JP2016050952A

JP2016050952A - センサ付き表示装置とセンサ付き表示装置の制御方法

Info

Publication number: JP2016050952A
Application number: JP2014174165A
Authority: JP
Inventors: 太田　仁; Hitoshi Ota; 仁太田
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2016-04-11

Abstract

【課題】一実施形態は、タッチ検出期間の動作を安定で正確なものとし得るセンサ付き表示装置及び制御方法を提供する。
【解決手段】一実施形態によれば、レシーバは、第１クロックに同期して、第１の期間毎に映像データを順次受け付ける。画像データ処理部は、第２クロックに同期して、前記映像データを前記第１の期間より短い第２の期間の画素信号に変換する。検出素子は、前記第２の期間に続く第３の期間に生成される検出用の駆動信号に基づいて、被検知物を検出する。比較部は、前記第１の期間を周期として、前記第２の期間と前記第３の期間を合計した合計期間の時間長と、前記第１の期間の時間長とを比較する。期間調整部は、前記比較部の比較結果に基づいて、前記比較した第１の期間の次の第１の期間において、前記第３の期間を不変として前記第２の期間の時間長を調整する。
【選択図】図６

Description

この実施形態はセンサ付き表示装置とセンサ付き表示装置の制御方法に関する。

近年、液晶表示パネル（ＬＣＤと称する）とタッチ式入力パネルとが一体化されたセンサ付き表示装置が開発されている。このセンサ付き表示装置は、携帯端末（モバイルフォーン、スマートフォーン、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータなどの電子機器を含む）に利用されている。

携帯端末は、ＬＣＤの表示部に表示した操作ボタンに指先が近接したとき、当該操作ボタンに対応する動作を実行することができる。

特開２０１３−１０１４２７号公報

ＬＣＤを用いるセンサ付き表示装置は、表示期間と、画素信号が書き込まれる書込み期間と、センシング期間（タッチ検出期間と称しても良い）がある。画素信号が書込まれるとは、ＬＣＤコントローラによって、１水平ライン単位の画素信号が指定された水平ライン上の複数の表示素子に周期的に書き込まれることである。センシングとは、ユーザがセンサ付き表示装置を操作している状況の中で、タッチパネル（ＴＰ）コントローラが、表示部上の例えば指先の座標位置を検出（所謂タッチ検出）することである。そして、表示期間とは、画素信号が書き込まれた水平ラインが、次のサイクルで画素信号が書き込まれるまで、表示状態に移行している期間である。書込み期間に比べて表示期間は、十分に長い時間である。

センサ付き表示装置において、装置の複数の水平期間は、表示期間（画素信号が書き込まれる期間を一部に含む）と、センシング期間とに分割することができる。センサ付き表示装置は、例えば２４個の水平ラインを単位とし、各水平ラインにそれぞれ画素信号が書き込まれ、該２４個の水平ラインがそれぞれ表示期間に移行した後、センシング期間（非表示期間）となるように設計されている。

ところで、画素信号のソースとなる映像データは、アプリケーションプロセッサ（制御モジュール、ホストデバイスと称しても良い）からＬＣＤドライバに入力される。アプリケーションプロセッサとＬＣＤドライバは、フレキシブル基板で接続されており、それぞれが独立したＩＣチップである。このために、アプリケーションプロセッサとＬＣＤドライバとの同期を得るために、例えば、アプリケーションプロセッサから出力される水平同期信号の複数個（Ｎ）目のパルスにより、ＬＣＤドライバの水平同期動作をリセットしている。

ところが、上記アプリケーションプロセッサとＬＣＤドライバは、それぞれが独立したクロックで動作しているために、互いのクロックの周波数ずれ（動作速度ずれ）により、ＬＣＤドライバの表示期間（書込み期間を含む）とセンシング期間との配分が不安定になることがある。つまり、センシング期間が十分に確保されないことがある。この場合、タッチ検出が不正確となり、ユーザにより装置の誤操作があった、或いはユーザの誤動作があったと、勘違いされる場合がある。

そこで本実施形態では、例えばタッチ検出のような非表示期間の動作を安定で正確なものとし得るセンサ付き表示装置とセンサ付き表示装置の制御方法を提供することを目的とする。

実施形態によれば、レシーバは、第１クロックに同期して、第１の期間毎に映像データを順次受け付ける。画像データ処理部は、第２クロックに同期して、前記映像データを前記第１の期間より短い第２の期間の画素信号に変換する。検出素子は、前記第２の期間に続く第３の期間に生成される検出用の駆動信号に基づいて、被検知物を検出する。比較部は、前記第１の期間を周期として、前記第２の期間と前記第３の期間を合計した合計期間の時間長と、前記第１の期間の時間長とを比較する。期間調整部は、前記比較部の比較結果に基づいて、前記比較部の比較結果に基づいて、前記比較した第１の期間の次の周期の第１の期間では、前記次の周期における第２の期間と第３の期間の合計期間の終端が前記次の周期における前記第１の期間の終端に近づくように、前記第３の期間を不変として前記第２の期間の時間長を調整する。

一例では、前記第２の期間は、前記画素信号が表示パネルに表示される表示期間であり、前記第２クロックをカウントする内部水平同期信号カウンタにより規定され、前記第３の期間は、前記検出素子が被検知物を検出する非表示期間であり、前記内部水平同期信号カウンタのカウントアップ出力に応答して、前記第２クロックをカウントするタッチ検出期間カウンタにより規定されている。

図１は実施形態が適用されたセンサ付き表示装置の全体的な概略構成例を示す図である。図２は図１の一部である主な回路ブロックを取り出して示す図である。図３は液晶表示パネルの第１の基板上の一部の等価回路を概略的に示す図である。図４は図３の画素ＰＸの等化回路を示す図である。図５Ａはミューチュアル検出方式のタッチセンサＳＥの基本構成例を示す図である。図５Ｂは液晶表示パネルにおいて、図５ＡのタッチセンサＳＥの駆動タイミングと表示期間との関係を示すタイミングチャートである。図６は液晶ドライバＩＣ１の内部のブロック構成例を示す図である。図７は図６のタイミングコントローラの構成を具体的に示す図である。図８は図６のタイミングコントローラの動作と共に、タッチセンサＳＥによるタッチ検出期間（非表示期間）と画素の表示期間との関係の一例を説明するためのタイムチャートである。図９は図６のタイミングコントローラの動作と共に、タッチセンサＳＥによるタッチ検出期間（非表示期間）と、画素の表示期間（書込み期間を含む）との関係の他の例を説明するためのタイムチャートである。図１０はタッチ検出期間のイネーブル信号とタッチ検出期間カウンタ及び内部クロックとの関係の一例を説明するためのタイムチャートである。図１１はタッチ検出期間のイネーブル信号とタッチ検出期間カウンタ及び内部クロックとの関係の他の例を説明するためのタイムチャートである。図１２は本実施形態に関わる走査駆動部の要部の動作例を示すフローチャートである。図１３Ａはセルフ検出方式のタッチセンサＳＥのタッチ非検出時の動作原理を説明する図である。図１３Ｂは図１３Ａに示すタッチセンサＳＥのタッチ非検出時の動作原理の続きを説明する図である。図１４Ａはセルフ検出方式のタッチセンサＳＥがタッチ検出する時の動作原理を説明する図である。図１４Ｂは図１４Ａに示すセルフ検出方式のタッチセンサＳＥがタッチ検出する時の動作原理の続きを説明する図である。図１５はタッチセンサＳＥの他の構成例を示す図である。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態によると、実施形態によれば、レシーバは、第１クロックに同期して、第１の期間毎に映像データを順次受け付ける。画像データ処理部は、第２クロックに同期して、前記映像データを前記第１の期間より短い第２の期間の画素信号に変換する。検出素子は、前記第２の期間に続く第３の期間に生成される検出用の駆動信号に基づいて、被検知物を検出する。比較部は、前記第１の期間を周期として、前記第２の期間と前記第３の期間を合計した合計期間の時間長と、前記第１の期間の時間長とを比較する。期間調整部は、前記比較部の比較結果に基づいて、前記比較した第１の期間の次の周期の第１の期間にて前記第３の期間を不変として前記第２の期間の時間長を調整し、前記合計期間の時間長と前記第１の期間の時間長とが一致する方向へ向けた制御を行う。

さらに具体的に図面を参照して説明する。図１は、一実施形態が適用された携帯端末の全体ブロックを示す構成図である。
図１は、一実施形態に係るセンサ付き表示装置ＤＳＰの概略構成を示す斜視図である。図１において、タッチセンサ一体型の液晶表示パネルＬＣＤは、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向配置された第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に形成された液晶層と、を備えている。なお、第１基板ＳＵＢ１をアレイ基板、第２基板ＳＵＢ２を対向基板と称しても良い。液晶表示パネルＬＣＤを駆動する液晶ドライバＩＣ１は、第１基板ＳＵＢ１上に搭載されている。液晶ドライバＩＣ１は、第１のＩＣチップ或いはドライブ回路と称されてもよい。

液晶表示パネルＬＣＤは、その表示領域（アクティブエリアと称してもよい）ＤＡ内に、例えば容量変化検出型のタッチセンサＳＥを一体化して備えている。タッチセンサＳＥは、第１基板ＳＵＢ１に設けられた共通電極Ｃ（後述する）と第２基板ＳＵＢ２に設けられたタッチ検出電極（タッチ検出素子と称しても良い）Ｒｘとにより構成される。このタイプのタッチセンサＳＥは、インセル型と称される。インセル型のタッチセンサＳＥの動作原理については、後で説明することにする。なおタッチ検出素子Ｒｘは、液晶表示に支障を与えないように、透明な例えばＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）を利用して形成することができる。

上記のタッチセンサＳＥは、タッチパネルコントローラＩＣ２（第２のＩＣチップ或いはセンサ回路と称しても良い）により制御される。
また、アプリケーションプロセッサ（第１の制御部と称しても良い）ＨＯＳが設けられ、アプリケーションプロセッサＨＯＳはフレキシブル配線基板ＦＰＣ１、液晶ドライバＩＣ１を介して、液晶表示パネルＬＣＤに接続され、またフレキシブル配線基板ＦＰＣ２、タッチパネルコントローラＩＣ２を介してタッチセンサＳＥに接続されている。液晶ドライバＩＣ１とタッチパネルコントローラＩＣ２とは、相互に動作タイミングが連携しており、タイミングパルスなどで互いに電気的に接続されている。なお液晶ドライバＩＣ１と、タッチパネルコントローラＩＣ２とは、同一チップ内に構成されても良い。

液晶表示パネルＬＣＤを照明するバックライトユニットＢＬは、第２基板ＳＵＢ２の下側に配置されている。フレキシブル配線基板ＦＰＣ３は、バックライトユニットＢＬとアプリケーションプロセッサＨＯＳとを接続している。バックライトユニットＢＬは、種々の形態のバックライトユニットＢＬが適用可能であり、光源としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したものや冷陰極管（ＣＣＦＬ）を利用したバックライトユニットＢＬ等がある。

図２は、図１の一部である主な回路ブロックを取り出して示す。図２の破線で囲む部分が、第１基板ＳＵＢ１の部分である。第１基板ＳＵＢ１の非表示領域の例えば左側領域にゲート駆動回路ＧＤが形成されている。ゲート駆動回路ＧＤは、ゲート線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）を駆動するものである（ゲート線Ｇは図３に示されている）。またゲート駆動回路ＧＤに併設して共通電極駆動回路ＣＤが構成されている。共通電極駆動回路ＣＤは、共通電極ＣＥ（Ｃ１〜Ｃｎ）を駆動するものである（共通電極ＣＥは図３に示されている）。また、ソース選択回路（マルチプレクサと称される場合もある）ＭＵＰが第１基板ＳＵＢ１の下側の非表示領域に構成されている。

液晶ドライバＩＣ１は、ゲート回路ＧＤ、共通電極駆動回路ＣＤなどを制御する。また液晶ドライバＩＣ１は、ソース選択回路ＭＵＰを介して液晶表示パネルＬＣＤの画素（表示素子と称しても良い）に画素信号を書き込むことができる。
タッチパネルコントローラＩＣ２は、タッチ検出素子Ｒｘから得られたタッチ検出信号を処理し、液晶表示パネルＬＣＤの表示面に対するユーザの指等の被検知物の接触位置の座標データを得ることができる。液晶ドライバＩＣ１は、アプリケーションプロセッサ４００と相互通信を行い、データの要求・受信などを行う。

アプリケーションプロセッサ４００は、液晶ドライバＩＣ１に対して映像データ、コマンド、同期信号などを供給する。
図３は、液晶表示パネルＬＣＤの第１の基板ＳＵＢ１上の一部の等価回路を概略的に示す。液晶表示パネルＬＣＤは、画像を表示する表示領域ＤＡを備える。第１の基板ＳＵＢ１において、第１の基板ＳＵＢ１の非表示領域に、ソース選択回路ＭＵＰ、ゲート回路ＧＤ、共通電極駆動回路ＣＤ及びアウタリードボンディング（Outer Lead Bonding）のパッド群（以下、ＯＬＢパッド群と称する）ｐＧ１が形成されている。

液晶ドライバＩＣ１は、ソース選択回路ＭＵＰ、ゲート回路ＧＤ、共通電極駆動回路ＣＤ及びＯＬＢパッド群ｐＧ１に接続されている。全てを図示しないが、液晶ドライバＩＣ１とゲート回路ＧＤとはパネル制御信号を出力する制御線で接続されている。液晶ドライバＩＣ１は、制御線を介して制御スイッチング素子ＣＳＷ１に制御信号を与えることができる。

第１の基板ＳＵＢ１には、表示領域ＤＡにおいて、第１方向Ｘに沿って延出した複数のゲート線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）、第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに沿って延出した複数のソース線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）を備えている。また、複数のゲート線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）は、第２方向Ｙに所定の間隔で並べられている。複数のソース線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）も、第１方向に所定の間隔で並べられている。

また、表示領域ＤＡにおいて、ゲート線Ｇとソース線Ｓの各交差部付近であって、第１の基板ＳＵＢ１と第２基板（図示せず）との間には、マトリックス状に複数の画素ＰＸが位置している。したがって、複数の画素ＰＸは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に、ｍ×ｎ個配置されている（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。さらにまた、第１方向Ｘに沿って、共通電極ＣＥ（Ｃ１・・・Ｃｎ）などが形成され、この共通電極ＣＥ（Ｃ１・・・Ｃｎ）は、画素ＰＸを駆動するための電極として利用されるとともに、後で説明するようにタッチセンサＳＥを駆動するための電極として利用される。

ゲート線Ｇは、第１方向Ｘに沿って延出し、表示領域ＤＡの外側に引き出され、ゲート回路ＧＤに接続されている。ゲート駆動回路ＧＤは、複数の制御スイッチング素子ＣＳＷ１を備え、ゲート線Ｇ（Ｇ１、Ｇ２、・・・Ｇｎ）は、制御スイッチング素子ＣＳＷ１に一対一で接続されている。

ソース線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）は、第２方向Ｙに沿って延出し、平面視でゲート線Ｇ（Ｇ１、Ｇ２、・・・Ｇｎ）と交差している。ソース線Ｓは、第１方向Ｘに所定の間隔で並べられている。ソース線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）は、表示領域ＤＡの外側に引き出され、ソース選択回路ＭＵＰに接続されている。

共通電極ＣＥ（Ｃ１、Ｃ２、・・・Ｃｎ）は、第１方向Ｘに延在し、第２方向Ｙに間隔を置いて並べられている。これにより、共通電極ＣＥ（Ｃ１、Ｃ２、・・・Ｃｎ）は、ゲート線Ｇ（Ｇ１、Ｇ２、・・・Ｇｎ）に沿って延在し、ソース線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）と平面視で交差するものとなる。

共通電極ＣＥは、例えば複数本（例えば３本）毎に束ねられた分割電極であってもよい。例えば、共通電極ＣＥ（Ｃ１〜Ｃｎ）は、（ｎ／３）個の分割電極Ｃ（Ｃ１〜Ｃn/3）として構成される。
共通電極ＣＥは、表示領域ＤＡの外側に引き出され、共通電極駆動回路ＣＤに接続されている。なお、ゲート線Ｇ、ソース線Ｓ及び共通電極ＣＥは、図示の如く直線的に延出していなくてもよく、一部が屈曲していてもよい。

ゲート回路ＧＤは、ｎ個の制御スイッチング素子ＣＳＷ１を備える。ｎ個の制御スイッチング素子ＣＳＷ１は、それぞれ選択的にオン又はオフされて、対応する画素ＰＸへの画像信号の書込み許可又は書込み禁止を制御することができる。
画素信号は、選択されているゲート線に接続されている複数の画素ＰＸにソース選択回路ＭＵＰを介して一斉に書き込まれる。

図４は、図３に示した画素ＰＸを示す等価回路図である。画素ＰＸは、画素スイッチング素子ＰＳＷ、透明な画素電極ＰＥ、透明な共通電極ＣＥ等を備えている。画素スイッチング素子ＰＳＷは、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）で形成されている。画素スイッチング素子ＰＳＷは、ゲート線Ｇ及びソース線Ｓと電気的に接続されている。画素スイッチング素子ＰＳＷは、トップゲート型ＴＦＴあるいはボトムゲート型ＴＦＴのいずれであっても良い。また、画素スイッチング素子ＰＳＷの半導体層は、例えば、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンによって形成されていても良い。

画素電極ＰＥは、画素スイッチング素子ＰＳＷに電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、絶縁膜を介して共通電極ＣＥと対向している。共通電極ＣＥ、絶縁膜及び画素電極ＰＥは、保持容量ＣＳを形成している。ゲート線Ｇからの制御信号により画素スイッチング素子ＰＳＷがオンしたとき、ソース選択回路ＭＰＵからソース線Ｓに出力された画素信号が、保持容量ＣＳに書き込まれ保持される。この保持容量ＣＳに生じた電圧に応じて画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間の液晶ＬＱの光空間変調が実現される。図４では、１つの画素ＰＸを代表して示しているが、図２に示した制御スイッチング素子ＣＳＷ１の１つがオンしたとき、対応するゲート線Ｇに接続されている複数の画素の各画素スイッチング素子ＰＳＷが一斉にオンする。したがって、この各画素スイッチング素子ＰＳＷに接続されている各ソース線Ｓからの画素信号が、対応する各画素ＰＸの保持容量ＣＳに書き込まれる。

図５Ａと図５Ｂは、上記したインセル型のタッチセンサＳＥの基本動作を説明するための図である。
図５Ａにミューチュアル（相互容量）検出方式のタッチセンサＳＥを示す。複数のタッチ検出素子Ｒｘは、第２基板ＳＵＢ２に第２方向Ｙにストライプ状に形成され、第１基板ＳＵＢ１に共通電極Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・・）が形成されている。複数のタッチ検出素子Ｒｘと共通電極Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・・）とは、交差する関係である。

後述するタッチ検出期間ＷＤＴに、共通電極Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・・が順次高周波パルス状の駆動信号（走査信号と称しても良い）Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３，・・・・により駆動される。この走査期間において、例えば指などの被検知物が近接しているタッチ検出素子Ｒｘからは、他のタッチ検出素子Ｒｘからの出力に比べて、レベルの低い検出信号Ｒｘｓが検出される。これは、指が近接しているタッチ検出素子Ｒｘと共通電極との間に生じている第１容量に加えて、当該タッチ検出素子Ｒｘと指との間にも第２容量が発生しているからである。他のタッチ検出素子Ｒｘと共通電極との間には、指による第２容量が生じておらず、第１容量のみである。

上記の共通電極Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３・・・）の駆動タイミングと、レベルの低い検出信号Ｒｘｓを出力したタッチ検出素子Ｒｘの位置とから、前記指の座標位置を判定することができる。
図５Ｂは、共通電極Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・・）が駆動信号Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３，・・・・により駆動されるときのタイミングチャートを示している。図５Ｂに示すように、１フレーム期間内が複数の表示期間ＤＷＴ（画素信号ＳｉｇＸの書き込み期間も含む）に分割されており、表示期間ＤＷＴと表示期間ＤＷＴの間に、タッチ検出期間ＴＤＴ（この期間は、非表示期間ＴＤＴと称しても良い）が設定されている。タッチ検出期間ＴＤＴでは、共通電極Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・・）が駆動信号Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３，・・・・により駆動される。

共通電極Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・・）が駆動信号Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３，・・・・により駆動さたとき、表示面にユーザの指などが近接していた場合、指の位置に対応するタッチ検出素子Ｒｘからレベルの低い検出信号Ｒｘｓが出力される。図５Ｂに示すように表示期間ＤＷＴとタッチ検出期間ＴＤＴは、１フレーム内の複数個所に分散している。インセル型のタッチセンサＳＥの基本構成及び動作は、上記した通りである。

次に、ＩＣチップである液晶ドライバＩＣ１の内部のブロック構成例を具体的に説明し、上記した表示期間ＤＷＴと、タッチ検出期間ＴＤＴの設定方法、並びに外部クロックと内部クロックとの関連性を説明することにする。
図６において、まず、アプリケーションプロセッサＨＯＳから液晶ドライバＩＣ１に供給される映像データの基準となるクロック及び外部水平同期信号の基準となるクロックを外部クロックと称することにする。これに対して、液晶ドライバＩＣ１内の表示用映像データの基準となるクロックを内部クロックと称する。また、外部水平同期信号が例えば２４個（この数値は限定されるものではない）カウントされる期間を外部２４Ｈと記載し、液晶ドライバＩＣ１内で定義されている内部水平同期信号が２４個カウントされる期間を内部２４Ｈと記載するものとする。すると、
外部２４Ｈ＝表示期間ＤＷＴ＋タッチ検出期間ＴＤＴ
の関係が維持されている場合は、タッチ検出期間ＴＤＴが設計通りの時間に確保されていることである。しかし、外部クロック及び又は内部クロックの変動により、タッチ検出期間ＴＤＴが不十分となることがある。このような場合、タッチセンサＳＥの検出能力が低下することがある。しかし、本実施例は、表示期間ＤＷＴの時間長を自動的に調整し、タッチ検出期間ＴＤＴを設計通りに確保するための動作を行うことができ、タッチセンサＳＥの検出能力を維持することができる。以下、検出能力が維持するための構成と動作を説明する。

図６において、アプリケーションプロセッサＨＯＳからの映像データは、インターフェースレシーバ２０１を介して、映像メモリ２０２に入力される。映像メモリ２０２から読み出された映像データは、ラインラッチ回路２０３にラッチされる。ラインラッチ回路２０３は、液晶表示パネルＬＣＤの１ライン或いは複数ライン分の映像データをラッチすることができる。

ラインラッチ回路２０３から読み出された各画素ＰＸに対応する映像データは、ソース増幅器２０４にてデジタルアナログ変換され、増幅器によりガンマ補正等を施されて画素信号となる。この画素信号が液晶表示パネルＬＣＤの画素アレイ部２４０ａに配列されている画素ＰＸに書き込まれる。具体的には、図２で示したソース選択回路ＭＰＵを介して表示エリアＤＡに２次元配列されている画素ＰＸに入力される。そして、画素信号が、図４で説明した保持容量ＣＳに書き込まれる。

上記の映像メモリ２０２、ラインラッチ回路２０３、ソース増幅器２０４などのブロックをまとめて映像データ処理部２４１と称しても良い。
さらにまた、アプリケーションプロセッサＨＯＳからの同期信号、コマンドなどは、インターフェースレシーバ２０１により取り込まれる。インターフェースレシーバ２０１により取り込まれた同期信号は、タイミングコントローラ２１３に入力する。また、インターフェースレシーバ２０１を介して取り込まれたコマンドは、レジスタ（図せず）に一旦入力されて解釈され、その結果がタイミングコントローラ２１３のタイミングパルス生成などに反映される。なお上記したインターフェースレシーバ２０１は、アプリケーションプロセッサＨＯＳから送られてくるデジタルデータの外部クロックレートを、内部のデジタルデータのための内部クロックレートに変換している。例えばインターフェースレシーバ２０１の書き込み動作は外部クロックに同期し、読み出し動作は内部クロックに同期している。

タイミングコントローラ２１３は、複数のロジック回路とこのロジック回路を制御するアプリケーションで構成されてもよいし、或いはロジック回路及びカウンタなどを備えたハードウエアにより構成されてもよい。タイミングコントローラ２１３は、液晶ドライバＩＣ１の動作モード及び動作シーケンスを設定し、また動作モードの切替えを行うことができる。動作モードとしては、画素信号が各水平ラインの画素に書き込まれる書き込み期間を含む表示期間ＤＷＴ、及びタッチ検出期間ＴＤＴ（非表示期間）などがある。このために、タイミングコントローラ２１３は、インターフェースレシーバ２０１からの外部水平同期信号ＨＳＹＮＣを参照し、外部水平同期信号ＨＳＹＮＣに同期することができる。そしてタイミングコントローラ２１３は、発振器２１４からの内部クロックに基づいて、各種の動作を実現するために各種のタイミングパルスを生成している。

タイミングコントローラ２１３は、主な回路として、外部水平同期カウンタ２５１、内部水平同期信号カウンタ２５４、内部１Ｈカウンタ２５６、表示期間調整部２６０、タッチ検出期間カウンタ２６１、加算器２６５、比較器２６６、などを含むが、これらは、図７において説明することにする。

タイミングコントローラ２１３から出力される表示制御のための各種のタイミングパルスは、映像メモリ２０２、ラインラッチ回路２０３、ソース増幅器２０４、パネル制御信号成生部２２０に入力される。さらにまたタイミングコントローラ２１３からのセンサ用の各種のタイミングパルスは、タッチ検出素子制御信号生成部２３１、タッチインターフェース２３２にも入力される。

パネル制御信号生成部２２０は、ゲート回路ＧＤ，共通電極駆動回路ＣＤに対する駆動信号を生成し、液晶表示パネルＬＣＤによる映像表示を実現する。
タッチ検出素子制御信号生成部２３１は、共通電極ＣＥに駆動信号Ｔｘ１、Ｔｘ２、・・・を供給することができる。共通電極ＣＥに駆動信号が供給されたとき、タッチ検出素子Ｒｘから被接触物の検出信号Ｒｘｓを得ることができる。この検出信号Ｒｘｓは、タッチパネルコントローラＩＣ２に入力される。タッチパネルコントローラＩＣ２は、共通電極ＣＥ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３・・・）の駆動タイミングと、指などが近接している場合に出力されるレベルの低い検出信号Ｒｘｓを出力したタッチ検出素子Ｒｘの位置とから、前記指の座標位置を判定することができる。タッチパネルコントローラＩＣ２とタッチインターフェース２３２とは、電気的に接続され互いの動作タイミングの同期が取られている。即ち、タッチパネルコントローラＩＣ２は、タッチ検出期間ＴＤＴを把握し、このタッチ検出期間ＴＤＴ内に検出信号Ｒｘｓを受け取ることができる。タッチパネルコントローラＩＣ２は、タッチインターフェース２３２を介して、タッチ検出素子制御信号生成部２３１と交信し、タッチ検出素子制御信号生成部２３１の動作状況（例えばタッチ検出素子の駆動状況など）を把握している。

上記の構成において、パネル制御信号生成部２２０、タッチ検出素子制御信号生成部２３１、タイミングコントローラ２１３、発振器２１４などのブロックは、まとめて走査駆動部２４２と称されてもよい。従って、走査駆動部２４２は、第２クロック生成部（発振器２１４）を備える、そして第２クロック生成部のクロックに同期して画素信号および表示駆動信号を複数の表示素子に時分割的に順次供給して表示走査を行うことができる。さらに走査駆動部２４２は、タッチ検出用の駆動信号をタッチ検出素子に供給する。

また上記の構成において、タッチインターフェース２３２、タッチパネルコントローラＩＣ２などのブロックは、タッチ検出部２４３と称しても良い。このタッチ検出部２４３は、タッチ検出素子Ｒｘからの検出信号Ｒｘｓをサンプリングすることによりタッチ検出を行うことができる。即ち、表示面のどの位置にユーザの指先或いはペンが触れているか、その座標位置が求められる。

図７は、上記したタイミングコントローラ２１３の一例をさらに詳しく示している。タイミングコントローラ２１３は、入力端子２５０に入力する外部水平同期信号をカウントするための外部水平同期カウンタ２５１を有する。外部水平同期カウンタ２５１は、例えば外部水平同期信号ＨＳＹＮＣを２４個カウントしたときカウントアップ出力を得る。このカウントアップ出力は、外部水平同期カウンタ２５１のリセットパルスとして利用される。外部水平同期カウンタ２５１が外部水平同期信号ＨＳＹＮＣを２４個カウントする期間を後で外部２４Ｈと記述している。

また上記カウントアップ出力は、所定水平期間の遅延回路２５２を介して、アンド回路２５３の一方入力端子に入力する。アンド回路２５３の他方の入力端子には、後で説明するラッチ回路２６２からのラッチ出力が入力する。アンド回路２５３の論理積出力は、内部水平同期信号カウンタ２５４のリセットパルスとして用いられる。

内部水平同期信号カウンタ２５４は、入力端子２５５の内部クロックをカウントする内部１Ｈカウンタ２５６のカウントアップ出力をクロックとして受けている。内部１Ｈカウンタ２５６は、内部クロックをカウントし、液晶ドライバＩＣ１の内部で定義されている１水平期間のクロック数ＲＴＮ＝Ａ（±α）をカウントしたときカウントアップ出力を得る。

内部で定義されている前記１水平期間は、タッチ検出期間ＴＤＴを捻出するために、外部水平同期信号の１水平期間よりも短い時間（内部水平同期信号の１サイクル期間と称しても良い）に設定されている。１水平ライン分の画素データが１水平ライン上の画素に書き込まれる書込み時間は、少なくともクロック数ＲＴＮ＝Ａ内となるように規定されている。ただしＡは整数であり、また、±αにより可変することが可能である。

内部水平同期信号カウンタ２５４は、例えば２４個の内部水平同期信号をカウントしたとき、カウントアップ出力を得る。このカウントアップ出力は、タッチ期間カウンタ２６１のスタートパルスとして利用される。内部水平同期信号カウンタ２５４が、２４個の内部水平同期信号をカウントする期間を後で内部２４Ｈと記述している。

タッチ検出期間カウンタ２６１は、内部クロックをカウントし、所定カウント数ＴＤＴ（fixed/count）になったときカウントアップ出力を得る。このカウントアップ出力は、１クロック遅延器２６３を介して、タッチ検出期間カウンタ２６１の出力クリアパルスとして利用され、またラッチ回路２６２でラッチされる。このラッチ回路２６２の出力は、先のアンド回路２５３に入力される。このアンド回路２５３からリセットパルスが出力されたときに内部水平同期信号カウンタ２５４は改めて内部水平同期信号のカウントを開始する。

従って、内部水平同期信号カウンタ２５４は、タッチ検出期間カウンタ２６１がタッチ検出期間ＴＤＴを確保した直後であって、外部水平同期信号カウンタ２５１が所定数（例えば２４）の外部水平同期信号をカウントした時点に同期する。なおラッチ回路２６２はタッチ検出期間カウンタ２６１のカウントアップ出力を１クロック遅延した遅延クロックによりラッチタイミングを与えられるが、アンド回路２５３の出力でリセットされる。

内部水平同期信号カウンタ２５４のカウント値ＴＤＴ(variable/count)（表示期間ＷＤＴに相当する）、及びタッチ検出期間カウンタ２６１のカウント値ＴＤＴ（fixed/count)（タッチ検出期間ＴＤＴに相当する）は、先のパネル制御信号生成部２２０、タッチ検出素子制御信号生成部２３１にて利用される。

タッチ検出素子制御信号生成部２３１は、タッチ検出期間カウンタ２６１がカウントスタートした時点から常に所定数の内部クロックをカウントするまで、タッチ検出期間ＴＤＴを維持するように設計されている。
さらに内部水平同期信号カウンタ２５４のカウント値ＴＤＴ(variable/count)及びタッチ検出期間カウンタ２６１のカウント値ＴＤＴ（fixed/count)は、加算器２６５に入力されてその合計値ＳＵＭ(present/count)が求められる。この合計値ＳＵＭ(present/count)は、比較器２６６に入力されて、設計値ＳＵＭ(designed/count)と比較される。

ここで得られた差分情報は、水平同期信号の２４Ｈ期間に生じた外部クロック数と内部クロック数との差に相当する。
比較器２６６で得られた差分情報は、表示期間調整部２６０に入力される。表示期間調整部２６０は、差分情報から±αを生成する。つまり、差分情報は、内部２４Ｈにおける内部クロックと外部クロックとの誤差を示しているので、表示期間調整部２６０は、この差分情報から内部１Ｈの誤差±αを計算する。この誤差±αは、内部１Ｈカウンタ２５６のＲＴＮを補正するために利用される。表示期間調整部２６０は、上記の誤差±αを得るための演算回路若しくはソフトウエアを備える。

なお上記構成において、発振器２１４は、例えばＬＣ発振器の発振出力を電圧制御ループ（ＶＣＬ）で安定化し、所定のクロック周波数に分周して内部クロックを生成しているものとする。一方、アプリケーションプロセッサＨＯＳの外部クロックは、水晶発振器を用いて生成されていることが多い。

図８は、上記した装置のタッチセンサＳＥにおいて、画素への画素信号の書込み期間を含む表示期間ＤＷＴと、タッチ検出期間ＴＤＴと、の関係をさらに詳しく示す図である。
図８は、外部クロックで計測される外部２４水平同期信号期間（外部２４Ｈ）が、内部クロックで計測される内部２４Ｈ（表示期間ＤＷＴに対応）とタッチ検出期間ＴＤＨの合計期間ＳＵＭが一致している場合のタイミングチャートを示している。
即ち、外部２４Ｈ＝ＤＷＴ＋ＴＤＨで示される状態である。

図８のタイムシーケンス８ａは、外部クロックで動作するマイクロプロセッサＨＯＳからの外部水平同期信号ＨＳＹＮＣを示し、タイムシーケンス８ｂは、外部水平同期信号ＨＳＹＮＣに同期してマイクロプロセッサＨＯＳから液晶ドライバＩＣ１に入力する映像データである。今、この実施形態の装置は、外部２４Ｈの期間内に、表示期間ＤＷＴとタッチ検出期間ＴＤＴの各処理を実行するものとして示している。

タイムシーケンス８ｃは、内部クロックで動作する液晶ドライバＩＣ１の内部において、２４Ｈ分の表示用の映像データが高速で処理されながら、表示される表示期間ＤＷＴと、タッチ検出期間ＴＤＴと、の時系列を示している。映像データの高速処理及び高速書き込みによって、外部２４Ｈ内に、内部２４Ｈとタッチ検出時間ＴＤＴが収まるように設計されている。タイムシーケンス８ｄは、内部クロックをカウントする内部１Ｈカウンタ２５６の計数状況を示している。内部１Ｈカウンタ２５６は、発振器２１４に基づくクロックを計数している。図の場合、内部２４Ｈとタッチ検出期間ＴＤＴの合計期間が、外部２４Ｈと一致するので、内部１Ｈカウンタ２５６の計数値ＲＴＮ＝Ａ（整数）を調整する必要はない。調整が必要な場合は、表示期間調整部２６０においてＡ±αが計算される。

上記のように図８のタイミングチャートの例は、外部２４Ｈ＝ＤＷＴ＋ＴＤＨの関係があるために、表示期間調整は行われない。
液晶ドライバＩＣ１の内部の高速処理において、上記した１サイクルの開始点を、リセットポイントＲＳ０、ＲＳ１、ＲＳ２，ＲＳ３、・・・で示している。このリセットポイントＲＳ０、ＲＳ１、ＲＳ２，ＲＳ３、・・・は、図７の外部水平同期信号カウンタ２５１が外部水平同期信号を２４個カウントした後、遅延して得られている。この遅延時間を確保する回路は、図７に示した遅延回路２５２である。表示期間ＤＷＴの終了時点で、タッチ検出期間ＴＤＴに移行しているが、この移行タイミングは、図７に示した内部水平同期信号（表示期間）カウンタ２５４のカウントアップ出力に基づいている。つまり、内部水平同期信号（表示期間）カウンタ２５４のカウントアップ出力が、図７のタッチ検出期間カウンタ２６１のスタートパルスとして用いられる。

タッチ検出期間ＴＤＴは、タッチ検出期間カウンタ２６１が常に所定数の内部クロックをカウントするまで、タッチ検出素子制御信号生成部２３１により維持される。タッチ検出素子制御信号生成部２３１は、タッチ検出期間カウンタ２６１のカウント値を監視しているからである。

上記した図８は外部２４Ｈ＝表示期間ＤＷＴ＋タッチ検出期間ＴＤＨが成立している場合のタイムチャートである。
図９は、外部クロック及び又は内部クロックの変動があり、外部２４Ｈ＝表示期間ＤＷＴ＋タッチ検出期間ＴＤＨが成立しない期間があった場合の動作を示すタイミングチャートである。図９において、タイムシーケンス９ａは、外部クロックで動作するマイクロプロセッサＨＯＳからの外部水平同期信号ＨＳＹＮＣを示し、タイムシーケンス９ｂは、外部水平同期信号ＨＳＹＮＣに同期してマイクロプロセッサＨＯＳから液晶ドライバＩＣ１に入力する映像データである。タイムシーケンス９ｃは、内部クロックで動作する液晶ドライバＩＣ１の内部において、内部２４Ｈ分の表示用の映像データが高速で処理されながら、画素に書き込まれて表示される表示期間ＤＷＴと、タッチ検出期間ＴＤＴの時系列を示している。

タイムシーケンス９ｄは、内部１Ｈに内部クロックをカウントする内部１Ｈカウンタ２５６の計数状況を示している。
今、例えば外部クロックの周波数が高く、内部クロックの周波数が低く、これらが同期しているものの、わずかにずれているという関係が生じたとする。このような場合、外部水平同期信号カウンタ２５１によって外部水平同期信号が２４個カウントされる時間は、安定時（図８にて説明した場合）よりも短くなる。一方では、内部クロックで、外部から取り込んだ映像データを高速処理して画素信号を画素に書き込み表示するための表示時間ＤＷＴは、安定時よりも相対的に長くなる。

この結果、外部水平同期信号カウンタ２５１が外部水平同期信号を２４個カウントする時間が、図９に示す時点tx1-tx2であるものとする。この時点tx1-tx2に同期して内部クロックをカウントする内部水平同期信号カウンタ２５４は、時点tx3でカウントを開始し、時点tx4で内部２４Ｈをカウントし終わる。時点tx1から時点tx3までの遅れは、遅延回路２５２により生じた遅れである。

時点tx4移行は、タッチ検出カウンタ２６１が、内部クロックを時点tx6までカウントし、固定時間を確保する。このような動作により、外部水平同期信号カウンタ２５１が外部水平同期信号を２４個カウントし終えた時点tx2で出力されたカウントアップ出力が遅延回路２５２から出力される時点tx5に対して、タッチ検出期間ＴＤＴの終端（時点tx6）は遅れる。よって、タッチ検出期間ＴＤＴは、所定の時間長に常に確保される。

もし、２４個目の外部水平同期信号に同期して常に内部水平同期信号カウンタ２５４のリセットパルスが生成されるとしたら、タッチ検出期間ＴＤＴが不十分な長さとなり、タッチセンサＳＥの検出能力が低下することがある。しかしこのような不具合は、本実施例では抑制される。また一方では、上記のようにタッチ検出期間ＴＤＴを内部クロックの計数値により固定の時間確保した場合、図９のタイムシーケンス９ｃ、９ｄに示すようにタッチ検出期間ＴＤＴが次のサイクルの表示期間ＤＷＴにはみ出し、次のサイクルの表示期間ＤＴＷの表示に支障をきたす虞がある。

そこでこのような支障をなくすために、本実施形態では、上記のようにタッチ検出期間ＴＤＴを内部クロックの計数値により固定の時間確保することとし、これによってタッチ検出期間ＴＤＴが不十分な長さとなることを防止している。さらに、本装置では、上記はみだし期間（図７で説明した比較器２６６から出力される差分に相当する）を次のサイクルで解消するために、次のサイクルでは、表示期間ＤＷＴの長さを調整するものとされている。この工夫された点を以下に説明する。
即ち、表示期間ＤＷＴは、もともと書き込み期間を得るためのＲＴＮ＝Ａのマージンを含む。ここで仮にＲＴＮ＝Ａがゼロになると、画素信号の書き込みを実行できずに、画像表示が得られなくなるが、マージンＡを少し削減する程度では、表示に影響を与えることは無い。そこでこの実施形態では、ＲＴＮの調整（Ａ−α）を行い、次のサイクルにおいて、タッチ検出期間ＴＤＴを一定時間長に確保している。即ち、比較器２６６の比較結果に基づいて、比較した第１の期間（外部２４Ｈ）の次の周期の第１の期間（外部２４Ｈ）では、前記次の周期における第２の期間（表示期間ＤＷＴ）と第３の期間（タッチ検出期間ＴＤＴ）の合計期間の終端が前記次の周期における前記第１の期間の終端に近づくように、前記第３の期間を不変として前記第２の期間の時間長を調整するのである。さらに具体的に以下説明する。

上記した時点tx5は、先に図８で説明した理想的な動作が実行されている場合のリセットポイントＲＳ１の時点に相当する。したがって、理想的な動作の場合に得られる時点tx3から時点tx5までを内部クロックのカウント数で表すと、
ＤＷＴ（variable/count)+ＴＤＴ(fixed/count)＝ＳＵＭ(designed/count)
である。ここで
ＤＷＴ（variable/count)・・・表示期間ＤＷＴ内の可変可能な内部クロックカウント数、ＴＤＴ(fixed/count)・・・タッチ検出期間ＴＤＴ内の固定のカウント数、
ＳＵＭ(designed/count)・・・設計された合計カウント数であり、
ＤＷＴ（variable/count)+ＴＤＴ(fixed/count)で示すことができる。

図９は、外部クロック或いは内部クロックに変化が生じた場合の例であり、
ＤＷＴ（variable/count)+ＴＤＴ(fixed/count)＝ＳＵＭ(present/count),
ＳＵＭ(present/count)・・・現在の実測合計カウント数となる。

そこで、
ＳＵＭ(present/count) -ＳＵＭ(designed/count)が比較器２６６にて演算されることにより、差分クロック数が得られる。つまり、図９のシーケンス９ｄに示したはみ出し期間が差分情報であり、該差分クロック数である。

この差分情報の発生を、次のサイクルでなくすには、差分クロック数を、次の内部２４Ｈの期間で消化する必要がある。この消化を実行するためには、表示期間調整部２６０において、内部１Ｈカウンタ２５６の内部１Ｈカウント値ＲＴＮ＝Ａに対して±α分の調整を行えばよい。

例えば、はみ出し期間の差分クロック数がＮｘであれば、はみ出し期間の内部クロック数を２４の水平期間に割り当てるとすると、（Ｎｘ／２４）で計算できる。例えばＮｘ＝２４であれば、割り当て数は、（２４／２４）＝１（＝α）であるから、ＲＴＮ＝２４−１に調整することで、次のサイクルのはみ出し期間をなくすことができる。
一般化すると上記の調整値は、ＲＴＮ(next)＝（Ａ−１）
となる。このように、はみ出し期間、即ち動作ずれに相当する差分クロックＮｘが各水平ラインに１クロックずつ割り当てられ、各水平ラインにおけるずれが消化される。差分クロック数としては２４と大きいものとなっているが、各ＲＴＮに分配することにより、わずかに各ＲＴＮを削るだけで当該ずれを解消できるものとなっているのである。

しかし必ずしもＮｘが２４で割りきれるとは限らない。このような場合、表示期間調整部２６０は、例えば小数点以下を四捨五入してαを整数化して求めるようにしている。あるいは、Ｎｘを２４の倍数（Ｎｘに最も近い値）に調整した後αを求めている。
上記したように、Ｎｘ個の内部クロックのはみ出し期間が生じた場合、かかる遅れに対応すべく、次の表示期間の各ＲＴＮを短小化する加工を行っている。つまり遅れクロック数Ｎｘの時間を表示期間の総ＲＴＮ＝Ａで除算し、その解を各ＲＴＮから減算するのである。

よって、上記実施形態によるとタッチ検出期間ＴＤＴが常に安定して一定時間確保される。このためにタッチ検出が不安定になることや、不正確になるのを防止することができる。勿論タッチ検出期間を確保しつつ、外部水平同期信号との同期状態も常に維持されている。

図１０は、図８で説明したように、タッチ検出期間ＴＤＴの終端が外部２４Ｈの終端に一致するときのタイムチャートの一部分を拡大して示している。１０ａは、外部水平同期信号ＨＳＹＮＣのタイムシーケンスを示し、１０ｂはタッチ検出期間カウンタ２６１に与えられるイネーブル信号のタイムシーケンスを示している。

イネーブル信号は、図７の内部水平同期信号カウンタ２５４からタッチ検出期間カウンタ２６１に与えられるスタートパルスにより起動される。つまり内部水平同期信号カウンタ２５４は、表示期間ＷＤＴを計測し、次に、タッチ検出期間カウンタ２６１によりタッチ検出期間ＴＤＴを計測させるためにスタートパルスを与えている。スタートパルスに基づいて、イネーブル信号が発生し、このイネーブル信号の始端から終端まで、タッチ検出期間カウンタ２６１は、内部クロックのカウントを行う。

また１０ｃは、タッチ検出期間ＴＤＴを確保するために内部クロックを所定数ｍカウントするタッチ検出期間カウンタ２６１の計数状況を示している。
ここで、タッチ検出期間カウンタ２６１が内部クロックのカウントを開始した後、ｍ個をカウントするまでの期間を期待タッチ検出期間として定義している。１０ｄは内部クロックのタイムシーケンスを示している。

図１０の場合、表示期間ＤＷＴとタッチ検出期間ＴＤＴの合計時間長が、外部２４Ｈの時間長と同じの例である。このために、外部水平同期信号カウンタ２５１が外部２４Ｈを計測し、続いて、内部水平同期信号カウンタ２５４が内部２４Ｈ（表示期間）の計測を開始する時点（リセットポイントＲＳ１）では、既にタッチ検出期間カウンタ２６１がｍ個の内部クロックを計数している。このために、内部１Ｈカウンタ２５６のＲＴＮを調整する必要はない。

図１１は、図９で説明したように、タッチ検出期間ＴＤＴの終端が次の表示期間ＷＤＴ内にはみ出す場合のタイムチャートの一部分を拡大して示している。１１ａは、外部水平同期信号ＨＳＹＮＣのタイムシーケンスを示し、１１ｂはタッチ検出期間カウンタ２６１に与えられるイネーブル信号のタイムシーケンスを示している。つまり内部水平同期信号カウンタ２５４は、表示期間ＷＤＴを計測し、次に、タッチ検出期間カウンタ２６１によりタッチ検出期間ＴＤＴを計測させるためにスタートパルスを与えている。スタートパルスに基づいて、イネーブル信号が発生し、このイネーブル信号の始端から終端まで、タッチ検出期間カウンタ２６１は、内部クロックのカウントを行う。

タイムシーケンス１１ｃは、タッチ検出期間ＴＤＴを確保するために内部クロックを所定数ｍカウントするタッチ検出期間カウンタ２６１の計数状況を示している。
ここで、タッチ検出期間カウンタ２６１が内部クロックのカウントを開始した後、ｍ個をカウントする以前に、外部水平同期信号カウンタ２５１が外部２４Ｈを計測し終えている。従って、本来ならば、次の表示期間ＷＤＴに移行すべき時点であるが、イネーブル信号により設定されている期間は、タッチ検出期間ＴＤＴとして確保されている。このために次のサイクルで、同じようにタッチ検出期間ＴＤＴの時間長を確保するためには、次のサイクルの表示期間ＷＤＴの時間長が短縮されるように調整が必要である。

そこで、次のサイクルの表示期間ＷＤＴを短縮するために、内部１Ｈカウンタ２５６のカウント値ＲＴＮを調整している。これにより、次のサイクルでは、タッチ検出期間ＴＤＴの終端が、表示期間ＤＷＴにはみ出すことが抑制される。
次に、本実施例では、上記の動作により生じた「はみ出し時間」を、次のサイクルで消化するために、１水平期間分をカウントするためのクロック数ＲＴＮを修正し、映像データの高速処理期間を短くするようにしている。

ここでは、上記のように「はみ出し時間」が消化するように、
ＲＴＮ（next）＝ＲＴＮ（conv）-（（ｍ−ＴＤＴ(fixed/count)）/（n））が計算されて、ＲＴＮ（next）が次のサイクルのためのプリセット値として用いられる。
ここで、
ｍは、内部の１水平期間の基準を定めるために設定された内部クロックのカウント数（先の例ではＡである）、
ｎは、表示用の映像データの書き込み処理単位として設定された水平同期（或いは水平ライン数）である（先の例ではｎ＝２４である）。
ＴＤＴ（fixed/count）は、上記タッチ検出期間ＴＤＴ内のクロックカウント数である。
ＲＴＮ（conv）は、通常時のＲＴＮに設定されているクロックカウント数である。

図１2は、実施形態の要部、特に走査駆動部２４２の一動作例を説明するために示したフローチャートである。動作が開始すると、現在の状態がタッチ検出期間ＴＤＴかどうかの判定が成される。この判定は、例えば、内部水平同期信号を所定の数（上記の例では２４個）を計数し、タッチ検出期間カウンタ２６１がカウントを開始しているかどうかで判断される。

装置の動作が、タッチ検出期間に進んだと判定されると、タッチ検出期間カウンタ２６１のリセットが行われ、カウント０からカウントが開始されタッチ検出期間ＴＤＴに移行する。この動作によりタッチ検出期間ＴＤＴが正確に確保される（ステップＳＴ３）。次にタッチ検出期間カウンタ２６１のカウントが１アップされて（ステップＳＴ４）、次のステップＳＴ５に移行する。

一方、外部水平同期信号のカウント値が規定数（例えば２４個）に到達しているか否かが判定される（ステップＳＴ５）。なお外部水平同期信号のカウント開始は、例えば、垂直同期信号期間が終了し、絵柄期間が始まる最初の水平同期信号からに設定されている。

ステップＳＴ５にて、外部水平同期信号のカウント値が規定数に達していない場合は、ステップＳＴ４に戻り、タッチ検出期間カウンタ２６１のカウントアップが継続される。ステップＳＴ５において、外部水平同期信号のカウント値が規定数に達しているときは、タッチ検出期間カウンタ２６１のカウント値が、規定数（図１１の例ではｍ）に達しているかどうかの判断が行われる。

タッチ検出期間カウンタ２６１のカウント値が、規定数（ｍ）をカウントし終えている場合（図８、図１０の状態の場合）は、ＲＴＮの調整は不要であり、ＲＴＮのカウンタをリセットし終了する。しかし、タッチ検出期間カウンタ２６１のカウント値が、規定数（ｍ）をカウントし終えていない場合（図９、図１１の状態の場合）は、ＲＴＮを修正するために、先に述べた計算を行う。

つまり、ＲＴＮ（next）＝ＲＴＮ（conv）-（（ｍ−ＴＤＴ(fixed/count)）/（n））が計算されて、ＲＴＮ（next）が次のサイクルの表示期間のためのプリセット値として用いられる。
上記した実施形態は、外部クロックと内部クロックの周波数の関係が、設定した範囲からずれた場合、表示期間を短縮して、タッチ検出期間を一定期間に確保した。しかし、本実施形態の基本的考え方は、タッチ検出期間（非表示期間）だけに限定されるものではない。走査駆動部が、表示期間と非表示期間を設定するケースとしては、他の幾つかの実施形態がある。

例えば、カメラ機能を有する携帯端末において、非表示期間内、或いは複数の非表示間を合成した合成期間に、所定の撮像期間を確保したい場合がある。このような場合、本実施形態が適用されることにより、撮像期間が正確に確保される。また撮像期間は、ユーザの調整（シャッター速度の調整）により、種々変更が行われることがある。このような場合にも、本実施形態によると撮像期間（非表示期間）を確実にかつ正確に確保することができる。

また携帯端末は、例えば温度、湿度、脈拍、音声収集などの種々のセンサを搭載する場合がある。センサが測定時間を正確に確保する必要がある場合、本実施形態によると非表示間を測定時間に正確に割り当てることができる。
したがって、タッチ検出素子制御信号生成部２３１は、被検知物を検出する検出素子に与えるための検出素子駆動信号を生成する回路に置き換わることもできる。被検知対象とは例えば温度、湿度、脈拍、音、被写体などである。また検出素子は、温度センサ、湿度センサ、脈拍センサ、マイク、カメラなどである。又この場合は、走査駆動部２４２は、単純に駆動部と称する方が好ましい。さらにまた、タッチ検出部２４３は、記検出素子に基づく検出出力をサンプリングすることにより被検知対象の検出を行う検出部と称する方が好ましい。また、タッチ検出期間は、単純に検出期間、或いは非表示期間と称する方が好ましい。

上記した本装置に適用されたタッチセンサＳＥはミューチュアル（相互容量）検出方式を代表して説明した。しかし本装置に適用されるタッチセンサＳＥは、ミューチュアル（相互容量）検出方式に限定されるものではなく、セルフ（自己容量）検出方式が採用されてもよい。

図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ、図１４Ｂは、セルフ（自己容量）検出方式と称されるタッチセンサＳＥの基本原理を示している。
セルフ検出方式は、タッチ検出素子Ｒｘが有する容量Ｃｘ１を利用する。またセルフ検出方式は、タッチ検出素子Ｒｘに近接している利用者の指等により生じる容量Ｃｘ２を利用する。

図１３Ａ、図１３Ｂは、表示面に、利用者の指が接触も近接もしていない状態を示している。このため、タッチ検出素子Ｒｘと指との間の静電容量Ｃｘ２は生じていない。図１３Ａは、制御スイッチＳＷｃにより電源Ｖｄｄとタッチ検出素子Ｒｘが接続された状態を示す。図１３Ｂは、制御スイッチＳＷｃにより、電源Ｖｄｄとタッチ検出素子Ｒｘがオフされ、タッチ検出素子Ｒｘが容量Ｃｃｐに接続された状態を示す。

図１３Ａの状態で、容量Ｃｘ１は充電され、図１３Ｂの状態で、容量Ｃｘ１は放電される。ここで、容量Ｃｘ１が充電されることとは、タッチ検出素子Ｒｘに対して一定の信号が書込まれることである。また、容量Ｃｘ１が放電されることとは、タッチ検出素子Ｒｘに生じた静電容量の変化を示す信号を読取ることである。

上記した書込み及び読み取り信号は、検出信号Ｒｘｓを取得するための専用のラインが利用されている。
一方、図１４Ａ及び図１４Ｂは、表示面に、利用者の指が接触又は近接している状態を示している。よって、タッチ検出素子Ｒｘと指との間に静電容量Ｃｘ２が生じている。図１４Ａは、制御スイッチＳＷｃにより電源Ｖｄｄとタッチ検出素子Ｒｘが接続された状態を示す。図１４Ｂは、制御スイッチＳＷｃにより、電源Ｖｄｄとタッチ検出素子Ｒｘがオフされ、タッチ検出素子Ｒｘが容量Ｃｃｐに接続された状態を示す。

図１４Ｂの状態で、容量Ｃｘ１は充電され、図１４Ｂの状態で、容量Ｃｘ１は放電される。ここで、図１３Ｂに示す放電時の容量Ｃｃｐの電圧変化特性に対して、図１４Ｂに示す放電時の容量Ｃｃｐの電圧変化特性は、容量Ｃｘ２が存在するために、明らかに異なる。したがって、セルフ検出方式では、容量Ｃｃｐの電圧変化特性が、容量Ｃｘ２の有り無しにより、異なることを利用して、入力位置情報（例えば、操作入力の有無）を判断している。

したがって、各タッチ検出素子Ｒｘからの読み取り信号の電圧が、比較用の基準電圧と比較されることにより、利用者の指が接触または近接しているか否かが判定可能となる。
タッチセンサＳＥの構成は、タッチ検出素子Ｒｘの構成は、図５Ａに示した構成でも良いし、後で説明する図１５に示すような構成でもよい。

図５Ａに示した構成が採用された場合、タッチ検出素子Ｒｘに対して充電・放電を行いつつ、タッチ検出素子Ｒｘの出力によりＸ方向のタッチ位置を検出し、共通電極（Ｃ１，Ｃ３，Ｃ３・・・）の走査タイミングに基づきＹ方向のタッチ位置を検出することができる。例えば共通電極（Ｃ１，Ｃ３，Ｃ３・・・）の走査を(１／３０)秒サイクルで行い、タッチ検出素子Ｒｘへの充放電を(１／３０)秒サイクルで行えば、検出信号Ｒｘｓに基づいて、表示面に指などが近接している座標位置を、容易に判定することができる。

図１５に示すタッチセンサＳＥは、タッチ検出素子Ｒｘが２次元に配列されており、タッチ検出素子Ｒｘからの出力信号が、座標そのものとして利用できる。
図１５において、複数のタッチ検出素子Ｒｘは、マトリクス状検出電極により構成されている。つまり、複数のタッチ検出素子Ｒｘは、複数の画素と対向する正方形状または長方形状に形成され、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配列されている。複数のタッチ検出素子Ｒｘは、共通電極Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３・・・）に対して間隔を置いて対向している。このために、共通電極Ｃとタッチ検出素子Ｒｘとの間には、基本的に容量Ｃｃが存在する。
共通電極Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３・・・）は所定の周期でパルス状の駆動信号Ｔｘにより走査される。今、ユーザの指が特定のタッチ検出素子Ｒｘに近接して存在するものとする。すると、共通電極Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３・・・）にパルス状の駆動信号Ｔｘが供給されたときに、前記特定のタッチ検出素子Ｒｘからは、他の検出電極から得られるパルスよりもレベルの低いパルス状の検出信号Ｒｘｓが得られる。この検出レベルの低い検出信号Ｒｘｓが、指が近接している座標位置の情報として取り扱われる。前記特定のタッチ検出素子Ｒｘは、ユーザの指先が近接し、容量Ｃｘが生じている電極である。

上記の容量Ｃｘは、指がタッチ検出素子Ｒｘに近い場合と、遠い場合とで異なる。このために検出パルスのレベルも指がタッチ検出素子Ｒｘに近い場合と、遠い場合とで異なる。よって、タッチセンサＳＥの平面に対する指の近接度をパルス状の検出信号Ｒｘｓの電圧レベルで判断することができる。勿論、パルス状の書込み信号による電極駆動タイミングと、パルス状の検出信号Ｒｘｓの出力タイミングにより、タッチセンサＳＥの平面上の指の２次元位置情報（座標位置と称しても良い）を検出することができる。

なお、共通電極ＣＥは複数に分断されていなくともよい。共通電極ＣＥは、単一の電極で形成され、全ての画素ＰＸで共用されてもよい。この場合も、共通電極ＣＥに駆動信号Ｔｘを与えることにより、入力位置情報を判断することができる。
上記した説明において、各ブロックの用語は限定されるものではなく、等化な機能を備えるものであれば「ブロック」及び「モジュール」に置き換えても本発明の範疇であることは勿論である。さらにまた、図或いは請求項の各構成要素において、構成要素を分割して表現した場合、或いは複数を合わせて表現した場合、或いはこれらを組み合わせて表現した場合であっても本発明の範疇である。また請求項を方法として表現した場合、制御ロジックとして表現した場合、コンピュータを実行させるインストラクションを含むプログラムとして表現した場合、及び前記インストラクションを記載したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として表現した場合でも本発明の装置を適用したものである。

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。

ＤＳＰ・・・センサ付き表示装置、ＬＣＤ・・・液晶表示パネル、ＳＵＢ１・・・第１基板、ＳＵＢ２・・・第２基板、ＩＣ１・・・液晶ドライバ、ＩＣ２・・・タッチパネルコントローラ、ＳＥ・・・タッチセンサ、ＨＯＳ・・・アプリケーションプロセッサ、ＦＰＣ１、ＦＰＣ２、ＦＰＣ３・・・フレキシブル配線基板、ＢＬ・・・バックライト、ＤＡ・・・表示領域、ＧＤ・・・第１、第２のゲート回路、ＣＤ・・・共通電極駆動回路、２０１・・・インターフェースレシーバ、２０２・・・映像メモリ、２０３・・・ラインラッチ回路、２０４・・・ソース増幅器、２１３・・・タイミングコントローラ、２１４・・・発振器、２２０・・・パネル制御信号生成部、２３１・・・タッチ検出素子制御信号生成部、２３２・・・タッチインターフェース、２４１・・・映像データ処理部、２４２・・・走査駆動部、２５１・・・外部水平同期信号カウンタ、２５２・・・遅延回路、２５３・・・アンド回路、２５４・・・内部水平同期信号カウンタ、２５６・・・内部１Ｈカウンタ、２６０・・・表示期間調整部、２６１・・・タッチ検出期間カウンタ、２６２・・・ラッチ回路、２６５・・・加算器、２６６・・・比較器

Claims

第１クロック生成部の第１クロックに同期して、第１の期間毎に映像データを順次受け付けるレシーバと、
第２クロック生成部の第２クロックに同期して、前記映像データを前記第１の期間より短い第２の期間の画素信号に変換する画像データ処理部と、
前記第２の期間に続く第３の期間に生成される検出用の駆動信号に基づいて、被検知物を検出する検出素子と、
前記第１の期間を周期として、前記第２の期間と前記第３の期間を合計した合計期間の時間長と、前記第１の期間の時間長とを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記比較した第１の期間の次の周期の第１の期間では、前記次の周期における第２の期間と第３の期間の合計期間の終端が前記次の周期における前記第１の期間の終端に近づくように、前記第３の期間を不変として前記第２の期間の時間長を調整する期間調整部と
を有するセンサ付き表示装置。
前記期間調整部は、前記合計期間より前記第１の期間のほうが大きい場合には、次の周期の前記第２の期間をそのまま維持し、前記第１の期間より前記合計期間のほうが大きい場合には、次の周期の前記第２の期間を短縮する調整を行う、
請求項１記載のセンサ付き表示装置。
前記第２の期間は、前記画素信号が表示パネルに表示される表示期間であり、前記第２クロックをカウントする内部水平同期信号カウンタにより規定され、
前記第３の期間は、前記検出素子が被検知物を検出する非表示期間であり、前記内部水平同期信号カウンタのカウントアップ出力に応答して、前記第２クロックをカウントするタッチ検出期間カウンタにより規定される、
請求項１記載のセンサ付き表示装置。
前記第２の期間は、前記画素信号が表示パネルに表示される表示期間であり、前記第２クロックをカウントする内部水平同期信号カウンタにより規定され、
前記第２の期間と前記第３の期間を合計した前記合計期間の時間長は、
前記内部水平同期信号カウンタのカウント数と、タッチ検出期間カウンタのカウント数とを、前記タッチ検出期間カウンタがカウントアップした時点で加算器が加算した合計カウント数で示され、
前記比較部は、予め設定された所定のカウント数から前記合計カウント数を減算することで、前記比較結果を取得している、
請求項１記載のセンサ付き表示装置。
前記第２の期間は、連続した複数の単位表示期間で構成され、
前記期間調整部は、前記次の周期の前記第２の期間の短縮を行う場合、前記複数の単位表示期間のそれぞれの短縮を行う
請求項１記載のセンサ付き表示装置。
前記期間調整部は、前記比較部の比較結果として得られた差分情報を、
前記複数の単位表示期間の数で除算し、その除算結果によりそれぞれの単位表示期間を短縮するように割り振る、
請求項５記載のセンサ付き表示装置。
パネル制御信号成生部が、前記画像データ処理部とともに前記第２クロックに同期して動作し、複数の表示素子に対して表示駆動信号を出力するとともに画素信号を時分割的に順次供給して前記第２の期間の表示走査を行い、
前記検出素子は、外部から近接する被検知対象を検出するタッチセンサを構成するタッチ検出素子であり、タッチ検出素子制御信号生成部が、前記第３の期間に前記タッチ検出素子に対して前記検出用の駆動信号を供給し、
検出部が、前記第３の期間をタッチ検出期間として利用し、前記タッチ検出素子からのタッチ検出出力をサンプリングすることによりタッチ検出を行う、
請求項１記載のセンサ付き表示装置。
レシーバで第１クロックに同期した第１の期間毎に映像データを順次受け付けとり、
画像データ処理部で第２クロックに同期して、前記映像データを前記第１の期間より短い第２の期間の画素信号に変換し、
検出素子により、前記第２の期間に続く第３の期間に生成される検出用の駆動信号に基づいて被検知物を検出するセンサ付き表示装置の制御方法であって、
前記第１の期間を周期として、前記第２の期間と前記第３の期間を合計した合計期間の時間長と、前記第１の期間の時間長とを比較し、
前記比較結果に基づいて、前記比較した第１の期間の次の周期の第１の期間では、前記次の周期における第２の期間と第３の期間の合計期間の終端が前記次の周期における前記第１の期間の終端に近づくように、前記第３の期間を不変として前記第２の期間の時間長を調整する
ことを特徴とするセンサ付き表示装置の制御方法。
前記合計期間より前記第１の期間のほうが大きい場合には、次の周期の前記第２の期間をそのまま維持し、前記第１の期間より前記合計期間のほうが大きい場合には、次の周期の前記第２の期間を短縮する調整を行う、請求項８記載のセンサ付き表示装置の制御方法。
前記第２の期間は、前記画素信号が表示パネルに表示される表示期間であり、
前記第３の期間は、前記検出素子が被検知物を検出する非表示期間である
請求項８記載のセンサ付き表示装置の制御方法。
前記第２の期間は、連続した複数の単位表示期間で構成され、
前記次の周期の前記第２の期間の短縮を行う場合、前記複数の単位表示期間のそれぞれの短縮を行う、
請求項９記載のセンサ付き表示装置の制御方法。
被検知対象は温度、湿度、脈拍、音および被写体の何れか１つであり、前記検出素子は、温度センサ、湿度センサ、脈拍センサ、マイク及びカメラの何れか１である、
請求項９記載のセンサ付き表示装置の制御方法。