[发明专利]触摸屏及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有触控传感器的触摸屏和其驱动方法。本发明特别涉及将具有触控传感器的像素配置为矩阵形状的触摸屏和其驱动方法。本发明还涉及具有该触摸屏的电子设备。

背景技术

近年来，安装有触控传感器的显示装置引人注目。安装有触控传感器的显示装置被称为触摸屏或触控荧幕等(下面简单地称为“触摸屏”)。触控传感器根据其工作原理的不同，有电阻膜式、静电容量式、光式等的方式。无论采用上述哪一种方式都可以通过使检测对象和显示装置接触或相近，来输入数据。

光式触控传感器通过将检测光的传感器(也称为“光传感器”)设置在触摸屏，而将显示屏幕还用作输入区域。作为具有这种光式触控传感器的装置的一例，可以举出通过配置有进行图像接收的密接型区域传感器而具备有图像接收功能的显示装置(例如，参照专利文献1)。在具有光式触控传感器的触摸屏中，从触摸屏发射光。当在触摸屏的任意位置存在着检测对象的情况下，存在着检测对象的区域的光被检测对象遮断，而其中一部分的光被反射。在触摸屏内的像素中设置有能够检测光的光电传感器(有时还称为“光电转换元件”)，通过该光电传感器检测被反射的光，能够知道在检测光的区域中存在着检测对象。

另外，正在研究开发具有个人识别功能等的移动电话、便携式信息终端等的电子设备(例如，参照专利文献2)。作为个人识别，利用指纹、脸、手形、掌纹和手静脉的形状等。在将个人识别功能提供在与显示部不同的部分中的情况下，会导致零部件个数的增多、电子设备的重量及价格的增大。

此外，在触控传感器的系统中，已知根据外光的亮度选择检测指头位置的图像处理方法的技术(例如，参照专利文献3)。

专利文献1日本专利申请公开2001-292276号公报

专利文献2日本专利申请公开2002-033823号公报

专利文献3日本专利申请公开2007-183706号公报

在将触摸屏用于具有个人识别功能的电子设备的情况下，需要将设置在触摸屏的各像素中的光传感器通过检测光而生成的电信号收集并进行图像处理。尤其是，为了实现具有高分辨率、高速工作能力的个人识别功能的电子设备，需要高效地收集多个光传感器提供的大量的数据。再者，为了实现高水平的个人识别功能，需要进行不是单色而是彩色且多级灰度的数据收集。此外，光传感器所生成的电信号是模拟信号，所以当进行图像处理时需要将模拟信号转换为数字信号(A/D转换)。也就是说，需要高处理量的A/D转换电路。然而，当为了实现高处理量，将A/D转换电路的电路规模增大时，触摸屏的显示区域变小。此外，当为了实现高处理量，将A/D转换电路的耗电量增大时，触摸屏的耗电量也增大。

发明内容

鉴于上述问题，所公开的本发明的一个方式的目的之一在于提供抑制电路规模并具有高分辨率的摄影功能的安装有A/D转换电路的触摸屏和其驱动方法。所公开的本发明的一个方式的目的之一还在于提供抑制电路规模并具有能够高速工作的摄影功能的安装有A/D转换电路的触摸屏和其驱动方法。所公开的本发明的一个方式的目的之一还在于提供抑制电路规模并具有高灰度的摄影功能的安装有A/D转换电路的触摸屏和其驱动方法。本发明的一个方式的目的之一还在于提供能够抑制耗电量的触摸屏和其驱动方法。

本发明的一个方式的触摸屏的第一结构为如下：分别在每一个像素中具有显示元件和光传感器，并且包括分别与多个像素的每一个相对应的A/D转换器以及光传感器的读出电路，其中该A/D转换器具有根据在读出电路中生成的输出电压改变振荡频率的振荡电路、将上述振荡电路的输出信号用作时钟信号的计数电路，并且将与上述读出电路的输出电压相对应的上述计数电路的计数值作为该A/D转换器的输出值。当确定A/D转换器的输出值时，通过改变上述读出电路的输出电压而停止上述振荡电路的振荡，来使A/D转换器的输出值稳定。

此外，本发明的一个方式的触摸屏还可以采用在上述第一结构的基础上还具有当上述振荡电路停止振荡时不进行输出信号的切换(toggle)的结构，这样便可以将上述振荡电路的输出用作A/D转换器的输出值的最下位。

本发明的一个方式的触摸屏的第二结构为如下：分别在每一个像素中具有显示元件和光传感器，并且包括分别与多个像素的每一个相对应的A/D转换器，其中该A/D转换器具有根据在光传感器的读出电路中生成的输出电压改变振荡频率的振荡电路、将上述振荡电路的输出信号用作时钟信号的计数电路，并且将与上述读出电路的输出电压相对应的上述计数电路的计数值作为该A/D转换器的输出值。