JP6134775B2 - 電子機器および電子機器の制御方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電子機器および電子機器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。

従来は、入力パネルを含むモジュールが接触した位置座標を計算していた。そのため、入力パネルを含むモジュールは、入力パネルにおけ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次元情報をアプリケーションプロセッサに出力する必要性がなかった。

特開２００９−２４４９５８号公報 特開２０１２−４８２９５号公報

しかしながら、アプリケーションプロセッサがアプリケーションと連携して３次元情報を用いることができれば、電子機器の高性能化の期待が高まる。

本発明の実施形態は、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ことを目的とする。

実施形態に係る電子機器は、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、を備えた表示デバイスと、前記第２電極の前記電極パタンに、順次センサ駆動信号を印加するディスプレイドライバ回路と、前記第２電極の前記電極パタンに前記センサ駆動信号が印加されるタイミング毎に前記第３電極の複数の電極パタンから得られる物理量データを含む検出データを順次出力する検出回路と、を有し、前記検出回路は、前記第３電極の複数の電極パタンから前記物理量データを検出する毎に割り込み要求信号を出力し、当該割り込み要求信号に対する応答が入力された際、前記検出データを出力し、前記検出回路は、前記第３電極の複数の電極パタンからの新たな検出データを検出している間に、前回検出した検出データを出力し、前記検出データは、検出時に駆動した電極パタン及びフレーム期間を識別する識別値を含み、前記駆動された電極パタン及びフレーム期間は、前記検出回路が前記ディスプレイドライバ回路から受信した水平及び垂直期間信号に基づいて識別される、電子機器である。

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、データセットＤａｔａの内容の一例を示す図である。 図７は、データセットＤａｔａの出力タイミングの一例を示す図である。 図８は、センサ処理部から出力されるローデータ（Raw data）群に基づく３次元データの一例を示す図である。 図９は、センサ処理部から出力されるローデータ（Raw data）群に基づく３次元データの一例を示す図である。

以下、実施形態の電子機器および電子機器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。なお、アプリケーションプロセッサ４０は、携帯電話等の電子機器内に組み込まれている、たとえば半導体集積回路（ＬＳＩ）であって、ＯＳ等のソフトウェアによってＷｅｂブラウジングやマルチメディア処理などの複数の機能処理を複合的に実行する役割を持つものである。これらアプリケーションプロセッサ４０は、高速な演算処理を行うもので、デュアルコア、あるいはＱｕａｄ−Ｃｏｒｅのものであってもよい。動作速度としてたとえば５００ＭＨｚ以上、より好ましくは１ＧＨｚのものが好適である。

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、表示デバイスで表示可能に処理して映像表示信号Ｓｉｇｘを出力する。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を印加する。

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。ローデータについては、後述する。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配置され、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。

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２方向Ｙ（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、電極パタンには、ドライバによって共通電圧ＶＣＯＭが順次印加（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（または、複数の電極パタンを組とした各電極パタン群）には、ディスプレイドライバ回路３０によってセンサ駆動信号Ｔｘが順次印加される。本実施形態では、各電極パタン（または、複数の電極パタンを組とした各電極パタン群）に順次印加されるセンサ駆動信号Ｔｘをセンサ駆動信号Ｔｘ１〜Ｔｘｎと称す。Ｔｘの添え字「ｎ」は、各電極パタンにセンサ駆動信号Ｔｘが順次印加される場合には電極パタンの数を表し、複数の電極パタンを組とした各電極パタン群にセンサ駆動信号Ｔｘが順次印加される場合には電極パタン群の数を表す。

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（ｍ）のストライプ状の電極パタン１〜電極パタンｍから構成されている。検出電極ＳＥの各電極パタンそれぞれからは、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。本実施形態では、特に、電極パタン１〜電極パタンｍそれぞれから出力されるセンサ検出値Ｒｘを、センサ検出値Ｒｘ１〜Ｒｘｍと称す。

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（センサ駆動信号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。

本実施形態では、ローデータとは、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センサ検出値Ｒｘの物理量（電極間容量値あるいは検出電極電圧値）とが対応付けられた情報を有する３次元情報である。

検出電極ＳＥからは、センサ駆動信号Ｔｘ１が印加されたタイミングで得られるｍ個のセンサ検出値Ｒｘ１〜Ｒｘｍで構成されるローデータ（ローデータＴｘ♯１と称す）が出力される。同様に、検出電極ＳＥからは、センサ駆動信号Ｔｘ２が印加されたタイミングで得られるｍ個のセンサ検出値Ｒｘ１〜Ｒｘｍで構成されるローデータ（ローデータＴｘ♯２と称す）が出力される。以降同様に、検出電極ＳＥからは、１検出期間（１フレーム期間）において、センサ駆動信号Ｔｘｎが印加されたタイミングで得られるｍ個のセンサ検出値Ｒｘ１〜Ｒｘｍで構成されるローデータ（ローデータＴｘ♯ｎと称す）が出力される。本実施形態では、ローデータＴｘ♯１〜Ｔｘ♯ｎを合わせたローデータを特にローデータ群と称す。

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、センサの検出期間（センサ水平期間ＴＳＨＤがＨレベルとなる期間）、センサ駆動信号Ｔｘのパルス幅および、センサの駆動方法などの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、センサ駆動信号Ｔｘのパルス幅を変更した方が望ましい。

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、比較器ＣＯＭＰ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。

比較器ＣＯＭＰ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。比較器ＣＯＭＰ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。比較器ＣＯＭＰ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。比較器ＣＯＭＰ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、比較器ＣＯＭＰ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。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としてデータセット処理部ＤＳへ出力する。すなわち、ローデータは、センサ検出値Ｒｘと閾値Ｒｅｆとの差分値からノイズ成分を除去したデジタルデータである。

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（水平期間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からセンサ水平期間ＴＳＨＤおよびセンサ垂直期間ＴＳＶＤを受信し、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に基づくディスプレイドライバ回路３０による制御に関する情報、同期処理部２４及びデータセット処理部２２から得られる検出回路２０による制御に関する情報を合わせてデータセットＤａｔａを生成する。データセットＤａｔａに含まれる情報については、後述する。データセット処理部ＤＳは、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。

図６は、データセット処理部ＤＳが生成するデータセットＤａｔａに含まれる内容の一例を示す図である。データセットＤａｔａは、これに含まれるローデータＴｘに応じて、異なるデータを含む。ローデータＴｘ♯１を含むデータセットＤａｔａは、ローデータ、ＤＤＩ状態、Ｔｏｕｃｈ ＩＣ状態、スタートフラグ、フレームインデックスを含む。フレームインデックスは、任意であってもよい。ローデータは、ローデータＴｘ♯１である。ＤＤＩ状態は、タッチ時間、タッチレポートレート（表示の分割数）、センサ駆動信号Ｔｘの電圧、センサ駆動信号Ｔｘのパルス幅等を含むディスプレイドライバ回路３０による制御に関する情報である。Ｔｏｕｃｈ ＩＣ状態は、センサ駆動信号Ｔｘの周波数、センサ駆動信号Ｔｘパルス数、これらのパラメータに伴う検出部定数を含む検出回路２０による制御に関する情報である。スタートフラグは、１検出期間中で最初（１ライン目）に印加されたセンサ駆動信号Ｔｘ１に応じたローデータＴｘ♯１であることを示すフラグである。フレームインデックスは、データセットＤａｔａの欠損対策のデータである。なお、データセットＤａｔａは、少なくともローデータとスタートフラグが含まれていればよく、ＤＤＩ状態、Ｔｏｕｃｈ ＩＣ状態、フレームインデックスが含まれていなくてもよい。

ローデータＴｘ♯２〜Ｔｘ♯ｎの何れか１つを含むデータセットＤａｔａは、ローデータ（ローデータＴｘ♯２〜Ｔｘ♯ｎの何れか１つ）、ＤＤＩ状態、Ｔｏｕｃｈ ＩＣ状態、Ｔｘナンバー(Tx number)、フレームインデックスを含む。ＤＤＩ状態、Ｔｏｕｃｈ ＩＣ状態、Ｔｘナンバー、フレームインデックスは、任意であってもよい。なお、データセットＤａｔａは、少なくともローデータが含まれていればよく、ＤＤＩ状態、ＴｏｕｃｈＩＣ状態、Ｔｘナンバー、フレームインデックスが含まれていなくてもよい。Ｔｘナンバーは、１検出期間中で何番目（何ライン目）に印加されたセンサ駆動信号Ｔｘに応じたローデータであるのかを示すフラグである。Ｔｘナンバーは、データの抜け防止のためのフラグである。

図７は、検出回路２０がアプリケーションプロセッサ４０へH-Sync Modeで出力するデータセットＤａｔａの出力タイミングについて説明する図である。データセット処理部ＤＳは、検出電極ＳＥから１検出期間中の最初のローデータＴｘ♯１を受けると、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、割り込み要求信号ＩＲＱに応答して、データセット処理部ＤＳからデータセットＤａｔａを読み出そうとする。データセット処理部ＤＳは、図６に示すローデータＴｘ１を含むデータセットＤａｔａをアプリケーションプロセッサ４０へ出力する。つまり、データセット処理部ＤＳは、ローデータＴｘ１（１検出期間中の最初の検出データ）をスタートフラグと共に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、共通電極ＣＥに駆動電圧Ｔｘ２が印加されている間（つまり、ローデータＴｘ２が得られようとしている間）に、ローデータＴｘ１を含むデータセットＤａｔａをアプリケーションプロセッサ４０へ出力することになる。

データセット処理部ＤＳからアプリケーションプロセッサ４０へのデータセットＤａｔａの転送時間は、例えば、０．０３ｍｓ以内である。データセットＤａｔａのデータサイズは、例えば、Ｔｘライン数×１６ｂｉｔである。Ｒｘライン数は、検出電極ＳＥの電極パタン数ｍに対応する。

同様に、データセット処理部ＤＳは、検出電極ＳＥからローデータＴｘ♯２を受けると、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、割り込み要求信号ＩＲＱに応答して、検出回路２０からデータセットＤａｔａを読み出そうとする。データセット処理部ＤＳは、図６に示すローデータＴｘ♯２を含むデータセットＤａｔａをアプリケーションプロセッサ４０へ出力する。なお、データセット処理部ＤＳがアプリケーションプロセッサ４０へＩＲＱを送信する間隔、つまり、データセット処理部ＤＳがアプリケーションプロセッサ４０へデータセットＤａｔａを送信する間隔（１Ｔｘ期間）は、例えば、０．１ｍｓ以上である。

同様に、データセット処理部ＤＳは、検出電極ＳＥから１検出期間中の最後のローデータＴｘ♯ｎを受けると、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、割り込み要求信号ＩＲＱに応答して、データセット処理部ＤＳからデータセットＤａｔａを読み出そうとする。データセット処理部ＤＳは、図６に示すローデータＴｘ♯ｎを含むデータセットＤａｔａをアプリケーションプロセッサ４０へ出力する。データセット処理部ＤＳは、センサ駆動信号Ｔｘ単位で、つまり、ローデータＴｘ♯１〜Ｔｘ♯ｎが得られる毎に、順次アプリケーションプロセッサ４０へ出力する。つまり、検出回路２０は、共通電極ＣＥにセンサ駆動信号Ｔｘが印加されるタイミング毎に検出電極ＳＥの電極パタンから得られる物理量データを含む検出データ（ローデータＴｘ♯１〜Ｔｘ♯ｎ）をアプリケーションプロセッサ４０へ出力する。

データセット処理部ＤＳは、次の１検出期間のローデータＴｘ♯１〜Ｔｘ♯ｎについても上記同様、異なるローデータを含むデータセットＤａｔａを順次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がアプリケーションプロセッサ４０へ１検出期間中のローデータを全て送信する間隔（ローデータＴｘ１を含むデータセットＤａｔａの出力開始時からローデータＴｘｎを含むデータセットＤａｔａの出力開始時までの間隔）は、例えば、８．４ｍｓである。

アプリケーションプロセッサ４０は、１検出期間中のローデータＴｘ♯１〜Ｔｘ♯ｎを順次メモリに保持する。アプリケーションプロセッサ４０は、１検出期間中のローデータＴｘ♯１〜Ｔｘ♯ｎが揃った後に、ローデータＴｘ♯１〜Ｔｘ♯ｎを含むローデータ群を用いて、演算処理（３次元データ処理）を実行する。図８および図９は、ローデータ群に基づく３次元データの一例を示す図である。図８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群に基づく３次元データの一例を示している。図９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群に基づく３次元データの一例を示している。なお、図８および図９では、幅方向（センサ駆動信号Ｔｘによるスキャン方向）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群をプロットしている。

アプリケーションプロセッサ４０は、演算処理により得られた３次元データを用いて各種アプリケーションによる処理（App. layer）を実行する。

なお、アプリケーションプロセッサ４０は１検出期間中のローデータＴｘ♯１〜Ｔｘ♯ｎのうち少なくとも１つのローデータに欠陥があった場合に、１検出期間中の全てのローデータ（ローデータＴｘ♯１〜Ｔｘ♯ｎ）を利用しないようにしてもよい。これは、アプリケーションプロセッサ４０がローデータの欠如によって誤検出することを防止するためである。

本実施形態によれば、検出回路２０のアプリケーションプロセッサ４０へのデータ転送を効率化し、待ち時間(latency)を改善する。また、本実施形態によれば、検出回路２０は、簡易な構成でローデータＴｘ♯１〜Ｔｘ♯ｎの何れか１つを含むデータセットＤａｔａを順次アプリケーションプロセッサ４０へ出力できる。検出回路２０は、ローデータＴｘ♯１〜Ｔｘ♯ｎを順次メモリに保持する必要がないため、メモリの容量を大きくする必要がない。さらに、検出回路２０が１検出期間中の最後にアプリケーションプロセッサ４０へ出力するデータセットＤａｔａが含むローデータは、ローデータＴｘ♯ｎのみである。そのため、アプリケーションプロセッサ４０は、ローデータＴｘ♯ｎを受信したらすぐにローデータ群を用いた演算処理を開始できる。つまり、検出回路２０が１検出期間中の最後のデータセットＤａｔａの送信を開始した時からアプリケーションプロセッサ４０がローデータ群を用いた演算処理を開始するまでの時間は、ローデータＴｘ♯１〜ローデータＴｘ♯ｎ全てが１つのデータセットＤａｔａで送信される場合と比べて、短くなる。結果として、アプリケーションプロセッサ４０は、表示画面の更新を早くできる。さらに、アプリケーションプロセッサ４０は、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次元情報を含むローデータ群を用いて演算処理を実行し、３次元データを用いて各種アプリケーションを実行できる。そのため、電子機器の高性能化が期待できる。本実施形態は、センサが高精細化したとしても、検出回路２０に特別な構成上の変更を必要とすることなく、適用できる。以上より、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、本実施形態では、アプリケーションプロセッサ４０の構成はハードウェアで実現されてもよく、ソフトウェアで実現されてもよい。

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、を備えた表示デバイスと、
前記第２電極の前記電極パタンに、順次センサ駆動信号を印加するディスプレイドライバ回路と、
前記第２電極の前記電極パタンに前記センサ駆動信号が印加されるタイミング毎に前記第３電極の複数の電極パタンから得られる物理量データを含む検出データを順次出力する検出回路と、
前記検出回路から受信した前記検出データを処理するアプリケーションプロセッサと、を有し、
前記検出回路は、前記第３電極の複数の電極パタンから前記物理量データを検出する毎に、前記アプリケーションプロセッサに割り込み要求信号を出力し、前記アプリケーションプロセッサからの応答に対応して前記検出データを前記アプリケーションプロセッサに出力する電子機器。

（２） 前記検出回路は、１検出期間中の最初の検出データを、最初の検出データであることを示すスタートフラグと共に送信する、（１）記載の電子機器。

（３） 前記検出データは、前記第２電極の複数の電極パタンと前記第３電極の複数の電極パタンとが交差する位置を表す複数の位置座標と、それぞれの前記位置座標に対応付けられた電圧値データとを有する３次元情報を含む、（１）記載の電子機器。

（４） 前記アプリケーションプロセッサは、１検出期間中の検出データが揃った後に、前記１検出期間分の検出データを処理する（１）記載の電子機器。

（５） 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、を備えた表示デバイスと、
前記第２電極の前記電極パタンに、順次センサ駆動信号を印加するディスプレイドライバ回路と、
前記第２電極の前記電極パタンに前記センサ駆動信号が印加されるタイミングで前記第３電極の複数の電極パタンから物理量データを検出する検出回路を備える電子機器の制御方法において、
前記第２電極の前記電極パタンに前記センサ駆動信号が印加されるタイミング毎に得られる前記物理量データを含む検出データを順次アプリケーションプロセッサへ送信し、
前記検出回路は、前記第３電極の複数の電極パタンから前記物理量データを検出する毎に、前記アプリケーションプロセッサに割り込み要求信号を出力し、前記アプリケーションプロセッサからの応答に対応して前記検出データを前記アプリケーションプロセッサに出力する、制御方法。

（６） １検出期間中の最初の検出データを、最初の検出データであることを示すスタートフラグと共に前記アプリケーションプロセッサへ出力する、（５）記載の制御方法。

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…セン
サ垂直期間、ＴＳＨＤ…センサ水平期間、ＴＲＣＲＱ…テーブル選択要求、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、１
２…ＴＦＴ基板、１３…絶縁層、１４…透明絶縁基板、ＰＯＬ１、ＰＯＬ２…偏光板、Ｌ
Ｑ…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、ＴＣＯ
Ｎ…タイミングコントローラ、ＣＯＭＰ…比較器、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 (6)

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、を備えた表示デバイスと、
   前記第２電極の前記電極パタンに、順次センサ駆動信号を印加するディスプレイドライバ回路と、
   前記第２電極の前記電極パタンに前記センサ駆動信号が印加されるタイミング毎に前記第３電極の複数の電極パタンから得られる物理量データを含む検出データを順次出力する検出回路と、を有し、
   前記検出回路は、前記第３電極の複数の電極パタンから前記物理量データを検出する毎に割り込み要求信号を出力し、当該割り込み要求信号に対する応答が入力された際、前記検出データを出力し、
   前記検出回路は、前記第３電極の複数の電極パタンからの新たな検出データを検出している間に、前回検出した前記検出データを出力し、
   前記検出データは、検出時に駆動した電極パタン及びフレーム期間を識別する識別値を含み、前記駆動された電極パタン及びフレーム期間は、前記検出回路が前記ディスプレイドライバ回路から受信した水平及び垂直期間信号に基づいて識別される、電子機器。
2. 前記検出回路は、１検出期間中の最初の検出データを、最初の検出データであることを示すスタートフラグと共に送信する、請求項１記載の電子機器。
3. 前記検出データは、前記第２電極の複数の電極パタンと前記第３電極の複数の電極パタンとが交差する位置を表す複数の位置座標と、それぞれの前記位置座標に対応付けられた電圧値データとを有する３次元情報を含む、請求項１記載の電子機器。
4. 前記検出回路は、前記タイミング毎に前記第３電極の複数の電極パタンから得られる検出値と閾値との差分値からノイズ成分を除去して前記物理量データを生成するセンサ処理部を備える請求項１に記載の電子機器。
5. 前記検出回路は、前記物理量データが前記センサ駆動信号単位で得られる毎に前記割り込み要求信号を出力し、当該割り込み要求信号に対する応答が入力された際、少なくとも前記物理量データを含む前記検出データを出力するデータセット処理部を備え、
   前記データセット処理部は、１検出期間中の最初の検出データを、最初の検出データであることを示すスタートフラグと共に出力する、請求項４記載の電子機器。
6. 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、を備えた表示デバイスと、
   前記第２電極の前記電極パタンに、順次センサ駆動信号を印加するディスプレイドライバ回路と、
   前記第２電極の前記電極パタンに前記センサ駆動信号が印加されるタイミング毎に前記第３電極の複数の電極パタンから得られる物理量データを含む検出データを順次出力する検出回路と、を有する電子機器の制御方法であって、
   前記検出回路は、
   前記第３電極の複数の電極パタンから前記物理量データを検出する毎に割り込み要求信号を出力し、
   当該割り込み要求信号に対する応答が入力された際、前記第３電極の複数の電極パタンからの新たな検出データを検出している間に、前回検出した検出データを出力し、
   前記検出データは、検出時に駆動した電極パタン及びフレーム期間を識別する識別値を含み、前記駆動された電極パタン及びフレーム期間は、前記検出回路が前記ディスプレイドライバ回路から受信した水平及び垂直期間信号に基づいて識別される、電子機器の制御方法。

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