信号处理电路、信号处理方法、位置检测装置及电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及适合与能够检测手指、有源静电笔等的多个指示体的各自的指示位置的、静电电容方式的位置检测传感器一同使用的信号处理电路、信号处理方法及具备这些的位置检测装置、电子设备。
【背景技术】
[0002]通过广泛地使用触摸面板等的位置检测装置，实现了有关位置检测装置的各种发明。例如，在专利文献I (特开2011-243081号公报)中，公开了有关静电电容方式的触摸面板装置的发明。在专利文献I中公开的位置检测装置中，如图1所示，将多个发送电极(发送导体)2和多个接收电极(接收导体)3配置成格子状而形成面板主体4 (位置检测传感器)，并对发送电极2提供预定的信号。在通过作为指示体的手指而被指示的位置中，经由手指而电流(电荷)被分流，从而在发送电极2和接收电极3之间形成的静电电容(互电容)发生变化，检测基于该静电电容的变化的接收电极3中的电流的变化。
[0003]因此，通过检测基于发送电极2和接收电极3的各个交点中的互电容的变化的电流的变化，能够检测通过指示体而被指示的面板主体4上的位置。
[0004]但是，在通过手指等的指示体而被指示的位置的接收电极3中变化的电流是微弱的。因此，进行将微弱的电流转换为适当的信号电平的电压或者电流而处理。在上述的专利文献I中，也说明了通过使用了运算放大器(operat1nal amplifier)OPA(图5)的IV转换部(电流电压转换部或者电荷量电压转换部)31，将在接收电极3中流过的微弱的电流转换为电压而处理。
[0005]此外，作为指示体，也已知被称为有源(active)静电笔的位置指示器。在该有源静电笔中，已知本身具有发信机并将其发信信号提供给位置检测装置的类型或接收来自位置检测装置的信号并将其放大后提供给位置检测装置的类型。位置检测装置将来自有源静电笔的信号通过电场耦合而在传感器的电极(导体)中接收，并对每个电极(导体)判定其接收信号，从而检测通过有源静电笔而被指示的位置。
[0006]另外，包括在上述的专利文献I中公开的IV转换部的触摸面板装置不适合作为近年来急剧地普及的被称为智能手机等的便携设备的输入装置。智能手机具有例如4寸左右的显示画面，具有通过在该显示画面中配置的触摸面板装置(位置检测装置)而检测从用户基于笔或者手指等的指示体的指示位置的功能，作为便携设备，期望功耗的节省化、小型化、轻量化。
[0007]但是，如在上述的专利文献I的图5中也所示，IV转换部一般是在运算放大器的输入输出端之间连接了电容器和电阻的结构，但因使用运算放大器而进行电流电压转换，所以功耗大。此外，在IV转换部中，需要电容值比较大的电容器。因此，在IV转换部的集成电路化(IC化)中使用半导体工艺而形成电容器的情况下，形成电容器的半导体面积比其他的电路元件非常大，将IV转换部的IC化的难度加大。
[0008]此外，在专利文献I中记载的触摸面板装置中，具有多个接收电极共用一个IV转换部31的结构，多个接收电极通过切换电路21连接到一个IV转换部31而进行电流电压转换。
[0009]但是，在多个接收电极共用一个IV转换部31的情况下，根据用于使多个接收电极(接收导体)依次切换而连接到IV转换部31而将电流转换为电压的处理速度和指示体的触摸面板上的移动速度的关系，不能及时进行指示位置的检测处理，此时，有时被漏掉在适当的定时的指示体的指示位置的检测。
[0010]为了改善以上的问题点，申请人作为特愿2012-222472(2012年10月4日申请)，提出了一种信号处理电路，其不使用由用于电流电压转换的运算放大器和电容器及电阻构成的IV转换器，而构成为通过电容器电路而接受在接收导体中获得的电压变化，在该电容器电路中，作为电压信号而获得与指示体的位置指示对应的静电电容的变化。根据使用了该在先申请的信号处理电路的位置检测装置，由于功耗减少、电路规模也能够减小，所以适合智能手机等的便携设备。
[0011]【现有技术文献】
[0012]【专利文献】
[0013]【专利文献I】日本特开2011-243081号公报
【发明内容】
[0014]另外，如专利文献I所示，在使用IV转换部，将在接收导体中流过的微弱电流转换为电压而处理的情况下，由于在接收导体中流过的全部电流流到在运算放大器的输入输出端之间连接的电容器(IC内的电容器)，所以包括发送导体及接收导体而构成的位置检测传感器不会受到接收导体的自身电容的影响。
[0015]但是，在在先申请中提出的信号处理电路中使用的、在电容器电路中作为电压信号而获得与指示体的位置指示对应的静电电容的变化的方式的情况下，电容器电路受到位置检测传感器的接收导体的自身电容的影响。
[0016]S卩，在专利文献I的情况下，在通过经由手指而电流(电荷)被分流从而检测在发送电极2和接收电极3之间形成的静电电容(互电容)的变化的类型的位置检测传感器中，若将经由手指而被分流的量的电荷量设为-Q，将接收导体的自身电容设为Cx，将电容器电路的电容设为Co，则在通过手指而被指示的接收导体中产生的电压变化V与-Q/(Cx+Co)成比例，受到接收导体的自身电容Cx的影响。
[0017]同样地，在有源静电笔的情况下，若将通过该有源静电笔而施加到接收导体的电荷设为+Q，则在通过该有源静电笔而被指示的接收导体中产生的电压变化V与+Q/ (Cx+Co)成比例，受到接收导体的自身电容Cx的影响。
[0018]因此，若对位置检测传感器进行基于手指等的指示体的指示输入(接近位置检测传感器(手指的悬浮(hover)状态)或者手指触摸)，则位置检测传感器的接收导体的自身电容增加，但由于该自身电容的增加量，与指示体的位置指示对应的电压信号减小，存在指示体的检测灵敏度变动的问题。
[0019]本发明是鉴于以上的问题点，其目的在于，提供一种在作为电压信号的变化而获得与指示体的位置指示对应的静电电容的变化的情况下，改善受到位置检测传感器的接收导体的自身电容的影响而指示体的检测灵敏度变动的问题的信号处理电路。
[0020]为了解决上述的课题，技术方案I的发明是
[0021]一种信号处理电路，与配置有多个导体且具有自身电容的位置检测传感器的所述导体连接，检测在所述导体和指示体之间产生的电荷的变化作为在电容器电路中产生的电压信号的变化，其特征在于，
[0022]包括开关电路，该开关电路控制所述电容器电路和所述导体的连接，且包括电压供给控制电路，该电压供给控制电路与所述开关电路的控制协作，将连接所述导体的所述开关电路的一端暂时设定为预定的电压且在所述开关电路的一端和连接所述电容器电路的所述开关电路的另一端之间设定预定的电位差，所述信号处理电路基于通过与所述开关电路的控制协作的、所述预定的电压和所述预定的电位差的设定而产生的所述开关电路的所述另一端上的电压变化，生成由所述位置检测传感器具有的所述自身电容所引起的信号。
[0023]根据上述的结构的技术方案I的发明的信号处理电路，通过电压供给控制电路，连接导体的开关电路的一端暂时设定为预定的电压且在开关电路的一端和连接电容器电路的开关电路的另一端之间设定预定的电位差。并且，基于通过与开关电路的控制协作的、电压供给控制电路的所述预定的电压和所述预定的电位差的设定而产生的开关电路的另一端上的电压变化，生成由位置检测传感器具有的自身电容所引起的信号。
[0024]即，通过与开关电路的控制协作的、电压供给控制电路的所述预定的电压和所述预定的电位差的设定而产生的开关电路的另一端上的电压变化，包括位置检测传感器具有的自身电容的量。即，在基于由位置检测传感器具有的自身电容所引起而产生的所述开关电路的另一端上的电压变化，检测指示体的指示位置时，通过校正在连接电容器电路的开关电路的另一端中获得的电压信号，能够除去位置检测传感器的接收导体的自身电容的影响。
[0025]根据本发明，能够提供一种在作为电压信号的变化而获得与指示体的位置指示对应的静电电容的变化的情况下，改善受到位置检测传感器的接收导体的自身电容的影响而指示体的检测灵敏度变动的问题的信号处理电路。
【附图说明】
[0026]图1是用于说明本发明的电子设备的实施方式的例的图。
[0027]图2是用于说明本发明的位置检测装置的实施方式的结构例的概要的框图。
[0028]图3是用于说明本发明的位置检测装置的实施方式的动作的图。
[0029]图4是本发明的位置检测装置的实施方式的手指触摸检测电路的框图。
[0030]图5是表示本发明的信号处理电路的第一实施方式的结构例的框图。
[0031]图6是表不构成图5的信号处理电路的一部分的ADC的结构例的图。
[0032]图7是表示用于说明本发明的位置检测装置的实施方式的手指触摸检测电路中的手指触摸的检测动作的定时图的图。
[0033]图8是用于说明本发明的信号处理电路的第一实施方式中的主要部分的动作的图。
[0034]图9是表示用于说明本发明的信号处理电路的第一实施方式中的主要部分的动作的流程的流程图的图。
[0035]图10是表示本发明的信号处理电路的第二实施方式的结构例的框图。
[0036]图11是用于说明本发明的信号处理电路的第二实施方式中的主要部分的动作的图。
[0037]图12是表示用于说明本发明的信号处理电路的第二实施方式中的主要部分的动作的流程的流程图的图。
[0038]图13是表示本发明的信号处理电路的第三实施方式的结构例的框图。
[0039]图14是用于说明本发明的信号处理电路的第三实施方式中的主要部分的动作的图。
[0040]图15是用于说明本发明的信号处理电路的第三实施方式中的主要部分的动作的图。
[0041]图16是表示用于说明本发明的信号处理电路的第三实施方式中的主要部分的动作的流程的流程图的图。
[0042]图17是用于说明本发明的位置检测装置的其他的实施方式的图。
[0043]图18是表示用于说明本发明的信号处理电路的第一实施方式中的主要部分的动作的数学式的图。
[0044]图19是表示用于说明本发明的信号处理电路的第二实施方式中的主要部分的动作的数学式的图。
【具体实施方式】
[0045]以下，参照【附图说明】本发明的信号处理电路、信号处理方法、位置检测装置、电子设备的实施方式。本发明的信号处理电路、信号处理方法适合应用于静电电容方式的位置检测传感器。
[0046][第一实施方式]
[0047][应用了本发明的信号处理电路、信号处理方法的位置检测装置]
[0048]图1表示包括应用本发明的信号处理电路、信号处理方法的一实施方式而构成的位置检测装置I的电子设备的一例。图1所示的例的电子设备2是包括例如LCD(LiquidCrystal Display，液晶显示器)等的显示装置的显示画面2D的被称为智能手机等的便携设备，在显示画面2D的前面部配置有构成位置检测装置I的传感器部(位置检测传感器)。此外，在电子设备2的上部和下部，分别设置有听筒3及话筒4。
[0049]若在电子设备2的显示画面2D的前面部中配置的传感器部上通过手指或作为位置指示器的有源静电笔等的指示体来进行位置指示操作，则位置检测装置I检测通过手指或有源静电笔而被操作的位置，且能够通过电子设备2具有的微型计算机来实施与操作位置对应的显示处理。
[0050]S卩，在该实施方式的电子设备2中，位置检测装置I除了能够检测对于传感器部的手指的位置指示操作(手指触摸)之外，还能够检测送出发送信号的有源静电笔的笔指示操作。
[0051][静电电容方式的位置检测装置I的结构例]
[0052]接着，说明在图1所示的电子设备2等中使用的位置检测装置I的结构例。图2是用于说明该实施方式的位置检测装置I的概略结构例的图。该例的位置检测装置I包括所谓的交叉点(互电容)结构的传感器部，在检测手指等的静电触摸、尤其检测多触摸的情况下，对在第一方向上配置的导体提供发送信号且从在与第一方向不同的第二方向上配置的导体接收信号。此外，在指示体为有源静电笔的情况下，从在第一方向及第二方向上配置的各个导体接收信号。另外，关于交叉点型静电电容方式的位置检测装置的原理等，在与本申请的发明人的发明有关的申请的公开公报即特开2011-3035号公报、特开2011-3036号公报、特开2012-123599号公报等中详细说明。
[0053]如图2所示，该实施方式的位置检测装置I由构成触摸面板(位置检测传感器)的传感器部100和控制装置部200构成。控制装置部200由包括与传感器部100的输入输出接口的多路复用器201、手指触摸检测电路202、笔指示检测电路203、控制电路204构成。
[0054]在该例中，传感器部100通过从下层侧依次将发送导体组12、绝缘层、接收导体组11层叠而形成。如图2及后述的图4所示，发送导体组12是例如将在横方(X轴方向)上延伸存在的多个发送导体12Ypl2Y2、…、12Y46相互隔着预定间隔而并列配置的。此外，接收导体组11是将在相对于发送导体12Ypl2Y2、…、12Y46交叉、该例中正交的纵向(Y轴方向)上延伸存在的多个接收导体11Χρ11Χ2、…、IlX72相互隔着预定间隔而并列配置的。
[0055]在该实施方式的传感器