JP6064178B2 - 入力装置 - Google Patents

Description

本技術は、画面へ座標を入力する静電容量結合方式の入力装置に関するものである。

表示画面に使用者の指などでタッチ操作して情報を入力する画面入力機能をもつ入力装置を備えた表示装置は、ＰＤＡや携帯端末などのモバイル用電子機器、各種の家電製品、無人受付機等の据置型顧客案内端末に用いられている。このようなタッチによる入力装置として、タッチされた部分の抵抗値変化を検出する抵抗膜方式、あるいは容量変化を検出する静電容量結合方式、タッチにより遮蔽された部分の光量変化を検出する光センサ方式などが知られている。

静電容量結合方式は、抵抗膜方式や光センサ方式と比較した場合に次のような利点がある。例えば、抵抗膜方式や光センサ方式では透過率が８０％程度と低いのに対し、静電容量結合方式は約９０％と透過率が高く表示画質を低下させない点があげられる。また、抵抗膜方式では抵抗膜の機械的接触によりタッチ位置を検知するため、抵抗膜が劣化または破損するおそれがあるのに対し、静電容量結合方式では検出用電極が他の電極などと接触するような機械的接触がなく、耐久性の点からも有利である。

静電容量結合方式の入力装置としては、例えば、特許文献１で開示されているような方式がある。

特開２０１１−９０４５８号公報

本技術による入力装置は、１フレーム期間中に複数本の走査信号線に順次走査信号を印加して表示の更新を行う表示装置に配置される入力装置であって、複数本の走査信号線に対応するように設けられたＮ本の駆動電極と、駆動電極に交差するように配置され、交差部分に容量素子を形成する複数の検知電極とを有している。入力装置は、タッチ検出期間において、Ｎ本の駆動電極に順次駆動信号を印加するとともに、複数の検知電極それぞれから出力される検出信号によりタッチ検出を行うように構成されている。走査信号線への走査信号の入力タイミングをＴｓとしたとき、Ｎ本の駆動電極に対する駆動信号の入力動作は、Ｎｘ（１本目に１以上の整数を加算した数値）本目の駆動電極からＴｙ（Ｔｓに０以上の整数を加算した数値）の入力タイミングで駆動信号の入力を開始し、走査信号を入力している走査信号線に対応していない駆動電極を選択して駆動信号を入力するように構成している。

本技術によれば、タッチ検出時に表示更新を行うための走査信号によるノイズ発生を少なくして検出精度を向上させることができ、しかも表示更新期間内にタッチ検出を行うため、表示更新のための書込み時間を十分に確保することができ、表示品位の低下を防ぐことができる。

図１は本技術の一実施の形態によるタッチセンサ機能を備えた液晶表示装置の全体構成を説明するためのブロック図である。 図２はタッチセンサを構成する駆動電極と検知電極の配列の一例を示す斜視図である。 図３Ａはタッチセンサの概略構成と等価回路について、タッチ操作を行っていない状態を説明するための説明図である。 図３Ｂはタッチセンサの概略構成と等価回路について、タッチ操作を行った状態を説明するための説明図である。 図４はタッチ操作を行っていない場合とタッチ操作を行った場合の検出信号の変化を示す説明図である。 図５は液晶パネルの走査信号線の配列構造とタッチセンサの駆動電極および検知電極の配列構造を示す概略図である。 図６Ａは液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の一例を示す説明図である。 図６Ｂは液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の一例を示す説明図である。 図６Ｃは液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の一例を示す説明図である。 図６Ｄは液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の一例を示す説明図である。 図６Ｅは液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の一例を示す説明図である。 図６Ｆは液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の一例を示す説明図である。 図７Ａは液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の他の例を示す説明図である。 図７Ｂは液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の他の例を示す説明図である。 図７Ｃは液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の他の例を示す説明図である。 図７Ｄは液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の他の例を示す説明図である。 図７Ｅは液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の他の例を示す説明図である。 図７Ｆは液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の他の例を示す説明図である。 図８は図６に示す例において、１水平走査期間における走査信号と駆動信号の印加の状態を示すタイミングチャートである。 図９は１水平走査期間における表示更新期間とタッチ検出期間との関係の一例を説明するためのタイミングチャートである。 図１０は１水平走査期間における表示更新期間とタッチ検出期間との関係の他の例を説明するためのタイミングチャートである。 図１１は本技術におけるタッチセンサの駆動方法において、１フレーム期間中にタッチ検出期間を複数回設けるための倍速駆動について説明するためのタイミングチャートである。 図１２は図１１に示すタイミングチャートについて、走査信号線のラインブロックへの走査信号と、駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給の関係のタイミングを説明するための説明図である。 図１３は本技術におけるタッチセンサの駆動方法において、走査信号線のラインブロックへの走査信号と、駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給の関係のタイミングの他の例を説明するための説明図である。 図１４は本技術におけるタッチセンサの駆動方法において、走査信号線のラインブロックへの走査信号と、駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給の関係のタイミングの他の例を説明するための説明図である。 図１５は本技術におけるタッチセンサの駆動方法において、走査信号線のラインブロックへの走査信号と、駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給の関係のタイミングの他の例を説明するための説明図である。 図１６は本技術におけるタッチセンサの駆動方法において、走査信号線のラインブロックへの走査信号と、駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給の関係のタイミングの他の例を説明するための説明図である。

以下、本技術の一実施の形態による入力装置の一例として、液晶表示装置に用いるタッチセンサを例に図面を用いて説明するが、本技術はこれに限定されるものではない。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者らは、当業者が本技術を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

図１は、本技術の一実施の形態によるタッチセンサ機能を備えた液晶表示装置の全体構成を説明するためのブロック図である。図１に示すように、液晶表示装置は、液晶パネル１、バックライトユニット２、走査線駆動回路３、映像線駆動回路４、バックライト駆動回路５、センサ駆動回路６、信号検出回路７および制御装置８を備えている。

液晶パネル１は矩形の平板形状であり、ガラス基板などの透明基板からなるＴＦＴ基板と、このＴＦＴ基板に対向するように所定の間隙を設けて配置される対向基板とを有し、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶材料を封入することにより構成されている。

ＴＦＴ基板は、液晶パネル１の背面側に位置し、ＴＦＴ基板を構成する基板に、マトリクス状に配置された画素電極と、画素電極に対応して設けられ画素電極への電圧印加をオンオフ制御するスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、共通電極などを形成することにより構成されている。

また、対向基板は、液晶パネル１の前面側に位置し、対向基板を構成する透明な基板に、画素電極に対応する位置に少なくとも赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の３原色からなるカラーフィルタ（ＣＦ）と、ＲＧＢのサブピクセルの間および／またはサブピクセルから構成される画素間に配置されるコントラストを向上させるための遮光材料からなるブラックマトリクスなどが形成されている。なお、本実施の形態では、ＴＦＴ基板の各画素に形成されるＴＦＴは、ｎチャネル型のＴＦＴを例にして、ドレイン電極およびソース電極を定義して説明する。

ＴＦＴ基板には、複数の映像信号線９と複数の走査信号線１０とが互いに概ね直交して形成される。走査信号線１０はＴＦＴの水平列ごとに設けられ、水平列の複数のＴＦＴのゲートに共通に接続される。映像信号線９はＴＦＴの垂直列ごとに設けられ、垂直列の複数のＴＦＴのドレイン電極に共通に接続される。また、各ＴＦＴのソース電極にはＴＦＴに対応する画素領域に配置された画素電極が接続される。

ＴＦＴ基板に形成された各ＴＦＴは、走査信号線１０に印加される走査信号に応じて水平列単位で、オン／オフ動作が制御される。オン状態とされた水平列の各ＴＦＴは、画素電極を映像信号線９に印加される映像信号に応じた電位（画素電圧）に設定する。そして、液晶パネル１は、複数の画素電極およびこの画素電極に対向するように設けた共通電極を有し、画素電極と共通電極との間に生じる電界により画素領域ごとに液晶の配向を制御して、バックライトユニット２から入射した光に対する透過率を変えることにより、表示面に画像を形成する。

バックライトユニット２は、液晶パネル１の裏面側に配置され、液晶パネル１の裏面から光を照射するもので、例えば複数の発光ダイオードを配列して面光源を構成する構造や、発光ダイオードの光を導光板と拡散反射板とを組み合わせて用い、面光源とする構成の構造のものが知られている。

走査線駆動回路３は、ＴＦＴ基板に形成された複数の走査信号線１０に接続されている。走査線駆動回路３は、制御装置８から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線１０を順番に選択し、選択した走査信号線１０にＴＦＴをオンする電圧を印加する。例えば、走査線駆動回路３は、シフトレジスタを含んで構成され、シフトレジスタは制御装置８からのトリガ信号を受けて動作を開始し、垂直走査方向に沿った順序で走査信号線１０を順次選択し、選択した走査信号線１０に走査パルスを出力する。

映像線駆動回路４は、ＴＦＴ基板に形成された複数の映像信号線９に接続されている。映像線駆動回路４は、走査線駆動回路３による走査信号線１０の選択に合わせて、選択された走査信号線１０に接続されるＴＦＴそれぞれに、各画素の階調値を表す映像信号に応じた電圧を印加する。これにより、選択された走査信号線１０に対応する画素に映像信号が書き込まれる。これはラスター画像の水平走査に相当する。この映像線駆動回路４の動作は垂直走査に相当する。

バックライト駆動回路５は、制御装置８から入力される発光制御信号に応じたタイミングや輝度でバックライトユニット２を発光させる。

液晶パネル１には、タッチセンサを構成する電極として、複数の駆動電極１１と複数の検知電極１２とが互いに交差するように配置されている。

なお、本実施の形態においては、一方の駆動電極１１は、ＴＦＴ基板の画素電極の周囲に電気的に絶縁された状態で形成し、画素配列の行方向（水平方向）に延在するように形成されている。他方の検知電極１２は、対向基板のブラックマトリクスに対応する位置に形成され、画素配列の列方向（垂直方向）に延在するように形成されている。また、複数の駆動電極１１と複数の検知電極１２を構成する他の例として、複数の駆動電極１１は、ＴＦＴ基板に形成する共通電極を分割することにより駆動電極として共用し、複数の検知電極１２はＴＦＴ基板の画素電極の周囲に電気的に絶縁された状態で形成する構成であってもよい。

これらの駆動電極１１および検知電極１２により構成されるタッチセンサは、駆動電極１１と検知電極１２との間で、電気信号の入力および応答検出を行い、表示面への物体の接触を検出する。この接触を検出する電気回路として、センサ駆動回路６および信号検出回路７が設けられている。

センサ駆動回路６は、交流信号源であり、駆動電極１１に接続される。例えば、センサ駆動回路６は制御装置８からタイミング信号が入力され、液晶パネル１の画像表示に同期して駆動電極１１を順番に選択し、選択した駆動電極１１に矩形状のパルス電圧による駆動信号Ｔｘｖを供給する。例えば、センサ駆動回路６は、走査線駆動回路３と同様、シフトレジスタを含んで構成され、制御装置８からのトリガ信号を受けてシフトレジスタを動作させ、垂直走査方向に沿った順序で駆動電極１１を順次選択し、選択した駆動電極１１にパルス電圧による駆動信号Ｔｘｖを供給する。

なお、駆動電極１１および走査信号線１０は、ＴＦＴ基板に水平方向の列方向に延在するように形成され、垂直方向の行方向に複数本配列されている。これらの駆動電極１１および走査信号線１０に電気的に接続されるセンサ駆動回路６および走査線駆動回路３は、画素が配列される表示領域の垂直な辺に沿って配置することが望ましく、左右の辺の一方に走査線駆動回路３を配置し、他方にセンサ駆動回路６を配置している。

信号検出回路７は、静電容量変化を検出する検出回路であり、検知電極１２に接続される。信号検出回路７は、検知電極１２毎に検出回路を設け、検知電極１２の電圧を検出信号Ｒｘｖとして検出する構成としている。なお、他の構成例としては、複数の検知電極１２群に１つの検出回路を設け、駆動電極１１に印加されるパルス電圧の持続時間内において、複数の検知電極１２の電圧監視を時分割で行い、検出信号Ｒｘｖを検出するように構成してもよい。

表示面上での物体の接触位置は、どの駆動電極１１に駆動信号Ｔｘｖを印加したときにどの検知電極１２で接触時の電圧が検出されたかに基づいて求められ、それら駆動電極１１と検知電極１２との交点が接触位置として演算により求められる。なお、接触位置を求める演算方法としては、液晶表示装置内に演算回路を設けて行う方法や、液晶表示装置の外部の演算回路により行う方法がある。

制御装置８は、ＣＰＵなどの演算処理回路およびＲＯＭやＲＡＭなどのメモリを備えている。制御装置８は、入力される映像データに基づき、色調整などの各種の画像信号処理を行って各画素の階調値を示す画像信号を生成し、映像線駆動回路４に供給する。また、制御装置８は、入力された映像データに基づき、走査線駆動回路３、映像線駆動回路４、バックライト駆動回路５、センサ駆動回路６および信号検出回路７の動作の同期をとるためのタイミング信号を生成し、それらの回路に供給する。また、制御装置８は、バックライト駆動回路５への発光制御信号として、入力された映像データに基づいて発光ダイオードの輝度を制御するための輝度信号を供給する。

ここで、液晶パネル１の各信号線および電極に接続される走査線駆動回路３、映像線駆動回路４、センサ駆動回路６および信号検出回路７は、フレキシブル配線板やプリント配線板に各回路の半導体チップを搭載することにより構成しているが、走査線駆動回路３、映像線駆動回路４、センサ駆動回路６は、ＴＦＴ基板に、ＴＦＴなどとともに同時に形成することにより搭載してもよい。

図２は、タッチセンサを構成する駆動電極と検知電極の配列の一例を示す斜視図である。図２に示すように、入力装置としてのタッチセンサは、図２の左右方向に延在する複数本のストライプ状の電極パターンである駆動電極１１と、駆動電極１１の電極パターンの延在方向と交差する方向に延びる複数本のストライプ状の電極パターンである検知電極１２とから構成されている。それぞれの駆動電極１１と検知電極１２とが互いに交差した交差部分それぞれに、静電容量を持つ容量素子が形成されている。

また、駆動電極１１は、走査信号線１０が延在する方向に対して平行な方向に延在するように配列されている。そして、駆動電極１１は、後で詳細に説明するが、Ｍ（Ｍは自然数）本の走査信号線を１ラインブロックとしたとき、複数のＮ（Ｎは自然数）本のラインブロックそれぞれに対応するように配置され、ラインブロック毎に駆動信号を印加するように構成している。

タッチ検出動作を行う際は、センサ駆動回路６から駆動電極１１に対し、ラインブロック毎に時分割的に線順次走査するように駆動信号Ｔｘｖを供給することにより、検出対象となる１つのラインブロックが順次選択される。また、検知電極１２から検出信号Ｒｘｖを出力することにより、１つのラインブロックのタッチ検出が行われるように構成されている。

次に、静電容量方式のタッチセンサにおけるタッチ検出の原理について、図３Ａ、図３Ｂ、図４を用いて説明する。

図３Ａ、図３Ｂは、タッチセンサの概略構成と等価回路について、タッチ操作を行っていない状態（図３Ａ）とタッチ操作を行った状態（図３Ｂ）とを説明するための説明図である。図４は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、タッチ操作を行っていない場合とタッチ操作を行った場合の検出信号の変化を示す説明図である。

静電容量方式のタッチセンサは、図２に示すように、互いに交差するようにマトリックス状に配置された一対の駆動電極１１と検知電極１２との交差部が、図３Ａに示すように、誘電体Ｄを挟んで対向配置していることにより容量素子を構成している。等価回路は、図３Ａのように表わされ、駆動電極１１、検知電極１２および誘電体Ｄによって、容量素子Ｃ１が構成される。容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源としてのセンサ駆動回路６に接続され、他端Ｐは抵抗器Ｒを介して接地されるとともに、電圧検出器としての信号検出回路７に接続される。

交流信号源としてのセンサ駆動回路６から駆動電極１１（容量素子Ｃ１の一端）に、数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚ程度の所定の周波数のパルス電圧による駆動信号Ｔｘｖ（図４）を印加すると、検知電極１２（容量素子Ｃ１の他端Ｐ）に、図４に示すような出力波形（検出信号Ｒｘｖ）が現れる。

指が接触（または近接）していない状態では、図３Ａに示すように、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Ｉ０が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、図４の波形Ｖ０のようになり、これが電圧検出器である信号検出回路７によって検出される。

一方、指が接触（または近接）した状態では、図３Ｂに示すように、等価回路は、指によって形成される容量素子Ｃ２が容量素子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、Ｃ２に対する充放電に伴って、それぞれ電流Ｉ１、Ｉ２が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、図４の波形Ｖ１のようになり、これが電圧検出器である信号検出回路７によって検出される。このとき、点Ｐの電位は、容量素子Ｃ１、Ｃ２を流れる電流Ｉ１、Ｉ２の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ１は、非接触状態での波形Ｖ０よりも小さい値となる。

信号検出回路７は、検知電極１２それぞれから出力される検出信号の電位を所定のしきい値電圧Ｖｔｈと比較し、このしきい値電圧以上であれば非接触状態と判断し、しきい値電圧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。これ以外に、静電容量の変化の信号を検出する方法として、電流の変化を検出する方法等がある。

次に、本技術によるタッチセンサの駆動方法の一例について、図５〜図１７を用いて説明する。

図５は、液晶パネルの走査信号線の配列構造とタッチセンサの駆動電極および検知電極の配列構造を示す概略図である。図５に示すように、水平方向に延在する複数本の走査信号線１０は、Ｍ（Ｍは自然数）本の走査信号線Ｇ１−１、Ｇ１−２・・・Ｇ１−Ｍを１ラインブロックとし、複数のＮ（Ｎは自然数）本のラインブロック１０−１、１０−２・・・１０−Ｎに分割して配列されている。

タッチセンサの駆動電極１１は、ラインブロック１０−１、１０−２・・・１０−Ｎに対応させてＮ本の駆動電極１１−１、１１−２・・・１１−Ｎが水平方向に延在するように配列され、Ｎ本の駆動電極１１−１、１１−２・・・１１−Ｎと交差するように複数本の検知電極１２が配列されている。

図６Ａ〜図６Ｆは、液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の一例を示す説明図である。図６Ａ〜図６Ｆそれぞれが１ラインブロック走査期間における状態を示している。

図６Ａに示すように、一番上のラインの最初のラインブロック１０−１の走査信号線それぞれに走査信号を順次入力している水平走査期間においては、一番下のラインの最後のラインブロック１０−Ｎに対応する駆動電極１１−Ｎに駆動信号を供給している。この後に続く水平走査期間、すなわち、図６Ｂに示すように、上から２番目のラインブロック１０−２の走査信号線それぞれに走査信号を順次入力している水平走査期間においては、１ライン前の最初のラインブロック１０−１に対応する駆動電極１１−１に駆動信号を供給している。

そして、図６Ｃ〜図６Ｆに示すように、ラインブロック１０−３、１０−４、１０−５・・・１０−Ｎの走査信号線それぞれに走査信号を順次入力している水平走査期間が順次進行するのに対応し、１ライン前のラインブロック１０−２、１０−３、１０−４、１０−５に対応する駆動電極１１−２、１１−３、１１−４、１１−５に駆動信号を供給するように構成している。

すなわち、本技術においては、複数の駆動電極１１への駆動信号の供給は、表示更新を行う１ラインブロックの走査期間において、複数の走査信号線に走査信号を印加していないラインブロックに対応する駆動電極を選択して供給するように構成している。

図７Ａ〜図７Ｆは、液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の他の例を示す説明図である。

図６Ａ〜図６Ｆに示す例は、１水平走査期間において、走査信号を入力している走査信号線のラインブロックに対し、１ライン前のラインブロックに対応する駆動電極に駆動信号を供給するように構成した。図７Ａ〜図７Ｆに示す例は、１ライン前に限らず、表示更新を行う１水平走査期間において、複数の走査信号線に走査信号を印加していない任意のラインブロックに対応する駆動電極を選択して駆動信号を供給するように構成したものである。

図８は、図６Ａ〜図６Ｆに示す例において、１水平走査期間における走査信号と駆動信号の印加の状態を示すタイミングチャートである。図８に示すように、１フレーム期間のそれぞれの水平走査期間（１Ｈ、２Ｈ、３Ｈ・・・ＮＨ）において、走査信号線１０にはラインブロック単位（１０−１、１０−２・・・１０−Ｎ）で走査信号が入力されて表示更新が行われる。この走査信号が入力されている期間内に、走査信号線のラインブロックに対応する駆動電極１１−１、１１−２・・・１１−Ｎには、タッチ検出のための駆動信号が供給されている。

図９は、１水平走査期間における表示更新期間とタッチ検出期間との関係の一例を説明するためのタイミングチャートである。

図９に示すように、表示更新期間においては、走査信号線１０に走査信号が順次入力され、各画素の画素電極のスイッチング素子に接続される映像信号線９に、入力される映像信号に応じた画素信号が入力される。なお、図９において、水平走査期間の前後には、パルス状の走査信号が所定の電位に立ち上がるまでの時間と、所定の電位に立ち下がるまでの時間に相当する遷移期間が存在している。

本技術においては、この表示更新期間と同じタイミングでタッチ検出期間を設けており、表示更新期間から遷移期間を除いた期間をタッチ検出期間としている。すなわち、走査信号が所定の電位に立ち上がる遷移期間がほぼ終了した時点で、駆動電極１１に駆動信号としてパルス電圧を供給し、パルス電圧の立上りによる電位の変位点からタッチ検出期間を開始している。また、タッチ検出タイミングＳは、パルス電圧の立下りポイント直前と、タッチ検出期間終了ポイントの２箇所に存在している。ここで、遷移期間は、前半の画素信号が変位する期間ｔ１と、画素信号の変位に伴い共通電極の電位が変位する期間ｔ２とを設定している。これは、画素信号の遷移期間後であっても，パネル内寄生容量の容量結合により、共通電極の電位が変動するためであり、この期間も遷移期間と見なし、タッチ検出期間を回避するためである。

なお、タッチ検出期間におけるタッチ検出動作は、図３Ａ、図３Ｂ、図４により説明した通りである。

図１０は、１水平走査期間における表示更新期間とタッチ検出期間との関係の他の例を説明するためのタイミングチャートである。図１０に示す例は、水平走査期間内のタッチ検出期間に供給する駆動信号として、複数個（図示のものは２個）のパルスを印加したものである。

図１１〜図１６は、本技術におけるタッチセンサの駆動方法において、１フレーム期間中にタッチ検出期間を複数回設けるための倍速駆動について説明するためのタイミングチャートである。

図１１は、Ｍ（Ｍは自然数）本の走査信号線を１ラインブロックとし、複数のＮ（Ｎは自然数）本のラインブロックに分割されたＸ本（Ｍ×Ｎ）の走査信号線を有する表示装置の入力装置において、フレーム周期のＡ倍速（図示のものは２倍速）でタッチ検出を行うタイミングチャートの一例である。なお、図１１のタイミングチャートには、走査信号線番号（Ｍ×Ｎ）、倍速番号（Ｋ）、ブロック番号（Ｎ）に対応させて、走査信号線１０に入力されるパルス、Ｎ本の駆動電極１１に入力される駆動信号を示している。すなわち、タッチ検出動作は、Ｎ本の駆動電極に駆動信号を入力するタッチ検出時間ｔ１と、Ｘ本の走査信号線に走査信号を入力する表示更新時間ｔ２との関係は、ｔ１＜ｔ２とする倍速駆動を行うものである。

図１２は、図１１に示すタイミングチャートについて、走査信号線のＮ本のブロックへの走査信号と、タッチセンサのＮ本の駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給の関係のタイミングを説明するための説明図である。図１２において、タッチ駆動信号に付与した番号は、駆動信号を入力する順番を示している。

本技術においては、上述したように、タッチ検出期間において、Ｎ本の駆動電極に順次駆動信号を印加するとともに、複数の検知電極それぞれから出力される検出信号によりタッチ検出を行うように構成している。そして、図１１、図１２に示すように、Ｍ本の走査信号線への走査信号の入力タイミングをＴｓとしたとき、Ｎ本の駆動電極に対する駆動信号の入力動作は、Ｎｘ（１本目に１以上の整数を加算した数値）本目の駆動電極からＴｙ（Ｔｓに０以上の整数を加算した数値）の入力タイミングで駆動信号の入力を開始し、走査信号を入力している走査信号線に対応していない駆動電極を選択して駆動信号を入力するように構成している。

また、タッチ検出のための駆動信号の入力動作は、Ｎ本の駆動電極を複数のブロックに分割するとともに、各ブロックにおいて、走査信号を入力している走査信号線に対応していない駆動電極のブロックを選択して駆動信号を入力するように構成している。

また、図１１、図１２に示すように、タッチ検出のための駆動信号の入力動作は、駆動電極の配列方向において、順番（１）、（２）、（３）、（４）に示すように、ブロック単位で飛び越して駆動信号を入力する飛び越し走査入力部分を有する。

図１３は、図１２に示す例とは別の例による説明図である。図１３に示す例においては、タッチ検出のための駆動信号の入力動作は、ブロック内において、駆動電極１１の配列方向に順次駆動信号を入力する順次入力部分と、駆動電極の配列方向において、順番（１）、（２）、（３）、（４）に示すように、ブロック単位で飛び越して駆動信号を入力する飛び越し走査入力部分とを有する。

図１４は、図１２、図１３に示す例とは別の例による説明図である。図１４に示す例においては、タッチ検出のための駆動信号の入力動作は、駆動電極１１の配列方向において、飛び越して駆動信号を入力する飛び越し走査入力部分を有する。すなわち、複数本の走査信号線への走査信号の入力タイミングをＴｓとしたとき、Ｎ本の駆動電極に対する駆動信号の入力動作は、Ｎｘ（１本目に１以上の整数を加算した数値）本目の駆動電極からＴｙ（Ｔｓに０以上の整数を加算した数値）の入力タイミングで駆動信号の入力を開始し、走査信号を入力している走査信号線に対応していない駆動電極を選択して飛び越して駆動信号を入力するように構成している。

図１５は、図１４に示す例において、３倍速でタッチ検出のための駆動信号の入力動作を行う例を示す説明図である。図１５に示す例においても、複数本の走査信号線への走査信号の入力タイミングをＴｓとしたとき、Ｎ本の駆動電極に対する駆動信号の入力動作は、Ｎｘ（１本目に１以上の整数を加算した数値）本目の駆動電極からＴｙ（Ｔｓに０以上の整数を加算した数値）の入力タイミングで駆動信号の入力を開始し、走査信号を入力している走査信号線に対応していない駆動電極を選択して飛び越して駆動信号を入力するように構成している。

図１６は、１．５倍速でタッチ検出のための駆動信号の入力動作を行う例を示す説明図である。図１６に示す例においては、複数本の走査信号線への走査信号の入力タイミングをＴｓとしたとき、Ｎ本の駆動電極に対する駆動信号の入力動作は、Ｎｘ（１本目に１以上の整数を加算した数値）本目の駆動電極からＴｙ（Ｔｓに０以上の整数を加算した数値）の入力タイミングで駆動信号の入力を開始し、走査信号を入力している走査信号線に対応していない駆動電極を選択して順次走査して駆動信号を入力するように構成している。

以上のように本技術による入力装置においては、タッチ検出期間において、Ｎ本の駆動電極に順次駆動信号を印加するとともに、複数の検知電極それぞれから出力される検出信号によりタッチ検出を行うように構成している。そして、複数本の走査信号線への走査信号の入力タイミングをＴｓとしたとき、Ｎ本の駆動電極に対する駆動信号の入力動作は、Ｎｘ（１本目に１以上の整数を加算した数値）本目の駆動電極からＴｙ（Ｔｓに０以上の整数を加算した数値）の入力タイミングで駆動信号の入力を開始し、走査信号を入力している走査信号線に対応していない駆動電極を選択して駆動信号を入力するように構成したものである。

これにより、タッチ検出時に表示更新を行うための走査信号によるノイズ発生を少なくして検出精度を向上させることができ、しかも表示更新期間内にタッチ検出を行うため、表示更新のための書込み時間を十分に確保することができ、表示品位の低下を防ぐことができる。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

以上のように本技術は、静電容量結合方式の入力装置において有用な発明である。

１ 液晶パネル
２ バックライトユニット
３ 走査線駆動回路
４ 映像線駆動回路
５ バックライト駆動回路
６ センサ駆動回路
７ 信号検出回路
８ 制御装置
９ 映像信号線
１０ 走査信号線
１０−１，１０−２・・・１０−Ｎ ラインブロック
１１，１１−１，１１−２・・・１１−Ｎ 駆動電極
１２ 検知電極

Claims (4)

1. １フレーム期間中に複数本の走査信号線に順次走査信号を印加して表示の更新を行う表示装置に配置される入力装置であって、複数本の走査信号線に対応するように設けられたＮ本の駆動電極と、Ｎ本の前記駆動電極に交差するように配置され、交差部分に容量素子を形成する複数本の検知電極と、
   前記複数本の走査信号線の走査信号及びＮ本の前記駆動電極の駆動信号における入力タイミングを制御する制御部と、を有し、
   前記１フレーム期間中にＡ回タッチ検出を行うタッチ検出期間において、Ｎ本の前記駆動電極はＡ個のブロックに分類され、前記Ａ個のブロック内のＡ−１個のブロックは連続的に配置された前記駆動電極を含んでおり、
   Ｎ本の前記駆動電極に順次駆動信号を印加するとともに、複数本の前記検知電極それぞれから出力される検出信号によりタッチ検出を行うように構成し、前記走査信号線への走査信号の入力タイミングをＴｓとしたとき、Ｎ本の前記駆動電極に対する駆動信号の入力動作は、Ｎｘ（１本目に１以上の整数を加算した数値）本目の前記駆動電極からＴｙ（Ｔｓに０以上の整数を加算した数値）の入力タイミングで駆動信号の入力を開始し、走査信号を入力している前記走査信号線に対応していない前記駆動電極を選択して駆動信号を入力し、
   前記制御部は、前記タッチ検出のための駆動信号の入力動作として、前記駆動電極の配列方向において、駆動信号が入力されない前記駆動電極を飛び越して駆動信号を入力する飛び越し走査入力部分を含み、
   前記飛び越し走査入力部分は、前記１フレームのはじめに入力する前記走査信号線に対応しない前記駆動電極が属するグループである第１ブロック内の駆動電極に対して所定期間をあけて前記駆動信号の入力し、前記所定期間に前記第１ブロックとは異なる他のグループの駆動電極に対して駆動信号を入力し、すべての前記駆動電極に対して駆動信号を入力する
   入力装置。
2. 前記タッチ検出のための駆動信号の入力動作は、前記ブロック内の複数の前記駆動電極に対して、前記駆動電極の配列方向に所定期間をあけつつ順次駆動信号を入力する順次入力部分と、前記駆動電極の配列方向において、駆動信号が入力されない前記駆動電極を飛び越して駆動信号を入力する飛び越し走査入力部分とを有する
   請求項１に記載の入力装置。
3. 前記駆動電極に駆動信号を入力するタッチ検出時間ｔ１と、前記走査信号線に走査信号を入力する表示更新時間ｔ２との関係は、ｔ１＜ｔ２とする
   請求項１に記載の入力装置。
4. 前記タッチ検出期間は、表示装置の水平走査期間における表示更新期間に設けた
   請求項１に記載の入力装置。

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