觸摸傳感器的製造方法

2023-10-08 08:25:04

觸摸傳感器的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種可以檢測遠離傳感器的對象的觸摸傳感器。觸摸傳感器，包括：一個或多個驅動電極；與各個驅動電極協作形成電容的一個或多個檢測電極；檢測電路，施加驅動信號到各個驅動電極，以便基於響應於各個驅動信號從各個檢測電極獲得的檢測信號檢測對象；以及控制器，控制來改變在驅動電極和檢測電極之間生成的電力線的範圍，電力線的範圍是距觸摸傳感器的頂部表面的距離，其中控制器控制來根據通過檢測電路的檢測結果改變電力線的最大範圍；當檢測到對象時，控制器保持或者減少電力線的範圍；以及當沒有檢測到對象時，控制器保持或者增加電力線的範圍。
【專利說明】觸摸傳感器
[0001]本發明是2010年6月23日所提出的申請號為201010216267.6、發明名稱為「觸
摸傳感器和顯示設備」的發明專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及觸摸傳感器，並且具體涉及電容型觸摸傳感器，所述電容型觸摸傳感器可以通過用戶使用手指的接觸或接近輸入信息。
【背景技術】
[0003]近來注意到這樣的顯示設備，其中所謂觸摸面板的接觸檢測器(下文中稱為觸摸傳感器)直接附接到液晶顯示設備上，並且在液晶顯示設備上顯示各種按鈕圖像作為對於典型的按鈕的替代品，以便允許信息輸入。在增加行動裝置的屏幕的尺寸的趨勢中，該技術提供節省空間和組件數目減少的巨大優點，因為顯示安排和可以與按鈕安排結合。然而，該技術具有的困難在於附接了觸摸傳感器，液晶模塊的總的厚度因此增加。具體地，在行動裝置應用中，出現以下困難:因為需要保護層用於避免觸摸傳感器上的刮傷，所以液晶模塊趨於與趨勢相反地在厚度上增加。
[0004]因此，例如，日本專利申請公開N0.2008-9750提供了一種具有觸摸傳感器的液晶顯示元件，在其上形成電容型觸摸傳感器用於減小厚度。在該液晶顯示元件中，在液晶顯示元件的觀察側基底和布置在基底的外表面上用於觀察的偏振片之間提供用於觸摸傳感器的導電膜，並且在用於觸摸傳感器的導電膜和偏振片的外表面之間形成使用偏振片的外表面作為觸摸表面的電容型觸摸傳感器。

【發明內容】

[0005]然而，在日本專利申請公開N0.2008-9750中公開的具有觸摸傳感器的液晶顯示元件中，用於觸摸傳感器的導電膜原則上需要處於與用戶的電勢相同的電勢，因此用戶需要安全地接地。因此，液晶顯示元件實際上難以用於行動裝置應用，儘管該元件可以用於通過電源插座供電的固定電視接收機。此外，在這樣的技術中，如觸摸傳感器驅動部分和坐標檢測電路的電路部分結構上需要與液晶顯示元件的顯示驅動電路部分分開提供，因此難以集成設備的總體電路。
[0006]因此，除了最初提供用於施加顯示驅動電壓的公共電極之外，考慮提供與公共電極形成電容的觸摸檢測電極(顯示設備具有新構造的、電容型觸摸傳感器)。因為電容依賴於對象的接觸或接近而改變，所以如果可以使用(公共地使用)由顯示控制電路施加到公共電極的顯示驅動電壓作為觸摸傳感器驅動信號，則從觸摸檢測電極獲得依賴於電容變化的檢測信號。此外，當檢測信號輸入到預定觸摸檢測電路時，可以檢測對象的接觸或接近。此外，根據這種方法，可以提供具有觸摸傳感器的顯示設備，該顯示設備可適用於其中用戶電勢通常不固定的行動裝置應用。此外，顯示電路和傳感器電路容易集成在一個電路板上，導致電路容易集成的優點。[0007]然而，儘管包括日本專利申請公開N0.2008-9750中的觸摸傳感器和新構造的觸摸傳感器的電容型觸摸傳感器可以檢測對象的接觸或接近，但是在遠離觸摸傳感器的位置(在長距離處)，難以檢測對象的存在。如果可以檢測在長距離處的對象，則可以在遠離觸摸面板的位置輸入信息而不用觸摸該觸摸面板，因此可以預期觸摸傳感器用於各種應用。因此，希望實現可以檢測在長距離處的對象的存在的觸摸傳感器。
[0008]希望提供一種電容型觸摸傳感器和具有這種觸摸傳感器的顯示設備，即使在遠離傳感器的位置，該觸摸傳感器也可以檢測到對象的存在。
[0009]根據本發明實施例的觸摸傳感器包括:一個或多個驅動電極；與各個驅動電極協作形成電容的一個或多個檢測電極；檢測電路，施加驅動信號到各個驅動電極，以便基於響應於各個驅動信號從各個檢測電極獲得的檢測信號檢測對象；以及控制器，控制來改變在驅動電極和檢測電極之間生成的電力線的範圍。
[0010]根據本發明實施例的第一顯示設備包括:多個顯示像素電極；提供來面對顯示像素電極的一個或多個公共電極；顯示層；顯示控制電路，通過在顯示像素電極和公共電極之間施加基於圖像信號的電壓來控制顯示層的圖像顯示性能；以及根據本發明實施例的觸摸傳感器。
[0011]根據本發明實施例的第二顯示設備包括:多個顯示像素電極；提供來面對顯示像素電極的一個或多個公共電極；顯示層；顯示控制電路，通過在顯示像素電極和公共電極之間施加基於圖像信號的電壓來控制顯示層的圖像顯示性能；一個或多個傳感器目的的驅動電極；與各個傳感器目的的驅動電極協作形成電容的一個或多個傳感器目的的檢測電極；以及檢測電路，施加傳感器目的的驅動信號到各個傳感器目的的驅動電極，以便基於響應於各個傳感器目的的驅動信號從各個傳感器目的的檢測電極獲得的檢測信號檢測對象。公共電極還用作傳感器目的的驅動電極，並且公共電極提供有具有比顯示目的的公共驅動信號的電壓更大電壓的傳感器目的的驅動信號。
[0012]在根據本發明實施例的觸摸傳感器和第一顯示設備中，(傳感器)驅動信號施加到驅動電極，從而依賴於對象的存在或不存在，改變在(傳感器)驅動電極和(傳感器)檢測電極之間形成的電容。從檢測電極獲得根據這種電容的改變的檢測信號。控制器改變驅動電極和檢測電極之間生成的電力線的範圍，從而檢測電路基於根據該範圍獲得的檢測信號檢測對象的存在。
[0013]在根據本發明實施例的第二顯示設備中，傳感器驅動信號施加到傳感器驅動電極，從而依賴於對象的存在或不存在，改變在傳感器驅動電極和傳感器檢測電極之間形成的電容。從檢測電極獲得根據這種電容的改變的檢測信號。用於顯示的公共電極共同地用作傳感器驅動電極，並且公共電極施加有與公共驅動信號相比大的傳感器驅動信號，從而改進檢測靈敏度。
[0014]根據本發明實施例的觸摸傳感器和第一顯示設備，因為控制器改變在驅動電極和檢測電極之間生成的電力線的範圍，所以不但可以在對象接觸或接近觸摸傳感器的情況下，而且可以在對象位於遠離觸摸傳感器的位置的情況下檢測對象的存在。根據本發明實施例的第二顯示設備，因為用於顯示的公共電極共同地用作傳感器驅動電極，並且公共電極施加有與公共驅動信號相比大的傳感器驅動信號，所以改進檢測靈敏度，因此即使在遠離觸摸傳感器的位置也可以檢測對象的存在。[0015]根據本發明實施例的觸摸傳感器，包括:一個或多個驅動電極；與各個驅動電極協作形成電容的一個或多個檢測電極；檢測電路，施加驅動信號到各個驅動電極，以便基於響應於各個驅動信號從各個檢測電極獲得的檢測信號檢測對象；以及控制器，控制來改變在驅動電極和檢測電極之間生成的電力線的範圍，電力線的範圍是距觸摸傳感器的頂部表面的距離，其中控制器控制來根據通過檢測電路的檢測結果改變電力線的最大範圍；當檢測到對象時，控制器保持或者減少電力線的範圍；以及當沒有檢測到對象時，控制器保持或者增加電力線的範圍。
[0016]本發明的其他和進一步的目的、特徵和優點將從以下描述表現地更加完全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1 (A)和I⑶是用於圖示根據本發明實施例的具有觸摸傳感器的顯示設備的操作原理的圖，其示出了手指的非接觸狀態。
[0018]圖2(A)和2(B)是用於圖示根據本發明實施例的具有觸摸傳感器的顯示設備的操作原理的圖，其示出了手指的接觸狀態。
[0019]圖3㈧和3(B)是用於圖示根據本發明實施例的顯示設備的操作原理的圖，其示出了觸摸傳感器的驅動信號和檢測信號的每一個的波形的示例。
[0020]圖4A到4D是用於圖示根據本發明實施例的顯示設備的每個檢測模式的概述的概念圖。
[0021]圖5是示出根據本發明的第一實施例的顯示設備的示意性結構的截面圖。
[0022]圖6是示出圖5中示出的顯示設備的像素結構和驅動器的每一個的詳細配置的示例的框圖。
[0023]圖7是示出圖5中示出的顯示設備的相關部分(公共電極和傳感器檢測電極)的配置示例的透視圖。
[0024]圖8是示出圖5中示出的顯示設備的檢測電路等的配置示例的電路圖。
[0025]圖9(A)到9(C)是示出根據比較示例的公共電極的線序驅動操作的示例的示意圖。
[0026]圖1OA到IOD是示出圖5中示出的顯示設備的公共電極的線序驅動操作的示例的
示意圖。
[0027]圖1lA和IlB是用於圖示圖5中示出的顯示設備的長距離檢測模式和位置檢測模式中的每條電力線的範圍的示意圖。
[0028]圖12是示出圖5中示出的顯示設備的檢測模式改變操作的流程圖。
[0029]圖13A到13D是示出根據本發明的第二實施例的顯示設備的檢測電極的示例的示意圖。
[0030]圖14A和14B是用於圖示圖13中示出的顯示設備的長距離檢測模式和位置檢測模式中的每條電力線的範圍的示意圖。
[0031]圖15A和MD是示出根據本發明的第三實施例的檢測驅動信號的反相波形的示意圖。
[0032]圖16是示意性地示出根據本發明的第四實施例的檢測驅動信號和顯示公共驅動信號的每一個的應用定時的時序圖。[0033]圖17是根據圖16中示出的實施例的比較示例的時序圖。
[0034]圖18是根據本發明的第五實施例的TFT的驅動信號、視頻信號和柵極電勢的每一個的時序圖。
[0035]圖19A和19B是用於圖示根據比較示例的、緊接在視頻信號寫入之後驅動信號Vcom和像素電勢Vpix的每一個的行為的圖。
[0036]圖20是根據本發明的第六實施例的TFT的驅動信號、視頻信號和柵極電勢的每一個的時序圖。
[0037]圖21是示出圖20中示出的驅動信號的另一示例的時序圖。
[0038]圖22是示出根據修改I的顯示設備的示意性結構的截面圖。
[0039]圖23是示出根據修改2的顯示設備的示意性結構的截面圖。
[0040]圖24是示出根據修改3的顯示設備的示意性結構的截面圖。
[0041]圖25A和25B是示出圖23中示出的顯示設備的像素基底部分的詳細配置的截面圖和平面圖。
[0042]圖26A和26B是圖23中示出的顯示設備的相關部分的擴展透視圖。
[0043]圖27A和27B是用於圖示圖23中示出的顯示設備的操作的截面圖。
[0044]圖28是示出根據每個實施例的顯示設備的應用示例I的外觀的透視圖。
[0045]圖29A和29B是透視圖，其中圖29A示出如從表面側觀看的應用示例2的外觀，並且圖29B示出如從後側觀看的應用示例2的外觀。
[0046]圖30是示出應用示例3的外觀的透視圖。
[0047]圖31是示出應用示例4的外觀的透視圖。
[0048]圖32A到32G是這樣的視圖，其中圖32A是在打開狀態下應用示例5的前視圖，圖32B是其側視圖，圖32C是在關閉狀態下的示例的前視圖，圖32D是其左側視圖，圖32E是其右側視圖，圖32F是其頂視圖，並且圖32G是其底視圖。
【具體實施方式】
[0049]下文中，將參照附圖詳細描述本發明的優選實施例。按照以下順序進行描述。
[0050]1.觸摸檢測方法的原理以及每個檢測模式的概述
[0051]2.第一實施例(逐漸改變公共電極(傳感器驅動電極)的電極圖形(electrodepattern)的數目的示例)
[0052]3.第二實施例(逐漸改變傳感器檢測電極的電極圖形的數目的示例)
[0053]4.第三實施例(改變傳感器公共驅動信號的絕對值的示例)
[0054]5.第四到第六實施例
[0055]6.修改I (外部觸摸面板的示例)
[0056]7.修改2 (在偏振片的外側上提供傳感器檢測電極的示例)
[0057]8.修改3 (使用橫向電模式的液晶元件作為顯示元件的示例)
[0058]9.應用示例(具有觸摸傳感器的顯示設備到電子設備的應用示例)
[0059]觸摸檢測方法的原理
[0060]首先，參照圖1A到3B描述根據本發明實施例的顯示設備的觸摸檢測方法的原理。觸摸檢測方法體現為電容型觸摸傳感器，其中例如如圖1A所示，一對電極用於配置電容性元件，該對電極相互相對，它們之間有電介質D。這種結構表現為圖1B中示出的等效電路。驅動電極E1、檢測電極E2和電介質D共同配置電容性元件Cl。電容性元件Cl的一端連接到AC信號源(驅動信號源)S，並且其另一端P經由電阻器R接地並且連接到電壓檢測器(檢測電路)DET。當具有預定頻率(例如，大約幾到超過10千赫)的AC方波Sg(圖3B)從AC信號源S施加到驅動電極El (電容性元件Cl的一端)時，在檢測電極E2 (電容性元件Cl的另一端P)出現如圖3A所示的輸出波形(檢測信號Vdet)。AC方波Sg對應於本實施例中稍後描述的公共驅動信號Vcom。
[0061]在手指的非接觸(或非接近)狀態下，對應於電容性元件Cl的電容值的電流IO隨著電容性元件Cl的充電和放電流動，如圖1A和IB所示。此時，在電容性元件Cl的另一端P的電勢波形是例如如圖3A所示的波形V0，其由電壓檢測器DET檢測。
[0062]相反，在手指的接觸(或接近)狀態下，由手指形成的電容性元件C2串聯添加到電容性元件Cl，如圖2A和2B所示。在此狀態下，電流Il或12隨著電容性元件Cl或C2的充電和放電流動。此時，在電容性元件Cl的另一端P的電勢波形是例如如圖3A所示的波形VI，其由電壓檢測器DET檢測。此時，在點P的電勢變為通過流過各個電容性元件Cl和C2的電流Il和12的值確定的分割電勢。因此，與非接觸狀態下的波形VO的值相比，波形Vl具有小的值。如隨後所述，電壓檢測器DET比較檢測到的電壓與預定的閾值電壓Vth，並且當檢測到的電壓等於或高於閾值電壓時，電壓檢測器確定狀態為非接觸狀態，並且當檢測到的電壓低於閾值電壓時，電壓檢測器確定狀態為接觸狀態。以此方式，實現了觸摸檢測。
[0063]檢測模式的概述
[0064]接下來，參照圖4A到4D描述以下實施例的每個顯示設備的檢測模式的示例。在顯示設備中，具體地，如圖4A所示當對象位於遠離顯示設備的位置(在長距離)時，檢測到對象的存在(長距離檢測模式)。如圖4D所示當對象接觸或接近顯示設備時，檢測到對象的位置(位置坐標)(位置檢測模式)。此外，即使在長距離檢測模式和位置檢測模式之間的中間距離，也執行逐漸檢測(中距離檢測模式和短距離檢測模式)。然而，其中可以檢測到對象的距離(可檢測距離)和位置解析度是平衡關係，如稍後所述。也就是說，當檢測到更遠距離對象的存在時，位置解析度降低，而當更精確地檢測對象的位置時，可檢測的距離減小。
[0065]控制每個顯示設備，使得在觸摸檢測方法的原理中描述的驅動電極El和檢測電極E2之間形成的電力線的範圍改變，使得檢測模式逐漸展現。當電力線的範圍延伸超過長距離時，使用長距離檢測模式，而當該範圍維持在短距離內時，使用短距離檢測模式或位置檢測模式。下文中，使用實施例和修改詳細描述用於改變電力線的這種範圍的具體措施。
[0066]第一實施例
[0067]顯示設備IA的配置示例
[0068]圖5示出根據本發明的第一實施例的顯示設備IA的相關部分截面結構。在顯示設備IA中，液晶顯示元件用作顯示元件，並且原始提供在液晶顯示元件中的電極的部分(稍後描述的公共電極43)和顯示驅動信號(稍後描述的公共驅動信號Vcom)共同用於配置電容型觸摸傳感器。顯示設備IA包括像素基底2、面對像素基底2布置的相對基底4、以及插入基底2和相對基底4之間的液晶層6。
[0069]像素基底2具有作為電路板的TFT基底21，以及TFT基底21上以矩陣模式排列的多個像素電極22。在TFT基底21上，形成用於驅動每個像素電極22的未示出的顯示驅動器和TFT (薄膜電晶體)，此外，形成包括提供圖像信號到每個像素電極的源極線(稍後描述的源極線25)和驅動每個TFT的柵極線(稍後描述的柵極線26)的各條線。
[0070]相對基底4具有玻璃基底41、在玻璃基底41的一個表面上形成的濾色鏡42、以及在濾色鏡42上形成的公共電極43。濾色鏡42包括例如周期性排列的紅(R)、綠(G)和藍(B)三種顏色的濾色鏡層，其中對應於每個顯示像素(像素電極22)設置一組RGB三種顏色。公共電極43用作執行觸摸檢測操作的觸摸傳感器的傳感器驅動電極配置部分，並且對應於圖1A和IB中的驅動電極El。
[0071]公共電極43通過接觸導電桿7連接到TFT基底21。具有AC方波形的公共驅動信號Vcom經由接觸導電桿7從TFT基底21施加到公共電極43。定義施加到像素電極22的像素電壓和每個像素的顯示電壓的公共驅動信號Vcom共同地用作觸摸傳感器的驅動信號，並且對應於從圖1A和IB中的驅動信號源S提供的AC方波Sg。也就是說，公共驅動信號Vcom在每個預定周期極性反轉。
[0072]在玻璃基底41的另一表面上形成傳感器檢測電極44，比外，在傳感器檢測電極44上布置偏振片45。配置觸摸傳感器的部分的傳感器檢測電極44對應於圖1A和IB中的檢測電極E2。
[0073]液晶層6依賴於電場的狀態調製通過層6的光，並且各種模式的液晶用於層6，包括TN (扭曲向列)、VA (垂直對準)和ECB (電場控制雙折射)模式。
[0074]分別在液晶層6和像素基底2之間以及液晶層6和相對基底4之間布置對準膜，並且入射側偏振片布置在像素基底2的底部側，這些略去顯示。
[0075]像素結構和驅動器的配置示例
[0076]圖6示出顯示設備IA的像素結構和各種驅動器的配置示例。在顯示設備IA中，在有效顯示區域100中以矩陣排列多個像素(顯示像素20)，每個顯示像素具有TFT元件Tr和液晶元件LC。
[0077]每個顯示像素20與連接到柵極驅動器26D的柵極線26、連接到未示出的源極驅動器的信號線(源極線)25、以及連接到公共電極驅動器43D的每個公共電極431到43η連接。如前所述，公共電極驅動器43D順序提供公共驅動信號Vcom(Vcom(I)到Vcom(n))到公共電極431到43η。公共電極驅動器43D具有例如移位電阻器43D1、C0M選擇部分43D2、電平偏移器43D3和COM緩衝器43D4。
[0078]移位電阻器43D1是用於順序轉移輸入脈衝的邏輯電路。COM選擇部分43D2是控制是否將公共驅動信號Vcom輸入到有效顯示區域100中的每個顯示像素20的邏輯電路，並且依賴於有效顯示區域100中的位置控制公共驅動信號Vcom的輸出。電平偏移器43D3是用於將從COM選擇部分43D2提供的控制信號偏移到足以控制公共驅動信號Vcom的電勢電平的電路。COM緩衝器43D4是用於順序提供公共驅動信號Vcom(Vcom(I)到Vcom(η))的最終輸出邏輯電路，並且包括輸出緩衝器電路或開關電路。
[0079]公共電極43和傳感器檢測電極44的配置示例
[0080]圖7示出相對基底4上的公共電極43和傳感器檢測電極44的示例。公共電極43劃分為在圖中的右到左的方向上延伸的多個條形電極圖形(下文中稱為驅動電極圖形)。這裡，公共電極43分為η(η:2或更大的整數)個電極圖形431到43η。在由公共電極驅動器43D順序提供有公共驅動信號Vcom的同時掃描電極圖形。
[0081]然而，在實施例中，當順序驅動電極圖形時，在由一個或者至少兩個選擇的電極圖形施加驅動信號Vcom的同時，沿著掃描方向驅動各圖形。具體地，捆綁(bundle)選擇數目的公共電極43的電極圖形，並且在這樣一束電極圖形作為單位驅動線的情況下執行線序驅動。單位驅動線的驅動電極圖形的選擇數目可以根據稍後描述的控制器5的控制改變。
[0082]傳感器檢測電極44包括在垂直於公共電極43的驅動電極圖形的延伸方向的方向上延伸的多個條形電極圖形(下文中，稱為檢測電極圖形)。從每個檢測電極圖形輸出檢測信號Vdet，並且將其輸入到稍後描述的檢測電路8。
[0083]以此方式，公共電極43的每個驅動電極圖形和傳感器檢測電極44的每個檢測電極圖形在相互垂直的方向上延伸，從而傳感器總體上可以檢測對象的位置作為矩陣坐標。因此，例如，在以時分方式通過某些驅動電極圖形順序驅動公共電極43的模式(位置檢測模式)中，可以獲得對象的詳細位置坐標。此外，在此情況下，可以實現通過多個人或多個手指(所謂的多觸摸)的觸摸檢測。
[0084]控制器5和檢測電路8
[0085]圖8示出用於觸摸檢測操作的檢測電路8、作為定時發生器的定時控制器9和控制器5的功能塊配置。在實施例中，控制器5基於從檢測電路8輸出的檢測信號Dout驅動定時控制器9。定時控制器9是本發明實施例的第一到第三定時控制器的每一個的具體示例。
[0086]在圖8中，電容元件Cll到Cln對應於如圖7所示的在公共電極431和43η以及傳感器檢測電極44之間形成的(靜電)電容元件。電容元件Cll到Cln連接到用於提供公共驅動信號Vcom(Sg)的驅動信號源S。
[0087]檢測電路8(電壓檢測器DET)具有例如放大器81、A/D(模擬/數字)轉換器83、信號處理器84、幀存儲器86、坐標提取部分85和電阻器R。檢測電路8的輸入端子Tin共同地連接到電容元件Cll到Cln的每一個的另一端側(傳感器檢測電極44側)。
[0088]放大器81放大從輸入端子Tin輸入的檢測信號Vdet，並且具有用於信號放大的運算放大器、電容器等。電阻器R布置在放大器81和地之間。電阻器R避免傳感器檢測電極44的浮置狀態以保持穩定狀態。這避免了檢測電路8中檢測信號Vdet的信號值的波動，此夕卜，導致靜電可以經由電阻器R排到地的優點。
[0089]A/D轉換器83是將由放大器81放大的模擬檢測信號Vdet轉換為數字檢測信號的部分，並且包括未示出的比較器。比較器比較輸入的檢測信號的電勢與預定閾值電壓Vth的電勢(見圖3)。通過A/D轉換器83的A/D轉換中的採樣定時由從定時控制器9提供的定時控制信號CTL2控制。
[0090]信號處理器84對從A/D轉換器83輸出的數字檢測信號執行預定信號處理(例如，數字噪聲移除處理、或者將頻率信息轉換為位置信息的處理)。
[0091 ] 坐標提取部分85基於從信號處理器84輸出的檢測信號獲得關於對象的存在的信息，或者獲得對象的位置(坐標)，並且將這樣的信息等作為檢測結果(檢測信號Dout)從輸出端子Tout輸出。
[0092]這樣的檢測電路8可以在相對基底4上的外圍區域(非顯示區域或邊框區域)中形成，或者可以在像素基底2的外圍區域中形成。然而，從通過其集成簡化電路等的觀點看，檢測電路8優選地在像素基底2上形成，因為檢測電路可以與原本在像素基底2上形成的用於顯示控制的各個電路元件集成。在此情況下，以下是足夠的:傳感器檢測電極44的每個電極圖形通過類似於接觸導電桿7的接觸導電桿(未示出)連接到像素基底2上的檢測電路8，使得檢測信號Vdet從傳感器檢測電極44傳輸到檢測電路8。
[0093]控制器5基於從檢測電路8輸出的檢測信號Dout將控制信號CTL3輸出到定時控制器9。具體地，當控制器獲得存在對象的確定結果作為檢測結果Dout時，控制器執行減少單位驅動線的驅動電極圖形的選擇數目的控制，如稍後詳細描述的。連續執行這樣的控制操作，使得描述的檢測模式(長距離檢測模式到位置檢測模式)逐漸展現。
[0094]顯示設備IA的操作和效果
[0095]接下來，描述實施例的顯示設備IA的操作和效果。
[0096]基本操作
[0097]在顯示設備IA中，像素基底2上的顯示驅動器(公共電極驅動器43D)線序地提供公共驅動信號Vcom到公共電極43的驅動電極圖形(公共電極431到43η)。此外，顯示驅動器以線序方式經由源極線25提供像素信號(圖像信號)到每個像素電極22，並且同時經由柵極線25控制每個像素電極的TFT(TFT元件Tr)的切換。因此，液晶層6施加有縱向方向上(垂直於基底的方向上)的電場，該電場由對於每個顯不像素20的公共驅動信號Vcom和每個圖像信號確定，使得調製液晶狀態。以此方式，通過所謂的反向驅動執行顯示。
[0098]另一方面，在相對基底4側，在公共電極43的驅動電極圖形和傳感器檢測電極44的檢測電極圖形之間的互連中形成電容元件Cl (電容元件Cll到Cln)。例如，當公共驅動信號Vcom在時間維度上施加到公共電極43的驅動電極圖形時，如由圖7中的箭頭(掃描方向)所示，執行以下操作。也就是說，充電或放電一個或多個陣列中電容元件Cll到Cln的每一個，電容元件在施加有公共驅動信號Vcom的驅動電極圖形和檢測電極圖形之間的互連中形成。結果，從傳感器檢測電極44的每個電極圖形輸出具有對應於電容器元件Cl的電容值的大小的檢測信號Vdet。在用戶手指等不存在於相對基底4的表面側的狀態下，檢測信號Vdet的大小基本恆定。要作為充電或放電的對象的電容Cl的陣列隨著公共驅動信號Vcom的掃描順序移動。
[0099]此時，當用戶手指觸摸到相對基底4時，由手指導致的電容元件C2添加到在這樣的觸摸區域中已經原始形成的電容元件Cl。結果，在掃描該觸摸區域時的時間點(即，當公共驅動信號Vcom施加到公共電極43的所有驅動電極圖形中對應於該觸摸區域的驅動電極圖形時的時間點)的檢測信號Vdet的值變得小於另一區域中的值。檢測電路8比較檢測信號Vdet的電壓與閾值電壓Vth，並且當檢測信號的電壓低於閾值電壓Vth時，檢測電路確定相關區域為觸摸區域。觸摸區域可以從公共驅動信號Vcom的施加定時和具有低於閾值電壓Vth的電壓的檢測信號Vdet的檢測定時計算。
[0100]這裡，與比較示例比較，詳細描述實施例中的公共電極43的線序驅動操作。首先，參照圖9A到9C描述根據比較示例的公共電極101的線序驅動操作。
[0101]比較示例中的線序驅動操作
[0102]在比較示例中，以這樣的方式執行用於檢測的線序驅動，捆綁公共電極101的驅動電極圖形的部分，並且這樣的一束驅動電極圖形用作單位驅動線(檢測驅動線L101)。另一方面，以這樣的方式執行用於顯示的線序驅動，小數目的(這裡，一個)驅動電極圖形用作顯示驅動線(L102)。此時，檢測驅動線LlOl的驅動電極圖形的數目是固定值。然而，在這樣的比較示例中，儘管可以在對象處於接觸(接近)狀態的情況下檢測如手指的對象的存在，但是難以在遠離對象一定距離的位置檢測到對象(長距離檢測)。
[0103]因此，在實施例中，注意到對象的可檢測範圍與在公共電極43和檢測電極44之間生成的電力線的範圍緊密相關，並且這種關係成功地用於對象的長距離檢測。具體地，擴展電力線的範圍以便覆蓋更遠的區域，從而可以檢測更遠的對象。此外，改變電力線的範圍，使得可以檢測處於各個距離的對象。在實施例中，執行公共電極43的以下線序驅動操作(用於檢測的線序驅動操作)，作為改變電力線的範圍的具體措施。
[0104]實施例中的線序驅動操作
[0105]圖1OA到IOD示意性地示出根據實施例的公共電極43的線序驅動操作的示例。顯示設備IA順序展現長距離檢測模式、中距離檢測模式、短距離檢測模式和位置檢測模式總共四種檢測模式。在該實施例中，在每個檢測模式中以不同方式執行線序驅動操作。也就是說，控制公共電極43，使得每個檢測模式中公共電極43的每個單位驅動線(檢測驅動線La到Ld)的驅動電極圖形的選擇數目從長距離檢測模式到位置檢測模式逐漸減少。
[0106]具體地，在長距離檢測模式中，選擇總數或接近總數的數目的公共電極43的驅動電極圖形的作為檢測驅動線La。相反，在位置檢測模式中，選擇公共電極43的一個驅動電極圖形或接近一的數目的驅動電極圖形作為檢測驅動線Ld。在中距離檢測模式中，選擇比長距離檢測模式中的數目更小數目的驅動電極圖形(例如，少於一半(這裡，大約三分之一)的驅動電極圖形)作為檢測驅動線Lb。在短距離檢測模式中，選擇大約與位置檢測模式中相同的數目或稍大數目的驅動電極圖形作為檢測驅動線Lc。
[0107]這裡，參照圖1lA和IlB描述由檢測驅動線La到Ld之間驅動電極圖形的選擇數目的這種差別導致的操作。圖1lA和IlB以簡化方式示出顯示設備IA的截面結構。然而，具有最大選擇數目的驅動電極圖形的長距離檢測模式(圖11A)和具有最小選擇數目的驅動電極圖形的位置檢測模式(圖11B)在此作為示例示出。在每個圖中，儘管電力線(Al或A2)的軌跡通過點線示出，但是其不嚴格地表示實際電力線，而是示意性地表示用於圖示電力線的範圍的電力線。
[0108]例如，在長距離檢測模式中，如圖1lA所示，因為檢測驅動線La的驅動電極圖形的選擇數目大，所以在公共電極43和傳感器檢測電極44之間生成的電力線Al的範圍擴展到大的距離。結果，電力線Al延伸到距顯示設備IA的頂部(偏振片45的表面)距離Dl的點。因此，當對象存在於從顯示設備IA的頂部到距頂部距離Dl的點的各點之一時，在從傳感器檢測電極44輸出的檢測信號Vdet中出現改變，因此輸出對象存在的確定結果作為檢測信號Dout。然而，在長距離檢測模式中，儘管可以檢測到遠的對象，但是難以指定對象的布置區域。
[0109]另一方面，在位置檢測模式中，如圖1IB所示，因為檢測驅動線Ld的驅動電極圖形的選擇數目小，所以在公共電極43和傳感器檢測電極44之間生成的電力線A2的範圍僅延伸到距顯示設備IA的頂部距離D2(D2〈〈D1)的點。因此，儘管可以在接近顯示設備IA的頂部的區域中確定對象的存在，但是不像在長距離檢測模式，難以在遠離顯示設備IA的點檢測到對象。相反，在位置檢測模式中，因為驅動電極圖形的選擇數目設為一或接近一的數目(即，以定時方式用細分的單位驅動線執行線序驅動)，所以可以詳細檢測對象的布置區域(位置坐標)。
[0110]類似地，在中距離檢測模式或短距離檢測模式中，直到根據檢測驅動線Lb或Lc的驅動電極圖形的選擇數目的距離的點，可以檢測到對象。以此方式，電力線的範圍依賴於單位驅動線的驅動電極圖形的選擇數目而改變。具體地，隨著驅動電極圖形的選擇數目更大，電力線的範圍擴大，因此可檢測的距離增加。相反，隨著選擇數目更小，電力線的範圍縮小，因此可檢測的距離減小。另一方面，位置解析度隨著驅動電極圖形的選擇數目的減小而變得更高，而隨著圖形的選擇數目的增加而變得更低。
[0111]因此，在長距離檢測模式中，確定處於長距離的對象的存在。在中距離檢測模式中，確定處於中距離的對象的存在，並且當對象存在時，近似地指定對象的布置區域。在短距離檢測模式中，確定處於短距離的對象的存在，並且當對象存在時，指定對象的布置區域。在位置檢測模式中，確定接觸或接近顯示設備的對象的存在，並且當對象存在時，獲取對象的布置區域為XY矩陣中的位置坐標。也就是說，可檢測距離和位置解析度處於平衡關係O
[0112]控制器5根據從檢測電路8輸出的檢測結果Dout逐漸改變檢測驅動線La到Ld的每個的驅動電極圖形的選擇數目，使得檢測模式逐漸展現。具體地，控制器5設置長距離檢測模式為初始模式，並且根據檢測結果Dout順序地改變檢測模式為中距離檢測模式、短距離檢測模式或位置檢測模式，使得展現每個檢測模式。下文中，參照圖12描述改變每個檢測模式的過程。
[0113]具體地，如圖12所示，首先，控制器以長距離檢測模式確定對象的存在(步驟S11)，並且當對象存在時(步驟Sll:Y)，控制器執行將驅動電極圖形的選擇數目從檢測驅動線La減少到檢測驅動線Lb的控制。因此，長距離檢測模式轉到中距離檢測模式。當對象不存在時(步驟Sll:Ν)，控制器執行繼續長距離檢測模式的控制(即，保持檢測驅動線La的驅動電極圖形的選擇數目的控制)。
[0114]接下來，控制器以中距離檢測模式確定對象的存在(步驟S12)，並且當對象存在時(步驟S12:Υ)，控制器執行將驅動電極圖形的選擇數目從檢測驅動線Lb減少到檢測驅動線Lc的控制。因此，中距離檢測模式轉到短距離檢測模式。當對象不存在時(步驟S12:N)，控制器執行將驅動電極圖形的選擇數目從檢測驅動線Lb增加到檢測驅動線La的控制，使得檢測模式返回到長距離檢測模式(步驟S11)。
[0115]接下來，控制器以短距離檢測模式確定對象的存在(步驟S13)，並且當對象存在時(步驟S13:Υ)，控制器執行將驅動電極圖形的選擇數目從檢測驅動線Lc減少到檢測驅動線Ld的控制。因此，短距離檢測模式轉到位置檢測模式。當對象不存在時(步驟S13:N)，控制器執行將驅動電極圖形的選擇數目從檢測驅動線Lc增加到檢測驅動線Lb的控制，使得檢測模式返回到中距離檢測模式(步驟S12)。
[0116]最後，在位置確定模式，控制器確定對象的存在(步驟S14)，並且當對象存在時(步驟S14:Y)，控制器提取對象的位置坐標(步驟S15)，並且完成檢測。當對象不存在時(步驟S14:N)，控制器執行將驅動電極圖形的選擇數目從檢測驅動線Ld增加到檢測驅動線Lc的控制，使得檢測模式返回到短距離檢測模式(步驟S13)。
[0117]當在每個檢測模式中將檢測結果Dout(關於對象存在或不存在的檢測結果)輸出到控制器5時，控制器5基於檢測結果Dout輸出控制信號CTL3到定時控制器9，使得執行使用檢測驅動線La到Ld之一的線序驅動操作。定時控制器9根據控制信號CTL3線序驅動公共電極43。以此方式，當在例如長距離檢測模式作為初始模式的情況下檢測對象的存在時，逐漸增加或減少驅動電極圖形的選擇數目，使得檢測模式在各檢測模式之間轉移。
[0118]如上所述，在該實施例中，以這樣的方式執行改變電力線的範圍的措施，當線序驅動公共電極43時，設置一束選擇數目的驅動電極圖形作為單位驅動線(檢測驅動線La到Ld的每個)，並且改變驅動電極圖形的選擇數目。因此，可以檢測對象的存在直到處於根據驅動電極圖形的選擇數目的距離的點。結果，不但可以在對象接觸或接近顯示設置IA的情況下，而且可以在對象處於遠離顯示設備的位置的情況下檢測對象的存在。
[0119]例如，當在公共電極43的線序驅動中驅動電極圖形的選擇數目設為總數或接近總數的數目時，可以檢測處於長距離的對象的存在(長距離檢測模式)。相反，當驅動電極圖形的選擇數目設為一或接近一的數目時，因為對象的布置區域可以指定為矩陣中的坐標，所以可以執行精確的位置檢測(位置檢測模式)。結果，可以實現對象的長距離檢測和精確的位置檢測。
[0120]特別地，當根據檢測結果Dout從長距離檢測模式到位置檢測模式逐漸減少檢測驅動線的驅動電極圖形的選擇數目時，可以以這樣的方式執行對象的逐漸檢測，在長距離檢測模式作為初始模式的情況下確認對象的存在(在保持可檢測的距離)的同時，逐步提高位置解析度。也就是說，可以依賴於對象的距離執行適當的檢測，這擴展了顯示設備的應用。例如，可以輸入信息而不用觸摸顯示屏幕，或者可以使從長距離接近顯示屏幕的對象的布置區域逐漸變窄。
[0121]此外，在該實施例中，原本提供在液晶顯示元件中的公共電極43共同地用作包括驅動電極和檢測電極的一對觸摸傳感器電極之一。此外，作為顯示驅動信號的公共驅動信號Vcom共同地用作觸摸傳感器驅動信號。因此，僅僅提供傳感器檢測電極44作為電容型觸摸傳感器中額外提供的電極是足夠的，此外不需要重新準備觸摸傳感器驅動信號。結果，簡化了設備配置。
[0122]第二實施例
[0123]第二實施例的特性配置
[0124]圖13A到13D示意性地示出根據本發明的第二實施例的傳感器檢測電極44的有效電極圖形和無效電極圖形的布局。在上面的實施例中，改變公共電極43的驅動電極圖形的選擇數目作為用於改變電力線的範圍的具體措施。在第二實施例中，有效地操作傳感器檢測電極44的檢測電極圖形的選擇數目，並且改變該選擇數目。在從長距離檢測模式到位置檢測模式執行逐漸檢測的情況作為示例的情況下描述本實施例，本實施例應用到類似於第一實施例的顯不設備IA的電容型觸摸傳感器。下文中，與第一實施例的顯不設備IA中相同的組件用相同的參考標號或符號標記，並且適當地省略它們的描述。
[0125]傳感器檢測電極44包括多個在垂直於公共電極43的驅動電極圖形的延伸方向的方向上延伸的條形檢測電極圖形。從每個檢測電極圖形輸出檢測信號Vdet，並且輸入到檢測電路8。
[0126]然而，在該實施例中，每個檢測電極圖形具有用於對於每個檢測電極圖形在接通狀態(檢測功能的有效狀態)和斷開狀態(檢測功能的無效狀態)之間改變的開關。這裡，斷開狀態指示浮置狀態或高阻抗狀態。這樣的開關用於使傳感器檢測電極44的檢測電極圖形變薄，使得僅僅一個或至少兩個選擇的檢測電極圖形有效地操作。此外，改變要有效地操作的檢測電極圖形(下文中，稱為有效電極圖形)的選擇數目，以便在每個檢測模式中不同。
[0127]控制器5基於如在第一實施例中描述的從檢測電路8輸出的檢測結果Dout,輸出控制信號CTL3到定時控制器9。然而，在該實施例中，當從檢測電路8輸出的檢測結果Dout顯示對象存在時，控制器執行增加傳感器檢測電極44的有效電極圖形的選擇數目的控制。連續執行這種控制操作，從而逐漸展現描述的檢測模式(長距離檢測模式到位置檢測模式)。
[0128]第二實施例的操作和效果
[0129]在該實施例中，在通過與第一實施例的顯示設備IA中相同的操作執行顯示的同時，隨同用公共驅動信號Vcom掃描公共電極43 —起從傳感器檢測電極44提供檢測信號到檢測電路8，因此輸出檢測結果Dout。
[0130]在該實施例中的檢測操作
[0131]然而，在該實施例中，在傳感器檢測電極44的所有電極圖形中，在每個檢測模式中改變有效電極圖形的選擇數目。具體地，在長距離檢測模式中，如圖13A所示，選擇傳感器檢測電極44的所有檢測電極圖形的一個檢測電極圖形或接近一個的數目的檢測電極圖形(這裡，布置在最外側的兩個圖形)作為有效電極圖形44A。相反，在位置檢測模式中，如圖13D所示，選擇總數或接近總數的數目的傳感器檢測電極44的檢測電極圖形作為有效電極圖形44A。在中距離檢測模式中，如圖13B所示，選擇比長距離檢測模式中的數目更大數目的檢測電極圖形(例如，少於一半(這裡，大約三分之一)的驅動電極圖形)作為有效電極圖形44A。在短距離檢測模式中，選擇至少大約一半的電極圖形作為有效電極圖形44A。在每個檢測模式中希望以相等間隔排列有效電極圖形44A。換句話說，在每個檢測模式中希望有效電極圖形44A之間的無效電極圖形44B的數目是恆定的。
[0132]這裡，參照圖14A和14B描述由有效電極圖形44A的選擇數目的這種差別導致的操作。圖14A和14B以簡化方式示出顯示設備IA的截面結構。然而，具有最小選擇數目的有效電極圖形44A的長距離檢測模式(圖14A)和具有最大選擇數目的有效電極圖形的位置檢測模式(圖14B)在此作為示例示出。在每個圖中，儘管電力線(A3或A4)的軌跡通過點線示出，但是其不嚴格地表示實際電力線，而是示意性地表示用於圖示電力線的範圍的電力線。
[0133]例如，在長距離檢測模式中，如圖14A所示，因為有效電極圖形44A的選擇數目小，換句話說，因為傳感器檢測電極的大多數檢測電極圖形變窄，所以抑制在檢測電極之間寄生電容的形成，結果電力線(A3)的範圍擴展到長距離。結果，電力線A3延伸到距顯示設備IA的頂部距離Dl的點。因此，當對象存在於從顯示設備IA的頂部到距頂部距離Dl的點的各點之一時，輸出對象存在的確定結果作為檢測信號Dout。然而，在長距離檢測模式中，因為傳感器檢測電極44的大多數檢測電極圖形變薄，所以難以詳細指定對象的布置區域。
[0134]另一方面，在位置檢測模式中，如圖14B所示，因為有效電極圖形44A的選擇數目大，所以隨著檢測電極圖形之間的寄生電容的形成，電力線(A4)的範圍僅延伸到距顯示設備IA的頂部距離D2(D2〈〈D1)的點。因此，如在第一實施例中，儘管可以在接近顯示設備IA的頂部的區域中確定對象的存在，但是不像在長距離檢測模式，難以在遠離顯示設備IA的點檢測到對象。相反，在位置檢測模式中，因為有效電極圖形44A的選擇數目設為接近總數，所以可以詳細檢測對象的布置區域(位置坐標)。
[0135]類似地，在中距離檢測模式或短距離檢測模式中，可以檢測到對象直到根據有效電極圖形44A的選擇數目的距離的點。以此方式，電力線的範圍依賴於有效電極圖形44A的選擇數目而改變。具體地，隨著有效電極圖形44A的選擇數目更小，電力線的範圍擴大，因此可檢測的距離增加。相反，隨著有效電極圖形44A的選擇數目更大，電力線的範圍縮小，因此可檢測的距離減小。另一方面，位置解析度隨著有效電極圖形44A的選擇數目的減小而變得更低，而隨著圖形的選擇數目的增加而變得更高。
[0136]因此，如在第一實施例中，在長距離檢測模式中，確定處於長距離的對象的存在。在中距離檢測模式中，確定處於中距離的對象的存在，並且當對象存在時，近似地指定對象的布置區域。在短距離檢測模式中，確定處於短距離的對象的存在，並且當對象存在時，指定對象的布置區域。在位置檢測模式中，確定接觸或接近顯示設備的對象的存在，並且當對象存在時，獲取對象的布置區域為XY矩陣中的位置坐標。
[0137]控制器5根據從檢測電路8輸出的檢測結果Dout逐漸改變有效電極圖形44A的選擇數目，使得每個檢測模式逐漸展現。然而，在該實施例中，當在長距離檢測模式中對象存在時，增加有效電極圖形44A的選擇數目，使得檢測模式轉移到中距離檢測模式，並且當對象不存在時，保持有效電極圖形44A的選擇數目，使得長距離檢測模式繼續。在中距離檢測模式中，當對象存在時，增加有效電極圖形44A的選擇數目，使得檢測模式轉移到短距離檢測模式，並且當對象不存在時，減小有效電極圖形44A的選擇數目，使得檢測模式返回到長距離檢測模式。類似地，在短距離檢測模式中，依賴於對象的存在或不存在，檢測模式轉移到位置檢測模式或返回到中距離檢測模式。當在位置檢測模式中對象存在時，提取對象的位置坐標，並且完成檢測。當在該模式中對象不存在時，減少有效電極圖形44A的選擇數目，使得檢測模式返回到短距離檢測模式。
[0138]當在每個檢測模式中將檢測結果Dout(關於對象存在或不存在的檢測結果)輸出到控制器5時，控制器5基於檢測結果Dout輸出控制信號CTL3到定時控制器9，使得執行使用有效電極圖形44A的檢測操作。定時控制器9根據控制信號CTL3選擇傳感器檢測電極44的有效電極圖形44A。以此方式，當在長距離檢測模式作為初始模式的情況下檢測對象的存在時，逐漸增加或減少有效電極圖形44A的選擇數目，使得檢測模式在各檢測模式之間轉移。
[0139]如上所述，在該實施例中，因為改變傳感器檢測電極的有效電極圖形44A的選擇數目作為改變電力線的範圍的措施，所以可以檢測對象的存在直到處於根據有效電極圖形44A的選擇數目的距離的點。結果，可以獲得與第一實施例中相同的優點。
[0140]例如，當在傳感器檢測電極44的有效電極圖形44A的選擇數目設為一或接近一的數目時，可以檢測處於長距離的對象的存在(長距離檢測模式)。相反，當有效電極圖形44A的選擇數目設為總數或接近總數的數目時，因為對象的布置區域可以指定為矩陣中的坐標，所以可以執行精確的位置檢測(位置檢測模式)。結果，如在第一實施例中，可以實現對象的長距離檢測和精確的位置檢測。
[0141]特別地，當根據檢測結果Dout從長距離檢測模式到位置檢測模式逐漸增加有效電極圖形44A的選擇數目時，可以以這樣的方式執行對象的逐漸檢測，在長距離檢測模式作為初始模式的情況下保持可檢測的距離的同時，逐步提高位置解析度。結果，可以依賴於對象的距離執行適當的檢測，如在第一實施例中，這擴展了顯示設備的應用
[0142]在第一和第二實施例中，儘管給出改變公共電極43的線序驅動中的驅動電極圖形的選擇數目的方法，以及改變傳感器檢測電極44的有效電極圖形44A的選擇數目的方法分別作為改變電力線的範圍的措施的示例，但是可以組合各方法。也就是說，在長距離檢測模式中，公共電極43的線序驅動中的驅動電極圖形的選擇數目設為總數或接近總數的數目，並且傳感器檢測電極44的有效電極圖形44A的選擇數目設為一或接近一的數目。相反，在位置檢測模式中，公共電極43的線序驅動中的驅動電極圖形的選擇數目設為一或接近一的數目，並且傳感器檢測電極44的有效電極圖形44A的選擇目數設為總數或接近總數的數目是足夠的。
[0143]第三實施例
[0144]圖15A到MD示意性地示出在每個檢測模式中根據本發明的第三實施例的檢測驅動信號(Vcom2)的反相波形(AC方波Sg)。在上面的實施例中，改變公共電極43的線序驅動中的驅動電極圖形的選擇數目，或者改變傳感器檢測電極44的有效電極圖形的選擇數目作為改變電力線的範圍的措施。在第三實施例中，改變施加到公共電極43的線序驅動中的每個驅動電極圖形的驅動信號Vcom2。在從長距離檢測模式到位置檢測模式執行逐漸檢測的情況作為示例的情況下描述本實施例，本實施例應用到類似於第一實施例的顯示設備IA的電容型觸摸傳感器。下文中，與第一實施例的顯示設備IA中相同的組件用相同的參考標號或符號標記，並且適當地省略它們的描述。
[0145]在該實施例中，在通過與第一實施例的顯示設備IA中相同的操作執行顯示的同時，隨同用公共驅動信號Vcom掃描公共電極43 —起從傳感器檢測電極44提供檢測信號到檢測電路8，因此輸出檢測結果Dout。
[0146]然而，在該實施例中，與顯示公共驅動信號(Vcoml)分離地使用檢測驅動信號Vcom2作為施加到每個驅動電極圖形的驅動信號，並且在公共電極43的線序驅動中的每個檢測模式中改變驅動信號Vcom2。具體地，改變驅動信號Vcom2，使得如圖15A到IOT所示，從長距離檢測模式到位置檢測模式逐漸減小驅動信號Vcom2的絕對值(Va>Vb>Vc>Vd)。
[0147]控制器5根據從檢測電路8輸出的確定結果Dout逐漸改變驅動信號Vcom2，使得逐漸展現每個檢測模式。具體地，在長距離檢測模式中，當對象存在時，減小驅動信號Vcom2的絕對值(方波的幅度)，使得檢測模式轉移到中距離檢測模式，並且當對象不存在時，保持當前的驅動信號Vcom2，使得長距離檢測模式繼續。接下來，在中間檢測模式中，當對象存在時，減小驅動信號Vcom2的絕對值，使得檢測模式轉移到短距離檢測模式，並且當對象不存在時，增加驅動信號Vcom2的絕對值，使得檢測模式返回到長距離檢測模式。類似地，在隨後的短距離檢測模式中，依賴於對象的存在或不存在，檢測模式轉移到位置檢測模式，或返回到中距離檢測模式。當在位置檢測模式中對象存在時，提取對象的位置坐標，並且完成檢測。當在位置檢測模式中對象不存在時，增加驅動信號Vcom2的絕對值，使得檢測模式返回到短距離檢測模式。
[0148]當在每個檢測模式中將檢測結果Dout(關於對象存在或不存在的檢測結果)輸出到控制器5時，控制器5基於檢測結果Dout輸出控制信號CTL3到定時控制器9，使得基於檢測結果Dout執行使用驅動信號Vcom2的檢測操作。定時控制器9根據控制信號CTL3執行使用驅動信號Vcom2的線序驅動。以此方式，當在長距離檢測模式作為初始模式的情況下檢測對象的存在時，逐漸增加或減小驅動信號Vcom2的絕對值，使得檢測模式在各檢測模式之間轉移。
[0149]如上所述，在該實施例中，因為改變驅動信號Vcom2的絕對值作為改變電力線的範圍的措施，所以可以檢測對象的存在直到根據驅動信號Vcom2的大小的距離。結果，可以獲得與第一實施例中相同的優點。
[0150]作為改變電力線的範圍的措施，第三實施例中改變驅動信號Vcom2的控制可以與改變公共電極43的線序驅動中的驅動電極圖形的選擇數目的控制(第一實施例)組合。也就是說，在長距離檢測模式中，驅動電極圖形的選擇數目設為總數或接近總數的數目，並且此外驅動信號Va用作施加到選擇的驅動電極圖形的驅動信號Vcom2。相反，在位置檢測模式中，驅動電極圖形的選擇數目設為一或接近一的數目，並且驅動信號Vb用作施加到選擇的驅動電極圖形的驅動信號Vcom2是足夠的。
[0151]第三實施例中改變驅動信號Vcom2的控制可以與第二實施例中改變傳感器檢測電極44的有效電極圖形的選擇數目的控制組合。可替代地，第一到第三實施例中的所有方法可以組合。
[0152]第四實施例
[0153]圖16示意性地示出根據本發明的第四實施例的驅動信號Vcom2和公共驅動信號Vcoml的每個的施加定時。已經在用於顯示的公共電極43共同地用作用於檢測的驅動電極的情況作為示例的情況下描述了第一到第三實施例。在此情況下，具體地，公共電極43施加有顯不公共驅動信號Vcoml和檢測驅動信號Vcom2。在第四實施例中,在驅動信號Vcoml和Vcom2相互不同的情況下,對於驅動信號Vcoml或Vcom2的優選應用操作(驅動信號Vcom的調製操作)進行了描述。驅動信號Vcoml和Vcom2相互不同的情況包括例如使得驅動信號Vcom2大於驅動信號Vcoml (Vcom2>Vcoml)以便改進檢測靈敏度的情況,或者調製驅動信號Vcom2的絕對值用於在各模式之間轉換(第三實施例)的情況。與第一實施例的顯示設備IA中相同的組件用相同的參考標號或符號標記，並且適當地省略它們的描述。這裡，對於作為示例的驅動信號Vcom2的絕對值大於驅動信號Vcoml的絕對值的情況進行描述。
[0154]具體地，定時控制器9在以下定時施加驅動信號Vcom2到公共電極43的每個驅動電極圖形。也就是說，定時控制器執行控制，使得每個驅動電極圖形順序施加有顯示驅動信號Vcoml,並且驅動信號Vcoml的施加定時不同於驅動信號Vcom2的施加定時。換句話說，定時控制器9施加驅動信號Vcom2到驅動電極圖形中沒有施加有驅動信號Vcoml的驅動電極圖形。例如，如圖16所示,驅動信號Vcoml (陰影部分)施加到每個驅動電極圖形(這裡，6個驅動電極圖形COMl到C0M6作為示例)，然後順序施加驅動信號Vcom2。換句話說，施加驅動信號Vcoml，然後增大驅動信號Vcoml的絕對值(擴大幅度)，使得信號Vcoml調製為驅動信號Vcom2。
[0155]如上所述，當用於顯示的公共電極43共同地用作用於檢測的驅動電極時，希望驅動信號Vcom2的施加定時不同於驅動信號Vcoml的施加定時。如果驅動信號Vcoml的施加定時(視頻信號的寫入定時)與驅動信號Vcom2的施加定時同步(例如，圖17的情況)，則像素電極22和公共電極43之間的電勢差改變，使得難以獲得希望的顯示(基於視頻信號Vsig的具有適當亮度級別的顯示)。因此，如在該實施例中驅動信號Vcoml和Vcom2在不同定時施加，從而即使用於顯示的公共電極43共同地用作用於檢測的驅動電極，也容易實現希望的顯示。在圖17中，相對於以線序方式施加的驅動信號Vcoml，由虛線示出驅動信號Vcom2。
[0156]上面的優點在驅動信號Vcoml和Vcom2之間的差別大的情況下變大,例如,在使得驅動信號Vcom2更大以改進檢測靈敏度的情況下，或者在第三實施例中的長距離檢測模式的情況下。這是因為當在視頻寫入中施加具有與驅動信號Vcoml大的差別的驅動信號Vcom2時,顯示趨於由此受影響。
[0157]第五實施例
[0158]圖18示出根據本發明的第五實施例的驅動信號(Vcoml或Vcom2)、視頻信號Vsig、以及TFT(圖6中示出的TFT元件Tr)的柵極電勢Vgate的時序圖。在第四實施例中，已經對於當用於顯示的公共電極43共同地用作用於檢測的驅動電極，驅動信號Vcoml和Vcom2以相互不同的定時施加到公共電極43時的操作進行了描述。在第五實施例中，描述進一步的優選操作。與第一實施例的顯示設備IA中相同的組件用相同的參考標號或符號標記，並且適當地省略它們的描述。
[0159]具體地，當柵極電勢Vgate處於導通電勢(TFT導通)時,定時控制器9分別施加驅動信號Vcoml到公共電極43，並且施加視頻信號Vsig到像素電極22，從而取代像素電勢Vpix(圖6中示出的液晶元件LC的電勢)，使得寫入視頻畫面。在該實施例中，設置每個TFT的截止狀態中的柵極電勢(VgateL)滿足以下公式(I)。在該公式中，VsigL表示視頻信號Vsig的低電勢，Δ Vc om2表不從驅動信號Vcom2的最小電勢到最大電勢的位移(幅度的兩倍大)，並且Vth表示TFT的閾值電壓。根據以下公式(2)設置AVcom2。更希望地，考慮Vgate (陷入(plunge))設置VgateL滿足以下公式(3)。Vgate(JgA)表示由柵極線26和像素之間的寄生電容導致的陷入電勢(圖6中示出的液晶元件LC的電勢)。
[0160]VgateL ^ VsigL- Δ Vcom2+Vth.....(I)
[0161]Δ Vcom2 = VcomlH-Vcom2L.....(2)
[0162]VgateL ^ VsigL-ΔVcom2+Vth-Vgate(plunge).....(3)
[0163]這裡，參照圖19A和19B描述實施例的比較示例。圖19A和19B示出緊接在寫入視頻信號之後(即，在柵極電勢Vgate從導通電勢轉換為截止電勢的情況下)，驅動信號Vcom和像素電勢Vpix的每一個的行為。如圖19A所示，緊接在寫入視頻信號之後，柵極電勢降低到截止電勢，並且驅動信號Vcom與此一起減小(黑箭頭)，因此像素電勢Vpix (陰影箭頭)相應地減小。因此，在這種緊接在寫入視頻信號之後的狀態下，當調製驅動信號Vcom使得信號的幅度增加時，如圖19B所示，像素電勢Vpix極端地下降，這可能導致像素電勢低於柵極電勢的現象。當像素電勢Vpix變得低於柵極電勢(截止電勢)時，因為每個像素施加有反向偏壓，所以難以執行希望的視頻顯示。
[0164]因此，如在該實施例中，依賴於驅動信號Vcom，柵極電勢滿足公式(2)(希望公式
(3))，從而即使緊接在寫入視頻信號之後施加驅動信號Vcom，也可以實際上避免像素電勢Vpix降到柵極電勢VgateL之下。結果，儘管調製了驅動信號Vcom，但是可以抑制由於像素電勢Vpix的下降導致的對顯示的影響，導致希望的視頻顯示。
[0165]第六實施例
[0166]圖20不出根據本發明的第六實施例的驅動信號Vcom (Vcoml或Vcom2)、視頻信號Vsig、以及TFT的柵極電勢Vgate的時序圖。在第五實施例中，當驅動信號Vcoml和Vcom2在不同定時施加時，柵極電勢Vgate設為滿足預定公式,從而抑制由於像素電勢Vpix的下降導致的對顯示的影響。在第六實施例中，描述用於抑制對顯示的這種影響的另一方法。與第一實施例的顯示設備IA中相同的組件用相同的參考標號或符號標記，並且適當地省略它們的描述。
[0167]具體地，當柵極電勢Vgate處於導通電勢(TFT導通)時，定時控制器9分別施加驅動信號Vcoml到公共電極43，並且施加視頻信號Vsig到像素電極22，從而寫入視頻畫面。
[0168]然而，在該實施例中，在從施加驅動信號Vcoml過去一定時間段之後而不像在第五實施例中緊接在施加驅動信號Vcoml之後執行驅動信號Vcom2的施加(從驅動信號Vcoml到驅動信號Vcom2的調製控制)。例如,如圖20所示,從驅動信號Vcoml的施加完成點(tl)到驅動信號Vcom的方波的半個周期過去之後的點(t2)，沒有施加驅動信號Vcom2(沒有執行從驅動信號Vcoml到驅動信號Vcom2的調製控制)。在點t2執行施加驅動信號Vcom2的控制(執行從驅動信號Vcoml到驅動信號Vcom2的調製控制)。即使在該實施例中，也可以滿足第五實施例中的公式(I)到(3)。
[0169]以此方式,在從施加驅動信號Vcoml過去一定時間段之後執行驅動信號Vcom2的施加，從而給出以下優點。也就是說，儘管如上所述通過緊接在寫入視頻信號之後柵極電勢Vgate到截止電勢的轉換，像素電勢Vpix暫時下降，但是像素電勢Vpix的這種下降沒有大到使得電勢變得低於截止電勢，因此顯示從而較少受影響。此後，當擴大驅動信號Vcom的幅度，以便施加驅動信號Vcom2時，像素電勢Vpix相應地上升。結果，在抑制由於像素電勢Vpix的下降導致的對顯示的影響的同時，可以如在第五實施例中調製驅動信號Vcom。
[0170]在第四到第六實施例中，已經用施加到公共電極43的顯示驅動信號Vcoml和檢測驅動信號Vcom2相互不同的情況下的若干示例描述了優選的驅動操作。然而，這不是限制性的，並且可以使用以下驅動方法。也就是說，如圖17所示，當驅動信號Vcom2進一步施加到作為驅動信號Vcoml的寫入對象的像素時，像素電勢如前所述改變，並且例如，可以在像素電勢的這種改變的預期中調製視頻信號Vsig自身的電平。即使通過這樣的方法，也可以獲得希望的顯示。然而，在調製視頻信號Vsig的電平的情況下，因為IC驅動器趨於施加有負載，所以在第四到第六實施例的每一個中描述的方法是可行的。
[0171]可以僅在特定時段施加驅動信號Vcom2。具體地，如圖21所示，僅在執行對象檢測期間的時段ta或tb (這裡，緊接在改變Vcom的極性的時刻之前和之後的每個時段)中擴大信號的幅度(從驅動信號Vcoml到驅動信號Vcom2的調製控制)。因為這種驅動操作減小DC電平到液晶的施加時間，所以可以抑制卡死(seizure)等的出現。此外，因為驅動信號Vcom2可以在施加視頻信號Vsig之前返回到顯示驅動信號Vcoml，所以不需要同時使用兩種不同種類的電勢，導致IC負載的減小或外圍電路的簡化。
[0172]已經對於為了增加檢測靈敏度使得Vcom2大於Vcoml的情況作為驅動信號Vcoml和Vcom2相互不同的情況的示例進行了描述。在此情況下，可以不涉及檢測模式的改變。具體地，儘管假設第一到第三實施例中描述的檢測模式的改變操作可以設置VCOm2>VCOml，但是可以執行檢測驅動而沒有模式改變，即，可以在連續使用具有一定值的驅動信號Vcom2 OVcoml)的同時執行。驅動信號Vcom2的值設為更大,從而改進檢測靈敏度，因此可以執行長距離檢測。之前具有模式改變操作(電力線的範圍的改變操作)的配置對應於本發明實施例的第一顯示設備，而之後沒有模式改變操作的配置對應於本發明實施例的第二顯示設備。
[0173]接下來，描述第一到第六實施例的每一個的顯示設備的修改。下文中，與第一實施例的顯示設備IA中相同的組件用相同的參考標號或符號標記，並且適當地省略它們的描述。
[0174]修改I
[0175]圖22示出根據修改I的顯示設備IB的相關部分截面結構。顯示設備IB包括像第一實施例的顯示設備IA的液晶顯示元件和電容型觸摸傳感器。然而，在該修改中，提供觸摸傳感器為與液晶顯示元件分離的觸摸面板50，不像在第一實施例中共同地使用用於顯示的公共電極43，使得觸摸傳感器與液晶顯示元件集成。具體地，在顯示設備IB中，在液晶顯示元件的偏振片45的一側布置和使用觸摸面板50，在液晶顯示元件中液晶層6密封在像素基底2和相對基底4之間。
[0176]觸摸面板50具有在透明基底51上以如下順序提供的傳感器驅動電極52、粘合層53、透明基底54和傳感器檢測電極55。傳感器驅動電極52分為多個驅動電極圖形，並且每個驅動電極圖形線序地施加有驅動信號Vcom，如同第一實施例的公共電極43。類似地，傳感器檢測電極55分為多個檢測電極圖形，並且每個檢測電極圖形垂直於傳感器驅動電極52的每個驅動電極圖形的延伸方向延伸，如同第一實施例的傳感器檢測電極44。
[0177]觸摸傳感器可以以此方式與顯示元件分離，並且在第一到第三實施例中描述的每個方法可以以如上的相同方式應用到顯示設備1B。然而，在公共電極43共同地用作傳感器驅動電極的第一實施例的顯示設備IA中，設備配置可能更加簡化。
[0178]修改2
[0179]圖23示出根據修改2的顯示設備IC的相關部分截面結構。顯示設備IC包括像第一實施例的顯示設備IA的液晶顯示元件和電容型觸摸傳感器。然而，顯示設備IC與第一實施例的顯不設備IA不同在於傳感器檢測電極44布置在相對於偏振片45的外側。具體地，顯示設備IC具有在偏振片45上以如下順序提供的粘合層47、傳感器檢測電極44和透明基底48。以此方式，傳感器檢測電極44不需要必須提供在相對於偏振片45的內側，而是可以配置為安排在用戶側。
[0180]修改3
[0181]顯示設備ID的配置
[0182]圖24示出根據修改3的顯示設備ID的相關部分截面結構。圖25A和25B示出顯示設備ID的像素基底(稍後描述的像素基底2B)的詳細配置。圖26A和26B示出顯示設備ID的透視結構。顯示設備ID包括像第一實施例的顯示設備IA的液晶顯示元件和電容型觸摸傳感器。然而，顯不設備ID與第一實施例的顯不設備IA不同在於橫向電模式的液晶元件用作顯示元件。
[0183]顯不設備ID包括像素基底2B、面對像素基底2B布直的相對基底4B、以及提供在像素基底2B和相對基底4B之間的液晶層6。
[0184]像素基底2B具有TFT基底21、排列在TFT基底21上的公共電極43、以及經由絕緣層23在公共電極43上以矩陣模式排列的多個像素電極22。在TFT基底21上，形成用於驅動每個像素電極22和TFT的未示出的顯示驅動器，此外，形成如提供圖像信號到每個像素電極的信號線(源極線)25和驅動每個TFT的柵極線26的線(圖25A和25B)。此外，在TFT基底21上形成執行觸摸檢測操作的檢測電路8。如在第一實施例中，公共電極43共同地用作傳感器驅動電極。
[0185]相對基底4B包括在玻璃基底41的一個表面上形成的濾色鏡42。在玻璃基底41的另一表面上形成傳感器檢測電極44,此外,在傳感器檢測電極44上排列偏振片45。傳感器檢測電極44可以通過薄膜工藝直接在相對基底4B上形成，或者可以間接在其上形成。公共電極43施加有來自TFT基底21的具有AC方波形的公共驅動信號Vcom。公共驅動信號Vcom定義施加到每個像素電極22的像素電壓和每個像素的顯示電壓，並且共同地用作觸摸傳感器的驅動信號。公共電極43和傳感器檢測電極44分為以如第一實施例中的相互交叉的方式延伸的多個電極圖形。
[0186]液晶層6依賴於電場的狀態調製通過層6的光，並且例如，如FFS(邊緣場切換)模式或IPS (平面內切換)模式的橫向電模式的液晶用於層6。這裡,參照圖26A和26B描述FFS模式。在FFS模式液晶元件中，在經由絕緣層23在顯示基底2B上形成的公共電極43上布置以梳狀形狀成形的像素電極22，並且覆蓋像素電極形成對準膜26。液晶層6夾在相對基底4B側的對準膜26和對準膜46之間。兩個偏振片24和45以交叉尼科爾狀態排列。兩個對準膜26和26的每一個的摩擦方向對應於兩個偏振片24和45的透射軸之一的方向。這裡，附圖示出了摩擦方向對應於偏振片45的透射軸的方向的情況。此外，兩個對準膜26和26的每一個的摩擦方向和偏振片45的透射軸的方向設為在限定液晶分子的旋轉方向的範圍內近似平行於每個像素電極22的延伸方向(梳的縱向方向)。
[0187]顯示設備ID的操作和效果
[0188]首先，參照圖26A和26B和圖27A和27B簡要描述FFS模式液晶元件的顯示操作原理。圖27A和27B示出液晶元件的相關部分截面，其中圖27A示出液晶元件沒有施加有電場的狀態，而圖27B示出液晶元件施加有電場的狀態。
[0189]在公共電極43和像素電極22之間沒有施加電壓的狀態下(圖26A和27A)，液晶層6的每個液晶分子61的軸垂直於入射側偏振片24的透射軸，並且平行於輸出側偏振片45的透射軸。因此，通過入射側偏振片24透射的入射光h到達輸出側的偏振片45，而不導致液晶層6內的相位差，並且由片45吸收，導致黑顯示。相反，在公共電極43和像素電極22之間施加電壓的狀態下(圖26B和27B)，每個液晶分子61的對準方向通過在像素電極之間形成的橫向電場E，在與每個像素電極22的延伸方向的傾斜方向上旋轉。此時，優化白顯示中的電場強度，使得位於液晶層6的厚度方向的中心的液晶分子61旋轉大約45度。因此，在已經通過入射側的偏振片24透射的入射光h通過液晶層6的同時，在光h中出現相位差，因此光變為旋轉90度的線性偏振光，並且通過輸出側的偏振片45，導致白顯示。
[0190]接下來，描述顯示設備ID的顯示控制操作和觸摸檢測操作。像素基底2B上的顯示驅動器(未示出)線序地提供公共驅動信號Vcom到公共電極43的驅動電極圖形。此夕卜，顯示驅動器經由源極線25提供圖像信號到每個像素電極22，並且同時以線序方式經由柵極線26控制每個像素電極的TFT的切換。因此，液晶層6施加有橫向方向(平行於基底的方向)上的電場，對於每個像素，該電場通過公共驅動信號Vcom和每個圖像信號確定，使得調製液晶狀態。以此方式，通過所謂的反相驅動執行顯示。
[0191]相反，在相對基底4B側，公共驅動信號Vcom在時間維度上順序地施加到公共電極43的驅動電極圖形。因此，充電或放電陣列中的每個電容元件Cl (Cll到Cln)，如在第一實施例中，該電容元件在施加有信號Vcom的公共電極43的驅動電極圖形和傳感器檢測電極44的檢測電極圖形之間的互連中形成。結果，具有對應於電容元件Cl的電容值的大小的檢測信號Vdet從傳感器檢測電極44的每個電極圖形輸出。
[0192]以此方式，在第一到第三實施例中描述的每個方法可以以與如上相同的方式應用到對於液晶顯示元件使用橫向電模式的液晶的顯示設備1D。然而，因為該修改具有在像素電極2B側(在TFT基底21上)提供作為觸摸傳感器驅動電極的公共電極43的結構，所以公共驅動信號Vcom極容易從TFT基底21提供到公共電極43，並且那些必需的電路、電極圖形和線可以集中在像素基底2上，導致電路的集成。因此，從像素基底2側到相對基底4側的公共驅動信號Vcom的提供路徑(接觸導電桿7)不必需，導致更簡化的結構，該提供路徑在第一實施例中已經是必需的。
[0193]儘管在修改3中在玻璃基底41的表面側(在與液晶層6相對的側)提供傳感器檢測電極44，但是傳感器檢測電極44可以提供在相對於濾色鏡42的液晶層6的一側。可替代地，傳感器檢測電極44可以提供在玻璃基底41和濾色鏡42之間，或者可以提供在偏振片45的外側。
[0194]應用示例
[0195]接下來，參照圖28到32G描述具有在實施例和修改的每一個中描述的觸摸傳感器的顯示設備的應用示例。根據每個實施例等的顯示設備可以應用到任何領域的電子設備，包括電視裝置、數字相機、筆記本個人計算機、如運動電話的移動終端和攝像機。換句話說，根據每個實施例等的顯示設備可以應用到任何領域的電子設備，其將外部輸入的視頻信號或內部生成的視頻信號顯示為圖像或視頻畫面。
[0196]應用示例I
[0197]圖28示出根據每個實施例等的顯示設備的電視裝置。該電視裝置具有例如前面板511和包括濾色鏡512的視頻顯示屏幕510，並且視頻顯示屏幕510對應於根據每個實施例等的顯示設備。
[0198]應用示例2
[0199]圖29A和29B示出使用根據每個實施例等的顯示設備的數字相機的外觀。該數字相機具有例如用於閃光的發光部分521、顯不器522、菜單開關523和快門按鈕524,並且顯示器524對應於根據每個實施例等的顯示設備。
[0200]應用示例3
[0201]圖30示出使用根據每個實施例等的顯示設備的筆記本個人計算機的外觀。該筆記本個人計算機具有例如主體531、用於字母等的輸入操作的鍵盤523、以及用於顯示圖像的顯示器533，並且顯示器533對應於根據每個實施例等的顯示設備。
[0202]應用示例4
[0203]圖31示出使用根據每個實施例等的顯示設備的攝像機的外觀。該攝像機具有例如主體541、在主體541的前面側上提供的用於拍攝對象的透鏡542，在拍攝中使用的開始/停止開關543、以及顯示器544。顯示器544對應於根據每個實施例等的顯示設備。
[0204]應用示例5
[0205]圖32A到32G示出使用根據每個實施例等的顯示設備的行動電話的外觀。例如，通過由鉸鏈730將上部外殼710連接到下部外殼720來形成行動電話，並且行動電話具有顯示器740、子顯示器750、畫面燈760和相機770。顯示器740或子顯示器750對應於根據每個實施例等的顯示設備。
[0206]儘管已經用實施例、修改和應用示例描述了本發明，但是本發明不限於實施例等，並且可以進行不同的修改或改變。例如，儘管已經在展現長距離檢測模式(第一檢測模式)和位置檢測模式(第二檢測模式)兩者的配置作為示例的情況下描述了本發明，但是位置檢測模式不是不可缺少的，並且本發明可以配置為使得依賴於使用條件或應用僅展現長距離檢測模式。
[0207]此外，在實施例等中給出逐漸展現從長距離檢測模式(第一檢測模式)到位置檢測模式(第二檢測模式)的總共四個檢測模式的情況作為示例，但是不具體限制檢測模式的數目或距離解析度。例如，要展現的檢測模式的數目可以是2、3或者5或更多。隨著檢測模式的數目增加，距離解析度變得更高，並且對象存在的距離觸摸傳感器的距離更容易確定。
[0208]此外，儘管已經在用長距離檢測模式作為初始模式執行逐漸檢測的情況作為示例的情況下描述了實施例等，但是初始模式不必是長距離檢測模式，並且如位置檢測模式的另一檢測模式可以用作初始模式。
[0209]此外，儘管在實施例等中已經描述了使用液晶顯示元件作為顯示元件的顯示設備，但是本發明可以應用到使用另一顯示元件(例如，有機EL元件)的顯示設備。
[0210]此外，在實施例等中描述的一系列處理可以由硬體或軟體執行。在該系列處理由軟體執行的情況下，配置軟體的程序安裝在通用計算機等中。這樣的程序可以被預先記錄在計算機中建立的記錄介質中。
[0211]本申請包含涉及於2009年6月30日向日本專利局提交的日本優先權專利申請JP2009-155827和於2010年3月8日向日本專利局提交的日本優先權專利申請JP2010-050483中公開的主題，在此通過引用併入其全部內容。
[0212]本領域的技術人員應該理解，取決於設計要求和其它因素，可以出現各種修改、組合、子組合和替換，只要它們在權利要求或其等價物的範圍內。
【權利要求】
1.一種觸摸傳感器，包括: 一個或多個驅動電極； 與各個驅動電極協作形成電容的一個或多個檢測電極； 檢測電路，施加驅動信號到各個驅動電極，以便基於響應於各個驅動信號從各個檢測電極獲得的檢測信號檢測對象；以及 控制器，控制來改變在驅動電極和檢測電極之間生成的電力線的範圍，電力線的範圍是距觸摸傳感器的頂部表面的距離， 其中控制器控制來根據通過檢測電路的檢測結果改變電力線的最大範圍； 當檢測到對象時，控制器保持或者減少電力線的範圍；以及 當沒有檢測到對象時，控制器保持或者增加電力線的範圍。
2.如權利要求1所述的觸摸傳感器，其中 驅動電極是沿著第一方向延伸的多個驅動電極圖形，以及 檢測電極是沿著垂直於第一方向的第二方向延伸的多個檢測電極圖形。
3.如權利要求2所述的觸摸傳感器，還包括以這樣的方式驅動多個驅動電極圖形的第一定時控制器，使得每次選擇一個或多個驅動電極圖形來驅動，同時順次轉移驅動電極圖形的這種選擇，從而允許掃描全部多個驅動電極圖形用於驅動， 其中控制器根據檢測結果改變要選擇的驅動電極圖形的數目。
4.如權利要求3所述的觸摸傳感器，具有其中要選擇的驅動電極圖形的數目相對大的第一檢測模式，以及其中要選擇的驅動電極圖形的數目相對小的第二檢測模式， 其中檢測電路在第一檢測模式中檢測對象的存在，並且在第二檢測模式中檢測對象的位置。
5.如權利要求4所述的觸摸傳感器，還具有另一檢測模式或兩個或多個其他檢測模式，在另一檢測模式或其他檢測模式的每一個中選擇的驅動電極圖形的數目位於在第一檢測模式中選擇的驅動電極圖形的數目和在第二檢測模式中選擇的驅動電極圖形的數目之間，其中 檢測電路在每個檢測模式中檢測對象的存在，並且然後為每個檢測模式輸出檢測結果到控制器，並且 控制器基於從檢測電路輸入的檢測結果執行增加或減少要選擇的驅動電極圖形的數目的控制。
6.如權利要求5所述的觸摸傳感器，其中 當通過檢測電路檢測到對象的存在時，控制器減少要選擇的驅動電極圖形的數目，以及 當通過檢測電路沒有檢測到對象的存在時，控制器增加要選擇的驅動電極圖形的數目。
7.如權利要求2所述的觸摸傳感器，還包括第二定時控制器，其選擇性地允許多個檢測電極圖形的一個或多個為有效， 其中控制器根據檢測結果改變要選擇的檢測電極圖形的數目。
8.如權利要求7所述的觸摸傳感器，具有其中要選擇的檢測電極圖形的數目相對小的第一檢測模式，以及其中要選擇的檢測電極圖形的數目相對大的第二檢測模式，其中檢測電路在第一檢測模式中檢測對象的存在，並且在第二檢測模式中檢測對象的位置。
9.如權利要求8所述的觸摸傳感器，還具有另一檢測模式或兩個或多個其他檢測模式，在另一檢測模式或其他檢測模式的每一個中選擇的驅動電極圖形的數目位於在第一檢測模式中選擇的檢測電極圖形的數目和在第二檢測模式中選擇的檢測電極圖形的數目之間，其中 檢測電路在每個檢測模式中檢測對象的存在，然後為每個檢測模式輸出檢測結果到控制器，並且 控制器基於從檢測電路輸入的檢測結果執行增加或減少要選擇的檢測電極圖形的數目的控制。
10.如權利要求2所述的觸摸傳感器，還包括第三定時控制器，其通過順次施加驅動信號到每個驅動電極圖形來驅動多個驅動電極圖形， 其中控制器根據檢測結果改變驅動信號的幅度。
11.如權利要求10所述的觸摸傳感器，具有其中驅動信號的幅度相對大的第一檢測模式，以及其中驅動信號的幅度相對小的第二檢測模式， 其中檢測電路在第一檢測模式中檢測對象的存在，並且在第二檢測模式中檢測對象的位置。
12.如權利要求11所述的觸摸傳感器，還具有另一檢測模式或兩個或多個其他檢測模式，在另一檢測模式或其他檢測模式的每一個中使用的驅動信號的幅度位於在第一檢測模式中使用的驅動信號的幅度和在第二檢測模式中使用的驅動信號的幅度之間，其中 檢測電路在每個檢測模式中檢測對象的存在，並且然後為每個檢測模式輸出檢測結果到控制器，並且 控制器基於從檢測電路輸入的檢測結果執行增加或減少驅動信號的幅度的控制。
【文檔編號】G06F3/044GK103955321SQ201410166514
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2010年6月23日 優先權日:2009年6月30日
【發明者】石崎剛司, 野口幸治, 原田勉, 竹內剛也, 木田芳利, 中西貴之 申請人:株式會社日本顯示器西