(57)【要約】      （修正有）【課題】汎用性の高い電子機器および電子機器の制御方法を提供する。【解決手段】第１電極と対向して配置され、第１方向Ｘに沿って配置された複数の電極パタンを含む第２電極と、第２電極と対向して配置され、第２方向Ｙに沿って配置された複数の電極パタンを含む第３電極と、を備えた表示デバイス１０と、入力されたグラフィックデータに基づく映像表示信号を第１電極へ出力するとともに、第２電極に駆動信号Ｔｘあるいは共通電圧ＶＣＯＭを印加するドライバ３０と、センサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭと第２電極の駆動する電極パタンおよび駆動ライン数を示す信号とをドライバ３０へ出力するとともに、ローデータ（Raw data）を出力する検出回路２０と、センサ検出値Ｒｘのサンプリングレート制御信号を検出回路２０へ出力し、ローデータに基づく入力情報に基づいてグラフィックデータを生成するアプリケーションプロセッサ４０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の第１電極と、前記第１電極と対向して配置され、第１方向に沿って延びるとともに前記第１方向と交差する第２方向に並んで配置された複数の電極パタンを含む第２電極と、前記第２電極と対向して配置され、前記第２方向に沿って延びるとともに前記第１方向に並んで配置された複数の電極パタンを含む第３電極と、を備えた表示デバイスと、
入力されたグラフィックデータに基づく映像表示信号を前記第１電極へ出力するとともに、前記２電極にセンサ駆動信号あるいは共通電圧を印加するディスプレイドライバ回路と、
センサ駆動タイミング信号と前記第２電極の駆動する電極パタンおよび駆動ライン数を示すスキャンライン信号とを前記ディスプレイドライバ回路へ出力するとともに、前記第２電極にセンサ駆動信号が印加されたタイミングにおける前記第３電極の電極パタンの電圧値に基づく３次元情報を含むローデータを出力する検出回路と、
前記第３電極の電極パタンの電圧値をサンプリングするサンプリングレート制御信号を前記検出回路へ出力し、前記検出回路から前記ローデータを受信して前記ローデータに基づく入力情報を検出するとともに前記入力情報に基づいて前記表示デバイスに表示する映像の前記グラフィックデータを生成するアプリケーションプロセッサと、を備えた電子機器。
【請求項２】
前記アプリケーションプロセッサは、前記ローデータに基づいて３次元のイメージデータを生成するイメージデータ生成手段と、前記イメージ生成手段で生成されたイメージデータを用いて部分スキャンを行う領域を演算する部分スキャン領域演算部をさらに備えた請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記部分スキャン領域演算部は、前記第２電極の電極パタンの駆動ライン数を含むスキャンエリア信号を前記検出回路へ出力する請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
センサ検出値をサンプリングするサンプリングレート制御信号を出力し、
前記センサ検出値に基づくローデータを受信して前記ローデータに基づいて３次元のイメージデータを生成し、
生成された前記イメージデータを用いて部分スキャンを行うか否か判断し、部分スキャンを行う場合に部分スキャンを行う領域をさらに演算し、
部分スキャンを行う領域と前記第２電極の電極パタンの駆動ライン数を含むスキャンエリア信号を出力する電子機器の制御方法。
【請求項５】
前記ローデータに基づく入力情報を検出するとともに前記入力情報に基づいて表示デバイスに表示する映像のグラフィックデータを生成して出力する請求項４記載の電子機器の制御方法。
【請求項６】
部分スキャンを行う際の前記第２電極の電極パタンの駆動ライン数は、前回のスキャンの際の駆動ライン数よりも少ない請求項４又は請求項５記載の電子機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電子機器および電子機器の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、スマートフォン、タブレッド端末、及び、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯可能な電子機器が普及している。これらの電子機器は、例えば表示パネルと一体となった入力パネルを有する。入力パネルは、例えばユーザが表示画面に接触したときに、接触した位置を検出する。入力パネルは、例えば静電容量の変化を検出するセンサを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４４９５８号公報
【特許文献２】特開２０１２−４８２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、汎用性の高い電子機器および電子機器の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の電子機器によれば、マトリクス状に配置された複数の第１電極と、前記第１電極と対向して配置され、第１方向に沿って延びるとともに前記第１方向と交差する第２方向に並んで配置された複数の電極パタンを含む第２電極と、前記第２電極と対向して配置され、前記第２方向に沿って延びるとともに前記第１方向に並んで配置された複数の電極パタンを含む第３電極と、を備えた表示デバイスと、入力されたグラフィックデータに基づく映像表示信号を前記第１電極へ出力するとともに、前記２電極にセンサ駆動信号あるいは共通電圧を印加するディスプレイドライバ回路と、センサ駆動タイミング信号と前記第２電極の駆動する電極パタンおよび駆動ライン数を示すスキャンライン信号とを前記ディスプレイドライバ回路へ出力するとともに、前記第２電極にセンサ駆動信号が印加されたタイミングにおける前記第３電極の電極パタンの電圧値に基づく３次元情報を含むローデータを出力する検出回路と、前記第３電極の電極パタンの電圧値をサンプリングするサンプリングレート制御信号を前記検出回路へ出力し、前記検出回路から前記ローデータを受信して前記ローデータに基づく入力情報を検出するとともに前記入力情報に基づいて前記表示デバイスに表示する映像のグラフィックデータを生成するアプリケーションプロセッサと、を備えた電子機器が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、汎用性の高い電子機器および電子機器の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一実施形態の電子機器の一構成例を概略的に示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示すセンサ付き表示デバイスの一構成例を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示すセンサ付き表示デバイスの共通電極と検出電極との一構成例を説明するための斜視図である。
【図４】図４は、静電容量型センサの駆動信号と検出信号との一例を示す図である。
【図５】図５は、図１に示す電子機器のアプリケーションプロセッサのデータ処理部の一構成例を概略的に示すブロック図である。
【図６】図６は、一実施形態の電子機器の制御方法の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、一実施形態の電子機器の制御方法の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、センサ処理部の比較器に入力されるセンサ検出値Ｒｘの一例を示す図である。
【図９】図９は、センサ処理部の比較器に入力されるセンサ検出値Ｒｘの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、センサ処理部から出力されるローデータ（Raw data）の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、センサ処理部から出力されるローデータ（Raw data）の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の電子機器および電子機器の制御方法について図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１は、一実施形態の電子機器の一構成例を概略的に示すブロック図である。
【００１０】
本実施形態の電子機器は、センサ付き表示デバイス１０と、検出回路２０と、ディスプレイドライバ回路３０と、アプリケーションプロセッサ４０と、を備えている。
【００１１】
センサ付き表示デバイス１０は、表示デバイスとセンサとを備えている。センサ付き表示デバイス１０は、検出回路２０へセンサの検出値Ｒｘを出力するとともに、ディスプレイドライバ回路３０から受信した映像表示信号Ｓｉｇｘに従って映像を表示しセンサ駆動信号Ｔｘに従ってセンサを駆動する。
【００１２】
検出回路２０は、センサ付き表示デバイス１０から受信した検出値Ｒｘをデジタル信号に変換処理したローデータ（Raw data）を生成し、アプリケーションプロセッサ４０へ出力する。
【００１３】
また、検出回路２０は、アプリケーションプロセッサ４０から受信したサンプリングレートおよびスキャンエリア信号に従って、センサの駆動タイミングを制御する制御信号ＥＸＶＣＯＭをディスプレイドライバ回路３０へ出力する。
【００１４】
検出回路２０は、積分回路２１と、Ａ／Ｄ変換器２２と、フィルタ２４と、タイミングコントローラＴＣＯＮと、を備えている。
【００１５】
積分回路２１は、共通電極ＣＥの電極パタン（Ｔｘ）と検出電極ＳＥの電極パタン（Rx）間の容量を電圧に変換して、Ａ／Ｄ変換器２２へ出力する。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換器２２は、積分回路２１から受信した積分値を所定のタイミングでサンプリングしてデジタル信号に変換し、フィルタ２４へ出力する。Ａ／Ｄ変換器２２のサンプリングタイミングは、タイミングコントローラＴＣＯＮにより制御されている。
【００１７】
フィルタ２４は、例えばＦＩＲフィルタ等のデジタルフィルタを含む。フィルタ２４の演算では、例えばアプリケーションプロセッサ４０から送信された係数を用いる。フィルタ２４は、演算処理後の値をローデータ（Raw data）としてアプリケーションプロセッサ４０へ出力する。すなわち、ローデータ（Raw data）は、センサ検出値Ｒｘノイズ成分を除去したデジタルデータである。
【００１８】
図８および図９は、積分回路２１に入力されるセンサ検出値Ｒｘの一例を示す図である。図８では、ユーザの指等がセンサの近傍にないときのセンサ検出値Ｒｘの一例を示している。図９では、ユーザの指等がセンサの近にあるときのセンサ検出値Ｒｘの一例を示している。
【００１９】
積分回路２１が受信するセンサ検出値Ｒｘは、共通電極ＣＥの各電極パタン（あるいは電極パタン群）にセンサ駆動信号Ｔｘが供給された際の検出電極ＳＥの出力値であって、共通電極ＣＥの電極パタン（あるいは電極パタン群）と検出電極ＳＥの電極パタンとが交差する位置座標とその位置における物理量（電極間容量値あるいは検出電極電圧値）との情報を有する３次元情報である。
【００２０】
なお、図８および図９では、幅方向および奥行方向に位置座標、高さ方向に物理量をとってセンサ検出値Ｒｘをプロットしている。
【００２１】
図１０および図１１は、検出回路２０から出力されるローデータ（Raw data）の一例を示す図である。図１０では、ユーザの指等がセンサの近傍にないときのローデータ（Raw data）の一例を示している。図１１では、ユーザの指等がセンサの近にあるときのローデータ（Raw data）の一例を示している。
【００２２】
検出回路２０のフィルタ２４から出力されるローデータ（Raw data）は、センサ検出値Ｒｘと同様に、共通電極ＣＥの電極パタン（あるいは電極パタン群）と検出電極ＳＥの電極パタンとが交差する位置座標とその位置における物理量（電極間容量値あるいは検出電極電圧値）との情報を有する３次元情報である。ローデータ（Raw data）は、センサ検出値Ｒｘからノイズ成分を除去して、ユーザの指等の位置がより顕著に表れるよう処理されている。
【００２３】
なお、図１０および図１１では、幅方向および奥行方向に位置座標、高さ方向に物理量をとってローデータ（Raw data）をプロットしている。
【００２４】
タイミングコントローラＴＣＯＮは、アプリケーションプロセッサ４０からスキャンエリア（Scan area）信号およびサンプリングレート制御信号（Sampling rate cont.）を受信するとともに、ディスプレイドライバ回路３０から表示タイミング信号（Display timing）を受信する。
【００２５】
タイミングコントローラＴＣＯＮは、サンプリングレート制御信号および表示タイミング信号に基づいてＡ／Ｄ変換器２２およびフィルタ２４へサンプリング信号を出力する。したがって、表示デバイス１０の映像表示タイミングとセンサのサンプリング動作とが互いに同期して行われることとなる。タイミングコントローラＴＣＯＮは、スキャンエリア信号に基づいた駆動ライン位置を示すスキャンライン信号（Scan line）を出力する。
【００２６】
このスキャンライン信号（Scan line）は、共通電極ＣＥの電極パタンのうちの駆動する電極パタンの識別値、駆動単位（１又は複数のライン）あるいは間引き間隔（１又は複数ライン）等の情報を含む。
【００２７】
また、タイミングコントローラＴＣＯＮは、サンプリングレート制御信号および表示タイミング信号に基づいてセンサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭを生成し、ディスプレイドライバ回路３０へ出力する。したがって、映像表示タイミングとセンサ駆動タイミングとが互いに同期して行われることとなる。
【００２８】
ディスプレイドライバ回路３０は、アプリケーションプロセッサ４０から受信したグラフィックデータを、表示デバイスで表示可能に処理して映像表示信号Ｓｉｇｘおよび共通電圧ＶＣＯＭを出力する。また、ディスプレイドライバ回路３０は、検出回路２０から受信した制御信号ＥＸＶＣＯＭに従って、センサ駆動信号Ｔｘを出力する。
【００２９】
ディスプレイドライバ回路３０は、センサ駆動信号分配回路３２と、メモリ３６と、Ｄ／Ａ変換器３４と、を備えている。
【００３０】
センサ駆動信号分配回路３２は、検出回路２０からスキャンライン信号を受信し、センサ駆動信号Ｔｘを印加するパタン電極や駆動ライン数を設定する駆動電極信号ＴＡを出力する。
【００３１】
メモリ３６は、ラインメモリやＶＲＡＭ（video random access memory）等の記録手段を備えている。メモリ３６にはアプリケーションプロセッサ４０から出力されたグラフィックデータ（Graphic）が格納される。
【００３２】
Ｄ／Ａ変換器３４は、メモリ３６に格納されたグラフィックデータを所定のタイミングで読みだし、グラフィックデータをアナログ信号に変換した映像信号Ｓｉｇｘおよび共通電圧ＶＣＯＭを出力する。Ｄ／Ａ変換器３４の出力信号は、バッファを介してセンサ付き表示デバイス１０へ出力される。
【００３３】
また、ディスプレイドライバは、検出回路２０から受信したセンサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭを、バッファを介してセンサ付き表示デバイス１０へ出力する。
【００３４】
アプリケーションプロセッサ４０は、検出回路２０から受信したローデータ（Raw data）を用いて様々な処理を行い、ユーザの指先やペン先の位置等の入力情報を検出するとともに、例えば検出されたユーザの指先やペン先の座標等の入力情報に基づいてセンサ付き表示デバイス１０に表示する映像のグラフィックデータを生成する。
【００３５】
アプリケーションプロセッサ４０は、データ処理部４２と、ライブラリ部４４と、Gesture生成部４６と、ソフトウエア部４８と、グラフィック生成部ＧＧと、を備えている。
【００３６】
データ処理部４２は、検出回路２０からローデータ（Raw data）を受信し、ユーザの指先やペン先の位置等を演算して出力するとともに、受信したローデータ（Raw data）から３次元のイメージデータを生成して出力する。
【００３７】
ライブラリ部４４は、データ処理部４２から出力された３次元のイメージデータを受信し、例えば予め格納されたデータに基づいて、ユーザの指先の位置等の座標や、動作等の入力情報を検出し、座標や動作の識別情報（Coordinate/ID/Attribute/Gesture）を出力する。
【００３８】
Gesture生成部４６は、データ処理部４２からユーザの指先の位置等の座標を受信し、座標の時間変化からユーザの動作を判断して座標とともに動作の識別情報（Coordinate/ID/Attribute/Gesture）を出力する。
【００３９】
ソフトウエア部４８は、ライブラリ部４４と動作生成部４６とから、座標や動作の識別情報（Coordinate/ID/Attribute/Gesture）などの入力情報を受信し、これらの値を用いて表示デバイス１０に表示する画像の位置や色等示す映像信号をグラフィック生成部ＧＧへ出力する。
【００４０】
グラフィック生成部ＧＧは、ソフトウエア部４８から受信した信号に基づいてグラフィックデータを生成して、ディスプレイドライバ回路３０へ出力する。
【００４１】
図２は、図１に示すセンサ付き表示デバイス１０の一構成例を概略的に示す断面図である。なお、図２における第１方向Ｘと第２方向Ｙとは互いに略直交する方向であり、第３方向Ｚは、第１方向Ｘと第２方向Ｙとにより規定される平面と略直交する方向である。
【００４２】
センサ付き表示デバイス１０は、表示デバイスとして液晶表示デバイスを用いると共に、この液晶表示デバイスに元々備えられている電極の一部（後述する共通電極ＣＥ）および表示用駆動信号（後述する共通電圧ＶＣＯＭ）を兼用して静電容量型センサを構成したものである。
【００４３】
センサ付き表示デバイス１０は、アレイ基板ＡＲと、対向基板ＣＴと、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。
【００４４】
アレイ基板ＡＲは、第１偏光板ＰＯＬ１と、ＴＦＴ基板１２と、共通電極ＣＥと、画素電極ＰＥと、を備えている。
【００４５】
ＴＦＴ基板１２は、ガラス等の透明絶縁基板と、図示しないスイッチング素子と、ソース配線やゲート配線等の各種配線と、これらを覆う絶縁膜である平坦化層と、を備えている。スイッチング素子は、例えば第１方向Ｘを行方向とし第２方向Ｙを列方向としたマトリクス状に配置され、ゲート配線に供給される信号によりソース配線と画素電極ＰＥとの接続を切り替える。
【００４６】
共通電極ＣＥは、ＴＦＴ基板１２上に配置され絶縁層１３に覆われている。共通電極ＣＥは、例えば、第１方向Ｘに延びるとともに第２方向Ｙに複数並んで配置されている。共通電極ＣＥは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium zinc oxide）等の透明電極材料によって形成されている。本実施形態では、共通電極ＣＥは、センサ用駆動電極としても用いられる。
【００４７】
画素電極ＰＥは、絶縁層１３上に配置され図示しない配向膜に覆われている。画素電極ＰＥは、例えば第１方向Ｘを行方向とし第２方向Ｙを列方向としたマトリクス状に並んで配置されている。複数行の画素電極ＰＥが絶縁層１３を介して１つの共通電極ＣＥと対向している。画素電極ＰＥは、例えばＩＴＯやＩＺＯ等の透明電極材料によって形成されている。
【００４８】
第１偏光板ＰＯＬ１は、ＴＦＴ基板１２の外側（共通電極ＣＥと反対側）の主面に配置されている。
【００４９】
対向基板ＣＴは、ガラス等の透明絶縁基板１４と、カラーフィルタＣＦと、検出電極ＳＥと、第２偏光板ＰＯＬ２と、を備えている。
【００５０】
カラーフィルタＣＦは、透明絶縁基板１４上に格子状に配置されたブラックマトリクス（図示せず）を覆うように配置されている。カラーフィルタＣＦは、例えば複数の着色層を備え、第１方向Ｘに隣接する画素にそれぞれ配置されたカラーフィルタＣＦの着色層は、互いに色が異なっている。例えば、カラーフィルタＣＦは、赤色、青色、緑色といった３原色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成された着色層を備えている。赤色に着色された樹脂材料からなる赤色着色層（図示せず）は、赤色画素に対応して配置されている。青色に着色された樹脂材料からなる青色着色層（図示せず）は、青色画素に対応して配置されている。緑色に着色された樹脂材料からなる緑色着色層は、緑色画素に対応して配置されている。これらの着色層同士の境界は、ブラックマトリクスと重なる位置にある。カラーフィルタＣＦは、オーバーコート層（図示せず）に覆われている。オーバーコート層は、カラーフィルタＣＦの表面の凹凸の影響を緩和する。オーバーコート層は、図示しない配向膜に覆われている。
【００５１】
検出電極ＳＥは、透明絶縁基板１４の外側（カラーフィルタＣＦと反対側）の主面に配置されている。検出電極ＳＥは、共通電極ＣＥが延びた方向（第１方向Ｘ）と略直交する方向（第２方向Ｙ）に延びるとともに、第１方向Ｘに複数並んで配置されている。検出電極ＳＥは、例えばＩＴＯやＩＺＯ等の透明電極材料によって形成されている。
【００５２】
第２偏光板ＰＯＬ２は、検出電極ＳＥ上（透明絶縁基板１４のカラーフィルタＣＦと反対側）に配置されている。第１偏光板ＰＯＬ１の第１偏光軸と、第２偏光板ＰＯＬ２の第２偏光軸とは、例えば、直交する位置関係（クロスニコル）にある。このとき、一方の偏光板は、例えば、その偏光軸が液晶分子の初期配向方向と平行または直交するように配置されている。
【００５３】
図３は、図２に示すセンサ付き表示デバイスの共通電極ＣＥと検出電極ＳＥとの一構成例を説明するための斜視図である。
【００５４】
この例では、共通電極ＣＥは、第１方向Ｘ（図の左右方向）に延在する複数のストライプ状の電極パタンに分割されている。映像信号書込み時に、各電極パタンには、ドライバによって共通電圧ＶＣＯＭが順次供給され、時分割的に線順次走査駆動が行われる。また、センサ駆動時に、各電極パタンには、ディスプレイドライバ回路３０によって駆動信号Ｔｘが順次供給される、あるいは、スキャンライン信号により複数の電極パタンに駆動信号Ｔｘが分配されて、複数の電極パタンの一部が順次走査される。
【００５５】
このとき、例えば共通電極ＣＥの電極パタンは１ライン毎に走査されてもよく２以上のライン毎に走査されてもよい。同時に複数の電極パタンを駆動する場合には、例えば、スキャンライン信号により複数の電極パタンに対して同時に駆動信号Ｔｘが分配される。
【００５６】
さらに、共通電極ＣＥの電極パタンは、隣接した電極パタンを順次走査してもよく、１又は複数のライン置きに電極パタンを走査してもよい。１又は複数の電極パタンを間引きして駆動する場合には、例えば、スキャンライン信号により複数の電極パタンのうちの駆動する電極パタンに対して駆動信号Ｔｘが分配される。
【００５７】
一方、検出電極ＳＥは、共通電極ＣＥの電極パタンの延在方向と直交する方向に延びる複数のストライプ状の電極パタンから構成されている。検出電極ＳＥの各電極パタンからは、それぞれ、センサ検出値Ｒｘが出力され、図１に示した検出回路２０へ入力される。
【００５８】
本実施形態では、検出回路２０とディスプレイドライバ回路３０とは同期をとっており、センサ付き表示デバイス１０において映像表示駆動とセンサ駆動とは時分割で行われている。
【００５９】
ディスプレイドライバ回路３０は、センサ駆動期間に共通電極ＣＥの１又は複数の電極パタンへセンサ駆動信号Ｔｘのパルスを印加する。検出回路２０は、センサ駆動信号Ｔｘと同期して、検出電極ＳＥのすべての電極パタンをセンシングしてセンサ検出値Ｒｘを得る。
【００６０】
図４は、静電容量型センサの駆動信号と検出信号との一例を示す図である。
【００６１】
静電容量型センサは、誘電体を挟んで互いに対向配置された一対の電極（共通電極ＣＥおよび検出電極ＳＥ）を備え、第１容量素子を構成する。
【００６２】
第１容量素子は、その一端が交流信号源に接続され、他端は図１に示す検出回路２０に接続される。交流信号源から共通電極ＣＥ（容量素子の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波（駆動信号Ｔｘ）を印加すると、検出電極ＳＥ（第１容量素子の他端）に、図４に示したような出力波形（センサ検出値Ｒｘ）が現れる。
【００６３】
静電容量型センサの近傍に指がある場合は、指に対応する箇所において共通電極ＣＥの電極パタンと検出電極ＳＥの電極パタンとの間の容量が減少する。したがって、指が近傍にない箇所と比較すると、指が近傍にある検出電極ＳＥの電極パタンのセンサ検出値Ｒｘはその振幅(電圧変化)が小さくなる。したがって、この電圧変化分が所定の大きさ以上か否かによって、近傍に指等があるか否かを判断することができる。
【００６４】
なお、上記説明ではセンサに接触しているか否かを検出する方法について説明したが、センサに接触していない状態でもセンサ検出値Ｒｘは変化するものであるので、ホバリング検出等も可能である。
【００６５】
図５は、図１に示す電子機器のアプリケーションプロセッサ４０のデータ処理部４２の一構成例を概略的に示すブロック図である。
【００６６】
データ処理部４２は、ノイズ検出部４２２と、ベースライン補正部４２３と、フィルタ４２４と、イメージデータ生成部４２５と、座標演算部４２６と、位置補正部４２７と、部分スキャン領域演算部４２８と、を備えている。
【００６７】
ベースライン補正部４２３は、検出回路２０から受信したローデータ（Raw data）からベースラインデータを取得する。ここで、ベースラインとは、指の存在しない状態での検出回路２０から受信したローデータ（Raw data）である。このベースライン値は、時間とともに緩やかに変化するものであり、定期的に取得する必要がある。ベースライン補正部４２３では、指のない状態を検知しながら、ベースライン値を演算して出力する。ベースライン補正部４２３から出力されたベースライン値は差分器に入力される。差分器は、ローデータ（Raw data）からベースライン値を差し引いた差を出力する。
【００６８】
ノイズ検出部４２２は差分器から出力された補正後のローデータ（Raw data）を受信して、補正後のローデータ（Raw data）のノイズ成分を検出する。ノイズ成分は、例えば検出回路２０におけるサンプリング周波数に依存して生じる。ノイズ検出部４２２は、検出回路２０におけるサンプリング周波数を調整するサンプリングレート制御信号（Sampling rate cont.）を出力し、ローデータ（Raw data）にノイズ成分が含まれないように検出回路２０を制御する。
【００６９】
フィルタ４２４は、差分器から出力された補正後のローデータ（Raw data）を受信する。フィルタ４２４は、補正後のローデータ（Raw data）のノイズ成分を除去してイメージデータ生成部４２５へ出力する。
【００７０】
イメージデータ生成部４２５は、フィルタ４２４から補正後のローデータ（Raw data）を受信して、ピーク値の検出および形状認識を行う。イメージデータ生成部４２５は、例えば３次元のイメージデータを生成してもよく、生成した３次元のイメージデータにおいて、ピーク値の検出、形状認識等を行ってもよい。イメージデータ生成部４２５は、ピーク値の検出、形状認識等の後、さらに、この補正後のローデータ（Raw data）の属性や種別を識別可能なラベルを付したり、例えばピーク値等の所定の検出値を追跡してその軌跡を検出することもできる。イメージデータ生成部４２５は、補正後のローデータ（Raw data）に基づく３次元のイメージデータを出力するとともに、必要に応じてそのイメージデータに付したラベルや所定値の軌跡データを出力する。
【００７１】
座標演算部４２６は、補正後のローデータ（Raw data）に基づく３次元のイメージデータを受信して、この３次元のイメージデータからユーザの指先やペン先の位置等の座標を演算して出力する。
【００７２】
位置補正部４２７は、座標演算部４２６から出力された座標値を受信してこの値を補正する。位置補正部４２７は、例えば座標演算部４２６で演算された座標値を、ユーザ毎に予め設定されたテーブル等を参照して補正して、動作生成部４６およびソフトウエア部４８へ出力する。
【００７３】
部分スキャン領域演算部４２８は、イメージデータ生成部４２５から補正後のローデータ（Raw data）に基づくイメージデータを受信して、部分スキャンを行う領域を演算する。部分スキャン領域演算部４２８は、例えば、イメージデータにおいて接触したか否か（あるいは近接したか否か）の閾値を超えないピーク値や、所定行以下および所定列以下の電極パタンにおいて検出されたピーク値があった場合に、これらのピーク値がある位置について部分スキャンを行うようにスキャンエリアを設定してスキャンライン信号を出力する。
【００７４】
このとき、部分スキャン領域演算部４２８は、部分スキャンを行う際に、共通電極ＣＥの電極パタンの駆動単位（１又は複数ライン）を合わせて出力してもよく、共通電極ＣＥの電極パタンの間引き間隔（１又は複数ライン）を合わせてスキャンライン信号として出力してもよい。
【００７５】
部分スキャン領域演算部４２８は、必要に応じてスキャンエリアおよび駆動単位あるいは間引き間隔を、データ処理部４２の他のブロックへ出力するように構成されてもよい。
【００７６】
次に、本実施形態の電子機器の動作の一例について図面を参照して説明する。
【００７７】
図６は、一実施形態の電子機器の制御方法の一例を説明するための図である。ここでは、共通電極ＣＥの電極パタンが１６ライン配置され、検出電極ＳＥの電極パタンが１０列配置された領域Ａ１のスキャンについて説明する。
【００７８】
ディスプレイドライバ回路３０は、検出回路２０から受信したセンサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭに従ってセンサ駆動信号Ｔｘを出力するとともに、スキャンライン信号（Scan line）に従って駆動電極信号ＴＡを出力する。この例では、駆動電極信号ＴＡは、２ラインの電極パタン（２駆動ライン）単位でセンサ駆動信号Ｔｘが順次印加されるように、センサ駆動信号Ｔｘの印加タイミングを設定している。
【００７９】
センサ付き表示デバイス１０では、ディスプレイドライバ回路３０から受信したセンサ駆動信号Ｔｘが駆動電極信号ＴＡに従って、共通電極ＣＥの対応する電極パタンへ供給される。したがって、共通電極ＣＥには、２ラインの電極パタン単位で順次センサ駆動信号Ｔｘが供給されて、領域Ａ１のスキャンが行われる。
【００８０】
１０列の検出電極ＳＥの検出値Ｒｘ（Ｒｘ１〜Ｒｘ１０）は、各電極パタン単位にセンサ駆動信号Ｔｘが印加されているタイミングにおいて、検出回路２０で検出される。
【００８１】
検出回路２０は、検出値Ｒｘをローデータ（Raw data）に処理してデータ処理部４２へ出力する。データ処理部４２では、受信したローデータ（Raw data）から３次元のイメージデータを生成し、部分スキャン領域演算部４２８において部分スキャンを行う領域を演算する。
【００８２】
ここで、領域Ａ１においてユーザの指先やペン先等が接触領域ＴＰ１、ＴＰ２で接触している場合の例について説明する。部分スキャン領域演算部４２８は、例えば、イメージデータにおいて接触したか否か（あるいは近接したか否か）の閾値を超えないピーク値や、所定行および所定列以下の電極パタンにおいて検出されたピーク値があった場合に、これらのピーク値がある位置について部分スキャンを行うようにスキャンエリアを設定してスキャンライン信号を出力する。
【００８３】
図６に示す例では、接触領域ＴＰ２については２駆動ライン×３列の電極パタン上に渡って位置し、接触領域ＴＰ１については１駆動ライン×２列の電極端上に渡って位置している。接触領域ＴＰ１についてはセンサ上の接触領域が小さく、精度の高い座標演算をすることが難しい場合がある。
【００８４】
部分スキャン領域演算部４２８は、例えば、ピーク値がセンサ上の所定駆動ライン数以下および所定電極パタン列数以下の領域について得られた場合に、精度の高い座標演算をすることが困難であると判断する。
【００８５】
部分スキャン領域演算部４２８は、接触領域ＴＰ１について精度の高い座標演算をすることが困難であると判断した場合、接触領域ＴＰ１を含む領域を部分スキャン領域とする。このとき、部分スキャン領域は、センサ上の接触領域ＴＰ１が位置している領域を十分含む大きさであることが望ましく、部分スキャンを行う際の駆動ライン数は最初のスキャンの際の駆動ライン数よりも少なくすることが望ましい。
【００８６】
図７は、一実施形態の電子機器の制御方法の一例を説明するための図である。ここでは、図６に示す領域Ａ１における６ラインの共通電極ＣＥの電極パタンと、４列の検出電極ＳＥの電極パタンとが交差した領域Ａ２のスキャンについて説明する。
【００８７】
この場合、部分スキャン領域演算部４２８は、例えば領域Ａ２に対応する対角座標等の位置情報、および、駆動する電極パタン（駆動ライン）数あるいは間引きする電極ライン数等を含むスキャンエリア信号を出力する。
【００８８】
検出回路２０のタイミングコントローラＴＣＯＮは部分スキャン領域演算部４２８から受信したスキャンエリア信号に基づいた駆動ライン位置を示すスキャンライン信号（Scan line）を出力する。このスキャンライン信号（Scan line）は、共通電極ＣＥの電極パタンのうちの駆動する電極パタン（駆動ライン）の識別値、駆動単位（１又は複数のライン）あるいは間引き間隔（１又は複数ライン）等の情報を含む。
【００８９】
ディスプレイドライバ回路３０は、検出回路２０から受信したセンサ駆動タイミング信号ＥＸＶＣＯＭに従ってセンサ駆動信号Ｔｘを出力するとともに、スキャンライン信号（Scan line）に従って駆動電極信号ＴＡを出力する。この例では、駆動電極信号ＴＡは、領域Ａ２に配置された電極パタンについて、１ラインの電極パタン（１駆動ライン）単位でセンサ駆動信号Ｔｘが順次印加されるように、センサ駆動信号Ｔｘの印加タイミングを設定している。
【００９０】
センサ付き表示デバイス１０では、ディスプレイドライバ回路３０から受信したセンサ駆動信号Ｔｘが駆動電極信号ＴＡに従って、共通電極ＣＥの対応する電極パタンへ供給される。したがって、共通電極ＣＥには、領域Ａ２に配置された電極パタンについて１駆動ライン単位で順次センサ駆動信号Ｔｘが供給されて、領域Ａ２のスキャンが行われる。
【００９１】
１０列の検出電極ＳＥの検出値Ｒｘ（Ｒｘ１〜Ｒｘ１０）は、領域Ａ２の各電極パタン単位にセンサ駆動信号Ｔｘが印加されているタイミングにおいて、検出回路２０で検出される。
【００９２】
検出回路２０は、検出値Ｒｘをローデータ（Raw data）に処理してデータ処理部４２へ出力する。データ処理部４２では、受信したローデータ（Raw data）から３次元のイメージデータを生成し、各種演算を行う。
【００９３】
上記のように、アプリケーションプロセッサ４０においてローデータ（Raw data）に基づいて精度の高い演算を行うことが困難であると判断した場合に、部分スキャンを行ってより精度の高いセンサ検出値を得ることにより、アプリケーションプロセッサ４０における各種演算をより精度高く実現することができ、ユーザの使い勝手を向上させることができる。
【００９４】
また、本実施形態では、アプリケーションプロセッサ４０は、検出回路２０におけるサンプリングレートの制御およびセンサ駆動動作を制御するとともに、ディスプレイドライバ回路３０へグラフィックデータを送信するため、表示動作とセンサによる検出動作とを同期して行うことができ、センサ入力に対する表示へのフィードバックをスムーズに行うことが可能となる。その場合、ディスプレイドライバ回路３０のメモリ３６は、ラインメモリ程度の容量があればよくなり、大容量のメモリが不要となる。
【００９５】
さらに、本実施形態では、アプリケーションプロセッサ４０内でセンサ検出値に基づく演算処理を高速に行うことが可能であるため、センサの検出結果に応じた表示デバイスの映像表示の更新時間も短くすることができる。これにより、ユーザは入力から映像表示の更新までのタイムラグによる違和感を得ることなく電子機器の操作を行うことが可能となる。
【００９６】
本実施形態の電子機器および電子機器の制御方法によれば、センサと表示デバイスとの同期をすべてアプリケーションプロセッサ４０で制御できるため、映像表示の遅延および誤作動を抑制することができる。
【００９７】
なお、本実施形態では、アプリケーションプロセッサ４０の構成はハードウエアで実現されてもよく、ソフトウエアで実現されてもよい。いずれにしても、アプリケーションプロセッサ４０においてディスプレイドライバ回路３０および検出回路２０の制御を行うとともに、ローデータを用いた演算を行うため、表示デバイス１０、検出回路２０およびディスプレイドライバ回路３０の構成は複雑にならない。すなわち、本実施形態によれば、汎用性の高い電子機器および電子機器の制御方法を提供するができる。
【００９８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００９９】
なお、上記の説明では、アプリケーションプロセッサ４０から出力されたスキャンエリア信号は検出回路２０へ入力されていたが、アプリケーションプロセッサ４０とディスプレイドライバ３０との間のインタフェースを介してアプリケーションプロセッサ４０からディスプレイドライバ３０へ入力されてもよい。その場合、センサ駆動信号分配回路３２がスキャンエリア信号を受信して、スキャンエリア信号に基づいてセンサ駆動信号Ｔｘを印加するパタン電極や駆動ライン数を設定した駆動電極信号ＴＡを出力する。
【０１００】
また、上記の説明では、部分スキャンを行った場合、センサ検出値Ｒｘはすべての電極パタンについて検出回路２０にて検出されローデータとしてアプリケーションプロセッサ４０へ出力されるが、検出回路２０で必要な電極パタンの検出値のみ取得してローデータとして処理して出力してもよく、アプリケーションプロセッサ４０において必要なデータのみを使用するようにしてもよい。
【０１０１】
なお、上記の説明では、センサ付き表示デバイスが表示デバイスとして液晶表示デバイスを備えた構成について説明したが、有機エレクトロルミネッセンス表示デバイスなど他の表示デバイスを備えた構成であっても良い。また、図２などに示した例では、液晶表示デバイスは、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの双方がアレイ基板ＡＲに備えられた構成、すなわち、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードやＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードなどの主として横電界（フリンジ電界も含む）を利用する構成について説明したが、液晶表示デバイスの構成はこれらに限らない。少なくとも画素電極ＰＥはアレイ基板ＡＲに備えられ、共通電極ＣＥはアレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴのいずれに備えられていても良い。ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モード、ＶＡ（Vertical Aligned）モードなどの主として縦電界を利用する構成の場合、共通電極ＣＥは対向基板ＣＴに備えられる。つまり、共通電極ＣＥが配置される位置は、ＴＦＴ基板１２を構成する絶縁基板と対向基板ＣＴを構成する絶縁基板１４との間であれば良い。
【符号の説明】
【０１０２】
Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、ＶＣＯＭ…共通電圧、Ｔｘ…センサ駆動信号、Ｒｘ…センサ検出値、１０…センサ付き表示デバイス、ＡＲ…アレイ基板、ＣＴ…対向基板、１２…ＴＦＴ基板、１３…絶縁層、１４…透明絶縁基板、ＰＯＬ１、ＰＯＬ２…偏光板、ＬＱ…液晶層、ＣＥ…共通電極（第２電極）、ＰＥ…画素電極（第１電極）、ＣＦ…カラーフィルタ、ＳＥ…検出電極（第３電極）、２０…検出回路、ＴＣＯＮ…タイミングコントローラ、ＣＯＭＰ…比較器、Ｒｅｆ…閾値、２２…Ａ／Ｄ変換器、２４…フィルタ、３０…ディスプレイドライバ回路、３２…センサ駆動信号分配回路、３４…Ｄ／Ａ変換器、３６…メモリ、４０…アプリケーションプロセッサ、ＧＧ…グラフィック生成部、４２…データ処理部、４４…ライブラリ部、４６…動作生成部、４８…ソフトウエア部、４２２…ノイズ検出部、４２３…ベースライン補正部、４２４…フィルタ、４２５…イメージデータ生成部、４２６…座標演算部、４２７…位置補正部、４２８…部分スキャン領域演算部、Ａ１、Ａ２…スキャン領域、ＴＰ１、ＴＰ２…接触領域ＴＰ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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