传感器装置

文档序号:174276 发布日期:2021-10-29 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 传感器装置 (Sensor device ) 是由 柿木雄飞 高田直树 于 2019-11-22 设计创作,主要内容包括:实施方式的传感器装置具备:静电电容型的触摸面板,具有多个电极;输入装置,构成为包括第一导体和第二导体的共振电路被非导体覆盖;以及传感器控制器,控制触摸面板。在触摸面板上配置有输入装置的情况下或者在配置于触摸面板上的输入装置已被操作的情况下,第一导体和第二导体中的每一导体与该触摸面板所具有的多个电极中的至少一个电极进行电容耦合。传感器控制器基于共振电路的共振频率对触摸面板所具有的多个电极中的每一电极施加电压,从而检测第一导体和第二导体在触摸面板上的位置。(The sensor device of the embodiment is provided with: an electrostatic capacitance type touch panel having a plurality of electrodes; an input device configured such that a resonance circuit including a first conductor and a second conductor is covered with a nonconductor; and a sensor controller controlling the touch panel. Each of the first conductor and the second conductor is capacitively coupled to at least one of a plurality of electrodes provided on the touch panel when the input device is arranged on the touch panel or when the input device arranged on the touch panel is operated. The sensor controller applies a voltage to each of a plurality of electrodes included in the touch panel based on a resonance frequency of the resonance circuit, thereby detecting positions of the first conductor and the second conductor on the touch panel.)

传感器装置

技术领域

本发明的实施方式涉及传感器装置。

背景技术

一般地,作为显示装置的接口,检测手指等物体的接触或者接近的传感器(例如,触摸面板)被实用化。

另外,近年,公开了在触摸面板上配置(安装)输入装置来使用。

在这种情况下,用户能够操作配置于触摸面板上的输入装置,但需要以高精度来检测用户对该输入装置的操作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2017/094234号

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于提供能够以高精度检测用户的操作的传感器装置。

用于解决技术问题的技术方案

实施方式的传感器装置具备:静电电容型的触摸面板,具有多个电极;输入装置,构成为包括第一导体和第二导体的共振电路被非导体覆盖;以及传感器控制器,控制所述触摸面板。在所述触摸面板上配置有所述输入装置的情况下或者在配置于所述触摸面板上的所述输入装置已被操作的情况下,所述第一导体和所述第二导体中的每一导体与该触摸面板所具有的多个电极中的至少一个电极进行电容耦合。所述传感器控制器通过基于所述共振电路的共振频率对所述触摸面板所具有的多个电极中的每一电极施加电压,从而检测所述第一导体和所述第二导体在所述触摸面板上的位置。

附图说明

图1是示出实施方式的传感器装置的外观的一个例子的立体图。

图2是示出传感器装置的构成的一个例子的图。

图3是示出搭载有传感器装置的显示装置的剖面结构的一个例子的图。

图4是示出输入装置的平面结构的一个例子的图。

图5是用于说明设置于输入装置的内部的共振电路的电路构成的一个例子的图。

图6是用于说明使用共振电路的触摸检测动作的基本原理的图。

图7是示出触摸检测动作时的各电压与从检测器输出的检测值的关系的一个例子的图。

图8是示出触摸检测动作的检测值的一个例子的图。

图9是用于说明用户的手指存在于与驱动电极对置的位置的情况的图。

图10是用于说明用户的手指存在于与驱动电极对置的位置的情况的图。

图11是示出电荷积蓄于驱动电极系统的状态的图。

图12是示出电荷积蓄于检测器系统的状态的图。

图13是用于说明在以非共振频率和共振频率驱动了驱动电极的情况下的检测值的差异的图。

图14是示出传感器控制器的第一处理的一个例子的流程图。

图15是用于说明分时进行显示写入动作和触摸检测动作的图。

图16是示出传感器控制器的第二处理的一个例子的流程图。

图17是示出传感器控制器的第三处理的一个例子的流程图。

图18是示出传感器控制器的第四处理的一个例子的流程图。

图19是示出传感器控制器的第五处理的一个例子的流程图。

图20是示出传感器控制器的第五处理的一个例子的流程图。

图21是示出传感器控制器的第六处理的一个例子的流程图。

图22是示出输入装置的其它例子的平面结构的图。

图23是示出输入装置的其它例子的平面结构的一个例子的图。

图24是示出设置于输入装置的内部的共振电路的其它例子的图。

图25是示出第二实施方式的传感器装置的构成的一个例子的图。

图26是示出搭载传感器装置的显示装置的剖面结构的一个例子的图。

图27是用于说明使用共振电路的触摸检测动作的基本原理的图。

图28是示出触摸检测动作时的各电压、从检测器输出的检测值以及开关的状态的关系的一个例子的图。

图29是示出触摸检测动作中的检测值的一个例子的图。

图30是用于说明无法检测出输入装置的位置的情况的图。

图31是用于说明无法检测出输入装置的位置的情况的图。

图32是示出输入装置的平面结构的一个例子的图。

图33是用于说明输入装置所具备的导体与驱动电极及检测电极的位置关系的图。

图34是用于说明输入装置所具备的导体与驱动电极及检测电极的位置关系的图。

具体实施方式

以下,一边参照附图一边说明本实施方式。需要说明的是,公开不过是一个例子,本领域技术人员关于保护发明的主旨的适当变更而能够容易想到的内容,当然包括在本发明的范围中。另外,为了使说明更明确,与实际的形态相比,附图有时示意性地表示各部分的宽度、厚度、形状等,但终究是一个例子,不限定本发明的解释。另外,在本说明书和各附图中,对已出现的附图中发挥与前述相同或者类似的功能的构成要素标注相同的附图标记,有时适当地省略重复的详细说明。

图1是示出本实施方式的传感器装置的外观的一个例子的立体图。本实施方式的传感器装置1具备作为能够检测例如手指等物体的接触或者接近(以下称为触摸检测)的传感器的静电电容型的触摸面板2。

作为静电电容型的触摸面板2,例如有进行自静电电容(Self)方式的触摸检测和互静电电容(Mutual)方式的触摸检测的触摸面板,在本实施方式中,关于使用进行自静电电容方式的触摸检测的触摸面板2(以下称为自静电电容方式的触摸面板2)的情况进行说明。

需要说明的是,虽然在图1中并未示出,触摸面板2例如搭载于显示装置(显示面板)。在这种情况下,触摸面板2既可以形成于显示装置的显示面上,也可以构成为与该显示装置一体化。显示装置例如是使用液晶层的液晶显示装置,但也可以是使用有机发光层的有机电致发光(EL:Electro Luminescence)显示装置或者使用LED(Light EmittingDiode:发光二极管)的LED显示装置等。

另外,本实施方式的传感器装置1还具备配置(安装)于触摸面板2上使用的输入装置。本实施方式的输入装置例如包括输入装置3a~3d。

输入装置3a例如是构成为以旋转轴为中心旋转自如的旋钮的输入装置。用户通过将输入装置3a(旋钮)配置于触摸面板2上,从而能够进行使该输入装置3a旋转的操作。

输入装置3b是构成为以旋转轴为中心旋转自如的把手的输入装置。用户通过将输入装置3b(把手)配置于触摸面板2上,从而能够进行使该输入装置3b旋转的操作。

输入装置3c是构成为能够切换已被按下的状态(第一状态)和未被按下的状态(第二状态)的按钮的输入装置。用户通过将输入装置3c(按钮)配置于触摸面板2上,从而能够进行按下该输入装置3c的操作。

输入装置3d是构成为包括形成为至少在一个方向上延长的部件(第一部件)和形成为能够沿着该部件滑动的部件(第二部件)的滑动件的输入装置。用户通过将输入装置3d(滑动件)配置于触摸面板2上,从而能够进行使该输入装置3d的第二部件相对于第一部件滑动的操作。

在图1所示的例子中,在触摸面板2上配置有输入装置3a~3d,但只要在触摸面板2上配置有该输入装置3a~3d中的至少一个即可。另外,在此关于输入装置3a~3d进行了说明,但本实施方式的输入装置只要是配置(安装)于触摸面板2上使用的部件即可,例如可以是操纵杆、缓动盘(Jog dial)(轮)等。

图2示出本实施方式的传感器装置1的构成的一个例子。如图2所示,传感器装置1具备触摸面板2、输入装置3以及传感器控制器4。

如上所述,触摸面板2是自静电电容方式的触摸面板,具备多个透明电极(以下称为驱动电极)21。多个驱动电极21以矩阵状配置于检测物体向触摸面板2的接触或者接近的触摸检测区域2a。具体地说,多个驱动电极21例如配置于第一方向X,并且还配置于与该第一方向X正交的第二方向。需要说明的是,触摸检测区域2a例如是与搭载触摸面板2的显示装置的显示区域一致的区域。多个驱动电极21经由配线与传感器控制器4连接。

输入装置3配置于触摸面板2上。输入装置3只要是图1所示的输入装置3a~3d中的至少一个即可。在以下的说明中,主要说明配置于触摸面板2上的输入装置3是上述的输入装置3a(旋钮)。

需要说明的是,在触摸面板2上配置输入装置3,但为了方便,将触摸检测区域2a中的配置有输入装置3的区域(也就是说,与输入装置3重叠的区域)2b称为输入装置区域(第一区域)。另一方面,为了方便,将触摸检测区域2a中的输入装置区域2b以外的区域2c称为输入装置外区域(第二区域)。

传感器控制器4通过对多个驱动电极21中的每一驱动电极施加规定的电压(驱动信号COM)来检测用户对输入装置3的操作。另外,传感器控制器4也能够检测例如用户的手指对输入装置外区域2c的接触或者接近(也就是说,用户通过手指进行的操作)。需要说明的是,在本实施方式中,说明为除了输入装置3以外还通过用户的手指进行操作,但也可以进行使用笔等其它物体代替用户的手指的操作。

基于传感器控制器4的检测结果例如输出到外部的主机装置10等。在主机装置10中,执行与检测结果(用户的操作)相应的处理。

需要说明的是,在搭载有触摸面板2的显示装置的显示区域按矩阵状配置有多个像素(未图示)。多个像素中的每一像素包括像素开关(TFT:Thin Film Transistor:薄膜晶体管)和像素电极等。传感器控制器4与栅极驱动电路5等连接,经由该栅极驱动电路5对多个像素中的每一像素所包括的像素开关(的栅极电极)供给栅极控制信号。由此,传感器控制器4经由信号线对多个像素中的每一像素写入例如从主机装置10输出的图像信号,在显示装置的显示区域显示图像。

即,在本实施方式中,传感器控制器4作为显示及触摸检测IC(驱动部)发挥功能,进行在显示装置(显示区域)显示图像的动作和检测触摸面板2上的物体的位置(也就是说,检测用户的操作)的动作。在以下的说明中,为了方便,将在显示装置显示图像的动作(第一动作)称为显示写入动作。另外,在以下的说明中,为了方便,将检测触摸面板2上的物体的位置的动作(第二动作)称为触摸检测动作。

需要说明的是,上述的多个驱动电极21中的每一驱动电极也可以兼用作图像显示用的电极(共用电极)。

图3示出搭载有传感器装置1的显示装置DSP的剖面结构的一个例子。显示装置DSP具备显示面板PNL和照明装置IL。在一个例子中,显示面板PNL例如是液晶显示面板,具备第一基板SUB1、第二基板SUB2以及液晶层LC。

第一基板SUB1和第二基板SUB2通过密封件SE被粘接。液晶层LC保持于第一基板SUB1与第二基板SUB2之间。

显示面板PNL内置有传感器装置1的触摸面板2。即,第一基板SUB1具备触摸面板2的驱动电极(共用电极)21和像素电极PE。一个驱动电极21例如与多个像素电极PE对置。

包括偏振板PL1的光学元件OD1位于第一基板SUB1与照明装置IL之间,粘接于第一基板SUB1。包括偏振板PL2的光学元件OD2位于第二基板SUB2与盖部件CV(盖玻璃)之间,粘接于第二基板SUB2。盖部件CV通过透明的粘接剂AD粘接于光学元件OD2。

需要说明的是,虽然在图3中并未示出,上述的传感器控制器4例如配置于第一基板SUB1上,经由连接到该第一基板SUB的柔性配线基板等连接到主机装置10。

输入装置3设置(配置)于盖部件CV的表面CVa上。在本实施方式中,输入装置3包括两个导体(第一导体和第二导体)31a及31b,该导体31a及31b构成为被非导体32覆盖。导体31a及31b在输入装置3配置于触摸面板2上的状态下,例如与该触摸面板2(盖部件CV)相接。即,在触摸面板2上配置有输入装置3的情况下,触摸面板2(传感器控制器4)能够检测基于该输入装置3所包括的导体31a及31b的接触或者接近(也就是说,触摸)。

需要说明的是,在图3中,假定输入装置3是上述的输入装置3a的情况,非导体32形成为旋钮的形状。在这种情况下,输入装置3形成为沿着旋转轴O延伸的筒状。另外,导体31a及31b被形成为旋钮的形状的非导体32保持,配置于以旋转轴O为中心的圆周上的一部分。

另外,输入装置3具有图3所示的固定体33,经由该固定体33配置(安装)于触摸面板2(表面CVa)。

虽然在图3中示出触摸面板2内置于显示面板PNL的in-cell(内嵌)型的显示装置DSP,显示装置DSP也可以是触摸面板2以与显示面板PNL重叠的方式设置的out-cell(外置)型或者on-cell(外嵌)型。

如上所述在触摸面板2上配置有输入装置3的情况下,例如与通过使输入装置3(旋钮)旋转而变化的导体31a及31b在触摸面板2上的位置相应的用户的操作被检测出。具体地说,例如在导体31a(或者31b)在触摸面板2上的位置从第一位置移动到第二位置的情况下,触摸面板2(传感器控制器4)能够检测出使输入装置3旋转以使得导体31a在触摸面板2上的位置从第一位置移动到第二位置这一操作。

在此,本实施方式的输入装置3有时也例如由用户的手指直接(也就是说,徒手)操作,但也假定了由手套等非导体性物质操作。在用手指直接操作的情况下以及用手套等操作的情况下进行不同的动作(触摸检测动作)是繁琐的,因此,在本实施方式中,设为上述的导体31a及31b与输入装置3的外部没有电连接。

然而,用户对输入装置3的操作(也就是说,导体31a及31b在触摸面板2上的位置)是基于该导体31a及31b与触摸面板2接触或者接近时的驱动电极21的自静电电容的变化而被检测出的,然后如上所述在导体31a及31b没有与外部电连接的情况下,针对该导体31a及31b的检测值(传感器信号)变小,因此,成为误检测的主要因素。

因此,在本实施方式中,制作在输入装置3的内部包括导体31a及31b的共振电路,基于通过电场耦合产生的共振所引起的电位变化来进行触摸检测动作。

需要说明的是,图4示出输入装置3(输入装置3a)的平面结构的一个例子。如图4所示,在本实施方式的输入装置3(非导体32)的内部设置有具备导体31a、31b、电感器L以及电容器C的共振电路(LC电路)。本实施方式中,导体31a及31b在输入装置3配置于触摸面板2上时,与配置于与该导体31a及31b对置的位置的驱动电极21进行电容耦合。

接着,参照图5对设置于输入装置3的内部的共振电路的电路构成的一个例子进行说明。

如图5所示,输入装置3所具备的导体31a及31b作为在对触摸面板2的驱动电极21施加了电压时与该驱动电极21进行电容耦合的电容耦合部发挥功能。需要说明的是,在图5所示的例子中,示出各电容耦合部的大小(导体31a及31b的与触摸面板2接触或者接近的面积)不同的例子,但该电容耦合部中的每一电容耦合部的大小也可以相同。

另外,在设置于输入装置3的内部的共振电路中,电感器L和电容器C在导体31a及31b之间以并联方式连接。需要说明的是,在图5所示的共振电路中,还设置有电阻R。

在本实施方式中,经由这种共振电路,检测例如用户操作输入装置3时电容耦合部相对于触摸检测区域2a(驱动电极21)的位置的变化(移动)等。需要说明的是,也可以设为检测电容耦合部的面积(也就是说,接触面积)的变化。

以下,参照图6对使用设置于输入装置3的内部的共振电路的触摸检测动作的基本原理进行说明。需要说明的是,在图6所示的共振电路中省略了电阻R。

需要说明的是,在本实施方式中进行自静电电容方式的触摸检测(动作),因此,如图6所示,驱动电极21经由开关22交替地连接到规定的电压Vdd和检测器23(也就是说,连接被切换)。

在图6中,关于对配置于与导体31b对置的位置的驱动电极21施加电压的情况下的共振电路的动作进行说明。将这种情况下的导体31a(电容耦合部)的电压设为V1,将导体31b(电容耦合部)的电压设为V2,将驱动电极21的电压设为V3。在本实施方式中多个驱动电极21中的每一驱动电极被依次驱动,因此在对配置于与导体31b对置的位置的驱动电极21施加电压的情况下,导体31a成为连接到GND的状态。

需要说明的是,在这种共振电路中,例如在以配置于与电容耦合部(导体31a及31b)对置的位置的驱动电极21中的一方为基准时,另一方以共振频率振动的情况下会发生共振。在共振电路中发生共振的情况下,导体31a及31b以反相共振。

另外,如图6所示,将导体31a与触摸面板2侧的电极之间的电容(静电电容)设为C1,将共振电路所包括的电容器C的电容设为C2,将导体31b与配置于与该导体31b对置的位置的驱动电极21之间的电容设为C3。还将检测器23侧的电容设为C4。

在此,图7示出上述的触摸检测动作中的各电压V1~V3与从检测器23输出的检测值(output,输出)的关系的一个例子。

在触摸检测动作的时刻t1开关22被切换为Vdd的瞬间,电流不会流过共振电路的电感器L,因此通过GND-C1-C2-C3-Vdd系统的电容分配而在V1-V2之间产生电位差。

接着,由于在V1-V2之间产生电位差,因此在时刻t1~t2的期间内电流开始流过电感器L(也就是说,开始以由电感器L和电容器C决定的共振频率进行共振)。

需要说明的是,在时刻t2(也就是说,共振的周期的一半的时间),V2-V1之间的电压的朝向变得与时刻t1相反。

在时刻t2开关22从Vdd切换为检测器23侧时,配置于与导体31b对置的位置的驱动电极21的电位下降到GND,因此与在时刻t1开关22切换为Vdd的情况同样地通过电容分配而在V1-V2之间产生电位差。需要说明的是,此时所产生的电位差是与时刻t1相反的电位差。在本实施方式的共振电路中,由于这二者重合,所以V1-V2之间的电位差变大。

需要说明的是,在检测器23中,在时刻t2开关22被切换为检测器23侧的瞬间,已被充电到驱动电极21系统的电荷被充电到C4。需要说明的是,检测器23的输出侧的电位成为负方向。在时刻t2~t3的期间,V2逐渐变大,因此电荷被进一步充电到C4。需要说明的是,图7所示的时刻t2~t3的期间相当于触摸检测的检测期间。

如图8所示,通过反复进行上述的动作,共振电路中的共振的振幅变大,在每一检测期间充电到检测器23的电荷变大。

在此,关于基于共振频率对与导体31b对置的驱动电极21施加电压(也就是说,以共振频率驱动该驱动电极21)的情况进行了说明,但在对与导体31a对置的驱动电极21施加电压的情况下也进行同样的动作。

接着,参照图9和图10关于用户的手指存在于与驱动电极21对置的位置(也就是说,驱动电极21和GND保持有电容)的情况简单地进行说明。需要说明的是,在图9和图10中,对与上述的图6~图8同样的部分标注有同一附图标记。

在图10所示的时刻t1开关22连接到Vdd侧时,在时刻t1~t2的期间电荷被充电到驱动电极21系统。需要说明的是,图11示出在开关22连接到Vdd时在C3(A系统)中积蓄有电荷q的状态。

接着,在时刻t2开关22连接到检测器23侧的情况下,驱动电极21系统由于虚短路所以电位成为GND。此时,由于没有电位差,因此在C3中没有电荷。因而,已被充电的电荷q充电到C4,在C4的两端产生电位差。需要说明的是,图12示出在开关22连接到检测器23时在C4(B系统)中积蓄有电荷q的状态。

在驱动电极21和GND保持有电容的情况下,通过反复进行上述的动作,从而负电荷被预先充电。

需要说明的是,在与驱动电极21进行电容耦合的电容耦合部不是GND的情况下,若在C3的两端产生电位差,则电荷也同样地被充电。

即,例如即使是不在输入装置3的内部设置共振电路且该输入装置3仅保持导体的构成,也能够将电荷充电,但这种情况下的检测值小。

对此,在本实施方式中,如上所述,通过在输入装置3的内部设置包括导体31a及31b的共振电路的构成,也能够增大检测值。

在此,触摸面板2一般检测从该触摸面板2的电源被接通时(也就是说,启动时)的状态开始的变化。因此,在触摸面板2的电源被接通的时点输入装置3已经配置于该触摸面板2上的情况下,无法检测该输入装置3的初始状态(也就是说,导体31a及31b的初始位置)。

然而,在本实施方式中通过在输入装置3的内部设置上述的共振电路的构成,例如即使是输入装置3(也就是说,导体31a及31b)配置于相同的位置的状态,在基于非共振频率进行触摸检测动作的情况、以及基于共振频率进行触摸检测动作的情况下,检测值也是不同的。

以下,参照图13关于以非共振频率和共振频率驱动了配置于与导体31a或者31b对置的位置的驱动电极21的情况下的检测值的差异进行说明。需要说明的是,图13的上半部分示出以非共振频率驱动了驱动电极21(也就是说,以非共振频率对驱动电极21施加了电压)的情况,图13的下半部分示出以共振频率驱动了驱动电极21(也就是说,以共振频率对驱动电极21施加了电压)的情况。

如图13的上半部分所示,在以与共振电路(输入装置3)的共振频率不同的频率(也就是说,非共振频率)使驱动电极21驱动了的情况下,共振电路的共振变小,因此,检测值变小。另一方面,在以共振电路的共振频率使驱动电极21驱动了的情况下,输入装置3侧共振,检测值变大。

需要说明的是,图13的上半部分所示的输入装置3的波形不正确,但在以非共振频率驱动了驱动电极21的情况下,与以图13的下半部分所示的共振频率驱动了驱动电极21时的输入装置3的波形相比,振幅变小。

在本实施方式中,如上所述,利用在基于非共振频率的触摸检测动作和基于共振频率的触摸检测动作中能够得到不同的检测值,在触摸面板2(传感器装置1所搭载的显示装置DSP)的电源已被接通时,检测输入装置3的初始状态(导体31a及31b的初始位置)。

以下,参照图14的流程图对检测用户的操作时的传感器控制器4的处理顺序的一个例子进行说明。需要说明的是,图14所示的处理是在触摸面板2的电源已被接通时执行的。以下,为了方便,将图14所示的处理称为传感器控制器4的第一处理。

在触摸面板2的电源已被接通的情况下,传感器控制器4进行基线检测动作(步骤S1)。在该基线检测动作中,基于非共振频率对触摸面板2所具有的多个驱动电极21中的每一驱动电极施加电压(也就是说,以共振频率驱动多个驱动电极21中的每一驱动电极),从而该各驱动电极21的检测值被获取为基线。

在执行步骤S1的处理时,传感器控制器4进行触摸检测动作(步骤S2)。在触摸检测动作中,基于共振频率对触摸面板2所具有的多个驱动电极21中的每一驱动电极施加电压(也就是说,以共振频率驱动多个驱动电极21中的每一驱动电极),从而获取该各驱动电极21的检测值(以下称为检测线)。

接着,传感器控制器4计算通过执行步骤S2的处理而获取到的检测线与通过执行步骤S1的处理而获取到的基线的差值(Diff)。

在此,如上所述,在触摸面板2的电源已被接通的时点在触摸面板2上配置有输入装置3的情况下,在基于非共振频率的基线检测动作中能够获取的检测值(配置于与导体31a及31b对置的位置的驱动电极21的检测值)不同于在基于共振频率的触摸检测动作中能够获取的检测值(配置于与导体31a及31b对置的位置的驱动电极21的检测值)。

因此,在本实施方式中,通过如上所述计算检测线与基线的差值,从而能够将在进行了基线检测动作的情况下和进行了触摸检测动作的情况下能够获取不同的检测值的驱动电极21的位置检测为导体31a及31b的位置。在这种情况下,例如获取到差值为预定的值(以下称为阈值)以上的检测值的驱动电极21的位置被检测出。需要说明的是,这样被检测出的导体31a及31b的位置通过触摸面板2(触摸检测区域2a)中的坐标值来表示。

在此,传感器控制器4判定如上所述计算出的检测线与基线的差值是否是阈值以上(也就是说,在触摸面板2上是否配置有输入装置3)(步骤S3)。

在判定为差值是阈值以上的情况下(步骤S3的“是”),传感器控制器4检测获取到该差值为阈值以上的检测值的驱动电极21的位置(也就是说,输入装置3所具备的导体31a及31b的位置),将该位置(坐标值)输出到例如主机装置10(步骤S4)。在执行步骤S4的处理时,回到步骤S2,反复进行处理。

在此,上述的基线是为了检测与触摸面板2接触或者接近的物体所必需的,但触摸检测动作中的检测值(检测线)例如能够根据环境的变化等而变化。因此,优选定期地更新与检测线进行比较的基线。

因此,在步骤S3中判定为差值不是阈值以上的情况下(步骤S3的“否”),传感器控制器4更新在步骤S1中检测出的基线(步骤S5)。在这种情况下,传感器控制器4将通过执行步骤S2的处理而获取到的检测线设为基线。在执行步骤S5的处理时,回到上述的步骤S2,反复进行处理。

需要说明的是,若在输入装置3被检测出时将检测线设为基线,则例如在输入装置3未被操作(也就是说,导体31a及31b的位置没有变化)的情况下,能够获取与该基线同样的检测线,无法根据差值检测导体31a及31b的位置。

因此,在上述的步骤S3中判定为差值是阈值以上的情况下,不执行步骤S5的处理(也就是说,基线的更新处理)。

在此,主要说明了在触摸面板2的电源已被接通时检测输入装置3的初始状态,但例如若在执行步骤S21的处理后,也能够检测用户的手指相对于输入装置外区域2c(输入装置区域2b以外的区域)的位置(接触位置)。

即,在进行了利用用户的手指对触摸面板2(输入装置外区域2c)的操作的情况下,检测线与基线的差值也成为阈值以上,也能够检测出该用户的手指的位置。

由此,在图14所示的传感器控制器4的第一处理中,在输入装置3(导体31a及31b)和用户的手指中的至少一方位置被检测出(也就是说,检测线与基线的差值是阈值以上)的情况下执行步骤S4的处理,在输入装置3和用户的手指中的任意的位置均未被检测出(也就是说,检测线与基线的差值不是阈值以上)情况下,执行步骤S5的处理。

需要说明的是,继续反复进行上述的传感器控制器4的第一处理直至触摸面板2(搭载传感器装置1的显示装置DSP)的电源被切断为止。

在此,在图14中主要说明了与检测用户的操作的触摸检测动作相关的处理,但传感器控制器4除了触摸检测动作以外,还进行显示写入动作(显示图像的动作)。

在这种情况下,传感器控制器4能够分时地进行显示写入动作和触摸检测动作。由此,如图15所示,交替地设置进行显示写入动作的期间(显示期间)和进行触摸检测动作的期间(触摸检测期间)。

需要说明的是,为了方便在图15中仅示出三个,但Sig示出在显示期间对多个像素中的每一像素写入的图像信号,Gate示出在显示期间对被写入图像信号的多个像素(像素开关)供给的栅极信号。图像信号Sig和栅极信号Gate以显示线单位被供给。

另外,在图15中,例如示出在第一次的触摸检测期间第一驱动电极21被驱动、在第二次的触摸检测期间第二驱动电极21被驱动、在第三次的触摸检测期间第三驱动电极21被驱动的例子,也可以例如构成为在一次的触摸检测期间全部驱动电极21被依次驱动。需要说明的是,在本实施方式中,在全部驱动电极21同时以相同振幅驱动了的情况下不会发生共振,因此只要以至少发生共振的方式对驱动电极21进行驱动即可。

参照图16的流程图如上所述关于分时进行显示写入动作和触摸检测动作的情况下的传感器控制器4的处理顺序的一个例子进行说明。在此,主要描述与上述的图14所示的处理的不同之处。在以下的说明中,为了方便,将图16所示的处理称为传感器控制器4的第二处理。

在触摸面板2的电源已被接通的情况下,执行与上述的图14所示的步骤S1的处理相当的步骤S11的处理。

接着,传感器控制器4进行显示写入动作(步骤S12)。需要说明的是,虽然省略详细,但是在显示写入动作中,例如通过对配置于显示装置DSP的显示区域的多个像素中的每一像素写入图像信号(像素信号),从而在该显示区域显示图像。

在执行步骤S12的处理时,执行与图14所示的步骤S2~S5的处理相当的步骤S13~S16的处理。

需要说明的是,在执行了步骤S15或者S16的处理的情况下,回到步骤S12,反复进行处理。

如上所述,在分时地进行显示写入动作和触摸检测动作的情况下,例如能够将多个驱动电极21中的每一驱动电极兼用作图像显示用的电极(共用电极),因此能够实现显示装置DSP的薄型化等。

在此,虽然如上所述优选基线被定期地更新,但是在图14和图16所示的处理(传感器控制器4的第一处理和第二处理)中,在维持了在触摸面板2上配置有输入装置3的状态时,无法更新该基线。还假定继续长期使用(操作)输入装置3,因此,即使在触摸面板2上配置有输入装置3的状态下也更新基线的构造是有用的。

以下,参照图17的流程图关于在触摸面板2上配置有输入装置3的情况下用于更新基线的传感器控制器4的处理顺序的一个例子进行说明。在此,主要描述与上述的图16所示的处理的不同之处。在以下的说明中,为了方便,将图17所示的处理称为传感器控制器4的第三处理。

在触摸面板2的电源已被接通的情况下,执行与上述的图16所示的步骤S11~S13的处理相当的步骤S21~S23的处理。

需要说明的是,在执行了步骤S23的处理的情况下,如上所述,计算检测线与基线的差值,基于该差值能够检测输入装置3所具备的导体31a及31b的位置或者用户的手指的位置。

在此,配置于与导体31a及31b对置的位置的驱动电极21的检测值是基于共振电路中的共振的检测值,因此不同于配置于与用户的手指对置的位置的驱动电极21的检测值。因此,传感器控制器4能够基于上述的检测线与基线的差值来判别是检测出导体31a及31b的位置(以下称为输入装置3的位置),还是检测出用户的手指的位置(以下称为触摸位置)。需要说明的是,例如也可以通过检测值的模式(pattern)等来判别是检测出输入装置3的位置还是检测出触摸位置。

因此,在执行了步骤S23的处理的情况下,传感器控制器4判定是否检测出输入装置3的位置(步骤S24)。

在判定为检测出输入装置3的位置的情况下(步骤S24的“是”),传感器控制器4确定配置该输入装置3的触摸面板2上的区域(也就是说,输入装置区域2b)(步骤S25)。在此检测出输入装置3所具备的导体31a及31b的位置(坐标值),因此在与该坐标值对应的触摸面板2上的位置配置有导体31a及31b的情况下,输入装置3在触摸面板2上所占的区域的坐标值等被确定为输入装置区域2b。

接着,传感器控制器4判定触摸位置是否已被检测出(步骤S26)。

在判定为触摸位置未被检测出的情况下(步骤S26的“否”),传感器控制器4更新与输入装置外区域2c对应的基线(步骤S27)。

在这种情况下,传感器控制器4将从触摸检测区域2a除去在上述的步骤S25中确定的输入装置区域2b而得到的区域确定为输入装置外区域2c。传感器控制器4将通过执行步骤S23的处理而获取到的检测值中的、配置于与输入装置外区域2c重叠的位置的驱动电极21的检测值(也就是说,与输入装置外区域2c对应的检测线)设为与该输入装置外区域2c对应的基线。

需要说明的是,在执行步骤S27的处理的情况下,与输入装置外区域2c对应的基线被更新,但与输入装置区域2b对应的基线未被更新。

在执行步骤S27的处理时,回到步骤S22,反复进行处理。另一方面,在判定为触摸位置已被检测出的情况下(步骤S26的“是”),不执行步骤S27的处理,回到步骤S22,反复进行处理。

另外,在判定为在上述的步骤S24中输入装置3的位置未被检测出的情况下(步骤S24的“否”),传感器控制器4判定触摸位置是否被检测出(步骤S28)。

在判定为触摸位置未被检测出的情况下(步骤S28的“否”),传感器控制器4更新与全部触摸检测区域2a对应的基线(步骤S29)。该步骤S29的处理相当于上述的图16所示的步骤S16(图14所示的步骤S5)的处理,传感器控制器4将通过执行步骤S23的处理而获取到的检测线设为基线。在执行步骤S29的处理时,回到步骤S22,反复进行处理。

需要说明的是,在步骤S28中判定为触摸位置已被检测出的情况下(步骤S28的“是”),回到步骤S22,反复进行处理。

根据上述的图17所示的传感器控制器4的第三处理,即使在检测出输入装置3的位置(也就是说,输入装置3配置于触摸面板2上)的情况下,当触摸位置未被检测出时,也能够更新与输入装置外区域2c对应的基线。需要说明的是,在输入装置3的位置和触摸位置二者未被检测出的情况下,更新与触摸检测区域2a对应的基线。

由此,通过在配置有输入装置3的区域(输入装置区域2b)和该区域以外的区域(输入装置外区域2c)区分基线的更新,即使在继续配置有输入装置3的情况下,也能够更新与检测出触摸位置(也就是说,用户的手指的位置)的区域对应的基线。

需要说明的是,虽然在图17中被省略,但是通过执行步骤S23的处理而被检测出的输入装置3(导体31a及31b)的位置或者触摸位置例如以任意的时机输出到主机装置10等。

在此,在上述的传感器控制器4的第三处理已被执行的情况下,能够更新与输入装置外区域2c对应的基线,但在持续配置输入装置3的期间无法更新与输入装置区域2b对应的基线。

以下,参照图18的流程图对用于更新与输入装置区域2b对应的基线的传感器控制器4的处理顺序的一个例子进行说明。在此,主要描述与上述的图17所示的处理的不同之处。在以下的说明中,为了方便,将图18所示的处理称为传感器控制器4的第四处理。

在触摸面板2的电源已被接通的情况下,执行与上述的图17所示的步骤S21~S25的处理相当的步骤S31~S35的处理。需要说明的是,在图18的说明中,为了方便,将在步骤S33中进行的触摸检测动作称为第一触摸检测动作。

在执行步骤S35的处理时,传感器控制器4进行显示写入动作(步骤S36)。需要说明的是,该步骤S36的处理是与步骤S32的处理同样的处理。

接着,传感器控制器4进行第二触摸检测动作(步骤S37)。在上述的步骤S33的第一触摸检测动作中以共振频率驱动多个驱动电极21中的每一驱动电极,但在步骤S37的第二触摸检测动作中,以非共振频率驱动多个驱动电极21中的每一驱动电极。由此,传感器控制器4将以非共振频率被驱动的各驱动电极21的检测值获取为检测线。

需要说明的是,在进行了第二触摸检测动作的情况下,能够基于通过执行步骤S37的处理而获取到的检测线与通过执行步骤S31的处理而获取到的基线的差值来检测触摸位置。另一方面,在基线检测动作和第二触摸检测动作中以非共振频率驱动了多个驱动电极21,因此在该第二触摸检测动作中无法检测出输入装置3的位置。

在执行步骤S37的处理时,传感器控制器4更新与输入装置区域2b对应的基线(步骤S38)。在这种情况下,传感器控制器4将通过执行步骤S37的处理而获取到的检测值中的、配置于与在步骤S35中被确定的输入装置区域2b重叠的位置的驱动电极21的检测值(也就是说,与输入装置区域2b对应的检测线)设为与该输入装置区域2b对应的基线。

接着,执行与图17所示的步骤S26和S27的处理相当的步骤S39和S40的处理。需要说明的是,步骤S40中的输入装置外区域2c是从触摸检测区域2a将在步骤S35中确定了的输入装置区域2b除去而得到的区域。

在步骤S39中判定为触摸位置已被检测出的情况下(步骤S39的“是”),不执行步骤S40的处理,回到步骤S32,反复进行处理。另外,在执行了步骤S40的情况下,回到步骤S32,反复进行处理。

另外,在上述的步骤S34中判定为输入装置3的位置未被检测出的情况下(步骤S34的“否”),执行与图17所示的步骤S28和S29的处理相当的步骤S41和S42的处理。

需要说明的是,在步骤S41中判定为触摸位置已被检测出的情况下(步骤S41的“是”),或者在执行了步骤S42的处理的情况下,回到步骤S32,反复进行处理。

根据上述的图18所示的传感器控制器4的第四处理,在检测出输入装置3的位置(也就是说,输入装置3配置于触摸面板2上)的情况下,利用通过以非共振频率驱动多个驱动电极21而获取的检测值(检测线)来更新与输入装置区域2b对应的基线。

即,通过区分共振的驱动和不共振的驱动来进行触摸检测动作,即使在持续配置有输入装置3的情况下,也能够更新与输入装置区域2b对应的基线。

需要说明的是,在图18所示的例子中示出交替地进行基于共振频率的第一触摸检测动作(共振频率下的触摸检测)和基于非共振频率的第二触摸检测动作(非共振频率下的触摸检测)的情况,但也可以例如针对n(n为2以上的整数)次第一触摸检测动作(输入装置3的位置检测)进行1次第二触摸检测动作(基线的更新)。能够在第一触摸检测动作时检测上述这样的输入装置3的位置,能够在第一触摸检测动作时和第二触摸检测动作时检测触摸位置,因此,这种情况下的输入装置3的位置检测的报告率成为触摸位置的检测的n/(n+1)。

还参照图19和图20的流程图,对用于更新与输入装置区域2b对应的基线的传感器控制器4的处理顺序的其它例进行说明。在此,主要描述与图17所示的处理的不同之处。在以下的说明中,为了方便,将图19和图20所示的处理称为传感器控制器4的第五处理。

在触摸面板2的电源已被接通的情况下,执行与上述的图17所示的步骤S21~S25的处理相当的步骤S51~S55的处理。需要说明的是,在图19和图20的说明中,为了方便,将在步骤S53中进行的触摸检测动作称为第一触摸检测动作。

在执行步骤S55的处理时,传感器控制器4更新与输入装置区域2b对应的基线(步骤S56)。在这种情况下,传感器控制器4将通过执行步骤S53的处理而获取到的检测值中的、配置于与在步骤S55中确定的输入装置区域2b重叠的位置的驱动电极21的检测值(也就是说,与输入装置区域2b对应的检测线)设为与该输入装置区域2b对应的基线。

在执行步骤S56的处理时,执行与图17所示的步骤S26和S27的处理相当的步骤S57和S58的处理。需要说明的是,在步骤S57中判定为触摸位置已被检测出的情况下(步骤S57的“是”),或者在执行了步骤S58的处理的情况下,执行以下的步骤S61的处理。

另一方面,在步骤S54中判定为输入装置3的位置未被检测出的情况下(步骤S54的“否”),执行与图17所示的步骤S28和S29的处理相当的步骤S59和S60的处理。需要说明的是,在步骤S59中判定为触摸位置已被检测出的情况下(步骤S59的“是”),或者在步骤S60的处理已被执行的情况下,执行以下的步骤S61的处理。

接着,传感器控制器4进行显示写入动作(步骤S61)。需要说明的是,该步骤S61的处理是与步骤S52的处理同样的处理。

在执行步骤S61的处理时,传感器控制器4进行第二触摸检测动作(步骤S62)。步骤S62中的第二触摸检测动作与在上述的图18中说明的第二触摸检测动作同样。即,在步骤S62的第二触摸检测动作中,以非共振频率驱动多个驱动电极21中的每一驱动电极,获取该各驱动电极21的检测值作为检测线。

在此,例如在上述的步骤S54中判定为输入装置3的位置已被检测出(也就是说,输入装置3配置于触摸面板2上)的情况下,执行步骤S62的处理的时点的与输入装置区域2b对应的基线是在步骤S53的第一触摸检测动作中获取到的检测值(也就是说,基于共振频率的检测值)。

另一方面,在步骤S62的第二触摸检测动作中,获取基于非共振频率的检测值作为检测线。

在这种情况下,例如即使在输入装置3所具备的导体31a及31b的位置发生了变化(也就是说,输入装置3已被操作)的情况下,即使在维持了该导体31a及31b的位置(也就是说,输入装置3未被操作)的情况下,通过计算与输入装置区域2b对应的检测线与基线的差值,也能够检测出该导体31a及31b的位置。

因此,传感器控制器4能够判定输入装置3的位置(也就是说,导体31a及31b的位置)是否已被检测出(步骤S63)。

在判定为输入装置3的位置已被检测出的情况下(步骤S63的“是”),执行与上述的步骤S55~S58的处理相当的步骤S64~S67的处理。需要说明的是,在步骤S66中判定为触摸位置已被检测出的情况下(步骤S66的“是”),或者在步骤S67的处理已被执行的情况下,回到步骤S52,反复进行处理。

另一方面,在步骤S63中判定为输入装置3的位置未被检测出的情况下(步骤S63的“否”),执行与上述的步骤S59和S60的处理相当的步骤S68和S69的处理。需要说明的是,在步骤S68中判定为触摸位置已被检测出的情况下(步骤S68的“是”),或者在步骤S69的处理已被执行的情况下,回到步骤S52,反复进行处理。

根据上述的图19和图20所示的传感器控制器4的第五处理,通过交替地进行基于共振频率的第一触摸检测动作和基于非共振频率的第二触摸检测动作,检测与前帧的差值,从而能够兼顾与输入装置区域2b相关的基线的更新和输入装置3(导体31a及31b)的位置检测。

在此,在图19和图20中,关于考虑了在触摸面板2中检测出触摸位置(也就是说,用户的手指的接触位置)的情况的处理进行了说明,但在不考虑该触摸位置的检测的情况下,可以是更简单的处理。

图21示出不考虑触摸位置的检测的情况下的传感器控制器4的处理顺序的一个例子。在以下的说明中,为了方便,将图21所示的处理称为传感器控制器4的第六处理。需要说明的是,关于传感器控制器4的第六处理简单地进行说明。

首先,传感器控制器4进行基线检测动作(步骤S71)。根据该基线检测动作,获取基于非共振频率的各驱动电极21的检测值作为基线。

接着,传感器控制器4进行第一触摸检测动作(步骤S72)。根据该第一触摸检测动作,获取基于共振频率的各驱动电极21的检测值作为检测线。

在此,通过执行步骤S71的处理而获取到的基线是基于非共振频率的基线,通过执行步骤S72的处理而获取到的检测线是基于共振频率的基线,因此能够通过计算该基线与检测线的差值来检测输入装置3(导体31a及31b)的位置。

在执行步骤S72的处理时,传感器控制器4基于通过执行上述的步骤S72的处理而获取到的检测线,来更新通过执行步骤S71的处理而获取到的基线(步骤S73)。

接着,传感器控制器4进行第二触摸检测动作(步骤S74)。根据该第二触摸检测动作,获取基于非共振频率的各驱动电极21的检测值作为检测线。

在此,在步骤S73中已被更新的基线是基于共振频率的基线,通过执行步骤S74的处理而获取到的检测线是基于非共振频率的检测线,因此通过计算该基线与检测线的差值,能够检测输入装置3(导体31a及31b)的位置。

在执行步骤S74的处理时,传感器控制器4基于通过执行上述的步骤S74的处理而获取到的检测线,进一步更新在步骤S73中已被更新的基线(步骤S75)。在执行步骤S75的处理时,回到步骤S72,反复进行处理。

在不考虑由用户的手指进行的触摸位置的检测的情况下,只要如图21所示交替地进行基于共振频率的第一触摸检测动作和基于非共振频率的第二触摸检测动作,以在该触摸检测动作中获取的检测值(检测线)来更新基线即可。

需要说明的是,在本实施方式中作为传感器控制器4的处理说明了第一~第六处理,但传感器控制器4只要执行该第一~第六处理中的至少一个即可。另外,也可以基于例如显示装置DSP(或者传感器装置1)的规格或者性能等来决定执行第一~第六处理中的哪个处理。而且,也可以将传感器控制器4的第一~第六处理适当地组合后执行。

如上所述在本实施方式中,在输入装置3的内部设置有包括导体31a及31b(第一和第二导体)的共振电路,该导体31a及31b在输入装置3配置于触摸面板2上的情况下,与该触摸面板2所具有的多个驱动电极21中的至少一个进行电容耦合。在本实施方式中,基于共振电路的共振频率对触摸面板所具有的多个驱动电极21中的每一驱动电极施加电压,从而检测导体31a及31b在触摸面板上的位置(坐标位置)。

在这种情况下,例如通过对与导体31a对置的驱动电极21施加电压来检测导体31a的位置,通过对与导体31b对置的驱动电极21施加电压来检测导体31b的位置。需要说明的是,本实施方式的共振电路构成为电感器L和电容器C在导体31a及31b之间以并联方式连接的电路。

在本实施方式中,能够通过这种构成来增大用于检测输入装置3的物理状态的检测值,因此能够抑制针对该输入装置3的误检测,能够以高精度检测用户对配置于触摸面板2上的输入装置3的操作。

需要说明的是,在本实施方式的输入装置3构成为旋钮(图1所示的输入装置3a)的情况下,能够检测使配置于触摸面板2上的旋钮旋转时的导体31a及31b的位置(也就是说,检测使旋钮旋转的用户的操作)。

在本实施方式中主要说明了输入装置3是旋钮,但该输入装置3例如也可以是把手(图1所示的输入装置3b)、按钮(图1所示的输入装置3c)以及滑动件(图1所示的输入装置3d)等。

在此,图22示出输入装置3c(按钮)的平面结构的一个例子。如图22所示,在输入装置3c(非导体32)的内部设置有具备导体31a及31b、电感器L以及电容器C的共振电路(LC电路)。另外,该输入装置3构成为在该输入装置3被按下时导体31a及31b与触摸面板2接触或者接近(也就是说,与多个驱动电极21中的至少一个进行电容耦合)。由此,通过检测输入装置3c被按下时的导体31a及31b的位置,从而能够检测按下该输入装置3c(按钮)的用户的操作。

另外,图23示出输入装置3d(滑动件)的平面结构的一个例子。如图23所示,在输入装置3c(非导体32)的内部设置有具备导体31a及31b、电感器L以及电容器C的共振电路(LC电路)。另外,该输入装置3d构成为能够使第二部件沿着形成为在一个方向上延长的第一部件滑动。在这种情况下,导体31a配置于第一部件的内部,导体31b配置于第二部件的内部。另外,导体31a及31b在输入装置3d配置于触摸面板2上的期间处于与该触摸面板接触或者接近了的状态。由此,通过检测第二部件沿着第一部件滑动时的导体31a及31b的位置,能够检测使该第二部件滑动的用户的操作。

在此,关于输入装置3c(按钮)和3d(滑动件)进行了说明,虽然非导体32的形状和大小不同,但关于输入装置3b(把手)设为大致与输入装置3a同样的内部结构。由此,能够检测使输入装置3b(把手)旋转的用户的操作。

需要说明的是,如图24所示,也可以在输入装置3的内部设置有例如包括电容器C1和C2的共振电路。根据这种输入装置3,例如能够在进行了针对输入装置3的操作时,将该输入装置3内部的电路发生变化(例如,电路内的两点短路且不再是共振电路,或者电容或感应变化且共振频率变化)所引起的共振的变化检测为用户的操作。在图24中示出输入装置3是按钮的情况,但图24所示的构成也可以应用于按钮以外的其它输入装置。

在本实施方式中,配置于触摸面板2上的输入装置3只要是在内部设置有包括导体31a及31b的共振电路的输入装置即可,也可以是上述的输入装置3a~3d以外的输入装置。

另外,在本实施方式中,在触摸面板2的电源接通时,通过基于共振电路的非共振频率对触摸面板2所具有的多个驱动电极21中的每一驱动电极施加电压从而获取基线(该多个驱动电极21中的每一驱动电极的第一检测值)。另外,通过基于共振电路的共振频率对触摸面板所具有的多个驱动电极21中的每一驱动电极施加电压从而获取检测线(该多个电极21中的每一电极的第二检测值)。在本实施方式中,通过比较该基线和检测线来检测导体31a及31b的位置。

在本实施方式中,通过这种构成,能够检测触摸面板2(显示装置DSP)在电源接通时(也就是说,启动时)的输入装置3的初始状态(导体31a及31b的初始位置),能够检测基于从该初始状态起的导体31a及31b的位置变化的用户的操作。

另外,在本实施方式中,也可以将多个驱动电极21兼用作图像显示用的电极(共用电极),分时地进行显示写入动作(第一动作)和触摸检测动作(第二动作)。根据这种构成,能够实现显示装置DSP的薄型化。

而且,在本实施方式中,检测输入装置3(导体31a及31b)的位置,但在从输入装置外区域2c并未检测出触摸位置(用户的手指等其它物体的位置)的情况下,使用与该输入装置外区域2c对应的检测线来更新与该输入装置外区域2c对应的基线。

另外,在本实施方式中也可以是,在输入装置3的位置已被检测出的情况下,基于非共振频率来获取与输入装置区域2b对应的检测线(第三检测值),基于该检测线来更新与输入装置区域2b对应的基线。

而且,在本实施方式中也可以是,与输入装置3的位置的检测和非检测无关地基于共振电路的非共振频率进一步获取与触摸检测区域2a对应的检测线(通过对触摸面板2所具有的多个电极中的每一电极施加电压从而获取多个驱动电极21中的每一驱动电极的第三检测值),基于该检测线来更新基线。

在本实施方式中,通过执行上述的处理的构成,例如即使在各驱动电极21的检测值随着环境的变化等变化的情况下,也能够使用适当的基线进行精度高的触摸检测动作。

(第二实施方式)

接着,关于第二实施方式进行说明。在前述的第一实施方式中关于具备自静电电容方式的触摸面板的传感器装置进行了说明,但在本实施方式中,在传感器装置具备进行互静电电容方式的触摸检测的触摸面板(以下称为互电容方式的触摸面板)这一点与该第一实施方式不同。

需要说明的是,关于本实施方式的传感器装置的外观与前述的第一实施方式相同,因此在此省略其详细说明。

图25示出本实施方式的传感器装置1的构成的一个例子。需要说明的是,在图25中,对与前述的图2同样的部分标注相同的附图标记,省略其详细说明。在此,主要描述与图2不同的部分。

如图25所示,传感器装置1具备触摸面板2、输入装置3、显示控制器(显示驱动器)4a以及触摸控制器(触摸驱动器)4b。

触摸面板2是互静电电容方式的触摸面板,具备多个驱动电极Tx和多个检测电极Rx。多个驱动电极Tx在一个方向上隔着间隔排列。另一方面,多个检测电极Rx以与驱动电极Tx交叉的方式隔着间隔排列。在图25所示的例子中,多个驱动电极Tx例如在第二方向Y上延伸,在第一方向X上并排配置。另一方面,多个检测电极Rx例如在第一方向X上延伸,在第二方向Y上并排配置。在这种触摸面板2中,多个驱动电极Tx中的每一驱动电极与多个检测电极Rx中的每一检测电极交叉的区域相当于触摸检测区域2a。

需要说明的是,多个驱动电极Tx例如兼用作图像显示用的电极(共用电极),经由配线与显示控制器4a连接。多个检测电极Rx经由配线与触摸控制器4b连接。

输入装置3配置于触摸面板2上。输入装置3只要是前述的图1所示的输入装置3a~3d中的至少一个即可。在以下的说明中,主要说明输入装置3是输入装置3a的情况。

显示控制器4a和触摸控制器4b相当于控制触摸面板2的传感器控制器。显示控制器4a对多个驱动电极Tx中的每一驱动电极施加规定的电压(驱动信号COM)。由此,多个驱动电极Tx中的每一驱动电极在与配置于与该驱动电极Tx交叉的位置的检测电极Rx之间产生电容(互静电电容)。触摸控制器4b获取检测电极Rx的检测值,检测用户对输入装置3的操作。另外,触摸控制器4b也能够检测例如用户的手指对输入装置外区域2c的接触或者接近(也就是说,用户通过手指进行的操作)。触摸控制器4b的检测结果例如输出到外部的主机装置10等。在主机装置10中,执行与检测结果(用户的操作)相应的处理。

需要说明的是,显示控制器4a与在搭载触摸面板2的显示装置的显示区域配置的多个像素和栅极驱动电路5等连接,在该显示区域显示图像。

图26示出搭载传感器装置1的显示装置DSP的剖面结构的一个例子。需要说明的是,在图26中,对与前述的图3同样的部分标注相同的附图标记,省略其详细说明。在此,主要描述与图3不同的部分。

在前述的第一实施方式中第一基板SUB1具备多个驱动电极21,但在本实施方式中,第一基板SUB1具备多个驱动电极(共用电极)Tx,并且第二基板SUB2具备检测电极Rx。

需要说明的是,虽然在图26中并未示出,但是上述的显示控制器4a例如配置于第一基板SUB1上,触摸控制器4b例如配置于连接到第二基板SUB2的柔性配线基板上。

在图26中示出触摸面板2内置于显示面板PNL的内嵌型的显示装置DSP,但显示装置DSP也可以是触摸面板2设置成与显示面板PNL重叠的外嵌型或者外置型。

在此,在本实施方式中配置于触摸面板2上的输入装置3的构成如在前述的第一实施方式中说明的。即,在输入装置3的内部设置有具备导体31a、31b、电感器L以及电容器C的共振电路(LC电路)。需要说明的是,在此省略共振电路的电路构成的说明。

以下,使用图27对使用设置于输入装置3的内部的共振电路的触摸检测动作的基本原理进行说明。需要说明的是,在图27所示的共振电路中省略了电阻R。

需要说明的是,在本实施方式中进行互静电电容方式的触摸检测(动作),因此如图27所示,驱动电极Tx经由开关24与规定的电压Vdd连接。另外,检测电极Rx经由开关26与检测器25连接。需要说明的是,检测电极Rx在开关26处于打开状态的情况下与检测器25连接,在开关26处于关闭状态的情况下连接到GND。

在图27中,关于对配置于与导体31b对置的位置的驱动电极Tx施加电压的情况下的共振电路的动作进行说明。将这种情况下的导体31a(电容耦合部)的电压设为V1,将导体31b(电容耦合部)的电压设为V2,将驱动电极Tx的电压设为V3。在本实施方式中多个驱动电极Tx中的每一驱动电极被依次驱动,因此在对配置于与导体31a对置的位置的驱动电极Tx施加电压的情况下,导体31a成为连接到GND的状态。

需要说明的是,在这种共振电路中,例如在以配置于与电容耦合部(导体31a及31b)对置的位置的驱动电极21中的一方为基准时另一方以共振频率振动的情况下发生共振。在共振电路中发生共振的情况下,导体31a及31b以反相共振。

另外,在图27中,将导体31a与触摸面板2侧的电极之间的电容(静电电容)标记为C1,将共振电路所包括的电容器C的电容标记为C2,将导体31b和配置于与该导体31b对置的位置的驱动电极Tx之间的电容标记为CTx,将导体31b和配置于与该导体31b对置的位置的检测电极Rx之间的电容标记为CRx,将配置于与导体31a对置的位置的驱动电极Tx和检测电极Rx之间的电容标记为CTxRx。

在此,图28示出上述的触摸检测动作中的各电压V1~V3、从检测器25输出的检测值(输出)、以及开关26(SW)的状态的关系的一个例子。

在触摸检测动作中的时刻t1开关24切换为Vdd的瞬间,电流不会流过共振电路的电感器L,通过电容分配在V1-V2之间产生电位差。

在这种情况下,V2和V3的电压上升,因此电流从检测器25侧流入Rx,检测器25的输出侧的电位减少。

接着,在时刻t1以后在V1-V2之间产生电位差,因此电流开始流过电感器L(也就是说,以通过电感器L和电容器C确定的共振频率开始共振)。

作为这样电流流过电感器L的结果,V2的电位下降,因此电流从检测器25侧流入导体31b,检测器25的输出侧的电位上升。

如图29所示,通过反复进行上述的动作从而共振电路中的共振的振幅变大,在每一检测期间充电到检测器25的电荷变大。

在此,关于基于共振频率对与导体31b对置的驱动电极Tx施加电压(也就是说,以共振频率驱动驱动电极Tx)的情况进行了说明,但在对与导体31a对置的驱动电极Tx施加电压的情况下,也进行同样的动作。

需要说明的是,关于本实施方式中的检测用户的操作时的传感器装置1(触摸面板2)的动作,如在前述的第一实施方式中已说明的,因此在此省略其详细说明。在前述的第一实施方式中由传感器控制器4执行的处理在本实施方式中由显示控制器4a和触摸控制器4b执行。具体地说,将多个驱动电极Tx中的每一驱动电极以非共振频率和共振频率进行驱动的处理和显示写入动作是由显示控制器4a执行的,其它处理是由触摸控制器4b执行的。

如上所述,在本实施方式中,即使在传感器装置1具备互静电电容方式的触摸面板2的情况下,通过在输入装置3的内部设置包括导体31a及31b的共振电路,也能够与前述的第一实施方式同样地以高精度检测用户对在触摸面板2上配置的输入装置3的操作。

在此,本实施方式的传感器装置1具备互静电电容方式的触摸面板2,但根据用户对输入装置3的操作的不同,如图30所示,有时该输入装置3所具备的导体31a及31b配置成与相同的驱动电极Tx对置(重叠)。

在这种情况下,即使对与导体31a及31b对置的驱动电极Tx施加电压,由于在该导体31a及31b之间不产生电位差,因此也无法检测输入装置3(导体31a及31b)的位置。

另外,根据用户对输入装置3的操作的不同,如图31所示,有时该输入装置3所具备的两个导体31a及31b配置成与相同的检测电极Rx对置(重叠)。

在这种情况下,两个导体31a及31b以反相共振从而被抵消,检测电极Rx不产生电位,因此无法将共振所引起的电位变化获取为检测值。因此,无法检测输入装置3(导体31a及31b)的位置。

即,本实施方式中,如上所述在导体31a及31b与相同的驱动电极Tx对置的情况以及与相同的检测电极Rx对置时,有可能无法检测输入装置3的位置。

因此,在本实施方式中,在输入装置3配置于触摸面板2上的情况下,输入装置3构成为:与导体31a(第一导体)对置的驱动电极Tx(第一电极)不同于与导体31b(第二导体)对置的驱动电极Tx,并且与导体31a对置的检测电极Rx(第二电极)不同于与导体31b对置的检测电极Rx。

在此,图32示出非导体32构成为旋钮的形状的输入装置3(输入装置3a)的平面结构的一个例子。在图32中,示出导体31b例如在非导体32的内部形成为C字状的例子。

根据这种输入装置3,如图33所示,能够使与导体31a对置的驱动电极Tx不同于与导体31b对置的驱动电极Tx。另外,根据该输入装置3,如图34所示,能够使与导体31a对置的检测电极Rx不同于与导体31b对置的检测电极Rx。在这种情况下,能够避免在上述的图30和图31中说明的这种无法检测出输入装置3(导体31a及31b)的位置的情况。

需要说明的是,图32所示的输入装置3(导体31a及31b)是一个例子,若导体31a及31b形成为不能产生与导体31a及31b中的每一导体对置的驱动电极Tx一致的状态、以及与该导体31a及31b中的每一导体对置的检测电极Rx一致的状态,则该导体31a及31b的形状和大小也可以与图32所示的不同。

另外,在输入装置3是按钮(输入装置3c)的情况下,例如若如前述的图22所示,形成有导体31a及31b,则能够避免无法检测出该导体31a及31b的位置的情况。

同样地,在输入装置3是滑动件(输入装置3d)的情况下,例如若如前述的图23所示,形成有导体31a及31b,则能够避免无法检测出该导体31a及31b的位置的情况。

如以上说明的,根据各实施方式,能够提供以高精度检测用户的操作的传感器装置。

以下,对本实施方式的发明进行备注。

[C1]

一种传感器装置,其中,具备:

静电电容型的触摸面板,具有多个电极;

输入装置,构成为包括第一导体和第二导体的共振电路被非导体覆盖;以及

传感器控制器,控制所述触摸面板,

在所述触摸面板上配置有所述输入装置的情况下或者配置于所述触摸面板上的所述输入装置已被操作的情况下,所述第一导体和所述第二导体中的每一导体与该触摸面板所具有的多个电极中的至少一个电极进行电容耦合,

所述传感器控制器通过基于所述共振电路的共振频率对所述触摸面板所具有的多个电极中的每一电极施加电压,从而检测所述第一导体和所述第二导体在所述触摸面板上的位置。

[C2]

根据[C1]所述的传感器装置,其中,

所述多个电极包括:第一电极和第二电极,在所述输入装置配置于所述触摸面板上时,所述第一电极与所述第一导体对置,所述第二电极与所述第二导体对置,

所述传感器控制器通过对所述第一电极施加电压从而检测所述第一导体的位置,通过对所述第二电极施加电压从而检测所述第二导体的位置。

[C3]

根据[C1]所述的传感器装置,其中,

所述共振电路是电感器和电容器在所述第一导体与所述第二导体之间以并联方式连接的电路。

[C4]

根据[C1]所述的传感器装置,其中,

所述输入装置构成为以旋转轴为中心旋转自如的旋钮,

所述第一导体和所述第二导体被所述旋钮保持,配置于以所述旋转轴为中心的圆周上的一部分,

所述传感器控制器检测使配置于所述触摸面板的旋钮旋转时的所述第一导体和所述第二导体的位置。

[C5]

根据[C1]所述的传感器装置,其中,

所述输入装置构成为能够切换已被按下的第一状态和未被按下的第二状态的按钮,

所述第一导体和所述第二导体配置于所述输入装置内,使得:在所述第一状态下与所述触摸面板所具有的多个电极中的至少一个电极进行电容耦合,在所述第二状态下与所述触摸面板所具有的多个电极不进行电容耦合,

所述传感器控制器检测所述输入装置处于所述第一状态时的所述第一导体和所述第二导体的位置。

[C6]

根据[C1]所述的传感器装置,其中,

所述输入装置构成为滑动件,所述滑动件包括:第一部件,形成为至少在一个方向上延长;以及第二部件,形成为能够沿着该第一部件滑动,

所述第一导体配置于所述第一部件的内部,

所述第二导体配置于所述第二部件的内部,

所述传感器控制器检测使所述第二部件相对于所述第一部件滑动时的所述第一导体和所述第二导体的位置。

[C7]

根据[C1]所述的传感器装置,其中,

所述传感器控制器基于所述触摸面板所具有的多个电极中的每一电极的自静电电容来检测所述第一导体和所述第二导体的位置。

[C8]

根据[C1]所述的传感器装置,其中,

所述触摸面板所具有的多个电极包括:多个第一电极,以在第一方向上延伸的方式在与所述第一方向交叉的第二方向上排列配置;以及多个第二电极,以在所述第二方向上延伸的方式在所述第一方向上排列配置,

所述传感器控制器基于所述多个第一电极与所述多个第二电极之间的互静电电容来检测所述第一导体和所述第二导体的位置。

[C9]

根据[C1]所述的传感器装置,其中,

在所述触摸面板上配置有所述输入装置的情况下,所述第一导体和所述第二导体分别与所述多个第一电极中的至少一个电极对置,

在所述触摸面板上配置有所述输入装置的情况下,所述第一导体和所述第二导体分别与所述多个第二电极中的至少一个电极对置,

与所述第一导体对置的第一电极不同于与所述第二导体对置的第一电极,并且与所述第一导体对置的第二电极不同于与所述第二导体对置的第二电极。

[C10]

根据[C1]所述的传感器装置,其中,

所述传感器控制器进行如下操作:

在所述触摸面板的电源接通时,通过基于所述共振电路的非共振频率对所述触摸面板所具有的多个电极中的每一电极施加电压,从而获取该多个电极中的每一电极的第一检测值,

通过基于所述共振电路的共振频率对所述触摸面板所具有的多个电极中的每一电极施加电压,从而获取该多个电极中的每一电极的第二检测值,

通过比较所述第一检测值和所述第二检测值,从而检测所述第一导体和所述第二导体的位置。

[C11]

根据[C10]所述的传感器装置,其中,

所述触摸面板搭载于显示装置,

所述传感器控制器分时地进行:第一动作,在所述显示装置显示图像;以及第二动作,检测所述第一导体、所述第二导体及其它物体在所述触摸面板上的位置。

[C12]

根据[C11]所述的传感器装置,其中,

所述传感器控制器进行如下操作:

在检测出所述第一导体和所述第二导体的位置、并且从配置有所述输入装置的第一区域以外的第二区域检测不出所述其它物体的位置的情况下,基于通过对与所述第二区域对应的电极施加电压从而获取到的第二检测值,来更新通过对与该第二区域对应的电极施加电压从而获取到的第一检测值,

使用所述更新后的第一检测值进一步检测所述第一导体和所述第二导体的位置。

[C13]

根据[C12]所述的传感器装置,其中,

所述传感器控制器进行如下操作:

在检测出所述第一导体和所述第二导体的位置的情况下,通过基于所述共振电路的非共振频率对与所述第一区域对应的电极施加电压,从而进一步获取该多个电极中的每一电极的第三检测值,

基于所述第三检测值来更新通过对与所述第一区域对应的电极施加电压从而获取到的第一检测值,

使用所述更新后的第一检测值进一步检测所述第一导体和所述第二导体的位置。

[C14]

根据[C10]所述的传感器装置,其中,

所述传感器控制器进行如下操作:

通过基于所述共振电路的非共振频率对所述触摸面板所具有的多个电极中的每一电极施加电压,从而进一步获取该多个电极中的每一电极的第三检测值,

基于所述第三检测值来更新所述第一检测值,

使用所述更新后的第一检测值进一步检测所述第一导体和所述第二导体的位置。

[C15]

一种输入装置,其中,配置于具有多个电极的静电电容型的触摸面板上使用,具备:

第一导体;

第二导体;

共振电路,包括所述第一导体和所述第二导体;以及

非导体,形成为覆盖所述共振电路,

在所述触摸面板上配置有所述输入装置的情况下或者配置于所述触摸面板上的所述输入装置已被操作的情况下,所述第一导体和所述第二导体中的每一导体与该触摸面板所具有的多个电极中的至少一个电极进行电容耦合,

所述第一导体和所述第二导体在所述触摸面板上的位置是通过基于所述共振电路的共振频率对所述触摸面板所具有的多个电极中的每一电极施加电压而被检测出的。

[C16]

一种传感器装置所执行的方法,其中,所述传感器具备:静电电容型的触摸面板,具有多个电极;输入装置,构成为包括第一导体和第二导体的共振电路被非导体覆盖;以及传感器控制器,控制器控制所述触摸面板,所述方法具备如下步骤:

在所述触摸面板上配置有所述输入装置的情况下或者配置于所述触摸面板上的所述输入装置已被操作的情况下,所述第一导体和所述第二导体中的每一导体与该触摸面板所具有的多个电极中的至少一个电极进行电容耦合;

基于所述共振电路的共振频率对所述触摸面板所具有的多个电极中的每一电极施加电压;以及

检测所述第一导体和所述第二导体在所述触摸面板上的位置。

对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子给出的,并非旨在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其它各种方式来实施,能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包括在发明的范围或主旨中,并且包括在与权利要求书所记载的发明及与其等同的范围内。

附图标记说明

1:传感器装置;2:触摸面板;3、3a、3b、3c、3d:输入装置;4:传感器控制器;4a:显示控制器;4b:触摸控制器;5:栅极驱动电路;10:主机装置;21:驱动电极;22、24:开关;23、25:检测器;31a、31b:导体,32:非导体;,L:电感器;C:电容器,Tx:驱动电极;Rx:检测电极。

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