JP6324301B2 - 表示装置及び表示装置の駆動方法並びに指示装置 - Google Patents
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Description
なお、開示はあくまでも一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
また、本発明と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
第1の実施形態の表示装置について図1を用いて説明する。図1は、第1の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。
図1に示した表示装置1は、タッチパネル2と、画像表示パネル3と、制御装置4と、指示装置5と、検出補助装置6と、を有する。
制御装置4は、画像表示パネル3、駆動電極2a及び検出電極2bに接続し、画像表示パネル3に表示を行う表示制御と、指示装置5のタッチを検出する検出制御と、を行う。検出制御では、駆動電極2aに矩形波の駆動信号Txを印加し、検出電極2bから検出信号Rxを取得する。検出電極2bからは、駆動信号Txの電位変化タイミングに同期した立上り及び立下りの波形を持つ検出信号Rxが出力される。
次に、第2の実施形態の表示装置について説明する。
図2は、第2の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。
表示制御回路35は、制御装置4の処理機能のうち、表示制御を行う。制御装置60から画像信号を入力して表示用信号を生成し、画像表示パネル30の表示制御を行う。
制御装置60は、表示装置10全体を制御する。
まず、装置全体を制御する制御装置60について説明する。図3は、第2の実施形態の制御装置の構成の一例を示した図である。
表示制御回路35には、画像表示パネル30が接続されている。
以上のような構成によって、制御装置60の処理機能を実現することができる。
駆動制御回路41は、1フレーム期間中の画像表示パネル30の共通電極として共用される駆動電極21が共通電極として動作していない期間に、複数の駆動電極21に対し、順番に駆動信号Txを印加する。例えば、図2に示した駆動電極21を、#1、#2、#3、#4、#5・・・の順に選択し、順次駆動信号Txを印加する。各駆動電極21には、1フレーム期間内に駆動信号Txが複数回印加される。駆動信号Txの印加は、選択した駆動電極21に対し連続的に複数回行うとしてもよい。
(A)は、駆動信号Txの交流矩形波の1クロック区間の波形を示している。(B)は、スタイラス50が非タッチ状態のときの積分回路出力電圧の波形を示している。(C)は、スタイラス50がタッチ状態のときの積分回路出力電圧の波形を示している。(B)、(C)ともに、(A)の1クロック区間に対応する。
ADC422は、サンプル/ホールド回路を有し、積分回路421において積分が完了した信号のピーク値をサンプル/ホールドし、サンプル/ホールドしたピーク値にA/D変換を施してデジタル信号に変換する。ADC422によって、図5に示した非タッチ状態におけるVbと、タッチ状態におけるVxとが算出される。
FIR423は、平均化処理を行ってADC422が生成した信号に含まれる不要なノイズを低減する。
なお、第2の実施形態では、信号処理回路43をTPIC40内に設けたが、同様の処理を制御装置60で行うとしてもよい。また、信号処理回路43の一部の処理を制御装置60で行うとしてもよい。
スタイラス50は、検出補助回路51と、ペン先検出部52と、ペン先出力部53と、を有する。
図7に示した黒い領域がスタイラス50のタッチを検出した箇所を示す。図7の例では、(A)ノイズ無パターンの一例、(B)ノイズ有パターンの一例とも、タッチパネル20の同じ位置にスタイラス50をタッチしている。
これに対し、(B)ノイズ有パターンの一例に示すノイズ有の場合、領域P2の周りに複数の領域N1、N2、N3、N4にタッチが検出されている。領域P2がスタイラス50によってタッチされている箇所であり、領域N1、N2、N3、N4はノイズである。このようなパターンが発生した状態では、タッチ位置の検出精度が低下する。
ノイズ検出部433では、信号値算出部432より取得したタッチパネル20のタッチ面全体のタッチ情報と、ACチャージャーノイズなど、予め予測されるノイズパターンと、を比較し、ノイズが発生しているか否かを判定する。ノイズが発生していると判断したときは、このようなノイズによるタッチ位置検出精度の低下を防ぐため、表示装置10では、駆動信号Txの周波数を切り換え、新たな駆動信号周波数Txfを駆動制御回路41に通知する。ACチャージャーノイズなど、周期的に発生するノイズの周波数と、駆動信号Txの周波数とが近い場合、検出信号Rxにノイズが重畳されてしまう。そこで、駆動信号Txの周波数を切り換え、ACチャージャーノイズの周波数と異ならせることにより、駆動信号とノイズを区別し、検出信号Rxに重畳するノイズを軽減することができる。
[ステップS02]TPIC40は、タッチ検出を行う処理期間であるか否かを判定する。タッチ検出は、駆動電極21が表示用の共通電極として動作していない期間に行われる。処理期間であれば、処理をステップS03に進める。処理期間でなければ、次の処理期間の開始まで待つ。
[ステップS11]TPIC40は、信号成分Vsが閾値未満であるとき、検出データVdetは非タッチ状態を示していると判定する。新たな検出データVdetをベースラインVbとしてベースライン記憶部431を更新し、処理をステップS02に進める。
また、得られた信号成分Vsにノイズパターンが検出されたときは、駆動信号Txの周波数を切り換えノイズ低減を図る。これにより、ACチャージャーノイズなどのノイズによる影響を軽減することができる。
第2の実施形態では、ACチャージャーノイズなどのノイズを軽減するため、ノイズパターンが検出されたときには、TPIC40において駆動信号周波数Txfを切り換えるとしていた。第3の実施形態では、さらに、スタイラス50においてノイズを軽減する処理を行う。
第3の実施形態の第2検出補助回路54は、第2の実施形態の検出補助回路51を置き換えたものであり、検出補助回路51と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
第2検出補助回路54は、周波数選択回路541と、反転回路511と、増幅回路512と、増幅回路542と、加算器(加算回路)543と、を有する。
増幅回路542は、入力した検出駆動信号Tdに含まれる第2の信号の電位変化をそのままの状態で増幅した後、加算器543に出力する。電位変化をそのままの状態で増幅した信号成分は、検出電極22に出力されたとき、駆動信号Txに含まれるノイズを削減する補正信号になる。
これにより、ノイズの多い環境下においても確実にタッチの有無を検出することができる。
図10に示した第3検出補助回路55は、第2検出補助回路54に、周波数受信回路551を加えた構成を有する。周波数受信回路551は、検出駆動信号Tdを入力し、検出駆動信号Tdから検出駆動信号Tdに含まれる駆動信号周波数Txfの通知を分離する。そして取得した駆動信号周波数Txfを周波数選択回路541に通知する。周波数選択回路541では、通知を受けた駆動信号周波数Txfを記憶部に記憶しておき、検出駆動信号Tdの周波数による成分分離の際に参照する。
第2の実施形態及び第3の実施形態では、スタイラス50内における信号処理による位相遅延については無視できるとしていた。例えば、第2の実施形態では、ペン先検出部52で検知された検出駆動信号Tdは、反転回路511で反転され、増幅回路512で増幅されて補助信号ARxとなった後、ペン先出力部53より出力されるのみであり、スタイラス50内で生じる位相遅延はほとんどないと考えられる。よって、ペン先検出部52で検知する信号と同期して検出電極22で検出される駆動電極−検出電極間の相互容量に応じた信号成分と、補助信号ARxとの位相差は無視できると考えらえる。
図11は、第4の実施形態の表示装置の第4検出補助回路の構成の一例を示した図である。
図12に示したように、検出駆動信号Tdに対し、増幅回路512の出力には位相遅延が発生している。位相調整回路561には、位相遅延の許容範囲が予め設定されており、この許容範囲に基づいて補助信号ARxの位相を検出駆動信号Tdの位相に合わせるか否かを判定する。
なお、第4の実施形態では、位相遅延を検出して位相をシフトさせるとしたが、補助信号ARxの位相を常に、次の検出駆動信号Tdのエッジに合わせて遅延させるとしてもよい。
また、上記第1〜第4の実施形態は製品の仕様等により必要な構成要素を適宜組み合わせて構成してもよい。
駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルと、
前記タッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置と、
前記指示装置において検出される前記駆動信号に応じた検出駆動信号を取得し、前記検出駆動信号の位相を反転した反転信号を生成する反転回路を有し、前記反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力する検出補助装置と、
前記駆動電極に前記駆動信号を印加し、前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記反転信号とに応じて前記検出電極に発生する前記検出信号を取得し、前記検出信号に基づいて前記指示装置の前記タッチパネルへの接触または近接を検出する制御装置と、
を有する表示装置である。
前記検出補助装置は、前記指示装置に設けられる、
(1)に記載の表示装置である。
前記検出補助装置は、
前記反転信号を所定のゲインで増幅する増幅回路を有し、前記増幅回路において前記反転信号を増幅した増幅反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力する、
(1)または(2)に記載の表示装置である。
前記指示装置は、前記タッチ面に接触しているか否かを検出して検出結果を前記検出補助装置へ通知し、
前記検出補助装置は、前記検出結果に基づき、前記指示装置が前記タッチ面に接触しているときは前記増幅回路に第1のゲインを設定し、前記指示装置が前記タッチ面に接触していないときは前記増幅回路に第2のゲインを設定して、前記増幅反転信号の増幅の度合いを切り換える、
(3)に記載の表示装置である。
前記検出補助装置は、
前記検出駆動信号に含まれる信号成分と前記駆動信号の周波数とを比較し、周波数が同じ第1の信号を選択して前記反転回路に出力する周波数選択回路と、
前記反転回路によって前記第1の信号の位相が反転された第1の反転信号に、周波数が前記駆動信号の周波数と異なる第2の信号を加算して前記第1の反転信号を補正した補正反転信号を生成する加算回路と、
を有し、前記補正反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力する、
(1)乃至(4)の何れか一に記載の表示装置である。
前記制御装置は、前記検出信号と、予め定義されたノイズ情報とを照合し、前記検出信号にノイズが含まれると判定したときは、前記駆動信号の周波数を変更し、変更後の変更周波数を前記検出補助装置へ通知するノイズ検出部を有し、
前記検出補助装置は、通知された前記変更周波数を取得し、前記周波数選択回路の前記変更周波数を前記検出駆動信号に含まれる信号成分の選択に用いる、
(5)に記載の表示装置である。
前記検出補助装置は、前記指示装置経由で前記検出電極へ出力する補助信号の位相を前記検出駆動信号の位相と比較して、前記検出駆動信号に対する前記補助信号の位相遅延量が所定の許容範囲内であるか否かを判定し、前記位相遅延量が前記許容範囲を超えているときは、前記補助信号の位相を前記検出駆動信号の位相に合わせる位相調整回路を有する、
(1)乃至(6)の何れか一に記載の表示装置である。
駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルと、前記タッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置と、を有する表示装置の駆動方法において、
制御装置が、
前記駆動電極に前記駆動信号を印加し、
検出補助装置が、
前記指示装置において検出される前記駆動信号に応じた検出駆動信号を取得し、
前記検出駆動信号の位相を反転した反転信号を生成し、
前記反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力し、
前記制御装置が、
前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記反転信号とに応じて前記検出電極に発生する前記検出信号を取得し、
前記検出信号に基づいて前記指示装置の前記タッチパネルへの接触または近接を検出する、
表示装置の駆動方法である。
駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置において、
前記駆動信号に応じた検出駆動信号を検出し、前記検出駆動信号の位相を反転した反転信号を生成する反転回路と、
前記検出電極に前記反転信号を出力する出力部と、
を有し、
前記駆動電極に前記駆動信号が印加されたときに、前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記反転信号とに応じた前記検出信号を前記検出電極に発生させる、
指示装置である。
Claims (8)
- 駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルと、
前記タッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置と、
前記指示装置において検出される前記駆動信号に応じた検出駆動信号を取得し、前記検出駆動信号の位相を反転した反転信号を生成する反転回路を有し、前記検出駆動信号に含まれる信号成分と前記駆動信号の周波数とを比較し、周波数が同じ第1の信号を選択して前記反転回路に出力する周波数選択回路と、前記反転回路によって前記第1の信号の位相が反転された第1の反転信号に、周波数が前記駆動信号の周波数と異なる第2の信号を加算して前記第1の反転信号を補正した補正反転信号を生成する加算回路と、を有し、前記補正反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力する検出補助装置と、
前記駆動電極に前記駆動信号を印加し、前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記補正反転信号とに応じて前記検出電極に発生する前記検出信号を取得し、前記検出信号に基づいて前記指示装置の前記タッチパネルへの接触または近接を検出する制御装置と、
を有する表示装置。 - 前記検出補助装置は、前記指示装置に設けられる、
請求項1に記載の表示装置。 - 前記検出補助装置は、
前記第1の反転信号を所定のゲインで増幅する増幅回路を有し、前記増幅回路において前記第1の反転信号を増幅した増幅反転信号から前記補正反転信号を生成する、
請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記指示装置は、前記タッチ面に接触しているか否かを検出して検出結果を前記検出補助装置へ通知し、
前記検出補助装置は、前記検出結果に基づき、前記指示装置が前記タッチ面に接触しているときは前記増幅回路に第1のゲインを設定し、前記指示装置が前記タッチ面に接触していないときは前記増幅回路に第2のゲインを設定して、前記増幅反転信号の増幅の度合いを切り換える、
請求項3に記載の表示装置。 - 前記制御装置は、前記検出信号と、予め定義されたノイズ情報とを照合し、前記検出信号にノイズが含まれると判定したときは、前記駆動信号の周波数を変更し、変更後の変更周波数を前記検出補助装置へ通知するノイズ検出部を有し、
前記検出補助装置は、通知された前記変更周波数を取得し、前記周波数選択回路の前記変更周波数を前記検出駆動信号に含まれる信号成分の選択に用いる、
請求項1に記載の表示装置。 - 前記検出補助装置は、前記指示装置経由で前記検出電極へ出力する補助信号の位相を前記検出駆動信号の位相と比較して、前記検出駆動信号に対する前記補助信号の位相遅延量が所定の許容範囲内であるか否かを判定し、前記位相遅延量が前記許容範囲を超えているときは、前記補助信号の位相を前記検出駆動信号の位相に合わせる位相調整回路を有する、
請求項1乃至5の何れか1項に記載の表示装置。 - 駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルと、前記タッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置と、を有する表示装置の駆動方法において、
制御装置が、
前記駆動電極に前記駆動信号を印加し、
検出補助装置が、
前記指示装置において検出される前記駆動信号に応じた検出駆動信号を取得し、
前記検出駆動信号に含まれる信号成分と前記駆動信号の周波数とを比較し、周波数が同じ第1の信号から前記第1の信号の位相を反転した第1の反転信号を生成し、
前記第1の反転信号に、周波数が前記駆動信号の周波数と異なる第2の信号を加算して前記第1の反転信号を補正した補正反転信号を生成し、
前記補正反転信号を前記指示装置経由で前記検出電極に出力し、
前記制御装置が、
前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記補正反転信号とに応じて前記検出電極に発生する前記検出信号を取得し、
前記検出信号に基づいて前記指示装置の前記タッチパネルへの接触または近接を検出する、
表示装置の駆動方法。 - 駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも一部と誘電体を挟んで対向する検出電極と、を備え、前記駆動電極に印加された駆動信号に同期して前記検出電極から検出信号を出力するタッチパネルのタッチ面上の位置を指示する指示装置において、
前記駆動信号に応じた検出駆動信号を検出し、前記検出駆動信号の位相を反転した反転信号を生成する反転回路と、
前記検出駆動信号に含まれる信号成分と前記駆動信号の周波数とを比較し、周波数が同じ第1の信号を選択して前記反転回路に出力する周波数選択回路と、
前記反転回路によって前記第1の信号の位相が反転された第1の反転信号に、周波数が前記駆動信号の周波数と異なる第2の信号を加算して前記第1の反転信号を補正した補正反転信号を生成する加算回路と、
前記検出電極に前記補正反転信号を出力する出力部と、
を有し、
前記駆動電極に前記駆動信号が印加されたときに、前記駆動電極と前記検出電極との間の相互容量と、前記補正反転信号とに応じた前記検出信号を前記検出電極に発生させる、
指示装置。
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