JP2006029987A - Capacitance type detection device and method, and coordinate detecting program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タッチパネルやグライドポイントに使用される静電容量式の検出装置に係わり、特に検出精度を高めるとともに任意の形状からなる操作キーとして使用できるようにした静電容量式の検出装置及び方法並びに座標検出用プログラムに関する。 The present invention relates to a capacitance type detection device used for a touch panel or a glide point, and more particularly to a capacitance type detection device and method which can be used as an operation key having an arbitrary shape while improving detection accuracy. And a coordinate detection program.
本願発明である静電容量式の検出装置に関連する先行技術としては、例えば以下の特許文献1に示すようなパッド型のポインティングデバイスが存在する。
As a prior art related to the capacitance type detection device according to the present invention, for example, there is a pad type pointing device as shown in
特許文献1では、フィルム基板10の下面にX方向に延びるとともにY方向に所定の間隔で配置された複数のX電極x1,x2,…,x15,x16からなるはX電極層20Xが設けられ、このX電極層20Xの表面(下面)に絶縁膜12が形成され、さらに前記絶縁膜12の表面(下面)にY方向に延びるとともにX方向に所定の間隔で配置された複数のY電極y1,y2,…,y15,y16からなるY電極層20Yが形成されている。すなわち、前記X電極層20XとY電極層20Yとが絶縁膜12を介して互いに直交するマトリック状に対向配置された状態でフィルム基板10の下面に設けられている。
In
前記Y電極y1,y2,…,y15,y16およびX電極x1,x2,…,x15,x16は前記絶縁膜12の縁部に設けられたスルーホール、接点および電極などを介して引き出されており、最終的にはフィルム基板10の延長部11の端部Dsに集められ、そこから制御基板回路4の導電部5に接続されている。
前記静電容量式の検出装置は、指などの被検出体を前記X電極層およびY電極層に接近させたときに、前記被検出体と各X電極の間、および前記被検出体と各Y電極との間に形成される静電容量の変化を検出することにより、前記被検出体のX、Y方向の位置を検知するものである。 The capacitance type detection device is configured such that when a detected object such as a finger is brought close to the X electrode layer and the Y electrode layer, the detected object and each X electrode, and the detected object and each By detecting a change in capacitance formed between the Y electrode and the Y electrode, the position of the detected object in the X and Y directions is detected.
したがって、X、Y方向の検出精度を高めるためには、前記被検出体が各X、Y電極以外の電極に接近にしたとき、それら電極と被検出体との間に静電容量が形成されないこと、あるいは例え前記静電容量が形成されたとしてもその変化量が小さいことが必要である。 Therefore, in order to increase the detection accuracy in the X and Y directions, when the detected object approaches the electrodes other than the X and Y electrodes, no capacitance is formed between the electrodes and the detected object. Or, even if the capacitance is formed, the amount of change needs to be small.
しかし、上記従来の静電容量式の検出装置では、前記Y電極y1,y2,…,y15,y16およびX電極x1,x2,…,x15,x16の端部から引き出され、スルーホールまで延びる引き出し線が、前記Y電極やX電極に隣接して配置される構成であるため、前記引き出し線と被検出体との間に静電容量が形成されやすく、しかもその変化量が小さくすることができないため、被検出体のX,Y方向の位置検出の精度を高め難いという問題がある。 However, in the above-described conventional capacitance type detection device, the drawer is extended from the ends of the Y electrodes y1, y2,..., Y15, y16 and the X electrodes x1, x2,. Since the wire is arranged adjacent to the Y electrode or the X electrode, a capacitance is easily formed between the lead wire and the detection object, and the amount of change cannot be reduced. Therefore, there is a problem that it is difficult to improve the accuracy of position detection of the detection target in the X and Y directions.
また上記のような平面パッド型のポインティングデバイスを、例えばゲーム用の十字キーの代わりとして使用しようとすると、十字方向以外の方向の静電容量の変化をも取得してしまうため、操作者がイメージする十字方向への操作を思い通りに行うことができないという問題がある。 In addition, if the flat pad type pointing device as described above is used instead of, for example, a cross key for a game, the change in capacitance in a direction other than the cross direction is also acquired. There is a problem that the operation in the cross direction cannot be performed as intended.
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、センシング領域の近傍に引き出し用の延長線など密集配置したような場合であっても、前記延長線から受ける影響を防止し、座標検出の精度を高めた静電容量式の検出装置を提供することを目的としている。 The present invention is for solving the above-described conventional problems, and prevents the influence from the extension line even when the extension line such as the extension line is arranged close to the sensing area and detects the coordinates. It is an object of the present invention to provide a capacitance type detection device with improved accuracy.
また本発明は、動作モードに応じ、センシング領域の一部を任意の形状からなる操作キーとして使用できるようにした静電容量式の検出装置及び方法並びに座標検出用プログラムを提供することを目的としている。 It is another object of the present invention to provide a capacitance type detection device and method, and a coordinate detection program that can use a part of a sensing area as an operation key having an arbitrary shape according to an operation mode. Yes.
本発明は、プログラムされたコンピュータを用いて座標位置の検出を行う静電容量式の検出装置であって、
被検出体が接触しまたは接近するセンシング領域と、前記センシング領域内に静電容量を座標として形成し且つ前記被検出体の位置を前記静電容量の変化を示すデータ信号として出力する複数のセンサ電極と、個々のセンサ電極と前記センシング領域の外部に設けられた外部回路との間を接続する引き回し用の延長線と、前記センシング領域の近傍に設けられるとともに前記延長線が密集配置された引回し領域と、
前記センシング領域のうち、前記引き回し領域に隣接する所定範囲内の領域を不感帯領域とし、かつ前記不感帯領域以外の領域を動作領域としたときに、
前記センシング領域内のすべての座標におけるデータ信号を取得する検出手段と、
前記検出されたデータ信号が、前記不感帯領域と前記動作領域とのいずれの領域から出力されたものであるかを判別する判別手段と、
前記データ信号が前記動作領域から出力されたものと判別されたときに前記データ信号を用いて前記被検出体の座標位置を特定する座標特定手段と、を有していることを特徴とするものである。
The present invention is a capacitance type detection device that detects a coordinate position using a programmed computer,
A sensing area in which the detection object comes into contact or approaches, and a plurality of sensors that form a capacitance in the sensing area as coordinates and output the position of the detection object as a data signal indicating the change in capacitance An extension line for connecting between the electrodes, the individual sensor electrodes and an external circuit provided outside the sensing area, and an extension line provided in the vicinity of the sensing area and arranged closely Turning area,
Of the sensing area, when the area within a predetermined range adjacent to the routing area is a dead band area, and the area other than the dead band area is an operation area,
Detecting means for acquiring data signals at all coordinates in the sensing region;
Discriminating means for discriminating whether the detected data signal is output from the dead zone area or the operation area;
Coordinate specifying means for specifying the coordinate position of the detected object using the data signal when it is determined that the data signal is output from the operation area. It is.
上記第1の発明では、センシング領域を引回し領域に隣接する不感帯領域と、それ以外の動作領域とにソフトウェアで分離し、前記不感帯領域から検出されるデータ信号を無視して、動作領域のみから検出されるデータ信号のみを座標入力用の基礎データとして使用するようにしたことから、引回し領域から受ける影響を少なくし精度の高い座標検出を実現することができる。 In the first aspect of the invention, the sensing area is separated into the dead zone area adjacent to the routing area and the other operating area by software, and the data signal detected from the dead zone area is ignored, and only from the operating area. Since only the detected data signal is used as basic data for coordinate input, it is possible to realize highly accurate coordinate detection with less influence from the routing area.
また本発明は、プログラムされたコンピュータを用いて座標位置の検出を行う静電容量式の検出装置であって、
被検出体が接触しまたは接近するセンシング領域と、前記センシング領域内に静電容量を座標として形成し且つ前記被検出体の位置を前記静電容量の変化を示すデータ信号として出力する複数のセンサ電極と、
前記センシング領域内に所定の形状からなる境界線を仮想的に形成し、前記境界線の内側と外側の一方を不感帯領域、他方を動作領域としたときに、前記データ信号が前記不感帯領域と前記動作領域とのいずれの領域から出力されたものであるかを判別する判別手段と、
前記データ信号が前記動作領域から出力されたものと判別されたときに前記データ信号を用いて前記被検出体の座標位置の特定を行う座標特定手段と、を有していることを特徴とするものである。
Further, the present invention is a capacitance type detection device that detects a coordinate position using a programmed computer,
A sensing area in which the detection object comes into contact or approaches, and a plurality of sensors that form a capacitance in the sensing area as coordinates and output the position of the detection object as a data signal indicating the change in capacitance Electrodes,
When a boundary line having a predetermined shape is virtually formed in the sensing area, one of the inside and outside of the boundary line is a dead band area, and the other is an operation area, the data signal is the dead band area and the A discriminating means for discriminating from which region the motion region is output;
Coordinate specifying means for specifying the coordinate position of the detected object using the data signal when it is determined that the data signal is output from the operation area. Is.
上記第2の発明では、動作モードに応じ、例えば十字キーを始めとする様々な操作キーとして使用することが可能となるため、操作性および機動性を優れた静電容量式の検出装置を提供できる。 According to the second aspect of the invention, since it can be used as various operation keys such as a cross key in accordance with the operation mode, a capacitance type detection device having excellent operability and mobility is provided. it can.
上記において、前記センシング領域を前記不感帯領域と前記動作領域とに区分けする領域設定手段が設けられているものが好ましい。 In the above, it is preferable that an area setting unit for dividing the sensing area into the dead zone area and the operation area is provided.
すなわち、前記領域設定手段はソフトウェアで構成することができ、この場合の領域設定手段は静電容量式の検出装置の記憶手段(RAM等)内に他の手段(判別手段や座標特定手段)とともに格納されていてもよいし、あるいは前記静電容量式の検出装置をその上位の本体機器(例えばPC等の制御装置など)に取り付ける際に、静電容量式の検出装置と本体機器との間の橋渡しを行うドライバソフト内に前記領域設定手段のみを組み込むようにした構成であってもよい。 That is, the area setting means can be configured by software. In this case, the area setting means is stored together with other means (discriminating means and coordinate specifying means) in the storage means (RAM etc.) of the capacitance type detection device. It may be stored, or when the capacitance type detection device is attached to a higher level main device (for example, a control device such as a PC), the capacitance type detection device is connected to the main device. Alternatively, the configuration may be such that only the region setting means is incorporated in the driver software that performs the bridge.
また前記所定の形状として複数のパターンが用意されており、前記複数のパターンの中から一のパターンが選択可能とされているものが好ましい。 Preferably, a plurality of patterns are prepared as the predetermined shape, and one pattern can be selected from the plurality of patterns.
上記手段では、様々な形状の操作キーを実現できる。
例えば、前記センサ電極は、X方向に延びるとともにY方向に所定の間隔で配置された複数のX電極と、Y方向に延びるとともにX方向に所定の間隔で配置された複数のY電極とが、互いに直交しながらマトリックス状に対向対置されたものとして構成することができる。
With the above means, various shaped operation keys can be realized.
For example, the sensor electrode includes a plurality of X electrodes extending in the X direction and arranged at predetermined intervals in the Y direction, and a plurality of Y electrodes extending in the Y direction and arranged at predetermined intervals in the X direction. It can be configured as opposed to each other in a matrix while orthogonal to each other.
また本発明は、プログラムされたコンピュータによって静電容量式検出装置の座標位置を検出する方法であって、
被検出体が前記静電容量式検出装置に設けられたセンシング領域に接触しまたは接近したときに、前記センシング領域内に静電容量を座標として形成し且つ前記被検出体の位置を前記静電容量の変化を示すデータ信号として検出する工程、
前記センシング領域を不感帯領域と動作領域とに区分けする工程、
前記検出されたデータ信号が、前記不感帯領域と前記動作領域とのいずれの領域から出力されたものであるかを判別する工程、
前記データ信号が前記動作領域から出力されたものと判別されたときに、前記データ信号を用いて前記被検出体の座標位置を特定する工程とを含むことを特徴とするものである。
The present invention is also a method for detecting the coordinate position of a capacitance type detection device by a programmed computer,
When a detected object comes into contact with or approaches a sensing area provided in the capacitance type detection device, an electrostatic capacity is formed as a coordinate in the sensing area, and the position of the detected object is set to the electrostatic area. Detecting as a data signal indicating a change in capacity;
Dividing the sensing area into a dead zone area and an operating area;
Determining whether the detected data signal is output from either the dead zone region or the motion region;
And a step of identifying a coordinate position of the detected object using the data signal when it is determined that the data signal is output from the operation area.
さらに本発明は、静電容量式の検出装置に用いる座標検出用のプログラムであって、
コンピュータを、被検出体が前記静電容量式検出装置に設けられたセンシング領域に接触しまたは接近したときに、前記センシング領域内に静電容量を座標として形成し且つ前記被検出体の位置を前記静電容量の変化を示すデータ信号として検出する検出手段と、
前記センシング領域内の所定の領域を不感帯領域とし、その他の領域を動作領域とに設定したときに、前記検出されたデータ信号が、前記不感帯領域と前記動作領域とのいずれの領域から出力されたものであるかを判別する判別手段と、
前記データ信号が前記動作領域から出力されたものと判別されたときに前記データ信号を用いて前記被検出体の座標位置を特定する座標特定手段として機能させるためのものである。
Furthermore, the present invention is a program for coordinate detection used in a capacitance type detection device,
When the detected object comes into contact with or approaches a sensing area provided in the capacitance type detection device, the computer forms a capacitance in the sensing area as a coordinate and determines the position of the detected object. Detecting means for detecting the change in capacitance as a data signal;
When the predetermined area in the sensing area is set as a dead band area and the other area is set as an operation area, the detected data signal is output from either the dead band area or the operation area. Discrimination means for discriminating whether it is a thing
When it is determined that the data signal is output from the operation region, the data signal is used to function as a coordinate specifying unit that specifies the coordinate position of the detected object.
上記において、前記センシング領域を、前記不感帯領域と前記動作領域とに区分けする領域設定手段を有しているものが好ましい。 In the above, it is preferable to have a region setting means for dividing the sensing region into the dead zone region and the operation region.
本発明の静電容量式の検出装置では、センシング領域のうち、引回し領域に隣接する一部に不感帯領域を設定し、この不感帯領域から検出されるデータ信号を座標入力用の基礎データとして使用しないようにしたことから、引回し領域から受ける影響が少なくなり座標検出の精度を高めることができる。 In the capacitance type detection device of the present invention, a dead zone is set in a part of the sensing zone adjacent to the routing zone, and a data signal detected from the dead zone is used as basic data for coordinate input. As a result, the influence from the routing area is reduced and the accuracy of coordinate detection can be increased.
また本発明では、例えば平面パッド型のポインティングデバイスを十字キーとして使用するなど、動作モードに応じてセンシング領域の一部を任意の操作キーとしての使用を可能とすることにより、操作性および機動性に優れた静電容量式の検出装置を提供することができる。 In the present invention, a part of the sensing area can be used as an arbitrary operation key according to the operation mode, for example, using a flat pad type pointing device as a cross key. It is possible to provide a capacitance type detection device excellent in the above.
図1は本発明の第1の実施の形態を示す静電容量式の検出装置を示す概略構成図、図2は図1のII−II線における断面図、図3はカバーシートの操作面を示すとともにセンシング領域を拡大して示す図1同様の概略構成図、図4は静電容量式の検出装置の動作を示すフローチャートである。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a capacitance type detection device showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is an operation surface of a cover sheet. FIG. 4 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 1 showing an enlarged sensing area and FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the capacitance type detection device.
図1に示すように、この静電容量式の検出装置10はY方向に延びるとともにX方向に所定の間隔で配置された複数のX電極(センサ電極)x1,x2,・・・,xnと、同じくX方向に延びるとともにY方向に所定の間隔で配置された複数のY電極(センサ電極)y1,y2,・・・,ynとを有している。
As shown in FIG. 1, this capacitance
図2に示すように、前記複数のX電極x1,x2,・・・,xnは誘電シート11の一方の面(裏面)に設けられており、前記複数のY電極y1,y2,・・・,ynは前記誘電シート11の他方の面(表面)に設けられている。すなわち、前記複数のX電極x1,x2,・・・,xnと前記複数のY電極y1,y2,・・・,ynとは前記誘電シート11を介して互いに直交するマトリックス状に対向対置されている。このため、前記X電極x1,x2,・・・,xnと前記複数のY電極y1,y2,・・・,ynとの間に静電容量Cを形成することが可能とされている。 As shown in FIG. 2, the plurality of X electrodes x1, x2,..., Xn are provided on one surface (rear surface) of the dielectric sheet 11, and the plurality of Y electrodes y1, y2,. , Yn are provided on the other surface (surface) of the dielectric sheet 11. That is, the plurality of X electrodes x1, x2, ..., xn and the plurality of Y electrodes y1, y2, ..., yn are opposed to each other in a matrix form orthogonal to each other via the dielectric sheet 11. Yes. Therefore, a capacitance C can be formed between the X electrodes x1, x2,..., Xn and the plurality of Y electrodes y1, y2,.
前記誘電シート11の一方の面の上には、前記複数のX電極x1,x2,・・・,xnを覆う絶縁膜13が形成され、同様に前記誘電シート11の他方の面の下には、前記複数のY電極y1,y2,・・・,ynを覆う絶縁膜12が形成されている。そして、前記絶縁膜12の上層にはカバーシート15が固定されており、前記絶縁膜13の下層には基板14が固定されている。前記絶縁膜12とカバーシート15との間の固定、および前記絶縁膜13と基板14との固定は接着剤などを用いて行われるが、前記絶縁膜12,13自体が接着剤であってもよい。
An insulating film 13 covering the plurality of X electrodes x1, x2,..., Xn is formed on one surface of the dielectric sheet 11, and similarly below the other surface of the dielectric sheet 11. An insulating
前記カバーシート15は、例えばポリエステル樹脂などで形成されている、その表面(Z1側の面)が指などの被検出体が接触し且つ摺動する操作面15aである。前記複数のY電極y1,y2,・・・,ynと前記複数のX電極x1,x2,・・・,xnとは前記操作面15aの下面側の位置にマトリックス状に配置されており、図1および図2に示すようにカバーシート15と対向する部分のうち、XY平面内においてそれぞれ両端に位置する4本の電極線、すなわちX電極x1、電極Xn、Y電極y1およびY電極ynによって囲まれる領域が静電容量式の検出装置10のセンシング領域Aとされている。
The cover sheet 15 is formed of, for example, a polyester resin, and the surface (the surface on the Z1 side) is an
図1に示すように前記複数のX電極x1,x2,・・・,xnの端部は、センシング領域Aから図示Y2側の外部にそれぞれ引き出される延長線Xaを有している。各延長線Xaは、前記センシング領域Aに隣接する引回し領域Bx内に密集配線されており、前記引回し領域Bxを介してマルチプレクサなどで構成される切換え手段21Xに接続されている。同様に、前記複数のY電極y1,y2,・・・,ynの端部は、それぞれ延長線Yaとしてセンシング領域Aの外部に隣接して設けられた引回し領域Byに内に密集配線されており、この引回し領域By介して外部に設けられた切換え手段21Yに接続されている。 As shown in FIG. 1, the ends of the plurality of X electrodes x1, x2,..., Xn have extension lines Xa that are drawn from the sensing area A to the outside on the Y2 side in the drawing. Each extension line Xa is densely wired in the routing area Bx adjacent to the sensing area A, and is connected to the switching means 21X configured by a multiplexer or the like via the routing area Bx. Similarly, the ends of the plurality of Y electrodes y1, y2,..., Yn are densely wired in the routing area By provided adjacent to the outside of the sensing area A as the extension line Ya. The switching means 21Y provided outside is connected via the routing area By.
前記一方の切換え手段21Yには発振手段23に接続されており、この発振手段23から前記Y電極y1,y2,・・・,ynに対し、所定の電圧を選択的に印加することができるようになっている。また前記他方の切換え手段21Xには増幅手段24が接続されており、その出力はA/D変換手段25を介して静電容量式の検出装置10の外部に設けられた機器本体側のコンピュータ30(PC等の制御装置)に接続されている。
The one switching means 21Y is connected to an oscillating means 23 so that a predetermined voltage can be selectively applied from the oscillating means 23 to the Y electrodes y1, y2,. It has become. The other switching means 21X is connected to an amplifying means 24, and the output of the amplifying means 24 is provided outside the capacitance
また静電容量式の検出装置10はRAMなどからなる記憶手段26を有しており、この記憶手段26内には前記検出装置10とコンピュータ30との間の橋渡しを行うドライバソフトが格納されている。前記ドライバソフトとしては、後述するように検出装置10を駆動させてデータ信号を取得するための検出処理の他に、領域設定処理、判別処理、位置特定処理など各種のプログラムモジュールがある。
The electrostatic capacitance
なお、前記ドライバソフトは、そのすべてがコンピュータ30のメモリ部30Bにインストールされている構成であってもよいし、後述するように領域設定処理のみがメモリ部30Bにインストールされた構成であってもよい。
Note that all of the driver software may be installed in the
前記コンピュータ30は主としてCPUからなる中央制御部30Aとメモリ部30Bなどを有しており、前記中央制御部30Aは静電容量式の検出装置10の前記A/D変換手段25から出力されるデータ信号を取得するだけでなく、例えば前記切換え手段21X,21Yの切り換えのタイミングなどを設定することが可能とされている。なお、前記発振手段23はコンピュータ30側から出力されるクロック信号に基づいて駆動されるものが好ましい。また前記メモリ部30Bには、OS(オペレーティングシステム)の他に、各種のアプリケーションソフトおよび前記中央制御部30Aを所定の処理手順(アルゴリズム)にしたがって動作させる各種のプログラムモジュール(領域設定処理、検出処理、判別処理、位置特定処理など)が格納されている。
The
前記増幅手段24は切換え手段21Xに現れる電圧を所定の利得で増幅する機能を有し、またA/D変換手段25は増幅後の電圧(アナログ値)を所定のサンプリング周期でディジタル値に変換する機能を有している。なお、前記増幅手段24とA/D変換手段25との間に不要なノイズを除去するフィルタ手段を設けた構成であってもよい。 The amplification means 24 has a function of amplifying the voltage appearing at the switching means 21X with a predetermined gain, and the A / D conversion means 25 converts the amplified voltage (analog value) into a digital value at a predetermined sampling period. It has a function. In addition, a configuration in which filter means for removing unnecessary noise is provided between the amplifying means 24 and the A / D converting means 25 may be adopted.
上記静電容量式の検出装置10の動作について説明する。
前記静電容量式の検出装置10における座標位置の検出は、前記中央制御部30Aが前記メモリ部30Bに格納されているプログラムに記述されたアルゴリズムにしたがう検出処理により行われる。すなわち、中央制御部30Aは前記切換え手段21Yと切換え手段21Xとを動作させ、先ず前記切換え手段21YのスイッチSW1をオンさせ、この状態で前記切換え手段21X側のスイッチをSW1からSWnまで順次オンさせる。
The operation of the capacitance
The detection of the coordinate position in the capacitance
発振手段23から前記Y電極y1に所定の電圧からなるパルス信号が、前記切換え手段21X側のスイッチSW1からSWnの切り換えのタイミングに合わせた周波数で入力されると、各Y電極y1とこれに対向してマトリックス状に配置された各X電極x1,x2,・・・,xnとの間に誘電束が順次発生し、各電極間に前記静電容量Cが順次形成される。このため、順次発生する静電容量Cを介して前記X電極x1,x2,・・・,xn側に電圧が順次印加される。 When a pulse signal having a predetermined voltage is input from the oscillating means 23 to the Y electrode y1, at a frequency that matches the switching timing of the switches SW1 to SWn on the switching means 21X side, each Y electrode is opposed to the Y1. Thus, a dielectric flux is sequentially generated between the X electrodes x1, x2,..., Xn arranged in a matrix, and the capacitance C is sequentially formed between the electrodes. Therefore, voltages are sequentially applied to the X electrodes x1, x2,.
同様に、スイッチSW2がオンする状態に前記切換え手段21Yが切り換えられ、この状態で前記切換え手段21X側のスイッチをSW1からSWnまで順次切り換える。次にスイッチSW3がオンする状態に前記切換え手段21Yが切り換えられ、この状態で前記切換え手段21X側のスイッチをSW1からSWnまで順次切り換える。このように、前記検出処理では、中央制御部30Aの指令により前記切換え手段21Yのスイッチを1度切り換えるたびに、前記切換え手段21X側のスイッチをSW1からSWnまで順次切り換えるという動作が繰り返される。よって、マトリックス状態に配置されたX電極x1,x2,・・・,xnとY電極、y1,y2,・・・,ynとが交差する部分に所定の周波数で電圧が印加されることにより、前記交差部分に静電容量Cが所定の周波数で形成される。
Similarly, the switching means 21Y is switched to the state in which the switch SW2 is turned on, and the switch on the switching means 21X side is sequentially switched from SW1 to SWn in this state. Next, the switching means 21Y is switched to the state in which the switch SW3 is turned on, and in this state, the switch on the switching means 21X side is sequentially switched from SW1 to SWn. Thus, in the detection process, every time the switch of the switching means 21Y is switched once by a command from the
ここで、指などの被検出体を前記カバーシート15の操作面15a上の任意の位置に接触または接近させると、被検出体が接近したX電極から前記誘電束の一部が被検出体に引き抜かれ、被検出体の近傍に位置する前記静電容量が減少させられる。このため、前記順次マトリックス状に形成される静電容量Cの大きさが部分的に変化するため、被検出体に対応する前記X電極x1,x2,・・・,xnからはその変化量に応じた電圧が検出される。このとき検出される電圧値は、前記被検出体からの距離が近いほど一定の電圧値から低くなる電圧値として検出され、距離が遠い電極ほど前記一定の電圧値として検出される。
Here, when a detection object such as a finger is brought into contact with or close to an arbitrary position on the
各X電極x1,x2,・・・,xnに表れる各電圧は、前記切換え手段21XのスイッチSW1からSWnまでの切り換えのタイミングに応じて前記増幅手段24に入力され、この増幅手段24において所定のゲインで増幅された後にA/D変換手段25に入力される。前記A/D変換手段25は、少なくとも前記切換え手段21Xの切り換え周波数以上の変換周波数で前記増幅後の各電圧をデジタル・データ信号Dに変換した後、前記データ信号Dを中央制御部30Aに送付する。そして、前記中央制御部30Aは前記A/D変換手段25から順次送出される前記データ信号Dを解析することにより、操作面15aに位置する被検出体の座標位置(X−Y平面上の位置)の決定を行えるようになっている。
Each voltage appearing on each of the X electrodes x1, x2,..., Xn is input to the amplifying means 24 in accordance with the switching timing of the switching means 21X from the switches SW1 to SWn. After being amplified by the gain, it is input to the A / D conversion means 25. The A / D conversion means 25 converts each amplified voltage into a digital data signal D at a conversion frequency equal to or higher than the switching frequency of the switching means 21X, and then sends the data signal D to the
ところで、上記のようにY電極には、引回し領域Byに延びる複数の延長線Yaが接続されている。したがって、指などの被検出体を引回し領域Byに接近させると、前記センシング領域Aのうち前記引回し領域Byに隣接する位置に配置されているX電極(例えばX電極x1やx2)と、前記被検出体が接近したいずれかの延長線Yaと、によって静電容量Cが形成されてしまうことがある。このため、被検出体をセンシング領域A以外の引回し領域By上に接触等させたにもかかわらず、あたかも被検出体がセンシング領域A上(X電極x1やx2に対応する位置)に接触したことを示すエラーデータ信号が検出され、このエラーデータ信号に基づいて生成された座標位置が前記中央制御部30Aから出力されてしまうおそれがある。
Incidentally, as described above, a plurality of extension lines Ya extending to the routing area By are connected to the Y electrode. Therefore, when an object to be detected such as a finger is brought close to the routing area By, an X electrode (for example, an X electrode x1 or x2) disposed at a position adjacent to the routing area By in the sensing area A; A capacitance C may be formed by any extension line Ya that the detected object approaches. For this reason, the object to be detected is in contact with the sensing area A (position corresponding to the X electrodes x1 and x2) even though the object to be detected is brought into contact with the routing area By other than the sensing area A. An error data signal indicating this may be detected, and a coordinate position generated based on the error data signal may be output from the
そこで、本願発明では、中央制御部30Aが、引回し領域Byから一定の範囲内に設けられたX電極、例えばX電極x1やx2から取得されるデータ信号Dを無視し、座標位置を検出するための基礎データとして使用しないようにしている。
Therefore, in the present invention, the
すなわち、中央制御部30Aは最初に前記のような検出処理を行うのではなく、図4に示すように領域設定処理(ST1)を行い、その後に検出処理(ST2)、判別処理(ST3)、座標特定処理(ST4)を行うようにしている。
That is, the
最初に領域設定処理(ST1)について説明する。なお、図3に示すように、カバーシート15の操作面15aに対向し、且つ座標(x1,y1)、座標(xn,y1)、座標(xn,yn)および座標(x1,yn)で囲まれる全座標の範囲をセンシング領域Aとし、前記引回し領域Byから図示X1方向の前記センシング領域A内の一定の範囲内のX電極を例えばX電極x1,x2とする。同様に引回し領域Bxから図示Y1方向の前記センシング領域A内の一定の範囲内のY電極を、例えばY電極yn−1,ynとする。
First, the area setting process (ST1) will be described. As shown in FIG. 3, the cover sheet 15 faces the
前記ST1では、図3に示すように、中央制御部30Aが、先ず前記センシング領域A内の前記引回し領域Byの近傍に、点線で示す座標(x1,y1)、座標(x2,y1)、座標(x2,yn)および座標(xn,y1)で囲まれた領域を不感帯領域Eyとして設定する。同様に、中央制御部30Aは前記センシング領域A内の前記引回し領域Bxの近傍に、一点鎖線で示す座標(x1,yn−1)、座標(xn,yn−1)、座標(xn,yn)および座標(x1,yn)で囲まれた領域を不感帯領域Exとして設定する(領域設定処理)。
In ST1, as shown in FIG. 3, the
次に、前記中央制御部30Aは、上述した検出処理を行うことにより、センシング領域A内のすべての座標(X電極x1,x2,・・・,xnとY電極、y1,y2,・・・,ynとが交差する部分)に対応するデータ信号Dの取得を所定のサンプリング周期で行う(検出処理)。
Next, the
ST3では、前記検出処理において検出されたデータ信号Dが、前記不感帯領域Ey,Exから検出されたものか、それとも動作領域Fから検出されたものであるかの判別を行う(判別処理)。 In ST3, it is determined whether the data signal D detected in the detection process is detected from the dead zone areas Ey and Ex or from the operation area F (determination process).
そして、ST4では前記ST2において検出されたデータ信号Dが、前記動作領域F1内から検出されたデータ信号Dである場合に限り、前記データ信号Dを座標位置を特定するための基礎データとして使用し、被検出体の座標位置の特定が行われる(座標特定処理)。 In ST4, only when the data signal D detected in ST2 is the data signal D detected in the operation region F1, the data signal D is used as basic data for specifying the coordinate position. Then, the coordinate position of the detected object is specified (coordinate specifying process).
このように、本願発明ではエラーデータ信号を含む可能性の高い前記不感帯領域Ey,Exから検出されるデータ信号Dを使用せず、エラーデータ信号を含む可能性の低い前記動作領域Fから検出されるデータ信号Dのみを使用するようにしたため、被検出体について精度の高い座標位置を特定することが可能である。 As described above, the present invention does not use the data signal D detected from the dead zone regions Ey and Ex that are highly likely to include an error data signal, but is detected from the operation region F that is unlikely to include an error data signal. Since only the data signal D is used, it is possible to specify a coordinate position with high accuracy for the detected object.
図5は本発明の第2の実施の形態として、カバーシートの操作面を示す図3同様の概略構成図である。 FIG. 5 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 3 showing the operation surface of the cover sheet as a second embodiment of the present invention.
図5に示すものでは、カバーシート15の操作面15a上に十字状の操作キー(十字キー)が形成された状態を仮想的に示している。
In FIG. 5, a state in which a cross-shaped operation key (cross key) is formed on the
例えば、本願の静電容量式の検出装置10を搭載した本体機器(PC(パーソナルコンピュータ)など)においてゲームソフトが実行されているときに、操作者により十字キーを使用する動作モードが選択されると、前記コンピュータ30内ではメモリ部30Bに格納されている複数のプログラムの中から、十字キー用のプログラムが中央制御部30Aにロードされて実行されるようになっている。
For example, when game software is being executed in a main body device (PC (personal computer) or the like) equipped with the capacitance
この第2の実施の形態に示す検出装置の動作は、前記第1の実施の形態と同様である。すなわち、前記中央制御部30Aは、図4のST1に示すように十字キー用のプログラムを実行し、前記センシング領域A上に、図5において二重線で示すような十字形状の境界線41を仮想的に形成する。そして、中央制御部30Aは前記プログラムにしたがって前記境界線41の内側を動作領域F1に設定し、前記境界線41の外側を不感帯領域E1に設定する(領域設定処理)。なお、プログラムよっては、前記境界線41の内側を不感帯領域E1に設定し、前記境界線41の外側を動作領域F1に設定するものであってもよい。
The operation of the detection apparatus shown in the second embodiment is the same as that of the first embodiment. That is, the
次に中央制御部30Aは、図4のST2に示すようにセンシング領域A内のすべての座標に対応するデータ信号Dの取得を所定のサンプリング周期で行う(検出処理)。そして、ST3に示すように、検出されたデータ信号Dが、前記不感帯領域E1から検出されたものか、それとも動作領域F1から検出されたものであるかの判別し(判別処理)、ST4において前記データ信号Dが前記不感帯領域E1から検出されたものと判断された場合にはそのデータ信号Dを座標位置特定のための基礎データとしては使用せず、前記動作領域F1から検出されたものと判断された場合に限り、そのデータ信号Dを座標位置特定のための基礎データとして使用し、前記被検出体の座標位置の特定を行う(座標特定処理)。
Next, the
したがって、操作者は前記カバーシート15の操作面15aを十字キーとして操作することが可能となるため、操作性および機動性に優れた静電容量式の検出装置10を提供することができる。
Therefore, since the operator can operate the
なお、前記カバーシート15の操作面15aの表面で、且つ前記動作領域F1に対応する位置に十字形状のマークを印刷等しておくと、操作者に十字キーとして動作する位置を視覚的に認識させることができるようになる。
If a cross-shaped mark is printed on the surface of the
図6は本発明の第3の実施の形態として、カバーシートの操作面を示す図3同様の概略構成図である。 FIG. 6 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 3 showing an operation surface of a cover sheet as a third embodiment of the present invention.
図6に示す第3の実施の形態は、カバーシート15の操作面15a上、すなわちセンシング領域A内に環状の操作キー(リングキー)が形成された状態を仮想的に示している。
The third embodiment shown in FIG. 6 virtually shows a state in which an annular operation key (ring key) is formed on the
この場合にも、前記コンピュータ30内のメモリ部30Bに格納されている複数のプログラムの中から、リングキー専用のプログラムが中央制御部30Aにロードされて実行される。すなわち、図6に示すように、前記中央制御部30Aはセンシング領域A上に径寸法の異なる2種類の二重線で示す内側境界線42と外側境界線43とを仮想的に形成する。そして、中央制御部30Aは前記プログラムにしたがって前記内側境界線42と外側境界線43とに挟まれた領域を動作領域F2に設定し、前記内側境界線42の内側および外側境界線43の外側を不感帯領域E2,E3にそれぞれ設定する(ST1;領域設定処理)。
In this case as well, a ring key dedicated program is loaded into the
次に中央制御部30Aは、センシング領域A内のすべての座標に対応するデータ信号Dの取得を所定のサンプリング周期で行い(ST2;検出処理)、検出されたデータ信号Dが、前記不感帯領域E2またはE3から出力されたものか、それとも動作領域F2から出力されたものであるかの判別を行し(ST3;判別処理)、前記データ信号Dが前記不感帯領域E2またはE3から出力されたものである場合には座標位置特定のための基礎データとしは使用せず、前記動作領域F2から出力されたものである場合に限り座標位置特定のための基礎データとして使用することにより、前記被検出体の座標位置の特定を行う(ST4;座標特定処理)。したがって、操作者は前記カバーシート15の操作面15aをリングキーとして操作することが可能となり、操作性および機動性に優れた静電容量式の検出装置10を提供することが可能となる。
Next, the
上記実施の形態では、操作キーとして十字キーやリングキーの場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、その他例えばX方向又はY方向に直線的に延びるバー状の操作キー、その他スター(星)状など様々な形状からなる操作キーとすることが可能である。すなわち、前記コンピュータ30のメモリ部30B内には各種の操作キーのパターン形状に対応する複数のプログラムが格納されており、その中から一つのパターンが選択されて実行されるようになっている。
In the above embodiment, the case where the operation key is a cross key or a ring key has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, a bar-shaped operation key extending linearly in the X direction or the Y direction, In addition, it is possible to use operation keys having various shapes such as a star shape. That is, a plurality of programs corresponding to various operation key pattern shapes are stored in the
なお、操作キーの選択は例えば実行中のソフト(例えばゲームソフト)内の一処理として行うことができ、操作キーの実行は上記のようなプログラムに基づいて行うことが可能である、したがって、操作者は、PCのモニタ表示部に表示される表示内容に応じて、前記操作キーを機動的に設定することが可能である。 Note that the selection of the operation key can be performed as, for example, one process in the running software (for example, game software), and the execution of the operation key can be performed based on the program as described above. The person can set the operation keys flexibly according to the display contents displayed on the monitor display unit of the PC.
10 静電容量式の検出装置
11 誘電シート
12,13 絶縁膜
14 基板
15 カバーシート
15a 操作面
21X,21Y 切換え手段
23 発振手段
24 増幅手段
25 A/D変換手段
26 記憶手段
30 コンピュータ
30A 中央制御部
30B メモリ部
41 境界線
42 内側境界線
43 外側境界線
A センシング領域
Bx,By 引回し領域
Ex,Ey,E1,E2,E3 不感帯領域
F,F1,F2 動作領域
Xa,Ya 延長線
x1,x2,・・・,xn X電極(センサ電極)
y1,y2,・・・,yn Y電極(センサ電極)
DESCRIPTION OF
y1, y2, ..., yn Y electrode (sensor electrode)
Claims (8)
被検出体が接触しまたは接近するセンシング領域と、前記センシング領域内に静電容量を座標として形成し且つ前記被検出体の位置を前記静電容量の変化を示すデータ信号として出力する複数のセンサ電極と、個々のセンサ電極と前記センシング領域の外部に設けられた外部回路との間を接続する引き回し用の延長線と、前記センシング領域の近傍に設けられるとともに前記延長線が密集配置された引回し領域と、
前記センシング領域のうち、前記引き回し領域に隣接する所定範囲内の領域を不感帯領域とし、かつ前記不感帯領域以外の領域を動作領域としたときに、
前記センシング領域内のすべての座標におけるデータ信号を取得する検出手段と、
前記検出されたデータ信号が、前記不感帯領域と前記動作領域とのいずれの領域から出力されたものであるかを判別する判別手段と、
前記データ信号が前記動作領域から出力されたものと判別されたときに前記データ信号を用いて前記被検出体の座標位置を特定する座標特定手段と、を有していることを特徴とする静電容量式の検出装置。 A capacitance type detection device that detects a coordinate position using a programmed computer,
A sensing area in which the detection object comes into contact or approaches, and a plurality of sensors that form a capacitance in the sensing area as coordinates and output the position of the detection object as a data signal indicating the change in capacitance An extension line for connecting between the electrodes, the individual sensor electrodes and an external circuit provided outside the sensing area, and an extension line provided in the vicinity of the sensing area and arranged closely Turning area,
Of the sensing area, when the area within a predetermined range adjacent to the routing area is a dead band area, and the area other than the dead band area is an operation area,
Detecting means for acquiring data signals at all coordinates in the sensing region;
Discriminating means for discriminating whether the detected data signal is output from the dead zone area or the operation area;
Coordinate specifying means for specifying the coordinate position of the detected object using the data signal when it is determined that the data signal is output from the operation area. Capacitive detection device.
被検出体が接触しまたは接近するセンシング領域と、前記センシング領域内に静電容量を座標として形成し且つ前記被検出体の位置を前記静電容量の変化であるデータ信号として出力する複数のセンサ電極と、
前記センシング領域内に所定の形状からなる境界線を仮想的に形成し、前記境界線の内側と外側の一方を不感帯領域、他方を動作領域としたときに、前記センシング領域内のすべての座標におけるデータ信号を取得する検出手段と、
前記データ信号が前記不感帯領域と前記動作領域とのいずれの領域から出力されたものであるかを判別する判別手段と、
前記データ信号が前記動作領域から出力されたものと判別されたときに前記データ信号を用いて前記被検出体の座標位置の特定を行う座標特定手段と、を有していることを特徴とする静電容量式の検出装置。 A capacitance type detection device that detects a coordinate position using a programmed computer,
A sensing area in which the detection object comes into contact or approaches, and a plurality of sensors that form a capacitance in the sensing area as coordinates and output the position of the detection object as a data signal that is a change in the capacitance Electrodes,
When a boundary line having a predetermined shape is virtually formed in the sensing area, one of the inner side and the outer side of the boundary line is a dead zone area, and the other is an operation area, all the coordinates in the sensing area are Detection means for obtaining a data signal;
Discriminating means for discriminating whether the data signal is output from the dead zone region or the operation region;
Coordinate specifying means for specifying the coordinate position of the detected object using the data signal when it is determined that the data signal is output from the operation area. Capacitance type detection device.
被検出体が前記静電容量式検出装置に設けられたセンシング領域に接触しまたは接近したときに、前記センシング領域内に静電容量を座標として形成し且つ前記被検出体の位置を前記静電容量の変化を示すデータ信号として検出する工程、
前記センシング領域を不感帯領域と動作領域とに区分けする工程、
前記検出されたデータ信号が、前記不感帯領域と前記動作領域とのいずれの領域から出力されたものであるかを判別する工程、
前記データ信号が前記動作領域から出力されたものと判別されたときに、前記データ信号を用いて前記被検出体の座標位置を特定する工程とを含むことを特徴とする静電容量式検出装置の座標位置検出方法。 A method for detecting the coordinate position of a capacitive detection device by a programmed computer,
When a detected object comes into contact with or approaches a sensing area provided in the capacitance type detection device, an electrostatic capacity is formed as a coordinate in the sensing area, and the position of the detected object is set to the electrostatic area. Detecting as a data signal indicating a change in capacity;
Dividing the sensing area into a dead zone area and an operating area;
Determining whether the detected data signal is output from either the dead zone region or the motion region;
And a step of specifying a coordinate position of the detected object using the data signal when it is determined that the data signal is output from the operation region. Coordinate position detection method.
コンピュータを、被検出体が前記静電容量式検出装置に設けられたセンシング領域に接触しまたは接近したときに、前記センシング領域内に静電容量を座標として形成し且つ前記被検出体の位置を前記静電容量の変化を示すデータ信号として検出する検出手段と、
前記センシング領域内の所定の領域を不感帯領域とし、その他の領域を動作領域とに設定したときに、前記検出されたデータ信号が、前記不感帯領域と前記動作領域とのいずれの領域から出力されたものであるかを判別する判別手段と、
前記データ信号が前記動作領域から出力されたものと判別されたときに前記データ信号を用いて前記被検出体の座標位置を特定する座標特定手段として機能させるための座標検出用プログラム。 A program for coordinate detection used in a capacitance type detection device,
When the detected object comes into contact with or approaches a sensing area provided in the capacitance type detection device, the computer forms a capacitance in the sensing area as a coordinate and determines the position of the detected object. Detecting means for detecting the change in capacitance as a data signal;
When the predetermined area in the sensing area is set as a dead band area and the other area is set as an operation area, the detected data signal is output from either the dead band area or the operation area. Discrimination means for discriminating whether it is a thing
A coordinate detection program for causing the data signal to function as coordinate specifying means for specifying the coordinate position of the detected object when it is determined that the data signal is output from the operation area.
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