【手続補正書】
【提出日】平成26年3月7日(2014.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】タッチセンサ回路およびタッチディスプレイ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサ回路に関するものであり、特に、複数の電流源を有するタッチ
センサ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来のタッチセンサ回路１００の概略図である。図１を参照すると、タッチセ
ンサ回路１００は、パルス信号発生器１１０と、タッチセンスコンデンサＣＴＡと、リセ
ットスイッチＳＷ１と、充電スイッチＳＷ２と、充電コンデンサＣ１と、アナログデジタ
ルコンバータ（analog-to-digital converter, ADC）１２０とを含む。
【０００３】
詳しく説明すると、パルス信号生成器１１０の第１端子は、接地電圧ＧＮＤを受信し、
パルス信号生成器１１０の第２端子は、タッチセンスコンデンサＣＴＡの第１端子に結合
される。充電スイッチＳＷ２は、タッチセンスコンデンサＣＴＡの第２端子とアナログデ
ジタルコンバータ１２０の入力端の間に直列に接続される。リセットスイッチＳＷ１は、
タッチセンスコンデンサＣＴＡの第２端子と接地電圧ＧＮＤの間に直列に接続される。
【０００４】
操作において、タッチセンサ回路１００が、例えば、ユーザーの指がタッチセンサ回路
１００に接触したというタッチイベントを感知した時、タッチセンスコンデンサＣＴＡが
そのタッチイベントに反応する。パルス信号生成器１１０によって発信されたパルス信号
ＰＬＳがタッチセンスコンデンサＣＴＡに印加され、タッチセンスコンデンサＣＴＡに接
触する前にパルス信号ＰＬＳのパルス振幅と異なるパルス振幅を有するパルス信号ＰＬＳ
が生成されて充電スイッチＳＷ２に伝送された時、充電スイッチＳＷ２は、制御端子で固
定された周波数のサンプリング信号ＳＰを受信し、それに基づいて導通または非導通を行
う。ここで、パルス信号ＰＬＳは、充電をサンプリングした後に充電スイッチＳＷ２によ
って充電コンデンサＣ１に伝送されて充電コンデンサＣ１を充電し、それから、アナログ
デジタルコンバータ１２０の入力端で検出電圧Ｖｄｅｔが生成される。その後、アナログ
デジタルコンバータ１２０が検出電圧Ｖｄｅｔの電圧値を取り込む。タッチ前とタッチ後
の電圧値の差異を利用して、接触状態であるかどうか、つまり、タッチセンサ回路１００
がタッチイベントを感知したかどうかを判断することができる。また、リセットスイッチ
ＳＷ１は、リセット信号ＲＳＴに基づいて、検出電圧Ｖｄｅｔをリセットする。
図１のタッチセンサ回路１００により、どのようにしてタッチを検出するのかを以下に説明する（例えば、特許文献１、２参照。）。ユーザーが図１に示すタッチセンスコンデンサＣＴＡに接触すると、図１に示す充電コンデンサ（又はサンプリングコンデンサ）Ｃ１に伝送される電圧パルスの振幅を減少するように、接地に接続される分路コンデンサ（不図示）が生成される。充電コンデンサＣ１によって生じる検出電圧Ｖｄｅｔの振幅をアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１２０により測定する。アナログデジタルコンバータ１２０の測定結果はＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ、図１には不図示）に伝送され、ＤＳＰがアナログデジタルコンバータ１２０の測定結果を解析するために用いられる。ＤＳＰが現在の検出電圧Ｖｄｅｔが以前に測定した検出電圧Ｖｄｅｔの振幅より低い振幅であることを決定すれば、タッチイベントが検出される。
図１に示すタッチセンサ回路１００に関する他の関連する従来の技術もある（例えば、特許文献３、４、５参照。）。以上の特許文献１−５は、その全体が本明細書に組み込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／００７４６０９号明細書（段落［００２０］−［００２２］、ＦＩＧ．１）
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０１７７０５８号明細書（段落［００１９］−［００２１］、ＦＩＧ．１）
【特許文献３】米国特許第８２５９０８７号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１０／０１８１１８０号明細書
【特許文献５】特許第２６５９８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のタッチセンサ回路の充電効率は、依然として改善すべきところがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも充電効率を向上させることのできるタッチセンサ回路および装置
を提供する。
【０００８】
本発明は、また、感知効率を向上させることのできるタッチセンサ回路および装置を提
供する。
【０００９】
本発明は、タッチセンスコンデンサと、充電コンデンサと、第１電流供給ユニットと、
第２電流供給ユニットと、スイッチユニットとを含むタッチセンサ回路を提供する。タッ
チセンスコンデンサの第１端子は、タッチ状態に基づいて電圧を生成する。充電コンデン
サは、検出端子と基準電圧の間に直列に接続される。第１電流供給ユニットは、検出端子
に結合され、第１バイアス電圧信号を受信して、その第１バイアス電圧信号に基づいて検
出端子で第１充電電流を生成する。第２電流供給ユニットは、検出端子に結合され、第２
バイアス電圧信号を受信して、その第２バイアス電圧信号に基づいて検出端子で第２充電
電流を生成する。スイッチユニットの第１端子は、タッチセンスコンデンサに結合される
。タッチセンスコンデンサの第２端子および第３端子は、それぞれ第１および第２電流供
給ユニットに結合される。制御信号に基づいて、スイッチユニットの第１端子は、第２端
子または第３端子に結合される。スイッチユニットの第２端子または第３端子は、それぞ
れ第１および第２バイアス電圧信号を供給する。
【００１０】
本発明は、また、複数のタッチセンサ回路を含むタッチセンサ装置を提供する。各タッ
チセンサ回路は、タッチセンスコンデンサと、充電コンデンサと、第１電流供給ユニット
と、第２電流供給ユニットと、スイッチユニットとを含む。タッチセンスコンデンサの第
１端子は、タッチ状態に基づいて電圧を生成する。充電コンデンサは、検出端子と基準電
圧の間に直列に接続される。第１電流供給ユニットは、検出端子に結合され、第１バイア
ス電圧信号を受信して、その第１バイアス電圧信号に基づいて検出端子で第１充電電流を
生成する。第２電流供給ユニットは、検出端子に結合され、第２バイアス電圧信号を受信
して、その第２バイアス電圧信号に基づいて検出端子で第２充電電流を生成する。スイッ
チユニットの第１端子は、タッチセンスコンデンサに結合される。タッチセンスコンデン
サの第２端子および第３端子は、それぞれ第１および第２電流供給ユニットに結合される
。制御信号に基づいて、スイッチユニットの第１端子は、第２端子または第３端子に結合
される。スイッチユニットの第２端子または第３端子は、それぞれ第１および第２バイア
ス電圧信号を供給する。タッチセンサ装置は、検出端子の電圧値に基づいて、タッチ信号
を対応して実行する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、タッチセンサ回路およびそれを応用したタッチセンサ装置を提供する。タッ
チセンサ回路のスイッチユニットは、第２端子と第３端子で交互にバイアス電圧信号を供
給する。この構造により、パルス源のコストを削減することができる。さらに、タッチセ
ンサ回路は、２つの電流供給ユニットを含み、検出端子に交互に電流を供給することがで
きる。この充電方法によって、タッチセンサ回路は、フルタイムで充電コンデンサを充電
することができ、充電効率を向上させることができる。また、この構造により、タッチセ
ンサ装置の製造コストを下げ、タッチ感度を向上させることができる。
【００１２】
理解すべき点として、前記概要及び下記詳細説明は、何れも典型的なものであり、且つ
請求する発明を更に説明することを意図するものである。
【００１３】
付属図面は、発明を更に理解させることを意図するものであり、本明細書に組み込まれ
ると共に本明細書を構成するものである。図面は、説明文と共に本発明の実施形態を示し
、本発明の原理を説明するために提供されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のタッチセンサ回路１００の概略図である。
【図２】本発明の１つの実施形態に係るタッチセンサ回路２００の機能ブロック図を示す概略図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係るタッチセンサ回路３００の概略図である。
【図４Ａ】本発明のさらに別の実施形態に係るタッチセンサ回路４００の概略図である。
【図４Ｂ】本発明のさらに別の実施形態に係る図４Ａの電流生成ユニット４１１および４２１の概略図である。
【図５】本発明の１つの実施形態に係るタッチセンサ装置５００の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図２は、本発明の１つの実施形態に係るタッチセンサ回路２００の機能ブロック図を示
す概略図である。図２を参照すると、タッチセンサ回路２００は、電流供給ユニット２１
０と、電流供給ユニット２２０と、スイッチユニット２３０と、タッチセンスコンデンサ
ＣＴと、充電コンデンサＣｄｅｔと、リセットスイッチＳＷＲとを含む。充電コンデンサ
Ｃｄｅｔは、検出端子ＰＤ１と基準電圧ＧＮＤの間に直列に結合される。本実施形態にお
いて、基準電圧ＧＮＤは、例えば、接地電圧であってもよい。電流供給ユニット２１０は
、検出端子ＰＤ１に結合され、電流供給ユニット２２０も、検出端子ＰＤ１に結合される
。スイッチユニット２３０は、３つの端子Ｅ１〜Ｅ３を有し、第１端子Ｅ１は、タッチセ
ンスコンデンサＣＴに結合され、第２端子Ｅ２および第３端子Ｅ３は、それぞれ電流供給
ユニット２１０および２３０に結合される。また、リセットスイッチＳＷＲは、検出端子
ＰＤ１と基準電圧ＧＮＤの間に直列に結合される。
【００１６】
操作において、スイッチユニット２３０は、制御信号ＣＴＲ１またはＣＴＲ２によって
制御され、これらは異なる位相の制御信号ＣＴＲである。スイッチユニット２３０の第１
端子Ｅ１の電圧ＶＴ１は、電流供給ユニット２１０または２２０に供給されて、電流供給
ユニット２１０または２２０のバイアス電圧信号として使用される。さらに、タッチセン
スコンデンサＣＴの第２端子は、タッチ基準電圧ＶＴ２を受信する。本発明の１つの実施
形態において、タッチ基準電圧ＶＴ２は、接地電圧、または接地電圧の電圧レベルと異な
る直流（direct-current, DC）レベルの他の電圧であってもよい。
【００１７】
制御信号ＣＴＲ１およびＣＴＲ２は、互いに位相を異にしたクロック信号である。制御
信号ＣＴＲ１およびＣＴＲ２に基づいて、スイッチユニット２３０は、スイッチユニット
２３０の第１端子Ｅ１、つまり、タッチセンスコンデンサＣＴに結合された端子において
、電流供給ユニット２１０および２２０に電圧を交互に供給し、それぞれ電流供給ユニッ
ト２１０および２２０に対するバイアス電圧信号として使用する。
【００１８】
全体の操作に関しては、まず、リセット制御信号ＲＳＴ１をイネーブル（enable）にし
、それによって導通されたリセット制御信号ＲＳＴ１をリセットスイッチＳＷＲが受信す
る。さらに、検出端子ＰＤ１の電圧レベルを基準電圧ＧＮＤの電圧レベルまで引き下げる
。検出端子ＰＤ１の電圧レベルが引き下げられて基準電圧ＧＮＤと等しくなった時、リセ
ット制御信号ＲＳＴ１がディセーブル（disable）になり、リセットスイッチＳＷＲは非
導通になる。
【００１９】
さらに、スイッチユニット２３０の第１端子Ｅ１は、制御信号ＣＴＲに基づいて、第２
端子Ｅ２または第３端子Ｅ３に結合されるため、タッチセンスコンデンサＣＴの電圧ＶＴ
１が電流供給ユニット２１０または電流供給ユニット２２０に伝送される。注意すべきこ
ととして、電流供給ユニット２１０が受信したバイアス電圧信号が電圧ＶＴ１と等しい時
、電流供給ユニット２１０は、バイアス電圧信号、つまり受信した電圧ＶＴ１に基づいて
充電電流ＩＣ１を生成し、生成された充電電流ＩＣ１を検出端子ＰＤ１に伝送して、充電
コンデンサＣｄｅｔを充電する。一方、電流供給ユニット２２０が受信したバイアス電圧
信号が電圧ＶＴ１と等しい時、電流供給ユニット２２０は、バイアス電圧信号、つまり受
信した電圧ＶＴ１に基づいて充電電流ＩＣ２を生成し、生成された充電電流ＩＣ２を検出
端子ＰＤ１に伝送して、充電コンデンサＣｄｅｔを充電する。
【００２０】
１つの実施形態において、タッチセンサ回路２００は、制御信号ＣＴＲを介して、充電
電流ＩＣ１およびＩＣ２により充電コンデンサＣｄｅｔを繰り返し充電する。固定された
時間周期の後、充電コンデンサＣｄｅｔの検出端子ＰＤ１における電圧値を検出すること
によって、タッチセンスコンデンサＣＴの等価容量（equivalent capacitance）を得るこ
とができる。その後、タッチセンスコンデンサＣＴのタッチ状態が得られる。
【００２１】
図３は、本発明の別の実施形態に係るタッチセンサ回路３００の概略図である。図３を
参照すると、タッチセンサ回路３００は、電流供給ユニット３１０および３２０と、スイ
ッチユニット３３０と、制御論理ユニット３４０と、タッチセンスコンデンサＣＴと、充
電コンデンサＣｄｅｔと、リセットスイッチＳＷＲとを含む。スイッチユニット３３０の
第１端子Ｅ１は、タッチセンスコンデンサＣＴから電圧ＶＴ１を受信する。また、タッチ
センスコンデンサＣＴの別の端子は、タッチ基準電圧ＶＴ２を受信する。電流供給ユニッ
ト３１０および３２０の第１端子は、それぞれスイッチユニット３３０の第２端子Ｅ２お
よび第３端子Ｅ３に結合され、電流供給ユニット３１０および３２０の第２端子は、検出
端子ＰＤ１に結合される。さらに、充電コンデンサＣｄｅｔは、検出端子ＰＤ１と基準電
圧ＧＮＤ（例えば、接地電圧）の間に結合される。リセットスイッチＳＷＲは、検出端子
ＰＤ１と基準電圧ＧＮＤの間に結合され、リセット制御信号ＲＳＴ１に基づいて、導通ま
たは非導通を行う。制御論理ユニット３４０は、制御信号ＣＴＲ１およびＣＴＲ２を生成
するために使用される。
【００２２】
詳しく説明すると、１つの実施形態のスイッチユニット３３０は、スイッチＳＷ１およ
びスイッチＳＷ２を含むことができる。スイッチＳＷ１は、スイッチユニット３３０の第
１端子Ｅ１と第２端子Ｅ２の間に直列に結合される。スイッチＳＷ２は、スイッチユニッ
ト３３０の第１端子Ｅ１と第３端子Ｅ３の間に直列に結合される。スイッチＳＷ１および
ＳＷ２の制御端子は、それぞれ制御信号ＣＴＲ１およびＣＴＲ２を受信する。スイッチＳ
Ｗ１およびＳＷ２は、制御信号ＣＴＲ１およびＣＴＲ２に基づいて、導通または非導通を
行う。１つの実施形態において、制御信号ＣＴＲ１およびＣＴＲ２は、互いに位相を異に
したクロック信号であるため、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２の導通状態は、逆で
ある。ここで、スイッチＳＷ１が制御信号ＣＴＲ１に基づいて導通された時、つまり、ス
イッチＳＷ２が制御信号ＣＴＲ２に基づいて導通されなかった時、スイッチユニット３３
０の第１端子Ｅ１が第２端子Ｅ２に接続され、電圧ＶＴ１が電流供給ユニット３１０に供
給されて、バイアス電圧信号として使用される。反対に、スイッチＳＷ２が制御信号ＣＴ
Ｒ２に基づいて導通された時、つまり、スイッチＳＷ１が制御信号ＣＴＲ１に基づいて導
通されなかった時、スイッチユニット３３０の第１端子Ｅ１が第３端子Ｅ３に接続され、
電圧ＶＴ１が電流供給ユニット３２０に供給されて、バイアス電圧信号として使用される
。
【００２３】
電流供給ユニット３１０は、トランジスタＰ１（例えば、Ｐ型トランジスタ）およびト
ランジスタＰ２（例えば、Ｐ型トランジスタ）を含む。トランジスタＰ１およびトランジ
スタＰ２のそれぞれは、第１端子（例えば、ソース端子）、第２端子（例えば、ドレイン
端子）、および制御端子（例えば、ゲート端子）を有する。トランジスタＰ１およびトラ
ンジスタＰ２の第１端子は、共同で電源電圧ＶＤＤを受信する。トランジスタＰ１の第２
端子は、スイッチユニット３３０の第２端子Ｅ２に結合される。トランジスタＰ１の制御
端子は、トランジスタＰ１の第２端子に結合される。トランジスタＰ２の第２端子は、検
出端子ＰＤ１に結合され、トランジスタＰ２の制御端子は、トランジスタＰ１の制御端子
に結合される。
【００２４】
さらに、電圧ＶＴ１がスイッチユニット３３０の第２端子（トランジスタＰ１の第２端
子）に供給され、バイアス電圧信号として使用された時、トランジスタＰ１は、バイアス
電圧信号、つまり、電圧ＶＴに基づいて、電流ＩＤ１を生成する。同時に、トランジスタ
Ｐ２は、トランジスタＰ１によって生成された電流からミラー反射することによって、電
流ＩＣ１を生成する。トランジスタＰ２もまた、充電コンデンサＣｄｅｔに電流ＩＣ１を
供給して、充電コンデンサＣｄｅｔを充電する。
【００２５】
一方、電流供給ユニット３２０は、トランジスタＮ１（例えば、Ｎ型トランジスタ）、
トランジスタＮ２（例えば、Ｎ型トランジスタ）、トランジスタＰ３（例えば、Ｐ型トラ
ンジスタ）およびトランジスタＰ４（例えば、Ｐ型トランジスタ）を含む。トランジスタ
Ｎ１、Ｎ２、Ｐ３およびＰ４のそれぞれは、第１端子（例えば、ソース端子）、第２端子
（例えば、ドレイン端子）、および制御端子（例えば、ゲート端子）を有する。トランジ
スタＮ１およびＮ２の第１端子は、基準電圧ＧＮＤ（例えば、接地電圧）を受信する。ト
ランジスタＮ１の第２端子は、スイッチユニット３３０の第３端子Ｅ３に結合される。ト
ランジスタＮ１の制御端子は、トランジスタＮ１の第２端子に結合される。トランジスタ
Ｎ２の制御端子は、トランジスタＮ１の制御端子に結合される。また、トランジスタＰ３
およびＰ４の第１端子は、電源電圧ＶＤＤを受信する。トランジスタＰ３の第２端子は、
トランジスタＮ２の第２端子に結合される。トランジスタＰ３の制御端子は、トランジス
タＰ３の第２端子に結合される。トランジスタＰ４の制御端子は、トランジスタＰ３の制
御端子に結合される。トランジスタＰ４の第２端子は、検出端子ＰＤ１に結合される。
【００２６】
電圧ＶＴ１がスイッチユニット３３０の第３端子Ｅ３（トランジスタＮ１の第２端子）
に供給され、バイアス電圧信号として使用された時、トランジスタＮ１は、バイアス電圧
信号（電圧ＶＴ１）に基づいて、電流ＩＤ２を生成する。トランジスタＮ２は、電流ＩＤ
２をミラー反射することによって、電流ＩＣ３を生成する。トランジスタＰ３とＰ４の間
に形成された電流ミラーは、ミラー電流ＩＤ３によって電流ＩＣ２を生成し、電流ＩＣ２
が充電コンデンサＣｄｅｔに供給されて、充電コンデンサＣｄｅｔを充電する。
【００２７】
タッチセンスコンデンサＣＴとスイッチユニット３３０の第１端子Ｅ１の結合ノードに
おける電圧ＶＴ１は、タッチセンスコンデンサＣＴのタッチ状態により変化する。そのた
め、固定された時間周期において、検出端子ＰＤ１は、電流ＩＣ１およびＩＣ２が充電コ
ンデンサＣｄｅｔを充電するため、タッチセンスコンデンサＣＴのタッチ状態によって変
化する電圧値を有する。したがって、固定された時間周期後に検出端子ＰＤ１の電圧値を
検出することによって、タッチセンスコンデンサＣＴのタッチ状態を得ることができる。
【００２８】
また、１つの実施形態は、検出端子ＰＤ１に結合されるアナログデジタルコンバータ（
図示せず）を有してもよく、検出端子ＰＤ１の電圧値は、タッチセンスコンデンサＣＴの
タッチ状態を判断することのできるデジタルデータに変換される。
【００２９】
図４Ａは、本発明のさらに別の実施形態に係るタッチセンサ回路４００の概略図である
。図４Ａを参照すると、タッチセンサ回路４００は、電流供給ユニット４１０および４２
０と、スイッチユニット４３０と、タッチセンスコンデンサＣＴと、充電コンデンサＣｄ
ｅｔと、リセットスイッチＳＷＲと、制御信号生成器４４０とを含む。スイッチユニット
４３０の第１端子は、タッチセンスコンデンサＣＴの第１端子に結合され、電圧ＶＴ１を
受信する。また、タッチセンスコンデンサＣＴの第２端子は、タッチ基準電圧ＶＴ２を受
信する。スイッチユニット４３０の第２端子Ｅ２および第３端子Ｅ３は、それぞれ電流供
給ユニット４１０および４２０の第１端子に結合される。電流供給ユニット４１０および
４２０の第２端子は、検出端子ＰＤ１に結合される。充電コンデンサＣｄｅｔは、検出端
子ＰＤ１と基準電圧ＧＮＤ（例えば、接地電圧）の間に直列に結合される。リセットスイ
ッチＳＷＲは、検出端子ＰＤ１と基準電圧ＧＮＤの間に直列に結合される。リセットスイ
ッチＳＷＲは、リセット制御信号ＲＳＴ１に基づいて、導通または非導通を行う。制御信
号生成器４４０は、電流供給ユニット４１０、電流供給ユニット４２０およびスイッチユ
ニット４３０に結合される。
【００３０】
注意すべきこととして、前の実施形態と比較して、本実施形態は、電流供給ユニット４
１０または電流供給ユニット４２０の電圧ＶＴ１に対する比較結果を検出することのでき
る制御信号生成器４４０を含み、それに基づいて制御信号ＣＴＲ１およびＣＴＲ２を生成
した後、電流供給ユニット４１０または電流供給ユニット４２０に電圧ＶＴ１を通すよう
スイッチユニット４３０を制御する。制御信号生成器４４０は、前の比較結果に基づいて
、電流調整信号ＡＤＪ１またはＡＤＪ２も生成する。電流供給ユニット４１０および４２
０は、その後、電流調整信号ＡＤＪ１またはＡＤＪ２に基づいて、それぞれ充電コンデン
サＣｄｅｔを充電する。また、制御信号生成器４４０は、制御信号ＣＴＲ１またはＣＴＲ
２の正パルスまたは負パルスをカウントすることができる。制御信号ＣＴＲ１またはＣＴ
Ｒ２の正パルスまたは負パルスのカウント数が予め設定されたしきい値に達した時、リセ
ット制御信号ＲＳＴ１のイネーブル状態が生成され、リセットスイッチＳＷＲを導通して
、検出端子ＰＤ１をリセットする。
【００３１】
詳しく説明すると、スイッチユニット４３０は、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２
を含むことができる。スイッチＳＷ１は、スイッチユニット４３０の第１端子Ｅ１と第２
端子Ｅ２の間に直列に結合される。スイッチＳＷ２は、スイッチユニット４３０の第１端
子Ｅ１と第３端子Ｅ３の間に直列に結合される。スイッチＳＷ１およびＳＷ２は、制御信
号ＣＴＲ１およびＣＴＲ２に基づいて導通または非導通を行い、電流供給ユニット４１０
および４２０に電圧ＶＴ１を交互に通して、電流供給ユニット４１０および４２０のバイ
アス電圧信号として使用する。ここで、制御信号ＣＴＲ１およびＣＴＲ２は、互いに位相
を異にしたクロック信号である。
【００３２】
電流供給ユニット４１０は、オペアンプ（operational amplifier）ＯＰ１と、トラン
ジスタＰ１（例えば、Ｐ型トランジスタ）と、帰還抵抗（feedback resistor）Ｒ１と、
電流生成ユニット４１１とを含む。オペアンプＯＰ１の第１入力端子は、スイッチユニッ
ト４３０の第２端子Ｅ２に結合される。オペアンプＯＰ１の第２入力端子は、しきい値電
圧ＶＨを受信する。オペアンプＯＰ１の出力端子は、比較結果ＲＴ１を生成する。トラン
ジスタＰ１は、第１端子（例えば、ソース端子）、第２端子（例えば、ドレイン端子）、
および第３端子（例えば、ゲート端子）を有する。トランジスタＰ１の第１端子は、オペ
アンプＯＰ１の出力端子に結合される。トランジスタＰ１の第２端子は、帰還抵抗Ｒ１の
第１端子に結合される。トランジスタＰ１の制御端子は、制御信号生成器４４０に結合さ
れ、電流調整信号ＡＤＪ１を受信する。帰還抵抗Ｒ１の第２端子は、オペアンプＯＰ１の
第１入力端子に結合される。また、電流生成ユニット４１１は、制御信号生成器４４０に
結合され、電流調整信号ＡＤＪ１を受信する。
【００３３】
さらに、電圧ＶＴ１が電流供給ユニット４１０の第１端子、つまり、オペアンプＯＰ１
の第１入力端子に供給され、電流供給ユニット４１０のバイアス電圧信号として使用され
た時、また、バイアス電圧信号の電圧ＶＴ１がしきい値電圧ＶＨよりも小さい時、オペア
ンプＯＰ１は、比較結果ＲＴ１（例えば、電源電圧ＶＤＤ）を出力する。この時、制御信
号生成器４４０は、比較結果ＲＴ１の状態に基づいて、電流調整信号ＡＤＪ１（例えば、
基準電圧ＧＮＤの電圧レベル）を生成するため、電流調整信号ＡＤＪ１に基づいて、トラ
ンジスタＰ１が第２端子で電流ＩＤ１を生成する。一方、電流生成ユニット４１１は、検
出端子ＰＤ１で充電電流ＩＣ１を生成し、この時の電流調整信号ＡＤＪ１に基づいて、充
電コンデンサＣｄｅｔを充電する。
【００３４】
さらに、タッチセンスコンデンサＣＴが充電され、その電圧がしきい値電圧ＶＨよりも
大きい時、つまり、電圧ＶＴ１がしきい値電圧ＶＨよりも大きい時、オペアンプＯＰ１が
比較結果ＲＴ１（例えば、基準電圧ＧＮＤの電圧レベル）を出力し、制御信号生成器４４
０がその比較結果ＲＴ１に基づいて電流調整信号ＡＤＪ１（例えば、電源電圧ＶＤＤの電
圧レベル）を生成するため、電流生成器４１１が充電電流ＩＣ１の生成を停止する。一方
、制御信号生成器４４０は、また、比較結果ＲＴ１に基づいて、制御信号ＣＴＲ１をディ
セーブルにしてスイッチＳＷ１を非導通にするとともに、制御信号ＣＴＲ２をイネーブル
にしてスイッチＳＷ２を導通させる。
【００３５】
電流供給ユニット４２０は、オペアンプＯＰ２と、トランジスタＰ２（例えば、Ｐ型ト
ランジスタ）と、帰還抵抗Ｒ２と、電流生成ユニット４２１とを含む。オペアンプＯＰ２
の第１入力端子は、スイッチユニット４３０の第３端子Ｅ３に結合される。オペアンプＯ
Ｐ２の第２入力端子は、しきい値電圧ＶＬを受信する。オペアンプＯＰ２の出力端子は、
比較結果ＲＴ２を生成する。トランジスタＰ２は、第１端子（例えば、ソース端子）、第
２端子（例えば、ドレイン端子）、および第３端子（例えば、ゲート端子）を有する。ト
ランジスタＰ２の第１端子は、帰還抵抗Ｒ２の第１端子に結合される。トランジスタＰ１
の第２端子は、オペアンプＯＰ２の出力端子に結合される。トランジスタＰ２の制御端子
は、制御信号生成器４４０に結合され、電流調整信号ＡＤＪ２を受信する。帰還抵抗Ｒ２
の第２端子は、オペアンプＯＰ２の第１入力端子に結合される。また、電流生成ユニット
４２１は、制御信号生成器４４０に結合され、電流調整信号ＡＤＪ２を受信する。
【００３６】
操作において、電圧ＶＴ１が電流供給ユニット４２０の第１端子、つまり、オペアンプ
ＯＰ２の第１入力端子に供給され、電流供給ユニット４２０のバイアス電圧信号として使
用された時、また、バイアス電圧信号の電圧ＶＴ１がしきい値電圧ＶＬよりも大きい時、
オペアンプＯＰ２は、比較結果ＲＴ２（例えば、基準電圧ＧＮＤ）を出力する。この時、
制御信号生成器４４０は、比較結果ＲＴ２の状態に基づいて、電流調整信号ＡＤＪ２（例
えば、基準電圧ＧＮＤの電圧レベル）を生成するため、その電流調整信号ＡＤＪ２に基づ
いて、トランジスタＰ２が第１端子で電流ＩＤ２を生成する。一方、電流生成ユニット４
２１は、検出端子ＰＤ１で充電電流ＩＣ２を生成し、この時の電流調整信号ＡＤＪ２に基
づいて、充電コンデンサＣｄｅｔを充電する。
【００３７】
タッチセンスコンデンサＣＴが充電され、その電圧がしきい値電圧ＶＬよりも小さい時
、つまり、電圧ＶＴ１がしきい値電圧ＶＬよりも小さい時、オペアンプＯＰ２が比較結果
ＲＴ２（例えば、電源電圧ＶＤＤの電圧レベル）を出力する。制御信号生成器４４０は、
比較結果ＲＴ２に基づいて、電流調整信号ＡＤＪ２（例えば、電源電圧ＶＤＤの電圧レベ
ル）を生成するため、電流生成ユニット４２１が充電電流ＩＣ２の生成を停止する。また
、制御信号生成器４４０は、比較結果ＲＴ２に基づいて、制御信号ＣＴＲ２をディセーブ
ルにしてスイッチＳＷ２を非導通にするとともに、制御信号ＣＴＲ１をイネーブルにして
スイッチＳＷ１を導通させる。
【００３８】
本実施形態において、タッチセンスコンデンサＣＴとスイッチユニット４３０の第１端
子Ｅ１の結合ノードにおける電圧ＶＴ１は、タッチセンスコンデンサＣＴのタッチ状態に
より変化する。そのため、比較結果ＲＴ１およびＲＴ２の変化時間もそれに従って異なる
ため、制御信号ＣＴＲ１およびＣＴＲ２の周期もまた、タッチセンスコンデンサＣＴのタ
ッチにより異なる。さらに、制御信号生成器４４０は、カウント数が予め設定されたしき
い値と等しくなるまで、制御信号ＣＴＲ１またはＣＴＲ２の正パルスまたは負パルスをカ
ウントする。検出端子ＰＤ１に結合されたアナログデジタルコンバータ（図示せず）は、
検出端子ＰＤ１の電圧値をデジタルデータに変換することができるため、タッチセンスコ
ンデンサＣＴのタッチ状態を知ることができる。制御信号ＣＴＲ１またはＣＴＲ２の周期
はタッチセンスコンデンサＣＴがタッチされた時に変化するため、制御信号ＣＴＲ１また
はＣＴＲ２のパルスの固定されたカウント数において、充電コンデンサＣｄｅｔの充電時
間も異なる。そのため、タッチセンスコンデンサＣＴがタッチされたかどうかにより、検
出端子ＰＤ１において検出された電圧が異なるため、タッチに対する検出機能を達成する
ことができる。
【００３９】
注意すべきこととして、本実施形態において、しきい値電圧ＶＨは、しきい値電圧ＶＬ
よりも大きい。また、制御信号ＣＴＲ１およびＣＴＲ２の周期は、しきい値電圧ＶＨおよ
びしきい値電圧ＶＬを変えることによって変化するため、制御信号のパルスにおけるカウ
ント数の循環範囲を調整することができる。
【００４０】
図４Ｂは、本発明のさらに別の実施形態に係る図４Ａの電流生成ユニット４１１および
４２１の概略図である。図４Ｂを参照すると、電流生成ユニット４１１は、トランジスタ
Ｐ３（例えば、Ｐ型トランジスタ）と、電流源Ａ１とを含む。電流生成ユニット４２１は
、トランジスタＰ４（例えば、Ｐ型トランジスタ）と、電流源Ａ２とを含む。トランジス
タＰ３およびＰ４のそれぞれは、第１端子（例えば、ソース端子）、第２端子（例えば、
ドレイン端子）、および第３端子（例えば、ゲート端子）を有する。電流生成ユニット４
１１に関し、電流源Ａ１は、電源電圧ＶＤＤとトランジスタＰ３の第１端子の間に直列に
結合される。トランジスタＰ３の第２端子は、検出端子ＰＤ１に結合され、トランジスタ
Ｐ３の制御端子は、電流調整信号ＡＤＪ１を受信する。電流生成ユニット４２１に関し、
電流源Ａ２は、電源電圧ＶＤＤとトランジスタＰ４の第１端子の間に直列に結合される。
トランジスタＰ４の第２端子は、検出端子ＰＤ１に結合され、トランジスタＰ４の制御端
子は、電流調整信号ＡＤＪ２を受信する。電流調整信号ＡＤＪ１が、例えば、基準電圧Ｇ
ＮＤの電圧レベルにある時、トランジスタＰ３が充電電流ＩＣ１の電流経路を導通する。
また、電流調整信号ＡＤＪ２が、例えば、基準電圧ＧＮＤの電圧レベルにある時、トラン
ジスタＰ４が充電電流ＩＣ２の電流経路を導通する。
【００４１】
また、１つの実施形態において、電流生成ユニット４１１および４２１は、電流源Ａ１
およびＡ２を含む必要はない。この時、制御信号生成器４４０は、バイアス電圧信号を生
成して電流調整信号ＡＤＪ１またはＡＤＪ２として使用するため、トランジスタＰ３また
はＰ４がバイアス電圧信号に反応し、第２端子でそれぞれ充電電流ＩＣ１またはＩＣ２を
生成する。
【００４２】
図５は、本発明の１つの実施形態に係るタッチセンサ装置５００の概略図である。図５
を参照すると、タッチセンサ装置５００は、複数のタッチセンサ回路５１０１、５１０２
、…、５１０Ｎを含む。タッチセンサ回路５１０１を例に挙げると、タッチセンサ回路５
１０１は、電流供給ユニット５１１１と、電流供給ユニット５１３１と、スイッチユニッ
ト５１５１と、タッチセンスコンデンサＣＴ１と、充電コンデンサＣｄｅｔ１と、リセッ
トスイッチＳＷＲ１とを含む。タッチセンサ回路５１０Ｎを例に挙げると、タッチセンサ
回路５１０Ｎは、電流供給ユニット５１１Ｎと、電流供給ユニット５１３Ｎと、スイッチ
ユニット５１５Ｎと、タッチセンスコンデンサＣＴＮと、充電コンデンサＣｄｅｔＮと、
リセットスイッチＳＷＲＮとを含む。タッチセンサ回路５１０１〜５１０Ｎは、それぞれ
検出端子ＰＤ１〜ＰＤＮの電圧をプロセッサ５２０１〜５２０Ｎに伝送するため、プロセ
ッサ５２０１〜５２０Ｎがタッチ検出結果を生成する。
【００４３】
タッチセンサ回路５１０１〜５１０Ｎの操作は、タッチセンサ回路の前の実施形態で説
明した操作と同じである。また、操作の詳細は、前の実施形態において説明しているため
、ここでは繰り返し説明しない。
【００４４】
本発明は、タッチセンサ回路およびそのタッチセンサ回路で実現されるタッチセンサ装
置を提供する。タッチセンサ回路のスイッチユニットは、第２端子および第３端子でバイ
アス電圧信号を交互に供給するため、この構造により、パルス源のコストを節約すること
ができる。さらに、タッチセンサ回路の２つの電流供給ユニットは、フルタイムで充電コ
ンデンサを交互に充電するため、充電効率を加速する。また、本発明のタッチセンサ回路
は、固定された時間周期または制御信号のパルスの固定されたカウント数に基づいて、検
出端子の電圧を検出することができるため、よりフレキシブルに応用することができる。
本発明のタッチセンサ装置は、低コストおよび高感度を有する。
【００４５】
以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定する
ためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範
囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保
護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならな
い。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明及びそのタッチセンサ回路は、電子装置を操作する為の様々な応用におけるタッ
チパネルとして形成されることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１００    従来のタッチセンサ回路
２００、３００、４００    タッチセンサ回路
ＣＴＡ    センスコンデンサ
ＳＰ    サンプリング信号
ＰＬＳ    パルス信号
ＳＷ１、ＳＷ２    スイッチ
１１０    パルス信号生成器
１２０    アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）
ＧＮＤ    接地電圧
ＶＴ１，ＶＴ２    電圧
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３    端子
ＶＤＤ    電源電圧
ＲＳＴ    リセット信号
Ｃ１    充電コンデンサ
２１０、３１０、４１０、２２０、３２０、４２０    電流供給ユニット
２３０、３３０、４３０    スイッチユニット
３４０    制御論理ユニット
４１１、４２１    電流生成ユニット
４４０    制御信号生成器
Ｃｄｅｔ    充電コンデンサ
ＣＴ    タッチセンスコンデンサ
ＳＷＲ    リセットスイッチ
ＰＤ１    検出端子
ＣＴＲ，ＣＴＲ１，ＣＴＲ２    制御信号
ＲＳＴ１    リセット制御信号
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６    トランジスタ
Ｎ１，Ｎ２    トランジスタ
ＯＰ１，ＯＰ２    オペアンプ
ＡＤＪ１，ＡＤＪ２    電流調整信号
Ｒ１，Ｒ２    帰還抵抗
ＩＤ１，ＩＤ２，ＩＣ１，ＩＣ２    電流
ＲＴ１，ＲＴ２    比較結果
ＶＨ，ＶＬ    しきい値電圧
Ａ１，Ａ２    電流源
５００    タッチセンサ装置
５１０１〜５１０Ｎ    タッチセンサ回路
５１１１〜５１１Ｎ、５１３１〜５１３Ｎ    電流供給ユニット
５１５１〜５１５Ｎ    スイッチユニット
５２０１〜５２０Ｎ    アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）