JP2022137550A - Measuring circuit and electro-optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば測定回路および電気光学装置に関する。 The present invention relates, for example, to measuring circuits and electro-optical devices.
半導体基板に形成されたトランジスター等の素子によって電圧を測定または比較等する技術としては、例えば特許文献1に記載された技術が挙げられる。詳細には、特許文献1には、半導体基板に設けられたADコンバーターにおいて、当該ADコンバーターを構成する容量素子に生じる電圧と検査用の容量素子に生じる電圧とを、同じ半導体基板に形成されたトランジスターで構成される比較回路によって比較する。
As a technique for measuring or comparing voltages using elements such as transistors formed on a semiconductor substrate, for example, the technique described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-200316 can be cited. Specifically, in
しかしながら、特許文献1に記載の技術において比較回路では被測定信号の電圧が直接印加されるので、当該比較回路を構成するトランジスターの耐圧には、被測定信号の電圧以上であることが要求される。高耐圧のトランジスターでは、低耐圧のトランジスターと比較して、トランジスターサイズが大きくなり、それだけ半導体基板の面積が肥大化してしまう。また、高耐圧のトランジスターでは、低耐圧のトランジスターと比較して、電流・電圧の増幅率が小さく、低速動作となる、等の課題がある。
However, in the technique described in
本開示の一態様に係る測定回路は、第1入力ノードに供給される第1被測定信号の電圧変化量を測定する測定回路であって、比較ノードの電圧と所定の基準電圧とを比較する比較回路を備え、第1期間に、前記第1被測定信号の電圧は変化前の電圧であり、前記比較ノードには第1電圧が印加され、当該第1期間後の第2期間に、前記第1被測定信号の電圧は変化後の電圧であり、前記比較ノードは、前記第1電圧から第2電圧に変化し、前記第2電圧は、前記第1電圧に、前記第1被測定信号における電圧変化量の圧縮した量を加算した電圧であり、前記第1電圧、前記第2電圧および前記基準電圧は、前記第1被測定信号の電圧よりも低く、前記比較回路に含まれるトランジスターの耐圧は、前記第1電圧、前記第2電圧および前記基準電圧以上であって、前記第1被測定信号の電圧未満の電圧であり、前記比較回路に含まれるトランジスターは同一の半導体基板に含まれる。 A measurement circuit according to one aspect of the present disclosure is a measurement circuit that measures a voltage change amount of a first signal under measurement supplied to a first input node, and compares the voltage of a comparison node with a predetermined reference voltage. a comparing circuit, wherein during a first period the voltage of the first signal under measurement is the voltage before the change, the first voltage is applied to the comparison node, and during the second period after the first period, the The voltage of the first signal under measurement is a changed voltage, the comparison node changes from the first voltage to a second voltage, the second voltage is the first voltage, and the first signal under measurement is The first voltage, the second voltage, and the reference voltage are lower than the voltage of the first signal under measurement, and the voltage of the transistor included in the comparison circuit A breakdown voltage is a voltage that is equal to or higher than the first voltage, the second voltage, and the reference voltage and is lower than the voltage of the first signal under measurement, and the transistors included in the comparison circuit are included in the same semiconductor substrate. .
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below do not unduly limit the scope of the invention described in the claims. Moreover, not all the configurations described below are essential constituent elements of the present invention.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る測定回路10の回路図である。なお、この測定回路10を構成する素子は、同じ半導体基板から切り出された集積回路の一部である。
図1に示されるように、測定回路10は、容量素子CL_1、CL_2、スイッチSwrb、比較回路Cmpおよび制御回路120を含む。容量素子CL_1の一端には、測定対象となる信号Vinの電圧が印加される。本実施形態では、信号Vinの電圧変化量等を測定する。
[First embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram of a
As shown in FIG. 1, the
スイッチSwrbの一端には信号Vref_Cの電圧が印加され、容量素子CL_2の一端は、電圧ゼロの基準である電位Gndに接地される。なお、容量素子CL_2の一端は、電位Gndに限られず、時間的に略一定の同じ電位に保たれていればよい。 A voltage of the signal Vref_C is applied to one end of the switch Swrb, and one end of the capacitive element CL_2 is grounded to the potential Gnd, which is a zero voltage reference. Note that one end of the capacitive element CL_2 is not limited to the potential Gnd, and may be kept at the same potential that is substantially constant over time.
容量素子CL_1の他端、スイッチSwrbの他端および容量素子CL_2の他端は、比較回路Cmpの正入力端(+)に共通接続される。比較回路Cmpの負入力端(-)には信号Vref_Bの電圧が印加される。
容量素子CL_1の容量サイズをC1と表記し、容量素子CL_2の容量サイズをC2と表記した場合に、容量比であるC1:C2は、本実施形態では9:1としている。説明の便宜上、容量素子CL_1の他端、スイッチSwrbの他端、容量素子CL_2の他端および比較回路Cmpの正入力端(+)をノードCとする。
The other end of the capacitive element CL_1, the other end of the switch Swrb, and the other end of the capacitive element CL_2 are commonly connected to the positive input terminal (+) of the comparison circuit Cmp. The voltage of the signal Vref_B is applied to the negative input terminal (-) of the comparison circuit Cmp.
When the capacitance size of the capacitive element CL_1 is denoted as C1 and the capacitance size of the capacitive element CL_2 is denoted as C2, the capacitance ratio C1:C2 is 9:1 in this embodiment. For convenience of explanation, the node C is the other end of the capacitive element CL_1, the other end of the switch Swrb, the other end of the capacitive element CL_2, and the positive input terminal (+) of the comparison circuit Cmp.
スイッチSwrbは、制御回路120にしたがってオンまたはオフに制御される。スイッチのオンとは、一端および他端の間が閉じて導通していること、または、低インピーダンス状態にあることをいい、スイッチのオフとは、一端および他端の間が開いて、非導通となっていること、または、高インピーダンス状態にあることをいう。スイッチSwrbは、例えばゲートノードの電圧に応じてソース・ドレインノード間でオンまたはオフするMOS型のトランジスターで構成される。
制御回路120は、スイッチSwrbのオンまたはオフのほか、信号Vref_B、Vref_Cの各電圧を設定する場合もあるが、信号Vref_B、Vref_Cの各電圧については、制御回路120ではなく、他の要素が設定してもよい。
Switch Swrb is controlled to be on or off according to
The
比較回路Cmpは、正入力端(+)に印加された電圧と負入力端(-)に印加された信号Vref_Bの電圧とを比較して、当該比較結果を示す信号Coutを出力する。詳細には、比較回路Cmpは、正入力端(+)の電圧が信号Vref_Bの電圧以上であれば、信号CoutをHレベルで出力し、正入力端(+)の電圧が信号Vref_Bの電圧未満であれば、信号CoutをLレベルで出力する。 The comparison circuit Cmp compares the voltage applied to the positive input terminal (+) with the voltage of the signal Vref_B applied to the negative input terminal (-), and outputs a signal Cout indicating the comparison result. Specifically, if the voltage of the positive input terminal (+) is equal to or higher than the voltage of the signal Vref_B, the comparison circuit Cmp outputs the signal Cout at H level, and the voltage of the positive input terminal (+) is less than the voltage of the signal Vref_B. If so, the signal Cout is output at L level.
比較回路Cmpの電源電圧は特に図示していないが、例えば1.8V(ボルト)である。比較回路Cmpの電源電圧が1.8Vである場合、当該比較結果を示す信号Outの論理レベルのうち、Hレベルは1.8Vであり、Lレベルは0ボルトである。
また、比較回路Cmpの等価回路は特に図示しないが、比較回路Cmpを構成するトランジスターの耐圧は、ノードCに印加される電圧以上であって、信号Vref_Bの電圧以上となるように設計されている。
The power supply voltage of the comparison circuit Cmp is, for example, 1.8 V (volt), although not shown. When the power supply voltage of the comparison circuit Cmp is 1.8V, the H level is 1.8V and the L level is 0 volt among the logic levels of the signal Out indicating the comparison result.
Although the equivalent circuit of the comparison circuit Cmp is not particularly illustrated, the withstand voltage of the transistors forming the comparison circuit Cmp is designed to be equal to or higher than the voltage applied to the node C and equal to or higher than the voltage of the signal Vref_B. .
なお、信号Vinは第1被測定信号の一例であり、容量素子CL_1の一端は第1入力ノードの一例であり、容量素子CL_2の一端は固定電位のノードの一例である。比較回路Cmpの正入力端(+)、すなわちノードCは比較ノードの一例である。信号Vref_Bの電圧は所定の基準電圧の一例である。容量素子CL_1は第1容量素子の一例であり、容量素子CL_2は第2容量素子の一例である。 The signal Vin is an example of the first signal under measurement, one end of the capacitive element CL_1 is an example of a first input node, and one end of the capacitive element CL_2 is an example of a fixed potential node. The positive input terminal (+) of the comparison circuit Cmp, ie node C, is an example of a comparison node. The voltage of signal Vref_B is an example of a predetermined reference voltage. Capacitive element CL_1 is an example of a first capacitive element, and capacitive element CL_2 is an example of a second capacitive element.
次に、第1実施形態に係る測定回路10の動作について説明する。
測定回路10の基本動作は、第1期間の動作および第2期間の動作に分けられる。まず、初めの第1期間において信号Vinの電圧が5.000Vであるとする。また、制御回路120は、第1期間において図1に示されるように、スイッチSwrbをオンさせ、信号Vref_Bの電圧を0.910Vとし、信号Vref_Cの電圧を0.900Vとする。
第1期間では、比較回路Cmp負入力端(-)の電圧が0.910Vであるのに対し、正入力端(+)、すなわちノードCの電圧が0.900Vであるので、信号CoutはLレベルとなる。
Next, operation of the
The basic operation of the
In the first period, the voltage of the negative input terminal (-) of the comparison circuit Cmp is 0.910 V, while the voltage of the positive input terminal (+), that is, the node C is 0.900 V, so the signal Cout is low. be the level.
次の第2期間において制御回路120は、図2に示されるように、スイッチSwrbをオフさせる。また、信号Vinの電圧が5.020Vに変化する、と想定する。
信号Vinが電圧ΔVinだけ上昇すると、ノードCの電圧Vcは、電圧ΔVcに対して容量素子CL_1、CL_2の容量比に応じたΔVcだけ上昇するので、次式(1)のように表すことができる。
Vc=0.900+ ΔVc
=0.900+{ΔVin×C1/(C1+C2)} …(1)
式(1)においてΔVinは0.020Vであり、C1/(C1+C2)の項は9/10であるから、第2期間における電圧Vcは0.918Vとなる。
したがって、第2期間では、負入力端(-)の電圧が0.910Vであるのに対し、ノードCの電圧が0.918Vとなるので、信号Coutの論理レベルは第1期間におけるLレベルから反転してHレベルとなる。
In the next second period,
When the signal Vin rises by the voltage ΔVin, the voltage Vc at the node C rises by ΔVc corresponding to the capacitance ratio of the capacitive elements CL_1 and CL_2 with respect to the voltage ΔVc. .
Vc = 0.900 + ΔVc
=0.900+{ΔVin×C1/(C1+C2)} (1)
In equation (1), ΔVin is 0.020V and the term C1/(C1+C2) is 9/10, so the voltage Vc in the second period is 0.918V.
Therefore, in the second period, the voltage of the negative input terminal (-) is 0.910 V, while the voltage of the node C is 0.918 V. Therefore, the logic level of the signal Cout changes from the L level in the first period to Inverts to H level.
なお、第1期間において正入力端(+)に印加される0.900Vの電圧が第1電圧の一例である。第2期間において正入力端(+)に印加される0.918Vの電圧、詳細には、信号Vinの電圧変化分である0.020Vに容量比の9/10を乗じて圧縮した量の0.018Vを、変化前の0.900Vに加算した0.918Vが第2電圧の一例である。また、スイッチSwrbが初期スイッチの一例であり、当該スイッチSwrbの一端が基準ノードの一例である。 Note that the voltage of 0.900 V applied to the positive input terminal (+) in the first period is an example of the first voltage. A voltage of 0.918 V applied to the positive input terminal (+) in the second period, more specifically, a voltage of 0.020 V, which is the voltage change of the signal Vin, multiplied by 9/10 of the capacitance ratio and compressed to 0 An example of the second voltage is 0.918V obtained by adding 0.018V to 0.900V before the change. Also, the switch Swrb is an example of an initial switch, and one end of the switch Swrb is an example of a reference node.
信号Vref_Cの電圧上昇分が0.020Vではなく、仮に0.011V未満である場合、ノードCの電圧は0.910V未満となるので、信号Coutの論理レベルは反転せずにLレベルに維持される。
換言すれば、信号Vinの電圧上昇分が不明である場合、制御回路120が当該信号Vinの電圧上昇分を信号Vref_Bの電圧を変化させて求めてよい。詳細には、制御回路120は、信号Vref_Bの電圧を徐々に変化させて、当該信号Vref_Bの電圧がb(V)である場合に信号Coutの論理レベルが反転してHレベルになったとき、信号Vinの電圧上昇分のΔVinは、次式(2)によって求めることができる。
ΔVin=(b-0.900)×10/9 …(1)
上記の例でいえば、第2期間において、信号Vref_Bの電圧bが0.918Vである場合に、信号Coutの論理レベルが反転したとき、信号Vinの電圧上昇分のΔVinは、0.020Vと求めることができる。
If the voltage rise of the signal Vref_C is not 0.020 V but is less than 0.011 V, the voltage of the node C is less than 0.910 V, so the logic level of the signal Cout is maintained at L level without being inverted. be.
In other words, when the amount of voltage increase of the signal Vin is unknown, the
ΔVin=(b−0.900)×10/9 (1)
In the above example, when the voltage b of the signal Vref_B is 0.918 V in the second period and the logic level of the signal Cout is inverted, the voltage increase ΔVin of the signal Vin is 0.020 V. can ask.
本実施形態では、信号Vinにおける電圧変化は、ノードCにおいて容量素子CL_1、CL_2の容量比に応じて圧縮される。
このため、信号Vinにおける変化前後の電圧が、比較回路Cmpを構成するトランジスターの耐圧より高くても、比較回路Cmpの正入力端(+)、すなわちノードCの電圧は、当該比較回路Cmpの電源電圧よりも低くなる。なお、比較回路Cmpの負入力端(-)における信号Vref_Bの電圧は、上述したように比較回路Cmpを構成するトランジスターの耐圧よりも低く設定されている。
このように本実施形態によれば、信号Vinにおける変化前後の電圧が、比較回路Cmpを構成するトランジスターの耐圧より高くても、当該比較回路Cmpを用いて信号Vinにおける電圧変化量を求めることができる。換言すれば、比較回路Cmpを構成するトランジスターの耐圧を、信号Vinにおける変化前後の電圧よりも小さくすることができる。
In this embodiment, the voltage change in signal Vin is compressed at node C according to the capacitance ratio of capacitive elements CL_1 and CL_2.
Therefore, even if the voltage before and after the change in the signal Vin is higher than the withstand voltage of the transistor forming the comparison circuit Cmp, the voltage at the positive input terminal (+) of the comparison circuit Cmp, that is, at the node C is the power source of the comparison circuit Cmp. lower than the voltage. It should be noted that the voltage of the signal Vref_B at the negative input terminal (-) of the comparison circuit Cmp is set lower than the withstand voltage of the transistor that constitutes the comparison circuit Cmp, as described above.
As described above, according to the present embodiment, even if the voltage before and after the change in the signal Vin is higher than the withstand voltage of the transistor forming the comparison circuit Cmp, the amount of voltage change in the signal Vin can be obtained using the comparison circuit Cmp. can. In other words, the breakdown voltage of the transistor that constitutes the comparison circuit Cmp can be made smaller than the voltage before and after the change in the signal Vin.
信号Vinの電圧を圧縮せずに比較回路Cmpで直接入力するためには、単純には当該比較回路Cmpを高耐圧のトランジスターで構成することも考えられる。しかしながら、高耐圧のトランジスターは、低耐圧のトランジスターと比較して、電流・電圧の増幅率が低く、高速に動作しないので、利得帯域幅積(GB積)が小さい。このため、高耐圧のトランジスターで構成した比較回路では、高精度および高感度が期待できない。
これに対して本実施形態では、測定対象とする信号の電圧よりも低耐圧のトランジスターで比較回路Cmpを構成することができるので、当該比較回路Cmpを高精度かつ高感度とすることが可能となる。
なお、トランジスターの耐圧については、当該トランジスターを構成するゲート酸化膜の厚さなどに決定される。
In order to directly input the voltage of the signal Vin to the comparison circuit Cmp without compressing it, it is conceivable to simply configure the comparison circuit Cmp with a high withstand voltage transistor. However, a high-voltage transistor has a low current/voltage amplification factor and does not operate at a high speed as compared to a low-voltage transistor, and thus has a small gain-bandwidth product (GB product). Therefore, high accuracy and high sensitivity cannot be expected from a comparison circuit composed of high-voltage transistors.
On the other hand, in the present embodiment, the comparison circuit Cmp can be configured with a transistor having a withstand voltage lower than the voltage of the signal to be measured, so that the comparison circuit Cmp can be made highly accurate and highly sensitive. Become.
Note that the withstand voltage of a transistor is determined by the thickness of a gate oxide film forming the transistor.
信号Vref_B、Vref_Cの各電圧については、比較回路Cmpを構成するトランジスターの耐圧内で適宜変更可能である。
また、本実施形態では、信号Vinの電圧上昇分だけでなく、電圧下降分についても求めることはいうまでもない。すなわち、本説明でいう「加算」は、広義の意味で用いており、加算のみならず、負の値を加算する、という減算の意味を含む。
くわえて、本実施形態では、電圧変化量のΔVだけでなく、容量素子CL_1、CL_2の容量比を求めることができる。詳細には、電圧変化量のΔVが既知であれば、式(1)を変形して、当該既知のΔVから容量比を求めることができる。
The voltages of the signals Vref_B and Vref_C can be appropriately changed within the withstand voltage of the transistors forming the comparison circuit Cmp.
Further, in this embodiment, it goes without saying that not only the voltage rise of the signal Vin but also the voltage drop is obtained. That is, the term "addition" used in this description is used in a broad sense, and includes not only addition but also subtraction of adding a negative value.
In addition, in this embodiment, it is possible to obtain not only the amount of voltage change ΔV but also the capacitance ratio of the capacitive elements CL_1 and CL_2. Specifically, if the voltage change amount ΔV is known, the capacitance ratio can be obtained from the known ΔV by modifying equation (1).
[第2実施形態]
第1実施形態では、信号Vinのみの電圧変化量を求める構成としたが、2以上の異なる信号の電圧変化量を次の第2実施形態のようにして求めてもよい。
[Second embodiment]
In the first embodiment, the voltage change amount of only the signal Vin is obtained, but the voltage change amount of two or more different signals may be obtained as in the following second embodiment.
図3は、第2実施形態に係る測定回路10の回路図である。第2実施形態では、図1に示される第1実施形態と比較して、スイッチSwra1、Swra2が設けられる。詳細には、スイッチSwra1の一端には信号Vin1が供給され、スイッチSwra2の一端には信号Vin2が供給される。なお、スイッチSwra1の他端およびスイッチSwra2の他端は容量素子CL_1の一端に接続される。
FIG. 3 is a circuit diagram of the
第2実施形態において、信号Vin1の電圧変化量を求める場合、制御回路120は、スイッチSwra1、Swra2のうち、スイッチSwra1のみをオンさせる。また、信号Vin2の電圧変化量を求める場合、制御回路120は、スイッチSwra1、Swra2のうち、スイッチSwra2のみをオンさせる。
このため、第2実施形態によれば、信号Vin1、Vin2の電圧変化量を選択的に求めることが可能となる。なお、図3では、信号Vin1、Vin2の電圧変化量を求める構成としたが、スイッチを追加して、3以上の信号の電圧変化量を求める構成としてもよい。
In the second embodiment, when obtaining the voltage change amount of the signal Vin1, the
Therefore, according to the second embodiment, it is possible to selectively obtain the voltage change amounts of the signals Vin1 and Vin2. In FIG. 3, the voltage change amounts of the signals Vin1 and Vin2 are obtained, but a switch may be added to obtain the voltage change amounts of three or more signals.
なお、スイッチSwra1が第1入力スイッチの一例であり、スイッチSwra2が第2入力スイッチの一例である。また、スイッチSwra2において信号Vin2が供給される端部が第2入力ノードの一例であり、信号Vin2が第2被測定信号の一例である。 The switch Swra1 is an example of a first input switch, and the switch Swra2 is an example of a second input switch. The end of the switch Swra2 to which the signal Vin2 is supplied is an example of the second input node, and the signal Vin2 is an example of the second signal under measurement.
[第3実施形態]
第1実施形態では、ノードCの電圧変化を示すΔVcは、信号Vinの電圧変化のΔVinに、容量素子CL_1、CL_2の容量比に応じた係数を乗じた値で一定である。このため、ΔVinが小さいと、ΔVcも小さくなり、測定の感度が低下する場合がある。そこで次に、測定の感度を向上させることが可能な第3実施形態について説明する。
[Third embodiment]
In the first embodiment, ΔVc indicating the voltage change of the node C is a constant value obtained by multiplying ΔVin of the voltage change of the signal Vin by a coefficient according to the capacitance ratio of the capacitive elements CL_1 and CL_2. Therefore, when ΔVin is small, ΔVc is also small, and the measurement sensitivity may be lowered. Therefore, a third embodiment capable of improving the measurement sensitivity will be described next.
図4は、第3実施形態に係る測定回路10の回路図である。第3実施形態では、図1に示される第1実施形態と比較して、スイッチSwrcおよび容量素子CL_3が設けられる。詳細には、容量素子CL_3の一端が容量素子CL_1の一端に接続され、容量素子CL_3の他端がスイッチSwrcの一端に接続され、スイッチSwrcの他端がノードCに接続される。
FIG. 4 is a circuit diagram of the
第3実施形態において、スイッチSwrcがオフであれば第1実施形態と同様に動作する。
一方、スイッチSwrcがオンであれば、容量素子CL_1およびCL_3が並列接続になる。容量素子CL_3の容量サイズをC3と表記した場合、式(1)におけるC1/(C1+C2)の項が(C1+C3)/(C1+C2+C3)の項に置き換わる。
このため、第3実施形態では、第1実施形態と比較して、電圧変化量のΔVinが同じであっても、ノードCの電圧変化量のΔVcが大きくなるので、測定の感度を向上させることができる。
In the third embodiment, if the switch Swrc is off, the operation is the same as in the first embodiment.
On the other hand, if the switch Swrc is on, the capacitive elements CL_1 and CL_3 are connected in parallel. When the capacitance size of the capacitive element CL_3 is denoted as C3, the term C1/(C1+C2) in equation (1) is replaced with the term (C1+C3)/(C1+C2+C3).
Therefore, in the third embodiment, even if the voltage change amount ΔVin is the same as in the first embodiment, the voltage change amount ΔVc at the node C is increased, so that the measurement sensitivity can be improved. can be done.
なお、容量素子CL_3は第3容量素子の一例であり、スイッチSwrcは選択スイッチの一例である。また、容量素子CL_3およびスイッチSwrcは、容量素子CL_1の一端とノードCとの間に設けられればよいので、接続を入れ替えて、スイッチSwrcの一端を容量素子CL_1の一端に接続し、容量素子CL_3の他端をノードCに接続してもよい。 Note that the capacitive element CL_3 is an example of a third capacitive element, and the switch Swrc is an example of a selection switch. Also, since the capacitive element CL_3 and the switch Swrc may be provided between one end of the capacitive element CL_1 and the node C, the connections are exchanged so that one end of the switch Swrc is connected to one end of the capacitive element CL_1, and the capacitive element CL_3 is connected to one end of the capacitive element CL_3. may be connected to node C.
[第4実施形態]
第3実施形態では、測定の感度を向上させる構成としたが、これとは逆に測定の感度を低下させる構成も可能である。そこで次に、測定の感度を低下させることが可能な第4実施形態について説明する。
[Fourth embodiment]
In the third embodiment, the configuration is such that the measurement sensitivity is improved, but conversely, a configuration is also possible in which the measurement sensitivity is reduced. Therefore, a fourth embodiment capable of reducing the measurement sensitivity will be described next.
図5は、第4実施形態に係る測定回路10の回路図である。第4実施形態では、図1に示される第1実施形態と比較して、第3実施形態と同様にスイッチSwrcおよび容量素子CL_3が設けられる。ただし、第4実施形態は、第3実施形態とは、スイッチSwrcおよび容量素子CL_3が設けられる地点が異なる。詳細には、スイッチSwrcの一端がノードCに接続され、スイッチSwrcの他端が容量素子CL_3の一端に接続され、容量素子CL_3の一端に接続され、容量素子CL_3の他端が電位Gndに接地される。
FIG. 5 is a circuit diagram of the
第4実施形態において、スイッチSwrcがオフであれば第1実施形態と同様に動作する。
一方、スイッチSwrcがオンであれば、容量素子CL_2およびCL_3が並列接続になる。容量素子CL_3の容量サイズをC3と表記した場合、式(1)におけるC1/(C1+C2)の項がC1/(C1+C2+C3)の項に置き換わる。
このため、第4実施形態では、第1実施形態と比較して、電圧変化量のΔVinが同じであっても、ノードCの電圧変化量のΔVcが小さくなるので、測定の感度を低下させることができる。
In the fourth embodiment, if the switch Swrc is off, the operation is the same as in the first embodiment.
On the other hand, if the switch Swrc is on, the capacitive elements CL_2 and CL_3 are connected in parallel. When the capacitance size of the capacitive element CL_3 is denoted by C3, the term C1/(C1+C2) in equation (1) is replaced with the term C1/(C1+C2+C3).
Therefore, in the fourth embodiment, compared to the first embodiment, even if the voltage change amount ΔVin is the same, the voltage change amount ΔVc at the node C is smaller, so that the measurement sensitivity is reduced. can be done.
第4実施形態においても、容量素子CL_3およびスイッチSwrcは、容量素子CL_2の一端とノードCとの間に設けられればよいので、図5に示される直列接続を入れ替えてもよい。 Also in the fourth embodiment, the capacitive element CL_3 and the switch Swrc may be provided between one end of the capacitive element CL_2 and the node C, so the series connection shown in FIG. 5 may be exchanged.
[第5実施形態]
第3実施形態では感度を向上させ、第4実施形態では感度を低下させる構成としたが、これらを組み合わせことも可能である。そこで次に、第3実施形態および第4実施形態を組み合わせた第5実施形態について説明する。
[Fifth embodiment]
Although the sensitivity is improved in the third embodiment and the sensitivity is lowered in the fourth embodiment, it is also possible to combine them. Therefore, next, a fifth embodiment, which is a combination of the third embodiment and the fourth embodiment, will be described.
図6は、第5実施形態に係る測定回路10の回路図である。第6実施形態では、図1に示される第1実施形態と比較して、スイッチSwrc1、Swrc2および容量素子CL_3が設けられる。
第5実施形態では、スイッチSwrc1の一端が容量素子CL_1の一端に接続され、スイッチSwrc1の他端が容量素子CL_3の一端に接続される。スイッチSwrc2の一端には信号Vref_Dが供給され、スイッチSwrc2の他端が容量素子CL_3の一端に接続される。スイッチSwrc3の他端がノードCに接続される。
なお、信号Vref_Dの電圧は、任意であって、時間的に略一定であればよく、例えば電位Gndであってもよい。
FIG. 6 is a circuit diagram of the
In the fifth embodiment, one end of the switch Swrc1 is connected to one end of the capacitive element CL_1, and the other end of the switch Swrc1 is connected to one end of the capacitive element CL_3. A signal Vref_D is supplied to one end of the switch Swrc2, and the other end of the switch Swrc2 is connected to one end of the capacitive element CL_3. The other end of switch Swrc3 is connected to node C.
Note that the voltage of the signal Vref_D is arbitrary as long as it is substantially constant over time, and may be the potential Gnd, for example.
第5実施形態において、スイッチSwrc1およびSwrc2がオフであれば第1実施形態と同様に動作する。
また、第5実施形態に係る測定回路10は、スイッチSwrc1がオンであり、スイッチSwrc2がオフであれば、第3実施形態と同様に動作し、スイッチSwrc1がオフであり、スイッチSwrc2がオンであれば、第4実施形態と同様に動作する。
すなわち、第5実施形態において、スイッチSwrc1およびSwrc2は排他的にオンすればよい。
The fifth embodiment operates in the same manner as the first embodiment if the switches Swrc1 and Swrc2 are off.
Further, the
That is, in the fifth embodiment, the switches Swrc1 and Swrc2 should be exclusively turned on.
一方、スイッチSwrc2の一端に信号Vref_Dを供給するのではなく、当該スイッチSwrc2の一端を、集積回路の外部に出力するための端子とする構成でもよい。この構成において、スイッチSwrc1およびSwrc2がオンであれば、信号Vinが当該端子に出力される。このため、当該端子に、集積回路とは別の測定器等に接続すれば、当該測定器等が信号Vinの電圧を測定することができる。
すなわち、第5実施形態において、スイッチSwrc1およびSwrc2は同時にオンしてもよい。
On the other hand, instead of supplying the signal Vref_D to one end of the switch Swrc2, one end of the switch Swrc2 may be used as a terminal for outputting to the outside of the integrated circuit. In this configuration, when the switches Swrc1 and Swrc2 are on, the signal Vin is output to the corresponding terminal. Therefore, if a measuring device or the like other than the integrated circuit is connected to the terminal, the measuring device or the like can measure the voltage of the signal Vin.
That is, in the fifth embodiment, switches Swrc1 and Swrc2 may be turned on at the same time.
なお、スイッチSwrc1が第1選択スイッチの一例であり、スイッチSwrc2が第2選択スイッチの一例である。 The switch Swrc1 is an example of a first selection switch, and the switch Swrc2 is an example of a second selection switch.
[第6実施形態]
実際の集積回路では、各部に容量が寄生する。特に、測定回路10において信号Vinの供給路に寄生する容量が大きい場合、ノードCの電圧に影響を与える。そこで次に、寄生容量の影響を小さくした第6実施形態について説明する。
[Sixth Embodiment]
In an actual integrated circuit, each part has a parasitic capacitance. In particular, in the
図7は、第6実施形態に係る測定回路10の回路図である。第6実施形態では、図3に示される第2実施形態と比較して、インピーダンス変換器Imc1およびImc2を含む。インピーダンス変換器Imc1は非反転増幅回路である。具体的には、インピーダンス変換器Imc1は、正入力端(+)に信号Vin1が供給され、出力端がスイッチSwra1の一端および負入力端(-)に接続される。インピーダンス変換器Imc2は、インピーダンス変換器Imc1と同様に非反転増幅回路である。具体的には、インピーダンス変換器Imc2は、正入力端(+)には信号Vin2が供給され、出力端がスイッチSwra2の一端および負入力端(-)に接続される。
FIG. 7 is a circuit diagram of the
第6実施形態において、例えば信号Vin1の電圧変化量を測定する場合、制御回路によってスイッチSwra1がオンされる。信号Vin1の供給路は、インピーダンス変換器Imc1によって低インピーダンスに変換されて、当該信号Vin1が容量素子CL_1の一端に供給される。このため、容量素子CL_1の一端は、信号Vin1の供給路から切り離される。このため、第6実施形態によれば、容量素子CL_1が、信号Vin1の供給路に寄生する容量の影響を受けにくくなる。
容量素子CL_1の容量サイズC1が比較的小さい場合、信号Vin1の供給路に寄生する容量がノードCの電圧に悪影響を与えて、測定精度を低下させる。これに対して、第6実施形態によれば、容量素子CL_1の一端が、信号Vin1の供給路から切り離されるので、信号Vin1の供給路に寄生する容量の影響を受けにくくなり、測定精度の低下を抑えることができる。
なおここでは、例えば信号Vin1の電圧変化量を測定する場合を例にとって説明したが、信号Vin2の電圧変化量を測定する場合も同様である。また、インピーダンス変換器Imc1は第1インピーダンス変換器の一例であり、インピーダンス変換器Imc2は第2インピーダンス変換器の一例である。
In the sixth embodiment, the switch Swra1 is turned on by the control circuit when measuring the amount of voltage change of the signal Vin1, for example. The supply path of the signal Vin1 is converted to low impedance by the impedance converter Imc1, and the signal Vin1 is supplied to one end of the capacitive element CL_1. Therefore, one end of the capacitive element CL_1 is disconnected from the supply path of the signal Vin1. Therefore, according to the sixth embodiment, the capacitive element CL_1 is less susceptible to the parasitic capacitance in the supply path of the signal Vin1.
If the capacitance size C1 of the capacitive element CL_1 is relatively small, the parasitic capacitance in the supply path of the signal Vin1 adversely affects the voltage at the node C, degrading the measurement accuracy. On the other hand, according to the sixth embodiment, one end of the capacitive element CL_1 is separated from the supply path of the signal Vin1, so that the effect of the parasitic capacitance on the supply path of the signal Vin1 is reduced, resulting in a decrease in measurement accuracy. can be suppressed.
Here, for example, the case of measuring the amount of voltage change of the signal Vin1 has been described, but the same applies to the case of measuring the amount of voltage change of the signal Vin2. Also, the impedance converter Imc1 is an example of a first impedance converter, and the impedance converter Imc2 is an example of a second impedance converter.
[第7実施形態]
図8は、第7実施形態に係る測定回路10の回路図である。第7実施形態では、図3に示される第2実施形態と比較して、インピーダンス変換器Imcを含む。インピーダンス変換器Imcは、例えば第6実施形態におけるインピーダンス変換器Imc1およびImc2と同様に非反転増幅回路である。
第7実施形態では、信号Vin1が、スイッチSwra1_1を介してインピーダンス変換器Imcの入力端に供給され、信号Vin2が、スイッチSwra1_2を介してインピーダンス変換器Imcの入力端に供給される。インピーダンス変換器Imcの出力端は容量素子CL_1の一端に接続される。
[Seventh embodiment]
FIG. 8 is a circuit diagram of the
In the seventh embodiment, the signal Vin1 is supplied to the input terminal of the impedance converter Imc through the switch Swra1_1, and the signal Vin2 is supplied to the input terminal of the impedance converter Imc through the switch Swra1_2. An output end of the impedance converter Imc is connected to one end of the capacitive element CL_1.
第7実施形態において、例えば信号Vin1の電圧変化量を測定する場合には、制御回路120によってスイッチSwra1_1がオンされ、スイッチSwra1_2がオフされる。また、信号Vin2の電圧変化量を測定する場合には、制御回路120によってスイッチSwra1_1がオフにされ、スイッチSwra1_2がオンされる。
第7実施形態では、信号Vin1の供給路およびVin2の供給路が共通のインピーダンス変換器Imcによってインピーダンス変換されるので、第6実施形態のようにインピーダンス変換器Imc1、Imc2により個別のインピーダンス変換される構成と比較して、インピーダンス変換器の特性差の影響を受けにくい。
したがって、第7実施形態によれば、信号Vin1およびVin2を切り替えて測定する場合の精度を高めることが可能となる。
In the seventh embodiment, for example, when measuring the voltage change amount of the signal Vin1, the
In the seventh embodiment, since the supply path of the signal Vin1 and the supply path of the signal Vin2 are impedance-converted by the common impedance converter Imc, they are individually impedance-converted by the impedance converters Imc1 and Imc2 as in the sixth embodiment. Compared to the configuration, it is less susceptible to characteristic differences in the impedance converter.
Therefore, according to the seventh embodiment, it is possible to improve the accuracy when switching the signals Vin1 and Vin2 for measurement.
[第8実施形態]
図9は、第8実施形態に係る測定回路10の回路図である。
第8実施形態に係る測定回路10では、図7に示される第6実施形態における信号Vin1が信号Vin1_1と信号Vin1_2との2つに分けられる。また、第8実施形態では、信号Vin1_1がスイッチSwra1_1を介してインピーダンス変換器Imc1の入力端に供給され、信号Vin1_2がスイッチSwra1_2を介してインピーダンス変換器Imc1の入力端に供給される。
第8実施形態によれば、信号Vin1_1またはVin1_2と信号Vin2とをスイッチSwra1、Swra2により切り替えることができ、さらに、信号Vin1_1またはVin1_2のいずれかを、スイッチSwra1_1、Swra1_2により切り替えることができる。
また、信号Vin1_1の供給路または信号Vin1_2の供給路はインピーダンス変換器Imc1によって低インピーダンスに変換され、信号Vin2の供給路はインピーダンス変換器Imc2によって低インピーダンスに変換される。
このため、第8実施形態によれば、信号Vin1_1、Vin1_2、Vin2の供給路に寄生する容量の影響を受けにくくなるので、測定精度の低下を抑えることができる。
[Eighth embodiment]
FIG. 9 is a circuit diagram of the
In the
According to the eighth embodiment, the signals Vin1_1 or Vin1_2 and the signals Vin2 can be switched by the switches Swra1 and Swra2, and either the signals Vin1_1 or Vin1_2 can be switched by the switches Swra1_1 and Swra1_2.
Also, the supply path of the signal Vin1_1 or the supply path of the signal Vin1_2 is converted to low impedance by the impedance converter Imc1, and the supply path of the signal Vin2 is converted to low impedance by the impedance converter Imc2.
Therefore, according to the eighth embodiment, the effect of the parasitic capacitance in the supply paths of the signals Vin1_1, Vin1_2, and Vin2 is less likely to be exerted, thereby suppressing deterioration in measurement accuracy.
なお、スイッチSrwa1は第1切換スイッチの一例であり、スイッチSrwa2は第2切換スイッチの一例であり、信号Vin1_2の供給路が第3入力ノードの一例である。 The switch Srwa1 is an example of a first changeover switch, the switch Srwa2 is an example of a second changeover switch, and the supply path of the signal Vin1_2 is an example of a third input node.
[第9実施形態]
図10は、第9実施形態に係る測定回路10の回路図である。
第9実施形態では、図1に示される第1実施形態と比較して、インピーダンス変換器Imcおよび端子Ext_Nが設けられる。インピーダンス変換器Imcは、例えば上述した非反転増幅回路であり、容量素子CL_1の一端を低インピーダンスに変換する。端子Ext_Nは、インピーダンス変換器Imcの出力端に接続される。
[Ninth Embodiment]
FIG. 10 is a circuit diagram of the
In the ninth embodiment, compared to the first embodiment shown in FIG. 1, an impedance converter Imc and terminals Ext_N are provided. The impedance converter Imc is, for example, the non-inverting amplifier circuit described above, and converts one end of the capacitive element CL_1 to low impedance. The terminal Ext_N is connected to the output end of the impedance converter Imc.
第9実施形態によれば、容量素子CL_1の一端に供給された信号Vinは、インピーダンス変換器Imcによって増幅されて端子Ext_Nに出力される。このため、端子Ext_Nを、集積回路とは別の計測器等に接続すれば、当該計測器等によって信号Vinをモニターすることができる。 According to the ninth embodiment, the signal Vin supplied to one end of the capacitive element CL_1 is amplified by the impedance converter Imc and output to the terminal Ext_N. Therefore, if the terminal Ext_N is connected to a measuring instrument or the like other than the integrated circuit, the signal Vin can be monitored by the measuring instrument or the like.
[第10実施形態]
図11は、第10実施形態に係る測定回路10の回路図である。
第10実施形態では、図10に示される第9実施形態と比較して、スイッチSwoが設けられる。詳細には、スイッチSwoは、容量素子CL_1の一端と端子Ext_Nとの間に設けられ、制御回路120によってオンまたはオフに制御される。
[Tenth embodiment]
FIG. 11 is a circuit diagram of the
In the tenth embodiment, a switch Swo is provided as compared to the ninth embodiment shown in FIG. Specifically, the switch Swo is provided between one end of the capacitive element CL_1 and the terminal Ext_N, and is controlled to be on or off by the
スイッチSwoがオフであれば、第9実施形態と同様に、容量素子CL_1の一端、すなわち信号Vinの供給路が低インピーダンスに変換されて、端子Ext_Nに出力される。このため、端子Ext_Nを、集積回路とは別の計測器等に接続すれば、当該計測器等によって信号Vinをモニターすることができる。
一方、スイッチSwoがオンであれば、集積回路とは別の計測器等によって、端子Ext_Nを介して容量素子CL_1の一端に、所定の電圧を印加することが可能となる。このため、集積回路において比較回路Cmp以降に繋がる回路を、当該計測器等から出力される信号により検査することが可能となる。
なお、スイッチSwoが外部供給スイッチの一例である。
When the switch Swo is off, one end of the capacitive element CL_1, ie, the supply path of the signal Vin, is converted to low impedance and output to the terminal Ext_N, as in the ninth embodiment. Therefore, if the terminal Ext_N is connected to a measuring instrument or the like other than the integrated circuit, the signal Vin can be monitored by the measuring instrument or the like.
On the other hand, if the switch Swo is on, it becomes possible to apply a predetermined voltage to one end of the capacitive element CL_1 through the terminal Ext_N by a measuring instrument or the like other than the integrated circuit. Therefore, it is possible to inspect the circuits connected after the comparison circuit Cmp in the integrated circuit by the signal output from the measuring instrument or the like.
Note that the switch Swo is an example of an external supply switch.
[第11実施形態]
図12は、第11実施形態に係る測定回路10の回路図である。
第12実施形態では、図8に示される第7実施形態と比較して、端子Ext_Nが設けられる。端子Ext_Nは、容量素子CL_1の一端、すなわちインピーダンス変換器Imcの出力端に接続される。
[Eleventh embodiment]
FIG. 12 is a circuit diagram of the
In the twelfth embodiment, a terminal Ext_N is provided as compared to the seventh embodiment shown in FIG. The terminal Ext_N is connected to one end of the capacitive element CL_1, that is, the output end of the impedance converter Imc.
第11実施形態においてスイッチSwra1_1がオンであり、スイッチSwra1_2がオフであれば、信号Vin1の供給路がインピーダンス変換器Imcによって低インピーダンスに変換されて、当該インピーダンス変換器Imcの出力信号が容量素子CL_1の一端および端子Ext_Nに出力される。端子Ext_Nに、集積回路とは別の計測器等に接続すれば、当該計測器等によって信号Vin1をモニターすることができるので、信号Vin1の供給路のうち、比較回路Cmp以前の経路について検査することが可能となる。
第11実施形態においてスイッチSwra1_1がオフであり、スイッチSwra1_2がオンであれば、信号Vin2の供給路がインピーダンス変換器Imcによって低インピーダンスに変換されて、当該インピーダンス変換器Imcの出力信号が容量素子CL_1の一端および端子Ext_Nに出力される。端子Ext_Nに、集積回路とは別の計測器等に接続すれば、当該計測器等によって信号Vin2をモニターすることができるので、信号Vin2の供給路のうち、比較回路Cmp以前の経路について検査することが可能となる。
In the eleventh embodiment, when the switch Swra1_1 is on and the switch Swra1_2 is off, the impedance converter Imc converts the supply path of the signal Vin1 to a low impedance, and the output signal of the impedance converter Imc is transferred to the capacitive element CL_1. and terminal Ext_N. If a measuring instrument or the like separate from the integrated circuit is connected to the terminal Ext_N, the signal Vin1 can be monitored by the measuring instrument or the like. becomes possible.
In the eleventh embodiment, when the switch Swra1_1 is off and the switch Swra1_2 is on, the impedance converter Imc converts the supply path of the signal Vin2 to a low impedance, and the output signal of the impedance converter Imc is transferred to the capacitive element CL_1. and terminal Ext_N. If a measuring instrument or the like other than the integrated circuit is connected to the terminal Ext_N, the signal Vin2 can be monitored by the measuring instrument or the like. becomes possible.
なお、上述した第1乃至第11実施形態に係る測定回路10においては、測定方法としても把握することが可能である。
In addition, in the
[表示装置への適用例]
次に、測定回路10を含む集積回路を適用した表示装置について説明する。
図13は、表示装置DMの電気的な構成を示すブロック図であり、図14は、当該表示装置DMのうち、プリント基板40を除いた構成を示す斜視図であり、図15は、表示装置DMを構成する液晶パネル20の画素回路210を示す図である。
[Example of application to display device]
Next, a display device to which an integrated circuit including the
13 is a block diagram showing the electrical configuration of the display device DM, FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of the display device DM excluding the printed
図13に示されるように、表示装置DMは、液晶パネル20、FPC基板30およびプリント基板40を含む。なお、FPCは、Flexible Printed Circuitsの略語である。
液晶パネル20は、例えば液晶プロジェクターのライトバルブとして用いられる透過型である。液晶パネル20では、表示領域200の周縁に、Yドライバー230が設けられる。表示領域200においては、表示すべき画像の画素に対応した画素回路210がマトリクス状に配列される。詳細には、表示領域200において、複数本の走査線212が図においてX方向に延在して設けられ、また、複数本のデータ線214がY方向に延在し、かつ、走査線212と互いに電気的な絶縁を保って設けられる。そして、複数本の走査線212と複数本のデータ線214との交差に対応して画素回路210が設けられる。
As shown in FIG. 13, the display device DM includes a
The
走査線212の本数をmとし、データ線214の本数をnとした場合、画素回路210は、縦m行×横n列でマトリクス状に配列する。m、nは、いずれも2以上の整数である。走査線212と画素回路210とにおいて、マトリクスの行を区別するために、図において上から順に1、2、3、…、(m-1)、m行と呼ぶ場合がある。同様にデータ線24および画素回路210において、マトリクスの列を区別するために、図において左から順に1、2、3、…、(n-1)、n列と呼ぶ場合がある。
Yドライバー230は、FPC基板30を介して供給される制御信号にしたがって、走査線212を例えば1、2、3、…、m行目という順番で1本ずつ選択し、選択した走査線212への走査信号をHレベルとする。なお、Yドライバー230は、選択した走査線212以外の走査線212への走査信号をLレベルとする。
When the number of
The
説明の便宜上、画素回路210の構成について説明する。
図15に示されるように、画素回路210は、トランジスター216と液晶素子220とを含む。トランジスター216は、例えばnチャネル型のトランジスターである。画素回路210において、トランジスター216のゲートノードは、走査線212に接続される。トランジスター216のソースノードはデータ線214に接続される。トランジスター216のドレインノードは、平面視で略正方形にパターニングされた画素電極218に接続される。
For convenience of explanation, the configuration of the
As shown in FIG. 15,
画素電極218に対向するようにコモン電極208が全画素に対して共通に設けられる。当該コモン電極208には電圧LCcomが印加される。そして、画素電極218とコモン電極208との間には液晶205が挟持される。したがって、画素回路210毎に、画素電極218、コモン電極208および液晶205によって液晶素子220が構成される。
A
後述するように、ある1本の走査線212への走査信号がHレベルとなる水平走査期間において、当該走査線212に位置する画素回路210に向けて、当該画素回路210で表現すべき画素の階調に応じた電圧のデータ信号が、当該画素回路210に対応したデータ線214に供給される。
As will be described later, in a horizontal scanning period in which a scanning signal to one
走査信号がHレベルとなった走査線212では、当該走査線212に対応して設けられる画素回路210のトランジスター216がオンする。トランジスター216のオンにより、データ線214と画素電極218とが電気的に接続された状態となるので、データ線24に供給されたデータ信号が、オンしたトランジスター216を介して画素電極218に到達する。走査線212がLレベルになると、トランジスター216はオフになるが、画素電極218に到達したデータ信号の電圧は、液晶素子220の容量性および図示省略された蓄積容量によって保持される。
In the
周知のように、液晶素子220では、画素電極218およびコモン電極208によって生じる電界に応じて液晶205の配向状態が変化する。詳細には、液晶素子220は、印加された電圧の実効値に応じた透過率(光学状態)となる。このため、液晶パネル20では、画素回路210の液晶素子220毎に透過率が変化する。
このような液晶素子220への電圧保持動作が、1、2、3、…、m行目という順番で実行されることによって、m行n列で配列する画素回路210の液晶素子220の各々にデータ信号に応じた電圧が保持される。このような電圧の保持によって液晶素子220の各々が目的とする透過率となり、m行n列で配列する画素からなる画像が生成される。
As is well known, in the
Such a voltage holding operation to the
図14に示されるように、集積回路1は、略直方体形状の半導体チップであり、FPC基板30に、フェイスダウンボンディングによって実装される。液晶パネル20は、表示領域で開口する枠状のケース22に収納される。
液晶パネル20には、FPC基板30の一端が接続される。FPC基板30の他端はプリント基板40に接続される。
As shown in FIG. 14, the
One end of the
説明を再び図13に戻すと、プリント基板40には制御回路400が含まれる。当該制御回路400は、図示省略された上位回路から階調データおよび同期信号を入力する。階調データとは、液晶パネル20で表示すべき画像において、各画素の階調レベルをデジタルで、例えば8ビットで指定する。
制御回路400は、同期信号に基づいて生成した制御信号を、FPC基板30を介してYドライバー230に供給する。
また、制御回路400は、階調データおよび同期信号にしたがって生成した制御信号を集積回路1に供給する。
Returning to FIG. 13 again, the printed
The
The
集積回路1は、上述した第1乃至第11実施形態のいずれかに係る測定回路10のほか、1行分の階調データに基づいてアナログのデータ信号を生成し、データ線214の各々に供給するドライバー回路を含む。
In addition to the
図16は、集積回路1の構成を示すブロック図である。集積回路1は、測定回路10と、複数のドライバー回路Drvと、データ入力回路12と、データコントローラー14と、を含む。
ドライバー回路Drvは、データ線214に一対一に対応して設けられる。データ線214が複数のn本である場合、ドライバー回路Drvも複数のn個となる。
データ入力回路12は、制御回路400からFPC基板30を介して供給される階調データや同期信号を入力するためのインターフェースである。データコントローラー14は、データ入力回路12を介して供給された階調データをn個のドライバー回路Drvに、データ入力回路12を介して供給された同期信号にしたがって振り分ける。
FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of the
The driver circuits Drv are provided in one-to-one correspondence with the data lines 214 . When the number of
The
n個のドライバー回路Drvは、集積回路1における長辺に沿って配列する。図13および図14に示されるように、集積回路1の長辺が走査線212の延在方向であるX方向に沿うように、当該集積回路1がFPC基板30に実装されるので、n個のドライバー回路Drvについても、走査線212の延在方向に沿って設けられる。
The n driver circuits Drv are arranged along the long side of the
測定回路10は、集積回路1において、走査線212の延在方向に沿って設けられるn個のドライバー回路Drvが配列する領域の隣に設けられる。測定回路10は、n個のドライバー回路Drvの各部から出力される信号の電圧変化量を測定し、当該測定結果に基づいて、n個のドライバー回路Drvの各々におけるパラメーターを調整する。なお、パラメーターの例については後述する。
The
1個のドライバー回路Drvは、当該ドライバー回路Drvの列に対応して供給された階調データをラッチするとともに、当該階調データをアナログのデータ信号に変換する。なお、n個のドライバー回路Drvの各々は、変換したデータ信号を、Yドライバー230による走査線212の選択に合わせて一斉に出力する。
One driver circuit Drv latches grayscale data supplied corresponding to the column of the driver circuit Drv and converts the grayscale data into an analog data signal. Note that each of the n driver circuits Drv simultaneously outputs the converted data signal in accordance with the selection of the
図17は、j列目のデータ線214に対応して設けられるドライバー回路Drvの概略構成を示す図である。ドライバー回路Drvは、演算回路Air_j、ラッチ回路Lat_j、DA変換回路Dac_jおよび増幅回路Amp_jを含む。
演算回路Air_jは、j列目に対応して供給された階調データに演算等を施す。この演算等としては、例えば液晶パネル20のバラツキを抑えるための四則演算、変換などが挙げられる。
ラッチ回路Lat_jは、演算等が施された階調データを、Yドライバー230による走査線212が選択されるまでラッチする。
DA変換回路Dac_jは、ラッチされた階調データをアナログの信号に変換する。なお、DA変換回路Dac_jとしては、例えば特開2016-80805号公報に記載のドライバーや、特開2016-90882号公報に記載のドライバーのように、容量素子を用いてアナログ信号に変化する構成を採用することできる。測定回路10は、このような構成のDA変換回路Dac_jによりアナログに変換された信号の電圧変化量や容量比を測定する。
増幅回路Amp_jは、アナログに変換された信号を適宜増幅し、j列目のデータ線214に向けてデータ信号として出力する。
FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of the driver circuit Drv provided corresponding to the
Arithmetic circuit Air_j performs computations and the like on the gradation data supplied corresponding to the j-th column. Examples of this calculation include four arithmetic calculations and conversions for suppressing variations in the
The latch circuit Lat_j latches the gradation data that has been subjected to computation until the
The DA conversion circuit Dac_j converts the latched grayscale data into an analog signal. As the DA conversion circuit Dac_j, for example, the driver described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-80805 or the driver described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-90882 has a configuration that changes to an analog signal using a capacitive element. can be adopted. The
The amplifier circuit Amp_j appropriately amplifies the analog-converted signal and outputs it as a data signal to the j-
なお、図17において、演算回路Air_j、ラッチ回路Lat_j、DA変換回路Dac_jおよび増幅回路Amp_jの要素同士が接続されていないのは、これらの要素の間に別の要素が介在してもよいことを示すためである。 In FIG. 17, the elements of the arithmetic circuit Air_j, the latch circuit Lat_j, the DA conversion circuit Dac_j, and the amplifier circuit Amp_j are not connected to each other because another element may be interposed between these elements. to show.
ドライバー回路Drvの内部で発生する信号のうち、測定回路10が測定対象とする信号は任意であるが、上述したDA変換回路Dac_jによりアナログに変換された信号のほか、当該信号を増幅回路Amp_jによって増幅されて、データ線214に出力されるデータ信号、が考えられる。
DA変換回路Dac_jによりアナログに変換された信号やデータ信号を測定対象とする場合、測定回路10は、非表示期間において上位装置から供給される階調データに関係なく、当該階調データを変化させて、当該階調データの変化に伴う信号の電圧変化量を測定すればよい。
なお、液晶パネル20では、暗い階調されるほど、データ信号の電圧変化量が大きくなる。このため、DA変換回路Dac_jの出力信号や増幅回路Amp_jの出力信号を測定対象とする場合、低階調の階調データを変化させる構成が好ましい。
測定回路10は、測定対象となる信号を時分割で選択することになるので、実際には、第2、第6、第7、第8、第11実施形態のいずれかが適用される。すなわち、測定回路10は、第2実施形態でいえば、測定対象となる信号をスイッチSwra1~Swrnにより時分割で選択して、当該選択した信号の電圧変化量を測定する。
なお、スイッチSwra1~Swrnとは、1~n列目のドライバー回路Drvの各々に対応して設けられるスイッチを意味する。また、電圧変化量だけでなく、容量比を測定してもよいのは上述した通りである。
容量比を測定する場合、ドライバー回路Drvにおいて測定対象となる容量素子CL_1およびCL_2を、図示省略したスイッチによって順次選択する構成となる。
そして、測定回路10における制御回路120は、電圧変化量や容量比を測定した列のドライバー回路Drvのパラメーターを調整する。
Among the signals generated inside the driver circuit Drv, the signal to be measured by the
When a signal or data signal converted to analog by the DA conversion circuit Dac_j is to be measured, the
In the
Since the
The switches Swra1 to Swrn mean switches provided corresponding to each of the 1st to n-th driver circuits Drv. Moreover, as described above, not only the amount of voltage change but also the capacitance ratio may be measured.
When measuring the capacitance ratio, the configuration is such that the capacitive elements CL_1 and CL_2 to be measured in the driver circuit Drv are sequentially selected by a switch (not shown).
Then, the
具体的には、制御回路120は、j列目のDA変換回路Dac_jの出力信号や増幅回路Amp_jの出力信号を測定対象として選択して、当該信号の電圧変化量や当該DA変換回路Dac_jにおける容量比(電圧変化量等と表記する)を測定した場合、当該測定した電圧変化量等に応じて、j列目のドライバー回路Drvに含まれる演算回路Air_jの演算内容や、増幅回路Amp_jのゲイン、これらの要素における基準電流、基準電圧等を指定するパラメーターを調整する。
Specifically, the
なお、制御回路120が電圧変化量等を測定する期間としては、表示に影響を与えない期間、具体的には、水平走査帰線期間、垂直走査帰線期間が挙げられる。水平走査帰線期間は、ある1本の走査線212の選択が終了してから、次の1本の走査線212の選択が開始するまでの期間である。垂直走査帰線期間は、あるフレームにおいて最後の走査線212の選択が終了してから、次のフレームにおいて最初の走査線212の選択が開始するまでの期間である。
一般に、垂直走査帰線期間は水平走査帰線期間よりも長いので、垂直走査帰線期間では水平走査帰線期間よりも多くの電圧変化量等を連続的に測定することが可能である。
The period during which the
Generally, the vertical scanning blanking period is longer than the horizontal scanning blanking period, so that it is possible to continuously measure more voltage changes and the like in the vertical scanning blanking period than in the horizontal scanning blanking period.
また、図15に示される表示装置DMでは、データ線214に一対一に対応するドライバー回路Drvがデータ線214にデータ信号を供給する構成としたが、この構成に限られない。例えば、k本のデータ線214に1個のドライバー回路Drvを対応させ、一水平走査期間においてk本のデータ線214に時分割でデータ信号を供給する構成としてもよい。なお、kは2以上の任意の整数である。
In the display device DM shown in FIG. 15, the driver circuits Drv corresponding to the
また、図13に示される表示装置DMでは、FPC基板30に集積回路1が実装されて、液晶パネル20と集積回路1とが別体である構成としたが、この構成に限られない。例えば、図18に示されるように、集積回路1の機能を液晶パネル20に移設する構成としてもよい。具体的には、液晶パネル20における素子基板を半導体基板として、当該半導体基板に集積回路1の機能を持たせてもよい。
表示装置DMは、液晶パネル20に限られず、OLEDを用いた有機ELパネルにも適用可能である。有機ELパネルでは、当該有機ELパネルを構成する半導体基板に上記集積回路1の機能を持たせる構成が好ましい。
In the display device DM shown in FIG. 13, the
The display device DM is applicable not only to the
1…集積回路、10…測定回路、20…液晶パネル、30…FPC基板、40…プリント基板、120…制御回路、Vin…信号、CL_1、CL_2、CL_3…容量素子、Cmp…比較回路、Ext_N…端子。
REFERENCE SIGNS
Claims (15)
比較ノードの電圧と所定の基準電圧とを比較する比較回路を備え、
第1期間に、
前記第1被測定信号の電圧は変化前の電圧であり、
前記比較ノードには第1電圧が印加され、
当該第1期間後の第2期間に、
前記第1被測定信号の電圧は変化後の電圧であり、
前記比較ノードは、前記第1電圧から第2電圧に変化し、
前記第2電圧は、前記第1電圧に、前記第1被測定信号における電圧変化量の圧縮した量を加算した電圧であり、
前記第1電圧、前記第2電圧および前記基準電圧は、前記第1被測定信号の電圧よりも低く、
前記比較回路に含まれるトランジスターの耐圧は、前記第1電圧、前記第2電圧および前記基準電圧以上であって、前記第1被測定信号の電圧未満の電圧であり、
前記比較回路に含まれるトランジスターは同一の半導体基板に含まれる
測定回路。
A measurement circuit for measuring a voltage change amount of a first signal under measurement supplied to a first input node,
comprising a comparison circuit that compares the voltage of the comparison node with a predetermined reference voltage;
in the first period,
the voltage of the first signal under measurement is a voltage before change;
a first voltage is applied to the comparison node;
During the second period after the first period,
the voltage of the first signal under measurement is a voltage after the change;
the comparison node changes from the first voltage to a second voltage;
the second voltage is a voltage obtained by adding a compressed voltage change amount in the first signal under measurement to the first voltage;
the first voltage, the second voltage and the reference voltage are lower than the voltage of the first signal under measurement;
a transistor included in the comparator circuit has a withstand voltage equal to or greater than the first voltage, the second voltage, and the reference voltage, and less than the voltage of the first signal under measurement;
A measurement circuit in which the transistors included in the comparison circuit are included in the same semiconductor substrate.
固定電位のノードと前記比較ノードとの間に設けられた第2容量素子と、
前記第1電圧が印加される基準ノードと、
前記基準ノードと前記比較ノードとの間に設けられた初期スイッチと、
を含み、
前記第1期間に、前記初期スイッチがオンし、
前記第2期間に、前記初期スイッチがオフして、
前記第1期間における前記比較回路の比較結果と前記第2期間における前記比較回路の比較結果とに基づいて、前記第1被測定信号の電圧変化量が適性であるかを判定する
請求項1に記載の測定回路。
a first capacitive element provided between the first input node and the comparison node;
a second capacitive element provided between a fixed potential node and the comparison node;
a reference node to which the first voltage is applied;
an initial switch provided between the reference node and the comparison node;
including
during the first period, the initial switch is turned on;
During the second period, the initial switch is turned off,
2. Based on the comparison result of the comparison circuit in the first period and the comparison result of the comparison circuit in the second period, it is determined whether the voltage change amount of the first signal under measurement is appropriate. Measurement circuit as described.
第2被測定信号が供給される第2入力ノードと前記第1容量素子との間に設けられた第2入力スイッチと、
を含む、
請求項2に記載の測定回路。
a first input switch provided between the first input node and the first capacitive element;
a second input switch provided between a second input node supplied with a second signal under measurement and the first capacitive element;
including,
3. A measurement circuit as claimed in claim 2.
前記第3容量素子および前記選択スイッチの直列接続が、前記第1入力ノードと前記比較ノードとの間に設けられた
請求項2に記載の測定回路。
including a third capacitive element and a selection switch;
3. The measurement circuit according to claim 2, wherein a series connection of said third capacitive element and said selection switch is provided between said first input node and said comparison node.
前記第3容量素子および前記選択スイッチの直列接続が、固定電位のノードと前記比較ノードとの間に設けられた
請求項2に記載の測定回路。
including a third capacitive element and a selection switch;
3. The measurement circuit according to claim 2, wherein the series connection of the third capacitive element and the selection switch is provided between a fixed potential node and the comparison node.
前記第1選択スイッチは前記第1入力ノードおよび前記第3容量素子の間に設けられ、
前記第2選択スイッチは固定電位のノードおよび前記第3容量素子の間に設けられ、
前記第3容量素子は、前記第1選択スイッチおよび前記第2選択スイッチと、前記比較ノードとの間に設けられ、
前記第1選択スイッチおよび前記第2選択スイッチは、排他的にオンする、または、同時にオンする
請求項2に記載の測定回路。
including a third capacitive element, a first selection switch and a second selection switch;
the first selection switch is provided between the first input node and the third capacitive element;
the second selection switch is provided between a fixed potential node and the third capacitive element;
the third capacitive element is provided between the first selection switch and the second selection switch and the comparison node;
3. The measurement circuit according to claim 2, wherein said first selection switch and said second selection switch are exclusively turned on or turned on simultaneously.
前記第2入力ノードと前記第2入力スイッチとの間に設けられ、前記第2入力ノードのインピーダンスを変換して、前記第2入力スイッチに向けて出力する第2インピーダンス変換器と、を含む
請求項3に記載の測定回路。
a first impedance converter provided between the first input node and the first input switch for converting the impedance of the first input node and outputting the result toward the first input switch;
a second impedance converter provided between the second input node and the second input switch for converting the impedance of the second input node and outputting the result toward the second input switch. Item 4. The measurement circuit according to item 3.
請求項3に記載の測定回路。
is provided between the first input switch and the second input switch and the first capacitive element, converts the impedance of the first input node or the second input node, and directs the impedance toward the first capacitive element 4. The measurement circuit of claim 3, comprising an impedance transformer that outputs a .
前記第1切換スイッチは、前記第1入力ノードおよび前記第1インピーダンス変換器との間に設けられ、
前記第2切換スイッチは、前記第3入力ノードおよび前記第1インピーダンス変換器との間に設けられた、
請求項7に記載の測定回路。
including a first changeover switch, a second changeover switch and a third input node;
the first selector switch is provided between the first input node and the first impedance converter;
The second selector switch is provided between the third input node and the first impedance converter,
8. A measurement circuit as claimed in claim 7.
請求項2に記載の測定回路。
3. The measurement circuit according to claim 2, further comprising an impedance converter that converts the impedance of the first input node and outputs the result to a terminal for external output.
請求項10に記載の測定回路。
11. The measurement circuit of claim 10, including an externally supplied switch also received between said first input node and said terminal.
請求項7に記載の測定回路。
8. The measurement circuit according to claim 7, further comprising a terminal for outputting the output signal of said impedance converter to the outside.
請求項1乃至12のいずれかに記載の測定回路。
a data signal obtained by converting gradation data by a DA conversion circuit is supplied to the first input node as the first signal under measurement;
13. A measurement circuit as claimed in any preceding claim.
請求項13に記載の測定回路。
14. The measurement circuit according to claim 13, wherein the DA conversion circuit converts the grayscale data into the data signal using a capacitive element.
前記データ信号が供給されるデータ線と、
前記データ線に接続された画素回路と、
を含む電気光学装置。 a measurement circuit according to claim 14;
a data line to which the data signal is supplied;
a pixel circuit connected to the data line;
electro-optical device including
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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