JP2010511245A

JP2010511245A - 接触感知装置

Info

Publication number: JP2010511245A
Application number: JP2009539171A
Authority: JP
Inventors: ヨン−ホ・シン; バン−ウォン・イ; ドゥ−ス・シン
Original assignee: エーティーラブ・インコーポレーテッド
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2027-08-22
Also published as: CN101542421A; TWI364710B; TW200825928A; CN101542421B; JP5107363B2; WO2008066237A1; KR100902369B1; US20100072916A1; US8169415B2; KR20070005892A

Abstract

本願発明は、少なくとも１つの接触パッドに接続された少なくとも１つの端子と、少なくとも１つの共通端子と、共通端子と端子との間に接続された少なくとも１つの発光部と、共通端子及び端子に接続されて接触パッドに接触が感知されると該当発光部が発光するように制御する接触感知及び発光制御部とを備えることを特徴とする接触感知装置を公開する。

Description

本願発明は、接触感知装置に関し、特に入出力端子の個数を減らした接触感知装置（ｔｏｕｃｈｓｅｎｓｏｒｄｅｖｉｃｅ）に関するものである。

一般的な接触感知装置は、外部接触による入力を制御し、外部に配置されたＬＥＤ（ＬＩＧＨＴＥＭＩＴＴＩＮＧＤＩＯＤＥ）のような発光装置を駆動させ、外部制御装置と通信するための複数の入出力端子をそれぞれ備えている。

図１は、従来の接触感知装置の構成を示すブロック図である。
接触感知装置１０１は、発光装置駆動部１２５、接触感知部１３０及び制御部１３５を備える。また、外部発光装置１５０〜１５Ｎへの信号出力のための複数の出力端子１６１−３〜１６Ｎ−３及び外部接触部１７０との信号入出力のための複数の入出力端子１８１〜１８Ｎを備える。

接触感知装置１０１の一側に隣接した接触部１７０は代表的な接触パッド１７１〜１７Ｎを複数個備え、さらに他の一側に隣接した発光部１４０は発光ダイオード１５０−１〜１５Ｎ−１と抵抗１５０−２〜１５Ｎ−２とを備えた発光装置１５０〜１５Ｎを複数個備える。

図１に示すブロックのそれぞれの機能を以下に説明する。
接触感知部１３０は、接触パッド１７１〜１７Ｎが出力した信号ｓｉｇ１〜ｓｉｇＮに応答して接触感知信号ｔｏｕｃｈ＿ｉｎｆｏを生成し、制御部１３５に出力する。

制御部１３５は、接触感知部１３０が出力した接触感知信号ｔｏｕｃｈ＿ｉｎｆｏに応答して該当発光装置を駆動し、外部制御装置１５０を制御するための制御信号を発光装置駆動部１２５に出力する。

発光部１４０の発光ダイオード１５０−１〜１５Ｎ−１は、発光装置駆動部１２５が出力した制御信号により制御される。制御信号は接触パッド１７１〜１７Ｎのそれぞれが出力した信号ｓｉｇ１〜ｓｉｇＮの組み合わせに応答して出力される。例えば、接触パッド１７１が出力した信号ｓｉｇ１に応答して接触感知部１３０を介して生成された接触感知信号ｔｏｕｃｈ＿ｉｎｆｏに応答して発光ダイオード１５０−１に所定の電流が印加され、それに応答してターンオンされる。

外部に配置された接触パッド１７１〜１７Ｎの個数は、接触により印加されるべき入力個数によって決定される。例えば、特定電子機器における機能動作を制御するために、入力部は必要な入力数によって複数の接触パッドを備えなければならない。電子機器の高性能及び高機能に従って制御すべき機能数も増加する傾向にあり、外部接触による入力処理のために配置される接触パッド１７１〜１７Ｎの個数も一緒に増加している。

この場合、接触パッドを介して入力が行われれば、電子機器の種類に従って該当入力が行われたことをユーザに知らせなければならない場合がある。例えば、一般の携帯電話の場合は電話発信のために備えられた接触部を介して入力を行うと、内部の発光ダイオードが動作して入力が行われたことをユーザに知らせることになる。

従来は、接触パッド数の増加につれ、接続された発光ダイオードを備えた発光装置の数も増加し、図１のように、接触感知装置１０１が具備する入出力端子１７１〜１７Ｎ及び出力端子１６１−３〜１６Ｎ−３の数も増加する。しかし、接触感知装置１０１の限定した入出力端子数により外部接触パッド及び発光装置に接続できる個数は限定される。

したがって、接触感知装置の構造を改善させて同一動作を維持しながら、入出力端子の個数を減少することができる新たな接触感知装置を必要とする。

本願発明の目的は、同一入出力端子に共通に接続された外部接触パッド及び発光装置の制御によって入出力端子数を減らした接触感知装置を提供することである。

前記目的を達成するための本願発明の接触感知装置は、少なくとも１つの接触パッドに接続された少なくとも１つの端子と、少なくとも１つの共通端子と、共通端子と端子との間に接続された少なくとも１つの発光部と、共通端子及び端子に接続されて接触パッドに接触が感知されると該当発光部が発光するように制御する接触感知及び発光制御部とを備えることを特徴とする。

前記目的を達成するための接触感知及び発光制御部は、第１期間中に第１制御信号に応答して端子に印加される信号を認識して接触感知信号を出力する接触感知部と、第２期間中に第２制御信号に応答して共通端子から選択された端子を介して電流が流れるように制御する発光装置制御部と、第１制御信号を接触感知部に出力して接触感知信号のそれぞれに応答して第２制御信号を発生する制御部とを備えることを特徴とする。

前記目的を達成するための接触感知部は、第１期間中に第１制御信号に応答して接触感知信号を制御部に出力し、第２期間中に第２制御信号に応答して端子に高いインピーダンス（ＨＩＧＨＩＭＰＥＤＡＮＣＥ)値を出力して接触パッドが信号を出力しないように制御することを特徴とする。

前記目的を達成するための発光制御部は、電源電圧と共通端子との間に接続される発光部に接続される少なくとも１つの発光点滅器と、第２制御信号に応答して端子に電流が流れるようにして発光点滅器に発光制御電圧を印加する発光装置駆動部とを備えることを特徴とする。

前記目的を達成するための発光点滅器は、電圧に従ってターンオンされるＰＭＯＳトランジスタを備えることを特徴とする。

前記目的を達成するための発光装置駆動部は、第１期間中に第１制御信号に応答して端子に高いインピーダンス値を出力することを特徴とする。また、定電流源と、電源電圧と定電流源との間に接続される第１ＰＭＯＳトランジスタと、第１ＰＭＯＳトランジスタとそれぞれのカレントミラー回路を構成し、電源電圧に接続される複数の第２ＰＭＯＳトランジスタと、複数の第２ＰＭＯＳトランジスタのそれぞれに接続されて第２制御信号に応答してターンオンされる第１ＮＭＯＳトランジスタとを備えることを特徴とする。それに、第１ＮＭＯＳトランジスタと接地電圧との間に接続される第２ＮＭＯＳトランジスタと、入出力端子と接地電圧との間に接続されて第２ＮＭＯＳトランジスタとカレントミラー回路を構成する第３ＮＭＯＳトランジスタを備える発光装置ドライバとをさらに備えることを特徴とする。

前記目的を達成するための発光装置ドライバは、第２期間中に第２制御信号に応答して発光部が発光することができる大きさの電流を印加することを特徴とする。

前記目的を達成するための制御部は、接触感知信号または外部制御信号に応答して第２期間中に第２制御信号が所定値を維持する時間を制御することを特徴とする。さらに第１期間は、第２期間よりも小さいことを特徴とする。制御部は、さらに第１期間及び第２期間を周期とする第１制御信号及び第２制御信号の周波数は、連続的な発光可否が人の肉眼で区別できる周波数に等しいか、または大きいことを特徴とする。

前記目的を達成するための接触感知部は、接触パッドの接触または圧力感知により生成した接触感知信号を制御部に出力することを特徴とする。

前記目的を達成するための発光部は、発光ダイオードまたは発光装置及びダイオードで構成されることを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本願発明の接触感知装置は、少なくとも１つの接触パッドに接続された少なくとも１つの端子と、少なくとも１つの共通端子と、共通端子と端子との間に接続された少なくとも１つの発光部と、第１制御信号に応答して端子に印加される信号を認識して接触感知信号を発生し、第２制御信号に応答して選択された端子を介して電流が流れるように制御する接触感知及び発光装置制御部と、第１制御信号及び第２制御信号を発生する制御部とを備えることを特徴とする。

前記目的を達成するための制御部は、第１期間及び第２期間を周期として第１制御信号を接触感知及び発光装置制御部に出力し、接触感知信号に応答して第２制御信号を発生することを特徴とする。

前記目的を達成するための接触感知及び発光装置制御部は、第１期間中に第１制御信号に応答して端子に印加される信号を認識して接触感知信号を出力する接触感知部と、第２期間中に第２制御信号に応答して共通端子から選択された端子を介して電流が流れるように制御する発光装置制御部とを備えることを特徴とする。

したがって、本願発明の接触感知装置は、入出力端子のそれぞれに外部の接触感知装置及び発光装置を共通に接続してそれぞれ制御することによって、入出力端子数を減らして生産コストを低減させ、また、小型に形成することができて携帯電子機器を小型化させることができる。

従来の接触感知装置の構成を示すブロック図である。本願発明の接触感知装置の構成を示すブロック図である。図２の本願発明の接触感知装置回路内の一部構成を示す回路図である。図２の本願発明の接触感知装置の動作を示すタイミング図である。

以下、添付した図面を参照して本願発明の接触認識及び発光装置制御のための接触感知装置を説明する。

図２は、本願発明の接触感知装置の構成を示すブロック図である。
接触感知及び発光制御部として、発光点滅器２７１、発光装置駆動部２７５、接触感知部２８０、及び制御部２８５を備える。ここで、Ｎは任意の自然数である。接触パッド２１１〜２１Ｎと発光部である発光ダイオード２２１〜２２Ｎは複数個の入出力端子２５１〜２５Ｎのそれぞれに同一の端子を介して接続され、発光装置駆動部２７５及び接触感知部２８０にそれぞれの接続ライン２６１〜２６Ｎを介して接続される。発光点滅器２７１は、共通端子２５０を介して発光部である発光ダイオード２２１〜２２Ｎに接続されるか、または外部に隣接するように配置されて端子と発光部に接続される。また、外部制御装置２９５に接続される入出力端子２９１を備える。

Ｖ_ＧＬは発光点滅器２７１が印加される発光制御電圧、Ｉ_Ｌは発光ダイオード２２１〜２２Ｎに印加される電流、ｓｉｇ１〜ｓｉｇＮは接触パッドが生成した信号、ｔｏｕｃｈ＿ｉｎｆｏは接触感知信号、ｃｏｎ１は接触認識部２８０に出力される第１制御信号、ｃｏｎ２は発光装置駆動部２７５に出力される複数個の第２制御信号、Ｅｘｔ＿ｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｉｇは外部制御信号をそれぞれ示す。

次に、図２に示すブロックの詳細な動作を説明する。
接触感知部２８０は、第１期間中に制御部２８５が出力する第１制御信号ｃｏｎ１に応答して、複数の接触パッド２１１〜２１Ｎが出力した信号ｓｉｇ１〜ｓｉｇＮに応答した接触感知信号ｔｏｕｃｈ＿ｉｎｆｏを生成して制御部２８５に出力する。このとき、具備された接触パッド２１１〜２１Ｎは、接触情報だけでなく接触圧力を感知して所定の信号ｓｉｇ１〜ｓｉｇＮを出力することができる。

発光装置駆動部２７５は、第２期間中に外部制御装置２９５が出力する外部制御信号Ｅｘｔ＿ｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｉｇ及び制御部２８５が出力する複数個の第２制御信号ｃｏｎ２に応答して発光装置の発光ダイオード２２１〜２２Ｎをそれぞれ制御する。この場合、発光装置駆動部２７５は、入出力端子２５１〜２５Ｎのそれぞれに接続されて備えられた発光装置ドライバ（図示せず）を内部にさらに含む。次の図３で発光装置ドライバの詳細な実施形態を詳しく説明する。図３の発光装置ドライバ２７５−１〜２７５−Ｎのそれぞれは共通に接続された入出力端子２５１〜２５Ｎを介して発光ダイオード２２１〜２２Ｎのそれぞれの発光可否を制御し、発光ダイオード２２１〜２２Ｎの保護回路として所定の大きさの電流を発光ダイオードに出力する。

発光点滅器２７１は全ての発光装置に接続され、全ての発光装置の発光可否を制御する所定の大きさの電源電圧Ｖ_ＧＬに応答して発光装置のターンオン動作を行う。

制御部２８５は、接触感知部２８０が出力する接触感知信号ｔｏｕｃｈ＿ｉｎｆｏ及び外部制御信号Ｅｘｔ＿ｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｉｇに応答して発光装置駆動部２７５に接続された複数の発光ダイオード２２１〜２２Ｎ中の該当発光ダイオードに所定の大きさの電流が印加される時間を制御する第２制御信号ｃｏｎ２、及び接触感知部２８０の動作を制御する第１制御信号ｃｏｎ１を出力する。ここでは、説明の便宜のために１つの発光点滅器２７１が全ての発光ダイオードに接続されたこととして説明したが、複数の発光点滅器を設けて発光ダイオードを分けて制御することもできる。また、全ての入出力端子２５１〜２５Ｎに発光ダイオードが接続されたものとして説明したが、応用に応じて必要な部分だけに発光ダイオードを接続することができる。

本願発明の実施形態として、接触感知装置は入出力端子２５１〜２５Ｎのそれぞれに接続された接触パッド及び発光装置の発光ダイオードの互いに異なる二つの動作である接触信号認識と発光ダイオードの発光制御のための動作を次のように実行する。

接触感知部２８０を制御する所定の第１期間中に、第１制御信号ｃｏｎ１に応答して接触パッド２１１〜２１Ｎのそれぞれは入力された接触に応答して所定の信号ｓｉｇ１〜ｓｉｇＮを生成する。また、外部から入力された接触圧力をさらに認識して所定の信号ｓｉｇ１〜ｓｉｇＮを発生することができる。このとき、発光ダイオード２２１〜２２Ｎは発光装置駆動部２７５が電流Ｉ_Ｌを出力しないので、ターンオフされるか、または発光点滅器２７１が出力したハイレベル電圧Ｖ_ＧＬに応答してターンオフされる。

また、発光装置駆動部を制御する所定の第２期間中に、制御部２８５が出力した第２制御信号ｃｏｎ２のそれぞれに応答して発光ダイオード２２１〜２２Ｎをターンオンするか否かを決定する。

さらに詳しく説明すると、外部接触が認識される時間である第１期間中に接触感知部２８０にそれぞれ接続された接触パッド２１１〜２１Ｎは、第１制御信号ｃｏｎ１に応答して第１期間中に外部から感知した接触信号ｓｉｇ１〜ｓｉｇＮを出力する。このとき、発光装置駆動部２７５は、第２制御信号ｃｏｎ２に応答して入出力端子への出力を高いインピーダンス(ＨＩＧＨＩＭＰＥＤＥＮＣＥ)状態にして入出力端子２５１〜２５Ｎに接続された発光装置駆動部２７５との接続を一時的にオープン(ｏｐｅｎ−ｃｉｒｃｕｉｔ)させる。このとき、接触感知部２８０に入力された信号ｓｉｇ１〜ｓｉｇＮは接触感知信号ｔｏｕｃｈ＿ｉｎｆｏに変換されて制御部２８５に出力される。

これとは逆に、第２期間中に第１制御信号ｃｏｎ１に応答して接触信号認識後に接触パッドの接触信号ｓｉｇ１〜ｓｉｇＮの出力は発生しない。このように、第２期間中に接触認識部２８０は外部接触を処理せず、発光ダイオード制御のための時間であることを示す。このとき、接触感知部２８０は、第１制御信号ｃｏｎ１に応答して入出力端子のそれぞれから出力を高いインピーダンス状態にして入出力端子２５１〜２５Ｎと接触感知部２８０との間の接続を一時的にオープンさせる。これによって、発光装置２２１〜２２Ｎに印加される電圧と接触感知部２８０の出力による衝突を防止することができる。

発光装置駆動部２７５に備えられた発光装置ドライバ（図示せず）は、入力された第２制御信号ｃｏｎ２のそれぞれに応答して、第２期間中に所定の大きさの電流が該当端子に印加される時間を調節し、発光装置である発光ダイオード２２１〜２２Ｎのそれぞれのターンオン可否を制御する。制御部２８５は、接触感知信号ｔｏｕｃｈ＿ｉｎｆｏの発生可否に応答して発光ダイオード２２１〜２２Ｎ中の該当発光ダイオードのターンオン可否を決定する第２制御信号ｃｏｎ２を発光装置駆動部２７５に出力し、これに応答して、発光装置ドライバ(図示せず)に所定の電流が印加される。

接触がない場合、接触感知部２８０は接触感知信号ｔｏｕｃｈ＿ｉｎｆｏを出力しないので、制御部２８５は第２制御信号ｃｏｎ２に接触のない接触パッドと発光ダイオードとが一緒に接続された該当端子に電流を印加させない。したがって、該当端子に電流Ｉ_Ｌが印加されないので、該当発光ダイオードはターンオフされる。または、第２制御信号ｃｏｎ２に応答して、発光装置駆動部２７５は発光点滅器２７１にハイレベル電圧Ｖ_ＧＬを印加して、接触がない場合に全ての発光ダイオード２２１〜２２Ｎをターンオフさせることができる。ここでは、接触がない場合に発光ダイオードをターンオフすることについて説明したが、特定発光ダイオードをターンオンするようにプログラムすることもできる。このようなプログラム機能は制御部２８５に実現することもでき、外部制御装置２９５によって実現することもできる。

本願発明に係るさらに他の実施形態として、接触パッド２１１〜２１Ｎのそれぞれが内部クロック発生器（図示せず）を備えて、クロックを参照して特定時間中には接触または圧力に応答して接触信号ｓｉｇ１〜ｓｉｇＮを出力しないように制御することができる。さらに他の時間中に外部接触が発生した場合は接触信号ｓｉｇ１〜ｓｉｇＮを出力する。この場合、図２において制御部２８５が接触感知部２８０に出力した第１制御信号ｃｏｎ１により接触パッド２１１〜２１Ｎを制御することができない。ただし、発光装置駆動部２７５及び発光点滅器２７１は、前述のように制御部２８５が出力した第２制御信号ｃｏｎ２のそれぞれに応答して動作する。

このように、外部接触を認識する時間の第１期間中に発光ダイオードがオフされるので、ユーザに発光装置の発光ダイオードの出力が不連続的に認識されるという問題が発生する。これを解決するために接触信号の認識時間であることを示す第１期間及び発光ダイオードが制御される時間を示す第２期間を一周期とした場合、第１制御信号ｃｏｎ１及び第２制御信号ｃｏｎ２のそれぞれの周波数は人の認識できる周波数に等しいか、または大きく実現することができる。

これは、一般の人の目の残像時間が約１／１６秒である場合、これよりも早い時間にオンオフが繰り返される画面は人の肉眼では連続画面として認識されることを利用したものである。したがって、一般の人が認識可能な周波数以上の回数で発光ダイオードのオン及びオフ動作が繰り返されれば、発光ダイオードは常にオンされているように認識される。

図２の該当電流Ｉ_Ｌの印加時間を調節して発光ダイオードのターンオン時間を制御し、外部に発光する色度（ｃｏｌｏｒｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を組み合わせる。例えば、特定色度の組み合わせのために発光ダイオード２２１がターンオンされる時間が、全体発光ダイオードを制御する時間の３０％に調節しなければならない場合、発光装置駆動部２７５内に備えられた発光装置ドライバ（図示せず）は、第２期間中に第２制御信号ｃｏｎ２のそれぞれの特定値として維持される時間に応答し、発光ダイオード２２１〜２２Ｎのそれぞれの電流印加時間を調節する。すなわち、該当発光ダイオード２２１の発光ダイオード制御時間中に任意時間の間はターンオンされるように、そして全体発光ダイオード制御時間のさらに他の任意時間の間はターンオフされるように、出力電流Ｉ_Ｌの印加時間及び大きさをそれぞれ制御するように第２制御信号ｃｏｎ２が出力される。

複数の発光ダイオードのそれぞれが出力する光の明るさの組み合わせによって、全体的に多様な色の発光を出力することができる。本願発明の接触感知装置に接続された発光ダイオードは、人が識別できる特定周波数を考慮してオン及びオフ動作を繰り返すように制御されるので、該当発光ダイオードの発光可否は一周期内に実際ターンオンされる時間を調節して実現することができる。

このように、図１の従来の接触感知装置と図２の接触感知装置とを比較すると、発光装置の発光ダイオード２２１〜２２Ｎと接触パッド２１１〜２１Ｎのそれぞれの同一入出力端子２５１〜２５Ｎに接続ライン２６１〜２６Ｎを介して接続されて、接触感知認識機能と発光装置制御機能とを一緒に備える。

図３は、図２の本願発明の接触感知装置回路内の一部構成を示す回路図である。ここで、図２と重複する部分の説明は省略する。

接触感知及び発光制御部の一部３０１は、発光装置の発光可否を制御するための回路の一部であって、共通端子２５０に接続された発光点滅器２７１、出力端子２５１〜２５Ｎのそれぞれに接続された発光装置駆動部２７５内の発光装置ドライバ２７５−１〜２７５−Ｎ、定電流源３１１、接触パッド２１１〜２１Ｎ、及び発光ダイオード２２１〜２２Ｎで構成される。

発光ダイオード２２１〜２２Ｎは、固有の電気的特性によって印加される電圧及び電流の大きさに応答してターンオン可否が決定される。図３の発光装置ドライバ２７５−１〜２７５−Ｎは、所定の大きさの電流Ｉ_Ｌを発光ダイオード２２１〜２２Ｎのそれぞれに印加して制御することができる。このとき、発光ダイオード２２１〜２２Ｎは、内部抵抗が小さいので、瞬間的に印加される高電圧から素子を保護するために、抵抗(図示せず)を直列に接続して実現することができる。

図３において、ＶＤＤは電源電圧、Ｐ１、Ｐ１０、Ｐ１１〜Ｐ１(ｎ)はＰＭＯＳトランジスタ、Ｎ１、Ｎ２〜Ｎ(ｎ)、Ｎ(ｎ＋１)、Ｎ１１〜Ｎ１(ｎ)はＮＭＯＳトランジスタ、Ｎｏｄｅ(１)〜Ｎｏｄｅ(ｎ)はノード、Ｉ_Ｇは定電流源３１１が生成した電流、Ｉ_Ｌは発光ダイオード２２１〜２２Ｎのそれぞれに印加された電流をそれぞれ示す。
発光点滅器２７１の実施形態により、第２期間中に第２制御信号ｃｏｎ２に応答して発光装置駆動部２７５が出力した発光制御電圧Ｖ_ＧＬがローレベルである場合、ＰＭＯＳトランジスタＰ１はターンオンされ、共通端子２５０を介して接続された外部に備えられた全ての発光ダイオード２２１〜２２Ｎのそれぞれに電源電圧Ｖ_ＤＤが印加されてターンオンされる。これとは逆に、発光制御電圧Ｖ_ＧＬがハイレベルである場合、ＰＭＯＳトランジスタＰ１はターンオフされ、共通端子２５０を介して接続された外部に備えられた全ての発光ダイオード２２１〜２２Ｎのそれぞれに電圧が印加されないため、ターンオフされる。

定電流源３１１から生成された電流Ｉ_Ｇは、第２制御信号ｃｏｎ２のそれぞれの電圧値ＶＩＬ(１)〜ＶＩＬ(ｎ)のそれぞれに応答してＮＭＯＳトランジスタＮ１１〜Ｎ１(ｎ)のターンオン可否が決定され、ここに定電流源３１１から生成された電流Ｉ_Ｇが発光装置ドライバ２７５−１〜２７５−Ｎのそれぞれによって印加される。ＰＭＯＳトランジスタＰ１０と同じ大きさを有し、カレントミラー回路(ＣＵＲＲＥＮＴＭＩＲＲＯＲＣＩＲＣＵＩＴ)を構成するＰＭＯＳトランジスタＰ１１〜Ｐ１(ｎ)のそれぞれを介して、電流Ｉ_ＧがノードＮｏｄｅ(１)〜Ｎｏｄｅ(ｎ)のそれぞれに印加される。

このとき、第２制御信号ｃｏｎ２の電圧値ＶＩＬ(１)〜ＶＩＬ(ｎ)中にハイレベル値を有する値に応答して、ＮＭＯＳトランジスタＮ１１〜Ｎ１(ｎ)中に該当トランジスタがターンオンされ、発光装置ドライバ２７５−１〜２７５−Ｎ中に該当発光装置ドライバに電流Ｉ_Ｌが印加される。第２制御信号ｃｏｎ２の電圧値ＶＩＬ(１)〜ＶＩＬ(ｎ)中に印加されたローレベル値に応答して、ＮＭＯＳトランジスタＮ１１〜Ｎ１(ｎ)中に該当トランジスタがターンオフされ、電流Ｉ_Ｌが発光装置ドライバ２７５−１〜２７５−Ｎ中の該当発光ドライバに印加されない。

発光装置ドライバ２７５−１〜２７５−Ｎのそれぞれは、同じ大きさのＮＭＯＳトランジスタ対Ｎ１、Ｎ２〜Ｎ(ｎ)、Ｎ(ｎ＋１)を含むカレントミラー回路を構成する。したがって、ＮＭＯＳトランジスタＮ１〜Ｎ(ｎ)に印加された電流と同じ大きさの電流がＮＭＯＳトランジスタＮ２〜Ｎ(ｎ＋１)に印加される。該当電流は、入出力ノード２５１〜２５Ｎを介して発光ダイオード２２１〜２２Ｎにそれぞれ印加される。

したがって、第２制御信号ｃｏｎ２のそれぞれの電圧値ＶＩＬ(１)〜ＶＩＬ(ｎ)に応答して発光装置ドライバ２７５−１〜２７５−Ｎのそれぞれは、図２の発光装置制御時間である第２期間中に出力端子２５１〜２５Ｎのそれぞれに所定の大きさの電流Ｉ_Ｌを印加し、電流Ｉ_Ｌが発光ダイオード２２１〜２２Ｎに印加される時間を調節する。これにより、発光装置の発光ダイオード２２１〜２２Ｎが発光する色度の組み合わせが生成される。ここで、発光点滅器２７１は接触感知装置２０１内部に位置しており、外部制御装置２９５が外部に位置するものとして説明したが、必要に応じて外部あるいは内部に多様な組み合わせで形成することができる。また、発光源として発光ダイオードを説明したが、他の光源とともに一方向電流を制御する装置(例えば、ダイオード)に代替することができる。

図４は、図２の本願発明の接触感知装置の動作を示すタイミング図である。ここに、図２及び図３と重複する部分の説明は省略する。

Ｉ_Ｌは図２の発光装置駆動部２７５により発光ダイオード２２１〜２２Ｎのそれぞれに印加された電流であり、図４の第１期間に相当するＴ_Ｓは接触認識時間、図４の第２期間に相当するＴ_Ｌは発光ダイオード制御時間をそれぞれ示す。また、Ｔ_ＯＮ１、Ｔ_ＯＮ２は発光ダイオードがオンされる時間、Ｔ_ＯＦＦ１、Ｔ_ＯＦＦ２は発光ダイオード制御時間Ｔ_Ｌ中に発光ダイオードがオフされる時間、Ｖ_ＤＤは電源電圧値、Ｉ_ＯＮは発光ダイオードをオンさせることができる大きさの電流、Ｉ_ＯＦＦは発光ダイオードをオフさせることができる大きさの電流、Ｖ_Ｌは接地電圧をそれぞれ示す。接触認識時間Ｔ_Ｓ及び発光ダイオード制御時間Ｔ_Ｌ中の接触センサの動作は図２と同一である。

電流４０１は接触認識時間Ｔ_Ｓ中に接触入力がある場合、これに応答して、図２の発光ダイオード２２１〜２２Ｎ中の１つを発光ダイオード制御時間Ｔ_Ｌの５０％時間中Ｔ_ＯＮ１にターンオンさせるために、該当時間Ｔ_ＯＮ１中に所定の大きさの電流Ｉ_ＯＮを該当発光ダイオードが接続された端子に発光装置駆動部２７５が印加される。また残りの５０％時間中Ｔ_ＯＦＦ１にターンオフさせるために、さらに他の所定の大きさの電流Ｉ_ＯＦＦを該当発光ダイオードが接続された端子に発光装置駆動部２７５が印加される。電流４０１の値のこのような変化は、接触認識時間Ｔ_Ｓ後に、発光ダイオード制御時間Ｔ_Ｌ中に繰り返し行われる。

発光ダイオード２２１〜２２Ｎのさらに他の制御例として、発光ダイオード２２１〜２２Ｎが出力する光の明るさを調節するために、電流４０２とは違って電流４０３は図２の発光ダイオード２２１〜２２Ｎ中の１つを発光ダイオード制御時間Ｔ_Ｌの３０％の間Ｔ_ＯＮ２にターンオンさせ、残りの７０％の間Ｔ_ＯＦＦ２にターンオフさせる。このような動作は、接触認識時間Ｔ_Ｓ後に、発光ダイオード制御時間Ｔ_Ｌまでを一周期として繰り返し行われる。

発光装置駆動部２７５が発光ダイオード２２１〜２２Ｎ中に該当発光ダイオードに出力する電流４０１及び電流４０２とは違って、電流４０３は接触認識時間Ｔ_Ｓ中に外部から接触がなかった場合の電流である。このとき、発光装置は発光ダイオード制御時間Ｔ_Ｌ中にターンオフされる大きさの電流Ｉ_ＯＦＦが印加され、これに応答して発光ダイオード２２１〜２２Ｎ中に該当発光ダイオードはターンオフされる。上記のように電流が印加される時間は、制御部２８５が出力した第２制御信号ｃｏｎ２のそれぞれに応答して決定される。

このように、接触認識機能と発光装置制御機能とを含む接触感知装置は、外部接触装置及び発光装置のそれぞれを１つの入出力端子を介して接続して制御する。したがって、複数の機能をそれぞれ行う外部装置を、個数が限定された共通の入出力端子にそれぞれ接続して制御することによって、入出力端子数が減少され、入出力端子により電流が消耗されることを防止する半導体装置を提供することができる。

上述では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。

１０１・・・接触感知装置
１２５・・・発光装置駆動部
１３０，２８０・・・接触感知部
１３５，２８５・・・制御部
１５０〜１５Ｎ・・・外部発光装置
１６１−３〜１６Ｎ−３・・・出力端子
１７０・・・外部接触部
１８１〜１８Ｎ，２５１〜２５Ｎ，２９１・・・入出力端子
２１１〜２１Ｎ・・・接触パッド
２２１〜２２Ｎ・・・発光ダイオード
２５０・・・共通端子
２６１〜２６Ｎ・・・接続ライン
２７１・・・発光点滅器
２７５・・・発光装置駆動部
２７５−１〜２７５−Ｎ・・・発光装置ドライバ
２９５・・・外部制御装置
ｃｏｎ１・・・第１制御信号
ｃｏｎ２・・・第２制御信号
ｔｏｕｃｈ＿ｉｎｆｏ・・・接触感知信号
ｅｘｔ＿ｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｉｇ・・・外部制御信号

Claims

少なくとも１つの接触パッドに接続された少なくとも１つの端子と、
少なくとも１つの共通端子と、
前記共通端子と前記端子との間に接続された少なくとも１つの発光部と、
前記共通端子及び前記端子に接続されて前記接触パッドに接触が感知されると該当する前記発光部が発光するように制御する接触感知及び発光制御部と、
を備えることを特徴とする接触感知装置。
前記接触感知及び発光制御部は、
第１期間中に第１制御信号に応答して前記端子に印加される信号を認識して接触感知信号を出力する接触感知部と、
第２期間中に第２制御信号に応答して前記共通端子から選択された前記端子を介して電流が流れるように制御する発光装置制御部と、
前記第１制御信号を前記接触感知部に出力して前記接触感知信号に応答して前記第２制御信号を発生する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の接触感知装置。
前記接触感知部は、
前記第１期間中に前記第１制御信号に応答して前記接触感知信号を前記制御部に出力し、前記第２期間中に前記第２制御信号に応答して前記端子に高いインピーダンス値を出力することを特徴とする請求項２に記載の接触感知装置。
前記接触感知部は、
前記第２期間中に前記第２制御信号に応答して前記接触パッドに前記信号を出力しないように制御することを特徴とする請求項３に記載の接触感知装置。
前記発光装置制御部は、
電源電圧と前記共通端子との間に接続され、前記発光部に接続される少なくとも１つの発光点滅器と、
前記第２制御信号に応答して前記端子に前記電流が流れるようにし、前記発光点滅器に前記発光制御電圧を印加する発光装置駆動部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の接触感知装置。
前記発光装置制御部は、
前記接触感知装置の外部に隣接するように配置されて電源電圧と前記共通端子に接続され、前記発光部に接続される少なくとも１つ以上の発光点滅器と、
前記第２制御信号に応答して前記共通端子から前記端子に前記電流が流れるようにし、前記発光点滅器に前記発光制御電圧を印加する発光装置駆動部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の接触感知装置。
前記発光点滅器は、
前記発光制御電圧によってターンオンされるＰＭＯＳトランジスタを備えることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の接触感知装置。
前記発光装置駆動部は、
前記第１期間中に前記第１制御信号に応答して前記端子に高いインピーダンス値を出力することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の接触感知装置。
前記発光装置駆動部は、
定電流源と、
電源電圧と前記定電流源との間に接続される第１ＰＭＯＳトランジスタと、
前記第１ＰＭＯＳトランジスタとそれぞれのカレントミラー回路を構成して前記電源電圧に接続される複数の第２ＰＭＯＳトランジスタと、
複数の前記第２ＰＭＯＳトランジスタのそれぞれに接続され、前記第２制御信号に応答してターンオンされる第１ＮＭＯＳトランジスタと、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の接触感知装置。
前記発光装置駆動部は、
前記第１のＮＭＯＳトランジスタと接地電圧との間に接続される第２のＮＭＯＳトランジスタと、
前記入出力端子と前記接地電圧との間に接続され、前記第２のＮＭＯＳトランジスタとカレントミラー回路とを構成する第３のＮＭＯＳトランジスタを備える発光装置ドライバと、
をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の接触感知装置。
前記発光装置ドライバは、
前記第２期間中に前記第２制御信号に応答して前記発光部が発光することができる大きさの前記電流を印加することを特徴とする請求項１０に記載の接触感知装置。
前記制御部は、
前記接触感知信号または外部制御信号に応答して前記第２期間中に前記第２制御信号が所定値に維持される時間を制御することを特徴とする請求項２に記載の接触感知装置。
前記制御部は、
前記第１期間が前記第２期間よりも小さいことを特徴とする請求項１２に記載の接触感知装置。
前記制御部は、
前記第１期間及び前記第２期間を周期とする前記第１制御信号及び前記第２制御信号の周波数は、連続的な発光として見えるように一般の人の肉眼では区別することのできない周波数に等しいか、または大きいことを特徴とする請求項１３に記載の接触感知装置。
前記制御部は、
前記接触感知信号または前記外部制御信号に応答して該当の前記発光部をターンオフするようにプログラムされていることを特徴とする請求項１４に記載の接触感知装置。
前記接触感知部は、
前記接触パッドの圧力感知で生成した前記接触感知信号を前記制御部に出力することを特徴とする請求項２に記載の接触感知装置。
前記発光部は、
発光ダイオードで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の接触感知装置。
前記発光部は、
発光装置及びダイオードで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の接触感知装置。
少なくとも１つの接触パッドに接続された少なくとも１つの端子と、
少なくとも１つの共通端子と、
前記共通端子と前記端子との間に接続された少なくとも１つの発光部と、
第１制御信号に応答して前記端子に印加された信号を認識して接触感知信号を発生し、第２制御信号に応答して選択された端子を介して電流が流れるように制御する接触感知及び発光装置制御部と、
前記第１制御信号及び前記第２制御信号を発生する制御部と、
を備えることを特徴とする接触感知装置。
前記制御部は、
第１期間及び第２期間を周期として前記第１制御信号を前記接触感知及び発光装置制御部に出力し、前記接触感知信号に応答して前記第２制御信号を発生することを特徴とする請求項１９に記載の接触感知装置。
前記接触感知及び発光装置制御部は、
前記第１期間中に前記第１制御信号に応答して前記端子に印加される信号を認識して前記接触感知信号を出力する接触感知部と、
前記第２期間中に前記第２制御信号に応答して前記共通端子から選択された前記端子を介して電流が流れるように制御する発光装置制御部と、
を備えることを特徴とする請求項２０に記載の接触感知装置。
前記接触感知部は、
前記第１期間中に前記第１制御信号に応答して前記接触感知信号を前記制御部に出力し、前記第２期間中に前記第２制御信号に応答して前記端子に高いインピーダンス値を出力することを特徴とする請求項２１に記載の接触感知装置。
前記接触感知部は、
前記第２期間中に前記第２制御信号に応答して前記接触パッドに前記信号を出力しないように制御することを特徴とする請求項２２に記載の接触感知装置。
前記発光装置制御部は、
電源電圧と前記共通端子との間に接続され、前記発光部に接続される少なくとも１つ以上の発光点滅器と、
前記第２制御信号に応答して前記共通端子から前記端子に前記電流が流れるようにし、前記発光点滅器に前記発光制御電圧を印加する発光装置駆動部と、
を備えることを特徴とする請求項２１に記載の接触感知装置。
前記発光装置制御部は、
前記接触感知装置の外部に隣接するように配置されて電源電圧と前記共通端子とに接続され、前記発光部に接続される少なくとも１つ以上の発光点滅器と、
前記第２制御信号に応答して前記共通端子から前記端子に前記電流が流れるようにし、前記発光点滅器に前記発光制御電圧を印加する発光装置駆動部と、
を備えることを特徴とする請求項２１に記載の接触感知装置。
前記発光点滅器は、
前記発光制御電圧によってターンオンされるＰＭＯＳトランジスタを備えることを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載の接触感知装置。
前記発光装置駆動部は、
前記第１期間中に前記第１制御信号に応答して前記端子に高いインピーダンス値を出力することを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載の接触感知装置。
前記発光装置駆動部は、
定電流源と、
電源電圧と前記定電流源との間に接続される第１ＰＭＯＳトランジスタと、
前記第１ＰＭＯＳトランジスタとそれぞれのカレントミラー回路とを構成し、前記電源電圧に接続される複数の第２ＰＭＯＳトランジスタと、
複数の前記第２ＰＭＯＳトランジスタのそれぞれに接続され、前記第２制御信号に応答してターンオンされる第１ＮＭＯＳトランジスタと、
を備えることを特徴とする請求項２７に記載の接触感知装置。
前記発光装置駆動部は、
前記第１ＮＭＯＳトランジスタと接地電圧との間に接続される第２ＮＭＯＳトランジスタと、
前記入出力端子と前記接地電圧との間に接続され、前記第２ＮＭＯＳトランジスタとカレントミラー回路とを構成する第３ＮＭＯＳトランジスタを備える発光装置ドライバと、
をさらに備えることを特徴とする請求項２８に記載の接触感知装置。
前記発光装置ドライバは、
前記第２期間中に前記第２制御信号に応答して前記発光部が発光することができる大きさの前記電流を前記端子に印加することを特徴とする請求項２９に記載の接触感知装置。
前記制御部は、
前記接触感知信号または外部制御信号に応答して前記第２期間中に前記第２制御信号が所定値に維持される時間を制御することを特徴とする請求項２１に記載の接触感知装置。
前記制御部は、
前記第１期間が前記第２期間よりも小さいことを特徴とする請求項３１に記載の接触感知装置。
前記制御部は、
前記第１期間及び前記第２期間を周期とする前記第１制御信号及び第２制御信号の周波数が、連続的な発光として見えるように、一般の人の肉眼では区別することのできない周波数に等しいか、または大きいことを特徴とする請求項３２に記載の接触感知装置。
前記制御部は、
前記接触感知信号または前記外部制御信号に応答して該当の前記発光部をターンオフするようにプログラムされていることを特徴とする請求項３３に記載の接触感知装置。
前記接触感知部は、
前記接触パッドの圧力感知で生成した前記接触感知信号を前記制御部に出力することを特徴とする請求項２２に記載の接触感知装置。
前記発光部は、
発光ダイオードで構成されていることを特徴とする請求項１９に記載の接触感知装置。
前記発光部は、
発光装置及びダイオードで構成されていることを特徴とする請求項１９に記載の接触感知装置。