(57)【要約】【課題】  発光素子と検知器の高側マルチプレキシング回路を無くしてタッチスクリーン・ディスプレイ外側のリング基板の小型化とコスト低減とスタイル化を図る。【解決手段】  各検知器が各発光素子と対向するようにディスプレイ領域周囲に複数の発光素子と検知器が配置されて、回路集合体がディスプレイ領域内のタッチ点を検知する。スイッチング回路が発光素子と検知器を複数の行と列を持つスイッチング・マトリックス内に接続する。スイッチング回路はスイッチング・マトリックスの行と列に対応した複数の行線と複数の列線を含む。低側スイッチング・トランジスタが選択的に発光素子と検知器をそれぞれ行線と列線に選択的に接続する。共通の変調信号が全ての発光素子のアノードに接続される。検知信号が検知器フォトトランジスタのコレクタ端子を共通に接続することで与えられる。【選択図】          図４
2004234652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ領域内のタッチ点を検出するための回路集合体であって、
前記ディスプレイ領域周囲に配置された複数の発光素子と、
前記周囲に配置されて各々がそれぞれの発光素子と対向する複数の検知器と、
前記発光素子と検知器とを複数のマトリックス行とマトリックス列を有するスイッチング・マトリックス内に接続するためのスイッチング回路とを含み、前記スイッチング回路が、
各々がそれぞれのマトリックス行に対応した複数の行線と、
各々がそれぞれのマトリックス列に対応した複数の列線と、
各々がそれぞれの発光素子とそれぞれの行線との間に接続された複数の発光素子トランジスタであって、各々がそれぞれの列線へ接続した制御入力を有しそれぞれのその発光素子を前記それぞれの行線へ接続するためにそれぞれの列選択信号に応答する前記発光素子トランジスタと、
各々が前記行線のそれぞれを所定電圧に接続する複数のプルアップ抵抗と、
各々がそれぞれの行線と接地との間に接続された複数の行トランジスタであって、各々がそれぞれの列線に接続した制御入力を有しそれぞれのその行線を接地へ選択的に接続するために行選択信号に応答する前記行トランジスタとを含む回路集合体。
【請求項２】
前記スイッチング回路がさらに、
各々がそれぞれの検知器とそれぞれの行線との間に接続された複数の検知器トランジスタであって、各々がそれぞれの列線に接続された制御入力を有しそれぞれのその検知器を前記それぞれの行線へ選択的に接続するためにそれぞれの列選択信号に応答する前記検知器トランジスタを含む請求項１に記載の回路集合体。
【請求項３】
前記ディスプレイ領域と一致する中心開口を持つリング形状印刷配線基板（ＰＷＢ）をさらに含み、前記ＰＷＢは前記発光素子と前記検出器をその周囲に搭載し、前記発光素子トランジスタの各々がそれぞれのその発光素子に隣接して前記ＰＷＢ上に搭載され、前記検知器トランジスタの各々がそれぞれのその検知器に隣接して前記ＰＷＢ上に搭載されている請求項２に記載の回路集合体。
【請求項４】
前記ＰＷＢは、前記行線と前記列線とを与えるために前記周囲の回りに配された導電路を含む請求項３に記載の回路集合体。
【請求項５】
前記発光素子が発光ダイオードからなり、それらのアノードが電流源に接続するために共通に接続されている請求項２に記載の回路集合体。
【請求項６】
前記検知器がフォトトランジスタからなり、それらのコレクタ端子が検知信号を提供するために共通に接続されている請求項２に記載の回路集合体。
【請求項７】
ディスプレイ領域内に視覚情報を提供するための電子的制御された視覚ディスプレイ・パネルと、
以下を含むタッチ点回路集合体と、
前記ディスプレイ領域の周囲の回りに配置された複数の発光素子、
前記周囲の周りに配置された複数の検出器であって、各々がそれぞれの発光素子と対向していて検知信号を与えるためにそれぞれの出力端子が共通に接続された前記検出器、及び
前記発光素子と検知器とを複数のマトリックス行とマトリックス列を有するスイッチング・マトリックス内に接続するための以下を含むスイッチング回路、
各々がそれぞれのマトリックス行に対応した複数の行線、
各々がそれぞれのマトリックス列に対応した複数の列線、
各々がそれぞれの発光素子とそれぞれの行線との間に接続された複数の発光素子トランジスタであって、各々がそれぞれの列線へ接続した制御入力を有しそれぞれのその発光素子を前記それぞれの行線へ接続するためにそれぞれの列選択信号に応答する前記発光素子トランジスタ、
各々が前記行線のそれぞれを所定電圧に接続する複数のプルアップ抵抗、及び
各々がそれぞれの行線と接地との間に接続された複数の行トランジスタであって、各々がそれぞれの行線に接続した制御入力を有しそれぞれのその行線を接地へ選択的に接続するために行選択信号に応答する前記行トランジスタ、
前記タッチ点を検出するために順に前記発光素子と検知器を選択的に活性化するためのコントローラと、
を含むタッチスクリーン・ディスプレイ。
【請求項８】
前記発光素子が発光ダイオードからなり、それらのアノードが共通に接続されている請求項７に記載のタッチスクリーン・ディスプレイ。
【請求項９】
前記発光ダイオードの前記共通に接続されたアノードに所定の変調周波数を持つ変調電力を供給するための電力変調器をさらに含む請求項８に記載のタッチスクリーン・ディスプレイ。
【請求項１０】
前記スイッチング回路がさらに、
各々がそれぞれの検知器とそれぞれの行線との間に接続された複数の検知器トランジスタであって、各々がそれぞれの列線に接続された制御入力を有しそれぞれのその検知器を前記それぞれの行線へ選択的に接続するためにそれぞれの列選択信号に応答する前記検知器トランジスタを含む請求項７に記載のタッチスクリーン・ディスプレイ。
【請求項１１】
前記検知器がフォトトランジスタからなり、それらのコレクタ端子が検知信号を提供するために共通に接続されている請求項７に記載のタッチスクリーン・ディスプレイ。
【請求項１２】
前記検知信号を受信するために前記検知器に接続されたアクテイブ・クランプをさらに含み、前記アクテイブ・クランプは前記選択的に活性化される対の活性の間の残留電荷を除去する請求項１１に記載のタッチスクリーン・ディスプレイ。
【請求項１３】
前記検知器の各々に接続されたアクテイブ・インダクタをさらに含み、前記アクテイブ・インダクタがハイパス・フイルタを与える請求項７に記載のタッチスクリーン・ディスプレイ。
【請求項１４】
前記アクテイブ・インダクタに接続された差分ピーク検出器をさらに含み、前記差分ピーク検出器は選択された発光素子と選択された検知器との間のタッチ点が何時遮断されたかを検知するために前記受信信号に応答する請求項１３に記載のタッチスクリーン・ディスプレイ。
【請求項１５】
前記タッチテン回路集合体が、
前記ディスプレイ領域と一致する中心開口を持つリング形状印刷配線基板（ＰＷＢ）をさらに含み、前記ＰＷＢは前記発光素子と前記検出器をその周囲に搭載し、前記発光素子トランジスタの各々がそれぞれのその発光素子に隣接して前記ＰＷＢ上に搭載され、前記検知器トランジスタの各々がそれぞれのその検知器に隣接して前記ＰＷＢ上に搭載されている請求項１０に記載のタッチスクリーン・ディスプレイ。
【請求項１６】
前記ＰＷＢは、前記行線と前記列線とを与えるために前記周囲の回りに配された導電路を含む請求項１５に記載のタッチスクリーン・ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、タッチスクリーン・ディスプレイに関し、より詳細には、ディスプレイ領域の周囲に配置されてタッチスクリーン・ディスプレイに対して押された指、スタイラス、又は他のポインテイング装置による阻止を検出するために走査される発光素子／光検知器の対を持つ交差点マトリックスを使用したタッチスクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線（ＩＲ）タッチスクリーンは、ディスプレイ・スクリーン上のさまざまな場所に表示されたソフト・ボタン又はソフト・キーとユーザによるディスプレイ・スクリーン上の指接触とを相互に関係付けるために広く使用されている。典型的に、いくつかのＩＲ発光素子（すなわち、送信機）と検知器（すなわち、受信機）とが複数の交差する光経路を作成するためにディスプレイ・スクリーンの周囲に配置される。ユーザがディスプレイを触れると、彼又は彼女の指が垂直に配された送信機／受信機対のあるもののＩＲ送信を阻止する。阻止された対の識別に基づいて、タッチスクリーン・システムは阻止された場所を決定できる。
【０００３】
赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）及びＩＲフォトトランジスタが典型的にそれぞれ発光と検知のために使用され、そしてディスプレイ・スクリーンの前に取り付けられるリンク形状回路基板上に搭載される。クロスポイント・マトリックス・タッチスクリーンのＬＥＤ／フォトトランジスタ部分の回路密度は、マトリックス中に配置されたＬＥＤ／フォトトランジスタ対の数（検出されるべきタッチポイント位置の数の関数である）及びリング基板の大きさに比例する。各ＬＥＤから発光された光を唯一つのフォトトランジスタに向けられた狭い経路に制約することは容易にできないため、対は順次に活性化されなければならない。ＬＥＤ／フォトトランジスタ対のマルチプレキシングは、各対へ個別の電力及び／又は制御信号を与えそして検知出力信号を取り出すためにリング基板上に多数の導電路を使用する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リング基板はディスプレイ領域の外側に置かれなければならないため、タッチスクリーン・ユニットの前の全体パッケージの大きさは使用可能ディスプレイ領域の大きさよりも大きくなければならない。ディスプレイ領域周囲の大きな縁は、スペースが限られる自動車のダッシュボードなどの多くの応用において好ましくない。この縁はまたユニットのスタイル及び他の部品（例えば、機械的制御つまみ又はスイッチ）をディスプレイ領域近くに置く能力を制限する。さらに、より大きいサイズはリング基板及びユニット全体のより高いコストを生ずる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの局面では、ディスプレイ領域内のタッチ点を検出するために回路集合体が提供される。複数の発光素子がディスプレイ領域の周囲に配置される。複数の検知器が周囲に配置されて、各検知器はそれぞれの発光素子に対向している。スイッチング・マトリックス内で発光素子と検知器とを接続するためのスイッチング回路が複数のマトリックス行及びマトリックス列を有する。スイッチング回路は複数の行線及び複数の列線を含み、各行線はそれぞれのマトリックス行に対応し、各列線はそれぞれのマトリックス列に対応している。複数の発光素子トランジスタの各々がそれぞれの発光素子とそれぞれの行線との間に接続されている。各発光素子トランジスタは制御入力をそれぞれの列線へ接続させて、それぞれのその発光素子をそれぞれの行線へ接続するためにそれぞれの列選択信号に応答する。複数のプルアップ・トランジスタの各々が行列線のそれぞれを所定の電圧に接続する。複数の行トランジスタの各々がそれぞれの行線と接地との間に接続されている。各行トランジスタは制御入力をそれぞれの行線に接続させて、それぞれのその行線を接地へ選択的に接続するために行選択信号に応答する。
【０００６】
複数の検知器トランジスタの各々がそれぞれの検知器とそれぞれの行線との間に接続される。各検知器トランジスタは制御入力をそれぞれの列線に接続させて、それぞれのその検知器をそれぞれの行線へ選択的に接続するためにそれぞれの列選択信号に応答する。本発明の回路配置を使用して、共通の変調信号が全ての発光素子を駆動するために使用され、そして検出信号が全ての検知器トランジスタについて共通である（例えば、それらのコレクタ端子へ加えられる）。この結果、従来技術の高側マルチプレキシング回路を回避できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、減少した数の導電路による効率的なボード・レイアウトを可能にする局所的にマルチプレクスされた、低側駆動スイッチング・マトリックスを提供することにより、リング基板の大きさを有利に減少する。また、減少した電源要求、高い周辺光条件で操作できる能力、高速の検知時間、ＥＭＩ減少、及びＥＳＤ免疫の他の利点も達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１の展開図を参照すると、アクティブ・マトリックス液晶ダイオード（ＡＭＬＣＤ）ディスプレイなどのディスプレイ・パネル１０が主回路基板１１上に搭載されている。リング基板１２は２つの隣接辺に発光素子１３を配置し、各発光素子がそれぞれの対の検知器と整列するように２つの対向する辺に検知器１４を配置している。自動車の応用では、周辺光からの干渉を最小にするため、発光素子が底と左手端に沿って位置しそして検知器が上と右手端に位置することが好ましい（より少ない光が上向きであり、運転者が右手端方向へ向く光を阻止できる）。発光素子１３と検知器１４は、周辺光からのさらなる影を得るために、代替的に、リング基板１２の裏側に位置することができる（すなわち、ディスプレイ・パネル１０に対向する側上）。
【０００９】
ワイヤ束又はケーブル１５が、リング基板１２上の装置をコネクタ１６を介して主基板１１上の制御電子回路に接続する。リング基板と主回路基板上のコネクタと一致する平らなフレックス相互接続ケーブルを使用できる。
【００１０】
制御電子回路１７は、応用特別集積回路（ＡＳＩＣ）又は他の個別及び集積回路で実現できる。好適な実施の形態では、ポート・エクスパンダーに接続されたマイクロプロセッサが下に説明するように発光素子と検出器のマトリックスを制御するために使用される。検知信号（例えば、図６から）が、ユーザによりタッチされた交差点を識別するためにマイクロプロセッサへ加えられる。また、マイクロプロセッサは好ましくはディスプレイ機能及び業界で知られている他のディスプレイ・パネルの機能を制御できる。
【００１１】
タッチスクリーン・ディスプレイ・ユニットは、発光素子と検知器との間の光経路を邪魔せずにリング基板１２を覆って隠すカバー又はベゼル１８を含む。また、保護レンズをリング基板１２とディスプレイ１０との間に指の爪などの鋭いものからディスプレイを保護するために置いてもよい。また、保護レンズは対指紋又は他の被膜を含んでも良い。
【００１２】
図２に交差点マトリックスが詳細に示されている。スキャン領域２５の左端に沿ってＬＥＤ２０ａ乃至２０ｊが配置されて、スキャン領域２５の右端に沿ったフォトトランジスタ２１ａ乃至２１ｊとそれぞれ対向している。スキャン領域２５の底端に沿ってＬＥＤ２２ａ乃至２２ｉが配置されて、スキャン領域２５の上端に沿ったフォトトランジスタ２３ａ乃至２３ｉとそれぞれ対向している。ユーザが下にあるディスプレイ・スクリーンに対して指で押す時に指阻止２４を検出するため、各活性化がそれぞれの各ＬＥＤ／フォトトランジスタ対間の各破線の検知線に沿った指の阻止を検査するようにＬＥＤ／フォトトランジスタ対は順に一時的に１つが活性化される。導通しているフォトトランジスタから直接的に対向しているＬＥＤのみが一時的に導通されているＬＥＤであるため、受信信号の欠如は対応する光経路に沿って指阻止があることを意味する。水平行と垂直列とが高速に走査されて（例えば、毎秒、少なくとも数回）、受信信号が欠如したどんな行及び列の遮断点が決定されて、そしてシステム・コントローラにより所望のユーザスクリーン選択と相互に関係付けられる。
【００１３】
本発明のＩＲ検知器は、典型的に、周辺光がＩＲ発光素子からの光よりも強度が大きい昼間又は他の環境で動作しなければならない。阻止されていない信号が信頼性をもって検知できるように、ＬＥＤからの出力光を変調して、変調された光が容易に周辺光から区別できるようにすることが知られている。本発明の好適な実施の形態では、図３に示される改良された変調及び検知回路が含まれる。波形発生器３３が、電圧から電流源変換器３４、ＬＥＤ２０、及び低側スイッチング・エレメント３０に直列的に接続されている。フォトトランジスタ２１が低側スイッチング・エレメント３１に直列的に接続されている。ＬＥＤ２０、フォトトランジスタ２１、ＬＥＤスイッチング・エレメント３０、及びフォトトランジスタ・スイッチング・エレメント３１は、交差点マトリックスの各発光素子／検知器対について繰返される複数の別個の部品のこのようなグループのいずれの１つを表す。
【００１４】
発生器３３は好ましくは、約５０ｋＨｚのオフセットされた（すなわち、ＤＣバイアスされた）正弦波を発生する。正弦波発生器の代わりに、主マイクロコントローラにより発生された方形波を使用することができる（ＥＭＩを減少するフィルタと共に）。スイッチ３０が導電する時、５０ｋＨｚ正弦波は変換器３４により電圧信号から可変電流源に変換され、そして変調された電流信号がＬＥＤ２０に供給される。対応するスイッチ３１もまた導電するため、フォトトランジスタ２１に入射する発光された光は対応する電流を発生する。アクテイブ・インダクタ３５が、フォトトランジスタ２１に対してプルアップ・インピーダンスを与える。好ましくは、アクテイブ・インダクタ３５は、所望の変調信号が増強されて周辺光から発生するＤＣ成分が実質的に除去されるようにＬＥＤ駆動信号の変調周波数（例えば、５０ｋＨｚ）に同調される。所望信号はさらに、アクテイブ・クランプを有し第２ハイパス利得ステージ３８が続くハイパス利得ステージ３６により選択される。変調信号は差分ピーク検出器３８により処理され、そして光阻止が発生したかどうかを決定するコントローラ（例えば、主マイクロコントローラ）へ検出信号が出力される（直接的に又はＡ／Ｄ変換器を介してのいずれかにより）。
【００１５】
図４にスイッチング・マトリックスの好適な実施の形態が示されている。電気的スイッチング・マトリックスを光学的交差点マトリックスと混乱してはいけない。光学的交差点マトリックスは切断される光経路を作るための発光素子／検知器対の物理的な配置を指す。交差点マトリックスの各水平行は１つの発光素子と１つの検知器に対応する。交差点マトリックスの各垂直列は１つの発光素子と１つの検知器に対応する。
【００１６】
図４のスイッチング・マトリックスは、発光素子／検知器対をマトリックスの各位置に配置して、発光素子と検知器とを行と列にグループ化したものである。交差点マトリックスを形成する各発光素子／検知器対はスイッチング・マトリックスの任意の位置に置くことができるが、リング基板の最も効率的なレイアウトは、できる限り隣接ＬＥＤと隣接フォトトランジスタをスイッチング・マトリックスの同じ行に置くことにより達成される。
【００１７】
図４は、全体で３２発光素子／検知器対を含み、最初（すなわち、最上）のマトリックス行において、ＬＥＤ６０ａがフォトトランジスタ６１ａと対をなし、ＬＥＤ６０ｂがフォトトランジスタ６１ｂと対をなしている。第２行及び第１列には、スイッチング・マトリックスの同じ又は他の行又は列の他の対と交差点マトリックスの同じ対向する辺に位置する又は位置しない、ＬＥＤ６０ｉとフォトトランジスタ６１ｉを有する対を含む。スイッチング・トランジスタは、信号導電線の効率的な使用を与えるために選択された行数Ｃ及び列数Ｒにより配列される。ＲとＣの積は発光素子／検知器対の総数と等しいか又は大きくなければならず、好ましくはそれらの和が最小になるように選ばれる。本例では、３２のスイッチ・マトリックス位置を有し、Ｒの値は４に等しく、Ｃの値は８に等しいことが示されている。６行と６列も使用できるが、もし行の数をできるだけ低く維持すると、リング基板レイアウトが改善されることが知られている。
【００１８】
全３２のＬＥＤは、電流供給源線４０を介して同じ駆動信号を受け取る。全３２のフォトトランジスタはそれらのコレクタ出力を一緒に検知線４１を介して接続する。各ＬＥＤ及び各フォトトランジスタは選択的にそれぞれの低側スイッチング・トランジスタを通じてそれぞれの行線に接続されている。例えば、行＃１、列＃１の位置にあるＬＥＤ６０ａは電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）７０ａにより行線４２に接続され、フォトトランジスタ６１ａはＦＥＴ７１ａにより行線４３に接続されている。図４に示すようなＬＥＤ及びフォトトランジスタについて別の行線が、信号のどんなクロス・カップリングを減少する。特定の回路設計に依存して（例えば、使用されるＦＥＴのタイプ）、クロス・カップリングが問題にならず、１つの行線をＬＥＤのための低側スイッチとフォトトランジスタのための低側スイッチの両方に接続したものが使用できる。図示するように、行線４４−４９が第２乃至第４行に対して提供される。
【００１９】
行線４２は、プルアップ抵抗８０により所定の供給電圧Ｖｃｃに接続され、そして行トランジスタ８１により選択的に接地に接続される。第１行のフォトトランジスタに対する行線４３はプルアップ抵抗８２により所定の供給電圧Ｖｃｃに接続され、そして行トランジスタ８３により選択的に接地に接続される。第２行では、行線４４及び４５がそれぞれプルアップ抵抗８４及び８６に接続され、そしてそれぞれ行トランジスタ８５及び８７に接続されている。第３行では、行線４６及び４７がそれぞれプルアップ抵抗９０及び９２に接続され、そしてそれぞれ行トランジスタ９１及び９３に接続されている。第４行では、行線４８及び４９がそれぞれプルアップ抵抗９４及び９６に接続され、そしてそれぞれ行トランジスタ９５及び９７に接続されている。
【００２０】
列線５０は、第１行内のＦＥＴ７０ａ及び７１ａと第２行内のＦＥＴ７０ｉ及び７１ｉのゲートを含む、第１列内の全ＬＥＤのＦＥＴ及び全フォトトランジスタＦＥＴのゲート端末に接続されている。列線５１−５７は同様に対応する列内のＦＥＴに接続されている。
【００２１】
いずれのＬＥＤ／フォトトランジスタ対のＦＥＴを導通するために、対応する行線は低電圧レベルに接続され、対応する列線は高電圧レベルに駆動されなければならない。その列線上に低電圧レベルを持ついずれのマトリックス要素について、ＬＥＤが発光せずそしてフォトトランジスタが検出信号を発生しないように対応するＦＥＴが遮断される。その列線上に高電圧レベルを持つがその行トランジスタの入力に低電圧レベルを持ついずれのマトリックス要素について、行線は対応するプルアップ抵抗により高電圧レベルへ引かれてそのマトリックス要素のＬＥＤとフォトトランジスタは遮断されたままである。行トランジスタの入力の行信号が高い時、行トランジスタは導通して対応する行線は低に引かれる。これにより、対応するＬＥＤとフォトトランジスタは導通できる。
【００２２】
図４に示すような信号波形が列線と行トランジスタに加えられることにより、スイッチング・マトリックスの走査が完全な行にわたり次の行に進む前に好ましくは実行される。すなわち、最初の行を走査する間の第１時間窓中に第１行信号１００が高になる。第１時間窓中、各対応する光経路の阻止を検査するために列信号１０４乃至１１１が一時に１つ短く高になる。そして、続く時間窓において、行信号１０１、１０２、及び１０３が高になり、列信号が各時間窓内で繰返される。発光信号が検知される時、活性化されたマトリックス要素に対して阻止は存在しない。それ以外は阻止が検知されて、交差点マトリックス内の交点を決定するために他のマトリックス要素の阻止の検知と相互に関係付けるために記憶される。
【００２３】
代替的に、スイッチング・マトリックスの走査は行走査の代わりに各列を連続して走査することにより実行できる。これはアクテイブ・インダクタに対してより早い応答時間を達成する。
【００２４】
図４のスイッチング・マトリックスは、図５Ａ−５Ｄに示すようなリング基板上のレイアウトのために組織化できる。この実施の形態では、各行は唯一つの行線とそれぞれの行信号により駆動される唯一つの行トランジスタを含む。リング基板上に必要とされる信号線の数は、行数と列数と４（ＬＥＤ電流供給、フォトトランジスタ検知信号、Ｖｃｃ電源入力、及び接地）を加えたものに等しい。ＬＥＤとフォトトランジスタとはリング基板上で局所的にマルチプレクスされるため、リング基板回りの信号線のための導電路は大いに減少する。４ｘ８スイッチング・マトリックスのこの例では、ＬＥＤとフォトトランジスタとをアクセスするためにリング基板を回る導電路の数は、１３（４行線と８列線とＬＥＤ駆動信号線又はフォトトランジスタ検知線のいずれか）に等しいか又は少ない。所望ならば、接地線が電磁干渉（ＥＭＩ）放射を減少しそして静電気放電（ＥＳＤ）に対する免疫を与えるために、内側及び／又は外側周囲に加えられる。
【００２５】
図６は、図３の回路要素を詳細に示す。正弦波発生器３３は、レール・ツー・レール演算増幅器１２０（例えば、テキサス・インスツルメントにより製造されたＴＬＣ２２７４集積回路中の４つのオペアンプの１つ）を使用して約１０ｍＡの平均電流のオフセット正弦波を発生する。レール・ツー・レール増幅器の使用及び低側ＦＥＴスイッチを持つためのより低い駆動電圧要求は、５ボルト・システムの実現を可能にする。
【００２６】
オフセット正弦波電圧をオフセット電流源に変えるための変換器３４は、線４０へＬＥＤ＿ＤＲＶ電流信号を供給するトランジスタ１２１を含む。アクテイブ・インダクタ３５は、トランジスタ１２２、キャパシタ１２３、及び抵抗１２４により形成される。アクテイブ・インダクタ３５は、周辺光に対応するＤＣ及び低周波数信号を阻止するためのハイパス・フイルタとして作用する。
【００２７】
利得段（ステージ）３６及び３７は、オペアンプ１２５と１２６に基づく。利得段３６のアクテイブ・クランプは、スイッチ・エンゲージ時間のシステム飽和を減少する。差分ピーク検知器３８は、利得段３７からのフィルタされて増幅された信号を整流してオペアンプ１２７を使用してピーク検知を実行する。ピーク検知器からの出力信号Ｖｏｕｔは、検知信号が存在する時に高論理レベルを有し、ＩＲ光経路が阻止された時に低論理レベルを持つ。
【００２８】
図７は、本発明の局所マルチプレキシングと低側スイッチングを使用したリング基板のための導電体パターンを示す。リング基板は検知領域の周囲の大変狭い境界のみを占め、よって、コストを減少し、自動車及び他の応用についてのスタイリングとサイズの目的を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明によるタッチスクリーン・ディスプレイの展開斜視図。
【図２】発光素子と検知器の対により作られた交差点マトリックスを示す概略図。
【図３】本発明による電子ＩＲ発生／検知システムの好適な実施の形態を示すブロック図。
【図４】本発明の局所的にマルチプレクスされて低側駆動スイッチング・マトリックスの好適な実施の形態を示す概略図。
【図５ａ】リング基板の概略的レイアウトを示す図。
【図５ｂ】リング基板の概略的レイアウトを示す図。
【図５ｃ】リング基板の概略的レイアウトを示す図。
【図５ｄ】リング基板の概略的レイアウトを示す図。
【図６】図３の部分を詳細に示す回路図。
【図７】本発明による導電路パターンの１つの実施の形態を持つリング基板の平面図。
【符号の説明】
【００３０】
４０    電流供給線
４１      検知線
４２−４９    行線
５０−５７    列線
６０ａ、６０ｂ、６０ｉ    ＬＥＤ（発光素子）
６１ａ、６１ｂ、６１ｉ    フォトトランジスタ（検知器）
７０ａ、７０ｂ、７０ｉ    電界効果型トランジスタ（発光素子トランジスタ）
７１ａ、７１ｂ、７１ｉ    電界効果型トランジスタ（検知器トランジスタ）
８１、８３、８５、８７、９１、９３、９５、９７    行トランジスタ
８０、８２、８４、８６、９０、９２、９４、９６    プルアップ抵抗
１００−１０３    行信号
１０４−１１１    列信号
【図１】
2004234652.tif 000003
【図２】
2004234652.tif 000004
【図３】
2004234652.tif 000005
【図４】
2004234652.tif 000006
【図５ａ】
2004234652.tif 000007
【図５ｂ】
2004234652.tif 000008
【図５ｃ】
2004234652.tif 000009
【図５ｄ】
2004234652.tif 000010
【図６】
2004234652.tif 000011
【図７】
2004234652.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月22日(2004.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ領域内のタッチ点を検出するための回路集合体であって、
前記ディスプレイ領域周囲に配置された複数の発光素子と、
前記周囲に配置されて各々がそれぞれの発光素子と対向する複数の検知器と、
前記発光素子と検知器とを複数のマトリックス行とマトリックス列を有するスイッチング・マトリックス内に接続するためのスイッチング回路とを含み、前記スイッチング回路が、
各々がそれぞれのマトリックス行に対応した複数の行線と、
各々がそれぞれのマトリックス列に対応した複数の列線と、
各々がそれぞれの発光素子とそれぞれの行線との間に接続された複数の発光素子トランジスタであって、各々がそれぞれの列線へ接続した制御入力を有しそれぞれのその発光素子を前記それぞれの行線へ接続するためにそれぞれの列選択信号に応答する前記発光素子トランジスタと、
各々が前記行線のそれぞれを所定電圧に接続する複数のプルアップ抵抗と、
各々がそれぞれの行線と接地との間に接続された複数の行トランジスタであって、各々がそれぞれの列線に接続した制御入力を有しそれぞれのその行線を接地へ選択的に接続するために行選択信号に応答する前記行トランジスタとを含む回路集合体。
【請求項２】
前記スイッチング回路がさらに、
各々がそれぞれの検知器とそれぞれの行線との間に接続された複数の検知器トランジスタであって、各々がそれぞれの列線に接続された制御入力を有しそれぞれのその検知器を前記それぞれの行線へ選択的に接続するためにそれぞれの列選択信号に応答する前記検知器トランジスタを含む請求項１に記載の回路集合体。
【請求項３】
前記ディスプレイ領域と一致する中心開口を持つリング形状印刷配線基板（ＰＷＢ）をさらに含み、前記ＰＷＢは前記発光素子と前記検出器をその周囲に搭載し、前記発光素子トランジスタの各々がそれぞれのその発光素子に隣接して前記ＰＷＢ上に搭載され、前記検知器トランジスタの各々がそれぞれのその検知器に隣接して前記ＰＷＢ上に搭載されている請求項２に記載の回路集合体。