JP2016027507A - 電子機器、検知回路の制御方法、アプリケーションプロセッサ及びアプリケーションプロセッサの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用性の高い電子機器電子機器、検知回路の制御方法、アプリケーションプロセッサ及びアプリケーションプロセッサの制御方法を提供する。
【解決手段】電子機器は、センサ付き表示デバイス１０と、ディスプレイドライバ回路３０と、検知回路２０とを少なくとも備える。ディスプレイドライバ回路３０は、選択した一つの設定テーブルに基づいて、センサにセンサ駆動信号を出力する。検知回路２０は、センサからの情報に基づいてセンサ付き表示デバイス１０上の位置の座標とその座標における物理量とを含むデータセットを形成すると共に、アプリケーションプロセッサ４０に出力し、且つ、該データセットに基づいて当該アプリケーションプロセッサ４０で作成されたテーブル選択信号を受信し、該テーブル選択信号に基づいてテーブル選択要求信号を生成し、ディスプレイドライバ回路３０に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電子機器、検知回路の制御方法、アプリケーションプロセッサ及びアプリケーションプロセッサの制御方法に関する。

携帯電話、スマートフォン、タブレッド端末、及び、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯可能な電子機器が普及している。これらの電子機器は、例えば表示パネルと一体となった入力パネルを有する。入力パネルは、例えばユーザが表示画面に接触したときに、接触した位置を検出する。入力パネルは、例えば静電容量の変化を検出するセンサを備えている。

特開２００９−２４４９５８号公報 特開２０１２−４８２９５号公報

本発明の実施形態は、汎用性の高い電子機器、検知回路の制御方法、アプリケーションプロセッサ及びアプリケーションプロセッサの制御方法を提供することを目的とする。

実施形態の電子機器は、表示デバイスと、前記表示デバイス上の接触位置を検出するための情報を出力するセンサとを備えるセンサ付き表示デバイスと、該センサ付き表示デバイスに接続されたディスプレイドライバ回路と、該センサ付き表示デバイスとディスプレイドライバ回路に接続された検知回路とを少なくとも備え、前記ディスプレイドライバ回路は、複数の設定テーブルを有し、前記複数の設定テーブルから選択した一つの設定テーブルに基づいて、前記表示デバイスに映像表示信号を出力し、且つ、前記センサに当該センサを駆動するセンサ駆動信号を出力し、前記検知回路は、前記情報に基づいて求めた前記センサ付き表示デバイス上の位置の座標とその座標における物理量とを含むデータセットを形成すると共に、データセットを当該検知回路とは別に設けられたアプリケーションプロセッサに出力し、且つ、該データセットに基づいて当該アプリケーションプロセッサで作成されたテーブル選択信号を受信し、該テーブル選択信号に基づいてテーブル選択要求信号を生成し、前記ディスプレイドライバ回路に出力する電子機器である。

本発明の実施形態によれば、電子機器、検知回路の制御方法、アプリケーションプロセッサ及びアプリケーションプロセッサの制御方法を提供することができる。

図１は、一実施形態の電子機器の一構成例を概略的に示すブロック図である。 図２は、図１に示すセンサ付き表示デバイスの一構成例を概略的に示す断面図である。 図３は、図２に示すセンサ付き表示デバイスの共通電極と検出電極との一構成例を説明するための斜視図である。 図４は、静電容量型センサの駆動信号と検出信号との一例を示す図である。 図５は、図１に示す電子機器の検出回路およびディスプレイドライバ回路の一構成例を概略的に示すブロック図である。 図６は、実施形態の電子機器における映像信号書込みとセンサ駆動とのタイミングの一例を説明するための図である。 図７は、ディスプレイドライバ回路で用いるテーブルをＴａｂｌｅ１からＴａｂｌｅ２へ変更する際の、各構成間の信号送受信タイミングの一例を説明するタイミングチャートである。 図８は、ディスプレイドライバ回路で用いるテーブルが変わった際のセンサ駆動タイミング信号の一例を示す図である。 図９は、センサ駆動信号の周波数を第１周波数（Frequency 1）から第２周波数（Frequency 2）へ変更する際の、各構成間の信号送受信タイミングの一例を説明するタイミングチャートである。 図１０は、センサ設定信号（TP setting）のセンサ駆動信号Ｔｘの周波数が変わった際のセンサ駆動タイミング信号の一例を示す図である。 図１１は、センサ処理部の積分器に入力されるセンサ検出値Ｒｘの一例を示す図である。 図１２は、センサ処理部の積分器に入力されるセンサ検出値Ｒｘの一例を示す図である。 図１３は、センサ処理部から出力されるローデータ（Raw data）の一例を示す図である。 図１４は、センサ処理部から出力されるローデータ（Raw data）の一例を示す図である。

以下、実施形態の電子機器、検知回路の制御方法、アプリケーションプロセッサ及びアプリケーションプロセッサの制御方法について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、一実施形態の電子機器の一構成例を概略的に示すブロック図である。

本実施形態の電子機器は、センサ付き表示デバイス１０と、検出回路２０と、ディスプレイドライバ回路３０と、アプリケーションプロセッサ４０と、を備えている。

センサ付き表示デバイス１０は、表示デバイスとセンサとを備えている。センサ付き表示デバイス１０は、検出回路２０へセンサの検出値Ｒｘを出力するとともに、ディスプレイドライバ回路３０から受信した映像表示信号Ｓｉｇｘに従って映像を表示しセンサ駆動信号Ｔｘに従ってセンサを駆動する。

検出回路２０は、センサ付き表示デバイス１０から受信した検出値Ｒｘを各種情報を示すデータと合わせてデータセットＤａｔａを生成し、アプリケーションプロセッサ４０へ出力する。また、検出回路２０は、アプリケーションプロセッサ４０から受信したテーブル選択信号（Table Sel.）に従ってディスプレイドライバ回路３０へテーブル選択要求信号ＴＲＣＲＱを出力する。さらに、検出回路２０は、アプリケーションプロセッサ４０から受信したセンサ設定信号（TP setting）に従って、センサの駆動タイミングを制御する制御信号ＥＸＶＣＯＭをディスプレイドライバ回路３０へ出力する。

ディスプレイドライバ回路３０は、アプリケーションプロセッサ４０から受信したグラフィックデータを、表示デバイスが表示可能となるように処理して、当該処理したデータを映像表示信号Ｓｉｇｘとして出力する。また、ディスプレイドライバ回路３０は、検出回路２０から受信した制御信号ＥＸＶＣＯＭに従って、センサ駆動信号Ｔｘを出力する。

アプリケーションプロセッサ４０は、検出回路２０から受信したデータセットＤａｔａから、センサ検出値Ｒｘに基づくローデータ（Raw data）を用いて様々な処理を行う。アプリケーションプロセッサ４０は、データセットＤａｔａに含まれる信号からディスプレイドライバ回路３０の状態を取得し、検出回路２０を介してディスプレイドライバ回路３０を制御して、検出回路２０とディスプレイドライバ回路３０との同期をとる。

図２は、図１に示すセンサ付き表示デバイス１０の一構成例を概略的に示す断面図である。なお、図２における第１方向Ｘと第２方向Ｙとは互いに略直交する方向であり、第３方向Ｚは、第１方向Ｘと第２方向Ｙとにより規定される平面と略直交する方向である。

センサ付き表示デバイス１０は、表示デバイスとして液晶表示デバイスを用いると共に、この液晶表示デバイスに元々備えられている電極の一部（後述する共通電極ＣＥ）および表示用駆動信号（後述するコモン駆動信号ＶＣＯＭ）を兼用して静電容量型センサを構成したものである。

センサ付き表示デバイス１０は、アレイ基板ＡＲと、対向基板ＣＴと、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。

アレイ基板ＡＲは、第１偏光板ＰＯＬ１と、ＴＦＴ基板１２と、共通電極ＣＥと、画素電極ＰＥと、を備えている。

ＴＦＴ基板１２は、ガラス等の透明絶縁基板と、図示しないスイッチング素子と、ソース配線やゲート配線等の各種配線と、これらを覆う絶縁膜である平坦化層と、を備えている。スイッチング素子は、例えば、ソース配線およびゲート配線を、第１方向Ｘを行方向とし第２方向Ｙを列方向に配置する構成において、ソース配線およびゲート配線の交点にマトリクス状に配置される。当該スイッチング素子は、ゲート配線に供給される信号によりソース配線と画素電極ＰＥとの接続を切り替える。当該スイッチング素子として、本実施の形態では、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：TFT）を用いる。

共通電極ＣＥは、ＴＦＴ基板１２上に配置され絶縁層１３に覆われている。共通電極ＣＥは、例えば、第１方向Ｘに延びるとともに第２方向Ｙに複数並んで配置されている。共通電極ＣＥは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium zinc oxide）等の透明電極材料によって形成されている。本実施形態では、共通電極ＣＥは、センサ用駆動電極としても用いられる。

画素電極ＰＥは、絶縁層１３上に配置され図示しない配向膜に覆われている。画素電極ＰＥは、例えば第１方向Ｘを行方向とし第２方向Ｙを列方向としたマトリクス状に並んで配置されている。複数行の画素電極ＰＥが絶縁層１３を介して１つの共通電極ＣＥと対向している。画素電極ＰＥは、例えばＩＴＯやＩＺＯ等の透明電極材料によって形成されている。

第１偏光板ＰＯＬ１は、ＴＦＴ基板１２の外側（共通電極ＣＥと反対側）の主面に配置されている。

対向基板ＣＴは、ガラス等の透明絶縁基板１４と、カラーフィルタＣＦと、検出電極ＳＥと、第２偏光板ＰＯＬ２と、を備えている。

カラーフィルタＣＦは、透明絶縁基板１４上に格子状に配置されたブラックマトリクス（図示せず）を覆うように配置されている。カラーフィルタＣＦは、例えば複数の着色層を備え、第１方向Ｘに隣接する画素にそれぞれ配置されたカラーフィルタＣＦの着色層は、互いに色が異なっている。例えば、カラーフィルタＣＦは、赤色、青色、緑色といった３原色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成された着色層を備えている。赤色に着色された樹脂材料からなる赤色着色層（図示せず）は、赤色画素に対応して配置されている。青色に着色された樹脂材料からなる青色着色層（図示せず）は、青色画素に対応して配置されている。緑色に着色された樹脂材料からなる緑色着色層は、緑色画素に対応して配置されている。これらの着色層同士の境界は、ブラックマトリクスと重なる位置にある。カラーフィルタＣＦは、オーバーコート層（図示せず）に覆われている。オーバーコート層は、カラーフィルタＣＦの表面の凹凸の影響を緩和する。オーバーコート層は、図示しない配向膜に覆われている。

検出電極ＳＥは、透明絶縁基板１４の外側（カラーフィルタＣＦと反対側）の主面に配置されている。検出電極ＳＥは、共通電極ＣＥが延びた方向（第１方向Ｘ）と略直交する方向（第２方向Ｙ）に延びるとともに、第１方向Ｘに複数並んで配置されている。検出電極ＳＥは、例えばＩＴＯやＩＺＯ等の透明電極材料によって形成されている。

第２偏光板ＰＯＬ２は、検出電極ＳＥ上（透明絶縁基板１４のカラーフィルタＣＦと反対側）に配置されている。第１偏光板ＰＯＬ１の第１偏光軸と、第２偏光板ＰＯＬ２の第２偏光軸とは、例えば、直交する位置関係（クロスニコル）にある。このとき、一方の偏光板は、例えば、その偏光軸が液晶分子の初期配向方向と平行または直交するように配置されている。

図３は、図２に示すセンサ付き表示デバイスの共通電極ＣＥと検出電極ＳＥとの一構成例を説明するための斜視図である。

この例では、共通電極ＣＥは、第１方向Ｘ（図の左右方向）に延在する複数のストライプ状の電極パタンに分割されている。映像信号書込み時に、各電極パタンには、ディスプレイドライバ回路３０によって共通電圧ＶＣＯＭが順次供給され、時分割的に線順次走査駆動が行われる。また、センサ駆動時に、各電極パタンには、ディスプレイドライバ回路３０によって駆動電圧Ｔｘが順次供給される。

一方、検出電極ＳＥは、共通電極ＣＥの電極パタンの延在方向と直交する方向に延びる複数のストライプ状の電極パタンから構成されている。検出電極ＳＥの各電極パタンからは、それぞれ、センサ検出値Ｒｘが出力され、図１に示した検出回路２０へ入力される。

図４は、静電容量型センサの駆動信号と検出信号との一例を示す図である。
静電容量型センサは、誘電体を挟んで互いに対向配置された一対の電極（共通電極ＣＥおよび検出電極ＳＥ）を備え、第１容量素子を構成する。

第１容量素子は、その一端が交流信号源に接続され、他端は抵抗を介して接地されると共に図１に示す検出回路２０に接続される。交流信号源から共通電極ＣＥ（容量素子の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚ程度）の交流矩形波（駆動信号Ｔｘ）を印加すると、検出電極ＳＥ（第１容量素子の他端）に、図４に示したような出力波形（センサ検出値Ｒｘ）が現れる。

指を接触していない状態では、第１容量素子に対する充放電に伴って、第１容量素子の容量値に応じた電流が流れる。このときの第１容量素子の他端の電位波形は、例えば図４の波形Ｖ０のようになり、これが検出回路２０によって検出される。

一方、指を接触した状態では、指によって形成される第２容量素子が第１容量素子に直列に追加された形となる。この状態では、第１容量素子と第２容量素子とに対する充放電に伴って、それぞれ電流が流れる。このときの第１容量素子の他端の電位波形は、例えば図４の波形Ｖ１のようになり、これが検出回路２０によって検出される。このとき、第１容量素子の他端の電位は、第１容量素子と第２容量素子とを流れる電流の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ１は、非接触状態での波形Ｖ０よりも小さい値となる。したがって、このセンサ検出値Ｒｘと閾値Ｖｔｈと比較することにより、センサに接触しているか否かを判断することが可能となる。

なお、上記説明ではセンサに接触しているか否かを検出する方法について説明したが、センサに接触していない状態でもセンサ検出値Ｒｘは変化するものであるので、ホバリング検出等も可能である。

図５は、図１に示す電子機器の検出回路２０およびディスプレイドライバ回路３０の一構成例を概略的に示すブロック図である。

ディスプレイドライバ回路３０は、複数のテーブル（Ｔａｂｌｅ１、Ｔａｂｌｅ２、…）から１つのテーブルを選択するテーブル選択部ＴＢを備えている。各テーブルには、表示書き込みタイミング、センサの検出期間の長さ（後述する云々）、および共通電極ＣＥの電極パタンの選択方法（単一選択か、複数選択か等）値が格納されている。ディスプレイドライバ回路３０は、複数のテーブルのうちの１つを選択して格納された情報を用いて、映像表示信号Ｓｉｇｘおよびセンサ駆動信号Ｔｘのタイミングを制御する。例えば、センサによりホバリング動作を検出するときと、表示デバイスへの接触を検出するときとでは、共通電極ＣＥの複数の電極パタンを選択した方が望ましい。

検出回路２０は、センサ処理部２２、同期処理部２４と、テーブルコントローラ２６と、センサ駆動タイミングコントローラ２８と、データセット処理部ＤＳと、を備えている。

センサ処理部２２は、積分器２２１と、Ａ／Ｄ変換器２２２と、フィルタ２２４と、タイミングコントローラＴＣＯＮとを備えている。

積分器２２１は、センサ付き表示デバイス１０からセンサ検出値Ｒｘを受信し、閾値Ｒｅｆとの差分を出力する。積分器２２１はその前段に配置されたスイッチＳＷ１によりセンサ付き表示デバイス１０との接続が切り替えられる。積分器２２１には、コンデンサとスイッチＳＷ２とが並列に接続されている。積分器２２１の出力はスイッチＳＷ２を切り替えることによりリセットされる。スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２の切り替えはセンサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭに同期したタイミングコントローラＴＣＯＮにより制御される。

Ａ／Ｄ変換器２２２は、積分器２２１から出力された値を所定のタイミングでサンプリングするとともに所定期間保持して、デジタル信号としてフィルタ２２２へ出力する。Ａ／Ｄ変換器２２２がサンプリングするタイミング、および、リセットタイミングはセンサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭに同期したタイミングコントローラＴＣＯＮにより制御される。

フィルタ２２４は、例えばＦＩＲフィルタ等のデジタルフィルタを含む。フィルタ２２４の演算では、アプリケーションプロセッサ４０から送信されたセンサ設定信号（TP setting）に含まれている係数（FIR coefficient）を用いる。フィルタ２２４は、演算処理後の値をローデータ（Raw data）としてデータセット処理部ＤＳへ出力する。

図１３および図１４は、センサ処理部２２の積分器２２１に入力されるセンサ検出値Ｒｘの一例を示す図である。図１３では、ユーザの指等がセンサの近傍にないときのセンサ検出値Ｒｘの一例を示している。図１４では、ユーザの指等がセンサの近にあるときのセンサ検出値Ｒｘの一例を示している。

積分器２２１が受信するセンサ検出値Ｒｘは、共通電極ＣＥの各電極パタン（あるいは電極パタン群）にセンサ駆動信号Ｔｘが供給された際の検出電極ＳＥの出力値であって、共通電極ＣＥの電極パタン（あるいは電極パタン群）と検出電極ＳＥの電極パタンとが交差する位置座標とその位置における物理量（電極間容量値あるいは検出電極電圧値）との情報を有する３次元情報である。

なお、図１３および図１４では、幅方向および奥行方向に位置座標、高さ方向に物理量をとってセンサ検出値Ｒｘをプロットしている。

図１５および図１６は、センサ処理部２２から出力されるローデータ（Raw data）の一例を示す図である。図１５では、ユーザの指等がセンサの近傍にないときのローデータ（Raw data）の一例を示している。図１６では、ユーザの指等がセンサの近にあるときのローデータ（Raw data）の一例を示している。

センサ処理部２２のフィルタ２２４から出力されるローデータ（Raw data）は、センサ検出値Ｒｘと同様に、共通電極ＣＥの電極パタン（あるいは電極パタン群）と検出電極ＳＥの電極パタンとが交差する位置座標とその位置における物理量（電極間容量値あるいは検出電極電圧値）との情報を有する３次元情報である。ローデータ（Raw data）は、積分器２２１からの出力からノイズ成分を除去して、ユーザの指等の位置がより顕著に表れるよう処理されている。

なお、図１５および図１６では、幅方向および奥行方向に位置座標、高さ方向に物理量をとってローデータ（Raw data）をプロットしている。

テーブルコントローラ２６は、アプリケーションプロセッサ４０から受信したテーブル選択信号（Table Sel.）に基づいて、テーブル選択要求信号ＴＲＣＲＱを生成し、ディスプレイドライバへ出力する。テーブル選択信号（Table Sel.）は、アプリケーションプロセッサ４０から検出回路２０へシリアル通信の規格、例えばＳＰＩやＩ２Ｃ通信規格に基づく構造で送信される。テーブルコントローラ２６は、受信したテーブル選択信号（Table Sel.）をパラレル信号に変換して出力する。

センサ駆動タイミングコントローラ２８は、アプリケーションプロセッサ４０からセンサ設定信号（TP setting）を受信する。センサ設定信号（TP setting）は、アプリケーションプロセッサ４０から検出回路２０へシリアル通信の規格、例えばＳＰＩやＩ２Ｃ通信規格に基づく構造で送信される。センサ駆動タイミングコントローラ２８は、センサ設定信号（TP setting）に含まれるセンサ駆動信号Ｔｘの周波数、センサ駆動信号Ｔｘのパルス数を用いてセンサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭを生成し、ディスプレイドライバ回路３０へ出力する。

なお、センサ駆動信号Ｔｘのパルス数および周波数は、ディスプレイドライバ回路３０のテーブル毎に格納されたセンサの検出期間（後述する水平同期信号ＴＳＨＤがＨレベルとなる期間）全体を使用するように変更されることが望ましい。そのため、アプリケーションプロセッサ４０は、使用するテーブルに応じてセンサ設定信号（TP setting）に含まれるセンサ駆動信号Ｔｘの周波数、センサ駆動信号Ｔｘのパルス数の値を変更することが望ましい。

同期処理部２４は、ディスプレイドライバ回路３０から水平同期信号ＴＳＨＤおよび垂直同期信号ＴＳＶＤを受信し、共通電極ＣＥの何番目の電極パタン（あるいは電極パタン群）が駆動されたか、および、フレーム期間を区別して、電極パタンおよびフレーム期間に応じて予め設定された記号や番号等の識別値（Ｔｘ＃、Ｆｒａｍｅ＃）をデータセット処理部ＤＳへ出力する。

データセット処理部ＤＳは、センサ処理部２２から受信したローデータ（Raw data）と、アプリケーションプロセッサ４０から受信したセンサ設定信号（TP setting）、ディスプレイドライバ回路３０から受信したテーブル設定ＴＳＣＳＴに基づくＤＤＩテーブル識別値（ＤＤＩテーブル＃）、同期処理部２４から出力された電極パタン識別値（Ｔｘ＃）、フレーム期間識別値（Ｆｒａｍｅ＃）、対象物検知識別子等を合わせてデータセットＤａｔａを生成し、アプリケーションプロセッサ４０へ出力する。なお、データセット処理部ＤＳは、データセットＤａｔａを例えばＳＰＩやＩ２Ｃ等のシリアル通信規格に基づく構造で送信する。データセット処理部ＤＳは、データセットＤａｔａをアプリケーションプロセッサ４０へ出力する際に先立って、割り込み要求信号ＩＲＱをアプリケーションプロセッサ４０へ出力する。

アプリケーションプロセッサ４０は、検出回路２０から受信したデータセットＤａｔａと、自己が検出回路２０へ出力した各種制御信号とを比較して、ローデータ（Raw data）の信頼性を確認することができる。

例えば、データセットＤａｔａに含まれる電極パタン識別値（Ｔｘ＃）、フレーム期間識別値（Ｆｒａｍｅ＃）から、全ての電極パタン（あるいは電極パタン群）についてのデータが含まれていない場合や、フレーム期間番号が異なるデータが混在している場合には、信頼性が低いものと判断してデータセットＤａｔａに含まれるローデータ（Raw data）で処理を行わない。この場合、アプリケーションプロセッサ４０が検出回路２０からデータセットＤａｔａを再送するように要求するように構成してもよい。

次に、上記電子機器の動作の一例について図面を参照して説明する。
図６は、実施形態の電子機器における映像信号書込みとセンサ駆動とのタイミングの一例を説明するための図である。

１フレーム期間は、垂直同期信号ＴＳＶＤがロー（Ｌ）レベルとなる期間である。共通電極ＣＥの電極パタン（あるいは電極パタン群）には、１フレーム期間の水平同期信号ＴＳＨＤがハイ（Ｈ）レベルである期間においてセンサ駆動信号Ｔｘが供給される。１フレーム期間において共通電極ＣＥの電極パタン（あるいは電極パタン群）が順次駆動されることとなる。

この例では、１フレーム期間において映像信号書込みとセンサ駆動とが時分割で行われている。ここでは、共通電極ＣＥのＮラインの電極パタン（あるいは電極パタン群）ＣＥ１〜ＣＥＮが、１フレーム期間に順次駆動される。複数ラインに映像信号が書き込まれているタイミングでは、対応する電極パタン（あるいは電極パタン群）ＣＥ１〜ＣＥＮに共通電圧ＶＣＯＭが印加され、センサ駆動が行われるタイミングでは、対応する電極パタン（あるいは電極パタン群）ＣＥ１〜ＣＥＮにセンサ駆動信号Ｔｘが印加される。

続いて、ディスプレイドライバ回路３０で用いるテーブルを変更する際の動作の一例に
ついて図面を参照して説明する。

図７は、ディスプレイドライバ回路３０で用いるテーブルをＴａｂｌｅ１からＴａｂｌｅ２へ変更する際の、各構成間の信号送受信タイミングの一例を説明するタイミングチャートである。

まず、ディスプレイドライバ回路３０は、垂直同期信号ＴＳＶＤの所定のタイミング、例えばブランク期間の開始タイミングで垂直同期信号ＴＳＶＤを検出回路２０へ出力する。

検出回路２０は、ディスプレイドライバ回路３０から垂直同期信号ＴＳＶＤを受信すると、データセットＤａｔａをアプリケーションプロセッサ４０へ出力する。

アプリケーションプロセッサ４０は、検出回路２０からデータセットＤａｔａを受信すると、データセットＤａｔａに含まれる値を用いて各種処理を行う。データセットＤａｔａには、ローデータ（Raw data）とともにＴａｂｌｅ１を示すテーブル識別値（ＤＤＩテーブル＃）が含まれている。

続いて、アプリケーションプロセッサ４０がローデータ（Raw data）の精度が悪いと判断したり、ユーザの設定変更指令に伴いセンサ駆動モードを変更したりする際には、例えばテーブルをＴａｂｌｅ２へ変更する指令であるテーブル選択信号（Table Sel.）を検出回路２０へ出力する。このテーブル選択信号（Table Sel.）は、例えばＳＰＩやＩ２Ｃ等のシリアル通信規格に基づく構造で送信される。

検出回路２０は、アプリケーションプロセッサ４０から受信したテーブル選択信号（Table Sel.）をテーブル選択要求信号ＴＳＣＲＱに変換してディスプレイドライバ回路３０へ出力する。具体的には、例えば、テーブル選択要求信号ＴＳＣＲＱはＴａｂｌｅ１を示すロー（Ｌ）レベルからＴａｂｌｅ２を示すハイ（Ｈ）レベルとなる。

ディスプレイドライバ回路３０は、テーブル選択要求信号ＴＳＣＲＱがハイ（Ｈ）レベルとなると、テーブルをＴａｂｌｅ２としたことを示すテーブル設定ＴＳＣＳＴを検出回路２０へ出力する。具体的には、例えば、テーブル設定ＴＳＣＳＴはＴａｂｌｅ１を示すロー（Ｌ）レベルからＴａｂｌｅ２を示すハイ（Ｈ）レベルとなる。ディスプレイドライバ回路３０はテーブル設定ＴＳＣＳＴを変更した後に開始する最初の垂直同期信号ＴＳＶＤ（タイミングＴＰ１）からＴａｂｌｅ２に従って動作する。

図８は、ディスプレイドライバ回路３０で用いるテーブルが変わった際のセンサ駆動タイミング信号の一例を示す図である。なお、ここでは、テーブルが変わる前後においてセンサ駆動信号Ｔｘ（センサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭ）の周波数、センサ駆動信号Ｔｘのパルス幅（Width of Tx）、センサの駆動方法は変わらないものとする。

ディスプレイドライバ回路３０で用いるテーブルがＴａｂｌｅ１からＴａｂｌｅ２に変
わると、水平同期信号ＴＳＨＤの波形が変わり、センサの検出期間が変化する。

センサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭは、アプリケーションプロセッサ４０から出力されるセンサ設定信号（TP setting）に基づいて生成される。すなわち、アプリケーションプロセッサ４０はディスプレイドライバ回路３０で用いるテーブルと、センサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭとが互いに同期するように検出回路２０とディスプレイドライバ回路３０とを制御する。

図９に示す例では、センサの検出期間のみが変わるため、センサ設定信号（TP setting）により各検出期間におけるセンサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭのパルス数が変化することとなる。

続いて、センサ駆動信号Ｔｘ（センサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭ）の周波数を変
更する際の動作の一例について図面を参照して説明する。

図９は、センサ駆動信号Ｔｘの周波数を第１周波数（Frequency 1）から第２周波数（Frequency 2）へ変更する際の、各構成間の信号送受信タイミングの一例を説明するタイミングチャートである。

まず、ディスプレイドライバ回路３０は、垂直同期信号ＴＳＶＤの所定のタイミング、例えばブランク期間の開始タイミングで垂直同期信号ＴＳＶＤを検出回路２０へ出力する。

検出回路２０は、ディスプレイドライバ回路３０から垂直同期信号ＴＳＶＤを受信すると、データセットＤａｔａをアプリケーションプロセッサ４０へ出力する。

アプリケーションプロセッサ４０は、検出回路２０からデータセットＤａｔａを受信すると、データセットＤａｔａに含まれる値を用いて各種処理を行う。データセットＤａｔａには、ローデータ（Raw data）とともに、センサ設定信号（TP setting）のセンサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭの生成に用いられるセンサ駆動信号Ｔｘの周波数が含まれている。

続いて、アプリケーションプロセッサ４０がローデータ（Raw data）の精度が悪いと判断したり、ユーザの設定変更指令に伴いセンサ駆動モードを変更したりする際には、例えばセンサ設定信号（TP setting）のセンサ駆動信号Ｔｘの周波数を第１周波数Frequency1から第２周波数Frequency 2へ変更して検出回路２０へ出力する。このセンサ設定信号（TP setting）は、例えばＳＰＩやＩ２Ｃ等のシリアル通信規格に基づく構造で送信される。

検出回路２０は、センサ駆動タイミングコントローラ２８において、アプリケーションプロセッサ４０から受信したセンサ設定信号（TP setting）に含まれるセンサ駆動信号Ｔｘの周波数（第２周波数Frequency 2）を用いて、センサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭを生成し、次のセンサ垂直期間ＴＳＶＤのブランク期間が開始するタイミングＴＰ２から、第２周波数Frequency 2のセンサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭを出力する。

図１１は、センサ設定信号（TP setting）のセンサ駆動信号Ｔｘの周波数が変わった際のセンサ駆動タイミング信号の一例を示す図である。なお、ここでは、センサ設定信号（TP setting）が変わる前後において水平同期信号ＴＳＨＤの波形は変わらないものとする。

この例では、第２周波数Frequency 2は第１周波数Frequency 1の２倍である。ここでは、水平同期信号ＴＳＨＤの波形は同じであるので、センサ設定信号（TP setting）内のセンサ駆動信号Ｔｘの周波数が第１周波数から第２周波数となると、センサ駆動信号Ｔｘのパルス数も２倍となり、パルス幅は略１／２となる。

上記のように、本実施形態では、アプリケーションプロセッサ４０は、センサ設定信号ＴＳsettingと、ディスプレイドライバ回路３０で用いるテーブルを示す信号Table Sel.と、を検出回路２０へ出力し、ディスプレイドライバ回路３０から出力されたテーブル識別値ＤＤＩ Ｔａｂｌｅ＃と、センサ設定信号ＴＳsettingと、センサの検出値Ｒｘと閾値Ｒｅｆとの差分値（ローデータ）と、を含むデータセットＤａｔａを受信し、受信したテーブル識別値ＤＤＩ Ｔａｂｌｅ＃とセンサ設定信号ＴＳsettingに基づいて、差分値（ローデータ）の演算処理を行う。

したがって、アプリケーションプロセッサ４０は、ディスプレイドライバ３０および検出回路２０を互いに同期して制御可能であるとともに、データセットＤａｔａに含まれるデータから、検出時のセンサ駆動信号Ｔｘの情報等を取得することが可能となり、ローデータ（Raw data）の演算処理を適切に行うことができる。本実施形態の電子機器および電子機器の制御方法によれば、例えばノイズ除去、センシング感度の制御など様々なセンサ制御が高速かつ高精度に行うことが可能である。

また、アプリケーションプロセッサ４０は、ディスプレイドライバ３０および検出回路２０を互いに同期して制御可能であって、センサにより検出された座標ではなく座標位置と物理量とを含む３次元情報であるローデータを用いて演算処理を行うことができるため、アプリケーションプロセッサ４０が電子機器全体を統括して管理することが可能であって、ローデータを用いた様々な演算処理を行うことが可能であり、従来のセンサよりも検出精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、アプリケーションプロセッサ４０の構成はハードウエアで実現されてもよく、ソフトウエアで実現されてもよい。いずれにしても、アプリケーションプロセッサ４０においてディスプレイドライバ３０および検出回路２０の制御を行うとともに、ローデータを用いた演算を行うため、表示デバイス１０、検出回路２０およびディスプレイドライバ回路３０の構成は複雑にならない。すなわち、本実施形態によれば、汎用性の高い電子機器および電子機器の制御方法を提供するができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

なお、上記の説明では、センサ付き表示デバイスが表示デバイスとして液晶表示デバイスを備えた構成について説明したが、有機エレクトロルミネッセンス表示デバイスなど他の表示デバイスを備えた構成であっても良い。また、図２などに示した例では、液晶表示デバイスは、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの双方がアレイ基板ＡＲに備えられた構成、すなわち、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードやＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードなどの主として横電界（フリンジ電界も含む）を利用する構成について説明したが、液晶表示デバイスの構成はこれらに限らない。少なくとも画素電極ＰＥはアレイ基板ＡＲに備えられ、共通電極ＣＥはアレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴのいずれに備えられていても良い。ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モード、ＶＡ（Vertical Aligned）モードなどの主として縦電界を利用する構成の場合、共通電極ＣＥは対向基板ＣＴに備えられる。つまり、共通電極ＣＥが配置される位置は、ＴＦＴ基板１２を構成する絶縁基板と対向基板ＣＴを構成する絶縁基板１４との間であれば良い。

なお、本願に記載の実施形態は次のように表すことができる。

（１） マトリクス状に配置された複数の第１電極と、前記第１電極と対向して配置され、第１方向に沿って延びるとともに前記第１方向と交差する第２方向に並んで配置された複数の電極パタンを含む第２電極と、前記第２電極と対向して配置され、前記第２方向に沿って延びるとともに前記第１方向に並んで配置された複数の電極パタンを含む第３電極と、を備えたセンサ付き表示デバイスと、
複数のテーブルを備え、前記複数のテーブルから選択した１つのテーブルに基づいて表示書き込みタイミング及び検出期間の長さの設定、加えて駆動センサ選択を行うとともに、選択したテーブルを示す信号を出力するディスプレイドライバ回路と、
センサ設定信号に基づくセンサ駆動タイミング信号と前記ディスプレイドライバ回路で用いるテーブルを示す信号に基づくテーブル選択要求を前記ディスプレイドライバ回路へ出力するとともに、前記ディスプレイドライバ回路から前記選択したテーブルを示す信号に基づくテーブル識別値と、前記センサ設定信号と、前記第２電極にセンサ駆動信号が印加されたタイミングにおける前記第３電極の電極パタンの電圧値若しくは電流値に基づく３次元情報を含むローデータと、を含むデータセットを出力する検出回路と、
前記センサ設定信号と、前記ディスプレイドライバ回路で用いるテーブルを示す信号と、を前記検出回路へ出力するアプリケーションプロセッサと、を備えた電子機器。

（２） 前記テーブルは、表示書き込みタイミング及び検出期間の長さと、前記ディスプレイドライバ回路で採用する駆動方法とのデータを格納している（１）記載の電子機器。

（３） 前記センサ設定信号は、前記センサ駆動信号の周波数と、前記センサ駆動信号のパルス数と、フィルタ係数とを含む（１）又は（２）記載の電子機器。

（４） 前記アプリケーションプロセッサは、前記ディスプレイドライバ回路で用いるテーブルを変更する際に、前記ディスプレイドライバ回路で用いるテーブルを示す信号を変更することにより、前記検出回路から前記ディスプレイドライバ回路へ出力する前記テーブル選択要求を変更するように構成されている（１）乃至（３）のいずれか１項記載の電子機器。

（５） 請求項１に記載の電子機器の制御方法であって、
前記アプリケーションプロセッサは、
前記センサ駆動信号の周波数と、前記センサ駆動信号のパルス数と、を含むセンサ設定信号と、センサを駆動する前記ディスプレイドライバ回路で用いるテーブルを示す信号と、を前記検出回路に出力し、
前記ディスプレイドライバ回路から出力されたテーブル識別値と、前記センサ設定信号と、前記センサの検出値と閾値との差分値と、を前記検出回路から受信し、
受信した前記テーブル識別値と前記センサ設定信号に基づいて、前記差分値の演算処理を行う、電子機器の制御方法。

（６） 前記アプリケーションプロセッサは、
前記ディスプレイドライバ回路で用いるテーブルを示す信号を変更して前記検出回路に出力し、
前記検出回路から受信した前記テーブル識別値により前記テーブルが変更されたか否か判断する（５）記載の電子機器の制御方法。

（７） 前記アプリケーションプロセッサは、
前記センサ設定信号を変更して前記検出回路に出力し、
受信した前記センサ設定信号により前記センサ駆動信号が変更されたか否か判断する（５）又は（６）記載の電子機器の制御方法。

Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、ＶＣＯＭ…共通電圧、Ｔｘ…センサ駆動信号、Ｒｘ…センサ検出値、Ｄａｔａ…データセット、ＴＰsetting…センサ設定信号、ＴＳＶＤ…垂直同期信号、ＴＳＨＤ…水平同期信号、ＴＲＣＲＱ…テーブル選択要求信号、ＴＳＣＳＴ…テーブル設定、１０…センサ付き表示デバイス、ＡＲ…アレイ基板、ＣＴ…対向基板、１２…ＴＦＴ基板、１３…絶縁層、１４…透明絶縁基板、ＰＯＬ１、ＰＯＬ２…偏光板、ＬＱ…液晶層、ＣＥ…共通電極（第２電極）、ＰＥ…画素電極（第１電極）、ＣＦ…カラーフィルタ、ＳＥ…検出電極（第３電極）、２０…検出回路、２２…センサ処理部、ＴＣＯＮ…タイミングコントローラ、２２１…積分器、Ｒｅｆ…閾値、ＳＷ１…スイッチ（直列スイッチ）、ＳＷ２…スイッチ（リセットスイッチ）、２２２…Ａ／Ｄ変換器、２２４…フィルタ、２４…同期処理部、２６…テーブルコントローラ、２８…センサ駆動タイミングコントローラ、ＤＳ…データセット処理部、３０…ディスプレイドライバ回路、ＴＢ…テーブル選択部、４０…アプリケーションプロセッサ。

Claims (9)

1. 表示デバイスと、前記表示デバイス上の接触位置を検出するための情報を出力するセンサとを備えるセンサ付き表示デバイスと、
   該センサ付き表示デバイスに接続されたディスプレイドライバ回路と、
   該センサ付き表示デバイスとディスプレイドライバ回路に接続された検知回路とを少なくとも備え、
   前記ディスプレイドライバ回路は、複数の設定テーブルを有し、前記複数の設定テーブルから選択した一つの設定テーブルに基づいて、前記表示デバイスに映像表示信号を出力し、且つ、前記センサに当該センサを駆動するセンサ駆動信号を出力し、
   前記検知回路は、
   前記情報に基づいて求めた前記センサ付き表示デバイス上の位置の座標とその座標における物理量とを含むデータセットを形成すると共に、データセットを当該検知回路とは別に設けられたアプリケーションプロセッサに出力し、且つ、
   該データセットに基づいて当該アプリケーションプロセッサで作成されたテーブル選択信号を受信し、
   該テーブル選択信号に基づいてテーブル選択要求信号を生成し、前記ディスプレイドライバ回路に出力する
   電子機器。
2. 前記設定テーブルは、前記映像表示信号を書き込むタイミング、及び前記センサを駆動する期間の長さを含む
   請求項１に記載の電子機器。
3. 前記検知回路は、
   前記データセットに基づいて前記アプリケーションプロセッサで作成されたセンサ設定信号を受信し、
   該センサ設定信号に基づいて前記センサの駆動タイミングを制御する制御信号を生成し、前記テーブル選択要求信号と共に前記ディスプレイドライバ回路に出力し、
   前記ディスプレイドライバ回路は、前記テーブル選択要求信号及び制御信号を受信して前記センサを駆動する期間の長さを変更する
   請求項２に記載の電子機器。
4. 前記センサ設定信号は、前記センサ駆動信号の周波数と、前記センサ駆動信号のパルス数と、フィルタ係数とを含む
   請求項３記載の電子機器。
5. 表示デバイスと、前記表示デバイス上の接触位置を検出するための情報を出力するセンサとを備えるセンサ付き表示デバイスと、該センサ付き表示デバイスに接続されたディスプレイドライバ回路とに接続された検知回路の制御方法であって、
   前記情報に基づいて求めた前記センサ付き表示デバイス上の位置の座標とその座標における物理量とを含むデータセットを形成すると共に、該データセットを当該検知回路とは別に設けられたアプリケーションプロセッサに出力し、且つ、
   該データセットに基づいて当該アプリケーションプロセッサで作成されたテーブル選択信号を受信し、
   該テーブル選択信号に基づいてテーブル選択要求信号を生成し、前記ディスプレイドライバ回路に出力する
   検知回路の制御方法。
6. 表示デバイスと、前記表示デバイス上の接触位置を検出するための情報を出力するセンサとを備えるセンサ付き表示デバイスと、該センサ付き表示デバイスに接続されたディスプレイドライバ回路とに接続された検知回路との間で信号を送受信するアプリケーションプロセッサであって、
   前記センサを駆動するセンサ駆動信号の周波数と該センサ駆動信号のパルス数とを含むセンサ設定信号と、前記センサを駆動するために前記ディスプレイドライバ回路が用いるテーブルを指定する信号と、を出力し、
   前記ディスプレイドライバ回路から出力された前記ディスプレイドライバ回路が用いるテーブルの識別値と、前記センサ設定信号と、前記センサからの前記情報と閾値との差分値と、を前記検知回路から受信し、
   受信した前記テーブルの識別値と前記センサ設定信号とに基づいて、前記差分値の演算処理を行う
   アプリケーションプロセッサ。
7. 前記ディスプレイドライバ回路で用いるテーブルを示す信号を変更して出力し、
   受信した前記テーブルの識別値により前記テーブルが変更されたか否か判断する
   請求項６記載のアプリケーションプロセッサ。
8. 前記センサ設定信号を変更して出力し、
   受信した前記センサ設定信号により前記センサ駆動信号が変更されたか否か判断する
   請求項６又は請求項７記載のアプリケーションプロセッサ。
9. 表示デバイスと、前記表示デバイス上の接触位置を検出するための情報を出力するセンサとを備えるセンサ付き表示デバイスと、該センサ付き表示デバイスに接続されたディスプレイドライバ回路とに接続された検知回路との間で信号を送受信するアプリケーションプロセッサの制御方法であって、
   前記センサを駆動するセンサ駆動信号の周波数と該センサ駆動信号のパルス数とを含むセンサ設定信号と、前記センサを駆動するための前記ディスプレイドライバ回路が用いるテーブルを指定する信号と、を出力し、
   前記ディスプレイドライバ回路から出力された前記ディスプレイドライバ回路が用いるテーブルの識別値と、前記センサ設定信号と、前記センサからの前記情報と閾値との差分値と、を前記検知回路から受信し、
   受信した前記テーブルの識別値と前記センサ設定信号とに基づいて、前記差分値の演算処理を行う
   アプリケーションプロセッサの制御方法。

Images