JPH09107246A - 微小電流検出回路およびこれを利用した座標入力装置 - Google Patents
微小電流検出回路およびこれを利用した座標入力装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電荷量で流れるような微小な電流に対してノイ
ズに影響され難い微小電流検出回路および座標入力装置
を提供することにある。 【解決手段】微小電流出力を発生する第１および第２の
素子と、カレントミラー接続された第１および第２のカ
レントミラー回路と、これらそれぞれのカレントミラー
回路に定電流をそれぞれ送出する第１および第２の定電
流発生回路とを備えていて、第１および第２の素子のい
ずれか一方が検出部として割り当てられ、それぞれのカ
レントミラー回路が前記定電流に加えて第１および第２
の素子の電流出力を入力として受けることで一方の素子
の他方の素子に対する電流値の差に応じた出力を第１お
よび第２の一方のカレントミラー回路の出力として得る
ものである。
ズに影響され難い微小電流検出回路および座標入力装置
を提供することにある。 【解決手段】微小電流出力を発生する第１および第２の
素子と、カレントミラー接続された第１および第２のカ
レントミラー回路と、これらそれぞれのカレントミラー
回路に定電流をそれぞれ送出する第１および第２の定電
流発生回路とを備えていて、第１および第２の素子のい
ずれか一方が検出部として割り当てられ、それぞれのカ
レントミラー回路が前記定電流に加えて第１および第２
の素子の電流出力を入力として受けることで一方の素子
の他方の素子に対する電流値の差に応じた出力を第１お
よび第２の一方のカレントミラー回路の出力として得る
ものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、微小電流検出回
路およびこれを利用した座標入力装置（タブレット）に
関し、詳しくは、容量性位置センサ、圧電センサ、容量
性湿度センサ、静電界型のセンサ、静電型デジタイザ、
座標入力装置などにおいて、容量性変化としての環境変
化や接触による発生する静電容量の変化を電気信号とし
て検出するものであって、検出用コンデンサと基準容量
のコンデンサとの２端子間の容量差を電流値として検出
するような微小電流検出回路に関する。
路およびこれを利用した座標入力装置（タブレット）に
関し、詳しくは、容量性位置センサ、圧電センサ、容量
性湿度センサ、静電界型のセンサ、静電型デジタイザ、
座標入力装置などにおいて、容量性変化としての環境変
化や接触による発生する静電容量の変化を電気信号とし
て検出するものであって、検出用コンデンサと基準容量
のコンデンサとの２端子間の容量差を電流値として検出
するような微小電流検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の微小電流検出回路として、図３
に示すような、電荷の変化量を検出する電荷量検出回路
を挙げることができる。１は、電荷量検出回路９の静電
型位置センサ部であって、２つのコンデンサＣａとＣｂ
とが設けられていて、いずれか一方が電荷量検出センサ
（タッチセンサ）として外部から触れられる面を持つコ
ンデンサである。それを、例えば、コンデンサＣａとす
る。２は、これらの２つのコンデンサＣａ，Ｃｂの一方
の端子に所定の周期で駆動パルスを発生するパルス駆動
回路であって、コンデンサＣａ，Ｃｂの他方の端子は、
それぞれオペアンプ（ＯＰ）３，４の（−）入力に接続
されている。
に示すような、電荷の変化量を検出する電荷量検出回路
を挙げることができる。１は、電荷量検出回路９の静電
型位置センサ部であって、２つのコンデンサＣａとＣｂ
とが設けられていて、いずれか一方が電荷量検出センサ
（タッチセンサ）として外部から触れられる面を持つコ
ンデンサである。それを、例えば、コンデンサＣａとす
る。２は、これらの２つのコンデンサＣａ，Ｃｂの一方
の端子に所定の周期で駆動パルスを発生するパルス駆動
回路であって、コンデンサＣａ，Ｃｂの他方の端子は、
それぞれオペアンプ（ＯＰ）３，４の（−）入力に接続
されている。
【０００３】オペアンプ３，４は、反転型増幅器であっ
て、その（＋）入力は、接地されていて、それぞれの出
力ＶA，ＶBは、それぞれ帰還コンデンサＣ3，Ｃ4を介し
て（−）入力側に帰還される。また、コンデンサＣ3，
Ｃ4には、並列に初期設定用のスイッチ回路５，６が設
けられていて、これらスイッチ回路は、検出動作前にコ
ントローラ等からの制御信号で一定期間ＯＮにされる。
オペアンプ４の出力ＶBは、さらに抵抗Ｒを介して反転
増幅型のバッファアンプ７の（−）側に入力される。こ
のアンプは、帰還抵抗もＲであって、増幅率１のバッフ
ァアンプになっている。そこで、オペアンプ４の出力Ｖ
Bは、そのまま反転された電圧に変換されてこれから−
ＶBとして出力される。
て、その（＋）入力は、接地されていて、それぞれの出
力ＶA，ＶBは、それぞれ帰還コンデンサＣ3，Ｃ4を介し
て（−）入力側に帰還される。また、コンデンサＣ3，
Ｃ4には、並列に初期設定用のスイッチ回路５，６が設
けられていて、これらスイッチ回路は、検出動作前にコ
ントローラ等からの制御信号で一定期間ＯＮにされる。
オペアンプ４の出力ＶBは、さらに抵抗Ｒを介して反転
増幅型のバッファアンプ７の（−）側に入力される。こ
のアンプは、帰還抵抗もＲであって、増幅率１のバッフ
ァアンプになっている。そこで、オペアンプ４の出力Ｖ
Bは、そのまま反転された電圧に変換されてこれから−
ＶBとして出力される。
【０００４】バッファアンプ７の出力−ＶBとオペアン
プ３の出力ＶAは、反転増幅の加算器８に入力され、加
算されるが、バッファアンプ７がオペアンプ３の出力を
反転するので、実質的には、オペアンプ３の出力電圧Ｖ
Aからオペアンプ４の出力ＶBが減算されて、−（ＶA−
ＶB）が加算器８の出力として発生する。その結果、コ
ンデンサＣａ，Ｃｂの電荷の差に応じた検出信号が加算
器８から得られる。ここで、オペアンプ３，４の動作を
オペアンプ３を代表にして説明すると、まず、初期状態
でスイッチ回路５が一定期間ＯＮになることで、（−）
入力と（＋）入力がバーチャルショートになっているの
で、これによりオペアンプ３の出力がグランドＧＮＤレ
ベルになり、コンデンサＣ3の電荷がクリアされる。そ
して、スイッチ回路５がＯＦＦしたタイミングでパルス
駆動回路２からパルス信号が供給されると、コンデンサ
Ｃａを介してオペアンプ３の（−）入力に電流が供給さ
れて、コンデンサＣａに充電された電荷に応じて（−）
入力を接地電位に保持するような充電がコンデンサ３に
対して行われる。これは、図示するようにオペアンプ３
の出力を負にする方向でなされる。これにより出力電圧
ＶAが発生する。
プ３の出力ＶAは、反転増幅の加算器８に入力され、加
算されるが、バッファアンプ７がオペアンプ３の出力を
反転するので、実質的には、オペアンプ３の出力電圧Ｖ
Aからオペアンプ４の出力ＶBが減算されて、−（ＶA−
ＶB）が加算器８の出力として発生する。その結果、コ
ンデンサＣａ，Ｃｂの電荷の差に応じた検出信号が加算
器８から得られる。ここで、オペアンプ３，４の動作を
オペアンプ３を代表にして説明すると、まず、初期状態
でスイッチ回路５が一定期間ＯＮになることで、（−）
入力と（＋）入力がバーチャルショートになっているの
で、これによりオペアンプ３の出力がグランドＧＮＤレ
ベルになり、コンデンサＣ3の電荷がクリアされる。そ
して、スイッチ回路５がＯＦＦしたタイミングでパルス
駆動回路２からパルス信号が供給されると、コンデンサ
Ｃａを介してオペアンプ３の（−）入力に電流が供給さ
れて、コンデンサＣａに充電された電荷に応じて（−）
入力を接地電位に保持するような充電がコンデンサ３に
対して行われる。これは、図示するようにオペアンプ３
の出力を負にする方向でなされる。これにより出力電圧
ＶAが発生する。
【０００５】同様にしてオペアンプ４にも出力電圧ＶB
が発生する。この場合に、コンデンサＣａが位置に応じ
てその容量が変化する検出側のコンデンサであるとする
と、加算器８に位置の変化に応じた電圧レベルの出力信
号を得ることができる。なお、静電型デジタイザ、座標
入力装置などにあっては、接触する端子の数だけ、コン
デンサＣａが用意されていて、各コンデンサがマルチプ
レクサにより走査されて順次選択されるか、前記オペア
ンプ３に対応する回路がその分だけ配列され、その出力
が所定のタイミングで順次選択されるようになってい
る。
が発生する。この場合に、コンデンサＣａが位置に応じ
てその容量が変化する検出側のコンデンサであるとする
と、加算器８に位置の変化に応じた電圧レベルの出力信
号を得ることができる。なお、静電型デジタイザ、座標
入力装置などにあっては、接触する端子の数だけ、コン
デンサＣａが用意されていて、各コンデンサがマルチプ
レクサにより走査されて順次選択されるか、前記オペア
ンプ３に対応する回路がその分だけ配列され、その出力
が所定のタイミングで順次選択されるようになってい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】通常、この種の電荷量
検出回路では、検出側のコンデンサＣａとオペアンプ３
までの距離が長い。その結果、コンデンサＣａの容量が
ノイズに影響され易く、その検出電圧が変動し、誤検出
が発生し易い。また、容量性の電圧である関係で、その
電圧変動の範囲が小さい。そこで、これをオペアンプで
受けた場合にオペアンプの動作におけるオフセット量が
問題になる。この発明の目的は、このような従来技術の
問題点を解決するものであって、電荷量で流れるような
微小な電流に対してノイズに影響され難い微小電流検出
回路を提供することにある。この発明の目的は、このよ
うな従来技術の問題点を解決するものであって、ノイズ
に影響され難い微小電流検出回路を有する座標入力装置
提供することにある。
検出回路では、検出側のコンデンサＣａとオペアンプ３
までの距離が長い。その結果、コンデンサＣａの容量が
ノイズに影響され易く、その検出電圧が変動し、誤検出
が発生し易い。また、容量性の電圧である関係で、その
電圧変動の範囲が小さい。そこで、これをオペアンプで
受けた場合にオペアンプの動作におけるオフセット量が
問題になる。この発明の目的は、このような従来技術の
問題点を解決するものであって、電荷量で流れるような
微小な電流に対してノイズに影響され難い微小電流検出
回路を提供することにある。この発明の目的は、このよ
うな従来技術の問題点を解決するものであって、ノイズ
に影響され難い微小電流検出回路を有する座標入力装置
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための微小電流検出回路および座標入力装置の特徴
は、微小電流出力を発生する第１および第２の素子と、
出力がカレントミラー接続された第１および第２のカレ
ントミラー回路と、これらそれぞれのカレントミラー回
路に定電流をそれぞれ送出する第１および第２の定電流
発生回路とを備えていて、第１および第２の素子のいず
れか一方が検出部として割り当てられ、それぞれのカレ
ントミラー回路が前記定電流に加えて第１および第２の
素子の電流出力を入力として受けることで一方の素子の
他方の素子に対する電流値の差に応じた出力を第１およ
び第２の一方のカレントミラー回路の出力として得るも
のである。
るための微小電流検出回路および座標入力装置の特徴
は、微小電流出力を発生する第１および第２の素子と、
出力がカレントミラー接続された第１および第２のカレ
ントミラー回路と、これらそれぞれのカレントミラー回
路に定電流をそれぞれ送出する第１および第２の定電流
発生回路とを備えていて、第１および第２の素子のいず
れか一方が検出部として割り当てられ、それぞれのカレ
ントミラー回路が前記定電流に加えて第１および第２の
素子の電流出力を入力として受けることで一方の素子の
他方の素子に対する電流値の差に応じた出力を第１およ
び第２の一方のカレントミラー回路の出力として得るも
のである。
【０００８】
【発明の実施形態】このように、カレントミラー回路に
より定電流をバイアス電流とし、これに加えて微小電流
を受けるようにしているので、電流駆動での電流動作と
なることからノイズに強い回路になる。また、電流駆動
回路であり、オペアンプを用いていないためにオフセッ
トが発生しない。特に、出力側にコンデンサを設けて、
リセットするようにすれば、微小な出力も正確に得るこ
とができる。ところで、特許請求範囲における第１の素
子は、実施例では、コンデンサＣ1，Ｃ2，…，Ｃi，…
Ｃnとしてこれが複数個設けられている。第２の素子
は、コンデンサＣoである。また、第１のカレントミラ
ー回路は、実施例では、カレントミラー回路１６であ
り、第２のカレントミラー回路は、カレントミラー回路
１７である。そして、第１および第２の定電流発生回路
は、それぞれ定電流発生回路１８，１９である。なお、
電流値の差に応じた出力は、出力端子１ｃに発生する。
実施例で示すカレントミラー回路は、２段のトランジス
タが積み上げられて二重のカレントミラーとなっている
が、これは、少ないバイアス電流で誤差の少ない安定し
た回路にするためである。電源電圧との関係でこれらカ
レントミラー回路は、１段のものであってもよい。
より定電流をバイアス電流とし、これに加えて微小電流
を受けるようにしているので、電流駆動での電流動作と
なることからノイズに強い回路になる。また、電流駆動
回路であり、オペアンプを用いていないためにオフセッ
トが発生しない。特に、出力側にコンデンサを設けて、
リセットするようにすれば、微小な出力も正確に得るこ
とができる。ところで、特許請求範囲における第１の素
子は、実施例では、コンデンサＣ1，Ｃ2，…，Ｃi，…
Ｃnとしてこれが複数個設けられている。第２の素子
は、コンデンサＣoである。また、第１のカレントミラ
ー回路は、実施例では、カレントミラー回路１６であ
り、第２のカレントミラー回路は、カレントミラー回路
１７である。そして、第１および第２の定電流発生回路
は、それぞれ定電流発生回路１８，１９である。なお、
電流値の差に応じた出力は、出力端子１ｃに発生する。
実施例で示すカレントミラー回路は、２段のトランジス
タが積み上げられて二重のカレントミラーとなっている
が、これは、少ないバイアス電流で誤差の少ない安定し
た回路にするためである。電源電圧との関係でこれらカ
レントミラー回路は、１段のものであってもよい。
【０００９】
【実施例】図１は、この発明の微小電流検出回路を適用
した一実施例の電荷量の変化により位置の検出を行う座
標入力装置の検出回路を中心とする説明図、図２は、こ
の発明の微小電流検出回路を適用した受光素子により位
置検出を行う位置検出装置の検出回路を中心とする実施
例の説明図である。図１において、１０は、検出回路部
であり、１１は、マルチプレクサ、１２は、電荷量検出
部、１３は、駆動パルス発生回路、１４は、コントロー
ル回路、そして１５は位置検出回路である。電荷量検出
部１２は、平板状のものであって、タッチ板で構成され
るコンデンサＣ1，Ｃ2，Ｃi，…，Ｃnと基準コンデンサ
Ｃoとからなっていて、各タッチ板が、平板の表面側に
マトリックス状に配置され、下面に設けられた金属板と
の間で各コンデンサが形成される。位置検出回路１５
は、コントロール回路１４と検出回路１０の出力を受け
てどの位置のタッチ板（コンデンサ）がタッチされてい
るのかを検出する。
した一実施例の電荷量の変化により位置の検出を行う座
標入力装置の検出回路を中心とする説明図、図２は、こ
の発明の微小電流検出回路を適用した受光素子により位
置検出を行う位置検出装置の検出回路を中心とする実施
例の説明図である。図１において、１０は、検出回路部
であり、１１は、マルチプレクサ、１２は、電荷量検出
部、１３は、駆動パルス発生回路、１４は、コントロー
ル回路、そして１５は位置検出回路である。電荷量検出
部１２は、平板状のものであって、タッチ板で構成され
るコンデンサＣ1，Ｃ2，Ｃi，…，Ｃnと基準コンデンサ
Ｃoとからなっていて、各タッチ板が、平板の表面側に
マトリックス状に配置され、下面に設けられた金属板と
の間で各コンデンサが形成される。位置検出回路１５
は、コントロール回路１４と検出回路１０の出力を受け
てどの位置のタッチ板（コンデンサ）がタッチされてい
るのかを検出する。
【００１０】各コンデンサＣ1，Ｃ2，Ｃi，…，Ｃnの一
端（下面の金属板）は共通に駆動パルス発生回路１３の
出力に接続されていて、所定の周期であらかじめ決めら
れた幅のパルスを受ける。各コンデンサＣ1，Ｃ2，Ｃ
i，…，Ｃnの他の一端（タッチ板）は、配線により引き
出されてそれぞれマルチプレクサ１１の入力端子Ｉｎ
1，Ｉｎ2，…，Ｉｎnに接続されている。マルチプレク
サ１１は、コントロール回路１４の制御信号ＣＯＮＴに
応じて、各コンデンサＣ1，Ｃ2，Ｃi，…，Ｃnの入力側
の端子Ｉｎ1，Ｉｎ2，…，Ｉｎnの１つを順次選択して
それを出力端子Ｏｔ1に接続する。また、コンデンサＣo
の他の一端は，入力側の端子Ｉｎoを経て出力端子Ｏｔ2
に直結されている。
端（下面の金属板）は共通に駆動パルス発生回路１３の
出力に接続されていて、所定の周期であらかじめ決めら
れた幅のパルスを受ける。各コンデンサＣ1，Ｃ2，Ｃ
i，…，Ｃnの他の一端（タッチ板）は、配線により引き
出されてそれぞれマルチプレクサ１１の入力端子Ｉｎ
1，Ｉｎ2，…，Ｉｎnに接続されている。マルチプレク
サ１１は、コントロール回路１４の制御信号ＣＯＮＴに
応じて、各コンデンサＣ1，Ｃ2，Ｃi，…，Ｃnの入力側
の端子Ｉｎ1，Ｉｎ2，…，Ｉｎnの１つを順次選択して
それを出力端子Ｏｔ1に接続する。また、コンデンサＣo
の他の一端は，入力側の端子Ｉｎoを経て出力端子Ｏｔ2
に直結されている。
【００１１】マルチプレクサ１１の出力端子Ｏｔ1，Ｏ
ｔ2は、それぞれ検出回路部１０のそれらに対応する入
力端子１０ａ，１０ｂにぞれぞれ入力される。コントロ
ール回路１４は、駆動パルス発生回路１３から駆動パル
スＰを受けて、これのタイミングに合わせて、この駆動
パルスＰが発生するタイミングの手前でマルチプレクサ
１１の接続を切り替える制御信号ＣＯＮＴをマルチプレ
クサ１１と位置検出回路１５とに送出する。また、同様
なタイミングで検出回路１０のスイッチＳにリセットの
ための制御信号ＲＳを送出する。電荷量検出部１２にお
いてタッチされた場所のコンデンサの電荷出力は、マル
チプレクサ１１の入力を介してＯｔ1に出力されて検出
回路部１０の端子１０ａに送出される。また、このと
き、マルチプレクサ１１の出力端子Ｏｔ2を介してコン
デンサＣoの電荷出力も検出回路１０の端子１０ｂに送
出される。
ｔ2は、それぞれ検出回路部１０のそれらに対応する入
力端子１０ａ，１０ｂにぞれぞれ入力される。コントロ
ール回路１４は、駆動パルス発生回路１３から駆動パル
スＰを受けて、これのタイミングに合わせて、この駆動
パルスＰが発生するタイミングの手前でマルチプレクサ
１１の接続を切り替える制御信号ＣＯＮＴをマルチプレ
クサ１１と位置検出回路１５とに送出する。また、同様
なタイミングで検出回路１０のスイッチＳにリセットの
ための制御信号ＲＳを送出する。電荷量検出部１２にお
いてタッチされた場所のコンデンサの電荷出力は、マル
チプレクサ１１の入力を介してＯｔ1に出力されて検出
回路部１０の端子１０ａに送出される。また、このと
き、マルチプレクサ１１の出力端子Ｏｔ2を介してコン
デンサＣoの電荷出力も検出回路１０の端子１０ｂに送
出される。
【００１２】検出回路１０は、カレントミラー接続され
た２つのカレントミラー回路１６，１７により前記の電
荷出力の差の検出信号を得るものであって、それぞれの
カレントミラー回路１６，１７に定電流を送出する２つ
の定電流発生回路１８，１９が設けられていて、それぞ
れの定電流をバイアス電流としてこれに前記の電荷出力
による電流値をそれぞれ加算することで一方のカレント
ミラー回路１７の出力端子１０ｃに出力を得るものであ
る。カレントミラー回路１６の出力トランジスタＱ7，
Ｑ8がダイオード接続され、これらのベースがカレント
ミラー回路１７の出力トランジスタＱ17，Ｑ18のベース
に接続されて、カレントミラーを構成し、これらのカレ
ントミラーを中心に回路全体が対称的な構造になってい
る。なお、出力Ｖoは、カレントミラー回路１７の出力
トランジスタＱ17のドレイン側に接続された出力端子１
０ｃから取り出される。
た２つのカレントミラー回路１６，１７により前記の電
荷出力の差の検出信号を得るものであって、それぞれの
カレントミラー回路１６，１７に定電流を送出する２つ
の定電流発生回路１８，１９が設けられていて、それぞ
れの定電流をバイアス電流としてこれに前記の電荷出力
による電流値をそれぞれ加算することで一方のカレント
ミラー回路１７の出力端子１０ｃに出力を得るものであ
る。カレントミラー回路１６の出力トランジスタＱ7，
Ｑ8がダイオード接続され、これらのベースがカレント
ミラー回路１７の出力トランジスタＱ17，Ｑ18のベース
に接続されて、カレントミラーを構成し、これらのカレ
ントミラーを中心に回路全体が対称的な構造になってい
る。なお、出力Ｖoは、カレントミラー回路１７の出力
トランジスタＱ17のドレイン側に接続された出力端子１
０ｃから取り出される。
【００１３】出力端子１０ｃとグランドＧＮＤ間には、
出力を電圧として取り出すための負荷コンデンサＣLが
接続され、この負荷コンデンサＣLの電荷を放電してリ
セットするためのリセットスイッチＳが負荷コンデンサ
ＣLに並列に設けられている。リセットスイッチＳは、
コントロール回路１４により制御信号ＲＳを受けて一定
期間ＯＮにされる。その結果、コンデンサＣLの電荷が
放電される。カレントミラー回路１６は、カレントミラ
ー接続のＮ型のＦＥＴトランジスタＱ1，Ｑ2とこれの下
流側に位置するカレントミラー接続のＮ型のＦＥＴトラ
ンジスタＱ3，Ｑ4とが２段に積み上げられて構成され
る。トランジスタＱ1，Ｑ3がダイオード接続の入力側ト
ランジスタであり、トランジスタＱ2，Ｑ4が出力側のト
ランジスタである。トランジスタＱ3，Ｑ4のソースは、
それぞれグランドＧＮＤに接続されていて、上流側のト
ランジスタＱ1，Ｑ2のドレインは、それぞれさらに上流
に設けられた２つのＰ型ＦＥＴトランジスタＱ5，Ｑ6
と、２つのＰ型ＦＥＴトランジスタＱ7，Ｑ8とを介して
それぞれが電源ラインＶccに接続されている。そして、
トランジスタＱ1のドレインが入力端子１０ａに接続さ
れていてタッチされた場所のコンデンサの電荷出力をマ
ルチプレクサ１１を介して受ける。
出力を電圧として取り出すための負荷コンデンサＣLが
接続され、この負荷コンデンサＣLの電荷を放電してリ
セットするためのリセットスイッチＳが負荷コンデンサ
ＣLに並列に設けられている。リセットスイッチＳは、
コントロール回路１４により制御信号ＲＳを受けて一定
期間ＯＮにされる。その結果、コンデンサＣLの電荷が
放電される。カレントミラー回路１６は、カレントミラ
ー接続のＮ型のＦＥＴトランジスタＱ1，Ｑ2とこれの下
流側に位置するカレントミラー接続のＮ型のＦＥＴトラ
ンジスタＱ3，Ｑ4とが２段に積み上げられて構成され
る。トランジスタＱ1，Ｑ3がダイオード接続の入力側ト
ランジスタであり、トランジスタＱ2，Ｑ4が出力側のト
ランジスタである。トランジスタＱ3，Ｑ4のソースは、
それぞれグランドＧＮＤに接続されていて、上流側のト
ランジスタＱ1，Ｑ2のドレインは、それぞれさらに上流
に設けられた２つのＰ型ＦＥＴトランジスタＱ5，Ｑ6
と、２つのＰ型ＦＥＴトランジスタＱ7，Ｑ8とを介して
それぞれが電源ラインＶccに接続されている。そして、
トランジスタＱ1のドレインが入力端子１０ａに接続さ
れていてタッチされた場所のコンデンサの電荷出力をマ
ルチプレクサ１１を介して受ける。
【００１４】カレントミラー回路１７は、カレントミラ
ー接続のＮ型のＦＥＴトランジスタＱ11，Ｑ12とこれの
下流側に位置するカレントミラー接続のＮ型のＦＥＴト
ランジスタＱ13，Ｑ14とが２段に積み上げられ、前記と
同様に構成される。トランジスタＱ11，Ｑ13がダイオー
ド接続の入力側トランジスタであり、トランジスタＱ1
2，Ｑ14が出力側のトランジスタである。トランジスタ
Ｑ13，Ｑ14のソースは、それぞれグランドＧＮＤに接続
されていて、上流側のトランジスタＱ11，Ｑ12のドレイ
ンは、それぞれさらに上流に設けられた２つのＰ型ＦＥ
ＴトランジスタＱ15，Ｑ16と、２つのＰ型ＦＥＴトラン
ジスタＱ17，Ｑ18とを介してそれぞれが電源ラインＶcc
に接続されている。そして、トランジスタＱ11のドレイ
ンが入力端子１０ｂに接続されていてコンデンサＣoの
電荷出力を受ける。
ー接続のＮ型のＦＥＴトランジスタＱ11，Ｑ12とこれの
下流側に位置するカレントミラー接続のＮ型のＦＥＴト
ランジスタＱ13，Ｑ14とが２段に積み上げられ、前記と
同様に構成される。トランジスタＱ11，Ｑ13がダイオー
ド接続の入力側トランジスタであり、トランジスタＱ1
2，Ｑ14が出力側のトランジスタである。トランジスタ
Ｑ13，Ｑ14のソースは、それぞれグランドＧＮＤに接続
されていて、上流側のトランジスタＱ11，Ｑ12のドレイ
ンは、それぞれさらに上流に設けられた２つのＰ型ＦＥ
ＴトランジスタＱ15，Ｑ16と、２つのＰ型ＦＥＴトラン
ジスタＱ17，Ｑ18とを介してそれぞれが電源ラインＶcc
に接続されている。そして、トランジスタＱ11のドレイ
ンが入力端子１０ｂに接続されていてコンデンサＣoの
電荷出力を受ける。
【００１５】定電流回路１８は、電源ラインＶccに接続
され電流Ｉoを流出する定電流源１８ａと、カレントミ
ラー回路１８ｂと、カレントミラー回路１６に定電流を
伝送するカレントミラー接続の出力回路１８ｃとからな
る。カレントミラー回路１８ｂは、カレントミラー接続
のＮ型のＦＥＴトランジスタＱ21，Ｑ22とこれの下流側
に位置するカレントミラー接続のＮ型のＦＥＴトランジ
スタＱ23，Ｑ24とが２段に積み上げられて構成される。
トランジスタＱ21，Ｑ23がダイオード接続の入力側トラ
ンジスタであり、トランジスタＱ22，Ｑ24が出力側のト
ランジスタである。トランジスタＱ23，Ｑ24のソース
は、それぞれグランドＧＮＤに接続されていて、トラン
ジスタＱ21のドレインは、定電流源１８ａを介して電源
ラインＶccに接続され、定電流値Ｉoを受ける。また、
トランジスタＱ22のドレインは、これの上流に設けられ
た出力回路１８ｃの２つのダイオード接続のＰ型ＦＥＴ
トランジスタＱ25，Ｑ26を介して電源ラインＶccに接続
されている。そして、２つのＰ型ＦＥＴトランジスタＱ
25，Ｑ26のベースは、カレントミラー回路１６の入力側
トランジスタの上流に位置するトランジスタＱ5，Ｑ6の
ベースに接続され、これらトランジスタとカレントミラ
ーを構成している。その結果、トランジスタＱ25，Ｑ26
に流れる定電流Ｉoがカレントミラー回路１６のトラン
ジスタＱ5，Ｑ6に発生する。
され電流Ｉoを流出する定電流源１８ａと、カレントミ
ラー回路１８ｂと、カレントミラー回路１６に定電流を
伝送するカレントミラー接続の出力回路１８ｃとからな
る。カレントミラー回路１８ｂは、カレントミラー接続
のＮ型のＦＥＴトランジスタＱ21，Ｑ22とこれの下流側
に位置するカレントミラー接続のＮ型のＦＥＴトランジ
スタＱ23，Ｑ24とが２段に積み上げられて構成される。
トランジスタＱ21，Ｑ23がダイオード接続の入力側トラ
ンジスタであり、トランジスタＱ22，Ｑ24が出力側のト
ランジスタである。トランジスタＱ23，Ｑ24のソース
は、それぞれグランドＧＮＤに接続されていて、トラン
ジスタＱ21のドレインは、定電流源１８ａを介して電源
ラインＶccに接続され、定電流値Ｉoを受ける。また、
トランジスタＱ22のドレインは、これの上流に設けられ
た出力回路１８ｃの２つのダイオード接続のＰ型ＦＥＴ
トランジスタＱ25，Ｑ26を介して電源ラインＶccに接続
されている。そして、２つのＰ型ＦＥＴトランジスタＱ
25，Ｑ26のベースは、カレントミラー回路１６の入力側
トランジスタの上流に位置するトランジスタＱ5，Ｑ6の
ベースに接続され、これらトランジスタとカレントミラ
ーを構成している。その結果、トランジスタＱ25，Ｑ26
に流れる定電流Ｉoがカレントミラー回路１６のトラン
ジスタＱ5，Ｑ6に発生する。
【００１６】定電流回路１９は、定電流回路１８のカレ
ントミラー回路１８ｂにカレントミラー接続されたカレ
ントミラー回路１９ａと、カレントミラー回路１７に定
電流を伝送するカレントミラー接続の出力回路１９ｂと
からなる。カレントミラー回路１９ａは、カレントミラ
ー回路１８ｂの定電流入力側のトランジスタＱ21,Ｑ23
にそれぞれカレントミラー接続され上流と下流に積み重
ねられた出力側のＮ型のＦＥＴトランジスタＱ32，Ｑ34
からなる。上流側のトランジスタＱ32のドレインは、こ
れの上流に設けられた出力回路１８ｃの２つのダイオー
ド接続のＰ型ＦＥＴトランジスタＱ35，Ｑ36とを介して
電源ラインＶccに接続されている。そして、２つのＰ型
ＦＥＴトランジスタＱ35，Ｑ36のベースは、カレントミ
ラー回路１７のトランジスタＱ15，Ｑ16のベースに接続
され、これらトランジスタとカレントミラー回路を構成
している。その結果、定電流入力側のトランジスタＱ2
1,Ｑ23に流れる定電流ＩoがトランジスタＱ32,Ｑ34に伝
送され、これらの上流に位置するトランジスタＱ35，Ｑ
36に定電流Ｉoが流れる。そして、この定電流Ｉoがカレ
ントミラー回路１７のトランジスタＱ15，Ｑ16に伝送さ
れて、これらに流れる。
ントミラー回路１８ｂにカレントミラー接続されたカレ
ントミラー回路１９ａと、カレントミラー回路１７に定
電流を伝送するカレントミラー接続の出力回路１９ｂと
からなる。カレントミラー回路１９ａは、カレントミラ
ー回路１８ｂの定電流入力側のトランジスタＱ21,Ｑ23
にそれぞれカレントミラー接続され上流と下流に積み重
ねられた出力側のＮ型のＦＥＴトランジスタＱ32，Ｑ34
からなる。上流側のトランジスタＱ32のドレインは、こ
れの上流に設けられた出力回路１８ｃの２つのダイオー
ド接続のＰ型ＦＥＴトランジスタＱ35，Ｑ36とを介して
電源ラインＶccに接続されている。そして、２つのＰ型
ＦＥＴトランジスタＱ35，Ｑ36のベースは、カレントミ
ラー回路１７のトランジスタＱ15，Ｑ16のベースに接続
され、これらトランジスタとカレントミラー回路を構成
している。その結果、定電流入力側のトランジスタＱ2
1,Ｑ23に流れる定電流ＩoがトランジスタＱ32,Ｑ34に伝
送され、これらの上流に位置するトランジスタＱ35，Ｑ
36に定電流Ｉoが流れる。そして、この定電流Ｉoがカレ
ントミラー回路１７のトランジスタＱ15，Ｑ16に伝送さ
れて、これらに流れる。
【００１７】次に動作を説明すると、定電流源１８ａで
生成された定電流Ｉoは、カレントミラー回路１８ｂに
より出力回路１８ｃと出回路１９ｂとへと伝送されて、
これとカレントミラー接続されたカレントミラー回路１
６のトランジスタＱ5，Ｑ6とトランジスタＱ15，Ｑ16と
に電源ラインＶccから定電流Ｉoが流れる。トランジス
タＱ5，Ｑ6に流れた定電流Ｉoは、カレントミラー接続
のトランジスタＱ1，Ｑ2とこれの下流側に位置するカレ
ントミラー接続のトランジスタＱ3，Ｑ4とによりカレン
トミラー回路１６のトランジスタＱ7，Ｑ8に定電流Ｉo
を伝送する。同様に、トランジスタＱ15，Ｑ16に流れた
定電流Ｉoは、カレントミラー接続のトランジスタＱ1
1，Ｑ12とこれの下流側に位置するカレントミラー接続
のトランジスタＱ13，Ｑ14とによりカレントミラー回路
１７のトランジスタＱ17，Ｑ18に定電流Ｉoを伝送す
る。その結果、出力端子１０ｃに接続されたトランジス
タＱ17のドレインには、カレントミラー接続のトランジ
スタＱ7，Ｑ8から電流Ｉoが伝送されて流れ、この電流
Ｉoは、その下流のトランジスタＱ12のドレインに流れ
る。このとき、トランジスタＱ12のドレインの電流値
は、カレントミラー接続のトランジスタＱ11，Ｑ13によ
りＩoに設定されているので、上流に流れる電流は、す
べてトランジスタＱ12，Ｑ14によってシンクされる。そ
の結果、出力端子１０ｃには、電流が流れることなく、
この検出回路１０は、バランス状態にある。
生成された定電流Ｉoは、カレントミラー回路１８ｂに
より出力回路１８ｃと出回路１９ｂとへと伝送されて、
これとカレントミラー接続されたカレントミラー回路１
６のトランジスタＱ5，Ｑ6とトランジスタＱ15，Ｑ16と
に電源ラインＶccから定電流Ｉoが流れる。トランジス
タＱ5，Ｑ6に流れた定電流Ｉoは、カレントミラー接続
のトランジスタＱ1，Ｑ2とこれの下流側に位置するカレ
ントミラー接続のトランジスタＱ3，Ｑ4とによりカレン
トミラー回路１６のトランジスタＱ7，Ｑ8に定電流Ｉo
を伝送する。同様に、トランジスタＱ15，Ｑ16に流れた
定電流Ｉoは、カレントミラー接続のトランジスタＱ1
1，Ｑ12とこれの下流側に位置するカレントミラー接続
のトランジスタＱ13，Ｑ14とによりカレントミラー回路
１７のトランジスタＱ17，Ｑ18に定電流Ｉoを伝送す
る。その結果、出力端子１０ｃに接続されたトランジス
タＱ17のドレインには、カレントミラー接続のトランジ
スタＱ7，Ｑ8から電流Ｉoが伝送されて流れ、この電流
Ｉoは、その下流のトランジスタＱ12のドレインに流れ
る。このとき、トランジスタＱ12のドレインの電流値
は、カレントミラー接続のトランジスタＱ11，Ｑ13によ
りＩoに設定されているので、上流に流れる電流は、す
べてトランジスタＱ12，Ｑ14によってシンクされる。そ
の結果、出力端子１０ｃには、電流が流れることなく、
この検出回路１０は、バランス状態にある。
【００１８】ここで、入力端子１０ａ側に電荷出力とし
て電流Ｉaが発生し、入力端子１０ｂ側に電荷出力とし
て電流Ｉbが発生したとする。電流Ｉaは、カレントミラ
ー回路１６の入力側トランジスタＱ1のドレインに入力
されて、ここに流れる入力電流値Ｉo＋Ｉaになる。その
結果、トランジスタＱ7，Ｑ8に電流Ｉo＋Ｉaが流れ、こ
れがカレントミラー回路１７のトランジスタＱ17，Ｑ18
に伝送されてこれらトランジスタに電流Ｉo＋Ｉaが流れ
る。一方、入力端子１０ｂ側には、電荷出力として電流
Ｉbが発生する。この電流Ｉbは、カレントミラー回路１
７の入力側トランジスタＱ11のドレインに入力されて、
ここに流れる入力電流値Ｉo＋Ｉbになる。その結果、ト
ランジスタＱ11，Ｑ13に電流Ｉo＋Ｉbが流れ、これがカ
レントミラー回路１７のトランジスタＱ12，Ｑ14に伝送
されて、上流にあるトランジスタＱ17，Ｑ18の電流をこ
の分だけシンクさせる。
て電流Ｉaが発生し、入力端子１０ｂ側に電荷出力とし
て電流Ｉbが発生したとする。電流Ｉaは、カレントミラ
ー回路１６の入力側トランジスタＱ1のドレインに入力
されて、ここに流れる入力電流値Ｉo＋Ｉaになる。その
結果、トランジスタＱ7，Ｑ8に電流Ｉo＋Ｉaが流れ、こ
れがカレントミラー回路１７のトランジスタＱ17，Ｑ18
に伝送されてこれらトランジスタに電流Ｉo＋Ｉaが流れ
る。一方、入力端子１０ｂ側には、電荷出力として電流
Ｉbが発生する。この電流Ｉbは、カレントミラー回路１
７の入力側トランジスタＱ11のドレインに入力されて、
ここに流れる入力電流値Ｉo＋Ｉbになる。その結果、ト
ランジスタＱ11，Ｑ13に電流Ｉo＋Ｉbが流れ、これがカ
レントミラー回路１７のトランジスタＱ12，Ｑ14に伝送
されて、上流にあるトランジスタＱ17，Ｑ18の電流をこ
の分だけシンクさせる。
【００１９】その結果、出力端子１０ｃには、Ｉo＋Ｉa
−（Ｉo＋Ｉb）の電流が流れ、結果として出力端子１ｃ
側にＩa−Ｉbの電流が流れてこれにより負荷コンデンサ
ＣLが充電される。その結果、この差に応じた電圧がコ
ンデンサの端子電圧として発生し、出力端子１０ｃに検
出信号を得ることができる。そこで、あるコンデンサが
タッチされたときには、それに応じてＩaとＩbの間の電
荷量に差が発生するので、その結果の電圧が出力端子１
０ｃに検出信号が得られ、この検出信号が位置検出回路
１５に入力される。位置検出回路１５は、出力端子１０
ｃに所定レベルの検出出力があったときに、コントロー
ル回路１４からの制御信号ＣＯＮＴを取り込み、何番目
のコンデンサが選択されているの位置信号を制御信号Ｃ
ＯＮＴからデコードして出力する。
−（Ｉo＋Ｉb）の電流が流れ、結果として出力端子１ｃ
側にＩa−Ｉbの電流が流れてこれにより負荷コンデンサ
ＣLが充電される。その結果、この差に応じた電圧がコ
ンデンサの端子電圧として発生し、出力端子１０ｃに検
出信号を得ることができる。そこで、あるコンデンサが
タッチされたときには、それに応じてＩaとＩbの間の電
荷量に差が発生するので、その結果の電圧が出力端子１
０ｃに検出信号が得られ、この検出信号が位置検出回路
１５に入力される。位置検出回路１５は、出力端子１０
ｃに所定レベルの検出出力があったときに、コントロー
ル回路１４からの制御信号ＣＯＮＴを取り込み、何番目
のコンデンサが選択されているの位置信号を制御信号Ｃ
ＯＮＴからデコードして出力する。
【００２０】図２は、電荷量検出部１２における、図１
の各コンデンサＣ1，Ｃ2，…，Ｃi，…，Ｃnのコンデン
サＣoに換えて受光素子としてフォトダイオードＤ1，Ｄ
2，…Ｄi，…，ＤnとフォトダイオードＤoとを設けた位
置検出部２０に置き換えた位置検出回路の例である。こ
れは、検出対象となるバー２１が光源２２からの照射光
Ｌを遮断することで受光を遮られてたフォトダイオード
Ｄ1〜Ｄnに流れる電流出力の減少を検出するものであ
る。その動作の詳細は、前記実施例と同様であるので割
愛する。
の各コンデンサＣ1，Ｃ2，…，Ｃi，…，Ｃnのコンデン
サＣoに換えて受光素子としてフォトダイオードＤ1，Ｄ
2，…Ｄi，…，ＤnとフォトダイオードＤoとを設けた位
置検出部２０に置き換えた位置検出回路の例である。こ
れは、検出対象となるバー２１が光源２２からの照射光
Ｌを遮断することで受光を遮られてたフォトダイオード
Ｄ1〜Ｄnに流れる電流出力の減少を検出するものであ
る。その動作の詳細は、前記実施例と同様であるので割
愛する。
【００２１】以上説明してきたが、実施例では、電荷量
として発生する電流値Ｉａ，Ｉｂについては、入力状態
の例を説明しているが、これは、電荷検出回路部１０に
対して電流が流出するような状態のものであってもよい
ことはもちろんである。また、カレントミラー回路は、
ＦＥＴトランジスタ回路ではなく、バイポーラトランジ
スタ回路によるものであってもよい。
として発生する電流値Ｉａ，Ｉｂについては、入力状態
の例を説明しているが、これは、電荷検出回路部１０に
対して電流が流出するような状態のものであってもよい
ことはもちろんである。また、カレントミラー回路は、
ＦＥＴトランジスタ回路ではなく、バイポーラトランジ
スタ回路によるものであってもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したきたように、この発明にあ
っては、カレントミラー回路により定電流をバイアス電
流とし、これに加えて微小電流を受けるようにしている
ので、電流駆動での電流動作となることからノイズに強
い回路になる。また、電流駆動回路であり、オペアンプ
を用いていないためにオフセットが発生しない。特に、
出力側にコンデンサを設けて、リセットするようにすれ
ば、微小な出力も正確に得ることができる。
っては、カレントミラー回路により定電流をバイアス電
流とし、これに加えて微小電流を受けるようにしている
ので、電流駆動での電流動作となることからノイズに強
い回路になる。また、電流駆動回路であり、オペアンプ
を用いていないためにオフセットが発生しない。特に、
出力側にコンデンサを設けて、リセットするようにすれ
ば、微小な出力も正確に得ることができる。
【図１】図１は、この発明の微小電流検出回路を適用し
た一実施例の電荷量の変化により位置の検出を行う座標
入力装置の検出回路を中心とする説明図である。
た一実施例の電荷量の変化により位置の検出を行う座標
入力装置の検出回路を中心とする説明図である。
【図２】図２は、この発明の微小電流検出回路を適用し
た受光素子により位置検出を行う位置検出装置の検出回
路を中心とする実施例の説明図である。
た受光素子により位置検出を行う位置検出装置の検出回
路を中心とする実施例の説明図である。
【図３】図３は、従来の微小電流検出回路の一例の回路
図である。
図である。
１０…検出回路部、１１…マルチプレクサ、１２…電荷
量検出部、１３…駆動パルス発生回路、１４…コントロ
ール回路、 １５…位置検出回路。
量検出部、１３…駆動パルス発生回路、１４…コントロ
ール回路、 １５…位置検出回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 明俊 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内 (72)発明者 岩崎 光治 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】微小電流出力を発生する第１および第２の
素子と、出力がカレントミラー接続された第１および第
２のカレントミラー回路と、これらそれぞれのカレント
ミラー回路に定電流をそれぞれ送出する第１および第２
の定電流発生回路とを備え、前記第１および第２の素子
のいずれか一方が検出部として割り当てられ、それぞれ
の前記カレントミラー回路が前記定電流に加えて前記第
１および第２の素子の電流出力を入力として受けること
で前記一方の素子の前記他方の素子に対する電流値の差
に応じた出力を前記第１および第２の一方のカレントミ
ラー回路の出力として得る微小電流検出回路。 - 【請求項２】第１および第２の素子は、コンデンサであ
り、前記微小電流出力は電荷量についての出力である請
求項１記載の微小電流検出回路。 - 【請求項３】前記第１および第２のカレントミラー回路
および前記第１および第２の定電流発生回路は、それぞ
れＦＥＴトランジスタで構成される請求項１記載の微小
電流検出回路。 - 【請求項４】電荷出力を発生する第１および第２のコン
デンサと、出力がカレントミラー接続された第１および
第２のカレントミラー回路と、これらそれぞれのカレン
トミラー回路に定電流をそれぞれ送出する第１および第
２の定電流発生回路とを備え、前記第１および第２の素
子のいずれか一方が検出部として割り当てられ、それぞ
れの前記カレントミラー回路が前記定電流に加えて前記
第１および第２のコンデンサの電荷出力を入力として受
けることで前記一方のコンデンサの前記他方のコンデン
サに対する電流値の差に応じた出力を前記第１および第
２の一方のカレントミラー回路の出力として得る微小電
流検出回路と、 前記第１および第２のコンデンサの少なくとも一方のコ
ンデンサが複数マトリックス状に配置されタッチされる
平板とを備える座標入力装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28921895A JP3171373B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 微小電流検出回路およびこれを利用した座標入力装置 |
| TW085112351A TW305985B (ja) | 1995-10-12 | 1996-10-09 | |
| US08/728,382 US5783951A (en) | 1995-10-12 | 1996-10-09 | Small current detector circuit and locator device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28921895A JP3171373B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 微小電流検出回路およびこれを利用した座標入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09107246A true JPH09107246A (ja) | 1997-04-22 |
| JP3171373B2 JP3171373B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=17740318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28921895A Expired - Lifetime JP3171373B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 微小電流検出回路およびこれを利用した座標入力装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5783951A (ja) |
| JP (1) | JP3171373B2 (ja) |
| TW (1) | TW305985B (ja) |
Cited By (4)
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| JP2011165184A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Samsung Electronics Co Ltd | タッチパネルのノイズ補償方法及び装置 |
| WO2012173112A1 (ja) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | 三菱電機株式会社 | 増幅器および信号処理装置 |
| US8569674B2 (en) | 2007-08-21 | 2013-10-29 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Multiplexed photocurrent monitoring circuit comprising current mirror circuits |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8321013B2 (en) | 1996-01-08 | 2012-11-27 | Impulse Dynamics, N.V. | Electrical muscle controller and pacing with hemodynamic enhancement |
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| US7167748B2 (en) | 1996-01-08 | 2007-01-23 | Impulse Dynamics Nv | Electrical muscle controller |
| US9289618B1 (en) | 1996-01-08 | 2016-03-22 | Impulse Dynamics Nv | Electrical muscle controller |
| US8825152B2 (en) | 1996-01-08 | 2014-09-02 | Impulse Dynamics, N.V. | Modulation of intracellular calcium concentration using non-excitatory electrical signals applied to the tissue |
| US9713723B2 (en) | 1996-01-11 | 2017-07-25 | Impulse Dynamics Nv | Signal delivery through the right ventricular septum |
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