CN103577013A - 输入装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够抑制基于内部电阻的检测误差的影响来检测接触的输入装置。输入装置具有连接有被设置于静电电容方式的触摸面板的多个电极，选择性地连接该多个电极的MUX；校正用电阻R_CAL；内部电阻测定用的线L_offset；向多个电极和校正用电阻R_CAL供给恒定电流的电源的恒定电流源；分别测定多个电极的电压、校正用电阻R_CAL或者连接于线L_offset时的测定值的A／D转换部；以及控制部，其控制MUX，使A／D转换部测定多个电极之一的电压、校正用电阻R_CAL或者连接于线L_offset时的测定值，并基于这些测定值来计算多个电极之一的静电电容。

Description

输入装置

技术领域

本发明涉及输入装置。

背景技术

作为现有技术，有一种测量电荷被充入设置在静电电容方式的触摸面板的电极时的充电时间与电荷被放出时的放电时间来防止错误检测的输入装置（例如，参照专利文献1）。

该输入装置具有：被二维地配置于接触检测区域的多个电极对、分别依次选择多个电极对的选择电路、给由选择电路选择出的电极对充电的充电电路、测量自充电电路开始给电极对充电到成为预先决定的上限阈值为止的充电时间的充电时间测量电路、使被充电后的电极对放电的放电电路以及测量放电电路从开始被从充电到预先决定的上阈值的电极对的放电起到成为预先决定的下阈值为止的放电时间的放电时间测量电路，基于充电时间与放电时间之比来辨别是检测到接触体对触摸区域的接触、还是错误检测。

专利文献1：日本特开2011－76515号公报

然而，专利文献1所述的输入装置虽然能够辨别是否是错误检测，但并未考虑到选择电路、测量电路等内部电阻给充电时间和放电时间带来的影响，并不是抑制检测误差的影响来检测接触的装置。

发明内容

因此，本发明目的在于提供能够抑制基于内部电阻的检测误差的影响来检测接触的输入装置。

本发明的一个方式提供一种输入装置，其特征在于，具有：选择电路，其连接有被设置于静电电容方式的触摸面板的多个电极，选择性地连接该多个电极；用于测定连接于上述选择电路的内部电阻的线；恒定电流源，其向上述多个电极供给恒定电流的电源；A／D转换部，其在与上述选择电路连接来分别测定上述多个电极的电压或者连接有上述线连接时的测定值；控制部，其控制上述选择电路，使上述A／D转换部测定上述多个电极之一的电压或者连接有上述线时的测定值，并基于该静电电容和连接有上述线时的测定值来计算上述多个电极之一的静电电容。

上述输入装置还可以具有连接于上述选择电路的校正用电阻，上述输入装置的A／D转换部测定连接有上述校正用电阻时的测定值，上述输入装置的控制部基于连接有上述线时的测定值，从连接有上述校正用电阻时的测定值减去由于上述内部电阻的影响所致的值，并从上述多个电极之一的电压减去由于上述内部电阻的影响所致的值，从而计算上述多个电极之一的静电电容。

根据本发明，能够抑制基于内部电阻的检测误差的影响来检测接触。

附图说明

图1是表示实施方式的输入装置的构成的一个例子的示意图。

图2是表示输入装置的动作的一个例子的流程图。

附图符号说明：

1…输入装置；2…信号处理部；3…触摸面板；4…电极连接器；20…MUX；20₁-20_N、20_CAL…开关；21…恒定电流源；21a…电源；21b…FET；21c…开关；22…A／D转换部；22a…开关；23…控制部；30₁-30_N…电极。

具体实施方式

（输入装置的构成）

图1是表示实施方式的输入装置的构成的一个例子的示意图。

该输入装置1具有：从静电电容方式的触摸面板3检测基于操作者的输入操作的静电电容的变化，从而检测接触坐标的信号处理部2、具有在接触检测区域下设置为矩阵状的电极30₁～30_N的触摸面板3、以及连接信号处理部2和触摸面板3的电极连接器4。

另外，作为一个例子，输入装置1被用作车辆的空调、音频等操作部，还用作便携式音乐播放器、移动电话等电子产品的操作部。

信号处理部2，作为一个例子由IC等构成，并具有作为选择电路的多路转换器（以下，称为“MUX”。）20、产生恒定电流的恒定电流源21、将被输入的模拟信号转换为数字信号的A／D转换部22、校正用电阻R_CAL、连接于地线的线L_offset、场效应晶体管的FET₁、FET₂以及控制部23。其中，R_IC是信号处理部2的内部电阻。

MUX20具有开关20₁－20_N、开关20_CAL以及开关20_offset，通过切换开关20₁－20_N、开关20_CAL以及开关20_offset的开/关状态，依次切换连接触摸面板3的电极30₁～30_N、校正用电阻R_CAL以及直接接地的线L_offset。其中，R_MS是MUX20的内部电阻。

恒定电流源21具有产生恒定电流的电源21a、控制从电源21a输出的恒定电流的电源对外部的输出的FET21b、以及切换恒定电流源21与外部之间的连接的开关21c。

A／D转换部22具有切换A／D转换部22与外部之间的连接的开关22a和保持用电容器C_HOLD。其中，V_SS是指大地电压。

控制部23进行MUX20的开关20₁－20_N，开关20_CAL以及开关20_offset的切换控制、恒定电流源21的FET21b的控制以及开关21c的切换控制、A／D转换部22的控制以及A／D转换部22的开关22a的切换控制、FET₁以及FET₂的切换控制。其中，FET₁以及FET₂是为了应对浪涌电流而设置的。

触摸面板3的接触检测区域被PET（Polyethylene terephthalate）膜、玻璃等覆盖物覆盖，在覆盖物背面具有通过印刷、溅射等而覆盖形成导电聚合物、ITO等导电膜并被配置成矩阵状的电极30₁－30_N。其中，触摸面板3还可以重叠设置于显示部。

（动作）

以下，参照图1、图2对输入装置1的动作进行说明。另外，图2是表示输入装置1的动作的一个例子的流程图。

首先，控制部23控制MUX20，在接通开关20_offset的状态下控制A／D转换部22来测定内部电阻R_IC与R_MS间的偏置电压V_offset（S1）。

接下来，控制部23控制MUX20，并在接通开关20_CAL的状态下控制A／D转换部22，根据以下的式（1）计算从恒定电流源21流入至R_CAL的电流值I_ch（S2）。其中，将校正用电阻R_CAL以及内部电阻R_IC、R_MS间的电压，换言之在A／D转换部22测定的电压设定为V_CAL。这样做，施加在校正用电阻R_CAL的电压为V_CAL－V_offset，因此电流值I_ch表示为

（式1）

$I_{\mathrm{ch}}=\frac{V_{\mathrm{CAL}}-V_{\mathrm{offset}}}{R_{\mathrm{CAL}}}\·\·\·\·\·\·\left(1\right).$

接下来，控制部23控制MUX20，从电极30₁开始按顺序（S3）使其他电极30₂～30_N的开关20₂～20_N成为接通状态，在使电极30₁的开关20₁的成为接通的状态下，控制A／D转换部22来测定施加在电极30₁的电压（S4）。

接下来，用以下所示的方法，根据式（2）计算电极30₁的静电电容C₁（S5）。

首先，控制部23控制恒定电流源21，以恒定时间T_chg来给电极30₁和保持电容器C_HOLD充电。

接下来，控制部23控制A／D转换部22来测定电压V₁。将在A／D转换部22测定的电压设定为V₁，施加在电极30₁的电压为V₁－V_offset，第n个电极的静电电容C_n为

（式2）

$C_n=\frac{I_{\mathrm{ch}}\·T_{\mathrm{chg}}}{V_n-V_{\mathrm{offset}}}=\frac{(V_{\mathrm{CAL}}-V_{\mathrm{offset}})/R_{\mathrm{CAL}}\·T_{\mathrm{chg}}}{V_n-V_{\mathrm{offset}}}\·\·\·\·\·\·\left(2\right).$

此外，作为一个例子，对每一电极进行50μsec上述步骤S4、S5的处理，并对所有电极都进行S4、S5的处理（S6、S7）。

此外，若将通过利用者接触触摸面板3而在作为接触体的一个例子的手指与电极30₁～30_N之间产生的静电电容设定为C_f，则用以下所示的式（3）表示在A／D转换部22测定的电压V。

（式3）

$V=\frac{I_{\mathrm{ch}}\·T_{\mathrm{chg}}}{C_n+\mathrm{Cf}}\·\·\·\·\·\·\left(3\right)$

接下来，控制部23基于在式（3）中计算出的值，判定利用者的手指等接触的触摸面板上的坐标（S8）。

接下来，控制部23将判定出的触摸面板上的坐标作为接触坐标值而输出（S9）。

此外，在外部或者控制部23，通过参照预先准备的将坐标值与控制信号建立了对应的未图示的表等，将所输出的接触坐标值向控制信号转换，控制例如车辆的空调、音频等、或控制便携式音乐播放器、移动电话等的动作。

（实施方式的效果）

根据上述实施方式，由于将校正用电阻R_CAL和线L_offset连接于MUX20，根据连接有线L_offset时的测定值来计算基于内部电阻R_IC和R_MS的影响而引起的电压增加量V_offset，根据连接有校正用电阻R_CAL时的测定值来计算不受内部电阻R_IC和R_MS的影响的电流值I_ch，最终计算不受内部电阻R_IC和R_MS的影响的电极30₁－30_N的静电电容，因此能够抑制基于内部电阻的检测误差的影响来检测接触体对触摸面板3的接触。

此外，本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离本发明的技术思想或者不对其进行调整的范围内能够进行各种变形。

Claims (2)

1.一种输入装置，其特征在于，具有：

选择电路，其连接有被设置于静电电容方式的触摸面板的多个电极，选择性地连接该多个电极；

用于测定连接于所述选择电路的内部电阻的线；

恒定电流源，其向所述多个电极供给恒定电流的电源；

A／D转换部，其与所述选择电路连接来分别测定所述多个电极的电压或者连接有所述线时的测定值；以及

控制部，其控制所述选择电路，使所述A／D转换部测定所述多个电极之一的电压或者连接有所述线时的测定值，并基于该静电电容和连接有所述线时的测定值来计算所述多个电极之一的静电电容。

2.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，

该输入装置还具有连接于所述选择电路的校正用电阻，

所述A／D转换部测定连接有所述校正用电阻时的测定值，

所述控制部基于连接有所述线时的测定值，从连接有所述校正用电阻时的测定值减去由于所述内部电阻的影响所致的值，并从所述多个电极之一的电压减去由于所述内部电阻的影响所致的值，从而计算所述多个电极之一的静电电容。

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