TWI626568B - 觸控檢測裝置、附觸控檢測功能之顯示裝置及電子機器 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種可抑制對象物之檢測精度降低之觸控檢測裝置、附觸控檢測功能之顯示裝置及電子機器。
本發明之觸控檢測裝置1包括:驅動部14,其係為了檢測對象物之接近或接觸,而將特定之週期內至少大小產生變動之觸控檢測用信號TSVcom給予至驅動電極Tx;觸控檢測部40,其係與對向於驅動電極Tx之觸控檢測電極Rx電性連接,且基於來自觸控檢測電極Rx之輸出值,檢測對象物之接近或接觸;及電容器Cref,其將驅動部14與觸控檢測部40電性連接,輸入有來自驅動部14之觸控檢測用信號TSVcom,且具有特定大小之靜電電容;且觸控檢測裝置1使用以相同之時序獲取之來自電容器Cref之修正輸出值Vref及來自觸控檢測電極Rx之觸控檢測信號Vdet,修正觸控檢測信號Vdet。
Description
本發明係關於一種可檢測自外部接近之對象物之觸控檢測裝置、包括其之附觸控檢測功能之顯示裝置及電子機器。
近年來,稱為所謂觸控面板之可將自外部接近之物體作為對象物而檢測之觸控檢測裝置引人注目。觸控檢測裝置係例如用作如下裝置,即,該裝置係用以與顯示裝置組合,且藉由使顯示裝置顯示各種輸入用之圖像等而輸入資訊。藉由如此地將觸控檢測裝置與顯示裝置組合,而即便不使用鍵盤、滑鼠或小鍵盤之類的輸入裝置亦可進行資訊之輸入。
作為觸控檢測裝置之方式,存在光學式、電阻式、靜電電容式等。靜電電容式之觸控檢測裝置係相對簡單之結構,且可實現低消耗電力。對於觸控檢測裝置,要求儘可能確實地檢測對象物之接近或接觸。例如,專利文獻1中記載有如下技術,即,將修正電極與修正檢測電極設置於不受接觸於操作面之手指之影響之位置,修正輸入探測信號之變動之技術。
[專利文獻1]日本專利特開2012-43275號公報
然而,專利文獻1中記載之技術係於依序對複數個驅動線路給予驅動電壓之後,對修正電極給予驅動電壓。因此,對象物之檢測與輸入探測信號之修正會產生時間差,最終,存在無法確實地檢測對象物之可能性。
本揭示之目的在於提供一種可抑制對象物之接近或接觸之檢測精度降低之觸控檢測裝置、附觸控檢測功能之顯示裝置及電子機器。
本揭示之觸控檢測裝置包括:驅動部,其係為了檢測對象物之接近或接觸,而將特定之週期內至少大小產生變動之激發信號給予至第1電極;檢測部,其係與對向於上述第1電極之第2電極電性連接,且基於來自上述第2電極之輸出值,檢測上述對象物之接近或接觸;及元件,其將上述驅動部與上述檢測部電性連接,輸入有來自上述驅動部之上述激發信號,且具有特定大小之靜電電容;且,該觸控檢測裝置使用以相同之時序獲取之來自上述元件之輸出值及來自上述第2電極之輸出值,修正來自上述第2電極之輸出值。
本揭示之附觸控檢測功能之顯示裝置包括如下觸控檢測裝置,該觸控檢測裝置包含:驅動部,其係為了檢測對象物之接近或接觸,而將特定之週期內至少大小產生變動之激發信號給予至第1電極;檢測部,其係與對向於上述第1電極之第2電極電性連接,且基於來自上述第2電極之輸出值,檢測上述對象物之接近或接觸;及元件,其將上述驅動部與上述檢測部電性連接,輸入有來自上述驅動部之上述激發信號,且具有特定大小之靜電電容;且,該觸控檢測裝置使用以相同之時序獲取之來自上述元件之輸出值及來自上述第2電極之輸出值,修正來自上述第2電極之輸出值。
本揭示之電子機器包括如下觸控檢測裝置,該觸控檢測裝置包含:驅動部,其係為了檢測對象物之接近或接觸,而將特定之週期內至少大小產生變動之激發信號給予至第1電極;檢測部,其係與對向於上述第1電極之第2電極電性連接,且基於來自上述第2電極之輸出值,檢測上述對象物之接近或接觸;及元件,其將上述驅動部與上述檢測部電性連接,輸入有來自上述驅動部之上述激發信號,且具有特定大小之靜電電容;且,該觸控檢測裝置使用以相同之時序獲取之來自上述元件之輸出值及來自上述第2電極之輸出值,修正來自上述第2電極之輸出值。
根據本揭示,可提供一種能抑制對象物之接近或接觸之檢測精度降低之觸控檢測裝置、附觸控檢測功能之顯示裝置及電子機器。
1‧‧‧觸控檢測裝置
2‧‧‧像素基板
3‧‧‧對向基板
5‧‧‧基板
6‧‧‧液晶層
7‧‧‧附觸控檢測功能之顯示裝置
10‧‧‧附觸控檢測功能之顯示部
11‧‧‧控制部
12‧‧‧閘極驅動器
13‧‧‧源極驅動器
14、14a‧‧‧驅動部
14f‧‧‧第1驅動部
14s‧‧‧第2驅動部
15、16‧‧‧多工器
20‧‧‧液晶顯示器
21‧‧‧基板
22‧‧‧像素電極
30‧‧‧觸控檢測器
31‧‧‧玻璃基板
32‧‧‧濾色器
35‧‧‧偏光板
40‧‧‧觸控檢測部
42、42A‧‧‧信號放大部
42C‧‧‧信號放大部
43‧‧‧A/D轉換部
43C‧‧‧類比數位轉換器
44‧‧‧信號處理部
45‧‧‧座標擷取部
47‧‧‧檢測時序控制部
50、50A、50B、50C‧‧‧修正電路
51‧‧‧反相器
54a~54k、56、Cref‧‧‧電容器
57_0~57_m‧‧‧第1蓄電器
58_0~58_m‧‧‧第2蓄電器
510‧‧‧影像顯示畫面部
511‧‧‧前面板
512‧‧‧濾光玻璃
521‧‧‧發光部
522‧‧‧顯示部
523‧‧‧選單開關
524‧‧‧快門按鈕
531‧‧‧本體部
532‧‧‧透鏡
533‧‧‧開始/結束開關
534‧‧‧顯示部
541‧‧‧本體
542‧‧‧鍵盤
543‧‧‧顯示部
551‧‧‧上側殼體
552‧‧‧下側殼體
553‧‧‧連結部
554‧‧‧顯示器
555‧‧‧次顯示器
556‧‧‧圖片燈
557‧‧‧相機
Ad1‧‧‧加法器
Ad2‧‧‧加法器
Ad3‧‧‧加法器
C2‧‧‧靜電電容
CI0、CIm、CIref‧‧‧信號放大器
CK‧‧‧時鐘信號
COML‧‧‧驅動電極
CP‧‧‧交叉部分
CP0、CP1、…CP10‧‧‧交叉部分
Cref‧‧‧電容器
Cref0~Crefm‧‧‧電容器
Ctr‧‧‧靜電電容
Ctr0、Ctr1…、Ctr10‧‧‧靜電電容
Ctr00~Ctr0n‧‧‧靜電電容
Ctrm0~Ctrmn‧‧‧靜電電容
D‧‧‧介電體
Fng‧‧‧手指
GCL‧‧‧掃描信號線
H‧‧‧高信號
I0‧‧‧電流
I1‧‧‧電流
I2‧‧‧電流
L‧‧‧低信號
LC‧‧‧液晶元件
P‧‧‧靜電電容Ctr之另一端
Pix‧‧‧像素
R‧‧‧電阻
Rx‧‧‧觸控檢測電極
Rx0~Rxm‧‧‧觸控檢測電極
Rxref‧‧‧配線
SGL‧‧‧像素信號線
SH0、SHm、SHref‧‧‧取樣保持電路
SWD0~SWDn‧‧‧切換開關
SW1_0~SW1_m‧‧‧第1開關
SW2_0~SW2_m‧‧‧第2開關
SW3_0~SW3_m‧‧‧第3開關
SW4_0~SW4_m‧‧‧第4開關
T‧‧‧時間
T1‧‧‧時間
T2‧‧‧時間
T3‧‧‧時間
T4‧‧‧時間
T5‧‧‧時間
T6‧‧‧時間
Ts‧‧‧時間
TSVcom‧‧‧觸控檢測用信號
TSVcom-1‧‧‧觸控檢測用信號
Tx‧‧‧驅動電極
Tx0~Txn‧‧‧驅動電極
V0‧‧‧波形
V1‧‧‧波形
Vcom‧‧‧驅動信號
Vcomd‧‧‧顯示驅動信號
Vdet‧‧‧觸控檢測信號
Vdet0~Vdetm‧‧‧觸控檢測信號
Vdetb‧‧‧輸出值
Vdetb'‧‧‧輸出值
Vdetc‧‧‧修正觸控檢測信號
Vdetc1‧‧‧修正觸控檢測信號
Vdetc2‧‧‧修正觸控檢測信號
Vdet_wot‧‧‧觸控檢測信號
Vdet_wotb'‧‧‧輸出值
Vdisp‧‧‧影像信號
Vpix‧‧‧像素信號
Vref‧‧‧修正輸出值
Vrefb‧‧‧輸出值
Vref_wot‧‧‧輸出值
Vscan‧‧‧掃描信號
Vth‧‧‧閾值電壓
圖1係表示本實施形態之觸控檢測裝置之一構成例之圖。
圖2係為了說明靜電電容型觸控檢測方式之基本原理而表示手指未接觸或接近於觸控檢測裝置之狀態之說明圖。
圖3係表示圖2所示之手指未接觸或接近於觸控檢測裝置之狀態之等效電路之例之說明圖。
圖4係為了說明檢測觸控動作之原理而表示手指接觸或接近於觸控檢測裝置之狀態之說明圖。
圖5係表示圖3所示之手指接觸或接近於觸控檢測裝置之狀態之等效電路之例之說明圖。
圖6係表示觸控檢測用信號及觸控檢測信號之波形之一例之圖。
圖7-1係表示修正來自觸控檢測電極之輸出值之處理之示意圖。
圖7-2係表示修正來自觸控檢測電極之輸出值之處理之示意圖。
圖8係表示獲取來自觸控檢測電極及電容器之輸出值之時序之
圖。
圖9係表示未修正來自觸控檢測電極之輸出值之情形時之觸控檢測信號之一例之圖。
圖10係表示已修正來自觸控檢測電極之輸出值之情形時之觸控檢測信號之一例之圖。
圖11係用以說明修正來自觸控檢測電極之輸出值之時序之圖。
圖12係表示修正觸控檢測信號之圖。
圖13-1係表示修正用之電路之例之圖。
圖13-2係表示修正用之電路之例之圖。
圖14係表示修正用之電路之例之圖。
圖15係表示修正用之電路之例之圖。
圖16係圖15所示之修正用之電路之時序圖。
圖17係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之附觸控檢測功能之顯示裝置之圖。
圖18係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之附觸控檢測功能之顯示裝置之概略剖面結構之剖面圖。
圖19係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之附觸控檢測功能之顯示裝置之像素排列之電路圖。
圖20係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。
圖21係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。
圖22係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。
圖23係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。
圖24係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。
圖25係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。
圖26係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。
圖27係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。
圖28係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。
圖29係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。
圖30係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。
圖31係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。
對用以實施本揭示之形態(實施形態),一面參照圖式,一面以如下所示之順序進行詳細說明。
1.觸控檢測裝置
1-1.整體構成
1-2.檢測觸控動作之原理
1-3.觸控檢測電極之輸出值之修正
1-4.修正用之電路之例
1-5.關於電容器之配置
2.應用例
2-1.附觸控檢測功能之顯示裝置
2-2.電子機器
3.本揭示之態樣
[1-1.整體構成]
圖1係表示本實施形態之觸控檢測裝置之一構成例之圖。觸控檢測裝置1係例如靜電電容式觸控面板。觸控檢測裝置1包括作為第1電極之驅動電極Tx0、Tx1、…Txn、作為第2電極之觸控檢測電極Rx0、Rx1、…Rx10、作為元件之電容器Cref、及作為檢測部之觸控檢測部40。
驅動電極Tx0、Tx1、…Txn係於與特定方向正交之方向(本例為Y方向)上排列有複數條(n+1條)在特定方向(本說明為任意規定之XY座標之X方向)上延伸之條紋狀之電極圖案。於本實施形態中,驅動電極Tx0、Tx1、…Txn之數量並無限定。於檢測對象物(手指或觸控筆等)之接近或接觸(以下適當稱作觸控動作)時,將觸控檢測用信號TSVcom自驅動部14依序發送至各個驅動電極Tx0、Tx1、…Txn。驅動部14係例如產生觸控檢測用信號TSVcom之電子電路或IC(Integral Circuit,積體電路)等。
觸控檢測用信號TSVcom係特定之週期內至少大小產生變動之激發信號,且用以檢測對象物對於觸控檢測裝置1之接近或接觸之信號。觸控檢測用信號TSVcom係不僅大小可產生變化,而且方向亦可產生變化。以下,於將驅動電極Tx0、Tx1、…Txn無需分別進行區分時,適當稱作驅動電極Tx。
觸控檢測電極Rx0、Rx1、…Rx10係在與各個驅動電極Tx之延伸方向正交之方向、即Y方向上延伸之條紋狀之電極圖案。觸控檢測電極Rx0、Rx1、…Rx10與各個驅動電極Tx無需正交,而只要交叉即
可。觸控檢測電極Rx0、Rx1、…Rx10之圖案係分別電性連接於觸控檢測部40之信號放大部42之輸入部。於本實施形態中,觸控檢測電極Rx0、Rx1、…Rx10為11條,但其數量並未限定。以下,於無需將觸控檢測電極Rx0、Rx1、…Rx10分別進行區分之情形時,適當稱作觸控檢測電極Rx。
驅動電極Tx與觸控檢測電極Rx相互交叉之部分(交叉部分)CP0、CP1、…CP10分別產生靜電電容Ctr0、Ctr1…、Ctr10。由於交叉部分CP0、CP1、…CP10於1條驅動電極Tx上存在11處,故而靜電電容Ctr0、Ctr1…、Ctr10於1條驅動電極Tx上存在11個。以下,將靜電電容Ctr0、Ctr1、…Ctr10無需分別進行區分時,適當稱作靜電電容Ctr。又,將交叉部分CP0、CP1、…CP10無需分別進行區分時,適當稱作交叉部分CP。
觸控檢測部40係按照自驅動部14發送之觸控檢測用信號TSVcom,依序掃描各個驅動電極Tx,檢測觸控動作。觸控檢測電極Rx係對每一驅動電極Tx輸出觸控檢測信號Vdet,且將其發送至觸控檢測部40。如圖1所示,於驅動部14與各個驅動電極Tx0、Tx1、…Txn之間設置有切換開關SWD1、SWD2、…SWDn。控制部11係藉由將切換開關SWD1、SWD2、…SWDn依序接通-斷開而對各個驅動電極Tx0、Tx1、…Tx依序發送觸控檢測用信號TSVcom。切換開關SWD1、SWD2、…SWDn既可設置於驅動部14內,亦可設置於設有驅動電極Tx0、Tx1、…Txn之基板(例如玻璃基板)。
觸控檢測部40係基於自控制部11供給之控制信號、與自觸控檢測裝置1之觸控檢測電極Rx發送之觸控檢測信號Vdet,檢測對觸控檢測裝置1之觸控動作之有無。而且,觸控檢測部40於存在觸控動作之情形時,求出觸控檢測裝置1之觸控檢測區域中檢測到觸控動作之位置之座標等。觸控檢測部40係例如電子電路或IC等。控制部11係例如控
制搭載有觸控檢測裝置1之顯示裝置或電子機器等之動作之裝置。
觸控檢測部40包括信號放大部42、A/D(Analog/Digital,類比/數位)轉換部43、信號處理部44、座標擷取部45、及檢測時序控制部47。信號放大部42係將自觸控檢測裝置1之觸控檢測電極Rx發送之觸控檢測信號Vdet進行放大。信號放大部42亦可包括低通類比濾波器,該低通類比濾波器係將觸控檢測信號Vdet中所含之較高之頻率成分(雜訊成分)去除,擷取觸控成分並分別輸出。A/D轉換部43係以與觸控檢測用信號TSVcom同步之時序分別將自信號放大部42輸出之類比信號取樣,並轉換為數位信號。
信號處理部44係包括數位濾波器,該數位濾波器係將A/D轉換部43之輸出信號中所含之雜訊成分去除,擷取對應於觸控動作之信號。該雜訊成分係頻率高於將觸控檢測用信號TSVcom取樣所得之頻率之成分。信號處理部44例如基於A/D轉換部43之輸出信號,檢測對於觸控檢測裝置1之觸控之有無(例如邏輯電路)。
座標擷取部45係於在信號處理部44中檢測到觸控動作時,求出觸控檢測裝置1之觸控檢測區域內檢測到觸控動作之位置之座標(例如邏輯電路)。檢測時序控制部47係以信號放大部42、A/D轉換部43、信號處理部44、及座標擷取部45同步地動作之方式進行控制。
電容器Cref具有特定大小之靜電電容,且將驅動部14與作為檢測部之觸控檢測部40電性連接。具體而言,電容器Cref係一端與驅動部14之輸出端子電性連接,另一端與觸控檢測部40所包括之信號放大部42之輸入端子電性連接。本實施形態係於將驅動部14與觸控檢測部40電性連接之配線Rxref之中途,電性連接有電容器Cref。對電容器Cref輸入來自驅動部14之激發信號、即觸控檢測用信號TSVcom。觸控檢測用信號TSVcom係以相同之時序、即同步地輸入至電容器Cref與驅動電極Tx。具體而言,觸控檢測用信號TSVcom係重複進行以相同之
時序輸入至電容器Cref與驅動電極Tx0,繼而以相同之時序輸入至電容器Cref與驅動電極Tx1,直至依序同樣地地輸入至驅動電極Txn為止。電容器Cref與驅動電極Tx0~Txn亦可經由切換開關SWD0~SWDn而電性連接。如此一來,若將切換開關SWD0~SWDn中之1個接通,則將電容器Cref及驅動電極Tx0~Txn中之1個與驅動部14電性連接。電容器Cref之靜電電容之大小例如可設為與觸控檢測裝置1之交叉部分CP之靜電電容Ctr相等。
電容器Cref係於一端自驅動部14輸入有觸控檢測用信號TSVcom,故而自另一端輸出與該觸控檢測用信號TSVcom相應之輸出值Vref。以下,將來自該電容器Cref之輸出值Vref適當稱作修正輸出值Vref。
於本實施形態中,電容器Cref係配置於與觸控檢測裝置1之檢測對象物之區域、具體而言與配置有驅動電極Tx及觸控檢測電極Rx之區域不同之位置。例如,電容器Cref係在如上所述之區域,與觸控檢測部40接近地配置。於本實施形態中,電容器Cref係安裝於安裝有觸控檢測部40之基板5。基板5係例如FPC(Flexible Print Circuit,可撓性印刷電路板)。繼之,對作為靜電電容型觸控面板之觸控檢測裝置1檢測觸控動作之原理進行說明。
[1-2.檢測觸控動作之原理]
圖2係為了說明靜電電容型觸控檢測方式之基本原理而表示手指未接觸或接近於觸控檢測裝置之狀態之說明圖。圖3係表示圖2所示之手指未接觸或接近於觸控檢測裝置之狀態之等效電路之例之說明圖。圖4係為了說明檢測觸控動作之原理而表示手指已接觸或接近於觸控檢測裝置之狀態之說明圖。圖5係表示圖3所示之手指已接觸或接近於觸控檢測裝置之狀態之等效電路之例之說明圖。圖6係表示觸控檢測用信號及觸控檢測信號之波形之一例之圖。
於本實施形態中,例如圖2及圖4所示,觸控檢測裝置1之交叉部分CP之靜電電容Ctr包括作為夾隔著介電體D相互地對向配置之一對電極之驅動電極Tx及觸控檢測電極Rx。如圖3及圖5所示,靜電電容Ctr係其一端連接於驅動部14,另一端P經由電阻R而接地,且電性連接於觸控檢測部40。
若自驅動部14對驅動電極Tx(靜電電容Ctr之一端)施加特定之頻率(例如數kHz~數百kHz左右)之觸控檢測用信號TSVcom,則於觸控檢測電極Rx(靜電電容Ctr之另一端P側)以輸出波形出現觸控檢測信號Vdet。於手指未接觸(或接近)之狀態(非接觸狀態)下,如圖2及圖3所示,伴隨對靜電電容Ctr之充放電,與靜電電容Ctr之電容值相應之電流I0進行流動。此時之靜電電容Ctr之另一端P中之電位波形例如成為圖6所示之波形V0,從而圖3所示之觸控檢測部40檢測波形V0。
於手指接觸(或接近)之狀態(接觸狀態)下,如圖4所示,因手指Fng而形成之靜電電容C2如同作為具有靜電電容之元件,附加於靜電電容Ctr般進行作用。而且,圖5所示之等效電路成為將靜電電容C2串聯地追加於靜電電容Ctr之形態。於該狀態下,伴隨對靜電電容Ctr、C2之充放電,電流I1、I2流入靜電電容Ctr、C2。此時之靜電電容Ctr之另一端P中之電位波形例如成為圖6之波形V1,從而觸控檢測部40檢測波形V1。此時,另一端P之電位成為由在靜電電容Ctr、C2中流動之電流I1、I2之值決定之分壓電位。因此,波形V1成為小於非接觸狀態下之波形V0之值。觸控檢測部40將檢測到之電壓與特定之閾值電壓Vth進行比較,且若為該閾值電壓Vth以上,便判定為非接觸狀態、即未檢測到觸控動作。又,觸控檢測部40係若檢測到之電壓未達閾值電壓Vth,則判斷為接觸狀態、即檢測到觸控動作。如此地,觸控檢測裝置1基於檢測觸控動作之原理進行動作,觸控檢測電極Rx將觸控檢測信號Vdet輸出。觸控檢測部40可基於觸控檢測電極Rx所輸出之觸控
檢測信號Vdet,檢測觸控動作。
[1-3.來自觸控檢測電極之輸出值之修正]
觸控檢測裝置1係將來自驅動部14之觸控檢測用信號TSVcom給予至驅動電極Tx,且藉由觸控檢測部40檢測作為來自觸控檢測電極Rx之輸出值之觸控檢測信號Vdet之變化而檢測觸控動作。此種裝置存在如下可能性,即,因電源之變動或溫度變化,而在對象物未接近於觸控檢測裝置1之狀態下,觸控檢測信號Vdet中產生非預期之變動。
先前係檢測觸控檢測信號Vdet之變動之大小及速度進行分析後,將其結果反饋至觸控檢測部40,將觸控檢測信號Vdet進行修正,但該方法存在觸控檢測信號Vdet之修正中產生延遲或偏差,導致修正之精度降低之可能性。又,亦考慮將修正用電極配置於檢測對象物之接近或接觸之區域之方法,但該方法難以區分因對象物接近而引起之觸控檢測信號Vdet之變動、及其他原因引起之變動。此外,亦考慮於觸控檢測部40與驅動部14中將電源共通化之方法,但即便如此亦存在如下情況:難以減少由電晶體之溫度特性等引起之雜訊,或者例如於使觸控檢測裝置與顯示裝置一體化之情形等,產生佈局等問題,從而難以實現電源之共通化。
為了解決該等問題,而於本實施形態中,將電容器Cref介置於驅動部14與觸控檢測部40之間,且以相同之時序獲取來自電容器Cref之輸出值(修正輸出值Vref)及來自觸控檢測電極Rx之輸出值(觸控檢測信號Vdet),並使用該等修正觸控檢測電極Rx之輸出值。於該情形時,將修正輸出值Vref及觸控檢測信號Vdet輸入至相同之觸控檢測部40。
作為來自電容器Cref之輸出值之修正輸出值Vref之變動係取決於觸控檢測裝置1所包括之電源之變動、溫度變化及其他變動之變動。該等變動係不依存於對象物之有無之變動,且包含較多之成為修正之對象之非預期之變動。又,電容器Cref之輸出值(修正輸出值)Vref可
與觸控檢測裝置1中之對象物之檢測同時地進行檢測。因此,可藉由使用修正輸出值Vref,而抑制修正之延遲或偏差,精度良好地修正來自觸控檢測電極Rx之觸控檢測信號Vdet。繼之,對該修正更詳細地進行說明。
圖7-1、圖7-2係表示修正來自觸控檢測電極之輸出值之處理之示意圖。圖8係表示獲取來自觸控檢測電極及電容器之輸出值之時序之圖。圖8係表示來自觸控檢測電極Rx0~Rx10之觸控檢測信號Vdet1、Vdet2與來自電容器Cref之修正輸出值Vref。觸控檢測信號Vdet1係未檢測到觸控動作之情形之信號,且觸控檢測信號Vdet2係檢測到觸控動作之情形之信號。圖8之橫軸係表示時間,且複數條直線之虛線係表示觸控檢測部40於該時序中每隔△T地獲取資料。
圖7-1所示之處理係由觸控檢測裝置1、更具體而言由觸控檢測部40執行。如圖7-1所示,利用加法器Ad1將作為來自觸控檢測電極Rx之輸出值之觸控檢測信號Vdet與作為於未檢測到觸控動作時自觸控檢測電極Rx輸出之輸出值之觸控檢測信號Vdet_wot相加。於本實施形態中,加法器Ad1係將觸控檢測信號Vdet_wot與乘以-1所得之觸控檢測信號Vdet_wot相加,故而作為結果,將兩者之差值作為輸出值Vdefb輸出。未檢測到觸控動作時之觸控檢測信號Vdet_wot係使用例如將預先獲取之值保存於觸控檢測部40之記憶部者。
加法器Ad2係將來自加法器Ad1之輸出值Vdetb與來自加法器Ad3之輸出值Vrefb相加。於本實施形態中,加法器Ad2係將輸出值Vdetb與乘以-1所得之輸出值Vrefb相加,故而作為結果,將兩者之差值作為輸出值(修正觸控檢測信號)Vdetc輸出。來自加法器Ad3之輸出值Vrefb係作為來自電容器Cref之輸出值之修正輸出值Vref與於未檢測到觸控動作時自電容器Cref輸出之輸出值Vref_wot之差值。於本實施形態中,加法器Ad3係將修正輸出值Vref與乘以-1所得之輸出值
Vref_wot相加,故而作為結果,將兩者之差值作為輸出值Vrefb輸出。觸控檢測部40將該輸出值Vdetb與特定之閾值電壓Vth進行比較,並根據其結果,檢測觸控動作之有無。
繼之,對圖7-2所示之處理進行說明。該處理亦由觸控檢測裝置1、更具體而言由觸控檢測部40執行。如圖7-2所示,加法器Ad1將作為來自觸控檢測電極Rx之輸出值之觸控檢測信號Vdet與作為來自電容器Cref之輸出值之修正輸出值Vref相加。於本實施形態中,加法器Ad1係將觸控檢測信號Vdet與乘以-1所得之修正輸出值Vref相加,故而作為結果,將兩者之差值作為輸出值Vdetb'輸出。
加法器Ad2將來自加法器Ad1之輸出值Vdetb'與來自加法器Ad3之輸出值Vdet_wotb'相加。於本實施形態中,加法器Ad2將輸出值Vdetb'與乘以-1所得之輸出值Vdet_wotb'相加,故而作為結果,將兩者之差值作為輸出值(修正觸控檢測信號)Vdetc輸出。來自加法器Ad3之輸出值Vdet_wotb'係未檢測到觸控動作時自觸控檢測電極Rx輸出之輸出值即觸控檢測信號Vdet_wot與自電容器Cref輸出之輸出值Vref_wot之差值。於本實施形態中,加法器Ad3將Vdet_wot與乘以-1所得之輸出值Vref_wot相加,故而作為結果,將兩者之差值作為輸出值Vdet_wotb'輸出。
來自觸控檢測電極Rx之觸控檢測信號Vdet包含手指等對象物接近或接觸於觸控檢測裝置1之資訊。觸控檢測信號Vdet係例如於觸控檢測用信號TSVcom之振幅因觸控檢測裝置1之電源變動等而變化之情形時產生變化,但無法利用該變化區分出由對象物造成者抑或是由雜訊造成者。相對於此,如上所述,由於電容器Cref配置於與檢測對象物之區域不同之區域,故而,即便對象物接近檢測對象物之區域,靜電電容亦不產生變化。其結果,如圖8所示,作為來自電容器Cref之輸出值之修正輸出值Vref與來自觸控檢測電極Rx0~Rxm之觸控檢測
信號Vdet1、Vdet2不同,不會因對象物之接近而變化。因此,修正輸出值Vref之變化表示例如觸控檢測用信號TSVcom之振幅變化等驅動部14與觸控檢測部40之間之兩者之特性變化(偏差)。
本實施形態係將驅動電極Tx和觸控檢測電極Rx交叉之部分與電容器Cref設為電性相同,且以相同之時序獲取來自觸控檢測電極Rx及電容器Cref之輸出。而且,如上所述,將來自觸控檢測電極Rx之觸控檢測信號Vdet(或將該值減去觸控檢測信號Vdet_wot所得者)減去來自電容器Cref之修正輸出值Vref或基於該修正輸出值Vref之輸出值Vrefb。觸控檢測部40可藉由使用以此方式獲得之修正觸控檢測信號Vdetc,而將觸控檢測信號Vdet中所含之因驅動部14與觸控檢測部40之特性變化引起之變動量去除。其結果,觸控檢測部40可抑制對於觸控檢測裝置1之觸控動作之檢測精度降低、即對象物之檢測精度降低,從而更加確實地檢測觸控動作。
圖9係表示未修正來自觸控檢測電極之輸出值之情形時之觸控檢測信號之一例之圖。圖10係表示已修正來自觸控檢測電極之輸出值之情形時之觸控檢測信號之一例之圖。圖9、10之橫軸係對應於圖1所示之各個驅動電極Tx0、Tx1、…,縱軸係來自觸控檢測電極Rx及電容器Cref之輸出值Vo。又,圖9之實線係修正輸出值Vref與輸出值Vref_wot之差值即輸出值Vrefb。圖9所示之虛線係來自觸控檢測電極Rx4之觸控檢測信號Vdet與Vdet_wot之差值即輸出值Vdetb。圖9所示之一點鏈線係來自觸控檢測電極Rx5之觸控檢測信號Vdet與Vdet_wot之差值即輸出值Vdetb。圖10所示之虛線係對於觸控檢測電極Rx4,將來自加法器Ad1之輸出值Vdetb減去Vrefb所得之來自加法器Ad2之修正觸控檢測信號Vdetc。圖10所示之一點鏈線係對於觸控檢測電極Rx5,將來自算器Ad1之輸出值Vdetb減去Vrefb所得之來自加法器Ad2之修正觸控檢測信號Vdetc。圖10之實線係將圖9之實線所示之Vrefb
減去Vrefb所得之值,且理論上為0。
於未修正來自觸控檢測電極Rx之觸控檢測信號Vdet之情形時,如圖9所示,觸控檢測信號Vdet中出現並非由觸控引起的裝置內部之雜訊或外部雜訊之影響,且視情況,存在觸控檢測部40誤檢測對象物、即誤檢測觸控動作之情形。若以來自電容器Cref之修正輸出值Vref,修正來自觸控檢測電極Rx之觸控檢測信號Vdet,則如圖10所示,可自觸控檢測信號Vdet中降低該等雜訊之影響,其結果,觸控檢測部40之觸控動作之檢測精度提昇。
圖11係用以說明修正來自觸控檢測電極之輸出值之時序之圖。圖12係表示修正觸控檢測信號之圖。圖11、12之橫軸係時間T,圖11之縱軸係對應於來自觸控檢測電極Rx、電容器Cref之輸出值及雜訊(Noise)之值Vo。圖12之縱軸係修正觸控檢測信號Vdetc。修正之時序考慮兩種方法。第1種方法係於圖11所示之例中,例如,於時間Ts~時間T1之期間獲取修正輸出值Vref,且於時間T1~時間T2之期間獲取觸控檢測信號Vdet進行修正。即,觸控檢測信號Vdet利用以與其不同之時序獲取之修正輸出值Vref進行修正。第2種方法係於圖11所示之例中,於時間Ts~時間T1之期間獲取修正輸出值Vref及觸控檢測信號Vdet進行修正。即,觸控檢測信號Vdet利用以與其相同之時序獲取之修正輸出值Vref進行修正。
如圖11所示,時間不同則雜訊狀況亦不同。因此,若如上述第1種方法所述地使用以不同之時序獲取之觸控檢測信號Vdet與修正輸出值Vref,則無法排除雜訊之影響,作為結果,觸控檢測部40檢測對象物之接近或接觸之精度降低。若於將觸控檢測用信號TSVcom自驅動部14依序供給至各個驅動電極Tx0、Tx1、…Txn之後修正觸控檢測信號Vdet,則因上述原因而導致例如如圖12所示之修正觸控檢測信號Vdetc1般無法排除雜訊之影響,因此,觸控檢測部40檢測對象物之接
近或接觸之精度降低。
本實施形態係使用上述第2種方法。如圖8所示,第2種方法係以相同之時序獲取來自電容器Cref之修正輸出值Vref與來自觸控檢測電極Rx0~Rx10之觸控檢測信號Vdet。而且,觸控檢測信號Vdet藉由以與其相同之時序獲取之修正輸出值Vref而實時且即時地修正。於圖11所示之例中,例如在時間Ts~時間T1之期間,觸控檢測信號Vdet由以與其相同之時序獲取之修正輸出值Vref進行修正。如此般,觸控檢測信號Vdet及修正輸出值Vref自相同之雜訊受到影響,故而成為幾乎相同之形狀。因此,由於使用以相同之時序獲取之觸控檢測信號Vdet與修正輸出值Vref,故觸控檢測部40可如圖12所示之修正觸控檢測信號Vdetc2般排除雜訊之影響,抑制對象物之接近或接觸之檢測精度降低,從而更確實地檢測觸控動作。
如上所述,存在如下可能性:因觸控檢測裝置1所包括之電源之變動或溫度變化而導致在對象物未接近於觸控檢測裝置1之狀態下,觸控檢測信號Vdet中產生非預期之變動,最終,誤檢測觸控動作。其原因在於,因觸控檢測部40與驅動部14中電源及接地(ground)不同造成之雜訊之影響較大。因此,本實施形態之觸控檢測信號Vdet之修正係於觸控檢測部40與驅動部14作為獨立之電子零件而分離,進而電源及接地不同之情形時尤其合適。作為電子零件之例,例如可列舉IC或IC封裝。如此般,本實施形態之觸控檢測信號Vdet之修正即便電源及接地不同亦可進行,故而,觸控檢測裝置1之佈局之自由度提昇。例如,於將觸控檢測用之驅動電極與顯示裝置用之共通電極兼用之內嵌式觸控面板等中,存在佈局上難以使觸控檢測部與驅動部之電特性及溫度特性相等之情形。因此,若對其應用本實施形態,則可極大地提昇雜訊抗擾性,作為結果,觸控檢測精度顯著提昇。
又,存在亦因溫度之影響而導致觸控檢測信號Vdet中產生非預期
之變動之可能性。因此,即便觸控檢測部40與驅動部14利用同一IC等實現,從而可將電源及接地共通化,亦可減少溫度之影響,精度良好地修正觸控檢測信號Vdet。如此般,本實施形態之觸控檢測信號Vdet之修正亦於觸控檢測部40與驅動部14由同一IC等實現之情形時較佳。
又,於本實施形態中,不經由觸控檢測電極Rx地將作為外置零件之電容器Cref用作修正用之元件,並將該電容器Cref配置於與觸控檢測電極Rx及驅動電極Tx不同之位置。可藉由此種結構,而區分因對象物接近所導致之觸控檢測信號Vdet之變動與其他原因造成之變動。又,由於可在相對穩定之環境下使用電容器Cref,故而可穩定地修正觸控檢測信號Vdet,抑制檢測對象物之接近或接觸時之精度降低,從而更確實地檢測觸控動作。繼之,說明用於以修正輸出值Vref修正觸控檢測信號Vdet之修正用之電路之例。
[1-4.修正用之電路之例]
圖13-1至圖15係表示修正用之電路之例之圖。圖16係圖15所示之修正用之電路之時序圖。圖16之橫軸係時間T。以下,按照圖13-1所示之第1電路例、圖13-2所示之第2電路例、圖14所示之第3電路例、圖15所示之第4電路例之順序進行說明。下述例中之電路亦可包含觸控檢測部40之一部分、例如信號放大部42、A/D轉換部43、信號處理部44等。
(第1電路例)
圖13-1所示之修正用之電路(修正電路)50係實現圖7-1所示之修正處理之一例。於修正電路50中,在觸控檢測電極Rx0、…Rxm與驅動電極Tx0、Tx1、…Txn交叉之部分分別形成有靜電電容Ctr00、…Ctr0n、…Ctrm0、…Ctrmn。於修正電路50中,將觸控檢測用信號TSVcom自驅動部14經由多工器輸入至各個驅動電極Tx0、Tx1、…Txn。符號Rx、Tx、Ctr中標註之m、n為0以上之整數,且m+1表示
觸控檢測電極Rx之數量,n+1表示驅動電極Tx之數量(以下相同)。
來自觸控檢測電極Rx0、…Rxm之輸出值係輸入至信號放大器CI0、…CIm。於修正電路50中,將來自驅動部14之觸控檢測用信號TSVcom直接輸入至電容器Cref。來自電容器Cref之輸出值係輸入至信號放大器CIref。信號放大器CI0、…CIm、CIref(相當於信號放大部42)之輸出係於輸入至取樣保持電路SH0、…SHm、SHref之後,自取樣保持電路SH0、…SHm、SHref經由多工器16輸入至ADC(Analog Digital Converter,類比數位轉換器)43C。ADC43C相當於觸控檢測部40之A/D轉換部43。信號放大器CI0、…CIm、CIm係例如將運算放大器與電容器組合而成之積分電路。
於修正電路50中,多工器15係依序切換複數個驅動電極Tx0、Tx1、…Txn。多工器16係依序切換複數個觸控檢測電極Rx0、…Rxm。例如,於由多工器15選擇驅動電極Tx0之情形時,來自各個觸控檢測電極Rx0、…Rxm之觸控檢測信號Vdet經信號放大器CI0、…CIm放大後被輸入至取樣保持電路SH0、…SHm。又,作為來自電容器Cref之輸出值之修正輸出值Vref經信號放大器CIref放大後被輸入至取樣保持電路SHref。
繼之,多工器16係依序切換取樣保持電路SH0、…SHm、SHref,且將各個輸出輸出至ADC43C。已獲取ADC43C之輸出之信號處理部44求出各個取樣保持電路SH0、…SHm之輸出(相當於觸控檢測信號Vdet)與取樣保持電路SHref之輸出(相當於修正輸出值Vref)之差值。各個取樣保持電路SH0、…SHm之輸出相當於觸控檢測信號Vdet,且取樣保持電路SHref之輸出相當於修正輸出值Vref,故而該等差值成為修正觸控檢測信號Vdetc。若已對驅動電極Tx0獲得修正觸控檢測信號Vdetc,則多工器15將驅動電極Tx1~Txn為止依序切換。多工器16及信號處理部44亦對於驅動電極Tx1~Txn,與驅動電極Tx0
同樣地獲得對應於觸控檢測電極Rx0、…Rxm之修正觸控檢測信號Vdetc。藉此,觸控檢測部40可獲取對應於所有之觸控檢測電極Rx之修正觸控檢測信號Vdetc,因此,可排除雜訊之影響,抑制檢測對象物之接近或接觸時之精度降低,從而更確實地檢測觸控動作。
於修正電路50不包括多工器16之情形時,ADC43C配備將觸控檢測電極Rx0、…Rxm之數量與電容器Cref之配線Rxref之數量相加所得之數量、即m+2個(以下例中亦相同)。
(第2電路例)
圖13-2所示之第2修正電路50A係實現圖7-2所示之修正之處理之一例。修正電路50A係相對於各個觸控檢測電極Rx0、…Rxm而包括電容器Cref。即,修正電路50A包括m個電容器Cref1、…Crefm。來自驅動部14之觸控檢測用信號TSVcom係經反相器51反轉後被輸入至各個電容器Cref1、…Crefm。反轉後之觸控檢測用信號為TSVcom-1。
作為來自觸控檢測電極Rx0、…Rxm之輸出值之觸控檢測信號Vdet與作為來自電容器Cref1、…Crefm之輸出值之修正輸出值Vref之和成為作為來自觸控檢測電極Rx之輸出值之修正值之修正觸控檢測信號Vdetc。如此一來,便可自各個觸控檢測電極Rx0、…Rxm獲得將觸控檢測信號Vdet減去修正輸出值Vref所得之修正觸控檢測信號Vdetc。
來自各個觸控檢測電極Rx0、…Rxm之修正觸控檢測信號Vdetc係經信號放大器CI0、…CIm(相當於信號放大部42A)放大後被輸入至多工器16。多工器16係藉由依序切換觸控檢測電極Rx0、…Rxm而將放大後之修正觸控檢測信號Vdetc經由ADC43C輸出至信號處理部44。藉由此種修正電路50A,觸控檢測部40可獲取對應於所有之觸控檢測電極Rx之修正觸控檢測信號Vdetc,因此,可排除雜訊之影響,抑制檢測對象物之接近或接觸時之精度降低,從而更確實地檢測觸控動作。
(第3電路例)
圖14所示之修正電路50B係與圖13-2所示之修正電路50相同,但產生被輸入至電容器Cref之經反轉之觸控檢測用信號TSVcom-1之方法不同。驅動部14a包括:第1驅動部14f,其產生觸控檢測用信號TSVcom;及作為如下電路之第2驅動部14s,該電路係使第1驅動部14f所產生之觸控檢測用信號TSVcom之相位反轉180度者。第1驅動部14f與第2驅動部14s係例如利用運算放大器之電路,且分別相反地輸入H(High,高)信號與L(Low,低)信號。若如此地將時鐘信號CK給予至第1驅動部14f與第2驅動部14s,則獲得觸控檢測用信號TSVcom、及使該觸控檢測用信號TSVcom之相位反轉180度所得之反轉觸控檢測用信號TSVcom-1。藉此,可獲得將觸控檢測信號Vdet減去修正輸出值Vref所得之修正觸控檢測信號Vdetc。修正電路50B之信號放大部42A、ADC43C及其他結構係與修正電路50A相同,故省略其等之說明。
(第4電路例)
圖15所示之修正電路50C係使用保持電路,修正觸控檢測信號Vdet。於修正電路50C中,將來自驅動部14之觸控檢測用信號TSVcom以同相位輸入至驅動電極Tx0、Tx1、…Txn及電容器Cref。對驅動電極Tx0、Tx1、…Txn,經由多工器15而輸入觸控檢測用信號TSVcom。將來自觸控檢測電極Rx之電荷與蓄積於電容器Cref之電荷分別暫時蓄積於第1蓄電器57_0、57_1、…57_m與第2蓄電器58_0、58_1、…58_m。其後,求出蓄積於電容器Cref之電荷與來自觸控檢測電極Rx之電荷之差值,並將所獲得之差值作為來自觸控檢測電極Rx之輸出值之修正值即修正觸控檢測信號Vdetc。於本實施形態中,第1蓄電器57_0、57_1、…57_m及第2蓄電器58_0、58_1、…58_m均為電容器,但只要具有蓄電功能,則不限定於此。又,於本實施形態中,
第1蓄電器57_0、57_1、…57_m與第2蓄電器58_0、58_1、…58_m之靜電電容相等。
信號放大部42C包括對應於各個觸控檢測電極Rx0、Rx1、…Rxm之信號放大器CI0、…CIm。各個信號放大器CI0、…CIm係例如包括包含運算放大器與電容器之積分電路。作為電容器Cref之輸出之修正輸出值Vref係輸入至信號放大器CIref。信號放大器CI0、…CIm、CIref相當於信號放大部42C。
對信號放大器CI0、…CIm之輸出部電性連接第1開關SW1_0、SW1_1、…SW1_m。又,第1開關SW1_0、SW1_1、…SW1_m係分別與取樣保持電路SH0、…SHm之輸入部電性連接。即,信號放大器CI0、…CIm係經由第1開關SW1_0、SW1_1、…SW1_m而與取樣保持電路SH0、…SHm電性連接。
對被輸入作為電容器Cref之輸出之修正輸出值Vref之信號放大器CIref之輸出部,電性且並聯地連接第2開關SW2_0、SW2_1、…SW2_m。又,各個第2開關SW2_0、SW2_1、…SW2_m係經由第2蓄電器58_0、58_1、…58_m而電性連接於第1開關SW1_0、SW1_1、…SW1_m與取樣保持電路SH0、…SHm之間。
第2開關SW2_0、SW2_1、…SW2_m與第2蓄電器58_0、58_1、…58_m之間之配線係經由第3開關SW3_0、SW3_1、…SW3_m而接地。又,第2蓄電器58_0、58_1、…58_m與取樣保持電路SH0、…SHm之間之配線係經由第4開關SW4_0、SW4_1、…SW4_m而接地。進而,第1開關SW1_0、SW1_1、…SW1_m與第2蓄電器58_0、58_1、…58_m之間之配線係經由第1蓄電器57_0、57_1、…57_m而接地。繼之,參照圖16,對修正電路50C之動作進行說明。
於修正電路50C中,若第3開關SW3_0、SW3_1、…SW3_m成為接通,則藉由修正輸出值Vref而修正觸控檢測信號Vdet。又,如圖15
所示,若第4開關SW4_0、SW4_1、…SW4_m成為接通,則蓄積於第1蓄電器57_0、57_1、…57_m及第2蓄電器58_0、58_1、…58_m之電荷流向接地側,因此,該等電荷成為0。即,若第4開關SW4_0、SW4_1、…SW4_m成為接通,則修正電路50B被重置。
如圖16所示,自驅動部14輸入至驅動電極Tx0、Tx1、…Txn及電容器Cref之觸控檢測用信號TSVcom係以特定之週期重複H(High)狀態與L(Low)狀態。於時間T=T1~T2時,第4開關SW4_0、SW4_1、…SW4_m成為接通,故修正電路50C為重置狀態。於時間T=T2時,第4開關SW4_0、SW4_1、…SW4_m及第3開關SW3_0、SW3_1、…SW3_m成為斷開。於該狀態下,若第1開關SW1_0、SW1_1、…SW1_m及第2開關SW2_0、SW2_1、…SW2_m同時接通,則開始對第1蓄電器57_0、57_1、…57_m及第2蓄電器58_0、58_1、…58_m進行充電。此時,於第1蓄電器57_0、57_1、…57_m中蓄積與自觸控輸出電極Rx0、Rx1、…Rxm輸出且經信號放大器CI0、…CIm處理之觸控檢測信號Vdet之電壓及第1蓄電器57_0、57_1、…57_m之靜電電容相應之電荷。又,於第2蓄電器58_0、58_1、…58_m中蓄積與自電容器Cref輸出且經信號放大器CIref處理之修正輸出值Vref之電壓及第2蓄電器58_0、58_1、…58_m之靜電電容相應之電荷。
於時間T=T3時,第1開關SW1_0、SW1_1、…SW1_m及第2開關SW2_0、SW2_1、…SW2_m同時地斷開,故而,對第1蓄電器57_0、57_1、…57_m及第2蓄電器58_0、58_1、…58_m之充電結束。繼之,於時間T=T4時,第3開關SW3_0、SW3_1、…SW3_m成為接通。如此一來,蓄積於第2蓄電器58_0、58_1、…58_m之電荷之一部分經由第3開關SW3_0、SW3_1、…SW3_m流向接地側。其結果,相當於蓄積在第1蓄電器57_0、57_1、…57_m之電荷與蓄積在第2蓄電器58_0、58_1、…58_m之電荷之差值之電壓被施加至取樣保持電路
SH0、…SHm之輸入部。如此般,修正電路50C可將來自觸控檢測電極Rx之觸控檢測信號Vdet利用以相同之時序獲取之來自電容器Cref之修正輸出值Vref進行修正。更具體而言,修正電路50C可獲得相當於觸控檢測信號Vdet與修正輸出值Vref之差值之修正觸控檢測信號Vdetc。對取樣保持電路SH0、…SHm輸入修正觸控檢測信號Vdetc。該修正觸控檢測信號Vdetc係藉由多工器16而依序經由ADC43C輸出至信號處理部44。
於時間T=T5時,第4開關SW4_0、SW4_1、…SW4_m成為接通,故修正電路50C被重置。於時間T=T6時,第3開關SW3_0、SW3_1、…SW3_m及第4開關SW4_0、SW4_1、…SW4_m成為斷開,對第1蓄電器57_0、57_1、…57_m及第2蓄電器58_0、58_1、…58_m之充電準備再次完成。以後,重複進行充電、修正、重置。
修正電路50C係藉由使用第1蓄電器57_0、57_1、…57_m及第2蓄電器58_0、58_1、…58_m之電荷之保持電路而修正來自觸控檢測電極Rx之觸控檢測信號Vdet。因如此之電路構成,修正電路50C具有一個電容器Cref便足夠之優點。
已說明3例之修正電路50、50A、50B、50C,但本實施形態之修正電路並不限定於該等。例如,觸控檢測部40亦可使用由ADC43C將觸控檢測信號Vdet及修正輸出值Vref數位轉換後之數位值進行算術處理,求出修正觸控檢測信號Vdetc。
[1-5.關於電容器之配置]
如上所述,電容器Cref係配置於與檢測觸控檢測裝置1之對象物之區域、具體而言與配置有驅動電極Tx及觸控檢測電極Rx之區域不同之位置。如此一來,抑制了因手指等對象物接近於觸控檢測電極Rx引起之電容器Cref之靜電電容之變化。其結果,修正觸控檢測信號Vdet時之精度提昇。
又,電容器Cref較佳為與觸控檢測部40接近地配置。藉此,可極力地抑制來自觸控檢測裝置1之外部之雜訊之影響。再者,於藉由IC或將複數個電子零件集成而成之電子零件集合體等而實現觸控檢測部40之情形時,電容器Cref亦可配置於觸控檢測部40之內部。藉此,可極力地抑制來自觸控檢測裝置1之外部之雜訊之影響。
電容器Cref亦可安裝於安裝有觸控檢測部40之基板。藉此,將觸控檢測部40與電容器Cref連接之配線之操作變得容易。
將電容器Cref與驅動部14電性連接之配線較佳為長於將電容器Cref與觸控檢測部40電性連接之配線。其原因在於,由於驅動部14為低阻抗,故來自觸控檢測裝置1之外部之雜訊造成之影響相對較小。因此,可增長將電容器Cref與驅動部14電性連接之配線,縮短將電容器Cref與觸控檢測部40電性連接之配線。其結果,可更接近觸控檢測部40地配置電容器Cref,因此,可極力地抑制來自觸控檢測裝置1之外部之雜訊之影響。
[2-1.附觸控檢測功能之顯示裝置]
作為本揭示之應用例,說明將上述觸控檢測裝置1應用於附觸控檢測功能之顯示裝置之例。
圖17係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之附觸控檢測功能之顯示裝置之圖。圖18係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之附觸控檢測功能之顯示裝置之概略剖面結構之剖面圖。圖19係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之附觸控檢測功能之顯示裝置之像素排列之電路圖。附觸控檢測功能之顯示裝置7包括附觸控檢測功能之顯示部10、控制部11、閘極驅動器12、源極驅動器13、作為驅動電極驅動器之驅動部14、及觸控檢測部40。該附觸控檢測功能之顯示裝置7係內置觸控檢測裝置1之觸控檢測功能之顯示器件。附觸控檢測功能之顯
示裝置7係包括如下附觸控檢測功能之顯示部10之所謂內嵌型之裝置,該附觸控檢測功能之顯示部10係將使用液晶顯示元件作為顯示元件之液晶顯示器20與觸控檢測裝置1所包括之靜電電容式觸控檢測器30一體化而成者。再者,附觸控檢測功能之顯示裝置7亦可為於使用液晶顯示元件作為顯示元件之液晶顯示器20之上安裝有靜電電容式觸控檢測器30之所謂之表嵌型之器件。
如下所述,液晶顯示器20係按照自閘極驅動器12供給之掃描信號Vscan,以1水平線為單位依序掃描地進行顯示之器件。控制部11係基於自外部供給之影像信號Vdisp,對閘極驅動器12、源極驅動器13、驅動部14及觸控檢測部40分別發送控制信號,且以該等相互同步地動作之方式進行控制。控制部11係例如微電腦。
閘極驅動器12具有基於自控制部11發送之控制信號,依序選擇成為附觸控檢測功能之顯示裝置7之顯示驅動對象之1水平線之功能。源極驅動器13係基於自控制部11發送之控制信號,對附觸控檢測功能之顯示裝置7之下述各像素Pix發送像素信號Vpix之電路。
驅動部14係基於自控制部11發送之控制信號,對附觸控檢測功能之顯示裝置7之下述驅動電極COML供給驅動信號Vcom之電路。如圖18、圖19所示,附觸控檢測功能之顯示裝置7包括像素基板2、與該像素基板2對向地配置之對向基板3、及設置於像素基板2與對向基板3之間之液晶層6。
像素基板2包括作為電路基板之TFT(TFT:Thin Film Transistor,薄膜電晶體)基板21、及矩陣狀地配設於該TFT基板21上之複數個像素電極22。於TFT基板21形成有圖19所示之各像素Pix之薄膜電晶體(TFT)元件Tr、對各像素電極22供給像素信號Vpix之像素信號線SGL及驅動各TFT元件Tr之掃描信號線GCL等配線。圖19所示之液晶顯示器20包括呈矩陣狀排列之複數個像素Pix。像素Pix包括TFT元件Tr及
液晶元件LC。TFT元件Tr係由薄膜電晶體形成,且於該例中為n通道MOS(Metal Oxide Semiconductor,金屬氧化物半導體)型TFT。TFT元件Tr之源極係與像素信號線SGL電性連接,閘極係與掃描信號線GCL電性連接,汲極係與液晶元件LC之一端電性連接。液晶元件LC係一端與TFT元件Tr之汲極電性連接,另一端與驅動電極COML電性連接。
像素Pix係藉由掃描信號線GCL而與液晶顯示器20之屬於相同列之其他像素Pix相互電性連接。掃描信號線GCL係與閘極驅動器12電性連接,且自閘極驅動器12發送掃描信號Vscan。又,像素Pix係藉由像素信號線SGL而與液晶顯示器20之屬於相同行之其他像素Pix相互電性連接。像素信號線SGL係與源極驅動器13電性連接,且自源極驅動器13發送像素信號Vpix。進而,像素Pix係藉由驅動電極COML而與液晶顯示器20之屬於相同列之其他像素Pix相互電性連接。驅動電極COML係與驅動部14連接,且自驅動部14發送驅動信號Vcom(顯示驅動信號Vcomd及觸控檢測用信號TSVcom)。即,於該例中,屬於同一列之複數個像素Pix共有1條驅動電極COML。
圖17所示之閘極驅動器12係藉由將掃描信號Vscan經由圖19所示之掃描信號線GCL施加至像素Pix之TFT元件Tr之閘極,而依序選擇呈矩陣狀形成於液晶顯示器20之像素Pix中之1列(1水平線)作為顯示驅動之對象。圖17所示之源極驅動器13係將像素信號Vpix經由圖19所示之像素信號線SGL分別發送至構成由閘極驅動器12依序選擇之1水平線之各像素Pix。而且,該等像素Pix相應於被發送之像素信號Vpix地顯示1水平線。圖17所示之驅動部14係施加顯示驅動信號Vcomd,且以圖18及圖19所示之包含特定條數之驅動電極COML之區塊為單位將驅動電極COML驅動。
如上所述,於液晶顯示器20中,閘極驅動器12藉由以對掃描信
號線GCL進行線序掃描之方式驅動而依序選擇1水平線。又,液晶顯示器20係藉由源極驅動器13對屬於1水平線之像素Pix發送像素信號Vpix而以1水平線為單位進行顯示。於進行該顯示動作時,驅動部14對與1水平線對應之包含驅動電極COML之驅動信號施加區塊施加顯示驅動信號Vcomd。
對向基板3包含:玻璃基板31;濾色器32,其形成於該玻璃基板31之一面;及複數個驅動電極COML,其等形成於位於為與玻璃基板31相反側之濾色器32之表面上。於玻璃基板31之另一面形成有觸控檢測器30之檢測電極即觸控檢測電極Rx,進而,於該觸控檢測電極上配設有偏光板35。
濾色器32係將例如紅(R)、綠(G)、藍(B)之3色之濾色層週期性地排列,且以R、G、B之3色為1組對應於上述圖19所示之各像素Pix。
驅動電極COML係作為液晶顯示器20之共通驅動電極發揮功能,並且亦作為觸控檢測器30之驅動電極發揮功能。即,驅動電極COML係對應於觸控檢測器30之驅動電極Tx。於本實施形態中,一個驅動電極COML以對應於一個像素電極22(構成一列之像素電極22)之方式配置。驅動電極COML係經由未圖示之具有導電性之接觸式導電柱,自驅動部14對驅動電極COML施加交流矩形波形之驅動信號Vcom(顯示驅動信號Vcomd及上述觸控檢測用信號TSVcom)。
液晶層6係根據電場之狀態,將通過自身之光進行調變。液晶層6係使用例如TN(Twisted Nematic,扭轉向列)模式、VA(Vertical Aligned,垂直配向)模式、ECB(Electrically Controlled Birefingence,電控雙折射)模式等各種模式之液晶。再者,於液晶層6與像素基板2之間及液晶層6與對向基板3之間分別配設有配向膜,又,亦可於像素基板2之下表面側配置入射側偏光板。
驅動電極COML係作為液晶顯示器20之共通驅動電極發揮功能,
並且亦作為觸控檢測器30之驅動電極Tx發揮功能。因此,存在驅動信號Vcom相互受到影響之可能性。因此,驅動電極COML分為進行顯示動作之顯示動作期間Pd與進行觸控檢測動作之觸控檢測動作期間Pt,施加驅動信號Vcom。驅動部14係於進行顯示動作之顯示動作期間Pd,施加顯示驅動信號Vcomd作為驅動信號Vcom。而且,驅動部14係於進行觸控檢測動作之觸控檢測動作期間Pt,施加觸控檢測用信號TSVcom作為驅動信號Vcom。
控制部11係基於自外部供給之影像信號Vdisp,對閘極驅動器12、源極驅動器13、驅動部14及觸控檢測部40分別供給控制信號,且以該等相互同步地動作之方式進行控制。閘極驅動器12係於顯示動作期間Pd,對液晶顯示器20供給掃描信號Vscan,依序選擇成為顯示驅動之對象之1水平線。源極驅動器13係於顯示動作期間Pd,對構成由閘極驅動器12選擇之1水平線之各像素Pix供給像素信號Vpix。
驅動部14係於顯示動作期間Pd,對1水平線之驅動電極區塊施加顯示驅動信號Vcomd作為驅動信號Vcom。又,驅動部14係於觸控檢測動作期間Pt,對觸控檢測動作之驅動電極區塊依序施加頻率高於顯示驅動信號Vcomd之觸控檢測用信號TSVcom作為驅動信號Vcom,從而依序選擇1檢測區塊。
附觸控檢測功能之顯示裝置7係於顯示動作期間Pd基於由閘極驅動器12、源極驅動器13及驅動部14供給之信號進行顯示動作。附觸控檢測功能之顯示裝置7係於觸控檢測動作期間Pt基於自驅動部14供給之信號檢測觸控動作,且自觸控檢測電極Rx輸出觸控檢測信號Vdet。信號放大部42係將觸控檢測信號Vdet放大地輸出。A/D轉換部43係以與觸控檢測用信號TSVcom同步之時序將自信號放大部42輸出之類比信號轉換為數位信號。信號處理部44係基於A/D轉換部43之輸出信號,檢測對於觸控檢測器30之觸控動作之有無。座標擷取部45係於信
號處理部44檢測到觸控動作時,求出在該觸控檢測裝置中之座標。
附觸控檢測功能之顯示裝置7包括觸控檢測裝置1,故而,即便於電源電壓產生變動或電源線路中載有雜訊之情形時,亦可確實地檢測觸控動作。尤其,於如1個附觸控檢測功能之顯示裝置7中組裝有液晶顯示器20與觸控檢測裝置1所包括之觸控檢測器30之情形時,與各自單獨地使用之情形相比,溫度之變動及電源電壓之變動較大。觸控檢測裝置1較佳為即便於此種環境下亦可確實地檢測觸控動作。
[2-2.電子機器]
作為本揭示之應用例,說明將上述觸控檢測裝置1應用於電子機器之例。
圖20~圖31係表示包括本實施形態之觸控檢測裝置之電子機器之一例之圖。觸控檢測裝置1可應用於電視裝置、數位相機、筆記型個人電腦、行動電話等移動終端裝置或視訊攝影機等所有領域之電子機器。換言之,觸控檢測裝置1可應用於將自外部輸入之影像信號或於內部產生之影像信號以圖像或影像顯示之所有領域之電子機器。
(應用例1)
圖20所示之電子機器係應用觸控檢測裝置1之電視裝置。該電視裝置包括例如包含前面板511及濾光玻璃512之影像顯示畫面部510,且該影像顯示畫面部510中應用觸控檢測裝置1。即,電視裝置之畫面不僅具有顯示圖像之功能,而且具有檢測觸控動作之功能。
(應用例2)
圖21及圖22所示之電子機器係應用觸控檢測裝置1之數位相機。該數位相機包括例如閃光燈用之發光部521、顯示部522、選單開關523及快門按鈕524,且該顯示部522中應用觸控檢測裝置1。因此,該數位相機之顯示部522不僅具有顯示圖像之功能,而且具有檢測觸控動作之功能。
(應用例3)
圖23所示之電子機器係表現應用觸控檢測裝置1之視訊攝影機之外觀。該視訊攝影機例如包括:本體部531、設置於該本體部531之前方側面之被攝體攝影用之透鏡532、攝影時之開始/結束開關533及顯示部534。而且,顯示部534中應用觸控檢測裝置1。因此,該視訊攝影機之顯示部534不僅具有顯示圖像之功能,而且具有檢測觸控動作之功能。
(應用例4)
圖24所示之電子機器係應用觸控檢測裝置1之筆記型個人電腦。該筆記型個人電腦例如包括本體541、用於文字等輸入操作之鍵盤542及顯示圖像之顯示部543。顯示部543係應用有觸控檢測裝置1。因此,該筆記型個人電腦之顯示部543不僅具有顯示圖像之功能,而且具有檢測觸控動作之功能。
(應用例5)
圖25~圖31所示之電子機器係應用觸控檢測裝置1之行動電話機。該行動電話機係例如將上側殼體551與下側殼體552以連結部(鉸鏈部)553連結而成者,且包括顯示器554、次顯示器555、圖片燈556及相機557。該顯示器554安裝有觸控檢測裝置1。因此,該行動電話機之顯示器554不僅具有顯示圖像之功能,而且具有檢測觸控動作之功能。
本揭示係包含以下態樣。
(1)一種觸控檢測裝置,其包括:驅動部,其係為了檢測對象物之接近或接觸,而將特定之週期內至少大小產生變動之激發信號給予至第1電極;檢測部,其係與對向於上述第1電極之第2電極電性連接,且基
於來自上述第2電極之輸出值,檢測上述對象物之接近或接觸;及元件,其將上述驅動部與上述檢測部電性連接,輸入有來自上述驅動部之上述激發信號,且具有特定大小之靜電電容;該觸控檢測裝置係使用以相同之時序獲取之來自上述元件之輸出值及來自上述第2電極之輸出值,修正來自上述第2電極之輸出值。
(2)如上述(1)之觸控檢測裝置,其中對上述第1電極與上述元件,以相同之時序輸入上述激發信號。
(3)如上述(1)之觸控檢測裝置,其中將輸入至上述第1電極之上述激發信號實施反轉後輸入至上述元件,且來自上述第2電極之輸出值與來自上述元件之輸出值之和成為來自上述第2電極之輸出值之修正值。
(4)如上述(3)之觸控檢測裝置,其中輸入至上述元件之上述激發信號係由反相器進行反轉。
(5)如上述(3)之觸控檢測裝置,其中輸入至上述元件之上述激發信號係由使相位反轉之電路進行反轉。
(6)如上述(1)之觸控檢測裝置,其中對上述第1電極及上述元件,以同相位輸入來自上述驅動部之上述激發信號,且於將蓄積於上述元件之電荷與來自上述第2電極之電荷分別暫時蓄積之後,求出兩者之電荷之差值,並將所得之上述差值設為來自上述第2電極之輸出值之修正值。
(7)如上述(1)之觸控檢測裝置,其中上述元件係與上述檢測部接近地配置。
(8)如上述(7)之觸控檢測裝置,其中上述元件係安裝於安裝有上述檢測部之基板。
(9)如上述(1)之觸控檢測裝置,其中將上述元件與上述驅動部電性連接之配線長於將上述元件與上述檢測部電性連接之配線。
(10)如上述(1)之觸控檢測裝置,其中上述檢測部與上述驅動部係作為獨立之電子零件而分離。
(11)如上述(1)之觸控檢測裝置,其中上述電子零件係IC或IC封裝。
(12)一種附觸控檢測功能之顯示裝置,其包括觸控檢測裝置,該觸控檢測裝置包含:驅動部,其係為了檢測對象物之接近或接觸,而將特定之週期內至少大小產生變動之激發信號給予至第1電極;檢測部,其係與對向於上述第1電極之第2電極電性連接,且基於來自上述第2電極之輸出值,檢測上述對象物之接近或接觸;及元件,其將上述驅動部與上述檢測部電性連接,輸入有來自上述驅動部之上述激發信號,且具有特定大小之靜電電容;該觸控檢測裝置係使用以相同之時序獲取之來自上述元件之輸出值及來自上述第2電極之輸出值,修正來自上述第2電極之輸出值。
(13)一種電子機器,其包括觸控檢測裝置,該觸控檢測裝置包含:驅動部,其係為了檢測對象物之接近或接觸,而將特定之週期內至少大小產生變動之激發信號給予至第1電極;檢測部,其係與對向於上述第1電極之第2電極電性連接,且基於來自上述第2電極之輸出值,檢測上述對象物之接近或接觸;及元件,其將上述驅動部與上述檢測部電性連接,輸入有來自上述驅動部之上述激發信號,且具有特定大小之靜電電容;該觸控檢測裝置係使用以相同之時序獲取之來自上述元件之輸出值及來自上述第2電極之輸出值,修正來自上述第2電極之輸出值。
以上,對本揭示進行了說明,但本揭示並非被上述內容限定。又,上述本揭示之構成要素中包含業者可容易設想者、實質上相同
者、所謂之均等之範圍者。進而,上述構成要素可適當組合。又,可於不脫離本揭示之精神之範圍內進行構成要素之各種省略、置換及變更。
Claims (12)
- 一種觸控檢測裝置,其包括:驅動部,其係為了檢測對象物之接近或接觸,而將特定之週期內至少大小產生變動之激發信號給予至第1電極;檢測部,其係與對向於上述第1電極之第2電極電性連接,且基於來自上述第2電極之輸出值,檢測上述對象物之接近或接觸;及元件,其將上述驅動部與上述檢測部電性連接,並輸入有來自上述驅動部之上述激發信號,且具有特定大小之靜電電容;該觸控檢測裝置係使用以相同之時序獲取之來自上述元件之輸出值及來自上述第2電極之輸出值,修正來自上述第2電極之輸出值;將輸入至上述第1電極之上述激發信號實施反轉後輸入至上述元件,且來自上述第2電極之輸出值與來自上述元件之輸出值之和成為來自上述第2電極之輸出值之修正值。
- 如請求項1之觸控檢測裝置,其中輸入至上述元件之上述激發信號係由反相器進行反轉。
- 如請求項1之觸控檢測裝置,其中輸入至上述元件之上述激發信號係由使相位反轉之電路進行反轉。
- 一種觸控檢測裝置,其包括:驅動部,其係為了檢測對象物之接近或接觸,而將特定之週期內至少大小產生變動之激發信號給予至第1電極;檢測部,其係與對向於上述第1電極之第2電極電性連接,且基於來自上述第2電極之輸出值,檢測上述對象物之接近或接 觸;及元件,其將上述驅動部與上述檢測部電性連接,並輸入有來自上述驅動部之上述激發信號,且具有特定大小之靜電電容;該觸控檢測裝置係使用以相同之時序獲取之來自上述元件之輸出值及來自上述第2電極之輸出值,修正來自上述第2電極之輸出值;對上述第1電極及上述元件,以同相位輸入來自上述驅動部之上述激發信號,且於將蓄積於上述元件之電荷與來自上述第2電極之電荷分別暫時蓄積之後,求出兩者之電荷之差值,並將所得之上述差值設為來自上述第2電極之輸出值之修正值。
- 如請求項1或4之觸控檢測裝置,其中對上述第1電極與上述元件以相同之時序輸入上述激發信號。
- 如請求項1或4之觸控檢測裝置,其中上述元件係與上述檢測部接近地配置。
- 如請求項6之觸控檢測裝置,其中上述元件係安裝於安裝有上述檢測部之基板。
- 如請求項1或4之觸控檢測裝置,其中將上述元件與上述驅動部電性連接之配線長於將上述元件與上述檢測部電性連接之配線。
- 如請求項1或4之觸控檢測裝置,其中上述檢測部與上述驅動部係作為獨立之電子零件而分離。
- 如請求項9之觸控檢測裝置,其中上述電子零件係IC或IC封裝。
- 一種附觸控檢測功能之顯示裝置,其包括如請求項1至10之任一觸控檢測裝置。
- 一種包含觸控檢測裝置之電子機器,其中該觸控檢測裝置係如請求項1至10之任一觸控檢測裝置。
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