Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2017146905A - タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び制御方法 - Google Patents

タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017146905A
JP2017146905A JP2016029958A JP2016029958A JP2017146905A JP 2017146905 A JP2017146905 A JP 2017146905A JP 2016029958 A JP2016029958 A JP 2016029958A JP 2016029958 A JP2016029958 A JP 2016029958A JP 2017146905 A JP2017146905 A JP 2017146905A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
signal value
unit
touch detection
value corresponding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016029958A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6526584B2 (ja
Inventor
真也 井内
Masaya Iuchi
真也 井内
政寛 富樫
Masahiro Togashi
政寛 富樫
倉澤 隼人
Hayato Kurasawa
隼人 倉澤
倫生 山本
Michio Yamamoto
倫生 山本
辰憲 永井
Tatsunori Nagai
辰憲 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Display Inc filed Critical Japan Display Inc
Priority to JP2016029958A priority Critical patent/JP6526584B2/ja
Priority to US15/432,257 priority patent/US10788932B2/en
Priority to CN201710085224.0A priority patent/CN107102763A/zh
Publication of JP2017146905A publication Critical patent/JP2017146905A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6526584B2 publication Critical patent/JP6526584B2/ja
Priority to US17/002,081 priority patent/US11467682B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412Digitisers structurally integrated in a display
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04164Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G06F3/041662Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving using alternate mutual and self-capacitive scanning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04182Filtering of noise external to the device and not generated by digitiser components
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04184Synchronisation with the driving of the display or the backlighting unit to avoid interferences generated internally
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0447Position sensing using the local deformation of sensor cells
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/045Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using resistive elements, e.g. a single continuous surface or two parallel surfaces put in contact
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/041012.5D-digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface and also measures the distance of the input means within a short range in the Z direction, possibly with a separate measurement setup
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04104Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04108Touchless 2D- digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface without distance measurement in the Z direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

【課題】複数の被検出物の各々が入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する。【解決手段】複数の被検出物が入力面と垂直な方向で重なる複数の領域の各々の接触に応じた信号値を出力する第1検出部と、複数の被検出物が入力面を押下する圧力に応じた信号値を出力する第2検出部と、複数の領域の各々の接触に応じた信号値と、複数の被検出物が入力面を押下する圧力に応じた信号値と、接触に応じた信号値当たりの圧力に応じた信号値であるリファレンス値と、に基づいて、複数の被検出物の各々が入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する制御部と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び制御方法に関する。
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着され、又は表示装置と一体化されて、タッチ検出機能付き表示装置として用いられる。そして、タッチ検出機能付き表示装置は、表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、タッチパネルを通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能としている。
下記の特許文献1には、操作面上の押圧位置に加えて、押圧力をも検出することができるタッチパネルが記載されている。
特開2015−41160号公報
特許文献1記載のタッチパネルでは、複数の第三電極に対応する複数の領域の各々が、押圧力を検出できる単位領域である。特許文献1記載のタッチパネルでは、複数の物体が1つの単位領域を押圧した場合には、複数の物体の各々の押圧力を検出できない。
本発明は、複数の被検出物の各々が入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出できるタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び制御方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様のタッチ検出装置は、複数の被検出物が入力面と垂直な方向で重なる複数の領域の各々の接触に応じた信号値を出力する第1検出部と、前記複数の被検出物が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を出力する第2検出部と、前記複数の領域の各々の接触に応じた信号値と、前記複数の被検出物が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値と、前記接触に応じた信号値当たりの圧力に応じた信号値であるリファレンス値と、に基づいて、前記複数の被検出物の各々が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する制御部と、を備える。
本発明の一態様のタッチ検出機能付き表示装置は、複数の被検出物が入力面と垂直な方向で重なる複数の領域の各々の接触に応じた信号値を出力する第1検出部と、前記入力面に向けて画像を表示する表示部と、前記複数の被検出物が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を出力する第2検出部と、前記複数の領域の各々の接触に応じた信号値と、前記複数の被検出物が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値と、前記接触に応じた信号値当たりの圧力に応じた信号値であるリファレンス値と、に基づいて、前記複数の被検出物の各々が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する制御部と、を備える。
本発明の一態様の制御方法は、第1検出部から出力される前記複数の被検出物が前記入力面と垂直な方向で重なる複数の領域の各々の接触に応じた信号値と、第2検出部から出力される前記複数の被検出物が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値と、前記接触に応じた信号値当たりの圧力に応じた信号値であるリファレンス値と、に基づいて、前記複数の被検出物の各々が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する。
図1は、本発明の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を示すブロック図である。 図2は、タッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の第1構成例を示すブロック図である。 図3は、タッチ検出デバイスに生じる容量の例を示す説明図である。 図4は、タッチ検出デバイスの等価回路の例を示す説明図である。 図5は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。 図6は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。 図7は、タッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。 図8は、タッチ検出機能付き表示部の画素配置を表す回路図である。 図9は、タッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を表す斜視図である。 図10は、タッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の第2構成例を示すブロック図である。 図11は、自己静電容量方式のタッチ検出デバイスの等価回路の例を表す説明図である。 図12は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。 図13は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの第2構成例を示す図である。 図14は、タッチ検出機能付き表示装置の第1構成例を示す分解斜視図である。 図15は、バックライトユニットを示す分解斜視図である。 図16は、図14に示したタッチ検出機能付き表示装置の構成を示す断面図である。 図17は、タッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出電極、駆動電極ブロック及び筐体を示す斜視図である。 図18は、タッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出電極、駆動電極ブロック及び筐体の構成例2を示す斜視図である。 図19は、タッチ検出機能付き表示装置の構造例を示す断面図である。 図20は、タッチ検出機能付き表示装置の構造例を示す断面図である。 図21は、タッチ検出機能付き表示装置の構造例を示す断面図である。 図22は、タッチ検出機能付き表示装置の構造例を示す断面図である。 図23は、タッチ検出機能付き表示装置の構造例を示す断面図である。 図24は、タッチ検出機能付き表示装置の構造例を示す断面図である。 図25は、タッチ検出機能付き表示装置の第2構成例を示す断面図である。 図26は、タッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出電極、駆動電極ブロック及び圧力センサを模式的に示す斜視図である。 図27は、圧力センサの例を示す平面図である。 図28は、圧力センサの例を示す平面図である。 図29は、圧力検出部の1つの圧力検出単位領域を示す図である。 図30は、圧力検出部の1つの圧力検出単位領域を示す図である。 図31は、制御部の機能ブロックを示す図である。 図32は、リファレンス値記憶部の第1の例を示す図である。 図33は、リファレンス値記憶部の第2の例を示す図である。 図34は、リファレンス数とノイズ/信号比との関係を示す図である。 図35は、制御部が実行する処理を示すフローチャートである。 図36は、制御部が実行する処理を示すフローチャートである。 図37は、1つの圧力検出単位領域を時系列で示した図である。
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、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、本明細書と各図において、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。
(実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出部SE1と、表示部DSPと、圧力検出部SE2と、制御部CTRLと、を含む。タッチ検出機能付き表示装置1内のタッチ検出部SE1、圧力検出部SE2及び制御部CTRLが、タッチ検出装置を構成する。
タッチ検出部SE1は、複数の被検出物OBJ1及びOBJ2の、カバー部材CGの入力面ISへの接触又は近接を検出する。具体的には、タッチ検出部SE1は、被検出物OBJ1及びOBJ2が入力面ISと垂直な方向で重なる複数の領域の各々の接触又は近接に応じた信号値を、制御部CTRLに出力する。タッチ検出部SE1が、本発明の第1検出部に対応する。
被検出物OBJ1及びOBJ2の各々は、入力面ISと接触して変形する第1の種類の物であっても良いし、入力面ISと接触して変形しない又は第1の種類の物と比較して相対的に変形が少ない第2の種類の物であっても良い。第1の種類の物は、指が例示されるが、これに限定されない。第2の種類の物は、樹脂又は金属のスタイラスペンが例示されるが、これに限定されない。
被検出物OBJ1又はOBJ2が第1の種類の物である場合は、被検出物OBJ1又はOBJ2が入力面ISを押す圧力が増加すると、被検出物OBJ1又はOBJ2と入力面ISとの接触面積が増加する。
被検出物OBJ1又はOBJ2が第2の種類の物である場合は、被検出物OBJ1又はOBJ2が入力面ISを押す圧力が増加しても、被検出物OBJ1又はOBJ2と入力面ISとの接触面積が増加しない又は第1の種類の物と比較して相対的に少ししか増加しない。
タッチ検出部SE1が検出できる被検出物の数は、2個に限定されない。タッチ検出部SE1は、1個又は3個以上の被検出物を検出できることとしても良い。
タッチ検出部SE1は、静電容量方式センサ又は抵抗膜方式センサが例示されるが、これらに限定されない。静電容量方式は、相互静電容量方式又は自己静電容量方式が例示される。
表示部DSPは、入力面IS側に向けて画像を表示する。表示部DSPは、液晶表示装置又は有機EL(Electro-Luminescence)表示装置が例示されるが、これらに限定されない。
タッチ検出部SE1及び表示部DSPは、一体化された、いわゆるインセルタイプであっても良い。また、タッチ検出部SE1及び表示部DSPは、表示部DSPの上にタッチ検出部SE1が装着された、いわゆるオンセルタイプであっても良い。
圧力検出部SE2は、被検出物OBJ1及びOBJ2が入力面ISを押下する圧力を検出する。具体的には、圧力検出部SE2は、被検出物OBJ1及びOBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を、制御部CTRLに出力する。圧力検出部SE2が、本発明の第2検出部に対応する。
圧力検出部SE2は、静電容量方式センサ、ひずみゲージ又は光学式センサが例示されるが、これらに限定されない。
制御部CTRLは、被検出物OBJ1及びOBJ2と入力面ISとが接触する複数の領域の各々の接触に応じた信号値と、被検出物OBJ1及びOBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値と、複数の領域の各々の接触に応じた信号値当たりの圧力に応じた信号値であるリファレンス値と、に基づいて、被検出物OBJ1及びOBJ2の各々が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を算出する。
制御部CTRLは、表示制御部11と、タッチ検出制御部40と、圧力検出制御部50と、ホストhostと、を含む。
表示制御部11は、表示部DSPのガラス基板上に実装されたICチップが例示される。タッチ検出制御部40は、表示部DSPのガラス基板に接続されたプリント基板(例えば、フレキシブルプリント基板)上に実装されたICチップが例示される。圧力検出制御部50は、表示部DSPのガラス基板上に実装されたICチップが例示される。ホストhostは、CPU(Central Processing Unit)が例示される。表示制御部11、タッチ検出制御部40、圧力検出制御部50及びホストhostは、協働してタッチ検出部SE1、表示部DSP及び圧力検出部SE2を制御する。
制御部CTRLが実行する、被検出物OBJ1及びOBJ2の各々が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を算出するための処理は、表示制御部11が実行しても良いし、タッチ検出制御部40が実行しても良いし、圧力検出制御部50が実行しても良いし、ホストhostが実行しても良いし、表示制御部11、タッチ検出制御部40、圧力検出制御部50及びホストhostの内の2つ以上が協働して実行しても良い。
以下に、タッチ検出部SE1、表示部DSP及び圧力検出部SE2の具体的な構成例について説明するが、これらの構成例は例示であり、これらの構成例に限定されない。
<タッチ検出部及び表示部の第1構成例>
図2は、タッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の第1構成例を示すブロック図である。図2に示すタッチ検出機能付き表示装置1は、いわゆる相互静電容量方式により、複数の被検出物OBJ1及びOBJ2の各々の座標及び接触面積の検出を行う装置である。
タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10と、表示制御部11と、ゲートドライバ12と、ソースドライバ13と、ソースセレクタ部13Sと、駆動電極ドライバ14と、タッチ検出制御部40と、を含む。
タッチ検出機能付き表示部10は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス20に静電容量型のタッチ検出デバイス30を内蔵して一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。なお、液晶表示デバイス20に静電容量型のタッチ検出デバイス30を内蔵して一体化するとは、例えば、液晶表示デバイス20として使用される基板や電極などの一部の部材と、タッチ検出デバイス30として使用される基板や電極などの一部の部材とを兼用することを含む。
液晶表示デバイス20が、図1の表示部DSPに対応する。タッチ検出デバイス30が、図1のタッチ検出部SE1に対応する。
なお、タッチ検出機能付き表示部10は、表示素子として液晶表示素子を用いた液晶表示デバイス20の上方に、静電容量型のタッチ検出デバイス30が装着された、いわゆるオンセルタイプの装置であってもよい。オンセルタイプの装置の場合、液晶表示デバイス20の直上にタッチ検出デバイス30が設けられていてもよいし、液晶表示デバイス20の直上ではなく他の層を介して上方にタッチ検出デバイス30が設けられていてもよい。
また、本構成例では、表示部DSPとして液晶表示デバイス20が採用されているが、表示部DSPは、有機EL素子を採用した構成であってもよい。この場合、有機EL素子を形成するアノード及びカソードのうち一方を、後述するタッチ検出に係る駆動電極COMLとしても良い。
液晶表示デバイス20は、後述するように、ゲートドライバ12から供給される走査信号Vscanに従って、1水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。
表示制御部11は、ホストhostより供給された映像信号Vdispに基づいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14、及びタッチ検出制御部40に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが互いに同期して動作するように制御する回路である。また、表示制御部11は、1水平ライン分の映像信号Vdispから、液晶表示デバイス20の複数の副画素SPixの画素信号Vpixを時分割多重化した画素信号Vsigを生成し、ソースドライバ13に供給する。
本開示における制御部CTRLは、表示制御部11、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14を含む。
ゲートドライバ12は、表示制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の表示駆動の対象となる1水平ラインを順次選択する機能を有している。
ソースドライバ13は、表示制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、各画素Pix(副画素SPix)に画素信号Vpixを供給する回路である。ソースドライバ13には、例えば6ビットのR(赤)、G(緑)及びB(青)の画像信号Vsigが与えられる。
ソースドライバ13は、表示制御部11から画素信号Vsigを受け取り、ソースセレクタ部13Sに供給する。また、ソースドライバ13は、画像信号Vsigに多重化された画素信号Vpixを分離するために必要なスイッチ制御信号Vselを生成し、画素信号Vpixとともにソースセレクタ部13Sに供給する。ソースセレクタ部13Sは、ソースドライバ13と表示制御部11との間の配線数を少なくすることができる。ソースセレクタ部13Sはなくても良い。また、ソースドライバ13の一部の制御は、表示制御部11が行ってもよく、ソースセレクタ部13Sのみが配置されていてもよい。
駆動電極ドライバ14は、表示制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、後述する駆動電極COMLにタッチ検出用の駆動信号(タッチ用駆動信号、以下駆動信号という。)VcomAC、表示用の電圧である表示用駆動電圧VcomDCを供給する回路である。
タッチ検出デバイス30は、相互静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Vdetを出力する。
図3から図5までを参照して、本構成例のタッチ検出機能付き表示装置1の相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。
図3は、タッチ検出デバイスに生じる容量の例を示す説明図である。図4は、タッチ検出デバイスの等価回路の例を示す説明図である。図5は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。なお、図4は、検出回路を併せて示している。
例えば、図3に示すように、容量素子C1は、誘電体Dを挟んで互いに対向配置された一対の電極である、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2を備えている。図4に示すように、容量素子C1は、その一端が交流信号源(駆動信号源)Sに接続され、他端Pは抵抗器Reを介して接地されると共に、電圧検出器(タッチ検出部)DETに接続される。電圧検出器DETは、例えば図2に示すタッチ検出信号増幅部42に含まれる積分回路である。
交流信号源Sから駆動電極E1(容量素子C1の一端)に所定の周波数(例えば数kHz〜数百kHz程度)の交流矩形波Sgを印加すると、タッチ検出電極E2(容量素子C1の他端)側に接続された電圧検出器DETを介して、出力波形(タッチ検出信号Vdet)が現れる。なお、この交流矩形波Sgは、後述する駆動信号VcomACに相当するものである。
指が接触(又は近接)していない状態(非接触状態)では、容量素子C1に対する充放電に伴って、容量素子C1の容量値に応じた電流Iが流れる。このときの容量素子C1の他端Pの電位波形は、例えば図5に示す波形Vのようになり、図4に示す電圧検出器DETは、波形Vを検出する。
一方、指が接触(又は近接)した状態(接触状態)では、指によって形成される静電容量があたかも容量素子C2として容量素子C1に付加するように作用する。そして、図3において点線で示されるように、容量素子C2は容量素子C1に直列に追加された形となる。この状態では、容量素子C1及びC2に対する充放電に伴って、容量素子C1及びC2に電流I及びIがそれぞれ流れる。
このときの容量素子C1の他端Pの電位波形は、例えば図5の波形Vのようになり、電圧検出器DETは、波形Vを検出する。このとき、他端Pの電位は、容量素子C1及びC2をそれぞれ流れる電流I及びIの値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Vは、非接触状態での波形Vよりも小さい値となる。
電圧検出器DETは、検出した電圧を所定の閾値電圧Vthと比較し、検出した電圧が閾値電圧Vth以上であれば非接触状態と判断する一方、検出した電圧が閾値電圧Vth未満であれば接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出が可能となる。
図2に示すタッチ検出デバイス30は、駆動電極ドライバ14から供給される駆動信号Vcom(後述する駆動信号VcomAC)に従って、1検出ブロックずつ順次走査してタッチ検出を行うようになっている。
タッチ検出制御部40は、表示制御部11から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示部10のタッチ検出デバイス30から供給されるタッチ検出信号Vdetと、に基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチ(上述した接触状態)の有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標及び接触面積などを求める回路である。
タッチ検出制御部40は、タッチ検出信号増幅部42と、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45と、検出タイミング制御部46と、を含む。
タッチ検出デバイス30は、複数の後述するタッチ検出電極TDLから、図4に示す電圧検出器DETを介して、検出ブロック毎にタッチ検出信号Vdetを出力し、タッチ検出制御部40のタッチ信号増幅部42 に供給するようになっている。
タッチ検出信号増幅部42は、タッチ検出デバイス30から供給されるタッチ検出信号Vdetを増幅する。タッチ検出信号増幅部42によって増幅されたタッチ検出信号は、A/D変換部43に供給される。タッチ検出信号増幅部42は、タッチ検出信号Vdetに含まれる高い周波数成分(ノイズ成分)を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタを備えていてもよい。なお、タッチ検出制御部40は、タッチ検出信号増幅部42を有さなくてもよい。つまり、タッチ検出デバイス30からのタッチ検出信号Vdetは、A/D変換部43に供給されてもよい。
A/D変換部43は、駆動信号VcomACに同期したタイミングで、タッチ検出信号増幅部42から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。
信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に含まれる、駆動信号VcomACをサンプリングした周波数以外の周波数成分(ノイズ成分)を低減するデジタルフィルタを備えている。
信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部44は、指による差分の信号のみ取り出す処理を行う。この指による差分の信号は、上述した波形Vと波形Vとの差分の絶対値|ΔV|である。
信号処理部44は、1検出ブロック当たりの絶対値|ΔV|を平均化する演算を行い、絶対値|ΔV|の平均値を求めてもよい。これにより、信号処理部44は、ノイズによる影響を低減できる。
信号処理部44は、検出した指による差分の信号を所定の閾値電圧Vthと比較し、検出した差分の信号が閾値電圧Vth以上であれば、外部近接物体の非接触状態と判断する。
一方、信号処理部44は、検出した差分の信号を所定の閾値電圧Vthと比較し、検出した差分の信号が閾値電圧Vth未満であれば、外部近接物体の接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出制御部40は、タッチ検出が可能となる。
座標抽出部45は、信号処理部44においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部46は、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45とが同期して動作するように制御する。座標抽出部45は、タッチパネル座標を信号出力Voutとして出力する。
図6は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。タッチ検出機能付き表示装置1は、第1基板(例えば、画素基板2)と、プリント基板(例えば、フレキシブルプリント基板)Tとを備えている。
画素基板2は、第1絶縁基板(例えば、TFT基板21)を有する。なお、TFT基板21は、例えば、ガラス基板、または、フィルム基板である。また、TFT基板21には、駆動ICチップ(例えば、COG(Chip On Glass)19)が実装されている。また、画素基板2(TFT基板21)には、液晶表示デバイス20の表示領域Adと、額縁Gdとが形成されている。
COG19は、TFT基板21に実装されたドライバであるICチップであり、図2に示した表示制御部11等、表示動作に必要な各回路を内蔵した制御装置である。
本構成例では、ソースドライバ13及びソースセレクタ部13Sは、TFT基板21上に形成されている。ソースドライバ13及びソースセレクタ部13Sは、COG19に内蔵されていてもよい。
駆動電極ドライバ14の一部である、駆動電極走査部14A及び14Bは、TFT基板21上に形成されている。
ゲートドライバ12は、ゲートドライバ12A及び12Bとして、TFT基板21上に形成されている。
タッチ検出機能付き表示装置1は、COG19に駆動電極走査部14A及び14B、ゲートドライバ12などの回路を内蔵してもよい。なお、COG19はあくまで実装の一形態であってこれに限られるものでない。例えば、COG19と同様の機能を有する構成をCOF(Chip On Film又はChip On Flexible)としてフレキシブルプリント基板T上に実装しても良い。
図6に示すように、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、駆動電極COMLの駆動電極ブロックBと、タッチ検出電極TDLとは、立体交差するように形成されている。
また、駆動電極COMLは、一方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンに分割されている。タッチ検出動作を行う際は、各電極パターンには、駆動電極ドライバ14によって駆動信号VcomACが順次供給される。同時に駆動信号VcomACが供給される、駆動電極COMLの複数のストライプ状の電極パターンが図6に示す駆動電極ブロックBである。
駆動電極ブロックB(駆動電極COML)は、タッチ検出機能付き表示部10の短辺と平行な方向に形成されている。後述するタッチ検出電極TDLは、駆動電極ブロックBの延在方向と交差する方向に形成されており、例えば、タッチ検出機能付き表示部10の長辺と平行な方向に形成されている。
タッチ検出電極TDLは、タッチ検出機能付き表示部10の短辺側に接続されたフレキシブルプリント基板T上に実装されたタッチIC49に、接続されている。タッチIC49は、フレキシブルプリント基板Tに実装されたドライバであるICチップであり、図2に示したタッチ検出制御部40等、タッチ動作に必要な各回路を内蔵した制御装置である。このように、タッチIC49は、フレキシブルプリント基板T上に実装され、並設された複数のタッチ検出電極TDLのそれぞれと接続されている。フレキシブルプリント基板Tは、端子であれば良く、基板に限られない。この場合、タッチIC49は、モジュールの外部に備えられる。なお、タッチIC49は、フレキシブル基板T上に配置される場合に限らず、TFT基板21または第2絶縁基板31上に配置されていてもよい。
本構成例では、タッチIC49は、タッチ検出制御部40として機能する制御装置であるが、タッチ検出制御部40の一部の機能は、他のMPUの機能として設けられてもよい。
具体的には、タッチドライバであるICチップの機能として設けられ得るA/D変換、ノイズ除去等の各種機能のうち一部の機能(例えば、ノイズ除去等)は、タッチドライバであるICチップと別個に設けられたMPU等の回路で実施されてもよい。また、ドライバであるICチップを1つ(1チップ構成)にする場合等、例えば、フレキシブルプリント基板T等の配線を介して検出信号をアレイ基板上のタッチドライバであるICチップに伝送するようにしてもよい。
ソースセレクタ部13Sは、TFT基板21上の表示領域Adの近傍に、TFT素子を用いて形成されている。表示領域Adには、後述する画素Pixがマトリックス状(行列状)に多数配置されている。額縁Gdは、TFT基板21の表面を垂直な方向からみて画素Pixが配置されていない領域である。ゲートドライバ12と、駆動電極ドライバ14のうち駆動電極走査部14A及び14Bとは、額縁Gdに配置されている。
ゲートドライバ12は、例えば、ゲートドライバ12A及び12Bを備え、TFT基板21上にTFT素子を用いて形成されている。ゲートドライバ12A及び12Bは、後述する副画素SPix(画素)がマトリックス状に配置された表示領域Adを挟んで両側から駆動することができるようになっている。また、走査線は、ゲートドライバ12Aとゲートドライバ12Bとの間に配列する。このため、走査線は、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、駆動電極COMLの延在方向と平行な方向に延びるように設けられている。
本構成例では、ゲートドライバ12として、ゲートドライバ12A及び12Bの2つの回路が設けられているが、これはゲートドライバ12の具体的構成の一例であってこれに限られるものでない。例えば、ゲートドライバ12は、走査線の一方端のみに設けられた1つの回路であってもよい。
駆動電極ドライバ14は、例えば、駆動電極走査部14A及び14Bを備え、TFT基板21上にTFT素子を用いて形成されている。駆動電極走査部14A及び14Bは、COG19から、表示用配線LDCを介して表示用駆動電圧VcomDCの供給を受けると共に、タッチ用配線LACを介して駆動信号VcomACの供給を受ける。
駆動電極走査部14A及び14Bは、並設された複数の駆動電極ブロックBのそれぞれを、両側から駆動することができるようになっている。表示用駆動電圧VcomDCを供給する表示用配線LDCと、タッチ用駆動信号VcomACを供給するタッチ用配線LACとは、並列に額縁Gd,Gdに配置されている。表示用配線LDCは、タッチ用配線LACよりも表示領域Ad側に配置されている。
この構造により、表示用配線LDCにより供給される表示用駆動電圧VcomDCが、表示領域Adの端部の電位状態を安定させる。このため、特に、横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスにおいて、表示が安定する。
本構成例では、駆動電極ドライバ14として、駆動電極走査部14A及び14Bの2つの回路が設けられているが、これは駆動電極ドライバ14の具体的構成の一例であってこれに限られるものでない。例えば、駆動電極ドライバ14は、駆動電極ブロックBの一方端のみに設けられた1つの回路であっても良い。
タッチ検出機能付き表示装置1は、上述したタッチ検出信号Vdetを、タッチ検出機能付き表示部10の短辺側から出力する。これにより、タッチ検出機能付き表示装置1は、端子部であるフレキシブルプリント基板Tを介してタッチ検出制御部40に接続する際の配線の引き回しが容易になる。
図7は、タッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。図8は、タッチ検出機能付き表示部の画素配置を表す回路図である。タッチ検出機能付き表示部10は、画素基板2と、この画素基板2の表面に垂直な方向に対向して配置された第2基板(例えば、対向基板3)と、画素基板2と対向基板3との間に挿設された表示機能層(例えば、液晶層6)と、を含む。
画素基板2は、回路基板としてのTFT基板21と、このTFT基板21上に行列状に配設された複数の画素電極22と、TFT基板21及び画素電極22の間に形成された複数の駆動電極COMLと、画素電極22と駆動電極COMLとを絶縁する絶縁層24と、を含む。
TFT基板21には、図8に示す各副画素SPixの薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)素子Tr、図7に示す各画素電極22に画素信号Vpixを供給する画素信号線SGL、各TFT素子Trを駆動する走査信号線GCL等の配線が形成されている。画素信号線SGLは、TFT基板21の表面と平行な平面に延在し、画像を表示するための画素信号Vpixを副画素SPixに供給する。なお、副画素SPixとは、画素信号Vpixで制御される構成単位を示す。また、副画素SPixは、画素信号線SGLと走査信号線GCLで囲われた領域であって、TFT素子Trによって制御される構成単位を示す。
図8に示すように、液晶表示デバイス20は、行列状に配置した複数の副画素SPixを有している。副画素SPixは、TFT素子Tr及び液晶素子LCを含む。TFT素子Trは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFTで構成されている。
TFT素子Trのソース又はドレインの一方は画素信号線SGLに結合され、ゲートは走査信号線GCLに結合され、ソース又はドレインの他方は液晶素子LCの一端に結合されている。液晶素子LCは、例えば、一端がTFT素子Trのドレインに結合され、他端が駆動電極COMLに結合されている。なお、図7において、TFT基板21に対して、画素電極22、絶縁層24、駆動電極COMLの順で積層されているが、これに限られない。TFT基板21に対して、駆動電極COML、絶縁層24、画素電極22の順で積層してもよいし、駆動電極COMLと画素電極22を絶縁層24を介して同一層に形成してもよい。
副画素SPixは、走査信号線GCLにより、液晶表示デバイス20の同じ行に属する他の副画素SPixと互いに結合されている。走査信号線GCLは、ゲートドライバ12と結合され、ゲートドライバ12より走査信号Vscanが供給される。
また、副画素SPixは、画素信号線SGLにより、液晶表示デバイス20の同じ列に属する他の副画素SPixと互いに結合されている。画素信号線SGLは、ソースドライバ13と結合され、ソースドライバ13より画素信号Vpixが供給される。
さらに、副画素SPixは、駆動電極COMLにより、液晶表示デバイス20の同じ行に属する他の副画素SPixと互いに結合されている。駆動電極COMLは、駆動電極ドライバ14と結合され、駆動電極ドライバ14より駆動信号Vcomが供給される。つまり、この例では、同じ一行に属する複数の副画素SPixが一本の駆動電極COMLを共有するようになっている。
本構成例の駆動電極COMLが延在する方向は、走査信号線GCLが延在する方向と平行である。駆動電極COMLが延在する方向は、これに限定されない。例えば、駆動電極COMLが延在する方向は、画素信号線SGLが延在する方向と平行な方向であってもよい。また、タッチ検出電極TDLが延在する方向は、画素信号線SGLが延在する方向に限らない。タッチ検出電極TDLが延在する方向は、走査信号線GCLが延在する方向と平行な方向であってもよい。
図2に示すゲートドライバ12は、走査信号Vscanを、図8に示す走査信号線GCLを介して、画素PixのTFT素子Trのゲートに印加することにより、液晶表示デバイス20に行列状に形成されている副画素SPixのうちの1行(1水平ライン)を表示駆動の対象として順次選択する。
図2に示すソースドライバ13は、画素信号Vpixを、図8に示す画素信号線SGLを介して、ゲートドライバ12により順次選択される1水平ラインを構成する各副画素SPixにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素SPixでは、供給される画素信号Vpixに応じて、1水平ラインの表示が行われるようになっている。
図2に示す駆動電極ドライバ14は、駆動信号Vcomを印加し、所定の本数の駆動電極COMLからなるブロックごとに駆動電極COMLを駆動する。
上述したように、液晶表示デバイス20は、ゲートドライバ12が走査信号線GCLを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、1水平ラインが順次選択される。また、液晶表示デバイス20は、1水平ラインに属する副画素SPixに対して、ソースドライバ13が画素信号Vpixを供給することにより、1水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ14は、その1水平ラインに対応する駆動電極COMLを含むブロックに対して駆動信号Vcomを印加するようになっている。
液晶層6は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものである。駆動電極COMLの駆動時、画素電極22に供給された画素信号Vpixに応じた電圧が液晶層6に印加され、電界が生じることで、液晶層6を構成する液晶が電界に応じた配向を示して液晶層6を通過する光を変調する。
このように、画素電極22及び駆動電極COMLは、液晶層6に電界を生じさせる第1電極及び第2電極として機能する。すなわち、液晶表示デバイス20は、第1電極及び第2電極に与えられる電荷に応じて表示出力内容が変化する表示部DSPとして機能する。なお、以下の説明では、画素電極22を第1電極とし、駆動電極COMLを第2電極としているが、逆でもよい。ここで、画素電極22は、少なくとも画素Pix若しくは副画素SPix毎に配置され、駆動電極COMLは、少なくとも複数の画素Pix若しくは副画素SPix毎に配置される。
本構成例では、液晶表示デバイス20として、例えば、FFS(フリンジフィールドスイッチング)を含むIPS(インプレーンスイッチング)等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスが用いられる。なお、図7に示す液晶層6と画素基板2との間、及び液晶層6と対向基板3との間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。
液晶表示デバイス20は、横電界モードに対応した構成を有しているが、他の表示モードに対応した構成を有していても良い。例えば、液晶表示デバイス20は、TN(Twisted Nematic)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、VA(Vertical Aligned)モード等の主として基板主面間に生じる縦電界を利用するモードに対応した構成を有していてもよい。縦電界を利用する表示モードでは、例えば画素基板2に画素電極22が備えられ、対向基板3に駆動電極COMLが備えられた構成が適用可能である。
対向基板3は、第2絶縁基板31と、この第2絶縁基板31の一方の面に形成されたカラーフィルタ32とを含む。第2絶縁基板31の他方の面には、タッチ検出デバイス30の検出電極であるタッチ検出電極TDLが形成され、さらに、このタッチ検出電極TDLの上には、偏光板35が配設されている。
なお、カラーフィルタ32の実装方式は、アレイ基板である画素基板2にカラーフィルタ32が形成された所謂カラーフィルタ・オン・アレイ(COA:Color-filter On Array)方式であってもよい。
図7に示すカラーフィルタ32は、例えば赤(R)、緑(G)及び青(B)の3色に着色されたカラーフィルタの色領域を周期的に配置して、各副画素SPixにR、G及びBの3色の色領域32R,32G及び32Bが対応付けられ、色領域32R,32G及び32Bを1組として画素Pixを構成している。
画素Pixは、走査信号線GCLに平行な方向及び画素信号線SGLに平行な方向に沿って行列状に配置され、後述する表示領域Adを形成する。カラーフィルタ32は、TFT基板21と垂直な方向において、液晶層6と対向する。このように、副画素SPixは、単色の色表示を行うことができる。
なお、カラーフィルタ32は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。また、カラーフィルタ32は、なくてもよい。このように、カラーフィルタ32が存在しない領域、すなわち着色しない副画素SPixがあってもよい。また、画素Pixが有する副画素SPixは4以上であってもよい。
図9は、タッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を表す斜視図である。本構成例に係る駆動電極COMLは、液晶表示デバイス20の駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス30の駆動電極としても機能する。
駆動電極COMLは、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、画素電極22に対向している。タッチ検出デバイス30は、画素基板2に設けられた駆動電極COMLと、対向基板3に設けられたタッチ検出電極TDLにより構成されている。
タッチ検出電極TDLは、駆動電極COMLの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。そして、タッチ検出電極TDLは、TFT基板21の表面に対する垂直な方向において、駆動電極COMLと対向している。タッチ検出電極TDLの各電極パターンは、タッチ検出制御部40のタッチ検出信号増幅部42の入力にそれぞれ接続されている。
駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとが互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせる。タッチ検出デバイス30では、駆動電極ドライバ14が駆動電極COMLに対して駆動信号VcomACを印加することにより、タッチ検出電極TDLからタッチ検出信号Vdetを出力し、タッチ検出が行われるようになっている。
つまり、駆動電極COMLは、図3から図5までに示したタッチ検出の基本原理における駆動電極E1に対応し、タッチ検出電極TDLは、タッチ検出電極E2に対応する。そして、タッチ検出デバイス30は、この基本原理に従ってタッチを検出するようになっている。
このように、タッチ検出デバイス30は、第1電極又は第2電極のいずれか一方の電極(例えば、第2電極としての駆動電極COML)と静電容量を形成するタッチ検出電極TDLを有し、静電容量の変化に基づいてタッチ検出を行う。
駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとが互いに交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサをマトリックス状に構成している。よって、タッチ検出制御部40は、タッチ検出デバイス30の入力面IS全体にわたって走査することにより、被検出物OBJ1及びOBJ2の接触又は近接が生じた位置及び接触面積の検出も可能となっている。
つまり、タッチ検出デバイス30では、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ14が、図6に示す駆動電極ブロックBを時分割的に線順次走査するように駆動する。これにより、スキャン方向Scanに駆動電極COMLの駆動電極ブロックB(1検出ブロック)は、順次選択される。そして、タッチ検出デバイス30は、タッチ検出電極TDLからタッチ検出信号Vdetを出力する。このようにタッチ検出デバイス30は、1検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。
検出ブロックと表示出力におけるライン数との関係は任意であるが、本実施形態では、2ライン分の表示領域Adに対応するタッチ検出領域が1検出ブロックとなっている。言い換えると、検出ブロックと、対向する画素電極、走査信号線、又は、画素信号線のいずかとの関係は任意であるが、本実施形態では、2つの画素電極または2つの走査信号線と、1つの駆動電極COMLが対向する。
なお、タッチ検出電極TDL又は駆動電極COML(駆動電極ブロックB)は、ストライプ状に複数に分割される形状に限られない。例えば、タッチ検出電極TDL又は駆動電極COML(駆動電極ブロックB)は、櫛歯形状であってもよい。あるいはタッチ検出電極TDL又は駆動電極COML(駆動電極ブロックB)は、複数に分割されていればよく、駆動電極COMLを分割するスリットの形状は直線であっても、曲線であってもよい。
タッチ検出機能付き表示装置1の動作方法の一例として、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出動作(タッチ検出期間)と表示動作(表示動作期間)とを時分割に行う。タッチ検出動作と表示動作とはどのように分けて行っても良い。
<タッチ検出部及び表示部の第2構成例>
図10は、タッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の第2構成例を示すブロック図である。図10に示すタッチ検出機能付き表示装置1は、いわゆる自己静電容量方式によりタッチ検出を行う装置である。
タッチ検出機能付き表示装置1のタッチ検出制御部40は、自己静電容量方式によるタッチ検出動作を行う際に、タッチ検出電極TDLに駆動信号を供給するための駆動ドライバ47と、タッチ検出電極TDLに重畳するノイズを検出するノイズ検出部51と、を更に含む。タッチ検出電極TDLは、自己静電容量に応じたタッチ検出信号Vdet2を出力し、タッチ検出信号Vdet2は、タッチ検出信号増幅部42に供給される。そして、A/D変換部43、信号処理部44及び座標抽出部45により、被検出物の接触又は近接が検出される。
タッチ検出制御部40は、自己静電容量方式によるタッチ検出動作を行う際に、駆動ドライバ47からタッチ検出電極TDLに駆動信号が供給されるが、駆動電極COMLは、電圧信号が印加されず電位が固定されていないフローティングとしても良い。また、駆動電極COMLは、タッチ検出電極TDLに供給される駆動信号と同レベルの電圧信号が同時に印加されてもよい。
複数のタッチ検出電極TDLは、タッチ検出信号Vdet2をタッチ検出信号増幅部42にそれぞれ出力する。A/D変換部43は、タッチ検出信号増幅部42から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。信号処理部44は、A/D変換部43から信号を受け取ってタッチ入力の有無を検出する。
ノイズ検出部51は、タッチ検出電極TDLに重畳するノイズを検出する。ここで、タッチ検出デバイス30に外乱によるノイズが伝播するとタッチ検出の誤動作を生じる可能性がある。例えば、外乱によるノイズが、駆動電極COMLに供給される駆動信号Vcomの周波数近傍で大きい強度を有する場合、ノイズによって現れる電圧波形の変化をタッチ入力があったと判定して誤動作が生じる可能性がある。ノイズ検出部51がノイズを検出することにより、誤動作が生じないようにタッチ検出の動作を適切に制御することができる。
なお、本実施形態において、ノイズ検出部51が検出するノイズは、他の電気機器等からタッチ検出機能付き表示装置1に侵入する外部のノイズや、タッチ検出機能付き表示装置1にAC電源が接続されている場合にAC電源に起因するノイズや、液晶表示デバイス20の表示動作に起因するノイズ等を含む。
次に、図11及び図12を参照して、本構成例のタッチ検出機能付き表示装置1の自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。
図11は、自己静電容量方式のタッチ検出デバイスの等価回路の例を表す説明図である。図12は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。なお、図11は、検出回路を併せて示している。
指が接触又は近接していない状態において、タッチ検出電極E2に所定の周波数(例えば数kHz〜数百kHz程度)の交流矩形波Sgが印加される。タッチ検出電極E2は、静電容量C3を有しており、静電容量C3に応じた電流が流れる。電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流の変動を電圧の変動(実線の波形V(図12参照))に変換する。
次に、図11に示すように、指が接触又は近接した状態において、指とタッチ検出電極E2との間の静電容量C4が、タッチ検出電極E2の静電容量C3に加わる。したがって、タッチ検出電極E2に交流矩形波Sgが印加されると、静電容量C3及びC4に応じた電流が流れる。
図12に示すように、電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流の変動を電圧の変動(点線の波形V)に変換する。そして、得られた波形V及び波形Vの電圧値をそれぞれ積分し、これらの値を比較することで、タッチ検出電極E2への、指の接触又は近接の有無を判別することができる。
なお、図12では、波形Vと波形Vについて、所定の基準電圧に低下するまでの期間を求めて、これらの期間を比較する等の方法であってもよい。
具体的には、図11に示すように、タッチ検出電極E2はスイッチSW1及びスイッチSW2で切り離すことが可能な構成となっている。図12において、時刻T01のタイミングで交流矩形波Sgは電圧Vに相当する電圧レベルを上昇させる。このときスイッチSW1はオンしておりスイッチSW2はオフしている。このためタッチ検出電極E2の電圧も電圧Vに上昇する。
次に時刻T11のタイミングの前にスイッチSW1をオフとする。このときタッチ検出電極E2はフローティング状態であるが、タッチ検出電極E2の静電容量C3、あるいはタッチ検出電極E2の静電容量C3に指等の接触又は近接による静電容量C4を加えた静電容量C3+C4(図11参照)によって、タッチ検出電極E2の電位は電圧Vに維持される。
さらに、時刻T11のタイミングの前にスイッチSW3をオンさせ所定の時間経過後にオフさせ電圧検出器DETをリセットさせる。このリセット動作によりタッチ検出信号Vdet2は基準電圧Vrefと略等しい電圧となる。
続いて、時刻T11のタイミングでスイッチSW2をオンさせると、電圧検出器DETの反転入力部がタッチ検出電極E2の電圧Vとなり、その後、タッチ検出電極E2の静電容量C3(またはC3+C4)と電圧検出器DET内の容量C5の時定数に従って電圧検出器DETの反転入力部の電位は基準電圧Vrefまで低下する。このとき、タッチ検出電極E2の静電容量C3(またはC3+C4)に蓄積されていた電荷が電圧検出器DET内の容量C5に移動するので、電圧検出器DETの出力電圧であるタッチ検出信号Vdet2が上昇する。
電圧検出器DETの出力電圧Vdet2は、タッチ検出電極E2に指等が近接していないときは、実線で示す波形Vとなり、Vdet2=C3×V/C5となる。指等の影響による容量が付加されたときは、点線で示す波形Vとなり、Vdet2=(C3+C4)×V/C5となる。
その後、タッチ検出電極E2の静電容量C3(またはC3+C4)の電荷が容量C5に十分移動した後の時刻T31のタイミングでスイッチSW2をオフさせ、スイッチSW1及びスイッチSW3をオンさせることにより、タッチ検出電極E2の電位を交流矩形波Sgと同電位のローレベルにするとともに電圧検出器DETをリセットさせる。
なお、このとき、スイッチSW1をオンさせるタイミングは、スイッチSW2をオフさせた後、時刻T02以前であればいずれのタイミングでもよい。また、電圧検出器DETをリセットさせるタイミングは、スイッチSW2をオフさせた後、時刻T12以前であればいずれのタイミングとしてもよい。
以上の動作を所定の周波数(例えば数kHz〜数百kHz程度)で繰り返す。波形Vと波形Vとの差分の絶対値|ΔV|に基づいて、外部近接物体の有無(タッチの有無)を検出することができる。
なお、タッチ検出電極E2の電位は、図12に示すように、指等が近接していないときはVの波形となり、指等の影響による静電容量C4が付加されるときはVの波形となる。波形Vと波形Vとが、それぞれ所定の電圧VTHまで下がる時間を測定することにより外部近接物体の有無(タッチの有無)を測定することも可能である。
本構成例において、タッチ検出デバイス30は、図10に示す駆動ドライバ47から供給される駆動信号に従って、タッチ検出電極TDLにそれぞれ電荷が供給され、自己静電容量方式によるタッチ検出を行う。
図13は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの第2構成例を示す図である。自己静電容量方式の場合、マトリクス状に設けられた複数の電極ELをタッチ検出電極TDL及び駆動電極COMLの機能を兼用する電極として用いるようにしてもよい。この場合、複数の電極ELの各々が、配線L1及びL2等の接続部を介して駆動電極走査部14A及び14B及びタッチ検出制御部40に接続される。なお、図13では、一部の電極ELの配線L2のみ図示されているが、実際には全ての電極ELに個別に配線L2又はそれに類する接続部が設けられる。
電極ELの形状及び大きさは任意であるが、電極ELの大きさを例えば画素の大きさに対応させてもよい。この場合、画素を構成する電極(例えば、液晶表示装置の画素における画素電極22又は対向電極としての駆動電極COML)の1つを電極ELとして用いてもよい。すなわち、電極ELは、複数の画素を有する表示装置の画素の各々に設けられた電極と兼用されていてもよい。
<圧力検出部の第1構成例>
図14は、タッチ検出機能付き表示装置の第1構成例を示す分解斜視図である。図14に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10と、タッチ検出機能付き表示部10を照らす照明部(例えば、バックライトユニットBL)と、タッチ検出機能付き表示部10及びバックライトユニットBLを制御するホストhostと、筐体CAと、カバー部材CGと、を含む。
タッチ検出機能付き表示部10は、互いに直交する第1方向であるX方向と第2方向であるY方向とで規定されるX−Y平面と、平行な平面を有している。本構成例において、第1方向であるX方向及び第2方向であるY方向は、互いに直交しているが、90°以外の角度で交差していてもよい。第3方向であるZ方向は、第1方向であるX方向及び第2方向であるY方向の各々と互いに直交している。第3方向であるZ方向は、タッチ検出機能付き表示部10の厚み方向である。
筐体CAは、上部に開口を有する箱形状を有しており、タッチ検出機能付き表示部10、バックライトユニットBL及びホストhostを収容している。筐体CAは、金属などの導電材料で形成される場合や、樹脂で形成してその表面層を金属材料とする場合があり得る。
カバー部材CGは、筐体CAの開口を閉塞し、タッチ検出機能付き表示部10、バックライトユニットBL及びホストhostを覆っている。
X−Y平面視において、カバー部材CGの寸法は、第2基板の寸法や、第1基板の寸法より大きい。カバー部材CGは、ガラス基板又は樹脂基板などの光透過性を有する基板が例示される。カバー部材CGがガラス基板である場合、カバー部材CGは、カバーガラスと称される場合がある。
第3方向であるZ方向において、タッチ検出機能付き表示部10及びバックライトユニットBLは、筐体CAの底面とカバー部材CGとの間に位置し、バックライトユニットBLは、筐体CAとタッチ検出機能付き表示部10との間に位置している。バックライトユニットBLは、タッチ検出機能付き表示部10と間隔を空けて配置され得る。また、バックライトユニットBLは、筐体CAに間隔を空けて配置され得る。
図15は、バックライトユニットを示す分解斜視図である。バックライトユニットBLは、導光体LG、光源LS、光反射体RS、光拡散シートDI、輝度向上フィルムBEF及びフレームFRを有している。バックライトユニットBLは、タッチ検出機能付き表示部10に対応した形状及びサイズを有している。
導光体LGは、タッチ検出機能付き表示部10と筐体CAとの間に配置されている。本構成例において、導光体LGは、扁平な矩形状に形成されている。光源LSは、導光体LGに光を出射する。本構成例において、光源LSは、発光ダイオード(LED)を利用し、導光体LGの一側面に対向配置されている。
光反射体RSは、導光体LGと筐体CAとの間に配置されている。光反射体RSは、導光体LGからタッチ検出機能付き表示部10とは反対方向に出された光を反射させ、タッチ検出機能付き表示部10側に出射する。光反射体RSは、光のロスを減らすことにより、表示画像の輝度レベルを向上させることができる。本構成例において、光反射体RSは、矩形のシート状に形成されている。X−Y平面において、光反射体RSの面積は、導光体LGの面積と略同一である。例えば、光反射体RSは、ポリエステル系樹脂を用いた多層膜構造を有していてもよい。
光拡散シートDIは、導光体LGとタッチ検出機能付き表示部10との間に配置されている。光拡散シートDIは、導光体LG側から入射する光を拡散させてタッチ検出機能付き表示部10に出射させる。すなわち、光拡散シートDIを透過した光は拡散されるので、光拡散シートDIは、バックライトユニットBLの出射光のX−Y平面における輝度ムラを抑制することができる。本構成例において、光拡散シートDIは、矩形のシート状に形成されている。X−Y平面において、光拡散シートDIの面積は導光体LGの面積と略同一である。
輝度向上フィルムBEFは、光拡散シートDIとタッチ検出機能付き表示部10との間に配置されている。輝度向上フィルムBEFは、バックライトユニットBLの出射光の輝度レベルを向上させる作用を有している。本構成例において、輝度向上フィルムBEFは、矩形の膜状に形成されている。X−Y平面において、輝度向上フィルムBEFの面積は導光体LGの面積と略同一である。
フレームFRは、バックライトユニットBLのモジュール化に用いられている。フレームFRには、導光体LG、光源LS、光反射体RS、光拡散シートDI及び輝度向上フィルムBEFが取り付けられる。これにより、導光体LGと光源LSとの相対的な位置が固定される。
本構成例において、フレームFRは、矩形枠状に形成されている。X−Y平面において、フレームFRは、導光体LG及び光源LSの集合体を全体的に囲んでいる。フレームFRには、光源LSに接続されるフレキシブルプリント基板が通るパスFRPが形成されている。フレームFRは、金属などの導電材料で形成される場合があり得る。
なお、X−Y平面におけるフレームFRの形状は、種々変形可能であり、タッチ検出機能付き表示部10の照明を妨げることの無い形状であればよい。例えば、X−Y平面におけるフレームFRの形状は、導光体LGの隣り合う2辺と対向したL字状、導光体LGの隣り合う3辺と対向したΠ字状又は導光体LGの対向する2辺と対向したII字状が例示される。
ここで、図15にはバックライトユニットBLを例示的に示したが、バックライトユニットBLとしては種々の形態が適用可能である。例えば、光反射体RS、光拡散シートDI及び輝度向上フィルムBEFの少なくとも一部を除いてバックライトユニットBLが形成されていてもよい。又は、図15に示していない光学部材を付加してバックライトユニットBLが形成されていてもよい。バックライトユニットBLは、タッチ検出機能付き表示部10に光を放出するように構成されていればよい。
なお、タッチ検出機能付き表示部10が反射機能層、例えば、画素電極を金属等の反射電極で構成した反射型の液晶表示装置である場合や表示機能層として自発光素子OLEDを利用した表示装置である場合には、バックライトユニットBLは省略される。また、照明部として、タッチ検出機能付き表示部10の前面から光を照射するフロントライトユニットFLを構成してもよい。
図16は、図14に示したタッチ検出機能付き表示装置の構成を示す断面図である。図16に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10と、COG19と、カバー部材CGと、第1光学素子OD1と、第2光学素子OD2と、タッチ検出電極TDLと、タッチIC49と、バックライトユニットBLと、第1プリント基板、第2プリント基板及び第3プリント基板(例えば、フレキシブルプリント基板T、T2及びT3)と、を含む。
COG19は、タッチ検出機能付き表示部10の画素基板2上に実装されている。フレキシブルプリント基板T2は、画素基板2に接続されている。コネクタCO1及びコネクタCO2は、フレキシブルプリント基板T2上に実装されている。フレキシブルプリント基板T2は、コネクタCO1を介してホストhostに接続されている。
フレキシブルプリント基板Tは、タッチ検出電極TDLとコネクタCO2との間を接続している。フレキシブルプリント基板T3は、光源LSとフレキシブルプリント基板T2との間を接続している。
COG19及びタッチIC49は、フレキシブルプリント基板T2、コネクタCO2及びフレキシブルプリント基板Tを介して接続されている。タッチIC49の配置に関して例示的に示すと、タッチIC49は、フレキシブルプリント基板T、T2、T3、及び、対向基板3の内のいずれか1個の基板上に実装されたり、いずれか2つ以上の基板上に分割して実装されたりすることができる。
ホストhost、タッチ検出機能付き表示部10及びタッチ検出電極TDLを相互に接続する手段、並びに光源LSとホストhostとを接続する手段は、種々変形可能である。
例えば、上記の独立した3個のフレキシブルプリント基板T、T2及びT3とコネクタCO1及びCO2の代わりに、1個のフレキシブルプリント基板を利用してもよい。この場合、1個のフレキシブルプリント基板をホストhostに接続し、フレキシブルプリント基板の第1分岐部をタッチ検出機能付き表示部10に接続し、フレキシブルプリント基板の第2分岐部をタッチ検出電極TDLに接続し、フレキシブルプリント基板の第3分岐部を光源LSに接続することができる。また、フレキシブルプリント基板間、又は、フレキシブルプリント基板とホストhost若しくは基板とは、コネクタCO1及びコネクタCO2のようなコネクタを介して接続されていてもよいし、コネクタの代わりに半田等で接続されていてもよい。
ホストhost、COG19及びタッチIC49は、タッチ検出機能付き表示部10の駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとを有するタッチ検出部SE1の制御部として機能する。
ホストhostをアプリケーションプロセッサと言い換えることができる。タッチIC49は、タッチ検出部SE1の駆動時期を知らせるタイミング信号をCOG19に与えることができる。又は、COG19は、駆動電極COMLの駆動時期を知らせるタイミング信号をタッチIC49に与えることができる。又は、ホストhostは、COG19及びタッチIC49の各々にタイミング信号を与えることができる。このタイミング信号により、COG19の駆動と、タッチIC49の駆動と、の同期化を図ることができる。
ホストhostは、コネクタCO1及びフレキシブルプリント基板T3を介して光源LSに接続され、光源LSの駆動を制御する。なお、光源LSは、フレキシブルプリント基板T3及びフレキシブルプリント基板T2を介してCOG19と接続され、COG19によって光源LSが制御されてもよい。言い換えると、表示制御部11には、光源を制御する光源制御部を含んでもよい。
カバー部材CGは、タッチ検出機能付き表示部10の外側に位置し、対向基板3に対向している。この構成例では、タッチ検出機能付き表示装置1の入力面ISは、カバー部材CGの表面である。タッチ検出機能付き表示装置1は、被検出物OBJ1及びOBJ2が入力面ISに接触したときに、被検出物OBJ1及びOBJ2の各々の位置及び接触面積を検出することができる。
また、タッチ検出機能付き表示装置1は、被検出物OBJ1及びOBJ2によって入力面ISに圧力が印加された場合に、圧力に応じた信号値を制御部CTRLに出力することができる。圧力に応じた信号値とは、被検出物OBJ1及びOBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値であり、圧力の大きさによって変化する信号値である。
第1光学素子OD1は、画素基板2とバックライトユニットBLとの間に配置されている。第1光学素子OD1は、画素基板2に貼り付けられている。
第2光学素子OD2は、タッチ検出機能付き表示部10とカバー部材CGとの間に配置されている。第2光学素子OD2は、対向基板3及びタッチ検出電極TDLに貼り付けられている。
第1光学素子OD1及び第2光学素子OD2の各々は、少なくとも偏光板を含んでおり、必要に応じて位相差板を含んでいてもよい。第1光学素子OD1に含まれる偏光板の吸収軸は、第2光学素子OD2に含まれる偏光板の吸収軸と互いに交差している。例えば、第1光学素子OD1に含まれる偏光板の吸収軸と、第2光学素子OD2に含まれる偏光板の吸収軸とは、互いに直交している。
カバー部材CGは、接着層ALにより第2光学素子OD2に貼り付けられている。接着層ALは、光学用透明樹脂(OCR:Optically Clear Resin)が例示される。タッチ検出機能付き表示部10は圧力を検出するので、接着層ALは、弾性変形してもよいが、カバー部材CGから加えられる力を第2光学素子OD2に伝えることができればよい。
タッチ検出電極TDLは、駆動電極COMLとカバー部材CGとの間に配置されている。この構成例において、タッチ検出電極TDLは、対向基板3の、第2光学素子OD2に対向する側の面の上方に設けられている。タッチ検出電極TDLは、対向基板3に接していてもよく、対向基板3から離れていてもよい。タッチ検出電極TDLが対向基板3から離れている場合、対向基板3とタッチ検出電極TDLとの間には、図示しない絶縁膜等の部材が介在する。タッチ検出電極TDLは、第2方向であるY方向に延在している。
駆動電極COML及びタッチ検出電極TDLは、相互静電容量方式のタッチ検出部SE1を構成する。駆動電極COMLは、表示用の電極として機能するとともに、センサ駆動電極としても機能する。タッチ検出部SE1は、被検出物OBJ1及びOBJ2の位置及び接触面積を検出するために用いられる。
バックライトユニットBLは、タッチ検出機能付き表示部10と間隔を空けて配置されている。
本構成例では、筐体CAは、導電材料(例えば、アルミニウム)で形成されている。筐体CAの電位は、基準電位である。基準電位は、接地電位(GND)が例示される。なお、タッチIC49、COG19、ホストhostのいずれかと、筐体CAが接続配線等で電気的に接続され、タッチIC49、COG19、ホストhostのいずれかから基準電位が供給されてもよい。
筐体CAは、タッチ検出機能付き表示部10と間隔を空けて配置されている。本構成例において、タッチ検出機能付き表示部10と筐体CAとの間には、空気層又は樹脂層が介在する。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10とバックライトユニットBLとの間の空気層又は樹脂層と、バックライトユニットBLと筐体CAとの間の空気層又は樹脂層と、の少なくとも一方を有する。
筐体CAと駆動電極COMLとの間の少なくとも一部は、空気層又は樹脂層で形成されている。空気層又は樹脂層が存在することにより、筐体CAと駆動電極COMLとの間隔は、入力面ISに印加される圧力の大きさに応じて変化可能である。また、入力面ISに印加されていた圧力が取り除かれた際、筐体CAと駆動電極COMLとの間隔は、時間の経過とともに、元の間隔に復帰する。
筐体CAから駆動電極COMLまでの距離d3は、第3方向であるZ方向の距離であり、筐体CAの駆動電極COMLに対向する側の面から、駆動電極COMLの筐体CAに対向する側の面までの距離である。距離d3は、カバー部材CGに印加される圧力の大きさ及び圧力が加えられる位置に応じて変化する。
駆動電極COMLと筐体CAとの間には、容量Cp3が存在する。すなわち、駆動電極COMLは、筐体CAと静電容量結合する。容量Cp3は、距離d3に対応して変化する。従って、COG19は、距離d3に対応した容量Cp3の変化を検出することにより、圧力情報を検出することができる。
圧力検出制御部50は、駆動電極COMLを駆動し、距離d3の変化に基づいた圧力情報を駆動電極COMLから取り出す。例えば、圧力検出制御部50は、COG19に含まれ、COG19は、駆動電極COMLに信号を出力し、駆動電極COMLと筐体CAとの距離d3の変化に基づく信号を駆動電極COMLから読み出す。また、圧力検出制御部50は、タッチIC49又はホストhostに含まれてもよい。表示制御部11、タッチ検出制御部40、圧力検出制御部50及びホストhostは、協働してタッチ検出部SE1、表示部DSP及び圧力検出部SE2を制御してもよい。
本構成例では、駆動電極COMLは、タッチ検出部SE1、表示部DSP及び圧力検出部SE2で共用される。
図17は、タッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出電極、駆動電極ブロック及び筐体を示す斜視図である。複数のタッチ検出電極TDL並びに駆動電極ブロックBa、Bb、Bc、Bd、Be及びBfは、図1のタッチ検出部SE1を構成する。複数のタッチ検出電極TDLと駆動電極ブロックBa、Bb、Bc、Bd、Be及びBfとの交点に基づく領域が、タッチ検出部SE1がタッチを検出する単位領域であるタッチ検出単位領域である。
駆動電極ブロックBa、Bb、Bc、Bd、Be及びBf並びに筐体CAは、図1の圧力検出部SE2を構成する。圧力検出部SE2は、駆動電極ブロックBa、Bb、Bc、Bd、Be及びBfにそれぞれ対応する複数の領域を、圧力検出部SE2が圧力を検出する単位領域である圧力検出単位領域として有する。つまり、圧力検出部SE2は、駆動電極ブロックBa、Bb、Bc、Bd、Be及びBfにそれぞれ対応する複数の領域の各々毎に、圧力に応じた信号値を制御部CTRLに出力する。この場合、制御部CTRLは、後述する処理を、複数の圧力検出単位領域の各々に対して実行する。
タッチ検出部SE1が接触を検出する単位領域であるタッチ検出単位領域の各々は、圧力検出部SE2が圧力を検出する単位領域である圧力検出単位領域の各々よりも小さい。タッチ検出単位領域の各々のX方向の長さは、圧力検出単位領域の各々のX方向の長さよりも短い。なお、本実施形態において、タッチ検出部SE1と圧力検出部SE2とで駆動する駆動ブロックの単位を共通にしているが、これに限られない。例えば、タッチ検出部SE1は、駆動電極ブロックを個別に駆動し、圧力検出部SE2は、全ての駆動電極ブロック、または、2以上の複数の駆動電極ブロックを同時に駆動するようにしてもよい。なお、この場合、同時に駆動される複数の駆動電極ブロックが圧力検出単位領域を示す。
図18は、タッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出電極、駆動電極ブロック及び筐体の構成例2を示す斜視図である。
タッチ検出部SE1及び圧力検出部SE2が、図13で示したようにマトリクス状に設けられた複数の電極ELをタッチ検出電極TDL及び駆動電極COMLの機能を兼用する電極として備える場合には、圧力検出部SE2は、マトリクス状に設けられた複数の電極ELにそれぞれ対応する、マトリクス状の複数の領域を、複数の圧力検出単位領域として有する。複数の圧力検出単位領域の各々は、圧力を検出する単位領域である。つまり、圧力検出部SE2は、複数の電極ELにそれぞれ対応する複数の領域の各々毎に、圧力に応じた信号値を制御部CTRLに出力する。この場合、制御部CTRLは、後述する処理を、複数の圧力検出単位領域の各々に対して実行する。タッチ検出機能付き表示装置1の断面構造は、種々の変形が可能である。
タッチ検出機能付き表示部10とバックライトユニットBLとの間の空間を第1空間、バックライトユニットBLと筐体CAとの間の空間を第2空間、バックライトユニットBLとフレームFRとの間の空間を第3空間とすると、少なくとも第1空間、第2空間、第3空間のいずれかに空気層又は樹脂層を有する。ここで、空気層とは、周辺領域等にスペーサ等を配置することで形成してもよく、樹脂層とは、例えばクッション材CUSを示す。なお、第1空間、第2空間、第3空間はいずれか1つの空間を有すればよく、例えば、バックライトBLと筐体CAとは接しており空間を有さなくてもよい。
図19から図24までは、タッチ検出機能付き表示装置の構造例を示す断面図である。図19に示す構造例では、タッチ検出機能付き表示部10とバックライトユニットBLとは、端部がスペーサSP1及びSP2によって接続されており、タッチ検出機能付き表示部10とバックライトユニットBLとの間には、エアギャップAG1が介在している。バックライトユニットBLと筐体CAとの間には、エアギャップAG2が介在している。図19に示す構造例では、図15で示したフレームFRを備えていない。
図20に示す構造例では、バックライトユニットBLと筐体CAとが接触しており、図19で示したエアギャップAG2が介在していない。
図21に示す構造例では、バックライトユニットBLと筐体CAとの間には、クッション材CUSが配置されており、図19で示したエアギャップAG2が介在していない。
図22に示す構造例では、図15で示したフレームFRが、有底の箱形状を有している。そして、バックライトユニットBLとフレームFRの底部とは接触している。フレームFRの底部と筐体CAとの間には、エアギャップAG2が介在している。
図23に示す構造例では、バックライトユニットBLとフレームFRの底部との間に、エアギャップAG3が介在している。
図24に示す構造例では、バックライトユニットBLとフレームFRの底部との間には、クッション材CUSが配置されており、図23で示したエアギャップAG3が介在していない。
<圧力検出部の第2構成例>
図25は、タッチ検出機能付き表示装置の第2構成例を示す断面図である。図25に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10と、COG19と、カバー部材CGと、第1光学素子OD1と、第2光学素子OD2と、タッチ検出電極TDLと、タッチIC49と、バックライトユニットBLと、フレキシブルプリント基板T、T2及びT3と、に加えて、圧力センサ61を更に含む。圧力センサ61が、図1の圧力検出部SE2に対応する。
フレキシブルプリント基板T3は、第1分岐部FB1及び第2分岐部FB2を有している。第1分岐部FB1は、光源LSに接続されている。第2分岐部FB2は、圧力センサ61に接続されている。
圧力センサ61は、筐体CA内の空気圧を検出するセンサである。入力面ISに圧力が印加されると、カバー部材CG及びタッチ検出機能付き表示部10は、筐体CAの内部方向に撓む。カバー部材CG及びタッチ検出機能付き表示部10が筐体CAの内部方向に撓むと、筐体CA内部の空気が圧縮され、筐体CA内部の空気圧が上昇する。
また、入力面ISに印加されていた圧力が取り除かれた際、カバー部材CG及びタッチ検出機能付き表示部10の撓みは、時間の経過とともに解消される。そして、カバー部材CG及びタッチ検出機能付き表示部10は、元の状態に復帰する。カバー部材CG及びタッチ検出機能付き表示部10が元の状態に復帰すると、筐体CA内部の空気圧が下降し、元の空気圧に戻る。従って、制御部CTRLは、筐体CA内部の空気圧の変化を検出することにより、圧力情報を検出することができる。
図26は、タッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出電極、駆動電極ブロック及び圧力センサを模式的に示す斜視図である。
複数のタッチ検出電極TDL並びに駆動電極ブロックBa、Bb、Bc、Bd、Be及びBfは、図1のタッチ検出部SE1を構成する。複数のタッチ検出電極TDLと駆動電極ブロックBa、Bb、Bc、Bd、Be及びBfとの交点が、タッチ検出部SE1がタッチを検出する単位領域であるタッチ検出単位領域である。
圧力センサ61は、図1の圧力検出部SE2を構成する。圧力検出部SE2は、入力面ISに対応する1つの領域を1つの圧力検出単位領域として有する。1つの圧力検出単位領域は、圧力を検出する単位領域である。つまり、圧力検出部SE2は、1つの圧力検出単位領域全体に印加される圧力を表す1つの信号値を制御部CTRLに出力する。この場合、制御部CTRLは、後述する処理を、1つの圧力検出単位領域に対して実行する。
タッチ検出部SE1が接触を検出する単位領域であるタッチ検出単位領域の各々は、圧力検出部SE2が圧力を検出する単位領域である圧力検出単位領域の各々よりも小さい。タッチ検出単位領域の各々のX方向の長さは、圧力検出単位領域の各々のX方向の長さよりも短い。タッチ検出単位領域の各々のY方向の長さは、圧力検出単位領域の各々のY方向の長さよりも短い。
圧力センサ61に代えて、抵抗値の変化でタッチ検出機能付き表示装置1のひずみを検出するひずみゲージ(strain gauge)を用いても良い。また、圧力センサ61に代えて、光でタッチ検出機能付き表示装置1のひずみを検出する光センサを用いても良い。圧力センサ61の大きさは、種々の変形が可能である。
図27及び図28は、圧力センサの例を示す平面図である。図27に示すように、圧力センサ61の大きさを、入力面ISと略同じ大きさにし、平面視して入力面ISの内側に配置しても良い。
図28に示すように、圧力センサ61の大きさを、入力面ISよりも相対的に小さくし、平面視して入力面ISの外縁に重なる場所に配置しても良い。また、圧力センサ61を、平面視して入力面ISの隅に重なる場所に配置しても良い。また、圧力センサ61を、平面視して入力面ISの内側に配置しても良い。
<制御部の動作>
図26で示した圧力検出部SE2の構成例では、圧力検出部SE2は、1つの圧力検出単位領域を有する。圧力検出部SE2は、1つの圧力検出単位領域に印加された圧力を表す1つの信号値を制御部CTRLに出力する。圧力検出部SE2が1つの圧力検出単位領域を有する場合には、制御部CTRLは、1つの圧力検出単位領域に対して、処理を実行する。
図17又は図18で示した圧力検出部SE2の構成例では、圧力検出部SE2は、複数の圧力検出単位領域を有する。圧力検出部SE2は、複数の圧力検出単位領域にそれぞれ印加された圧力を表す複数の信号値を制御部CTRLに出力する。圧力検出部SE2が複数の圧力検出単位領域を有する場合には、制御部CTRLは、複数の圧力検出単位領域の各々に対して、処理を実行する。
図29は、圧力検出部の1つの圧力検出単位領域を示す図である。図29において、1つの圧力検出単位領域R内のます目の各々は、複数のタッチ検出電極TDLと複数の駆動電極COMLとの交点に対応し、タッチを検出する単位領域であるタッチ検出単位領域Uである。
圧力検出単位領域R内の第1領域R1は、被検出物OBJ1と入力面ISとが接触する領域である。ここで、被検出物OBJ1は、入力面ISと接触して変形する第1の種類の物である。第1の種類の物は、指が例示される。
被検出物OBJ1が第1の種類の物である場合は、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力が増加すると、被検出物OBJ1と入力面ISとの接触面積が増加する。つまり、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力と、被検出物OBJ1と入力面ISとの接触面積と、には相関がある。
図29に示す例では、制御部CTRLは、第1領域R1内のタッチ検出単位領域Uの個数を「11」と計数できる。制御部CTRLは、被検出物OBJ1と入力面ISとの実際の接触面積を、「11」にタッチ検出単位領域Uの1個当たりの面積を乗じることで算出できる。
タッチ検出部SE1が自己静電容量方式又は相互静電容量方式である場合は、タッチ検出部SE1は、第1領域R1内の複数のタッチ検出単位領域Uの各々毎に、被検出物OBJ1により付加される静電容量(図3の容量素子C2又は図11の静電容量C4に対応)を表す信号値を検出できる。
被検出物OBJ1が入力面ISと接触して変形する物の場合は、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力が増加すると、被検出物OBJ1とタッチ検出電極TDLとの間の静電容量が増加する。つまり、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力と、被検出物OBJ1とタッチ検出電極TDLとの間の静電容量と、には相関がある。
図29に示す例では、制御部CTRLは、第1領域R1が、静電容量に応じた信号値「15」のタッチ検出単位領域Uを1個と、静電容量に応じた信号値「10」のタッチ検出単位領域Uを2個と、静電容量に応じた信号値「7」のタッチ検出単位領域Uを2個と、静電容量に応じた信号値「5」のタッチ検出単位領域Uを6個と、を含むと計数できる。
タッチ検出部SE1が相互静電容量方式又は自己静電容量方式である場合には、第1領域R1の接触に応じた信号値は、静電容量に応じた信号値「15」を1個と、静電容量に応じた信号値「10」を2個と、静電容量に応じた信号値「7」を2個と、静電容量に応じた信号値「5」を6個と、を含む。
タッチ検出部SE1が抵抗膜方式である場合には、第1領域R1の接触に応じた信号値は、第1領域R1内のタッチ検出単位領域Uの個数「11」である。
なお、静電容量に応じた信号値「15」や静電容量に応じた信号値「10」等は、付加容量の値であっても良いし、被検出物OBJ1により付加される静電容量に流れる電流(図4の電流Iに対応)又は電圧(図5の電圧(V−V)又は図12の電圧(|ΔV|=V−V)に対応)であっても良い。また、タッチ検出部SE1によって検出された電流がaアンペアからbアンペアまでの場合は静電容量に応じた信号値「1」とし、bアンペアからcアンペアまでの場合は静電容量に応じた信号値「2」とするように、タッチ検出部SE1によって検出された値を対応する値に変換しても良い。
制御部CTRLは、第1領域R1内の複数の静電容量に応じた信号値の合計を「79」と計数でき、第1領域R1内のタッチ検出のタッチ検出単位領域Uの個数を「11」と計数できる。従って、制御部CTRLは、第1領域R1内のタッチ検出単位領域Uの1個当たりの静電容量に応じた信号値の平均値を、「7.19」と算出できる。
圧力検出単位領域R内の第2領域R2は、被検出物OBJ2と入力面ISとが接触する領域である。ここで、被検出物OBJ2は、入力面ISと接触して変形する第1の種類の物である。第1の種類の物は、指が例示される。
被検出物OBJ2が第1の種類の物である場合は、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力が増加すると、被検出物OBJ2と入力面ISとの接触面積が増加する。つまり、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力と、被検出物OBJ2と入力面ISとの接触面積と、には相関がある。
図29に示す例では、制御部CTRLは、第2領域R2内のタッチ検出単位領域Uの個数を「8」と計数できる。制御部CTRLは、被検出物OBJ2と入力面ISとの実際の接触面積を、「8」にタッチ検出単位領域Uの1個当たりの面積を乗じることで算出できる。
被検出物OBJ2が第1の種類の物である場合は、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力が増加すると、被検出物OBJ2とタッチ検出電極TDLとの間の静電容量が増加する。つまり、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力と、被検出物OBJ2とタッチ検出電極TDLとの間の静電容量と、には相関がある。
図29に示す例では、制御部CTRLは、第2領域R2が、静電容量に応じた信号値「10」のタッチ検出単位領域Uを2個と、静電容量に応じた信号値「5」のタッチ検出単位領域Uを6個と、を含むと計数できる。
タッチ検出部SE1が相互静電容量方式又は自己静電容量方式である場合には、第2領域R2の接触に応じた信号値は、静電容量に応じた信号値「10」を2個と、静電容量に応じた信号値「5」を6個と、を含む。
タッチ検出部SE1が抵抗膜方式である場合には、第2領域R2の接触に応じた信号値は、第2領域R2内のタッチ検出単位領域Uの個数「8」である。
制御部CTRLは、第2領域R2内の複数の静電容量に応じた信号値の合計を「50」と計数でき、第2領域R2内の単位領域の数を「8」と計数できる。従って、制御部CTRLは、第2領域R2内のタッチ検出単位領域Uの1個当たりの静電容量に応じた信号値の平均値を、「6.25」と算出できる。
被検出物OBJ1が第1の種類の物である場合は、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力と、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値と、には相関関係がある。同様に、被検出物OBJ2が第1の種類の物である場合は、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力と、第2領域R2内の静電容量に応じた信号値の平均値と、には相関関係がある。従って、図29に示す例では、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力の方が、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力よりも大きい。
ここで、圧力検出部SE2が、被検出物OBJ1及びOBJ2によって圧力検出単位領域R全体に印加された圧力に応じた信号値「134」を検出したとする。制御部CTRLは、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値「7.19」及び第2領域R2内の静電容量に応じた信号値の平均値「6.25」に基づいて、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値「134」を第1領域R1及び第2領域R2に比例配分することで、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「72」と算出でき、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「62」と算出できる。
なお、本実施形態において、単純に第1領域R1内の静電容量に応じた信号値(タッチ検出信号値)の平均値を求めたが、これに限られない。例えば、一定値以下のタッチ検出信号に関してはノイズと判断して、当該信号値に応じた領域を第1領域R1から除くこととしてもよい。また、タッチ検出信号値の大きさやタッチ検出信号値の分布に応じて、比重演算を行ってもよい。例えば、タッチ検出信号値が一定の閾値以上の値を示すタッチ検出単位領域については1つの単位領域として、一定の閾値未満の値を示すタッチ検出単位領域は0.8の単位領域として扱い、当該領域のシグナル値を1.25倍した上で、第1領域R1、第2領域R2の各々の1つの単位領域あたりの平均値を演算するようにしてもよい。
タッチ検出部SE1が抵抗膜方式であり、Z方向における電極間距離が一律である場合には、タッチ検出部SE1はタッチ検出単位領域Uの各々毎に異なる信号値を検出できないので、第1領域R1及び第2領域R2内の全てのタッチ検出単位領域Uの信号値は同じ値になる。なお、1つのタッチ検出単位領域UにZ方向における電極間距離を複数設けることで、圧力に応じた異なるタッチ検出信号を得ることができるようにしてもよい。この場合において、被検出物が第1の種類の物であっても第2の種類の物であっても圧力に応じてタッチ検出信号値は変化する。しかし、第1の種類の物である場合はタッチ検出信号を検出するタッチ検出単位領域Uの面積が変化するが、第2の種類の物である場合は、タッチ検出信号を検出するタッチ検出単位領域Uの面積が変化しない。
この場合は、制御部CTRLは、第1領域R1内のタッチ検出単位領域Uの個数つまり第1領域R1の面積に応じた信号値及び第2領域R2内のタッチ検出単位領域Uの個数つまり第2領域R2の面積に応じた信号値に基づいて、圧力検出部SE2が検出した圧力に応じた信号値を第1領域R1及び第2領域R2に比例配分することで、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値及び被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を算出できる。
図30は、圧力検出部の1つの圧力検出単位領域を示す図である。圧力検出単位領域R内の第2領域R2は、被検出物OBJ2と入力面ISとが接触する領域である。ここで、被検出物OBJ2は、入力面ISと接触して変形しない又は第1の種類の物と比較して相対的に変形が少ない第2の種類の物である。第2の種類の物は、樹脂又は金属のスタイラスペンが例示される。
なお、第2の種類の物が接触する第2領域R2の静電容量に応じた値は、第1の種類の物が接触する第1の領域R1の静電容量に応じた値と同様に、検出される電流又は電圧に応じた相対値を示す。また、第1の種類の物が接触する場合の相対値と、第2の種類の物が接触する場合の相対値と、は異なっていてもよい。例えば、第1の種類の物が接触する場合、タッチ検出部SE1によって検出された電流がaアンペアからbアンペアまでの場合は静電容量に応じた信号値「1」とし、第2の種類の物が接触する場合は、2aアンペアから2bアンペアまでの場合を静電容量に応じた信号値「1」と変換してもよい。
被検出物OBJ2が第2の種類の物である場合は、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力が増加しても、被検出物OBJ2と入力面ISとの接触面積が増加しない又は第1の種類の物と比較して相対的に少ししか増加しない。つまり、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力と、被検出物OBJ2と入力面ISとの接触面積と、の相関は、第1の種類の物の相関とは異なる。
また、被検出物OBJ2が第2の種類の物である場合は、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力が増加しても、被検出物OBJ2とタッチ検出電極TDLとの間の静電容量が増加しないか又は第1の種類の物と比較して相対的に少ししか増加しない。つまり、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力と、被検出物OBJ2とタッチ検出電極TDLとの間の静電容量と、の相関は、第1の種類の物の相関とは異なる。
従って、図30において、被検出物OBJ2が第2の種類の物である場合は、制御部CTRLは、上記した、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値又は第1領域R1の面積に応じた信号値並びに第2領域R2内の静電容量に応じた信号値の平均値又は第2領域R2の面積に応じた信号値に基づいて、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値を第1領域R1及び第2領域R2に比例配分することでは、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値及び被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を好適に算出できない。
そこで、制御部CTRLは、以下に説明する処理を実行することで、被検出物OBJ2が第2の種類の物である場合であっても、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値及び被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を好適に算出できる。
図31は、制御部の機能ブロックを示す図である。制御部CTRLは、判定部100と、圧力算出部101と、被検出物種類判定部102と、リファレンス値取得部103と、記憶部104と、を含む。記憶部104は、リファレンス値記憶部105と、を含む。
判定部100、圧力算出部101、被検出物種類判定部102及びリファレンス値取得部103は、COG19、タッチIC49又はホストhostがプログラムを実行することで実現できる。または、判定部100、圧力算出部101、被検出物種類判定部102及びリファレンス値取得部103は、COG19、タッチIC49及びホストhostの内の2つ以上がプログラムを協働して実行することで実現できる。
判定部100は、マルチタッチであるかシングルタッチであるか、つまり被接触物が複数であるか1つであるかを判定する。
圧力算出部101は、複数の領域の各々の接触に応じた信号値と、複数の被検出物が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値と、複数の領域の内の1つの領域の接触に応じた信号値当たりの圧力に応じた信号値であるリファレンス値と、に基づいて、複数の被検出物の各々が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を算出する。
被検出物種類判定部102は、複数の被検出物と入力面ISとが接触する複数の領域の各々の接触に応じた信号値に基づいて、複数の被検出物が異なる種類の物であるか否かを判定する。
リファレンス値取得部103は、被検出物の種類ごとの圧力によって生じる信号値の変化に応じたリファレンス値を取得する。
記憶部104は、揮発性メモリ又は不揮発性メモリが例示される。揮発性メモリは、RAM(Random Access Memory)が例示される。不揮発性メモリは、フラッシュメモリ(登録商標)が例示される。
リファレンス値記憶部105は、被検出物OBJ1又はOBJ2の各々が入力面ISを押下する圧力を算出するために使用されるリファレンス値を記憶する。リファレンス値は、タッチ検出部SE1が被検出物OBJ1又はOBJ2を検出する際の、接触に応じた信号値当たりの圧力に応じた信号値である。
リファレンス値は、タッチ検出部SE1が相互静電容量方式又は自己静電容量方式である場合には、第1領域R1内又は第2領域R2内での静電容量の平均値当たりの圧力に応じた信号値であり、タッチ検出部SE1が抵抗膜方式である場合には、第1領域R1又は第2領域R2内での1面積当たりの圧力に応じた信号値である。
図32は、リファレンス値記憶部の第1の例を示す図である。リファレンス値記憶部105は、リングバッファ107と、リファレンス値REF保持部108と、を含む。リングバッファ107は、N個のバッファであるREF(1)バッファ107−1からREF(N)バッファ107−Nまでを含む。リファレンス数Nは、予め定められた正の定数である。本実施形態では、リファレンス数Nを「3」とする。
タッチ検出部SE1が相互静電容量方式又は自己静電容量方式である場合には、リファレンス値取得部103は、第1領域R1内又は第2領域R2内での静電容量の平均値当たりの圧力に応じた信号値を、リファレンス値記憶部105のREF(1)バッファ107−1からREF(N)バッファ107−Nまでに順次格納する。
リファレンス値取得部103は、第1領域R1内又は第2領域R2内での静電容量の平均値当たりの圧力に応じた信号値をリファレンス値記憶部105のREF(N)バッファ107−Nにまで格納したら、次回のリファレンス値取得タイミングでは、第1領域R1内又は第2領域R2内での静電容量の平均値当たりの圧力に応じた信号値を、一番古い信号値が格納されているバッファつまりREF(1)バッファ107−1に格納する。
タッチ検出部SE1が抵抗膜方式である場合には、リファレンス値取得部103は、第1領域R1又は第2領域R2内の1面積当たりの圧力に応じた信号値を、リファレンス値記憶部105のREF(1)バッファ107−1からREF(N)バッファ107−Nまでに順次格納する。
リファレンス値取得部103は、第1領域R1又は第2領域R2内の1面積当たりの圧力に応じた信号値をリファレンス値記憶部105のREF(N)バッファ107−Nにまで格納したら、次回のリファレンス値取得タイミングでは、第1領域R1又は第2領域R2内の1面積当たりの圧力に応じた信号値を、一番古い信号値が格納されているバッファつまりREF(1)バッファ107−1に格納する。
リファレンス値取得部103は、リファレンス値REFを、次の式(1)により算出し、リファレンス値REF保持部108に格納する。
REF=(REF(1)+REF(2)+・・・+REF(N))/N (1)
なお、リファレンス値取得部103がリファレンス値REFを算出するのではなく、予め定められたリファレンス値REFをリファレンス値REF保持部108に予め格納しておき、リファレンス値REF保持部108から取得するようにしても良い。この場合、リングバッファ107は不要になる。
図33は、リファレンス値記憶部の第2の例を示す図である。リファレンス値記憶部105は、REF(OLD)保持部109と、REF(N)保持部110と、リファレンス値REF保持部108と、を含む。
タッチ検出部SE1が相互静電容量方式又は自己静電容量方式である場合には、リファレンス値取得部103は、第1領域R1内又は第2領域R2内での静電容量の平均値当たりの圧力に応じた信号値を、リファレンス値記憶部105のREF(N)保持部110に格納する。
タッチ検出部SE1が抵抗膜方式である場合には、リファレンス値取得部103は、第1領域R1内又は第2領域R2内での1面積当たりの圧力に応じた信号値を、リファレンス値記憶部105のREF(N)保持部110に格納する。
REF(OLD)保持部109には、リファレンス値REF保持部108から読みだされたRFE(N)保持部110に格納された圧力に応じた信号値以前の圧力に応じた信号値が格納される。リファレンス値取得部103は、リファレンス値REFを、次の式(2)により算出し、リファレンス値REF保持部108に格納する。
REF=REF(OLD)*(1−α)+REF(N)*α (2)
ここで、αは、0<α<1を満たす。なお、αは予め定められた定数であってもよい。また、αは変数であってもよい。例えば、ノイズ検出部51においてノイズが高いと判定された場合において、αを相対的に高い値とし、ノイズが低いと判定された場合おいて、αを相対的に低い値とするように、α値切換制御部を有してもよい。
つまり、リファレンス値取得部103は、IIR(Infinite Impulse Response)により、リファレンス値REFを算出する。なお、リファレンス値取得部103は、累積平均により、リファレンス値REFを算出しても良い。
なお、リファレンス値記憶部105は、リファレンス値REF保持部108に保持されたリファレンス値をリセットするリセット部を有してもよい。例えば、リセット部は、タッチ信号の周波数が変更された場合や、タッチ検出信号の出力が開始されたタイミングでリファレンス値をリセットするようにしてもよい。このようにすることで、使用環境の変化等に応じてタッチ検出信号に生じるノイズの変化等が起こった場合であっても、当該環境におけるより適切なリファレンス値を取得することができる。
なお、リファレンス値取得部103は、リファレンス値REFを算出するのではなく、予め定められたリファレンス値をリファレンス値REF保持部108に予め格納しておき、リファレンス値REF保持部108からリファレンス値を取得するようにしても良い。
図34は、リファレンス数とノイズ/信号比との関係を示す図である。図34に示すように、リファレンス数Nは、リファレンス値を算出する回数であり、予め定められた正の定数である。リファレンス数Nを大きくするほど、ノイズ/信号比が小さくなる。つまり、リファレンス数Nが大きいほど、ノイズの影響を抑制でき、被検出物OBJ1及びOBJ2の各々が入力面ISを押下する圧力を好適に算出できる。例えば、リファレンス数Nが4以上である場合がより好適である。
図35は、制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図26で示した圧力検出部SE2の構成例では、圧力検出部SE2は、1つの圧力検出単位領域を有する。圧力検出部SE2が1つの圧力検出単位領域を有する場合には、制御部CTRLは、1つの圧力検出単位領域に対して、図35に示す処理を一定の時間間隔毎に繰り返し実行する。
図17又は図18で示した圧力検出部SE2の構成例では、圧力検出部SE2は、複数の圧力検出単位領域を有する。圧力検出部SE2が複数の圧力検出単位領域を有する場合には、制御部CTRLは、複数の圧力検出単位領域の各々に対して、図35に示す処理を一定の時間間隔毎に繰り返し実行する。
判定部100は、ステップS100において、マルチタッチつまり被検出物が複数であるか否かを判定する。言い換えると、判定部100は、信号値が検出された領域が複数であるか否かを判定する。判定部100は、マルチタッチではない、つまり被検出物が1つであると判定したら(ステップS100でNo)、処理をステップS102に進め、マルチタッチであると判定したら(ステップS100でYes)、処理をステップS112に進める。
圧力算出部101は、ステップS102において、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値を、1つの被検出物の圧力に応じた信号値とする。
被検出物種類判定部102は、ステップS104において、被検出物と入力面ISとの接触面積が予め定められた面積閾値以下であるか否かを判定する。
一般に、スタイラスペンで例示される第2の種類の物と入力面ISとの接触面積は、指で例示される第1の種類の物と入力面ISとの接触面積よりも小さい。そこで、被検出物種類判定部102は、被検出物と入力面ISとの接触面積が予め定められた面積閾値以下であるか否かを判定することで、被検出物が第2の種類の物であるか否かを判定できる。
なお、被検出物種類判定部102が被検出物と入力面ISとの接触面積が予め定められた面積閾値以下であるか否かを判定することで、被検出物が第2の種類の物であるか否かを判定することは、例示であり、これに限定されない。被検出物種類判定部102は、例えば、図35に示す処理を複数回実行した後に、被検出物と入力面ISとが接触する領域内の複数のタッチ検出単位領域Uの静電容量に応じた信号値の変化量が予め定められた変化量閾値以下である場合に、被検出物が第2の種類の物であると判定しても良い。本実施形態では、面積閾値を「5」とする。
被検出物種類判定部102は、被検出物と入力面ISとの接触面積が予め定められた面積閾値以下ではないと判定したら(ステップS104でNo)、処理をステップS106に進め、被検出物と入力面ISとの接触面積が予め定められた面積閾値以下であると判定したら(ステップS104でYes)、処理をステップS126に進める。
リファレンス値取得部103は、ステップS106において、被検出物と入力面ISとが接触する領域内での静電容量の平均値当たりの圧力に応じた信号値又は被検出物と入力面ISとが接触する領域内での1面積当たりの圧力に応じた信号値を算出し、上述した式(1)又は式(2)を使用して、リファレンス値REFを算出する。
リファレンス値取得部103は、ステップS108において、リファレンス値REFをリファレンス値REF保持部108に格納する。
リファレンス値取得部103は、ステップS110において、リファレンス値REFを算出する元になる信号値を取得した回数であるリファレンス取得数Qをインクリメントする。その後、リファレンス値取得部103は、処理をステップS126に進める。
従って、シングルタッチである場合に、リファレンス値取得部103は、被検出物が第1の種類の物であれば、リファレンス値REFを算出する。
しかし、シングルタッチである場合に、リファレンス値取得部103は、被検出物が第2の種類の物であれば、リファレンス値REFを算出しない。その理由は、次の通りである。
被検出物が第2の種類の物である場合は、被検出物が入力面ISを押下する圧力に応じた、被検出物と入力面ISとが接触する領域内での静電容量の平均値当たりの圧力に応じた信号値又は被検出物と入力面ISとが接触する領域内での1面積当たりの圧力に応じた信号値は、変化しない又は第1の種類の物と比較して相対的に変化が小さい。従って、シングルタッチ且つ被検出物が第2の種類の物の場合は、リファレンス値取得部103は、被検出物と入力面ISとが接触する領域内での静電容量の平均値当たりの圧力に応じた信号値又は被検出物と入力面ISとが接触する領域内での1面積当たりの圧力に応じた信号値を好適に得ることができず、好適なリファレンス値REFを得ることができないからである。
判定部100がマルチタッチであると判定したら(ステップS100でYes)、被検出物種類判定部102は、ステップS112において、被検出物OBJ1又はOBJ2と入力面ISとの接触面積が予め定められた面積閾値以下である領域があるか否か、つまり被検出物OBJ1又はOBJ2が第2の種類の物であるか否かを判定する。
被検出物種類判定部102は、被検出物OBJ1又はOBJ2と入力面ISとの接触面積が予め定められた面積閾値以下である領域がない、つまり被検出物OBJ1及びOBJ2が第1の種類の物であると判定したら(ステップS112でNo)、処理をステップS114に進める。被検出物種類判定部102は、被検出物OBJ1又はOBJ2と入力面ISとの接触面積が予め定められた面積閾値以下である領域がある、つまり被検出物OBJ1又はOBJ2が第2の種類の物であると判定したら(ステップS112でYes)、処理をステップS122に進める。
リファレンス値取得部103は、ステップS114において、被検出物OBJ1及びOBJ2の各々と入力面ISとが接触する領域内での静電容量の平均値当たりの圧力に応じた信号値又は被検出物OBJ1及びOBJ2の各々と入力面ISとが接触する領域内の1面積当たりの圧力に応じた信号値の面積に応じた信号値を算出し、上述した式(1)又は式(2)を使用して、リファレンス値REFを算出する。
リファレンス値取得部103は、ステップS116において、複数のリファレンス値REFをリファレンス値REF保持部108に格納する。
リファレンス値取得部103は、ステップS118において、リファレンス取得数Qをインクリメントする。その後、リファレンス値取得部103は、処理をステップS120に進める。
圧力算出部101は、ステップS120において、被検出物OBJ1と入力面ISとが接触する第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値又は第1領域R1の面積に応じた信号値並びに被検出物OBJ2と入力面ISとが接触する第2領域R2内の静電容量に応じた信号値の平均値又は第2領域R2の面積に応じた信号値に基づいて、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値を第1領域R1及び第2領域R2に比例配分することで、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値及び被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を算出する。
被検出物種類判定部102が被検出物OBJ1又はOBJ2と入力面ISとの接触面積が面積閾値以下である領域がある、つまり被検出物OBJ1又はOBJ2が第2の種類の物であると判定したら(ステップS112でYes)、圧力算出部101は、ステップS122において、リファレンス取得数Qが予め定められたリファレンス数N以上であるか否かを判定する。圧力算出部101は、リファレンス取得数Qが予め定められたリファレンス数N以上であると判定したら(ステップS122でYes)、処理をステップS124に進め、リファレンス取得数Qが予め定められたリファレンス数N以上ではないと判定したら(ステップS122でNo)、処理をステップS114に進める。
圧力算出部101は、リファレンス取得数Qが予め定められたリファレンス数N以上ではないと判定したら(ステップS122でNo)、上記したステップS114からステップS120までを実行し、被検出物OBJ1と入力面ISとが接触する第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値又は第1領域R1の面積に応じた信号値並びに被検出物OBJ2と入力面ISとが接触する第2領域R2内の静電容量に応じた信号値の平均値又は第2領域R2の面積に応じた信号値に基づいて、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値を第1領域R1及び第2領域R2に比例配分することで、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値及び被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を算出する。この理由は、次の通りである。
図34で示したように、リファレンスを取得した回数が小さいほどノイズ/信号比が大きい。つまり、リファレンス取得数Qが予め定められたリファレンス数N以上ではない場合には(ステップS122でNo)、リファレンス値REFに含まれるノイズが大きい。そのため、ノイズの大きいリファレンス値REFを用いずに、各被検出物の面積又は静電容量に応じた平均値に対応する信号値に基づいて、圧力を算出することで、ノイズの小さい圧力値を求めることができる。
圧力算出部101は、ステップS124において、リファレンス値REFを用いて、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値及び被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を算出する、圧力算出サブルーチンを実行する。この理由は、次の通りである。
図34で示したように、リファレンスを取得した回数が大きくなるほどノイズ/信号比が小さいので、圧力算出部101は、リファレンス取得数Qが予め定められたリファレンス数N以上である場合には(ステップS122でYes)、リファレンス値REFに含まれるノイズが小さいから、リファレンス値REFを用いて被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値及び被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を好適に算出できるからである。
図36は、制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図36は、図35の圧力算出サブルーチンを示すフローチャートである。
圧力算出部101は、ステップS200において、リファレンス値REFと、接触面積が面積閾値より大きい領域内での静電容量の平均値又は面積と、を乗ずることにより、接触面積が面積閾値より大きい被検出物の圧力に応じた信号値を算出する。言い換えると、圧力算出部101は、第1の種類の被検出物に対応するリファレンス値REFに基づいて、第1の種類の被検出物の圧力に応じた信号値を算出する。
圧力算出部101は、ステップS202において、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値から、接触面積が面積閾値より大きい被検出物の圧力に応じた信号値を減ずることにより、接触面積が面積閾値以下の被検出物の圧力に応じた信号値を算出し、圧力算出サブルーチンを終了する。
再び図35を参照すると、制御部CTRLは、ステップS126において、被検出物OBJ1及びOBJ2の各々が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を出力し、処理を終了する。
被検出物OBJ1及びOBJ2の各々が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値の算出について、具体例を挙げて説明する。
図37は、1つの圧力検出単位領域を時系列で示した図である。図37では、第1領域R1が、第1の種類の物である被検出物OBJ1と入力面ISとの接触領域であるものとし、第2領域R2が、第2の種類の物である被検出物OBJ2と入力面ISとの接触領域であるものとする。
第1回目の処理タイミングである図37(a)で、圧力検出部SE2は、圧力検出単位領域Rに印加された圧力に応じた信号値「130」を検出したものとする。
第1回目の処理タイミングである図37(a)で、第1領域R1内のタッチ検出単位領域Uの個数は、「11」である。第1領域R1は、静電容量に応じた信号値「15」のタッチ検出単位領域Uを1個と、静電容量に応じた信号値「10」のタッチ検出単位領域Uを2個と、静電容量に応じた信号値「7」のタッチ検出単位領域Uを2個と、信号値「5」のタッチ検出単位領域Uを6個と、を含む。第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値は、「7.19」である。
第1回目の処理タイミングである図37(a)で、第2領域R2内のタッチ検出単位領域Uの個数は、「5」である。第2領域R2は、静電容量に応じた信号値「10」のタッチ検出単位領域Uを1個と、静電容量に応じた信号値「5」のタッチ検出単位領域Uを4個と、を含む。第2領域R2内の静電容量に応じた信号値の平均値は、「6」である。
第1回目の処理タイミングである図37(a)で、マルチタッチであり(ステップS100でYes)、接触面積が面積閾値以下の第2領域R2があり(ステップS112でYes)、リファレンス取得数Q「0」がリファレンス数N「3」以上ではないので(ステップS122でNo)、リファレンス値取得部103は、ステップS114において、リファレンス値REFを算出する。
具体的には、リファレンス値取得部103は、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値「7.19」及び第2領域R2内の静電容量に応じた信号値の平均値「6」に基づいて、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値「130」を第1領域R1及び第2領域R2に比例配分することで、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「70.9」と算出でき、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「59.1」と算出できる。
従って、リファレンス値取得部103は、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「70.9」を第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値「7.19」で除した「9.85」を、REF(1)バッファ107−1に格納する。この「9.85」は、第1回目の処理タイミングである図37(a)における、第1領域R1内での静電容量の平均値当たりの圧力に応じた信号値である。
第1回目の処理タイミングである図37(a)で、リファレンス値取得部103は、ステップS116において、式(1)又は式(2)を使用して算出したリファレンス値REF「9.85」を、リファレンス値REF保持部108に格納する。
第1回目の処理タイミングである図37(a)で、圧力算出部101は、ステップS120において、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値「7.19」及び第2領域R2内の静電容量に応じた信号値の平均値「6」に基づいて、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値「130」を第1領域R1及び第2領域R2に比例配分することで、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「70.9」と算出し、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「59.1」と算出する。
第2回目の処理タイミングである図37(b)で、圧力検出部SE2は、圧力検出単位領域Rに印加された圧力に応じた信号値「130」を検出したものとする。
第2回目の処理タイミングである図37(b)で、第1領域R1内のタッチ検出単位領域Uの個数及び複数のタッチ検出単位領域Uの各々の静電容量に応じた信号値は、第1回目の処理タイミングである図37(a)と同じである。また、第2領域R2内のタッチ検出単位領域Uの個数及び複数のタッチ検出単位領域Uの各々の静電容量に応じた信号値は、第1回目の処理タイミングである図37(a)と同じである。
第2回目の処理タイミングである図37(b)で、マルチタッチであり(ステップS100でYes)、接触面積が面積閾値以下の第2領域R2があり(ステップS112でYes)、リファレンス取得数Q「1」がリファレンス数N「3」以上ではないので(ステップS122でNo)、リファレンス値取得部103は、ステップS114において、第2回目の処理タイミングにおける、第1領域R1内での静電容量の平均値当たりの圧力に応じた信号値である「9.85」を、REF(2)バッファ107−2に格納する。
第2回目の処理タイミングである図37(b)で、リファレンス値取得部103は、ステップS116において、式(1)又は式(2)を使用して算出したリファレンス値REF「9.85」を、リファレンス値REF保持部108に格納する。
第2回目の処理タイミングである図37(b)で、圧力算出部101は、ステップS120において、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値「7.19」及び第2領域R2内の静電容量に応じた信号値の平均値「6」に基づいて、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値「130」を第1領域R1及び第2領域R2に比例配分することで、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「70.9」と算出し、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「59.1」と算出する。
第3回目の処理タイミングである図37(c)で、圧力検出部SE2は、圧力検出単位領域Rに印加された圧力に応じた信号値「130」を検出したものとする。
第3回目の処理タイミングである図37(c)で、第1領域R1内のタッチ検出単位領域Uの個数及び複数のタッチ検出単位領域Uの各々の静電容量に応じた信号値は、第1回目の処理タイミングである図37(a)及び第2回目の処理タイミングである図37(b)と同じである。また、第2領域R2内のタッチ検出単位領域Uの個数及び複数のタッチ検出単位領域Uの各々の静電容量に応じた信号値は、第1回目の処理タイミングである図37(a)及び第2回目の処理タイミングである図37(b)と同じである。
第3回目の処理タイミングである図37(c)で、マルチタッチであり(ステップS100でYes)、接触面積が面積閾値以下の第2領域R2があり(ステップS112でYes)、リファレンス取得数Q「2」がリファレンス数N「3」以上ではないので(ステップS122でNo)、リファレンス値取得部103は、ステップS114において、第3回目の処理タイミングにおける、第1領域R1内での静電容量の平均値当たりの圧力に応じた信号値である「9.85」を、REF(3)バッファ107−3に格納する。
第3回目の処理タイミングである図37(c)で、リファレンス値取得部103は、ステップS116において、式(1)又は式(2)を使用して算出したリファレンス値REF「9.85」を、リファレンス値REF保持部108に格納する。
第3回目の処理タイミングである図37(c)で、圧力算出部101は、ステップS120において、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値「7.19」及び第2領域R2内の静電容量に応じた信号値の平均値「6」に基づいて、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値「130」を第1領域R1及び第2領域R2に比例配分することで、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「70.9」と算出し、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「59.1」と算出する。
第4回目の処理タイミングである図37(d)で、圧力検出部SE2は、圧力検出単位領域Rに印加された圧力に応じた信号値「150」を検出したものとする。
第4回目の処理タイミングである図37(d)で、第1領域R1内のタッチ検出単位領域Uの個数及び複数のタッチ検出単位領域Uの各々の静電容量に応じた信号値は、第1回目の処理タイミングである図37(a)から第3回目の処理タイミングである図37(c)までと同じである。また、第2領域R2内のタッチ検出単位領域Uの個数及び複数のタッチ検出単位領域Uの各々の静電容量に応じた信号値は、第1回目の処理タイミングである図37(a)から第3回目の処理タイミングである図37(c)までと同じである。
第4回目の処理タイミングである図37(d)において、マルチタッチであり(ステップS100でYes)、接触面積が面積閾値以下の第2領域R2があり(ステップS112でYes)、リファレンス取得数Q「3」がリファレンス数N「3」以上であるので(ステップS122でYes)、圧力算出部101は、ステップS124において、リファレンス値を用いた圧力算出サブルーチンを実行する。
圧力算出部101は、ステップS200において、リファレンス値REF「9.85」と、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値「7.19」と、を乗ずることにより、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「70.9」を算出する。
圧力算出部101は、ステップS202において、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値「150」から、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「70.9」を減ずることにより、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「79.1」を算出する。
図37(a)から図37(c)までと、図37(d)と、を比較すると、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値は変わっていないが、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値が「130」から「150」に増えている。従って、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値の増加分「20」は、第2の種類の物である被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値の増加分と考えることが好適である。
本実施形態では、上記の通り、図37(d)で、圧力算出部101は、被検出部OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「79.1」と算出する。図37(a)から図37(c)までで算出された、被検出部OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値は「59.1」であるから、被検出部OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値の増加分は「20」である。つまり、圧力算出部101は、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値の増加分「20」を、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値の増加分と算出できている。
第5回目の処理タイミングである図37(e)で、圧力検出部SE2は、圧力検出単位領域Rに印加された圧力に応じた信号値「190」を検出したものとする。
第5回目の処理タイミングである図37(e)で、第1領域R1内のタッチ検出単位領域Uの個数及び複数のタッチ検出単位領域Uの各々の静電容量に応じた信号値は、第1回目の処理タイミングである図37(a)から第4回目の処理タイミングである図37(d)までと同じである。また、第2領域R2内のタッチ検出単位領域Uの個数及び複数のタッチ検出単位領域Uの各々の静電容量に応じた信号値は、第1回目の処理タイミングである図37(a)から第4回目の処理タイミングである図37(d)までと同じである。
第5回目の処理タイミングである図37(e)において、マルチタッチであり(ステップS100でYes)、接触面積が面積閾値以下の第2領域R2があり(ステップS112でYes)、リファレンス取得数Q「3」がリファレンス数N「3」以上であるので(ステップS122でYes)、圧力算出部101は、ステップS124において、リファレンス値を用いた圧力算出サブルーチンを実行する。
圧力算出部101は、ステップS200において、リファレンス値REF「9.85」と、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値「7.19」と、を乗ずることにより、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「70.9」を算出する。
圧力算出部101は、ステップS202において、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値「190」から、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「70.9」を減ずることにより、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「119.1」を算出する。
図37(d)と、図37(e)と、を比較すると、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値は変わっていないが、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値が「150」から「190」に増えている。従って、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値の増加分「40」は、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値の増加分と考えることが好適である。
本実施形態では、上記の通り、第5番目の処理タイミングである図37(e)で、圧力算出部101は、被検出部OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「119.1」と算出する。第4番目の処理タイミングである図37(d)で算出された、被検出部OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値は「79.1」であるから、被検出部OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値の増加分は「40」である。つまり、圧力算出部101は、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値の増加分「40」を、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値の増加分と算出できている。
第6回目の処理タイミングである図37(f)で、圧力検出部SE2は、圧力検出単位領域Rに印加された圧力に応じた信号値「165」を検出したものとする。
第6回目の処理タイミングである図37(f)で、第1領域R1内のタッチ検出単位領域Uの個数及び複数のタッチ検出単位領域Uの各々の静電容量に応じた信号値は、第1回目の処理タイミングである図37(a)から第4回目の処理タイミングである図37(d)までと異なっている。
第6回目の処理タイミングである図37(f)で、第1領域R1内のタッチ検出単位領域Uの個数は、「11」である。第1領域R1は、静電容量に応じた信号値「17」のタッチ検出単位領域Uを1個と、静電容量に応じた信号値「12」のタッチ検出単位領域Uを2個と、静電容量に応じた信号値「9」のタッチ検出単位領域Uを2個と、静電容量に応じた信号値「7」のタッチ検出単位領域Uを6個と、を含む。第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値は、「9.18」である。
また、第2領域R2内のタッチ検出単位領域Uの個数及び複数のタッチ検出単位領域Uの各々の静電容量に応じた信号値は、第1回目の処理タイミングである図37(a)から第5回目の処理タイミングである図37(e)までと同じである。
第6回目の処理タイミングである図37(f)において、マルチタッチであり(ステップS100でYes)、接触面積が面積閾値以下の第2領域R2があり(ステップS112でYes)、リファレンス取得数Q「3」がリファレンス数N「3」以上であるので(ステップS122でYes)、圧力算出部101は、ステップS124において、リファレンス値を用いた圧力算出サブルーチンを実行する。
圧力算出部101は、ステップS200において、リファレンス値REF「9.85」と、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値「9.18」と、を乗ずることにより、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「90.4」を算出する。
圧力算出部101は、ステップS202において、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値「165」から、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「90.4」を減ずることにより、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「74.6」を算出する。
図37(e)と、図37(f)と、を比較すると、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値が「7.19」から「9.18」に増加するとともに、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値が「190」から「165」に減っている。従って、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値が増加したとともに、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値が減少したと考えることが好適である。
本実施形態では、上記の通り、第6番目の処理タイミングである図37(f)で、圧力算出部101は、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「90.4」と算出する。第5番目の処理タイミングである図37(e)で算出された、被検出部OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値は「70.9」である。つまり、圧力算出部101は、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値が増加すると算出できている。
また、本実施形態では、上記の通り、第6番目の処理タイミングである図37(f)で、圧力算出部101は、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値を「74.6」と算出する。第5番目の処理タイミングである図37(e)で算出された、被検出部OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値は「119.1」である。つまり、圧力算出部101は、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値が増加すると算出できている。
ここで、仮に、第6番目の処理タイミングである図37(f)で、第1領域R1内の静電容量に応じた信号値の平均値「9.85」及び第2領域R2内の静電容量に応じた信号値の平均値「6」に基づいて、圧力検出部SE2によって検出された圧力に応じた信号値「165」を第1領域R1及び第2領域R2に比例配分すると、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値は「102.5」と算出され、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値は「62.5」と算出される。
本発明者が種々の検討を行った結果、比例配分で算出される、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「102.5」は、実際よりも大きく、被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「62.5」は、実際よりも小さいことが判明した。
そして、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1で算出された、被検出物OBJ1が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「90.4」及び被検出物OBJ2が入力面ISを押下する圧力に応じた信号値「74.6」は、より実際に近いことが判明した。
以上説明したように、タッチ検出機能付き表示装置1は、複数の被検出物OBJ1及びOBJ2が1つの圧力検出単位領域を押下する場合に、被検出物OBJ1及びOBJ2の各々が1つの圧力検出単位領域を押下する圧力を好適に算出することができる。
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。
例えば、タッチ検出部SE1が相互静電容量方式又は自己静電容量方式である場合には、リファレンス値REFは、第1領域R1内又は第2領域R2内での静電容量当たりの圧力に応じた信号値としても良い。そして、圧力算出部101が、ステップS200において、リファレンス値REFと、接触面積が面積閾値より大きい方の領域内での静電容量の総和と、を乗ずることにより、接触面積が面積閾値より大きい方の被検出物の圧力に応じた信号値を算出しても良い。
1 タッチ検出機能付き表示装置
2 画素基板
3 対向基板
6 液晶層
10 タッチ検出機能付き表示部
11 表示制御部
12 ゲートドライバ
13 ソースドライバ
14 駆動電極ドライバ
19 COG
20 液晶表示デバイス
21 TFT基板
22 画素電極
30 タッチ検出デバイス
31 第2絶縁基板
32 カラーフィルタ
40 タッチ検出制御部
42 タッチ検出信号増幅部
43 A/D変換部
44 信号処理部
45 座標抽出部
46 検出タイミング制御部
47 駆動ドライバ
61 圧力センサ
B、Ba、Bb、Bc、Bd、Be、Bf 駆動電極ブロック
BL バックライトユニット
CA 筐体
CG カバー部材
COML 駆動電極
CTRL 制御部
DSP 表示部
EL 電極
FR フレーム
GCL 走査信号線
host ホスト
IS 入力面
Pix 画素
R 圧力検出単位領域
SE1 タッチ検出部
SE2 圧力検出部
SGL 画素信号線
SPix 副画素
TDL タッチ検出電極
T、T2、T3 フレキシブルプリント基板
Tr TFT素子
U タッチ検出単位領域

Claims (19)

  1. 複数の被検出物が入力面と垂直な方向で重なる複数の領域の各々の接触に応じた信号値を出力する第1検出部と、
    前記複数の被検出物が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を出力する第2検出部と、
    前記複数の領域の各々の接触に応じた信号値と、前記複数の被検出物が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値と、前記接触に応じた信号値当たりの圧力に応じた信号値であるリファレンス値と、に基づいて、前記複数の被検出物の各々が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する制御部と、
    を備えるタッチ検出装置。
  2. 前記第1検出部が接触に応じた信号値を出力するための電極は、前記第2検出部が圧力を検出するための電極を兼ねている、請求項1に記載のタッチ検出装置。
  3. 前記第1検出部は、前記電極の自己静電容量の変化によって、接触に応じた信号値を出力する、請求項2に記載のタッチ検出装置。
  4. 前記第1検出部は、第2電極を更に備え、前記電極と前記第2電極との間の相互静電容量の変化によって、接触に応じた信号値を出力する、請求項2に記載のタッチ検出装置。
  5. 前記第1検出部が接触に応じた信号値を出力する単位領域であるタッチ検出単位領域は、前記第2検出部が圧力に応じた信号値を出力する単位領域である圧力検出単位領域よりも小さい、請求項1に記載のタッチ検出装置。
  6. 前記第2検出部は、複数の前記圧力検出単位領域を有し、
    前記制御部は、前記複数の圧力検出単位領域の各々毎に、前記複数の被検出物の各々が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する、請求項5に記載のタッチ検出装置。
  7. 前記リファレンス値は、被検出物の種類に応じて保持され、
    前記制御部は、
    前記複数の領域の各々の接触に応じた信号値に基づいて、前記複数の被検出物の種類を判定する被検出物種類判定部と、
    前記被検出物種類判定部により判定された被検出物の種類に応じたリファレンス値と、前記複数の領域の各々の接触に応じた信号値と、に基づいて、前記複数の被検出物の各々が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する圧力算出部と、
    を含む、請求項1から6のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  8. 前記リファレンス値は、第1の種類の物に応じたリファレンス値が保持され、
    前記制御部は、
    前記複数の領域の各々の接触に応じた信号値に基づいて、前記複数の被検出物が第1の種類の物か、第1の種類の物とは異なる第2の種類の物か否かを判定する被検出物種類判定部と、
    前記被検出物種類判定部によって、前記複数の領域の内の被検出物が第1の種類の物であると判定された一方の領域において、当該一方の領域の接触に応じた信号値と、リファレンス値に基づいて、前記一方の領域における圧力に応じた信号値を算出し、前記被検出物種類判定部によって、前記複数の領域の内の被検出物が第2の種類の物であると判定された他方の領域において、前記第2検出部によって検出される圧力に応じた信号値と、前記一方の領域における圧力に応じた信号値と、に基づいて、前記他方の領域における圧力に応じた信号値を算出する圧力算出部と、
    を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  9. 前記第2の種類の物とは、前記被検出物が前記第1の種類の物である場合に対して、前記被検出物が前記第2の種類の物である場合において、前記第1検出部によって出力される前記接触に応じた信号値が、被検出物からの圧力に応じて相対的に変化する物である
    請求項8に記載のタッチ検出装置。
  10. 前記制御部は、
    前記第1検出部から出力される接触に応じた信号値と、前記第2検出部から出力される圧力に応じた信号値に基づいて、リファレンス値を算出するリファレンス取得部を含む、
    請求項1から9のいずれか1項に記載のタッチ検出装置。
  11. 複数の被検出物が入力面と垂直な方向で重なる複数の領域の各々の接触に応じた信号値を出力する第1検出部と、
    前記入力面に向けて画像を表示する表示部と、
    前記複数の被検出物が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を出力する第2検出部と、
    前記複数の領域の各々の接触に応じた信号値と、前記複数の被検出物が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値と、前記接触に応じた信号値当たりの圧力に応じた信号値であるリファレンス値と、に基づいて、前記複数の被検出物の各々が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する制御部と、
    を備えるタッチ検出機能付き表示装置。
  12. 前記表示部が画像を表示するための電極は、前記第1検出部が接触に応じた信号値を出力するための電極、又は、前記第2検出部が圧力に応じた信号値を出力するための電極の少なくともいずれかの電極を兼ねている、請求項11に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  13. 前記第1検出部が接触に応じた信号値を出力する単位領域であるタッチ検出単位領域は、前記第2検出部が圧力に応じた信号値を出力する単位領域である圧力検出単位領域よりも小さい、請求項11に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  14. 前記第2検出部は、複数の前記圧力検出単位領域を有し、
    前記制御部は、前記複数の圧力検出単位領域の各々毎に、前記複数の被検出物の各々が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する、請求項13に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  15. 前記リファレンス値は、被検出物の種類に応じて保持され、
    前記制御部は、
    前記複数の領域の各々の接触に応じた信号値に基づいて、前記複数の被検出物の種類を判定する被検出物種類判定部と、
    前記被検出物種類判定部により判定された被検出物の種類に応じたリファレンス値と、前記複数の領域の各々の接触に応じた信号値と、に基づいて、前記複数の被検出物の各々が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する圧力算出部と、
    を含む、請求項11から14のいずれか1項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  16. 第1検出部から出力される複数の被検出物が入力面と垂直な方向で重なる複数の領域の各々の接触に応じた信号値と、第2検出部から出力される前記複数の被検出物が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値と、前記接触に応じた信号値当たりの圧力に応じた信号値であるリファレンス値と、に基づいて、前記複数の被検出物の各々が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する、制御方法。
  17. 前記複数の領域の各々の接触に応じた信号値に基づいて、前記複数の被検出物の種類を判定する第1ステップと、
    前記第1ステップで判定された被検出物の種類に応じた前記リファレンス値と、前記複数の領域の各々の接触に応じた信号値と、に基づいて、前記複数の被検出物の各々が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する第2ステップと、
    を含む、請求項16に記載の制御方法。
  18. 前記第1ステップは、
    前記複数の被検出物が、押下する圧力によって前記接触に応じた信号値が変化しない物を含むか否かを判定し、
    前記第2ステップは、
    前記第1ステップで前記複数の被検出物が押下する圧力によって前記接触に応じた信号値が変化しない物を含むと判定されたら、前記リファレンス値と、前記複数の被検出物の内の押下する圧力によって前記接触に応じた信号値が変化する物と前記入力面とが接触する領域の接触に応じた信号値と、に基づいて、前記複数の被検出物の内の押下する圧力によって前記接触に応じた信号値が変化する物が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する、請求項17に記載の制御方法。
  19. 前記接触に応じた信号値に基づいて、前記リファレンス値を取得する第4ステップと、
    前記第4ステップが予め定められた回数実行されるまでは、前記複数の領域の各々の接触に応じた信号値に基づいて、前記第2検出部によって検出された圧力に応じた信号値を前記複数の領域に比例配分することで、複数の被検出物の各々が前記入力面を押下する圧力に応じた信号値を算出する第5ステップと、
    を更に含む、請求項16に記載の制御方法。
JP2016029958A 2016-02-19 2016-02-19 タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び制御方法 Active JP6526584B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016029958A JP6526584B2 (ja) 2016-02-19 2016-02-19 タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び制御方法
US15/432,257 US10788932B2 (en) 2016-02-19 2017-02-14 Touch detection device, display device with touch detection function, and control method thereof
CN201710085224.0A CN107102763A (zh) 2016-02-19 2017-02-16 触摸检测装置、带触摸检测功能的显示装置及控制方法
US17/002,081 US11467682B2 (en) 2016-02-19 2020-08-25 Touch detection device, display device with touch detection function, and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016029958A JP6526584B2 (ja) 2016-02-19 2016-02-19 タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017146905A true JP2017146905A (ja) 2017-08-24
JP6526584B2 JP6526584B2 (ja) 2019-06-05

Family

ID=59629957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016029958A Active JP6526584B2 (ja) 2016-02-19 2016-02-19 タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び制御方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10788932B2 (ja)
JP (1) JP6526584B2 (ja)
CN (1) CN107102763A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019159442A (ja) * 2018-03-08 2019-09-19 株式会社ワコム フォースセンサ無タッチセンサにおける疑似プッシュ判定方法

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8487759B2 (en) 2009-09-30 2013-07-16 Apple Inc. Self adapting haptic device
US10236760B2 (en) 2013-09-30 2019-03-19 Apple Inc. Magnetic actuators for haptic response
US9317118B2 (en) 2013-10-22 2016-04-19 Apple Inc. Touch surface for simulating materials
CN105814510B (zh) 2013-12-10 2019-06-07 苹果公司 具有触觉响应的带体附接机构
CN106489116B (zh) * 2014-04-21 2019-08-16 苹果公司 用于电子设备的多触摸输入设备的力的分配
US9830782B2 (en) 2014-09-02 2017-11-28 Apple Inc. Haptic notifications
US10353467B2 (en) 2015-03-06 2019-07-16 Apple Inc. Calibration of haptic devices
AU2016100399B4 (en) 2015-04-17 2017-02-02 Apple Inc. Contracting and elongating materials for providing input and output for an electronic device
WO2017044618A1 (en) 2015-09-08 2017-03-16 Apple Inc. Linear actuators for use in electronic devices
US10039080B2 (en) 2016-03-04 2018-07-31 Apple Inc. Situationally-aware alerts
US10268272B2 (en) 2016-03-31 2019-04-23 Apple Inc. Dampening mechanical modes of a haptic actuator using a delay
KR101729197B1 (ko) * 2016-04-01 2017-05-02 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치
CN105788530B (zh) * 2016-05-18 2018-06-01 深圳市华星光电技术有限公司 Oled显示装置的阈值电压侦测电路
KR20180085855A (ko) * 2017-01-19 2018-07-30 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이의 구동 방법
US10622538B2 (en) 2017-07-18 2020-04-14 Apple Inc. Techniques for providing a haptic output and sensing a haptic input using a piezoelectric body
KR102433103B1 (ko) * 2017-10-02 2022-08-17 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN108279797A (zh) * 2017-12-14 2018-07-13 芯海科技(深圳)股份有限公司 一种单压阻式传感器在移动终端实现多功能的方法
CN108198530A (zh) * 2018-01-03 2018-06-22 厦门天马微电子有限公司 一种显示面板及其驱动方法、显示装置
US10691211B2 (en) 2018-09-28 2020-06-23 Apple Inc. Button providing force sensing and/or haptic output
US10599223B1 (en) 2018-09-28 2020-03-24 Apple Inc. Button providing force sensing and/or haptic output
WO2020124439A1 (zh) * 2018-12-19 2020-06-25 深圳市柔宇科技有限公司 触摸面板、触摸装置及触摸检测方法
KR102694937B1 (ko) * 2018-12-21 2024-08-14 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치
DE102019210351A1 (de) * 2019-07-12 2021-01-14 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Sensorelementeinrichtung für eine Bedieneinrichtung, Bedieneinrichtung und Elektrogerät mit einer solchen Bedieneinrichtung
TWI709068B (zh) * 2019-08-29 2020-11-01 華碩電腦股份有限公司 電子裝置及其壓感觸控組件
US11380470B2 (en) 2019-09-24 2022-07-05 Apple Inc. Methods to control force in reluctance actuators based on flux related parameters
US11977683B2 (en) 2021-03-12 2024-05-07 Apple Inc. Modular systems configured to provide localized haptic feedback using inertial actuators
US11809631B2 (en) 2021-09-21 2023-11-07 Apple Inc. Reluctance haptic engine for an electronic device
JP2023065164A (ja) * 2021-10-27 2023-05-12 株式会社デンソーウェーブ 光学的情報読取装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010244252A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Sony Corp 情報処理装置、および推定方法
JP2011258043A (ja) * 2010-06-10 2011-12-22 Sony Corp 情報処理装置、情報処理方法及びコンピュータプログラム
WO2012153555A1 (ja) * 2011-05-12 2012-11-15 アルプス電気株式会社 入力装置及び前記入力装置を用いた複数点の荷重検出方法
JP2014235478A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 富士ソフト株式会社 タッチ入力装置、タッチ入力装置入力検出方法、およびコンピュータプログラム
JP2014241086A (ja) * 2013-06-12 2014-12-25 富士通株式会社 端末装置、入力補正プログラム及び入力補正方法
JP2015005231A (ja) * 2013-06-23 2015-01-08 日本写真印刷株式会社 押圧検出機能付タッチパネル
US20150153887A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-04 Hideep Inc. Feedback method according to touch level and touch input device performing the same
JP2015185173A (ja) * 2014-03-24 2015-10-22 株式会社 ハイヂィープ タッチ圧力及びタッチ面積による動作対象の臨時操作方法及び端末機
JP2015207034A (ja) * 2014-04-17 2015-11-19 アルパイン株式会社 情報入力装置及び情報入力方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090002328A1 (en) 2007-06-26 2009-01-01 Immersion Corporation, A Delaware Corporation Method and apparatus for multi-touch tactile touch panel actuator mechanisms
JP4954154B2 (ja) * 2008-07-09 2012-06-13 株式会社 日立ディスプレイズ 画面入力型画像表示システム
JP5523191B2 (ja) * 2010-04-30 2014-06-18 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置
US20120092127A1 (en) * 2010-10-18 2012-04-19 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Multifunctional input device for authentication and security applications
WO2012141139A1 (ja) * 2011-04-13 2012-10-18 シャープ株式会社 タッチパネルおよびそれを備えた表示装置
US8937602B2 (en) * 2012-02-01 2015-01-20 Logitech Europe S.A. System and method for rocking finger and static finger detection on an input device
JP2013168097A (ja) * 2012-02-17 2013-08-29 Japan Display West Co Ltd 表示装置、および表示方法
KR102056461B1 (ko) * 2012-06-15 2019-12-16 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제어 방법
KR101542043B1 (ko) * 2012-06-27 2015-08-06 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널
JP2014035623A (ja) * 2012-08-08 2014-02-24 Sharp Corp 操作入力装置、操作入力方法、操作入力プログラム及び電子機器
JP5833511B2 (ja) 2012-08-28 2015-12-16 Kddi株式会社 マルチタッチ状態下で押圧位置を判別可能なユーザインタフェース装置、プログラム及び機能発動方法
US20140085247A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-27 Apple Inc. Force Sensing Using Dual-Layer Cover Glass with Gel Adhesive and Capacitive Sensing
JP6065268B2 (ja) 2013-01-08 2017-01-25 株式会社リコー 原稿読取装置、及び画像形成装置
JP5542224B1 (ja) * 2013-03-06 2014-07-09 パナソニック株式会社 電子機器および座標検出方法
JP2014186535A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Japan Display Inc タッチセンサ装置、表示装置、及び電子機器
JP5759659B2 (ja) 2013-05-21 2015-08-05 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド タッチパネルに対する押下圧力を検出する方法および携帯式端末装置
JP5616557B1 (ja) 2013-08-08 2014-10-29 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブアメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America 電子機器および座標検出方法
JP6148934B2 (ja) 2013-08-20 2017-06-14 日本写真印刷株式会社 タッチパネル
JP6148933B2 (ja) 2013-08-20 2017-06-14 日本写真印刷株式会社 タッチパネル
US9489083B2 (en) * 2013-09-02 2016-11-08 Sharp Kabushiki Kaisha Touch panel controller, touch sensor system, and electronic device
US10353467B2 (en) * 2015-03-06 2019-07-16 Apple Inc. Calibration of haptic devices
JP6657593B2 (ja) * 2015-05-08 2020-03-04 富士通株式会社 生体撮影装置、生体撮影方法及び生体撮影プログラム
CN105093013B (zh) * 2015-07-23 2018-05-08 中国科学院上海光学精密机械研究所 触摸屏检测装置
US10496228B2 (en) * 2015-07-24 2019-12-03 Japan Display Inc. Display device
CN105260100B (zh) * 2015-09-29 2017-05-17 腾讯科技(深圳)有限公司 一种信息处理方法和终端
KR102468314B1 (ko) * 2015-10-21 2022-11-17 삼성전자주식회사 Ui 제공 방법 및 이를 수행하는 전자 장치

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010244252A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Sony Corp 情報処理装置、および推定方法
JP2011258043A (ja) * 2010-06-10 2011-12-22 Sony Corp 情報処理装置、情報処理方法及びコンピュータプログラム
WO2012153555A1 (ja) * 2011-05-12 2012-11-15 アルプス電気株式会社 入力装置及び前記入力装置を用いた複数点の荷重検出方法
JP2014235478A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 富士ソフト株式会社 タッチ入力装置、タッチ入力装置入力検出方法、およびコンピュータプログラム
JP2014241086A (ja) * 2013-06-12 2014-12-25 富士通株式会社 端末装置、入力補正プログラム及び入力補正方法
JP2015005231A (ja) * 2013-06-23 2015-01-08 日本写真印刷株式会社 押圧検出機能付タッチパネル
US20150153887A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-04 Hideep Inc. Feedback method according to touch level and touch input device performing the same
JP2015185173A (ja) * 2014-03-24 2015-10-22 株式会社 ハイヂィープ タッチ圧力及びタッチ面積による動作対象の臨時操作方法及び端末機
JP2015207034A (ja) * 2014-04-17 2015-11-19 アルパイン株式会社 情報入力装置及び情報入力方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019159442A (ja) * 2018-03-08 2019-09-19 株式会社ワコム フォースセンサ無タッチセンサにおける疑似プッシュ判定方法
JP7242188B2 (ja) 2018-03-08 2023-03-20 株式会社ワコム フォースセンサ無タッチセンサにおける疑似プッシュ判定方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200393933A1 (en) 2020-12-17
JP6526584B2 (ja) 2019-06-05
US11467682B2 (en) 2022-10-11
US20170242541A1 (en) 2017-08-24
CN107102763A (zh) 2017-08-29
US10788932B2 (en) 2020-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6526584B2 (ja) タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び制御方法
US11163411B2 (en) Force detection apparatus, display apparatus, and organic electro-luminescence display apparatus
US10775928B2 (en) Force detection apparatus
TWI512365B (zh) 具有整合式觸控螢幕的顯示裝置
US10620736B2 (en) Force detention apparatus
US10078393B2 (en) Touch detection device, display device with touch detection function, and cover member
JP2019067125A (ja) タッチ検出機能付き表示装置
JP6637344B2 (ja) 検出装置、表示装置及び電子機器
JP6677545B2 (ja) 表示装置
US10488997B2 (en) Display apparatus with touch detection function
JP2017228162A (ja) アレイ基板、表示装置及びセンサ電極の検査方法
US20190102008A1 (en) Display device with touch detection function
US11669203B2 (en) Detection device
JP2018063234A (ja) タッチ検出機能付き表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180803

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190312

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190416

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190508

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6526584

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250