JP2004361990A - Mobile terminal device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置と、情報処理装置と、入力装置とを備えた携帯端末装置に係り、特に携帯ゲーム機などの、入力装置を介して情報処理装置へ入力すべきデータ量が比較的少なく、又、確実なデータ入力が必要とされ、更に、データ入力に係る操作をする時間と、実際にデータ入力がなされる時間との間に時間差を生じないことが必要とされる携帯端末装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来、携帯端末装置への入力装置としては、押しボタン式の入力装置の他、交流信号を身体を介して携帯端末装置に入力する入力装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
一方、平面を有する絶縁層と、その裏面に配置された電極と、電極に接続され、電極の電位に対応したデジタル値を出力する検出回路とを備えた入力装置として指紋入力装置が知られている(例えば、非特許文献1参照)。指紋入力装置では、60(μm)角程度の面積を有する電極と、電極に接続され、電極の電位に対応したデジタル値を出力する検出回路とを一つの画素と定義し、それを平面を有する絶縁層の裏面にマトリクス状に配置し、各画素の出力を走査しながら読み込むことで、指紋のデータを入力する。
【0004】
【特許文献1】
特開2003−29899号公報
【非特許文献1】
R. Hashido, A. Iwata, T. Ogawa, T. Okamoto, Y. Satoh, M. Inoue, ISSCC 2001 DIGEST OF TECHNICAL PAPERS P251 − A Capacitive Fingerprint Sensor with Low−Temperature poly−Si TFTs
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の押しボタン式の入力装置では、半導体製造工程により製造される情報処理装置及び画像表示装置と同一の工程で製造することが不可能であるため、それらを同一基板上に形成することができず、薄型の携帯端末装置を実現することが困難であった。又、これに伴い軽量な携帯端末装置の実現も困難であった。
更に、交流信号を身体を介して携帯端末装置に入力する入力装置では、交流信号を身体に入力する必要があり、そのために別途発信装置を身体に装着するか、若しくは携帯端末装置から交流信号を身体に入力する装置が必要であり、入力装置に加えて、それを補助する装置が必要であるため携帯性に問題があった。
【0006】
又、指紋入力装置では、各画素の電極が微少であるため、その電位の検出が困難な場合もあり、確実なデータ入力が必要とされる本発明に係る携帯端末装置の入力装置としては問題があった。
更に、指紋入力装置はマトリクス状に配置された画素の出力を走査しながら読み込むため、データ入力に係る操作として指先を平面上においた時間と、実際にデータ入力がなされる時間とで時間差が生じてしまう問題があった。
【0007】
そこで、本発明は上述の諸事情に鑑みなされたものであり、その課題とする所は携帯端末装置の入力装置として、情報処理装置及び画像表示装置と同一基板上に形成が可能な入力装置を備えることで、薄型でかつ軽量な携帯端末装置を提供することにある。
又、携帯端末装置の入力装置として、入力装置のみでデータの入力が可能であり、別途入力を補助する装置を必要としないことにより、携帯性に優れた携帯端末装置を提供することも課題とする。
又、確実なデータ入力が可能である携帯端末装置を提供することも課題とする。
更に、データ入力に係る操作をする時間と、実際にデータ入力がなされる時間との間に時間差を生じない携帯端末装置を提供することも課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の携帯端末装置は上記課題を解決するために、画像表示装置と、情報処理装置と、入力装置とを備えた携帯端末装置において、前記入力装置は、平面を有する絶縁層と、前記絶縁層の裏面に配置され指先と同程度の面積を有する電極と、前記電極に接続され前記電極の電位に対応したデジタル値を出力する検出回路とを備えてなり、前記画像表示装置と、前記情報処理装置と、前記入力装置とが同一基板上に形成されてなることを特徴とする。
ここで、前記検出回路は、指先が前記絶縁層の平面に接触ないし近接した際に変化する前記電極の静電容量の大小によって、オン又はオフのデジタル値を前記情報処理装置に対して出力するものとすることができる。
また、前記検出回路は、Pチャネルトランジスタを含んでなり、そのゲートが前記電極と接続される一方、ソースは前記検出用の電源に接続されているものとすることができる。
また、前記検出回路において、前記指先が前記絶縁層の平面に接触ないし近接した場合に、前記Pチャネルトランジスタにおけるソース電圧Vsとゲート電圧Vgの電位差が閾値電圧以上となる一方、前記指先が前記絶縁層の平面に接触ないし近接しない場合には、前記電位差が閾値電圧以下となるように、前記絶縁層の厚さ及び/又は構成材料が調整されてなるものとすることができる。
また、前記画像表示装置は、薄膜トランジスタを含む画素回路及び周辺回路を具備した有機EL表示装置により構成されてなるものとすることができ、前記情報処理装置は、薄膜トランジスタを含むプロセッサにより構成されてなるものと、さらに前記入力装置は、薄膜トランジスタを含む静電容量検出回路を具備してなるものとすることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本実施形態の携帯端末装置を示した図式的なブロック図である。図1に示したように、本実施形態の携帯端末装置は画像表示装置1、情報処理装置2及び入力装置3とを備えている。更に、入力装置3は指先を接触ないし近接させるべき平面を形成する絶縁層4と、その裏面に配置された指先と同程度の面積を有する電極5と、電極5に接続され電極5の静電容量を検出する静電容量検出回路6とを備えている。電極5及び静電容量検出回路6は1つないし複数配置されており、静電容量検出回路6は指先が平面に接触ないし近接した際に、変化する電極5の静電容量の大小によって、オン又はオフのデジタル信号を情報処理装置2に対して出力する。
【0010】
ここで入力装置3の詳細について図2に基づいて説明する。同図において、3は先述の入力装置であり、4は絶縁層、5は電極及び6は静電容量検出回路である。静電容量検出回路6は、例えばPチャンネルトランジスター210からなり、そのゲートは電極5と接続されており、ソースは検出用電源線220に接続されており、ドレインは静電容量検出回路6の出力となる。又、200及び201は電極5との間で生じる容量(Cf)であり、電極5近傍の絶縁層4からなる平面上に指先を接触ないし近接させた場合とそうでない場合とではCfが異なる。
【0011】
検出用電源線220にVsが供給されたときのPチャンネルトランジスター210のゲートにかかる電圧Vgは、Cf201及びPチャンネルトランジスター210の寄生容量Cpcで決まり、Vg=Cpc×Vs/(Cpc+Cf)で表される。このとき、電極5近傍の絶縁層4からなる平面上に指先を接触ないし近接させた場合に、VsとVgの電位差がPチャンネルトランジスター210の閾値電圧以上になり、そうでない場合にPチャンネルトランジスター210の閾値電圧以下になるように、絶縁層4の厚みや材料を調節する。これにより、電極5近傍の絶縁層4からなる平面上に指先を接触ないし近接させた場合、静電容量検出回路6はVsを出力し、そうでない場合静電容量検出回路6は出力をしない。従って入力装置3は、電極5近傍の絶縁層4からなる平面上に指先を接触ないし近接させた場合とそうでない場合とで異なるデジタル信号を出力することになる。
以上述べた入力装置は半導体製造工程により製造することが可能である。すなわち、容量検出回路6を構成するPチャンネルトランジスタ210は通常の半導体製造工程によって製造すれば良く、電極5はトランジスタの電極形成技術を応用することにより製造が可能である。又、絶縁層4の形成はトランジスタのゲート絶縁膜形成技術を応用することにより製造が可能である。つまり、入力装置3は半導体製造工程により製造される情報処理装置2及び画像表示装置1と同一の工程により製造が可能である。
【0012】
又、情報処理装置2の詳細について図3に基づいて説明する。同図において、2は先述の情報処理装置であり、300はプロセッサー、301はメモリである。302は入力装置用コントローラーであり端子304を介して入力装置3からデータが入力され、入力装置用コントローラー302はそのデータをプロセッサー300に伝える。303は画像表示装置用コントローラーであり、プロセッサーからの命令に応じて画像表示装置1を制御する。
【0013】
更に、画像表示装置1の詳細を図4に基づいて説明する。画像表示装置としては、例えば図4に示した有機ELディスプレイを備える。同図において、410〜414は走査線、420〜424はソース線であり、それらの交点に対応して画素430〜432が配置されている。又、440は走査線駆動回路、450はソース線駆動回路である。460はこれらを同一基板上に形成した有機ELディスプレイである。
【0014】
図5は図4に示した有機ELディスプレイ460上に形成された画素の一実施形態を示したものである。同図において、500はソース線、501は走査線、502は有機EL素子駆動用電源線、503はNチャンネルトランジスターからなるスイッチングトランジスター、504はデータ保持容量、505はNチャンネルトランジスターからなるドライビングトランジスター及び506は有機EL素子である。有機ELディスプレイ460上に配置された画素は、画像表示装置用コントローラー303により制御された走査線駆動回路440及びソース線駆動回路450からの駆動信号により、発光動作を行う。この他、画像表示装置1としては例えば、液晶ディスプレイや電気泳動ディスプレイを備えても良い。以上述べた入力装置3、情報処理装置2及び画像表示装置1は同一基板上に形成することが可能である。
【0015】
図6は画像表示装置1、情報処理装置2及び入力装置3を同一基板上に形成した本実施形態の携帯端末装置10を示した図である。画像表示装置1としては、例えば薄膜トランジスターにより形成された画素回路及び周辺回路を含む有機ELディスプレイを用いる。情報処理装置2としては薄膜トランジスターにより形成されたプロセッサ等を含む情報処理装置を用いる。入力装置3としては薄膜トランジスタにより形成された静電容量検出回路を含む上述の入力装置を用いる。
【0016】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば携帯端末装置の入力装置として、半導体製造工程により製造が可能な入力装置を具備することで、入力装置を情報処理装置及び画像表示装置と同一基板上に形成することが可能となり、薄型でかつ軽量な携帯端末装置が提供可能となる。
又、本発明によれば、携帯端末装置の入力装置として、入力装置のみでデータの入力が可能であり、別途入力を補助する装置が必要でないことにより、携帯性に優れた携帯端末装置が提供可能となる。
又、本発明によれば、確実なデータ入力が可能である携帯端末装置が提供可能となる。
更に、本発明によれば、データ入力に係る操作をする時間と、実際にデータ入力がなされる時間との間に時間差を生じない携帯端末装置が提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る入力装置を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る情報処理装置を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る画像表示装置を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の画素の構造を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態に係る携帯端末装置を示す図である。
【符号の説明】
1…画像表示装置、2…情報処理装置、3…入力装置、4…絶縁層、5…電極、6…静電容量検出回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile terminal device including an image display device, an information processing device, and an input device. A portable terminal device that requires a small and reliable data input, and that does not require a time difference between the time for performing an operation related to the data input and the time for actually performing the data input. Belongs to the technical field.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an input device to a mobile terminal device, an input device for inputting an AC signal to a mobile terminal device via a body is known in addition to a push button input device (for example, see Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, a fingerprint input device is known as an input device including an insulating layer having a flat surface, an electrode disposed on the back surface thereof, and a detection circuit connected to the electrode and outputting a digital value corresponding to the potential of the electrode. (For example, see Non-Patent Document 1). In a fingerprint input device, an electrode having an area of about 60 (μm) square and a detection circuit connected to the electrode and outputting a digital value corresponding to the potential of the electrode are defined as one pixel, and the pixel has a plane. Fingerprint data is input by arranging in a matrix on the back surface of the insulating layer and reading the output of each pixel while scanning.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2003-29899 [Non-Patent Document 1]
R. Hashido, A .; Iwata, T .; Ogawa, T .; Okamoto, Y .; Satoh, M .; Inoue, ISSCC 2001 DIGEST OF TECHNICAL PAPERS P251-A Capacitive Fingerprint Sensor with Low-Temperature Poly-Si TFTs
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional push-button input devices cannot be manufactured in the same process as an information processing device and an image display device manufactured by a semiconductor manufacturing process, so that they can be formed on the same substrate. Therefore, it has been difficult to realize a thin portable terminal device. Accordingly, it has been difficult to realize a lightweight portable terminal device.
Further, in an input device for inputting an AC signal to the portable terminal device via the body, it is necessary to input the AC signal to the body. For this purpose, a transmitter is separately attached to the body, or the AC signal is transmitted from the portable terminal device. A device for inputting to the body is required, and in addition to the input device, a device for assisting the input device is required.
[0006]
Further, in the fingerprint input device, since the electrodes of each pixel are very small, it may be difficult to detect the potential of the electrode, which is a problem as an input device of the portable terminal device according to the present invention which requires reliable data input. was there.
Furthermore, since the fingerprint input device reads while scanning the output of the pixels arranged in a matrix, there is a time difference between the time when the fingertip is placed on a plane as an operation related to data input and the time when data is actually input. There was a problem.
[0007]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide, as an input device of a portable terminal device, an input device that can be formed on the same substrate as an information processing device and an image display device. An object of the present invention is to provide a thin and lightweight portable terminal device.
Another object of the present invention is to provide a portable terminal device which is excellent in portability, because data can be inputted only with the input device as an input device of the portable terminal device, and a separate device for assisting the input is not required. I do.
Another object is to provide a portable terminal device capable of reliably inputting data.
It is still another object to provide a mobile terminal device that does not cause a time difference between a time for performing an operation related to data input and a time for actually performing data input.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a portable terminal device according to the present invention includes a portable terminal device including an image display device, an information processing device, and an input device, wherein the input device includes an insulating layer having a flat surface, An electrode disposed on the back surface of the layer and having an area approximately equal to that of a fingertip, and a detection circuit connected to the electrode and outputting a digital value corresponding to the potential of the electrode, the image display device, and the information The processing device and the input device are formed on the same substrate.
Here, the detection circuit outputs a digital value of ON or OFF to the information processing device according to the magnitude of the capacitance of the electrode that changes when a fingertip contacts or approaches a plane of the insulating layer. Things.
Further, the detection circuit may include a P-channel transistor, a gate of which is connected to the electrode, and a source connected to the power supply for detection.
In the detection circuit, when the fingertip contacts or approaches the plane of the insulating layer, the potential difference between the source voltage Vs and the gate voltage Vg in the P-channel transistor becomes equal to or greater than a threshold voltage, while the fingertip is When not contacting or approaching the plane of the layer, the thickness and / or the constituent material of the insulating layer may be adjusted so that the potential difference is equal to or lower than the threshold voltage.
Further, the image display device can be configured by an organic EL display device including a pixel circuit including a thin film transistor and a peripheral circuit, and the information processing device is configured by a processor including a thin film transistor. And the input device may further include a capacitance detection circuit including a thin film transistor.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the portable terminal device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the mobile terminal device of the present embodiment includes an image display device 1, an
[0010]
Here, the details of the
[0011]
The voltage Vg applied to the gate of the P-
The input device described above can be manufactured by a semiconductor manufacturing process. That is, the P-
[0012]
The details of the
[0013]
Further, details of the image display device 1 will be described with reference to FIG. The image display device includes, for example, the organic EL display shown in FIG. In the figure,
[0014]
FIG. 5 shows an embodiment of a pixel formed on the
[0015]
FIG. 6 is a diagram showing the portable terminal device 10 of the present embodiment in which the image display device 1, the
[0016]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, as the input device of the portable terminal device, the input device that can be manufactured by the semiconductor manufacturing process is provided, so that the input device is provided on the same substrate as the information processing device and the image display device. Accordingly, a thin and lightweight portable terminal device can be provided.
Further, according to the present invention, as the input device of the portable terminal device, data can be input only by the input device, and a portable terminal device having excellent portability is provided because a separate device for assisting the input is not required. It becomes possible.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a portable terminal device capable of reliably inputting data.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a mobile terminal device that does not cause a time difference between a time for performing an operation related to data input and a time for actually performing data input.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an input device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an information processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an image display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a structure of a pixel of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a portable terminal device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (10)
前記入力装置は、平面を有する絶縁層と、前記絶縁層の裏面に配置され指先と同程度の面積を有する電極と、前記電極に接続され前記電極の電位に対応したデジタル値を出力する検出回路とを備えてなり、
前記画像表示装置と、前記情報処理装置と、前記入力装置とが同一基板上に形成されてなることを特徴とする携帯端末装置。In a portable terminal device including an image display device, an information processing device, and an input device,
The input device includes an insulating layer having a flat surface, an electrode disposed on a back surface of the insulating layer, having an area approximately equal to a fingertip, and a detection circuit connected to the electrode and outputting a digital value corresponding to a potential of the electrode. And
The portable terminal device, wherein the image display device, the information processing device, and the input device are formed on the same substrate.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003155892A JP2004361990A (en) | 2003-05-30 | 2003-05-30 | Mobile terminal device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Country Status (1)
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2003
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Legal Events
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