[go: up one dir, main page]

JP2023038129A - 検出装置、及び検出装置の駆動方法 - Google Patents

検出装置、及び検出装置の駆動方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2023038129A
JP2023038129A JP2021145066A JP2021145066A JP2023038129A JP 2023038129 A JP2023038129 A JP 2023038129A JP 2021145066 A JP2021145066 A JP 2021145066A JP 2021145066 A JP2021145066 A JP 2021145066A JP 2023038129 A JP2023038129 A JP 2023038129A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection
electrode
proximity sensor
voltage
coordinates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021145066A
Other languages
English (en)
Inventor
史掘 中野
Fumihoru Nakano
直樹 高田
Naoki Takada
貴之 中西
Takayuki Nakanishi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Display Inc filed Critical Japan Display Inc
Priority to JP2021145066A priority Critical patent/JP2023038129A/ja
Priority to CN202211059721.0A priority patent/CN115756210B/zh
Priority to US17/900,327 priority patent/US11693509B2/en
Publication of JP2023038129A publication Critical patent/JP2023038129A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/047Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using sets of wires, e.g. crossed wires
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04108Touchless 2D- digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface without distance measurement in the Z direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

【課題】ホバー検出の精度を改善される検出装置を提供すること。【解決手段】検出装置であって、検出装置であって、行方向及び列方向に配列され、近接する対象物を検出する複数の検出電極と、前記複数の検出電極のそれぞれに接続された複数の配線と、前記複数の配線と接続され、複数の検出期間によって前記複数の検出電極の電圧を検出する検出回路と、前記検出回路に接続され、前記検出回路が検出した前記複数の検出電極の電圧を用いて、前記近接する対象物の位置を算出する演算回路と、を有し、前記検出回路は、前記複数の検出電極の中から行方向及び列方向に相互に隣接する一組の検出電極を検出単位とし、前記複数の検出期間は連続して出現し、前記複数の検出期間の連続において、前記検出期間ごとに、行方向に1行、又は、列方向に1列、前記検出単位に含まれる前記検出電極を異ならせる。【選択図】図1

Description

本発明は、検出装置、及び検出装置の駆動方法に関する。
ユーザが表示装置に対して情報を入力するためのインターフェースとして、タッチパネルや近接センサが知られている。タッチパネルや近接センサを表示装置に備えることで、操作者は操作者自身の指、または、タッチペンを用いて、画面上に表示される入力ボタンやアイコンなどを操作することができる。近接センサを備える表示装置は、操作者自身の指を画面に触れさせない状態で、例えば、操作者自身の指の近接状態を検出する、所謂、ホバー検出(近接検出)の機能を備える。
例えば、ホバー検出の機能を備える表示装置は、ホバー検出可能な電極を複数備えている。以降の説明において、ホバー検出の機能を備える表示装置、又は、ホバー検出の機能を備える装置は、まとめて、検出装置と呼ばれ、ホバー検出可能な電極は検出電極と呼ばれる。近年、検出電極を複数束ねることによってホバー検出の感度を向上させる検出装置が開発されている(特許文献1)。
特開2015-166921号公報
検出装置では、検出装置内における検出電極の位置によって、ホバー検出の精度が異なることが知られている。近年では、ホバー検出の精度が異なることに伴い、ホバー検出の検出精度の低下が課題となっている。
本発明の一実施形態では、上記問題に鑑み、ホバー検出の精度を改善される検出装置を提供することを目的の一つとする。
検出装置であって、行方向及び列方向に配列され、近接する対象物を検出する複数の検出電極と、前記複数の検出電極のそれぞれに接続された複数の配線と、前記複数の配線と接続され、複数の検出期間によって前記複数の検出電極の電圧を検出する検出回路と、前記検出回路に接続され、前記検出回路が検出した前記複数の検出電極の電圧を用いて、前記近接する対象物の位置を算出する演算回路と、を有し、前記検出回路は、前記複数の検出電極の中から行方向及び列方向に相互に隣接する一組の検出電極を検出単位とし、前記複数の検出期間は連続して出現し、前記複数の検出期間の連続において、前記検出期間ごとに、行方向に1行、又は、列方向に1列、前記検出単位に含まれる前記検出電極を異ならせる。
行方向及び列方向に配列され、近接する対象物を検出する複数の検出電極と、前記複数の検出電極のそれぞれに接続された複数の配線と、前記複数の配線と接続される検出回路と、前記検出回路に接続される演算回路と、を有する検出装置の駆動方法であって、前記複数の検出電極の中から行方向及び列方向に相互に隣接する一組の検出電極を検出単位として、複数の検出期間によって前記複数の検出電極の電圧を検出し、前記検出した前記複数の検出電極の電圧を用いて、前記近接する対象物の位置を算出し、前記複数の検出期間は連続して出現し、前記複数の検出期間の連続において、前記検出期間ごとに、行方向に1行、又は、列方向に1列、前記検出単位に含まれる前記検出電極を異ならせる。
本発明の一実施形態に係る検出装置の構成を示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置の構成を示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置が有する機能構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置が有する機能構成を示す平面図である。 自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る表示パネルの模式的な端部断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示パネルの画素の構成を示す等価回路図である。 本発明の一実施形態に係る画素のレイアウトの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る画素の模式的な端部断面図である。 本発明の一実施形態に係る検出電極、電極接続回路、及び検出回路の構成を示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る検出装置の構成(ユニット0(unit0))を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置の構成(ユニット1(unit1))を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置の構成(ユニット2(unit2))を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置の構成(ユニット3(unit3))を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るバンドルスキャン0における検出対象物と検出装置の位置関係の一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るバンドルスキャン1における検出対象物と検出装置の位置関係の一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るバンドルスキャン2における検出対象物と検出装置の位置関係の一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るバンドルスキャン3における検出対象物と検出装置の位置関係の一例を説明するための図である。 本発明の第2実施形態に係る検出装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第2実施形態に係る検出装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る検出装置の駆動方法のステップ413(S413)を説明するための図である。 本発明の第2実施形態に係る検出装置の駆動方法のステップ415(S415)を説明するための図である。 本発明の第2実施形態に係る検出装置の駆動方法のステップ415(S415)を説明するための図である。 本発明の第2実施形態に係る検出装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る検出装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る検出装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第3実施形態に係る検出装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第3実施形態に係る検出装置の駆動方法のうち、バンドルスキャン4(bandlescan4)を説明するための図である。 本発明の第3実施形態に係る検出装置の駆動方法のうち、バンドルスキャン5(bandlescan5)を説明するための図である。 本発明の第3実施形態に係る検出装置の駆動方法のうち、バンドルスキャン6(bandlescan6)を説明するための図である。 本発明の第3実施形態に係る検出装置の駆動方法のうち、バンドルスキャン7(bandlescan7)を説明するための図である。 本発明の第3実施形態に係る検出装置の駆動方法のうち、バンドルスキャン8(bandlescan8)を説明するための図である。 本発明の第3実施形態に係る検出装置の駆動方法の各バンドルスキャンにおける検出電極のサイズ比の一例を示す図である。 本発明の第4実施形態に係る検出電極、電極接続回路、及び検出回路の構成を示す模式的な平面図である。 本発明の第5実施形態に係る検出電極、電極接続回路、及び検出回路の構成を示す模式的な平面図である。 本発明の第6実施形態に係る検出装置の構成を示す模式的な平面図である。 本発明の第6実施形態に係る検出装置が有する機能構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置の模式的な端部断面図である。
以下、本発明の実施形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の構成等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。さらに、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号(または数字の後にA、B、a、bなどを付した符号)を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。なお、各要素に対する「第1」、「第2」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
<1.第1実施形態>
<1-1.検出装置10のハードウェア構成>
図1は本発明の一実施形態に係る検出装置10の一例を示す模式的な平面図である。図2は本発明の一実施形態に係る表示パネル600の一例を示す模式的な平面図である。図1及び図4に示される検出装置10のハードウェア構成は、一例であって、検出装置10のハードウェア構成は、図1及び図2に示される構成に限定されない。
図1または図2に示すように、検出装置10は、フレキシブルプリント基板150、電極選択回路300、検出回路400、演算回路500、及び表示パネル600を有する。
表示パネル600、及び演算回路500は、フレキシブルプリント基板150を用いて、電気的に接続される。検出回路400はフレキシブルプリント基板150上に設けられる。
表示パネル600は、基板20、対向基板100、表示部122、近接センサ部124、周辺部126、制御回路200、配線210、配線212、配線213、配線214、配線216、及び電極選択回路300を有する。
基板20、及び対向基板100は、基板20と対向基板100の間に設けられるシール部(図示は省略)で貼り合わせられる。シール部は周辺部126に設けられる。表示部122、近接センサ部124、及び周辺部126は、基板20上に設けられる。配線210、配線212、配線213、配線214、及び配線216は、基板20上に配置される。
表示部122、及び近接センサ部124は、対向基板100と周辺部126に囲まれている。表示部122には、複数の画素220が、左右方向(行方向、X方向)及び上下方向(列方向、Y方向)にマトリクス状に配置される。複数の画素220のそれぞれは、配線210、及び配線212を用いて、制御回路200、及び電極選択回路300に電気的に接続される。近接センサ部124には、複数の検出電極180が、左右方向(行方向、X方向)及び上下方向(列方向、Y方向)にマトリクス状に配置される。複数の検出電極180のそれぞれは、配線214を用いて、電極選択回路300に電気的に接続される。
詳細は後述するが、本発明の一実施形態に係る検出装置10では、検出対象物を検出するための1つの近接センサHS(図10)は、複数の検出電極180のうち、k(kは正の整数)個の電極を用いて構成される。本発明の一実施形態に係る検出装置10は、k個の電極を用いて構成される近接センサHSを複数個用いて、検出対象物を検出する。本発明の一実施形態では、例えば、係数kは4である。検出装置10では、検出対象物は、「近接する対象物」と呼ばれる。近接センサHSは、複数の検出電極180の中から行方向及び列方向に相互に隣接する一組の検出電極(k=4の場合は4個の検出電極)を検出単位とし、検出対象物の電圧(電圧の変化)を検出する。
制御回路200は、例えば、COG(Chip on Glass)方式、COF(Chip on Film)方式で配線213及び配線216に電気的に接続される。また、制御回路200は、配線213を用いて、電極選択回路300に電気的に接続される。制御回路200、及び電極選択回路300は、配線216を用いて、複数の端子(図示は省略)に電気的に接続される。端子部(図示は省略)には、複数の端子が配置される。複数の端子は、フレキシブルプリント基板150に電気的に接続される。制御回路200、電極選択回路300、及び端子部は、Y方向において対向基板100から露出する基板20の上に配置される。
複数の画素220の配列は、例えば、ストライプ配列である。複数の画素220のそれぞれは、例えば、副画素R、副画素G、副画素Bに対応してよい。1つの画素が3つの副画素で形成されてもよい。画素220は、表示部122で再現される画像の一部を構成する最小単位である。各副画素には表示素子が1つ備えられる。表示素子は、例えば、液晶素子、有機エレクトロルミネセンス(EL)素子などである。本実施形態の例では、表示素子は液晶素子240(図7)である。副画素が対応する色は液晶素子240、又は副画素上に設けられるカラーフィルタ(図示は省略)の特性によって決定される。
ストライプ配列では、副画素R、副画素G、副画素Bが互いに異なる色を与えるように構成することができる。例えば、副画素R、副画素G、副画素Bにそれぞれ、赤色、緑色、青色の3原色を発するカラーフィルタ層90(図5)を備えることができる。3つの副画素のそれぞれに任意の電圧又は電流が供給され、表示パネル600は画像を表示することができる。
例えば、ソース配線222は、配線212に接続され、Y方向に延びており、Y方向に配置される複数の画素220に接続される。例えば、ゲート配線224は、配線210に接続され、X方向に延びており、X方向に配置される複数の画素220に接続される。
<1-2.検出装置10が有する機能構成>
図3及び図4は本発明の一実施形態に係る検出装置10が有する機能構成を示す平面図である。図3及び図4に示される検出装置10が有する機能構成は、一例であって、検出装置10が有する機能構成は、図3及び図4に示される構成に限定されない。図1及び図2と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。
本発明の一実施形態に係る検出装置10は、表示動作、及び近接検出動作を行うことができる。この場合、制御回路200は、表示部122を用いて画像を表示する表示動作、及び、近接センサ部124を用いて検出対象物490の位置を検出する近接検出動作を実行することができる。例えば、本発明の一実施形態に係る検出装置10では、表示動作、及び近接検出動作は時分割で実行されてよく、表示動作、または近接検出動作の何れか一方が実行されてもよい。
本発明の一実施形態に係る検出装置10では、近接センサ部124に含まれる複数の近接センサHS(図10)を用いて、自己静電容量方式で近接検出動作を実行することができる。本発明の一実施形態に係る検出装置10では、近接検出動作は、検出対象物490と検出面102が離れて検出されるホバー検出動作(非接触検出)であってよく、検出対象物と検出面102が接触して検出されるタッチ検出(接触検出)であってもよい。具体的には、本発明の一実施形態に係る検出装置10では、タッチ検出は、検出対象物490が検出面102に接触した状態、または接触した状態と同様に近接した状態(接触状態)において、検出対象物490の位置を検出することを表す。また、ホバー検出は、検出対象物490が検出面102に接触していない状態または接触と同様には近接していない状態(非接触状態)において、検出対象物490の位置または動作を検出することを表す。なお、本発明の一実施形態に係る検出装置10では、検出面102は表示面と同様である。
近接検出動作では、検出装置10は、複数の検出電極180(図2)のそれぞれの初期状態の電圧を含む初期信号Vini1を検出するベースラインスキャン、及び、検出対象物490が近接したとき複数の検出電極180(図2)のそれぞれの電圧を含む検出信号Vdet1を、検出電極180を複数個束ねることによって検出するバンドルスキャンを実行する。近接検出動作における、ベースラインスキャン、及びバンドルスキャンの詳細は後述するが、例えば、検出装置10は、ベースラインスキャン、及びバンドルスキャンをそれぞれ4回実行する。検出装置10は、例えば、ベースラインスキャン0~3及びバンドルスキャン0~3を、時分割で実行する。
本発明の一実施形態に係る検出装置10のベースラインスキャン、及びバンドルスキャンでは、検出装置10に対して、Y方向、X方向のオーバーラップスキャンが実行される。本発明の一実施形態に係る検出装置10では、複数の検出電極180を含む近接センサHS用いて、複数回のバンドルスキャンの前後のスキャンを比較すると複数の検出電極180の一部を重複してスキャンするオーバーラップスキャンが実行されるように制御される。その結果、検出対象物490が、複数の近接センサHSにわたって検出されることを抑制し、検出対象物490の検出位置座標の検出精度を改善することができる。
<1-2-1.制御回路200の機能構成>
図3に示すように、制御回路200は、ゲートドライバ12、ソースドライバ13及び駆動電極ドライバ14を有する。制御回路200は、例えば、演算回路500から映像制御信号Vdispを供給される。制御回路200は、映像制御信号Vdispを用いて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14、電極選択回路300及び検出回路400に制御信号を供給し、表示動作と近接検出動作を制御する回路である。
ゲートドライバ12は、制御回路200から供給される制御信号を用いて、表示部122に含まれる複数の画素220(図2)に接続されるゲート配線に走査信号Vscanを供給する回路である。例えば、ゲートドライバ12は、表示動作の対象となるゲート配線を順次又は同時に選択する。
ソースドライバ13は、表示部122に含まれる複数の画素220(図2)に接続されるソース配線に、複数の画素220のそれぞれに対応する画像信号Vpixを供給する回路である。なお、ソースドライバ13の機能の一部は、表示パネル600に搭載されてもよい。この場合、制御回路200は画像信号Vpixを生成し、生成された画像信号Vpixがソースドライバ13に供給されてもよい。
駆動電極ドライバ14は、例えば、表示動作では、電極選択回路300を介して、表示パネル600の共通電極となる検出電極180に制御信号Vcomを供給する回路である。また、駆動電極ドライバ14は、例えば、近接検出動作では、電極選択回路300を介して、表示パネル600の検出電極180に、制御信号Vhsを供給する回路である。
<1-2-2.電極選択回路300の機能構成>
図1~図3に示すように、電極選択回路300は、近接センサ部124と検出回路400の間に配置される。電極選択回路300は、制御回路200(駆動電極ドライバ14)から検出回路400を介して供給される制御信号Vhsを用いて、近接検出動作の対象となる検出電極180(図2)と検出回路400との接続と遮断とを切り換える回路である。例えば、1つの近接センサHSが、4個(係数kが4)の検出電極180を用いて構成される場合、電極選択回路300は、近接センサ部124に含まれる複数の検出電極180のうち、X方向及びY方向に互いに隣接する4個の検出電極180の接続と遮断とを切り換え、電極選択回路300は、複数の近接センサHSのそれぞれに対して、対応する4個の検出電極180の接続と遮断とを切り換える。例えば、検出装置10は、時分割でバンドルスキャン0~バンドルスキャン3のそれぞれを実行し、各バンドルスキャンにおいて、1つの近接センサHSに対応する第1の検出電極、第2の検出電極、第3の検出電極及び第4の検出電極のそれぞれを時分割で個別にスキャンさせるように、4個の検出電極180と検出回路400に含まれる検出信号増幅回路410との接続と遮断とを切り換えることができる。また、例えば、検出装置10は、時分割でバンドルスキャン0~バンドルスキャン3のそれぞれを実行し、各バンドルスキャンにおいて1つの近接センサHSに対応する4個の検出電極180の全てを同時に駆動させるように4個の検出電極180と検出回路400に含まれる検出信号増幅回路410との接続と遮断とを切り換えることができる。
検出電極180のそれぞれは、検出対象物490(図6)の接触又は近接を検出し、検出信号Vdetを、電極選択回路300に供給する。電極選択回路300は、複数の近接センサHSのそれぞれに対して、対応する検出電極180のそれぞれの検出信号Vdet1を用いて検出信号Vdet2を生成する。電極選択回路300は、複数の近接センサHSのそれぞれに対して生成された複数の検出信号Vdet2を検出回路400に供給する。
本発明の一実施形態では、ベースラインスキャンにおいて検出電極180のそれぞれによって検出される検出信号は、初期信号Vini1と呼ばれ、複数の近接センサHSのそれぞれに対して生成される検出信号は、初期信号Vini2と呼ばれる。
<1-2-3.検出回路400の機能構成>
近接検出動作では、図3に示すように、検出回路400は、駆動電極ドライバ14から制御信号Vhsを供給され、表示パネル600(電極選択回路300)から検出信号Vdet2及び初期信号Vini2を供給される。検出回路400は、制御信号Vhs、及び検出信号Vdet2または初期信号Vini2を用いて、検出面102に近接した検出対象物490を検出する回路である。
図4に示すように、検出回路400は、検出信号増幅回路410、AD変換回路420、信号処理回路430、及び検出タイミング制御回路440を有する。検出タイミング制御回路440は、制御回路200(駆動電極ドライバ14)から供給される制御信号Vhsを用いて、検出信号増幅回路410、AD変換回路420、及び信号処理回路430を同期して動作するように制御する。
検出回路400(検出信号増幅回路410)は、電極選択回路300を介して、複数の近接センサHSのそれぞれに対して生成された複数の検出信号Vdet2及び初期信号Vini2を、シリアルに供給される。検出信号増幅回路410は、制御回路200及び検出タイミング制御回路440を介して、制御信号Vhsを供給される。検出信号増幅回路410は、複数の検出信号Vdet2、初期信号Vini2、及び制御信号Vhsを用いて、制御信号Vhsに同期して、複数の検出信号Vdet2及び複数の初期信号Vini2を増幅する。検出信号増幅回路410は、複数の検出信号Vdet2及び複数の初期信号Vini2を増幅すると共に、例えば、複数の検出信号Vdet2及び複数の初期信号Vini2のノイズを抑制するように構成されてもよい。
AD変換回路420は、制御信号Vhsに同期したタイミングで、検出信号増幅回路410から、シリアルに供給される複数のアナログ信号のそれぞれをサンプリングし、デジタル信号に変換する。AD変換回路420は、生成された複数のデジタル信号をシリアルに信号処理回路430に供給する。本発明の一実施形態に係る検出装置10では、複数の検出信号Vdet2及び複数の初期信号Vini2を読み出すための読み出し回路が備えられてよく、読み出し回路がAD変換回路420を含んでもよい。
信号処理回路430は、例えば、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、揮発メモリ、及び不揮発性メモリを含む。信号処理回路430は、制御信号Vhsに同期して、AD変換回路420から供給される複数のデジタル信号に含まれるデータを演算処理し、複数の出力信号Vout及び複数の初期出力信号Voutbをシリアルに演算回路500に供給する。信号処理回路430は、デジタルシグナルプロセッサに含まれる乗算器及び加算器を用いて、当該複数のデジタル信号に含まれるデータの演算処理を高速化することができる。例えば、信号処理回路430は、当該複数のデジタル信号に含まれるノイズを除去し、複数のデジタル信号の波形を成形することができる。本発明の一実施形態では、出力信号Voutは、ローデータ(RawData)と呼ばれる。
なお、検出回路400は、制御回路200と同じ集積回路(IC)に設けられ、当該集積回路がフレキシブルプリント基板150上に電気的に接続されてもよい。この場合、制御回路200は、基板20上ではなくフレキシブルプリント基板150上に配置される。
<1-2-4.演算回路500の機能構成>
図4に示すように、演算回路500は、信号処理回路510、座標算出回路520、差分値算出回路530、及び比較判定回路540を有する。詳細は後述するが、演算回路500は、検出回路400から供給される制御信号Hintに同期して、信号処理回路430から供給される複数の出力信号Vout及び複数の初期出力信号Voutbを用いて、例えば、検出対象物の位置を算出すること、検出対象物の有無を判定すること、バンドルスキャンを打ち切るか否かを判定することを実行する。
信号処理回路510は、信号処理回路430と同様の構成及び機能を有する。信号処理回路510は、制御信号Hintに同期して、複数の出力信号Vout及び複数の初期出力信号Voutbに含まれるデータを演算処理する。信号処理回路510は、信号処理回路430と同様に、乗算器及び加算器を用いて、当該複数の出力信号Vout及び複数の初期出力信号Voutbに含まれるデータの演算処理を高速化することができる。例えば、信号処理回路510は、当該複数の出力信号Vout及び複数の初期出力信号Voutbに含まれるノイズを除去し、当該複数の出力信号Vout及び複数の初期出力信号Voutbの波形を成形することができる。
座標算出回路520は、制御信号Hintに同期して、複数の出力信号Vout及び複数の初期出力信号Voutbを用いて、検出対象物490の座標を算出する回路である。算出された座標は、例えば、差分値算出回路530、比較判定回路540に供給される。
差分値算出回路530は、制御信号Hintに同期して、複数の出力信号Vout及び複数の初期出力信号Voutbを用いて、それぞれ対応する出力信号Voutと初期出力信号Voutbの差分信号(絶対値|ΔV|)を生成する。差分値算出回路530は、生成された複数の絶対値|ΔV|を比較判定回路540に供給する。
比較判定回路540は、制御信号Hintに同期して、複数の絶対値|ΔV|を用いて、検出対象物490の有無(存在状態または非存在状態)を判定する。例えば、比較判定回路540は、絶対値|ΔV|を所定の閾値電圧(Vth)と比較し、当該絶対値|ΔV|が閾値電圧(Vth)未満であれば、検出対象物が無し(非存在状態)であると判定する。比較判定回路540は、絶対値|ΔV|を所定の閾値電圧(Vth)と比較し、当該絶対値|ΔV|が閾値電圧(Vth)以上であれば、検出対象物が有り(存在状態)であると判定する。比較判定回路540は、検出対象物が有り(存在状態)であると判定すると、バンドルスキャンを打ち切るか否かを判定する。
なお、比較判定回路540は、制御信号Hintに同期して、複数の絶対値|ΔV|の総和(Sum(複数の絶対値|ΔV|))を算出し、Sum(複数の絶対値|ΔV|)を所定の閾値電圧(Vth)と比較し、Sum(複数の絶対値|ΔV|)が閾値電圧(Vth)未満であれば、検出対象物が無し(非存在状態)であると判定してよく、Sum(複数の絶対値|ΔV|)を所定の閾値電圧(Vth)と比較し、当該Sum(複数の絶対値|ΔV|)が閾値電圧(Vth)以上であれば、検出対象物が有り(存在状態)であると判定してもよい。比較判定回路540は、検出対象物が有り(存在状態)であると判定すると、バンドルスキャンを打ち切るか否かを判定する。
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る検出装置10は、検出対象物490と検出面102の接触状態及び非接触状態を検出し、検出対象物490の座標を算出し、検出対象物490の位置を精度よく算出することができる。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>
図5は、本発明の一実施形態に係る自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例を説明するための図である。図5に示される検出装置10の構成は一例であって、検出装置10の構成は、図5に示される構成に限定されない。図1~図4と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。
図5に示すように、例えば、電極選択回路300はスイッチ411及びスイッチ412を含む。表示パネル600は検出面102を有する対向基板100、及び静電容量C1を有する検出電極180を含む。検出信号増幅回路410に含まれる増幅回路415は、アナログアンプ414、静電容量C3、スイッチ413を含む。スイッチ411は、検出電極180に電気的に接続され、スイッチ412は、検出電極180とアナログアンプ414の間に電気的に接続される。スイッチ413及び静電容量C3は、アナログアンプ414の一方の入力端子と出力端子の間に電気的に接続される。アナログアンプ414の他方の入力端子は、基準電圧Vrefを供給されている。
例えば、検出対象物490の無い非存在状態において、スイッチ411、スイッチ412、及びスイッチ413がオンされ、交流矩形波Vsig及び検出信号増幅回路410に含まれる増幅回路415に基準電圧Vrefが供給され、増幅回路415がリセットされる。
続いて、例えば、検出対象物490の無い非存在状態において、スイッチ411及びスイッチ412がオンされ、所定の周波数の交流矩形波Vsigが、静電容量C1を有する検出電極180に供給されると、静電容量C1に応じた電流が検出電極180に流れる。交流矩形波Vsigに応じた電圧の変動が検出信号Vdetであり、検出信号Vdetが増幅回路415に入力される。検出対象物490の無い非存在状態において出力される検出信号Vdetは、ベースラインスキャンにおいて検出される初期信号Vini1または初期信号Vini2に相当する。初期信号Vini1または初期信号Vini2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、初期出力信号Voutbとして出力される。所定の周波数は、例えば、数kHz以上数百kHz以下の周波数である。
次に、検出対象物490の有る存在状態では、検出対象物490と検出電極180の間の静電容量C2が、検出電極180の静電容量C1に加わる。静電容量C2は、検出対象物490と検出電極180の距離Dに応じて変化する。検出対象物490の有る存在状態において、スイッチ411及びスイッチ412がオンされ、交流矩形波Vsigが検出電極180に供給されると、静電容量C1及び静電容量C2に応じた電流が検出電極180に流れる。交流矩形波Vsigに応じた電圧の変動が検出信号Vdetであり、検出信号Vdetが増幅回路415に入力される。検出対象物490の有る存在状態において出力される検出信号Vdetは、バンドルスキャンにおいて検出される検出信号Vdet1または検出信号Vdet2に相当する。検出信号Vdet1または検出信号Vdet2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、出力信号Voutとして出力される。
本発明の一実施形態に係る検出装置10は、存在状態での出力信号Voutと非存在状態での初期出力信号Voutbの差分の絶対値|ΔV|を用いて、検出対象物490の座標(位置)を算出することができる。
<1-4.表示パネル600の構成>
図6は、本発明の一実施形態に係る表示パネル600の模式的な端部断面図であり、図1に示されるA1とA2によって示される領域な端部断面図である。図7は、表示パネル600に含まれる画素220の構成を示す等価回路図である。図8は、画素220のレイアウトの一例を示す図である。図9は、画素220の模式的な端部断面図であり、図8に示す画素220のレイアウトのB1とB2によって示される領域の端部断面図である。図6~図9に示される表示パネル600の構成は一例であって、表示パネル600の構成は、図6~図9に示される構成に限定されない。図1~図5と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。
表示パネル600は、基板20、TFTアレイ層30、検出電極層40、接続配線層50、第1の配向膜60、液晶層70、第2の配向膜80、カラーフィルタ層90、及び対向基板100を有する。
TFTアレイ層30は、複数のトランジスタ170、容量素子、抵抗素子、及び配線を含む。TFTアレイ層30は、基板20の上に配置される。検出電極層40は、有機膜42、検出電極180、及び配線214を含む。検出電極層40は、TFTアレイ層30の上に配置される。検出電極180、及び配線214は同一層に配置され、検出電極180は配線214に接続される。有機膜42は、第3開口部56を有し、検出電極180、及び配線214を覆っている。
接続配線層50は、有機膜57、第1の接続配線55を有する。第1の接続配線55は、第3開口部56を介して、検出電極180に電気的に接続される。有機膜57は、第1の接続配線55を覆っている。画素220の画素電極62は、検出電極層40と接続配線層50の間に配置され、有機膜57の上に配置される。第1の配向膜60は、画素電極62を覆い、有機膜57の上に配置される。
カラーフィルタ層90は、基板20が対向する対向基板100の上に配置される。第2の配向膜80は、カラーフィルタ層90に対して対向基板100が設けられる側と反対側に配置される。液晶層70は、第1の配向膜60と第2の配向膜80の間に挟持される。
図7に示すように、画素220は、例えば、トランジスタ230、保持容量238、及び液晶素子240などの素子を含む。トランジスタ230はゲート電極232、ソース電極234、及びドレイン電極236を含む。ゲート電極232はゲート配線224に接続されている。ソース電極234はソース配線222に接続されている。ドレイン電極236は保持容量238及び液晶素子240に接続されている。ドレイン電極236とソース電極234が互いに切り替わってもよく、それぞれの電極のソースとしての機能とドレインとしての機能とが入れ替わってもよい。
図8に示す画素220は、FFS(Fringe Field Switching)モードまたはIPS(In Plane Switching)モードに適用可能な構成である。画素220を有する表示パネル600では、検出電極180と画素電極62の間に横電界(例えば、フリンジ電界のうちの基板20の主面(上面)に平行または略平行な電界)が形成される。表示パネル600では、横電界を主に利用して液晶層70に含まれる液晶分子の配向が制御される。
画素220は、トランジスタ170、ソース配線222(ソース電極234)、ゲート配線224(ゲート電極232)、ドレイン電極236、及び画素電極62を含む。トランジスタ170は、半導体膜32、ゲート電極232、ソース電極234及びドレイン電極236、第1開口部39a及び第1開口部39bを含む。ソース電極234は、第1開口部39aを介して、半導体膜32と電気的に接続されている。ドレイン電極236は、第1開口部39bを介して、半導体膜32と電気的に接続されている。画素電極62は、第2開口部194を介して、ドレイン電極236と電気的に接続されている。ドレイン電極236、検出電極180、及び、平坦化膜31(図9)を用いて、容量素子が形成されている。検出電極180、第1の接続配線55(図9)、画素電極62、有機膜57(図9)、及び、有機膜42(図9)を用いて、容量素子が形成されている。ソース電極234は、ソース配線222a(ソース電極234a)に電気的に接続されている。ソース配線222b(ソース電極234b)は隣接する画素のソース配線である。ゲート電極232は、ゲート配線224に電気的に接続されている。
画素電極62には、複数のスリット138aが設けられている。画素電極62と検出電極180のそれぞれに電圧が供給されると、複数のスリット138aを介して、画素電極62と検出電極180の間に横電界(例えば、フリンジ電界のうちの基板20の主面(上面)に平行または略平行な電界)が形成される。液晶層70に含まれる液晶素子の配向が、横電界によって制御される。その結果、表示パネル600は画像を表示することができる。
図8に示す画素のレイアウトでは、一例として、U字型の形状を有する半導体膜32がゲート電極232と交差する。なお、半導体膜32の形状は図8に示す形状に限定されない。トランジスタ170を形成する半導体膜32の形状はL字型であってよく、I字型であってもよい。また、トランジスタ170の構造は、ダブルゲート構造に限定されない。トランジスタ170の構造は、シングルゲート構造であってよく、ソース電極とドレイン電極との間に2つ以上のチャネルが直列または並列に配列するようにゲート電極が備えられたマルチゲート構造であってもよい。また、トランジスタ170において、半導体膜32を形成する材料は、例えば、ポリシリコン、モルファスシリコン又は酸化物半導体が挙げられる。
本発明の一実施形態に係る検出装置10では、近接検出動作のとき、検出電極180は、近接センサHS(図10)を構成する電極の1つである。
図9を用いて、表示パネル600の作製方法を説明する。表示パネル600の作製方法では、表示パネルの作製において用いられるフォトリソグラフィー技術を適用することができる。なお、表示パネル600の作製方法では、フォトリソグラフィー技術に限らず、本発明の技術分野で通常使用される作成方法を適用することができる。
TFTアレイ層30が、基板20の上に形成されている。TFTアレイ層30は、下地膜106、半導体膜32、ゲート絶縁膜33、ゲート配線224(ゲート電極232)、層間膜35、ソース配線222(ソース電極234)、ドレイン電極236、第1開口部39a及び第1開口部39b、及び平坦化膜31を含む。TFTアレイ層30に、トランジスタ170、及び容量素子が形成されている。
TFTアレイ層30の形成方法、トランジスタ170及び容量素子の構造、それぞれの膜、層、及び各部材は、本発明の技術分野で通常使用されている方法、部材を採用することができる。例えば、平坦化膜31を形成する材料は、ポリイミド系またはアクリル系の樹脂を用いることができる。ポリイミド系またはアクリル系の樹脂を用いることで、光を十分に透過することができる。
平坦化膜31の上に、検出電極層40が形成される。検出電極層40は、配線214(図1)、検出電極180、及び有機膜42から構成される。配線214、及び検出電極180が形成されたのちに、有機膜42が配線214、及び検出電極180を覆うように塗布される。配線214は検出電極180と同一層に形成される。有機膜42が各電極を覆うように塗布されることで、それぞれの電極がお互いに接触し導通することを防止する。有機膜42は、有機膜42よりも下の層の膜、配線、またはトランジスタを形成した際の凹凸を緩和する。よって、有機膜42の上に形成される膜またはパターンは平坦な面の上に形成される。
次に、有機膜42を開口する第3開口部56(図5)が形成される。第3開口部56を介して、配線214、検出電極180及び第1の接続配線55が電気的に接続される。有機膜42の上に、接続配線層50が形成される。接続配線層50は、第1の接続配線55、及び有機膜42から構成される。有機膜42の上に第1の接続配線55を形成した後に、第1の接続配線55、有機膜57、配線214及び検出電極180を貫通する開口部を形成する。有機絶縁膜47が第1の接続配線55と当該開口部を覆うように塗布される。
配線214、検出電極180及び第1の接続配線55を形成する材料は、透光性を有し、かつ、導電性を有することが好ましい。例えば、配線214、検出電極180及び第1の接続配線55を形成する材料は、ITO(IndiumTinOxide)、IZO(IndiumZincOxide)を用いることができる。Al、Ti、またはWに代表される導電性金属材料の薄い膜を用いてもよい。また、有機膜42、及び有機膜57を形成する材料は、平坦化膜31を形成する材料と同様の材料を用いることができる。
次に、第2開口部194が形成される。第2開口部194は、有機膜57を開口する。続いて、画素電極62が形成される。画素電極62は、第2開口部194を介して、ドレイン電極236に電気的に接続される。画素電極62を形成した後に、第1の配向膜60が画素電極62を覆うように塗布される。画素電極62を形成する材料は、例えば、検出電極180を形成する材料と同様の材料を用いることができる。また、第1の配向膜60を形成する材料は、例えば、ポリイミド系の樹脂を用いることができる。
以上説明した製造方法により、所謂、TFTアレイ側の基板を作製することができる。電極選択回路300、配線213、及び配線216は、TFTアレイ側の基板のTFTアレイ層30、接続配線層50、及び検出電極層40に設けられたトランジスタ、容量、抵抗、配線などを用いて形成される。
引き続き、所謂、対向側の基板の作製方法を説明する。対向側の基板は、対向基板100、カラーフィルタ層90、第2の配向膜80を有する。対向基板100の上に、カラーフィルタ層90形成したのちに、第2の配向膜80を塗布する。例えば、カラーフィルタ層90は塗布により全面に塗られた後に、フォトリソグラフィー技術により形成される。カラーフィルタ層90は、例えば、赤色カラーフィルタ層、緑色カラーフィルタ層、青色カラーフィルタ層を有する。第2の配向膜80を形成する材料は、例えば、第1の配向膜60を形成する材料と同様の材料を用いることができる。
対向基板100とカラーフィルタ層90の間に、絶縁膜が形成されてもよい。前記絶縁膜を形成することで、対向基板100の表面を平坦にすることができる。よって、前記絶縁膜の上に形成されるカラーフィルタ層90を平坦にすることができるため、隣接する画素同士の混色を抑制することができる。また、対向基板100の上、或いは、カラーフィルタ層90と第2の配向膜80との間に、遮光膜が形成されてもよい。遮光膜が形成された層は、可視光を遮断する役割を有し、また、隣接する画素同士の混色を抑制することもできる。
以上のような製造方法により、対向側の基板を作製することができる。
最後に、液晶層70が、TFTアレイ側の基板と対向側の基板の間に挟持される。例えば、シール材を用いて、液晶層70が、TFTアレイ側の基板と対向側の基板の間に挟まれ、TFTアレイ側の基板は対向側の基板に張り合わされる。さらに、偏光板を基板20と対向基板100の一方または両方に貼り合わせてもよい。このようにして、表示パネル600を製造することができる。
<1-5.検出装置10の駆動方法>
図10は、本発明の一実施形態に係る検出装置10の近接センサ部124、電極選択回路300、及び検出回路400の構成を示す模式的な平面図である。図11は、本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法を説明するためのフローチャートである。図12~図15は、検出装置10の駆動方法における、検出装置10の構成ユニット0(unit0)~ユニット3(unit3)を説明するための図である。図16は、本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法を説明するためのフローチャートである。図17~図20は、本発明の一実施形態に係るバンドルスキャン0(BandleScan0)~バンドルスキャン3(BandleScan3)のぞれぞれのスキャンにおける検出対象物と検出装置の位置関係の一例を説明するための図である。図10~図20に示される検出装置10の駆動方法は一例であって、検出装置10の駆動方法は、図10~図20に示される構成に限定されない。図1~図9と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。
本明細書及び図面において、検出電極180、または近接センサHSの座標が記載されている場合、説明の便宜上、図面の見やすさ等を考慮し、検出電極180、または近接センサHSの座標の記載を最小限にとどめている。
本発明の一実施形態に係る検出装置10は、図10~図20に示される検出装置10の駆動方法を用いて、近接検出動作を実行することができる。
図10は、図1に示す検出装置10において、主に、近接センサ部124、電極選択回路300、及び検出回路400を抜粋された平面図である。図1に示す検出装置10に対して、主に、近接センサ部124、電極選択回路300、及び検出回路400が、詳細に示されている。
近接センサ部124には、複数の検出電極180が配置されている。電極選択回路300は、マルチプレクサ310を有する。検出回路400は、検出信号増幅回路410を有する。検出信号増幅回路410は、複数の増幅回路415を有する。複数の検出電極180は、配線214を用いて、マルチプレクサ310に電気的に接続されている。マルチプレクサ310は、配線216を用いて、複数の増幅回路415に電気的に接続されている。検出電極180は配線214と同一の層に配置されるが、説明の便宜のため、配線214は検出電極180上を通るように記載されている。
図10に示す例では、複数の検出電極180は、m列n行のm×n個配置されている。係数m及び係数nは、正の整数である。また、図10に示す例では、複数の検出電極180のそれぞれの座標は(m,n)で表されるが、説明の便宜のため、座標の記載は最小限の記載にとどめている。例えば、図10の左上に位置する1列1行の検出電極180の座標は座標(1,1)で示され、1列2行の検出電極180の座標は座標(1,2)で示され、1列3行の検出電極180の座標は座標(1,3)で示され、1列n-2行の検出電極180の座標は座標(1,n-2)で示され、1列n-1行の検出電極180の座標は座標(1,n-1)で示され、1列n行の検出電極180の座標は座標(1,n)で示される。同様にして、図10の右上に位置するm列1行の検出電極180の座標は座標(m,1)で示され、図10の右下に位置するm列n行の検出電極180の座標は座標(m,n)で示されている。
図10に示す例では、近接センサHSは、4個(係数k=4)の検出電極180から構成される。例えば、複数の近接センサHSは、M列N行のM×N個配置されている。係数M及び係数Nは、正の整数であり、例えば、係数Mと係数Nの積は、係数mと係数nの積の1/4である。また、図10に示す例では、複数の近接センサHSのそれぞれの座標がHS(M,N)で表されるが、説明の便宜のため、座標の記載は最小限の記載にとどめている。例えば、図10の左上に位置する1列1行の近接センサHSの座標は座標HS(1,1)で示され、1列2行の近接センサHSの座標は座標HS(1,2)で示され、1列N行の近接センサHSの座標は座標HS(1,N)で示され、図10の右上に位置するM列1行の近接センサHSの座標は座標HS(M,1)で示され、図10の右下に位置するM列N行の近接センサHSの座標は座標HS(M,N)で示されている。
マルチプレクサ310は、複数の近接センサHSのそれぞれに対して、対応する4個の検出電極180の接続と遮断とを切り換える。マルチプレクサ310は、複数の近接センサHSのそれぞれに対して、対応する検出電極180のそれぞれの検出信号Vdet1(図3)を用いて検出信号Vdet2(図3)を生成する。マルチプレクサ310は、複数の近接センサHSのそれぞれに対して生成された複数の検出信号Vdet2を、複数の近接センサHSのそれぞれに対応する増幅回路415に供給する。
<1-5-1.近接検出動作>
図11に示すように、検出装置10の駆動方法では、制御回路200(図2)から検出回路400(検出タイミング制御回路440)(図2)に、制御信号Vhsが供給されると、近接検出動作が開始される。検出装置10が各スキャンを実行するにあたり、スキャンとスキャンの間に、制御回路200(図2)から検出回路400(検出タイミング制御回路440)(図2)に、制御信号Vhsが供給されてよい。例えば、検出装置10がベースラインスキャン3を実行した後、制御回路200から検出回路400に、制御信号Vhsが供給されると、検出装置10がバンドルスキャン0を実行してよく、検出装置10がバンドルスキャン0を実行した後、制御回路200から検出回路400に、制御信号Vhsが供給されると、検出装置10がバンドルスキャン1を実行してもよい。なお、検出装置10の駆動方法において、図11に示される各スキャンの実行される順番は一例であって、例えば、ベースラインスキャン0~3の実行される順番が入れ替わってもよく、バンドルスキャン0~3の実行される順番が入れ変わってもよい。
本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、係数mは20、係数nは8、係数Mは10、係数Nは4である例を示す。すなわち、検出装置10は、160個の検出電極180から構成される40個の近接センサHSを有する。
<1-5-1-1.第1の初期電圧検出期間>
近接検出動作が開始されると、ステップ401(S401)では、検出装置10はベースラインスキャン0を実行する。ベースラインスキャン0では、検出対象物490の無い非存在状態において、図12に示すユニット0(unit0)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して初期信号Vini1及び初期信号Vini2が生成される。<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、初期信号Vini1または初期信号Vini2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された初期出力信号Voutbとして、演算回路500に送信される。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、ベースラインスキャン0を実行する期間は、第1の初期電圧検出期間と呼ばれ、第1の初期電圧検出期間で生成される初期出力信号Voutbは第1の初期電圧と呼ばれる。
図12に示すように、ユニット0(unit0)では、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(1,1)、(1,2)、(2,1)、及び(2,2)から構成され、近接センサHS(1,2)は検出電極180の座標(1,3)、(1,4)、(2,3)、及び(2,4)から構成され、近接センサHS(1,3)は検出電極180の座標(1,5)、(1,6)、(2,5)、及び(2,6)から構成され、近接センサHS(1,4)は検出電極180の座標(1,7)、(1,8)、(2,7)、及び(2,8)から構成され、近接センサHS(2,1)は検出電極180の座標(3,1)、(3,2)、(4,1)、及び(4,2)から構成され、近接センサHS(2,2)は検出電極180の座標(3,3)、(3,4)、(4,3)、及び(4,4)から構成され、近接センサHS(2,3)は検出電極180の座標(3,5)、(3,6)、(4,5)、及び(4,6)から構成され、近接センサHS(2,4)は検出電極180の座標(3,7)、(3,8)、(4,7)、及び(4,8)から構成され、近接センサHS(3,1)は検出電極180の座標(5,1)、(5,2)、(6,1)、及び(6,2)から構成され、近接センサHS(3,2)は検出電極180の座標(5,3)、(5,4)、(6,3)、及び(6,4)から構成され、近接センサHS(3,3)は検出電極180の座標(5,5)、(5,6)、(6,5)、及び(6,6)から構成され、近接センサHS(3,4)は検出電極180の座標(5,7)、(5,8)、(6,7)、及び(6,8)から構成され、近接センサHS(4,1)は検出電極180の座標(7,1)、(7,2)、(8,1)、及び(8,2)から構成され、近接センサHS(4,2)は検出電極180の座標(7,3)、(7,4)、(8,3)、及び(8,4)から構成され、近接センサHS(4,3)は検出電極180の座標(7,5)、(7,6)、(8,5)、及び(8,6)から構成され、近接センサHS(4,4)は検出電極180の座標(7,7)、(7,8)、(8,7)、及び(8,8)から構成され、近接センサHS(5,1)は検出電極180の座標(9,1)、(9,2)、(10,1)、及び(10,2)から構成され、近接センサHS(5,2)は検出電極180の座標(9,3)、(9,4)、(10,3)、及び(10,4)から構成され、近接センサHS(5,3)は検出電極180の座標(9,5)、(9,6)、(10,5)、及び(10,6)から構成され、近接センサHS(5,4)は検出電極180の座標(9,7)、(9,8)、(10,7)、及び(10,8)から構成され、近接センサHS(6,1)は検出電極180の座標(11,1)、(11,2)、(12,1)、及び(12,2)から構成され、近接センサHS(6,2)は検出電極180の座標(11,3)、(11,4)、(12,3)、及び(12,4)から構成され、近接センサHS(6,3)は検出電極180の座標(11,5)、(11,6)、(12,5)、及び(12,6)から構成され、近接センサHS(6,4)は検出電極180の座標(11,7)、(11,8)、(12,7)、及び(12,8)から構成され、近接センサHS(7,1)は検出電極180の座標(13,1)、(13,2)、(14,1)、及び(14,2)から構成され、近接センサHS(7,2)は検出電極180の座標(13,3)、(13,4)、(14,3)、及び(14,4)から構成され、近接センサHS(7,3)は検出電極180の座標(13,5)、(13,6)、(14,5)、及び(14,6)から構成され、近接センサHS(7,4)は検出電極180の座標(13,7)、(13,8)、(14,7)、及び(14,8)から構成され、近接センサHS(8,1)は検出電極180の座標(15,1)、(15,2)、(16,1)、及び(16,2)から構成され、近接センサHS(8,2)は検出電極180の座標(15,3)、(15,4)、(16,3)、及び(16,4)から構成され、近接センサHS(8,3)は検出電極180の座標(15,5)、(15,6)、(16,5)、及び(16,6)から構成され、近接センサHS(8,4)は検出電極180の座標(15,7)、(15,8)、(16,7)、及び(16,8)から構成され、近接センサHS(9,1)は検出電極180の座標(17,1)、(17,2)、(18,1)、及び(18,2)から構成され、近接センサHS(9,2)は検出電極180の座標(17,3)、(17,4)、(18,3)、及び(18,4)から構成され、近接センサHS(9,3)は検出電極180の座標(17,5)、(17,6)、(18,5)、及び(18,6)から構成され、近接センサHS(9,4)は検出電極180の座標(17,7)、(17,8)、(18,7)、及び(18,8)から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(19,1)、(19,2)、(20,1)、及び(20,2)から構成され、近接センサHS(10,2)は検出電極180の座標(19,3)、(19,4)、(20,3)、及び(20,4)から構成され、近接センサHS(10,3)は検出電極180の座標(19,5)、(19,6)、(20,5)、及び(20,6)から構成され、近接センサHS(10,4)は検出電極180の座標(19,7)、(19,8)、(20,7)、及び(20,8)から構成される。
近接センサHS(1,1)はマルチプレクサ310内の00チャンネル(00ch)に電気的に接続され、近接センサHS(1,2)はマルチプレクサ310内の01チャンネル(01ch)に電気的に接続され、近接センサHS(1,3)はマルチプレクサ310内の02チャンネル(02ch)に電気的に接続され、近接センサHS(1,4)はマルチプレクサ310内の03チャンネル(03ch)に電気的に接続され、近接センサHS(2,1)はマルチプレクサ310内の04チャンネル(04ch)に電気的に接続され、近接センサHS(2,2)はマルチプレクサ310内の05チャンネル(05ch)に電気的に接続され、近接センサHS(2,3)はマルチプレクサ310内の06チャンネル(06ch)に電気的に接続され、近接センサHS(2,4)はマルチプレクサ310内の07チャンネル(07ch)に電気的に接続され、近接センサHS(3,1)はマルチプレクサ310内の08チャンネル(08ch)に電気的に接続され、近接センサHS(3,2)はマルチプレクサ310内の09チャンネル(09ch)に電気的に接続され、近接センサHS(3,3)はマルチプレクサ310内の10チャンネル(10ch)に電気的に接続され、近接センサHS(3,4)はマルチプレクサ310内の11チャンネル(11ch)に電気的に接続され、近接センサHS(4,1)はマルチプレクサ310内の12チャンネル(12ch)に電気的に接続され、近接センサHS(4,2)はマルチプレクサ310内の13チャンネル(13ch)に電気的に接続され、近接センサHS(4,3)はマルチプレクサ310内の14チャンネル(14ch)に電気的に接続され、近接センサHS(4,4)はマルチプレクサ310内の15チャンネル(15ch)に電気的に接続され、近接センサHS(5,1)はマルチプレクサ310内の16チャンネル(16ch)に電気的に接続され、近接センサHS(5,2)はマルチプレクサ310内の17チャンネル(17ch)に電気的に接続され、近接センサHS(5,3)はマルチプレクサ310内の18チャンネル(18ch)に電気的に接続され、近接センサHS(5,4)はマルチプレクサ310内の19チャンネル(19ch)に電気的に接続され、近接センサHS(6,1)はマルチプレクサ310内の20チャンネル(20ch)に電気的に接続され、近接センサHS(6,2)はマルチプレクサ310内の21チャンネル(21ch)に電気的に接続され、近接センサHS(6,3)はマルチプレクサ310内の22チャンネル(22ch)に電気的に接続され、近接センサHS(6,4)はマルチプレクサ310内の23チャンネル(23ch)に電気的に接続され、近接センサHS(7,1)はマルチプレクサ310内の24チャンネル(24ch)に電気的に接続され、近接センサHS(7,2)はマルチプレクサ310内の25チャンネル(25ch)に電気的に接続され、近接センサHS(7,3)はマルチプレクサ310内の26チャンネル(26ch)に電気的に接続され、近接センサHS(7,4)はマルチプレクサ310内の27チャンネル(27ch)に電気的に接続され、近接センサHS(8,1)はマルチプレクサ310内の28チャンネル(28ch)に電気的に接続され、近接センサHS(8,2)はマルチプレクサ310内の29チャンネル(29ch)に電気的に接続され、近接センサHS(8,3)はマルチプレクサ310内の30チャンネル(30ch)に電気的に接続され、近接センサHS(8,4)はマルチプレクサ310内の31チャンネル(31ch)に電気的に接続され、近接センサHS(9,1)はマルチプレクサ310内の32チャンネル(32ch)に電気的に接続され、近接センサHS(9,2)はマルチプレクサ310内の33チャンネル(33ch)に電気的に接続され、近接センサHS(9,3)はマルチプレクサ310内の34チャンネル(34ch)に電気的に接続され、近接センサHS(9,4)はマルチプレクサ310内の35チャンネル(35ch)に電気的に接続され、近接センサHS(10,1)はマルチプレクサ310内の36チャンネル(36ch)に電気的に接続され、近接センサHS(10,2)はマルチプレクサ310内の37チャンネル(37ch)に電気的に接続され、近接センサHS(10,3)はマルチプレクサ310内の38チャンネル(38ch)に電気的に接続され、近接センサHS(10,4)はマルチプレクサ310内の39チャンネル(39ch)に電気的に接続される。
<1-5-1-2.第2の初期電圧検出期間>
ステップ401(S401)に続くステップ403(S403)では、検出装置10はベースラインスキャン1を実行する。ベースラインスキャン1では、検出対象物490の無い非存在状態において、図13に示すユニット1(unit1)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して初期信号Vini1及び初期信号Vini2が生成される。ユニット1は、ユニット0に対して、それぞれの近接センサHSの座標が、検出電極180の1行分シフトしている。例えば、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(1,2)、(1,3)、(2,2)、及び(2,3)の4個の検出電極180から構成され、近接センサHS(1,4)は検出電極180の座標(1,8)、及び(2,8)の2個の検出電極180から構成される。<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、初期信号Vini1または初期信号Vini2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された初期出力信号Voutbとして、演算回路500に送信される。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、ベースラインスキャン1を実行する期間は、第2の初期電圧検出期間と呼ばれ、第2の初期電圧検出期間で生成される初期出力信号Voutbは第2の初期電圧と呼ばれる。
図13に示すように、ユニット1(unit1)では、近接センサHSAは、検出電極180の座標(1,1)~(20,1)から構成される。第2の初期電圧検出期間において、近接センサHSAは、交流矩形波Vsigを供給されるが、マルチプレクサ310内のチャンネルには接続されない。近接センサHSAに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSAに対応する初期信号Vini1または初期信号Vini2は第2の初期電圧は生成されない。
図13に示すように、ユニット1(unit1)では、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(1,2)、(1,3)、(2,2)、及び(2,3)から構成され、近接センサHS(1,2)は検出電極180の座標(1,4)、(1,5)、(2,4)、及び(2,5)から構成され、近接センサHS(1,3)は検出電極180の座標(1,6)、(1,7)、(2,6)、及び(2,7)から構成され、近接センサHS(1,4)は検出電極180の座標(1,8)、及び(2,8)から構成され、近接センサHS(2,1)は検出電極180の座標(3,2)、(3,3)、(4,2)、及び(4,3)から構成され、近接センサHS(2,2)は検出電極180の座標(3,4)、(3,5)、(4,4)、及び(4,5)から構成され、近接センサHS(2,3)は検出電極180の座標(3,6)、(3,7)、(4,6)、及び(4,7)から構成され、近接センサHS(2,4)は検出電極180の座標(3,8)、及び(4,8)から構成され、近接センサHS(3,1)は検出電極180の座標(5,2)、(5,3)、(6,2)、及び(6,3)から構成され、近接センサHS(3,2)は検出電極180の座標(5,4)、(5,5)、(6,4)、及び(6,5)から構成され、近接センサHS(3,3)は検出電極180の座標(5,6)、(5,7)、(6,6)、及び(6,7)から構成され、近接センサHS(3,4)は検出電極180の座標(5,8)、及び(6,8)から構成され、近接センサHS(4,1)は検出電極180の座標(7,2)、(7,3)、(8,2)、及び(8,3)から構成され、近接センサHS(4,2)は検出電極180の座標(7,4)、(7,5)、(8,4)、及び(8,5)から構成され、近接センサHS(4,3)は検出電極180の座標(7,6)、(7,7)、(8,6)、及び(8,7)から構成され、近接センサHS(4,4)は検出電極180の座標(7,8)、及び(8,8)から構成され、近接センサHS(5,1)は検出電極180の座標(9,2)、(9,3)、(10,2)、及び(10,3)から構成され、近接センサHS(5,2)は検出電極180の座標(9,4)、(9,5)、(10,4)、及び(10,5)から構成され、近接センサHS(5,3)は検出電極180の座標(9,6)、(9,7)、(10,6)、及び(10,7)から構成され、近接センサHS(5,4)は検出電極180の座標(9,8)、及び(10,8)から構成され、近接センサHS(6,1)は検出電極180の座標(11,2)、(11,3)、(12,2)、及び(12,3)から構成され、近接センサHS(6,2)は検出電極180の座標(11,4)、(11,5)、(12,4)、及び(12,5)から構成され、近接センサHS(6,3)は検出電極180の座標(11,6)、(11,7)、(12,6)、及び(12,7)から構成され、近接センサHS(6,4)は検出電極180の座標(11,8)、及び(12,8)から構成され、近接センサHS(7,1)は検出電極180の座標(13,2)、(13,3)、(14,2)、及び(14,3)から構成され、近接センサHS(7,2)は検出電極180の座標(13,4)、(13,5)、(14,4)、及び(14,5)から構成され、近接センサHS(7,3)は検出電極180の座標(13,6)、(13,7)、(14,6)、及び(14,7)から構成され、近接センサHS(7,4)は検出電極180の座標(13,8)、及び(14,8)から構成され、近接センサHS(8,1)は検出電極180の座標(15,2)、(15,3)、(16,2)、及び(16,3)から構成され、近接センサHS(8,2)は検出電極180の座標(15,4)、(15,5)、(16,4)、及び(16,5)から構成され、近接センサHS(8,3)は検出電極180の座標(15,6)、(15,7)、(16,6)、及び(16,7)から構成され、近接センサHS(8,4)は検出電極180の座標(15,8)、及び(16,8)から構成され、近接センサHS(9,1)は検出電極180の座標(17,2)、(17,3)、(18,2)、及び(18,3)から構成され、近接センサHS(9,2)は検出電極180の座標(17,4)、(17,5)、(18,4)、及び(18,5)から構成され、近接センサHS(9,3)は検出電極180の座標(17,6)、(17,7)、(18,6)、及び(18,7)から構成され、近接センサHS(9,4)は検出電極180の座標(17,8)、及び(18,8)から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(19,2)、(19,3)、(20,2)、及び(20,3)から構成され、近接センサHS(10,2)は検出電極180の座標(19,4)、(19,5)、(20,4)、及び(20,5)から構成され、近接センサHS(10,3)は検出電極180の座標(19,6)、(19,7)、(20,6)、及び(20,7)から構成され、近接センサHS(10,4)は検出電極180の座標(19,8)、及び(20,8)から構成される。
ユニット0と同様に、近接センサHS(1,1)~HS(10,4)はそれぞれ、マルチプレクサ310内の00チャンネル(00ch)~39チャンネル(39ch)に電気的に接続される。
<1-5-1-3.第3の初期電圧検出期間>
ステップ403(S403)に続くステップ405(S405)では、検出装置10はベースラインスキャン2を実行する。ベースラインスキャン2では、検出対象物490の無い非存在状態において、図14に示すユニット2(unit2)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して初期信号Vini1及び初期信号Vini2が生成される。ユニット2は、ユニット0に対して、それぞれの近接センサHSの座標が、検出電極180の1列分シフトしている。例えば、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(2,1)、(2,2)、(3,1)、及び(3,2)の4個の検出電極180から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(20,1)、及び(20,2)の2個の検出電極180から構成される。<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、初期信号Vini1または初期信号Vini2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された初期出力信号Voutbとして、演算回路500に送信される。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、ベースラインスキャン2を実行する期間は、第3の初期電圧検出期間と呼ばれ、第3の初期電圧検出期間で生成される初期出力信号Voutbは第3の初期電圧と呼ばれる。
図14に示すように、ユニット2(unit2)では、近接センサHSBは、検出電極180の座標(1,1)~(1,8)から構成される。第3の初期電圧検出期間において、近接センサHSBは、交流矩形波Vsigを供給されるが、マルチプレクサ310内のチャンネルには接続されない。近接センサHSBに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSBに対応する初期信号Vini1または初期信号Vini2は生成されない。
図14に示すように、ユニット2(unit2)では、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(2,1)、(2,2)、(3,1)、及び(3,2)から構成され、近接センサHS(1,2)は検出電極180の座標(2,3)、(2,4)、(3,3)、及び(3,4)から構成され、近接センサHS(1,3)は検出電極180の座標(2,5)、(2,6)、(3,5)、及び(3,6)から構成され、近接センサHS(1,4)は検出電極180の座標(2,7)、(2,8)、(3,7)、及び(3,8)から構成され、近接センサHS(2,1)は検出電極180の座標(4,1)、(4,2)、(5,1)、及び(5,2)から構成され、近接センサHS(2,2)は検出電極180の座標(4,3)、(4,4)、(5,3)、及び(5,4)から構成され、近接センサHS(2,3)は検出電極180の座標(4,5)、(4,6)、(5,5)、及び(5,6)から構成され、近接センサHS(2,4)は検出電極180の座標(4,7)、(4,8)、(5,7)、及び(5,8)から構成され、近接センサHS(3,1)は検出電極180の座標(6,1)、(6,2)、(7,1)、及び(7,2)から構成され、近接センサHS(3,2)は検出電極180の座標(6,3)、(6,4)、(7,3)、及び(7,4)から構成され、近接センサHS(3,3)は検出電極180の座標(6,5)、(6,6)、(7,5)、及び(7,6)から構成され、近接センサHS(3,4)は検出電極180の座標(6,7)、(6,8)、(7,7)、及び(7,8)から構成され、近接センサHS(4,1)は検出電極180の座標(8,1)、(8,2)、(9,1)、及び(9,2)から構成され、近接センサHS(4,2)は検出電極180の座標(8,3)、(8,4)、(9,3)、及び(9,4)から構成され、近接センサHS(4,3)は検出電極180の座標(8,5)、(8,6)、(9,5)、及び(9,6)から構成され、近接センサHS(4,4)は検出電極180の座標(8,7)、(8,8)、(9,7)、及び(9,8)から構成され、近接センサHS(5,1)は検出電極180の座標(10,1)、(10,2)、(11,1)、及び(11,2)から構成され、近接センサHS(5,2)は検出電極180の座標(10,3)、(10,4)、(11,3)、及び(11,4)から構成され、近接センサHS(5,3)は検出電極180の座標(10,5)、(10,6)、(11,5)、及び(11,6)から構成され、近接センサHS(5,4)は検出電極180の座標(10,7)、(10,8)、(11,7)、及び(11,8)から構成され、近接センサHS(6,1)は検出電極180の座標(12,1)、(12,2)、(13,1)、及び(13,2)から構成され、近接センサHS(6,2)は検出電極180の座標(12,3)、(12,4)、(13,3)、及び(13,4)から構成され、近接センサHS(6,3)は検出電極180の座標(12,5)、(12,6)、(13,5)、及び(13,6)から構成され、近接センサHS(6,4)は検出電極180の座標(12,7)、(12,8)、(13,7)、及び(13,8)から構成され、近接センサHS(7,1)は検出電極180の座標(14,1)、(14,2)、(15,1)、及び(15,2)から構成され、近接センサHS(7,2)は検出電極180の座標(14,3)、(14,4)、(15,3)、及び(15,4)から構成され、近接センサHS(7,3)は検出電極180の座標(14,5)、(14,6)、(15,5)、及び(15,6)から構成され、近接センサHS(7,4)は検出電極180の座標(14,7)、(14,8)、(15,7)、及び(15,8)から構成され、近接センサHS(8,1)は検出電極180の座標(16,1)、(16,2)、(17,1)、及び(17,2)から構成され、近接センサHS(8,2)は検出電極180の座標(16,3)、(16,4)、(17,3)、及び(17,4)から構成され、近接センサHS(8,3)は検出電極180の座標(16,5)、(16,6)、(17,5)、及び(17,6)から構成され、近接センサHS(8,4)は検出電極180の座標(16,7)、(16,8)、(17,7)、及び(17,8)から構成され、近接センサHS(9,1)は検出電極180の座標(18,1)、(18,2)、(19,1)、及び(19,2)から構成され、近接センサHS(9,2)は検出電極180の座標(18,3)、(18,4)、(19,3)、及び(19,4)から構成され、近接センサHS(9,3)は検出電極180の座標(18,5)、(18,6)、(19,5)、及び(19,6)から構成され、近接センサHS(9,4)は検出電極180の座標(18,7)、(18,8)、(19,7)、及び(19,8)から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(20,1)、及び(20,2)から構成され、近接センサHS(10,2)は検出電極180の座標(20,3)、及び(20,4)から構成され、近接センサHS(10,3)は検出電極180の座標((20,5)、及び(20,6)から構成され、近接センサHS(10,4)は検出電極180の座標(20,7)、及び(20,8)から構成される。
ユニット0と同様に、近接センサHS(1,1)~HS(10,4)はそれぞれ、マルチプレクサ310内の00チャンネル(00ch)~39チャンネル(39ch)に電気的に接続される。
<1-5-1-4.第4の初期電圧検出期間>
ステップ405(S405)に続くステップ407(S407)では、検出装置10はベースラインスキャン3を実行する。ベースラインスキャン3では、検出対象物490の無い非存在状態において、図15に示すユニット3(unit3)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して初期信号Vini1及び初期信号Vini2が生成される。ユニット3は、ユニット0に対して、それぞれの近接センサHSの座標が、検出電極180の1列1行分シフトしている。例えば、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(2,2)、(2,3)、(3,2)、及び(3,3)の4個の検出電極180から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(20,8)の1個の検出電極180から構成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、初期信号Vini1または初期信号Vini2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された初期出力信号Voutbとして、演算回路500に送信される。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、ベースラインスキャン3を実行する期間は、第4の初期電圧検出期間と呼ばれ、第3の初期電圧検出期間で生成される初期出力信号Voutbは第3の初期電圧と呼ばれる。
図15に示すように、ユニット3(unit3)では、近接センサHSCは、検出電極180の座標(1,1)~(1,8)、及び(2,1)~(20,1)から構成される。第4の初期電圧検出期間において、近接センサHSCは、交流矩形波Vsigを供給されるが、マルチプレクサ310内のチャンネルには接続されない。近接センサHSCに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHScに対応する初期信号Vini1または初期信号Vini2は生成されない。
図15に示すように、ユニット3(unit3)では、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(2,2)、(2,3)、(3,2)、及び(3,3)から構成され、近接センサHS(1,2)は検出電極180の座標(2,4)、(2,5)、(3,4)、及び(3,5)から構成され、近接センサHS(1,3)は検出電極180の座標(2,6)、(2,7)、(3,6)、及び(3,7)から構成され、近接センサHS(1,4)は検出電極180の座標(2,8)、及び(3,8)から構成され、近接センサHS(2,1)は検出電極180の座標(4,2)、(4,3)、(5,2)、及び(5,3)から構成され、近接センサHS(2,2)は検出電極180の座標(4,4)、(4,5)、(5,4)、及び(5,5)から構成され、近接センサHS(2,3)は検出電極180の座標(4,6)、(4,7)、(5,6)、及び(5,7)から構成され、近接センサHS(2,4)は検出電極180の座標(4,8)、及び(5,8)から構成され、近接センサHS(3,1)は検出電極180の座標(6,2)、(6,3)、(7,2)、及び(7,3)から構成され、近接センサHS(3,2)は検出電極180の座標(6,4)、(6,5)、(7,4)、及び(7,5)から構成され、近接センサHS(3,3)は検出電極180の座標(6,6)、(6,7)、(7,6)、及び(7,7)から構成され、近接センサHS(3,4)は検出電極180の座標(6,8)、及び(7,8)から構成され、近接センサHS(4,1)は検出電極180の座標(8,2)、(8,3)、(9,2)、及び(9,3)から構成され、近接センサHS(4,2)は検出電極180の座標(8,4)、(8,5)、(9,4)、及び(9,5)から構成され、近接センサHS(4,3)は検出電極180の座標(8,6)、(8,7)、(9,6)、及び(9,7)から構成され、近接センサHS(4,4)は検出電極180の座標(8,8)、及び(9,8)から構成され、近接センサHS(5,1)は検出電極180の座標(10,2)、(10,3)、(11,2)、及び(11,3)から構成され、近接センサHS(5,2)は検出電極180の座標(10,4)、(10,5)、(11,4)、及び(11,5)から構成され、近接センサHS(5,3)は検出電極180の座標(10,6)、(10,7)、(11,6)、及び(11,7)から構成され、近接センサHS(5,4)は検出電極180の座標(10,8)、及び(11,8)から構成され、近接センサHS(6,1)は検出電極180の座標(12,2)、(12,3)、(13,2)、及び(13,3)から構成され、近接センサHS(6,2)は検出電極180の座標(12,4)、(12,5)、(13,4)、及び(13,5)から構成され、近接センサHS(6,3)は検出電極180の座標(12,6)、(12,7)、(13,6)、及び(13,7)から構成され、近接センサHS(6,4)は検出電極180の座標(12,8)、及び(13,8)から構成され、近接センサHS(7,1)は検出電極180の座標(14,2)、(14,3)、(15,2)、及び(15,3)から構成され、近接センサHS(7,2)は検出電極180の座標(14,4)、(14,5)、(15,4)、及び(15,5)から構成され、近接センサHS(7,3)は検出電極180の座標(14,6)、(14,7)、(15,6)、及び(15,7)から構成され、近接センサHS(7,4)は検出電極180の座標(14,8)、及び(15,8)から構成され、近接センサHS(8,1)は検出電極180の座標(16,2)、(16,3)、(17,2)、及び(17,3)から構成され、近接センサHS(8,2)は検出電極180の座標(16,4)、(16,5)、(17,4)、及び(17,5)から構成され、近接センサHS(8,3)は検出電極180の座標(16,6)、(16,7)、(17,6)、及び(17,7)から構成され、近接センサHS(8,4)は検出電極180の座標(16,8)、及び(17,8)から構成され、近接センサHS(9,1)は検出電極180の座標(18,2)、(18,3)、(19,2)、及び(19,3)から構成され、近接センサHS(9,2)は検出電極180の座標(18,4)、(18,5)、(19,4)、及び(19,5)から構成され、近接センサHS(9,3)は検出電極180の座標(18,6)、(18,7)、(19,6)、及び(19,7)から構成され、近接センサHS(9,4)は検出電極180の座標(18,8)、及び(19,8)から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(20,2)、及び(20,3)から構成され、近接センサHS(10,2)は検出電極180の座標(20,4)、及び(20,5)から構成され、近接センサHS(10,3)は検出電極180の座標((20,6)、及び(20,7)から構成され、近接センサHS(10,4)は検出電極180の座標(20,8)から構成される。
ユニット0と同様に、近接センサHS(1,1)~HS(10,4)はそれぞれ、マルチプレクサ310内の00チャンネル(00ch)~39チャンネル(39ch)に電気的に接続される。
<1-5-1-5.第1の検出電圧検出期間>
図11に示すように、ステップ407(S407)に続くステップ409(S409)では、検出装置10はバンドルスキャン0を実行する。バンドルスキャン0では、検出対象物490の有る存在状態において、図12に示すユニット0(unit0)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して検出信号Vdet1及び検出信号Vdet2が生成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、検出信号Vdet1または検出信号Vdet2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutとして、演算回路500に送信される。このとき、例えば、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutは、信号処理回路430に含まれる記憶装置に一時的に格納されてもよい。そののち、演算回路500は、検出回路400から供給される制御信号Hintに同期して、当該記憶装置から、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを受信(読み出し)してもよい。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、バンドルスキャン0を実行する期間は、第1の検出電圧検出期間と呼ばれ、第1の検出電圧検出期間で生成される出力信号Voutは第1の検出電圧と呼ばれ、それぞれの近接センサHSに対して生成された複数の第1の検出電圧は、まとめて、第1の検出データRD0と呼ばれる。
演算回路500は、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン0における検出対象物490の座標(y0,x0)を算出する。例えば、図16に示すように、検出対象物490が、ユニット0における近接センサHS(5,2)、近接センサHS(5,3)、近接センサHS(6,2)、及び近接センサHS(6,3)にわたって存在している。このとき、演算回路500は、近接センサHS(5,2)に対して生成された出力信号Vout、近接センサHS(5,3)に対して生成された出力信号Vout、近接センサHS(6,2)に対して生成された出力信号Vout、及び近接センサHS(6,3)に対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン0における検出対象物490の座標(y0,x0)を算出する。
<1-5-1-6.第2の検出電圧検出期間>
ステップ409(S409)に続くステップ417(S417)では、検出装置10はバンドルスキャン1を実行する。バンドルスキャン1では、検出対象物490の有る存在状態において、図13に示すユニット1(unit1)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して検出信号Vdet1及び検出信号Vdet2が生成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、検出信号Vdet1または検出信号Vdet2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutとして、演算回路500に送信される。このとき、例えば、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutは、信号処理回路430に含まれる記憶装置に一時的に格納されてもよい。そののち、演算回路500は、検出回路400から供給される制御信号Hintに同期して、当該記憶装置から、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを受信(読み出し)してもよい。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、バンドルスキャン1を実行する期間は、第2の検出電圧検出期間と呼ばれ、第2の検出電圧検出期間で生成される出力信号Voutは第2の検出電圧と呼ばれ、それぞれの近接センサHSに対して生成された複数の第2の検出電圧は、まとめて、第2の検出データRD1と呼ばれる。
演算回路500は、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン1における検出対象物490の座標(y1,x1)を算出する。例えば、図17に示すように、検出対象物490が、ユニット1における近接センサHS(5,2)、及び近接センサHS(6,2)にわたって存在している。このとき、演算回路500は、近接センサHS(5,2)に対して生成された出力信号Vout、及び近接センサHS(6,2)に対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン1における検出対象物490の座標(y1,x1)を算出する。
<1-5-1-7.第3の検出電圧検出期間>
ステップ417(S417)に続くステップ425(S425)では、検出装置10はバンドルスキャン2を実行する。バンドルスキャン2では、検出対象物490の有る存在状態において、図14に示すユニット2(unit2)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して検出信号Vdet1及び検出信号Vdet2が生成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、検出信号Vdet1または検出信号Vdet2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutとして、演算回路500に送信される。このとき、例えば、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutは、信号処理回路430に含まれる記憶装置に一時的に格納されてもよい。そののち、演算回路500は、検出回路400から供給される制御信号Hintに同期して、当該記憶装置から、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを受信(読み出し)してもよい。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、バンドルスキャン2を実行する期間は、第3の検出電圧検出期間と呼ばれ、第3の検出電圧検出期間で生成される出力信号Voutは第3の検出電圧と呼ばれ、それぞれの近接センサHSに対して生成された複数の第3の検出電圧は、まとめて、第3の検出データRD2と呼ばれる。
演算回路500は、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン2における検出対象物490の座標(y2,x2)を算出する。例えば、図18に示すように、検出対象物490が、ユニット2における近接センサHS(5,2)、及び近接センサHS(5,3)にわたって存在している。このとき、演算回路500は、近接センサHS(5,2)に対して生成された出力信号Vout、及び近接センサHS(5,3)に対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン2における検出対象物490の座標(y2,x2)を算出する。
<1-5-1-8.第4の検出電圧検出期間>
ステップ425(S425)に続くステップ433(S433)では、検出装置10はバンドルスキャン3を実行する。バンドルスキャン3では、検出対象物490の有る存在状態において、図15に示すユニット3(unit3)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して検出信号Vdet1及び検出信号Vdet2が生成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、検出信号Vdet1または検出信号Vdet2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutとして、演算回路500に送信される。このとき、例えば、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutは、信号処理回路430に含まれる記憶装置に一時的に格納されてもよい。そののち、演算回路500は、検出回路400から供給される制御信号Hintに同期して、当該記憶装置から、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを受信(読み出し)してもよい。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、バンドルスキャン3を実行する期間は、第4の検出電圧検出期間と呼ばれ、第4の検出電圧検出期間で生成される出力信号Voutは第4の検出電圧と呼ばれ、それぞれの近接センサHSに対して生成された複数の第4の検出電圧は、まとめて、第4の検出データRD3と呼ばれる。
演算回路500は、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン3における検出対象物490の座標(y3,x3)を算出する。例えば、図19に示すように、検出対象物490が、ユニット2における近接センサHS(5,2)に存在している。このとき、演算回路500は、近接センサHS(5,2)に対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン3における検出対象物490の座標(y3,x3)を算出する。
演算回路500は、バンドルスキャン0における検出対象物490の座標(y0,x0)、バンドルスキャン1における検出対象物490の座標(y1,x1)、バンドルスキャン2における検出対象物490の座標(y2,x2)、及びバンドルスキャン3における検出対象物490の座標(y3,x3)を用いて、検出対象物490の位置座標(Y、X)を算出する。例えば、検出対象物490の位置座標(Y、X)は、各バンドルスキャンにおける出力信号Voutの平均値を用いて、算出されてよく、公知の平均値または重心を用いた算出方法を用いて算出されてもよい。
演算回路500は、ステップ433(S433)が終了すると、ステップ409(S409)~ステップ433(S433)を繰り返し実行する。演算回路500は、繰り返し実行されるステップ409(S409)~ステップ433(S433)のそれぞれにおいて検出される出力信号Voutを送信される。
なお、第2の初期電圧検出期間と同様に第2の検出電圧検出期間においても、近接センサHSAに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSAに対応する検出信号Vdetは生成されない。第3の初期電圧検出期間と同様に第3の検出電圧検出期間においても、近接センサHSBに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSBに対応する検出信号Vdetは生成されない。第4の初期電圧検出期間と同様に第4の検出電圧検出期間においても、近接センサHSCに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSCに対応する検出信号Vdetは生成されない。
以上説明した通り、本発明の一実施形態に係る検出装置10では、第1の初期電圧検出期間、第2の初期電圧検出期間、第3の初期電圧検出期間、第4の初期電圧検出期間、第1の検出電圧検出期間、第2の検出電圧検出期間、第3の検出電圧検出期間、及び第4の検出電圧検出期間は連続して出現する。すなわち、本発明の一実施形態に係る検出装置10では、複数の検出期間は連続して出現し、本発明の一実施形態に係る検出装置10は、複数の検出期間の連続において、検出期間ごとに、行方向に1行、又は、列方向に1列、当該検出単位に含まれる検出電極を異ならせるように、各近接センサ、制御回路200、電極選択回路300、検出回路400、演算回路500などを制御する。
本発明の一実施形態に係る検出装置10では、複数の検出電極180を含む近接センサHS用いて、複数回のバンドルスキャンによってオーバーラップスキャンが実行される。その結果、検出対象物490の有る存在状態に対して、複数回のバンドルスキャンで複数の近接センサHSを用いて、検出対象物490の検出位置座標を検出することができる。その結果、検出対象物490が、複数の近接センサHSにわたって検出されることを抑制し、検出対象物490の検出位置座標の検出精度を改善することができる。
<2.第2実施形態>
第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、バンドルスキャン0とバンドルスキャン1の間で、バンドルスキャンを打ち切ることが可能な近接検出動作を説明する。図20は、本発明の第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。図21は、本発明の第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法を説明するためのフローチャートである。図22は、本発明の第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法のステップ413(S413)を説明するための図である。図23は、本発明の第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法のステップ415(S415)を説明するための図である。図24は、本発明の第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法のステップ415(S415)を説明するための図である。図25は、本発明の第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法の変形例1を説明するためのフローチャートである。図26は、本発明の第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法の変形例1を説明するためのフローチャートである。図27は、本発明の第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法の変形例2を説明するためのフローチャートである。図20~図27に示される第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法は、一例であって、検出装置10の駆動方法は、図20~図27に示される構成に限定されない。図1~図19と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。
第1実施形態に係る検出装置10の駆動方法と同様に、第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法においても、制御回路200(図2)から検出回路400(検出タイミング制御回路440)(図2)に、制御信号Vhsが供給されると、近接検出動作が開始される。
第1実施形態に係る検出装置10の駆動方法と同様に、第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法においても、係数mは20、係数nは8、係数Mは10、係数Nは4である例を示す。すなわち、検出装置10は、160個の検出電極180から構成される40個の近接センサHSを有する。
図20に示すタイミングチャートでは、第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法のバンドルスキャン0、バンドルスキャン1、バンドルスキャン2、及びバンドルスキャン3がモード(MODE)として示されている。また、スキャンとスキャンの間に、制御回路200(図2)から検出回路400(検出タイミング制御回路440)(図2)に供給される制御信号Vhsが示されている。さらに、制御回路200(図2)から検出回路400(検出タイミング制御回路440)(図2)に制御信号Vhsが供給され、次の制御信号Vhsが制御回路200(図2)から検出回路400(検出タイミング制御回路440)(図2)に供給される間に、検出回路400から演算回路500に供給される制御信号Hintが示されている。また、演算回路500の状態が示されている。
検出装置10は、例えば、制御信号Vhsに同期して、各スキャンを実行する。演算回路500は、例えば、検出回路400から制御信号Hintを供給されると、読み出し状態(READ状態)となり、検出回路400から供給される制御信号Hintに同期して、信号処理回路430に含まれる記憶装置に一時的に格納されていたそれぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Vout(例えば、第1の検出データRD0)を読み出す。また、演算回路500は、制御回路200から検出回路400に制御信号Vhtを供給されると、判定状態(JUDGEMENT状態)となり、差分値|ΔV|、及び差分値|ΔV|と閾値(Th)の比較結果を用いて、スキャンを続けるかまたは打ち切るかを判定する。
図21に示される第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、ステップ401(S401)、ステップ403(S403)、ステップ405(S405)、ステップ407(S407)、ステップ409(S409)、ステップ417(S417)、ステップ425(S425)、及びステップ433(S433)での検出装置10の駆動方法、構成及び機能は、第1実施形態に係る検出装置10の駆動方法と同様であるから、ここでの説明は省略される。第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法の説明では、第1実施形態に係る検出装置10の駆動方法と異なる駆動方法が説明される。
<2-1.差分値|ΔV|の算出>
ステップ409(S409)では、検出装置10はベースラインスキャン0を実行する。ステップ409(S409)に続くステップ411(S411)では、検出装置10は差分値|ΔV|を算出する。
具体的には、演算回路500に含まれる差分値算出回路530は、制御信号Hintに同期して、信号処理回路430に含まれる記憶装置に一時的に格納されていたそれぞれの近接センサHSに対して生成された第1の検出データRD0(複数の第1の検出電圧Vout)を読み出す。また、差分値算出回路530は、信号処理回路510に含まれる記憶装置に一時的に格納されていたそれぞれの近接センサHSに対して生成された複数の第1の初期電圧Voutbを読み出す。
差分値算出回路530は、複数の第1の検出電圧Vout及び複数の第1の初期電圧Voutbを用いて、それぞれ対応する第1の検出電圧Voutと複数の第1の初期電圧Voutbの差分信号(絶対値|ΔV|=Vout-Voutb)を生成する。差分値算出回路530は、生成された複数の絶対値|ΔV|を比較判定回路540に供給する。第2実施形態では、絶対値|ΔV|は差分値|ΔV|と呼ばれる。
<2-2.差分値|ΔV|と閾値(Th)の比較及び判定>
ステップ411(S411)に続くステップ413(S413)では、検出装置10は差分値|ΔV|と閾値(Th)を比較する。具体的には、演算回路500に含まれる比較判定回路540は、制御信号Hintに同期して、絶対値|ΔV|を所定の閾値電圧(Th)と比較する。信号強度に対して差分値|ΔV|をプロットすると、例えば、図22に示すようなプロット図となる。
当該絶対値|ΔV|が閾値電圧(Vth)未満であると、比較判定回路540は、検出対象物が無し(非存在状態、図21に示されるフローチャートにおいてNO)であると判定する。比較判定回路540がNOと判定すると、検出装置10はステップ409(S409)に戻って、バンドルスキャン0を実行する。
当該絶対値|ΔV|が閾値電圧(Th)以上であると、検出対象物が有り(存在状態、図21に示されるフローチャートにおいてYES)であると判定する。比較判定回路540がYESと判定すると、比較判定回路540はステップ415(S415)を実行する。
なお、比較判定回路540は、制御信号Hintに同期して、複数の絶対値|ΔV|の総和(Sum(複数の絶対値|ΔV|))を算出してもよい。比較判定回路540は、Sum(複数の絶対値|ΔV|)を所定の閾値電圧(Th)と比較してもよい。比較判定回路540は、Sum(複数の絶対値|ΔV|)が閾値電圧(Vth)未満であると、検出対象物が無し(非存在状態、図21に示されるフローチャートにおいてNO)であると判定してよい。比較判定回路540がNOと判定すると、検出装置10はステップ409(S409)に戻って、バンドルスキャン0を実行する。Sum(複数の絶対値|ΔV|)を所定の閾値電圧(Vth)と比較し、当該Sum(複数の絶対値|ΔV|)が閾値電圧(Vth)以上であれば、検出対象物が有り(存在状態、図21に示されるフローチャートにおいてYES)であると判定してもよい。比較判定回路540がYESと判定すると、比較判定回路540はステップ415(S415)を実行する。
ステップ413(S413)に続くステップ415(S415)では、検出装置10はバンドルスキャンを打ち切るか(中断するか)否かを判定する。
例えば、図23に示すように、検出対象物490が、近接センサHS(5,2)上に存在すると仮定する。近接センサHS(5,2)はマルチプレクサ310内の17チャンネル(17ch)に電気的に接続され、17chから出力された検出信号Vdet2の電圧の変化が最も大きく、すなわち、17chに対応する第1の検出電圧Voutが最も大きいものとする。近接センサHS(4,1)はマルチプレクサ310内の13チャンネル(13ch)に電気的に接続され、13chから出力された検出信号Vdet2の電圧変化が2番目に大きく、すなわち、13chに対応する第1の検出電圧Voutが2番目に大きいものとする。
電圧の変化が最も大きいデータと電圧の変化が2番目に大きいデータの差分値が、閾値電圧(Th)以上(電圧の変化が最も大きいデータ-電圧の変化が2番目に大きいデータ≧Th)のとき、比較判定回路540はバンドルスキャンを打ち切る(中断する、図21に示されるフローチャートにおいてYES)と判定する。図23に示される状態では、電圧の変化が最も大きいデーと電圧の変化が2番目に大きいデータの差分値は閾値電圧(Th)以上である。よって、比較判定回路540はYESと判定する。比較判定回路540はYESと判定すると、検出装置10はステップ409(S409)に戻って、バンドルスキャン0を実行する。
例えば、図24に示すように、検出対象物490が、近接センサHS(4,1)と近接センサHS(5,2)にわたって存在すると仮定する。図23に示される近接センサと同様に、近接センサHS(5,2)が接続された17chから出力された検出信号Vdet2の電圧の変化が最も大きく、近接センサHS(4,1)が接続された13chから出力された検出信号Vdet2の電圧変化が2番目に大きいものとする。
図24に示される状態では、電圧の変化が最も大きいデーと電圧の変化が2番目に大きいデータの差分値は、閾値電圧(Th)より小さい。よって、比較判定回路540はバンドルスキャンを打ち切らない(中断しない、図21に示されるフローチャートにおいてNO)と判定する。比較判定回路540はNOと判定すると、検出装置10はステップ417(S417)において、バンドルスキャン1を実行する。
本発明の第2実施形態に係る検出装置10では、検出対象物490が1つの近接センサHSを用いて検出されるとき、後に続くバンドルスキャンを打ち切り、近接検出動作の時間を短縮することができる。
<2-3.変形例1>
図25及び図26を用いて、本発明の第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法の変形例1を説明する。検出装置10の駆動方法の変形例1では、図21に示されるフローチャートに対して、検出装置10はステップ417(S417)でのバンドルスキャン1の後においても、差分値|ΔV|、及び差分値|ΔV|と閾値(Th)の比較結果を用いて、スキャンを続けるかまたは打ち切るかを判定する。それ以外の駆動方法は、図21に示すフローチャートと同様であるから、ここでの説明は省略される。
図25に示すように、ステップ417(S417)に続くステップ419(S419)では、検出装置10は、ベースラインスキャン1及びバンドルスキャン1において検出された信号を用いて差分値|ΔV|を算出する。ベースラインスキャン1において検出された信号は、複数の第2の初期検出電圧Voutであり、バンドルスキャン1において検出された信号は、第2の検出データRD1(複数の第2の検出電圧Vout)である。ステップ419(S419)における駆動方法は、以上説明した点以外は、ステップ411(S411)における駆動方法と同様であるから、ここでの説明は省略される。
ステップ419(S419)に続くステップ421(S421)では、検出装置10は、ベースラインスキャン1及びバンドルスキャン1において検出された信号を用いて差分値|ΔV|と閾値(Th)を比較する。ステップ421(S421)における駆動方法は、以上説明した点以外は、ステップ413(S413)における駆動方法と同様であるから、ここでの説明は省略される。
ステップ421(S421)に続くステップ423(S423)では、検出装置10はバンドルスキャン1を打ち切るか(中断するか)否かを判定する。
当該絶対値|ΔV|が閾値電圧(Vth)未満であると、比較判定回路540は、検出対象物が無し(非存在状態、図25に示されるフローチャートにおいてNO)であると判定する。比較判定回路540がNOと判定すると、検出装置10はステップ409(S409)に戻って、バンドルスキャン0を実行する。当該絶対値|ΔV|が閾値電圧(Th)以上であると、検出対象物が有り(存在状態、図25に示されるフローチャートにおいてYES)であると判定する。比較判定回路540がYESと判定すると、比較判定回路540は図26に示されるステップ425(S425)を実行する。ステップ423(S423)における駆動方法は、以上説明した点以外は、ステップ415(S415)における駆動方法と同様であるから、ここでの説明は省略される。
本発明の第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法の変形例1では、バンドルスキャン0またはバンドルスキャン1の何れかにおいて、後に続くバンドルスキャンを打ち切り、近接検出動作の時間を短縮することができる。
<2-4.変形例2>
図25及び図27を用いて、本発明の第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法の変形例2を説明する。検出装置10の駆動方法の変形例12では、図25及び図26に示されるフローチャートに対して、検出装置10はステップ425(S425)でのバンドルスキャン3の後においても、差分値|ΔV|、及び差分値|ΔV|と閾値(Th)の比較結果を用いて、スキャンを続けるかまたは打ち切るかを判定する。それ以外の駆動方法は、図25及び図26に示すフローチャートと同様であるから、ここでの説明は省略される。
図27に示すように、ステップ425(S425)に続くステップ427(S427)では、検出装置10は、ベースラインスキャン2及びバンドルスキャン2において検出された信号を用いて差分値|ΔV|を算出する。ベースラインスキャン2において検出された信号は、複数の第3の初期検出電圧Voutであり、バンドルスキャン2において検出された信号は、第3の検出データRD2(複数の第3の検出電圧Vout)である。ステップ427(S427)における駆動方法は、以上説明した点以外は、ステップ419(S419)における駆動方法と同様であるから、ここでの説明は省略される。
ステップ427(S427)に続くステップ429(S429)では、検出装置10は、ベースラインスキャン2及びバンドルスキャン2において検出された信号を用いて差分値|ΔV|と閾値(Th)を比較する。ステップ429(S429)における駆動方法は、以上説明した点以外は、ステップ421(S421)における駆動方法と同様であるから、ここでの説明は省略される。
ステップ429(S429)に続くステップ431(S431)では、検出装置10はバンドルスキャン2を打ち切るか(中断するか)否かを判定する。
当該絶対値|ΔV|が閾値電圧(Vth)未満であると、比較判定回路540は、検出対象物が無し(非存在状態、図27に示されるフローチャートにおいてNO)であると判定する。比較判定回路540がNOと判定すると、検出装置10はステップ409(S409)に戻って、バンドルスキャン0を実行する。当該絶対値|ΔV|が閾値電圧(Th)以上であると、検出対象物が有り(存在状態、図27に示されるフローチャートにおいてYES)であると判定する。比較判定回路540がYESと判定すると、比較判定回路540はステップ433(S433)を実行する。ステップ431(S431)における駆動方法は、以上説明した点以外は、ステップ423(S423)における駆動方法と同様であるから、ここでの説明は省略される。
本発明の第2実施形態に係る検出装置10の駆動方法の変形例2では、バンドルスキャン0、バンドルスキャン1またはバンドルスキャン2の何れかにおいて、後に続くバンドルスキャンを打ち切り、近接検出動作の時間を短縮することができる。
<3.第3実施形態>
本発明の第3実施形態に係る検出装置10の駆動方法は、図11に示される第1の実施形態に係る検出装置10の駆動方法に対して、検出装置10の四隅の検出精度を改善する駆動方法である。具体的には、第3実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、第1の実施形態に係る検出装置10の駆動方法に対して、ベースラインスキャン4~ベースラインスキャン8、及び、バンドルスキャン4~バンドルスキャン8が増加している点において異なる。第3実施形態に係る検出装置10の駆動方法の説明では、主に、ベースラインスキャン4~ベースラインスキャン8、及び、バンドルスキャン4~バンドルスキャン8の駆動方法を説明する。それ以外の点は、第1の実施形態に係る検出装置10の駆動方法と同様であうから、ここでの説明は省略される。
図28は、本発明の第3実施形態に係る検出装置10の駆動方法を説明するためのフローチャートである。図29は、本発明の第3実施形態に係る検出装置10の駆動方法のうち、バンドルスキャン4(bandlescan4)を説明するための図である。図30は、本発明の第3実施形態に係る検出装置10の駆動方法のうち、バンドルスキャン5(bandlescan5)を説明するための図である。図31は、本発明の第3実施形態に係る検出装置10の駆動方法のうち、バンドルスキャン6(bandlescan6)を説明するための図である。図32は、本発明の第3実施形態に係る検出装置10の駆動方法のうち、バンドルスキャン7(bandlescan7)を説明するための図である。図33は、本発明の第3実施形態に係る検出装置の駆動方法のうち、バンドルスキャン8(bandlescan8)を説明するための図である。図34は、本発明の第3実施形態に係る検出装置10の駆動方法の各バンドルスキャンにおける検出電極のサイズ比の一例を示す図である。図28~図34に示される検出装置10の駆動方法は一例であって、検出装置10の駆動方法は、図28~図34に示される構成に限定されない。図1~図27と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。
<3-1.第5の初期電圧検出期間>
図28に示すように、近接検出動作が開始されると、ステップ601(S601)では、検出装置10はベースラインスキャン4を実行する。ベースラインスキャン4では、検出対象物490の無い非存在状態において、図29に示すユニット4(unit4)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して初期信号Vini1及び初期信号Vini2が生成される。ユニット4は、ユニット0に対して、それぞれの近接センサHSの座標が、検出電極180の1列分右にシフトし、1行分上にシフトしている。例えば、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(2,1)、及び(3,1)の2個の検出電極180から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(20,1)の1個の検出電極180から構成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、初期信号Vini1または初期信号Vini2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された初期出力信号Voutbとして、演算回路500に送信される。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、ベースラインスキャン4を実行する期間は、第5の初期電圧検出期間と呼ばれ、第5の初期電圧検出期間で生成される初期出力信号Voutbは第5の初期電圧と呼ばれる。
図29に示すように、ユニット4では、近接センサHSDは、検出電極180の座標(1,1)~(1,8)、及び(2,8)~(10,8)から構成される。第5の初期電圧検出期間において、近接センサHSDは、交流矩形波Vsigを供給されるが、マルチプレクサ310内のチャンネルには接続されない。近接センサHSDに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSDに対応する初期信号Vini1または初期信号Vini2に対応する第5の初期電圧は生成されない。
図29に示すように、ユニット4では、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(2,1)、及び(3,1)から構成され、近接センサHS(1,2)は検出電極180の座標(2,2)、(2,3)、(3,2)、及び(3,3)から構成され、近接センサHS(1,3)は検出電極180の座標(2,4)、(2,5)、(3,4)、及び(3,5)から構成され、近接センサHS(1,4)は検出電極180の座標(2,6)、(2,7)、(3,6)、及び(3,7)から構成され、近接センサHS(2,1)は検出電極180の座標(4,1)、及び(5,1)から構成され、近接センサHS(2,2)は検出電極180の座標(4,2)、(4,3)、(5,2)、及び(5,3)から構成され、近接センサHS(2,3)は検出電極180の座標(4,4)、(4,5)、(5,4)、及び(5,5)から構成され、近接センサHS(2,4)は検出電極180の座標(4,6)、(4,7)、(5,6)、及び(5,7)から構成され、近接センサHS(3,1)は検出電極180の座標(6,1)、及び(7,1)から構成され、近接センサHS(3,2)は検出電極180の座標(6,2)、(6,3)、(7,2)、及び(7,3)から構成され、近接センサHS(3,3)は検出電極180の座標(6,4)、(6,5)、(7,4)、及び(7,5)から構成され、近接センサHS(3,4)は検出電極180の座標(6,6)、(6,7)、(7,6)、及び(7,7)から構成され、近接センサHS(4,1)は検出電極180の座標(8,1)、及び(9,1)から構成され、近接センサHS(4,2)は検出電極180の座標(8,2)、(8,3)、(9,2)、及び(9,3)から構成され、近接センサHS(4,3)は検出電極180の座標(8,4)、(8,5)、(9,4)、及び(9,5)から構成され、近接センサHS(4,4)は検出電極180の座標(8,6)、(8,7)、(9,6)、及び(9,7)から構成され、近接センサHS(5,1)は検出電極180の座標(10,1)、及び(11,1)から構成され、近接センサHS(5,2)は検出電極180の座標(10,2)、(10,3)、(11,2)、及び(11,3)から構成され、近接センサHS(5,3)は検出電極180の座標(10,4)、(10,5)、(11,4)、及び(11,5)から構成され、近接センサHS(5,4)は検出電極180の座標(10,6)、(10,7)、(11,6)、及び(11,7)から構成され、近接センサHS(6,1)は検出電極180の座標(12,1)、及び(13,1)から構成され、近接センサHS(6,2)は検出電極180の座標(12,2)、(12,3)、(13,2)、及び(13,3)から構成され、近接センサHS(6,3)は検出電極180の座標(12,4)、(12,5)、(13,4)、及び(13,5)から構成され、近接センサHS(6,4)は検出電極180の座標(12,6)、(11,7)、(13,6)、及び(13,7)から構成され、近接センサHS(7,1)は検出電極180の座標(14,1)、及び(15,1)から構成され、近接センサHS(7,2)は検出電極180の座標(14,2)、(14,3)、(15,2)、及び(15,3)から構成され、近接センサHS(7,3)は検出電極180の座標(14,4)、(14,5)、(15,4)、及び(15,5)から構成され、近接センサHS(7,4)は検出電極180の座標(14,6)、(14,7)、(15,6)、及び(15,7)から構成され、近接センサHS(8,1)は検出電極180の座標(16,1)、及び(17,1)から構成され、近接センサHS(8,2)は検出電極180の座標(16,2)、(16,3)、(17,2)、及び(17,3)から構成され、近接センサHS(8,3)は検出電極180の座標(16,4)、(16,5)、(17,4)、及び(17,5)から構成され、近接センサHS(8,4)は検出電極180の座標(16,6)、(16,7)、(17,6)、及び(17,7)から構成され、近接センサHS(9,1)は検出電極180の座標(18,1)、及び(19,1)から構成され、近接センサHS(9,2)は検出電極180の座標(18,2)、(18,3)、(19,2)、及び(19,3)から構成され、近接センサHS(9,3)は検出電極180の座標(18,4)、(18,5)、(19,4)、及び(19,5)から構成され、近接センサHS(9,4)は検出電極180の座標(18,6)、(18,7)、(19,6)、及び(19,7)から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(20,1)から構成され、近接センサHS(10,2)は検出電極180の座標(20,2)、及び(20,3)から構成され、近接センサHS(10,3)は検出電極180の座標(20,4)、及び(20,5)から構成され、近接センサHS(10,4)は検出電極180の座標(20,6)、及び(20,7)から構成される。
ユニット0と同様に、近接センサHS(1,1)~HS(10,4)はそれぞれ、マルチプレクサ310内の00チャンネル(00ch)~39チャンネル(39ch)に電気的に接続される。
<3-2.第6の初期電圧検出期間>
ステップ601(S601)に続くステップ603(S603)では、検出装置10はベースラインスキャン5を実行する。ベースラインスキャン5では、検出対象物490の無い非存在状態において、図30に示すユニット5(unit5)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して初期信号Vini1及び初期信号Vini2が生成される。ユニット5は、ユニット0に対して、それぞれの近接センサHSの座標が、検出電極180の1行分上にシフトしている。例えば、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(2,1)、及び(3,1)の2個の検出電極180から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(19,1)、及び(20,1)の2個の検出電極180から構成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、初期信号Vini1または初期信号Vini2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された初期出力信号Voutbとして、演算回路500に送信される。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、ベースラインスキャン5を実行する期間は、第6の初期電圧検出期間と呼ばれ、第6の初期電圧検出期間で生成される初期出力信号Voutbは第6の初期電圧と呼ばれる。
図30に示すように、ユニット5では、近接センサHSEは、検出電極180の座標(1,8)~(20,8)から構成される。第6の初期電圧検出期間において、近接センサHSEは、交流矩形波Vsigを供給されるが、マルチプレクサ310内のチャンネルには接続されない。近接センサHSEに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSEに対応する初期信号Vini1または初期信号Vini2に対応する第6の初期電圧は生成されない。
図30に示すように、ユニット5では、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(1,1)、及び(2,1)から構成され、近接センサHS(1,2)は検出電極180の座標(1,2)、(1,3)、(2,2)、及び(2,3)から構成され、近接センサHS(1,3)は検出電極180の座標(1,4)、(1,5)、(2,4)、及び(2,5)から構成され、近接センサHS(1,4)は検出電極180の座標(1,6)、(1,7)、(2,6、及び(2,7)から構成され、近接センサHS(2,1)は検出電極180の座標(3,1)、及び(4,1)から構成され、近接センサHS(2,2)は検出電極180の座標(3,2)、(3,3)、(4,2)、及び(4,3)から構成され、近接センサHS(2,3)は検出電極180の座標(3,4)、(3,5)、(4,4)、及び(4,5)から構成され、近接センサHS(2,4)は検出電極180の座標(3,6)、(3,7)、(4,6)、及び(4,7)から構成され、近接センサHS(3,1)は検出電極180の座標(5,1)、及び(6,1)から構成され、近接センサHS(3,2)は検出電極180の座標(5,2)、(5,3)、(6,2)、及び(6,3)から構成され、近接センサHS(3,3)は検出電極180の座標(5,4)、(5,5)、(6,4)、及び(6,5)から構成され、近接センサHS(3,4)は検出電極180の座標(5,6)、(5,7)、(6,6)、及び(6,7)から構成され、近接センサHS(4,1)は検出電極180の座標(7,1)、及び(8,1)から構成され、近接センサHS(4,2)は検出電極180の座標(7,2)、(7,3)、(8,2)、及び(8,3)から構成され、近接センサHS(4,3)は検出電極180の座標(7,4)、(7,5)、(8,4)、及び(8,5)から構成され、近接センサHS(4,4)は検出電極180の座標(7,6)、(7,7)、(8,6)、及び(8,7)から構成され、近接センサHS(5,1)は検出電極180の座標(9,1)、及び(10,1)から構成され、近接センサHS(5,2)は検出電極180の座標(9,2)、(9,3)、(10,2)、及び(10,3)から構成され、近接センサHS(5,3)は検出電極180の座標(9,4)、(9,5)、(10,4)、及び(10,5)から構成され、近接センサHS(5,4)は検出電極180の座標(9,6)、(9,7)、(10,6)、及び(10,7)から構成され、近接センサHS(6,1)は検出電極180の座標(11,1)、及び(12,1)から構成され、近接センサHS(6,2)は検出電極180の座標(11,2)、(11,3)、(12,2)、及び(12,3)から構成され、近接センサHS(6,3)は検出電極180の座標(11,4)、(11,5)、(12,4)、及び(12,5)から構成され、近接センサHS(6,4)は検出電極180の座標(11,6)、(11,7)、(12,6)、及び(12,7)から構成され、近接センサHS(7,1)は検出電極180の座標(13,1)、及び(14,1)から構成され、近接センサHS(7,2)は検出電極180の座標(13,2)、(13,3)、(14,2)、及び(14,3)から構成され、近接センサHS(7,3)は検出電極180の座標(13,4)、(13,5)、(14,4)、及び(14,5)から構成され、近接センサHS(7,4)は検出電極180の座標(13,6)、(13,7)、(14,6)、及び(14,7)から構成され、近接センサHS(8,1)は検出電極180の座標(15,1)、及び(16,1)から構成され、近接センサHS(8,2)は検出電極180の座標(15,2)、(15,3)、(16,2)、及び(16,3)から構成され、近接センサHS(8,3)は検出電極180の座標(15,4)、(15,5)、(16,4)、及び(16,5)から構成され、近接センサHS(8,4)は検出電極180の座標(15,6)、(15,7)、(16,6)、及び(16,7)から構成され、近接センサHS(9,1)は検出電極180の座標(17,1)、及び(18,1)から構成され、近接センサHS(9,2)は検出電極180の座標(17,2)、(17,3)、(18,2)、及び(18,3)から構成され、近接センサHS(9,3)は検出電極180の座標(17,4)、(17,5)、(18,4)、及び(18,5)から構成され、近接センサHS(9,4)は検出電極180の座標(17,6)、(17,7)、(18,6)、及び(18,7)から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(19,1)、及び(20,1)から構成され、近接センサHS(10,2)は検出電極180の座標(19,2)、(19,3)、(20,2)、及び(20,3)から構成され、近接センサHS(10,3)は検出電極180の座標(19,4)、(19,5)、(20,4)、及び(20,5)から構成され、近接センサHS(10,4)は検出電極180の座標(19,6)、(19,7)、(20,6)、及び(20,7)から構成される。
ユニット0と同様に、近接センサHS(1,1)~HS(10,4)はそれぞれ、マルチプレクサ310内の00チャンネル(00ch)~39チャンネル(39ch)に電気的に接続される。
<3-3.第7の初期電圧検出期間>
ステップ603(S603)に続くステップ605(S605)では、検出装置10はベースラインスキャン6を実行する。ベースラインスキャン6では、検出対象物490の無い非存在状態において、図31に示すユニット6(unit6)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して初期信号Vini1及び初期信号Vini2が生成される。ユニット6は、ユニット0に対して、それぞれの近接センサHSの座標が、検出電極180の1列分左にシフトし、検出電極180の1行分上にシフトしている。例えば、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(1,1)の1個の検出電極180から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(19,1)、及び(20,1)の2個の検出電極180から構成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、初期信号Vini1または初期信号Vini2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された初期出力信号Voutbとして、演算回路500に送信される。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、ベースラインスキャン6を実行する期間は、第7の初期電圧検出期間と呼ばれ、第7の初期電圧検出期間で生成される初期出力信号Voutbは第7の初期電圧と呼ばれる。
図31に示すように、ユニット6では、近接センサHSFは、検出電極180の座標(1,8)~(19,8)、及び(20,1)~(20、8)から構成される。第7の初期電圧検出期間において、近接センサHSBは、交流矩形波Vsigを供給されるが、マルチプレクサ310内のチャンネルには接続されない。近接センサHSFに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSFに対応する初期信号Vini1または初期信号Vini2は生成されない。
図31に示すように、ユニット6では、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(1,1)から構成され、近接センサHS(1,2)は検出電極180の座標(1,2)、及び(1,3)から構成され、近接センサHS(1,3)は検出電極180の座標(1,4)、及び(1,5)から構成され、近接センサHS(1,4)は検出電極180の座標(1,6)、及び(1,7)から構成され、近接センサHS(2,1)は検出電極180の座標(2,1)、及び(3,1)から構成され、近接センサHS(2,2)は検出電極180の座標(2,2)、(2,3)、(3,2)、及び(3,3)から構成され、近接センサHS(2,3)は検出電極180の座標(2,4)、(2,5)、(3,4)、及び(3,5)から構成され、近接センサHS(2,4)は検出電極180の座標(2,6)、(2,7)、(3,6)、及び(3,7)から構成され、近接センサHS(3,1)は検出電極180の座標(4,1)、及び(5,1)から構成され、近接センサHS(3,2)は検出電極180の座標(4,2)、(4,3)、(5,2)、及び(5,3)から構成され、近接センサHS(3,3)は検出電極180の座標(4,4)、(4,5)、(5,4)、及び(5,5)から構成され、近接センサHS(3,4)は検出電極180の座標(4,6)、(4,7)、(5,6)、及び(5,7)から構成され、近接センサHS(4,1)は検出電極180の座標(6,1)、及び(7,1)から構成され、近接センサHS(4,2)は検出電極180の座標(6,2)、(6,3)、(7,2)、及び(7,3)から構成され、近接センサHS(4,3)は検出電極180の座標(6,4)、(6,5)、(7,4)、及び(7,5)から構成され、近接センサHS(4,4)は検出電極180の座標(6,6)、(6,7)、(7,6)、及び(7,7)から構成され、近接センサHS(5,1)は検出電極180の座標(8,1)、及び(9,1)から構成され、近接センサHS(5,2)は検出電極180の座標(8,2)、(8,3)、(9,2)、及び(9,3)から構成され、近接センサHS(5,3)は検出電極180の座標(8,4)、(8,5)、(9,4)、及び(9,5)から構成され、近接センサHS(5,4)は検出電極180の座標(10,6)、(10,7)、(11,6)、及び(11,7)から構成され、近接センサHS(6,1)は検出電極180の座標(10,1)、及び(11,1)から構成され、近接センサHS(6,2)は検出電極180の座標(10,2)、(10,3)、(11,2)、及び(11,3)から構成され、近接センサHS(6,3)は検出電極180の座標(10,4)、(10,5)、(11,4)、及び(11,5)から構成され、近接センサHS(6,4)は検出電極180の座標(10,6)、(10,7)、(11,6)、及び(11,7)から構成され、近接センサHS(7,1)は検出電極180の座標(12,1)、及び(13,1)から構成され、近接センサHS(7,2)は検出電極180の座標(12,2)、(12,3)、(13,2)、及び(13,3)から構成され、近接センサHS(7,3)は検出電極180の座標(12,4)、(12,5)、(13,4)、及び(13,5)から構成され、近接センサHS(7,4)は検出電極180の座標(12,6)、(12,7)、(13,6)、及び(13,7)から構成され、近接センサHS(8,1)は検出電極180の座標(14,1)、及び(15,1)から構成され、近接センサHS(8,2)は検出電極180の座標(14,2)、(14,3)、(15,2)、及び(15,3)から構成され、近接センサHS(8,3)は検出電極180の座標(14,4)、(14,5)、(15,4)、及び(15,5)から構成され、近接センサHS(8,4)は検出電極180の座標(14,6)、(14,7)、(15,6)、及び(15,7)から構成され、近接センサHS(9,1)は検出電極180の座標(16,1)、及び(17,1)から構成され、近接センサHS(9,2)は検出電極180の座標(16,2)、(16,3)、(17,2)、及び(17,3)から構成され、近接センサHS(9,3)は検出電極180の座標(16,4)、(16,5)、(17,4)、及び(17,5)から構成され、近接センサHS(9,4)は検出電極180の座標(16,6)、(16,7)、(17,6)、及び(17,7)から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(18,1)、及び(19,1)から構成され、近接センサHS(10,2)は検出電極180の座標(18,2)、(18,3)、(19,2)、及び(19,3)から構成され、近接センサHS(10,3)は検出電極180の座標(18,4)、(18,5)、(19,4)、及び(19,5)から構成され、近接センサHS(10,4)は検出電極180の座標(18,6)、(18,7)、(19,6)、及び(19,7)から構成される。
ユニット0と同様に、近接センサHS(1,1)~HS(10,4)はそれぞれ、マルチプレクサ310内の00チャンネル(00ch)~39チャンネル(39ch)に電気的に接続される。
<3-4.第8の初期電圧検出期間>
ステップ605(S605)に続くステップ607(S607)では、検出装置10はベースラインスキャン7を実行する。ベースラインスキャン7では、検出対象物490の無い非存在状態において、図32に示すユニット7(unit7)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して初期信号Vini1及び初期信号Vini2が生成される。ユニット7は、ユニット0に対して、それぞれの近接センサHSの座標が、検出電極180の1列分左にシフトしている。例えば、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(1,1)、及び(1,2)の2個の検出電極180から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(18,1)、(18,2)、(19,1)、及び(19,2)の4個の検出電極180から構成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、初期信号Vini1または初期信号Vini2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された初期出力信号Voutbとして、演算回路500に送信される。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、ベースラインスキャン7を実行する期間は、第8の初期電圧検出期間と呼ばれ、第8の初期電圧検出期間で生成される初期出力信号Voutbは第8の初期電圧と呼ばれる。
図32に示すように、ユニット7では、近接センサHSGは、検出電極180の座標(20,1)~(20,8)から構成される。第8の初期電圧検出期間において、近接センサHSGは、交流矩形波Vsigを供給されるが、マルチプレクサ310内のチャンネルには接続されない。近接センサHSGに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSGに対応する初期信号Vini1または初期信号Vini2は生成されない。
図32に示すように、ユニット7では、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(1,1)、及び(2,1)から構成され、近接センサHS(1,2)は検出電極180の座標(1,3)、及び(1,4)から構成され、近接センサHS(1,3)は検出電極180の座標(1,5)、及び(1,6)から構成され、近接センサHS(1,4)は検出電極180の座標(1,7)、及び(1,8)から構成され、近接センサHS(2,1)は検出電極180の座標(2,1)、(2,2)、(3,1)、及び(3,2)から構成され、近接センサHS(2,2)は検出電極180の座標(2,3)、(3,4)、(3,3)、及び(3,4)から構成され、近接センサHS(2,3)は検出電極180の座標(2,5)、(2,6)、(3,5)、及び(3,6)から構成され、近接センサHS(2,4)は検出電極180の座標(2,7)、(2,8)、(3,7)、及び(3,8)から構成され、近接センサHS(3,1)は検出電極180の座標(4,1)、(4,2)、(5,1)、及び(5,2)から構成され、近接センサHS(3,2)は検出電極180の座標(4,3)、(4,4)、(5,3)、及び(5,4)から構成され、近接センサHS(3,3)は検出電極180の座標(4,5)、(4,6)、(5,5)、及び(5,6)から構成され、近接センサHS(3,4)は検出電極180の座標(4,7)、(4,8)、(5,7)、及び(5,8)から構成され、近接センサHS(4,1)は検出電極180の座標(6,1)、(6,2)、(7,1)、及び(7,2)から構成され、近接センサHS(4,2)は検出電極180の座標(6,3)、(6,4)、(7,3)、及び(7,4)から構成され、近接センサHS(4,3)は検出電極180の座標(6,5)、(6,6)、(7,5)、及び(7,6)から構成され、近接センサHS(4,4)は検出電極180の座標(6,7)、(6,8)、(7,7)、及び(7,8)から構成され、近接センサHS(5,1)は検出電極180の座標(8,1)、(8,2)、(9,1)、及び(9,2)から構成され、近接センサHS(5,2)は検出電極180の座標(8,3)、(8,4)、(9,3)、及び(9,4)から構成され、近接センサHS(5,3)は検出電極180の座標(8,5)、(8,6)、(9,5)、及び(9,6)から構成され、近接センサHS(5,4)は検出電極180の座標(8,7)、(8,8)、(9,7)、及び(9,8)から構成され、近接センサHS(6,1)は検出電極180の座標(10,1)、(10,2)、(11,1)、及び(11,2)から構成され、近接センサHS(6,2)は検出電極180の座標(10,3)、(10,4)、(11,3)、及び(11,4)から構成され、近接センサHS(6,3)は検出電極180の座標(10,5)、(10,6)、(11,5)、及び(11,6)から構成され、近接センサHS(6,4)は検出電極180の座標(10,7)、(10,8)、(11,7)、及び(11,8)から構成され、近接センサHS(7,1)は検出電極180の座標(12,1)、(12,2)、(13,1)、及び(13,2)から構成され、近接センサHS(7,2)は検出電極180の座標(12,3)、(12,4)、(13,3)、及び(13,4)から構成され、近接センサHS(7,3)は検出電極180の座標(12,5)、(12,6)、(13,5)、及び(13,6)から構成され、近接センサHS(7,4)は検出電極180の座標(12,7)、(12,8)、(13,7)、及び(13,8)から構成され、近接センサHS(8,1)は検出電極180の座標(14,1)、(14,2)、(15,1)、及び(15,2)から構成され、近接センサHS(8,2)は検出電極180の座標(14,3)、(14,4)、(15,3)、及び(15,4)から構成され、近接センサHS(8,3)は検出電極180の座標(14,5)、(14,6)、(15,5)、及び(15,6)から構成され、近接センサHS(8,4)は検出電極180の座標(14,7)、(14,8)、(15,7)、及び(15,8)から構成され、近接センサHS(9,1)は検出電極180の座標(16,1)、(16,2)、(17,1)、及び(17,2)から構成され、近接センサHS(9,2)は検出電極180の座標(16,3)、(16,4)、(17,3)、及び(17,4)から構成され、近接センサHS(9,3)は検出電極180の座標(16,5)、(16,6)、(17,5)、及び(17,6)から構成され、近接センサHS(9,4)は検出電極180の座標(16,7)、(16,8)、(17,7)、及び(17,8)から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(18,1)、(18,2)、(19,1)、及び(19,2)から構成され、近接センサHS(10,2)は検出電極180の座標(18,3)、(18,4)、(19,3)、及び(19,4)から構成され、近接センサHS(10,3)は検出電極180の座標(18,5)、(18,6)、(19,5)、及び(19,6)から構成され、近接センサHS(10,4)は検出電極180の座標(18,7)、(18,8)、(19,7)、及び(19,8)から構成される。
ユニット0と同様に、近接センサHS(1,1)~HS(10,4)はそれぞれ、マルチプレクサ310内の00チャンネル(00ch)~39チャンネル(39ch)に電気的に接続される。
<3-5.第9の初期電圧検出期間>
ステップ607(S607)に続くステップ609(S609)では、検出装置10はベースラインスキャン8を実行する。ベースラインスキャン8では、検出対象物490の無い非存在状態において、図33に示すユニット8(unit8)の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して初期信号Vini1及び初期信号Vini2が生成される。ユニット8は、ユニット0に対して、それぞれの近接センサHSの座標が、検出電極180の1列分左にシフトし、検出電極180の1行分下にシフトしている。例えば、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(1,2)、及び(1,3)の2個の検出電極180から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(18,2)、(18,3)、(19,2)、及び(19,3)の4個の検出電極180から構成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、初期信号Vini1または初期信号Vini2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された初期出力信号Voutbとして、演算回路500に送信される。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、ベースラインスキャン8を実行する期間は、第9の初期電圧検出期間と呼ばれ、第9の初期電圧検出期間で生成される初期出力信号Voutbは第9の初期電圧と呼ばれる。
図33に示すように、ユニット8では、近接センサHSHは、検出電極180の座標(1、1)~(20,1)、及び(20,2)~(20,8)から構成される。第9の初期電圧検出期間において、近接センサHSHは、交流矩形波Vsigを供給されるが、マルチプレクサ310内のチャンネルには接続されない。近接センサHSHに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSHに対応する初期信号Vini1または初期信号Vini2は生成されない。
図33に示すように、ユニット8では、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(1,2)、及び(1,3)から構成され、近接センサHS(1,2)は検出電極180の座標(1,4)、及び(1,5)から構成され、近接センサHS(1,3)は検出電極180の座標(1,6)、及び(1,7)から構成され、近接センサHS(1,4)は検出電極180の座標(1,8)から構成され、近接センサHS(2,1)は検出電極180の座標(2,2)、(2,3)、(3,2)、及び(3,3)から構成され、近接センサHS(2,2)は検出電極180の座標(2,4)、(2,5)、(3,4)、及び(3,5)から構成され、近接センサHS(2,3)は検出電極180の座標(2,6)、(2,7)、(3,6)、及び(3,7)から構成され、近接センサHS(2,4)は検出電極180の座標(2,8)、及び(3,8)から構成され、近接センサHS(3,1)は検出電極180の座標(4,2)、(4,3)、(5,2)、及び(5,3)から構成され、近接センサHS(3,2)は検出電極180の座標(4,4)、(4,5)、(5,4)、及び(5,5)から構成され、近接センサHS(3,3)は検出電極180の座標(4,6)、(4,7)、(5,6)、及び(5,7)から構成され、近接センサHS(3,4)は検出電極180の座標(4,8)、及び(5,8)から構成され、近接センサHS(4,1)は検出電極180の座標(6,2)、(6,3)、(7,2)、及び(7,3)から構成され、近接センサHS(4,2)は検出電極180の座標(6,4)、(6,5)、(7,4)、及び(7,5)から構成され、近接センサHS(4,3)は検出電極180の座標(6,6)、(6,7)、(7,6)、及び(7,7)から構成され、近接センサHS(4,4)は検出電極180の座標(6,8)、及び(7,8)から構成され、近接センサHS(5,1)は検出電極180の座標(8,2)、(8,3)、(9,2)、及び(9,3)から構成され、近接センサHS(5,2)は検出電極180の座標(8,4)、(8,5)、(9,4)、及び(9,5)から構成され、近接センサHS(5,3)は検出電極180の座標(8,6)、(8,7)、(9,6)、及び(9,7)から構成され、近接センサHS(5,4)は検出電極180の座標(8,8)、及び(9,8)から構成され、近接センサHS(6,1)は検出電極180の座標(10,2)、(10,3)、(11,2)、及び(11,3)から構成され、近接センサHS(6,2)は検出電極180の座標(10,4)、(10,5)、(11,4)、及び(11,5)から構成され、近接センサHS(6,3)は検出電極180の座標(10,6)、(10,7)、(11,6)、及び(11,7)から構成され、近接センサHS(6,4)は検出電極180の座標(10,8)、及び(11,8)から構成され、近接センサHS(7,1)は検出電極180の座標(12,2)、(12,3)、(13,2)、及び(13,3)から構成され、近接センサHS(7,2)は検出電極180の座標(12,4)、(12,5)、(13,4)、及び(13,5)から構成され、近接センサHS(7,3)は検出電極180の座標(12,6)、(12,7)、(13,6)、及び(13,7)から構成され、近接センサHS(7,4)は検出電極180の座標(12,8)、及び(13,8)から構成され、近接センサHS(8,1)は検出電極180の座標(14,2)、(14,3)、(15,2)、及び(15,3)から構成され、近接センサHS(8,2)は検出電極180の座標(14,4)、(14,5)、(15,4)、及び(15,5)から構成され、近接センサHS(8,3)は検出電極180の座標(14,6)、(14,7)、(15,6)、及び(15,7)から構成され、近接センサHS(8,4)は検出電極180の座標(14,8)、及び(15,8)から構成され、近接センサHS(9,1)は検出電極180の座標(16,2)、(16,3)、(17,2)、及び(17,3)から構成され、近接センサHS(9,2)は検出電極180の座標(16,4)、(16,5)、(17,4)、及び(17,5)から構成され、近接センサHS(9,3)は検出電極180の座標(16,6)、(16,7)、(17,6)、及び(17,7)から構成され、近接センサHS(9,4)は検出電極180の座標(16,8)、及び(17,8)から構成され、近接センサHS(10,1)は検出電極180の座標(18,2)、(18,3)、(19,2)、及び(19,3)から構成され、近接センサHS(10,2)は検出電極180の座標(18,4)、(18,5)、(19,4)、及び(19,5)から構成され、近接センサHS(10,3)は検出電極180の座標(18,6)、(18,7)、(19,6)、及び(19,7)から構成され、近接センサHS(10,4)は検出電極180の座標(18,8)、及び(19,8)から構成される。
ユニット0と同様に、近接センサHS(1,1)~HS(10,4)はそれぞれ、マルチプレクサ310内の00チャンネル(00ch)~39チャンネル(39ch)に電気的に接続される。
<3-6.第1の検出電圧検出期間~第4の検出電圧検出期間>
図28に示すように、ステップ609(S609)に続くステップ409(S409)では、検出装置10はバンドルスキャン0を実行する。バンドルスキャン0は、第1の検出電圧検出期間において実行される。ステップ409(S409)に続くステップ417(S417)~ステップ433(S433)では、検出装置10はバンドルスキャン1~バンドルスキャン3を実行する。バンドルスキャン1~バンドルスキャン3は、第2の検出電圧検出期間~第4の検出電圧検出期間において実行される。ステップ417(S417)~ステップ433(S433)の駆動方法に係る構成及び機能は、第1実施形態と同様であるから、ここでの説明は省略される。
<3-7.第5の検出電圧検出期間>
ステップ433(S433)に続くステップ611(S611)では、検出装置10はバンドルスキャン4を実行する。バンドルスキャン4では、検出対象物490の有る存在状態において、図29に示すユニット4の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して検出信号Vdet1及び検出信号Vdet2が生成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、検出信号Vdet1または検出信号Vdet2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutとして、演算回路500に送信される。このとき、例えば、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutは、信号処理回路430に含まれる記憶装置に一時的に格納されてもよい。そののち、演算回路500は、検出回路400から供給される制御信号Hintに同期して、当該記憶装置から、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを受信(読み出し)してもよい。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、バンドルスキャン4を実行する期間は、第5の検出電圧検出期間と呼ばれ、第5の検出電圧検出期間で生成される出力信号Voutは第5の検出電圧と呼ばれ、それぞれの近接センサHSに対して生成された複数の第5の検出電圧は、まとめて、第5の検出データRD4と呼ばれる。
演算回路500は、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン4における検出対象物490の座標(y4,x4)を算出する。座標の算出方法は、例えば、図16~19を用いて説明した方法と同様の方法を用いることができる。
<3-8.第6の検出電圧検出期間>
ステップ611(S611)に続くステップ613(S613)では、検出装置10はバンドルスキャン5を実行する。バンドルスキャン5では、検出対象物490の有る存在状態において、図30に示すユニット5の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して検出信号Vdet1及び検出信号Vdet2が生成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、検出信号Vdet1または検出信号Vdet2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutとして、演算回路500に送信される。このとき、例えば、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutは、信号処理回路430に含まれる記憶装置に一時的に格納されてもよい。そののち、演算回路500は、検出回路400から供給される制御信号Hintに同期して、当該記憶装置から、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを受信(読み出し)してもよい。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、バンドルスキャン5を実行する期間は、第6の検出電圧検出期間と呼ばれ、第6の検出電圧検出期間で生成される出力信号Voutは第6の検出電圧と呼ばれ、それぞれの近接センサHSに対して生成された複数の第6の検出電圧は、まとめて、第6の検出データRD5と呼ばれる。
演算回路500は、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン5における検出対象物490の座標(y5,x5)を算出する。座標の算出方法は、例えば、図16~19を用いて説明した方法と同様の方法を用いることができる。
<3-9.第7の検出電圧検出期間>
ステップ613(S613)に続くステップ615(S615)では、検出装置10はバンドルスキャン6を実行する。バンドルスキャン6では、検出対象物490の有る存在状態において、図31に示すユニット6の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して検出信号Vdet1及び検出信号Vdet2が生成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、検出信号Vdet1または検出信号Vdet2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutとして、演算回路500に送信される。このとき、例えば、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutは、信号処理回路430に含まれる記憶装置に一時的に格納されてもよい。そののち、演算回路500は、検出回路400から供給される制御信号Hintに同期して、当該記憶装置から、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを受信(読み出し)してもよい。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、バンドルスキャン6を実行する期間は、第7の検出電圧検出期間と呼ばれ、第7の検出電圧検出期間で生成される出力信号Voutは第7の検出電圧と呼ばれ、それぞれの近接センサHSに対して生成された複数の第7の検出電圧は、まとめて、第7の検出データRD6と呼ばれる。
演算回路500は、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン6における検出対象物490の座標(y6,x6)を算出する。座標の算出方法は、例えば、図16~19を用いて説明した方法と同様の方法を用いることができる。
<3-10.第8の検出電圧検出期間>
ステップ615(S615)に続くステップ617(S617)では、検出装置10はバンドルスキャン7を実行する。バンドルスキャン7では、検出対象物490の有る存在状態において、図32に示すユニット7の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して検出信号Vdet1及び検出信号Vdet2が生成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、検出信号Vdet1または検出信号Vdet2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutとして、演算回路500に送信される。このとき、例えば、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutは、信号処理回路430に含まれる記憶装置に一時的に格納されてもよい。そののち、演算回路500は、検出回路400から供給される制御信号Hintに同期して、当該記憶装置から、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを受信(読み出し)してもよい。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、バンドルスキャン7を実行する期間は、第8の検出電圧検出期間と呼ばれ、第8の検出電圧検出期間で生成される出力信号Voutは第8の検出電圧と呼ばれ、それぞれの近接センサHSに対して生成された複数の第8の検出電圧は、まとめて、第8の検出データRD7と呼ばれる。
演算回路500は、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン7における検出対象物490の座標(y7,x7)を算出する。座標の算出方法は、例えば、図16~19を用いて説明した方法と同様の方法を用いることができる。
<3-11.第9の検出電圧検出期間>
ステップ617(S617)に続くステップ619(S619)では、検出装置10はバンドルスキャン8を実行する。バンドルスキャン8では、検出対象物490の有る存在状態において、図33に示すユニット8の構成を用いて、それぞれの近接センサHSに対して検出信号Vdet1及び検出信号Vdet2が生成される。
<1-3.自己静電容量方式における電圧の変化の検出の一例>において説明したように、検出信号Vdet1または検出信号Vdet2は、増幅回路415において増幅され、AD変換回路420においてデジタル信号に変換され、信号処理回路430において信号処理されたのち、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutとして、演算回路500に送信される。このとき、例えば、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutは、信号処理回路430に含まれる記憶装置に一時的に格納されてもよい。そののち、演算回路500は、検出回路400から供給される制御信号Hintに同期して、当該記憶装置から、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを受信(読み出し)してもよい。本発明の一実施形態に係る検出装置10の駆動方法では、バンドルスキャン8を実行する期間は、第9の検出電圧検出期間と呼ばれ、第9の検出電圧検出期間で生成される出力信号Voutは第9の検出電圧と呼ばれ、それぞれの近接センサHSに対して生成された複数の第9の検出電圧は、まとめて、第9の検出データRD8と呼ばれる。
演算回路500は、それぞれの近接センサHSに対して生成された出力信号Voutを用いて、バンドルスキャン8における検出対象物490の座標(y8,x8)を算出する。座標の算出方法は、例えば、図16~19を用いて説明した方法と同様の方法を用いることができる。
演算回路500は、バンドルスキャン0における検出対象物490の座標(y0,x0)、バンドルスキャン1における検出対象物490の座標(y1,x1)、バンドルスキャン2における検出対象物490の座標(y2,x2)、バンドルスキャン3における検出対象物490の座標(y3,x3)、バンドルスキャン4における検出対象物490の座標(y4,x4)、バンドルスキャン5における検出対象物490の座標(y5,x5)、バンドルスキャン6における検出対象物490の座標(y6,x6)、バンドルスキャン7における検出対象物490の座標(y7,x7)、及びバンドルスキャン8における検出対象物490の座標(y8,x8)を用いて、検出対象物490の位置座標(Y、X)を算出する。
演算回路500は、ステップ619(S619)が終了すると、ステップ409(S409)~ステップ619(S619)を繰り返し実行する。演算回路500は、繰り返し実行されるステップ409(S409)~ステップ619(S619)のそれぞれにおいて検出される出力信号Voutを送信される。
なお、第5の初期電圧検出期間と同様に第5の検出電圧検出期間においても、近接センサHSDに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSDに対応する検出信号Vdetは生成されない。第6の初期電圧検出期間と同様に第6の検出電圧検出期間においても、近接センサHSEに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSEに対応する検出信号Vdetは生成されない。第7の初期電圧検出期間と同様に第7の検出電圧検出期間においても、近接センサHSFに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSFに対応する検出信号Vdetは生成されない。第8の初期電圧検出期間と同様に第8の検出電圧検出期間においても、近接センサHSGに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSGに対応する検出信号Vdetは生成されない。第9の初期電圧検出期間と同様に第9の検出電圧検出期間においても、近接センサHSHに対する交流矩形波Vsigに応じた電流の変動は、電圧の変動に変換されず、近接センサHSHに対応する検出信号Vdetは生成されない。
以上説明した通り、本発明の一実施形態に係る検出装置10では、第1の初期電圧検出期間、第2の初期電圧検出期間、第3の初期電圧検出期間、第4の初期電圧検出期間、第5の初期電圧検出期間、第6の初期電圧検出期間、第7の初期電圧検出期間、第8の初期電圧検出期間、第9の初期電圧検出期間、第1の検出電圧検出期間、第2の検出電圧検出期間、第3の検出電圧検出期間、第4の検出電圧検出期間、第5の検出電圧検出期間、第6の検出電圧検出期間、第7の検出電圧検出期間、第8の検出電圧検出期間、及び第9の検出電圧検出期間は連続して出現する。すなわち、本発明の一実施形態に係る検出装置10では、複数の検出期間は連続して出現し、本発明の一実施形態に係る検出装置10は、複数の検出期間の連続において、検出期間ごとに、行方向に1行、又は、列方向に1列、当該検出単位に含まれる検出電極を異ならせるように、各近接センサ、制御回路200、電極選択回路300、検出回路400、演算回路500などを制御する。
<3-12.検出電極180のサイズ比>
図34は、バンドルスキャン(バンドルスキャン番号(Bandle Scan No.))に対する、近接センサHSの電極比を示す図である。図34に示すように、検出装置10では、各バンドルスキャンのユニット(unit)の四隅の近接センサHSの電極比は、バンドルスキャンによって異なる。四隅の近接センサは、近接センサHS(1,1)、近接センサHS(1,4)、近接センサHS(10,1)、及び近接センサHS(10,4)である。
本実施形態に係る検出装置10において、近接センサHSの電極比とは、バンドルスキャン0のユニット0の四隅のそれぞれの近接センサHSに含まれる検出電極180の数に対する各バンドルスキャンのユニットの四隅のそれぞれの近接センサHSに含まれる検出電極180の数である。具体的には、バンドルスキャン0のユニット0の四隅の近接センサの数を1としたときの、各バンドルスキャンのユニットの四隅のそれぞれの近接センサHSに含まれる検出電極180の数である。
例えば、バンドルスキャン1(Bandle Scan No.1)のユニット1では、近接センサHS(1,1)に含まれる検出電極180の数は4である。バンドルスキャン0のユニット0では、近接センサHS(1,1)に含まれる検出電極180の数は4である。よって、バンドルスキャン1の近接センサHS(1,1)の電極比は1である。バンドルスキャン1(Bandle Scan No.1)のユニット1では、近接センサHS(1,4)に含まれる検出電極180の数は2である。よって、バンドルスキャン1の近接センサHS(1,4)の電極比は1/2である。
なお、バンドルスキャン0のユニット0では、近接センサHS(m,n)に含まれる検出電極180の数は4である。
バンドルスキャン1(Bandle Scan No.1)のユニット1では、近接センサHS(1,1)に含まれる検出電極180の数は4であり、近接センサHS(1,4)に含まれる検出電極180の数は2であり、近接センサHS(10,1)に含まれる検出電極180の数は4であり、近接センサHS(10,4)に含まれる検出電極180の数は2である。よって、バンドルスキャン1(Bandle Scan No.1)のユニット1では、近接センサHS(1,1)の電極比は1であり、近接センサHS(1,4)の電極比は1/2であり、近接センサHS(10,1)の電極比は1であり、近接センサHS(10,4)の電極比は1/2である。
バンドルスキャン2(Bandle Scan No.2)のユニット2では、近接センサHS(1,1)に含まれる検出電極180の数は4であり、近接センサHS(1,4)に含まれる検出電極180の数は4であり、近接センサHS(10,1)に含まれる検出電極180の数は2であり、近接センサHS(10,4)に含まれる検出電極180の数は2である。よって、バンドルスキャン1(Bandle Scan No.1)のユニット1では、近接センサHS(1,1)の電極比は1であり、近接センサHS(1,4)の電極比は1であり、近接センサHS(10,1)の電極比は1/2であり、近接センサHS(10,4)の電極比は1/2である。
バンドルスキャン3(Bandle Scan No.3)のユニット3では、近接センサHS(1,1)に含まれる検出電極180の数は4であり、近接センサHS(1,4)に含まれる検出電極180の数は2であり、近接センサHS(10,1)に含まれる検出電極180の数は2であり、近接センサHS(10,4)に含まれる検出電極180の数は1である。よって、バンドルスキャン1(Bandle Scan No.1)のユニット1では、近接センサHS(1,1)の電極比は1であり、近接センサHS(1,4)の電極比は1/2であり、近接センサHS(10,1)の電極比は1/2であり、近接センサHS(10,4)の電極比は1/4である。
バンドルスキャン4(Bandle Scan No.4)のユニット4では、近接センサHS(1,1)に含まれる検出電極180の数は2であり、近接センサHS(1,4)に含まれる検出電極180の数は4であり、近接センサHS(10,1)に含まれる検出電極180の数は1であり、近接センサHS(10,4)に含まれる検出電極180の数は2である。よって、バンドルスキャン1(Bandle Scan No.1)のユニット1では、近接センサHS(1,1)の電極比は1/2であり、近接センサHS(1,4)の電極比は1であり、近接センサHS(10,1)の電極比は1/4であり、近接センサHS(10,4)の電極比は1である。
バンドルスキャン5(Bandle Scan No.5)のユニット5では、近接センサHS(1,1)に含まれる検出電極180の数は2であり、近接センサHS(1,4)に含まれる検出電極180の数は4であり、近接センサHS(10,1)に含まれる検出電極180の数は2であり、近接センサHS(10,4)に含まれる検出電極180の数は4である。よって、バンドルスキャン1(Bandle Scan No.1)のユニット1では、近接センサHS(1,1)の電極比は1/2であり、近接センサHS(1,4)の電極比は1であり、近接センサHS(10,1)の電極比は1/2であり、近接センサHS(10,4)の電極比は1である。
バンドルスキャン6(Bandle Scan No.6)のユニット6では、近接センサHS(1,1)に含まれる検出電極180の数は1であり、近接センサHS(1,4)に含まれる検出電極180の数は4であり、近接センサHS(10,1)に含まれる検出電極180の数は2であり、近接センサHS(10,4)に含まれる検出電極180の数は4である。よって、バンドルスキャン1(Bandle Scan No.1)のユニット1では、近接センサHS(1,1)の電極比は1/4であり、近接センサHS(1,4)の電極比は1であり、近接センサHS(10,1)の電極比は1/2であり、近接センサHS(10,4)の電極比は1である。
バンドルスキャン7(Bandle Scan No.7)のユニット7では、近接センサHS(1,1)に含まれる検出電極180の数は2であり、近接センサHS(1,4)に含まれる検出電極180の数は2であり、近接センサHS(10,1)に含まれる検出電極180の数は4であり、近接センサHS(10,4)に含まれる検出電極180の数は4である。よって、バンドルスキャン1(Bandle Scan No.1)のユニット1では、近接センサHS(1,1)の電極比は1/2であり、近接センサHS(1,4)の電極比は1/2であり、近接センサHS(10,1)の電極比は1であり、近接センサHS(10,4)の電極比は1である。
バンドルスキャン8(Bandle Scan No.8)のユニット8では、近接センサHS(1,1)に含まれる検出電極180の数は2であり、近接センサHS(1,4)に含まれる検出電極180の数は1であり、近接センサHS(10,1)に含まれる検出電極180の数は4であり、近接センサHS(10,4)に含まれる検出電極180の数は2である。よって、バンドルスキャン1(Bandle Scan No.1)のユニット1では、近接センサHS(1,1)の電極比は1/2であり、近接センサHS(1,4)の電極比は1/4であり、近接センサHS(10,1)の電極比は1であり、近接センサHS(10,4)の電極比は1/2である。
本発明の第3実施形態に係る検出装置10では、各バンドルスキャンのユニット(unit)の四隅の近接センサHSにおいて、電極比が1/2の場合、電極比が1/2の検出電極180に供給される交流矩形波Vsigの振幅は電極比が1の検出電極180に供給される交流矩形波Vsigの振幅の2倍に補正され、電極比が1/4の場合、電極比が1/4の検出電極180に供給される交流矩形波Vsigの振幅は電極比が1の検出電極180に供給される交流矩形波Vsigの振幅の4倍に補正される。本発明の第3実施形態に係る検出装置10では、四隅の近接センサHSの異なる電極比の電極に供給される矩形波の振幅を補正することによって、補正された検出信号を用いて検出対象物490の位置座標(Y、X)検出することができる。その結果、検出対象物490の有る存在状態に対して、検出装置10の四隅の検出精度を改善することができる。
<4.第4実施形態>
本発明の第4実施形態に係る検出装置10では、第1実施形態に係る検出装置10に対して、近接センサHSが、16個(係数k=16)の検出電極180から構成される。本発明の第4実施形態に係る検出装置10では、それ以外の構成、及び機能は、第1実施形態に係る検出装置10と同様であるから、ここでの説明は省略される。図35は、本発明の第4実施形態に係る検出装置10の近接センサ部124、電極選択回路300、及び検出回路400の構成を示す模式的な平面図である。図35に示される検出装置10の駆動方法は一例であって、検出装置10の駆動方法は、図35に示される構成に限定されない。図1~図34と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。
図35に示すように、近接センサHSは16個の検出電極180から構成される。複数の近接センサHSは、5×2個(5列2行、M=5、N=2)配置されている。第1実施形態と同様に第4実施形態においても、複数の検出電極180のそれぞれの座標は(m,n)で表され、説明の便宜のため、座標の記載は最小限の記載にとどめている。
図35に示すように、近接センサHS(1,1)は検出電極180の座標(1,1)、(1,2)、(1,3)、(1,4)、(2,1)、(2,2)、(2,3)、(2,4)、(3,1)、(3,2)、(3,3)、(3,4)、(4,1)、(4,2)、(4,3)、及び(4,4)から構成され、近接センサHS(1,2)は検出電極180の座標(1,5)、(1,6)、(1,7)、(1,8)、(2,5)、(2,6)、(2,7)、(2,8)(3,5)、(3,6)、(3,7)、(3,8)、(4,5)、(4,6)、(4,7)、及び(4,8)から構成され、近接センサHS(2,1)は検出電極180の座標(5,1)、(5,2)、(5,3)、(5,4)、(6,1)、(6,2)、(6,3)、(6,4)、(7,1)、(7,2)、(7,3)、(7,4)、(8,1)、(8,2)、(8,3)、及び(8,4)から構成され、近接センサHS(2,2)は検出電極180の座標(5,5)、(5,6)、(5,7)、(5,8)、(6,5)、(6,6)、(6,7)、(6,8)(7,5)、(7,6)、(7,7)、(7,8)、(8,5)、(8,6)、(8,7)、及び(8,8)から構成され、近接センサHS(3,1)は検出電極180の座標(9,1)、(9,2)、(9,3)、(9,4)、(10,1)、(10,2)、(10,3)、(10,4)、(11,1)、(11,2)、(11,3)、(11,4)、(12,1)、(12,2)、(12,3)、及び(12,4)から構成され、近接センサHS(3,2)は検出電極180の座標(9,5)、(9,6)、(9,7)、(9,8)、(10,5)、(10,6)、(10,7)、(10,8)、(11,5)、(11,6)、(11,7)、(11,8)、(12,5)、(12,6)、(12,7)、及び(12,8)から構成され、近接センサHS(4,1)は検出電極180の座標(13,1)、(13,2)、(13,3)、(13,4)、(14,1)、(14,2)、(14,3)、(14,4)、(15,1)、(15,2)、(15,3)、(15,4)、(16,1)、(16,2)、(16,3)、及び(16,4)から構成され、近接センサHS(4,2)は検出電極180の座標(13,5)、(13,6)、(13,7)、(13,8)、(14,5)、(14,6)、(14,7)、(14,8)、(15,5)、(15,6)、(15,7)、(15,8)、(16,5)、(16,6)、(16,7)、及び(16,8)から構成され、近接センサHS(5,1)は検出電極180の座標(17,1)、(17,2)、(17,3)、(17,4)、(18,1)、(18,2)、(18,3)、(18,4)、(19,1)、(19,2)、(19,3)、(19,4)、(20,1)、(20,2)、(20,3)、及び(20,4)から構成され、近接センサHS(5,2)は検出電極180の座標(17,5)、(17,6)、(17,7)、(17,8)、(18,5)、(18,6)、(18,7)、(18,8)、(19,5)、(19,6)、(19,7)、(19,8)、(20,5)、(20,6)、(20,7)、及び(20,8)から構成される。
本発明の第4実施形態に係る検出装置10では、マルチプレクサ310は、5×2個のチャンネル00(00ch)~チャンネル09(09ch)を有する。近接センサHS(1,1)はマルチプレクサ310内の00チャンネル(00ch)に電気的に接続され、近接センサHS(1,2)はマルチプレクサ310内の01チャンネル(01ch)に電気的に接続され、近接センサHS(2,1)はマルチプレクサ310内の02チャンネル(02ch)に電気的に接続され、近接センサHS(2,2)はマルチプレクサ310内の03チャンネル(03ch)に電気的に接続され、近接センサHS(3,1)はマルチプレクサ310内の04チャンネル(05ch)に電気的に接続され、近接センサHS(3,2)はマルチプレクサ310内の05チャンネル(05ch)に電気的に接続され、近接センサHS(4,1)はマルチプレクサ310内の06チャンネル(06ch)に電気的に接続され、近接センサHS(4,2)はマルチプレクサ310内の07チャンネル(07ch)に電気的に接続され、近接センサHS(5,1)はマルチプレクサ310内の08チャンネル(08ch)に電気的に接続され、近接センサHS(5,2)はマルチプレクサ310内の09チャンネル(09ch)に電気的に接続される。
本発明の第4実施形態に係る検出装置10の駆動方法は、第1実施形態~第3実施形態に係る駆動方法において、4個の検出電極180から構成される近接センサHSを、16個の検出電極180から構成される接センサHSに変更した場合と同様の駆動方法を用いることができる。
本発明の第4実施形態に係る検出装置10では、近接センサHSを構成する検出電極180の数を増やすことで、マルチプレクサ310のチャネル数を減らすことができる。
<5.第5実施形態>
本発明の第5実施形態に係る検出装置10では、第1実施形態に係る検出装置10において説明したように、検出電極180を複数個束ねて駆動するバンドルスキャン、及び、検出電極180のそれぞれを個別にスキャンする個別スキャンが可能な構成を説明する。本発明の第5実施形態に係る検出装置10では、それ以外の構成、及び機能は、第1実施形態に係る検出装置10と同様であるから、ここでの説明は省略される。図36は、本発明の第5実施形態に係る検出装置10の近接センサ部124、電極選択回路300、及び検出回路400の構成を示す模式的な平面図である。図36に示される検出装置10の駆動方法は一例であって、検出装置10の駆動方法は、図36に示される構成に限定されない。図1~図35と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。なお、第1実施形態と同様に第5実施形態においても、複数の検出電極180のそれぞれの座標は(m,n)で表され、説明の便宜のため、座標の記載は最小限の記載にとどめている。
第5実施形態に係る検出装置10では、個別スキャンを可能とするべく、一例として、図36に示すように、複数の近接センサHSは、20×8個(20列8行、M=20、N=8)配置され、複数の近接センサHSは検出電極に1:1で対応し、近接センサHSの座標は、検出電極180の座標と1:1で対応する。また、マルチプレクサ310は、20×8個(20列8行、M=20、N=8)のチャンネル000(000ch)~チャンネル159(159ch)を有し、チャンネル000~チャンネル159のそれぞれは、検出信号増幅回路410に含まれる増幅回路415に1:1で電気的に接続される。すなわち、近接センサHS及び検出電極と同様に、近接センサHS、検出電極、チャンネル及び増幅回路415は、それぞれ1:1で対応する。例えば、近接センサ部124の1列目の近接センサHS(1,1)は、座標(1,1)の検出電極180から構成され、チャンネル000(000ch)に電気的に接続され、チャンネル000(000ch)はチャンネル000に対応した増幅回路415に電気的に接続される。同様にして、近接センサHS(20,8)は、座標(1,1)の検出電極180から構成され、チャンネル159(159ch)に電気的に接続され、チャンネル159(159ch)はチャンネル159に対応した増幅回路415に電気的に接続される。
また、第5実施形態に係る検出装置10では、第1実施形態と同様に、複数の検出電極180を束ねて駆動するバンドルスキャンを実行することが可能である。第5実施形態に係る検出装置10において、例えば、4個の検出電極180を束ねて駆動するバンドルスキャンを実行する場合、マルチプレクサ310に含まれるスイッチの接続が切り替えられ、第1実施形態と同様に4個の検出電極180が1つの増幅回路415に電気的に接続されるように制御される。
例えば、第5実施形態に係る検出装置10では、図2または図3に示される検出タイミング制御回路440から電極選択回路300、検出信号増幅回路410、AD変換回路420及び信号制御回路430へスイッチ制御信号(図示は省略)が送信され、マルチプレクサ310に含まれるスイッチを用いて、座標(1,1)、(1,2)、(2,1)及び(2,2)に電気的に接続されたチャンネル000(000ch)、001(001ch)、008(008ch)及び009(009ch)が、1つの増幅回路415(例えば、チャンネル000(000ch)に対応した増幅回路415)に電気的に接続されるように切り替えることができる。
本発明の第5実施形態に係る検出装置10の駆動方法は、第1実施形態~第3実施形態に係る駆動方法において、4個の検出電極180から構成される近接センサHSを、1個の検出電極180から構成される接センサHSに変更した場合と同様の駆動方法を用いることができる。
本発明の第5実施形態に係る検出装置10では、近接センサHSと検出電極180が1:1で対応し、近接センサ部124が高精細に形成される。よって、粗い近接センサ部の構成が粗い場合と比較して、本発明の第5実施形態に係る検出装置10は、検出装置10の中央及び四隅において、検出対象物490の座標を、さらに精度よく検出することができる。
<6.第6実施形態>
本発明の第6実施形態に係る検出装置700は、第1実施形態に係る検出装置700に対して、表示に関連する構成及び機能を含んでいない。それ以外の構成、及び機能は、第1実施形態に係る検出装置10と同様であるから、ここでの説明は省略される。図37は、本発明の第6実施形態に係る検出装置700の構成を示す模式的な平面図である。図38は、本発明の第6実施形態に係る検出装置700が有する機能構成を示す平面図である。図39は、本発明の一実施形態に係る検出装置700の模式的な端部断面図である。図37~図39に示される検出装置700の駆動方法は一例であって、検出装置700の駆動方法は、図37~図39に示される構成に限定されない。図1~図36と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。
図37に示すように、検出装置700は、フレキシブルプリント基板150、電極選択回路300、検出回路400、演算回路500、及び検出パネル710を有する。検出パネル710、及び演算回路500は、フレキシブルプリント基板150を用いて、電気的に接続される。検出回路400はフレキシブルプリント基板150上に設けられる。
検出パネル710は、基板20、カバー層100、近接センサ部124、制御回路200、配線210、配線212、配線213、配線214、配線216、及び電極選択回路300を有する。
検出パネル710は、第1実施形態に係る表示パネル600に対して、表示に関連する構成及び機能を除いた構成及び機能を備える。検出パネル710において、表示に関連する構成及び機能以外の構成及び機能は、第1実施形態に係る表示パネル600と同様であるから、ここでの説明は省略される。
カバー層100は、検出電極層30を保護し、検出電極180、及び無機膜42の破損を抑制する。カバー層100は、例えば、カバーガラスである。例えば、カバー層100及び検出電極層40は、カバー層100と検出電極層30の間に設けられる透明接着層(図示は省略)によって接着される。実施形態6に係る検出パネル710では、カバー層100を有する例が示されるが、カバー層100は検出パネル710の用途、仕様などに基づき、必要に応じて設けられる。近接センサ部124、配線213、配線214、及び配線216は、基板20上に配置される。近接センサ部124には、複数の検出電極180が、左右方向(行方向、X方向)及び上下方向(列方向、Y方向)にマトリクス状に配置される。複数の検出電極180のそれぞれは、配線214を用いて、電極選択回路300に電気的に接続される。
図38に示すように、制御回路200は、駆動電極ドライバ14を有する。制御回路200は、第1実施形態に係る制御回路200から、ゲートドライバ12、及びソースドライバ13に関連する構成及び機能を除いた構成及び機能を備える。駆動電極ドライバ14は、電極選択回路300を介して、検出パネル710の検出電極180に、制御信号Vhsを供給する回路である。
検出装置700は、第1実施形態と同様の検出電極180の構成及び機能、近接センサHSの構成及び機能、電極選択回路300の構成及び機能、検出回路400の構成及び演算回路500の構成及び機能を有する。また、検出装置700は、第1実施形態と同様の駆動方法を用いて、近接検出動作を行うことができる。
図39は、図37に示されるC1とC2によって示される領域な端部断面図である。検出パネル710は、電極層140、基板20、TFTアレイ層30、検出電極層40、及びカバー層100を有する。
電極層140は、基板20に対して、TFTアレイ層30が設けられる面と反対側の面に設けられる。電極層140は、例えば、基板20に形成される貫通電極(図示は省略)、または、フレキシブル基板(図示は省略)を用いて、検出回路400、演算回路500に電気的に接続される。検出装置700の近接検出動作において、検出装置700が、例えば、第1実施形態と同様のバンドルスキャン1(図13)を実行するとき、近接センサHSA(図13)には、交流矩形波Vsigを供給される。電極層140は、近接センサHSAと同様の交流矩形波Vsigが供給される。電極層140は、検出装置700の外部からの信号、または電場などを遮蔽することができる。その結果、検出装置700は、検出対象物490の位置を精度よく検出することができる。
TFTアレイ層30は、複数のトランジスタ170、容量素子、抵抗素子、及び配線を含む。TFTアレイ層30は、基板20の上に配置される。検出電極層40は、無機膜42、検出電極180、及び配線214を含む。検出電極層40は、TFTアレイ層30の上に配置される。検出電極180、及び配線214は同一層に配置され、検出電極180は配線214に接続される。電極選択回路300、配線213、及び配線216は、TFTアレイ側の基板のTFTアレイ層30、接続配線層50、及び検出電極層40に設けられたトランジスタ、容量、抵抗、配線などを用いて形成される。対向基板100が検出電極層40の上に設けられる。
本発明の第6実施形態に係る検出装置700は、第1実施形態と同様に、検出対象物490とカバー層100の検出面102の接触状態及び非接触状態を検出し、検出対象物490の座標を算出し、検出対象物490の位置を精度よく算出することができる。
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。
上述した検出装置及び検出装置の駆動方法の各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる別の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
10:検出装置、12:ゲートドライバ、13:ソースドライバ、14:駆動電極ドライバ、20:基板、30:TFTアレイ層、31:平坦化膜、32:半導体膜、33:ゲート絶縁膜、35:層間膜、39a:第1開口部、39b:第1開口部、40:検出電極層、42:有機膜、47:有機絶縁膜、50:接続配線層、55:第1の接続配線、56:第3開口部、57:有機膜、60:第1の配向膜、62:画素電極、70:液晶層、80:第2の配向膜、90:カラーフィルタ層、100:対向基板、102:検出面、106:下地膜、122:表示部、124:近接センサ部、126:周辺部、138a:スリット、140:電極層、150:フレキシブルプリント基板、170:トランジスタ、180:検出電極、194:第2開口部、200:制御回路、210:配線、212:配線、213:配線、214:配線、216:配線、220:画素、222:ソース配線、222a:ソース配線、222b:ソース配線、224:ゲート配線、230:トランジスタ、232:ゲート電極、234:ソース電極、234a:ソース電極、234b:ソース電極、236:ドレイン電極、238:保持容量、240:液晶素子、300:電極選択回路、310:マルチプレクサ、400:検出回路、410:検出信号増幅回路、414:アナログアンプ、415:増幅回路、420:変換回路、430:信号処理回路、440:検出タイミング制御回路、490:検出対象物、500:演算回路、510:信号処理回路、520:座標算出回路、530:差分値算出回路、540:比較判定回路、600:表示パネル、700:検出装置、710:検出パネル

Claims (20)

  1. 行方向及び列方向に配列され、近接する対象物を検出する複数の検出電極と、
    前記複数の検出電極のそれぞれに接続された複数の配線と、
    前記複数の配線と接続され、複数の検出期間によって前記複数の検出電極の電圧を検出する検出回路と、
    前記検出回路に接続され、前記検出回路が検出した前記複数の検出電極の電圧を用いて、前記近接する対象物の位置を算出する演算回路と、
    を有し、
    前記検出回路は、
    前記複数の検出電極の中から行方向及び列方向に相互に隣接する一組の検出電極を検出単位とし、
    前記複数の検出期間は連続して出現し、
    前記複数の検出期間の連続において、前記検出期間ごとに、行方向に1行、又は、列方向に1列、前記検出単位に含まれる前記検出電極を異ならせる、
    検出装置。
  2. 前記複数の検出電極の中から行方向及び列方向に相互に隣接する一組の検出電極のうち、第1の一組の検出電極は、第1の電極、前記第1の電極に対して前記列方向に配置される第2の電極、前記第1の電極に対して前記列方向に交差する前記行方向に配置される第3の電極、及び、前記第2の電極に対して前記行方向に配置され、前記第3の電極に対して前記列方向に配置される第4の電極を含み、
    前記複数の検出期間は、第1の検出電圧検出期間、前記第1の検出電圧検出期間に続く第2の検出電圧検出期間、前記第2の検出電圧検出期間に続く第3の検出電圧検出期間、及び、前記第3の検出電圧検出期間に続く第4の検出電圧検出期間を含み、
    前記複数の検出電極の電圧は、
    前記第1の検出電圧検出期間において、前記第1の電極、前記第2の電極、前記第3の電極、及び前記第4の電極を用いて検出される第1の検出電圧、
    前記第2の検出電圧検出期間において、少なくとも前記第2の電極、及び前記第4の電極を用いて検出される第2の検出電圧、
    前記第3の検出電圧検出期間において、少なくとも前記第3の電極、及び前記第4の電極を用いて検出される第3の検出電圧、及び、
    前記第4の検出電圧検出期間において、少なくとも前記第4の電極を用いて検出される第4の検出電圧を含み、
    前記演算回路は、少なくとも前記第1の検出電圧を用いて、前記対象物の位置を算出する、
    請求項1に記載の検出装置。
  3. 前記演算回路は、前記第1の検出電圧、前記第2の検出電圧、前記第3の検出電圧、及び前記第4の検出電圧を用いて、前記対象物の位置を算出する、
    請求項2に記載の検出装置。
  4. 前記検出回路は、
    前記第1の検出電圧検出期間より前の第1の初期電圧検出期間において、前記第1の電極、前記第2の電極、前記第3の電極、及び前記第4の電極を用いて、第1の初期電圧を検出し、
    前記演算回路は、
    前記第1の初期電圧及び前記第1の検出電圧を用いて、差分値を算出し、
    前記差分値を所定の閾値と比較し、前記対象物が近接しているか否かを判定する、
    請求項2に記載の検出装置。
  5. 前記演算回路は、
    前記差分値が前記所定の閾値より大きいと、前記対象物が近接していると判定し、
    前記第1の検出電圧に応じて、前記第1の検出電圧検出期間の後に続く前記第2の検出電圧検出期間において、前記第2の検出電圧の検出を中断するか否かを判定する、
    請求項4に記載の検出装置。
  6. 前記複数の検出電極の中から行方向及び列方向に相互に隣接する一組の検出電極のうち、前記第1の一組の検出電極に隣接する第2の一組の検出電極は、
    前記第3の電極に対して前記行方向に前記第1の電極と反対側に配置される第5の電極、
    前記第5の電極に対して前記列方向に配置され、前記第4の電極に対して前記列方向に前記第2の電極と反対側に配置される第6の電極、
    前記第5の電極に対して前記行方向に前記第3の電極と反対側に配置される第7の電極、及び、
    前記第6の電極に対して前記行方向に前記第4の電極と反対側に配置され、前記第7の電極に対して前記列方向に配置される第8の電極、
    を有する、
    請求項2に記載の検出装置。
  7. 前記複数の検出電極の電圧は、
    前記第1の検出電圧検出期間において、前記第5の電極、前記第6の電極、前記第7の電極、及び前記第8の電極を用いて検出される第5の検出電圧、
    前記第2の検出電圧検出期間において、少なくとも前記第6の電極、及び前記第8の電極を用いて検出される第6の検出電圧、
    前記第3の検出電圧検出期間において、前記第3の電極、前記第4の電極、前記第5の電極、及び前記第6の電極を用いて、前記第3の検出電圧を検出し、少なくとも前記第7の電極、及び前記第8の電極を用いて検出される第7の検出電圧、
    前記第4の検出電圧検出期間において、少なくとも前記第4の電極、及び前記第6の電極を用いて検出される前記第4の検出電圧、及び、
    前記第4の検出電圧検出期間において、少なくとも前記第8の電極を用いて検出される第8の検出電圧、
    を含み、
    前記演算回路は、
    少なくとも前記第1の検出電圧、及び前記第5の検出電圧、を用いて、前記対象物の位置を算出する、
    請求項6に記載の検出装置。
  8. 前記演算回路は、前記第1の検出電圧、前記第2の検出電圧、前記第3の検出電圧、前記第4の検出電圧、前記第5の検出電圧、前記第6の検出電圧、前記第7の検出電圧、及び前記第8の検出電圧を用いて、前記対象物の位置を算出する、
    請求項7に記載の検出装置。
  9. 前記検出回路は、
    前記第1の検出電圧検出期間より前の第1の初期電圧検出期間において、
    前記第1の電極、前記第2の電極、前記第3の電極、及び前記第4の電極を用いて、第1の初期電圧を検出し、
    前記第5の電極、前記第6の電極、前記第7の電極、及び前記第8の電極を用いて、第5の初期電圧を検出し、
    前記演算回路は、
    前記第1の初期電圧及び前記第1の検出電圧を用いて、第1の差分値を算出し、
    前記第5の初期電圧及び前記第5の検出電圧を用いて、第5の差分値を算出し、
    前記第1の差分値及び前記第5の差分値を加算した値を、所定の閾値と比較し、前記対象物が近接しているか否かを判定する、
    請求項7に記載の検出装置。
  10. 前記演算回路は、
    前記加算した値が前記所定の閾値より大きいと、前記対象物が近接していると判定し、
    前記第1の検出電圧及び前記第5の検出電圧に応じて、前記第1の検出電圧検出期間の後に続く前記第2の検出電圧検出期間において、前記第2の検出電圧の検出を中断するか否かを判定する、
    請求項9に記載の検出装置。
  11. 行方向及び列方向に配列され、近接する対象物を検出する複数の検出電極と、前記複数の検出電極のそれぞれに接続された複数の配線と、前記複数の配線と接続される検出回路と、前記検出回路に接続される演算回路と、を有する検出装置の駆動方法であって、
    前記複数の検出電極の中から行方向及び列方向に相互に隣接する一組の検出電極を検出単位として、複数の検出期間によって前記複数の検出電極の電圧を検出し、
    前記検出した前記複数の検出電極の電圧を用いて、前記近接する対象物の位置を算出し、
    前記複数の検出期間は連続して出現し、
    前記複数の検出期間の連続において、前記検出期間ごとに、行方向に1行、又は、列方向に1列、前記検出単位に含まれる前記検出電極を異ならせる、
    検出装置の駆動方法。
  12. 前記複数の検出電極の中から行方向及び列方向に相互に隣接する一組の検出電極のうち、第1の一組の検出電極は、第1の電極、前記第1の電極に対して前記列方向に配置される第2の電極、前記第1の電極に対して前記列方向に交差する前記行方向に配置される第3の電極、及び、前記第2の電極に対して前記行方向に配置され、前記第3の電極に対して前記列方向に配置される第4の電極を含み、
    第1の検出電圧検出期間において、前記第1の電極、前記第2の電極、前記第3の電極、及び前記第4の電極を用いて、第1の検出電圧を検出し、
    第2の検出電圧検出期間において、少なくとも前記第2の電極、及び前記第4の電極を用いて、第2の検出電圧を検出し、
    第3の検出電圧検出期間において、少なくとも前記第3の電極、及び前記第4の電極を用いて、第3の検出電圧を検出し、
    第4の検出電圧検出期間において、少なくとも前記第4の電極を用いて、第4の検出電圧を検出し、
    少なくとも前記第1の検出電圧を用いて、前記対象物の位置を算出する、
    請求項11に記載の検出装置の駆動方法。
  13. 前記第1の検出電圧、前記第2の検出電圧、前記第3の検出電圧、及び前記第4の検出電圧を用いて、前記対象物の位置を算出する、
    請求項12に記載の検出装置の駆動方法。
  14. 前記第1の検出電圧検出期間より前の第1の初期電圧検出期間において、前記第1の電極、前記第2の電極、前記第3の電極、及び前記第4の電極を用いて、第1の初期電圧を検出し、
    前記第1の初期電圧及び前記第1の検出電圧を用いて、差分値を算出し、
    前記差分値を所定の閾値と比較し、前記対象物が近接しているか否かを判定する、
    請求項12に記載の検出装置の駆動方法。
  15. 前記差分値が前記所定の閾値より大きいと、前記対象物が近接していると判定し、
    前記第1の検出電圧に応じて、前記第1の検出電圧検出期間の後に続く前記第2の検出電圧検出期間において、前記第2の検出電圧の検出を中断するか否かを判定する、
    請求項14に記載の検出装置の駆動方法。
  16. 前記複数の検出電極の中から行方向及び列方向に相互に隣接する一組の検出電極のうち、前記第1の一組の検出電極に隣接する第2の一組の検出電極は、
    前記第3の電極に対して前記行方向に前記第1の電極と反対側に配置される第5の電極、前記第5の電極に対して前記列方向に配置され、前記第4の電極に対して前記列方向に前記第2の電極と反対側に配置される第6の電極、前記第5の電極に対して前記行方向に前記第3の電極と反対側に配置される第7の電極、及び、前記第6の電極に対して前記行方向に前記第4の電極と反対側に配置され、前記第7の電極に対して前記列方向に配置される第8の電極、
    を有する、
    請求項12に記載の検出装置の駆動方法。
  17. 前記第1の検出電圧検出期間において、前記第5の電極、前記第6の電極、前記第7の電極、及び前記第8の電極を用いて、第5の検出電圧を検出し、
    前記第2の検出電圧検出期間において、少なくとも前記第6の電極、及び前記第8の電極を用いて、第6の検出電圧を検出し、
    前記第3の検出電圧検出期間において、前記第3の電極、前記第4の電極、前記第5の電極、及び前記第6の電極を用いて、前記第3の検出電圧を検出し、少なくとも前記第7の電極、及び前記第8の電極を用いて、第7の検出電圧を検出し、
    前記第4の検出電圧検出期間において、少なくとも前記第4の電極、及び前記第6の電極を用いて、前記第4の検出電圧を検出し、少なくとも前記第8の電極を用いて、第8の検出電圧を検出し、
    少なくとも前記第1の検出電圧、及び前記第5の検出電圧、を用いて、前記対象物の位置を算出する、
    請求項16に記載の検出装置の駆動方法。
  18. 前記第1の検出電圧、前記第2の検出電圧、前記第3の検出電圧、前記第4の検出電圧、前記第5の検出電圧、前記第6の検出電圧、前記第7の検出電圧、及び前記第8の検出電圧を用いて、前記対象物の位置を算出する、
    請求項17に記載の検出装置の駆動方法。
  19. 前記第1の検出電圧検出期間より前の第1の初期電圧検出期間において、前記第1の電極、前記第2の電極、前記第3の電極、及び前記第4の電極を用いて、第1の初期電圧を検出し、前記第5の電極、前記第6の電極、前記第7の電極、及び前記第8の電極を用いて、第5の初期電圧を検出し、
    前記第1の初期電圧及び前記第1の検出電圧を用いて、第1の差分値を算出し、
    前記第5の初期電圧及び前記第5の検出電圧を用いて、第5の差分値を算出し、
    前記第1の差分値及び前記第5の差分値を加算した値を、所定の閾値と比較し、前記対象物が近接しているか否かを判定する、
    請求項17に記載の検出装置の駆動方法。
  20. 前記加算した値が前記所定の閾値より大きいと、前記対象物が近接していると判定し、
    前記第1の検出電圧及び前記第5の検出電圧に応じて、前記第1の検出電圧検出期間の後に続く前記第2の検出電圧検出期間において、前記第2の検出電圧の検出を中断するか否かを判定する、
    請求項19に記載の検出装置の駆動方法。
JP2021145066A 2021-09-06 2021-09-06 検出装置、及び検出装置の駆動方法 Pending JP2023038129A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021145066A JP2023038129A (ja) 2021-09-06 2021-09-06 検出装置、及び検出装置の駆動方法
CN202211059721.0A CN115756210B (zh) 2021-09-06 2022-08-26 检测装置及检测装置的驱动方法
US17/900,327 US11693509B2 (en) 2021-09-06 2022-08-31 Sensing device and driving method of sensing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021145066A JP2023038129A (ja) 2021-09-06 2021-09-06 検出装置、及び検出装置の駆動方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023038129A true JP2023038129A (ja) 2023-03-16

Family

ID=85349452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021145066A Pending JP2023038129A (ja) 2021-09-06 2021-09-06 検出装置、及び検出装置の駆動方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11693509B2 (ja)
JP (1) JP2023038129A (ja)
CN (1) CN115756210B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023170678A (ja) * 2022-05-19 2023-12-01 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5067763B2 (ja) * 2008-10-08 2012-11-07 株式会社ジャパンディスプレイウェスト 接触検出装置、表示装置および接触検出方法
JP5455126B2 (ja) * 2010-04-28 2014-03-26 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置、駆動方法、および電子機器
CN103646833A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 上海长园维安电子线路保护有限公司 提高额定电压的小型贴片保险丝及其制造方法
JP6284391B2 (ja) 2014-03-03 2018-02-28 アルプス電気株式会社 静電容量型入力装置
EP3089002B1 (en) * 2015-04-30 2021-09-08 LG Display Co., Ltd. Touch sensor integrated type display device
US9971463B2 (en) * 2015-09-29 2018-05-15 Synaptics Incorporated Row-based sensing on matrix pad sensors
US20170315655A1 (en) * 2016-05-02 2017-11-02 Synaptics Incorporated Charge share for capacitive sensing devices
US10430633B2 (en) * 2017-01-13 2019-10-01 Synaptics Incorporated Pixel architecture and driving scheme for biometric sensing
JP6878678B2 (ja) * 2018-03-05 2021-06-02 株式会社ジャパンディスプレイ ホバー検出値を補正するタッチセンサ
US10649600B1 (en) * 2018-10-27 2020-05-12 Synaptics Incorporated Single layer sensor array scan
TWI728718B (zh) * 2019-02-22 2021-05-21 聯詠科技股份有限公司 用以控制觸控面板的電子裝置及用於驅動觸控面板的方法
CN111573457B (zh) * 2020-04-13 2021-09-24 北京他山科技有限公司 一种悬停按钮传感器单元及提供悬停按钮触发的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11693509B2 (en) 2023-07-04
CN115756210A (zh) 2023-03-07
US20230076426A1 (en) 2023-03-09
CN115756210B (zh) 2025-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7106722B2 (ja) 表示装置
US10318035B2 (en) Touch sensor integrated type display device having dummy pixel eletrodes in a bezel region
US9619066B2 (en) Touch sensor integrated type display device
US9342178B2 (en) Touch sensor integrated type display device
CN102541349B (zh) 共构型主动阵列的触控感应矩阵单元、主动阵列及显示器
EP2985682B1 (en) Touch sensor integrated type display device
TWI624773B (zh) 整合觸控螢幕
TWI512365B (zh) 具有整合式觸控螢幕的顯示裝置
US11106301B2 (en) Display device
US11880535B2 (en) Proximity sensor
US20190146619A1 (en) Display device
JP2014164770A (ja) 表示装置及び表示装置の駆動方法
KR20120000467A (ko) 터치 센서가 내장된 액정 표시 장치 및 그 구동 방법과 그 제조 방법
US20110096019A1 (en) Touch panel and touch display device
US11669203B2 (en) Detection device
JP2018060327A (ja) 表示装置
KR102159560B1 (ko) 터치센서 내장형 액정 표시장치
CN115756210B (zh) 检测装置及检测装置的驱动方法
JP7267490B2 (ja) 表示装置
JP2018156588A (ja) 表示装置
CN113655914A (zh) 阵列基板、触控显示面板及触控显示装置