CN102652302A - 光传感器电路、二维坐标检测装置、信息处理装置和光传感器元件的刷新驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光传感器电路，其根据将指示物（P）放置在来自光源（3）的光通过的坐标检测区域（2）时的光接受量的变化，检测坐标检测区域（2）中的指示物（P）的位置坐标。具备因与光源（3）的位置关系而光接受量多的光传感器元件（41）的第一光传感器电路，具备供给将决定光传感器元件（41）的受光灵敏度的阈值特性初始化的刷新信号（shield_A）的第一配线，另一方面，具备光接受量少的光传感器元件（42）的第二光传感器电路，具备与刷新信号（shield_A）独立地供给将光传感器元件（42）的阈值特性初始化的刷新信号（shield_B）的第二配线。

Description

光传感器电路、二维坐标检测装置、信息处理装置和光传感器元件的刷新驱动方法

技术领域

本发明主要涉及光学式二维坐标检测装置、光传感器电路和刷新驱动方法，其中，光传感器电路设置于该二维坐标检测装置中，对接近二维坐标检测装置的指示物（pointer）的坐标位置进行光学检测，该刷新驱动方法是对该光传感器电路所具备的光传感器元件的阈值特性进行初始化的刷新驱动方法。

背景技术

（触摸面板）

目前，已知有具备当用手指或输入用的笔等指示物接触显示面板的表面时，能够检测该接触的位置的触摸面板（坐标传感器）功能的显示装置。作为这种显示装置，使用所谓的电阻膜方式或静电电容方式等的触摸面板的显示装置作为主流被采用。

但是，在这种显示装置中，例如需要特殊的位置检测用的面板，因此存在装置整体变厚的问题，或由于将这种触摸面板设于显示装置的画面而产生视觉辨认度降低的问题。

（光学方式的坐标检测装置1）

于是，近年来，正在研发不需要这种触摸面板的光学方式的坐标检测装置。该坐标检测装置取代上述的电阻膜方式或静电电容方式的触摸面板，在显示面板中具备光源和通过检测指示物是否遮蔽来自光源的光来输出指示物的位置信息的光电二极管或光电晶体管等受光元件（光传感器元件）。

作为其具体例子，例如，在下面的专利文献1中已公开。如图15所示，专利文献1中被公开的光学数字转换器（digitizer）70，能够在检测面71上检测出指示体72的指示位置坐标。因此，光学数字转换器70具备：用于产生光线的LED73；回归反射部件74，其以包围上述检测面71的周围的至少三边的方式设置，将从LED73发出的光线进行回归反射；线性图像传感器75，其利用从回归反射部件74回归反射的光线，对指示体72进行摄像并转换成电信号；成像透镜76，其用于在线性图像传感器75成像。

由上述LED73、线性图像传感器74和成像透镜75（76）构成的检测单元，配置于与形成检测面71的透明的输入平面板77同一平面上的两处。

另外，如图16所示，在检测面71的下方设置具有显示面的显示装置78，从而实现带触摸面板的显示装置。

在上述的结构中，当从LED73发出的光线到达设置在检测面71的周边的回归反射部件74时，根据其回归反射特性，入射到回归反射部件74的光以向入射的方向径直（直线）返回的方式进行反射。指示体72被放置在检测面71的情况下，由于光被指示体72遮断，因此，在线性图像传感器75中，生成反映指示体72相对于LED73的方向的影子。用线性图像传感器75拍摄该影子的方向，在左右的检测单元将所拍摄的影子的方向转换为电信号。而且，使用三角测量的原理对这些电信号进行运算处理，由此能够检测指示体72的指示位置坐标。

（光学方式的坐标检测装置2）

另一方面，在下面的专利文献2中，公开了一种光学矩阵方式的光学式坐标读取装置。具体而言，在夹着长方形的坐标检测区域而相对的一组边中的一边，作为光源，每隔一定间隔排列有发光二极管等红外光发光元件，在另一边，作为受光部，每隔一定间隔排列有光电晶体管等红外光受光元件。另外，在相对的另一组边上，也同样配置有上述光源和受光部。

在该结构中，当从各红外光发光元件射出且经由坐标检测区域朝向各红外光受光元件直进的直进光路上的红外光被手指等遮光时，在受光部就会产生照度的变化。实施基于该照度的变化的统计处理，由手指等指定的坐标检测区域上的位置，作为根据受光部的红外光量整体的分布算出的平均坐标（X、Y）被识别。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国公开专利公报“特开2001－290602（2001年10月19日公开）”

专利文献2：日本国公开实用新型公报“实开平6－75035（1994年10月21日公开）”

发明内容

发明要解决的课题

在此，可以考虑在使用三角测量的原理来确定坐标的专利文献1的坐标检测装置中，适用如专利文献2中公开的那样的光矩阵方式的坐标检测装置。

该情况下，可以考虑光矩阵方式的坐标检测装置，在该装置中，将其两个LED73保持不变，不设置线性图像传感器75、回归反射部件74和成像透镜76，在设有回归反射部件74的三边，以一定间隔排列光电晶体管等光传感器元件，从而使用三角测量原理。

但是，本申请发明人团体对该思考上的结构进行了研究，结果发现存在如下的问题。

即，由于光源和光传感器元件的位置关系不同，产生排列在三边的光传感器元件的光接受量不均的问题。该光接受量的不均产生构成光传感器元件的光电晶体管的阈值特性的不均。其结果为，由于阈值特性的不均伴随受光时间的累积而增大，所以光传感器元件的受光灵敏度产生不一致，引起位置检测的精度随时间劣化这样的问题。

下面，参照图4对上述问题更具体地进行说明。如图4所示，在长方形的坐标检测区域的角A和角B，各配置一个LED等的光源，形成为多个光传感器元件沿A侧短边、B侧短边和长边排列的结构。

该情况下，光从角A的光源在锐角θA的范围内以扇状射出，所以，从角A的光源以最短距离被照射光的光传感器元件的位置，为接近与角A在A侧短边上成对的另一个角的位置C。

另外，因为从角B的光源也相同地射出光，所以，从角B的光源以最短距离被照射光的光传感器元件的位置，为接近与角B在B侧短边上成对的另一个角的位置D。

另一方面，从角A的光源射出的光几乎不被沿A侧短边排列的光传感器元件受光，同样地，从角B的光源射出的光几乎不被沿B侧短边排列的光传感器元件受光。

因此，沿与配置有两个光源的长边相对的长边排列的光传感器元件的光接受量，总的说来，比沿A侧短边和B侧短边排列的光传感器元件的光接受量大。其结果为，长边侧的光传感器元件的阈值比A侧短边的光传感器元件和B侧短边的光传感器元件的阈值容易偏移。

而且，使两个光源利用脉冲列的驱动电流进行点亮熄灭时，若该点亮熄灭在两个光源中交替进行，则对各短边的照射时间为对长边的照射时间的一半。另外，若该点亮熄灭在两个光源中同步且同时进行，则短边侧的光传感器元件的光接受量约为长边侧的光传感器元件的光接受量的一半。因此，沿各短边排列的光传感器元件的阈值偏移的现象，相比长边侧的光传感器元件，被进一步抑制。其结果为，阈值的偏移的不均进一步扩大。

鉴于上述问题点，本发明的目的在于，提供一种光传感器电路，上述光传感器电路涉及将因其与光源的位置关系不同而光接受量不同的光传感器元件用于坐标检测的坐标检测装置，该光源以发出光的方式位置被固定，能够抑制上述光传感器元件的阈值特性的不均，并且本发明提供一种搭载有该光传感器电路的二维坐标检测装置和信息处理装置以及光传感器元件的刷新驱动方法。

用于解决课题的技术手段

为了解决上述课题，本发明提供一种光传感器电路，

（1）根据将检测对象放置在光通过的坐标检测区域时的光接受量的变化，检测上述坐标检测区域中的检测对象物的位置坐标；其特征在于，

具备：

（2）第一光传感器电路，其具备第一光传感器元件；

（3）第二光传感器电路，其具备第二光传感器元件；

（4）第一配线，其被供给将决定上述第一光传感器元件的受光灵敏度的阈值特性初始化的第一控制信号；和

（5）第二配线，其与上述第一控制信号独立地被供给将决定上述第二光传感器元件的受光灵敏度的阈值特性初始化的第二控制信号。

在上述的结构中，当第一光传感器元件的阈值特性和第二光传感器元件的阈值特性由于某种原因而成为相互不同的状态时，因为各光传感器元件的受光灵敏度将会变得不一致，所以，不能对相同的光接受量输出相同强度的检测信号。在该情况下，光传感器电路不能进行期待的动作。

根据上述的结构，即使产生这种阈值特性的不均，也可以经由第一配线和第二配线，向第一光传感器元件和第二光传感器元件分别独立地供给第一控制信号和第二控制信号。因此，可以按照第一光传感器元件和第二光传感器元件的阈值特性的差异，向各光传感器元件独立地供给改变强度的不同的控制信号。

由此，能够容易且可靠地抑制各光传感器元件的阈值特性的不均。另外，能够容易地使各光传感器元件的受光灵敏度一致。

另外，当不考虑光接受量而将各光传感器元件的阈值特性一致地进行初始化时，对于阈值的偏移量小的光传感器元件，有时会进行过度的初始化。但是，根据本发明，还能够得到防止这种过度初始化的效果。以上的结果为，本发明的光传感器电路能够进行高精度的检测动作。

本发明的二维坐标检测装置的特征在于，具备：

（1）坐标检测区域，其与二维坐标相对应；

（2）两个光源，其在上述坐标检测区域的一边缘部，隔开规定间隔而配置；

（3）多个光传感器元件，其在除上述一边缘部之外的上述坐标检测区域的周缘部有规则地配置，

（4）上述光传感器元件具备构成上述第一光传感器电路的上述第一光传感器元件，和构成上述第二光传感器电路的上述第二光传感器元件。

如上所述，在具备：两个光源，其在坐标检测区域的一边缘部隔开规定间隔而配置；和多个光传感器元件，其咋除上述一边缘部之外的上述坐标检测区域的周缘部有规则地配置的结构中，光源和光传感器元件的距离、或光源射出的光在坐标检测区域形成的照度分布和光传感器元件的位置关系等，根据坐标检测区域的周缘部上的位置而进行多种多样的变化。

这样，由于上述周缘部中的第一光传感器元件的位置和第二光传感器元件的位置是不同的，所以，有时第一光传感器元件的受光状态与第二光传感器元件的受光状态不同。该情况下，在具有上述结构的二维坐标检测装置中，在第一光传感器元件的阈值特性和第二光传感器元件的阈值特性之间，产生不一致。

利用已经说明的光传感器电路的结构，能够消除该产生的阈值特性的不一致。因此，具备上述结构的二维坐标检测装置的检测精度总是能够维持得非常高，因此，总是能够检测正确的二维坐标。

另外，通过将具备上述结构的二维坐标检测装置搭载于信息处理装置上，能够提供对于指定坐标位置的用户的操作，不会进行误动作的便于使用的良好的信息处理装置。作为这种信息处理装置，可以举出：如便携式电话、PDA（Personal Digital Assistants，个人数字助理）、笔记本型或台式计算机、以及ATM（Automatic Teller Machine，自动提款机）和自动售票机那样具备用于用户从显示画面输入指示等的用户接口的装置等。

而且，能够在可以利用通信网络实时更新显示内容，且用户可以从显示画面进行基于该显示内容的输入等的数字标牌（包括电子广告牌、电子公告板、电子引导板、电子信息牌）中，适用上述信息处理装置。

为了解决上述的课题，本发明提供一种光传感器元件的刷新驱动方法，其设置于光传感器电路中，上述光传感器电路根据将检测对象物放置于光通过的坐标检测区域时的光接受量的变化，检测上述坐标检测区域中的检测对象物的位置坐标，其特征在于，对根据与以发出上述光的方式位置被固定的光源的位置关系而光接受量相互不同的、作为上述光传感器元件的第一光传感器元件和第二光传感器元件，按照上述光接受量的差异施加强度不同的控制信号，由此将决定第一光传感器元件和第二光传感器元件的受光灵敏度的阈值特性初始化，使得上述阈值特性接近相同的初始特性。

由此，如已经说明的那样，可以利用按照光接受量的差异而强度不同的控制信号，抑制光接受量的差异引起的光传感器元件的阈值特性的不均。因此，能够使光传感器电路进行高精度的检测动作。

发明的效果

如上所述，本发明的光传感器电路具备配线，上述配线向分别设置在不同的光传感器电路中的不同的光传感器元件，独立地供给将阈值特性初始化的控制信号，所以，可以带来能够容易且可靠地抑制各光传感器元件的阈值特性的不均的效果。

另外，如上所述，本发明的光传感器元件的刷新驱动方法，向光接受量因与以发出光的方式位置被固定的光源的位置关系而相互不同的多个光传感器元件，按照光接受量的差异施加强度不同的控制信号，所以，带来能够将各光传感器元件的阈值特性以接近相同的初始特性的方式进行初始化的效果。

附图说明

图1是概略性地表示本发明的二维坐标检测装置的结构的示意性平面图；

图2是示意性地表示具备上述二维坐标检测装置的信息处理装置的显示部的平面图；

图3是示意性地表示上述信息处理装置的截面的结构的截面图；

图4是表示在光源被配置于长方形的坐标检测区域的角时，光源射出的光的扩展角的说明图；

图5是表示在将LED配置于长方形坐标检测区域的一个角并使其发光时，测定坐标检测区域的照度分布的结果的图；

图6是表示光传感器元件的结构的截面图；

图7是表示具备上述光传感器元件和与之连接的其它电路元件和各种配线的光传感器电路的结构的电路图；

图8是表示将以n个上述光传感器电路为一个区块的m个区块，用各种配线并联连接的结构的区块图；

图9是表示有关光传感器电路的动作的各种信号的时间图；

图10是表示在将光传感器元件的阈值特性初始化的模拟中，向光传感器元件的各电极施加的电压值的说明图。

图11是表示向长边侧的光传感器元件照射光时，阈值特性偏移的状态的坐标图；

图12是表示在光的照射后，通过执行刷新动作将长边侧的光传感器元件的阈值特性初始化后的状态的坐标图；

图13是表示在向短边侧的光传感器元件照射光时，阈值特性偏移的状态的坐标图；

图14是表示在光的照射后，通过执行刷新动作将短边侧的光传感器元件的阈值特性初始化的状态的坐标图；

图15是示意性地表示现有二维坐标检测装置的结构的平面图；

图16是示意性地表示图15所示的二维坐标检测装置的结构的侧面图。

具体实施方式

下面，对本发明实施方式详细地进行说明。但是，本实施方式所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特别指定的记载，就不是将本发明的范围仅限定于此的意旨，只不过是说明例。

首先，说明解决本发明着眼的上述课题的结构的要点。

（二维坐标检测装置的结构概要）

图1是概略性地表示本发明的二维坐标检测装置的结构的示意性平面图。如图1所示，在二维坐标检测装置的基板区域1，设有与二维坐标相对应的坐标检测区域2，坐标检测区域2的周围为用于设置光源3、具备光传感器元件4的光传感器电路、和各种配线的周缘部。

在上述周缘部中的坐标检测区域2的一边缘部，隔开规定间隔配置有两个光源3。另外，在除坐标检测区域2的上述一边缘部之外的周缘部，有规则地配置有多个光传感器元件4。这种二维坐标检测装置的形式被称为光矩阵（LM：Light Matrix）方式。

（坐标检测方法的概要）

当指示坐标检测区域2内的特定位置的人的手指或输入用笔等指示物P（检测对象物），通过接近或接触光通过的坐标检测区域2上而位于从光源3射出的光的光路上时，位于连结一光源3和指示物P的线上的光传感器元件4A成为遮光状态。该结果为，光传感器元件4A的检测输出发生变化。同样地，由于位于连结另一光源3和指示物P的线上的光传感器元件4B也成为遮光状态，所以其检测输出也发生变化。

在以将配着有两个光源3的上述一边缘部作为底边的方式，由两个光源3和指示物P构成的三角形中，通过解析光传感器元件4的检测输出的变化而求得指示物P与上述底边形成的两个角α和β。由此，使用已知的两个光源3间的距离和上述角α和β，按照三角测量的原理求得指示物P的二维坐标。

（应解决的问题点的再确认）

在此，参照图4已经说明的现象成为问题。即，在长方形的坐标检测区域的角A和角B，各配置一个LED等光源，且多个光传感器元件沿A侧短边、B侧短边和长边三边排列时，沿着与配置有两个光源的长边相对的长边排列的光传感器元件（下面称为长边侧的光传感器元件）的光接受量，总的说来比沿A侧短边和B侧短边排列的光传感器元件（下面称为短边侧的光传感器元件）的光接受量大。

将该说明适用于图1时，变成下面的情况。当将在与配置有两个光源3的上述一边缘部处于相对关系的边缘部，沿图1中左右方向即X方向配置的光传感器元件4的一个作为光传感器元件41（第一光传感器元件），将在上述一边缘部和相对的边缘部以外的边缘部，即，与上述一边缘部无相对关系的边缘部，沿与X方向垂直的Y方向配置的光传感器元件4的一个作为光传感器元件42（第二光传感器元件）时，光传感器元件41的光接受量比光传感器元件42的光接受量大。

因此，决定光传感器元件41的受光灵敏度的阈值比光传感器元件42的阈值容易偏移。即，光传感器元件4的阈值特性依赖于光传感器元件4和位置被固定的光源3的位置关系并具有不均。这样一来，因为光传感器元件4的受光灵敏度不均，所以不能正确地检测是否已对光源3的射出光进行受光。其结果为，难以进行正确的二维坐标的检测。

（光传感器电路的结构概要）

于是，本发明的光传感器电路作为消除阈值特性的不均的结构，具备能够将可以按照光传感器元件41和光传感器元件42的阈值的偏移量，将阈值初始化使其相等或大致相等的控制信号，分别向光传感器元件41和光传感器元件42独立地供给的配线。

更具体而言，如图1所示，设有：第一配线，其向含有光传感器元件41的沿X方向排列的光传感器元件4的阵列，供给作为第一控制信号的刷新信号shield_A；第二配线，其向含有光传感器元件42的沿Y方向排列的光传感器元件4的阵列，供给作为第二控制信号的刷新信号shield_B。另外，第二配线还相对于与沿Y方向排列的上述阵列平行相对的另一列的阵列同样地设置。

除了这些第一配线和第二配线以外，在上述周缘部还设有向光传感器元件4供给复位信号rst的配线、为了从光传感器元件4读取检测信号而向光传感器元件4供给读取信号rw的配线、用于将光传感器元件4的上述检测信号作为输出信号Vout调出的配线。

（信息处理装置的结构）

另外，图3示意性地表示信息处理装置11的截面的结构，如图3所示，二维坐标检测装置多与具备显示信息的功能的显示面板10一体化，被用作信息处理装置11的一个要素。显示面板10如有源矩阵型液晶显示面板那样，具备如驱动像素的显示的TFT（Thin FilmTransistor，薄膜晶体管）12那样的开关元件时，设有：扫描配线（图1所示的显示用栅极），其将开闭开关元件的栅极电极的驱动信号，从栅极驱动器向开关元件供给；或源极配线等，该源极配线经由开关元件将基于显示的信息的电压，从源极驱动器向像素供给。

（显示部的具体结构）

图2是示意性地表示上述信息处理装置11的显示部的平面图，图3是示意性地表示信息处理装置的截面的结构的截面图。如图2和图3所示，在作为二维坐标检测装置的基板的透明板13的表面上，在坐标检测区域2的一边缘部，安装有两个光源3。光源3可以使用例如红外LED（Light Emission Diode）、近红外LED、白色LED等。

在透明板13的下方配置有上述显示面板10。有关光传感器元件4和光传感器电路的各种配线，设于显示面板10的基板14上。坐标检测区域2为长方形时，光传感器元件4沿着除配置有两个光源3的一边之外的三边有规则地排列，构成线传感器40。

另外，在线传感器40的正上方、且透明板13的表面上，设有将从光源3射出的光的前进路线变更为朝向线传感器40的前进路线的光路变更用光学系统（棱镜等）。这样，通过在内置有光传感器电路的显示面板10上配置搭载有光源3和光学系统的透明板13，可实现信息处理装置11的薄型化。

另外，在基板14上的配置有光源3侧的端部区域，设有与有关上述光传感器电路和上述开关元件等的各种配线和送进与各种配线分别对应的信号的外部电路连接的FPC（Flexible Printed Circuits，挠性印刷电路）15和连接器16。

由于将构成光传感器电路的各种元件和各种配线在基板14上单片式形成，所以能够将用于设置各种元件和各种配线的边框区域变窄。

（光传感器元件的结构）

图6是表示光传感器元件4的结构的截面图。光传感器元件4的基本部分是反交错型薄膜晶体管。在覆盖底部侧（图3中基板14侧）的栅极电极4a的层间绝缘膜4b上，形成有半导体层4c，在半导体层4c上形成有源极电极4d和漏极电极4e，源极电极4d和漏极电极4e经由成为受光部的间隙（开口部）在同层相对。而且，除该基本部分的结构以外，在覆盖半导体层4c、源极电极4d和漏极电极4e的层间绝缘膜4f上，设有背栅极电极4g。另外，背栅极电极4g由透明材料形成，以使光透过到薄膜晶体管的受光部。

另外，如后述，光传感器元件4作为具有电连接有栅极电极4a和源极电极4d的二极管构造的光电二极管而构成。

另外，构成光传感器元件4的薄膜晶体管不限定于反交错型，也可以是正交错型。在为正交错型时，背栅极电极4g形成于底部侧。

（光传感器电路的结构）

图7是表示具备光传感器元件4和与之连接的其它电路元件和各种配线的光传感器电路50的结构的电路图。其中，图7表示n个光传感器电路50与各种配线并联连接的结构。该n个光传感器电路50如参照图8后述的那样，与m个区块之一相对应。

下面，对第n个光传感器电路50的详细结构进行说明。在光传感器元件4（n）的背栅极电极4g（图6），连接有作为上述第一配线或第二配线的配线V shield。

另外，在构成沿图1的左右方向即X方向配置的线传感器的情况下，光传感器电路50相当于第一光传感器电路，所以配线V shield相当于供给上述刷新信号shield A的第一配线。另一方面，在构成沿图1的上下方向即Y方向配置的线传感器的情况下，光传感器电路50相当于第二光传感器电路，所以配线V shield相当于供给上述刷新信号shield_B的第二配线。

另外，在光传感器元件4（n）的栅极电极4a（图6），连接有供给上述复位信号rst的配线RST（n）。

光传感器元件4（n）的漏极电极4e（图6）与薄膜晶体管Tr1（n）的栅极电极连接，而且，在Tr1（n）的栅极电极，连接有电容c（n）的一端子。另外，将漏极电极4e、Tr1（n）的栅极电极和电容c（n）的一端子彼此的连接点称为节点Net_A。

此外，在电容c（n）的另一端子上连接有配线CS。对于配线CS，经由电容c（n）施加用于在感测时保持节点Net_A的电压的一定电压（例如，0V）。另外，在对光传感器元件4（n）进行刷新时，为了在背栅极电极4g和漏极电极4e之间产生电位差，向配线CS还施加辅助刷新的信号，且可调节向配线V shield施加的刷新信号shield_A或shield_B的强度。对于这一点，后面详细进行叙述。

另外，将与沿上述X方向排列的光传感器电路50（长边侧）连接的配线CS设为配线CS1，将与沿上述Y方向排列的光传感器电路50（短边侧）连接的配线CS设为配线CS2。

上述电容c（n）按照节点Net_A需要的大小的电容而设置，在只有包括节点Net_A的配线的电容就足够的情况下，不需要再另外形成电容。另外，电容c（n）也可以形成用包括节点Net_A的配线和其它配线之间的寄生电容形成。

另一方面，在Tr1（n）的源极电极上连接有配线Vs。在光传感器元件4（n）检测到光时，向配线Vs施加用于可输出一定电压的上述输出信号Vout的一定直流电压（例如，5V）。

然后，在Tr1（n）的漏极电极上连接有Tr2（n）的源极电极，在Tr2（n）的漏极电极上连接有配线Vout（1）。配线Vout（1）连接于基于上述输出信号Vout通过运算求得二维坐标的运算电路系。

最后，在Tr2（n）的栅极电极连接有配线RW（n）。为了从光传感器电路50输出上述输出信号Vout，向配线RW（n）施加作为上述读取信号rw的一定电压（例如，21V）。

另外，n个光传感器电路50各自具备的Tr2（1）～Tr2（n）的漏极电极，全部与相同的配线Vout（1）连接，经由分别与n个光传感器电路50对应的配线RW（1）～配线RW（n），利用按时间序列施加的读出信号rw，依次向配线Vout（1）输出各光传感器电路50的输出信号Vout。

另外，Tr1（n）和Tr2（n）被遮光，只有光传感器元件4（n）照到光。

（光传感器电路的区块结构）

图8是表示将n个光传感器电路50视为一个区块，并将m个区块B（1）～B（m）与配线Vout（1）～Vout（m）、配线RST（1）～RST（n）和配线RW（1）～RW（n）并联连接的结构的区块图。

另外，区块B（1）～B（m）是将沿长方形的某边（短边或长边）排列成直线状的n×m个光传感器电路50分为m个区块后形成的区块。

配线Vout（1）～Vout（m）只要与区块B（1）～B（m）一一对应地设置即可，另外，例如配线RST（n）和配线RW（n）对于区块B（1）～B（m）被通用化。因此，图8的结构对于减少配线数是有效的。

（光传感器电路的动作）

图9是表示有关光传感器电路50的动作的各种信号的时间图。

（1）首先，在图9的（i）所示的时刻t1（感测动作的开始时），如图9的（b）所示，例如将低电平为－10V、高电平为＋21V的脉冲状的复位信号rst（n）施加于光传感器元件4（n）的栅极电极4a。由此，二极管构造的光传感器元件4（n）导通（ON），所以，如图9的（h）所示，节点Net_A被充电到＋21V而被初始化。另外，在感测动作期间中，上述配线CS1和配线CS2的电压维持一定（例如，0V）。

其结果为，在节点Net_A连接有栅极电极的Tr1（n）变为导通（ON）。

（2）另一方面，由于将节点Net_A的电压初始化后，复位信号rst（n）的电压下降到－10V，因此，光传感器元件4（n）成为非导通状态（OFF）。

（3）在该状态下，光传感器元件4（n）变成了不接受光的暗状态。如已参照图1说明的那样，该暗状态是在坐标检测区域2放置指示物P的结果，即，来自光源3的光不能到达光传感器元件4A或光传感器元件4B的状态。

光传感器元件4（n）为暗状态时，在光传感器元件4（n）中，从节点Net_A流向配线RST（n）的漏电流基本没有或者很小，因此，节点Net_A的电压下降也基本没有或很小。其结果为，Tr1（n）在一定期间保持导通（ON）状态。

（4）在上述一定期间中，设置读取光传感器电路50的光检测状态的读取期间。即，在时刻t2，如图9的（a）所示，向Tr2（n）的栅极电极施加例如低电平为－10V、高电平为＋21V的脉冲状的读取信号rw（n）。

其结果为，Tr2（n）在读取期间之间为导通（ON），因此，如图9的（g）所示，施加在配线Vs的直流电压（例如，5V），经由Tr1（n）和Tr2（n）形成为输出信号Vout，被输出到配线Vout（1）。

即，光传感器元件4（n）被指示物P遮光时，光传感器电路50输出表示检测到指示物P的输出信号Vout。

（5）与上述暗状态相反，在上述（2）中将节点Net_A的电压初始化后的状态下，光传感器元件4（n）变为接受到光的明状态。不用说，该明状态是不管在坐标检测区域2未放置指示物P或放置有指示物P，来自光源3的光都不会被遮蔽，光传感器元件4持续受光的状态。

光传感器元件4（n）为明状态时，在光传感器元件4（n）中，具有反映其光接受量的大小的漏电流，从节点Net_A流向配线RST（n），所以，如图9的（h）所示，节点Net_A的电压慢慢下降。其下降量根据光接受量而定。由于节点Net_A的电压下降，Tr1（n）从导通（ON）被切换到断开（OFF）。

（6）这样一来，由于Tr1（n）是断开的，所以在上述读取期间中，在图9（i）所示的时刻t3，即使向Tr2（n）的栅极电极施加图9的（a）所示的＋21V的读取信号rw（n），如图9（g）所示，施加在配线Vs的直流电压也不向配线Vout（1）输出。

即，光传感器电路50在光传感器元件4（n）受光的情况下，维持输出信号Vout为低电平。

在此，如后面参照图11所说明的那样，当光传感器元件4（n）的阈值由于光照射的影响的累积而向＋方向偏移时，光传感器元件4（n）的输出就会下降，因此，即使向栅极电极4a施加＋21V的复位信号rst（n），节点Net_A的电压也达不到＋21V。而且，当光传感器元件4（n）的阈值向＋方向偏移时，因为Tr1（n）不能成为导通，所以，施加在配线Vs的直流电压不会向配线Vout（1）输出。即，在该情况下，虽然是暗状态，但不会与明状态相同地使光传感器电路50输出检测信号，所以，不能作为光传感器发挥作用。

（7）然后，在上述读取期间后，设置用于将光传感器元件4（n）的阈值初始化的刷新期间，进行刷新动作。在刷新动作中，与向光传感器元件4（n）的栅极电极4a施加＋21V的复位信号rst（n）同时，在背栅极电极4g和漏极电极4e之间产生电位差。例如，在光传感器元件4（n）的阈值向＋方向偏移的情况下，向栅极电极4a施加＋电压，将光传感器元件4（n）置于导通状态，向背栅极电极4g施加－电压，向漏极电极4e时间＋电压，由此产生电位差。该电位差越大，使阈值特性返回初始状态的效果就越大。

在背栅极电极4g和漏极电极4e之间，为了产生需要的电位差，向光传感器元件4（n）的背栅极电极4g施加刷新信号shield。此时，基于根据光传感器元件4和光源3的配置关系而产生的、光传感器元件4的光接受量的不均，改变刷新信号shield的电压值。

具体而言，沿图1的左右方向即X方向配置的光传感器元件4（参照图4说明的长边侧的光传感器元件）的光接受量，比沿图1的上下方向即Y方向配置的光传感器元件4（参照图4说明的短边侧的光传感器元件）的光接受量大，阈值的偏移量大。因此，将赋予沿X方向配置的光传感器元件4的刷新信号shield_A的电压的绝对值，设定为比赋予沿Y方向配置的光传感器元件4的刷新信号shield_B的电压的绝对值大。

另外，在仅在刷新信号shield_A或shield_B中，难以在刷新中产生充分的电位差的情况下，也可以向上述配线CS1和配线CS2施加補助性的电压。在本实施方式中，使用产生从－10V到＋21V之间的电压的电源作为电源，所以，辅助性地使用配线CS。

图9的（c）表示在刷新期间将电压值从0V变为－10V的刷新信号shield_A，图9的（d）表示在刷新期间将电压值维持在0V的刷新信号shield_B。此时，如图9（e）所示，对应刷新信号shield_A，向配线CS1施加＋21V的補助信号，在背栅极电极4g和漏极电极4e之间产生31V的电位差，另一方面，关于刷新信号shield_B，将配线CS2的电位维持在0V。

另外，刷新信号shield_A和配线CS1的辅助信号的各电压的大小，考虑电源的可产生电压，以在背栅极电极4g和漏极电极4e之间产生刷新所需要的电位差的方式适当调节即可，对于刷新动作，不一定需要配线CS的補助信号。

这样，若沿Y方向配置的光传感器元件4的阈值的偏移量小到可以忽视，则将刷新信号shield_B的电压值维持在0，由此，也可以不进行刷新动作。

另外，当在阈值的偏移量大的光传感器元件4和阈值的偏移量小的光传感器元件4都一律施加强度大的刷新信号shield_A时，阈值的偏移量小的光传感器元件4的阈值相反会变得过小。因此，本发明通过在偏移量大的光传感器元件4和偏移量小的光传感器元件4上，分别设置能够赋予对应偏移量的强度的刷新信号的独立的配线，也能够带来防止这种过度的刷新的效果。

另外，作为执行刷新动作的时刻，在每视频信号的一帧期间一次等，优选定期地进行设定。另外，也可以在信息处理装置11的电源投入时也执行刷新动作。

通过以上的刷新动作，与光传感器元件4和光源3的配置关系无关，哪个光传感器元件4的阈值都可以初始化为相同的初始特性、或以接近相同的初始特性的方式进行初始化。其结果为，全部的光传感器元件4的受光灵敏度保持一定，所以可维持正确进行指示物P的检测的状态。

另外，也可以不按照输出信号Vout的输出，生成复位信号rst（n）和刷新信号shield。例如，信息处理装置11为便携式游戏机，在用户进行需要将指示物P频繁地放在坐标检测区域2的游戏的情形下，对于检测到指示物P的光传感器元件4，即没有受光的光传感器元件4，可以不生成复位信号rst（n）和刷新信号shield。例如，如图9（g）所示，在输出了输出信号Vout的情况下，也可以不进行在其暗状态的期间进行的预定的刷新动作。由此，能够得到抑制信息处理装置11的消耗电力的效果。

另外，如图9的（c）所示，可以考虑将刷新信号shield的电压值设定为0和0以外的刷新值的第一方法和将刷新信号shield的电压值设定为0以外的规定电压和刷新值的第二方法。但是认为，在第二方法的情况下，光传感器元件4会受在背栅极电极4g施加0以外的电压带来的影响，所以优选采用第一方法。

（刷新动作的评价）

通过模拟对以上说明的刷新动作进行评价。向光传感器元件4进行一小时左右的光照射后，如图10所示，向光传感器元件4的各电极施加对应电极的电压。具体而言，在对电连接的栅极电极4a和源极电极4d施加＋20V的直流电压、对背栅极电极4g施加－20V的直流电压，在视为长边侧的光传感器元件4的情况下，对漏极电极4e施加＋20V的直流电压，在视为短边侧的光传感器元件4的情况下，对漏极电极4e施加＋10V的直流电压，由此，对光传感器元件4进行刷新。

图11和图13分别是表示在向长边侧的光传感器元件4和短边侧的光传感器元件4照射光的情况下，阈值特性偏移的状态的坐标图。

由图11和图13的坐标图可知：

（1）不论对于长边侧和短边侧的光传感器元件4的哪一个，在光照射后，阈值特性都向＋方向（坐标图的右方向）偏移，阈值向＋侧变大；

（2）光接受量相对大的长边侧的光传感器元件4的阈值特性的偏移量，比短边侧的光传感器元件4的阈值特性的偏移量大。

其结果为，因为长边侧和短边侧的光传感器元件4的受光灵敏度不均，不能正确检测指示物P的存在与否。

另一方面，图12和图14是表示在光照射后，通过执行上述刷新动作，将长边侧的光传感器元件4和短边侧的光传感器元件4各自的阈值特性初始化后的状态的坐标图。

将这些坐标图与图11和图13的坐标图比较可知，不论对于长边侧和短边侧的光传感器元件4的哪一个，由于刷新动作，阈值特性都向－方向（坐标图的左方向）偏移，阈值返回到初始的阈值特性。

这是因为如已说明的那样，为了按照阈值特性的偏移量改变刷新信号shield_A和刷新信号shield_B的强度，偏移量不同的阈值特性被适宜地初始化。

（刷新动作的其它例）

在以上的说明中，采用以下方式，即，将配置于长方形的坐标检测区域2的3边的多个光传感器元件4，大致分为长边侧的光传感器元件4和短边侧的光传感器元件4两种，将赋予长边侧的光传感器元件4的刷新信号shield_A的强度，设定为比赋予短边侧的光传感器元件4的刷新信号shield_B的强度大。

但是，也可以采用按照配置于坐标检测区域的周边的多个光传感器元件的光接受量，进一步精细地改变分别赋予光传感器元件的刷新信号的强度的其它方式。另外，坐标检测区域的平面形状不限定于长方形，可以是任意的平面形状，只要可适用三角测量的原理即可。

为上述其它方式时，在将两个光源配置于坐标检测区域的一边缘部并使其发光时，测定坐标检测区域的照度分布，预先求得配置于坐标检测区域的周边的多个光传感器元件的各光接受量。

图5表示例如将LED配置在长方形的坐标检测区域的一个角并使其发光时，测定坐标检测区域的照度分布的结果。该测定中使用的LED具备半值角55度的射出特性。图5中纵轴和横轴附记的数值表示短边和长边的长度。另外，LED的位置坐标为（x，y）＝（0，0）。

根据该测定结果可知，以LED为中心的四分之一圆显示最高照度5000lx，带状圆弧越远离其四分之一圆，照度越慢慢衰减，在与图4中B侧短边对应的短边附近，最低照度为500lx。

图5表示LED为一个时的照度分布，但如果在另一个角配置另一个LED，将两个LED点亮并测定照度分布，则能够求出图4中A侧短边、B侧短边和长边的照度分布。从该照度分布可以对排列在A侧短边、B侧短边和长边的光传感器元件，分别确定光接受量，因此，可以确定光接受量和阈值特性的偏移量的关系。由此，可以针对光传感器元件的每一个，确定向各光传感器元件的背栅极电极施加的刷新信号的强度。

但是，当要针对各光传感器元件的每一个确定刷新信号的强度时，由于供给刷新信号的配线V shield的数过多，所以，也可以如参照图8所说明的那样，将多个光传感器电路区块化，在每个区块设置向各区块的每一个供给相同强度的刷新信号的配线V shield。这样，可以减少配线V shield的数，同时，不依赖于光传感器元件和光源的配置关系，能够进行更高精度的二维坐标检测。

下面，对本发明进行补充。

（1）本发明的光传感器电路的特征在于，由于与以发出上述光的方式位置被固定的光源的位置关系不同，上述第一光传感器元件和上述第二光传感器元件的光接受量相互不同。

根据上述结构，第一光传感器元件和第二光传感器元件的光接受量相互不同，因此，使得阈值特性从初始特性偏移的程度在第一光传感器元件和第二光传感器元件中不同。

因此，对于这种现象由于第一光传感器元件和第二光传感器元件和光源的位置关系不同而必然产生的光传感器电路，本发明的结构极其有效。

（2）在本发明的光传感器电路中，特征在于上述第一光传感器元件的上述光接受量比上述第二光传感器元件的上述光接受量大时，上述第一控制信号的强度被设定为比上述第二控制信号的强度大。

根据上述结构，相比光接受量小的光传感器元件的阈值特性，光接受量大的光传感器元件的阈值特性偏移大。因此，向光接受量大的第一光传感器元件供给强度相对大的第一控制信号，向光接受量小的第二光传感器元件供给强度相对小的第二控制信号，所以，能够按照不均程度可靠地抑制各光传感器元件的阈值特性的不均。

（3）在本发明的光传感器电路中，特征在于上述第一光传感器元件和上述第二光传感器元件分别是具备源极电极、漏极电极、栅极电极和背栅极电极，且上述源极电极和上述栅极电极被连接在一起的薄膜晶体管，上述第一配线与上述第一光传感器元件的背栅极电极连接，上述第二配线与上述第二光传感器元件的背栅极电极连接。

在上述的结构中，所谓背栅极电极是相对于薄膜晶体管的栅极电极夹着活性层形成在相反侧的电极的总称。例如，薄膜晶体管为顶栅构造（正交错型构造）时，背栅极电极形成于底侧、即基板侧，薄膜晶体管为底栅构造（反交错型构造）时，背栅极电极形成于顶侧。

当向这种背栅极电极施加作为上述控制信号的电压时，薄膜晶体管的沟道（channel）发生变化，因此可控制薄膜晶体管的阈值。

因此，根据上述结构，能够提供将使用薄膜晶体管的光传感器元件的阈值特性初始化的具体的结构。

（4）在本发明的二维坐标检测装置中，特征在于上述第一光传感器元件配置于与配置有上述两个光源的上述一边缘部处于相对关系的另一边缘部，上述第二光传感器元件配置于与配置有上述两个光源的上述一边缘部无相对关系的再另外的一边缘部，供给到上述第一光传感器元件的上述第一控制信号的强度，比供给到上述第二光传感器元件的上述第二控制信号的强度大。

根据上述结构，第一光传感器元件与光源相对的程度，比第二光传感器元件与光源相对的程度大。因此，第一光传感器元件的光接受量比第二光传感器元件的光接受量大，所以，相比第二光传感器元件，第一光传感器元件的阈值特性偏移大。

于是，通过将供给到第一光传感器元件的第一控制信号的强度设定为比供给到第二光传感器元件的第二控制信号的强度大，能够使第一光传感器元件和第二光传感器元件的各阈值特性接近相同的初始特性。

本发明不限定于上述实施方式，在权利要求所示的范围内可进行各种各样的变更，对于将在上述实施方式中分别公开的技术方案适当组合所得到的其它实施方式，也包含在本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

本发明能够在如便携式电话、PDA、笔记本型或台式计算机、ATM和自动售票机、以及数字标牌（包括电子广告牌、电子公告板、电子引导板、电子信息牌等）那样的，具备用于用户从显示画面输入指示等的用户接口的装置中适宜地利用。

符号说明

2    坐标检测区域

3    光源

4a  栅极电极

4d  源极电极

4e  漏极电极

4g  背栅极电极

11  信息处理装置

40  线传感器（多个光传感器元件）

41  光传感器元件（第一光传感器元件）

42  光传感器元件（第二光传感器元件）

50  光传感器电路

P   指示物（检测对象物）

shield_A   刷新信号（第一控制信号）

shield＿B  刷新信号（第二控制信号）

V shield  （第一配线或第二配线）

Claims (8)

1.一种光传感器电路，其特征在于：

根据将检测对象放置在光通过的坐标检测区域时的光接受量的变化，检测所述坐标检测区域中的检测对象物的位置坐标，

该光传感器电路具备：

第一光传感器电路，其具备第一光传感器元件；

第二光传感器电路，其具备第二光传感器元件；

第一配线，其被供给将决定所述第一光传感器元件的受光灵敏度的阈值特性初始化的第一控制信号；和

第二配线，其与所述第一控制信号独立地被供给将决定所述第二光传感器元件的受光灵敏度的阈值特性初始化的第二控制信号。

2.如权利要求1所述的光传感器电路，其特征在于：

根据与光源的位置关系，所述第一光传感器元件和所述第二光传感器元件的光接受量相互不同，所述光源以发出所述光的方式位置被固定。

3.如权利要求2所述的光传感器电路，其特征在于：

所述第一光传感器元件的所述光接受量比所述第二光传感器元件的所述光接受量大时，所述第一控制信号的强度被设定成比所述第二控制信号的强度大。

4.如权利要求1至3中任一项所述的光传感器电路，其特征在于：

所述第一光传感器元件和所述第二光传感器元件分别是具备源极电极、漏极电极、栅极电极和背栅极电极，且所述源极电极和所述栅极电极连接的薄膜晶体管，

所述第一配线与所述第一光传感器元件的背栅极电极连接，

所述第二配线与所述第二光传感器元件的背栅极电极连接。

5.一种二维坐标检测装置，其特征在于，具备：

坐标检测区域，其与二维坐标相对应；

两个光源，其在所述坐标检测区域的一边缘部，隔开规定间隔而配置；和

多个光传感器元件，其在除所述一边缘部之外的所述坐标检测区域的周缘部有规则地配置，

所述光传感器元件具备构成权利要求1至4中任一项所述的所述第一光传感器电路的所述第一光传感器元件，和构成所述第二光传感器电路的所述第二光传感器元件。

6.如权利要求5所述的二维坐标检测装置，其特征在于：

所述第一光传感器元件配置于与配置有所述两个光源的所述一边缘部处于相对关系的另一边缘部，

所述第二光传感器元件配置于与配置有所述两个光源的所述一边缘部不处于相对关系的其他的边缘部，

供给到所述第一光传感器元件的所述第一控制信号的强度，比供给到所述第二光传感器元件的所述第二控制信号的强度大。

7.一种信息处理装置，其特征在于：

具备权利要求5或6所述的二维坐标检测装置。

8.一种光传感器元件的刷新驱动方法，其特征在于：

所述光传感器元件的刷新驱动方法是设置于根据将检测对象物放置在光通过的坐标检测区域时的光接受量的变化、检测所述坐标检测区域中的检测对象物的位置坐标的光传感器电路中具备的光传感器元件的刷新驱动方法，

对根据与以发出所述光的方式位置被固定的光源的位置关系而光接受量相互不同的、作为所述光传感器元件的第一光传感器元件和第二光传感器元件，按照所述光接受量的差异施加强度不同的控制信号，由此将决定第一光传感器元件和第二光传感器元件的受光灵敏度的阈值特性初始化，使得所述阈值特性接近相同的初始特性。

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