JP2011018099A - Detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検出物の有無(接近や接触)を検出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting the presence or absence (approach or contact) of an object to be detected.
利用者の身体やペン型の指示部材(スタイラス)などの被検出物を検出する技術が従来から提案されている。例えば特許文献1には、受光素子を含む複数の検出回路が表示用の画素とともに行列状に配列された表示装置が開示されている。受光素子に対する照射光の照度(強度)に応じた検出信号が複数の検出回路の各々から外部装置に出力される。
Techniques for detecting an object to be detected such as a user's body and a pen-shaped pointing member (stylus) have been proposed. For example,
しかし、特許文献1の技術においては、常に全部の検出回路を駆動して検出信号を取得するため、各検出回路を構成する素子(例えば受光素子やスイッチ)が劣化し易いという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、複数の検出回路の劣化を抑制することを目的とする。
However, the technique of
以上の課題を解決するために、本発明に係る検出装置は、被検出物の有無(接触や接近)に応じた検出信号を各々が生成する複数の検出回路と、複数の検出回路のうちの複数の第1検出回路を各単位期間にて駆動して検出信号を取得する第1検出動作と、複数の検出回路のうち各第1検出回路とは異なる複数の第2検出回路を各単位期間にて駆動して検出信号を取得する第2検出動作とを選択的に実行する駆動回路とを具備する。 In order to solve the above problems, a detection apparatus according to the present invention includes a plurality of detection circuits each generating a detection signal corresponding to the presence or absence (contact or approach) of an object to be detected, and a plurality of detection circuits. A first detection operation for obtaining a detection signal by driving a plurality of first detection circuits in each unit period, and a plurality of second detection circuits different from each first detection circuit among the plurality of detection circuits in each unit period And a drive circuit that selectively executes a second detection operation for obtaining a detection signal by driving at.
以上の形態においては、第1検出回路の駆動で検出信号を取得する第1検出動作と、第2検出回路の駆動で検出信号を取得する第2検出動作とが選択的に実行されるから、常に全部の検出回路から検出信号を取得する構成と比較して、各検出回路を構成する要素の劣化を抑制することが可能である。 In the above embodiment, the first detection operation for acquiring the detection signal by driving the first detection circuit and the second detection operation for acquiring the detection signal by driving the second detection circuit are selectively executed. Compared with a configuration in which detection signals are always obtained from all detection circuits, it is possible to suppress deterioration of elements constituting each detection circuit.
なお、「第1検出動作と第2検出動作とを選択的に実行する」とは、駆動回路が第1検出動作を実行する場合と駆動回路が第2検出動作を実行する場合とがあることを意味する。したがって、第1検出動作および第2検出動作に加えて他の検出動作が実行され得る構成も本発明の範囲に包含される。例えば、第1検出回路や第2検出回路とは異なる第3検出回路の駆動で検出信号を取得する第3検出動作を第1検出動作および第2検出動作のほかに駆動回路が実行し得る構成は、第1検出動作を実行する場合と第2検出動作を実行する場合とが存在する以上、「第1検出動作と第2検出動作とを選択的に実行する」という要件を当然に充足する。 “Selectively executing the first detection operation and the second detection operation” means that the drive circuit executes the first detection operation and the drive circuit executes the second detection operation. Means. Therefore, configurations in which other detection operations can be executed in addition to the first detection operation and the second detection operation are also included in the scope of the present invention. For example, a configuration in which the drive circuit can execute a third detection operation for acquiring a detection signal by driving a third detection circuit different from the first detection circuit and the second detection circuit in addition to the first detection operation and the second detection operation. Naturally satisfies the requirement of “selectively executing the first detection operation and the second detection operation” as long as there is a case where the first detection operation is executed and a case where the second detection operation is executed. .
本発明の好適な態様において、複数の検出回路の各々は、複数の選択線と複数の検出線との各交差に対応して配置されるとともに選択線の選択により検出信号を検出線に出力し、複数の検出線は、2以上の第1検出回路が各々に接続された複数の第1検出線と、2以上の第2検出回路が各々に接続された複数の第2検出線とを含み、複数の第1検出線の各々は、複数の第2検出線の各間隙内に位置し、駆動回路は、各単位期間にて複数の選択線の各々を順次に選択する選択回路と、複数の第1検出線の各々に出力される検出信号を各単位期間にて取得する第1検出動作と、複数の第2検出線の各々に出力される検出信号を各単位期間にて取得する第2検出動作とを選択的に実行する出力回路とを含む。以上の態様においては、2以上の第1検出回路の集合(第1検出線)と2以上の第2検出回路の集合(第2検出線)とが分散して配置されるから、複数の第1検出回路(または複数の第2検出回路)が特定の領域内のみに偏在する構成と比較して、被検出物の検出に利用できる面積を確保し易いという利点がある。なお、以上の態様の具体例は例えば第1実施形態として後述される。 In a preferred aspect of the present invention, each of the plurality of detection circuits is arranged corresponding to each intersection of the plurality of selection lines and the plurality of detection lines, and outputs a detection signal to the detection line by selection of the selection line. The plurality of detection lines include a plurality of first detection lines to which two or more first detection circuits are respectively connected, and a plurality of second detection lines to which two or more second detection circuits are respectively connected. Each of the plurality of first detection lines is located in each gap of the plurality of second detection lines, and the drive circuit includes a selection circuit that sequentially selects each of the plurality of selection lines in each unit period; A first detection operation for acquiring a detection signal output to each of the first detection lines in each unit period, and a first detection operation for acquiring a detection signal output to each of the plurality of second detection lines in each unit period. And an output circuit that selectively executes the two detection operations. In the above aspect, a set of two or more first detection circuits (first detection lines) and a set of two or more second detection circuits (second detection lines) are arranged in a distributed manner. Compared to a configuration in which one detection circuit (or a plurality of second detection circuits) is unevenly distributed only in a specific region, there is an advantage that it is easy to secure an area that can be used for detection of an object to be detected. In addition, the specific example of the above aspect is later mentioned as 1st Embodiment, for example.
本発明の好適な態様において、複数の検出回路の各々は、複数の選択線と複数の検出線との各交差に対応して配置されるとともに選択線の選択により検出信号を検出線に出力し、複数の選択線は、2以上の第1検出回路が各々に接続された複数の第1選択線と、2以上の第2検出回路が各々に接続された複数の第2選択線とを含み、複数の第1選択線の各々は、複数の第2選択線の各間隙内に位置し、駆動回路は、各単位期間にて複数の第1選択線の各々を順次に選択する第1検出動作と、各単位期間にて複数の第2選択線の各々を順次に選択する第2検出動作とを選択的に実行する選択回路と、複数の検出線の各々に出力される検出信号を各単位期間にて取得する出力回路とを含む。以上の態様においては、2以上の第1検出回路の集合(第1選択線)と2以上の第2検出回路の集合(第2選択線)とが分散して配置されるから、複数の第1検出回路(または複数の第2検出回路)が特定の領域内のみに偏在する構成と比較して、被検出物の検出に利用できる面積を確保し易いという利点がある。なお、以上の態様の具体例は例えば第2実施形態として後述される。 In a preferred aspect of the present invention, each of the plurality of detection circuits is arranged corresponding to each intersection of the plurality of selection lines and the plurality of detection lines, and outputs a detection signal to the detection line by selection of the selection line. The plurality of selection lines include a plurality of first selection lines to which two or more first detection circuits are respectively connected, and a plurality of second selection lines to which two or more second detection circuits are respectively connected. Each of the plurality of first selection lines is located in each gap of the plurality of second selection lines, and the drive circuit sequentially selects each of the plurality of first selection lines in each unit period. A selection circuit for selectively executing the operation and a second detection operation for sequentially selecting each of the plurality of second selection lines in each unit period; and a detection signal output to each of the plurality of detection lines. And an output circuit acquired in a unit period. In the above aspect, a set of two or more first detection circuits (first selection line) and a set of two or more second detection circuits (second selection line) are arranged in a distributed manner. Compared to a configuration in which one detection circuit (or a plurality of second detection circuits) is unevenly distributed only in a specific region, there is an advantage that it is easy to secure an area that can be used for detection of an object to be detected. In addition, the specific example of the above aspect is later mentioned as 2nd Embodiment, for example.
本発明の好適な態様に係る検出装置は、駆動回路による検出動作(第1検出動作または第2検出動作)を選択する制御回路を具備する。利用者が操作する操作部を具備する構成において、制御回路は、例えば、操作部に対する操作を契機として駆動回路による検出動作を第1検出動作および第2検出動作の一方から他方に変更する。また、制御回路が所定の時間毎に駆動回路による検出動作を第1検出動作および第2検出動作の一方から他方に変更する構成や、制御回路が当該検出装置の電源の投入毎に駆動回路による検出動作を第1検出動作および第2検出動作の一方から他方に変更する構成によれば、利用者による操作を契機とする場合と比較して、第1検出動作と第2検出動作との時間が均一化されるから、第1検出回路と第2検出回路とで劣化の程度を近づけることが可能である。 A detection apparatus according to a preferred aspect of the present invention includes a control circuit that selects a detection operation (first detection operation or second detection operation) by a drive circuit. In the configuration including the operation unit operated by the user, for example, the control circuit changes the detection operation by the drive circuit from one of the first detection operation and the second detection operation when triggered by an operation on the operation unit. In addition, a configuration in which the control circuit changes the detection operation of the drive circuit from one of the first detection operation and the second detection operation to the other at every predetermined time, or the control circuit uses the drive circuit every time the detection device is turned on. According to the configuration in which the detection operation is changed from one of the first detection operation and the second detection operation to the other, the time between the first detection operation and the second detection operation is compared with the case where the operation by the user is triggered. Therefore, the degree of deterioration can be made closer between the first detection circuit and the second detection circuit.
<A:第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る検出装置100のブロック図である。検出装置100は、物体(被検出物)の検出に利用される機器(例えば、利用者の身体の接触を検出するタッチパネル)である。図1に示すように、検出装置100は、複数の検出回路Uが配列された検出部10と、各検出回路Uを駆動する駆動回路20と、駆動回路20を制御する制御回路30とを具備する。駆動回路20は、選択回路22Aと出力回路24Aとを含んで構成される。駆動回路20は、複数の集積回路(チップ)で構成され得る。利用者が操作する操作部32が制御回路30に接続される。
<A: First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram of a
検出部10には、X方向に延在するM本の選択線12と、各選択線12に対をなしてX方向に延在するM本の初期化線14と、X方向に交差するY方向に延在する2N本の検出線16とが形成される(M,Nは自然数)。複数の検出回路Uは、M本の選択線12(初期化線14)と2N本の検出線16との各交差に対応して縦M行×横2N列の行列状に配列される。
The
図2は、各検出回路Uの回路図である。図2においては、第i行(i=1〜M)の第j列(j=1〜2N)に位置する1個の検出回路Uが代表的に図示されている。検出回路Uは、被検出物の有無(接近や接触)に応じた検出信号S(S[i,j])を生成する回路であり、図2に示すように、受光素子Eと増幅トランジスタTAMPと選択スイッチTSELと初期化スイッチTRSTとを含んで構成される。受光素子Eは、当該受光素子Eに対する照射光の照度(強度)に応じた電流値の光電流IPを生成する。例えばフォトダイオードが受光素子Eとして好適に採用される。受光素子Eに対する照射光の照度は、検出部10の上方における被検出物の有無や遠近に応じて変化する。
FIG. 2 is a circuit diagram of each detection circuit U. In FIG. 2, one detection circuit U located in the j-th column (j = 1 to 2N) of the i-th row (i = 1 to M) is representatively illustrated. The detection circuit U is a circuit that generates a detection signal S (S [i, j]) according to the presence / absence (approach or contact) of an object to be detected. As shown in FIG. And a selection switch TSEL and an initialization switch TRST. The light receiving element E generates a photocurrent IP having a current value corresponding to the illuminance (intensity) of the irradiation light with respect to the light receiving element E. For example, a photodiode is suitably employed as the light receiving element E. The illuminance of the irradiation light with respect to the light receiving element E changes according to the presence or absence of the object to be detected above the
増幅トランジスタTAMPと選択スイッチTSELと初期化スイッチTRSTとは、例えば、基板の表面に受光素子Eとともに形成されたトランジスタ(例えば、半導体層が低温ポリシリコンで形成された薄膜トランジスタ)で構成される。なお、検出回路Uを構成する各トランジスタの導電型は任意である。 The amplification transistor TAMP, the selection switch TSEL, and the initialization switch TRST are configured by, for example, a transistor (for example, a thin film transistor in which a semiconductor layer is formed of low-temperature polysilicon) formed on the surface of the substrate together with the light receiving element E. Note that the conductivity type of each transistor constituting the detection circuit U is arbitrary.
増幅トランジスタTAMPは、自身のゲートの電位に応じた検出信号(光電流IPを増幅した電流信号)S[i,j]を生成する要素であり、給電線18と第j列の検出線16との間に介在する。給電線18には電源回路(図示略)から所定の電位VRSTが供給される。増幅トランジスタTAMPのゲートは受光素子E(陰極)に接続される。
The amplification transistor TAMP is an element that generates a detection signal (a current signal obtained by amplifying the photocurrent IP) S [i, j] corresponding to its gate potential. Intervene between. The
選択スイッチTSELは、検出信号S[i,j]の経路上に配置され、検出線16に対する検出信号S[i,j]の出力の許否を制御する。具体的には、第j列の検出回路Uの選択スイッチTSELは、給電線18と第j列の検出線16とを結ぶ経路上に、増幅トランジスタTAMPに対して直列に配置される。第i行の各検出回路Uにおける選択スイッチTSELのゲートは、第i行の選択線12に対して共通に接続される。
The selection switch TSEL is disposed on the path of the detection signal S [i, j], and controls whether the detection signal S [i, j] is output to the
初期化スイッチTRSTは、増幅トランジスタTAMPのゲートと給電線18(または他の配線)との間に介在して両者の電気的な接続(導通/非導通)を制御する。第i行の各検出回路Uにおける初期化スイッチTRSTのゲートは、第i行の初期化線14に対して共通に接続される。
The initialization switch TRST is interposed between the gate of the amplification transistor TAMP and the power supply line 18 (or other wiring) and controls the electrical connection (conduction / non-conduction) between the two. The gates of the initialization switches TRST in the detection circuits U in the i-th row are commonly connected to the
図3に示すように、検出部10内の複数の検出回路Uは、複数の第1検出回路U1と複数の第2検出回路U2とに区分される。第1検出回路U1は、奇数列(第(2n-1)列)に位置する検出回路Uであり、第2検出回路U2は、偶数列(第2n列)に位置する検出回路Uである(n=1〜N)。すなわち、Y方向に配列するM個の第1検出回路U1の集合(奇数列)と、Y方向に配列するM個の第2検出回路U2の集合(偶数列)とが、検出部10内にてX方向に沿って交互に配置される。したがって、N個の第1検出回路U1とN個の第2検出回路U2とが1行内に存在する。
As shown in FIG. 3, the plurality of detection circuits U in the
また、2N本の検出線16は、図3に示すように、M個の第1検出回路U1が各々に接続されたN本の第1検出線161と、M個の第2検出回路U2が各々に接続されたN本の第2検出線162とに区分される。第1検出線161は奇数列(第(2n-1)列)に位置し、第2検出線162は偶数列(第2n列)に位置する。
As shown in FIG. 3,
図1の制御回路30は、各第1検出回路U1の駆動で検出信号S[i,2n-1]を取得する第1検出動作と、各第2検出回路U2の駆動で検出信号S[i,2n]を取得する第2検出動作とを、駆動回路20に選択的に実行させる。第1検出動作は、図4に示す各単位期間(垂直走査期間)PUにて複数の検出回路Uを行単位で順次に選択し、選択行(第i行)の2N個の検出回路UのうちN個の第1検出回路U1の各々が生成した検出信号S[i,2n-1](S[i,1],S[i,3],S[i,5],……,S[i,2N-1])を各第1検出線161から取得する動作である。他方、第2検出動作は、複数の検出回路Uを各単位期間PUにて行単位で順次に選択し、選択行(第i行)の2N個の検出回路UのうちN個の第2検出回路U2の各々が生成した検出信号S[i,2n](S[i,2],S[i,4],S[i,6],……,S[i,2N])を各第2検出線162から取得する動作である。
The
制御回路30は、操作部32に対する操作を契機として、駆動回路20の動作を第1検出動作および第2検出動作の一方から他方に変更する。図5は、制御回路30が駆動回路20の動作(第1検出動作/第2検出動作)を選択する処理のフローチャートである。所定の時間毎に図5の処理が実行される。
The
図5の処理を開始すると、制御回路30は、動作の変更を指示するための操作が操作部32に付与されたか否かを判定し(SA1)、動作の変更が指示されていない場合には図5の処理を終了する。他方、動作の変更が指示されると(SA1:YES)、制御回路30は、現在の動作(動作モード)が第1検出動作および第2検出動作の何れに該当するかを判定する(SA2)。制御回路30は、現在の動作が第1検出動作である場合には第2検出動作を選択し(SA3)、現在の動作が第2検出動作である場合には第1検出動作を選択する(SA4)。すなわち、操作部32が操作されるたびに駆動回路20の動作が変更される。
When the processing of FIG. 5 is started, the
図1の選択回路22Aは、各選択線12の選択/非選択を指定する選択信号GSEL[i](GSEL[1]〜GSEL[M])を生成して第i行の選択線12に出力し、初期化信号GRST[i](GRST[1]〜GRST[M])を生成して第i行の初期化線14に出力する(図2参照)。なお、選択信号GSEL[1]〜GSEL[M]を生成する回路と初期化信号GRST[1]〜GRST[M]を生成する回路とを別個に実装した構成も採用される。
The
図4に示すように、各単位期間PUはM個の選択期間PSEL[1]〜PSEL[M]を含む。選択信号GSEL[i]は、各単位期間PU内の選択期間PSEL[i]にてハイレベル(第i行の選択を意味するアクティブレベル)に設定され、選択期間PSEL[i]以外ではローレベルに維持される。初期化信号GRST[i]は、選択期間PSEL[i]の開始前の所定の期間内にてハイレベル(アクティブ)に設定され、当該期間以外ではローレベルに維持される(図示略)。 As shown in FIG. 4, each unit period PU includes M selection periods PSEL [1] to PSEL [M]. The selection signal GSEL [i] is set to a high level (active level meaning selection of the i-th row) in the selection period PSEL [i] within each unit period PU, and is set to a low level except for the selection period PSEL [i]. Maintained. The initialization signal GRST [i] is set to a high level (active) within a predetermined period before the start of the selection period PSEL [i], and is maintained at a low level during other periods (not shown).
初期化信号GRST[i]がハイレベルに設定されると、第i行の2N個の検出回路U(U1,U2)の各々の初期化スイッチTRSTがオン状態に遷移する。したがって、第i行の各増幅トランジスタTAMPのゲートの電位は給電線18の電位VRSTに初期化される。そして、初期化信号GRST[i]がローレベルに変化することで第i行の各初期化スイッチTRSTがオフ状態に遷移すると、増幅トランジスタTAMPのゲートは電気的なフローティング状態となる。したがって、増幅トランジスタTAMPのゲートの電位は、受光素子Eの光電流IPに応じた電位に設定される。
When the initialization signal GRST [i] is set to a high level, the initialization switches TRST of the 2N detection circuits U (U1, U2) in the i-th row are turned on. Therefore, the potential of the gate of each amplification transistor TAMP in the i-th row is initialized to the potential VRST of the
図4に示すように、選択期間PSEL[i]では、選択信号GSEL[i]がハイレベルに設定されることで、第i行の2N個の検出回路U(U1,U2)の各々の選択スイッチTSELがオン状態に遷移する。したがって、第i行の2N個の検出回路Uの各々においては、増幅トランジスタTAMPに流れる電流を検出信号S[i,j]として第j列の検出線16に出力することが可能な状態となる。増幅トランジスタTAMPのゲートの電位は光電流IPに応じて設定されるから、検出信号S[i,j]は、受光素子Eに対する照射光の照度に応じた電流値の電流信号となる。
As shown in FIG. 4, in the selection period PSEL [i], the selection signal GSEL [i] is set to a high level, so that each of the 2N detection circuits U (U1, U2) in the i-th row is selected. The switch TSEL transitions to the on state. Therefore, in each of the 2N detection circuits U in the i-th row, the current flowing through the amplification transistor TAMP can be output to the
図1の出力回路24Aは、図3に示すように、N個のスイッチ42[1]〜42[N]と信号処理回路44とを含んで構成される。スイッチ42[n]は、相隣接する第(2n-1)列の第1検出線161(a端)と第2n列の第2検出線162(b端)とを選択的に信号処理回路44に導通させる。制御回路30は、制御信号GXの出力でスイッチ42[1]〜42[N]を制御する。
The
図5の処理で第1検出動作を選択した場合、制御回路30は、図4に示すように、第1検出線161(a端)の選択を意味するハイレベルの制御信号GXをスイッチ42[1]〜42[N]に出力する。スイッチ42[1]〜42[N]は、制御信号GXに応じてN本の第1検出線161(第1検出回路U1)を信号処理回路44に導通させる。したがって、各単位期間PU内の選択期間PSEL[1]〜PSEL[M]の各々では、図4に示すように、第i行の2N個の検出回路UのうちN個の第1検出回路U1にて生成されたN系統の検出信号S[i,2n-1](S[i,1],S[i,3],S[i,5],……,S[i,2N-1])が各第1検出線161を介して信号処理回路44に並列に供給される。すなわち、駆動回路20(出力回路24A)は第1検出動作を実行する。他方、信号処理回路44とN本の第2検出線162とは電気的に絶縁されるから、各第2検出回路U2の増幅トランジスタTAMPに電流(検出信号S[i,2n])は流れない。
When the first detection operation is selected in the process of FIG. 5, the
図5の処理で第2検出動作を選択した場合、制御回路30は、図4に示すように制御信号GXをローレベル(第2検出線162の選択を意味するレベル)に設定することで、N本の第2検出線162(第2検出回路U2)を信号処理回路44に導通させる。したがって、各単位期間PU内の選択期間PSEL[i]では、図4に示すように、第i行の2N個の検出回路UのうちN個の第2検出回路U2にて生成されたN系統の検出信号S[i,2n](S[i,2],S[i,4],S[i,6],……,S[i,2N])が各第2検出線162を介して信号処理回路44に並列に供給される。すなわち、駆動回路20は第2検出動作を実行する。他方、信号処理回路44とN本の第1検出線161とは電気的に絶縁されるから、各第1検出回路U1の増幅トランジスタTAMPに電流(検出信号S[i,2n-1])は流れない。
When the second detection operation is selected in the processing of FIG. 5, the
図3の信号処理回路44は、検出部10から並列に供給されるN系統の検出信号Sを選択期間PSEL[i]内にて順次に選択して1系統の検出信号SOUTを出力するP/S(parallel to serial)変換器である。検出信号SOUTは、制御回路30を介して外部装置に供給されたうえで被検出物の有無の判定や被検出物の形状の特定に利用される。なお、制御回路30が検出信号SOUTを利用して被検出物の有無や形状を判別する構成も採用される。
The
以上のように、駆動回路20は、第1検出回路U1の駆動で検出信号S[i,2n-1]を取得する第1検出動作と、第2検出回路U2の駆動で検出信号S[i,2n]を取得する第2検出動作とを選択的に実行する。したがって、各単位期間PUにて常に全部の検出回路Uから検出信号S[i,j]を取得する(すなわち、全部の検出回路Uの増幅トランジスタTAMPに電流が流れる)構成と比較して、各検出回路Uを構成する要素(例えば増幅トランジスタTAMP)の劣化を抑制することが可能である。また、各単位期間PUでは第1検出回路U1および第2検出回路U2の一方の増幅トランジスタTAMPのみに電流(検出信号S[i,j])が流れるから、常に全部の検出回路Uから検出信号S[i,j]を取得する構成と比較して、検出部10内で消費される電力が削減されるという利点もある。
As described above, the driving
さらに、検出部10内では第1検出回路U1と第2検出回路U2とがX方向に分散して配置されるから、第1検出回路U1や第2検出回路U2が検出部10内の特定の領域に偏在する構成と比較すると、検出部10内の全体を被検出物の検出に利用する(検出可能な面積を充分に確保する)ことが可能である。
Further, since the first detection circuit U1 and the second detection circuit U2 are distributed in the X direction in the
<B:第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の各形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、以上と同じ符号を付して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
<B: Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the element which an effect | action and function are the same as that of 1st Embodiment in each following form, the same code | symbol as above is attached | subjected and each detailed description is abbreviate | omitted suitably.
図6に示すように、検出部10には、X方向に延在する2M本の選択線12および初期化線14(図示略)と、Y方向に延在するN本の検出線16とが形成される。したがって、複数の検出回路Uは、縦2M行×横N列の行列状に配列される。複数の検出回路Uは、奇数行に位置する第1検出回路U1と偶数行に位置する第2検出回路U2とに区分される。すなわち、X方向に配列するN個の第1検出回路U1の集合(奇数行)と、X方向に配列するN個の第2検出回路U2の集合(偶数行)とが、検出部10内にてY方向に沿って交互に配置される。また、2M本の選択線12は、N個の第1検出回路U1が各々に接続されたM本の第1選択線121と、N個の第2検出回路U2が各々に接続されたM本の第2選択線122とに区分される。
As shown in FIG. 6, the
図6に示すように、第2実施形態の駆動回路20は、選択回路22Bと出力回路24Bとを含んで構成される。出力回路24Bは、第1実施形態の信号処理回路44と同様に、検出部10から並列に供給されるN系統の検出信号Sを順次に選択して1系統の検出信号SOUTを出力する。
As shown in FIG. 6, the
図6に示すように、選択回路22Bは、M個のスイッチ52[1]〜52[M]と信号生成回路54とを含んで構成される。信号生成回路54(例えばシフトレジスタ)は、図7に示すように、単位期間PU内の各選択期間PSEL[i]にて順次にハイレベル(アクティブ)に設定される制御信号G0[1]〜G0[M]を生成する。すなわち、制御信号G0[m](m=1〜M)の波形は、第1実施形態の選択信号GSEL[m]と同様である。
As shown in FIG. 6, the selection circuit 22 </ b> B includes M switches 52 [1] to 52 [M] and a
図6のスイッチ52[m]は、相隣接する第(2m-1)行の第1選択線121(a端)と第2m行の第2選択線122(b端)とを選択的に信号生成回路54に接続する。スイッチ52[1]〜52[M]は、制御回路30から供給される制御信号GXで制御される。制御回路30は、図5の処理で選択した動作(第1検出動作/第2検出動作)に応じて制御信号GXのレベルを設定する。
The switch 52 [m] in FIG. 6 selectively signals the first selection line 121 (a end) in the (2m-1) th row and the second selection line 122 (b end) in the second m row adjacent to each other. Connected to the
第1検出回路U1から検出信号S[i,j]を取得する第1検出動作を選択した場合、制御回路30は、図7に示すように、第1選択線121(a端)の選択を意味するハイレベルの制御信号GXをスイッチ52[1]〜52[M]に出力する。スイッチ52[1]〜52[M]は、制御信号GXに応じてM本の第1選択線121を信号生成回路54に導通させる。したがって、信号生成回路54が生成した制御信号G0[m]は、図7に示すように、選択信号GSEL[2m-1](GSEL[1],GSEL[3],GSEL[5],……,GSEL[2M-1])として第(2m-1)行の第1選択線121に出力される。すなわち、選択回路22Bは、M本の第1選択線121の各々を単位期間PU内の各選択期間PSEL[m]にて順次に選択する。
When the first detection operation for obtaining the detection signal S [i, j] from the first detection circuit U1 is selected, the
したがって、単位期間PU内の各選択期間PSEL[m]では、図7に示すように、第(2m-1)行のN個の第1検出回路U1にて生成されたN系統の検出信号S[2m-1,j](S[2m-1,1],S[2m-1,2],S[2m-1,N])が各検出線16を介して出力回路24Bに並列に供給される。すなわち、駆動回路20(選択回路22B)は第1検出動作を実行する。他方、信号生成回路54とM本の第2選択線122とは電気的に絶縁されるから、各第2検出回路U2の増幅トランジスタTAMPに電流は流れない。
Therefore, in each selection period PSEL [m] in the unit period PU, as shown in FIG. 7, N detection signals S generated by the N first detection circuits U1 in the (2m-1) th row. [2m-1, j] (S [2m-1,1], S [2m-1,2], S [2m-1, N]) are supplied in parallel to the
他方、第2検出回路U2から検出信号S[i,j]を取得する第2検出動作を選択した場合、制御回路30は、制御信号GXをローレベルに設定することで、M本の第2選択線122を信号生成回路54に導通させる。したがって、信号生成回路54が生成した制御信号G0[m]は、図7に示すように、選択信号GSEL[2m](GSEL[2],GSEL[4],GSEL[6],……,GSEL[2M])として第2m行の第2選択線122に出力される。すなわち、選択回路22Bは、M本の第2選択線122の各々を単位期間PU内の各選択期間PSEL[m]にて順次に選択する。
On the other hand, when the second detection operation for obtaining the detection signal S [i, j] from the second detection circuit U2 is selected, the
したがって、各選択期間PSEL[m]では、第2m行のN個の第2検出回路U2にて生成されたN系統の検出信号S[2m,j](S[2m,1],S[2m,2],S[2m,N])が各検出線16を介して出力回路24Bに並列に供給される。すなわち、駆動回路20は第2検出動作を実行する。他方、信号生成回路54とM本の第1選択線121とは電気的に絶縁されるから、各第1検出回路U1の増幅トランジスタTAMPに電流は流れない。
Therefore, in each selection period PSEL [m], N detection signals S [2m, j] (S [2m, 1], S [2m] generated by the N second detection circuits U2 in the 2mth row. , 2], S [2m, N]) are supplied in parallel to the
以上のように、第1検出回路U1の駆動で検出信号S[2m-1,j]を取得する第1検出動作と、第2検出回路U2の駆動で検出信号S[2m,j]を取得する第2検出動作とが選択的に実行されるから、第2実施形態においても第1実施形態と同様の作用および効果が実現される。 As described above, the detection signal S [2m-1, j] is acquired by driving the first detection circuit U1, and the detection signal S [2m, j] is acquired by driving the second detection circuit U2. Since the second detection operation is selectively executed, the same operations and effects as those of the first embodiment are realized also in the second embodiment.
<C:第3実施形態>
図8は、本発明の第3実施形態における制御回路30が駆動回路20の動作(第1検出動作/第2検出動作)を選択する処理のフローチャートである。検出装置100の電源が投入されると、制御回路30は、第1検出動作および第2検出動作の一方を選択したうえで、所定の時間毎に図8の処理を順次に実行する。
<C: Third Embodiment>
FIG. 8 is a flowchart of a process in which the
図8の処理を開始すると、制御回路30は、変数Tに所定値Δを加算する(SB1)。変数Tは、第1検出動作および第2検出動作の一方が継続された時間を意味する。制御回路30は、加算後の変数Tが所定の閾値T0を上回るか否かを判定し(SB2)、判定の結果が否定である場合には図8の処理を終了する。
When the processing of FIG. 8 is started, the
他方、変数Tが閾値T0を上回る場合、制御回路30は、図5のステップSA2からステップSA4と同様に、現在の検出動作を判定し(SB3)、第1検出動作の実行中であれば第2検出動作を選択し(SB4)、第2検出動作の実行中であれば第1検出動作を選択する(SB5)。そして、制御回路30は、変数Tをゼロに初期化したうえで(SB6)図8の処理を終了する。駆動回路20は、図8の処理で制御回路30が選択した検出動作を実行する。駆動回路20の構成としては第1実施形態や第2実施形態にて例示した構成が好適に採用される。
On the other hand, when the variable T exceeds the threshold value T0, the
以上の構成においては、閾値T0に相当する時間が経過するたびに駆動回路20の動作が第1検出動作および第2検出動作の一方から他方に変更されるから、利用者からの指示(操作)を必要とする第1実施形態と比較して、第1検出回路U1と第2検出回路U2とで劣化の度合を均一化することが可能である。
In the above configuration, the operation of the
<D:第4実施形態>
図9は、本発明の第4実施形態における制御回路30が駆動回路20の動作(第1検出動作/第2検出動作)を選択する処理のフローチャートである。制御回路30は、検出装置100の電源が投入されるたびに図9の処理を実行する。
<D: Fourth Embodiment>
FIG. 9 is a flowchart of processing in which the
図9の処理を開始すると、制御回路30は、前回の検出装置100の動作時における駆動回路20の動作が第1検出動作および第2検出動作の何れに該当するかを判定する(SC1)。そして、制御回路30は、前回の動作が第1検出動作である場合には第2検出動作を選択し(SC2)、前回の動作が第2検出動作である場合には第1検出動作を選択する(SC3)。前回の動作の判別には、例えば記憶回路(図示略)に格納されたフラグが利用される。
When the processing of FIG. 9 is started, the
以上の構成においては、検出装置100の電源が投入されるたびに駆動回路20の動作が第1検出動作および第2検出動作の一方から他方に変更されるから、第3実施形態と同様に、第1検出回路U1と第2検出回路U2とで劣化の度合を均一化することが可能である。
In the above configuration, every time the power of the
<E:変形例>
以上の形態には様々な変形が加えられる。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は併合され得る。
<E: Modification>
Various modifications are added to the above embodiment. Specific modifications are exemplified below. Two or more aspects arbitrarily selected from the following examples may be merged.
(1)変形例1
以上の各形態においては複数の検出回路Uを2種類(第1検出回路U1,第2検出回路U2)に区分したが、複数の検出回路Uを3種類以上に区分した構成も採用され得る。例えば、複数の検出回路UがK種類(K≧3)に区分された場合を想定すると、第1実施形態においては、スイッチ42[n]がK本の検出線16の何れかを選択的に信号処理回路44に導通させる構成が採用され、第2実施形態においては、スイッチ52[m]がK本の選択線12の何れかを選択的に信号生成回路54に導通させる構成が採用される。
(1)
In each of the above embodiments, the plurality of detection circuits U are divided into two types (first detection circuit U1 and second detection circuit U2). However, a configuration in which the plurality of detection circuits U are divided into three or more types may be employed. For example, assuming that a plurality of detection circuits U are divided into K types (K ≧ 3), in the first embodiment, the switch 42 [n] selectively selects any one of the K detection lines 16. A configuration in which the
(2)変形例2
駆動回路20の検出動作を変更する契機(条件)は以上の例示(利用者からの指示,所定の時間の経過,検出装置100の電源の投入)に限定されない。また、以上に例示した複数の契機を併用する構成も採用される。例えば、検出装置100の電源の投入時に検出動作を変更し、かつ、検出装置100の動作中に、所定の時間の経過や操作部32に対する操作を契機として検出動作を変更する構成も好適である。また、以上の例示では複数の検出動作を循環的に選択したが(第1検出動作→第2検出動作→第1検出動作)、検出動作の循環的(可逆的)な選択は本発明において必須ではない。例えば、駆動回路20による動作が第1検出動作から第2検出動作に1回だけ変更される構成も採用され得る。
(2)
The trigger (condition) for changing the detection operation of the
(3)変形例3
第1検出回路U1および第2検出回路U2の区分の仕方は任意である。例えば、第1検出回路U1と第2検出回路U2とがX方向およびY方向の双方に隣合うように複数の検出回路Uを配置した構成も採用される。また、第1検出回路U1と第2検出回路U2とを分散して配置した構成は本発明において必須ではない。例えば、検出部10内に画定された境界線からみて一方の領域に複数の第1検出回路U1を分布させるとともに他方の領域に複数の第2検出回路U2を分布させた構成も採用される。
(3)
The method of dividing the first detection circuit U1 and the second detection circuit U2 is arbitrary. For example, a configuration in which a plurality of detection circuits U are arranged so that the first detection circuit U1 and the second detection circuit U2 are adjacent to each other in both the X direction and the Y direction is also employed. Further, the configuration in which the first detection circuit U1 and the second detection circuit U2 are arranged in a distributed manner is not essential in the present invention. For example, a configuration in which a plurality of first detection circuits U1 are distributed in one region as viewed from a boundary line defined in the
(4)変形例4
被検出物を検出する方式は以上の例示(光検出式)に限定されない。例えば、被検出物の接触の有無に応じて容量値が変化する容量素子を受光素子Eの代わりに利用した静電容量方式の検出装置にも以上の各形態を同様に適用することが可能である。また、検出装置100の用途はタッチパネルに限定されない。例えば、利用者の指紋を検出する指紋センサや、利用者の手の静脈を検出する静脈センサ、原稿からの反射光を検出する読取装置(スキャナ)にも以上の各形態に係る検出装置100が利用され得る。
(4)
The method for detecting an object to be detected is not limited to the above example (light detection type). For example, each of the above embodiments can be similarly applied to a capacitive detection device that uses a capacitive element whose capacitance value changes depending on whether or not an object is touched instead of the light receiving element E. is there. Moreover, the use of the
100……検出装置、10……検出部、U……検出回路、U1……第1検出回路、U2……第2検出回路、12……選択線、14……初期化線、16……検出線、18……給電線、20……駆動回路、22A,22B……選択回路、24A,24B……出力回路、30……制御回路、32……操作部、42[1]〜42[N]……スイッチ、44……信号処理回路、52[1]〜52[M]……スイッチ、54……信号生成回路。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記複数の検出回路のうちの複数の第1検出回路を各単位期間にて駆動して検出信号を取得する第1検出動作と、前記複数の検出回路のうち前記各第1検出回路とは異なる複数の第2検出回路を前記各単位期間にて駆動して検出信号を取得する第2検出動作とを選択的に実行する駆動回路と
を具備する検出装置。 A plurality of detection circuits each generating a detection signal according to the presence or absence of the detected object;
A first detection operation for obtaining a detection signal by driving a plurality of first detection circuits among the plurality of detection circuits in each unit period is different from each first detection circuit among the plurality of detection circuits. And a driving circuit that selectively executes a second detection operation of driving a plurality of second detection circuits in each unit period to acquire a detection signal.
前記複数の検出線は、2以上の前記第1検出回路が各々に接続された複数の第1検出線と、2以上の前記第2検出回路が各々に接続された複数の第2検出線とを含み、
前記複数の第1検出線の各々は、前記複数の第2検出線の各間隙内に位置し、
前記駆動回路は、
前記各単位期間にて前記複数の選択線の各々を順次に選択する選択回路と、
前記複数の第1検出線の各々に出力される検出信号を前記各単位期間にて取得する前記第1検出動作と、前記複数の第2検出線の各々に出力される検出信号を前記各単位期間にて取得する前記第2検出動作とを選択的に実行する出力回路とを含む
請求項1の検出装置。 Each of the plurality of detection circuits is arranged corresponding to each intersection of a plurality of selection lines and a plurality of detection lines and outputs the detection signal to the detection lines by selection of the selection lines,
The plurality of detection lines include a plurality of first detection lines connected to two or more first detection circuits, and a plurality of second detection lines connected to two or more second detection circuits, respectively. Including
Each of the plurality of first detection lines is located in each gap of the plurality of second detection lines,
The drive circuit is
A selection circuit that sequentially selects each of the plurality of selection lines in each unit period;
The first detection operation for acquiring the detection signal output to each of the plurality of first detection lines in each unit period, and the detection signal output to each of the plurality of second detection lines to each unit. The detection device according to claim 1, further comprising: an output circuit that selectively executes the second detection operation acquired in a period.
前記複数の選択線は、2以上の前記第1検出回路が各々に接続された複数の第1選択線と、2以上の前記第2検出回路が各々に接続された複数の第2選択線とを含み、
前記複数の第1選択線の各々は、前記複数の第2選択線の各間隙内に位置し、
前記駆動回路は、
前記各単位期間にて前記複数の第1選択線の各々を順次に選択する前記第1検出動作と、前記各単位期間にて前記複数の第2選択線の各々を順次に選択する前記第2検出動作とを選択的に実行する選択回路と、
前記複数の検出線の各々に出力される検出信号を前記各単位期間にて取得する出力回路とを含む
請求項1の検出装置。 Each of the plurality of detection circuits is arranged corresponding to each intersection of a plurality of selection lines and a plurality of detection lines and outputs the detection signal to the detection lines by selection of the selection lines,
The plurality of selection lines include a plurality of first selection lines connected to two or more first detection circuits, and a plurality of second selection lines connected to two or more second detection circuits, respectively. Including
Each of the plurality of first selection lines is located in each gap of the plurality of second selection lines,
The drive circuit is
The first detection operation that sequentially selects each of the plurality of first selection lines in each unit period, and the second that sequentially selects each of the plurality of second selection lines in each unit period. A selection circuit that selectively executes a detection operation;
The detection device according to claim 1, further comprising: an output circuit that acquires a detection signal output to each of the plurality of detection lines in each unit period.
を具備する請求項1から請求項3の何れかの検出装置。 The detection device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a control circuit that selects the first detection operation or the second detection operation.
前記制御回路は、前記操作部に対する操作を契機として前記駆動回路による検出動作を前記第1検出動作および前記第2検出動作の一方から他方に変更する
請求項4の検出装置。 It has an operation unit that is operated by the user,
The detection device according to claim 4, wherein the control circuit changes the detection operation by the drive circuit from one of the first detection operation and the second detection operation to the other when triggered by an operation on the operation unit.
請求項4または請求項5の検出装置。 The detection device according to claim 4, wherein the control circuit changes the detection operation by the drive circuit from one of the first detection operation and the second detection operation to the other at every predetermined time.
請求項4から請求項6の何れかの検出装置。
The control circuit changes the detection operation by the drive circuit from one of the first detection operation and the second detection operation to the other each time the power of the detection device is turned on. Detection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009160504A JP2011018099A (en) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Detection device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012248077A (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Minebea Co Ltd | Detector, input device comprising detector, electronic apparatus using detector, electronic apparatus using input device, and control method for detector and input device |
-
2009
- 2009-07-07 JP JP2009160504A patent/JP2011018099A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012248077A (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Minebea Co Ltd | Detector, input device comprising detector, electronic apparatus using detector, electronic apparatus using input device, and control method for detector and input device |
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