JP2008292446A - Device and method for detecting proximity - Google Patents

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Inventor
Kenichi Matsushima
健一 松島
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
セイコーインスツル株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a proximity detecting device which is capable of detecting a position of an object at a high speed and with high accuracy even when a distance to the object is large, while removing the effect of noise, in regard to a proximity sensor which detects approach of the object from the floating capacity of an electrode.
SOLUTION: Charge and discharge being inverted in phase are made for a differential electrode and the sum of the floating capacity of the differential electrode is determined from the characteristics of the charge and the discharge. Thereby the approach and the position of the object are detected from the floating capacity of which the noise is canceled.
COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、物体固有の静電容量である浮遊容量により人の指などの物体の接近や位置を検出する近接検出装置及びその方法に関する。 The present invention relates to proximity detecting apparatus and method for detecting the approach and position of an object such as a person's finger by the stray capacitance is an object inherent capacitance.

人など浮遊容量を持つ物体が電極に接近すると、電極の見かけの浮遊容量が増加することが知られている。 When the object having a stray capacitance such as a human approaches the electrode, it is known that the stray capacitance of the apparent electrode increases. この原理を応用して、静電タッチセンサなどの近接検出装置が実用化されている。 By applying this principle, the proximity detecting device such as an electrostatic touch sensor has been put into practical use.

このような近接検出装置では、電極の浮遊容量を検出するために、電極への充電時あるいは放電時の電圧と電荷の関係から電極の見かけの浮遊容量を求めている。 Such proximity detection device, in order to detect the stray capacitance of the electrode, seeking stray capacitance of the apparent electrodes and the charging time or the voltage at the time of discharge to the electrodes from the relationship of the charge. しかし、人などの接近による電極の浮遊容量の増加は1pF程度の微小な値のために、電極の浮遊容量への1回の充電あるいは放電で正確な浮遊容量を求めることは困難である。 However, the increase in the stray capacitance of the electrode due to the approach of such people to the small value of about 1 pF, it is difficult to obtain an accurate stray capacitance on a single charge or discharge the stray capacitance of the electrode. このため、交流を印加したりスイッチを切換えたりすることにより電極への充放電を繰り返して、充放電特性を累積することにより浮遊容量の検出精度を向上させるのが一般的である(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, by repeating the charging and discharging of the electrodes by or switching the switch or applying an alternating, it is common to improve the detection accuracy of the stray capacitance by accumulating charge and discharge characteristics (e.g., Patent references 1).

従来の近接検出装置について、図2を基に説明する。 A conventional proximity detector will be described with reference to FIG.

図2において、電極101は物体の接近を検出する面積を持つ導電体であり、それ自体が浮遊容量を持っている。 2, the electrode 101 is a conductor having an area for detecting the approach of an object, itself has a stray capacitance. この電極101に、例えば浮遊容量を持つ人の指などが接近すると、電極自体の見かけの浮遊容量が増加する。 This electrode 101, for example, such as a human finger with stray capacitance approaches, the stray capacitance of the apparent electrode itself is increased. 浮遊容量検出手段2は、この電極の浮遊容量を検出する。 Stray capacitance detecting means 2 detects the stray capacitance of the electrode. このため、浮遊容量検出手段2は、電極への充放電を繰り返す充放電手段104と、充放電特性を累積することにより精度の高い浮遊容量を得る容量累積手段105とにより構成されている。 Therefore, stray capacitance detecting unit 2, a charge-discharge unit 104 to repeat the charging and discharging of the electrodes is constituted by the capacitance accumulation means 105 to obtain a high stray capacitance accuracy by accumulating charge and discharge characteristics.

浮遊容量検出手段2で検出した浮遊容量は、近接演算手段3で、容量変化の度合いなどから想定された物体の近接であるかどうかを判定する。 Stray capacitance detected by the stray capacitance detecting unit 2, in the proximity calculating unit 3 determines whether the proximity of an object estimated from such a degree of capacitance change.

しかし、このような従来の方法では、電極自体の浮遊容量に較べて、物体の接近により増加する浮遊容量が小さいため、高精度の検出が困難であった。 However, in such a conventional method, compared to the stray capacitance of the electrode itself, since stray capacitance increases due to the approach of the object is small, it is difficult accurate detection.

この困難を解決するために、例えば図3に示すように、物体が接近していない場合の浮遊容量がほぼ等しい一対の差動電極1に、同相充放電手段114で同位相の充放電を行い、容量差累積手段115で充放電特性の差を累積することにより、一対の差動電極の浮遊容量の差を検出することができるため、浮遊容量の微妙な変化まで高精度に検出することができる。 To resolve this difficulty, for example, as shown in FIG. 3, a pair of differential electrodes 1 stray capacitance approximately equal when the object is not approaching, it was charged and discharged in the same phase in phase charge and discharge means 114 by accumulating the difference of the charge-discharge characteristics in a volume difference accumulation means 115, it is possible to detect the difference in the stray capacitance of the pair of differential electrodes, be detected with high accuracy to subtle changes in the stray capacitance it can. しかし、対となる差動電極同士が接近すると物体の接近による容量変化が一対の差動電極において同様となるために容量差が検出困難となるし、逆に対となる差動電極が離れた位置にあるとノイズの影響も異なるためにノイズの除去が困難になってしまう。 However, to the capacitance change due to approach of the object when a differential between electrodes to be paired approaches is difficult to detect the capacitance difference in order to be similar in a pair of differential electrodes, spaced differential electrode to be opposite to the pair noise removal becomes difficult because different influence of noise to be in position.

また、一対の差動電極の代わりに、一つの電極と非接近時の電極の浮遊容量と同じ値のコンデンサを用いて、差動電極を構成して、電極の浮遊容量の変化のみを捉えるようにしていた(例えば、特許文献2参照)。 Further, instead of the pair of differential electrodes, using a capacitor having the same value as the stray capacitance of one electrode and the non-close time of the electrodes, to constitute a differential electrode, to capture only the change in the stray capacitance of the electrode to which was (for example, see Patent Document 2).

さらに、同様の目的のために、例えば図4に示すように、一対の差動電極1に、差動充放電手段4で位相が反転した充放電を行い、容量差累積手段115で充放電特性の和を累積するようにしても、一対の差動電極の浮遊容量の差を検出することができるため、浮遊容量の微妙な変化まで高精度に検出することができる(例えば、特許文献3参照)。 Furthermore, for similar purposes, for example as shown in FIG. 4, a pair of differential electrodes 1, were charged and discharged whose phase is inverted by the differential charge-discharge unit 4, the charge-discharge characteristics in a volume difference accumulation means 115 even if the sum of the to accumulate, it is possible to detect the difference in the stray capacitance of the pair of differential electrodes, can be detected with high accuracy to subtle changes in the stray capacitance (e.g., see Patent Document 3 ).

つまり、差動電極もしくは同容量のコンデンサとの容量差のみを検出し、容量差累積手段で静電容量の差を求めることにより、電極の浮遊容量変化を高精度に検出するようにしたものである。 In other words, it detects only the capacitance difference between the differential electrode or the capacitance of the capacitor, by determining the difference in capacitance by the capacitance difference accumulation means, that where the stray capacitance change of the electrode to be detected with high precision is there.

以上に説明した近接検出装置は、電極が一つもしくは一対であり、物体の接近のみを検出する。 Proximity detecting apparatus described above, the electrode is a single or a pair, to detect only objects approaching. 次に、浮遊容量をもった物体の接近及び位置の両方を検出するために、複数の電極を支持手段に配置した従来の近接検出装置について、図5を基に説明する。 Next, in order to detect both the approach and the position of the object with a stray capacitance, a conventional proximity detector in which a plurality of electrodes on the support means will be described with reference to FIG.

図5において、複数の電極101は、異なる位置に設けられており、電極101の位置毎に浮遊容量の増加から物体の接近を検出する。 5, a plurality of electrodes 101 are provided at different positions, to detect the approach of an object from an increase of the stray capacitance in each position of the electrode 101. また、2軸の検出方向を持つ複数の電極を用いることにより、2次元の接近位置を検出することが出来る(例えば、特許文献4参照)。 In addition, a plurality of electrodes having a detection direction of the two axes, it is possible to detect the two-dimensional approach position (e.g., see Patent Document 4).

浮遊容量検出手段2は、各電極の浮遊容量を検出するためのもので、近接検出のための図2での浮遊容量検出手段2と同様のものである。 Stray capacitance detecting means 2 for detecting the stray capacitance of each electrode is the same as the stray capacitance detecting means 2 in FIG. 2 for the proximity detection. 浮遊静電容量検出手段2は、個々の電極ごとに別々のものを用いても良いが、共通に使える部分は共用しても良い。 Stray capacitance detecting unit 2, may be used separate ones for each individual electrode, but the portion that can be used in common may be shared.

近接演算手段3では、位置の異なる電極ごとの浮遊容量の変化から、物体の接近及び位置を検出する(例えば、特許文献5参照)。 The proximity calculating unit 3, the variation in the stray capacitance of each different electrodes of position, detecting the approach and position of an object (for example, see Patent Document 5).

いずれの方法においても、電極の浮遊容量が小さいためにインピーダンスが高く、検出した浮遊容量はノイズ等の影響を受けやすい。 In either method, high impedance to the stray capacitance of the electrode is small, the detected stray capacitance is sensitive to noise or the like. 特に、支持手段と電極を透明にして、液晶等の表示装置の表示面上に重ねて配置する場合には、表示装置と接近するために、表示装置からのノイズの影響が大きかった。 In particular, in the transparent support means and the electrode, in case of arranging superimposed on the display surface of the display device such as a liquid crystal, in order to close the display device, greater influence of noise from the display device.

この表示装置からのノイズの影響を解決するために、表示装置の信号が変化してノイズを発生する瞬間だけ、浮遊容量検出をおこなわないようにする方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。 To solve the influence of noise from the display device, only at the moment of generating the noise signal of the display device is changed, how to avoid a stray capacitance detection has been disclosed (for example, Patent Document 2 reference).

しかし、表示装置の信号の変化だけがノイズの発生源ではないため、必ずしも充分な解決には至っていない。 However, since only a change in signal of the display device is not a source of noise, not reached necessarily sufficient resolution. このため、近接検出装置と表示装置との距離を大きくして装置全体の厚みが大きくなる、あるいは、近接検出装置のカバーの厚みを充分厚くできないと言う課題が残っている。 Thus, the proximity detector and increases the distance a is increased to device the overall thickness of the display device, or remain problem that can not be thick enough to cover the thickness of the proximity detector. また、ノイズの影響を排除するために、繰り返しの回数を増やしてしまうと、検出の応答速度が遅くなってしまい、短い時間にノイズの影響の小さい正確な検出をすることができないという課題があった。 Further, in order to eliminate the influence of noise and thus increase the number of repetitions, becomes slow response speed of detection, there is a problem that can not be small accurate detection of the influence of noise in a short time It was.
特開平8−194025号公報 JP-8-194025 discloses 特開2006−146895号公報 JP 2006-146895 JP 特開2003−214807号公報 JP 2003-214807 JP 米国特許6,970,160B2号 US Patent No. 6,970,160B2 米国特許6,535,200B2号 US Patent No. 6,535,200B2

このように、従来の近接検出装置やその方法には、検出誤差が大きかったり、ノイズの影響を排除するために応答速度が遅くなったり、ノイズの発生源からの距離を大きくして配置する必要があったり、装置のカバーの厚みを薄くしたりしなければならないという課題があった。 Thus, the conventional proximity detector and method thereof, or large detection error, or slow response speed in order to eliminate the influence of noise, must be placed a distance from the source of noise is increased to or there is, there is a problem that must be or to reduce the thickness of the cover of the device.

そこで本発明では、これらの課題を解決して、ノイズの発生源から近く、装置のカバーの厚みが大きい場合でも、応答速度の速い安定した検出の出来る近接検出装置あるいはその方法を実現することである。 Therefore, in the present invention is to solve these problems, the nearest source of noise, even if the thickness of the cover of the device is large, to realize a proximity detector or a method capable of detecting that high response speed stability is there.

本発明による近接検出装置は、物体の接近を浮遊容量の変化として検出する差動電極と、前記差動電極の見かけの浮遊容量の合成値を求める浮遊容量検出手段と、前記浮遊容量の合成値から想定する物体の接近を検出する近接演算手段とにより構成した。 Proximity detecting apparatus according to the present invention includes a differential electrode for detecting the approach of the object as a change in stray capacitance, and stray capacitance detection means for obtaining a combined value of the stray capacitance of the apparent of the differential electrodes, combined value of the stray capacitance It was constituted by a proximity calculating means for detecting the approach of an object to be estimated from. また、前記浮遊容量検出手段は、前記差動電極に繰り返し充放電を行う差動充放電手段と、前記差動電極への前記差動充放電手段による繰り返しの充放電の特性を累積して前記差動電極の見かけの浮遊容量の合成値を求める容量累積合成手段とにより構成した。 Furthermore, the floating capacitance detecting means, wherein said differential charge and discharge means for performing repetitive charge and discharge the differential electrodes, by accumulating characteristics of charge and discharge of repetition by the differential charge and discharge means to the differential electrode was constructed by the capacitance accumulation synthesizing means for obtaining a combined value of the stray capacitance of the apparent differential electrode.

同様に、本発明による近接検出方法は、物体の接近を浮遊容量の変化として検出する差動電極に繰り返し充放電を行う差動充放電工程と前記差動電極への前記差動充放電工程による繰り返しの充放電の特性を累積して前記差動電極の見かけの浮遊容量の合成値を求める容量累積合成工程とからなる浮遊容量検出工程と、前記浮遊容量の合成値から想定する物体の接近を検出する近接演算工程と、からなる近接検出方法により実現した。 By Similarly, the proximity detection method according to the present invention, the differential charge and discharge process of the differential charge-discharge step of performing repetitive charge and discharge the differential electrodes for detecting the approach of the object as a change in the stray capacitance to the differential electrode a stray capacitance detection step of the characteristic of the repeated charge and discharge are accumulated composed of a capacitor cumulative synthesis step of obtaining a combined value of the stray capacitance of the apparent of the differential electrodes, the approach of an object to be estimated from the combined value of the stray capacitance a proximity computation step of detecting that was achieved by the proximity detection method comprising.

本発明によれば、近接検出装置がノイズの発生源に近い場合や、装置のカバーの厚みが大きい場合でも、応答速度の速い、安定した検出の出来る近接検出装置あるいはその方法を実現することが出来る。 According to the present invention, and if the proximity detection device is close to the source of noise, even if the thickness of the cover of the apparatus is large, high response speed, can be realized a proximity detector or a method capable of stable detection can.

本発明の好適な実施例を、図1を基に説明する。 The preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本発明による近接検出装置は、物体の接近を浮遊容量の変化として検出する差動電極と、前記差動電極の見かけの浮遊容量の合成値を求める浮遊容量検出手段と、前記浮遊容量の合成値から想定する物体の接近を検出する近接演算手段とにより構成した。 Proximity detecting apparatus according to the present invention includes a differential electrode for detecting the approach of the object as a change in stray capacitance, and stray capacitance detection means for obtaining a combined value of the stray capacitance of the apparent of the differential electrodes, combined value of the stray capacitance It was constituted by a proximity calculating means for detecting the approach of an object to be estimated from. また、前記浮遊容量検出手段は、前記差動電極に繰り返し充放電を行う差動充放電手段と、前記差動電極への前記差動充放電手段による繰り返しの充放電の特性を累積して前記差動電極の見かけの浮遊容量の合成値を求める容量累積合成手段とにより構成した。 Furthermore, the floating capacitance detecting means, wherein said differential charge and discharge means for performing repetitive charge and discharge the differential electrodes, by accumulating characteristics of charge and discharge of repetition by the differential charge and discharge means to the differential electrode was constructed by the capacitance accumulation synthesizing means for obtaining a combined value of the stray capacitance of the apparent differential electrode.

これより、本発明による近接検出装置における各構成手段及び本発明による近接検出方法における各工程について詳細に説明する。 From this is a detailed description of each step in the proximity detection method according to the arrangement means and the present invention in the proximity sensor according to the present invention.

差動電極1は、物体の接近により見かけの浮遊容量を増加させる。 Differential electrode 1 increases the stray capacitance apparent by the approach of the object. ここで、差動電極1は、図6に示すように、正の属性を持ち正電極端子epに接続されている正の素電極41と、負の属性を持ち負電極端子emに接続されている負の素電極51とにより構成される。 Here, the differential electrodes 1, as shown in FIG. 6, the positive element electrode 41 connected to the positive electrode terminal ep has positive attributes, is connected to the negative electrode terminal em has a negative attributes It constituted by a negative element electrode 51 are. 差動電極1を構成する正の素電極41および負の素電極51は、物体が接近すると見かけの浮遊容量を増加させる。 Positive pixel electrode 41 and the negative element electrode 51 constituting the differential electrodes 1 increases the stray capacitance apparent when an object approaches. ここで、一対の正の素電極41と負の素電極51は、略平行もしくは撚り線状に接近して配置することにより、ノイズが発生した場合にも、同様の影響を受けやすくすることが出来る。 Here, a pair of positive pixel electrode 41 and the negative element electrode 51, by placing close to the substantially parallel or twisted shape, even if noise is generated, can be susceptible to similar effect can. 同様に、差動電極1と浮遊容量検出手段2との間の配線においても、略平行もしくは撚り線状に接近させることにより、ノイズの影響を軽減して同じものに近づけることが出来るのは言うまでもない。 Similarly, in the wiring between the differential electrode 1 and the stray capacitance detection means 2, by approaching substantially parallel or twisted shape, the to reduce the effect of noise can be approximated to the same thing needless to say There.

また、差動電極は、図7に示すように、より細分化して、複数の正の素電極41と複数の負の素電極51を交互に配置することにより、正の素電極41と負の素電極51の位置が更に近づくため、正電極端子41と負電極端子51へのノイズの差を更に小さくすることが出来る。 The differential electrode is, as shown in FIG. 7, and more granular, by arranging a plurality of positive pixel electrode 41 and a plurality of negative pixel electrodes 51 are alternately positive pixel electrode 41 and the negative since the position of the pixel electrode 51 approaches further the difference of the noise between the positive electrode terminal 41 to the negative electrode terminal 51 can be further reduced.

さらに、差動電極1を線順次駆動の表示装置の上に重ねて使用する場合には、素電極(41,51)の方向を線順次駆動の線方向と平行にしないことにより、ノイズの影響を小さくすることが出来る。 Furthermore, when used on top of the differential electrodes 1 line-sequential driving of the display device, by not parallel to the line direction of the line-sequential driving direction pixel electrode (41, 51), the influence of noise it can be reduced.

このように電極を細分化することにより個々の素電極のインピーダンスは高くなるが、並列に接続されるため、トータルとしてのインピーダンスはほとんど増加することはなく、細分化したことによりノイズに弱くなるものではない。 Having thus the electrodes becomes high impedance of the individual pixel electrodes by subdividing, since they are connected in parallel, the impedance of the total is not that most increases, which weakens the noise by subdividing is not.

なお、これより説明の便宜上、図6に示すような一対の素電極を用いた場合について詳細に説明するが、図7に示すような細分化された素電極を用いた場合についても同様である。 Note that this from the convenience of explanation, will be described in detail for the case of using a pair of pixel electrode as shown in FIG. 6, the same applies to the case of using the subdivided pixel electrode as shown in FIG. 7 .

浮遊容量検出手段2は、差動電極1の浮遊容量の合成値を検出する。 Stray capacitance detecting means 2 detects the combined value of the stray capacitance of the differential electrodes 1. このため、浮遊容量検出手段2は、差動電極1に繰り返し充放電を行う差動充放電手段4と、前記充放電の特性を累積して前記差動電極1の浮遊容量の合成値に変換する容量累積合成手段5とにより構成した。 Therefore, stray capacitance detecting unit 2, the conversion differential charge and discharge means 4 for repeatedly charging and discharging the differential electrodes 1, by accumulating characteristics of the charge and discharge the combined value of the stray capacitance of the differential electrodes 1 It was constructed by a capacitor accumulating combining means 5 for.

差動充放電手段4は、図8及び図9に示すように、充放電制御手段6と正充放電手段11と負充放電手段21とにより構成した。 Differential charge-discharge means 4, as shown in FIGS. 8 and 9, was constructed by the charge and discharge control means 6 and Masamitsu discharging means 11 and FuTakashi discharge means 21. また、容量累積合成手段5は、正累積手段12と負累積手段22と容量演算手段7とにより構成した。 The capacitance cumulative combining means 5, constituted by a positive accumulation means 12 and the negative accumulating unit 22 and the capacity calculation unit 7.

図10に示すように、充放電制御手段6は浮遊容量検出手段2の動作を制御する。 As shown in FIG. 10, the charging and discharging control unit 6 controls the operation of the stray capacitance detection unit 2. つまり、浮遊容量検出手段2の初期化を行った後に、所定回数の充電と放電を繰り返して、浮遊容量検出するまでの一連のシーケンスを司る。 That is, after initializing the floating capacitance detecting means 2, by repeating charge and discharge a predetermined number of times, governs the series of sequences required to detect stray capacitance. ただし、図10においては、異なるステップで動作するスイッチが同時にオンすることのないような時間を各ステップ間に設けても良いことは言うまでもない。 However, in FIG. 10, a time such as not to switch operating at different steps are turned on at the same time may be provided between each step of course.

このため、ステップ1において、繰り返しサイクル数のカウント値Nを0に初期化するとともに、スイッチSW1,11をオンにして、正累積手段の帰還コンデンサCapと負累積手段の帰還コンデンサCamの両端をショートさせて初期化を行う。 Short Thus, in step 1, the count value N of the number of repeating cycles is initialized to 0, and turns on the switch SW1,11, across the feedback capacitor Cam feedback capacitor Cap and negative accumulation means positive accumulating means It is to perform the initialization.

ステップ2において、繰り返しサイクル数Nに1を加算して、スイッチSW2,12のみをオンして、差動電極に充電する。 In Step 2, by adding 1 to the number of repetition cycles N, and turn on only the switch SW2,12, to charge a differential electrode.

ステップ3において、スイッチSW3,13のみをオンして、差動電極から放電するとともに、放電した電荷を容量累積合成手段に累積する。 In Step 3, by turning on only the switch SW3,13, while the discharge from the differential electrodes accumulates the discharged charges in the capacitor accumulating synthetic means.

ステップ4において、ステップ2,3を所定回数繰り返したことを判定すると、ステップ5において、容量演算手段で差動電極の浮遊容量の合成値を求めるようにした。 In step 4, if it is determined that the step 2 is repeated the predetermined number of times, in step 5, and to obtain the combined value of the stray capacitance of the differential electrodes in a volume calculating means. 但し、ステップ4で所定回数により判定する代わりに、後述する容量演算手段での浮遊容量が収束した段階で、ステップ2,3の繰り返しを終了するようにしても良い。 However, instead of determining the predetermined number of times in Step 4, at the stage of stray capacitance in capacitance computing means described later has converged, it may be terminated repetition of steps 2 and 3.

正充放電手段11は、ステップ2において、正の電圧を供給する直流電源Vddを、スイッチSW2をオンにすることにより正電極端子epに接続して、正の属性を持つ素電極に正の電荷を充電する。 Masamitsu discharge means 11, in step 2, a DC power supply Vdd for supplying a positive voltage, and connected to the positive electrode terminal ep by turning on the switch SW2, the positive charge pixel electrode having a positive attribute to charge. この場合にスイッチSW3はオフしている。 Switch SW3 is turned off in this case. また、ステップ3において、スイッチSW2をオフしてスイッチ3をオンすることにより正の属性を持つ素電極に充電されていた正の電荷を演算増幅器OP1の反転入力端子に放電させる。 Further, in step 3, to discharge the positive charge charged in the pixel electrode having a positive attribute by turning on the switch 3 turns off the switch SW2 to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1. このように、正充放電手段11は、充電時に正の素電極に電流を流し込み、放電時に正の素電極から電流を引き出すように充放電を行うものであればどのようなものでもよい。 Thus, Masamitsu discharge means 11, pouring a current to the positive element electrode during charging, charging and discharging may be any as long as it performs to draw current from the positive element electrode during discharge.

同様に、負充放電手段21は、ステップ2において、0Vを供給するグランドを、スイッチSW12をオンにすることにより負電極端子emに接続して、負の属性を持つ素電極に負の電荷を充電する。 Similarly, FuTakashi discharge means 21, in step 2, the ground supplies a 0V, connected to the negative electrode terminal em by turning on the switch SW12, the negative charge-containing electrode having a negative attribute to charge. この場合にスイッチSW13はオフしている。 Switch SW13 is turned off in this case. また、ステップ3において、スイッチSW12をオフしてスイッチ13をオンすることにより負の属性を持つ素電極に充電されていた負の電荷を演算増幅器OP2のマイナス入力端子に放電させる。 Further, in step 3, to discharge the negative charge charged in the pixel electrode having a negative attribute by turns off the switch SW12 turns on the switch 13 to the negative input terminal of the operational amplifier OP2. 負充放電手段21は、正充放電手段11と逆に、充電時に負の素電極から電流を引き出し、放電時に負の素電極に電流を流し込むように充放電を行うものであればどのようなものでもよい。 FuTakashi discharge means 21, the Masamitsu discharging means 11 and inverse, which as long as it draw current from the negative element electrode during charging, charging and discharging to flow into a current to the negative element electrode during discharge But good.

正累積手段12は、演算増幅器OP1の帰還コンデンサCapに正の素電極から放電された正の電荷を蓄積して電圧Vapに変換する。 Positive accumulation means 12 converts the voltage Vap and accumulates positive charge discharging from the positive element electrode in the feedback capacitor Cap of the operational amplifier OP1. このため、帰還コンデンサCapはステップ1においてスイッチSW1により初期化されている。 Therefore, feedback capacitor Cap is initialized by the switch SW1 in step 1. 同様に、負累積手段22は、演算増幅器OP2の帰還コンデンサCamに負の素電極から放電された負の電荷を蓄積して電圧Vamに変換する。 Similarly, the negative accumulation means 22 converts the voltage Vam accumulated negative charges discharged from the negative element electrode in the feedback capacitor Cam operational amplifier OP2. ここで、正累積手段のコンデンサの静電容量Capと負累積手段のコンデンサの静電容量Camは同じ値Caに設定したが、その限りではない。 Here, the electrostatic capacitance Cam capacitors capacitance Cap and negative accumulation means of the capacitor of the positive accumulation means was set to the same value Ca, not limited thereto. また、帰還コンデンサCamはステップ1においてスイッチSW11により初期化されている。 Further, the feedback capacitor Cam is initialized by the switch SW11 in step 1. なお、演算増幅器OP1,2の非反転入力端子は、直流電源Vddとグランド間で抵抗分圧された電圧Vmになっているが、中間電位であればどのようなものでも良い。 The non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1,2 is has a voltage Vm whose pressure resistance component between a DC power supply Vdd and the ground, may be any one so long as it is a medium potential. また、演算増幅器OP1,2の回路の特性上、本実施例では正累積手段と負累積手段の出力電圧はマイナス1倍されているが、この限りではない。 Furthermore, the characteristics of the circuit of the operational amplifier OP1,2, in the present embodiment the output voltage of the positive accumulation means and negative accumulation means is 1 times minus, not limited.

容量演算手段7では、電荷の総量保存の関係より得られる数1などにより、差動電極の浮遊容量、つまり正の素電極の浮遊容量Cepと負の素電極の浮遊容量Cemの和を、正累積手段12と負累積手段22の出力電圧の差から求めるようにした。 The capacity calculation unit 7, such as by the number 1 obtained from the relationship of the total amount storage charge, the stray capacitance of the differential electrodes, i.e. the sum of the stray capacitance Cem stray capacitance Cep and negative pixel electrode positive element electrodes, a positive and to seek from the difference between the accumulation means 12 output voltage of the negative accumulation means 22. また、右辺全体にマイナスの符号がついているのは、正累積手段と負累積手段で極性が反転したためである。 Also, what with a minus sign to the entire right side is the polarity is reversed in the positive accumulation means and negative accumulation means.
(数1) Cep+Cem=−Ca×(Vap−Vam)÷(N×Vdd÷2) (Number 1) Cep + Cem = -Ca × (Vap-Vam) ÷ (N × Vdd ÷ 2)
ここで、ノイズを除去しつつ差動電極の浮遊容量の和を検出する動作について、図11により説明する。 Here, the operation of detecting the sum of the stray capacitance of the differential electrodes while removing noise, will be described with reference to FIG.

差動電極に物体が接近した場合には、図11(a)に示すように、正の素電極と負の素電極の両方の見かけの浮遊容量が増加するため、充電時に両素電極に蓄えられる電荷が増大する。 When the object approaches to the differential electrodes, as shown in FIG. 11 (a), since the stray capacitance of both the apparent positive element electrode and the negative element electrode increases, stored in Ryomoto electrode during charging charge is increased to be. このため、放電時に正累積手段と負累積手段のコンデンサに累積される電荷も増大して、正累積手段の演算増幅器OP1の出力電圧Vapは低くなり、負累積手段の演算増幅器OP2の出力電圧Vamは高くなる。 Therefore, when the charge accumulated also increases the capacitor positive cumulative means and negative accumulation means discharge, the output voltage Vap of the operational amplifier OP1 of the positive accumulation means becomes lower, the output voltage of the operational amplifier OP2 of the negative accumulation means Vam It is higher. このため、容量演算手段で検出される浮遊容量が増加する。 Therefore, stray capacitance increases detected by the capacity calculation means.

一方、図11(b)に示すように、ノイズにより正の素電極と負の素電極の両方の電圧が引き上げられた場合には、正累積手段と負累積手段の演算増幅器の出力Vap,Vamの両方の電圧が低くなり、容量演算手段で互いに打ち消しあうことにより、ノイズの影響を除去することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 11 (b), the noise due to the case where both of the voltages of the positive element electrode and the negative element electrode is raised, the output of the operational amplifier positive accumulating unit and negative accumulation means Vap, Vam both voltage is lowered, the by cancel each other in a volume calculating means, it is possible to eliminate the influence of noise. ノイズにより正の素電極と負の素電極の両方の電圧が引き下げられた場合にも、同様にノイズの影響を除去することができる。 Even if both the voltage of the positive element electrode and the negative element electrode is pulled by the noise, it is possible to eliminate the influence of the same noise.

このように差動電極へのノイズの影響は同様なので、差動電極の浮遊容量の和を求めながらノイズをキャンセルするためには、差動電極に逆位相の充放電を行う必要がある。 Since the influence of noise on the differential electrodes are the same, in order to cancel the noise while calculates the sum of the stray capacitance of the differential electrodes, it is necessary to charge and discharge of the opposite phase to the differential electrode. 言い換えると、本発明の特徴は、差動電極に逆位相の充放電を行い、差動電極の浮遊容量の和を求めることにより、ノイズの影響を除去することである。 In other words, a feature of the present invention, were charged and discharged in opposite phase to the differential electrodes, by determining the sum of the stray capacitance of the differential electrodes, it is to remove the influence of noise.

以上に演算増幅器を用いた容量累積合成手段の一例を示したが、回路コストを削減するために、汎用的なCPU等を活用することにより、正累積手段及び負累積手段において演算増幅器を使わずに単にコンデンサに累積することも出来る。 It showed an example of a volume cumulative synthetic means using an operational amplifier to above, in order to reduce the circuit cost, by utilizing a general-purpose CPU, without using an operational amplifier in the positive accumulation means and negative accumulation means simply it can also be accumulated in a capacitor in. この場合も、差動充放電手段の動作や図10に示した浮遊容量検出手段全体の動作ステップは、演算増幅器を用いた前述の場合とほぼ同様である。 Again, the operation steps of the overall stray capacitance detecting means shown in operation and 10 of the differential charge-discharge means, is substantially the same as that described above using an operational amplifier. したがって、ここでは演算増幅器を用いた前述の場合との相違点を中心に、図12,13を基に詳細に説明する。 Therefore, here focusing on the differences from the case of the above using an operational amplifier will be described in detail based on FIGS. 12 and 13.

正累積手段では、ステップ1において、コンデンサCapの電圧Vapを0Vに初期化する。 The positive accumulation means, in step 1, is initialized to 0V voltage Vap of the capacitor Cap. ステップ3においては、演算増幅器を使わずに単にコンデンサCapに累積するだけなので、正の素電極から放電された正の電荷の累積を繰り返しても、コンデンサCapの電圧Vapは繰り返しサイクル数Nには比例せずに、正の素電極の浮遊容量Cepと正累積手段のコンデンサCapの比率により、数2に示すようにVddに近づく。 In Step 3, since simply accumulated in the capacitor Cap without an operational amplifier, even after repeated cumulative positive to positive charge discharging from pixel electrodes, the voltage Vap of the capacitor Cap is the number of repeating cycles N to not proportional, by the ratio of the capacitor Cap stray capacitance Cep positive accumulation means of a positive element electrodes, closer to Vdd as shown in Equation 2.
(数2) Vap=Vdd×[1−{Ca÷(Cep+Ca)}のN乗] (Number 2) Vap = Vdd × [1- {Ca ÷ (Cep + Ca)} N-th power of]
同様に、負累積手段では、ステップ1において、コンデンサCamの電圧VamをVddの電圧に初期化する。 Similarly, in the negative accumulation means, in step 1, initializing the voltage Vam of the capacitor Cam to voltage Vdd. ステップ3においては、負累積手段のコンデンサCamの電圧Vamは、負の素電極の浮遊容量Cemと負累積手段のコンデンサCapの比率により、数3に示すように0Vに近づく。 In Step 3, the voltage Vam of the capacitor Cam negative accumulation means is by the ratio of the capacitor Cap stray capacitance Cem and negative accumulation means negative element electrode, closer to 0V as shown in equation (3).
(数3) Vam=Vdd×[{Ca÷(Cem+Ca)}のN乗] (Number 3) Vam = Vdd × [{Ca ÷ (Cem + Ca)} N-th power of]
容量演算手段では、正の素電極の浮遊容量Cepと負の素電極の浮遊容量Cemを各々求めて、その和を計算する。 The capacity calculation unit, asking each stray capacitance Cem stray capacitance Cep and negative pixel electrode positive element electrodes, to calculate the sum. 容量演算手段での演算は、例えばCPU等を用いると容易に演算することが出来る。 Calculation of a volume calculating means, can be easily computed when using, for example, CPU or the like.

正の素電極の浮遊容量Cepは、図13に示すように、正累積手段の出力電圧Vapが予め定められたリファレンス電圧Vrpより大きくなるまでのサイクル数Nから求める。 Stray capacitance Cep positive element electrodes, as shown in FIG. 13, determined from the number of cycles N until the output voltage Vap positive accumulation means becomes greater than the reference voltage Vrp predetermined. 計算式は、数2のVapをVrefに置き換えて、Cepについて予め解いておいたものなどである。 Formula, replacing the number 2 of Vap to Vref, and the like that had been solved in advance for Cep.

負の素電極の浮遊容量Cemは、図13に示すように、負累積手段の出力電圧Vamが予め定められたリファレンス電圧Vrmより小さくなるまでのサイクル数Nから求める。 Stray capacitance negative element electrode Cem, as shown in FIG. 13, determined from the number of cycles N until the output voltage Vam of the negative accumulation means is smaller than the reference voltage Vrm predetermined. 計算式は、同様に数3から容易に解いておいたものなどである。 Formula is like that had been readily solved from likewise number 3.

ここで、正累積手段と負累積手段で演算増幅器を使わずに単にコンデンサに累積した場合のノイズ除去効果について説明する。 Here, simply described noise removal effect when accumulated in the capacitor without using an operational amplifier with positive accumulating unit and the negative accumulating means. 仮にノイズにより正の素電極と負の素電極の両方の電圧が高くなった場合には、正累積手段のコンデンサの電圧Vapも負累積手段のコンデンサの電圧Vamも高くなる。 If in the case where both of the voltages of the positive element electrode and the negative element electrode is increased by the noise, the voltage Vam of the capacitor voltage Vap also negative accumulation means of the capacitor of the positive accumulation means is also increased. ここで、正累積手段のコンデンサの電圧Vapの値は0VからVddに向かって大きくなるのでVrpに早く到達するようになるために、正の素電極の浮遊容量Cepを求める場合のサイクル数Nは少なくなり、求められる浮遊容量Cepは大きくなる。 Here, in order to come to reach early Vrp the value of the voltage Vap capacitor positive accumulation means increases toward the Vdd from 0V, the number of cycles N in the case of obtaining the stray capacitance Cep positive element electrode less, stray capacitance Cep sought increases. 逆に、負累積手段のコンデンサの電圧Vapの値はVddから0Vに向かって小さくなるのでVrmに遅く到達するようになるために、負の素電極の浮遊容量Cemを求める場合のサイクル数Nは多くなり、求められる浮遊容量Cemは小さくなる。 Conversely, because the value of the voltage Vap of the capacitor of the negative accumulation means is to reach late Vrm becomes smaller toward the 0V from Vdd, the number of cycles N in the case of obtaining the stray capacitance Cem negative element electrode increases, the stray capacitance is required Cem is reduced. したがって、正の素電極の浮遊容量Cepと負の素電極の浮遊容量Cemの和を計算することにより、ノイズの影響は互いに打ち消しあって、大幅に軽減されるのである。 Therefore, by calculating the sum of the stray capacitance Cem stray capacitance Cep and negative pixel electrode positive element electrodes, the influence of the noise cancel each other, it being significantly reduced.

ここでは、正の素電極の浮遊容量Cepと負の素電極の浮遊容量Cemを各々求めてからその和を計算したが、図7に示すように差動電極が充分細分化されて正の素電極の浮遊容量Cepと負の素電極の浮遊容量Cemの値がほぼ同じ場合には、正累積手段のコンデンサの電圧Vapから負累積手段のコンデンサの電圧Vamを差し引いたものがリファレンス電圧Vrに到達するまでのサイクル数Nから正の素電極の浮遊容量Cepと負の素電極の浮遊容量Cemの和を求めるようにしても良い。 Here, to calculate the sum of the stray capacitance Cem each determined from the stray capacitance Cep and negative pixel electrode positive element electrodes, is sufficiently subdivided differential electrode 7 positive element when substantially the value of the stray capacitance Cem stray capacitance Cep and negative pixel electrodes of the electrode same, minus the voltage Vam of the capacitor of the negative accumulation means from the voltage Vap capacitor positive accumulation means reaches the reference voltage Vr the sum of the stray capacitance Cem stray capacitance Cep and negative pixel electrode positive element electrodes from the number of cycles N before may be obtained.

また、容量累積合成手段は、図14,15に示すように、正累積手段の機能と負累積手段の機能を一つにまとめた差動累積手段8と容量演算手段7により構成しても良い。 The capacitance accumulation synthetic means, as shown in FIGS. 14 and 15, the differential accumulation means 8 and the capacitor 7 calculates a summary of the functions of the negative accumulation means positive accumulation means into one may be constructed .

さらに、この場合には、図16に示すように、ステップ4において容量演算手段7のスイッチSW7をオンにすることによって、差動累積手段8のコンデンサの両端の電圧の差を得ることが出来る。 Further, in this case, as shown in FIG. 16, by turning on the switch SW7 of the capacity calculation unit 7 at step 4, it is possible to obtain a difference of the voltage across the capacitor of the differential accumulation means 8. この電圧の差から前述の方法で差動電極の浮遊容量の和を求めれば良い。 From the difference between this voltage may be determined the sum of the stray capacitance of the differential electrodes in the manner described above.

以上に、ノイズを除去しながら差動電極の浮遊容量を検出する浮遊容量検出手段について説明したが、これより物体が接近していない場合の差動電極自体の浮遊容量も除去して、物体の接近による浮遊容量の増加分を高精度に検出することのできる浮遊容量検出手段について、図17を基に説明する。 Above has been described stray capacitance detection means for detecting the stray capacitance of the differential electrodes while removing noises, removing also the stray capacitance of the differential electrode itself when it from the object is not approaching, the object of the for stray capacitance detecting means for detecting the increase in the stray capacitance due to proximity to high accuracy will be described with reference to FIG. 17.

図17に示す浮遊容量検出手段は、図12に示した浮遊容量検出手段に、差動電極自体の浮遊容量を除去するための手段を追加したものである。 Stray capacitance detecting means shown in FIG. 17, the stray capacitance detecting means shown in FIG. 12, with the addition of a means for removing the stray capacitance of the differential electrode itself. 図17において、コンデンサCrpとスイッチSW22とスイッチSW23は正の素電極の固有の浮遊容量を除去するためのものであり、コンデンサCrmとスイッチSW32とスイッチSW33は、負の素電極の固有の浮遊容量を除去するためのものである。 17, capacitor Crp the switch SW22 and the switch SW23 is for removing inherent stray capacitance of the positive element electrode, the capacitor Crm the switch SW32 and the switch SW33 is inherent stray capacitance of the negative element electrode it is intended to remove. このため、コンデンサCrpは、物体が接近していない場合の正の素電極の浮遊容量と同じ値で、コンデンサCrmは、物体が接近していない場合の負の素電極の浮遊容量と同じ値にした。 Therefore, capacitor Crp is the same value as the stray capacitance of the positive element electrode when the object is not approaching, capacitor Crm is the same value as the stray capacitance of the negative element electrode when the object is not approaching did.

ステップ2における充電時にはスイッチSW22によりコンデンサCrpには正の素電極と逆の電圧である0Vからの負の充電を行ない、ステップ3における放電時にはスイッチSW23により正の素電極からの放電による正の累積手段への累積をキャンセルするように動作する。 Step when charging in 2 performs a negative charge from 0V to the capacitor Crp by the switch SW22 is a positive element electrodes and opposite voltages, the positive accumulated due to discharge from the positive pixel electrodes by the switch SW23 during discharging in step 3 It operates so as to cancel the accumulation of the means. 同様に、ステップ2における充電時にはスイッチSW32によりコンデンサCrmには負の素電極と逆の電圧であるVddからの充電を行ない、ステップ3における放電時にはスイッチSW33により負の素電極からの放電による負の累積手段への累積をキャンセルするように動作する。 Similarly, the switch SW32 during charging in Step 2 performs charge from Vdd to capacitor Crm a negative pixel electrode and the opposite voltage, during discharging in step 3 of the negative by the discharge from the negative element electrode by the switch SW33 It operates so as to cancel the accumulation of the accumulation means. こうすることにより、正の累積手段及び負の累積手段では、差動電極の物体の接近による浮遊容量の増加に対応した電荷が累積される。 Thereby, the positive accumulation means and negative accumulation means, charges corresponding to an increase in the stray capacitance due to proximity of the object of the differential electrodes are accumulated. したがって、容量演算手段からは物体の接近により増加した浮遊容量の増加分のみが高精度に検出されて、近接演算手段での物体の接近の判定をより正確にすることが出来るようになる。 Therefore, only the increase in the stray capacitance that is increased by the approach of the object from the volume calculating means is detected with high accuracy, comprising the determination of the approach of the object in a close operation means so more can be accurate.

ここでは、位相の反転した充電を行い放電時に加算して非接近時の容量を打ち消しあう方法を示したが、同じ位相の充電を行って減算により打ち消しあうようにしても同様の効果を得ることが出来る。 Here, although the method of canceling the capacity of the non-close time by adding the time of discharge and charges the inverse of the phase, also as cancel by subtraction to charge the same phase to obtain the same effect It can be.

スイッチ切換えによる浮遊容量検出手段はこの限りでなく、差動充放電手段により差動電極への充放電の電流が同時に逆向きになるような充放電を繰り返して、その特性から差動電極の合成浮遊容量を求めるようなものであればどのようなものでもよい。 Stray capacitance detection unit by the switch switching is not as long as this, by repeating the charge and discharge currents reverse to become such charge and discharge at the same time to the differential electrodes by a differential charge and discharge means, the synthesis of differential electrodes from the characteristic what may be one as long as such obtains stray capacitance.

以上にスイッチ切換えにより差動電極に充放電を行う浮遊容量検出手段の例について説明したが、差動電極への充放電は交流印加によっても実現することができる。 An example has been described in the stray capacitance detection means for charging and discharging the differential electrodes by a switch switched over, charging and discharging of the differential electrodes can be realized by AC application. 例えば、交流電圧を電極に印加する浮遊容量検出手段では、容量検出制御手段やスイッチなどが不要で、アナログ回路として実現される。 For example, the stray capacitance detection means for applying an alternating voltage to the electrodes, like the capacitance detection control unit or switch is not required, it is implemented as an analog circuit. 交流電圧の印加により差動電極に充放電を行う浮遊容量検出手段の例について、図18,19を基に詳細に説明する。 For an example of stray capacitance detection means for charging and discharging the differential electrodes by application of an AC voltage will be described in detail based on FIGS. 18 and 19.

交流電圧の印加により差動電極に充放電を行う浮遊容量検出手段は、スイッチ切換えによる浮遊容量検出手段と同様に、正充放電手段11と負充放電手段21とにより構成される差動充放電手段4と、容量累積合成手段5とにより構成される。 Stray capacitance detection means for charging and discharging the differential electrodes by application of the AC voltage, as well as the stray capacitance detecting means by the switch changeover, the differential charge and discharge means constituted by a Masamitsu discharging means 11 and FuTakashi discharging means 21 4, constituted by a capacitor accumulating combining means 5. 但し、正充放電手段11は交流電圧発生手段13と正電気抵抗手段14とにより構成され、負充放電手段21は反転手段23と負電気抵抗手段24とにより構成した。 However, Masamitsu discharge means 11 is constituted by the AC voltage generator 13 and the positive electric resistance means 14, FuTakashi discharge means 21 constituted by the inversion means 23 and the negative electrical resistance means 24. また、容量累積合成手段5も、同様に正累積手段12と負累積手段22と容量演算手段7とにより構成した。 The capacitance cumulative combining means 5 also was constructed similarly by the positive accumulation means 12 and the negative accumulating unit 22 and the capacity calculation unit 7.

交流電圧発生手段13は、電極の浮遊容量を検出するために交流電圧Voを発生する。 AC voltage generating unit 13 generates an AC voltage Vo to detect stray capacitance of the electrode. 正電気抵抗手段14は、交流電圧発生手段で発生した電圧を、インピーダンスを高くして正の素電極に供給する。 Positive electrical resistance means 14 supplies the voltage generated by the AC voltage generating means, to increase the impedance to the positive element electrode. インピーダンスを高くすることにより、数4に示すように、交流電圧の周波数fと正の素電極の浮遊容量Cepと正電気抵抗手段の抵抗値Rとにより電圧降下を生じ、正電極端子の電圧Vepは交流電圧Voより小さくなる。 By increasing the impedance, as shown in Equation 4, a voltage drop occurs by the resistance value R of the stray capacitance Cep positive electrical resistance means of the frequency f and the positive element electrode of the AC voltage, the positive electrode terminal voltage Vep smaller than the AC voltage Vo is. ここで、πは、円周率である。 Here, π is the ratio of the circumference of a circle.
(数4) Vep=Vo÷[{(2×π×f×Cep×R)の2乗+1}の0.5乗] (Number 4) Vep = Vo ÷ [0.5 square of {square +1 (2 × π × f × Cep × R)}]
反転手段23は、交流電圧発生手段で発生する交流電圧と位相が反転した交流電圧を発生する。 Inverting means 23 generates an AC voltage AC voltage and the phase generated by the AC voltage generator is inverted. また、負電気抵抗手段24の抵抗値は、正電気抵抗手段の抵抗値と同じである。 The resistance value of the negative resistance section 24 is the same as the resistance value of the positive electric resistance means. したがって、負電極端子の電圧Vemは、同様に数5に示す電圧に降下する。 Therefore, the voltage Vem of the negative electrode terminal is lowered to the voltage shown in likewise number 5. ここで、Cemは、負の素電極の浮遊容量である。 Here, Cem is the stray capacitance of the negative element electrode.
(数5) Vem=Vo÷[{(2×π×f×Cem×R)の2乗+1}の0.5乗] (Number 5) Vem = Vo ÷ [0.5 square of {square +1 (2 × π × f × Cem × R)}]
正累積手段12では、正電極端子の電圧Vepを抽出する。 The positive accumulation means 12 to extract the voltage Vep of the positive electrode terminal. このため、正累積手段では、充分高いインピーダンスで入力して、交流電圧を検波した後に、フィルタリングして直流成分を抽出する。 Therefore, in the positive accumulation means, enter a sufficiently high impedance, after detecting the AC voltage, to extract the DC component by filtering. 負累積手段22も、同様に負電極端子の電圧Vemを抽出する。 Negative accumulation means 22 likewise extracts the voltage Vem of the negative electrode terminal. 正累積手段及び負累積手段で直流成分を抽出する検波及びフィルタリングの機能は、繰り返される充放電の特性から得られる浮遊容量を累積することに対応する。 Detection and filtering functions to extract the DC component in the positive accumulation means and negative accumulation means corresponds to accumulate stray capacitance resulting from the characteristics of charging and discharging are repeated.

容量演算手段7では、正の素電極の浮遊容量Cepと負の素電極の浮遊容量Cemを個別に求めた後に、両者の和を求めるようにした。 The capacity calculation unit 7, after obtaining the stray capacitance Cem stray capacitance Cep and negative pixel electrode positive element electrodes individually, and to obtain the sum of both. ここで、正の素電極の浮遊容量Cepと負の素電極の浮遊容量Cemを求めるために、数4と数5から予め正の素電極の浮遊容量Cepと負の素電極の浮遊容量Cemについて解いたものを用意しておき、VepとVemにそれぞれ正累積手段12で抽出した電圧と負累積手段22で抽出した電圧を代入する。 In order to determine the stray capacitance Cem stray capacitance Cep and negative pixel electrode positive element electrodes, the stray capacitance Cem stray capacitance Cep and negative pixel electrodes pre positive element electrode from Equation 4 and Equation 5 We are prepared to those solved substitutes voltage and extracted voltage negative accumulation means 22 extracted in each positive accumulation means 12 in Vep and Vem. 交流電圧発生手段13および反転手段23で発生する交流電圧の電圧値Voと、周波数fと、正電気抵抗手段14及び負電気抵抗手段24の抵抗値Rは通常定数であるため、数4と数5から予め正の素電極の浮遊容量Cepと負の素電極の浮遊容量Cemについて解いたものは、1次元のテーブルとして用意しておくこともできる。 The voltage value Vo of the AC voltage generated by the AC voltage generator 13 and an inverting means 23, for the frequency f, the resistance value R of the positive electrical resistance means 14 and the negative electrical resistance means 24 is normally constant, the number 4 and number 5 that solving for the stray capacitance Cem pre stray capacitance of a positive pixel electrode Cep and negative pixel electrodes from may also to be prepared as a one-dimensional table.

交流電圧を印加した場合も、ノイズによる電流は正の素電極と負の素電極で同じ方向であり、充放電による電流は正の素電極と負の素電極で逆のため、差動電極の合成浮遊容量を求めることにより、ノイズの影響は打ち消しあうことになる。 Even if an AC voltage is applied, the current due to the noise is the same direction at the positive element electrode and the negative element electrode, the current due to charge and discharge for the reverse positive pixel electrode and the negative element electrode, the differential electrode by obtaining the synthetic stray capacitance, the influence of noise is canceled out.

以上に、交流印加により差動電極に充放電を行う浮遊容量検出手段の例について説明したが、交流電圧の印加により差動電極に充放電を行う場合も、スイッチ切換えにより充放電を行う場合と同様に、差動電極自体の浮遊容量を除去した物体の接近による浮遊容量の微小な増加分のみを抽出して高精度に検出することが出来る。 Above, an example has been described in the stray capacitance detection means for charging and discharging the differential electrodes by the AC application, even if the charging and discharging to the differential electrodes by application of an AC voltage, and when the charging and discharging by the switch changeover Similarly, it is possible to detect and extract only small increase in the stray capacitance due to proximity of the object to remove the stray capacitance of the differential electrode itself with high precision. その方法について、図20を基に説明する。 For the method will be described with reference to FIG. 20.

図20において、コンデンサCrpは、正の素電極に物体が接近していない場合の浮遊容量と同じ値の静電容量を持ち、交流電圧発生手段に正電気抵抗手段の抵抗値と同じ値の電気抵抗を介して接続されている。 In Figure 20, the capacitor Crp is positive to pixel electrode has a capacitance of the same value as the stray capacitance when the object is not approaching the same value as the resistance value of the positive electric resistance means to the AC voltage generating means electrically It is connected via a resistor. 正減算手段15では、正の素電極の電圧VepからコンデンサCrpの電圧を差し引くことにより、正の素電極の見かけの浮遊容量の物体の接近による増加分に対応した交流電圧を正電極端子電圧として出力する。 The positive subtraction unit 15, by subtracting the voltage of the capacitor Crp from the voltage Vep positive element electrodes, an AC voltage corresponding to the increment by the approaching of the object of the stray capacitance of the apparent positive element electrodes as the positive electrode terminal voltage Output.

同様に、コンデンサCrmと負減算手段25も、負の素電極の見かけの浮遊容量の物体の接近による増加分に対応した交流電圧を負電極端子電圧として出力する。 Similarly, capacitor Crm negative subtracting means 25 also outputs an AC voltage corresponding to the increment by the approaching of the object of the stray capacitance of the apparent negative element electrode as the negative electrode terminal voltage.

ここで得られた正電極端子電圧と負電極端子は、図18に示す容量累積合成手段5の正累積手段12と負累積手段22に各々入力され、差動電極の浮遊容量の変化分を求めることが出来る。 Positive electrode terminal voltage and the negative electrode terminal obtained here are respectively inputted to a positive accumulating means 12 and the negative accumulation means 22 volume cumulative combining means 5 shown in FIG. 18, obtains the change in the stray capacitance of the differential electrodes it can be.

図20に示す例ではコンデンサCrpと正の素電極に同位相の交流電圧を印加して減算することにより正の素電極自体の浮遊容量を打ち消すようにしたが、図21に示すようにコンデンサCrpと正の素電極に位相の反転した交流電圧を印加して加算するようにしても同様の効果が得られる。 Was to cancel the stray capacitance of the positive element electrode itself by subtracting by applying an AC voltage of the same phase in the capacitor Crp and positive pixel electrodes in the example shown in FIG. 20, the capacitor Crp as shown in FIG. 21 DOO positive similar effect to pixel electrode so as to sum by applying an inverted AC voltage of the phase is obtained. コンデンサCrmと負の素電極に関しても、同様である。 Regard capacitor Crm and negative pixel electrodes are the same. この場合、図20の正減算手段と負減算手段はそれぞれ正加算手段16と負加算手段26とになる。 In this case, the positive subtraction means and negative subtraction means 20 respectively become positive addition means 16 and a negative summing means 26.

また、図22,23に示すように、物体が接近していない場合の正の素電極の浮遊容量と負の素電極の浮遊容量がほぼ等しい場合には、図20,21でのコンデンサCrpとコンデンサCrmとを一つのコンデンサCrにまとめても、ほぼ同様の効果を得ることができる。 Further, as shown in FIG. 22 and 23, when the stray capacitance of the stray capacitance and the negative element electrode positive element electrodes when the object is not approaching nearly equal, a capacitor Crp in FIGS. 20 and 21 it is combined and a capacitor Crm the one capacitor Cr, it is possible to obtain substantially the same effects.

以上に、スイッチ切換えを用いる場合と交流印加を行う場合の浮遊容量検出手段の例について説明したが、差動電極に互いに位相の反転した電流を流して、その特性から差動電極の浮遊容量の合成値を求める手段であれば、どのような手段を用いても良い。 Above, an example has been described in the stray capacitance detection means for performing AC application to the case of using a switch switched by flowing an inverted current mutually phase differential electrodes, the stray capacitance of the differential electrodes from the characteristic if means for obtaining a composite value, it may be used any means.

同様に、浮遊容量検出工程は、物体の接近により変化する差動電極の浮遊容量を検出する。 Similarly, the stray capacitance detection step detects the stray capacitance of the differential electrodes varies with proximity of the object. このため、浮遊容量検出工程は、差動電極に繰り返し充放電を行う差動充放電工程と、前記充放電の特性を累積して浮遊容量に変換する容量累積合成工程とにより実現した。 Therefore, stray capacitance detection process was achieved and the differential charge-discharge step of performing repetitive charge and discharge the differential electrodes, by a capacity cumulative synthesis step of converting the stray capacitance by accumulating characteristics of charge and discharge.

近接演算手段では、浮遊容量検出手段で求めた正確な浮遊容量の値が予め設定した値より大きくなった場合には、予め想定した物体の接近として検出するようにした。 The proximity calculating means, when the value of the exact stray capacitance determined by the stray capacitance detecting means becomes larger than a preset value was detected as approaching the pre-assumed object. このため、近接演算手段では、ノイズの影響のほとんどない正確な検出を行うことができる。 Therefore, in the proximity calculating means, it is possible to perform almost no accurate detection of the influence of noise. ここで、浮遊容量の値から物体の接近や位置を検出する方法はさまざまな方法が知られている。 Here, a method for detecting the approach and position of the object from the value of the stray capacitance are various methods are known. 近接演算手段は、浮遊容量から物体の接近や位置を検出する手段であればどのような手段を用いても良い。 Proximity calculating means, any means may be used as long as means for detecting the proximity or position of an object from the floating capacitance.

同様に、近接演算工程では、浮遊容量検出工程で求めた正確な浮遊容量の値が予め設定した値より大きくなった場合などには、予め想定した物体の接近として正確に検出するようにすれば良い。 Similarly, in the proximity computation step, in a case where exact value of stray capacitance determined is larger than a preset value stray capacitance detection process, if to accurately detect the pre-assumed approach of the object good.

以上に本発明による近接検出装置および近接検出方法の例を示したが、このように差動電極に位相の反転した充放電を行い、さらに浮遊容量検出中に差動電極の浮遊容量の合成値が求まるように演算を行う装置や方法であれば、どのようなものでもノイズの除去された正確な浮遊容量を得ることが出来るため、物体の接近を正確に検出することが可能になる。 Although an example of a proximity detector and a proximity detection method according to the present invention above, thus performs the differential electrodes inverted charge and discharge phase, further combined value of the stray capacitance of the differential electrodes in the floating capacitance detection if devices and methods for performing an operation as is obtained, for what be able to also obtain accurate stray capacitance which is removal of noises, it is possible to accurately detect the approach of the object.

実施例1では、一対の差動電極により物体の接近を検出する近接検出装置について説明した。 In Example 1, it has been described proximity detector for detecting the proximity of an object by a pair of differential electrodes. 本実施例2では、複数の差動電極を用いることにより、物体の接近ばかりでなくその位置まで検出することの出来る近接検出装置について説明する。 In Example 2, by using a plurality of differential electrodes, described proximity detection device capable of detecting up to that position as well as approach of the object.

このため、実施例2では、図24に示すように、支持手段61によって支持された複数の差動電極1と、前記複数の差動電極のそれぞれの浮遊容量を検出する浮遊容量検出手段2と、前記浮遊容量検出手段で求めた前記複数の差動電極の位置とそれぞれの浮遊容量から物体の接近及び位置を演算する近接演算手段3とにより構成した。 Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 24, a plurality of differential electrodes 1 supported by the support means 61, the stray capacitance detecting means 2 for detecting the respective stray capacitances of the plurality of differential electrodes It was constituted by a proximity calculating means 3 for calculating a proximity and position of the object from the position and each of the stray capacitance of the plurality of differential electrodes which has been determined by the stray capacitance detection means.

これより、各構成手段について、詳細に説明する。 Than this, for each configuration means it will be described in detail.

図25において、支持手段上61に、差動電極が一軸の検出方向(図中上下方向)に等間隔に配置されている。 In Figure 25, the support means on the 61, the differential electrodes are disposed at equal intervals in the uniaxial direction of detection (vertical direction in the drawing). なお、図25では、便宜上4対の差動電極となっているが、この限りではない。 In FIG. 25, but has a convenience four pairs of differential electrodes, not limited. ここで、4対の差動電極は各々正の素電極42と負の素電極52により構成されており、4対の正の素電極と4対の負の素電極はすべて同一形状かつ同一特性とした。 Here, the differential electrodes 4 pairs is constituted each by a positive pixel electrode 42 and the negative element electrode 52, all negative pixel electrodes are the same shape and the same characteristics of the positive element electrode and the four pairs of four pairs and the.

浮遊容量検出手段2は、これら4対の差動電極のそれぞれについて、実施例1で説明した浮遊容量検出手段と同じものを用いて、それぞれの差動電極の浮遊容量を検出するようにした。 Stray capacitance detection means 2, for each of these four pairs of differential electrodes, using the same as the stray capacitance detecting means described in Example 1 was to detect the stray capacitance of the respective differential electrode. ここで、回路規模を小さくするために、同一の回路を時分割して共用できる部分については共用してもよいことは言うまでもない。 Here, in order to reduce the circuit scale, may of course be shared is the portion that can be shared by time division the same circuit.

近接演算手段では、浮遊容量検出手段で検出したそれぞれの差動電極の浮遊容量から、物体の接近及び位置を検出する。 The proximity calculating means, the stray capacitance of the respective differential electrode detected by the stray capacitance detecting means detects the approach and position of the object.

このため、近接演算手段では、それぞれの差動電極の浮遊容量のいずれかが予め定められた値より大きくなった場合に物体の接近を検出するようにしたが、この限りではない。 Therefore, in the proximity calculating unit, it has been to detect the approach of the object if it becomes greater than the value either a predetermined stray capacitance of each differential electrode, not limited.

また、物体の接近を検出した場合には、位置を求める。 Further, when detecting the approach of the object determines the position. 位置の求め方は、最も大きい浮遊容量の差動電極の位置を接近した物体の検出位置としても良いが、さらに補正量を加算して検出位置精度を上げることも出来る。 Determination of the position may be a detection position of an object in proximity to the position of the differential electrodes largest stray capacitance, but further correction amount can also increase the detection position accuracy by adding. そのための補正量は、例えば、最も大きい浮遊容量の差動電極の上側に隣り合う差動電極と下側に隣り合う差動電極の浮遊容量を最も大きい浮遊容量で割って正規化して得られた値により、2次元補正量テーブルを参照するようにした。 Correction amount therefor is, for example, obtained by normalizing by dividing the stray capacitance of the largest floating adjacent to the upper differential electrode of the capacitor differential electrodes and lower the adjacent differential electrodes at highest stray capacitance the value was to refer to the two-dimensional correction amount table. ここで用いる2次元補正量テーブルは、実験により予め定められた値を格納しておけば良い。 2-dimensional correction amount table used here, it is sufficient to store the predetermined value by experiments.

また、近接演算手段は、この例以外にも、複数の差動電極の位置と浮遊容量から物体の接近及び位置を求めることの出来る手段であれば、どのような手段を用いても良い。 Also, the proximity calculating means, in addition to this example, if a means capable of obtaining the proximity and position of the object from the position and the stray capacitance of the plurality of differential electrodes, may be used any means.

このように、本発明による近接検出装置では、複数の差動電極を検出方向に並べて配置することにより、ノイズの影響を除去した物体の接近及び位置を検出することが出来る。 Thus, in the proximity sensor according to the present invention, by arranging a plurality of differential electrodes in the detection direction, it is possible to detect the approach and position of an object to eliminate the influence of noise.

以上に、1軸の検出方向に差動電極を並べて、物体の接近と検出方向の正確な位置を検出することの出来る近接検出装置について説明した。 Above, by arranging a differential electrodes in the detection direction of one axis it has been described proximity detector capable of detecting the exact position of the detected direction and approach of the object. これより、2軸の検出方向を持つ近接検出装置について説明する。 Than this, the proximity detecting device having a detection direction of the two axes will be described.

2軸の検出方向を持つ近接検出装置は、前述の1軸の検出方向の近接検出装置と同様に、複数の差動電極と、前記複数の差動電極のそれぞれの浮遊容量を検出する浮遊容量検出手段と、前記浮遊容量検出手段で求めた前記複数の差動電極の位置とそれぞれの浮遊容量から物体の接近及び位置を演算する近接演算手段とにより構成した。 Proximity detecting apparatus having a detecting direction of the biaxial, stray capacitance detecting each of stray capacitance as well as proximity detection device of the detection direction of one axis of the above, a plurality of differential electrodes, the plurality of differential electrodes detection means, constituted by a proximity calculating means for calculating a proximity and position of the object from the position and each of the stray capacitance of the plurality of differential electrodes which has been determined by the stray capacitance detection means.

2軸の複数の差動電極は、例えば図26に示すように、1軸の複数の差動電極2組(縦方向の位置を検出する正の素電極42および負の素電極52の組と横方向の位置を検出する正の素電極43および負の素電極53の組)を検出方向が互いに直交するように絶縁層を介して重ねて、差動電極どうしが交差する部分の幅を互いに干渉しないように細くしたものである。 A plurality of differential electrodes biaxial, for example, as shown in FIG. 26, 1 multiple differential electrodes 2 sets of axes (positive pixel electrode 42 and the negative element electrode 52 for detecting the vertical position set and lateral position pairs) of positive pixel electrode 43 and the negative element electrode 53 for detecting overlapping with the insulating layer such that the detection directions perpendicular to each other, each other the width of the portion where the differential electrodes each other intersect it is obtained by thin so as not to interfere.

この場合に、さらに各素電極の形状を図28に示すようにジグザグに配置することにより、線順次駆動の表示装置の上に重ねて使用する場合にもノイズの影響を受けにくくすることが出来る。 In this case, further by the shape of each pixel electrode arranged in a zigzag as shown in FIG. 28, it can be less susceptible to noise when used on top of the line-sequential driving of the display device .

浮遊容量検出手段では、これら2軸の複数の差動電極それぞれの浮遊容量を、1軸の場合と同様に求める。 The stray capacitance detection unit, the stray capacitance of each of the plurality of differential electrodes of these two axes, determined as in the case of uniaxial.

近接演算手段では、浮遊容量検出手段で求めた2軸の複数の差動電極それぞれの浮遊容量の中で最も大きな値が予め定められた値よりおおきくなった場合に、予め想定した物体が接近したことを検出する。 The proximity calculating unit, when the largest value among the plurality of differential electrodes of the stray capacitance of the two-axis determined by the stray capacitance detecting means becomes greater than a predetermined value, assumed in advance object approaches it detected. 物体の位置については、2軸の検出方向ごとに1軸の場合と同様の方法で位置を求めるようにした。 The position of the object, and to determine the position in the same manner as in the case of uniaxial each detection direction of the two axes.

このように、本発明による近接検出装置では、複数の差動電極を2軸の検出方向ごとに並べて配置することにより、ノイズの影響を除去した物体の接近及び2次元位置を検出することが出来る。 Thus, in the proximity sensor according to the present invention, a plurality of differential electrodes by arranging for each detection direction of the two axes, it is possible to detect the approach and two-dimensional position of the object to remove the influence of noise .

以上に、1軸と2軸の検出方向に複数の差動電極を配置する方法について、例を挙げて示したが、同様に多軸の検出方向ごとに複数の差動電極を並べて配置して、多軸の位置まで検出できるようにすることが出来る。 Above, how to place a plurality of differential electrodes in the detection direction of the uniaxial and biaxial showed by way of example, similarly arranged side by side a plurality of differential electrodes for each detection direction of the multiaxial it can be can be detected to the position of multi-axis.

以上に、差動電極ごとに浮遊容量を求める近接検出装置について説明したが、複数の差動電極を組織的にグルーピングして、グループごとにまとめて浮遊容量を求めることにより、全体の規模を大きくせずに物体の接近位置を求めることができる方法について説明する。 Above it has been described proximity detection device for determining the stray capacitance per differential electrodes, by grouping a plurality of differential electrodes systematically, by obtaining the stray capacitance arranged in groups, increasing the overall size how it is possible to obtain the approach position of the object without describing. このための複数の差動電極の配置およびグルーピンクの方法について、図27を基に説明する。 The arrangement and glue pink methods plurality of differential electrodes for this will be described with reference to FIG. 27.

図27において、正の素電極42と負の素電極52により構成される横方向全体にわたる複数の差動電極は、前述の1軸の検出方向の場合と同様に、図中縦方向である検出方向に等間隔に同じものが配置され、それぞれの浮遊容量により接近した物体の縦方向の位置を求めることができる。 27, a plurality of differential electrodes across lateral constituted by a positive pixel electrode 42 and the negative element electrode 52, as in the case of detecting the direction of one axis of the foregoing, a vertical direction in the drawing detection are duplicated those at equal intervals in the direction, it is possible to determine the vertical position of the object closer to the respective stray capacitances.

一方、横方向を2分割するように配置された複数の差動電極(44、54)は、接近した物体の位置が検出範囲の右半分なのか左半分なのかを検出するためのもので、例えば、左半分に配置された複数の差動電極は同一グループとしてまとめられ、正の素電極と負の素電極ごとに同一の電極端子に接続される。 On the other hand, a plurality of differential electrodes (44, 54) disposed transverse to 2 division is for the position of an object approaching to detect whether a left half whether a right half of the detection range, for example, a plurality of differential electrodes arranged in the left half are grouped as the same group, each positive pixel electrode and the negative element electrode are connected to the same electrode terminal. 右半分に配置された複数の差動電極についても、同様である。 For even more differential electrodes arranged in the right half it is the same.

同様に、横方向を4分割するように配置された複数の差動電極(45、55)は、横方向を2分割した右半分と左半分の各々をさらに2分割したもので、各々の右半分に属する複数の差動電極と左半分に属する差動電極の2つのグループにまとめられ、グループ内の差動電極は正の素電極と負の素電極ごとに同一の電極端子に接続される。 Similarly, a plurality of differential electrodes arranged transverse 4 to split (45, 55) is intended to have a lateral and further divided into two each bisected right and left halves, each of the right grouped into two groups of a plurality of differential electrodes and the left half belongs differential electrodes belonging to one half, the differential electrodes in the group are connected to each positive pixel electrode and the negative element electrode in the same electrode terminal .

この場合に、近接演算手段で横方向の位置を求める方法として、全体の右半分に対応する浮遊容量と全体の左半分に対応する浮遊容量を比較して大きい浮遊容量の側に物体の位置があることがわかり、さらに横方向を2分割した浮遊容量の大小関係からさらに2分割した位置を検出することが出来る。 In this case, as a method for determining the horizontal position in proximity calculating means, the position of the object on the side of the larger floating capacity than the stray capacitance corresponding to the left half of the stray capacitance and the total corresponding to the entire right half lying understand, it is possible to detect the further bisected located further laterally from the magnitude relation of 2 divided stray capacitance.

また、単に大小関係を比較するのでなく、1軸の場合と同様に、実験により得られたテーブルを用いて浮遊容量の比率により参照して補正を加えるなどして、より精度の高い検出をすることができる。 Furthermore, rather than simply comparing the magnitude relation, as in the case of uniaxial, and the like adding the correction with reference by the ratio of the stray capacitance by using the table obtained by the experiment, a more accurate detection be able to.

さらに、ここでは横方向を4分割までする場合の例を示したが、より細分化することにより、より精度の高い検出を行うことが可能である。 Further, here, the example shows the case of the laterally to 4 divided by more granular, it is possible to perform more accurate detection.

このように、1層の電極で多軸の位置検出を行うには、多数の差動電極が必要になる。 Thus, to perform position detection of the multi-axis in the electrode of one layer, it is necessary to number of differential electrodes. 差動電極のグルーピングを行わないと、電極端子以降の浮遊容量検出手段や近接検出手段の規模が差動電極の数にほぼ比例して大きくなるが、このように差動電極のグルーピングを行う近接検出装置では、それほど全体の規模を大きくすることなく、多軸の物体の接近位置まで正確に検出することが可能になる。 Without grouping differential electrodes, although a scale of stray capacitance detecting means and the proximity detection means after the electrode terminals increases in almost proportion to the number of differential electrodes, proximity performing grouping of the thus differential electrode in the detection device, without increasing so much the entire scale, it is possible to detect accurately to approach position of the object of multi-axis.

なお、実施例2においても実施例1の場合と同様に、線順次駆動の表示装置の上に重ねて使用する場合には、素電極の方向を線順次駆動の線方向と平行にしないことにより、ノイズの影響を小さくすることが出来る。 Similarly to the case of also Example 1 In Example 2, when used on top of the line-sequential driving of the display device, by not parallel to the line direction of the direction line sequential driving the pixel electrode , it is possible to reduce the influence of noise. このために、他軸の検出方向が直交しなくても、CPU等により斜交座標から直交座標への座標変換を行うことにより、直交座標における位置を容易に求めることが出来る。 Therefore, even without orthogonal detection direction of the other axis, by performing coordinate transformation from an oblique coordinate by CPU or the like to the Cartesian coordinates can be easily obtained the position in Cartesian coordinates.

実施例2では、差動充放電の特性から差動電極対の合成容量を求めることによりノイズを除去した浮遊容量を検出して、物体の接近及び位置を正確に検出する近接検出装置について説明した。 In Example 2, by detecting the stray capacitance which eliminates noise by obtaining the combined capacitance of the differential electrode pairs from the characteristics of the differential charge and discharge it has been described proximity detection device to accurately detect the proximity and position of the object . しかし、この場合には1箇所の静電容量を求めるために1対の差動電極が必要で、従来の単純な浮遊容量の測定に比べ電極の数が倍必要となり検出回路の規模が大きくなってしまう。 However, this is the case requires a pair of differential electrodes in order to determine the capacitance of one location, scale number times required become detection circuit electrode compared with conventional measurement of simple stray capacitance increases and will.

そこで、本実施例3では、ノイズを除去しながら近接した差動電極を構成する両電極各々の静電容量を求めることにより、電極の数や検出回路の規模をほとんど大きくせずに物体の接近及び位置を正確に検出することのできる近接検出装置について説明する。 Therefore, in the third embodiment, by determining the capacitance of the two electrodes, each constituting a differential electrode proximate while removing noise, object proximity of the scale number and the detection circuit of the electrodes with little increase and the proximity detection device is described that can accurately detect the position.

本実施例3は、図29に示すように、支持基板61上の複数の差動電極1と、複数の差動電極を構成する正の属性の差動電極と負の属性の差動電極の個々の浮遊容量を検出する個別容量検出手段32と、物体の接近及び位置を検出する近接演算手段3とにより構成されている。 The third embodiment, as shown in FIG. 29, a plurality of differential electrodes 1 on the supporting substrate 61, the differential electrodes of differential electrodes and negative attributes of positive attributes that make up a plurality of differential electrodes the individual capacitance detection means 32 for detecting the individual stray capacitance, it is formed by a proximity calculating means 3 for detecting the approach and location of the object. 近接演算手段3は、実施例2と同様の手段を用いることができる。 Proximity calculating means 3 can be used the same means as in Example 2. 以下においては、差動電極1と個別容量検出手段32について、詳細に説明する。 In the following, the differential electrode 1 and the individual capacitance detection unit 32 will be described in detail.

差動電極は、物体の接近及び位置を浮遊容量の変化として検出する。 Differential electrode detects the approach and the position of the object as a change in the stray capacitance. 例えば、X軸およびY軸の2方向の位置を検出する場合には、図30に示すように支持手段上に図中縦方向であるY軸と横方向であるX軸の2軸の座標に対応した複数の電極を交差することなく配置する。 For example, in the case of detecting the 2 position of the X-axis and Y-axis, the coordinates of the two axes of the X axis is the Y axis and the horizontal direction is a vertical direction in the figure on the support means as shown in FIG. 30 placing without intersecting a plurality of electrodes corresponding.

Y軸は、Y座標ごとにY1A,Y2B,Y3A,Y4B,Y5A,Y6Bの電極端子に接続される電極が等間隔に配置される。 Y-axis, Y1A each Y coordinate, Y2B, Y3A, Y4B, Y5A, the electrode connected to the electrode terminals of Y6B are arranged at regular intervals. ここで、Y1AとY2B,Y3AとY4B,Y5AとY6Bの電極端子に接続される電極はそれぞれ差動電極対であるが、本実施例3では個々の静電容量を検出するためのものである。 Here, Y1A and Y2B, Y3A and Y4b, the electrodes connected to the electrode terminals of Y5A and Y6B are differential electrode pairs respectively, it is for detecting the individual capacitances in Example 3 . この場合、差動電極対を構成する素電極は、位置的に1座標分離れるが、それでも同一基板上にほぼ同一形状で配置されるため、ノイズの受け方はほぼ同様である。 In this case, pixel electrode constituting the differential electrode pair, although positionally 1 coordinates separated, but still to be arranged in substantially the same shape on the same substrate, to Get noise is substantially the same.

X軸も同様に、X座標ごとにX1A,X2B,X3A,X4Bの電極端子に接続される電極が等間隔に配置される。 X-axis similarly, X1A every X-coordinate, X2B, X3A, the electrode connected to the electrode terminals of X4B are arranged at regular intervals. ここで、X1AとX2B,X3AとX4Bの電極端子に接続される電極はそれぞれ差動電極対であるが、個々の静電容量を検出するためのものである。 Here, X1A and X2B, the electrodes connected to the electrode terminals of X3A and X4B are differential electrode pairs respectively, it is for detecting the individual capacitances. この場合、差動電極対を構成する素電極は、位置的に1座標分離れるが、それでも同一基板上にほぼ同一形状で配置されるため、ノイズの受け方はほぼ同様である。 In this case, pixel electrode constituting the differential electrode pair, although positionally 1 coordinates separated, but still to be arranged in substantially the same shape on the same substrate, to Get noise is substantially the same.

支持手段は操作するためにある程度の面積が必要で、電極を交差するように配置すると製造コストが大きくなるため、支持手段上では電極を交差しないようにX軸の電極はY軸の電極により分断されている。 Support means requires some area in order to operate, since the manufacturing cost is disposed so as to intersect the electrodes is increased, X-axis electrodes so as not to cross the electrodes on the supporting means divided by the electrodes of the Y-axis It is. その代わりに、電極端子への配線において同一X座標の電極を並列に接続するようにした。 Instead, so as to connect the electrodes of the same X-coordinate in parallel in the wiring to the electrode terminals.

このため、支持手段上でX軸の電極を配線するためのパターンが他のX座標を通過してしまう。 Thus, the pattern for wiring electrodes of the X-axis on the support means thereby passes through the other of the X coordinate. 例えば、X2Bの電極端子に接続するためのパターンは、支持手段上でX3AやX4Bの電極端子に対応するX座標を通過するため、そこに指が接近した場合でもX2B端子から検出する静電容量も大きくなってしまう。 For example, a pattern for connecting the electrode terminals of the X2B, in order to pass through the X coordinate corresponding to the electrode terminals of X3A and X4B on the support means, the electrostatic capacitance detected from X2B terminal even when the finger approaches thereto it becomes larger. この影響を取り除くには、例えばX2Bに対応するX座標に物体の接近を検出した場合には、X座標とY座標とからX1A,X2B,X3Aの配線パターンの静電容量の増加を想定して、検出した静電容量から除去するようにすれば良い。 To remove this effect, when detecting an approach of the object to the X coordinate corresponding to the example X2B is, X1A from the X and Y coordinates, X2B, assuming an increase in the capacitance of the wiring pattern of X3A , it may be to remove from the detected electrostatic capacity.

また、X軸の電極をくさび型にしたり、図27に示すような座標の分割コード化を用いたりすると電極端子数を通常減らすことが出来るが、本実施例3では例えば2本の指が同時に接近した場合に両方の位置の中央や間隔までも検出できるようにするために、座標毎に電極を配置した。 Also, or the electrodes of the X-axis in a wedge-type, but can be reduced usually the number of electrode terminals when or using the divided coded coordinates as shown in FIG. 27, the fingers of the embodiment 3 in example 2 at the same time for even middle and spacing of both positions to be detected when approached, and the electrodes are arranged each coordinate.

さらに、同相で駆動される電極を接近させることにより、支持手段上の面積をより有効に活用することが出来る。 Furthermore, by approaching the electrode to be driven in phase, it is possible to take advantage of the area on the support means and more effectively. 例えば、図31の場合には、X1AとX3Aの電極端子に対応する電極は、同時に同相で駆動されるようにしたために、パターン間のギャップを狭くすることができる。 For example, in the case of FIG. 31, the electrode corresponding to the electrode terminals of X1A and X3A, to have to be driven at the same time phase, it is possible to narrow the gap between the patterns. X2BとX4Bの電極端子に対応する電極についても同様である。 The same applies to the corresponding electrode to the electrode terminals of X2B and X4b. 同時に同相で駆動する電極については、相互の電荷の移動が小さいため、検出される静電容量にパターン間の静電容量がほとんど加わらなくなるからである。 The electrodes simultaneously driven in the same phase, because the movement of the mutual charge is small, since the capacitance between the patterns in the electrostatic capacitance detected is hardly applied.

また、図32に示すように、Y方向については実施例2と同様に差動電極の正電容量の和を検出して、X方向についてのみ個別の静電容量を求めるようにしても良い。 Further, as shown in FIG. 32, the Y direction detects the sum of the positive capacitance Similarly differential electrode as for Example 2, the X-direction only may be calculated individual capacitance. その逆についても同様である。 For the reverse is the same.

個別容量検出手段32は、図33に示すように、容量和検出手段33と容量差検出手段34と個別容量演算手段37とにより構成した。 Individual capacity detection unit 32, as shown in FIG. 33, is constituted by the capacitance sum detector 33 and the capacitance difference detecting means 34 and the individual capacity calculation unit 37. 容量和検出手段33は、実施例2での浮遊容量検出手段と同様で、各差動電極の静電容量を合成した和を検出する。 Volume sum detector 33 is the same as the stray capacitance detecting means in Embodiment 2, for detecting a sum obtained by combining the capacitance of each differential electrode. 従って、以下では容量差検出手段34と個別容量演算手段37の各手段について、詳細に説明する。 Therefore, in the following for each unit of the individual capacity calculation unit 37 and the capacitance difference detecting means 34 will be described in detail.

容量差検出手段34は、ノイズを除去しながら差動電極の静電容量の差を検出する。 Capacitance difference detecting means 34 detects the difference between the capacitance of the differential electrodes while removing noise. このため、容量差検出手段は、図34に示すように、同相充放電手段114と容量差累積手段115とにより構成した。 Therefore, the capacitance difference detecting means, as shown in FIG. 34, is constituted by a phase discharge means 114 and the capacitance difference accumulation means 115.

同相充放電手段114は、差動電極を構成する電極に同位相の充放電を行う。 Phase discharge means 114 performs charging and discharging of the same phase electrodes constituting the differential electrode.

容量差累積手段115では、同相充放電手段114での複数回の充放電の特性を累積して、差動電極を構成する正負の電極の静電容量を検出してその差を求めるようにした。 In capacity difference accumulation means 115, by accumulating a plurality of times of charge and discharge characteristics of the in-phase charge and discharge means 114, and to obtain the difference by detecting the electrostatic capacitance of the positive and negative electrodes of the differential electrodes . このため、例えば数6に示す演算を行ったが、この他にもテーブルを用いるなど静電容量の差に応じた値を得られるものであれば、どのように方法を用いても良い。 Thus, for example, it was subjected to calculation shown in Formula 6, as long as it is obtained a value corresponding to the difference in capacitance such as with a table in addition to this, any method may be used to.
(数6)(静電容量差)=(正の電極の静電容量)−(負の電極静電容量) (6) (capacitance difference) = (capacitance of the positive electrode) - (negative electrode capacitance)
差動電極を構成する正負の電極に同様のノイズが印加された場合には、正負の電極の静電容量の検出に同様の影響があるために、引き算で差を求めることによりノイズの影響をキャンセルすることが出来る。 If the same noise positive and negative electrodes constituting the differential electrode is applied, because of the detected similar effect of the capacitance of the positive and negative electrodes, the influence of noise by obtaining a difference subtraction it can be canceled.

容量差検出手段は、この限りでなく、同位相の充放電の特性から差動電極を構成する正負の電極の静電容量の差に対応した値を求める工程や手段であれば、どのようなものを用いても良い。 Capacitance difference detecting means is not this shall, if step or means for calculating a value corresponding to the difference between the capacitance of the positive and negative electrodes of the differential electrodes the characteristics of charge and discharge of the same phase, what things may also be used.

個別容量演算手段37では、容量和検出手段33で検出した差動電極を構成する正負の電極の静電容量の和に対応する値と、容量差検出手段34で検出した差動電極を構成する正負の電極の静電容量の差に対応する値とから、差動電極を構成する正負の電極個々の静電容量に対応する値を、演算して求める。 In individual capacity calculation unit 37, constitutes a value corresponding to the sum of the capacitance of the positive and negative electrodes constituting the differential electrode detected by the capacitance sum detector 33, the differential electrode detected by the capacitance difference detecting means 34 and a value corresponding to the difference between the capacitance of the positive and negative electrodes, a value corresponding to the positive and negative electrodes each of the electrostatic capacitance of the differential electrodes, determined by calculating. このため、例えば数7に示すように、加算したものと減算したものを2で割って、正負の電極の静電容量の個々の値として求めることが可能である。 Thus, for example, as shown in Equation 7, by dividing what obtained by subtracting the result of the addition by 2, it is possible to determine the individual values ​​of the capacitance of the positive and negative electrodes.
(数7)(正の電極の静電容量)={(静電容量和)+(静電容量差)}÷2 (7) (capacitance of the positive electrode) = {(capacitance sum) + (capacitance difference)} ÷ 2
(負の電極の静電容量)={(静電容量和)−(静電容量差)}÷2 (Capacitance of the negative electrode) = {(capacitance sum) - (electrostatic capacity difference)} ÷ 2
この他にも、テーブルを使うなど、静電容量和と静電容量差から正負の電極個々の静電容量を求める方法であれば、どのようなものを用いても良い。 In addition to this, such as using a table, as long as the method from the capacitance sum and differential capacitance seek electrodes individual capacitances of the positive and negative, may be employed What.

このようにして求めた正負の電極個々の静電容量の値は、ノイズを除去した静電容量和とノイズを除去した静電容量差とから用いられているため、ノイズの影響を除去した値である。 The value of the thus positive and negative electrodes each of the electrostatic capacitance required, because it is used and a differential capacitance removing the capacitance sum and noise removal of the noise, to remove the influence of noise values it is.

以上に1対の差動電極について個別容量演算手段の説明をしたが、これらは差動電極対の数相応に工程や手段が必要であることは言うまでもない。 Although the description of the individual capacity calculation means for a pair of differential electrodes above, it is to be understood that these are necessary steps and means to the corresponding number of differential electrode pairs.

また、ここで説明した個別容量検出手段や近接演算手段は、汎用のプログラマブルデバイスで実現することが可能で、製造コストは電極端子数に依存する傾向がある。 Further, the individual capacitance detection unit and proximity calculating means described here, can be realized in a general-purpose programmable devices, the production cost tends to depend on the number of electrode terminals.

以上に示したように、実施例3では、逆相充放電特性からノイズを除去して求めた静電容量の和と、同相充放電特性からノイズを除去して求めた静電容量の差とから、ノイズを除去した各差動電極の個々の静電容量を求めることが出来るため、電極や電極端子の数を増やさずにノイズを除去した正確な物体の接近や位置を検出することの出来る近接検出装置を実現することができる。 As shown above, in Example 3, and the sum of the capacitance obtained by removing noise from the reverse-phase charge and discharge characteristics, the difference in capacitance obtained by removing noise from the in-phase charge and discharge characteristics from, since it is possible to determine the individual capacitances of the differential electrodes free of noise, capable of detecting the approach or accurate position of the object obtained by removing noise without increasing the number of electrodes and the electrode terminal it is possible to realize the proximity detection device.

本発明に係る近接検出装置の第1の実施例を示すブロック図 Block diagram showing a first embodiment of a proximity detector according to the present invention 従来の近接検出装置のブロック図 Block diagram of a conventional proximity detector 従来の近接検出装置のブロック図 Block diagram of a conventional proximity detector 従来の近接検出装置のブロック図 Block diagram of a conventional proximity detector 従来の近接検出装置のブロック図 Block diagram of a conventional proximity detector 本発明に係る差動電極を示す構造図 Structural diagram showing a differential electrode according to the present invention 本発明に係る差動電極を示す構造図 Structural diagram showing a differential electrode according to the present invention 本発明に係る浮遊容量検出手段を示すブロック図 Block diagram showing a stray capacitance detecting means according to the present invention 本発明に係る浮遊容量検出手段を示す接続図 Connection diagram showing a stray capacitance detecting means according to the present invention 本発明に係る浮遊容量検出手段を示す検出ステップ図 Detection step diagram showing a stray capacitance detecting means according to the present invention 本発明の効果を示す概念図 Conceptual diagram illustrating the effect of the present invention 本発明に係る浮遊容量検出手段を示す接続図 Connection diagram showing a stray capacitance detecting means according to the present invention 本発明に係る浮遊容量検出手段を示すタイミング図 Timing diagram illustrating the stray capacitance detecting means according to the present invention 本発明に係る浮遊容量検出手段を示すブロック図 Block diagram showing a stray capacitance detecting means according to the present invention 本発明に係る浮遊容量検出手段を示す接続図 Connection diagram showing a stray capacitance detecting means according to the present invention 本発明に係る浮遊容量検出手段を示す接続図 Connection diagram showing a stray capacitance detecting means according to the present invention 本発明に係る浮遊容量検出手段を示す接続図 Connection diagram showing a stray capacitance detecting means according to the present invention 本発明に係る浮遊容量検出手段を示すブロック図 Block diagram showing a stray capacitance detecting means according to the present invention 本発明に係る差動充放電手段の接続図 Connection diagram of a differential charge and discharge means according to the present invention 本発明に係る差動充放電手段の接続図 Connection diagram of a differential charge and discharge means according to the present invention 本発明に係る差動充放電手段の接続図 Connection diagram of a differential charge and discharge means according to the present invention 本発明に係る差動充放電手段の接続図 Connection diagram of a differential charge and discharge means according to the present invention 本発明に係る差動充放電手段の接続図 Connection diagram of a differential charge and discharge means according to the present invention 本発明に係る近接検出装置の第2の実施例を示すブロック図 Block diagram showing a second embodiment of a proximity detector according to the present invention 本発明に係る差動電極を示す構造図 Structural diagram showing a differential electrode according to the present invention 本発明に係る差動電極を示す構造図 Structural diagram showing a differential electrode according to the present invention 本発明に係る差動電極を示す構造図 Structural diagram showing a differential electrode according to the present invention 本発明に係る差動電極を示す構造図 Structural diagram showing a differential electrode according to the present invention 本発明に係る近接検出装置の第2の実施例を示すブロック図 Block diagram showing a second embodiment of a proximity detector according to the present invention 本発明の第3の実施例に係る差動電極の配置例を示す構造図 Structure view showing an arrangement example of the differential electrodes according to a third embodiment of the present invention 本発明の第3の実施例に係る差動電極の配置例を示す構造図 Structure view showing an arrangement example of the differential electrodes according to a third embodiment of the present invention 本発明の第3の実施例に係る差動電極の配置例を示す構造図 Structure view showing an arrangement example of the differential electrodes according to a third embodiment of the present invention 本発明に係る個別容量検出手段を示すブロック図 Block diagram showing the individual capacitance detection means according to the present invention 本発明に係る容量差検出手段を示すブロック図 Block diagram showing the capacitance difference detecting means according to the present invention

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 差動電極2 浮遊容量検出手段3 近接演算手段4 差動充放電手段5 容量累積合成手段6 充放電制御手段7 容量演算手段8 差動累積手段11 正充放電手段12 正累積手段13 交流電圧発生手段14 正電気抵抗手段15 正減算手段16 正加算手段21 負充放電手段22 負累積手段23 反転手段24 負電気抵抗手段25 負減算手段26 負加算手段32 個別容量検出手段33 容量和検出手段34 容量差検出手段37 個別容量演算手段41 正の素電極42 縦方向の位置を検出する正の素電極43 横方向の位置を検出する正の素電極44 横方向を2等分する正の素電極45 横方向を4等分する正の素電極51 負の素電極52 縦方向の位置を検出する負の素電極53 横方向の位置を検出する負の素電極54 横方向を2等分する負の素 1 differential electrode 2 stray capacitance detection means 3 close operation means 4 differential charge-discharge means 5 volume cumulative combining means 6 charge-discharge control unit 7 capacity calculating means 8 differential accumulation means 11 Masamitsu discharging means 12 positive accumulation means 13 AC voltage generation means 14 positive electrical resistance means 15 positive subtraction means 16 positive adding means 21 FuTakashi discharging means 22 negative accumulation means 23 inverting means 24 negative electrical resistance means 25 negative subtraction means 26 negative adder 32 adds the individual capacitance detection unit 33 volume sum detector 34 positive element electrodes bisecting a positive pixel electrode 44 laterally to detect the position of the positive element electrode 43 laterally to detect the position of the capacitance difference detecting means 37 individual capacity calculation unit 41 positive pixel electrode 42 longitudinally 45 laterally 4 equal to the positive element electrode 51 negative element electrode 52 longitudinally negative element electrode 53 for detecting the position of the transverse negative bisecting the negative element electrode 54 laterally to detect the position of the elements of 極55 横方向を4等分する負の素電極61 支持手段114 同相充放電手段115 容量差累積手段 Negative pixel electrode 61 supporting means 114 in-phase charge and discharge means 115 capacity difference accumulation means for 4 equally divided poles 55 laterally

Claims (28)

  1. 浮遊容量により物体の接近を検出する近接検出装置において、前記物体の接近により見かけの浮遊容量を変化させる差動電極と、位相の反転した充放電を前記差動電極に繰り返し行うことにより前記差動電極の見かけの合成浮遊容量を求める浮遊容量検出手段と、前記合成浮遊容量により前記物体の接近を検出する近接演算手段とを有することを特徴とする近接検出装置。 The differential in the proximity detecting device for detecting the approach of an object by the stray capacitance, and the differential electrodes to vary the stray capacitance apparent by the approach of the object, by repeating the inverted charge and discharge phases in the differential electrode proximity detecting apparatus comprising: the stray capacitance detecting means for obtaining a synthesis stray capacitance apparent electrodes and proximity calculating means for detecting the approach of the object by the synthesis stray capacitance.
  2. 浮遊容量により物体の接近を検出する近接検出装置において、前記物体の接近により見かけの浮遊容量を変化させる差動電極と、位相の反転した充放電を前記差動電極に繰り返し行うことにより得られる前記差動電極の浮遊容量と同位相の充放電を前記差動電極に繰り返し行うことにより得られる前記差動電極の浮遊容量とから前記差動電極の個別浮遊容量を検出する個別容量検出手段と、前記個別浮遊容量により前記物体の接近を検出する近接演算手段とを有することを特徴とする近接検出装置。 In proximity detector for detecting the approach of an object by the stray capacitance, and the differential electrodes to vary the stray capacitance apparent by the approach of the object is obtained by repeating the inverted charge and discharge phases in the differential electrode wherein and the individual capacitance detection means for detecting the individual stray capacitance of the differential electrode charging and discharging of the stray capacitance and the same phase from the stray capacitance of the differential electrode obtained by repeating the differential electrodes of differential electrodes, proximity detecting apparatus characterized by having a proximity calculating means for detecting the approach of the object by the individual stray capacitance.
  3. 浮遊容量により物体の接近や位置を検出する近接検出装置において、支持基板上に配置された複数の差動電極と、位相の反転した充放電を前記複数の差動電極のそれぞれに繰り返し行うことにより前記複数の差動電極それぞれの合成浮遊容量を求める浮遊容量検出手段と、前記複数の差動電極それぞれの合成浮遊容量から物体の接近や位置を演算する近接演算手段とを有することを特徴とする近接検出装置。 In proximity detector for detecting the approach or position of an object by stray capacitance, and a plurality of differential electrodes disposed on the support substrate, by repeating the inverted charge and discharge phases to each of the plurality of differential electrodes and having a stray capacitance detecting means for obtaining a synthesis stray capacitance of each of the plurality of differential electrodes, and a proximity calculating means for calculating a proximity or position of an object from synthetic stray capacitance of each of the plurality of differential electrodes the proximity detection device.
  4. 浮遊容量により物体の接近や位置を検出する近接検出装置において、支持基板上に配置された複数の差動電極と、位相の反転した充放電を前記複数の差動電極それぞれに繰り返し行うことにより得られる前記差動電極の浮遊容量と同位相の充放電を前記複数の差動電極それぞれに繰り返し行うことにより得られる前記差動電極の浮遊容量とから前記複数の差動電極を構成する個々の電極の個別浮遊容量を検出する個別容量検出手段と、前記複数の差動電極の個別浮遊容量から物体の接近や位置を演算する近接演算手段とを有することを特徴とする近接検出装置。 Obtained in proximity detecting device for detecting the approach or position of an object by stray capacitance, and a plurality of differential electrodes disposed on the support substrate, by an inverted charging and discharging phases repeated in each of the plurality of differential electrodes individual electrodes constituting the plurality of differential electrodes charging and discharging of the stray capacitance and the phase of the differential electrode and a stray capacitance of the differential electrode obtained by repeating each of the plurality of differential electrodes are and the individual capacitance detection means for detecting the individual stray capacitance, proximity detector, characterized in that it comprises a proximity calculating means for calculating a proximity or position of an object from the individual stray capacitance of the plurality of differential electrodes.
  5. 前記複数の差動電極は、一軸または多軸の位置検出方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項3または4に記載の近接検出装置。 Wherein the plurality of differential electrodes, proximity detecting apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that it is arranged in the position detection direction of the uniaxial or multiaxial.
  6. 前記差動電極は、2つ以上の複数の素電極からなり、それら複数の素電極のそれぞれは正負いずれかの属性を持ち、ひとつの差動電極に属する同一の属性を有する素電極は対応するひとつの端子に電気的に接続されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の近接検出装置。 The differential electrode consists of two or more of the plurality of pixel electrodes, each of the plurality of pixel electrodes having a positive or negative attribute, pixel electrode having the same attributes belonging to one of the differential electrodes corresponding proximity detecting apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the one terminal are electrically connected.
  7. 前記複数の差動電極は、組織的にグルーピングされ、各差動電極が2つ以上の複数の素電極からなり、それら複数の素電極のそれぞれが正負いずれかの属性を持ち、同一グループかつ同一属性の素電極が対応する同一の端子に電気的に接続されていることを特徴とする請求項3または4に記載の近接検出装置。 Wherein the plurality of differential electrodes, systematically grouped, each differential electrode consists of two or more of the plurality of pixel electrodes, each of the plurality of element electrodes have either a positive or negative attributes, the same group and the same proximity detecting apparatus according to claim 3 or 4 pixel electrode attributes is characterized by being electrically connected to the same terminal corresponding.
  8. 前記差動電極を構成する前記複数の素電極は、互いに略平行または撚り線状に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の近接検出装置。 Wherein the plurality of pixel electrodes constituting the differential electrodes, proximity detecting apparatus according to claim 6, characterized in that it is arranged substantially parallel or twisted with each other.
  9. 前記差動電極を構成する前記複数の素電極は、正負の属性ごとに交互に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の近接検出装置。 Wherein the plurality of pixel electrodes constituting the differential electrodes, proximity detecting apparatus according to claim 6, characterized in that are arranged alternately for each positive and negative attributes.
  10. 前記差動電極を構成する前記複数の素電極は、ジグザグな形状で配置されていることを特徴とする請求項6に記載の近接検出装置。 Wherein the plurality of pixel electrodes constituting the differential electrodes, proximity detecting apparatus according to claim 6, characterized in that it is arranged in a zigzag shape.
  11. 前記複数の差動電極は、支持手段上に2軸の座標値に対応して存在し、第1の座標軸の座標値に対応する差動電極と第2の座標軸の座標値に対応する差動電極は交差することなく前記支持手段の外部に接続されることを特徴とする請求項3または4に記載の近接検出装置。 Wherein the plurality of differential electrodes are present corresponding to the coordinate values ​​of the two axes on a support means, a differential corresponding to the coordinate values ​​of the differential electrode and a second coordinate axis corresponding to the coordinate values ​​of the first coordinate axis electrode proximity detecting device according to claim 3 or 4, characterized in that it is connected to the outside of the support means without intersecting.
  12. 前記複数の差動電極はおのおの複数の素電極から構成されており、前記素電極において同時に同位相で充放電される素電極間の間隔は同時に同位相で充放電されない素電極間の間隔より狭いことを特徴とする請求項3または4に記載の近接検出装置。 Wherein the plurality of which differential electrodes consist each plurality of pixel electrodes, the distance between the element electrodes is charged and discharged in the same phase at the same time in the pixel electrode is narrower than the spacing between pixel electrodes that are not charged and discharged in the same phase at the same time proximity detecting apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that.
  13. 前記浮遊容量検出手段は、前記差動電極に繰り返し位相の反転した充放電を行う差動充放電手段と、前記差動電極に繰り返される充電または放電または充放電の特性から前記差動電極の合成浮遊容量を求める容量累積合成手段とを有することを特徴とする請求項1または3に記載の近接検出装置。 The floating capacitance detecting means, combining a differential charge and discharge means for performing an inverted charging and discharging repeatedly phase to the differential electrode, the characteristics of the charge or discharge or charge and discharge are repeated in the differential electrode of said differential electrode proximity detector according to claim 1 or 3, characterized in that it has a capacity cumulative combining means for determining the stray capacitance.
  14. 前記差動充放電手段は、前記差動電極に物体が接近していない場合の浮遊容量に対応するコンデンサに充放電を行い、前記差動電極への充放電特性と前記コンデンサへの充放電特性を差し引く演算手段とを有することを特徴とする請求項13に記載の近接検出装置。 Said differential charge and discharge means performs the charge and discharge the capacitor corresponding to the stray capacitance when the object to the differential electrode is not approaching, charge and discharge characteristics to the charging and discharging characteristics to the differential electrode capacitor proximity detecting apparatus according to claim 13, characterized in that it comprises a calculating means for subtracting.
  15. 前記差動充放電手段は、第一の充放電手段と第二の充放電手段を有し、第一の充放電手段の充放電と第二の充放電手段の充放電の位相が反転していることを特徴とする請求項13に記載の近接検出装置。 It said differential charge and discharge means includes a first charging and discharging means and the second charging and discharging means, the charge and discharge phases of charging and discharging the second discharge means of the first charging and discharging means is reversed proximity detecting apparatus according to claim 13, characterized in that there.
  16. 前記第一の充放電手段及び前記第二の充放電手段の各々は、電荷を供給する直流電源手段と、充電時に接続する切換えスイッチと、放電時に接続する切換えスイッチを有することを特徴とする請求項15に記載の近接検出装置。 Wherein each of said first charging and discharging means and the second charging and discharging means, characterized in that it comprises a DC power supply means for supplying a charge, a changeover switch which connects during charging, a changeover switch which connects during discharge proximity detecting apparatus according to claim 15.
  17. 前記第一の充放電手段及び前記第二の充放電手段の各々は、電荷を供給する交流電源手段と、前記交流電源のインピーダンスを高くする電気抵抗手段とを有し、各々の交流電源手段の位相が反転していることを特徴とする請求項15に記載の近接検出装置。 Each of said first charging and discharging means and the second charging and discharging means includes an AC power supply means for supplying a charge, and a resistance means to increase the impedance of the AC power source, each of the AC power supply means proximity detecting apparatus according to claim 15, characterized in that the phase is inverted.
  18. 前記容量累積合成手段は、前記第一の充放電手段による充電または放電または充放電の特性を累積する第一の累積手段と、前記第二の充放電手段による充電または放電または充放電の特性を累積する第二の累積手段と、前記第一の累積手段と前記第二の累積手段で累積した特性から前記差動電極の合成浮遊容量を求める容量演算手段を有することを特徴とする請求項13に記載の近接検出装置。 The volume cumulative combining means includes a first accumulation means for accumulating the characteristics of the charge or discharge or charge-discharge by the first charging and discharging means, the charge or discharge or charge-discharge characteristics by the second charging and discharging means claim and having a second accumulation means for accumulating the capacitance computing means for obtaining a synthesis stray capacitance of the differential electrode from the accumulated characteristics between the first accumulation means the second accumulation means 13 proximity detecting apparatus according to.
  19. 前記第一の累積手段及び前記第二の累積手段は、前記差動充放電手段または差動電極からの電荷を累積するコンデンサと、前記コンデンサを初期電圧に接続して初期化するスイッチとを有することを特徴とする請求項18に記載の近接検出装置。 It said first accumulation means and the second accumulation means includes a capacitor for accumulating charge from said differential charge and discharge means or differential electrode, and a switch for initializing by connecting the capacitor to an initial voltage proximity detecting apparatus according to claim 18, characterized in that.
  20. 前記第一の累積手段及び前記第二の累積手段は、前記差動電極への前記差動充放電手段による繰り返される充放電の波形を検波する検波手段と、前記検波手段の出力をフィルタリングするフィルタ手段とを有することを特徴とする請求項18に記載の近接検出装置。 Said filter first accumulation means and the second accumulation means, for filtering and detecting means, the output of said detection means for detecting the charging and discharging waveforms are repeated by the differential charge and discharge means to the differential electrode proximity detecting apparatus according to claim 18, characterized in that it comprises a means.
  21. 浮遊容量により物体の接近を検出する近接検出方法において、前記物体の接近により見かけの浮遊容量を変化させる差動電極に位相の反転した充放電を繰り返し行うことにより前記差動電極の見かけの合成浮遊容量を求める浮遊容量検出工程と、前記合成浮遊容量により前記物体の接近を検出する近接演算工程とを有することを特徴とする近接検出方法。 In proximity detection method for detecting the approach of an object by stray capacitance, synthetic floating apparent the differential electrode by repeating the inverted charge and discharge of the phase differential electrodes to vary the stray capacitance apparent by the approach of the object proximity detection method characterized by having a floating capacitance detection step of obtaining the volume, and a proximity operation step for detecting the approach of the object by the synthesis stray capacitance.
  22. 浮遊容量により物体の接近を検出する近接検出方法において、前記物体の接近により見かけの浮遊容量を変化させる差動電極に位相の反転した充放電を前記差動電極に繰り返し行うことにより得られる前記差動電極の浮遊容量と同位相の充放電を前記差動電極に繰り返し行うことにより得られる前記差動電極の浮遊容量とから前記差動電極の個別浮遊容量を求める個別容量検出工程と、前記個別浮遊容量により前記物体の接近を検出する近接演算工程とを有することを特徴とする近接検出方法。 In proximity detection method for detecting the approach of an object by the stray capacitance, the difference of the inverted charge and discharge of the phase differential electrodes to vary the stray capacitance apparent by the approach of the object is obtained by repeating the differential electrode the individual capacitance detection step of charging and discharging of the stray capacitance and the same phase of the dynamic electrode and a stray capacitance of the differential electrode obtained by repeating the differential electrode seek individual stray capacitance of the differential electrodes, the individual proximity detection method characterized by having a proximity computation step for detecting the approach of the object by stray capacitance.
  23. 浮遊容量により物体の接近や位置を検出する近接検出方法において、支持基板上に配置された複数の差動電極それぞれに繰り返し位相の反転した充放電を行うことにより前記複数の差動電極のそれぞれの合成浮遊容量を求める浮遊容量検出工程と、前記複数の差動電極のそれぞれの合成浮遊容量から物体の接近や位置を演算する近接演算工程とを有することを特徴とする近接検出方法。 In proximity detection method for detecting the approach or position of an object by the stray capacitance, by performing an inverted charging and discharging repeatedly phase to each of the plurality of differential electrodes disposed on a supporting substrate of each of the plurality of differential electrodes proximity detection method of the stray capacitance detection step of obtaining the synthesis stray capacitance, characterized in that it has a proximity calculation step of calculating the approach and the position of the object from each of the synthesis stray capacitance of the plurality of differential electrodes.
  24. 浮遊容量により物体の接近や位置を検出する近接検出方法において、支持基板上に配置された複数の差動電極それぞれに、位相の反転した充放電を繰り返し行うことにより得られる前記差動電極の浮遊容量と同位相の充放電を繰り返し行うことにより得られる前記差動電極の浮遊容量とから前記複数の差動電極を構成する個々の電極の個別浮遊容量を求める個別容量検出工程と、前記複数の差動電極の個別浮遊容量から物体の接近や位置を演算する近接演算工程とを有することを特徴とする近接検出装置。 In proximity detection method for detecting the approach or position of an object by the stray capacitance, to each of a plurality of differential electrodes disposed on a supporting substrate, the floating of the inverted charge and discharge repeating the differential obtained by performing the electrodes of the phase the individual capacitance detection step of obtaining the individual stray capacitance of the individual electrodes constituting the plurality of differential electrodes and a stray capacitance of the differential electrode obtained by repeating the charge and discharge capacity and the same phase, the plurality of proximity detecting apparatus characterized by having a proximity calculation step of calculating the approach and position of the object from the individual stray capacitance of the differential electrodes.
  25. 前記浮遊容量検出工程は、前記差動電極に繰り返し位相の反転した充放電を行う差動充放電工程と、前記差動電極に繰り返される充電または放電または充放電の特性から前記差動電極の合成浮遊容量を求める容量累積合成工程とを有することを特徴とする請求項21または23に記載の近接検出方法。 The floating capacitance detection step, synthesizes the differential charge-discharge step of performing an inverted charging and discharging repeatedly phase to the differential electrode, the characteristics of the charge or discharge or charge and discharge are repeated in the differential electrode of said differential electrode proximity detection method according to claim 21 or 23, characterized in that it has a capacity cumulative synthetic obtaining a stray capacitance.
  26. 前記差動充放電工程は、前記差動電極への充放電特性から前記差動電極に物体が接近していない場合の浮遊容量に対応するコンデンサへの充放電特性を差し引く演算工程を有することを特徴とする請求項25に記載の近接検出方法。 Said differential charge and discharge process, that an arithmetic step of subtracting the charge-discharge characteristics of the charge and discharge characteristics to the differential electrode to the capacitor corresponding to the stray capacitance when the object to the differential electrode is not approaching proximity detection method according to claim 25, wherein.
  27. 前記差動充放電工程は、第一の充放電工程と第二の充放電工程を有し、第一の充放電工程の充放電と第二の充放電工程の充放電の位相が反転していることを特徴とする請求項25に記載の近接検出装置。 It said differential charge and discharge process has a first charge and discharge step and the second charging and discharging process, charging and discharging phases of charging and discharging of the first charge-discharge process and the second charging and discharging process is reversed proximity detecting apparatus according to claim 25, characterized in that there.
  28. 前記容量累積合成工程は、前記第一の充放電工程による充電または放電または充放電の特性を累積する第一の累積工程と、前記第二の充放電工程による充電または放電または充放電の特性を累積する第二の累積工程と、前記第一の累積工程と前記第二の累積工程で累積した特性から前記差動電極の合成浮遊容量を求める容量演算工程を有することを特徴とする請求項25に記載の近接検出方法。 The capacity cumulative synthesis step includes a first accumulation step of accumulating the charge or discharge or charge-discharge characteristics by the first charging and discharging process, the charging or discharging or the charge-discharge characteristics by the second charging and discharging steps claim characterized in that it has a second accumulation process and to obtain the synthesis stray capacitance of the differential electrodes from the characteristic obtained by accumulating in the first accumulation step and the second accumulation process capacity calculation step of accumulating 25 proximity detection method described in.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009175784A (en) * 2008-01-21 2009-08-06 Mitsubishi Electric Corp Touch panel device
JP2010272991A (en) * 2009-05-19 2010-12-02 Toyota Boshoku Corp Electrode structure of capacitance sensor and vehicle proximity sensor using the structure
JP2011007528A (en) * 2009-06-23 2011-01-13 Enable Inc Capacitance sensor and proximity sensor for vehicle using the same
JP2011027630A (en) * 2009-07-28 2011-02-10 Institute Of National Colleges Of Technology Japan Noncontact operation detection device
JP2013526746A (en) * 2010-05-14 2013-06-24 イーロ・タッチ・ソリューションズ・インコーポレイテッドElo Touch Solutions,Inc. System and method for detecting the position of a touch on the touch sensor
WO2014147833A1 (en) * 2013-03-22 2014-09-25 中国電力株式会社 Strain measurement device, capacitance measurement device, strain measurement method, and capacitance measurement method

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3886447A (en) * 1972-05-17 1975-05-27 Iwatsu Electric Co Ltd Capacitance-voltage converter
US4039940A (en) * 1976-07-30 1977-08-02 General Electric Company Capacitance sensor
JPH03289715A (en) * 1990-04-06 1991-12-19 Mochida Pharmaceut Co Ltd Capacity change detector and touch panel using same
JPH08194025A (en) * 1995-01-13 1996-07-30 Amada Co Ltd Measurement of minute electrostatic capacity
JPH09153783A (en) * 1995-09-28 1997-06-10 Endress & Hauser Gmbh & Co Capacitive switch device
JPH11304942A (en) * 1998-04-15 1999-11-05 Pentel Kk Device for detecting approach of conductor and approach position
US20020030666A1 (en) * 1999-01-25 2002-03-14 Harald Philipp Capacitive position sensor
US20020070729A1 (en) * 2000-03-16 2002-06-13 Jens Muller Electronic proximity switch
JP2002521671A (en) * 1998-07-23 2002-07-16 インフィネオン テクノロジース アクチエンゲゼルシャフト Detection methods and their use in very small capacitance
US20020109672A1 (en) * 2000-12-22 2002-08-15 Logitech Europe S.A. Pointing device with solid-state roller
US6593755B1 (en) * 2000-07-31 2003-07-15 Banner Engineering Corporation Method and apparatus for detection sensor shielding
JP2003214807A (en) * 2002-01-11 2003-07-30 Agilent Technol Inc Capacitive position sensor
JP2004279081A (en) * 2003-03-13 2004-10-07 Canon Inc Capacitance sensor type measuring device
JP2005106665A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Aisin Seiki Co Ltd Capacitance detector
US20050248534A1 (en) * 2001-01-12 2005-11-10 Logitech Europe S.A. Pointing device with hand detection
JP2006511879A (en) * 2002-12-19 2006-04-06 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Lattice touch-sensing system
JP2006146895A (en) * 2004-10-22 2006-06-08 Sharp Corp Display device with touch sensor, and drive method for the same
JP2006207269A (en) * 2005-01-28 2006-08-10 Aisin Seiki Co Ltd Capacitance detection device

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3886447A (en) * 1972-05-17 1975-05-27 Iwatsu Electric Co Ltd Capacitance-voltage converter
US4039940A (en) * 1976-07-30 1977-08-02 General Electric Company Capacitance sensor
JPH03289715A (en) * 1990-04-06 1991-12-19 Mochida Pharmaceut Co Ltd Capacity change detector and touch panel using same
JPH08194025A (en) * 1995-01-13 1996-07-30 Amada Co Ltd Measurement of minute electrostatic capacity
JPH09153783A (en) * 1995-09-28 1997-06-10 Endress & Hauser Gmbh & Co Capacitive switch device
US5757196A (en) * 1995-09-28 1998-05-26 Endress + Hauser Gmbh + Co. Capacitive switch actuated by changes in a sensor capacitance
JPH11304942A (en) * 1998-04-15 1999-11-05 Pentel Kk Device for detecting approach of conductor and approach position
JP2002521671A (en) * 1998-07-23 2002-07-16 インフィネオン テクノロジース アクチエンゲゼルシャフト Detection methods and their use in very small capacitance
US20020030666A1 (en) * 1999-01-25 2002-03-14 Harald Philipp Capacitive position sensor
US20020070729A1 (en) * 2000-03-16 2002-06-13 Jens Muller Electronic proximity switch
US6593755B1 (en) * 2000-07-31 2003-07-15 Banner Engineering Corporation Method and apparatus for detection sensor shielding
US20020109672A1 (en) * 2000-12-22 2002-08-15 Logitech Europe S.A. Pointing device with solid-state roller
US20050248534A1 (en) * 2001-01-12 2005-11-10 Logitech Europe S.A. Pointing device with hand detection
JP2003214807A (en) * 2002-01-11 2003-07-30 Agilent Technol Inc Capacitive position sensor
JP2006511879A (en) * 2002-12-19 2006-04-06 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Lattice touch-sensing system
JP2004279081A (en) * 2003-03-13 2004-10-07 Canon Inc Capacitance sensor type measuring device
JP2005106665A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Aisin Seiki Co Ltd Capacitance detector
JP2006146895A (en) * 2004-10-22 2006-06-08 Sharp Corp Display device with touch sensor, and drive method for the same
JP2006207269A (en) * 2005-01-28 2006-08-10 Aisin Seiki Co Ltd Capacitance detection device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009175784A (en) * 2008-01-21 2009-08-06 Mitsubishi Electric Corp Touch panel device
JP2010272991A (en) * 2009-05-19 2010-12-02 Toyota Boshoku Corp Electrode structure of capacitance sensor and vehicle proximity sensor using the structure
JP2011007528A (en) * 2009-06-23 2011-01-13 Enable Inc Capacitance sensor and proximity sensor for vehicle using the same
JP2011027630A (en) * 2009-07-28 2011-02-10 Institute Of National Colleges Of Technology Japan Noncontact operation detection device
JP2013526746A (en) * 2010-05-14 2013-06-24 イーロ・タッチ・ソリューションズ・インコーポレイテッドElo Touch Solutions,Inc. System and method for detecting the position of a touch on the touch sensor
WO2014147833A1 (en) * 2013-03-22 2014-09-25 中国電力株式会社 Strain measurement device, capacitance measurement device, strain measurement method, and capacitance measurement method

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