信號處理電路、信號處理方法、位置檢測裝置及電子設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及適合與能夠檢測手指、有源靜電筆等的多個指示體的各自的指示位置的、靜電電容方式的位置檢測傳感器一同使用的信號處理電路、信號處理方法及具備這些的位置檢測裝置、電子設備。
【背景技術】
[0002]通過廣泛地使用觸摸面板等的位置檢測裝置，實現了有關位置檢測裝置的各種發明。例如，在專利文獻I (特開號公報)中，公開了有關靜電電容方式的觸摸面板裝置的發明。在專利文獻I中公開的位置檢測裝置中，如圖1所示，將多個發送電極(發送導體)2和多個接收電極(接收導體)3配置成格子狀而形成面板主體4 (位置檢測傳感器)，并對發送電極2提供預定的信號。在通過作為指示體的手指而被指示的位置中，經由手指而電流(電荷)被分流，從而在發送電極2和接收電極3之間形成的靜電電容(互電容)發生變化，檢測基于該靜電電容的變化的接收電極3中的電流的變化。
[0003]因此，通過檢測基于發送電極2和接收電極3的各個交點中的互電容的變化的電流的變化，能夠檢測通過指示體而被指示的面板主體4上的位置。
[0004]但是，在通過手指等的指示體而被指示的位置的接收電極3中變化的電流是微弱的。因此，進行將微弱的電流轉換為適當的信號電平的電壓或者電流而處理。在上述的專利文獻I中，也說明了通過使用了運算放大器(operat1nal amplifier)OPA(圖5)的IV轉換部(電流電壓轉換部或者電荷量電壓轉換部)31，將在接收電極3中流過的微弱的電流轉換為電壓而處理。
[0005]此外，作為指示體，也已知被稱為有源(active)靜電筆的位置指示器。在該有源靜電筆中，已知本身具有發信機并將其發信信號提供給位置檢測裝置的類型或接收來自位置檢測裝置的信號并將其放大后提供給位置檢測裝置的類型。位置檢測裝置將來自有源靜電筆的信號通過電場耦合而在傳感器的電極(導體)中接收，并對每個電極(導體)判定其接收信號，從而檢測通過有源靜電筆而被指示的位置。
[0006]另外，包括在上述的專利文獻I中公開的IV轉換部的觸摸面板裝置不適合作為近年來急劇地普及的被稱為智能手機等的便攜設備的輸入裝置。智能手機具有例如4寸左右的顯示畫面，具有通過在該顯示畫面中配置的觸摸面板裝置(位置檢測裝置)而檢測從用戶基于筆或者手指等的指示體的指示位置的功能，作為便攜設備，期望功耗的節省化、小型化、輕量化。
[0007]但是，如在上述的專利文獻I的圖5中也所示，IV轉換部一般是在運算放大器的輸入輸出端之間連接了電容器和電阻的結構，但因使用運算放大器而進行電流電壓轉換，所以功耗大。此外，在IV轉換部中，需要電容值比較大的電容器。因此，在IV轉換部的集成電路化(IC化)中使用半導體工藝而形成電容器的情況下，形成電容器的半導體面積比其他的電路元件非常大，將IV轉換部的IC化的難度加大。
[0008]此外，在專利文獻I中記載的觸摸面板裝置中，具有多個接收電極共用一個IV轉換部31的結構，多個接收電極通過切換電路21連接到一個IV轉換部31而進行電流電壓轉換。
[0009]但是，在多個接收電極共用一個IV轉換部31的情況下，根據用于使多個接收電極(接收導體)依次切換而連接到IV轉換部31而將電流轉換為電壓的處理速度和指示體的觸摸面板上的移動速度的關系，不能及時進行指示位置的檢測處理，此時，有時被漏掉在適當的定時的指示體的指示位置的檢測。
[0010]為了改善以上的問題點，申請人作為特愿(2012年10月4日申請)，提出了一種信號處理電路，其不使用由用于電流電壓轉換的運算放大器和電容器及電阻構成的IV轉換器，而構成為通過電容器電路而接受在接收導體中獲得的電壓變化，在該電容器電路中，作為電壓信號而獲得與指示體的位置指示對應的靜電電容的變化。根據使用了該在先申請的信號處理電路的位置檢測裝置，由于功耗減少、電路規模也能夠減小，所以適合智能手機等的便攜設備。
[0011]【現有技術文獻】
[0012]【專利文獻】
[0013]【專利文獻I】日本特開號公報

【發明內容】

[0014]另外，如專利文獻I所示，在使用IV轉換部，將在接收導體中流過的微弱電流轉換為電壓而處理的情況下，由于在接收導體中流過的全部電流流到在運算放大器的輸入輸出端之間連接的電容器(IC內的電容器)，所以包括發送導體及接收導體而構成的位置檢測傳感器不會受到接收導體的自身電容的影響。
[0015]但是，在在先申請中提出的信號處理電路中使用的、在電容器電路中作為電壓信號而獲得與指示體的位置指示對應的靜電電容的變化的方式的情況下，電容器電路受到位置檢測傳感器的接收導體的自身電容的影響。
[0016]S卩，在專利文獻I的情況下，在通過經由手指而電流(電荷)被分流從而檢測在發送電極2和接收電極3之間形成的靜電電容(互電容)的變化的類型的位置檢測傳感器中，若將經由手指而被分流的量的電荷量設為-Q，將接收導體的自身電容設為Cx，將電容器電路的電容設為Co，則在通過手指而被指示的接收導體中產生的電壓變化V與-Q/(Cx+Co)成比例，受到接收導體的自身電容Cx的影響。
[0017]同樣地，在有源靜電筆的情況下，若將通過該有源靜電筆而施加到接收導體的電荷設為+Q，則在通過該有源靜電筆而被指示的接收導體中產生的電壓變化V與+Q/ (Cx+Co)成比例，受到接收導體的自身電容Cx的影響。
[0018]因此，若對位置檢測傳感器進行基于手指等的指示體的指示輸入(接近位置檢測傳感器(手指的懸浮(hover)狀態)或者手指觸摸)，則位置檢測傳感器的接收導體的自身電容增加，但由于該自身電容的增加量，與指示體的位置指示對應的電壓信號減小，存在指示體的檢測靈敏度變動的問題。
[0019]本發明是鑒于以上的問題點，其目的在于，提供一種在作為電壓信號的變化而獲得與指示體的位置指示對應的靜電電容的變化的情況下，改善受到位置檢測傳感器的接收導體的自身電容的影響而指示體的檢測靈敏度變動的問題的信號處理電路。
[0020]為了解決上述的課題，技術方案I的發明是
[0021]一種信號處理電路，與配置有多個導體且具有自身電容的位置檢測傳感器的所述導體連接，檢測在所述導體和指示體之間產生的電荷的變化作為在電容器電路中產生的電壓信號的變化，其特征在于，
[0022]包括開關電路，該開關電路控制所述電容器電路和所述導體的連接，且包括電壓供給控制電路，該電壓供給控制電路與所述開關電路的控制協作，將連接所述導體的所述開關電路的一端暫時設定為預定的電壓且在所述開關電路的一端和連接所述電容器電路的所述開關電路的另一端之間設定預定的電位差，所述信號處理電路基于通過與所述開關電路的控制協作的、所述預定的電壓和所述預定的電位差的設定而產生的所述開關電路的所述另一端上的電壓變化，生成由所述位置檢測傳感器具有的所述自身電容所引起的信號。
[0023]根據上述的結構的技術方案I的發明的信號處理電路，通過電壓供給控制電路，連接導體的開關電路的一端暫時設定為預定的電壓且在開關電路的一端和連接電容器電路的開關電路的另一端之間設定預定的電位差。并且，基于通過與開關電路的控制協作的、電壓供給控制電路的所述預定的電壓和所述預定的電位差的設定而產生的開關電路的另一端上的電壓變化，生成由位置檢測傳感器具有的自身電容所引起的信號。
[0024]即，通過與開關電路的控制協作的、電壓供給控制電路的所述預定的電壓和所述預定的電位差的設定而產生的開關電路的另一端上的電壓變化，包括位置檢測傳感器具有的自身電容的量。即，在基于由位置檢測傳感器具有的自身電容所引起而產生的所述開關電路的另一端上的電壓變化，檢測指示體的指示位置時，通過校正在連接電容器電路的開關電路的另一端中獲得的電壓信號，能夠除去位置檢測傳感器的接收導體的自身電容的影響。
[0025]根據本發明，能夠提供一種在作為電壓信號的變化而獲得與指示體的位置指示對應的靜電電容的變化的情況下，改善受到位置檢測傳感器的接收導體的自身電容的影響而指示體的檢測靈敏度變動的問題的信號處理電路。
【附圖說明】
[0026]圖1是用于說明本發明的電子設備的實施方式的例的圖。
[0027]圖2是用于說明本發明的位置檢測裝置的實施方式的結構例的概要的框圖。
[0028]圖3是用于說明本發明的位置檢測裝置的實施方式的動作的圖。
[0029]圖4是本發明的位置檢測裝置的實施方式的手指觸摸檢測電路的框圖。
[0030]圖5是表示本發明的信號處理電路的第一實施方式的結構例的框圖。
[0031]圖6是表不構成圖5的信號處理電路的一部分的ADC的結構例的圖。
[0032]圖7是表示用于說明本發明的位置檢測裝置的實施方式的手指觸摸檢測電路中的手指觸摸的檢測動作的定時圖的圖。
[0033]圖8是用于說明本發明的信號處理電路的第一實施方式中的主要部分的動作的圖。
[0034]圖9是表示用于說明本發明的信號處理電路的第一實施方式中的主要部分的動作的流程的流程圖的圖。
[0035]圖10是表示本發明的信號處理電路的第二實施方式的結構例的框圖。
[0036]圖11是用于說明本發明的信號處理電路的第二實施方式中的主要部分的動作的圖。
[0037]圖12是表示用于說明本發明的信號處理電路的第二實施方式中的主要部分的動作的流程的流程圖的圖。
[0038]圖13是表示本發明的信號處理電路的第三實施方式的結構例的框圖。
[0039]圖14是用于說明本發明的信號處理電路的第三實施方式中的主要部分的動作的圖。
[0040]圖15是用于說明本發明的信號處理電路的第三實施方式中的主要部分的動作的圖。
[0041]圖16是表示用于說明本發明的信號處理電路的第三實施方式中的主要部分的動作的流程的流程圖的圖。
[0042]圖17是用于說明本發明的位置檢測裝置的其他的實施方式的圖。
[0043]圖18是表示用于說明本發明的信號處理電路的第一實施方式中的主要部分的動作的數學式的圖。
[0044]圖19是表示用于說明本發明的信號處理電路的第二實施方式中的主要部分的動作的數學式的圖。
【具體實施方式】
[0045]以下，參照【附圖說明】本發明的信號處理電路、信號處理方法、位置檢測裝置、電子設備的實施方式。本發明的信號處理電路、信號處理方法適合應用于靜電電容方式的位置檢測傳感器。
[0046][第一實施方式]
[0047][應用了本發明的信號處理電路、信號處理方法的位置檢測裝置]
[0048]圖1表示包括應用本發明的信號處理電路、信號處理方法的一實施方式而構成的位置檢測裝置I的電子設備的一例。圖1所示的例的電子設備2是包括例如LCD(LiquidCrystal Display，液晶顯示器)等的顯示裝置的顯示畫面2D的被稱為智能手機等的便攜設備，在顯示畫面2D的前面部配置有構成位置檢測裝置I的傳感器部(位置檢測傳感器)。此外，在電子設備2的上部和下部，分別設置有聽筒3及話筒4。
[0049]若在電子設備2的顯示畫面2D的前面部中配置的傳感器部上通過手指或作為位置指示器的有源靜電筆等的指示體來進行位置指示操作，則位置檢測裝置I檢測通過手指或有源靜電筆而被操作的位置，且能夠通過電子設備2具有的微型計算機來實施與操作位置對應的顯示處理。
[0050]S卩，在該實施方式的電子設備2中，位置檢測裝置I除了能夠檢測對于傳感器部的手指的位置指示操作(手指觸摸)之外，還能夠檢測送出發送信號的有源靜電筆的筆指示操作。
[0051][靜電電容方式的位置檢測裝置I的結構例]
[0052]接著，說明在圖1所示的電子設備2等中使用的位置檢測裝置I的結構例。圖2是用于說明該實施方式的位置檢測裝置I的概略結構例的圖。該例的位置檢測裝置I包括所謂的交叉點(互電容)結構的傳感器部，在檢測手指等的靜電觸摸、尤其檢測多觸摸的情況下，對在第一方向上配置的導體提供發送信號且從在與第一方向不同的第二方向上配置的導體接收信號。此外，在指示體為有源靜電筆的情況下，從在第一方向及第二方向上配置的各個導體接收信號。另外，關于交叉點型靜電電容方式的位置檢測裝置的原理等，在與本申請的發明人的發明有關的申請的公開公報即特開2011-3035號公報、特開2011-3036號公報、特開號公報等中詳細說明。
[0053]如圖2所示，該實施方式的位置檢測裝置I由構成觸摸面板(位置檢測傳感器)的傳感器部100和控制裝置部200構成。控制裝置部200由包括與傳感器部100的輸入輸出接口的多路復用器201、手指觸摸檢測電路202、筆指示檢測電路203、控制電路204構成。
[0054]在該例中，傳感器部100通過從下層側依次將發送導體組12、絕緣層、接收導體組11層疊而形成。如圖2及后述的圖4所示，發送導體組12是例如將在橫方(X軸方向)上延伸存在的多個發送導體12Ypl2Y2、…、12Y46相互隔著預定間隔而并列配置的。此外，接收導體組11是將在相對于發送導體12Ypl2Y2、…、12Y46交叉、該例中正交的縱向(Y軸方向)上延伸存在的多個接收導體11Χρ11Χ2、…、IlX72相互隔著預定間隔而并列配置的。
[0055]在該實施方式的傳感器