特許 6974091 ２次元センサ及びタッチセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6974091

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】２次元センサ及びタッチセンサ

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20211118BHJP

   G01L 5/00 20060101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 600

   G06F3/041 522

   G01L5/00 101Z

【請求項の数】10

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-183858(P2017-183858)

(22)【出願日】2017年9月25日

(65)【公開番号】特開2019-61360(P2019-61360A)

(43)【公開日】2019年4月18日

【審査請求日】2020年9月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】501426046

【氏名又は名称】エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100114915

【弁理士】

【氏名又は名称】三村 治彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120363

【弁理士】

【氏名又は名称】久保田 智樹

(74)【代理人】

【識別番号】100125139

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 洋

(72)【発明者】

【氏名】平木 克良

【審査官】 三吉 翔子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１１９９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０８２９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０７２９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１９３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０５２４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０８７３９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０１Ｌ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マトリクス状に配列され、各々が負荷に応じた電気信号を出力ノードに出力可能な複数の検知部を有するセンサアレイと、
前記センサアレイの行毎に前記複数の検知部の走査を行う走査手段と、
前記センサアレイの列毎に前記複数の検知部の各々の出力ノードに接続された複数の信号配線と、
前記複数の信号配線に平行に配置され、前記複数の信号配線から電気的に絶縁された少なくとも１本のノイズ検出配線と、
前記複数の信号配線及び前記ノイズ検出配線に接続され、前記複数の信号配線の各々の電圧に基づく検出値及び前記ノイズ検出配線の電圧に基づくノイズ値を生成する検出回路と、
前記検出値の各々から前記ノイズ値を減算して補正検出値を生成し、該補正検出値に基づいて検出値分布データを生成する制御回路と、を備え、
前記少なくとも１本のノイズ検出配線が、前記センサアレイに対して垂直な方向からの視方向において前記複数の信号配線のうちの所定の信号配線と重なり、かつ該所定の信号配線と電気的に絶縁されるように配置された、２次元センサ。

【請求項2】

前記複数の検知部の各々が、定電圧源、該定電圧源に接続されて前記負荷に応じて抵抗値が変化するセンサ材料、及び前記センサ材料と前記出力ノードの間を前記走査に応じて開閉する薄膜トランジスタを含む、請求項１に記載の２次元センサ。

【請求項3】

前記ノイズ検出配線が前記センサアレイの外部に配置された、請求項１又は２に記載の２次元センサ。

【請求項4】

前記ノイズ検出配線に対応する列に配置されたダミー検知部をさらに備え、前記ダミー検知部の各々が、前記定電圧源、前記センサ材料及び前記薄膜トランジスタの少なくとも１つが形成されていない前記検知部である、請求項２に記載の２次元センサ。

【請求項5】

前記ノイズ検出配線が、異なる位置に配置された複数のノイズ検出配線からなり、
前記ノイズ値が、前記複数のノイズ検出配線に対応する複数のノイズ値の平均値である、請求項１から４のいずれか一項に記載の２次元センサ。

【請求項6】

前記ノイズ検出配線が、異なる位置に配置された複数のノイズ検出配線からなり、
各々が前記複数のノイズ検出配線のうちの１本及び前記複数の信号配線のうちの１本以上の信号配線を含むように、前記複数の信号配線が複数のグループに分けられ、
前記制御回路が、前記複数のグループの各グループについて、前記信号配線の電圧に基づく各検出値から前記ノイズ検出配線の電圧に基づくノイズ値をそれぞれ減算して各補正検出値を生成し、該各補正検出値に基づいて圧力分布データを出力するように構成された、請求項１から５のいずれか一項に記載の２次元センサ。

【請求項7】

前記複数のノイズ検出配線が、前記センサアレイの両端の外部に配置された、請求項５又は６に記載の２次元センサ。

【請求項8】

前記センサアレイの各行に対してダミー検知部が設けられ、前記ダミー検知部の各々が、前記定電圧源、前記センサ材料並びに前記薄膜トランジスタの少なくとも１つが形成されていない前記検知部であり、
前記制御回路が、前記走査手段によって走査されている前記ダミー検知部が属する列が前記ノイズ検出配線に対応するとともに、前記走査手段によって走査されている前記複数の検知部が属する列が前記複数の信号配線に対応するものとして前記検出値分布データを生成するように構成された、請求項２に記載の２次元センサ。

【請求項9】

前記検出回路が前記ノイズ値を前記複数の検出値よりも先に前記制御回路に転送するように構成され、前記制御回路が前記複数の検出値の各々から前記ノイズ値を逐次減算して前記各補正検出値を生成するように構成された、請求項１から８のいずれか一項に記載の２次元センサ。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の２次元センサを備え、
前記負荷が圧力であり、前記複数の検知部の各々が、前記圧力を検知するための圧力検知部である、タッチセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２次元センサ及びそれを用いたタッチセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、マトリクス状に配置された薄膜トランジスタを用いた面圧力分布検出装置を開示する。この装置は、複数のゲート配線及び複数の信号配線を備え、ゲート配線と信号配線の交差部に素子領域が規定される。各素子領域には電極及び薄膜トランジスタが含まれ、各電極の表面は異方性導電フィルムで覆われ、外部印加された圧力に応じた電圧が各電極に発生する。薄膜トランジスタのソースは対応する信号配線に接続され、ドレインは対応する電極に接続され、ゲートは対応するゲート配線に接続される。垂直走査回路がゲート配線を垂直走査し、水平走査回路が各信号配線から信号電圧を読み出し、各信号配線が検出回路に出力される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−７０２７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記構成のような面圧力分布検出装置などの２次元センサにおいては、時間的に変化する外来ノイズがセンサ検出値に印加され得る。このような外来ノイズによって圧力の検出値にオフセットが生じ、正確な圧力分布データが得られない場合がある。特に、アクティブマトリクス方式の２次元センサにおいては、検出タイミング、すなわち走査行毎に異なる外来ノイズが発生する場合には、一律的なノイズ除去が困難となるという問題がある。このような外来ノイズによる検出精度低下の問題は、面圧力分布の検出に限らず、他の物理量を検出するアクティブマトリクス方式の２次元センサに共通する。

【0005】

そこで、本発明は、外来ノイズの影響を低減して高精度な検出値分布を取得可能なアクティブマトリクス方式の２次元センサ及びそれを用いたタッチセンサを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の２次元センサは、マトリクス状に配列されて各々が負荷に応じた電気信号を出力ノードに出力可能な複数の検知部を有するセンサアレイと、センサアレイの行毎に複数の検知部の走査を行う走査手段と、センサアレイの列毎に複数の検知部の各々の出力ノードに接続された複数の信号配線と、複数の信号配線に平行に配置され、複数の信号配線から電気的に絶縁された少なくとも１本のノイズ検出配線と、複数の信号配線及びノイズ検出配線に接続され、複数の信号配線の各々の電圧に基づく検出値及びノイズ検出配線の電圧に基づくノイズ値を生成する検出回路と、検出値の各々からノイズ値を減算して補正検出値を生成し、補正検出値に基づいて検出値分布データを生成する制御回路とを備える。また、本開示のタッチセンサは、上記２次元センサを備え、上記負荷が圧力であり、複数の検知部の各々は圧力を検知するための圧力検知部である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によると、外来ノイズの影響を低減して高精度な検出値分布を取得可能なアクティブマトリクス方式の２次元センサ及びそれを用いたタッチセンサが実現される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態による２次元センサのブロック図である。

【図2】図１の２次元センサの圧力検知部の回路図である。

【図3A】第１の実施形態における圧力分布の取得を説明する図である。

【図3B】第１の実施形態における圧力分布の取得を説明する図である。

【図4】第１の実施形態による圧力分布取得方法を示すフローチャートである。

【図5】第１の実施形態による圧力分布取得方法を示すフローチャートである。

【図6】第２の実施形態による２次元センサのブロック図である。

【図7】各実施形態における圧力検知部を模式的に示す断面図である。

【図8】第２の実施形態におけるダミー検知部を模式的に示す断面図である。

【図9】第３の実施形態による２次元センサのブロック図である。

【図10】第４の実施形態による２次元センサのブロック図である。

【図11】第５の実施形態による２次元センサのブロック図である。

【図12】第５の実施形態における圧力検知部を模式的に示す断面図である。

【図13】第６の実施形態による２次元センサのブロック図である。

【図14】第７の実施形態による２次元センサのブロック図である。

【図15】第８の実施形態による２次元センサのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜第１の実施形態＞
図１に、第１の実施形態による２次元センサ１のブロック図を示す。２次元センサ１は、センサアレイ２、垂直走査回路３、検出回路４、制御回路５、ｍ行の選択配線Ｘ１〜Ｘｍ、ｎ列の信号配線Ｙ１〜Ｙｎ及びノイズ検出配線Ｙ０を備える。本実施形態では、２次元センサ１は、タッチセンサ（タッチパネル）、２次元圧力検出センサに適用される。なお、以降の説明において、選択配線Ｘ１〜Ｘｍを総称して又はいずれか１本を代表して選択配線Ｘといい、第ｉ行（１≦ｉ≦ｍ）の選択配線Ｘを選択配線Ｘｉという場合もある。同様に、信号配線Ｙ１〜Ｙｍを総称して又はいずれか１本を代表して信号配線Ｙといい、第ｊ列（１≦ｊ≦ｎ）の信号配線Ｙを信号配線Ｙｊという場合もある。

【0010】

センサアレイ２は、ｍ行×ｎ列のマトリクス状に配列されたｍ×ｎ個の圧力検知部２０を含む。圧力検知部２０の各々は、選択配線Ｘによって選択されている場合に、付加される圧力に応じた電気信号を出力ノードに出力する。出力ノードは、対応する信号配線Ｙに接続される。

【0011】

図２に、圧力検知部２０の回路図を示す。圧力検知部２０は、定電圧源２１、センサ材料２２及び薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という）２３を含む。センサ材料２２の一端が定電圧源２１に接続され、センサ材料２２の他端がＴＦＴ２３のドレインＤに接続される。ＴＦＴ２３のゲートＧは、選択配線Ｘに接続される。ＴＦＴ２３のソースＳは、信号配線Ｙに接続され、圧力検知部２０の出力ノードを構成する。なお、信号配線Ｙは、例えば、後述する検出回路４の内部において抵抗４１などで終端される。

【0012】

定電圧源２１は、例えば、電源電圧ＶＤＤを供給する電源配線に接続されたノードである。センサ材料２２は、付加される圧力に応じて抵抗値が変化する可変抵抗器と等価である。例えば、センサ材料２２には、付加される圧力の増加に対して抵抗値が減少する素子が適用される。なお、本開示において、センサ材料２２に付加される圧力とは、ユーザの指、スタイラスなどの部材などによるセンサアレイ２への押圧によって加えられる力を意味するものとする。ＴＦＴ２３は、ＮＰＮ型のＭＯＳＦＥＴであり、ゲートＧにハイレベルの選択信号が印加されるとオンしてセンサ材料２２と信号配線Ｙとを導通させる。そして、抵抗４１に発生する電圧（すなわち、センサ材料２２と抵抗４１による電源電圧ＶＤＤの分圧値）が、圧力検知部２０に付加される圧力を示す検出電圧となる。すなわち、圧力検知部２０に付加される圧力が比較的低い場合には、センサ材料２２の抵抗値が相対的に高いため検出電圧は低くなり、圧力検知部２０に付加される圧力が比較的高い場合には、センサ材料２２の抵抗値が相対的に低いため検出電圧は高くなる。

【0013】

図１に戻り、選択配線Ｘ１〜Ｘｍは、それぞれ第１〜第ｍ行の圧力検知部２０のＴＦＴ２３のゲートに接続される。信号配線Ｙ１〜Ｙｎは、それぞれ第１〜第ｎ列の圧力検知部２０のＴＦＴ２３のソースに接続される。本実施形態では、ノイズ検出配線Ｙ０は、信号配線Ｙに平行に配置され、かつ各信号配線Ｙから電気的に絶縁される。さらに、本実施形態では、ノイズ検出配線Ｙ０は、センサアレイ２の外部に配置され、いずれの圧力検知部２０にも接続されない。また、ノイズ検出配線Ｙ０において、検出回路４に接続されない側の終端は開放される。これにより、ノイズ検出配線Ｙ０は、垂直走査回路３の走査とは無関係に発生する外来ノイズを検出することができる。なお、図１では、ノイズ検出配線Ｙ０が垂直走査回路３から遠い側（すなわち検出配線Ｙｎ側）のセンサアレイ外部に配置される例を示すが、ノイズ検出配線Ｙ０は垂直走査回路３から近い側（すなわち検出配線Ｙ１側）のセンサアレイ外部に配置されてもよい。

【0014】

垂直走査回路３はシフトレジスタを含み、選択信号（例えば、ハイレベルのパルス）を選択配線Ｘ１〜Ｘｍに順次出力し、この選択信号が印加された選択配線Ｘ上の圧力検知部２０が電気信号を信号配線Ｙに出力する。これにより、垂直走査が実行される。なお、本開示において、垂直走査回路３及び選択配線Ｘ１〜Ｘｍをまとめて走査手段ともいう。

【0015】

検出回路４は、信号配線Ｙ１〜Ｙｍ及びノイズ検出配線Ｙ０に接続される。検出回路４は、信号配線Ｙ１〜Ｙｍ及びノイズ検出配線Ｙ０の各々に対応する抵抗４１及びＡ／Ｄ変換回路４２、並びにすべてのＡ／Ｄ変換回路４２に接続された転送回路４３を含む。説明の便宜上、信号配線Ｙｊに接続された抵抗４１に発生する電圧を検出電圧といい、ノイズ検出配線Ｙ０に接続された抵抗４１に発生する電圧をノイズ電圧というものとする。それぞれのＡ／Ｄ変換回路４２は、抵抗４１に発生するアナログ値の検出電圧及びノイズ電圧をそれぞれデジタル値の検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）及びノイズ値Ｎに変換する。転送回路４３は、ラッチ機能、シフトレジスタ機能などを含み、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）及びノイズ値Ｎをラッチし、ラッチされた値をシリアルに制御回路５に転送する。なお、本実施形態では、転送回路４３の前段にＡ／Ｄ変換回路４２が接続されるが、転送回路４３がアナログ信号を処理するように構成され、転送回路４３の後段にＡ／Ｄ変換回路４２が接続されてもよい。いずれにしても、信号配線Ｙ１〜Ｙｍ及びノイズ検出配線Ｙ０のそれぞれに対応するデジタル値の検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）及びノイズ値Ｎが、検出回路４から制御回路５に転送される。

【0016】

制御回路５は、ＣＰＵ５０、メモリ５５及び不図示の入出力インターフェースを含み、マイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサ及びその周辺回路からなる。メモリ５５は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含み、プログラム、データなどを記憶する。ＣＰＵ５０は、減算処理部５１、走査同期部５２及び分布決定部５３を含む。ＣＰＵ５０の各部及びメモリ５５はデータ及び信号のやり取りが可能な状態でバスによって相互に接続される。また、ＣＰＵ５０は、減算処理部５１、走査同期部５２及び分布決定部５３による処理以外にも一般的なＣＰＵによって可能な適宜の処理を実行可能なものとする。

【0017】

減算処理部５１は、検出回路４から入力された検出値Ｄ（ｊ）の各々からノイズ値Ｎを減算して補正検出値Ｄｃ（ｊ）を生成する。各補正検出値Ｄｃ（ｊ）に基づく補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（ｎ）が、１行分の圧力分布データを構成する。なお、減算処理部５１は、転送回路４３から転送されてくるデータの順序から検出値とノイズ値を識別可能なものとする。

【0018】

走査同期部５２は、減算処理部５１における減算処理に係る補正検出値Ｄｃ（ｊ）と、走査行ｉとを対応させた走査行情報を生成する。走査同期部５２は、垂直走査回路３から減算処理に係る（現在走査されている）行ｉの情報の入力を受けて走査行情報を生成してもよいし、垂直走査回路３に対して減算処理に係る（これから走査すべき）行ｉの情報を走査行情報の生成とともに出力するようにしてもよい。すなわち、垂直走査回路３による走査は、制御回路５とは別途の制御部によって制御されてもよいし、制御回路５によって制御されてもよい。

【0019】

分布決定部５３は、減算処理部５１から生成される補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（ｎ）（１行分の圧力分布データ）と走査同期部５２からの走査行情報とに基づいて２次元の面圧力分布データを決定及び生成する。ＣＰＵ５０は、減算処理部５１によって生成された圧力分布データ又は分布決定部５３によって生成された面圧力分布データを、不図示の出力インターフェースを介して適宜の処理部に出力することができる。

【0020】

図３Ａ及び図３Ｂを参照して、圧力分布の取得を説明する。図３Ａは、ｎ＝１０とした場合に、検出回路４から出力される所定行の検出値Ｄ（１）〜Ｄ（１０）及びノイズ値Ｎを示すグラフである。図３Ｂは、図３Ａに対応する補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（１０）を示すグラフである。図３Ａ及び図３Ｂにおいて、横軸は各列の配線番号を示し、縦軸は各値のレベルを示す。なお、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（１０）及びノイズ値Ｎは、実質的に同時に一括して取得される。図３Ａから分かるように、信号配線Ｙ７上にタッチポイントがあり、ノイズ値Ｎ＝２０であることが検出されている。言い換えると、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（１０）にはオフセット値２０が重畳されていることになる。そこで、制御回路５（減算処理部５１）において、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（１０）からノイズ値Ｎがそれぞれ減算され、図３Ｂに示すような補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（１０）が得られる。この補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（１０）が１行分の圧力分布データを構成する。

【0021】

このようにして、１行分の走査に関して、外来ノイズの影響が補正された圧力分布データ（補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（１０））が取得される。他の走査行に関しても同様にして、外来ノイズの影響が補正された圧力分布データが取得される。そして、走査同期部５２によって取得される走査行情報及び各行に関する圧力分布データに基づいて、分布決定部５３は、２次元的な面圧力分布データを生成することができる。なお、図３Ａでは、ノイズ値Ｎが正の値である例を示したが、ノイズ値は負の値の場合もあり、この場合も上記と同様の処理が実行される。特に、外来ノイズが、例えば商用電源に同期したノイズ（５０Ｈｚ若しくは６０Ｈｚ又はその２倍の周波数のいわゆるハムノイズ）である場合など、時間とともにレベルが変化するノイズである場合、上記のように走査行ごとに外来ノイズの影響が補正されることが好ましい。これにより、信号配線Ｙに沿う方向（縦方向）に関しても正確な圧力分布が取得可能となる。

【0022】

図４に、検出回路４及び制御回路５における圧力分布取得方法の一例のフローチャートを示す。
ステップＳ１００において、垂直走査回路３が、走査行の初期値をｉ＝１に設定して垂直走査を開始する。また、制御回路５は、減算処理対象となる列の初期値をｊ＝１に設定しておく。
ステップＳ１０２において、検出回路４が、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）及びノイズ値Ｎを取得する。

【0023】

ステップＳ１０４において、検出回路４が、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）を制御回路５に順次転送する。
ステップＳ１０６において、制御回路５が、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）をメモリ５５に記憶する。
ステップＳ１０８において、検出回路４が、ノイズ値Ｎを制御回路５に転送する。
ステップＳ１１０において、制御回路５が、ノイズ値Ｎをメモリ５５に記憶する。

【0024】

ステップＳ１１２において、ＣＰＵ５０（減算処理部５１）が、検出値Ｄ（ｊ）−ノイズ値Ｎを実行して、補正検出値Ｄｃ（ｊ）を演算する。
ステップＳ１１４において、ＣＰＵ５０が、ｊ＜ｎであるか否かを判別する。ｊ＜ｎである場合（ステップＳ１１４、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１５において、ｊが１だけ増分され、処理はステップＳ１１２に戻る。ｊ＝ｎである場合（ステップＳ１１４、Ｎｏ）、処理はステップＳ１１６に進む。
ステップＳ１１６において、ＣＰＵ５０（走査同期部５２及び分布決定部５３）は、第ｉ行に対する圧力分布データを生成する。その後、処理は、ステップＳ１１８に進む。

【0025】

ステップＳ１１８において、ＣＰＵ５０が、ｉ＜ｍであるか否かを判別する。ｉ＜ｍである場合（ステップＳ１１８、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１９において、ｉが１だけ増分され、ｊが１にリセットされ、処理はステップＳ１０２に戻る。ｉ＝ｍである場合（ステップＳ１１８、Ｎｏ）、処理はステップＳ１２０に進む。
ステップＳ１２０において、ＣＰＵ５０（分布決定部５３）が、ｉ＝１〜ｍについての２次元的な面圧力分布データを生成する。

【0026】

図５に、検出回路４及び制御回路５における圧力分布取得方法の他の例のフローチャートを示す。ステップＳ１００及びＳ１０２は、図４のものと同様である。すなわち、ステップＳ１００において、垂直走査回路３が走査行の初期値をｉ＝１に設定して垂直走査を開始し、制御回路５が初期値をｊ＝１を設定し、ステップＳ１０２において、検出回路４が検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）及びノイズ値Ｎを取得する。

【0027】

ステップＳ１０８において、検出回路４が、ノイズ値Ｎを制御回路５に転送する。
ステップＳ１１０において、制御回路５が、ノイズ値Ｎをメモリ５５に記憶する。
ステップＳ１０４において、検出回路４が、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）を制御回路５に順次転送する。

【0028】

ステップＳ１１２において、ＣＰＵ５０（減算処理部５１）が、検出値Ｄ（ｊ）−ノイズ値Ｎを逐次実行して、補正検出値Ｄｃ（ｊ）を演算する。ここでは、逐次入力されてくる検出値Ｄ（ｊ）に対してＤ（ｊ）−Ｎを実行する。したがって、制御回路５が検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）をまとめてメモリ５５に記憶する必要はない。
ステップＳ１１４において、ＣＰＵ５０が、ｊ＜ｎであるか否かを判別する。ｊ＜ｎである場合（ステップＳ１１４、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１５において、ｊが１だけ増分され、処理はステップＳ１１２に戻る。ｊ＝ｎである場合（ステップＳ１１４、Ｎｏ）、処理はステップＳ１１６に進む。
ステップＳ１１６において、ＣＰＵ５０（走査同期部５２及び分布決定部５３）は、第ｉ行に対する圧力分布データを生成する。その後、処理は、ステップＳ１１８に進む。

【0029】

ステップＳ１１８及びＳ１２０は、図４のものと同様である。すなわち、ｉ＜ｍである場合（ステップＳ１１８、Ｙｅｓ）には、ステップＳ１１９においてｉが１だけ増分され、ｊが１にリセットされ、処理はステップＳ１０２に戻る。一方、ｉ＝ｍである場合（ステップＳ１１８、Ｎｏ）には、ステップＳ１２０において、ｉ＝１〜ｍについての２次元的な面圧力分布データが生成される。

【0030】

図４のフローチャートによる方法においては、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）の転送（ステップＳ１０４）の後にノイズ値Ｎが転送される（ステップＳ１０８）。一方、図５のフローチャートによる方法においては、ノイズ値Ｎの転送（ステップＳ１０８）の後に検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）が転送される（ステップＳ１０４）。すなわち、図４のフローチャートによる方法においては、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）のすべてをメモリ５５に記憶させるステップ（ステップＳ１０６）が必要であるのに対し、図５のフローチャートによる方法においては、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）のすべてをメモリ５５に記憶させる必要がない。したがって、図５のフローチャートによる方法においては、メモリ５５の記憶容量を低減させることが可能となる。

【0031】

以上のように、本発明の２次元センサ１は、マトリクス状に配列されて各々が圧力（負荷）に応じた電気信号を出力ノードに出力可能な複数の圧力検知部２０（複数の検知部）を有するセンサアレイ２と、センサアレイ２の行毎に複数の圧力検知部２０の走査を行う垂直走査回路３及び選択配線Ｘ１〜Ｘｍ（走査手段）と、センサアレイ２の列毎に複数の圧力検知部２０の各々の出力ノードに接続された複数の信号配線Ｙ１〜Ｙｍと、信号配線Ｙ１〜Ｙｎに平行に配置され、信号配線Ｙ１〜Ｙｎから電気的に絶縁されたノイズ検出配線Ｙ０と、信号配線Ｙ１〜Ｙｎ及びノイズ検出配線Ｙ０に接続され、信号配線Ｙ１〜Ｙｎの各々の電圧に基づく検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）及びノイズ検出配線Ｙ０の電圧に基づくノイズ値Ｎを生成する検出回路４と、各検出値Ｄ（ｊ）からノイズ値Ｎを減算して補正検出値Ｄｃ（ｊ）を生成し、補正検出値Ｄｃ（ｊ）に基づいて補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（ｎ）すなわち圧力分布データ（検出値分布データ）を生成する制御回路５とを備える。

【0032】

このように、信号配線Ｙ１〜Ｙｎから電気的に絶縁されたノイズ検出配線Ｙ０が設けられる。そして、検出回路４が信号配線Ｙ１〜Ｙｎの電圧に基づく検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）及びノイズ検出配線Ｙ０の電圧に基づくノイズ値Ｎを生成し、制御回路５が検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）の各々からノイズ値Ｎを減算して補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（ｎ）を生成して圧力分布データを生成する。これにより、ノイズ検出配線Ｙ０によって検出される外来ノイズに応じて走査行毎に検出値のオフセットがキャンセルされ、正確な圧力分布データが得られる。さらに、走査行毎に異なり得る外来ノイズに対しても検出値が走査行毎に補正されるので、圧力分布データの精度が向上する。したがって、外来ノイズの影響を低減して精度の高い検出値分布を取得可能なアクティブマトリクス方式の２次元センサ１が実現される。また、このような２次元センサ１は、タッチセンサに好適に適用され得る。

【0033】

また、複数の圧力検知部２０の各々が、定電圧源２１、定電圧源２１に接続されて圧力に応じて抵抗値が変化するセンサ材料２２、及びセンサ材料２２と出力ノードの間を走査に応じて開閉するＴＦＴ２３を含む。このように、本発明は、ＴＦＴを用いるアクティブマトリクス方式の２次元センサへの導入容易性が高い。

【0034】

また、ノイズ検出配線Ｙ０は、センサアレイ２の外部に配置される。これにより、センサアレイ２が表示画面に適用される場合の視認性を損なうことなく、ノイズ検出配線Ｙ０を配置することが可能となる。また、センサアレイ２の製造プロセスに影響を与えることなく、ノイズ検出配線Ｙ０を配置することが可能となる。

【0035】

また、検出回路４がノイズ値Ｎを検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）よりも先に制御回路５に転送するように構成され、制御回路５が検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）の各々からノイズ値Ｎを逐次減算して補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（ｎ）を生成するように構成されることが好ましい。これにより、制御回路５において、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）をまとめて記憶することが不要となり、メモリ容量の低減が可能となる。この態様は、センサアレイ２を構成する圧力検知部２０の数が比較的多い場合に特に有用である。

【0036】

＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、ノイズ検出配線Ｙ０が配線のみで形成される構成を示したが、本実施形態では、ノイズ検出配線Ｙ０が圧力検知部２０の一部を伴う構成を示す。

【0037】

図６に、本実施形態による２次元センサ１のブロック図を示す。本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本実施形態においては、圧力検知部２０からセンサ材料２２を欠いたダミー検知部２５が、ノイズ検出配線Ｙ０に接続される。

【0038】

図７に、圧力検知部２０の断面図を示す。圧力検知部２０において、基板２０１上に、定電圧源２１を構成するＶＤＤ電極（配線）２１１及びＴＦＴ２３のゲート電極２３Ｇが形成される。導電プラグ２１２が、ＶＤＤ電極２１１上に形成される。ゲート絶縁膜２０２が、基板２０１及びゲート電極２３Ｇを覆うように形成される。ゲート絶縁膜２０２上に半導体２０３が形成され、半導体２０３上にＴＦＴ２３のドレイン電極２３Ｄ及びソース電極２３Ｓが形成される。また、ゲート絶縁膜２０２上に、導電プラグ２１２に接続された導電部材２１３が形成される。すなわち、定電圧源２１は、ＶＤＤ電極２１１、導電プラグ２１２及び導電部材２１３によって構成され、ＴＦＴ２３とは離隔される。センサ材料２２が、ゲート絶縁膜２０２上であって導電部材２１３とドレイン電極２３Ｄの間に、導電部材２１３とドレイン電極２３Ｄに接触するように形成される。また、ソース電極２３Ｓに信号配線Ｙが電気的に接続され、ゲート電極２３Ｇに選択配線Ｘ（不図示）が電気的に接続される。

【0039】

図８に、ダミー検知部２５の断面図を示す。ダミー検知部２５は、センサ材料２２が形成されていない圧力検知部２０に相当する。また、ノイズ検出配線Ｙ０は、信号配線Ｙと同様に、ソース電極２３Ｓに電気的に接続される。これにより、ＴＦＴ２３がオン状態となっても、ノイズ検出配線Ｙ０は圧力を検知することなく、実質的にアンテナとなって外来ノイズを検知することになる。

【0040】

図８に示す例では、ダミー検知部２５が、センサ材料２２を欠いた圧力検知部２０に相当するものとして示した。一方、ダミー検知部２５は、定電圧源２１、センサ材料２２及びＴＦＴ２３の構成要素の少なくとも１つを欠いた圧力検知部２０であればよい。言い換えると、圧力検知部２０から、定電圧源２１、センサ材料２２及びＴＦＴ２３のすべてを欠いた構成は、第１の実施形態の構成と等価となる。なお、信号配線Ｙ及びノイズ検出配線Ｙ０が接続される検出回路４及び制御回路５における処理は、第１の実施形態のものと同様である。

【0041】

以上のように、本実施形態では、ノイズ検出配線Ｙ０に対応する列に配置されたダミー検知部２５がさらに設けられ、ダミー検知部２５の各々が、定電圧源２１、センサ材料２２及びＴＦＴ２３の少なくとも１つが形成されていない圧力検知部２０に相当する。これにより、ノイズ検出配線Ｙ０を追加するための、センサアレイ２に対する製造プロセスの変更を最小化することができ、２次元センサ１の生産性を向上し得る。特に、図８に示す例のように、圧力検知部２０の製造プロセスの比較的後の工程となるセンサ材料２２の形成を省略することは、この省略に伴う製造プロセス全体への影響を最小化することができるので好ましい。

【0042】

＜第３の実施形態＞
上記第１及び第２の実施形態では、１本のノイズ検出配線が適用される構成を示したが、本実施形態では２本のノイズ検出配線が適用され、２本のノイズ検出配線によって検出されるノイズ値が補正される構成を示す。

【0043】

図９に、本実施形態による２次元センサ１のブロック図を示す。本実施形態において、第１又は第２の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本実施形態においては、ノイズ検出配線Ｙ０１及びＹ０２が、センサアレイ２の両端外側に配置される。

【0044】

検出回路４において、信号配線Ｙ１〜Ｙｎに対応する各Ａ／Ｄ変換回路４２は、アナログ値の検出電圧をそれぞれデジタル値の検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）に変換する。同様に、ノイズ検出配線Ｙ０１及びＹ０２に対応する各Ａ／Ｄ変換回路４２は、アナログ値のノイズ電圧をそれぞれデジタル値のノイズ値Ｎ（１）及びＮ（２）に変換する。転送回路４３は、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）及びノイズ値Ｎ（１）及びＮ（２）を制御回路５に出力する。

【0045】

制御回路５において、減算処理部５１は、ノイズ値Ｎを、Ｎ＝（Ｎ（１）＋Ｎ（２））／２として演算し、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）からそれぞれノイズ値Ｎを減算して補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（ｎ）（圧力分布データ）を生成する。減算処理部５１は、転送回路４３から転送されてくるデータの順序から検出値とノイズ値を識別可能なものとする。その後の処理は、第１の実施形態と同様である。すなわち、走査同期部５２は、減算処理部５１における減算処理に係る補正検出値と走査されている行とを対応させた走査行情報を生成する。分布決定部５３は、減算処理部５１から生成される圧力分布データ及び走査同期部５２からの走査行情報に基づいて２次元の面圧力分布データを生成する。

【0046】

なお、本実施形態では、ノイズ値Ｎの導出（平均値取得）が制御回路５において実行される構成としているが、ノイズ値Ｎの導出が検出回路４の内部で実行されてからノイズ値Ｎが検出回路４から制御回路５に転送されるようにしてもよい。また、ノイズ値Ｎがノイズ値Ｎ（１）及びＮ（２）の単純平均であるものとしたが、ノイズの発生レベルの分布が予め特定されている場合には、ノイズ値Ｎはノイズ値Ｎ（１）及びＮ（２）の重み付け平均であってもよい。例えば、Ｎ＝α×Ｎ（１）＋（１−α）×Ｎ（２）、０＜α＜１、などであってもよい。また、重み付け係数は、垂直走査回路３からの距離に応じて定められても良い。例えば、垂直操作回路３から遠ざかるに従い、ゲートの選択信号のパルス波形が駆動信号ゲート駆動回路からの距離に応じて鈍ることから、当該距離に応じた重み付け係数を用いてノイズ値の補正を行っても良い。さらに、３本以上のノイズ検出配線によって検出されるノイズ値の重み付け平均を用いてもよい。

【0047】

以上のように、本実施形態では、ノイズ検出配線が、異なる位置に配置された複数のノイズ検出配線Ｙ０１及びＹ０２からなり、ノイズ値Ｎは、ノイズ検出配線Ｙ０１及びＹ０２に対応するノイズ値Ｎ（１）及びＮ（２）の平均値である。これにより、外来ノイズに位置的な分布（図面において横方向の分布）がある場合でも、外来ノイズに対する検出値の補正精度が向上し得る。

【0048】

また、ノイズ検出配線Ｙ０１及びＹ０２は、センサアレイ２の両端の外部に配置される。これにより、センサアレイ２が表示画面に適用される場合の視認性を損なうことなく、ノイズ検出配線Ｙ０１及びＹ０２を配置することが可能となる。また、センサアレイ２の製造プロセスに影響を与えることなく、ノイズ検出配線Ｙ０１及びＹ０２を配置することが可能となる。

【0049】

＜第４の実施形態＞
上記第３の実施形態では、２本のノイズ検出配線によって検出されるノイズ値が平均化される構成を示したが、本実施形態では、２本のノイズ検出配線に対応して信号配線Ｙがグループ分けされてグループ毎にノイズキャンセルの処理が行われる構成を示す。

【0050】

図１０に、本実施形態による２次元センサ１のブロック図を示す。本実施形態において、第１〜第３の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本実施形態においては、ノイズ検出配線Ｙ０１及びＹ０２がセンサアレイ２の両端外側に配置され、検出回路４が検出回路４−１及び４−２に分割される。検出回路４−１及び４−２の各々の構成は、第１〜第３の実施形態における検出回路４と実質的に同様である。

【0051】

検出回路４−１は信号配線Ｙ１〜Ｙｋ及びノイズ検出配線Ｙ０１のグループに接続され、検出回路４−２は信号配線Ｙｋ＋１〜Ｙｎ及びノイズ検出配線Ｙ０２のグループに接続される。なお、ｋは１＜ｋ＜ｎの任意の値をとり得る。図１０においては、信号配線Ｙの分割位置がセンサアレイ２の中央付近に配置される（すなわち、ｋが１とｎの中央値付近の値である）構成を示すが、信号配線Ｙの分割位置はこれに限られない。

【0052】

検出回路４−１は、上記各実施形態の検出回路４と実質的に同様の処理により、信号配線Ｙ１〜Ｙｋに対応する検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｋ）及びノイズ検出配線Ｙ０１に対応するノイズ値Ｎ（１）を制御回路５に転送する。検出回路４−２も、同様にして、信号配線Ｙｋ＋１〜Ｙｎに対応する検出値Ｄ（ｋ＋１）〜Ｄ（ｎ）及びノイズ検出配線Ｙ０２に対応するノイズ値Ｎ（２）を制御回路５に転送する。なお、説明の便宜上、検出回路４が２つのブロックの回路として示されているが、検出回路４が１つのブロックの回路で構成されて、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）並びにノイズ値Ｎ（１）及びＮ（２）が適宜の順序で制御回路５に転送されるようにしてもよい。

【0053】

制御回路５において、減算処理部５１は、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｋ）からそれぞれノイズ値Ｎ（１）を減算して補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄ（ｋ）を生成し、検出値Ｄ（ｋ＋１）〜Ｄ（ｎ）からそれぞれノイズ値Ｎ（２）を減算して補正検出値Ｄｃ（ｋ＋１）〜Ｄｃ（ｎ）を生成する。減算処理部５１は、各転送回路４３から転送されてくるデータの順序から検出値とノイズ値を識別可能なものとする。これにより、１行分の補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（ｎ）（圧力分布データ）が取得される。その後の２次元の面圧力分布データ取得のための処理は、第１の実施形態と同様である。すなわち、走査同期部５２は、減算処理部５１における減算処理に係る補正検出値と走査されている行とを対応させた走査行情報を生成する。分布決定部５３は、減算処理部５１から生成される圧力分布データ及び走査同期部５２からの走査行情報に基づいて面圧力分布データを生成する。

【0054】

以上のように、本実施形態では、ノイズ検出配線が、異なる位置に配置された２本のノイズ検出配線Ｙ０１及びＹ０２からなる。各々がノイズ検出配線Ｙ０１及びＹ０２のうちの１本及び信号配線Ｙ１〜Ｙｎのうちの１本以上の信号配線Ｙを含むように、信号配線Ｙ１〜Ｙｎが２つのグループに分けられる。制御回路５が、各グループについて、信号配線Ｙの電圧に基づく各検出値からノイズ検出配線Ｙ０１又はＹ０２の電圧に基づくノイズ値Ｎ（１）又はＮ（２）をそれぞれ減算して各補正検出値を生成し、この補正検出値に基づいて圧力分布データを出力する。これにより、外来ノイズに位置的な分布がある場合でも、グループ毎に検出値のきめ細かい補正が可能となる。

【0055】

＜第５の実施形態＞
上記第１〜第４の実施形態では、ノイズ検出配線がセンサアレイ２の外部に配置される構成を示したが、本実施形態では、ノイズ検出配線が信号配線Ｙ上に配置される構成を示す。

【0056】

図１１に、本実施形態による２次元センサ１のブロック図を示す。本実施形態において、第１〜第４の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本実施形態においては、ノイズ検出配線Ｙ０が信号配線Ｙｋ上に配置される。

【0057】

ノイズ検出配線Ｙ０は、センサアレイ２に垂直な方向からの上面視において信号配線Ｙｋと重なり、かつ信号配線Ｙｋから電気的に絶縁されて配置される。ｋは、１≦ｋ≦ｎの任意の値をとり得る。図１１においては、ノイズ検出配線Ｙ０がセンサアレイ２の中央付近に配置される（すなわち、ｋが１とｎの中央値付近の値である）構成を示すが、ノイズ検出配線Ｙ０が配置される列はこれに限られない。

【0058】

図１２に、本実施形態における圧力検知部２０の模式断面図を示す。図１２に示すように、ノイズ検出配線Ｙ０は、絶縁層２０４を介して信号配線Ｙｋ上に配置される。これにより、センサアレイ２が適用され得る表示画面において、表示のための開口度を減少させることはなく、視認性が確保される。なお、信号配線Ｙの幅とノイズ検出配線Ｙ０の幅は同じでなくてもよい。検出回路４及び制御回路５における処理は、第１の実施形態と同様である。

【0059】

以上のように、本実施形態では、ノイズ検出配線Ｙ０が、センサアレイ２に対して垂直な方向からの視方向において信号配線Ｙ１〜Ｙｎのうちの所定の信号配線Ｙｋと重なり、かつ所定の信号配線と電気的に絶縁されるように配置される。これにより、ノイズ検出配線Ｙ０の配置の自由度が増し、外来ノイズの検知により適した位置にノイズ検出配線Ｙ０を配置することができる。したがって、外来ノイズに対する検出値の補正精度が向上し得る。

【0060】

＜第６の実施形態＞
第５の実施形態では、１本のノイズ検出配線が適用される構成を示したが、本実施形態では複数のノイズ検出配線が適用され、複数のノイズ検出配線によって検出されるノイズ値が平均化される構成を示す。

【0061】

図１３に、本実施形態による２次元センサ１のブロック図を示す。本実施形態において、第１〜第５の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本実施形態においては、ノイズ検出配線Ｙ０１〜Ｙ０ｐが、所定の信号配線Ｙ上に配置される。なお、ノイズ検出配線Ｙ０１〜Ｙ０ｐを総称して又はいずれか１つを代表してノイズ検出配線Ｙ０というものとする。

【0062】

ノイズ検出配線Ｙ０１〜Ｙ０ｐの各々は、センサアレイ２に垂直な方向からの上面視において対応する所定の信号配線Ｙと重なり、かつ信号配線Ｙから電気的に絶縁されて配置される。所定の信号配線Ｙにおける圧力検知部２０の模式断面図は、第５の実施形態（図１２）と同様である。図１３においては、ｎが偶数であるものとしてｐ＝ｎ／２としているが、ｐは、１＜ｐ≦ｎの任意の値をとり得る。なお、ｐ＝ｎの場合には、全ての信号配線Ｙに対応してノイズ検出配線Ｙ０が配置されることになる。また、ノイズ検出配線Ｙ０１〜Ｙ１ｐは等間隔に配置されてもよいし、中央付近、両端付近などに偏重して配置されてもよい。

【0063】

検出回路４において、信号配線Ｙ１〜Ｙｎに対応する各Ａ／Ｄ変換回路４２は、アナログ値の検出電圧をそれぞれデジタル値の検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）に変換する。同様に、ノイズ検出配線Ｙ０１〜Ｙ０ｐに対応する各Ａ／Ｄ変換回路４２は、アナログ値のノイズ電圧をそれぞれデジタル値のノイズ値Ｎ（１）〜Ｎ（ｐ）に変換する。転送回路４３は、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）及びノイズ値Ｎ（１）〜Ｎ（ｐ）を制御回路５に出力する。

【0064】

制御回路５において、減算処理部５１は、ノイズ値Ｎを、Ｎ＝（Ｎ（１）＋Ｎ（２）＋・・・＋Ｎ（ｐ））／ｐとして演算し（すなわち、平均化し）、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）からそれぞれノイズ値Ｎを減算して補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（ｎ）（圧力分布データ）を生成する。減算処理部５１は、転送回路４３から転送されてくるデータの順序から検出値とノイズ値を識別可能なものとする。その後の２次元の面圧力分布データ取得のための処理は、第１の実施形態と同様である。すなわち、分布決定部５３は、減算処理部５１から生成される圧力分布データ及び走査同期部５２からの走査行情報に基づいて面圧力分布データを生成する。

【0065】

なお、本実施形態では、ノイズ値Ｎの導出（平均値取得）が制御回路５において実行される構成としているが、ノイズ値Ｎの導出は検出回路４の内部で実行されてからノイズ値Ｎが検出回路４から制御回路５に転送されるようにしてもよい。

【0066】

以上のように、本実施形態では、ノイズ検出配線Ｙ０が、異なる位置に配置された複数のノイズ検出配線Ｙ０１〜Ｙ０ｐからなり、ノイズ値Ｎが、ノイズ検出配線Ｙ０１〜Ｙ０ｐに対応するノイズ値Ｎ（１）〜Ｎ（ｐ）の平均値となるように構成される。これにより、外来ノイズに位置的な分布（図面において横方向の分布）がある場合でも、外来ノイズに対する検出値の補正精度がより向上し得る。

【0067】

＜第７の実施形態＞
上記第６の実施形態では、複数のノイズ検出配線によって検出されるノイズ値が平均化される構成を示したが、本実施形態では、複数のノイズ検出配線に対応して信号配線Ｙがグループ分けされる構成を示す。

【0068】

図１４に、本実施形態による２次元センサ１のブロック図を示す。本実施形態において、第１〜第６の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本実施形態においては、センサアレイ２、ノイズ検出配線Ｙ０及び検出回路４がｐ個のグループＧ１〜Ｇｐに分けられる。図１４においては、グループＧｑについてのみセンサアレイ２及び検出回路４の構成を示すが、他のグループの構成も同様である。なお、ｑは、１≦ｑ≦ｐの任意の値である。

【0069】

グループＧｑは、信号配線Ｙｋ−１〜Ｙｋ＋１及びそれぞれに対応する圧力検知部２０、ノイズ検出配線Ｙ０ｑ並びに検出回路４−ｑを含む。なお、２≦ｋ≦ｎ−１であるものとする。ノイズ検出配線Ｙ０ｑは、信号配線Ｙｋ上に配置される。図１４の例では、１つのグループにおいて１本のノイズ検出配線Ｙ０に対して３本の信号配線Ｙが含まれる構成を示すが、１本のノイズ検出配線Ｙ０に対する信号配線Ｙの本数は適宜変更され得る。また、本例では、１つのグループ内でノイズ検出配線Ｙ０が中央の信号配線Ｙ上に配置される構成を示すが、１つのグループ内でノイズ検出配線Ｙ０はいずれの信号配線Ｙ上に配置されてもよい。また、各グループに含まれる信号配線Ｙの本数は、グループ間で同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0070】

検出回路４−ｑは、上記各実施形態の検出回路４と同様に、検出値Ｄ（ｋ−１）〜Ｄ（ｋ＋１）及びノイズ値Ｎ（ｑ）を制御回路５に転送する。他の検出回路も同様にして、制御回路５には、グループＧ１〜Ｇｑについての検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）及びノイズ値Ｎ（１）〜Ｎ（ｐ）が入力される。

【0071】

検出回路４−ｑに関しては、制御回路５の減算処理部５１は、検出値Ｄ（ｋ−１）〜Ｄ（ｋ＋１）からそれぞれノイズ値Ｎ（ｑ）を減算して補正検出値Ｄｃ（ｋ−１）〜Ｄｃ（ｋ＋１）を生成する。減算処理部５１は、各転送回路４３から転送されてくるデータの順序から検出値とノイズ値を識別可能なものとする。制御回路５は、上記処理をグループＧ１〜Ｇｐについて実行する。これにより、補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（ｎ）（圧力分布データ）が得られる。その後の２次元の面圧力分布データ取得のための処理は、第１の実施形態と同様である。すなわち、分布決定部５３は、減算処理部５１から生成される圧力分布データ及び走査同期部５２からの走査行情報に基づいて面圧力分布データを生成する。

【0072】

以上のように、本実施形態では、ノイズ検出配線が、異なる位置に配置された複数のノイズ検出配線Ｙ０１〜Ｙ０ｐからなる。各々がノイズ検出配線Ｙ０１〜Ｙ０ｐのうちの１本及び信号配線Ｙ１〜Ｙｎのうちの１本以上の信号配線Ｙを含むように、信号配線Ｙ１〜Ｙｎが複数のグループＧ１〜Ｇｑに分けられる。制御回路５が、各グループについて、信号配線Ｙの電圧に基づく各検出値から対応するノイズ検出配線の電圧に基づくノイズ値をそれぞれ減算して各補正検出値を生成し、この補正検出値に基づいて圧力分布データを出力するように構成される。これにより、外来ノイズに位置的な分布（図面において横方向の分布）がある場合でも、外来ノイズに対する検出値のよりきめ細かい補正が可能となる。

【0073】

＜第８の実施形態＞
上記第１〜第７の実施形態では、信号配線Ｙとは別個のノイズ検出配線Ｙ０が配置される構成を示したが、本実施形態では、信号配線Ｙとノイズ検出配線Ｙ０とが分離されずにノイズ検出配線Ｙ０が走査毎に可変とされる構成を示す。

【0074】

図１５に、本実施形態による２次元センサ１のブロック図を示す。本実施形態において、第１〜第７の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本実施形態では、少なくとも１本のダミー検知部２５が各行に対して設けられる。なお、第２の実施形態において示したように、ダミー検知部２５は、圧力検知部２０の構成要素の一部又は全部を欠いた構成に相当する。

【0075】

ダミー検知部２５の配置には種々の態様があり得る。例えば、図１５に示すように、ダミー検知部２５は、信号配線Ｙ１上の奇数行の選択配線Ｘのすべて（Ｘ１、Ｘ３、Ｘ５・・・）及び信号配線Ｙｎ上の偶数行の選択配線Ｘのすべて（Ｘ２、Ｘ４、Ｘ６・・・）に対応して配置されてもよい（本例ではｍは偶数であるものとする）。この場合、走査行がＸ１、Ｘ３、Ｘ５・・・である場合には信号配線Ｙ１がノイズ検出配線Ｙ０となり、走査行がＸ２、Ｘ４、Ｘ６・・・である場合には信号配線Ｙｎがノイズ検出配線Ｙ０となる。

【0076】

あるいは、ダミー検知部２５は、センサアレイ２内で、より分散されて配置されてもよい。例えば、ｍ≦ｎの場合に、選択配線Ｘｉと信号配線Ｙｊの交点を座標（Ｘｉ、Ｙｊ）として示す場合に、（１、１）、（２、２）、（３、３）、・・・（ｍ、ｍ）の位置にダミー検知部２５が配置されてもよい。この場合、走査行がＸ１である場合には信号配線Ｙ１がノイズ検出配線Ｙ０となり、走査行がＸ２である場合には信号配線Ｙ２がノイズ検出配線Ｙ０となり、他の選択行についても同様にして、走査行がＸｍである場合には信号配線Ｙｍがノイズ検出配線Ｙ０となる。

【0077】

なお、本実施形態では、当初の信号配線数ｎの範囲内（すなわち、信号配線Ｙ１〜Ｙｎの範囲内）で可変のノイズ検出配線Ｙ０を設け、圧力検知部２０が若干間引かれる構成を示している。一方、当初の信号配線数ｎを増加して（例えば、信号配線Ｙ１〜Ｙｎ＋２などとして）その範囲内で可変のノイズ検出配線Ｙ０を設け、圧力検知部２０の数が当初の構成から間引かれないようにしてもよい。

【0078】

また、１行に対して２以上のダミー検知部２５が設けられる場合には、当該２以上のダミー検知部２５が属する列に対応するノイズ値が平均化されるようにしてもよいし（第３又は第６の実施形態参照）、当該２以上のダミー検知部２５が属する列毎に検出回路４及び制御回路５の処理が分割されてもよい（第４又は第７の実施形態参照）。なお、以降の説明において、第ｋ列がノイズ検出配線Ｙ０となる場合の信号配線Ｙを信号配線Ｙｋというものとする。

【0079】

検出回路４において、各Ａ／Ｄ変換回路４２は、抵抗４１で検出されるアナログ値の電圧をそれぞれデジタル値の検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）（潜在的にノイズ値Ｎとなる検出値Ｄ（ｋ）を含む）に変換する。転送回路４３は、この検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）を制御回路５に出力する。例えば、図１５に示す例において、走査行がＸ３である場合には、Ｎ（Ｄ（１））、Ｄ（２）、Ｄ（３）、Ｄ（４）、・・・、Ｄ（ｎ）の順又はその逆の順に、検出回路４から制御回路５に値が転送される。ただし、この時点において、検出回路４において、いずれの信号配線Ｙがノイズ検出配線Ｙ０となっているかについては認識されていない。

【0080】

制御回路５において、走査同期部５２は、減算処理部５１における減算処理に係る補正検出値と走査されている行とを対応させた走査行情報を生成する。減算処理部５１は、走査行情報から、検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）（検出値Ｄ（ｋ）を除く）とノイズ値Ｎ（検出値Ｄ（ｋ））とを識別し、各検出値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）からそれぞれノイズ値Ｎを減算して補正検出値Ｄｃ（１）〜Ｄｃ（ｎ）（１行分の圧力分布データ）を生成する。分布決定部５３は、減算処理部５１から生成される圧力分布データ及び走査同期部５２からの走査行情報に基づいて２次元の面圧力分布データを生成する。

【0081】

以上のように、本実施形態では、センサアレイ２の各行に対してダミー検知部２５が設けられ、ダミー検知部２５の各々が、定電圧源２１、センサ材料２２並びにＴＦＴ２３の少なくとも１つが形成されていない圧力検知部２０に相当する。さらに、制御回路５が、垂直走査回路３及び選択配線Ｘ１〜Ｘｍ（走査手段）によって走査されているダミー検知部２５が属する列ｋがノイズ検出配線Ｙ０に対応するとともに、走査手段によって走査されている圧力検知部２０が属する列（ｋを除く１〜ｎ）が複数の信号配線Ｙに対応するものとして圧力分布データを生成する。これにより、センサ解像度の向上よりもノイズ低減が優先される場合に、追加の構成要素を要することなく、外来ノイズの影響が低減された圧力分布を取得可能な２次元センサ１が実現される。

【0082】

＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。

【0083】

（１）２次元センサ１の適用に関する変形
上記各実施形態においては、２次元センサ１が、負荷として圧力を検出するタッチセンサである場合を説明したが、本発明の２次元センサ１の適用対象はこれに限られない。例えば、２次元センサ１は、圧力検知部２０の代わりに温度検知部が設けられた２次元の温度センサにも適用可能である。この場合、温度検知部におけるセンサ材料２２は、温度の上昇に対して抵抗値が増加又は減少する素子であればよい。

【0084】

（２）圧力検知部２０の極性に関する変形
上記各実施形態では、定電圧源２１が電源電圧ＶＤＤであり、ＴＦＴ２３がＮＰＮ型のトランジスタであり、信号配線Ｙの終端が抵抗４１を介して接地される構成と示した。一方、定電圧源２１が接地され（すなわち、グランドであり）、ＴＦＴ２３がＰＮＰ型のトランジスタであり、信号配線Ｙの終端が抵抗４１を介して電源電圧ＶＤＤに接続される構成も可能である。この場合、選択配線Ｘにおける選択信号の極性は反転される。また、上記各実施形態では、センサ材料２２が、付加される圧力の増加に対して抵抗値を増加させる素子であるものとして説明したが、付加される圧力の増加に対して抵抗値を減少させる素子であってもよい。この場合、制御回路５の分布決定部５３から出力される圧力分布データの極性が反転される。

【0085】

（３）実施形態間の組合せに関する変形
上記各実施形態を個別のものとして記載したが、各実施形態は適宜相互に組み合わせて適用可能である。例えば、複数のノイズ検出配線Ｙ０が設けられる場合に、その一部が第１の実施形態と同様に配線のみで構成され、その他が第２の実施形態と同様にダミー検知部２５に接続された配線で構成されてもよい。また、複数のノイズ検出配線Ｙ０が設けられる場合に、その一部が第１〜第４の実施形態のいずれかのようにセンサアレイ２の外部に設けられ、その他が第５〜第８の実施形態のいずれかのようにセンサアレイ２の内部に設けられてもよい。その他、実施形態間での種々の組合せが可能である。

【符号の説明】

【0086】

１ ２次元センサ
２ センサアレイ
３ 垂直走査回路
４、４−１〜４−ｐ 検出回路
５ 制御回路
２０ 圧力検知部（検知部）
２１ 定電圧源
２２ センサ材料
２３ ＴＦＴ
２５ ダミー検知部
Ｘ、Ｘ１〜Ｘｍ 選択配線
Ｙ、Ｙ１〜Ｙｎ 信号配線
Ｙ０、Ｙ０１〜Ｙ０ｐ ノイズ検出配線

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】