JP2011034176A - 電荷増幅器及び静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路 - Google Patents
電荷増幅器及び静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011034176A JP2011034176A JP2009177572A JP2009177572A JP2011034176A JP 2011034176 A JP2011034176 A JP 2011034176A JP 2009177572 A JP2009177572 A JP 2009177572A JP 2009177572 A JP2009177572 A JP 2009177572A JP 2011034176 A JP2011034176 A JP 2011034176A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- charge
- input terminal
- inverting input
- capacitors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
【解決手段】電荷増幅器17は、第1乃至第12のスイッチSW1〜SW12を含んで構成される。このスイッチング回路は、電荷転送モード(a)と電荷蓄積モード(e)との切り替えを行う時に、第1乃至第6の中間モード(b),(c),(d),(f),(g),(h)を経由する。これらの中間モードにおいては、第1乃至第4の容量C1〜C4の各両端子の中、一方の端子についてのみ、その電圧印加状態又は接続状態のスイッチングが行われる。
【選択図】図2
Description
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図1に示すように、PCB基板などの基板11上に、第1の励起電極12と、この第1の励起電極12を間に挟んで第1のタッチパッド13と第2のタッチパッド14とが配置されている。第1及び第2のタッチパッド13,14は電極の一種であり、これらの第1及び第2のタッチパッド13,14と第1の励起電極12の間には不図示の誘電体層が形成されている。
以下、電荷増幅器17の具体的な構成例について、図2に基づいて説明する。図示のように、破線で囲まれた部分が前記基板11であり、第1の静電容量C1と第2の静電容量C2が形成される。電荷増幅器17は、交流電源16,21、差動増幅器22、電圧源23、第1及び第2のフィードバック容量Cf1,Cf2、第5乃至第12のスイッチSW5〜SW12を含んで構成される。
次に、上述の電荷増幅器17の動作を図3乃至図5に基づき説明する。スイッチング回路を構成している第1乃至第12のスイッチSW1〜SW12は、上述のように、それぞれ対応するクロックCLK1、CLK2、CLK1A、CLK2Aによって制御される。
この方程式をVopについて解くと次式が得られる。
これは、人間の指20が第1のタッチパッド13に近づくことにより、第1の励起電極12から出発して第1のタッチパッド13に終端する電気力線の本数が増加するためである。この場合、電荷増幅器17の出力電圧Voutは数5に基づきプラス(+)の電圧になる。なお、人間の指20の代わりに、消しゴムのような誘電体を第1のタッチパッド13に近づけても同じ結果が得られる。
次に、第2の実施形態として、上述の電荷増幅器17を用いた静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路について説明する。これは、4個の入力でタッチパネル上の8個以上のポイントの位置検出を可能にしたものである。以下の説明は、誘電体モデルに基づいている。
タッチセンサシステムは、図12に示すように、信号処理回路50、タッチパネル51、マイクロコンピュータ52を含んで構成される。タッチパネル51は、図8又は図11に示したタッチパネルである。信号処理回路50は、選択回路33、電荷増幅器34、16ビットのデルタシグマAD変換器35、駆動回路36、制御回路37、I2Cインターフェース回路38、基準電圧発生回路39、パワーオンリセット回路40、発振器41、調整回路42、EEPROM43、第1乃至第4の入力端子CIN1〜CIN4、駆動端子CDRV、シリアルクロック端子SCL、シリアルデータ端子SDA、電源端子VDD、接地端子VSS、割り込み端子INTを含んで構成される。
11 基板 12 第1の励起電極 12B 第2の励起電極
13 第1のタッチパッド 14 第2のタッチパッド
15 配線 16 交流電源
17 電荷増幅器 18、19 配線
30 基板 31,31A,31B 励起電極 32 交流電源
33 選択回路 34 電荷増幅器 34a 電圧増幅器
35 デルタシグ型マAD変換器 36 駆動回路 37 制御回路
38 I2Cインターフェース回路 39 基準電圧発生回路
40 パワーオンリセット回路 41 発振器 42 調整回路
43 EEPROM 50 信号処理回路 51 タッチパネル
52 マイクロコンピュータ CIN1〜CIN4 第1至第4の入力端子
CDRV 駆動端子 C1〜C4 第1乃至第4の静電容量
SW1〜SW12 第1乃至第12のスイッチ
Claims (6)
- 第1のタッチパッドと第1の励起電極の間に生じる第1の容量と、第2のタッチパッドと前記第1の励起電極の間に生じる第2の容量の容量差に応じた出力電圧を生成する電荷増幅器であって、
前記第1の容量と直列に一方の端子が接続された第3の容量と、
前記第2の容量と直列に一方の端子が接続された第4の容量と、
前記第3及び第4の容量のそれぞれの他方の端子が共通に接続された第2の励起電極と、
差動増幅器と、
前記差動増幅器の非反転入力端子と反転出力端子との間に接続された第1のフィードバック容量と、
前記差動増幅器の反転入力端子と非反転出力端子との間に接続された第2のフィードバック容量と、
電荷蓄積モードにおいて、前記第1の励起電極に励起電圧を印加し、前記第2の励起電極に接地電圧を印加し、前記第1及び第3の容量の接続ノードと前記第2及び第4の容量の接続ノードに励起電圧の1/2の電圧を印加し、前記差動増幅器の非反転入力端子及び反転入力端子に励起電圧の1/2の電圧を印加し、前記差動増幅器の非反転入力端子と反転出力端子とを短絡し、前記差動増幅器の反転入力端子と非反転出力端子とを短絡し、
電荷転送モードにおいて、前記第1の励起電極に接地電圧を印加し、前記第2の励起電極に励起電圧を印加し、前記第1及び第3の容量の接続ノードを前記差動増幅器の非反転入力端子に接続し、前記第2及び第4の容量の接続ノードを前記差動増幅器の反転入力端子に接続するスイッチング回路と、を備え、
前記スイッチング回路は、前記第1及び第3の容量の接続ノードにおける電荷量と前記第2及び第4の容量の接続ノードにおける電荷量とがそれぞれ保存されるように、前記電荷蓄積モードと前記電荷転送モードとの切り替えを行うことを特徴とする電荷増幅器。 - 前記スイッチング回路は、前記電荷蓄積モードと前記電荷転送モードとの切り替えを行う時に、前記第1乃至第4の容量の各両端子の中、一方の端子についてのみ、その電圧印加状態又は接続状態のスイッチングを行う複数の中間モードを経由することを特徴とする請求項1に記載の電荷増幅器。
- 前記スイッチング回路は、前記電荷転送モードを前記電荷蓄積モードに切り替える時には、前記第1及び第3の容量の接続ノードと前記差動増幅器の非反転入力端子との接続を解除し、前記第2及び第4の容量の接続ノードと前記差動増幅器の反転入力端子との接続を解除する第1の中間モードと、
前記励起電圧及び接地電圧の印加を停止する第2の中間モードと、
前記第1及び第3の容量の接続ノードと前記第2及び第4の容量の接続ノードに励起電圧の1/2の電圧を印加し、前記差動増幅器の非反転入力端子及び反転入力端子に励起電圧の1/2の電圧を印加する第3の中間モードと、をこの順番に経由することを特徴とする請求項2に記載の電荷増幅器。 - 前記スイッチング回路は、前記電荷蓄積モードを前記電荷転送モードに切り替える時には、励起電圧の1/2の電圧の印加を停止する第4の中間モードと、
前記励起電圧及び接地電圧の印加を停止する第5の中間モードと、
前記第1及び第3の容量の接続ノードを前記差動増幅器の非反転入力端子に接続し、前記第2及び第4の容量の接続ノードを前記差動増幅器の反転入力端子に接続する第6の中間モードと、をこの順番に経由することを特徴とする請求項2又は3に記載の電荷増幅器。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の電荷増幅器、を備え、前記電荷増幅器からの出力電圧に基づいてタッチ位置を検出することを特徴とする静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路。
- 前記電荷増幅器の出力電圧をデジタル値に変換するAD変換器と、を備え、前記AD変換器からのデジタル値に基づいてタッチ位置を検出することを特徴とする請求項5に記載の静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009177572A JP2011034176A (ja) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | 電荷増幅器及び静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009177572A JP2011034176A (ja) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | 電荷増幅器及び静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011034176A true JP2011034176A (ja) | 2011-02-17 |
Family
ID=43763214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009177572A Pending JP2011034176A (ja) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | 電荷増幅器及び静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011034176A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013020611A (ja) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Trendon Touch Technology Corp | 接触感知回路及び接触点検出方法 |
KR101239844B1 (ko) | 2011-04-11 | 2013-03-06 | 주식회사 동부하이텍 | 터치 감지 장치 |
WO2016131010A1 (en) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | Apple Inc. | Charge pump having ac and dc outputs for touch panel bootstrapping and substrate biasing |
KR101824202B1 (ko) * | 2017-07-24 | 2018-02-01 | 주식회사 센소니아 | 손가락 노이즈 영향을 감소시키는 지문 인식 센서 |
KR101886034B1 (ko) * | 2017-06-09 | 2018-09-07 | 주식회사 센소니아 | 성능이 강화되는 지문 인식 시스템 및 이에 포함되는 누적 측정 회로 |
EP3742267A1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-11-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Front-end circuit performing analog-to-digital conversion and touch processing circuit including the same |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH054026U (ja) * | 1991-07-05 | 1993-01-22 | 多摩川精機株式会社 | サーボ加速度計 |
JP2002504226A (ja) * | 1997-01-10 | 2002-02-05 | ネッツァー,イーシャイ | 窓ガラス差動容量形水分検出センサ |
JP2007171171A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-07-05 | St Microelectronics Srl | 検出回路、インターフェース回路、電子機器、差動容量性センサー読み取り方法 |
-
2009
- 2009-07-30 JP JP2009177572A patent/JP2011034176A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH054026U (ja) * | 1991-07-05 | 1993-01-22 | 多摩川精機株式会社 | サーボ加速度計 |
JP2002504226A (ja) * | 1997-01-10 | 2002-02-05 | ネッツァー,イーシャイ | 窓ガラス差動容量形水分検出センサ |
JP2007171171A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-07-05 | St Microelectronics Srl | 検出回路、インターフェース回路、電子機器、差動容量性センサー読み取り方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101239844B1 (ko) | 2011-04-11 | 2013-03-06 | 주식회사 동부하이텍 | 터치 감지 장치 |
JP2013020611A (ja) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Trendon Touch Technology Corp | 接触感知回路及び接触点検出方法 |
WO2016131010A1 (en) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | Apple Inc. | Charge pump having ac and dc outputs for touch panel bootstrapping and substrate biasing |
KR101886034B1 (ko) * | 2017-06-09 | 2018-09-07 | 주식회사 센소니아 | 성능이 강화되는 지문 인식 시스템 및 이에 포함되는 누적 측정 회로 |
KR101824202B1 (ko) * | 2017-07-24 | 2018-02-01 | 주식회사 센소니아 | 손가락 노이즈 영향을 감소시키는 지문 인식 센서 |
EP3742267A1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-11-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Front-end circuit performing analog-to-digital conversion and touch processing circuit including the same |
US11296719B2 (en) | 2019-05-21 | 2022-04-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Front-end circuit performing analog-to-digital conversion and touch processing circuit including the same |
US11777514B2 (en) | 2019-05-21 | 2023-10-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Front-end circuit performing analog-to-digital conversion and touch processing circuit including the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010286981A (ja) | 静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路 | |
JP5411670B2 (ja) | 静電容量型タッチパネルの信号処理回路 | |
JP2010182290A (ja) | タッチパネルの信号処理装置 | |
JP2011022744A (ja) | 静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路 | |
US9417741B2 (en) | Capacitance sensing apparatus and touchscreen apparatus | |
JP2011170617A (ja) | 静電容量型タッチセンサ | |
KR101388906B1 (ko) | 정전용량 감지 장치, 정전용량 감지 방법, 및 터치스크린 장치 | |
JP6184317B2 (ja) | 入力装置 | |
JP2010282471A (ja) | 静電容量型タッチパネルの信号処理回路 | |
JP2011034176A (ja) | 電荷増幅器及び静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路 | |
JPWO2018159460A1 (ja) | 入力装置とその制御方法 | |
KR101444524B1 (ko) | 정전용량 감지 장치, 정전용량 감지 방법 및 터치스크린 장치 | |
US20140009432A1 (en) | Capacitance sensing apparatus and method, and touchscreen apparatus | |
KR101397848B1 (ko) | 정전용량 감지 장치 및 터치스크린 장치 | |
KR20140110327A (ko) | 접촉 감지 장치 및 터치스크린 장치 | |
KR20140017327A (ko) | 정전용량 감지 장치 및 터치스크린 장치 | |
JP2011039663A (ja) | 静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路 | |
US20130038477A1 (en) | Capacitor Mismatch Error Correction in Pipeline Analog-to-Digital Converters | |
JP2011113186A (ja) | 静電容量型タッチパネルの信号処理回路 | |
JP2011113188A (ja) | 静電容量型タッチパネルの信号処理回路 | |
JP2010282470A (ja) | 静電容量型タッチセンサ用の信号処理回路 | |
JP2014164607A (ja) | 静電容量型タッチセンサ | |
JP2012164083A (ja) | 静電容量検出回路 | |
JP2014013441A (ja) | タッチパネルの制御回路、制御方法およびそれらを用いたタッチパネル入力装置、電子機器 | |
JP2011039661A (ja) | 静電容量型入力装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20110531 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20110602 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120704 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20130207 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130215 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20130301 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130918 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130918 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140303 |