JP2012073668A - Electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、画像を表示し、入力手段にて接触される個所の位置情報を抽出する電子機器に関する。 Embodiments described herein relate generally to an electronic apparatus that displays an image and extracts position information of a portion touched by an input unit.
一般に、PDA(パーソナル・デジタル・アシスタント)及びタブレットPC(パーソナルコンピュータ)のような電子機器は、光センサを有した液晶表示パネルを有している。電子機器は、ペン等を用いて表示画面から直接データを入力可能に構成されている。さらに、上記電子機器は、光センサにて環境光を測定することも可能である。これにより、表示画像の明るさを環境光の照度に対応するように調整することができる。 In general, electronic devices such as a PDA (personal digital assistant) and a tablet PC (personal computer) have a liquid crystal display panel having an optical sensor. The electronic device is configured to be able to input data directly from a display screen using a pen or the like. Furthermore, the electronic device can also measure ambient light with an optical sensor. Thereby, the brightness of the display image can be adjusted to correspond to the illuminance of the ambient light.
ところで、画像を表示することができる、光センサを備えた電子機器を使用する場合、照明等の外光環境によっては、真に接触(入力)しているときと、単に空中に浮いているときと、の区別が困難となる恐れがある。そして、光センサによる光検出に誤りが生じた場合、誤入力となってしまう。このため、入力手段にて接触される個所の位置情報を精度良く抽出する技術が求められている。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、画像を表示でき、入力手段にて接触される個所の位置情報を精度良く抽出できる電子機器を提供することにある。
By the way, when using an electronic device equipped with an optical sensor that can display an image, depending on the external light environment such as lighting, when it is in true contact (input) or when it is simply floating in the air May be difficult to distinguish. If an error occurs in light detection by the optical sensor, an erroneous input occurs. For this reason, there is a need for a technique for accurately extracting the position information of the place touched by the input means.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an electronic apparatus that can display an image and can accurately extract position information of a place touched by an input unit.
一実施形態に係る電子機器は、
画像を表示し、入力手段にて接触される個所の位置情報を抽出する電子機器において、
画像を表示する表示面を有した表示パネルと、
前記表示パネルに設けられ、それぞれコンデンサを含んだ複数のセンサ回路を有したセンサモジュールと、
前記複数のセンサ回路に対して書込み動作及び読み取り動作を行い、前記複数のセンサ回路が接触位置に重なっているのかどうかを判断する制御モジュールと、を備え、
前記制御モジュールは、
前記複数のセンサ回路のコンデンサの第1電極に振動成分を持つプリチャージ電圧を与え、前記第1電極に対して前記表示面の反対側に位置した第2電極に前記振動成分と同位相の振動成分を持つ基準電圧を与えることにより前記書込み動作を行い、
前記入力手段による入力動作に応じて前記第1電極に生じる静電容量結合の強弱に起因した前記コンデンサの静電容量変動を読み取ることにより前記読み取り動作を行い、
前記接触位置に重なっていないセンサ回路において、前記書込み動作における前記第1電極の電圧値の上昇は促進され、前記コンデンサの保持電圧の値は大きく、前記コンデンサの出力電圧はタイミングによらずに一定であり、
前記接触位置に重なっているセンサ回路において、前記書込み動作における前記第1電極の電圧値の上昇は抑制され、前記コンデンサの保持電圧の値は小さく、前記コンデンサの出力電圧はタイミングによって変動することを特徴としている。
An electronic device according to an embodiment is
In an electronic device that displays an image and extracts position information of a place touched by an input means,
A display panel having a display surface for displaying an image;
A sensor module having a plurality of sensor circuits each including a capacitor, provided on the display panel;
A control module that performs a write operation and a read operation on the plurality of sensor circuits and determines whether or not the plurality of sensor circuits overlaps a contact position;
The control module is
A precharge voltage having a vibration component is applied to the first electrodes of the capacitors of the plurality of sensor circuits, and a second electrode located on the opposite side of the display surface with respect to the first electrode is vibrated in phase with the vibration component. The write operation is performed by giving a reference voltage having a component,
The reading operation is performed by reading the capacitance variation of the capacitor due to the strength of capacitive coupling generated in the first electrode in response to the input operation by the input means,
In the sensor circuit that does not overlap the contact position, the increase in the voltage value of the first electrode in the write operation is promoted, the value of the holding voltage of the capacitor is large, and the output voltage of the capacitor is constant regardless of the timing. And
In the sensor circuit overlapping the contact position, an increase in the voltage value of the first electrode in the write operation is suppressed, the value of the holding voltage of the capacitor is small, and the output voltage of the capacitor varies depending on the timing. It is a feature.
また、一実施形態に係る電子機器は、
画像を表示し、入力手段にて接触される個所の位置情報を抽出する電子機器において、
画像を表示する表示面を有した表示パネルと、
前記表示面に隙間を置いて対向配置された透明電極が形成され、可撓性を有するカバーと、
前記表示パネルに設けられ、それぞれコンデンサを含む複数のセンサ回路を有したセンサモジュールと、
前記透明電極に振動成分を持つ接地レベルの電圧を与え、前記複数のセンサ回路に対して書込み動作及び読み取り動作を行い、前記複数のセンサ回路が接触位置に重なっているのかどうかを判断する制御モジュールと、を備え、
前記制御モジュールは、
前記複数のセンサ回路のコンデンサの第1電極に定電圧であるプリチャージ電圧を与え、前記第1電極に対して前記表示面の反対側に位置した第2電極に定電圧である基準電圧を与えることにより前記書込み動作を行い、
前記入力手段による入力動作に起因した前記隙間の変動応じて前記第1電極に生じる静電容量結合の強弱に起因した前記コンデンサの静電容量変動を読み取ることにより前記読み取り動作を行い、
前記接触位置に重なっていないセンサ回路において、前記書込み動作における前記第1電極の電圧値の上昇は促進され、前記コンデンサの保持電圧の値は大きく、前記コンデンサの出力電圧はタイミングによらずに一定であり、
前記接触位置に重なっているセンサ回路において、前記書込み動作における前記第1電極の電圧値の上昇は抑制され、前記コンデンサの保持電圧の値は小さく、前記コンデンサの出力電圧はタイミングによって変動することを特徴としている。
An electronic device according to an embodiment is
In an electronic device that displays an image and extracts position information of a place touched by an input means,
A display panel having a display surface for displaying an image;
A transparent electrode formed with a transparent electrode facing each other with a gap on the display surface, and a flexible cover;
A sensor module having a plurality of sensor circuits provided on the display panel, each including a capacitor;
A control module that applies a ground level voltage having a vibration component to the transparent electrode, performs a write operation and a read operation on the plurality of sensor circuits, and determines whether or not the plurality of sensor circuits overlap with a contact position. And comprising
The control module is
A precharge voltage that is a constant voltage is applied to the first electrodes of the capacitors of the plurality of sensor circuits, and a reference voltage that is a constant voltage is applied to the second electrode located on the opposite side of the display surface with respect to the first electrode. To perform the write operation,
Performing the reading operation by reading the capacitance variation of the capacitor caused by the strength of capacitive coupling generated in the first electrode in accordance with the variation of the gap caused by the input operation by the input means;
In the sensor circuit that does not overlap the contact position, the increase in the voltage value of the first electrode in the write operation is promoted, the value of the holding voltage of the capacitor is large, and the output voltage of the capacitor is constant regardless of the timing. And
In the sensor circuit overlapping the contact position, an increase in the voltage value of the first electrode in the write operation is suppressed, the value of the holding voltage of the capacitor is small, and the output voltage of the capacitor varies depending on the timing. It is a feature.
以下、図面を参照しながら第1の実施形態に係る電子機器について詳細に説明する。
図1は、電子機器の構成を示す平面図である。図1に示すように、電子機器は、画像を表示する表示パネルとしての液晶表示パネルDP、制御モジュールとしてのセンサ用IC(Integrated Circuit)4、表示用IC5、駆動ボード6、電源回路7、フレキシブル基板8、センサ用IC4のインタフェース(I/F)9a、及び表示用IC5のインタフェース9bを備えている。
Hereinafter, the electronic apparatus according to the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view illustrating a configuration of an electronic device. As shown in FIG. 1, an electronic device includes a liquid crystal display panel DP as a display panel for displaying an image, a sensor IC (Integrated Circuit) 4 as a control module, a
表示用IC5は、液晶表示パネルDPにチップオングラス(COG)実装されている。表示用IC5は、表示処理の制御を行う。液晶表示パネルDPは、ホスト側のCPUからインタフェース9a及び表示用IC5を介して伝送されてくる映像信号(Vsig)に基づいて画像を表示する。
The
フレキシブル基板8は、液晶表示パネルDPに圧着され、駆動ボード6と接続されている。電源回路7及びセンサ用IC4は、駆動ボード6上に載置されている。電源回路7はセンサ用IC4や表示用IC5等に電源を供給する。センサ用IC4は、COG実装されていてもよい。
The
センサ用IC4の中には各種画像処理ブロックが含まれる。センサ用IC4は、液晶表示パネルDPに内蔵回路を駆動するための制御信号を出力するとともに、液晶表示パネルDPから出力されるセンサ(センサモジュール)のデータを受けて所定の信号処理を行いユーザが入力手段にて液晶表示パネルDPのどこを押しているかの「座標」とタイミングを計算して「接触フラグ」をインタフェース9aを介してホスト側に出力する。
Various image processing blocks are included in the
図2は、図1に示した液晶表示パネルDPと、バックライトユニットBUとを示す概略断面図である。
図1及び図2に示すように、液晶表示パネルDPは、アレイ基板1と、対向基板2と、液晶層3とを備えている。アレイ基板1及び対向基板2は、それぞれ矩形状に形成されている。アレイ基板1は、対向基板2よりも大きな寸法に形成されている。アレイ基板1及び対向基板2は、各々の3辺がほぼ重なるように配置されている。アレイ基板1の残る一辺において、アレイ基板1は、対向基板2よりも外側へ延出している。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing the liquid crystal display panel DP and the backlight unit BU shown in FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display panel DP includes an
アレイ基板1は、透明な絶縁基板として、矩形状のガラス基板1sを有している。ガラス基板1s上にアレイパターン1pが形成されている。対向基板2は、透明な絶縁基板として、矩形状のガラス基板2sを有している。ガラス基板2s上に対向パターン2pが形成されている。この実施形態において、対向パターン2pは、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の着色層を有したカラーフィルタを含んでいる。液晶表示パネルDPは、アレイ基板1及び対向基板2に重なった矩形状の表示領域R1を有している。なお、後述する入力領域R2は表示領域R1に重なっている。
The
アレイ基板1及び対向基板2は、複数本の柱状スペーサ11により所定の隙間を保持して対向配置されている。アレイ基板1及び対向基板2は、表示領域R1の周縁部である両基板の周縁部に配置された矩形枠状のシール材12により互いに接合されている。
The
液晶層3は、アレイ基板1及び対向基板2間に挟持され、シール材12で囲まれている。図示しないが、シール材12の一部に形成された液晶注入口は、封止材により封止されている。
The
アレイ基板1の外面には偏光板13が配置され、対向基板2の外面には偏光板14が配置されている。偏光板13は、表示面Sを有している。また、この実施形態において、表示面Sは入力面としても機能している。
A
バックライトユニットBUは、対向基板2に対してアレイ基板1の反対側に配置されている。バックライトユニットBUは、偏光板14に対向配置された導光板BUaと、導光板の一側縁に対向配置された光源BUb及び反射板BUcとを備えている。バックライトユニットBUは、偏光板14に向けて光を放出する。
The backlight unit BU is disposed on the opposite side of the
液晶表示パネルDPは、入射されるバックライトを透過させるかどうか制御される。液晶表示パネルDPは、偏光板13の外面側に光を放射させることにより、表示領域R1に画像を表示する。
The liquid crystal display panel DP is controlled to transmit the incident backlight. The liquid crystal display panel DP displays an image in the display region R1 by radiating light to the outer surface side of the
図3は、液晶表示パネルDPの画素PX、及び画素PXに重なったセンサ回路32の等価回路を示す図である。図4は、画素PX及びセンサ回路32を示す平面図である。
図1乃至図4に示すように、液晶表示パネルDPは、互いに直交する行方向d1及び列方向d2に沿ってマトリクス状に設けられた複数の画素PXを有している。複数の画素PXは、表示面Sに重なっている。この実施形態において、画素数は240×320であり、画素ピッチは153μmである。
FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of the pixel PX of the liquid crystal display panel DP and the
As shown in FIGS. 1 to 4, the liquid crystal display panel DP includes a plurality of pixels PX provided in a matrix along the row direction d1 and the column direction d2 orthogonal to each other. The plurality of pixels PX overlap the display surface S. In this embodiment, the number of pixels is 240 × 320 and the pixel pitch is 153 μm.
画素PXは、赤色、緑色及び青色のうち互いに異なる色を表示するための第1副画素SPXa、第2副画素SPXb及び第3副画素SPXcを含んでいる。この実施形態において、第1副画素SPXaは赤色の着色層に、第2副画素SPXbは緑色の着色層に、第3副画素SPXcは青色の着色層に、それぞれ重なっている。 The pixel PX includes a first subpixel SPXa, a second subpixel SPXb, and a third subpixel SPXc for displaying different colors among red, green, and blue. In this embodiment, the first subpixel SPXa overlaps the red colored layer, the second subpixel SPXb overlaps the green colored layer, and the third subpixel SPXc overlaps the blue colored layer.
アレイパターン1pは、複数の走査線21、複数の信号線22、複数の補助容量線23を有している。走査線21は、行方向d1に延出し、列方向d2に間隔を置いて並んでいる。補助容量線23は、走査線21に間隔を置いて並べられている。補助容量線23は、走査線21と同様、行方向d1に延出し、列方向d2に間隔を置いて並んでいる。
The
信号線22は、列方向d2に延出し、行方向d1に間隔を置いて並んでいる。ここで、信号線22は、第1副画素SPXaに接続された信号線22a、第2副画素SPXbに接続された信号線22b、及び第3副画素SPXcに接続された信号線22cに分類することができる。
The signal lines 22 extend in the column direction d2 and are arranged at intervals in the row direction d1. Here, the
水平走査期間中や垂直走査期間中、信号線22a、22b、22cには映像信号Vsigが与えられる。後述するが、水平ブランク期間中、信号線22cには振動成分を持つプリチャージ電圧Vprc1が与えられ、信号線22bにはプリチャージ電圧Vprc1の振動成分と同位相の振動成分を持つ基準電圧VSSが与えられ、信号線22aには定電圧である他のプリチャージ電圧Vprc2が与えられる。
During the horizontal scanning period and the vertical scanning period, the video signal Vsig is supplied to the
走査線21、信号線22及び補助容量線23は、第1副画素SPXa、第2副画素SPXb及び第3副画素SPXcに接続されている。
The
第1副画素SPXa、第2副画素SPXb及び第3副画素SPXcは、それぞれ副画素回路31を有している。副画素回路31は、スイッチング素子としての副画素スイッチ33と、補助容量素子CSと、液晶容量LCとを備えている。
The first subpixel SPXa, the second subpixel SPXb, and the third subpixel SPXc each have a
副画素スイッチ33は、TFT(薄膜トランジスタ)で形成され、ここでは、NMOS型のTFTで形成されている。副画素スイッチ33において、ゲート電極は走査線21に接続され、ソース電極は信号線22に接続され、ドレイン電極は補助容量素子CS及び液晶容量LCに接続されている。補助容量素子CSの他方の電極は補助容量線23で形成されている。ホスト側のCPUから信号線22を通じて伝送されてきた映像信号は、走査線21に伝送されてきた走査信号により副画素スイッチ33がオンしたときに、副画素スイッチ33を介して補助容量素子CS及び液晶容量LCに与えられ、表示に用いられる。
The
センサ回路32は、液晶表示パネルDPに設けられ、画素PXに重ねられている。液晶表示パネルDPに設けられた複数のセンサ回路32はセンサモジュールを形成している。複数のセンサ回路32(センサモジュール)は、アレイパターン1pに含まれている。各センサ回路32は、第1副画素SPXa、第2副画素SPXb及び第3副画素SPXcに横断的に配置されている。
The
各センサ回路32は、センサ容量としてのコンデンサ37と、プリチャージ制御スイッチ38と、アンプトランジスタ35と、出力制御スイッチ34とを備えている。
図5は、センサ回路32の一部を示す断面図であり、コンデンサ37及びアンプトランジスタ35を示す図である。
Each
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of the
図3乃至図5に示すように、コンデンサ37は、ガラス基板1s上に形成された第1電極E1と、第1電極E1に対して表示面Sの反対側に位置した第2電極E2とを有している。第1電極E1は、ポリシリコン(p−Si)で形成され、第2電極E2より大きい面積を有している。第2電極E2は、ゲート絶縁膜GIを挟んで第1電極E1に対向配置されている。第2電極E2は、モリブデンタングステン(MoW)で形成されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
図3及び図4に示すように、プリチャージ制御スイッチ38は、TFTで形成され、ここでは、NMOS型のTFTで形成されている。プリチャージ制御スイッチ38は、信号線22c及び第1電極E1間に接続され、信号線22cを介して入力されるプリチャージ電圧Vprc1を第1電極E1に与えるかどうか切替える。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
詳しくは、プリチャージ制御スイッチ38において、ゲート電極は制御線CRTに接続され、ソース電極は信号線22cに接続され、ドレイン電極は第1電極E1に接続されている。プリチャージ制御スイッチ38は、制御線CRTを介してゲート電極にハイ(H)レベルの制御信号が与えられるタイミングで、プリチャージ電圧Vprc1を第1電極E1に与える。
Specifically, in the
図3乃至図5に示すように、アンプトランジスタ35は、半導体層SL、ゲート電極GE、ソース電極SE及びドレイン電極DEを有している。半導体層SLは、ガラス基板1s上に形成されている。半導体層SLは、ポリシリコンで形成されている。ゲート電極GEは、ゲート絶縁膜GIを挟んで半導体層SLに対向配置されている。ゲート電極GEは、モリブデンタングステンで形成されている。
As illustrated in FIGS. 3 to 5, the
ソース電極SE及びドレイン電極DEは、層間絶縁膜II上に形成され、パッシベーション膜PSで覆われている。ソース電極SE及びドレイン電極DEは、層間絶縁膜II及びゲート絶縁膜GIに形成されたコンタクトホールを通って半導体層SCのソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接続されている。ソース電極SE及びドレイン電極DEは、アルミニウムで形成されている。 The source electrode SE and the drain electrode DE are formed on the interlayer insulating film II and are covered with the passivation film PS. The source electrode SE and the drain electrode DE are connected to the source region and the drain region of the semiconductor layer SC through contact holes formed in the interlayer insulating film II and the gate insulating film GI, respectively. The source electrode SE and the drain electrode DE are made of aluminum.
アンプトランジスタ35において、ゲート電極GEは第1電極E1に接続され、ソース電極SEは第2電極E2とともに信号線22bに接続されている。アンプトランジスタ35は、TFTで形成され、ここでは、NMOS型のTFTで形成されている。アンプトランジスタ35は、コンデンサ37の保持電圧の減衰量が少ない場合に導通状態(オン)となり、コンデンサ37の保持電圧の減衰量が多い場合に非導通状態(オフ)となる。アンプトランジスタ35は、アンプ(ソースフォロアアンプ)として機能する。
In the
図3及び図4に示すように、出力制御スイッチ34は、TFTで形成され、ここでは、NMOS型のTFTで形成されている。出力制御スイッチ34は、ドレイン電極DE(図5)及び信号線22a間に接続され、コンデンサ37の静電容量変動を読み取る際に導通状態に切替える。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
詳しくは、出力制御スイッチ34において、ゲート電極は制御線OPTに接続され、ソース電極はドレイン電極DE(図5)に接続され、ドレイン電極は信号線22aに接続されている。信号線22aには他のプリチャージ電圧Vprc2が与えられる。出力制御スイッチ34は、制御線OPTを介してゲート電極にハイ(H)レベルの制御信号が与えられるタイミングで導通状態に切替えられる。その際、信号線22aの電位は、コンデンサ37の静電容量変動に応じて変動することになる。
なお、上述した出力制御スイッチ34、プリチャージ制御スイッチ38及び副画素スイッチ33は、アンプトランジスタ35と同時に同一材料を用いて形成されている。
Specifically, in the
The
各センサ回路32は、検知素子としての光センサ36をさらに備えている。この実施形態において、光センサ36はPIN型の光ダイオードで形成されている。光センサ36はコンデンサ37に並列に接続されている。図示しないが、バックライトが光センサ36に直接入射することがないよう、光センサ36は、遮光部材により遮光されている。光センサ36は、半導体リーク電流の特性を利用し、入射される光の量に応じた電流を出力するものである。このため、光センサ36は、表示面S側から入射される光の量に応じて、コンデンサ37に静電容量変動を生起させることができる。
Each
コンデンサ37、プリチャージ制御スイッチ38、アンプトランジスタ35、出力制御スイッチ34及び光センサ36は、特定の副画素に集中することがないように配置されている。第1副画素SPXa、第2副画素SPXb及び第3副画素SPXc間において、開口率が均等になるよう、副画素の幅は調整されている。
The
図6は、センサモジュール(センサ回路32)が設けられた液晶表示パネルDPを示す概略断面図であり、入力手段20による入力動作により、センサモジュール(センサ回路32)のコンデンサ37に静電容量結合の強弱を生じさせている状態を示す図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display panel DP provided with a sensor module (sensor circuit 32). Capacitance coupling to a
図7は、接触位置(入力手段20が表示面Sに接触した位置)に重なっているセンサ回路32を示す等価回路である。
この実施形態において、入力手段20は、指等の導体である。第1電極E1はよりガラス基板1sに近い方(下層)に位置しているため、第1電極E1は入力手段20と静電容量結合し易い。
FIG. 7 is an equivalent circuit showing the
In this embodiment, the input means 20 is a conductor such as a finger. Since the first electrode E1 is located closer to the glass substrate 1s (lower layer), the first electrode E1 is easily capacitively coupled to the input means 20.
図1、及び図3乃至図7に示すように、センサ用IC4は、複数のセンサ回路32に対して書込み動作及び読み取り動作を行い、複数のセンサ回路32が接触位置に重なっているのかどうかを判断する。
As shown in FIGS. 1 and 3 to 7, the
センサ用IC4は、複数のセンサ回路32のコンデンサ37の第1電極E1に振動成分を持つプリチャージ電圧Vprc1を与え、第2電極E2に上記振動成分と同位相の振動成分を持つ基準電圧VSSを与えることにより上記書込み動作を行う。ここで、プリチャージ電圧Vprc1の中心の値は4Vである。また、上記振動成分であるが、周波数は50Hz、振幅は±0.5Vである。またさらに、基準電圧VSSは、振動成分を持つ接地(GND)レベルの電圧である。
The
センサ用IC4は、信号線22aの電位変動を検出することにより、入力手段20による入力動作に応じて第1電極E1に生じる静電容量結合の強弱に起因したコンデンサ37の静電容量変動を読み取ることができる。センサ用IC4は、信号線22aの電位変動を検出することにより上記読み取り動作を行う。入力手段20が第1電極E1に近接するほど、上記静電容量結合は強くなる。
The
接触位置に重なっていないセンサ回路32において、書込み動作における第1電極E1の電圧値の上昇は促進され、コンデンサ37の保持電圧の値は大きく、コンデンサ37の出力電圧はタイミングによらずに一定である。
In the
図8は、接触位置に重なっていないセンサ回路32における、時間に対する図7に示したノードn0、n1の電圧値の変化をグラフで示す図である。図8に示すように、コンデンサ37の出力電圧はタイミングによらずに一定となることが分かる。これは、上記静電容量結合が弱く、すなわち結合容量CCが小さく、第1電極E1の保持電圧の振動成分の減衰量が少ないからである。このため、コンデンサ37の静電容量変動を読み取って撮像画像として再現し、時系列に並べても大きな差異は出ない。
FIG. 8 is a graph showing changes in voltage values of the nodes n0 and n1 shown in FIG. 7 with respect to time in the
図1、及び図3乃至図7に示すように、一方、接触位置に重なっているセンサ回路32において、書込み動作における第1電極E1の電圧値の上昇は抑制され、コンデンサ37の保持電圧の値は小さく、コンデンサ37の出力電圧はタイミングによって変動する。
As shown in FIG. 1 and FIGS. 3 to 7, on the other hand, in the
図9は、接触位置に重なっているセンサ回路32における、時間に対する図7に示したノードn0、n1の電圧値の変化をグラフで示す図である。図9に示すように、コンデンサ37の出力電圧がタイミングによって変動することが分かる。これは、上記静電容量結合が強く、すなわち結合容量CCが大きく、第1電極E1の保持電圧の振動成分の減衰量が多いからである。このため、コンデンサ37の静電容量変動を読み取って撮像画像として再現すると、タイミングにより、撮像に濃淡が生じる。
FIG. 9 is a graph showing changes in voltage values of the nodes n0 and n1 shown in FIG. 7 with respect to time in the
上述したように、入力手段20が表示面Sに接触したのかどうかを判定する際、コンデンサ37の保持電圧の値の変化を読み取ることで判定することができるが、さらに、コンデンサ37の出力電圧がタイミングによって変動する(時間の経過とともに上下動する)のかどうかを読み取ることができるため、より精度良く判定することができる。
As described above, when determining whether or not the input means 20 is in contact with the display surface S, it can be determined by reading the change in the value of the holding voltage of the
図10は、アレイ基板1上に形成される回路を示すブロック図である。図10に示すように、下辺のXドライバ(X−dr)41はCOG実装等によりアレイ基板1上に実装されている。Xドライバ41は、表示用IC5から出力される映像信号(Vsig)をアレイ基板1上の所定の信号線(22)に書き込むための回路である。下辺のプリチャージ回路42は、アレイ基板1上の所定の信号線(22a、22c)に所定の電圧を書き込むための回路である。
FIG. 10 is a block diagram showing a circuit formed on the
右辺のYドライバ(Y−dr)43は所定のタイミングで副画素スイッチ(33)のゲート電極を開閉して信号線(22)に書き込まれた映像信号(Vsig)を所定の副画素に書き込むための回路である。Yドライバ43は、制御線(OPT)に接続された図示しないOPT回路を含んでいる。OPT回路は、所定のタイミングでセンサ回路(32)のアンプトランジスタ(35)を信号線(22a)に接続させるよう、制御線(OPT)に制御信号を与える。
The Y driver (Y-dr) 43 on the right side opens and closes the gate electrode of the subpixel switch (33) at a predetermined timing to write the video signal (Vsig) written on the signal line (22) to the predetermined subpixel. Circuit. The
左辺には露光時間可変回路44が備えられている。露光時間可変回路44は、制御線(CRT)に接続されている。露光時間可変回路44は、プリチャージ制御スイッチ38のゲート電極に制御信号を与え、プリチャージ制御スイッチ38の導通状態を切替える。プリチャージ制御スイッチ38がオンとなることにより、プリチャージ電圧(Vprc1)が第1電極(E1)に与えられる。なお、露光時間可変回路44は、光センサ36用である。
An exposure
上辺にはA/D変換回路45及びS/R出力回路46が設けられている。A/D変換回路45は画素のセンサ回路(32)が出力するセンサの信号(信号線22aの電位変動)をデジタル信号に変換する。S/R出力回路46は、A/D変換回路45の出力をパラレル−シリアル変換するとともに増幅して外部LSI(センサLSI)に出力する。
An A /
次に、センサ用IC4によるセンサ回路32の駆動方法について説明する。
図11乃至図15は、センサ回路32に対して行う書込み動作から読み取り動作までの一連の動作中のセンサ回路32の等価回路を示す図である。これら一連の動作は、映像信号の書込みをしていない水平ブランク期間中に行われる。
Next, a method for driving the
11 to 15 are diagrams showing an equivalent circuit of the
図11に示すように、センサ用IC4によるセンサ回路32の駆動方法がスタートすると、まず、プリチャージ制御スイッチ38にはオン状態となるレベル(Hレベル)の制御信号が与えられ、出力制御スイッチ34にはオフ状態となるレベル(ロー(L)レベル)の制御信号が与えられる。このため、プリチャージ制御スイッチ38はオン、出力制御スイッチ34はオフとなる。
As shown in FIG. 11, when the driving method of the
これにより、信号線22cに与えられる振動成分を持ち中心の値が4Vのプリチャージ電圧Vprc1は、プリチャージ制御スイッチ38を通って第1電極E1に与えられる。信号線22bに与えられ、プリチャージ電圧Vprc1の振動成分と同位相の振動成分を持つ基準電圧VSSは、第2電極E2に与えられる。なお、基準電圧VSSは、上記一連の動作中、常時、信号線22bに与えられる。
上記のことから、コンデンサ37はプリチャージされる。
As a result, the precharge voltage Vprc1 having a vibration component applied to the
From the above, the
図12に示すように、続いて、プリチャージ制御スイッチ38及び出力制御スイッチ34にはオフ状態となるレベルの制御信号が与えられる。このため、プリチャージ制御スイッチ38はオフに切替えられ、出力制御スイッチ34はオフに維持される。
これにより、所定の時間、入力手段(20)による入力動作に応じて第1電極E1に生じる静電容量結合の強弱に起因してコンデンサ37の静電容量は変動する。
As shown in FIG. 12, subsequently, the
Thereby, the electrostatic capacitance of the
上記静電容量結合が弱ければ、すなわち結合容量CCが小さければ、第1電極E1の電圧値の上昇は促進され、第1電極E1はほぼ4Vを維持し、第1電極E1の保持電圧の振動成分の減衰量は少なくなる。 If the capacitive coupling is weak, that is, if the coupling capacitance CC is small, the increase of the voltage value of the first electrode E1 is promoted, the first electrode E1 maintains approximately 4V, and the oscillation of the holding voltage of the first electrode E1. The amount of attenuation of the component is reduced.
上記静電容量結合が強ければ、すなわち結合容量CCが大きければ、第1電極E1の電圧値の上昇は抑制され、第1電極E1は0Vに近づき、第1電極E1の保持電圧の振動成分の減衰量は多くなる。 If the capacitance coupling is strong, that is, if the coupling capacitance CC is large, the increase in the voltage value of the first electrode E1 is suppressed, the first electrode E1 approaches 0V, and the oscillation component of the holding voltage of the first electrode E1 is reduced. The amount of attenuation increases.
図13に示すように、次いで、プリチャージ制御スイッチ38及び出力制御スイッチ34はオフに維持した状態で、信号線22aに5Vのプリチャージ電圧Vprc2が与えられる。これにより、信号線22aはプリチャージされる。その後、信号線22aはハイインピーダンス状態となる。
As shown in FIG. 13, the precharge voltage Vprc2 of 5 V is then applied to the
図14に示すように、続いて、信号線22aへのプリチャージ電圧Vprc2の印加を中止した後、出力制御スイッチ34にはオン状態となるレベルの制御信号が所定のタイミングで与えられる。このため、プリチャージ制御スイッチ38はオフに維持され、出力制御スイッチ34はオンに切替えられる。
As shown in FIG. 14, subsequently, after the application of the precharge voltage Vprc2 to the
これにより、アンプトランジスタ35及び信号線22aは導通し、アンプトランジスタ35の開閉状態に応じて信号線22aのプリチャージ電圧Vprc2は信号線22b(GND)に抜け、信号線22aの電位が変動する。
As a result, the
コンデンサ37の残存電圧が例えば4Vのままならばアンプトランジスタ35はオンし、信号線22aの電位は5Vから0Vに向かって変化する。コンデンサ37の残存電圧が例えば0Vならばアンプトランジスタ35はオフし、信号線22aの電位は5Vのまま殆ど変化しない。
If the remaining voltage of the
図15に示すように、その後、コンパレータ48により、信号線22aの電位と基準電源47の基準電圧とを比較し、信号線22aの電位が基準電圧より大きい場合にはハイレベルの信号を出力し、信号線22aの電位が基準電圧より小さい場合にはローレベルの信号を出力する。コンパレータ48の出力は、センサ用IC4へ伝送される。
As shown in FIG. 15, the
センサ用IC4は、信号線22aの電位変動を検出することにより、入力手段20による入力動作に応じて第1電極E1に生じる静電容量結合の強弱に起因したコンデンサ37の静電容量変動を読み取ることができる。すなわち、センサ用IC4は、センサ回路32(コンデンサ37)が接触位置に重なっているのかどうか判断することができる。
上記のように、センサ用IC4によるセンサ回路32の駆動が行われる。
The
As described above, the
図16は、センサ用IC4の概略構成を示すブロック図である。
図16に示すように、センサ用IC4は、レベルシフタ(L/S)91、階調化回路92、キャリブレーション回路93、DAC(Digital Analog Convertor)94、フレーム間差分処理回路96、エッジ検出回路97、接触確率計算回路98、RAM(Random Access Memory)99を備えている。
FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 16, the
階調化回路92は、コンパレータ(48)から伝送されてきた2値画像を基に多階調画像を生成する。言い替えると、階調化回路92は、フレーム期間毎にコンデンサ(37)の静電容量変動を示す情報をデータ化して検出画像を生成する。
The
その生成(変換)の手法としては、例えば、各画素(PX)について、その周囲の12画素×12画素の正方形領域で0又は1からなる2値データの和を取ることにより、0乃至144の間の多階調値を得る。または16×16画素の正方形領域で0乃至255の間の多階調値を得るようにしても良い。センサ用IC4の内部に設けるメモリ領域の配置効率を考慮して適性値を決めるのがよい。あるいは、アレイ基板1上の回路で、撮像画像のデータをアナログ信号で出力し、これを階調化回路92でA/D変換器により多階調のデジタル信号に変換するようにしてもよい。センサ用IC4の内部に設けるメモリ領域の配置効率を考慮して適性値を決めるのが良い。
As a method of generating (converting), for example, for each pixel (PX), a sum of binary data consisting of 0 or 1 is obtained in a square area of 12 pixels × 12 pixels around the pixel (PX). Multi-tone values in between are obtained. Alternatively, a multi-tone value between 0 and 255 may be obtained in a square area of 16 × 16 pixels. The suitability value should be determined in consideration of the arrangement efficiency of the memory area provided inside the
キャリブレーション回路93は、階調化回路92から与えられる信号に基づき、プリチャージ電圧Vprc1を適正なものに調整するための制御信号を出力する。この制御信号を受けたDAC94、レベルシフタ91では、プリチャージ時間を調節する。
The
その他、キャリブレーション回路93は、階調化回路92から与えられる信号に基づき、光センサ36が露光される時間を適正なものに調整するための制御信号を出力することも可能である。この制御信号を受けたDAC94、レベルシフタ91では、プリチャージ時間及び露光時間を調節する。
In addition, the
フレーム間差分処理回路96は、現在のフレームにおける多階調画像とRAM99に格納されている過去の多階調画像との差分を取った差分画像を生成する。言い替えると、フレーム間差分処理回路96は、連続するフレーム間の上記検出画像の差分を算出して差分画像を生成する。そして、フレーム間差分処理回路96は、連続する上記差分画像の階調値から入力手段(20)の接触位置(接触領域)を抽出することができる。これにより、複数のセンサ回路(32)が接触位置に重なっているのかどうかを判断することができる。
The inter-frame
図17は、入力手段(20)が近接されたセンサ回路(32)及び入力手段(20)が近接されなかったセンサ回路(32)から出力された信号に基づく、時間に対する差分画像の階調値の変化をグラフで示す図である。 FIG. 17 shows the gradation value of the difference image with respect to time based on the signal output from the sensor circuit (32) in which the input means (20) is close and the sensor circuit (32) in which the input means (20) is not close. FIG.
図16及び図17に示すように、実線のデータは、差分画像の階調値が所定値以上であり、この階調値に濃淡(振動)が生じていることから、フレーム間差分処理回路96は、対応するセンサ回路(32)が接触位置に重なっていると判断することができる。 As shown in FIGS. 16 and 17, the solid-line data has a difference image with a gradation value equal to or higher than a predetermined value, and the gradation value is shaded (vibrated). Can be determined that the corresponding sensor circuit (32) overlaps the contact position.
破線のデータは、差分画像の階調値が所定値未満であり、この階調値に濃淡(振動)が生じていないことから、フレーム間差分処理回路96は、対応するセンサ回路(32)が接触位置に重なっていないと判断することができる。
In the broken line data, since the gradation value of the difference image is less than a predetermined value, and no gradation (vibration) is generated in the gradation value, the inter-frame
図16に示すように、また、フレーム間差分処理回路96は、生成した差分画像からこの重心を算出し、確率計算の候補として、入力手段(20)による入力位置座標がこの重心にある旨を示す信号を出力する。
As shown in FIG. 16, the inter-frame
図18は、時間に対する、入力手段(20)が近接されたセンサ回路(32)から出力された信号に基づく差分画像の重心座標の変化量をグラフで示す図である。図16及び図18に示すように、一瞬ではあるが入力手段(20)が接触状態(入力手段(20)が近接している状態)を維持している間、差分画像の重心座標の変化量は所定値以下となり、ここではほぼ0となることから、フレーム間差分処理回路96は、上記差分画像の重心座標を入力手段(20)にて入力された位置であると判断することができる。
FIG. 18 is a graph showing the amount of change in the barycentric coordinates of the difference image based on the signal output from the sensor circuit (32) in which the input means (20) is in close proximity with respect to time. As shown in FIGS. 16 and 18, while the input unit (20) is maintaining the contact state (the state in which the input unit (20) is in close proximity) for a moment, the amount of change in the barycentric coordinates of the difference image. Is equal to or less than a predetermined value, and is approximately 0 here, so that the interframe
図16に示すように、エッジ検出回路97は、各フレームの多階調画像についてエッジの強さ(階調の空間的変化の大きさ)を算出し、階調値が所定の閾値以上のエッジについてその重心を算出し、確率計算の候補として、入力手段(20)による入力位置座標がこの重心にある旨を示す信号を出力する。
As shown in FIG. 16, the
また、キャリブレーション完了時点の多階調画像をメモリに保持しておき、最新の多階調画像から減算した新たな多階調画像に対してエッジ検出をすることも有効である。センサの特性ばらつきに起因する撮像ムラを減殺でき、真に入力手段(20)によるエッジのみを切り出すことができるようになるからである。 It is also effective to hold a multi-tone image at the time of completion of calibration in a memory and perform edge detection on a new multi-tone image subtracted from the latest multi-tone image. This is because it is possible to reduce unevenness in imaging due to variations in sensor characteristics, and to truly cut out only the edge by the input means (20).
接触確率計算回路98は、階調化回路92、フレーム間差分処理回路96、エッジ検出回路97からそれぞれ出力された信号に基づいて接触確率を計算する。接触確率計算回路98に、多角的に接触判断し結果の平均値を算出するよう設定した場合には、接触判定の精度が極めて高いシステムを実現できる。
The contact
図19は、同時に複数個所に入力手段(指)20が接触している様子を示す液晶表示パネルの側面図及び平面図を縦に並べた図である。図19に示すように、入力手段20が2個所で接触している場合、差分画像の階調値が所定値以上となり、この階調値に濃淡(振動)が生じるデータが2つ生じることになる。
FIG. 19 is a diagram in which a side view and a plan view of a liquid crystal display panel showing a state in which input means (finger) 20 are in contact with a plurality of locations at the same time are vertically arranged. As shown in FIG. 19, when the
この場合も、上記手法と同様の手法を用いることにより、2個所とも、複数のセンサ回路(32)が接触位置に重なっているのかどうかを判断することができ、入力手段20にて入力された位置座標がどこであるのかを判断することができる。この例では、一方の位置座標が(X1,Y1)であり、他方の位置座標が(X2,Y2)である。勿論、接触タイミングを検出することもできる。 In this case as well, by using a method similar to the above method, it is possible to determine whether or not a plurality of sensor circuits (32) are overlapped with the contact position in both places. It is possible to determine where the position coordinates are. In this example, one position coordinate is (X 1 , Y 1 ), and the other position coordinate is (X 2 , Y 2 ). Of course, the contact timing can also be detected.
次に、光センサ36について説明する。
入力手段20が非導体の場合、接触位置に重なっているセンサ回路32において、第1電極E1に静電容量結合の強弱を生じさせることはできない。そこで、上述したように、この実施形態の電子機器のセンサ回路32が光センサ36を備えることにより、電子機器は、入力手段20が非導体であっても、入力手段20にて接触される個所の位置情報を抽出することができる。
Next, the
When the input means 20 is a non-conductor, in the
ここで、所定の露光時間、光センサ36に入射する光の量に応じて光センサ36にリーク電流が発生すると、コンデンサ37の保持電圧が変化する。コンデンサ37は、リーク電流が少なければほぼ4Vを維持し、リーク電流が多ければ0Vに近づくことになる。
Here, when a leak current is generated in the
図20は、センサモジュールが設けられた液晶表示パネルDP及び導光板BUaを示す概略断面図であり、入力手段20による入力動作により、入力手段20にて反射される反射光L2を、光センサ36を用いて検出している状態を示す図である。図21は、センサモジュールが設けられた液晶表示パネルDP及び導光板BUaを示す概略断面図であり、入力手段20による入力動作により、環境光L1を光センサ36を用いて検出し、入力手段20の影を検出している状態を示す図である。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing the liquid crystal display panel DP and the light guide plate BUa provided with the sensor module, and the reflected light L2 reflected by the input means 20 by the input operation by the input means 20 is converted into the
図20及び図21に示すように、センサ用IC(4)は、図示しない他の光センサ等を用いることにより、環境光L1の照度を検知することができる。そして、複数の光センサ36は、環境光L1の照度に応じて環境光L1又は導光板BUaから放射される光の反射光L2を選択的に検出する。
As shown in FIGS. 20 and 21, the sensor IC (4) can detect the illuminance of the ambient light L1 by using another optical sensor (not shown). The plurality of
センサ用IC(4)は、環境光L1の照度が、基準値以上の場合に環境光L1を検出して入力手段20の影を検出し(図21)、上記基準値未満の場合に入力手段20にて反射される反射光L2を検出する(図20)ように複数の光センサ36に検出させる対象を切替えるものである。
The sensor IC (4) detects the shadow of the input means 20 by detecting the ambient light L1 when the illuminance of the ambient light L1 is equal to or higher than the reference value (FIG. 21), and the input means when it is less than the reference value. The target to be detected by the plurality of
例えば、屋内で使用した場合等、反射光L2の照度が環境光L1の照度より十分高く、環境光L1を考慮しなくとも良い場合、センサ用IC(4)は、入力手段20にて反射される反射光L2を検出するように切替える。一方、屋外で使用した場合等、環境光L1の照度が反射光L2の照度より十分高く、反射光L2を考慮しなくとも良い場合、センサ用IC(4)は、環境光L1を検出して入力手段20の影を検出するように切替える。 For example, when used indoors, when the illuminance of the reflected light L2 is sufficiently higher than the illuminance of the environmental light L1, and the environmental light L1 does not need to be taken into consideration, the sensor IC (4) is reflected by the input means 20. The reflected light L2 is switched to be detected. On the other hand, when used outdoors, when the illuminance of the ambient light L1 is sufficiently higher than the illuminance of the reflected light L2, and the reflected light L2 does not need to be considered, the sensor IC (4) detects the ambient light L1. It switches so that the shadow of the input means 20 may be detected.
上記のように構成された第1の実施形態に係る電子機器によれば、電子機器は、画像を表示し、入力手段20にて接触される個所の位置情報を抽出するものである。電子機器は、液晶表示パネルDPと、センサモジュールと、センサ用IC4とを備えている。センサ用IC4は、複数のセンサ回路32に対して書込み動作及び読み取り動作を行い、複数のセンサ回路32が接触位置に重なっているのかどうかを判断する。
According to the electronic device according to the first embodiment configured as described above, the electronic device displays an image and extracts position information of a place touched by the input means 20. The electronic device includes a liquid crystal display panel DP, a sensor module, and a
センサ用IC4は、複数のセンサ回路32のコンデンサ37の第1電極E1に振動成分を持つプリチャージ電圧Vprc1を与え、第2電極E2に上記振動成分と同位相の振動成分を持つ基準電圧VSSを与えることにより書込み動作を行う。センサ用IC4は、入力手段20による入力動作に応じて第1電極E1に生じる静電容量結合の強弱に起因したコンデンサ37の静電容量変動を読み取ることにより読み取り動作を行う。
The
接触位置に重なっていないセンサ回路32において、書込み動作における第1電極E1の電圧値の上昇は促進され、コンデンサ37の保持電圧の値は大きく、コンデンサ37の出力電圧はタイミングによらずに一定となる。一方、接触位置に重なっているセンサ回路32において、書込み動作における第1電極E1の電圧値の上昇は抑制され、コンデンサ37の保持電圧の値は小さく、コンデンサ37の出力電圧はタイミングによって変動する。
In the
上述したように、入力手段20が表示面Sに接触したのかどうかを判定する際、コンデンサ37の保持電圧の値の変化を読み取ることで判定することができるが、さらに、コンデンサ37の出力電圧がタイミングによって変動する(時間の経過とともに上下動する)のかどうかを読み取ることができるため、より精度良く判定することができる。
上記のことから、画像を表示でき、入力手段にて接触される個所の位置情報を精度良く抽出できる電子機器を得ることができる。
As described above, when determining whether or not the input means 20 is in contact with the display surface S, it can be determined by reading the change in the value of the holding voltage of the
From the above, it is possible to obtain an electronic apparatus that can display an image and can accurately extract position information of a place touched by an input unit.
次に、上記第1の実施形態に係る電子機器の変形例について説明する。
図22は、センサ回路32の第1電極E1の変形例を示す図であり、画素PX及びセンサ回路32を示す平面図である。図22に示すように、コンデンサ37を形成する2つの電極のうち、第1電極E1のサイズを大きくしてもよい。ここでは、第1電極E1は、行方向d1に延出し、赤の副画素SPXaに重なっている。これにより、入力手段20と静電容量結合し易い第1電極E1にすることができる。また、第1電極E1は、ポリシリコンで形成され、光透過性を有するため、表示画像の輝度レベルの低下は抑制される。
Next, a modification of the electronic device according to the first embodiment will be described.
FIG. 22 is a diagram showing a modification of the first electrode E1 of the
図23は、複数の画素PXを含んだ画素群PXGを示す概略図である。図24は、液晶表示パネル(DP)の画素PX、及び画素PXに重なったセンサ回路32の等価回路を示す図であり、センサ回路32が光センサ(36)に替えて抵抗素子39を有した状態を示す図である。図24に示した画素PXは、静電容量結合専用の画素として用いることができる。なお、図24に示した画素PXを、光センサ無しの画素PXと称する。これに対し、図3に示した画素PXを、光センサ付きの画素PXと称する。
FIG. 23 is a schematic diagram illustrating a pixel group PXG including a plurality of pixels PX. FIG. 24 is a diagram showing an equivalent circuit of the pixel PX of the liquid crystal display panel (DP) and the
図23及び図24に示すように、光センサ無しの画素PXは、光センサ付きの画素PXに対して一定の割合で配置することができる。ここでは、画素群PXGは9個の画素PXを含み、このうちの1個の画素PXが光センサ無しの画素PXである。光センサ無しの画素PXは(5)の画素PXであり、光センサ付きの画素PXは(1)乃至(4)及び(6)乃至(9)の画素PXである。抵抗素子39は、ポリシリコンに不純物を注入することにより形成することができる。
As shown in FIGS. 23 and 24, the pixels PX without the photosensor can be arranged at a certain ratio with respect to the pixels PX with the photosensor. Here, the pixel group PXG includes nine pixels PX, and one of the pixels PX is a pixel PX without an optical sensor. The pixel PX without the photosensor is the pixel PX of (5), and the pixel PX with the photosensor is the pixel PX of (1) to (4) and (6) to (9). The
図6等に示したガラス基板1sや偏光板13等の光学フィルムは極力薄く低誘電率であることが好ましく、これにより、入力手段20にて、第1電極E1に静電容量変動を生起させ易くすることができる。電子機器が携帯電話の場合、液晶表示パネルDPの表示面S上に透明アクリル板等の保護板を設ける場合があるが、そのような場合、保護板は低誘電率の透明絶縁材料を用いた方が好ましい。
The optical film such as the glass substrate 1s and the
図7等に示したプリチャージ電圧Vprc1の持つ(に与える)振動成分及び基準電圧VSSの持つ(に与える)振動成分に関して、周波数は50Hzに限らず種々変形可能であり、また、振幅も±0.5Vに限らず種々変形可能である。その他、上記両振動成分の波形も種々変形可能であり、例えば同位相の三角波や方形波であってもよい。 With respect to the vibration component of the precharge voltage Vprc1 and the vibration component of the reference voltage VSS shown in FIG. 7 and the like, the frequency is not limited to 50 Hz and can be variously modified, and the amplitude is ± 0. Not limited to 5V, various modifications are possible. In addition, the waveforms of the two vibration components can be variously modified. For example, a triangular wave or a square wave having the same phase may be used.
図25は、液晶表示パネルDP及びカバー50を示す概略断面図であり、カバー50の透明電極52が接地されている状態を示す図である。図26は、センサモジュールが設けられた液晶表示パネルDP及びカバー50を示す概略断面図であり、入力手段20による入力動作により、カバー50の外面を押圧している状態を示す図である。
FIG. 25 is a schematic cross-sectional view showing the liquid crystal display panel DP and the
図25及び図26に示すように、電子機器は、カバー50をさらに備えている。カバー50は、PET(polyethylene terephthalate resin)フィルム51と、PETフィルム51上にITO(Indium Tin Oxide)を塗布して形成された透明電極52とを有している。透明電極52は接地されている。カバー50は、表示面Sに隙間を置いて対向配置され、可撓性を有するものである。カバー50は、PETフィルム51を用いて形成したが、これに限定されるものではなく種々変形可能であり、可撓性を有した絶縁フィルム(シート)を用いて形成されていればよい。
As shown in FIGS. 25 and 26, the electronic device further includes a
透明電極52が第1電極E1に対して充分距離を置いて配置されるよう、カバー50は支持部材55により支持されている。なお、液晶表示パネルDPも支持部材56により支持されている。透明電極52及び偏光板13間には、図示しない複数のスペーサが設けられ、これらのスペーサは透明電極52及び偏光板13間の隙間を保持している。
The
入力手段20にてカバー50の外面を押圧することにより、接触位置に重なっているセンサ回路(32)において、透明電極52が第1電極(E1)に近接し、第1電極(E1)に生じる静電容量結合が強くなる。すなわち、PETフィルム51(カバー50)はやわらかいため、入力手段20で接触したところの透明電極52のみが、表示面Sに接触する。
By pressing the outer surface of the
上記のことから、電子機器にカバー50を設けることにより、入力手段20が爪やペン等の非導体であっても、第1電極に静電容量結合の強弱を生じさせることができるため、電子機器は、非導体の入力手段20にて接触される個所の位置情報を抽出することができる。
From the above, by providing the
また、軽くなでる程度の接触ではカバー50及び表示面S間の隙間(エアギャップ)は維持されたままになるので、第1電極(E1)に生じる静電容量結合が強くなることはない。そして、この減少を利用することにより、押し圧(Z軸)の度合を検知することが可能となる。
In addition, since the gap (air gap) between the
図27は、液晶表示パネルDP及びカバー50を示す概略断面図であり、透明電極52に接地レベルの電圧V52を与えている状態を示す図である。図27に示すように、例えば、センサ用IC(4)は、透明電極52に振動成分を持つ接地レベルの電圧V52を与え、複数のセンサ回路(32)に対して書込み動作及び読み取り動作を行い、複数のセンサ回路(32)が接触位置に重なっているのかどうかを判断する。
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view showing the liquid crystal display panel DP and the
上記の場合、複数のセンサ回路(32)のコンデンサ(37)の第1電極(E1)に定電圧であるプリチャージ電圧Vprc1を与え、第2電極E2に定電圧である基準電圧VSSを与えることにより書込み動作を行う。すなわち、プリチャージ電圧Vprc1及び基準電圧VSSに振動成分は加えられない。 In the above case, the precharge voltage Vprc1 that is a constant voltage is applied to the first electrode (E1) of the capacitor (37) of the plurality of sensor circuits (32), and the reference voltage VSS that is a constant voltage is applied to the second electrode E2. To perform the write operation. That is, no vibration component is added to the precharge voltage Vprc1 and the reference voltage VSS.
入力手段20による入力動作に起因したカバー50及び表示面S間の隙間の変動応じて第1電極(E1)に生じる静電容量結合の強弱に起因したコンデンサ(37)の静電容量変動を読み取ることにより読み取り動作を行う。上記の場合においても、接触位置に重なったコンデンサ37の出力電圧はタイミングによって変動することになる。
The capacitance variation of the capacitor (37) due to the strength of the capacitive coupling generated in the first electrode (E1) according to the variation in the gap between the
次に、第2の実施形態に係る電子機器について詳細に説明する。なお、この実施形態において、他の構成は上述した第1の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。 Next, an electronic apparatus according to the second embodiment will be described in detail. In this embodiment, other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
図28は、書込み動作のタイミング(コンデンサ37にプリチャージするタイミング)と、読み取り動作のタイミング(センサ回路32から信号が出力されるタイミング)とで、第2電極E2の電位を変化させ、入力手段20にて接触される個所の位置情報を抽出する場合の概念を説明する概略図である。 In FIG. 28, the potential of the second electrode E2 is changed according to the timing of the write operation (timing to precharge the capacitor 37) and the timing of the read operation (timing when a signal is output from the sensor circuit 32). It is the schematic explaining the concept in the case of extracting the positional information on the part contacted in FIG.
図28に示すように、液晶表示パネル(DP)の行数は400である。センサ用IC(4)は、第1電極(E1)にプリチャージ電圧(Vprc1)を与えるタイミングと、コンデンサ(37)の静電容量変動を読み取るタイミングとで、第1電極(E1)又は第2電極(E2)の電位を変化させる。ここでは、センサ用IC(4)は、第2電極(E2)の電位を変化させている。詳しくは、センサ用IC(4)は、第2電極(E2)に与える基準電圧VSSの値をLレベルからHレベル若しくはHレベルからLレベルに変化させている。2水平走査期間を88μsとすると、基準電圧VSSの振動成分の周波数は11kHzとなる。 As shown in FIG. 28, the liquid crystal display panel (DP) has 400 rows. The sensor IC (4) includes the first electrode (E1) or the second electrode at the timing of applying the precharge voltage (Vprc1) to the first electrode (E1) and the timing of reading the capacitance variation of the capacitor (37). The potential of the electrode (E2) is changed. Here, the sensor IC (4) changes the potential of the second electrode (E2). Specifically, the sensor IC (4) changes the value of the reference voltage VSS applied to the second electrode (E2) from the L level to the H level or from the H level to the L level. When the 2 horizontal scanning period is 88 μs, the frequency of the vibration component of the reference voltage VSS is 11 kHz.
コンデンサ(37)をプリチャージするときに基準電圧VSSがLレベルにある場合、センサ回路(32)から信号を出力する時に基準電圧VSSをHレベルとすると、入力手段(20)と静電容量結合している部位と他の部位とで出力時のコンデンサ(37)に電位差が生じる。入力手段(20)と静電容量結合しているコンデンサ(37)の方が保持電圧が小さくなる。 If the reference voltage VSS is at L level when the capacitor (37) is precharged, and the reference voltage VSS is set to H level when a signal is output from the sensor circuit (32), capacitive coupling with the input means (20) A potential difference is generated in the capacitor (37) at the time of output between the part that is being operated and another part. The capacitor (37) that is capacitively coupled to the input means (20) has a smaller holding voltage.
そして、コンデンサ37の保持電圧の変動を読み取って撮像画像として再現すると、接触領域の撮像は縞模様となる。この縞模様はフレームが替わる毎に(N→N+1→N+2)反転する。ここで、図28に、白及び黒と記載しているが、これは入力手段20が接触したと仮定した場合の撮像画像の色(階調)を示している。
And if the fluctuation | variation of the holding voltage of the capacitor |
上述したポイントを守ることにより、電子機器は、種々変形可能である。例えば、コンデンサ(37)をプリチャージする際は、垂直ブランク期間にまとめて一括して行い、センサ回路(32)から信号を出力する際は、各水平期間中に行ってもよい。これにより、消費電力の低減を図ることができる。 By keeping the above points, the electronic device can be variously modified. For example, the capacitor (37) may be precharged in a lump in the vertical blank period, and the signal output from the sensor circuit (32) may be performed in each horizontal period. Thereby, power consumption can be reduced.
その他、センサ用IC(4)は、第1電極(E1)にプリチャージ電圧(Vprc1)を与えるタイミングと、コンデンサ(37)の静電容量変動を読み取るタイミングとで、透明電極(52)の電位を変化させてもよい。 In addition, the sensor IC (4) has the potential of the transparent electrode (52) at the timing of applying the precharge voltage (Vprc1) to the first electrode (E1) and the timing of reading the capacitance variation of the capacitor (37). May be changed.
上記のように構成された第2の実施形態に係る電子機器によれば、電子機器は、液晶表示パネルDPと、センサモジュールと、センサ用IC4とを備え、必要に応じてカバー50をさらに備えている。このため、上述した第1の実施形態の電子機器と同様の効果を得ることができる。
According to the electronic apparatus according to the second embodiment configured as described above, the electronic apparatus includes the liquid crystal display panel DP, the sensor module, and the
センサ用IC4は、第1電極E1にプリチャージ電圧Vprc1を与えるタイミングと、コンデンサ37の静電容量変動を読み取るタイミングとで、第1電極E1、第2電極E2又は透明電極52の電位を変化させることができる。ノイズの影響を受けにくくすることができるため、接触判定の精度を高めることができる。
The
そして、接触領域の撮像を縞模様とすることができるため、この模様から入力手段20にて接触される個所の位置情報を抽出することができるため、センサ用IC4の回路構成をより簡単なものとすることができる。
上記のことから、画像を表示でき、入力手段にて接触される個所の位置情報を精度良く抽出できる電子機器を得ることができる。
Since the contact area can be imaged in a striped pattern, the position information of the part touched by the input means 20 can be extracted from this pattern, so that the circuit configuration of the
From the above, it is possible to obtain an electronic apparatus that can display an image and can accurately extract position information of a place touched by an input unit.
次に、第3の実施形態に係る電子機器について詳細に説明する。なお、この実施形態において、他の構成は上述した第1の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
上述した第1の実施形態では、プリチャージ電圧Vprc1は一定レベルの定電圧であったが、この実施の形態においては、電圧レベルが周期的に異なるものである。
Next, an electronic apparatus according to the third embodiment will be described in detail. In this embodiment, other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
In the first embodiment described above, the precharge voltage Vprc1 is a constant voltage at a constant level. However, in this embodiment, the voltage level is periodically different.
図29は、センサ用IC4及び液晶表示パネルの概略構成を示す図であり、センサ用IC4のDAC100から液晶表示パネルDP側に出力されるプリチャージ電圧Vprc1を、液晶表示パネルDP内部で、複数の画素PXに複数の電位を異なるタイミングで印加するように処理した例を示す図である。
FIG. 29 is a diagram showing a schematic configuration of the
図30は、センサ用IC4及び液晶表示パネルの概略構成を示す図であり、センサ用IC4のDAC100から液晶表示パネルDP側に出力されるプリチャージ電圧Vprc1を、センサ用IC4内部で、複数の画素PXに複数の電位を異なるタイミングで印加するように処理した例を示す図である。
図31は、時間に対するプリチャージ電圧Vprc1の変化をグラフで示す図である。
FIG. 30 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
FIG. 31 is a graph showing a change in precharge voltage Vprc1 with respect to time.
図29、図30及び図31に示すように、センサ用IC4は、電圧レベルが周期的に異なるプリチャージ電圧Vprc1を第1電極(E1)に与える。そして、電子機器は、複数のセンサ回路(32)の第1電極(E1)に、上記プリチャージ電圧Vprc1を与える(プリチャージ制御スイッチ38を開く)タイミングを切替えることができる切替え手段を備えている。
As shown in FIGS. 29, 30, and 31, the
製造誤差により、センサ回路32内のトランジスタ(TFT)の閾値(Vth)にばらつきが生じても、何れかのセンサ回路32が、入力手段20が接触したことを検出することができる。このため、キャリブレーション回路93を用いたキャリブレーション機能を使用しなくとも対応できるため、上記キャリブレーションの手間を省くことができる。
Even if the threshold value (Vth) of the transistor (TFT) in the
図32は、液晶表示パネルDPの一部の領域の複数の画素PXを示す図であり、画素PXに与えるプリチャージ電圧Vprc1のレベルを5個に分類した例を示す図である。図32に示すように、画素PXは、画素PXA(A)、PXB(B)、PXC(C)、PXD(D)、PXE(E)の5個に分類されている。各画素PX(各画素PXに重なったセンサ回路32)に与えるプリチャージ電圧Vprc1の値(レベル)であるが、例えば、画素PXAは2.0V、画素PXBは2.2V、画素PXCは2.4V、画素PXDは2.6V、画素PXEは2.8Vである。上記のように、プリチャージ電圧Vprc1を少しずつ変化させて各画素PXに与えている。
FIG. 32 is a diagram illustrating a plurality of pixels PX in a partial region of the liquid crystal display panel DP, and is a diagram illustrating an example in which the level of the precharge voltage Vprc1 applied to the pixels PX is classified into five. As shown in FIG. 32, the pixel PX is classified into five pixels PXA (A), PXB (B), PXC (C), PXD (D), and PXE (E). The value (level) of the precharge voltage Vprc1 applied to each pixel PX (the
各画素PXにプリチャージ電圧Vprc1を規則的に変化させて印加する際には、行毎、列毎または市松状に電圧値を変えることが望ましい。このように、各画素PXにプリチャージ電圧Vprc1を規則的に変化させて印加することにより、センサ回路(32)内のトランジスタの閾値がばらついた場合でも、何れかのセンサ回路32が、入力手段20が接触したことを検出することができる。なお、画素PXを分類する個数や、プリチャージ電圧Vprc1の電圧値は、上記の例に限定されるものではなく、種々変形可能である。
When applying the precharge voltage Vprc1 to each pixel PX in a regularly changed manner, it is desirable to change the voltage value row by row, column by column, or checkered. As described above, even when the threshold value of the transistor in the sensor circuit (32) varies by applying the precharge voltage Vprc1 to each pixel PX in a regular manner, any one of the
上記のように構成された第3の実施形態に係る電子機器によれば、電子機器は、液晶表示パネルDPと、センサモジュールと、センサ用IC4とを備え、必要に応じてカバー50をさらに備えている。このため、上述した第1の実施形態の電子機器と同様の効果を得ることができる。
According to the electronic apparatus according to the third embodiment configured as described above, the electronic apparatus includes the liquid crystal display panel DP, the sensor module, and the
センサ用IC4は、電圧レベルが周期的に異なるプリチャージ電圧Vprc1を第1電極E1に与える。切替え手段は、複数のセンサ回路32の第1電極E1に、プリチャージ電圧Vprc1を与えるタイミングを切替えることができる。
The
製造誤差により、センサ回路32内のトランジスタの閾値にばらつきが生じても、何れかのセンサ回路32が、入力手段20が接触したことを検出することができる。このため、キャリブレーション回路93を用いたキャリブレーション機能を使用しなくとも対応できるため、上記キャリブレーションの手間を省くことができる。
上記のことから、画像を表示でき、入力手段にて接触される個所の位置情報を精度良く抽出できる電子機器を得ることができる。
Even if the threshold value of the transistor in the
From the above, it is possible to obtain an electronic apparatus that can display an image and can accurately extract position information of a place touched by an input unit.
次に、第4の実施形態に係る電子機器について詳細に説明する。なお、この実施形態において、他の構成は上述した第1の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。 Next, an electronic apparatus according to the fourth embodiment will be described in detail. In this embodiment, other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
上述した第1の実施形態では、1水平ブランク期間毎に、ブランクとなった複数の画素に重なったセンサ回路(32)を動作させたが、この実施の形態においては、少なくとも連続する2水平ブランク期間をまとめた期間中に、ブランクとなった複数の画素に重なったセンサ回路(32)を動作させるものである。 In the first embodiment described above, the sensor circuit (32) that overlaps a plurality of blank pixels is operated every horizontal blank period. In this embodiment, at least two horizontal blanks that are continuous. The sensor circuit (32) overlapped with a plurality of blank pixels is operated during the period.
図33は、連続する4水平ブランク期間をまとめた期間中に、センサ回路32を動作する例を示す図である。図33に示すように、センサ用IC4は、連続する4水平ブランク期間をまとめた期間(4Hブランク)中に、ブランクとなった複数の画素(PX)に重なった各センサ回路(32)に対して書込み動作から読み取り動作までの一連の動作を行い、各センサ回路(32)が接触位置に重なっているのかどうかを判断する。
映像無しのブランク期間中は、信号線(22)をセンサ回路(32)専用に使用することができる。信号線(22)を使用することにより、各副画素への映像信号(Vsig)の書込みと、センサ回路(32)の動作とを行うことができ、配線の増大を抑制することができるため、開口率の低下を抑制することができる。
FIG. 33 is a diagram illustrating an example in which the
During the blank period without video, the signal line (22) can be used exclusively for the sensor circuit (32). By using the signal line (22), writing of the video signal (Vsig) to each sub-pixel and the operation of the sensor circuit (32) can be performed, and an increase in wiring can be suppressed. A decrease in the aperture ratio can be suppressed.
図34は、センサ回路(32)を動作する時間を確保した具体例について説明する図である。図34に示すように、この例では、表示用IC(5)を1個(4選択)から2個(2選択)に増加し、4×4の間引きにより、センサ回路(32)を動作する時間を確保することができる。これにより、センサ用IC4の製造コストの低減及び性能の向上を図ることができる。
FIG. 34 is a diagram for explaining a specific example in which the time for operating the sensor circuit (32) is secured. As shown in FIG. 34, in this example, the number of display ICs (5) is increased from one (4 selections) to two (2 selections), and the sensor circuit (32) is operated by thinning out 4 × 4. Time can be secured. Thereby, the manufacturing cost of the
センサ用IC4は、少なくとも連続する2水平ブランク期間をまとめた期間中に、ブランクとなった複数の画素(PX)に重なった各センサ回路(32)に対して書込み動作から読み取り動作までの一連の動作を行い、各センサ回路(32)が接触位置に重なっているのかどうかを判断すればよく、これにより上記の効果を得ることができる。
The
図35は、1垂直ブランク期間(Vブランク)中に、全てのセンサ回路(32)を動作する例を示す図である。図35に示すように、センサ用IC4は、1垂直ブランク期間中に、全てのセンサ回路(32)に対して書込み動作から読み取り動作までの一連の動作を行い、各センサ回路(32)が接触位置に重なっているのかどうかを判断する。これにより、上記のように、開口率の低下を抑制することができ、また、センサ用IC4の製造コストの低減及び性能の向上を図ることができる。
FIG. 35 is a diagram illustrating an example in which all sensor circuits (32) are operated during one vertical blank period (V blank). As shown in FIG. 35, the
図36は、インタレース駆動された場合の1垂直ブランク期間(Vブランク)中に、センサ回路32を動作する例を示す図である。図36に示すように、センサ用IC4は、複数の画素(PX)がインタレース駆動された場合の垂直ブランク期間中に、ブランクとなった複数の画素(PX)に重なった各センサ回路(32)に対して書込み動作から読み取り動作までの一連の動作を行い、各センサ回路(32)が接触位置に重なっているのかどうかを判断する。
FIG. 36 is a diagram illustrating an example in which the
ここでは、1/2インタレース駆動され、奇数行の複数の画素(PX)と、偶数行の複数の画素(PX)とに分かれて駆動される。このように、1/2インタレース駆動した場合は、ノンインタレース駆動しない場合に比べ、垂直ブランク期間の間隔が半分になり、読出し速度は倍速になる。このため、時間間隔を狭めて各センサ回路(32)が接触位置に重なっているのかどうかを判断したい場合に好適である。 In this example, the driving is ½ interlaced and is divided into a plurality of pixels (PX) in odd rows and a plurality of pixels (PX) in even rows. As described above, in the case of 1/2 interlace driving, the interval of the vertical blank period is halved and the reading speed is doubled compared to the case of non-interlace driving. For this reason, it is suitable when it is desired to determine whether each sensor circuit (32) overlaps the contact position by narrowing the time interval.
上記のように駆動する際、1/2インタレース駆動に限らず、種々変形可能であり、例えば1/3インタレース駆動や1/4インタレース駆動を行ってもよく、これにより、さらに時間間隔を狭めて各センサ回路(32)が接触位置に重なっているのかどうかを判断することができる。 When driving as described above, the present invention is not limited to 1/2 interlace drive, and various modifications are possible. For example, 1/3 interlace drive or 1/4 interlace drive may be performed. It is possible to determine whether each sensor circuit (32) overlaps the contact position.
上記のように構成された第4の実施形態に係る電子機器によれば、電子機器は、液晶表示パネルDPと、センサモジュールと、センサ用IC4とを備え、必要に応じてカバー50をさらに備えている。このため、上述した第1の実施形態の電子機器と同様の効果を得ることができる。
According to the electronic device according to the fourth embodiment configured as described above, the electronic device includes the liquid crystal display panel DP, the sensor module, and the
センサ用IC4は、少なくとも連続する2水平ブランク期間をまとめた期間中に、ブランクとなった複数の画素PXに重なった各センサ回路32に対して書込み動作から読み取り動作までの一連の動作を行い、各センサ回路32が接触位置に重なっているのかどうかを判断することができる。また、センサ用IC4は、垂直ブランク期間中に、全てのセンサ回路32に対して書込み動作から読み取り動作までの一連の動作を行い、各センサ回路32が接触位置に重なっているのかどうかを判断することができる。このため、開口率の低下を抑制することができ、また、センサ用IC4の製造コストの低減及び性能の向上を図ることができる。
The
センサ用IC4は、複数の画素PXがインタレース駆動された場合の垂直ブランク期間中に、ブランクとなった複数の画素PXに重なった各センサ回路32に対して書込み動作から読み取り動作までの一連の動作を行い、各センサ回路32が接触位置に重なっているのかどうかを判断することができる。このため、時間間隔を狭めて各センサ回路32が接触位置に重なっているのかどうかを判断することができる。
上記のことから、画像を表示でき、入力手段にて接触される個所の位置情報を精度良く抽出できる電子機器を得ることができる。
The
From the above, it is possible to obtain an electronic apparatus that can display an image and can accurately extract position information of a place touched by an input unit.
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
例えば、表示パネルは、液晶表示パネルDPに限定されるものではなく、画像を表示領域R1に表示するように構成されたものであれば良い。
この発明は、上記電子機器に限定されるものではなく、各種の電子機器に適応可能である。
For example, the display panel is not limited to the liquid crystal display panel DP, and may be any display panel configured to display an image in the display region R1.
The present invention is not limited to the electronic device described above, and can be applied to various electronic devices.
1…アレイ基板、1s…ガラス基板、1p…アレイパターン、2…対向基板、3…液晶層、4…センサ用IC、5…表示用IC、13…偏光板、20…入力手段、22,22a,22b,22c…信号線、31…副画素回路、32…センサ回路、34…出力制御スイッチ、35…アンプトランジスタ、36…光センサ、37…コンデンサ、38…プリチャージ制御スイッチ、39…抵抗素子、50…カバー、51…PETフィルム、52…透明電極、91…レベルシフタ、92…階調化回路、93…キャリブレーション回路、94…DAC、96…フレーム間差分処理回路、97…エッジ検出回路、98…接触確率計算回路、99…RAM、100…DAC、DP…液晶表示パネル、BU…バックライトユニット、E1…第1電極、E2…第2電極、CC…結合容量、Vprc1,Vprc2…プリチャージ電圧、VSS…基準電圧、V52…電圧、R1…表示領域、R2…入力領域、S…表示面、PXG…画素群、PX…画素、SPXa,SPXb,SPXc…副画素、d1…行方向、d2…列方向、L1…環境光、L2…反射光。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
画像を表示する表示面を有した表示パネルと、
前記表示パネルに設けられ、それぞれコンデンサを含んだ複数のセンサ回路を有したセンサモジュールと、
前記複数のセンサ回路に対して書込み動作及び読み取り動作を行い、前記複数のセンサ回路が接触位置に重なっているのかどうかを判断する制御モジュールと、を備え、
前記制御モジュールは、
前記複数のセンサ回路のコンデンサの第1電極に振動成分を持つプリチャージ電圧を与え、前記第1電極に対して前記表示面の反対側に位置した第2電極に前記振動成分と同位相の振動成分を持つ基準電圧を与えることにより前記書込み動作を行い、
前記入力手段による入力動作に応じて前記第1電極に生じる静電容量結合の強弱に起因した前記コンデンサの静電容量変動を読み取ることにより前記読み取り動作を行い、
前記接触位置に重なっていないセンサ回路において、前記書込み動作における前記第1電極の電圧値の上昇は促進され、前記コンデンサの保持電圧の値は大きく、前記コンデンサの出力電圧はタイミングによらずに一定であり、
前記接触位置に重なっているセンサ回路において、前記書込み動作における前記第1電極の電圧値の上昇は抑制され、前記コンデンサの保持電圧の値は小さく、前記コンデンサの出力電圧はタイミングによって変動することを特徴とする電子機器。 In an electronic device that displays an image and extracts position information of a place touched by an input means,
A display panel having a display surface for displaying an image;
A sensor module having a plurality of sensor circuits each including a capacitor, provided on the display panel;
A control module that performs a write operation and a read operation on the plurality of sensor circuits and determines whether or not the plurality of sensor circuits overlaps a contact position;
The control module is
A precharge voltage having a vibration component is applied to the first electrodes of the capacitors of the plurality of sensor circuits, and a second electrode located on the opposite side of the display surface with respect to the first electrode is vibrated in phase with the vibration component. The write operation is performed by giving a reference voltage having a component,
The reading operation is performed by reading the capacitance variation of the capacitor due to the strength of capacitive coupling generated in the first electrode in response to the input operation by the input means,
In the sensor circuit that does not overlap the contact position, the increase in the voltage value of the first electrode in the write operation is promoted, the value of the holding voltage of the capacitor is large, and the output voltage of the capacitor is constant regardless of the timing. And
In the sensor circuit overlapping the contact position, an increase in the voltage value of the first electrode in the write operation is suppressed, the value of the holding voltage of the capacitor is small, and the output voltage of the capacitor varies depending on the timing. Features electronic equipment.
前記入力手段にて前記カバーの外面を押圧することにより、前記接触位置に重なっているセンサ回路において、前記透明電極が前記第1電極に近接し、前記第1電極に生じる静電容量結合が強くなることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 A transparent cover that is disposed to face the display surface with a gap and is grounded, and further includes a flexible cover;
By pressing the outer surface of the cover with the input means, in the sensor circuit overlapping the contact position, the transparent electrode is close to the first electrode, and the capacitive coupling generated in the first electrode is strong. The electronic device according to claim 1, wherein
画像を表示する表示面を有した表示パネルと、
前記表示面に隙間を置いて対向配置された透明電極が形成され、可撓性を有するカバーと、
前記表示パネルに設けられ、それぞれコンデンサを含む複数のセンサ回路を有したセンサモジュールと、
前記透明電極に振動成分を持つ接地レベルの電圧を与え、前記複数のセンサ回路に対して書込み動作及び読み取り動作を行い、前記複数のセンサ回路が接触位置に重なっているのかどうかを判断する制御モジュールと、を備え、
前記制御モジュールは、
前記複数のセンサ回路のコンデンサの第1電極に定電圧であるプリチャージ電圧を与え、前記第1電極に対して前記表示面の反対側に位置した第2電極に定電圧である基準電圧を与えることにより前記書込み動作を行い、
前記入力手段による入力動作に起因した前記隙間の変動応じて前記第1電極に生じる静電容量結合の強弱に起因した前記コンデンサの静電容量変動を読み取ることにより前記読み取り動作を行い、
前記接触位置に重なっていないセンサ回路において、前記書込み動作における前記第1電極の電圧値の上昇は促進され、前記コンデンサの保持電圧の値は大きく、前記コンデンサの出力電圧はタイミングによらずに一定であり、
前記接触位置に重なっているセンサ回路において、前記書込み動作における前記第1電極の電圧値の上昇は抑制され、前記コンデンサの保持電圧の値は小さく、前記コンデンサの出力電圧はタイミングによって変動することを特徴とする電子機器。 In an electronic device that displays an image and extracts position information of a place touched by an input means,
A display panel having a display surface for displaying an image;
A transparent electrode having a transparent electrode disposed opposite to the display surface with a gap, and having a flexibility;
A sensor module having a plurality of sensor circuits provided on the display panel, each including a capacitor;
A control module that applies a ground level voltage having a vibration component to the transparent electrode, performs a write operation and a read operation on the plurality of sensor circuits, and determines whether or not the plurality of sensor circuits overlap with a contact position. And comprising
The control module is
A precharge voltage that is a constant voltage is applied to the first electrodes of the capacitors of the plurality of sensor circuits, and a reference voltage that is a constant voltage is applied to the second electrode located on the opposite side of the display surface with respect to the first electrode. To perform the write operation,
Performing the reading operation by reading the capacitance variation of the capacitor caused by the strength of capacitive coupling generated in the first electrode in accordance with the variation of the gap caused by the input operation by the input means;
In the sensor circuit that does not overlap the contact position, the increase in the voltage value of the first electrode in the write operation is promoted, the value of the holding voltage of the capacitor is large, and the output voltage of the capacitor is constant regardless of the timing. And
In the sensor circuit overlapping the contact position, an increase in the voltage value of the first electrode in the write operation is suppressed, the value of the holding voltage of the capacitor is small, and the output voltage of the capacitor varies depending on the timing. Features electronic equipment.
各センサ回路は、
前記第3副画素に接続された信号線及び第1電極間に接続され、前記信号線を介して入力される前記プリチャージ電圧を前記第1電極に与えるかどうか切替えるプリチャージ制御スイッチと、
前記第1電極に接続されたゲート電極、前記第2電極とともに前記基準電圧が与えられる前記第2副画素に接続された信号線に接続されたソース電極、及びドレイン電極を有し、前記コンデンサの保持電圧の減衰量が少ない場合に導通状態となり、前記コンデンサの保持電圧の減衰量が多い場合に非導通状態となる、アンプとして機能するアンプトランジスタと、
前記ドレイン電極及び第1副画素に接続された信号線間に接続され、前記コンデンサの静電容量変動を読み取る際に導通状態に切替える出力制御スイッチと、をさらに有し、
前記第1副画素に接続された信号線には他のプリチャージ電圧が与えられ、
前記出力制御スイッチが導通状態に切替えられた際、前記コンデンサの静電容量変動に応じて前記第1副画素に接続された信号線の電位は変動することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電子機器。 The display panel includes a first subpixel, a second subpixel, and a third subpixel that are stacked on the display surface and display different colors of the red, green, and blue, respectively, and are orthogonal to each other. A plurality of pixels provided in a matrix along the direction and the column direction, and connected to the first subpixel, the second subpixel, and the third subpixel of the plurality of pixels, respectively, and extends along the column direction A plurality of signal lines, and
Each sensor circuit
A precharge control switch connected between the signal line connected to the third subpixel and the first electrode, and for switching whether to apply the precharge voltage input via the signal line to the first electrode;
A gate electrode connected to the first electrode; a source electrode connected to the signal line connected to the second subpixel to which the reference voltage is applied together with the second electrode; and a drain electrode; An amplifier transistor that functions as an amplifier that is conductive when the amount of attenuation of the holding voltage is small and is non-conductive when the amount of attenuation of the holding voltage of the capacitor is large;
An output control switch connected between the drain electrode and the signal line connected to the first subpixel, and switching to a conductive state when reading a capacitance variation of the capacitor;
The signal line connected to the first subpixel is supplied with another precharge voltage,
The potential of the signal line connected to the first sub-pixel varies according to the capacitance variation of the capacitor when the output control switch is switched to a conductive state. The electronic device according to any one of the above.
前記制御モジュールは、電圧レベルが周期的に異なる前記プリチャージ電圧を前記第1電極に与え、
前記切替え手段は、前記複数のセンサ回路の第1電極に、前記プリチャージ電圧を与えるタイミングを切替えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電子機器。 Further comprising switching means,
The control module provides the first electrode with the precharge voltage having periodically different voltage levels,
4. The electronic device according to claim 1, wherein the switching unit switches a timing at which the precharge voltage is applied to the first electrodes of the plurality of sensor circuits. 5.
前記制御モジュールは、少なくとも連続する2水平ブランク期間をまとめた期間中に、ブランクとなった複数の画素に重なった各センサ回路に対して書込み動作及び読み取り動作を行い、前記各センサ回路が接触位置に重なっているのかどうかを判断することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電子機器。 The display panel includes a first subpixel, a second subpixel, and a third subpixel that are stacked on the display surface and display different colors of the red, green, and blue, respectively, and are orthogonal to each other. A plurality of pixels provided in a matrix along the direction and the column direction;
The control module performs a write operation and a read operation on each sensor circuit overlapping a plurality of blank pixels during a period of at least two consecutive horizontal blank periods, and each sensor circuit is in a contact position. 4. The electronic device according to claim 1, wherein it is determined whether or not the electronic device overlaps with the electronic device.
前記制御モジュールは、前記複数の画素がインタレース駆動された場合の垂直ブランク期間中に、ブランクとなった複数の画素に重なった各センサ回路に対して書込み動作及び読み取り動作を行い、前記各センサ回路が接触位置に重なっているのかどうかを判断することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電子機器。 The display panel includes a first subpixel, a second subpixel, and a third subpixel that are stacked on the display surface and display different colors of the red, green, and blue, respectively, and are orthogonal to each other. A plurality of pixels provided in a matrix along the direction and the column direction;
The control module performs a write operation and a read operation on each sensor circuit that overlaps the plurality of blank pixels during the vertical blank period when the plurality of pixels are interlaced. 4. The electronic apparatus according to claim 1, wherein it is determined whether or not the circuit overlaps the contact position.
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---|---|---|---|---|
JP2015018331A (en) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Display device |
CN104698656A (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-10 | 丽智科技股份有限公司 | TFT display touch device |
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- 2010-09-27 JP JP2010215941A patent/JP2012073668A/en not_active Withdrawn
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