本發(fā)明涉及能夠檢測外部接近物體的觸摸檢測裝置、帶觸摸檢測功能的顯示裝置及控制方法。
背景技術(shù):
近年來,被稱作所謂的觸摸面板的能夠檢測外部接近物體的觸摸檢測裝置引人注目。觸摸面板裝配在液晶顯示裝置等顯示裝置上、或者與顯示裝置一體化,用作帶觸摸檢測功能的顯示裝置。然后,帶觸摸檢測功能的顯示裝置通過使顯示裝置顯示各種按鈕圖像等,能夠替代通常的機(jī)械式按鈕而在觸摸面板輸入信息。
在下述的專利文獻(xiàn)1中,記載了一種除了檢測操作面上的按壓位置之外還能夠檢測按壓力的觸摸面板。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2015-41160號公報(bào)
在專利文獻(xiàn)1所記載的觸摸面板中,與多個(gè)第三電極對應(yīng)的多個(gè)區(qū)域分別是能夠檢測按壓力的單位區(qū)域。在專利文獻(xiàn)1所記載的觸摸面板中,在多個(gè)物體按壓一個(gè)單位區(qū)域的情況下,無法檢測多個(gè)物體各自的按壓力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于,提供能夠計(jì)算出與多個(gè)被檢測物分別按下輸入面的壓力相應(yīng)的信號值的觸摸檢測裝置、帶觸摸檢測功能的顯示裝置及控制方法。
用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
本發(fā)明的一方面的觸摸檢測裝置具有:第一檢測部,輸出與多個(gè)被檢測物同在與輸入面垂直的方向上重疊的多個(gè)區(qū)域各自的接觸相應(yīng)的信號值;第二檢測部,輸出與所述多個(gè)被檢測物按下所述輸入面的壓力相應(yīng)的信號值;以及控制部,基于與所述多個(gè)區(qū)域各自的接觸相應(yīng)的信號值、與所述多個(gè)被檢測物按下所述輸入面的壓力相應(yīng)的信號值、與所述接觸相應(yīng)的每個(gè)信號值的與壓力相應(yīng)的信號值即參考值,計(jì)算與所述多個(gè)被檢測物分別按下所述輸入面的壓力相應(yīng)的信號值。
本發(fā)明的一方面的帶觸摸檢測功能的顯示裝置具有:第一檢測部,輸出與多個(gè)被檢測物同在與輸入面垂直的方向上重疊的多個(gè)區(qū)域各自的接觸相應(yīng)的信號值;顯示部,向所述輸入面顯示圖像;第二檢測部,輸出與所述多個(gè)被檢測物按下所述輸入面的壓力相應(yīng)的信號值;以及控制部,基于與所述多個(gè)區(qū)域各自的接觸相應(yīng)的信號值、與所述多個(gè)被檢測物按下所述輸入面的壓力相應(yīng)的信號值、與所述接觸相應(yīng)的每個(gè)信號值的與壓力相應(yīng)的信號值即參考值,計(jì)算與所述多個(gè)被檢測物各自按下所述輸入面的壓力相應(yīng)的信號值。
本發(fā)明的一方面的控制方法中,基于從第一檢測部輸出的與多個(gè)被檢測物同在與輸入面垂直的方向上重疊的多個(gè)區(qū)域各自的接觸相應(yīng)的信號值、從第二檢測部輸出的與所述多個(gè)被檢測物按下所述輸入面的壓力相應(yīng)的信號值、以及與所述接觸相應(yīng)的每個(gè)信號值的與壓力相應(yīng)的信號值即參考值,計(jì)算與所述多個(gè)被檢測物分別按下所述輸入面的壓力相應(yīng)的信號值。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的帶觸摸檢測功能的顯示裝置的構(gòu)成的框圖。
圖2是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的觸摸檢測部及顯示部的第一構(gòu)成例的框圖。
圖3是表示在觸摸檢測設(shè)備中產(chǎn)生的電容的例子的說明圖。
圖4是表示觸摸檢測設(shè)備的等價(jià)電路的例子的說明圖。
圖5是表示驅(qū)動信號及觸摸檢測信號的波形的一個(gè)例子的圖。
圖6是表示安裝有帶觸摸檢測功能的顯示裝置的組件的例子的圖。
圖7是表示帶觸摸檢測功能的顯示部的概略截面構(gòu)造的截面圖。
圖8是表示帶觸摸檢測功能的顯示部的像素配置的電路圖。
圖9是表示帶觸摸檢測功能的顯示部的驅(qū)動電極以及觸摸檢測電極的構(gòu)成例的立體圖。
圖10是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的觸摸檢測部及顯示部的第二構(gòu)成例的框圖。
圖11是表示自靜電電容方式的觸摸檢測設(shè)備的等價(jià)電路的例子的說明圖。
圖12是表示驅(qū)動信號及觸摸檢測信號的波形的一個(gè)例子的圖。
圖13是表示安裝有帶觸摸檢測功能的顯示裝置的組件的第二構(gòu)成例的圖。
圖14是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的第一構(gòu)成例的分解立體圖。
圖15是表示背光燈單元的分解立體圖。
圖16是表示圖14所示的帶觸摸檢測功能的顯示裝置的構(gòu)成的截面圖。
圖17是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的觸摸檢測電極、驅(qū)動電極塊以及殼體的立體圖。
圖18是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的觸摸檢測電極、驅(qū)動電極塊以及殼體的構(gòu)成例2的立體圖。
圖19是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的構(gòu)造例的截面圖。
圖20是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的構(gòu)造例的截面圖。
圖21是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的構(gòu)造例的截面圖。
圖22是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的構(gòu)造例的截面圖。
圖23是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的構(gòu)造例的截面圖。
圖24是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的構(gòu)造例的截面圖。
圖25是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的第二構(gòu)成例的截面圖。
圖26是示意性表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的觸摸檢測電極、驅(qū)動電極塊以及壓力傳感器的立體圖。
圖27是表示壓力傳感器的例子的俯視觀察圖。
圖28是表示壓力傳感器的例子的俯視觀察圖。
圖29是表示壓力檢測部的一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域的圖。
圖30是表示壓力檢測部的一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域的圖。
圖31是表示控制部的功能模塊的圖。
圖32是表示參考值存儲部的第一例的圖。
圖33是表示參考值存儲部的第二例的圖。
圖34是表示參考數(shù)與噪聲/信號比的關(guān)系的圖。
圖35是表示控制部執(zhí)行的處理的流程圖。
圖36是表示控制部執(zhí)行的處理的流程圖。
圖37的(1)至(6)是以時(shí)間序列表示一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域的圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖對用于實(shí)施本發(fā)明的方式(實(shí)施方式)進(jìn)行詳細(xì)說明。下面的實(shí)施方式中所記載的內(nèi)容并非對本發(fā)明進(jìn)行限定。此外,下面所記載的構(gòu)成成分中包括本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的成分、實(shí)質(zhì)上相同的成分。進(jìn)而,下面所記載的構(gòu)成成分可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟M合。需要注意的是,公開的終歸僅為一個(gè)例子,對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠容易想到的在發(fā)明主旨范圍內(nèi)的適當(dāng)變更當(dāng)然也包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。另外,附圖為了使說明更加明確,有時(shí)與實(shí)際的方式相比,示意性示出各部分的寬度、厚度、形狀等,這些不過是一個(gè)例子,并非用來限定本發(fā)明的解釋。另外,在本說明書與各圖中,對于與在已經(jīng)出現(xiàn)過的附圖中描述過的成分相同的成分,標(biāo)注相同的符號,有時(shí)適當(dāng)省略其詳細(xì)的說明。
(實(shí)施方式)
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的帶觸摸檢測功能的顯示裝置的構(gòu)成的框圖。
本實(shí)施方式的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1包括觸摸檢測部se1、顯示部dsp、壓力檢測部se2以及控制部ctrl。帶觸摸檢測功能的顯示裝置1內(nèi)的觸摸檢測部se1、壓力檢測部se2以及控制部ctrl構(gòu)成觸摸檢測裝置。
觸摸檢測部se1檢測多個(gè)被檢測物obj1及obj2向蓋部件cg的輸入面is的接觸或者接近。具體來說,觸摸檢測部se1將與被檢測物obj1及obj2同在與輸入面is垂直的方向上重疊的多個(gè)區(qū)域分別接觸或者接近相應(yīng)的信號值向控制部ctrl輸出。觸摸檢測部se1對應(yīng)于本發(fā)明的多個(gè)第一檢測部。
被檢測物obj1及obj2分別可以是與輸入面is接觸而變形的第一種類的物體,也可以是與輸入面is接觸而不變形或者與第一種類的物體比較而相對變形少的第二種類的物體。作為第一種類的物體,例示了手指,但不限于此。作為第二種類的物體,例示了樹脂或者金屬的觸控筆,但不限于此。
在被檢測物obj1或obj2為第一種類的物體的情況下,當(dāng)被檢測物obj1或obj2按壓輸入面is的壓力增加時(shí),被檢測物obj1或obj2與輸入面is的接觸面積增加。
在被檢測物obj1或obj2為第二種類的物體的情況下,即便被檢測物obj1或obj2按壓輸入面is的壓力增加,被檢測物obj1或obj2與輸入面is的接觸面積也不會增加或者與第一種類的物體比較僅相對少地增加。
觸摸檢測部se1能夠檢測的被檢測物的數(shù)量不限于兩個(gè)。觸摸檢測部se1也能夠檢測一個(gè)或三個(gè)以上的被檢測物。
作為觸摸檢測部se1,例示了靜電電容方式傳感器或者電阻膜方式傳感器,但不限于這些。作為靜電電容方式,例示了互靜電電容方式或者自靜電電容方式。
顯示部dsp向輸入面is側(cè)顯示圖像。作為顯示部dsp,例示了液晶顯示裝置或者有機(jī)el(electro-luminescence:電致發(fā)光)顯示裝置,但不限于這些。
觸摸檢測部se1及顯示部dsp也可以是一體化的所謂的on-cell型。另外,觸摸檢測部se1及顯示部dsp也可以是在顯示部dsp之上裝配有觸摸檢測部se1的所謂的in-cell型。
壓力檢測部se2檢測被檢測物obj1及obj2按下輸入面is的壓力。具體來說,壓力檢測部se2將與被檢測物obj1及obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值向控制部ctrl輸出。壓力檢測部se2與本發(fā)明的至少一個(gè)的第二檢測部對應(yīng)。
作為壓力檢測部se2,例示了靜電電容方式傳感器、應(yīng)變計(jì)或者光學(xué)式傳感器,但不限于這些。
控制部ctrl基于與由被檢測物obj1及obj2對多個(gè)第一區(qū)域的接觸相應(yīng)的多個(gè)第一信號值、與被檢測物obj1及obj2按下至少一個(gè)第二區(qū)域的至少一個(gè)第一壓力相應(yīng)的至少一個(gè)第二信號值、多個(gè)第一區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)區(qū)域中檢測出的每至少一個(gè)第一信號值的第三壓力相應(yīng)的至少一個(gè)參考值,計(jì)算與被檢測物obj1及obj2中的至少一個(gè)按下至少一個(gè)第二區(qū)域的至少一個(gè)第二壓力相應(yīng)的至少一個(gè)第三信號值。
控制部ctrl包括顯示控制部11、觸摸檢測控制部40、壓力檢測控制部50、以及主機(jī)hst。
作為顯示控制部11,例示了在顯示部dsp的玻璃基板上安裝的ic芯片。作為觸摸檢測控制部40,例示了在與顯示部dsp的玻璃基板連接的印刷電路基板(例如為柔性印刷電路基板)上安裝的ic芯片。作為壓力檢測控制部50,例示了在顯示部dsp的玻璃基板上安裝的ic芯片。作為主機(jī)hst,例示了cpu(centralprocessingunit:中央處理器)。顯示控制部11、觸摸檢測控制部40、壓力檢測控制部50以及主機(jī)hst通過配合來控制觸摸檢測部se1、顯示部dsp以及壓力檢測部se2。
控制部ctrl執(zhí)行的、用于計(jì)算與被檢測物obj1及obj2中的至少一個(gè)按下至少一個(gè)第二區(qū)域的第二壓力相應(yīng)的第三信號值的處理可以由顯示控制部11執(zhí)行、可以由觸摸檢測控制部40執(zhí)行、可以由壓力檢測控制部50執(zhí)行、可以由主機(jī)hst執(zhí)行、也可以由顯示控制部11、觸摸檢測控制部40、壓力檢測控制部50以及主機(jī)hst之內(nèi)的兩個(gè)以上配合執(zhí)行。
以下,對于觸摸檢測部se1、顯示部dsp以及壓力檢測部se2的具體的構(gòu)成例進(jìn)行說明,但這些構(gòu)成例僅是例示,不限于這些構(gòu)成例。
<觸摸檢測部及顯示部的第一構(gòu)成例>
圖2是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的觸摸檢測部及顯示部的第一構(gòu)成例的框圖。圖2所示的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1是利用所謂的互靜電電容方式進(jìn)行多個(gè)被檢測物obj1及obj2各自的坐標(biāo)以及接觸面積的檢測的裝置。
帶觸摸檢測功能的顯示裝置1包括帶觸摸檢測功能的顯示部10、顯示控制部11、柵極驅(qū)動器12、源極驅(qū)動器13、源極選擇部13s、驅(qū)動電極驅(qū)動器14、以及觸摸檢測控制部40。
帶觸摸檢測功能的顯示部10是通過向作為顯示元件使用液晶顯示元件的液晶顯示設(shè)備20內(nèi)置靜電電容型的觸摸檢測設(shè)備30而一體化的、所謂的in-cell型的裝置。此外,向液晶顯示設(shè)備20內(nèi)置靜電電容型的觸摸檢測設(shè)備30而一體化包括:例如兼作用作液晶顯示設(shè)備20的基板、電極等的一部分的構(gòu)件與用作觸摸檢測設(shè)備30的基板、電極等的一部分的構(gòu)件。
液晶顯示設(shè)備20與圖1的顯示部dsp對應(yīng)。觸摸檢測設(shè)備30與圖1的觸摸檢測部se1對應(yīng)。
此外,帶觸摸檢測功能的顯示部10也可以是向作為顯示元件而使用了液晶顯示元件的液晶顯示設(shè)備20的上方裝配有靜電電容型的觸摸檢測設(shè)備30的所謂的on-cell型的裝置。在on-cell型的裝置的情況下,可以在液晶顯示設(shè)備20的正上方設(shè)置觸摸檢測設(shè)備30,也可以并非在液晶顯示設(shè)備20的正上方而是隔著其它層在上方設(shè)置觸摸檢測設(shè)備30。
另外,在本構(gòu)成例中,作為顯示部dsp而采用了液晶顯示設(shè)備20,但顯示部dsp也可以是采用了有機(jī)el元件的構(gòu)成。在這種情況下,也可以將形成有機(jī)el元件的陽極以及陰極中的一方設(shè)為后述的觸摸檢測的驅(qū)動電極coml。
如后述那樣,液晶顯示設(shè)備20是根據(jù)從柵極驅(qū)動器12供給的掃描信號vscan1水平線1水平線地依次掃描進(jìn)行顯示的設(shè)備。
顯示控制部11是基于由主機(jī)hst供給的影像信號vdisp對柵極驅(qū)動器12、源極驅(qū)動器13、驅(qū)動電極驅(qū)動器14以及觸摸檢測控制部40分別供給控制信號、且以使它們相互同步進(jìn)行動作的方式控制的電路。另外,顯示控制部11根據(jù)1水平線量的影像信號vdisp來生成對液晶顯示設(shè)備20的多個(gè)子像素spix的像素信號vpix進(jìn)行分時(shí)復(fù)用而成的圖像信號vsig,并向源極驅(qū)動器13供給。
本公開中的控制部ctrl包括顯示控制部11、柵極驅(qū)動器12、源極驅(qū)動器13以及驅(qū)動電極驅(qū)動器14。
柵極驅(qū)動器12具有基于從顯示控制部11供給的控制信號依次選擇成為帶觸摸檢測功能的顯示部10的顯示驅(qū)動的對象的1水平線的功能。
源極驅(qū)動器13是基于從顯示控制部11供給的控制信號向帶觸摸檢測功能的顯示部10的各像素pix(子像素spix)供給像素信號vpix的電路。在源極驅(qū)動器13中例如被給予6比特的r(紅)、g(綠)以及b(藍(lán))的圖像信號vsig。
源極驅(qū)動器13從顯示控制部11接受圖像信號vsig,向源極選擇部13s供給。另外,源極驅(qū)動器13生成為了分開與圖像信號vsig重疊化的像素信號vpix所需的開關(guān)控制信號vsel,將其與像素信號vpix一并向源極選擇部13s供給。源極選擇部13s能夠減少源極驅(qū)動器13與顯示控制部11之間的布行數(shù)。也可以沒有源極選擇部13s。另外,源極驅(qū)動器13的一部分的控制可以由顯示控制部11進(jìn)行,也可以僅配置源極選擇部13s。
驅(qū)動電極驅(qū)動器14是基于從顯示控制部11供給的控制信號向帶觸摸檢測功能的顯示部10的后述的驅(qū)動電極coml供給觸摸檢測用的驅(qū)動信號(觸摸用驅(qū)動信號,以下稱作驅(qū)動信號。)vcomac、顯示用的電壓即顯示用驅(qū)動電壓vcomdc的電路。
觸摸檢測設(shè)備30基于互靜電電容型觸摸檢測的基本原理來動作,輸出觸摸檢測信號vdet。
參照圖3~圖5,對本構(gòu)成例的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的互靜電電容方式的觸摸檢測的基本原理進(jìn)行說明。
圖3是表示觸摸檢測設(shè)備所產(chǎn)生的電容的例子的說明圖。圖4是表示觸摸檢測設(shè)備的等價(jià)電路的例子的說明圖。圖5是表示驅(qū)動信號及觸摸檢測信號的波形的一個(gè)例子的圖。此外,圖4一并表示檢測電路。
例如,如圖3所示,電容元件c1具有夾著電介質(zhì)d彼此相對配置的一對電極、即驅(qū)動電極e1以及觸摸檢測電極e2。如圖4所示,電容元件c1的一端與交流信號源(驅(qū)動信號源)s連接,另一端p經(jīng)由電阻器re接地,并且與電壓檢測器(觸摸檢測部)det連接。電壓檢測器det是例如圖2所示的觸摸檢測信號放大部42所包含的積分電路。
當(dāng)從交流信號源s向驅(qū)動電極e1(電容元件c1的一端)施加規(guī)定的頻率(例如為數(shù)khz~數(shù)百khz左右)的交流矩形波sg時(shí),經(jīng)由與觸摸檢測電極e2(電容元件c1的另一端)側(cè)連接的電壓檢測器det顯現(xiàn)輸出波形(觸摸檢測信號vdet)。此外,該交流矩形波sg相當(dāng)于后述的驅(qū)動信號vcomac。
在手指未接觸(或者接近)的狀態(tài)(非接觸狀態(tài))下,伴隨著對電容元件c1的充放電,與電容元件c1的電容值相應(yīng)的電流i0流動。此時(shí)的電容元件c1的另一端p的電位波形成為例如圖5所示的波形v0,圖4所示的電壓檢測器det檢測波形v0。
另一方面,在手指接觸(或者接近)的狀態(tài)(接觸狀態(tài))下,由手指形成的靜電電容以好像作為電容元件c2附加于電容元件c1的方式作用。然后,如在圖3中虛線所示的那樣,電容元件c2成為與電容元件c1串聯(lián)追加的形式。在該狀態(tài)下,伴隨著對電容元件c1以及c2的充放電,在電容元件c1以及c2中分別流動電流i1以及i2。
此時(shí)的電容元件c1的另一端p的電位波形成為例如圖5的波形v1,電壓檢測器det檢測波形v1。此時(shí),另一端p的電位成為由在電容元件c1以及c2中分別流動的電流i1以及i2的值確定的分壓電位。因此,波形v1成為比非接觸狀態(tài)下的波形v0小的值。
電壓檢測器det將檢測出的電壓與規(guī)定的閾值電壓vth比較,若檢測出的電壓為閾值電壓vth以上,則判定為非接觸狀態(tài),另一方面,若檢測出的電壓為閾值電壓vth以下,則判定為接觸狀態(tài)。這樣一來,能夠進(jìn)行觸摸檢測。
圖2所示的觸摸檢測設(shè)備30根據(jù)從驅(qū)動電極驅(qū)動器14供給的驅(qū)動信號vcom(后述的驅(qū)動信號vcomac),1檢測塊1檢測塊地依次掃描而進(jìn)行觸摸檢測。
觸摸檢測控制部40是基于從顯示控制部11供給的控制信號、從帶觸摸檢測功能的顯示部10的觸摸檢測設(shè)備30供給的觸摸檢測信號vdet來檢測有無對觸摸檢測設(shè)備30的觸摸(上述的接觸狀態(tài))、并在具有觸摸的情況下求出觸摸檢測區(qū)域中的該坐標(biāo)以及接觸面積等的電路。
觸摸檢測控制部40包括觸摸檢測信號放大部42、a/d轉(zhuǎn)換部43、信號處理部44、坐標(biāo)提取部45以及檢測時(shí)機(jī)控制部46。
觸摸檢測設(shè)備30從多個(gè)后述的觸摸檢測電極tdl經(jīng)由圖4所示的電壓檢測器det,以檢測塊為單位輸出觸摸檢測信號vdet,并向觸摸檢測控制部40的觸摸信號放大部42供給。
觸摸檢測信號放大部42對從觸摸檢測設(shè)備30供給的觸摸檢測信號vdet進(jìn)行放大。由觸摸檢測信號放大部42放大后的觸摸檢測信號向a/d轉(zhuǎn)換部43供給。觸摸檢測信號放大部42也可以具有去除觸摸檢測信號vdet所含的高頻成分(噪聲成分)并提取觸摸成分而分別輸出的低通模擬濾波器。此外,觸摸檢測控制部40也可以不具有觸摸檢測信號放大部42。換句話說,來自觸摸檢測設(shè)備30的觸摸檢測信號vdet也可以向a/d轉(zhuǎn)換部43供給。
a/d轉(zhuǎn)換部43是在與驅(qū)動信號vcomac同步的時(shí)機(jī)分別對從觸摸檢測信號放大部42輸出的模擬信號進(jìn)行取樣而轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的電路。
信號處理部44具有減少a/d轉(zhuǎn)換部43的輸出信號所含的、對驅(qū)動信號vcomac進(jìn)行了取樣的頻率以外的頻率成分(噪聲成分)的數(shù)字濾波器。
信號處理部44是基于a/d轉(zhuǎn)換部43的輸出信號而檢測有無對觸摸檢測設(shè)備30的觸摸的邏輯電路。信號處理部44進(jìn)行僅提取由手指導(dǎo)致的差分的信號的處理。該由手指導(dǎo)致的差分的信號是上述的波形v0與波形v1之差的絕對值|δv|。
信號處理部44也可以進(jìn)行使每一檢測塊的絕對值|δv|進(jìn)行平均化的計(jì)算,求出絕對值|δv|的平均值。由此,信號處理部44能夠降低由噪聲造成的影響。
信號處理部44將檢測出的由手指導(dǎo)致的差分的信號與規(guī)定的閾值電壓vth比較,若檢測出的差分的信號是閾值電壓vth以上,則判定為外部接近物體的非接觸狀態(tài)。
另一方面,信號處理部44將檢測出的差分的信號與規(guī)定的閾值電壓vth比較,若檢測出的差分的信號不足閾值電壓vth,則判定為外部接近物體的接觸狀態(tài)。這樣一來,觸摸檢測控制部40能夠進(jìn)行觸摸檢測。
坐標(biāo)提取部45是在信號處理部44檢測到觸摸時(shí)求出其觸摸面板坐標(biāo)的邏輯電路。檢測時(shí)機(jī)控制部46以使a/d轉(zhuǎn)換部43、信號處理部44、坐標(biāo)提取部45同步動作的方式控制。坐標(biāo)提取部45將觸摸面板坐標(biāo)作為信號輸出vout進(jìn)行輸出。
圖6是表示安裝有帶觸摸檢測功能的顯示裝置的組件的例子的圖。帶觸摸檢測功能的顯示裝置1具有第一基板(例如為像素基板2)與印刷電路基板(例如為柔性印刷電路基板)t。
像素基板2具有第一絕緣基板(例如為tft基板21)。此外,tft基板21例如是玻璃基板或者薄膜基板。另外,在tft基板21上安裝有驅(qū)動ic芯片(例如為cog(chiponglass)19)。另外,在像素基板2(tft基板21)形成有液晶顯示設(shè)備20的顯示區(qū)域ad與邊框gd。
cog19是在tft基板21上安裝的驅(qū)動器即ic芯片,是內(nèi)置有圖2所示的顯示控制部11等顯示動作所需的各電路的控制裝置。
在本構(gòu)成例中,源極驅(qū)動器13以及源極選擇部13s形成在tft基板21上。源極驅(qū)動器13以及源極選擇部13s也可以內(nèi)置于cog19。
驅(qū)動電極驅(qū)動器14的一部分、即驅(qū)動電極掃描部14a以及14b形成在tft基板21上。
柵極驅(qū)動器12作為柵極驅(qū)動器12a以及12b而形成在tft基板21上。
帶觸摸檢測功能的顯示裝置1也可以在cog19內(nèi)置有驅(qū)動電極掃描部14a以及14b、柵極驅(qū)動器12等電路。此外,cog19僅是電路安裝的一方式,本實(shí)施方式不限于此。例如,也可以將具有與cog19相同的功能的構(gòu)成作為cof(chiponfilm或者chiponflexible:)而安裝在柔性印刷電路基板t上。
如圖6所示,在與tft基板21的表面垂直的方向上,驅(qū)動電極coml的驅(qū)動電極塊b、觸摸檢測電極tdl形成為立體交叉。
另外,驅(qū)動電極coml被分割為沿一方向延伸的多個(gè)條紋狀的電極圖案。在進(jìn)行觸摸檢測動作時(shí),利用驅(qū)動電極驅(qū)動器14向各電極圖案依次供給驅(qū)動信號vcomac。同時(shí)被供給驅(qū)動信號vcomac的驅(qū)動電極coml的多個(gè)條紋狀的電極圖案是圖6所示的驅(qū)動電極塊b。
驅(qū)動電極塊b(驅(qū)動電極coml)形成在與帶觸摸檢測功能的顯示部10的短邊平行的方向上。后述的觸摸檢測電極tdl形成在與驅(qū)動電極塊b的延伸方向交叉的方向上,例如形成在與帶觸摸檢測功能的顯示部10的長邊平行的方向上。
觸摸檢測電極tdl與在連接于帶觸摸檢測功能的顯示部10的短邊側(cè)的柔性印刷電路基板t上安裝的觸摸ic49連接。觸摸ic49是在柔性印刷電路基板t安裝的驅(qū)動器即ic芯片,且是內(nèi)置有圖2所示的觸摸檢測控制部40等觸摸檢測動作所需的各電路的控制裝置。這樣,觸摸ic49與在柔性印刷電路基板t上安裝且并排設(shè)置的多個(gè)觸摸檢測電極tdl分別連接。柔性印刷電路基板t只要是端子即可,不限于基板。在這種情況下,觸摸ic49設(shè)置于組件的外部。此外,觸摸ic49不限于在柔性基板t上配置的情況,也可以在tft基板21或者第二絕緣基板31上配置。
在本構(gòu)成例中,觸摸ic49是作為觸摸檢測控制部40而發(fā)揮功能的控制裝置,但也可以將觸摸檢測控制部40的一部分的功能設(shè)置為其它mpu的功能。
具體來說,能夠設(shè)置為觸摸驅(qū)動器即ic芯片的功能的a/d轉(zhuǎn)換、噪聲去除等各種功能中的一部分的功能(例如噪聲去除等)也可以由與觸摸驅(qū)動器即ic芯片獨(dú)立設(shè)置的mpu等電路進(jìn)行實(shí)施。另外,在將作為驅(qū)動器的ic芯片設(shè)為一個(gè)(1芯片構(gòu)成)的情況等,例如也可以經(jīng)由柔性印刷電路基板t等的布線將檢測信號向陣列基板上的觸摸驅(qū)動器即ic芯片傳送。
源極選擇部13s通過在tft基板21上的顯示區(qū)域ad的附近使用tft元件來形成。在顯示區(qū)域ad將后述的像素pix呈矩陣狀(行列狀)配置多個(gè)。邊框gd是從垂直的方向觀察tft基板21的表面而未配置有像素pix的區(qū)域。柵極驅(qū)動器12與驅(qū)動電極驅(qū)動器14中的驅(qū)動電極掃描部14a以及14b配置于邊框gd。
柵極驅(qū)動器12例如具有柵極驅(qū)動器12a以及12b,通過在tft基板21上使用tft元件來形成。柵極驅(qū)動器12a以及12b配置為夾持后述的子像素spix(像素)呈矩陣狀配置而成的顯示區(qū)域ad,能夠從兩側(cè)驅(qū)動。另外,掃描線在柵極驅(qū)動器12a與柵極驅(qū)動器12b之間排列。因此,掃描線設(shè)置為,在對tft基板21的表面的垂直方向上沿與驅(qū)動電極coml的延伸方向平行的方向延伸。
在本構(gòu)成例中,作為柵極驅(qū)動器12設(shè)有柵極驅(qū)動器12a以及12b這兩個(gè)電路,但這是柵極驅(qū)動器12的具體構(gòu)成的一個(gè)例子,不限于此。例如,柵極驅(qū)動器12也可以是僅設(shè)于掃描線的一方端的一個(gè)電路。
驅(qū)動電極驅(qū)動器14例如具有驅(qū)動電極掃描部14a以及14b,通過在tft基板21上使用tft元件來形成。驅(qū)動電極掃描部14a以及14b從cog19經(jīng)由顯示用布線ldc來接受顯示用驅(qū)動電壓vcomdc的供給,并且經(jīng)由觸摸用布線lac而接受驅(qū)動信號vcomac的供給。
驅(qū)動電極掃描部14a以及14b能夠從兩側(cè)分別驅(qū)動并排設(shè)置的多個(gè)驅(qū)動電極塊b。供給顯示用驅(qū)動電壓vcomdc的顯示用布線ldc與供給觸摸用驅(qū)動信號vcomac的觸摸用布線lac并列配置于邊框gd、gd。顯示用布線ldc配置在比觸摸用布線lac靠近顯示區(qū)域ad側(cè)的位置。
利用該構(gòu)造,由顯示用布線ldc供給的顯示用驅(qū)動電壓vcomdc使顯示區(qū)域ad的端部的電位狀態(tài)穩(wěn)定。因此,尤其在使用了橫電場模式的液晶的液晶顯示設(shè)備中,顯示穩(wěn)定。
在本構(gòu)成例中,作為驅(qū)動電極驅(qū)動器14,設(shè)有驅(qū)動電極掃描部14a以及14b這兩個(gè)電路,但這僅是驅(qū)動電極驅(qū)動器14的具體構(gòu)成的一個(gè)例子,不限于此。例如,驅(qū)動電極驅(qū)動器14也可以是僅設(shè)于驅(qū)動電極塊b的一方端的一個(gè)電路。
帶觸摸檢測功能的顯示裝置1從帶觸摸檢測功能的顯示部10的短邊側(cè)輸出上述的觸摸檢測信號vdet。由此,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1容易進(jìn)行經(jīng)由作為端子部的柔性印刷電路基板t與觸摸檢測控制部40連接時(shí)的布線的走線。
圖7是表示帶觸摸檢測功能的顯示部的概略截面構(gòu)造的截面圖。圖8是帶觸摸檢測功能的顯示部的像素配置的電路圖。帶觸摸檢測功能的顯示部10包括像素基板2、在與該像素基板2的表面垂直的方向上與該像素基板2的表面相對配置的第二基板(例如相對基板3)、以及插設(shè)在像素基板2與相對基板3之間的顯示功能層(例如液晶層6)。
像素基板2包括作為電路基板的tft基板21、在該tft基板21上呈行列狀配設(shè)的多個(gè)像素電極22、在tft基板21以及像素電極22之間形成的多個(gè)驅(qū)動電極coml、以及對像素電極22與驅(qū)動電極coml進(jìn)行絕緣的絕緣層24。
在tft基板21形成有圖8所示的各子像素spix的薄膜晶體管(tft:thinfilmtransistor)元件tr、向圖7所示的各像素電極22供給像素信號vpix的像素信號線sgl、驅(qū)動各tft元件tr的掃描信號線gcl等的布線。像素信號線sgl在與tft基板21的表面平行的平面上延伸,向子像素spix供給用于顯示圖像的像素信號vpix。此外,子像素spix表示由像素信號vpix控制的構(gòu)成單位。另外,子像素spix是由像素信號線sgl與掃描信號線gcl圍成的區(qū)域,表示由tft元件tr控制的構(gòu)成單位。
如圖8所示,液晶顯示設(shè)備20具有呈行列狀配置的多個(gè)子像素spix。子像素spix包括tft元件tr以及液晶元件lc。tft元件tr由薄膜晶體管構(gòu)成,在該例子中,由n頻帶的mos(metaloxidesemiconductor:金屬氧化物半導(dǎo)體)型的tft構(gòu)成。
tft元件tr的源極或者漏極的一方與像素信號線sgl結(jié)合,柵極與掃描信號線gcl結(jié)合,源極或者漏極的另一方與液晶元件lc的一端結(jié)合。液晶元件lc例如一端與tft元件tr的漏極結(jié)合,另一端與驅(qū)動電極coml結(jié)合。此外,在圖7中,對tft基板21依次層疊有驅(qū)動電極coml、絕緣層24、像素電極22,但不限于此。可以對tft基板21依次層疊像素電極22、絕緣層24、驅(qū)動電極coml,也可以將驅(qū)動電極coml與像素電極22隔著絕緣層24形成為同一層。
子像素spix利用掃描信號線gcl與屬于液晶顯示設(shè)備20的相同行的其它子像素spix相互結(jié)合。掃描信號線gcl與柵極驅(qū)動器12結(jié)合,從柵極驅(qū)動器12供給掃描信號vscan。
另外,子像素spix利用像素信號線sgl與屬于液晶顯示設(shè)備20的相同列的其它子像素spix相互結(jié)合。像素信號線sgl與源極驅(qū)動器13結(jié)合,從源極驅(qū)動器13供給像素信號vpix。
此外,子像素spix利用驅(qū)動電極coml與屬于液晶顯示設(shè)備20的相同行的其它子像素spix相互結(jié)合。驅(qū)動電極coml與驅(qū)動電極驅(qū)動器14結(jié)合,從驅(qū)動電極驅(qū)動器14供給驅(qū)動信號vcom。換句話說,在該例中,屬于相同的一行的多個(gè)子像素spix共用一根驅(qū)動電極coml。
本構(gòu)成例的驅(qū)動電極coml延伸的方向與掃描信號線gcl延伸的方向平行。驅(qū)動電極coml延伸的方向不限于此。例如,驅(qū)動電極coml延伸的方向也可以是與像素信號線sgl延伸的方向平行的方向。另外,觸摸檢測電極tdl延伸的方向不限于像素信號線sgl延伸的方向。觸摸檢測電極tdl延伸的方向也可以是與掃描信號線gcl延伸的方向平行的方向。
圖2所示的柵極驅(qū)動器12通過經(jīng)由圖8所示的掃描信號線gcl向像素pix的tft元件tr的柵極施加掃描信號vscan,將在液晶顯示設(shè)備20形成為行列狀的子像素spix中的1行(1水平線)作為顯示驅(qū)動的對象來依次選擇。
圖2所示的源極驅(qū)動器13經(jīng)由圖8所示的像素信號線sgl向構(gòu)成由柵極驅(qū)動器12依次選擇的1水平線的各子像素spix分別供給像素信號vpix。然后,在這些子像素spix中,與被供給的像素信號vpix相應(yīng)地進(jìn)行1水平線的顯示。
圖2所示的驅(qū)動電極驅(qū)動器14施加驅(qū)動信號vcom,以由規(guī)定根數(shù)的驅(qū)動電極coml構(gòu)成的塊為單位對驅(qū)動電極coml進(jìn)行驅(qū)動。
如上述那樣,液晶顯示設(shè)備20以使柵極驅(qū)動器12分時(shí)地線依次掃描掃描信號線gcl的方式驅(qū)動,依次選擇1水平線。另外,液晶顯示設(shè)備20通過對屬于1水平線的子像素spix使源極驅(qū)動器13供給像素信號vpix,進(jìn)行1水平線1水平線地顯示。在進(jìn)行該顯示動作時(shí),驅(qū)動電極驅(qū)動器14對包含與該1水平線對應(yīng)的驅(qū)動電極coml的塊施加驅(qū)動信號vcom。
液晶層6根據(jù)電場的狀態(tài)對通過其的光進(jìn)行調(diào)制。在驅(qū)動電極coml的驅(qū)動時(shí),將與供給至像素電極22的像素信號vpix相應(yīng)的電壓向液晶層6施加,并產(chǎn)生電場,由此構(gòu)成液晶層6的液晶示出與電場相應(yīng)的取向而對通過液晶層6的光進(jìn)行調(diào)制。
這樣,像素電極22以及驅(qū)動電極coml作為使液晶層6產(chǎn)生電場的第一電極以及第二電極而發(fā)揮功能。即,液晶顯示設(shè)備20作為根據(jù)向第一電極以及第二電極給予的電荷使顯示輸出內(nèi)容變化的顯示部dsp而發(fā)揮功能。此外,在以下的說明中,將像素電極22設(shè)為第一電極,將驅(qū)動電極coml設(shè)為第二電極,但也可以調(diào)換。在此,像素電極22至少以像素pix或者子像素spix為單位進(jìn)行配置,驅(qū)動電極coml至少以多個(gè)像素pix或者子像素spix為單位進(jìn)行配置。
在本構(gòu)成例中,作為液晶顯示設(shè)備20,例如使用應(yīng)用了包括ffs(邊緣場切換)在內(nèi)的ips(面內(nèi)切換)等橫電場模式的液晶的液晶顯示設(shè)備。此外,也可以在圖7所示的液晶層6與像素基板2之間、以及液晶層6與相對基板3之間分別配設(shè)取向膜。
液晶顯示設(shè)備20具有與橫電場模式對應(yīng)的構(gòu)成,但也可以具有與其它顯示模式對應(yīng)的構(gòu)成。例如,液晶顯示設(shè)備20也可以具有與tn(twistednematic:扭曲向列)模式、ocb(opticallycompensatedbend:光學(xué)補(bǔ)償彎曲)模式、va(verticalaligned:垂直對齊位置)模式等主要利用在基板主面間產(chǎn)生的縱電場的模式對應(yīng)的構(gòu)成。在利用縱電場的顯示模式下,例如能夠應(yīng)用在像素基板2具有像素電極22、在相對基板3具有驅(qū)動電極coml的構(gòu)成。
相對基板3包括第二絕緣基板31、以及在該第二絕緣基板31的一方的面上形成的濾色器32。在第二絕緣基板31的另一方的面上形成觸摸檢測設(shè)備30的檢測電極、即觸摸檢測電極tdl,進(jìn)一步在該觸摸檢測電極tdl之上配設(shè)有偏光板35。
此外,濾色器32的安裝方式也可以是在作為陣列基板的像素基板2上形成有濾色器32的所謂濾色器陣列(coa:color-filteronarray)方式。
圖7所示的濾色器32例如周期性配置著色為紅(r)、綠(g)以及藍(lán)(b)這三色的濾色器的顏色區(qū)域,在各子像素spix對應(yīng)建立r、g以及b這三色的顏色區(qū)域32r、32g以及32b,將顏色區(qū)域32r、32g以及32b設(shè)為1組而構(gòu)成像素pix。
像素pix沿著與掃描信號線gcl平行的方向以及與像素信號線sgl平行的方向呈行列狀配置,形成后述的顯示區(qū)域ad。濾色器32在與tft基板21垂直的方向上與液晶層6相對。這樣,子像素spix能夠進(jìn)行單色的顏色顯示。
此外,濾色器32只要著色為不同顏色,也可以是其它顏色的組合。另外,也可以取消濾色器32。這樣,也可以具有不存在濾色器32的區(qū)域、即不著色的子像素spix。另外,像素pix具有的子像素spix也可以是4個(gè)以上。
圖9是表示帶觸摸檢測功能的顯示部的驅(qū)動電極以及觸摸檢測電極的構(gòu)成例的立體圖。本構(gòu)成例的驅(qū)動電極coml作為液晶顯示設(shè)備20的驅(qū)動電極而發(fā)揮功能,并且也作為觸摸檢測設(shè)備30的驅(qū)動電極而發(fā)揮功能。
驅(qū)動電極coml在對tft基板21的表面垂直的方向上與像素電極22相對。觸摸檢測設(shè)備30由設(shè)于像素基板2的驅(qū)動電極coml與設(shè)于相對基板3的觸摸檢測電極tdl構(gòu)成。
觸摸檢測電極tdl由在與驅(qū)動電極coml的電極圖案的延伸方向交叉的方向上延伸的條紋狀的電極圖案構(gòu)成。然后,觸摸檢測電極tdl在對tft基板21的表面垂直的方向上與驅(qū)動電極coml相對。觸摸檢測電極tdl的各電極圖案與觸摸檢測控制部40的觸摸檢測信號放大部42的輸入分別連接。
驅(qū)動電極coml與觸摸檢測電極tdl相互交叉的電極圖案使該交叉部分產(chǎn)生靜電電容。在觸摸檢測設(shè)備30中,驅(qū)動電極驅(qū)動器14對驅(qū)動電極coml施加驅(qū)動信號vcomac,由此從觸摸檢測電極tdl輸出觸摸檢測信號vdet,進(jìn)行觸摸檢測。
換句話說,驅(qū)動電極coml與圖3~圖5所示的觸摸檢測的基本原理中的驅(qū)動電極e1對應(yīng),觸摸檢測電極tdl與觸摸檢測電極e2對應(yīng)。然后,觸摸檢測設(shè)備30根據(jù)該基本原理來檢測觸摸。
這樣,觸摸檢測設(shè)備30具有第一電極或者第二電極中的任一方的電極(例如作為第二電極的驅(qū)動電極coml)與形成靜電電容的觸摸檢測電極tdl,基于靜電電容的變化來進(jìn)行觸摸檢測。
驅(qū)動電極coml與觸摸檢測電極tdl相互交叉的電極圖案呈矩陣狀構(gòu)成靜電電容式觸摸傳感器。因此,觸摸檢測控制部40通過在觸摸檢測設(shè)備30的整個(gè)輸入面is進(jìn)行掃描,也能夠檢測產(chǎn)生了被檢測物obj1及obj2的接觸或者接近的位置以及接觸面積。
換句話說,在觸摸檢測設(shè)備30中,在進(jìn)行觸摸檢測動作時(shí),驅(qū)動電極驅(qū)動器14以使圖6所示的驅(qū)動電極塊b分時(shí)地依次線掃描的方式驅(qū)動。由此,在掃描方向scan上依次選擇驅(qū)動電極coml的驅(qū)動電極塊b(1檢測塊)。然后,觸摸檢測設(shè)備30從觸摸檢測電極tdl輸出觸摸檢測信號vdet。這樣,觸摸檢測設(shè)備30進(jìn)行1檢測塊的觸摸檢測。
檢測塊與顯示輸出中的行數(shù)的關(guān)系是任意的,在本實(shí)施方式中,與兩行的顯示區(qū)域ad對應(yīng)的觸摸檢測區(qū)域?yàn)?檢測塊。換言之,檢測塊與相對的像素電極、掃描信號線或者像素信號線中的任一者的關(guān)系是任意的,在本實(shí)施方式中,使兩個(gè)像素電極或者兩個(gè)掃描信號線與一個(gè)驅(qū)動電極coml相對。
此外,觸摸檢測電極tdl或者驅(qū)動電極coml(驅(qū)動電極塊b)不限于呈條紋狀分割成多個(gè)的形狀。例如,觸摸檢測電極tdl或者驅(qū)動電極coml(驅(qū)動電極塊b)也可以是梳齒形狀。或者觸摸檢測電極tdl或者驅(qū)動電極coml(驅(qū)動電極塊b)分割成多個(gè)即可,分割驅(qū)動電極coml的狹縫的形狀可以是直線,也可以是曲線。
作為帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的動作方法的一個(gè)例子,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1分時(shí)地進(jìn)行觸摸檢測動作(觸摸檢測期間)與顯示動作(顯示動作期間)。觸摸檢測動作與顯示動作也可以任意劃分進(jìn)行。
<觸摸檢測部及顯示部的第二構(gòu)成例>
圖10是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的觸摸檢測部及顯示部的第二構(gòu)成例的框圖。圖10所示的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1是所謂的利用自靜電電容方式進(jìn)行觸摸檢測的裝置。
帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的觸摸檢測控制部40還包括在進(jìn)行基于自靜電電容方式的觸摸檢測動作時(shí)用于向觸摸檢測電極tdl供給驅(qū)動信號的驅(qū)動驅(qū)動器47、以及檢測與觸摸檢測電極tdl重疊的噪聲的噪聲檢測部51。觸摸檢測電極tdl輸出與靜電自電容相應(yīng)的觸摸檢測信號vdet2,觸摸檢測信號vdet2向觸摸檢測信號放大部42供給。然后,利用a/d轉(zhuǎn)換部43、信號處理部44以及坐標(biāo)提取部45,檢測被檢測物的接觸或者接近。
觸摸檢測控制部40在進(jìn)行基于自靜電電容方式的觸摸檢測動作時(shí),從驅(qū)動驅(qū)動器47向觸摸檢測電極tdl供給驅(qū)動信號,但驅(qū)動電極coml也可以設(shè)為未施加電壓信號且電位沒有固定的浮置。另外,驅(qū)動電極coml也可以同時(shí)施加與向觸摸檢測電極tdl供給的驅(qū)動信號相同水平的電壓信號。
多個(gè)觸摸檢測電極tdl向觸摸檢測信號放大部42分別輸出觸摸檢測信號vdet2。a/d轉(zhuǎn)換部43將從觸摸檢測信號放大部42輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。信號處理部44從a/d轉(zhuǎn)換部43接受信號而檢測有無觸摸輸入。
噪聲檢測部51檢測與觸摸檢測電極tdl重疊的噪聲。在此,當(dāng)向觸摸檢測設(shè)備30傳播基于干擾的噪聲時(shí),有可能產(chǎn)生觸摸檢測的誤動作。例如,在基于干擾的噪聲在向驅(qū)動電極coml供給的驅(qū)動信號vcom的頻率附近具有較大強(qiáng)度的情況下,有可能將由噪聲顯現(xiàn)的電壓波形的變化判定為具有觸摸輸入而產(chǎn)生誤動作。通過使噪聲檢測部51檢測噪聲,能夠適當(dāng)?shù)乜刂朴|摸檢測的動作,以便不會產(chǎn)生誤動作。
此外,在本實(shí)施方式中,噪聲檢測部51檢測的噪聲包括從其它電氣設(shè)備等向帶觸摸檢測功能的顯示裝置1侵入的外部的噪聲、在向帶觸摸檢測功能的顯示裝置1連接有ac電源的情況下以ac電源為起因的噪聲、以液晶顯示設(shè)備20的顯示動作為起因的噪聲等。
接下來,參照圖11以及圖12,對本構(gòu)成例的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的自靜電電容方式的觸摸檢測的基本原理進(jìn)行說明。
圖11是表示自靜電電容方式的觸摸檢測設(shè)備的等價(jià)電路的例子的說明圖。圖12是表示驅(qū)動信號及觸摸檢測信號的波形的一個(gè)例子的圖。此外,圖11一并表示檢測電路。
在手指沒有接觸或者接近的狀態(tài)下,向觸摸檢測電極e2施加規(guī)定的頻率(例如數(shù)khz~數(shù)百khz左右)的交流矩形波sg。觸摸檢測電極e2具有靜電電容c3,流動與靜電電容c3相應(yīng)的電流。電壓檢測器det將與交流矩形波sg相應(yīng)的電流的變動轉(zhuǎn)換為電壓的變動(實(shí)線的波形v4(參照圖12))。
接下來,如圖11所示,在手指接觸或者接近的狀態(tài)下,手指與觸摸檢測電極e2之間的靜電電容c4向觸摸檢測電極e2的靜電電容c3施加。由此,當(dāng)向觸摸檢測電極e2施加交流矩形波sg時(shí),與靜電電容c3以及c4相應(yīng)的電流流動。
如圖12所示,電壓檢測器det將與交流矩形波sg相應(yīng)的電流的變動轉(zhuǎn)換為電壓的變動(虛線的波形v5)。然后,對獲得的波形v4以及波形v5的電壓值分別積分,比較這些值,由此能夠辨別手指有無向觸摸檢測電極e2接觸或者接近。
此外,在圖12中,針對波形v2與波形v3,也可以采用求出降低至規(guī)定的基準(zhǔn)電壓為止的期間而比較這些期間等的方法。
具體來說,如圖11所示,觸摸檢測電極e2成為能夠由開關(guān)sw1以及開關(guān)sw2分別從電源以及電壓檢測器det切斷的構(gòu)成。在圖12中,在時(shí)刻t01的時(shí)機(jī)下交流矩形波sg使與電壓v0相當(dāng)?shù)碾妷核缴仙?。此時(shí)開關(guān)sw1接通,開關(guān)sw2斷開。因此,觸摸檢測電極e2的電壓也上升至電壓v0。
接下來,在時(shí)刻t11的時(shí)機(jī)之前將開關(guān)sw1設(shè)為斷開。此時(shí)觸摸檢測電極e2處于浮置狀態(tài),但利用觸摸檢測電極e2的靜電電容c3或者向觸摸檢測電極e2的靜電電容c3施加基于手指等的接觸或者接近的靜電電容c4而成的靜電電容c3+c4(參照圖11),將觸摸檢測電極e2的電位維持為電壓v0。
另外,在時(shí)刻t11的時(shí)機(jī)之前使開關(guān)sw3接通且在經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間后使其斷開并使電壓檢測器det復(fù)位。利用該復(fù)位動作使觸摸檢測信號vdet2成為與基準(zhǔn)電壓vref大致相等的電壓。
接著,當(dāng)在時(shí)刻t11的時(shí)機(jī)使開關(guān)sw2接通時(shí),電壓檢測器det的反轉(zhuǎn)輸入部成為觸摸檢測電極e2的電壓v0,之后,根據(jù)觸摸檢測電極e2的靜電電容c3(或者c3+c4)與電壓檢測器det內(nèi)的電容c5的時(shí)間常數(shù),將電壓檢測器det的反轉(zhuǎn)輸入部的電位降低至基準(zhǔn)電壓vref。此時(shí),由于觸摸檢測電極e2的靜電電容c3(或者c3+c4)所蓄積的電荷向電壓檢測器det內(nèi)的電容c5移動,因此電壓檢測器det的輸出電壓即觸摸檢測信號vdet2上升。
電壓檢測器det的輸出電壓vdet2在手指等沒有向觸摸檢測電極e2接近時(shí),成為由實(shí)線表示的波形v4,成為vdet2=c3×v0/c5。在附加有基于手指等的影響的電容時(shí),成為由虛線表示的波形v5,成為vdet2=(c3+c4)×v0/c5。
之后,在觸摸檢測電極e2的靜電電容c3(或者c3+c4)的電荷向電容c5充分移動之后的時(shí)刻t31的時(shí)機(jī)使開關(guān)sw2斷開,并使開關(guān)sw1以及開關(guān)sw3接通,由此將觸摸檢測電極e2的電位設(shè)為與交流矩形波sg相同電位的低水平并且使電壓檢測器det復(fù)位。
此外,此時(shí),使開關(guān)sw1接通的時(shí)機(jī)只要是使開關(guān)sw2斷開之后且時(shí)刻t02以前,也可以是任意的時(shí)機(jī)。另外,使電壓檢測器det復(fù)位的時(shí)機(jī)只要是使開關(guān)sw2斷開之后且時(shí)刻t12以前,也可以設(shè)為任意的時(shí)機(jī)。
將以上的動作以規(guī)定的頻率(例如為數(shù)khz~數(shù)百khz左右)反復(fù)。基于波形v4與波形v5之差的絕對值|δv|,能夠檢測外部接近物體的有無(觸摸的有無)。
此外,如圖12所示,觸摸檢測電極e2的電位在手指等沒有接近時(shí)成為v2的波形,在附加基于手指等的影響的靜電電容c4時(shí)成為v3的波形。通過測定波形v2與波形v3分別下降至規(guī)定的電壓vth的時(shí)間,也能夠檢測外部接近物體的有無(觸摸的有無)。
在本構(gòu)成例中,觸摸檢測設(shè)備30根據(jù)從圖10所示的驅(qū)動驅(qū)動器47供給的驅(qū)動信號,向觸摸檢測電極tdl分別供給電荷,進(jìn)行自靜電電容方式的觸摸檢測。
圖13是表示安裝有帶觸摸檢測功能的顯示裝置的組件的第二構(gòu)成例的圖。在自靜電電容方式的情況下,也可以將呈矩陣狀設(shè)置的多個(gè)電極el作為兼具觸摸檢測電極tdl以及驅(qū)動電極coml的功能的電極進(jìn)行使用。在這種情況下,多個(gè)電極el各自經(jīng)由布線l1以及l(fā)2等連接部與驅(qū)動電極掃描部14a以及14b以及觸摸檢測控制部40連接。此外,在圖13中,僅圖示了一部分的電極el的布線l2,但實(shí)際上在全部的電極el上獨(dú)立地設(shè)有布線l2或者與其類似的連接部。
電極el的形狀以及大小是任意的,但也可以使電極el的大小例如與像素的大小對應(yīng)。在這種情況下,也可以將構(gòu)成像素的電極(例如液晶顯示裝置的像素中的像素電極22或者作為相對電極的驅(qū)動電極coml)的一個(gè)用作電極el。即,電極el也可以兼作在具有多個(gè)像素的顯示裝置的像素各自上設(shè)置的電極。
<壓力檢測部的第一構(gòu)成例>
圖14是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的第一構(gòu)成例的分解立體圖。如圖14所示,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1包括帶觸摸檢測功能的顯示部10、照亮帶觸摸檢測功能的顯示部10的照明部(例如背光燈單元bl)、控制帶觸摸檢測功能的顯示部10以及背光燈單元bl的主機(jī)hst、殼體ca、以及蓋部件cg。
帶觸摸檢測功能的顯示部10具有與由相互正交的第一方向即x方向與第二方向即y方向規(guī)定的x-y平面平行的平面。在本構(gòu)成例中,第一方向即x方向以及第二方向即y方向相互正交,但也可以通過90°以外的角度進(jìn)行交叉。第三方向即z方向與第一方向即x方向以及第二方向即y方向各自相互正交。第三方向即z方向是帶觸摸檢測功能的顯示部10的厚度方向。
殼體ca具有在上部具有開口的箱形狀,收容有帶觸摸檢測功能的顯示部10、背光燈單元bl以及主機(jī)hst。關(guān)于殼體ca,存在由金屬等導(dǎo)電材料形成的情況、或者由樹脂形成而將其表面層設(shè)為金屬材料的情況。
蓋部件cg堵塞殼體ca的開口,覆蓋帶觸摸檢測功能的顯示部10、背光燈單元bl以及主機(jī)hst。
在x-y俯視觀察下,蓋部件cg的尺寸大于第二基板的尺寸、第一基板的尺寸。作為蓋部件cg,例示有玻璃基板或者樹脂基板等具有透光性的基板。在蓋部件cg為玻璃基板的情況下,有時(shí)將蓋部件cg稱為蓋玻璃。
在第三方向即z方向上,帶觸摸檢測功能的顯示部10以及背光燈單元bl位于殼體ca的底面與蓋部件cg之間,背光燈單元bl位于殼體ca與帶觸摸檢測功能的顯示部10之間。背光燈單元bl能夠配置為與帶觸摸檢測功能的顯示部10隔開間隔。另外,背光燈單元bl能夠配置為與殼體ca隔開間隔。
圖15是表示背光燈單元的分解立體圖。背光燈單元bl具有導(dǎo)光體lg、光源ls、光反射體rs、光擴(kuò)散板di、增亮膜bef以及框架fr。背光燈單元bl具有與帶觸摸檢測功能的顯示部10對應(yīng)的形狀以及尺寸。
導(dǎo)光體lg配置在帶觸摸檢測功能的顯示部10與殼體ca之間。在本構(gòu)成例中,導(dǎo)光體lg形成為扁平的矩形狀。光源ls向?qū)Ч怏wlg射出光。在本構(gòu)成例中,光源ls利用發(fā)光二極管(led),與導(dǎo)光體lg的一側(cè)面相對配置。
光反射體rs配置在導(dǎo)光體lg與殼體ca之間。光反射體rs使從導(dǎo)光體lg向與帶觸摸檢測功能的顯示部10相反的方向放出的光反射,向帶觸摸檢測功能的顯示部10側(cè)射出。光反射體rs通過減少光的損失,能夠使顯示圖像的亮度水平提高。在本構(gòu)成例中,光反射體rs形成為矩形的片狀。在x-y平面中,光反射體rs的面積與導(dǎo)光體lg的面積大致相同。例如,光反射體rs也可以具有使用了聚酯系樹脂的多層膜構(gòu)造。
光擴(kuò)散板di配置在導(dǎo)光體lg與帶觸摸檢測功能的顯示部10之間。光擴(kuò)散板di使從導(dǎo)光體lg側(cè)射入的光擴(kuò)散而向帶觸摸檢測功能的顯示部10射出。即,由于透過了光擴(kuò)散板di的光被擴(kuò)散,光擴(kuò)散板di能夠抑制背光燈單元bl的射出光在x-y平面上的亮度不均。在本構(gòu)成例中,光擴(kuò)散板di形成為矩形的片狀。在x-y平面中,光擴(kuò)散板di的面積與導(dǎo)光體lg的面積大致相同。
增亮膜bef配置在光擴(kuò)散板di與帶觸摸檢測功能的顯示部10之間。增亮膜bef具有使背光燈單元bl的射出光的亮度水平提高的作用。在本構(gòu)成例中,增亮膜bef形成為矩形的薄膜狀。在x-y平面中,增亮膜bef的面積與導(dǎo)光體lg的面積大致相同。
框架fr在背光燈單元bl的模塊化中被使用。在框架fr上安裝導(dǎo)光體lg、光源ls、光反射體rs、光擴(kuò)散板di以及增亮膜bef。由此,導(dǎo)光體lg與光源ls的相對位置被固定。
在本構(gòu)成例中,框架fr形成為矩形框狀。在x-y平面中,框架fr在整體上包圍導(dǎo)光體lg以及光源ls的集合體。在框架fr上形成有供與光源ls連接的柔性印刷電路基板穿過的通路frp。關(guān)于框架fr,存在由金屬等導(dǎo)電材料形成的情況。
此外,x-y平面中的框架fr的形狀能夠進(jìn)行各種變形,只要是不會妨礙帶觸摸檢測功能的顯示部10的照明的形狀即可。例如,關(guān)于x-y平面中的框架fr的形狀,例示了與導(dǎo)光體lg的相鄰兩邊相對的l字狀、與導(dǎo)光體lg的相鄰三邊相對的π字狀或者與導(dǎo)光體lg的相對的兩邊相對的ii字狀。
在此,在圖15中例示出背光燈單元bl,但作為背光燈單元bl能夠應(yīng)用各種形式。例如,也可以除去光反射體rs、光擴(kuò)散板di以及增亮膜bef的至少一部分而形成背光燈單元bl。或者,也可以附加圖15未表示的光學(xué)構(gòu)件而形成有背光燈單元bl。背光燈單元bl只要構(gòu)成為向帶觸摸檢測功能的顯示部10釋放光即可。
此外,在帶觸摸檢測功能的顯示部10為反射功能層例如像素電極由金屬等反射電極構(gòu)成的反射型的液晶顯示裝置的情況或作為顯示功能層而利用了自發(fā)光元件oled的顯示裝置的情況下,省略背光燈單元bl。另外,作為照明部,也可以構(gòu)成從帶觸摸檢測功能的顯示部10的前表面照射光的前光源單元fl。
圖16是表示圖14所示的帶觸摸檢測功能的顯示裝置的構(gòu)成的截面圖。如圖16所示,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1包括帶觸摸檢測功能的顯示部10、cog19、蓋部件cg、第一光學(xué)元件od1、第二光學(xué)元件od2、觸摸檢測電極tdl、觸摸ic49、背光燈單元bl、第一印刷電路基板、第二印刷電路基板以及第三印刷電路基板(例如柔性印刷電路基板t、t2以及t3)。
cog19安裝在帶觸摸檢測功能的顯示部10的像素基板2上。柔性印刷電路基板t2與像素基板2連接。連接器co1以及連接器co2安裝在柔性印刷電路基板t2上。柔性印刷電路基板t2經(jīng)由連接器co1與主機(jī)hst連接。
柔性印刷電路基板t將觸摸檢測電極tdl與連接器co2之間連接起來。柔性印刷電路基板t3將光源ls與柔性印刷電路基板t2之間連接起來。
cog19以及觸摸ic49經(jīng)由柔性印刷電路基板t2、連接器co2以及柔性印刷電路基板t進(jìn)行連接。當(dāng)關(guān)于觸摸ic49的配置進(jìn)行例示時(shí),觸摸ic49能夠安裝在柔性印刷電路基板t、t2、t3以及相對基板3之內(nèi)的任一個(gè)基板上、或者分割安裝在任兩個(gè)以上的基板上。
將主機(jī)hst與帶觸摸檢測功能的顯示部10以及觸摸檢測電極tdl分別連接的單元、以及連接光源ls與主機(jī)hst的單元能夠進(jìn)行各種變形。
例如,也可以替代上述的獨(dú)立的三個(gè)柔性印刷電路基板t、t2以及t3與連接器co1以及co2而利用一個(gè)柔性印刷電路基板。在這種情況下,一個(gè)柔性印刷電路基板與主機(jī)hst連接,柔性印刷電路基板的第一分支部與帶觸摸檢測功能的顯示部10連接,柔性印刷電路基板的第二分支部與觸摸檢測電極tdl連接,柔性印刷電路基板的第三分支部與光源ls連接。另外,柔性印刷電路基板間、或者柔性印刷電路基板與主機(jī)hst或基板可以經(jīng)由連接器co1以及連接器co2那樣的連接器進(jìn)行連接,也可以替代連接器而利用焊料等進(jìn)行連接。
主機(jī)hst、cog19以及觸摸ic49作為具有帶觸摸檢測功能的顯示部10的驅(qū)動電極coml與觸摸檢測電極tdl的觸摸檢測部se1的控制部而發(fā)揮功能。
能夠?qū)⒅鳈C(jī)hst改稱為應(yīng)用程序處理器。觸摸ic49能夠向cog19給予通知觸摸檢測部se1的驅(qū)動時(shí)期的定時(shí)信號?;蛘?,cog19能夠向觸摸ic49給予通知驅(qū)動電極coml的驅(qū)動時(shí)期的定時(shí)信號?;蛘撸鳈C(jī)hst能夠向cog19以及觸摸ic49分別給予定時(shí)信號。利用該定時(shí)信號,能夠?qū)崿F(xiàn)cog19的驅(qū)動與觸摸ic49的驅(qū)動的同步化。
主機(jī)hst經(jīng)由連接器co1以及柔性印刷電路基板t3與光源ls連接,并控制光源ls的驅(qū)動。此外,光源ls也可以經(jīng)由柔性印刷電路基板t3以及柔性印刷電路基板t2與cog19連接,利用cog19來控制光源ls。換言之,在顯示控制部11中,也包含控制光源的光源控制部。
蓋部件cg位于帶觸摸檢測功能的顯示部10的外側(cè),并與相對基板3相對。在該構(gòu)成例中,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的輸入面is是蓋部件cg的表面。帶觸摸檢測功能的顯示裝置1在被檢測物obj1及obj2與輸入面is接觸時(shí),能夠檢測出與被檢測物obj1及obj2各自的位置以及接觸面積相應(yīng)的信號(第一信號值)。
另外,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1在由被檢測物obj1及obj2向輸入面is施加有壓力的情況下,能夠?qū)⑴c壓力相應(yīng)的信號值向控制部ctrl輸出。與壓力相應(yīng)的信號值是指,與被檢測物obj1及obj2按下輸入面is的壓力(第一壓力)相應(yīng)的信號值(第二信號),是根據(jù)壓力的大小來變化的信號值。
第一光學(xué)元件od1配置在像素基板2與背光燈單元bl之間。第一光學(xué)元件od1粘貼于像素基板2。
第二光學(xué)元件od2配置在帶觸摸檢測功能的顯示部10與蓋部件cg之間。第二光學(xué)元件od2粘貼于相對基板3以及觸摸檢測電極tdl。
第一光學(xué)元件od1以及第二光學(xué)元件od2各自至少包含偏光板,根據(jù)需要也可以包含相位差板。第一光學(xué)元件od1所包含的偏光板的吸收軸與第二光學(xué)元件od2所包含的偏光板的吸收軸相互交叉。例如,第一光學(xué)元件od1所包含的偏光板的吸收軸與第二光學(xué)元件od2所包含的偏光板的吸收軸相互正交。
蓋部件cg借助粘合層al粘貼于第二光學(xué)元件od2。作為粘合層al,例示出光學(xué)用透明樹脂(ocr:opticallyclearresin)。帶觸摸檢測功能的顯示部10檢測壓力,因此粘合層al也可以彈性變形,但只要能夠向第二光學(xué)元件od2傳遞從蓋部件cg施加的力即可。
觸摸檢測電極tdl配置在驅(qū)動電極coml與蓋部件cg之間。在該構(gòu)成例中,觸摸檢測電極tdl設(shè)置在相對基板3的、與第二光學(xué)元件od2相對的一側(cè)的面的上方。觸摸檢測電極tdl可以與相對基板3相接,也可以與相對基板3分開。在觸摸檢測電極tdl與相對基板3分開的情況下,在相對基板3與觸摸檢測電極tdl之間夾有未圖示的絕緣膜等構(gòu)件。觸摸檢測電極tdl在第二方向即y方向上延伸。
驅(qū)動電極coml以及觸摸檢測電極tdl構(gòu)成互靜電電容方式的觸摸檢測部se1。驅(qū)動電極coml作為顯示用的電極而發(fā)揮功能,并且也作為傳感器驅(qū)動電極而發(fā)揮功能。觸摸檢測部se1用于檢測出被檢測物obj1及obj2的位置以及接觸面積。
背光燈單元bl配置為與帶觸摸檢測功能的顯示部10隔開間隔。
在本構(gòu)成例中,殼體ca由導(dǎo)電材料(例如鋁)形成。殼體ca的電位為基準(zhǔn)電位。作為基準(zhǔn)電位,例示出接地電位(gnd)。此外,也可以將觸摸ic49、cog19、主機(jī)hst中的任一者與殼體ca經(jīng)由連接布線等電連接,從觸摸ic49、cog19、主機(jī)hst中的任一者供給基準(zhǔn)電位。
殼體ca配置為與帶觸摸檢測功能的顯示部10隔開間隔。在本構(gòu)成例中,在帶觸摸檢測功能的顯示部10與殼體ca之間夾有空氣層或者樹脂層。即,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1具有帶觸摸檢測功能的顯示部10與背光燈單元bl之間的空氣層或者樹脂層、以及背光燈單元bl與殼體ca之間的空氣層或者樹脂層中的至少一方。
殼體ca與驅(qū)動電極coml之間的至少一部分由空氣層或者樹脂層形成。通過存在空氣層或者樹脂層,殼體ca與驅(qū)動電極coml的間隔能夠根據(jù)向輸入面is施加的壓力的大小進(jìn)行變化。另外,在除去向輸入面is施加的壓力時(shí),殼體ca與驅(qū)動電極coml的間隔隨著時(shí)間流逝而復(fù)原成原始間隔。
從殼體ca至驅(qū)動電極coml的距離d3是第三方向即z方向的距離,是從殼體ca的與驅(qū)動電極coml相對的一側(cè)的面至驅(qū)動電極coml的與殼體ca相對的一側(cè)的面為止的距離。距離d3根據(jù)向蓋部件cg施加的壓力的大小以及壓力施加的位置來變化。
在驅(qū)動電極coml與殼體ca之間存在電容cp3。即,驅(qū)動電極coml與殼體ca靜電電容結(jié)合。電容cp3與距離d3對應(yīng)地變化。因此,cog19通過檢測與距離d3對應(yīng)的電容cp3的變化,能夠檢測壓力信息。
壓力檢測控制部50對驅(qū)動電極coml進(jìn)行驅(qū)動,并從驅(qū)動電極coml取出基于距離d3的變化的壓力信息。例如,壓力檢測控制部50包含于cog19,cog19向驅(qū)動電極coml輸出信號,從驅(qū)動電極coml讀取基于驅(qū)動電極coml與殼體ca的距離d3的變化的信號。另外,壓力檢測控制部50也可以包含于觸摸ic49或者主機(jī)hst。顯示控制部11、觸摸檢測控制部40、壓力檢測控制部50以及主機(jī)hst也可以進(jìn)行配合而控制觸摸檢測部se1、顯示部dsp以及壓力檢測部se2。
在本構(gòu)成例中,驅(qū)動電極coml由觸摸檢測部se1、顯示部dsp以及壓力檢測部se2共用。
圖17是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的觸摸檢測電極、驅(qū)動電極塊以及殼體的立體圖。驅(qū)動電極塊ba、bb、bc、bd、be以及bf與多個(gè)觸摸檢測電極tdl一并構(gòu)成圖1的觸摸檢測部se1。與多個(gè)觸摸檢測電極tdl和驅(qū)動電極塊ba、bb、bc、bd、be以及bf的交點(diǎn)對應(yīng)的區(qū)域是觸摸檢測部se1檢測觸摸的單位區(qū)域、即觸摸檢測單位區(qū)域。多個(gè)觸摸檢測電極tdl與驅(qū)動電機(jī)塊ba、bb、bc、bd、be以及bf的交點(diǎn)分別與本發(fā)明的一個(gè)第一檢測部對應(yīng)。
驅(qū)動電極塊ba、bb、bc、bd、be及bf以及殼體ca構(gòu)成圖1的壓力檢測部se2。壓力檢測部se2具有與驅(qū)動電極塊ba、bb、bc、bd、be以及bf分別對應(yīng)的多個(gè)區(qū)域來作為壓力檢測部se2檢測壓力的單位區(qū)域、即壓力檢測單位區(qū)域。換句話說,壓力檢測部se2以與驅(qū)動電極塊ba、bb、bc、bd、be以及bf分別對應(yīng)的多個(gè)區(qū)域各自為單位,將與壓力相應(yīng)的信號值向控制部ctrl輸出。在這種情況下,控制部ctrl對多個(gè)壓力檢測單位區(qū)域各自執(zhí)行后述的處理。驅(qū)動電機(jī)塊ba、bb、bc、bd、be以及bf與殼體ca的相對部分別與本發(fā)明的一個(gè)第二檢測部對應(yīng)。
觸摸檢測部se1檢測接觸的單位區(qū)域即觸摸檢測單位區(qū)域各自小于壓力檢測部se2檢測壓力的單位區(qū)域即壓力檢測單位區(qū)域各自。觸摸檢測單位區(qū)域各自的x方向上的長度短于壓力檢測單位區(qū)域各自的x方向上的長度。此外,在本實(shí)施方式中,將由觸摸檢測部se1與壓力檢測部se2驅(qū)動的驅(qū)動塊的單位設(shè)為共用,但不限于此。例如,也可以使觸摸檢測部se1對驅(qū)動電極塊進(jìn)行獨(dú)立驅(qū)動,使壓力檢測部se2同時(shí)驅(qū)動全部的驅(qū)動電極塊、或者兩個(gè)以上的多個(gè)驅(qū)動電極塊。此外,在這種情況下,同時(shí)被驅(qū)動的多個(gè)驅(qū)動電極塊表示壓力檢測單位區(qū)域。
圖18是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的觸摸檢測電極、驅(qū)動電極塊以及殼體的構(gòu)成例2的立體圖。
在觸摸檢測部se1以及壓力檢測部se2將如圖13所示那樣呈矩陣狀設(shè)置的多個(gè)電極el用作兼具觸摸檢測電極tdl以及驅(qū)動電極coml的功能的電極的情況下,壓力檢測部se2將與呈矩陣狀設(shè)置的多個(gè)電極el分別對應(yīng)的矩陣狀的多個(gè)區(qū)域用作多個(gè)壓力檢測單位區(qū)域。多個(gè)壓力檢測單位區(qū)域分別是檢測壓力的單位區(qū)域。換句話說,壓力檢測部se2以與多個(gè)電極el分別對應(yīng)的多個(gè)區(qū)域各自為單位將與壓力相應(yīng)的信號值向控制部ctrl輸出。在這種情況下,控制部ctrl對多個(gè)壓力檢測單位區(qū)域各自執(zhí)行后述的處理。帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的截面構(gòu)造能夠進(jìn)行各種變形。設(shè)為矩陣狀的多個(gè)電極el分別與本發(fā)明的一個(gè)第一檢測部對應(yīng),并且設(shè)為矩陣狀的多個(gè)電極el與殼體ca的相對部分別與本發(fā)明的一個(gè)第二檢測部對應(yīng)。
當(dāng)將帶觸摸檢測功能的顯示部10與背光燈單元bl之間的空間設(shè)為第一空間、將背光燈單元bl與殼體ca之間的空間設(shè)為第二空間、將背光燈單元bl與框架fr之間的空間設(shè)為第三空間時(shí),至少在第一空間、第二空間、第三空間中的任一者具有空氣層或者樹脂層。在此,空氣層可以通過在周邊區(qū)域等配置隔離物等來形成,樹脂層例如表示緩沖件cus。此外,只要具有第一空間、第二空間、第三空間中的任一個(gè)空間即可,例如也可以使背光燈bl與殼體ca相接,不具有空間。
圖19~圖24是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的構(gòu)造例的截面圖。在圖19所示的構(gòu)造例中,帶觸摸檢測功能的顯示部10與背光燈單元bl的端部由隔離物sp1以及sp2連接,在帶觸摸檢測功能的顯示部10與背光燈單元bl之間夾有空氣間隙ag1。在背光燈單元bl與殼體ca之間夾有空氣間隙ag2。在圖19所示的構(gòu)造例中,不具有圖15所示的框架fr。
在圖20所示的構(gòu)造例中,背光燈單元bl與殼體ca接觸,沒有夾有圖19所示的空氣間隙ag2。
在圖21所示的構(gòu)造例中,在背光燈單元bl與殼體ca之間配置緩沖件cus,沒有夾有圖19所示的空氣間隙ag2。
在圖22所示的構(gòu)造例中,圖15所示的框架fr具有有底的箱形狀。然后,背光燈單元bl與框架fr的底部進(jìn)行接觸。在框架fr的底部與殼體ca之間夾有空氣間隙ag2。
在圖23所示的構(gòu)造例中,在背光燈單元bl與框架fr的底部之間夾有空氣間隙ag3。
在圖24所示的構(gòu)造例中,在背光燈單元bl與框架fr的底部之間配置緩沖件cus,沒有夾有圖23所示的空氣間隙ag3。
<壓力檢測部的第二構(gòu)成例>
圖25是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的第二構(gòu)成例的截面圖。如圖25所示,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1除了帶觸摸檢測功能的顯示部10、cog19、蓋部件cg、第一光學(xué)元件od1、第二光學(xué)元件od2、觸摸檢測電極tdl、觸摸ic49、背光燈單元bl、柔性印刷電路基板t、t2以及t3之外,還包括壓力傳感器61。壓力傳感器61與圖1的壓力檢測部se2對應(yīng)。
柔性印刷電路基板t3具有第一分支部fb1以及第二分支部fb2。第一分支部fb1與光源ls連接。第二分支部fb2與壓力傳感器61連接。
壓力傳感器61是檢測殼體ca內(nèi)的空氣壓的傳感器。當(dāng)向輸入面is施加壓力時(shí),蓋部件cg以及帶觸摸檢測功能的顯示部10向殼體ca的內(nèi)部方向彎曲。當(dāng)蓋部件cg以及帶觸摸檢測功能的顯示部10向殼體ca的內(nèi)部方向彎曲時(shí),殼體ca內(nèi)部的空氣被壓縮,殼體ca內(nèi)部的空氣壓上升。
另外,在除去向輸入面is施加的壓力時(shí),蓋部件cg以及帶觸摸檢測功能的顯示部10的彎曲隨著時(shí)間流逝而被消除。然后,蓋部件cg以及帶觸摸檢測功能的顯示部10復(fù)原至原始狀態(tài)。當(dāng)蓋部件cg以及帶觸摸檢測功能的顯示部10復(fù)原至原始狀態(tài)時(shí),殼體ca內(nèi)部的空氣壓下降,恢復(fù)至原始的空氣壓。因此,控制部ctrl通過檢測殼體ca內(nèi)部的空氣壓的變化,能夠檢測壓力信息。
圖26是示意性表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的觸摸檢測電極、驅(qū)動電極塊以及壓力傳感器的立體圖。
多個(gè)觸摸檢測電極tdl以及驅(qū)動電極塊ba、bb、bc、bd、be及bf構(gòu)成圖1的觸摸檢測部se1。多個(gè)觸摸檢測電極tdl與驅(qū)動電極塊ba、bb、bc、bd、be以及bf的交點(diǎn)是觸摸檢測部se1檢測觸摸的單位區(qū)域即觸摸檢測單位區(qū)域。多個(gè)觸摸檢測電極tdl與驅(qū)動電極塊ba、bb、bc、bd、be及bf的交點(diǎn)分別與本發(fā)明的第一檢測部對應(yīng)。
壓力傳感器61構(gòu)成圖1的壓力檢測部se2。壓力檢測部se2將與輸入面is對應(yīng)的一個(gè)區(qū)域用作一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域。一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域是檢測壓力的單位區(qū)域。換句話說,壓力檢測部se2將表示向一個(gè)整個(gè)壓力檢測單位區(qū)域施加的壓力的一個(gè)信號值向控制部ctrl輸出。在這種情況下,控制部ctrl對一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域執(zhí)行后述的處理。壓力傳感器61與本發(fā)明的第二檢測部對應(yīng)。
觸摸檢測部se1檢測接觸的單位區(qū)域、即觸摸檢測單位區(qū)域各自小于壓力檢測部se2檢測壓力的單位區(qū)域、即壓力檢測單位區(qū)域各自。觸摸檢測單位區(qū)域各自的x方向上的長度短于壓力檢測單位區(qū)域各自的x方向上的長度。觸摸檢測單位區(qū)域各自的y方向上的長度短于壓力檢測單位區(qū)域各自的y方向上的長度。
也可以替代壓力傳感器61而使用以電阻值的變化檢測帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的變形的應(yīng)變計(jì)(straingauge)。另外,也可以替代壓力傳感器61而使用由光來檢測帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的變形的光傳感器。壓力傳感器61的大小能夠進(jìn)行各種變形。
圖27以及圖28是表示壓力傳感器的例子的俯視觀察圖。如圖27所示,也可以將壓力傳感器61的大小設(shè)為與輸入面is大致相同的大小,在俯視觀察下配置在輸入面is的內(nèi)側(cè)。
如圖28所示,也可以使壓力傳感器61的大小相對小于輸入面is,在俯視觀察下配置在與輸入面is的外緣重疊的場所。另外,也可以將壓力傳感器61在俯視觀察下配置在與輸入面is的角部重疊的場所。另外,也可以將壓力傳感器61在俯視觀察下配置在輸入面is的內(nèi)側(cè)。
<控制部的動作>
在圖26所示的壓力檢測部se2的構(gòu)成例中,壓力檢測部se2具有一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域。壓力檢測部se2將表示向一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域施加的壓力的一個(gè)信號值向控制部ctrl輸出。在壓力檢測部se2具有一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域的情況下,控制部ctrl對一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域執(zhí)行處理。
在圖17或者圖18所示的壓力檢測部se2的構(gòu)成例中,壓力檢測部se2具有多個(gè)壓力檢測單位區(qū)域。壓力檢測部se2將表示向多個(gè)壓力檢測單位區(qū)域分別施加的壓力的多個(gè)信號值向控制部ctrl輸出。在壓力檢測部se2具有多個(gè)壓力檢測單位區(qū)域的情況下,控制部ctrl對多個(gè)壓力檢測單位區(qū)域分別執(zhí)行處理。
圖29是表示壓力檢測部的一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域(第二區(qū)域)的圖。在圖29中,一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域r內(nèi)的單元格是分別與多個(gè)觸摸檢測電極tdl和多個(gè)驅(qū)動電極coml的交點(diǎn)對應(yīng)且檢測觸摸的單位區(qū)域即觸摸檢測單位區(qū)域u(第一區(qū)域)。
壓力檢測單位區(qū)域r內(nèi)的區(qū)域r1是被檢測物obj1與輸入面is接觸的區(qū)域。在此,被檢測物obj1是與輸入面is接觸而變形的第一種類的物體。作為第一種類的物體,例示出手指。
在被檢測物obj1為第一種類的物體的情況下,當(dāng)被檢測物obj1按下輸入面is的壓力增加時(shí),被檢測物obj1與輸入面is的接觸面積增加。換句話說,被檢測物obj1按下輸入面is的壓力與被檢測物obj1和輸入面is的接觸面積存在相關(guān)性。
在圖29所示的例子中,控制部ctrl能夠?qū)^(qū)域r1內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)為“11”。控制部ctrl通過使每一個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u的面積乘以“11”來計(jì)算被檢測物obj1與輸入面is的實(shí)際的接觸面積。
在觸摸檢測部se1為自靜電電容方式或者互靜電電容方式的情況下,觸摸檢測部se1能夠以區(qū)域r1內(nèi)的多個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u各自為單位來檢測表示由被檢測物obj1附加的靜電電容(與圖3的電容元件c2或者圖11的靜電電容c4對應(yīng))的信號值。
在被檢測物obj1是與輸入面is接觸而變形的物體的情況下,當(dāng)被檢測物obj1按下輸入面is的壓力增加時(shí),被檢測物obj1與觸摸檢測電極tdl之間的靜電電容增加。換句話說,被檢測物obj1按下輸入面is的壓力與被檢測物obj1和觸摸檢測電極tdl之間的靜電電容存在相關(guān)性。
在圖29所示的例子中,控制部ctrl能夠以如下方式進(jìn)行計(jì)數(shù):區(qū)域r1包括1個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“15”的觸摸檢測單位區(qū)域u、2個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“10”的觸摸檢測單位區(qū)域u、2個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“7”的觸摸檢測單位區(qū)域u、以及6個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“5”的觸摸檢測單位區(qū)域u。
在觸摸檢測部se1為互靜電電容方式或者自靜電電容方式的情況下,與區(qū)域r1的接觸相應(yīng)的信號值包括1個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“15”、2個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“10”、2個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“7”、以及6個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“5”。
在觸摸檢測部se1為電阻膜方式的情況下,與區(qū)域r1的接觸相應(yīng)的信號值是區(qū)域r1內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)“11”。
此外,與靜電電容相應(yīng)的信號值“15”、與靜電電容相應(yīng)的信號值“10”等可以是附加電容的值,也可以是在由被檢測物obj1附加的靜電電容中流動的電流(與圖4的電流i2對應(yīng))或者電壓(與圖5的電壓(v0-v1)或者圖12的電壓(|δv|=v5-v4)對應(yīng))。另外,也可以通過將由觸摸檢測部se1檢測出的電流在a安培~b安培的情況下設(shè)為與靜電電容相應(yīng)的信號值“1”、在b安培~c安培的情況下設(shè)為與靜電電容相應(yīng)的信號值“2”的方式,將由觸摸檢測部se1檢測出的值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的值。
控制部ctrl能夠?qū)⑴c區(qū)域r1內(nèi)的多個(gè)靜電電容相應(yīng)的信號值的合計(jì)計(jì)數(shù)為“79”,能夠?qū)^(qū)域r1內(nèi)的觸摸檢測的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)為“11”。因此,控制部ctrl能夠?qū)⑴c區(qū)域r1內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的每一個(gè)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值計(jì)算為“7.19”。
壓力檢測單位區(qū)域r內(nèi)的區(qū)域r2是被檢測物obj2與輸入面is接觸的區(qū)域。在此,被檢測物obj2是與輸入面is接觸而變形的第一種類的物體。作為第一種類的物體,例示出手指。
在被檢測物obj2為第一種類的物體的情況下,當(dāng)被檢測物obj2按下輸入面is的壓力增加時(shí),被檢測物obj2與輸入面is的接觸面積增加。換句話說,被檢測物obj2按下輸入面is的壓力與被檢測物obj2和輸入面is的接觸面積存在相關(guān)性。
在圖29所示的例子中,控制部ctrl能夠?qū)^(qū)域r2內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)為“8”??刂撇縞trl能夠通過使觸摸檢測單位區(qū)域u的每一個(gè)的面積乘以“8”來計(jì)算被檢測物obj2與輸入面is的實(shí)際的接觸面積。
在被檢測物obj2為第一種類的物體的情況下,當(dāng)被檢測物obj2按下輸入面is的壓力增加時(shí),被檢測物obj2與觸摸檢測電極tdl之間的靜電電容增加。換句話說,被檢測物obj2按下輸入面is的壓力與被檢測物obj2和觸摸檢測電極tdl之間的靜電電容存在相關(guān)性。
在圖29所示的例子中,控制部ctrl能夠以如下方式進(jìn)行計(jì)數(shù):區(qū)域r2包括2個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“10”的觸摸檢測單位區(qū)域u、以及6個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“5”的觸摸檢測單位區(qū)域u。
在觸摸檢測部se1為互靜電電容方式或者自靜電電容方式的情況下,與區(qū)域r2的接觸相應(yīng)的信號值包括2個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“10”、以及6個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“5”。
在觸摸檢測部se1為電阻膜方式的情況下,與區(qū)域r2的接觸相應(yīng)的信號值是區(qū)域r2內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)“8”。
控制部ctrl能夠?qū)⑴c區(qū)域r2內(nèi)的多個(gè)靜電電容相應(yīng)的信號值的合計(jì)計(jì)數(shù)為“50”,能夠?qū)^(qū)域r2內(nèi)的單位區(qū)域的數(shù)量計(jì)數(shù)為“8”。因此,控制部ctrl能夠?qū)⑴c區(qū)域r2內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的每一個(gè)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值計(jì)算為“6.25”。
在被檢測物obj1為第一種類的物體的情況下,被檢測物obj1按下輸入面is的壓力與同區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值存在相關(guān)關(guān)系。同樣,在被檢測物obj2為第一種類的物體的情況下,被檢測物obj2按下輸入面is的壓力與同區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值存在相關(guān)關(guān)系。因此,在圖29所示的例子中,被檢測物obj1按下輸入面is的壓力大于被檢測物obj2按下輸入面is的壓力。
在此,壓力檢測部se2檢測出與由被檢測物obj1及obj2向壓力檢測整個(gè)單位區(qū)域r施加的壓力相應(yīng)的信號值“134”??刂撇縞trl基于與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“7.19”以及與區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“6.25”,將與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值“134”向區(qū)域r1以及區(qū)域r2比例分配,由此能夠?qū)⑴c被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“72”,能夠?qū)⑴c被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“62”。
此外,在本實(shí)施方式中,單純求出與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值(觸摸檢測信號值)的平均值,但不限于此。例如,也可以關(guān)于一定值以下的觸摸檢測信號而判定為噪聲,從區(qū)域r1中去除與該信號值相應(yīng)的區(qū)域。另外,也可以根據(jù)觸摸檢測信號值的大小、觸摸檢測信號值的分布來進(jìn)行比重計(jì)算。例如,也可以是,在針對觸摸檢測信號值表示一定的閾值以上的值的觸摸檢測單位區(qū)域作為一個(gè)單位區(qū)域進(jìn)行處理、將表示一定的閾值以下的值的觸摸檢測單位區(qū)域作為0.8個(gè)單位區(qū)域進(jìn)行處理且將該區(qū)域的信號值設(shè)為1.25倍的基礎(chǔ)上,計(jì)算區(qū)域r1、區(qū)域r2各自的每一個(gè)單位區(qū)域的平均值。
在觸摸檢測部se1為電阻膜方式且z方向上的電極間距離一致的情況下,觸摸檢測部se1無法針對觸摸檢測單位區(qū)域u各自檢測出不同的信號值,因此區(qū)域r1以及區(qū)域r2內(nèi)的全部的觸摸檢測單位區(qū)域u的信號值成為相同的值。此外,也可以通過在一個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u設(shè)置多個(gè)z方向上的電極間距離,由此能夠獲得與壓力相應(yīng)的不同的觸摸檢測信號。在這種情況下,無論被檢測物是第二種類的物體還是第一種類的物體,均可以根據(jù)壓力使觸摸檢測信號值變化。但是,在為第一種類的物體的情況下檢測觸摸檢測信號的觸摸檢測單位區(qū)域u的面積發(fā)送變化,但在為第二種類的物體的情況下,檢測觸摸檢測信號的觸摸檢測單位區(qū)域u的面積不發(fā)生變化。
在這種情況下,控制部ctrl基于區(qū)域r1內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)即與區(qū)域r1的面積相應(yīng)的信號值以及區(qū)域r2內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)即與區(qū)域r2的面積相應(yīng)的信號值,將與壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值向區(qū)域r1以及區(qū)域r2比例分配,由此能夠計(jì)算與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值以及與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值。
圖30是表示壓力檢測部的一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域的圖。壓力檢測單位區(qū)域r內(nèi)的區(qū)域r2是被檢測物obj2與輸入面is接觸的區(qū)域。在此,被檢測物obj2是與輸入面is接觸而不變形或者與第一種類的物體相比較而相對變形較少的第二種類的物體。作為第二種類的物體,例示出樹脂或者金屬的觸控筆。
此外,與第二種類的物體接觸的區(qū)域r2的靜電電容相應(yīng)的值與同第一種類的物體接觸的區(qū)域r1的靜電電容相應(yīng)的值同樣地表示與檢測的電流或者電壓相應(yīng)的相對值。另外,第一種類的物體接觸的情況下的相對值與第二種類的物體接觸的情況下的相對值也可以不同。例如,也可以是,在第一種類的物體接觸的情況下,由觸摸檢測部se1檢測出的電流在a安培~b安培的情況下設(shè)為與靜電電容相應(yīng)的信號值“1”,在第二種類的物體接觸的情況下,將2a安培~2b安培的情況轉(zhuǎn)換為與靜電電容相應(yīng)的信號值“1”。
在被檢測物obj2為第二種類的物體的情況下,即使被檢測物obj2按下輸入面is的壓力增加,被檢測物obj2與輸入面is的接觸面積也不會增加或者與第一種類的物相比較而相對少地增加。換句話說,被檢測物obj2按下輸入面is的壓力與被檢測物obj2和輸入面is的接觸面積的相關(guān)性與第一種類的物體的相關(guān)性不同。
另外,在被檢測物obj2為第二種類的物體的情況下,即使被檢測物obj2按下輸入面is的壓力增加,被檢測物obj2與觸摸檢測電極tdl之間的靜電電容也不會增加或者與第一種類的物體相比較而相對少地增加。換句話說,被檢測物obj2按下輸入面is的壓力與被檢測物obj2和觸摸檢測電極tdl之間的靜電電容的相關(guān)性與第一種類的物體的相關(guān)性不同。
因此,在圖30中,在被檢測物obj2為第二種類的物體的情況下,控制部ctrl基于上述的與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值或者與區(qū)域r1的面積相應(yīng)的信號值以及與區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值或者與區(qū)域r2的面積相應(yīng)的信號值,將與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值向區(qū)域r1以及區(qū)域r2比例分配,由此無法理想地計(jì)算出與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值以及被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值。
對此,控制部ctrl通過執(zhí)行以下說明的處理,即使在被檢測物obj2為第二種類的物體的情況下,也能夠理想地計(jì)算與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值以及與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值。
圖31是表示控制部的功能模塊的圖。控制部ctrl包括判定部100、壓力計(jì)算部101、被檢測物種類判定部102、參考值取得部103、以及存儲部104。存儲部104包括參考值存儲部105。
判定部100、壓力計(jì)算部101、被檢測物種類判定部102以及參考值取得部103能夠通過使cog19、觸摸ic49或者主機(jī)hst執(zhí)行程序來實(shí)現(xiàn)。或者,判定部100、壓力計(jì)算部101、被檢測物種類判定部102以及參考值取得部103能夠通過使cog19、觸摸ic49以及主機(jī)hst之內(nèi)的兩個(gè)以上配合執(zhí)行程序來實(shí)現(xiàn)。
判定部100用于判定是多個(gè)觸摸還是單個(gè)觸摸,換句話說判定被接觸物是多個(gè)還是一個(gè)。
壓力計(jì)算部101基于與多個(gè)第一區(qū)域的接觸相應(yīng)的多個(gè)第一信號值、與多個(gè)被檢測物按下至少一個(gè)第二區(qū)域的至少一個(gè)第一壓力相應(yīng)的至少一個(gè)第二信號值、多個(gè)第一區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)區(qū)域中檢測出的每至少一個(gè)第一信號值的第三壓力相應(yīng)的至少一個(gè)參考值,計(jì)算與多個(gè)被檢測物中的至少一個(gè)按下至少一個(gè)第二區(qū)域的至少一個(gè)第二壓力相應(yīng)的至少一個(gè)第三信號值。
被檢測物種類判定部102基于與多個(gè)被檢測物和輸入面is接觸的多個(gè)區(qū)域各自的接觸相應(yīng)的信號值,判定多個(gè)被檢測物是否為不同種類的物體。
參考值取得部103取得與由以被檢測物的種類為單位的壓力產(chǎn)生的信號值的變化相應(yīng)的參考值。
作為存儲部104,例示出易失性存儲器或者非易失性存儲器。作為易失性存儲器,例示出ram(randomaccessmemory:隨機(jī)存取存儲器)。作為非易失性存儲器,例示出閃存(注冊商標(biāo))。
參考值存儲部105存儲用于計(jì)算被檢測物obj1或obj2的至少一個(gè)按下至少一個(gè)第二區(qū)域的至少一個(gè)第二壓力相應(yīng)的至少一個(gè)第三信號值的參考值。參考值是觸摸檢測部se1檢測被檢測物obj1或obj2時(shí)的、與同接觸相應(yīng)的每個(gè)信號值的壓力相應(yīng)的信號值。
參考值在觸摸檢測部se1為互靜電電容方式或者自靜電電容方式的情況下,是區(qū)域r1內(nèi)或者區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容的平均值的與壓力相應(yīng)的信號值,在觸摸檢測部se1為電阻膜方式的情況下,是與區(qū)域r1或者區(qū)域r2內(nèi)的1面積的壓力相應(yīng)的信號值。
圖32是表示參考值存儲部的第一例的圖。參考值存儲部105包括環(huán)形緩沖器107與參考值ref保持部108。環(huán)形緩沖器107包括n個(gè)緩沖器即ref(1)緩沖器107-1至ref(n)緩沖器107-n。參考數(shù)n是預(yù)定的正的常量。在本實(shí)施方式中,將參考數(shù)n設(shè)為“3”。
在觸摸檢測部se1為互靜電電容方式或者自靜電電容方式的情況下,參考值取得部103將區(qū)域r1內(nèi)或者區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容的平均值的與壓力相應(yīng)的信號值依次儲存到參考值存儲部105的ref(1)緩沖器107-1至ref(n)緩沖器107-n。
參考值取得部103若將區(qū)域r1內(nèi)或者區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容的平均值的與壓力相應(yīng)的信號值儲存到參考值存儲部105的ref(n)緩沖器107-n,則在下次的參考值取得時(shí)機(jī),將區(qū)域r1內(nèi)或者區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容的平均值的與壓力相應(yīng)的信號值儲存到儲存有最早的信號值的緩沖器、換句話說ref(1)緩沖器107-1。
在觸摸檢測部se1為電阻膜方式的情況下,參考值取得部103將與區(qū)域r1或者區(qū)域r2內(nèi)的1面積的壓力相應(yīng)的信號值依次儲存到參考值存儲部105的ref(1)緩沖器107-1至ref(n)緩沖器107-n。
參考值取得部103若將與區(qū)域r1或者區(qū)域r2內(nèi)的每1面積的壓力相應(yīng)的信號值儲存至參考值存儲部105的ref(n)緩沖器107-n,則在下次的參考值取得時(shí)機(jī),將與區(qū)域r1或者區(qū)域r2內(nèi)的每1面積的壓力相應(yīng)的信號值儲存在儲存有最早的信號值的緩沖器、即ref(1)緩沖器107-1。
參考值取得部103通過如下的式(1)來計(jì)算參考值ref,儲存于參考值ref保持部108。
ref=(ref(1)+ref(2)+···+ref(n))/n(1)
此外,參考值取得部103也可以并非計(jì)算參考值ref,而是將預(yù)定的參考值ref預(yù)先儲存于參考值ref保持部108,從參考值ref保持部108取得該參考值ref。在這種情況下,不需要環(huán)形緩沖器107。
圖33是表示參考值存儲部的第二例的圖。參考值存儲部105包括ref(old)保持部109、ref(n)保持部110、參考值ref保持部108。
在觸摸檢測部se1為互靜電電容方式或者自靜電電容方式的情況下,參考值取得部103將區(qū)域r1內(nèi)或者區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容的平均值的與壓力相應(yīng)的信號值儲存于參考值存儲部105的ref(n)保持部110。
在觸摸檢測部se1為電阻膜方式的情況下,參考值取得部103將與區(qū)域r1內(nèi)或者區(qū)域r2內(nèi)的每1面積的壓力相應(yīng)的信號值儲存于參考值存儲部105的ref(n)保持部110。
在ref(old)保持部109中,儲存從參考值ref保持部108讀取的與儲存于rfe(n)保持部110的壓力相應(yīng)的信號值以前的與壓力相應(yīng)的信號值。參考值取得部103利用如下的式(2)來計(jì)算參考值ref,并儲存于參考值ref保持部108。
ref=ref(old)*(1-α)+ref(n)*α(2)
在此,α滿足0<α<1。此外,α也可以是預(yù)定的常量。另外,α也可以是變量。例如,也可以具有α值切換控制部,以便在噪聲檢測部51中判定為噪聲高的情況下,將α設(shè)為相對高的值,在判定為噪聲低的情況下,將α設(shè)為相對低的值。
換句話說,參考值取得部103通過iir(infiniteimpulseresponse:無限沖激響應(yīng))來計(jì)算參考值ref。此外,參考值取得部103也可以通過累積平均來計(jì)算參考值ref。
此外,參考值存儲部105也可以具有對保持于參考值ref保持部108的參考值進(jìn)行復(fù)位的復(fù)位部。例如,復(fù)位部也可以在觸摸信號的頻率變更的情況、觸摸檢測信號的輸出開始的時(shí)機(jī)下使參考值復(fù)位。這樣一來,即便在根據(jù)使用環(huán)境的變化等而引起觸摸檢測信號所產(chǎn)生的噪聲的變化等的情況下,也能夠取得該環(huán)境下的更適當(dāng)?shù)膮⒖贾怠?/p>
此外,參考值取得部103也可以不計(jì)算參考值ref而是將預(yù)定的參考值預(yù)先儲存于參考值ref保持部108,從參考值ref保持部108取得參考值。
圖34是表示參考數(shù)與噪聲/信號比的關(guān)系的圖。如圖34所示,參考數(shù)n是計(jì)算參考值的次數(shù),且是預(yù)定的正的常量。參考數(shù)n越增大,噪聲/信號比越變小。換句話說,參考數(shù)n越大,越能夠抑制噪聲的影響,能夠理想計(jì)算被檢測物obj1及obj2各自按下輸入面is的壓力。例如,參考數(shù)n為4以上的情況更為理想。
圖35是表示控制部執(zhí)行的處理的流程圖。在圖26所示的壓力檢測部se2的構(gòu)成例中,壓力檢測部se2具有一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域。在壓力檢測部se2具有一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域的情況下,控制部ctrl對一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域每隔一定的時(shí)間間隔反復(fù)執(zhí)行圖35所示的處理。
在圖17或者圖18所示的壓力檢測部se2的構(gòu)成例中,壓力檢測部se2具有多個(gè)壓力檢測單位區(qū)域。在壓力檢測部se2具有多個(gè)壓力檢測單位區(qū)域的情況下,控制部ctrl對多個(gè)壓力檢測單位區(qū)域各自,每隔一定的時(shí)間間隔反復(fù)執(zhí)行圖35所示的處理。
判定部100在步驟s100中判定是否多觸摸、換句話說被檢測物是否為多個(gè)。換言之,判定部100判定檢測出信號值的區(qū)域是否為多個(gè)。判定部100若判定為并非多觸摸、換句話說被檢測物為一個(gè)(在步驟s100中為否),處理進(jìn)入步驟s102,若判定為多觸摸(在步驟s100中為是),處理進(jìn)入步驟s112。
壓力計(jì)算部101在步驟s102中將與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值設(shè)為與一個(gè)被檢測物的壓力相應(yīng)的信號值。
被檢測物種類判定部102在步驟s104中判定被檢測物與輸入面is的接觸面積是否為預(yù)定的面積閾值以下。
通常,由觸控筆例示的第二種類的物體與輸入面is的接觸面積小于由手指例示的第一種類的物體與輸入面is的接觸面積。對此,被檢測物種類判定部102通過判定被檢測物與輸入面is的接觸面積是否為預(yù)定的面積閾值以下,能夠判定被檢測物是否為第二種類的物體。
此外,通過使被檢測物種類判定部102判定被檢測物與輸入面is的接觸面積是否為預(yù)定的面積閾值以下而判定被檢測物是否為第二種類的物體的情況是例示,不限于此。被檢測物種類判定部102例如也可以在執(zhí)行多次圖35所示的處理之后,在與被檢測物和輸入面is接觸的區(qū)域內(nèi)的多個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u的靜電電容相應(yīng)的信號值的變化量為預(yù)定的變化量閾值以下的情況下,判定為被檢測物是第二種類的物體。在本實(shí)施方式中,將面積閾值設(shè)為“5”。
被檢測物種類判定部102若判定為被檢測物與輸入面is的接觸面積并非預(yù)定的面積閾值以下(在步驟s104中為否),則使處理進(jìn)入步驟s106,若判定為被檢測物與輸入面is的接觸面積為預(yù)定的面積閾值以下(在步驟s104中為是),則使處理進(jìn)入步驟s126。
參考值取得部103在步驟s106中計(jì)算與被檢測物和輸入面is接觸的區(qū)域內(nèi)的靜電電容的平均值的壓力相應(yīng)的信號值或者與被檢測物和輸入面is接觸的區(qū)域內(nèi)的每1面積的壓力相應(yīng)的信號值,使用上述的式(1)或者式(2),計(jì)算參考值ref。
參考值取得部103在步驟s108中將參考值ref儲存于參考值ref保持部108。
參考值取得部103在步驟s110中使取得成為計(jì)算參考值ref的依據(jù)的信號值的次數(shù)即參考取得數(shù)q自加1。之后,參考值取得部103使處理進(jìn)入步驟s126。
因此,在單觸摸的情況下,若被檢測物為第一種類的物體,則參考值取得部103計(jì)算參考值ref。
但是,在單觸摸的情況下,若被檢測物為第二種類的物體,則參考值取得部103不計(jì)算參考值ref。其理由如下所述。
在被檢測物為第二種類的物體的情況下,與被檢測物按下輸入面is的壓力相應(yīng)的、與被檢測物和輸入面is接觸的區(qū)域內(nèi)的靜電電容的平均值的壓力相應(yīng)的信號值或者與被檢測物和輸入面is接觸的區(qū)域內(nèi)的每1面積的壓力相應(yīng)的信號值不變化或者與第一種類的物體相比較而相對變化較小。因此,在單觸摸并且被檢測物為第二種類的物體的情況下,參考值取得部103無法理想地獲得與被檢測物與輸入面is接觸的區(qū)域內(nèi)的靜電電容的平均值的壓力相應(yīng)的信號值或者與被檢測物和輸入面is接觸的區(qū)域內(nèi)的每1面積的壓力相應(yīng)的信號值,從而無法獲得理想的參考值ref。
判定部100若判定為多觸摸(在步驟s100中為是),則被檢測物種類判定部102在步驟s112中判定是否具有被檢測物obj1或obj2與輸入面is的接觸面積為預(yù)定的面積閾值以下的區(qū)域,換句話說被檢測物obj1或obj2是否為第二種類的物體。
被檢測物種類判定部102若判定為不具有被檢測物obj1或obj2和輸入面is的接觸面積為預(yù)定的面積閾值以下的區(qū)域,換句話說被檢測物obj1及obj2為第一種類的物體(在步驟s112中為否),則使處理進(jìn)入步驟s114。被檢測物種類判定部102若判定為具有被檢測物obj1或obj2和輸入面is的接觸面積為預(yù)定的面積閾值以下的區(qū)域,換句話說被檢測物obj1或obj2為第二種類的物體(在步驟s112中為是),則使處理進(jìn)入步驟s122。
參考值取得部103在步驟s114中計(jì)算被檢測物obj1及obj2各自和輸入面is接觸的區(qū)域內(nèi)的靜電電容的平均值的與壓力相應(yīng)的信號值或者與被檢測物obj1及obj2各自和輸入面is接觸的區(qū)域內(nèi)的每1面積的壓力相應(yīng)的信號值,使用上述的式(1)或者式(2)來計(jì)算參考值ref。
參考值取得部103在步驟s116中將多個(gè)參考值ref儲存于參考值ref保持部108。
參考值取得部103在步驟s118中使參考取得數(shù)q自加1。之后,參考值取得部103使處理進(jìn)入步驟s120。
壓力計(jì)算部101在步驟s120中基于與被檢測物obj1和輸入面is接觸的區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值、或者與區(qū)域r1的面積相應(yīng)的信號值以及與被檢測物obj2和輸入面is接觸的區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值、或者與區(qū)域r2的面積相應(yīng)的信號值,將與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值向區(qū)域r1以及區(qū)域r2比例分配,由此計(jì)算出與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值以及與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值。
被檢測物種類判定部102若判定為具有被檢測物obj1或obj2與輸入面is的接觸面積為面積閾值以下的區(qū)域,換句話說被檢測物obj1或obj2為第二種類的物體(在步驟s112中為是),則壓力計(jì)算部101在步驟s122中判定參考取得數(shù)q是否為預(yù)定的參考數(shù)n以上。壓力計(jì)算部101若判定為參考取得數(shù)q為預(yù)定的參考數(shù)n以上(在步驟s122中為是),則使處理進(jìn)入步驟s124,若判定為參考取得數(shù)q并非預(yù)定的參考數(shù)n以上(在步驟s122中為否),則使處理進(jìn)入步驟s114。
壓力計(jì)算部101若判定為參考取得數(shù)q并非預(yù)定的參考數(shù)n以上(在步驟s122中為否),則執(zhí)行從上述的步驟s114至步驟s120,基于與被檢測物obj1和輸入面is接觸的區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值、或者與區(qū)域r1的面積相應(yīng)的信號值以及與被檢測物obj2和輸入面is接觸的區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值、或者與區(qū)域r2的面積相應(yīng)的信號值,將與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值向區(qū)域r1以及區(qū)域r2比例分配,由此計(jì)算與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值以及與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值。該理由如下所述。
如圖34所示,取得參考的次數(shù)越小,噪聲/信號比越大。換句話說,在參考取得數(shù)q并非預(yù)定的參考數(shù)n以上的情況下(在步驟s122中為否),參考值ref所含的噪聲較大。因此,不使用噪聲大的參考值ref,而是基于與同各被檢測物的面積或者靜電電容相應(yīng)的平均值對應(yīng)的信號值,計(jì)算壓力,由此能夠求出噪聲小的壓力值。
壓力計(jì)算部101在步驟s124中執(zhí)行壓力計(jì)算子流程,在該壓力計(jì)算子流程中,使用參考值ref來計(jì)算與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值以及與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值。該理由如下所述。
如圖34所示,由于取得參考的次數(shù)越增大,噪聲/信號比越小,因此在參考取得數(shù)q為預(yù)定的參考數(shù)n以上的情況下(在步驟s122中為是),參考值ref所含的噪聲較小,由此壓力計(jì)算部101能夠使用參考值ref而理想地計(jì)算與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值以及與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值。
圖36是表示控制部執(zhí)行的處理的流程圖。圖36是表示圖35的壓力計(jì)算子流程的流程圖。
壓力計(jì)算部101在步驟s200中使參考值ref與接觸面積大于面積閾值的區(qū)域內(nèi)的靜電電容的平均值或者面積相乘來計(jì)算與接觸面積大于面積閾值的被檢測物的壓力相應(yīng)的信號值。換言之,壓力計(jì)算部101基于與第一種類的被檢測物對應(yīng)的參考值ref,計(jì)算與第一種類的被檢測物的壓力相應(yīng)的信號值。
壓力計(jì)算部101在步驟s202中從與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值減去與接觸面積大于面積閾值的被檢測物的壓力相應(yīng)的信號值,由此計(jì)算與接觸面積為面積閾值以下的被檢測物的壓力相應(yīng)的信號值,結(jié)束壓力計(jì)算子流程。
再次參照圖35時(shí),控制部ctrl在步驟s126中輸出與被檢測物obj1及obj2各自按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值,結(jié)束處理。
關(guān)于與被檢測物obj1及obj2各自按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值的計(jì)算,舉出具體例進(jìn)行說明。
圖37是以時(shí)間序列表示一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域的圖。在圖37中,將區(qū)域r1設(shè)為作為第一種類的物體的被檢測物obj1與輸入面is的接觸區(qū)域,將區(qū)域r2設(shè)為作為第二種類的物體的被檢測物obj2與輸入面is的接觸區(qū)域。區(qū)域r1對應(yīng)于本發(fā)明的第一對象區(qū)域。區(qū)域r2對應(yīng)于本發(fā)明的第二對象區(qū)域。
在作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)中,壓力檢測部se2檢測出與向壓力檢測單位區(qū)域r施加的壓力相應(yīng)的信號值“130”。通過信號值“130”表示的由被檢測物obj1及被檢測物obj2所產(chǎn)生的壓力對應(yīng)于本發(fā)明的第一壓力。
在作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)中,區(qū)域r1內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)為“11”。區(qū)域r1包括一個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“15”的觸摸檢測單位區(qū)域u、兩個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“10”的觸摸檢測單位區(qū)域u、兩個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“7”的觸摸檢測單位區(qū)域u、以及6個(gè)信號值“5”的觸摸檢測單位區(qū)域u。區(qū)域r1內(nèi)的與靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值為“7.19”。
在作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)中,區(qū)域r2內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)為“5”。區(qū)域r2包括一個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“10”的觸摸檢測單位區(qū)域u、4個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“5”的觸摸檢測單位區(qū)域u。區(qū)域r2內(nèi)的與靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值為“6”。
在作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)中為多觸摸(在步驟s100中為是),具有接觸面積為面積閾值以下的區(qū)域r2(在步驟s112中為是),由于參考取得數(shù)q“0”并非參考數(shù)n“3”以上(在步驟s122中為否),因此參考值取得部103在步驟s114中計(jì)算參考值ref。
具體來說,參考值取得部103基于與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“7.19”以及與區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“6”將與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值“130”向區(qū)域r1以及區(qū)域r2比例分配,由此能夠?qū)⑴c被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“70.9”,能夠?qū)⑴c被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“59.1”。通過信號值“70.9”表示被檢測物obj1所產(chǎn)生的壓力及通過信號值“59.1”表示被檢測物obj2所產(chǎn)生的壓力分別對應(yīng)于本發(fā)明的第二壓力。
因此,參考值取得部103將與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“70.9”除以與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“7.19”而成的“9.85”儲存于ref(1)緩沖器107-1。該“9.85”是作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)中的、區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容的各個(gè)平均值的與壓力相應(yīng)的信號值。通過信號值“9.85”表示的壓力對應(yīng)于本發(fā)明的第三壓力。
在作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)中,參考值取得部103在步驟s116中將使用式(1)或者式(2)計(jì)算出的參考值ref“9.85”儲存于參考值ref保持部108。
在作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)中,壓力計(jì)算部101在步驟s120中基于與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“7.19”以及與區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“6”,將與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值“130”向區(qū)域r1以及區(qū)域r2比例分配,由此將與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“70.9”,將與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“59.1”。
在作為第二次處理時(shí)機(jī)的圖37的(2)中,壓力檢測部se2檢測與向壓力檢測單位區(qū)域r施加的壓力相應(yīng)的信號值“130”。
在作為第二次處理時(shí)機(jī)的圖37的(2)中,與區(qū)域r1內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)以及多個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u各自的靜電電容相應(yīng)的信號值與作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)相同。另外,與區(qū)域r2內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)以及多個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u各自的靜電電容相應(yīng)的信號值與作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)相同。
在作為第二次處理時(shí)機(jī)的圖37的(2)中為多觸摸(在步驟s100中為是),具有接觸面積為面積閾值以下的區(qū)域r2(在步驟s112中為是),參考取得數(shù)q“1”并非參考數(shù)n“3”以上(在步驟s122中為否),因此參考值取得部103在步驟s114中將第二次處理時(shí)機(jī)中的、區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容的平均值的與壓力相應(yīng)的信號值即“9.85”儲存于ref(2)緩沖器107-2。
在作為第二次處理時(shí)機(jī)的圖37的(2)中,參考值取得部103在步驟s116中將使用式(1)或者式(2)計(jì)算出的參考值ref“9.85”儲存于參考值ref保持部108。
在作為第二次處理時(shí)機(jī)的圖37的(2)中,壓力計(jì)算部101在步驟s120中基于與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“7.19”以及與區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“6”將與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值“130”向區(qū)域r1以及區(qū)域r2比例分配,由此將與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“70.9”,將與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“59.1”。
在作為第三次處理時(shí)機(jī)的圖37的(3)中,壓力檢測部se2檢測出與向壓力檢測單位區(qū)域r施加的壓力相應(yīng)的信號值“130”。
在作為第三次處理時(shí)機(jī)的圖37的(3)中,與區(qū)域r1內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)以及多個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u各自的靜電電容相應(yīng)的信號值與作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)以及作為第二次處理時(shí)機(jī)的圖37的(2)相同。另外,與區(qū)域r2內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)以及多個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u各自的靜電電容相應(yīng)的信號值與作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)以及作為第二次處理時(shí)機(jī)的圖37的(2)相同。
在作為第三次處理時(shí)機(jī)的圖37的(3)中為多觸摸(在步驟s100中為是),具有接觸面積為面積閾值以下的區(qū)域r2(在步驟s112中為是),參考取得數(shù)q“2”并非參考數(shù)n“3”以上(在步驟s122中為否),參考值取得部103在步驟s114中將第三次處理時(shí)機(jī)中的區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容的平均值的與壓力相應(yīng)的信號值即“9.85”儲存于ref(3)緩沖器107-3。
在作為第三次處理時(shí)機(jī)的圖37的(3)中,參考值取得部103在步驟s116中將使用式(1)或者式(2)而計(jì)算出的參考值ref“9.85”儲存于參考值ref保持部108。
在作為第三次處理時(shí)機(jī)的圖37的(3)中,壓力計(jì)算部101在步驟s120中基于與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“7.19”以及與區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“6”,將與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值“130”向區(qū)域r1以及區(qū)域r2比例分配,由此將與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“70.9”,將與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“59.1”。
在作為第四次處理時(shí)機(jī)的圖37的(4)中,壓力檢測部se2檢測出與向壓力檢測單位區(qū)域r施加的壓力相應(yīng)的信號值“150”。
在作為第四次處理時(shí)機(jī)的圖37的(4)中,與區(qū)域r1內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)以及多個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u各自的靜電電容相應(yīng)的信號值與作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)至作為第三次處理時(shí)機(jī)的圖37的(3)相同。另外,與區(qū)域r2內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)以及多個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u各自的靜電電容相應(yīng)的信號值與作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)至作為第三次處理時(shí)機(jī)的圖37的(3)相同。
在作為第四次處理時(shí)機(jī)的圖37的(4)中為多觸摸(在步驟s100中為是),具有接觸面積為面積閾值以下的區(qū)域r2(在步驟s112中為是),參考取得數(shù)q“3”為參考數(shù)n“3”以上(在步驟s122中為是),因此壓力計(jì)算部101在步驟s124中執(zhí)行使用了參考值的壓力計(jì)算子流程。
壓力計(jì)算部101在步驟s200中將參考值ref“9.85”與同區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“7.19”相乘,由此計(jì)算與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“70.9”。
壓力計(jì)算部101在步驟s202中從與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值“150”減去與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“70.9”,由此計(jì)算與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“79.1”。
當(dāng)比較圖37的(1)至圖37的(3)與圖37的(4)時(shí),與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值不發(fā)生變化,但與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值從“130”增至“150”。因此,與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值的增加量“20”能夠認(rèn)為是與作為第一種類的物體的被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值的增加量。
在本實(shí)施方式中,如上述那樣,在圖37的(4)中,壓力計(jì)算部101將與被檢測部obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“79.1”。由于從圖37的(1)至圖37的(3)計(jì)算出、與被檢測部obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值為“59.1”,因此與被檢測部obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值的增加量為“20”。換句話說,壓力計(jì)算部101能夠?qū)⑴c由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值的增加量“20”計(jì)算為與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值的增加量。
在作為第五次處理時(shí)機(jī)的圖37的(5)中,壓力檢測部se2檢測出與向壓力檢測單位區(qū)域r施加的壓力相應(yīng)的信號值“190”。
在作為第五次處理時(shí)機(jī)的圖37的(5)中,與區(qū)域r1內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)以及多個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u各自的靜電電容相應(yīng)的信號值與作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)至作為第四次處理時(shí)機(jī)的圖37的(5)相同。另外,與區(qū)域r2內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)以及多個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u各自的靜電電容相應(yīng)的信號值與作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)至作為第四次處理時(shí)機(jī)的圖37的(4)相同。
在作為第五次處理時(shí)機(jī)的圖37的(5)中為多觸摸(在步驟s100中為是),具有接觸面積為面積閾值以下的區(qū)域r2(在步驟s112中為是),參考取得數(shù)q“3”為參考數(shù)n“3”以上(在步驟s122中為是),因此壓力計(jì)算部101在步驟s124中執(zhí)行使用了參考值的壓力計(jì)算子流程。
壓力計(jì)算部101在步驟s200中將參考值ref“9.85”與同區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“7.19”相乘,由此計(jì)算與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“70.9”。
壓力計(jì)算部101在步驟s202中從與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值“190”減去與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“70.9”,由此計(jì)算與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“119.1”。
當(dāng)比較圖37的(4)與圖37的(5)時(shí),與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值不發(fā)生變化,但與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值從“150”增至“190”。因此,與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值的增加量“40”能夠認(rèn)為是與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值的增加量。
在本實(shí)施方式中,如上述那樣,在作為第五次處理時(shí)機(jī)的圖37的(5)中,壓力計(jì)算部101將與被檢測部obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“119.1”。在作為第四次處理時(shí)機(jī)的圖37的(4)所計(jì)算的、與被檢測部obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值為“79.1”,因此與被檢測部obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值的增加量為“40”。換句話說,壓力計(jì)算部101能夠?qū)⑴c由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值的增加量“40”計(jì)算為與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值的增加量。
在作為第六次處理時(shí)機(jī)的圖37的(6)中,壓力檢測部se2檢測出與向壓力檢測單位區(qū)域r施加的壓力相應(yīng)的信號值“165”。
在作為第六次處理時(shí)機(jī)的圖37的(6)中,與多個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u各自的靜電電容相應(yīng)的信號值與作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)至作為第四次處理時(shí)機(jī)的圖37的(4)不同。
在作為第六次處理時(shí)機(jī)的圖37的(6)中,區(qū)域r1內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)為“11”。區(qū)域r1包括一個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“17”的觸摸檢測單位區(qū)域u、兩個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“12”的觸摸檢測單位區(qū)域u、兩個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“9”的觸摸檢測單位區(qū)域u、以及六個(gè)與靜電電容相應(yīng)的信號值“7”的觸摸檢測單位區(qū)域u。與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值為“9.18”。
另外,與區(qū)域r2內(nèi)的觸摸檢測單位區(qū)域u的個(gè)數(shù)以及多個(gè)觸摸檢測單位區(qū)域u各自的靜電電容相應(yīng)的信號值與作為第一次處理時(shí)機(jī)的圖37的(1)至作為第五次處理時(shí)機(jī)的圖37的(5)相同。
在作為第六次處理時(shí)機(jī)的圖37的(6)中為多觸摸(在步驟s100中為是),具有接觸面積為面積閾值以下的區(qū)域r2(在步驟s112中為是),參考取得數(shù)q“3”為參考數(shù)n“3”以上(在步驟s122中為是),因此壓力計(jì)算部101在步驟s124中執(zhí)行使用了參考值的壓力計(jì)算子流程。
壓力計(jì)算部101在步驟s200中使參考值ref“9.85”與同區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“9.18”相乘,由此計(jì)算與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“90.4”。
壓力計(jì)算部101在步驟s202中從與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值“165”減去與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“90.4”,由此計(jì)算出與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“74.6”。
當(dāng)比較圖37的(5)與圖37的(6)時(shí),與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值從“7.19”向“9.18”增加,并且與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值從“190”向“165”減少。因此,能夠認(rèn)為與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值增加,并且與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值減少。
在本實(shí)施方式中,如上述那樣,在作為第六次處理時(shí)機(jī)的圖37的(6)中,壓力計(jì)算部101將與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“90.4”。作為第五次處理時(shí)機(jī)的圖37的(5)所計(jì)算出的與被檢測部obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值為“70.9”。換句話說,壓力計(jì)算部101能夠計(jì)算出與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值增加。
另外,在本實(shí)施方式中,如上述那樣,在作為第六次處理時(shí)機(jī)的圖37的(6)中,壓力計(jì)算部101將與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“74.6”。作為第五次處理時(shí)機(jī)的圖37的(5)所計(jì)算出的與被檢測部obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值為“119.1”。換句話說,壓力計(jì)算部101能夠計(jì)算出與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值增加。
在此,即使,在作為第六次處理時(shí)機(jī)的圖37的(6)中,基于與區(qū)域r1內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“9.85”以及與區(qū)域r2內(nèi)的靜電電容相應(yīng)的信號值的平均值“6”,當(dāng)與由壓力檢測部se2檢測出的壓力相應(yīng)的信號值“165”向區(qū)域r1以及區(qū)域r2比例分配時(shí),將與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“102.5”,將與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值計(jì)算為“62.5”。
本發(fā)明人進(jìn)行各種研究的結(jié)果是判定為,以比例分配計(jì)算的、與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“102.5”大于實(shí)際,與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“62.5”小于實(shí)際。
然后,判定為由本實(shí)施方式的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1計(jì)算出的、與被檢測物obj1按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“90.4”以及與被檢測物obj2按下輸入面is的壓力相應(yīng)的信號值“74.6”更接近實(shí)際。
如以上說明的那樣,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1在多個(gè)被檢測物obj1及obj2按下一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域的情況下,能夠理想計(jì)算被檢測物obj1及obj2各自按下一個(gè)壓力檢測單位區(qū)域的壓力。
以上,說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,但本發(fā)明不限于這樣的實(shí)施方式。實(shí)施方式所公開的內(nèi)容僅是一個(gè)例子,能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。關(guān)于在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行的適當(dāng)變更,當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
例如,在觸摸檢測部se1為互靜電電容方式或者自靜電電容方式的情況下,參考值ref也可以是區(qū)域r1內(nèi)或者區(qū)域r2內(nèi)的每個(gè)靜電電容的與壓力相應(yīng)的信號值。然后,壓力計(jì)算部101也可以在步驟s200中使參考值ref與接觸面積大于面積閾值的一方的區(qū)域內(nèi)的靜電電容的總和相乘,由此計(jì)算與接觸面積大于面積閾值的一方的被檢測物的壓力相應(yīng)的信號值。
另外,在上述實(shí)施方式中,雖然參考值取得部103僅當(dāng)被檢測物為第一種類的物體時(shí)計(jì)算出參考值ref,但并不限于此。參考值取得部103除了被檢測物為第一種類的物體時(shí)之外,還當(dāng)被檢測物為第二種類的物體時(shí)能夠計(jì)算出參考值ref。此時(shí),參考值存儲器105可以根據(jù)被檢測物的種類而存儲參考值ref。也就是說,參考值ref可以包括被檢測物為第一種類的物體時(shí)的副參考值以及被檢測物為第二種類的物體時(shí)的副參考值。并且,壓力計(jì)算部101可以基于與由被檢測物種類判定部102判定出的被檢測物的種類相應(yīng)的多個(gè)副參考值內(nèi)的至少一個(gè)副參考值以及多個(gè)第一信號值、至少一個(gè)第二信號值來計(jì)算出第三信號值。