9.21 Сурет
Матрицалық фотосенсорлі модульдің басқару схемасы
9.22
сурет
Интегралданған көпфункционалды интерфейс негізінде
ThinSight интерфейстің қолдану нұсқалары.
Ұсынылған әдіс негізінде мынадай кілттік кезеңдер бар ;
a-Si транзистордың фотосезгіштігі;
сенсорлы матрица технологиясы мен аморфты кремний негізіндегі активті матрица адресация технологиясымен сәйкес келеді;
сурет сигналының сандық өңделуі;
қымбат емес сенсорлық матрица драйверін құру интегралды технологиясы.
Оптикалық сенсорлі панельдің конструкциясы дисплейге матрицалық көрініс датчик
орнатылғанын көрсетеді.Бұндай конструкцияны құруда адресацияны басқару схемасында фотодатчиктің модулін көрсететін қосымша элементтер формаланады. Толық рұқсат етілімін қамтамасыз ету үшін фотодатчиктің модулін әр пиксельге формаламаса да болады.Осы себептен фототранзистордың матрицасының шагы суреттегі элементтердің шагынан көп.
9
.23
суретте орнатылған фотодатчигі бар
активті адресацияның бір элементінің
структуралық схемасы көрсетілген.”Пайдалы”
сурет курсорлы сілтегіш болып табылады,ол
не контактті перо,не оператордың
саусағының ұшы болуы мүмкін.Сілтегіш
ретінде лазерлі сілтегіштің жарық дағы
қолданылуы мүмкін.Бұл технология
шағылыстырғыш типті дисплейлермен
қатар жарықтандырғыш дисплейларда да
қолданылады.Американдық PlanarSystems
Inc.фирмас серіктестігі диагоналы 86мм
ЖК-дисплейдің TFT негізінде интегралдық
оптикалық сенсорлі экран жасалған
болатын.Фотодатчиктің массиві 60x60
форматта болады.Сенсорлі датчиктердің
шагы 0,96 мм құрайды.Құрылғыны өңдеушілердің
алдына қойған мақсаттары оңай емес;50ден
50000ға дейінгі у кең жарықтандыру кең
диапозонында жұмыспен қамтамасыз ету
керек болды және фонды көлеңкелер
түріндегі артефактарға әсер етуін үзу
керек болды.Одан басқа бірлік өңделген
суретті құру,жанасудың фактін
анықтау,объекттің шекарасын анықтау,үлкен
нақтылықпен жанасу координаталарын
санау керек болды.9.24 суретте көрсетілген
фотосенсорлы матрицамен орнатылған
ЖК-дисплейдің TFT басқару структуралық
схемасы көрсетілген.
Датчиктің фототранзисторлы матрицасын және жанасудың нүкте координаталарын есептеуін басқарылуы бөлек модульде,яғни сенсорлы матрицаның драйверінде орындалады.Драйвердің құрамында жолдың фототоғын санайтын 60-каналды схема және оларды кернеу сигналына түрлендіретін,аналогты сигналдырдың жолын сақтайтын схема мен датчиктегі сигналдардың кезектес коммутациясы үшін 60каналға арналған аналогты мультиплексор ,сигналды процессор және координатаның кодтарын хост-контроллерге жіьеру схемасы кіреді.Сенсорлы құрылғының жұмысы екі фазадан тұрады.Бірінші фазада фотодатчиктің матрицасы жолдық сканирлеуі мен сурет профилінің аналогты оқылуы орындалады.Сурет фон мен сілтегіштің көлеңке контуры кіреді.Екінші фазада сурет сандықталады және өңделуге түседі,нәтижесінде одан фондық суреттің фильтрациясы және сілтегіш көлеңкесінің шығуы байқалады.Сілтегіш көлеңкесінің ауданы үшін курсордың координаталары ретінде қолданылат ауырлық орталықтың(центр тяжести)координатасын анықтау керек болады.
Сонымен қатар сілтегіш көлеңкенің динамикалық ауысуында дисплей бетіне жанасуы фиксироваланады,және сурет объектін таңдау үшін экранды басу арқылы орындалады.Фототоқ мәліметінің оқылуы жолма-жол және ЖК-дисплейдің TFT параллельді орындалады.Фотодатчиктің жолын таңдау үшін дисплей жаймасының (развертка) сигналы қолданылады.Экрандағы пиксельдердің жолын таңдау импульстері өңдіріледі және60 сенсордан тұратын жол таңдалынады.Сигналдардың оқылуы бөлек шыналарды орындалады.Матрицаның сканирлеу жиілігі дисплей жаймасының жиәләгәмен сәйкес келеді және ол 60Гц тен тұрады.Фототоқ оқу шиналары қосымше жасалынады және датчик матрицасының барлық элементтері үшін кернеу шинасы жылжытылады.9.25 суретте фотодатчикпен орнатылған бір пиксельдің адресация схемасы көрсетілген.
9.25 сурет
Матрицаның бір сенсорлы элементінің басқару схемасы
Датчиктің электрлік тізбегі Cп2 фототранзистордың ағынында сақтағыш сыйымдылығы бар фототранзистордан және оқу кілтінен (TFT-оқылуы) тұрады. Оқылу схемасы драйвердің микросхемасында орналасқан.Фототоқтың әрбір 60 каналды оқылуы ,ОК негізінде тоқты кернеуге түрлендіруін көрсетеді,ол тоқ интегратор режимінде жұмыс істейді.ОК кері тізбегінде интегралдайтын сыйымдылықпен разряд кілті қосылаған.Оқылу процесіекі фазадан тұрады-интегралдау және оқылу.
Cп2 сыйымдылығы оқылу кезінде ол Uоп т3рек кернеут тірек кернеуін дейін зарядталады.Оқылу кілті жабылған соң,фотодатчик бекітпесіне түсетін сыйымдылықтың разрядтылығы жарық әсерінен басталады.Разрядталу фотодатчик бекітпесінен кернеу жылжу(смещение) Uсм шинасына дейін орындалады.
Қанығу режимінде фототранзистордың жарықтандырудың үлкен деңгейлерінде Cп сыйымдылық Uсм деңгейлерінде разрядталады. Мәліметтерді оқыған кезде TFT –кілті оқу шинасына сыйымдылықты коммутациялайды. Осы шина бойынша ОК кірісіне келген есте сақтайтын сыйымдылықты айнала қоршаған сыйымдылық ток арқылы зарядталады. ОК шығыс кернеуі интегралдау кезінде сыймдылықтың қоршауында жиналған зарядқа пропорционал. Оқылғаннан кейін интегралданған сыйымдылықтың разрядталуы болады. Оқудың келесі циклнде матрица датчиктерінің келесі жолдың сенсорлы элементі фототоктан зарядталады.
Сыйымдылықтағы зарядты оқу процесінде оның потенциалы бастапқы мәнге жетеді. Мысалы, жылжу кернеуі -5 В, ал тірек кернеуі 5 В болса, онда конденсаторда кернеу 10 В болады.
Конденсатордағы заряд төмендегідей анықталады:
Uсм-фототранзистордың ығысу шинасындағы кернеу,ал Uоп-ОК оң интегралдайтын кірісіндегі тірек кернеуі.
ОК шығысындағы кернеу былай анықталады:
Iф(t)-TFT-транзистордың фототоғы,t0-тоқтың оқылу уақыты,C-конденсатор сыйымдылығы.
Фототоқтың кәдімгі мәні қашаудың фиксироваланған периодтың уақыты үшін қажет,бірақ контактті қауырсынның немесе саусақтың тез жылдамдығы кезінде өзгеруі мүмкін.Шығыс кернеудің максималды мәні:
Экранға жанасу кезінде жарық бөлігінің өтуі сыртқы көзден датчиктегі матрицаның локальдық аумақтары құлыптанады,оларға көлеңке түседі.
Фотодатчиктің матрицасы.
9.26 суретте фотодатчиктің матрицасы орнатылған ЖК-панельдің TFT алдыңғы қиылысы көрсетілген.
