JPS5923410B2 - tatsuchi keyboard - Google Patents

tatsuchi keyboard

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JPS5923410B2
JPS5923410B2 JP53069505A JP6950578A JPS5923410B2 JP S5923410 B2 JPS5923410 B2 JP S5923410B2 JP 53069505 A JP53069505 A JP 53069505A JP 6950578 A JP6950578 A JP 6950578A JP S5923410 B2 JPS5923410 B2 JP S5923410B2
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JP
Japan
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pad
layer
receive
touch
drive
Prior art date
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Expired
Application number
JP53069505A
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Japanese (ja)
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JPS54160136A (en
Inventor
孝夫 五十川
辰夫 片平
利浩 菊地
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Panafacom Ltd
Original Assignee
Panafacom Ltd
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Publication date
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  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電容量を利用したタッチスイッチ、即ち人体
が触れることによりそれを検知して所定の動作を行なう
スイッチをマトリクス状に並べて構成するタッチキーボ
ードに関し、マトリクス中に欠落箇所、即ちスイッチの
不要な部分が存在する場合に、静電容量のアンバランス
を補正する構造に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a touch keyboard in which touch switches that utilize capacitance, that is, switches that detect when a human body touches them and perform a predetermined operation, are arranged in a matrix. The present invention relates to a structure for correcting capacitance imbalance when there is a missing part, that is, an unnecessary part of a switch.

電子機器の操作スイッチパネルやキーボードの小型軽量
化のために静電容量マトリクスを利用したタッチキーボ
ードが用いられている。
Touch keyboards that utilize capacitance matrices are used to reduce the size and weight of operation switch panels and keyboards for electronic devices.

このような静電容量マトリクスの構成において、感知セ
ルの欠落が発生することがある。これを補填するた”め
には周辺回路上に感知セルの静電容量に相当するモール
ドされたコンデンサを外付けで実装するのが一般的であ
る。しかしながら、この方式ではドライブ線、レシーブ
線の引廻し方が画一的でなくな力浮遊容量の分布がアン
バランスになシ、夕1 ツチキーボードのS/Nの低下
を招くおそれがある。本発明はこれを防ぐためにマトリ
クス上にダミーの埋込みパッドを配置して補填レ特性の
安定化を計るものである。以下図面によち詳説する。
In such a capacitance matrix configuration, sensing cells may be missing. To compensate for this, it is common to externally mount a molded capacitor corresponding to the capacitance of the sensing cell on the peripheral circuit.However, in this method, the drive line and receive line If the routing method is not uniform and the distribution of force stray capacitance becomes unbalanced, there is a risk that the S/N of the Tuchi keyboard will decrease.In order to prevent this, the present invention adds a dummy on the matrix. This is to stabilize the compensation characteristics by arranging embedded pads.This will be explained in detail below with reference to the drawings.

フ 第1図は静電容量マトリクスによるタッチスイッチ
の基本回路構成を示すものであV)1は感知ブロック、
2は、駆動回路、3は感知回路、4は、駆動(ドライブ
)線、41はドライブパッド、5はタッチパッド、6は
感知(レシーブ)線、61は5 レシーブパツドである
Figure 1 shows the basic circuit configuration of a touch switch using a capacitance matrix.V) 1 is a sensing block;
2 is a driving circuit, 3 is a sensing circuit, 4 is a driving (drive) line, 41 is a drive pad, 5 is a touch pad, 6 is a sensing (receiving) line, and 61 is 5 receiving pad.

第1図に示すようにドライブ線とレシーブ線との交点は
マトリクスを成し、その交点は第1図をで示すとうV)
ドライブ線とソ;−レシーブ線とが容量結合されている
As shown in Figure 1, the intersections of the drive lines and receive lines form a matrix, and the intersections are as shown in Figure 1.
The drive line and the so-receive line are capacitively coupled.

タツチパツド5が完全に浮いていればドライブ線に与え
られるパルス信号はレシーブ線に伝達されるが、もしタ
ツチパツドが人体により接地されていると、レシープ線
にはほとんど伝達されない。従つて、,駆動回路2より
各ドライブ線に順次電圧パルスを与えて走査するととも
に、感知回路3に訃いて各レシーブ線を順次切換選択し
て電圧パルスの受信振幅を見ることにより1どのタツチ
パツドに人体が接触しているが検知できる。
If the touchpad 5 is completely floating, the pulse signal applied to the drive line will be transmitted to the receive line, but if the touchpad is grounded by the human body, almost no pulse signal will be transmitted to the receive line. Therefore, by sequentially applying voltage pulses to each drive line from the drive circuit 2 for scanning, and by sequentially switching and selecting each receive line using the sensing circuit 3 and observing the reception amplitude of the voltage pulse, it is possible to determine which touch pad is being selected. It can be detected when a human body is in contact with it.

このように一般にNXm(N,mは正整数)のマトリク
ス状に配列してキーボードが構成されるが場合によつて
はNXmの構成にし得ないことがある。
In this way, a keyboard is generally arranged in a matrix of NXm (N, m are positive integers), but in some cases it may not be possible to have an NXm arrangement.

また全キーの数が例えNXm個になつたとしても、各キ
ーの機能や、デザイン上のレイアウトから第2図のよう
に一部にキーの欠落を有するマトリクスとなる場合が応
々にして存在する。このような場合に何らの処理もしな
いとすると、欠落部分に訃いては常にドライブ線とレシ
ーブ線間にはパルスの伝達がなく、従つて感知回路にお
いては常にその部分が人体に触れられているかの如くに
検出されてしまう。マトリクス中のこのよう欠落部の位
置を何らかの方法で予じめ記憶させてその部分からの検
知出力は無視することも可能ではあるが、回路が複雑で
あるため従来は第2図のように対応するドライブ線とレ
シーブ線問に外付けのコンデンサCを接続して常にパル
スの伝達があるようにしているのが一般的解決法であつ
た。この場合、Cの値はドライブパツドとタツチパツド
間の静電容量Cdとタツチパツドとレシーブパツド間の
静電容量Crとの直列合成値に等しくされることは勿論
である。しか―このように外付でコンデンサCを取り付
けることは作業工数の増大を招くのみでなく、その浮遊
容量のアンバランスによりS/Nを低下させる訃それが
あり、好ましいことではない。
Furthermore, even if the total number of keys is NXm, there are cases where the function of each key and the layout of the design result in a matrix with some keys missing, as shown in Figure 2. do. If no processing is done in such a case, there will always be no pulse transmission between the drive line and the receive line if the missing part is present, and therefore the sensing circuit will always wonder if that part is in contact with the human body. It will be detected as follows. Although it is possible to memorize the position of such a missing part in the matrix in advance by some method and ignore the detection output from that part, the circuit is complicated, so the conventional approach was as shown in Figure 2. A common solution was to connect an external capacitor C between the drive line and the receive line to ensure pulse transmission at all times. In this case, the value of C is of course equal to the series composite value of the capacitance Cd between the drive pad and the touch pad and the capacitance Cr between the touch pad and the receive pad. However, attaching the capacitor C externally in this way not only increases the number of work steps, but also has the disadvantage of lowering the S/N due to the unbalance of the stray capacitance, which is not desirable.

そこで本発明ではマトリクス中にダミーのレシーブパツ
ド及びドライブパツドを設けて外付けコンデンサによる
補填を不要とし、作業工数の削減を計ると共に均一な負
荷容量により高い動作安定性を得るようにしている。第
3図は本発明の一実施例であり1第3図aは各層の各パ
ツドの配置を示す透視図、第3図bはA−A′部の断面
図である。
Therefore, in the present invention, dummy receive pads and drive pads are provided in the matrix to eliminate the need for compensation with external capacitors, thereby reducing the number of work steps and achieving high operational stability due to uniform load capacitance. FIG. 3 shows one embodiment of the present invention; FIG. 3a is a perspective view showing the arrangement of each pad in each layer, and FIG. 3b is a sectional view taken along line A-A'.

点線で示したタツチパツド5は第1層(表面層)にマト
リクス状に配列されて設けられているが、一部存在しな
い部分が存する。
The touch pads 5 shown by dotted lines are arranged in a matrix on the first layer (surface layer), but there are some parts that are not present.

実線で示しハツチングを施したドライブパツド41は第
3層に設けられ、各列単位毎にドライブ線4で結ばれて
いる。またタツチパツド5の存在しない部分に訃いては
通常のドライブパツド41の4分の1の面積のダミーの
ドライブパツド42が設けられている。鎖線で示したレ
シーブパツド61は第2層に設けらノれ、各行単位毎に
レシーブ線6で結ぱれている。またタツチパツド5の存
在しない部分においては通常のレシーブパツド61の半
分の面積のダミーのレシーブパツド62が設けられてい
る。各パツドの面積については次のように説明される。
Drive pads 41 indicated by solid lines and hatched are provided in the third layer and connected by drive lines 4 in each column. Further, in the area where the touch pad 5 is not present, a dummy drive pad 42 having an area one-fourth of the normal drive pad 41 is provided. Receive pads 61 shown by chain lines are provided in the second layer and are connected by receive lines 6 in each row. Further, in the area where the touch pad 5 is not present, a dummy receive pad 62 having an area half that of the normal receive pad 61 is provided. The area of each pad is explained as follows.

各層間の間隔及び誘電率が同じであるとすれば、第2層
のパツド61の面積を第3層のパツド41の面積の半分
にすれば、ドライブパツド61とタツチパツド5間の静
電容量Cdとレシーブパツド61とタツチパツド5間の
静電容量Crとは略同じとなる。従つてタツチパツド5
が浮いている場合のドライブパツド41とレシーブパツ
ド間の静電容量はCd/2(またはCr/2)になる。
Assuming that the spacing and dielectric constant between each layer are the same, if the area of the pad 61 in the second layer is half the area of the pad 41 in the third layer, the capacitance Cd between the drive pad 61 and the touch pad 5 will be The capacitance Cr between the receive pad 61 and the touch pad 5 is approximately the same. Therefore, touch pad 5
When the pad is floating, the capacitance between the drive pad 41 and the receive pad is Cd/2 (or Cr/2).

従つてダミーのドライブパツド42とレシーブパツド6
2間の静電容量も略これに等しくするためには、ダミー
のパツド42,62の面積は第2層のパツド61の面積
のさらに半分、即ち、第3層のパツド41の面積の4分
の1である必要がある。なお、本実施例ではドライブパ
ツドを第3層に、レシーブパツドを第2層に設けたが、
これは逆にしても構わないことはいうまでもない。また
基板10は適度な機械的強度と誘電率を有するものなら
何でもよいが、ガラスエポキシ系の多層プリント配線基
板を利用し、各パツドを他の周辺回路用のプリント配線
と一体に同一工程で作成すれば、咋業工数の削減ばか勺
でなく、小型軽量化、接続ケ所減少による高信頼化など
のメリツトが大きい。
Therefore, the dummy drive pad 42 and receive pad 6
In order to make the capacitance between the two pads approximately equal to this, the area of the dummy pads 42 and 62 should be half the area of the second layer pad 61, that is, a quarter of the area of the third layer pad 41. It must be 1. In this example, the drive pad was provided in the third layer and the receive pad was provided in the second layer, but
Needless to say, this may be reversed. The board 10 may be of any material as long as it has appropriate mechanical strength and dielectric constant, but a glass epoxy multilayer printed wiring board is used, and each pad is fabricated in the same process as printed wiring for other peripheral circuits. This not only reduces man-hours, but also has great benefits such as smaller size, lighter weight, and increased reliability due to fewer connections.

以上の如く、本発明では3層構造の静電マトリクスによ
るタツチキーボードの欠落部において第2、第3層にダ
ミーのドライブパツド及びレシーブパツドを設けること
により1外付の補填コンデンサが不要となV)作業工数
が減るのみならず、配線引き回わしがないので浮遊容量
の均一化が計れ、安定した動作が得られる。
As described above, the present invention eliminates the need for an external compensating capacitor by providing dummy drive pads and receive pads in the second and third layers in the missing parts of the touch keyboard using a three-layer electrostatic matrix. Not only does it reduce man-hours, but since there is no wiring, stray capacitance can be equalized and stable operation can be achieved.

また表面(第1層)には欠落部に訃いて何も現れないの
で、外観上からも何ら不都合は生じない。
Further, since nothing appears on the surface (first layer) due to the missing portions, no problem arises in terms of appearance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は静電容量マトリクスによるタツチキーボードの
回路構成図、第2図はタツチパツドの配置例、第3図は
本発明の一実施例であV)aは各層のパツド位置関係を
示す透視図、bは断面図である。 各図に訃いて、1は感知プロツク、2は7駆動回路、3
は感知回路、41はドライブパツド、5はタツチパツド
、61はレシーブパツド、42はダミーのドライブパツ
ド、62はダミーのレシーブパツドである。
Fig. 1 is a circuit diagram of a touch keyboard using a capacitance matrix, Fig. 2 is an example of the arrangement of touch pads, and Fig. 3 is an embodiment of the present invention. , b are cross-sectional views. In each figure, 1 is the sensing block, 2 is the 7 drive circuit, and 3 is the sensing block.
41 is a sensing circuit, 41 is a drive pad, 5 is a touch pad, 61 is a receive pad, 42 is a dummy drive pad, and 62 is a dummy receive pad.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第1層にタッチパツド、第2層にドライブパツドま
たはレシーブパツド、第3層にレシーブパツドまたはド
ライブパツドを有し、レシーブパツドで感知されるドラ
イブパツドからのパルス信号の振幅が小さくなることに
よりタッチパツドが接地されたことを検知するタッチス
イツチを複数個マトリクス状に配列してなるタッチキー
ボードにおいて、上記マトリクス状配列中のタッチパツ
ド欠落位置においてダミーのドライブパツド及びレシー
ブパツドを設けたことを特徴とするタッチキーボード。 2 上記第2層のドライブパツドまたはレシーブパツド
は上記第3層のレシーブパツドまたはドライブパツドの
約半分の面積を有し、かつ上記ダミーのドライブパツド
及びレシーブパツドは互いに同一面積で前記第2層のド
ライブパツドまたはレシーブパツドの約半分の面積であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のタッチ
キーボード。 3 上記第1層、第2層、第3層はガラスエポキシ製多
層プリント配線基板の表面層、第2層、第3層であり、
各パツドはプリント配線技術により形成されることを特
徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載のタッ
チキーボード。
[Scope of Claims] 1. The touch pad has a touch pad in the first layer, a drive pad or a receive pad in the second layer, and a receive pad or drive pad in the third layer, and the touch pad is activated by reducing the amplitude of the pulse signal from the drive pad that is sensed by the receive pad. A touch keyboard comprising a plurality of touch switches arranged in a matrix for detecting that a touch switch is grounded, characterized in that dummy drive pads and receive pads are provided at positions where touch pads are missing in the matrix arrangement. 2 The drive pad or receive pad of the second layer has an area approximately half that of the receive pad or drive pad of the third layer, and the dummy drive pad and receive pad have the same area and approximately half the area of the drive pad or receive pad of the second layer. 2. The touch keyboard according to claim 1, wherein the touch keyboard has an area of . 3 The first layer, second layer, and third layer are the surface layer, second layer, and third layer of a glass epoxy multilayer printed wiring board,
3. A touch keyboard according to claim 1, wherein each pad is formed by printed wiring technology.
JP53069505A 1978-06-09 1978-06-09 tatsuchi keyboard Expired JPS5923410B2 (en)

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JPS54160136A JPS54160136A (en) 1979-12-18
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