JP6754650B2 - Pressure detector and its control method - Google Patents
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Description
本発明は、圧力検出装置及びその制御方法に関し、特に消費電力の低減技術に関するものである。 The present invention relates to a pressure detection device and a control method thereof, and particularly to a technique for reducing power consumption.
2次元状に配置された小型圧力センサを用いて圧力分布を検出する大面積圧力センサやフレキシブル圧力センサが、例えば非特許文献1に記載されている。このような圧力検出装置では、画像表示用パネルと同様に、TFT(Thin−Film Transistor)を用いたアクティブマトリックス制御が行われるのが一般的である。アクティブマトリックス制御とは、行列状に配置した圧力センサと信号出力線との間にTFTを設け、TFTをアクティブにしたときに圧力センサから信号出力線へ出力される信号を読み出す制御方式のことをいう。読み出された圧力信号はAD変換されて、更に信号処理やデータ解析等が行われる。
Non-Patent
非特許文献1の圧力検出装置では、シフトレジスタ等を用いてセンサアレイのアクティブな行を順次切り替えつつ、信号出力線を介して圧力信号を列毎に読み出す動作を継時的に行うことで、2次元圧力分布データの時間変化を取得している。しかし、センサアレイを駆動するシフトレジスタや、圧力信号を読み出すAD変換回路は、圧力の有無に関わらず常に動作して電力を消費し続ける。このため、圧力の加わっていない状態における消費電力は、特に電池駆動を行っている場合には大きな問題となり得る。
In the pressure detection device of Non-Patent
本発明に係る圧力検出装置は、圧力を検出するとともに、検出した圧力値に応じた圧力信号を出力する圧力センサと、圧力センサと信号出力線との接続のオン/オフを切り替える第1トランジスタと、を有するセルが行列状に配置されたセンサアレイと、第1トランジスタをゲート線を介して駆動するゲートドライバと、圧力信号を信号出力線を介して読み出す読み出し部と、ゲートドライバ及び読み出し部を制御する制御部と、を備えた圧力検出装置であって、制御部は、セルの圧力センサが一定期間圧力を検出しないときは、予め定めた特定セルに対してのみ駆動及び読み出しを行う待機状態へ圧力検出装置を移行させることを特徴とする。 The pressure detection device according to the present invention includes a pressure sensor that detects pressure and outputs a pressure signal according to the detected pressure value, and a first transistor that switches on / off the connection between the pressure sensor and the signal output line. A sensor array in which cells having, are arranged in a matrix, a gate driver for driving the first transistor via a gate line, a reading unit for reading a pressure signal via a signal output line, and a gate driver and a reading unit. A pressure detection device including a control unit for controlling, and the control unit is in a standby state in which when the pressure sensor of a cell does not detect pressure for a certain period of time, the control unit drives and reads only a predetermined specific cell. It is characterized by shifting the pressure detection device to.
また、本発明に係る圧力検出装置の制御方法は、圧力を検出するとともに、検出した圧力値に応じた圧力信号を出力する圧力センサと、圧力センサと信号出力線との接続のオン/オフを切り替える第1トランジスタと、を有するセルが行列状に配置されたセンサアレイと、第1トランジスタをゲート線を介して駆動するゲートドライバと、圧力信号を信号出力線を介して読み出す読み出し部と、ゲートドライバ及び読み出し部を制御する制御部と、を備えた圧力検出装置の制御方法であって、制御部において、セルの圧力センサが一定期間圧力を検出しないときは、予め定めた特定セルに対してのみ駆動及び読み出しを行う待機状態へ圧力検出装置を移行させるステップを有することを特徴とする。 Further, the control method of the pressure detection device according to the present invention is to turn on / off the connection between the pressure sensor and the signal output line, which detects the pressure and outputs a pressure signal according to the detected pressure value. A sensor array in which cells having a first transistor to be switched are arranged in a matrix, a gate driver for driving the first transistor via a gate line, a reading unit for reading a pressure signal via a signal output line, and a gate. It is a control method of a pressure detection device including a control unit that controls a driver and a reading unit, and when the pressure sensor of the cell does not detect the pressure for a certain period of time in the control unit, the pressure sensor of the cell is determined for a predetermined cell. It is characterized by having a step of shifting the pressure detection device to a standby state in which only driving and reading are performed.
本発明によれば、圧力の加わっていない状態における消費電力を低減し得る圧力検出装置及びその制御方法を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a pressure detection device and a control method thereof that can reduce power consumption in a state where pressure is not applied.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下で説明する図面において、同じ機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略又は簡潔にすることもある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately modified without departing from the gist thereof. Further, in the drawings described below, those having the same function may be designated by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted or simplified.
(第1実施形態)
図1から図4を参照しながら第1実施形態に係る圧力検出装置について説明する。図1は、第1実施形態に係る圧力検出装置の構成を示す模式図である。本実施形態の圧力検出装置は、センサアレイ1、ゲートドライバ2、読み出し部3、信号出力線4、及びゲート線5を備える。
(First Embodiment)
The pressure detecting device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a pressure detecting device according to the first embodiment. The pressure detection device of this embodiment includes a
センサアレイ1は、セル10が行列状に配置されて構成される。ゲートドライバ2は、例えばシフトレジスタを用いて構成され、ゲート線5を介して制御信号SELを出力して、センサアレイ1のアクティブな行を順次切り替える。読み出し部3は、複数のAD変換部30を有して構成され、圧力センサ13から出力される圧力信号を、信号出力線4を介して読み出す。各ゲート線5は、センサアレイ1の同一行のセル10で共用される。また、各信号出力線4は、センサアレイ1の同一列のセル10で共用される。
The
センサアレイ1の各セル10は、圧力センサ13及び第1トランジスタ11を有している。圧力センサ13は、圧力を検出するとともに、検出した圧力値に応じた圧力信号を出力する。圧力センサ13としては、例えば導電性ゴム等の、圧力印加に伴って電気抵抗値が変化する感圧素材を用いることができる。圧力センサ13には、図示しない電源VPから電力が供給される。第1トランジスタ11は、例えばTFTゲートであり、圧力センサ13と信号出力線4との接続のオン/オフを切り替える。第1トランジスタ11は、ゲートドライバ2が出力する制御信号SELにより制御される。
Each cell 10 of the
図2は、第1実施形態に係る圧力検出装置におけるAD変換部30の構成の一例を示す模式図である。AD変換部30は、比較器31、参照信号発生器32、カウンタ33、及びカウンタクロック発生器34を有している。参照信号発生器32は、時間とともに単調増加又は単調減少するRAMP信号を発生する。比較器31は、信号出力線4に出力された圧力信号(VIN)と、参照信号発生器32が出力する参照信号との大小を比較して、その比較結果を出力する。カウンタ33は、RAMP信号が出力されてから比較器31の出力が変化するまでの時間内に、カウンタクロック発生器34が生成したクロックCK1をカウントする。AD変換部30は、カウンタ33によるカウント値を、圧力信号のAD変換値(VOUT)として出力する。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of the configuration of the
なお、本実施形態の読み出し部3及びAD変換部30は、必ずしも図1及び図2に示す構成に限定されるものではない。例えば、読み出し部3は、信号出力線4毎にAD変換部30を接続する代わりに、複数の信号出力線4を図示しないマルチプレクサを介して1つのAD変換部30に接続することも可能である。また、読み出し部3は、必ずしもAD変換部30を含んでいる必要はなく、圧力センサ13から出力される圧力信号を読み出すことができるものであれば他の読み出し回路等を用いてもよい。
The
このように、圧力検出装置は、ゲートドライバ2を用いてセンサアレイ1のアクティブなゲート線5を順次切り替えつつ、信号出力線4を介して圧力信号を読み出す動作を継時的に行うことで、2次元圧力分布データの時間変化を取得している。しかし、前述のように、センサアレイ1を駆動するゲートドライバ2や、圧力信号を読み出すAD変換部30は、圧力の有無に関わらず常に動作して電力を消費し続ける。このため、圧力の加わっていない状態における消費電力は、特に電池駆動を行っている場合には大きな問題となり得る。
In this way, the pressure detection device uses the
そこで、本実施形態では、通常状態において、全てのセル10の圧力センサ13が一定期間圧力を検出しないときは、圧力検出装置を待機状態へ移行させる。そして、待機状態においては、ゲートドライバ2による駆動又は読み出し部3による読み出しを、分散して配置された複数の特定セル10aに対してのみ行い、その他の非特定セル10bに対しては行わないようにする。これにより、圧力の加わっていない状態における消費電力を低減する。なお、全てのセル10から圧力信号を読み出す代わりに、センサアレイ1の予め定めた複数のセル10から圧力信号を読み出すようにしてもよい。
Therefore, in the present embodiment, when the pressure sensors 13 of all the cells 10 do not detect the pressure for a certain period of time in the normal state, the pressure detection device is shifted to the standby state. Then, in the standby state, the drive by the
図1には、特定セル10aを実線の四角で示し、非特定セル10bを破線の四角で示している。本実施形態のゲートドライバ2は、待機状態において、少なくとも1つの特定セル10aが接続されている特定ゲート線5aに対してのみ制御信号SELを出力する。その他の非特定ゲート線5bには制御信号SELを出力しない。そのための構成として、本実施形態のゲートドライバ2は、図1に示すように、待機状態であることを示す制御信号STB(の否定値)が入力される制御信号線7を有している。また、待機状態においてシフトレジスタの動作を停止する切替回路21を有している。また、待機状態において特定ゲート線5aに対してのみ制御信号SELを出力する切替回路22を有している。
In FIG. 1, the specific cell 10a is shown by a solid line square, and the non-specific cell 10b is shown by a broken line square. The
切替回路21は、制御信号STBが1(HIGH)のときには、クロックCK0が出力される信号線を0(LOW)に固定して、シフトレジスタの各フリップフロップ20の動作を停止する。また、切替回路22は、制御信号STBが1(HIGH)のときには、非特定ゲート線5bを0(LOW)に固定して、非特定ゲート線5bの駆動を停止する。
When the control signal STB is 1 (HIGH), the switching circuit 21 fixes the signal line from which the clock CK0 is output to 0 (LOW) and stops the operation of each flip-
このような構成により、待機状態においては、ゲートドライバ2のシフトレジスタの動作及び非特定ゲート線5bの駆動が停止される。特に、待機状態においては、ゲートドライバ2の制御信号が時間的に変化しない静的な状態に維持されるので、制御信号の時間変化に伴う電流成分や電磁放射を抑制して、ゲートドライバ2の消費電力を低減することができる。
With such a configuration, in the standby state, the operation of the shift register of the
また、本実施形態の読み出し部3は、待機状態においては、特定ゲート線5aに接続された特定セル10aに対してのみ読み出しを行う。その他の非特定セル10bに対しては読み出しを行わない。そのための構成として、特定ゲート線5aに接続された非特定セル10bは、図1に示すように、第1トランジスタ11と直列に接続されて圧力センサ13と信号出力線4との接続のオン/オフを切り替える第2トランジスタ12を更に有している。第2トランジスタ12は、例えばTFTゲートであり、第2トランジスタ12のゲート端子には、待機状態であることを示す制御信号STB(の否定値)が入力される。第2トランジスタ12は、制御信号STBが1(HIGH)のときには、圧力センサ13と信号出力線4との間の接続をオフする。
Further, in the standby state, the
このような構成により、待機状態においては、非特定ゲート線5bだけでなく、特定ゲート線5aに接続された非特定セル10bの駆動も停止されるため、センサアレイ1の消費電力を更に低減することができる。また、非特定セル10bに対する読み出しも行われなくなるため、読み出し部3の消費電力を低減することができる。
With such a configuration, in the standby state, not only the non-specific gate line 5b but also the non-specific cell 10b connected to the specific gate line 5a is stopped, so that the power consumption of the
なお、非特定ゲート線5bに接続された非特定セル10bは、第2トランジスタ12を有していてもよいし、有していなくてもよい。待機状態においては、非特定ゲート線5bに接続された非特定セル10bは、第2トランジスタ12の有無に関わらず、ゲートドライバ2の切替回路22により駆動が停止される。図1では、非特定ゲート線5bに接続された非特定セル10bは第2トランジスタ12を有しない構成とした。これにより、センサアレイ1の製造コストを低減することができる。
The non-specific cell 10b connected to the non-specific gate line 5b may or may not have the
その後、本実施形態の圧力検出装置は、待機状態において、特定セル10aから読み出した圧力信号を監視する。そして、特定セル10aのいずれかが圧力を検出したときは、圧力検出装置を待機状態から復帰させる。 After that, the pressure detection device of the present embodiment monitors the pressure signal read from the specific cell 10a in the standby state. Then, when any of the specific cells 10a detects the pressure, the pressure detecting device is returned from the standby state.
図3及び図4は、第1実施形態に係る圧力検出装置の制御方法を示すフローチャートである。図3は、本実施形態の圧力検出装置を待機状態に移行させる際の判定処理の一例を示している。また、図4は、本実施形態の圧力検出装置を待機状態から復帰させる際の判定処理の一例を示している。図3及び図4に示す処理は、例えば圧力検出装置を制御するCPU等の制御部により実行される。 3 and 4 are flowcharts showing a control method of the pressure detection device according to the first embodiment. FIG. 3 shows an example of the determination process when shifting the pressure detection device of the present embodiment to the standby state. Further, FIG. 4 shows an example of the determination process when the pressure detection device of the present embodiment is returned from the standby state. The processes shown in FIGS. 3 and 4 are executed by a control unit such as a CPU that controls the pressure detection device, for example.
まず、図3を参照しながら、圧力検出装置を待機状態に移行させる際の判定処理について説明する。ステップS101において、制御部はタイマーを開始する。あるいは既にタイマーが開始している場合にはタイマーを再開する。タイマーとしては、圧力検出装置を制御するCPU等に付属するタイマーを用いてもよいし、OS(Operating System)等により提供されるタイマー機能を利用してもよい。 First, the determination process when shifting the pressure detection device to the standby state will be described with reference to FIG. In step S101, the control unit starts a timer. Alternatively, if the timer has already started, restart the timer. As the timer, a timer attached to a CPU or the like that controls the pressure detection device may be used, or a timer function provided by an OS (Operating System) or the like may be used.
ステップS102において、制御部は、センサアレイ1の全てのセル10の圧力センサ13から圧力信号を読み出す。そして、セル10から読み出した圧力信号が、いずれも予め定めた第1閾値より小さいか否かを判定する。なお、全てのセル10から圧力信号を読み出す代わりに、センサアレイ1の予め定めた複数のセル10から圧力信号を読み出すようにしてもよい。
In step S102, the control unit reads a pressure signal from the pressure sensors 13 of all the cells 10 of the
セル10から読み出した圧力信号が、いずれも予め定めた第1閾値より小さい場合(YES)には、ステップS103に進む。一方、セル10から読み出した圧力信号が、1つでも第1閾値以上である場合(NO)には、ステップS101に戻ってタイマーを再開し、ステップS102を繰り返す。 If the pressure signals read from the cell 10 are all smaller than the predetermined first threshold value (YES), the process proceeds to step S103. On the other hand, when at least one pressure signal read from the cell 10 is equal to or higher than the first threshold value (NO), the process returns to step S101, the timer is restarted, and step S102 is repeated.
ステップS103において、制御部は、タイマーを開始してから一定期間が経過したか否かを判定する。タイマーを開始してから一定期間が経過した場合(YES)は、一定期間圧力が検出されなかったと判定してステップS104に進み、センサアレイ1を待機状態に移行させる。一方、タイマーを開始してから一定期間が経過していない場合(NO)は、ステップS102に戻って、セル10による圧力の検出を繰り返す。
In step S103, the control unit determines whether or not a certain period of time has elapsed since the timer was started. When a certain period of time has elapsed (YES) from the start of the timer, it is determined that the pressure has not been detected for a certain period of time, the process proceeds to step S104, and the
次に、図4を参照しながら、圧力検出装置を待機状態から復帰させる際の判定処理について説明する。ステップS201において、制御部は、センサアレイ1の全ての特定セル10aの圧力センサ13から圧力信号を読み出す。そして、特定セル10aから読み出した圧力信号が、1つでも予め定めた第2閾値より大きいか否かを判定する。なお、全ての特定セル10aから圧力信号を読み出す代わりに、センサアレイ1の予め定めた複数の特定セル10aから圧力信号を読み出すようにしてもよい。
Next, a determination process for returning the pressure detection device from the standby state will be described with reference to FIG. In step S201, the control unit reads a pressure signal from the pressure sensors 13 of all the specific cells 10a of the
特定セル10aから読み出した圧力信号が、1つでも予め定めた第2閾値より大きい場合(YES)には、圧力が検出されたと判定してステップS202に進み、圧力検出装置を待機状態から復帰させる。一方、特定セル10aから読み出した圧力信号が、いずれも第2閾値よりも小さい場合(NO)には、ステップS201に戻って、特定セル10aによる圧力の検出を繰り返す。なお、第2閾値は、第1閾値と同じ値としてもよいし異なる値としてもよい。 If even one pressure signal read from the specific cell 10a is larger than a predetermined second threshold value (YES), it is determined that the pressure has been detected, the process proceeds to step S202, and the pressure detection device is returned from the standby state. .. On the other hand, when the pressure signals read from the specific cell 10a are all smaller than the second threshold value (NO), the process returns to step S201 and the pressure detection by the specific cell 10a is repeated. The second threshold value may be the same value as the first threshold value or may be a different value.
以上のように、本実施形態では、センサアレイのセルの圧力センサが一定期間圧力を検出しないときは、圧力検出装置を待機状態へ移行させている。そして、待機状態においては、ゲートドライバによる駆動又は読み出し部による読み出しを、予め定めた特定セルに対してのみ行うようにしている。これにより、圧力の加わっていない状態における消費電力を低減することができる。また、本実施形態の圧力検出装置は、従来の構成に論理回路を追加するだけで実現可能であるため、コストを抑えて製造することが可能である。 As described above, in the present embodiment, when the pressure sensor of the cell of the sensor array does not detect the pressure for a certain period of time, the pressure detection device is shifted to the standby state. Then, in the standby state, driving by the gate driver or reading by the reading unit is performed only for a predetermined specific cell. As a result, the power consumption in the state where no pressure is applied can be reduced. Further, since the pressure detection device of the present embodiment can be realized only by adding a logic circuit to the conventional configuration, it can be manufactured at a low cost.
(第2実施形態)
次に、図5を参照しながら第2実施形態に係る圧力検出装置について説明する。図5は、第2実施形態に係る圧力検出装置における特定セル10aの配置例を示す模式図である。図5は、図1に示すセンサアレイ1を更に模式的に示したものであり、センサアレイ1の特定セル10aを白丸で示し、非特定セル10bを黒丸で示している。なお、図5では、便宜的に、センサアレイ1の行数を25、列数を30としているが、センサアレイ1の行数及び列数は適宜変更可能である。
(Second Embodiment)
Next, the pressure detection device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic view showing an arrangement example of the specific cell 10a in the pressure detection device according to the second embodiment. FIG. 5 is a further schematic representation of the
本実施形態のセンサアレイ1は、特定ゲート線5aを行間隔M=5で設けるとともに、各列の信号出力線4に接続される特定セル10aの個数が1つとなるように、特定セル10aを配置している。このような構成は、図1に示すゲートドライバ2の切替回路21、切替回路22、及び非特定セル10bの第2トランジスタ12を、行間隔Mに合わせて構成することにより実現可能である。
In the
このような構成において、ゲートドライバ2は、同一の特定ゲート線5aを駆動し続けるとともに、読み出し部3は、特定ゲート線5aに接続された同一の特定セル10aを読み出し続ける。このため、待機状態においては、センサアレイ1の制御信号が時間的に変化しない静的な状態に維持されるので、制御信号の時間変化に伴う電流成分や電磁放射を抑制して、ゲートドライバ2の消費電力を低減することができる。
In such a configuration, the
なお、行間隔Mは5に限定されず、2以上の自然数であればよい。また、特定セル10aが接続されていない信号出力線4が存在してもよい。また、図5では、行間隔M=5と同じ列間隔N=5で特定セル10aを配置したが、列間隔Nは5に限定されず、2以上の自然数であればよい。また列間隔Nは行間隔Mと同じ値であってもよいし異なる値であってもよい。 The line spacing M is not limited to 5, and may be a natural number of 2 or more. Further, there may be a signal output line 4 to which the specific cell 10a is not connected. Further, in FIG. 5, the specific cells 10a are arranged at the same column spacing N = 5 as the row spacing M = 5, but the column spacing N is not limited to 5, and may be a natural number of 2 or more. Further, the column spacing N may be the same value as the row spacing M or may be a different value.
以上のように、本実施形態では、特定ゲート線が2以上の行間隔でセンサアレイに設けられ、各列の信号出力線に接続される特定セルの個数が1以下となるようにしている。これにより、圧力の加わっていない状態における消費電力を更に低減することができる。 As described above, in the present embodiment, the specific gate lines are provided in the sensor array at row intervals of 2 or more, and the number of specific cells connected to the signal output lines in each column is 1 or less. As a result, the power consumption in the state where no pressure is applied can be further reduced.
(第3実施形態)
次に、図6を参照しながら第3実施形態に係る圧力検出装置について説明する。図6は、第3実施形態に係る圧力検出装置の構成を示す模式図である。図6に示す圧力検出装置は、図1に示す第1実施形態の構成に加えて、非特定セル10bへの電力供給のオン/オフを切り替える電源遮断回路8を更に備えている。その他の構成については概ね第1実施形態と同じであるので説明は省略する。以下、第1実施形態と異なる構成について説明する。
(Third Embodiment)
Next, the pressure detection device according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic view showing the configuration of the pressure detection device according to the third embodiment. The pressure detection device shown in FIG. 6 further includes a power cutoff circuit 8 for switching on / off of power supply to the non-specific cell 10b, in addition to the configuration of the first embodiment shown in FIG. Since other configurations are almost the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted. Hereinafter, a configuration different from that of the first embodiment will be described.
電源遮断回路8は、待機状態における消費電力を更に低減するために、非特定セル10bの圧力センサ13への電力供給を停止する。そのための構成として、本実施形態の電源遮断回路8は、図6に示すように、各非特定セル10bの圧力センサ13の電源端子と電源VPとの間に設けられた第3トランジスタ81を有している。第3トランジスタ81のゲート端子には、制御信号STB(の否定値)が入力される。第3トランジスタ81は、制御信号STBが1(HIGH)のときには、各非特定セル10bの圧力センサ13の電源端子への電力供給をオフする。これにより、各非特定セル10bの圧力センサ13の電源端子は、待機状態において開放状態(ハイインピーダンス状態)となり、開放電圧φPに維持される。 The power cutoff circuit 8 stops the power supply to the pressure sensor 13 of the non-specific cell 10b in order to further reduce the power consumption in the standby state. As a configuration for that purpose, as shown in FIG. 6, the power supply cutoff circuit 8 of the present embodiment has a third transistor 81 provided between the power supply terminal of the pressure sensor 13 of each non-specific cell 10b and the power supply VP. doing. A control signal STB (negative value) is input to the gate terminal of the third transistor 81. When the control signal STB is 1 (HIGH), the third transistor 81 turns off the power supply to the power supply terminal of the pressure sensor 13 of each non-specific cell 10b. As a result, the power supply terminal of the pressure sensor 13 of each non-specific cell 10b is in an open state (high impedance state) in the standby state and is maintained at the open voltage φP.
このような構成により、待機状態においては、非特定セル10bへの電力供給が停止されて、センサアレイ1の消費電力を更に低減することができる。一方、待機状態でない通常状態においては、第3トランジスタ81がオンされて、電源VPから非特定セル10bの電源端子へ電力が供給される。なお、特定セル10aの圧力センサ13に対しては、待機状態であるか否かに関わらず電源VPから電力が供給される。
With such a configuration, in the standby state, the power supply to the non-specific cell 10b is stopped, and the power consumption of the
本実施形態の非特定セル10bは、第2トランジスタ12を有していてもよいし、有していなくてもよい。待機状態においては、非特定セル10bは、第2トランジスタ12の有無に関わらず、電源遮断回路8により電力供給が停止されて、非アクティブにされる。図6では、非特定セル10bは第2トランジスタ12を有しない構成とした。これにより、センサアレイ1の製造コストを低減することができる。
The non-specific cell 10b of the present embodiment may or may not have the
以上のように、本実施形態では、非特定セルへの電力供給のオン/オフを制御する第3トランジスタを有している。そして、待機状態においては第3トランジスタがオフされるようにしている。これにより、圧力の加わっていない状態における消費電力を更に低減することができる。 As described above, the present embodiment has a third transistor that controls on / off of power supply to the non-specific cell. Then, in the standby state, the third transistor is turned off. As a result, the power consumption in the state where no pressure is applied can be further reduced.
なお、図6に示す電源遮断回路8は、電源供給用の第3トランジスタ81を充分に駆動できるようにするためのバッファとして設けた2つの否定回路82を有しているが、第3トランジスタ81を充分に駆動できる場合には省略してもよい。また、電源遮断回路8は、図6に示すように全ての非特定セル10bで共用してもよいし、非特定セル10b毎に設けてもよい。 The power cutoff circuit 8 shown in FIG. 6 has two negative circuits 82 provided as buffers for sufficiently driving the third transistor 81 for power supply, but the third transistor 81 May be omitted if it can be sufficiently driven. Further, the power cutoff circuit 8 may be shared by all the non-specific cells 10b as shown in FIG. 6, or may be provided for each non-specific cell 10b.
(第4実施形態)
次に、図7を参照しながら第4実施形態に係る圧力検出装置について説明する。図7は、第4実施形態に係る圧力検出装置におけるAD変換部30bの構成を示す模式図である。図7に示す本実施形態のAD変換部30bは、図2に示す第1実施形態のAD変換部30に加えて、参照信号切替部35及び活性化信号生成器36を更に有している。その他の構成については概ね第1実施形態と同じであるので説明は省略する。以下、第1実施形態と異なる構成について説明する。
(Fourth Embodiment)
Next, the pressure detection device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a schematic view showing the configuration of the
参照信号切替部35は、待機状態においては、参照信号を、予め定めた定電圧値VREFに切り替える。比較器31は、信号出力線4に出力された圧力信号(VIN)と、定電圧値VREFの大小を比較してその比較結果を出力する。活性化信号生成器36は、比較器31から出力される信号値が変化したときに、待機状態から復帰を指示するための制御信号ACTを出力する。制御信号ACTは、例えば図示しない否定回路により値が反転されて、図1に示す制御信号STBとして出力される。
In the standby state, the reference
なお、単に制御信号ACTを反転して制御信号STBとしただけでは遅延タイミング等が問題となる場合には、一旦制御信号ACTをCPU等の制御部に入力した上で、制御部により制御信号ACTに応じて制御信号STBを出力するようにしてもよい。この場合、活性化信号生成器36をCPU等の制御部に統合することも可能である。
If delay timing or the like becomes a problem simply by inverting the control signal ACT to obtain the control signal STB, the control signal ACT is once input to a control unit such as a CPU, and then the control signal ACT is performed by the control unit. The control signal STB may be output according to the above. In this case, the
参照信号発生器32、カウンタ33、及びカウンタクロック発生器34は、待機状態においては動作を停止する。このような構成により、待機状態においては、AD変換部30bの制御信号が時間的に変化しない静的な状態に維持されるので、制御信号の時間変化に伴う電流成分や電磁放射を抑制して、読み出し部3の消費電力を低減することができる。なお、動作を完全に停止する代わりに、AD変換部30bを通常状態よりも低いクロックCK1で動作させたり、AD変換部30bを間歇的に動作させてもよい。
The
以上のように、本実施形態のAD変換部は、待機状態においては、信号出力線に出力された圧力信号の有無を検出し、少なくとも1つのAD変換部が圧力信号を検出したときは、圧力検出装置を待機状態から復帰させるようにしている。これにより、圧力の加わっていない状態における消費電力を更に低減することができる。 As described above, the AD conversion unit of the present embodiment detects the presence or absence of the pressure signal output to the signal output line in the standby state, and when at least one AD conversion unit detects the pressure signal, the pressure The detection device is restored from the standby state. As a result, the power consumption in the state where no pressure is applied can be further reduced.
なお、活性化信号生成器36は、図7に示すように、全ての列のAD変換部30bで共用する構成としてもよいし、AD変換部30b毎に設けてもよい。活性化信号生成器36を共用する場合は、各列のAD変換部30bの比較器31から出力される信号の少なくとも1つが変化したときに、制御信号ACTを出力するようにする。
As shown in FIG. 7, the
(その他の実施形態)
上述の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、上述の実施形態は、大面積圧力センサやフレキシブル圧力センサに適用することが可能である。また、表示装置のタッチセンサ等に適用することも可能である。
(Other embodiments)
All of the above-described embodiments are merely examples of implementation of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner by these. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or its main features. For example, the above-described embodiment can be applied to a large area pressure sensor or a flexible pressure sensor. It can also be applied to a touch sensor or the like of a display device.
1 :センサアレイ
2 :ゲートドライバ
3 :読み出し部
4 :信号出力線
5 :ゲート線
5a :特定ゲート線
5b :非特定ゲート線
8 :電源遮断回路
10 :セル
10a :特定セル
10b :非特定セル
11 :第1トランジスタ
12 :第2トランジスタ
13 :圧力センサ
30 :AD変換部
1: Sensor array 2: Gate driver 3: Read unit 4: Signal output line 5: Gate line 5a: Specific gate line 5b: Non-specific gate line 8: Power cutoff circuit 10: Cell 10a: Specific cell 10b: Non-specific cell 11 : 1st transistor 12: 2nd transistor 13: Pressure sensor 30: AD converter
Claims (9)
前記第1トランジスタをゲート線を介して駆動するゲートドライバと、
前記圧力信号を前記信号出力線を介して読み出す読み出し部と、
前記ゲートドライバ及び前記読み出し部を制御する制御部と、
を備えた圧力検出装置であって、
前記セルは、予め定めた少なくとも1つの特定セル及び該少なくとも1つの特定セルとは別の複数の非特定セルを含み、
前記センサアレイは、
前記少なくとも1つの特定セル及び少なくとも1つの前記非特定セルを含む第1の行と、
前記非特定セルのみを含む第2の行と、
を有し、
前記セルの中の前記第1の行に含まれる前記少なくとも1つの非特定セルは、前記圧力センサの一端と前記第1トランジスタのソース端子又はドレイン端子との間に、更に第2トランジスタを有し、
前記ゲート線は、特定ゲート線、非特定ゲート線及び制御信号線を含み、
前記特定ゲート線は、前記第1の行に含まれる前記第1トランジスタのゲート端子に接続され、
前記非特定ゲート線は、前記第2の行に含まれる前記第1トランジスタのゲート端子に接続され、
前記制御信号線は、前記第2トランジスタのゲート端子に接続され、
前記制御部は、前記セルの前記圧力センサが一定期間圧力を検出しないときは、前記特定ゲート線、前記非特定ゲート線及び前記制御信号線を介して制御信号を出力することで、前記第1の行に含まれる前記第1トランジスタをオン状態にし、且つ前記第2トランジスタ及び前記第2の行に含まれる前記第1トランジスタをオフ状態にすることにより、前記少なくとも1つの特定セルのみによって駆動及び読み出しを行うように前記ゲートドライバを制御し、待機状態へ圧力検出装置を移行させる
圧力検出装置。 Cells having a pressure sensor that detects pressure and outputs a pressure signal according to the detected pressure value and a first transistor that switches on / off the connection between the pressure sensor and the signal output line are arranged in a matrix. The placed sensor array and
A gate driver that drives the first transistor via a gate wire,
A reading unit that reads out the pressure signal via the signal output line,
A control unit that controls the gate driver and the reading unit,
It is a pressure detector equipped with
The cell includes at least one specific cell defined in advance and a plurality of non-specific cells different from the at least one specific cell.
The sensor array is
A first row containing the at least one specific cell and the at least one non-specific cell,
The second row containing only the non-specific cell and
Have,
The at least one non-specific cell included in the first row in the cell further has a second transistor between one end of the pressure sensor and the source terminal or drain terminal of the first transistor. ,
The gate line includes a specific gate line, a non-specific gate line, and a control signal line.
The specific gate line is connected to the gate terminal of the first transistor included in the first row.
The non-specific gate line is connected to the gate terminal of the first transistor included in the second row.
The control signal line is connected to the gate terminal of the second transistor.
When the pressure sensor in the cell does not detect the pressure for a certain period of time, the control unit outputs a control signal via the specific gate line, the non-specific gate line, and the control signal line. and said first transistor included in the line to the on-state, and by turning off state the first transistor included in the second transistor and the second row, driven by only said at least one specific cell And a pressure detection device that controls the gate driver so as to perform reading and shifts the pressure detection device to the standby state.
請求項1に記載の圧力検出装置。 The pressure detection device according to claim 1, wherein the control unit returns the pressure detection device from the standby state when the specific cell detects a pressure in the standby state.
請求項1又は2に記載の圧力検出装置。 The gate driver, wherein in the standby state, the pressure detecting apparatus according to claim 1 or 2 continues to drive the particular gate line.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 The pressure detection according to any one of claims 1 to 3, wherein the specific gate lines are provided at two or more row intervals, and the number of the specific cells connected to the signal output line in each column is 1 or less. apparatus.
前記AD変換部は、前記待機状態において、前記信号出力線に出力された前記圧力信号の有無を検出し、
前記制御部は、前記AD変換部が前記圧力信号を検出したときは、圧力検出装置を前記待機状態から復帰させる
請求項1から4のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 The reading unit has an AD conversion unit that AD-converts the pressure signal output to the signal output line.
The AD conversion unit detects the presence or absence of the pressure signal output to the signal output line in the standby state, and detects the presence or absence of the pressure signal.
The pressure detection device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the control unit returns the pressure detection device from the standby state when the AD conversion unit detects the pressure signal.
前記圧力信号と参照信号を比較して比較結果を出力する比較器と、
前記待機状態において、前記参照信号を、予め定めた定電圧値に切り替える参照信号切替部と、
を有する
請求項5に記載の圧力検出装置。 The AD conversion unit
A comparator that compares the pressure signal and the reference signal and outputs the comparison result,
In the standby state, a reference signal switching unit that switches the reference signal to a predetermined constant voltage value, and
The pressure detecting device according to claim 5 .
請求項1から6のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 The pressure sensor according to any one of claims 1 to 6 , wherein the pressure sensor is a pressure-sensitive material whose electric resistance value changes with application of pressure.
請求項7に記載の圧力検出装置。 The pressure sensor according to claim 7 , wherein the pressure sensor is a conductive rubber.
前記第1トランジスタをゲート線を介して駆動するゲートドライバと、
前記圧力信号を前記信号出力線を介して読み出す読み出し部と、
前記ゲートドライバ及び前記読み出し部を制御する制御部と、
を備え、
前記セルは、予め定めた少なくとも1つの特定セル及び該少なくとも1つの特定セルとは別の複数の非特定セルを含み、
前記センサアレイは、
前記少なくとも1つの特定セル及び少なくとも1つの前記非特定セルを含む第1の行と、
前記非特定セルのみを含む第2の行と、
を有し、
前記セルの中の前記第1の行に含まれる前記少なくとも1つの非特定セルは、前記圧力センサの一端と前記第1トランジスタのソース端子又はドレイン端子との間に、更に第2トランジスタを有し、
前記ゲート線は、特定ゲート線、非特定ゲート線及び制御信号線を含み、
前記特定ゲート線は、前記第1の行に含まれる前記第1トランジスタのゲート端子に接続され、
前記非特定ゲート線は、前記第2の行に含まれる前記第1トランジスタのゲート端子に接続され、
前記制御信号線は、前記第2トランジスタのゲート端子に接続された、
圧力検出装置の制御方法であって、
前記制御部において、前記セルの前記圧力センサが一定期間圧力を検出しないときは、前記特定ゲート線、前記非特定ゲート線及び前記制御信号線を介して制御信号を出力することで、前記第1の行に含まれる前記第1トランジスタをオン状態にし、且つ前記第2トランジスタ及び前記第2の行に含まれる前記第1トランジスタをオフ状態にすることにより、前記少なくとも1つの特定セルのみによって駆動及び読み出しを行うように前記ゲートドライバを制御し、待機状態へ圧力検出装置を移行させるステップを有する制御方法。 Cells having a pressure sensor that detects pressure and outputs a pressure signal according to the detected pressure value and a first transistor that switches on / off the connection between the pressure sensor and the signal output line are arranged in a matrix. The placed sensor array and
A gate driver that drives the first transistor via a gate wire,
A reading unit that reads out the pressure signal via the signal output line,
A control unit that controls the gate driver and the reading unit,
Equipped with a,
The cell includes at least one specific cell defined in advance and a plurality of non-specific cells different from the at least one specific cell.
The sensor array is
A first row containing the at least one specific cell and the at least one non-specific cell,
The second row containing only the non-specific cell and
Have,
The at least one non-specific cell included in the first row in the cell further has a second transistor between one end of the pressure sensor and the source terminal or drain terminal of the first transistor. ,
The gate line includes a specific gate line, a non-specific gate line, and a control signal line.
The specific gate line is connected to the gate terminal of the first transistor included in the first row.
The non-specific gate line is connected to the gate terminal of the first transistor included in the second row.
The control signal line was connected to the gate terminal of the second transistor .
It is a control method of the pressure detection device.
When the pressure sensor in the cell does not detect the pressure for a certain period of time in the control unit, the first control signal is output via the specific gate line, the non-specific gate line, and the control signal line. and said first transistor included in the line to the on-state, and by turning off state the first transistor included in the second transistor and the second row, driven by only said at least one specific cell A control method comprising controlling the gate driver to perform reading and shifting the pressure detection device to a standby state.
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