、上記第1の実施の形態(図1)などと同様である。なお、上記第1の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1などと実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、図21〜図25を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
図21は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511およびフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、この映像表示画面部510は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
図22は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部521、表示部522、メニュースイッチ523およびシャッターボタン524を有しており、その表示部522は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
図23は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体531、文字等の入力操作のためのキーボード532および画像を表示する表示部533を有しており、その表示部533は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
図24は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部541、この本体部541の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ542、撮影時のスタート/ストップスイッチ543および表示部544を有している。そして、その表示部544は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
図25は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体710と下側筐体720とを連結部(ヒンジ部)730で連結したものであり、ディスプレイ740、サブディスプレイ750、ピクチャーライト760およびカメラ770を有している。そのディスプレイ740またはサブディスプレイ750は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
Claims (8)
- 一方向に延在するように並設された複数の共通駆動電極と、
画素信号および表示駆動信号に基づいて表示を行う表示素子と、
タッチ検出駆動信号に基づいて外部近接物体を検出するタッチ検出素子と、
前記表示駆動信号を前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第1の走査駆動と、前記第1の走査駆動と異なる走査速度を有し、前記タッチ検出駆動信号を前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第2の走査駆動とを行う走査駆動部と
を備え、
前記走査駆動部は、前記第1および第2の走査駆動において、前記共通駆動電極を複数本単位で駆動する
タッチ検出機能付き表示装置。 - 前記走査駆動部は、前記第1の走査駆動の対象となる共通駆動電極と前記第2の走査駆動の対象となる共通駆動電極とが重なる場合には、前記表示駆動信号をその重複する共通駆動電極に印加する
請求項1に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 - 前記走査駆動部は、前記第1の走査駆動において、前記画素信号が印加される表示素子に対応する共通駆動電極および少なくともそれに隣接した共通駆動電極に対して同じ前記表示駆動信号を同時に印加する
請求項2に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 - 前記表示素子は液晶表示素子である
請求項2に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 - 前記タッチ検出素子は、外部近接物体の近接もしくは接触に基づく静電容量の変化を利用してその外部近接物体を検出する
請求項2に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 - 一方向に延在するように並設された複数の共通駆動電極と、画素信号および表示駆動信号に基づいて表示を行う表示素子と、タッチ検出駆動信号に基づいて外部近接物体を検出するタッチ検出素子とを備えたタッチ検出機能付き表示部に対して、前記表示駆動信号を前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第1の走査駆動と、前記第1の走査駆動と異なる走査速度を有し、前記タッチ検出駆動信号を前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第2の走査駆動とを行う走査駆動部を備え、
前記走査駆動部は、前記第1および第2の走査駆動において、前記共通駆動電極を複数本単位で駆動する
駆動回路。 - 一方向に延在するように並設された複数の共通駆動電極に表示駆動信号を時分割的に複数本単位で順次印加するとともに、前記表示駆動信号の印加に同期してその表示駆動信号の印加下にある共通駆動電極に対応した画素電極に画素信号を印加する動作を時分割的に順次行うことにより、前記画素信号および前記表示駆動信号に基づく表示を行う第1の走査駆動動作と、
外部近接物体検出用のタッチ検出駆動信号を、前記複数の共通駆動電極に、前記第1の走査駆動動作とは異なる走査速度で時分割的に複数本単位で順次印加する第2の走査駆動動作とを行う
タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法。 - タッチ検出機能付き表示装置と、
前記タッチ検出機能付き表示装置を利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記タッチ検出機能付き表示装置は、
一方向に延在するように並設された複数の共通駆動電極と、
画素信号および表示駆動信号に基づいて表示を行う表示素子と、
タッチ検出駆動信号に基づいて外部近接物体を検出するタッチ検出素子と、
前記表示駆動信号を前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第1の走査駆動と、前記第1の走査駆動と異なる走査速度を有し、前記タッチ検出駆動信号を前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第2の走査駆動とを行う走査駆動部と
を有し、
前記走査駆動部は、前記第1および第2の走査駆動において、前記共通駆動電極を複数本単位で駆動する
電子機器。
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