KR101689927B1 - 전자 기기, 어플리케이션 실행 디바이스, 전자 기기의 제어 방법 - Google Patents

전자 기기, 어플리케이션 실행 디바이스, 전자 기기의 제어 방법 Download PDF

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마꼬또 하야시
히로시 미즈하시
고조 이께노
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Abstract

전자 기기는, 센서에 조작 입력을 부여하기 위한 조작면과, 화상의 표시면을 일체로 구비한 센서 일체형 표시 패널과, 상기 센서 일체형 표시 패널에 표시용 신호 및 상기 센서의 구동 신호를 입력하고, 상기 센서로부터의 센서 신호를 수취하는 데이터 전송 디바이스와, 상기 표시용 신호의 기초로 되는 표시 데이터를 시분할하여 데이터 전송 디바이스에 송신함과 함께, 시분할된 상기 표시 데이터의 블랭킹 기간 중에 상기 구동 신호를 상기 센서 일체형 표시 패널에 입력시키기 위한 타이밍 정보를 데이터 전송 디바이스에 송신하는 어플리케이션 실행 디바이스를 갖는다.

Description

전자 기기, 어플리케이션 실행 디바이스, 전자 기기의 제어 방법{ELECTRONIC DEVICE, APPLICATION-EXECUTING DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE ELECTRONIC DEVICE}
본 출원은 2013년 3월 29일에 출원한 선행하는 일본 특허 출원 제2013-073871호에 의한 우선권의 이익에 기초를 두고, 그 내용 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 발명의 실시 형태는 전자 기기, 어플리케이션 실행 디바이스, 전자 기기의 제어 방법에 관한 것이다.
휴대 전화, 태블릿, 퍼스널 디지털 어시스턴트(PDA) 및 소형의 휴대용 퍼스널 컴퓨터 등이 보급되고 있다. 이들 전자 기기는, 표시 패널과 일체로 된 조작 입력 패널을 갖는다.
조작 입력 패널은, 유저가 표시면 상에 접촉하였을 때, 접촉한 위치를, 예를 들어 정전 용량의 변화로서 검출한다. 검출 신호는, 조작 입력 패널을 위해 전용으로 설계되고, 집적 회로(IC)화된 터치 신호 처리 IC에 입력된다. 터치 신호 처리 IC는, 상기 검출 신호를 미리 준비한 계산 알고리즘으로 처리하고, 유저가 접촉한 위치를 좌표 데이터로 변환하여 출력하고 있다.
제조 기술의 진보와 함께, 표시 패널의 해상도는 고해상도화하고, 또한 표시 패널의 대형화도 진행되고 있다. 표시 패널의 고해상도화나 대형화에 수반하여, 조작 입력 패널의 위치 검출 정밀도도 고정밀화가 요구되고 있다. 또한, 어플리케이션에 따라서는, 조작 입력 패널의 조작 입력에 대한 데이터 처리 속도도 고속화가 요구되고 있다. 또한, 어플리케이션을 용이하게 변경할 수 있는 방식의 장치가 요망되고 있다.
도 1은 일 실시 형태에 의한 전자 기기의 블록 구성도이다.
도 2a는 표시면 또는 표시 패널과 조작면 또는 조작 입력 패널을 일체로 가진 센서 일체형 표시 디바이스를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.
도 2b는 정전 용량형 센서의 구동 신호와 검출 신호의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 조작 입력 패널의 센서 구성 부품과 그 구동 방법을 설명하기 위해 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 데이터 전송 디바이스의 블록 구성예 및 어플리케이션 실행 디바이스의 각종 어플리케이션에 의해 실현되는 기능의 몇 개의 예를 블록화하여 도시하는 도면이다.
도 5a는 도 1 및 도 4의 드라이브로부터 출력되는 표시용의 신호와 센서용 검출 전극의 구동 신호와의 출력 타이밍의 예를 나타내는 도면이다.
도 5b는 센서용 검출 전극의 구동 신호의 출력과 공통 전극과의 구동 상태를 설명하기 위해 나타낸 모식도이다.
도 6은 다른 실시 형태를 나타내는 블록 구성도이다.
도 7은 조작 입력이 없는 경우의 센서 신호의 미가공 데이터(검출 데이터)의 예를 나타내는 3D 그래프이다.
도 8은 조작 입력이 있었던 경우의 센서 신호의 미가공 데이터(검출 데이터)의 예를 나타내는 3D 그래프이다.
이하, 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 일 실시 형태에서는, 표시 타이밍 및 검출 타이밍을 적절하게 제어하는 전자 기기, 어플리케이션 실행 디바이스, 전자 기기의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시 형태에 따르면, 전자 기기는, 센서에 조작 입력을 부여하기 위한 조작면과, 화상의 표시면을 일체로 구비한 센서 일체형 표시 패널과, 상기 센서 일체형 표시 패널에 표시용 신호 및 상기 센서의 구동 신호를 입력하고, 상기 센서로부터의 센서 신호를 수취하는 데이터 전송 디바이스와, 상기 표시용 신호의 기초로 되는 표시 데이터를 시분할하여 데이터 전송 디바이스에 송신함과 함께, 시분할된 상기 표시 데이터의 블랭킹 기간 중에 상기 구동 신호를 상기 센서 일체형 표시 패널에 입력시키기 위한 타이밍 정보를 데이터 전송 디바이스에 송신하는 어플리케이션 실행 디바이스를 갖는다.
또한, 도면을 참조하여 실시 형태를 상세하게 설명한다. 도 1에는, 일 실시 형태가 적용된 휴대 단말기(전자 기기)(1)를 도시하고 있다. 센서 일체형 표시 디바이스(100)는 화상의 표시면(또는, 표시 패널)과 센서에 조작 입력을 부여하기 위한 조작면(또는, 조작 입력 패널)을 일체로 갖고, 이를 위한 표시 소자 구성 부품(110) 및 센서 구성 부품(150)을 갖는다.
이 센서 일체형 표시 디바이스(100)에는, 후술하는 드라이버(210)로부터 표시용 신호(또는, 화소 신호)가 공급된다. 그리고 드라이버(210)로부터 게이트 신호가 공급되면, 표시 소자 구성 부품(110)의 화소에 화소 신호가 기입된다. 이 화소 신호에 따라, 화소 전극과 공통 전극간의 전압이 정해지고, 이 전압에 의해 전극간의 액정 분자가 변위되고, 액정 분자의 변위에 따른 휘도가 얻어진다.
센서 일체형 표시 디바이스(100)의 명칭은, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 입력 센서 일체형 표시부, 사용자 인터페이스 등이라고 칭해도 된다.
표시 소자 구성 부품(110)은 액정 표시 패널, LED, 유기 EL 등의 발광 소자에 의한 표시부를 채용해도 된다. 표시 소자 구성 부품(110)은 단순하게 디스플레이라고 칭해져도 된다. 센서 구성 부품(150)은 정전 용량 변화 검지 방식이다. 센서 구성 부품(150)은 터치 입력, 제스처 등을 검출하기 위한 패널이라고 칭해져도 된다.
센서 일체형 표시 디바이스(100)는 데이터 전송 디바이스(200)를 통해 어플리케이션 실행 디바이스(어플리케이션 프로세서)(300)에 접속된다.
또한, 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 휴대 전화 등의 전자 기기 내에 내장되어 있는, 예를 들어 반도체 집적 회로(LSI)이며, OS 등의 소프트웨어에 의해 Web 브라우징이나 멀티미디어 처리 등의 복수의 기능 처리를 복합적으로 실행하는 역할을 갖는 것이다. 이들 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 고속의 연산 처리를 행하는 것으로, 듀얼 코어, 또는 Quad-Core의 것이어도 된다. 동작 속도로서, 예를 들어 500㎒ 이상, 보다 바람직하게는 1㎓의 것이 적합하다.
데이터 전송 디바이스(200)는 드라이버(210), 센서 신호 검출기(250)를 갖는다. 드라이버(210)는 기본적으로는, 어플리케이션 실행 디바이스(300)로부터 전송되어 오는 그래픽 데이터(표시 데이터)를 표시 소자 구성 부품(110)에 입력한다. 또한, 센서 신호 검출기(250)는 센서 구성 부품(150)으로부터 출력되는 센서 신호를 검출한다.
드라이버(210)와 센서 신호 검출기(250)는 서로 동기 동작하는 것으로, 동기 제어는, 어플리케이션 실행 디바이스(300)의 제어에 기초하고 있다.
드라이버(210)는, 어플리케이션에 기초하여, 표시 구성 소자 구성 부품(110)에 표시용 신호 SigX(그래픽 데이터가 아날로그 변환된 신호)를 공급한다. 또한, 드라이버(210)는, 센서 신호 검출기(250)로부터의 타이밍 신호에 기초하여, 센서 구성 부품(150)을 주사하기 위한 구동 신호 Tx를 출력한다. 이 구동 신호 Tx에 동기하여 센서 구성 부품(150)으로부터 센서 신호 Rx가 판독되고, 이 센서 신호 Rx는 센서 신호 검출기(250)에 입력된다.
센서 신호 검출기(250)는 센서 신호를 검출하고, 노이즈 제거하고, 미가공의 판독 이미지 데이터(3차원 이미지 데이터라고 칭할 수 있음)로서 어플리케이션 실행 디바이스(300)에 입력한다.
즉, 데이터 전송 디바이스(200)는 센서 일체형 표시 디바이스(100)에 표시용 신호 SigX 및 센서의 구동 신호 Tx를 입력하고, 센서로부터의 센서 신호 Rx를 수취한다.
센서 구성 부품(150)이 용량 검출 방식인 경우, 이미지 데이터는, 단순하게 좌표를 나타내는 2차원 데이터는 아니고, 용량의 크기에 따라 상이한 다치(2비트 이상의, 예를 들어 3치 내지 7치)를 가질 수 있다. 따라서, 이 이미지 데이터는, 물리량과 좌표를 포함하는 3차원 데이터라고 칭할 수 있다. 대상물(예를 들어, 유저의 손끝)과 터치 패널과의 원근에 따라 용량의 변화가 있으므로, 이 변화를 물리량의 변화로서 파악할 수 있다.
상기한 바와 같이 데이터 전송 디바이스(200)의 센서 신호 검출기(250)가 이미지 데이터를 직접, 어플리케이션 실행 디바이스(300)에 제공하는 이유는 이하의 이유에 기초하고 있다.
우선 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 그 고속 연산 기능을 활용하여, 이미지 데이터를 각종 용도에 사용할 수 있다.
어플리케이션 실행 디바이스(300)에 있어서는, 유저로부터의 다양한 요망에 따라, 새로운 다양한 어플리케이션이 적용된다. 새로운 어플리케이션은, 데이터 처리 내용에 따라, 이미지 데이터의 처리 방법, 판독(또는, 검출) 타이밍, 판독(또는, 검출) 포맷, 판독(또는, 검출) 영역 또는, 판독(또는, 검출) 밀도 등의 변화나 절환을 원하는 경우가 있다.
이와 같은 경우, 종래의 장치와 같이 좌표 데이터만을 수취하면, 그 취득 정보량이 제약된다. 그러나, 이 실시 형태의 장치와 같이 미가공의 3차원 이미지 데이터를 해석하면, 예를 들어 좌표 위치 정보 외에, 원근 정보도 얻을 수 있다.
또한, 어플리케이션에 의한 각종 기능의 확장성을 얻기 위해, 데이터 전송 디바이스(200)는 어플리케이션 제어에 기초하는 각종 동작에 용이하게 추종할 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, 데이터 전송 디바이스(200)는 가능한 한 심플한 기능으로서, 어플리케이션 제어에 따라, 센서 신호의 판독 타이밍, 판독 영역, 판독 밀도 등을 임의로 절환 가능한 구조로 하고 있다. 이 점은, 이후에도 설명한다.
어플리케이션 실행 디바이스(300)는 송신부, 수신부, 그래픽 데이터 생성부, 무선기 인터페이스, 카메라 기능 인터페이스 등도 포함할 수 있다.
도 2a에는, 표시 소자 구성 부품(110)과 센서 구성 부품(150)이 일체로 된, 센서 일체형 표시 디바이스(100), 즉 표시 패널과 조작 입력 패널이 일체화된 표시 장치의 기본적인 단면 구조를 도시하고 있다.
박막 트랜지스터(TFT) 기판(11) 상에 공통 전극(13), 또한 절연층을 개재하여 화소 전극(12)이 형성되고, 화소 기판(어레이 기판이라고 칭해도 됨)(10)이 구성되어 있다. 화소 기판(10)에 대해, 액정층(30)을 사이에 두고, 대향 기판(20)이 화소 기판(10)과 평행하게 배치되어 있다. 대향 기판(20)은 액정층측으로부터 순차 컬러 필터(22), 글래스 기판(23), 센서용 검출 전극(24), 편광판(25)이 배치되어 구성되어 있다.
공통 전극(13)은 표시용의 공통 구동 전극이기도 하지만, 센서용 구동 전극(또는, 센서의 공통 구동 전극)으로서도 기능한다.
도 2b는, 정전 용량형 센서의 구동 신호와 검출 신호의 일례를 나타내는 도면이다. 정전 용량형 센서는, 유전체를 사이에 두고 서로 대향 배치된 한 쌍의 전극[공통 전극(13) 및 센서용 검출 전극(24)]을 구비하고, 제1 용량 소자를 구성한다.
제1 용량 소자는, 그 일단이 교류 신호원에 접속되고, 타단은 도 1에 도시하는 센서 신호 검출기(250)에 접속된다. 교류 신호원으로부터 공통 전극(13)(용량 소자의 일단)에 소정의 주파수(예를 들어, 수㎑∼수백㎑ 정도)의 교류 구형파(구동 신호 Tx)를 인가하면, 센서용 검출 전극(24)(제1 용량 소자의 타단)에, 도 2b에 나타난 바와 같은 출력 파형(센서 검출값 Rx)이 나타난다.
손가락을 터치 패널에 접촉하고 있지 않은 상태에서는, 제1 용량 소자에 대한 충방전에 수반하여, 제1 용량 소자의 용량값에 따른 전류가 흐른다. 이때의 제1 용량 소자의 타단의 전위 파형은, 예를 들어 도 2b의 파형 VO과 같이 되고, 이것이 센서 신호 검출기(250)에 의해 검출된다.
한편, 손가락을 터치 패널에 접촉한 상태에서는, 손가락에 의해 형성되는 제2 용량 소자가 제1 용량 소자에 직렬로 추가된 형태로 된다. 이 상태에서는, 제1 용량 소자와 제2 용량 소자에 대한 충방전에 수반하여, 제1 용량 소자와 제2 용량 소자에 전류가 흐른다. 이때의 제1 용량 소자의 타단의 전위 파형은, 예를 들어 도 2b의 파형 V1과 같이 되고, 이것이 센서 신호 검출기(250)에 의해 검출된다. 이때, 제1 용량 소자의 타단의 전위는, 제1 용량 소자와 제2 용량 소자를 흐르는 전류의 값에 의해 정해지는 분압 전위로 된다. 이로 인해, 파형 V1은, 비접촉 상태에서의 파형 VO보다도 작은 값으로 된다. 따라서, 이 센서 검출값 Rx와 임계값 Vth를 비교함으로써, 터치 패널에 접촉하고 있는지의 여부를 판단하는 것이 가능하게 된다.
도 3은 조작 입력 패널의 센서 구성 부품과 그 구동 방법을 설명하기 위해 도시한 사시도로, 센서용 검출 전극(24)과 공통 전극(13)의 배치 관계를 도시하고 있다. 도 3에 도시하는 예는 일례이며, 이와 같은 타입으로 한정되는 것은 아니다.
이 예에서는, 공통 전극(13)은 제2 방향 Y(스캔 방향과 직교하는 방향)로 연장되는 복수의 스트라이프 형상의 전극 패턴으로 분할되어 있다. 영상 신호 기입 시에, 전극 패턴에는, 드라이버(210)에 의해 공통 전압 Vcom이 순차 인가(공급)되고, 시분할적으로 선 순차 주사 구동이 행해진다. 또한, 센서 구동 시에, 각 전극 패턴(또는, 복수의 전극 패턴을 세트로 한 각 전극 패턴군)에는, 드라이버(210)에 의해 센서 구동 신호 Tx가 순차 인가된다. 본 실시 형태에서는, 각 전극 패턴(또는, 복수의 전극 패턴을 세트로 한 각 전극 패턴군)에 순차 인가되는 센서 구동 신호 Tx를 센서 구동 신호 Tx1∼Txn이라고 칭한다. Tx의 첨자 「n」은, 각 전극 패턴에 센서 구동 신호 Tx가 순차 인가되는 경우에는 전극 패턴의 수를 나타내고, 복수의 전극 패턴을 세트로 한 각 전극 패턴군에 센서 구동 신호 Tx가 순차 인가되는 경우에는 전극 패턴군의 수를 나타낸다.
한편, 센서용 검출 전극(24)은 공통 전극(13)의 전극 패턴의 연장 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 복수(m)의 스트라이프 형상의 전극 패턴 1∼전극 패턴 m으로 구성되어 있다. 센서용 검출 전극(24)의 각 전극 패턴 각각으로부터는, 센서 신호 Rx가 출력되고, 도 1에 도시한 센서 신호 검출기(250)에 입력된다. 본 실시 형태에서는, 특히, 전극 패턴 1∼전극 패턴 m 각각으로부터 출력되는 센서 신호 Rx를, 센서 신호 Rx1∼Rxm이라고 칭한다. 센서용 검출 전극(24)으로부터는, 센서 구동 신호 Tx1이 인가된 타이밍에서 얻어지는 m개의 센서 신호 Rx1∼Rxm이 출력된다. 마찬가지로, 센서용 검출 전극(24)으로부터는, 센서 구동 신호 Tx2가 인가된 타이밍에서 얻어지는 m개의 센서 신호 Rx1∼Rxm이 출력된다. 이후 마찬가지로, 센서용 검출 전극(24)으로부터는, 센서 구동 신호 Txn이 인가된 타이밍에서 얻어지는 m개의 센서 신호 Rx1∼Rxm이 출력된다.
도 4에는 다시, 센서 일체형 표시 디바이스(100), 데이터 전송 디바이스(200) 및 어플리케이션 실행 디바이스(300)를 나타내고 있다.
여기서는, 데이터 전송 디바이스(200)와 어플리케이션 실행 디바이스(300)의 내부 구성예를 또한 나타내고 있다.
데이터 전송 디바이스(200)는 크게 나누어 드라이버(210)와, 센서 신호 검출기(250)를 갖는다. 드라이버(210), 센서 신호 검출기(250)의 명칭은, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 표시기 드라이버 IC, 터치 IC라고 칭해져도 된다. 블록은 별도로 나타내어져 있지만, 일체로 구성되고, 1칩으로서 되어도 된다.
드라이버(210)는 어플리케이션 실행 디바이스(300)로부터 그래픽 데이터를 수취한다. 그래픽 데이터는, 시분할되어 있고 블랭킹 기간을 구비한다. 그래픽 데이터는, 버퍼로서의 비디오 랜덤 액세스 메모리(VRAM)(211)를 통해, 타이밍 회로 및 디지털/아날로그 변환기(212)에 입력된다. 또한, 비디오 랜덤 액세스 메모리(VRAM)(211)는, 드라이버(210)에 설치되어 있지 않아도 된다.
아날로그량으로서의 표시용 신호 SigX는, 출력 증폭기(213)에 의해 증폭되어, 표시 소자에 기입하기 위해 센서 일체형 표시 디바이스(100)에 입력된다. 타이밍 회로 및 디지털/아날로그 변환기(212)에 의해 검출된 블랭킹의 신호는, 센서 신호 검출기(250)의 타이밍 제어기(251)에 입력된다. 이 타이밍 제어기(251)는 드라이버(210) 내에 설치되어도 되고, 또한 동기화 회로라고 칭해져도 된다.
타이밍 제어기(251)는 표시용 신호 SigX의 임의의 기간(예를 들어, 블랭킹 기간이어도 됨)에 센서를 구동하기 위한 구동 신호 Tx를 생성한다. 구동 신호 Tx의 타이밍에 대해서는 후술한다. 이 구동 신호 Tx는, 출력 증폭기(214)에 의해 증폭되어 센서 일체형 표시 디바이스(100)에 입력된다.
구동 신호 Tx가 센서용 검출 전극을 구동함으로써, 센서 신호 Rx가 센서 일체형 표시 디바이스(100)로부터 출력된다. 센서 신호 Rx는, 센서 신호 검출기(250) 내의 적분 회로(252)에 입력한다. 센서 신호 Rx는, 적분 회로(252)에 의해 적분되고, 적분 출력이 출력되고, 그리고 검출 단위 기간마다 스위치에 의해 리셋되고, Rx의 아날로그 출력을 얻을 수 있다. 적분 회로(252)의 출력은, 샘플 홀드 및 아날로그/디지털 변환기(253)에 입력되고, 디지털화된다. 디지털화된 검출 데이터는, 디지털 필터(254)를 통해 미가공 데이터로서, 어플리케이션 실행 디바이스(300)에 입력한다. 또한, 적분 회로(252)는 생략되어도 되고, 그리고 센서 일체형 표시 디바이스(100)로부터의 센서 신호 Rx가, 샘플 홀드 및 아날로그/디지털 변환기(253) 및 디지털 필터(254)에 입력되어도 된다.
검출 데이터는, 조작 입력의 검출 데이터 및 조작 입력의 비검출 데이터의 양쪽을 포함하는 3차원 데이터(3비트 이상의 복수 비트의 데이터)이다. 프레전스(presence) 검출기(255)는, 예를 들어 어플리케이션 실행 디바이스(300)가 슬립 모드에 있고, 조작면상의 터치 좌표의 검출이 행해지고 있지 않을 때에 기능한다. 프레전스 검출기(255)는 무언가 접근물이 있는 듯한 경우, 접근물을 감지하여, 슬립 모드를 해제할 수 있다.
어플리케이션 실행 디바이스(300)는 검출 데이터를 수취하여 해석하고, 해석 결과에 따른 상기 그래픽 데이터를 출력할 수 있고, 또한, 시스템의 동작 기능을 절환할 수 있다.
어플리케이션 실행 디바이스(300)는 각종 어플리케이션을 전개하여 장치의 동작 수순의 설정, 기능 절환, 표시용 신호 SigX의 생성, 절환 등을 실행할 수 있다. 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 센서 신호 검출기(250)로부터 출력된 센서 신호를 이용하여, 좌표 연산 처리를 행해 조작 위치의 해석을 행할 수 있다. 어플리케이션 실행 디바이스(300)에 있어서, 센서 신호는 이미지 데이터로서 파악되므로, 어플리케이션 실행 디바이스(300)의 어플리케이션에 의해 3차원 이미지 데이터가 구축될 수도 있다. 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 3차원 이미지 데이터의 등록 처리, 소거 처리, 확인 처리 등도 실행할 수 있다. 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 등록 이미지 데이터와, 취득한 이미지 데이터를 비교함으로써, 동작 기능의 로크 및 로크 해제를 실행할 수도 있다.
또한, 센서 신호를 취득하는 경우, 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 타이밍 제어기(251)로부터 출력되는 센서 검출용 전극에의 구동 신호의 주파수 변경, 구동 신호의 출력 타이밍의 제어를 행할 수도 있다. 이에 의해, 어플리케이션 실행 디바이스는, 센서 구성 부품(150)의 구동 영역의 절환, 구동 속도의 설정을 행할 수 있다.
또한, 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 센서 신호의 밀도의 검출, 센서 신호에 대한 부가 데이터의 추가 등도 실행할 수 있다.
도 5a에는, 1표시 프레임 중에서 센서 일체형 표시 디바이스(100)에 입력되는 표시용 신호 SigX 및 센서 구동 신호 Tx(Tx1-Txn)의 타이밍 차트의 일례를 나타내고 있다. 도 5b는, 공통 전극(13)과 센서용 검출 전극(24)을 포함하는 센서 구성 부품(150)에 있어서, 공통 전압 Vcom과 센서 구동 신호 Tx에 의해 2차원 스캔이 행해지는 모습을 모식적으로 나타내고 있다. 공통 전압 Vcom은, 공통 전극(13)에 대해 순차 인가된다. 또한, 공통 전극(13)에는, 임의의 기간에 센서 신호를 얻기 위한 구동 신호 Tx가 인가된다.
데이터 전송 디바이스(200)는 1표시 프레임 중의 표시용 신호 SigX를 시분할로 센서 일체형 표시 디바이스(100)에 입력한다. 데이터 전송 디바이스(200)는 시분할된 표시용 신호 SigX의 블랭킹 기간 각각에 센서 구동 신호 Tx1∼Txn을 삽입하도록, 센서 구동 신호 Tx1∼Txn 각각을 센서 일체형 표시 디바이스(100)에 입력한다.
도 5a에 나타내는 바와 같은 표시용 신호 SigX 및 센서 구동 신호 Tx1∼Txn의 타이밍은, 어플리케이션 실행 디바이스(300)가 설정한다. 즉, 어플리케이션 실행 디바이스(송신부)(300)는, 도 5a에 도시한 바와 같이 표시용 신호 SigX가 시분할로 센서 일체형 표시 디바이스(100)에 입력되도록, 표시용 신호 SigX의 기초로 되는 그래픽 데이터를 시분할하여 순차 데이터 전송 디바이스(200)에 송신한다. 데이터 전송 디바이스(200)는 시분할된 그래픽 데이터를 수신할 때마다, 시분할된 그래픽 데이터를 표시용 신호 SigX로 변환하여, 센서 일체 표시 디바이스(10)에 공급한다. 어플리케이션 실행 디바이스(송신부)(300)는, 도 5a에 나타내는 바와 같이 시분할된 표시용 신호 SigX의 블랭킹 기간 중에 센서 구동 신호 Tx1∼Txn을 센서 일체 표시 디바이스(10)에 입력시키기 위한 타이밍 정보를 데이터 전송 디바이스(200)에 송신한다. 또한, 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 시분할된 표시용 신호 SigX의 블랭킹 기간 중 어느 기간에 센서 구동 신호 Tx1∼Txn을 삽입할 것인지 임의로 정할 수 있다. 데이터 전송 디바이스(200)는 타이밍 정보에 기초하여, 센서 구동 신호 Tx1∼Txn 각각을 센서 일체형 표시 디바이스(100)에 입력한다. 또한, 센서 구동 신호 Tx는, 타이밍 제어기(251), 증폭기(214)를 통해 앞서 설명한 공통 전극(13)에 공급된다. 타이밍 제어기(251)로부터 센서 구동 신호 Tx가 출력되는 타이밍, 센서 구동 신호 Tx의 주파수 등은 어플리케이션 실행 디바이스(300)의 지령에 의해 임의로 변경할 수 있다. 또한, 타이밍 제어기(251)는 센서 신호 검출기(250)의 적분 회로(252)에 대해 리셋 타이밍 신호를 공급하고, 샘플 홀드 및 아날로그/디지털 변환기(253) 및 디지털 필터(254)에 클록을 공급할 수 있다.
또한, 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 어플리케이션 또는 유저 설정에 의한 동작 모드(예를 들어, 검출 정밀도 중시, 영상 표시 중시, 저소비 전력 중시 등)에 따라, 1표시 프레임 중에서 그래픽 데이터를 시분할하는 타이밍, 시분할 수, 센서 구동 신호 Tx1∼Txn이 센서 일체형 표시 디바이스(100)에 공급되는 타이밍 등을 임의로 변경해도 된다. 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 1표시 프레임 중에 복수회 센서 구동 신호 Tx1∼Txn을 공통 전극(13)에 인가하도록 설정해도 된다. 예를 들어, 1표시 프레임 중에 있어서, 센서 구동 신호 Tx는, 센서 구동 신호 Tx1∼Txn의 순서로 공통 전극(21)에 인가된 후, 다시 센서 구동 신호 Tx1∼Txn의 순서로 공통 전극(21)에 인가되어도 된다. 1표시 프레임 중에 복수회 센서 구동 신호 Tx1∼Txn이 공통 전극(21)에 복수회 인가됨으로써, 이와 같이 함으로써, 1표시 프레임 중에서의 신호 검출 횟수(검출 성능)를 바꿀 수 있다. 또한, 도 5a는, 시분할된 SigX의 블랭킹 기간에 1회의 센서 구동 신호 Tx가 공통 전극(21)에 인가되어 있는 예를 나타내고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
도 6은 또 다른 실시 형태이다. 휴대 단말기(1)는 상기한 실시 형태에서는, 어플리케이션 실행 디바이스(300)를 갖는다. 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 그래픽 데이터를 데이터 전송 디바이스(200)와 접속된 제1 버스에 출력함과 함께, 데이터 전송 디바이스(200)와 접속된 제2 버스를 통해 센서 신호 데이터를 수취하고 있다. 그러나, 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 그래픽 데이터를 데이터 전송 디바이스(200)와 접속된 버스에 출력함과 함께, 동일 버스를 통해, 수신부에서 센서 신호 데이터를 수신하도록 해도 된다. 도 6에는, 센서 신호 데이터를 수신하는 버스와, 그래픽 데이터를 송출하는 버스가 동일하게 된 예를 도시하고 있다. 예를 들어, 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 시분할된 그래픽 데이터(이것에 대응하는 표시용 신호 SigX)의 블랭킹 기간에 센서 신호 데이터를 수신하도록 해도 된다. 버스의 공용이 가능하면, 시스템 구성의 간소화를 기대할 수 있다. 또한, 도 6에 도시하는 휴대 단말기(1)의 다른 구성은, 앞선 도 1, 도 4의 실시 형태와 동일하므로, 설명은 생략한다.
도 7에는, 센서 신호의 미가공 데이터의 예이며, 조작 입력이 검출되어 있지 않을 때의 데이터를 그래프화한 모식도를 나타내고 있다. 도 8에는, 센서 신호의 미가공 데이터의 예이며, 조작 입력이 검출되었을 때의 데이터를 그래프화한 모식도를 나타내고 있다. 도 7 및 도 8에 나타내는 미가공 데이터는, 상술한 센서 구동 신호 Tx1∼Txn 각각에서 얻어지는 센서 신호 Rx1∼Rxm에 기초하고 있다.
본 실시 형태에 따르면, 어플리케이션 실행 디바이스(300)는 표시용 신호 SigX 및 센서 구동 신호 Tx의 타이밍을 설정함으로써, 데이터 전송 디바이스(200)에 의한 표시용 신호 SigX 및 센서 구동 신호 Tx의 타이밍을 직접 제어할 수 있다. 그로 인해, 데이터 전송 디바이스(200)는 시분할된 그래픽 데이터를 수신할 때마다, 시분할된 그래픽 데이터를 변환한 표시용 신호 SigX를 센서 일체 표시 디바이스(10)에 인가하고, 센서 구동 신호 Tx의 타이밍 정보에 기초하여, 센서 구동 신호 Tx를 센서 일체형 표시 디바이스(100)에 인가하면 된다. 따라서, 데이터 전송 디바이스(200)의 처리 부담은 경감된다. 또한, 데이터 전송 디바이스(200)는 시분할된 그래픽 데이터를 표시용 신호 SigX로 바로 변환하고, 변환한 표시용 신호 SigX를 센서 일체형 표시 디바이스(100)에 인가하므로, 그래픽 데이터를 축적하는 비디오 랜덤 액세스 메모리(211)와 같은 대용량 메모리를 필요로 하지 않는다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 센서 구동 신호를 구동 전극(공통 전극)에 공급하는 반복 주파수를 적절히 선택함으로써, 휴대 단말기(1)에 있어서 간섭을 발생시키는 일은 없다. 이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면, 터치의 검출 타이밍의 제어를 데이터 전송 디바이스(200)에 의해 행할 필요가 없어, 비용을 삭감할 수 있음과 함께 타이밍 제어의 신뢰성이 향상된다.
상기한 설명에 있어서, 각 블록 및 부품의 명칭은, 기재된 것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 블록의 단위, 부품의 단위도 상기한 단위 구분으로 한정되는 것은 아니고, 복합적으로 표현되어도 되고, 또한 구분되어 미세한 단위로 표현되어도 된다. 용어에 있어서도 「부」는, 「장치」, 「기(器)」, 「블록」 및 「모듈」로 서로 치환해도 본 발명의 범주인 것은 물론이다. 또한, 청구항의 각 구성 요소에 있어서, 구성 요소를 분할하여 표현한 경우, 또는 복수를 맞추어 표현한 경우, 또는 이들을 조합하여 표현한 경우이어도 본 발명의 범주이다. 또한, 청구항을 방법으로서 표현한 경우이어도 본 발명의 장치를 적용한 것이다.
본 발명의 몇 개의 실시 형태를 설명하였지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 어플리케이션 실행 프로세서(300)의 구성은 하드웨어로 실현되어도 되고, 소프트웨어로 실현되어도 된다.
또한, 상기한 설명에서는, 센서가 구비된 표시 디바이스가 표시 디바이스로서 액정 표시 디바이스를 구비한 구성에 대해 설명하였지만, 유기 일렉트로 루미네센스 표시 디바이스 등 다른 표시 디바이스를 구비한 구성이어도 된다. 또한, 도 2a 등에 도시한 예에서는, 액정 표시 디바이스는, 화소 전극 및 공통 전극의 양쪽이 어레이 기판에 구비된 구성, 즉, IPS(In-Plane Switching) 모드나 FFS(Fringe Field Switching) 모드 등의 주로 횡전계(프린지 전계도 포함함)를 이용하는 구성에 대해 설명하였지만, 액정 표시 디바이스의 구성은 이들로 제한되지 않는다. 적어도 화소 전극은 어레이 기판에 구비되고, 공통 전극은 어레이 기판 및 대향 기판 중 어느 것에 구비되어 있어도 된다. TN(Twisted Nematic) 모드, OCB(Optically Compensated Bend) 모드, VA(Vertical Aligned) 모드 등의 주로 종전계를 이용하는 구성의 경우, 공통 전극은 대향 기판에 구비된다. 즉, 공통 전극이 배치되는 위치는, TFT 기판을 구성하는 절연 기판과 대향 기판을 구성하는 절연 기판과의 사이이면 된다.
상기에서는, 센서 신호는 손가락이 터치 패널에 접촉하였을 때에 얻어진다고 설명하였다. 그러나 상기 접촉의 의미는, 실시 형태에서는, 터치 패널에 접근, 근접한다는 등의 의미도 포함한다.

Claims (7)

  1. 센서에 조작 입력을 부여하기 위한 조작면과, 화상의 표시면을 일체로 구비한 센서 일체형 표시 패널과,
    상기 센서 일체형 표시 패널에 표시용 신호 및 상기 센서의 구동 신호를 입력하고, 상기 센서로부터의 센서 출력을 3차원 이미지 데이터로서 수취하는 데이터 전송 디바이스와,
    상기 표시용 신호의 기초로 되는 표시 데이터를 시분할하여 상기 데이터 전송 디바이스에 제1 버스를 통해 송신함과 함께, 상기 데이터 전송 디바이스로부터 상기 표시 데이터의 블랭킹 기간 중에 상기 제1 버스를 통해 좌표 정보 및 원근 정보를 포함하는 상기 센서 출력을 수신하고, 또한 제2 버스를 통해 시분할된 상기 표시 데이터의 블랭킹 기간 중에 상기 구동 신호를 상기 센서 일체형 표시 패널에 입력시키기 위한 타이밍 정보를 상기 데이터 전송 디바이스에 송신하는, 어플리케이션 동작 디바이스
    를 갖는 전자 기기.
  2. 삭제
  3. 센서에 조작 입력을 부여하기 위한 조작면과, 화상의 표시면을 일체로 구비한 센서 일체형 표시 패널과, 상기 센서 일체형 표시 패널에 표시용 신호 및 상기 센서의 구동 신호를 입력하고, 상기 센서로부터의 센서 출력을 3차원 이미지 데이터로서 수취하는 데이터 전송 디바이스를 제어하는 어플리케이션 동작 디바이스로서,
    상기 표시용 신호의 기초로 되는 표시 데이터를 시분할하여 상기 데이터 전송 디바이스에 제1 버스를 통해 송신함과 함께, 상기 데이터 전송 디바이스로부터 상기 표시 데이터의 블랭킹 기간 중에 상기 제1 버스를 통해 좌표 정보 및 원근 정보를 포함하는 상기 센서 출력을 수신하고, 또한 제2 버스를 통해 시분할된 상기 표시 데이터의 블랭킹 기간 중에 상기 구동 신호를 상기 센서 일체형 표시 패널에 입력시키기 위한 타이밍 정보를 상기 데이터 전송 디바이스에 송신하는 송신 및 수신부를 구비하는
    어플리케이션 동작 디바이스.
  4. 센서에 조작 입력을 부여하기 위한 조작면과, 화상의 표시면을 일체로 구비한 센서 일체형 표시 패널과, 상기 센서 일체형 표시 패널에 표시용 신호 및 상기 센서의 구동 신호를 입력하고, 상기 센서로부터의 센서 출력을 3차원 이미지 데이터로서 수취하는 데이터 전송 디바이스를 구비하는 전자 기기의 제어 방법으로서,
    상기 표시용 신호의 기초로 되는 표시 데이터를 시분할하여 상기 데이터 전송 디바이스에 제1 버스를 통해 송신하고, 상기 데이터 전송 디바이스로부터 상기 표시 데이터의 블랭킹 기간 중에 상기 제1 버스를 통해 좌표 정보 및 원근 정보를 포함하는 상기 센서 출력을 수신하고, 또한 제2 버스를 통해 시분할된 상기 표시 데이터의 블랭킹 기간 중에 상기 구동 신호를 상기 센서 일체형 표시 패널에 입력시키기 위한 타이밍 정보를 상기 데이터 전송 디바이스에 송신하는
    전자 기기의 제어 방법.
  5. 센서에 조작 입력을 부여하기 위한 조작면과, 화상의 표시면을 일체로 구비한 센서 일체형 표시 패널에 대하여 표시용 신호 및 상기 센서의 구동 신호를 입력하고, 상기 센서로부터의 센서 신호를 수취하는 데이터 전송 디바이스로서,
    어플리케이션 실행 디바이스로부터 제1 버스를 통해 상기 표시용 신호의 기초로 되는 시분할된 표시 데이터를 수신하는 드라이버와,
    상기 센서로부터, 상기 제1 버스를 통해, 좌표 정보 및 원근 정보를 포함하는 상기 센서 신호를 3차원 이미지 데이터로서 수신하고, 상기 센서 신호의 데이터를, 상기 표시 데이터의 블랭킹 기간에 상기 어플리케이션 실행 디바이스에 출력하는 센서 신호 검출기와,
    제2 버스를 통해 상기 블랭킹 기간 중에 상기 구동 신호를 상기 센서 일체형 표시 패널에 입력시키기 위한 타이밍 정보를, 어플리케이션 실행 디바이스로부터 수신하는 타이밍 제어기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 데이터 전송 디바이스는 프레전스(presence) 검출기를 포함하고,
    상기 센서 신호가 있었던 때 상기 프레전스 검출기에 의해 슬립 모드를 해제하는, 전송 디바이스.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 타이밍 정보에는, 상기 표시용 데이터의 시분할 수, 시분할하는 타이밍, 상기 구동 신호가 포함되는, 전송 디바이스.
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