CN1287522C - 具有静电传感器的输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种具有对于小型静电传感器的输入能够准确地检测并输出，且响应性和可靠性优良的静电传感器的输入装置，本发明的具有静电传感器的输入装置的特征是，具有发生时钟信号的时钟信号生成部件(2)；根据人体接近或接触静电传感器(5)时检测的静电电容，对上述时钟信号附加上升延迟而发生延迟信号的延迟部件(6)；将上述时钟信号和延迟信号作为输入信号并输出输出信号的AND部件(3)；平滑化输出AND部件(3)的输出的平滑部件(10)。

Description

具有静电传感器的输入装置
技术领域
本发明涉及具有静电传感器的输入装置，特别涉及具有检测出因手或手指等人体的一部分接近或接触而产生的静电电容，并输出电信号的静电传感器的输入装置。
背景技术
图6表示一般的静电传感器的一部分，(A)是静电传感器的平面图，(B)是表示该静电传感器输出信号的图。
如图6(A)所示，该静电传感器50具有用于检测静电电容的电极51和电极52。上述电极51和电极52的表面用绝缘片覆盖，但在图6(A)省略上述绝缘片。
在上述电极51、52上施加规定的电压，当使手指或输入笔等的可动体H与覆盖该电极51、52的上述绝缘片的表面接触时，在上述可动体H与对向的电极51、52之间形成静电电容C。设上述可动体H与电极51之间的对向面积为S1、可动体H与电极52之间的对向面积为S2、对向距离为d、介电常数为ε，则在上述可动体H与电极51之间形成的静电电容C1被规定为C1＝ε·S1/d，在上述可动体H与电极52之间形成的静电电容C2被规定为C2＝ε·S2/d。在使上述可动体H在图示X1或X2方向移动时，由于上述对向面积S1和对向面积S2变化，所以也可使上述静电电容C1和静电电容C2的大小变化。
在上述静电传感器50设置将静电电容C变换成电压的C/V变换部件(未图示)，可以检测因上述可动体H的移动引起随时间变化的静电电容C1和静电电容C2的大小。
在使手指等可动体H从图示X1侧向X2方向移动时，若设上述C/V变换部件将静电电容C变换成电压的信号为V1、将静电电容C2变换成电压的信号为V2，则上述信号V1和V2变为图6(B)所示那样。
因此，未图示的控制部，作为从上述C/V变换部件输出信号的顺序，当识别为最初信号V1被检测到、然后信号V2被检测到时，可检测出上述可动体H是从图示X1向X2方向移动，相反，在识别为最初信号V2被检测到、然后信号V1被检测到时，可检测出上述可动体H是从图示X2向X1方向移动。
控制部根据这样的检测信息，进行例如使画面上的光标移动等的控制。
上述电极51、52通过将其电极的形成为例如如图7所示在可动体的移动方向渐减(渐增)的形状，也可以仅形成1个。
在这样已有的静电传感器中，由于电极的尺寸大，接触手指等可动体时的静电传感器的电容变化大，响应性高。
但是，最近随着输入装置小型化、多功能化的要求，也提出了静电传感器的电极小型化和增加筐体厚度的要求，由于在小型化的静电传感器中，静电电容势必减小，所以难于检测出由可动体接触等实施的输入。
在一般的携带用输入装置中，为了谋求降低电力消耗，所以间断驱动使用静电传感器的输入装置，具体地说，在不使用输入装置的待机状态，不输出驱动静电传感器的驱动脉冲(时钟信号)，在开始使用时产生驱动脉冲。
但是，在具有这样的静电传感器的输入装置中，在要用手指等可动体接触静电传感器并从待机状态起动时，到起动所需的时间约为300msec，存在使用初期动作的响应性差，不适合间断驱动的问题。
发明内容
本发明是鉴于这些问题而作出的，其目的在于提供一种能确实检测并输出小型化的静电传感器的输入、具有响应性和可靠性优良的静电传感器的输入装置。
而且，本发明的目的是，提供一种在起动处于待机状态的静电传感器时的起动时间非常短，响应性好并适合间断驱动、能确实进行降低电力消耗的静电传感器的输入装置。
为了达到上述目的，本发明的具有静电传感器的输入装置，其特征是具有：发生时钟信号的时钟信号生成部件；延迟部件，其包含第一电阻、和连接在上述第一电阻的后级并且通过人体接地的静电传感器，根据人体接近或接触静电传感器时检测出的静电电容，对上述时钟信号附加上升延迟而发生延迟信号；逻辑与部件，其将上述时钟信号和延迟信号作为输入信号并输出输出信号；模拟开关，其将上述逻辑与部件的输出作为输入信号，用上述时钟信号控制接通；以及平滑部件，其包括第二电阻和电容器，并将上述模拟开关的输出平滑化后输出。
本发明的具有静电传感器的输入装置，其特征是在从不输出上述时钟信号的待机状态通过人体接触上述静电传感器起动时，将由上述时钟信号生成部件发生的最初时钟信号的脉冲长度设定成得到上述平滑部件的目标输出所需要的长度。
由于这样形成，使处于待机状态的静电传感器起动时的起动时间非常短，响应性好，适于间断驱动，能确实进行降低电力消耗。
由于这样形成，所以能确实检测并输出小型化后的静电传感器的输入，响应性和可靠性优良。
附图说明
图1是表示本发明的具有静电传感器的输入装置第1实施例的电路图。
图2是表示图1的电路各部的信号的时序图。
图3是表示本发明的具有静电传感器的输入装置第2实施例的电路图。
图4是表示静电传感器的1实施例的侧视图。
图5是表示图3的电路各部信号的时序图。
图6表示静电传感器的一部分，(A)是其平面图，(B)是表示输出信号的说明图。
图7是表示静电传感器的电极的变形例的说明图。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施例。
图1表示作为本发明的具有静电传感器的输入装置第1实施例的携带用输入装置。
如图1所示，携带用输入装置从内置的微机1中的时钟信号生成部件2，将成为驱动波的时钟信号作为AND部件的AND电路3的一个输入信号输出。在AND电路3的输入侧，连接由从时钟信号生成部件2侧串联连接的电阻4和静电传感器5构成的延迟部件6。在该延迟部件6，根据人体接近或接触静电传感器5时检测的静电电容，将对时钟信号赋予上升延迟的延迟信号，作为AND电路3的其他输入信号输出。在AND电路3的输出侧，连接作为使其输出平滑输出的平滑部件7的电阻8和电容器9。并连接成使平滑部件7的输出被输出到设置在微机1中的AD变换器10。
下面，根据图1说明驱动图1的输入装置的方法。图2是图1各部的信号时序图。
在本发明中，当用手指接触处于待机状态的静电传感器5并起动时，如图2(a)所示，由微机1的时钟信号生成部件2，使时钟信号的最初第1脉冲的脉冲长度(T1)延长到为得到平滑部件7的目标输出所需要的长度，第2脉冲以后形成规定的频率的规则脉冲信号(1周期长为T2，半周期的脉冲长为T3)，将时钟信号CK输出到AND电路3。
在每隔一定周期将时钟信号CK的第1脉冲输入到延迟部件6，根据由电阻4的电阻值R和静电传感器5的静电电容C决定的时间常数CR，将模拟输出输入到AND电路3。
在AND电路3，延迟部件6的输出超过H电平和L电平的阈值后，由于时钟信号的第1脉冲处于ON状态，将作为AND电路3的逻辑积输出的逻辑积脉冲输出到平滑部件7。该AND电路3的逻辑积脉冲成为将末端设定成和时钟信号的第1脉冲相同的脉冲长的长脉冲。
然后，由AND电路3的逻辑积脉冲组成的输出，在平滑部件中根据由电阻8的电阻值R1和电容器9的静电电容C1决定的时间常数C1·R1进行平滑化，如图2(b)所示，在时钟信号的第1脉冲长的期间上升到规定的检测电压，输出到AD变换器10，然后由AD变换器10变换成与检测电压对应的数字值，例如d0～d7的数字值。
在本实施例中，由于将时钟信号的第1脉冲长度设定成一举达到作为平滑部件7目标的检测电压的长度(例如4msec)，在4msec的极短时间检测静电传感器5的ON，然后能立刻进行其后的信息操作。时钟信号第2脉冲后的平滑部件7的输出成为恒定。具体地说，检测电压因静电传感器的尺寸等结构而不同，但若一旦决定结构，则成为恒定。因此，若决定检测电压和R1、C1及乘数，由于可算出时钟信号第1脉冲的脉冲长度T1的最佳时间，所以能求出到检测的最短时间，能实行间断驱动，能确实地进行降低电力消耗。因此，能迅速进行信息的输入。
接着，就适应携带用装置的一例，说明本发明的具有静电传感器的输入装置的第2实施例。
如图3所示，由携带用装置内置的微机21的时钟信号生成部件22输出成为驱动波的时钟信号，作为AND电路23的一个输入信号。在AND电路23的输入侧，连接由从时钟信号生成部件22侧串联连接的电阻24和静电传感器25组成的延迟部件26。在该延迟部件26，根据人体接近或接触静电传感器25时检测的静电电容，输出给时钟信号附加上升延迟的延迟信号，作为AND电路23的其他输入信号。该静电传感器25，如图4所示，将电极28安装在携带用装置的筐体27背面一侧而形成。在AND电路23的输出侧，连接有由时钟信号转换输出AND电路23输出的模拟开关29。作为模拟开关29也可以是公知的任一种形式，在该模拟开关29的输出侧，连接有作为平滑输出其输出的平滑部件30的电阻31和电容32。平滑部件30的输出被连接到设置在微机21的AD变换器33。
下面，说明本实施例的作用。
由微机21的时钟信号生成部件22，将由图5(a)所示那样的规定频率的规则脉冲信号(1周期长度为T1，半周期长度为T2)组成的时钟信号CK输出到AND电路23。
在人体未接触静电传感器25时，在时钟信号CK经过延迟部件26期间，根据由电阻24的电阻值入静电传感器25的静电电容C决定的时间常数CR，将图5(b)所示的模拟输出输入到AND电路23。
在将AND电路23的H电平和L电平的阈值SL设定为图5(b)所示那样时，AND电路23的逻辑积如图5(c)那样成为T3时间的脉冲。
另一方面，在人体34接触静电传感器时，在时钟信号CK经过延迟部件26期间，根据由电阻24的电阻值R和静电传感器25的静电电容C决定的时间常数CR，将图5(d)所示的模拟输出输入到AND电路23。
在将AND电路23的H电平和L电平的阈值SL，如图5(d)所示那样设定成与该图(b)相同时，AND电路23的逻辑积和如图5(e)那样成为T4时间的脉冲。
图5(c)和(e)所示的AND电路23的各输出，在模拟开关29用时钟信号CK进行切换并输出到平滑部件30。然后，在平滑部件30中，根据由电阻31的电阻值R1和电容器32的静电电容C1决定的时间常数C1·R1进行平滑化，输出到AD变换器33，然后由AD变换器33变换成数字值。
在本实施例中，由于使用模拟开关29，在人体接触静电传感器25的情况和不接触的情况，平滑部件30的输出电压的电压变化量如式1所示。
V＝{(T3-T4)/T2}VDD    (式1)
与其相对应，在不设置图3的模拟开关29的已有例中，在人体接触静电传感器25的情况和不接触的情况，平滑部件30输出电压的电压变化量如式2所示。
V＝{(T3-T4)/T1}VDD    (式2)
若比较这些式1和式2，就可知道，本实施例(式1)比已有例的情况，电压变化增大了(T1/T2)。
因此，若采用本实施例，即使静电传感器25的静电电容限定得很小，也能可靠、高精度地测定人体的接触、非接触状态，成为响应性和可靠性优良的装置。
还有，本发明不限于上述实施例，可以根据需要进行变更。
如以上说明那样，本发明的具有静电传感器的输入装置可取得以下效果，即起动处于待机状态的静电传感器时的起动时间非常短，响应性好、适宜间断驱动，能确实进行降低电力消耗，能迅速进行信息处理等。
并且，还具有能准确地检测并输出小型化静电传感器的输入、响应性和可靠性优良等的效果。

Claims (7)

1.一种具有静电传感器的输入装置，其特征是具有：
发生时钟信号的时钟信号生成部件；
延迟部件，其包含第一电阻、和连接在上述第一电阻的后级并且通过人体接地的静电传感器，根据人体接近或接触静电传感器时检测出的静电电容，对上述时钟信号附加上升延迟而发生延迟信号；
逻辑与部件，其将上述时钟信号和延迟信号作为输入信号并输出输出信号；
模拟开关，其将上述逻辑与部件的输出作为输入信号，用上述时钟信号控制接通；以及
平滑部件，其包括第二电阻和电容器，并将上述模拟开关的输出平滑化后输出。
2.如权利要求1所述的具有静电传感器的输入装置，其特征是，在从不输出上述时钟信号的待机状态通过人体接触上述静电传感器被起动时，将由上述时钟信号生成部件发生的最初时钟信号的脉冲长度设定成得到上述平滑部件的目标输出所需要的长度。
3.如权利要求1所述的具有静电传感器的输入装置，其特征是，上述时钟信号生成部件，以微机的时钟信号作为输入信号，输出将最初的第1脉冲的脉冲长度延长且将第2脉冲以后的脉冲形成为具有规定频率的规则脉冲信号的时钟信号。
4.如权利要求1所述的具有静电传感器的输入装置，其特征是，上述延迟部件，由上述第一电阻的电阻值和上述静电传感器的静电电容决定时间常数。
5.如权利要求1所述的具有静电传感器的输入装置，其特征是，上述平滑部件，由上述第二电阻的电阻值和上述电容器的静电电容决定时间常数。
6.如权利要求1所述的具有静电传感器的输入装置，其特征是，上述时钟信号生成部件，以微机的时钟信号作为输入信号，输出具有规定频率的规则脉冲信号的时钟信号。
7.如权利要求1所述的具有静电传感器的输入装置，其特征是，上述逻辑与部件，在人体不接触上述静电传感器时，上述时钟信号经上述延迟部件作为模拟输出而被输入，通过和上述时钟信号的逻辑与运算而输出第1时间(T3)的脉冲；
在人体接触上述静电传感器时，上述时钟信号经上述延迟部件作为模拟输出而被输入，通过和上述时钟信号的逻辑与运算而输出第2时间(T4)的脉冲，
上述第1时间(T3)与上述第2时间(T4)不同。
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