JP2012063843A - タッチセンサ - Google Patents
タッチセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012063843A JP2012063843A JP2010205603A JP2010205603A JP2012063843A JP 2012063843 A JP2012063843 A JP 2012063843A JP 2010205603 A JP2010205603 A JP 2010205603A JP 2010205603 A JP2010205603 A JP 2010205603A JP 2012063843 A JP2012063843 A JP 2012063843A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- touch
- sensor
- electrode
- capacitance
- clock signal
- 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
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
Abstract
【解決手段】 キーボード20は、絶縁基板SUB上に、6行6列に配置された36個のタッチキー21、駆動線22−0〜22−5、センサ線23−0〜23−5を含んで構成される。タッチキー21は、絶縁基板SUB上に配置された中央電極21a、この中央電極21aを囲んで配置された環状電極21bを有している。センサ回路30は、選択回路31、電荷増幅器32を含んで構成される。電荷増幅器32は、選択回路31により選択された1本のセンサ線23−k(k=0〜5)が接続されたタッチキー21の中央電極21aと環状電極21bの電極の間に形成される静電容量の容量値C1の変化量ΔCを検出する。
【選択図】図1
Description
近年、タッチセンサは従来のタクト・スイッチの置き換えとして広く使用されるようになっている。図11は一般的なタッチセンサの基本構成を示す図である。このタッチセンサは、基板上に配置された16種類のタッチキー1〜16と、それらのタッチキーに対応した16チャネルのセンサ回路から構成されている。センサ回路は、タッチキー1〜16のいずれか1つに人の指先やペン先等で触れることにより生じる静電容量の変化を検出する。この場合、1つのチャネルは対応する1つのタッチキーの静電容量の変化を検出する回路を含んでいる。
先ず、キーボード20の構成を説明する。キーボード20は、PCB基板等の絶縁基板SUBと、この絶縁基板SUBの表面上に配置された36個のタッチキー21、駆動線22−0〜22−5、センサ線23−0〜23−5を含んで構成される。
センサ回路30は、端子P0〜P11、選択回路31、電荷増幅器32(本発明の「検出回路」の一例)、AD変換器33、制御回路34、クロック源35、I2Cバスインターフェース回路36及びクロック配線37を含んで構成される。制御回路34は、センサ回路30の全体、即ち、選択回路31、電荷増幅器32、AD変換器33、クロック源35及びI2Cバスインターフェース回路3等の動作を制御する回路である。センサ回路30は、1チップのIC(半導体集積回路)で形成することができる。
電荷増幅器32は、選択回路31により選択された1本のセンサ線23−k(k=0〜5)が接続されたタッチキー21の中央電極21aと環状電極21bの電極の間に形成される静電容量の容量値C1の変化量ΔCを検出し、ΔCに比例した出力電圧Voutを出力するように構成されている。電荷増幅器32は、センサ線23−0〜23−5がシーケンス的に選択されている期間に対応して、出力電圧Voutをシーケンス的に出力することになる。電荷増幅器32の具体的な構成例については後述する。
次に、タッチセンサの動作を図3の動作タイミング図に基づいて説明する。先ず、センサ回路30のクロック出力端子P0から出力されるクロック信号CLdrvは、駆動端子Cdrv0を介して、キーボード20の1行目の駆動線22−0に一定期間印加される。すると、選択回路31は、この一定の期間にそれぞれチャネル端子Ch6〜Ch11に接続されたセンサ線23−0〜23−5をシーケンス的に選択する。
先ず、電荷増幅器32の構成例を図4に基づいて説明する。電荷増幅器32は、基準静電容量51、差動増幅器52、第1のフィードバック容量53、第2のフィードバック容量54、基準電圧源55、第1のスイッチSW1及び第2のスイッチSW2を含んで構成される。
図5(b)の電荷転送モードの時、ノードN2の電荷量は次式で与えられる。
電荷保存則により、電荷蓄積モードの時と電荷転送モードの時のノードN2の電荷量は互いに等しいから、数式(1)=数式(2)である。
同様にして、ノードN1について、電荷蓄積モードと電荷転送モードの時の電荷量を求め、電荷保存則を適用し、その方程式をVopについて解くと、次式が得られる。
数式(3)(4)から、Voutを求める。
これにより、電荷増幅器32の出力電圧Voutは、タッチキー21の静電容量の変化量ΔCに比例して変化することがわかる。上述の計算は、初期状態において、C1=Cref=Cであることを前提としているが、初期状態において、C1とCrefに差がある場合には、キャリブレーション回路を用いて、出力電圧Voutのオフセットが所定値又は最少値になるようにCrefを調整することができる。
図7のキーボード20Aは、図1のキーボード20と同様に、36個のタッチキーを6行×6列に配置したものである。36個のタッチキーは、それぞれSW1〜SW36というスイッチ番号が付されている。図1のキーボード20は、全てのタッチキー21は同一のパターンで形成されているが、図7のキーボード20Aは、異なるパターンを有するタッチキーを含んでいる。
次に、絶縁基板SUB上に配置されるタッチキー21の構成例を図10に基づいて説明する。図10(a)は丸型のタッチキー21、図10(b)は四角型のタッチキー21、図10(c)は櫛形のタッチキー21を示している。また、図10(a),(b),(c)において、左側は通常のタッチキー21、右側はshiftキー等に対応した大型のタッチキー21を示している。大型のタッチキー21は、図7のタッチキーSW25,SW26に用いることができる。
21 タッチキー
22−0〜22−5 駆動線
23−0〜23−5 センサ線
24 接地電極
30 センサ回路
31 選択回路
32 電荷増幅器
33 AD変換器
34 制御回路
35 クロック源
36 I2Cバスインターフェース回路
37 クロック配線
51 基準静電容量
52 差動増幅器
53 第1のフィードバック容量
54 第2のフィードバック容量
55 基準電圧源
Claims (5)
- 基板と、
前記基板上で複数の行及び複数の列に配置され、第1の電極と、この第1の電極を囲んで配置された第2の電極とを有する複数のタッチキーと、
前記基板上に配置され、前記複数の行の各行に対応して行方向に配置された複数のタッチキーの第2の電極を互いに連結する複数の駆動線と、
前記基板上に配置され、前記複数の列の各列に対応して列方向に配置された複数のタッチキーの第1の電極を互いに連結する複数のセンサ線と、
前記複数の駆動線にシーケンス的にクロック信号を印加するクロック源と、
前記複数の駆動線のある駆動線に前記クロック源から前記クロック信号が印加されている間に、前記複数のセンサ線をシーケンス的に選択する選択回路と、
前記選択回路により選択されたセンサ線が接続された前記タッチキーの前記第1の電極と前記第2の電極の間に形成される静電容量の容量値の変化を検出する検出回路と、を備えることを特徴とするタッチセンサ。 - 前記第1及び第2の電極は丸の形状を有することを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサ。
- 前記第1及び第2の電極は四角の形状を有することを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサ。
- 前記基板上で、前記第2の電極の外側の前記基板上に配置された接地電極を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のタッチセンサ。
- 前記検出回路は、第1及び第2の端子を有し、前記第1の端子が前記選択回路により選択されたセンサ線に接続され、前記第2の端子に前記クロック信号の反転信号が印加された基準静電容量と、
前記選択回路により選択された前記センサ線が非反転入力端に接続され、反転入力端に前記クロック信号のHレベルとLレベルの差の1/2の電圧が印加された差動増幅器と、
前記差動増幅器の非反転入力端と反転出力端の間に並列に接続された、第1のスイッチ及び第1のフィードバック容量と、
前記差動増幅器の非反転入力端と反転出力端の間に並列に接続された、第2のスイッチ及び第2のフィードバック容量と、
前記クロック信号がHレベルの期間に、前記第1及び第2のスイッチをオンし、前記クロック信号がLレベルの期間に、前記第1及び第2のスイッチをオフするように制御する制御回路と、を備え、前記非反転出力端及び前記反転出力端から前記静電容量の変化に比例する出力電圧を出力することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のタッチセンサ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010205603A JP2012063843A (ja) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | タッチセンサ |
US13/230,392 US20120062464A1 (en) | 2010-09-14 | 2011-09-12 | Touch sensor |
CN2011102731582A CN102411461A (zh) | 2010-09-14 | 2011-09-14 | 触摸传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010205603A JP2012063843A (ja) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | タッチセンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012063843A true JP2012063843A (ja) | 2012-03-29 |
Family
ID=45806176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010205603A Pending JP2012063843A (ja) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | タッチセンサ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120062464A1 (ja) |
JP (1) | JP2012063843A (ja) |
CN (1) | CN102411461A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101542418B1 (ko) * | 2013-09-02 | 2015-08-07 | 주식회사 지니틱스 | 터치전극패턴, 터치패널, 및 이를 포함하는 터치입력장치 |
KR20150091761A (ko) * | 2014-02-04 | 2015-08-12 | 어보브반도체 주식회사 | 근접 터치 방지용 터치 키 모듈 및 근접 터치 방지 방법 |
JP2017173985A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | 株式会社トライフォース・マネジメント | 物体センサ |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012014509A (ja) * | 2010-07-01 | 2012-01-19 | On Semiconductor Trading Ltd | 静電容量型タッチセンサ |
KR101202745B1 (ko) * | 2011-04-21 | 2012-11-19 | 주식회사 실리콘웍스 | 터치감지회로 |
CN103839722B (zh) * | 2012-11-23 | 2016-07-13 | 致伸科技股份有限公司 | 发光键盘 |
CN103105985B (zh) * | 2012-12-28 | 2019-02-15 | 苏州瀚瑞微电子有限公司 | 感应层的布线结构 |
US9465446B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-10-11 | Blackberry Limited | Electronic device including mechanical keyboard having touch sensors for detecting touches and actuation of mechanical keys |
TWI507956B (zh) * | 2013-07-17 | 2015-11-11 | Pixart Imaging Inc | 單層電容式觸控感測器 |
CN103744522B (zh) * | 2014-01-08 | 2017-03-08 | 珠海市智迪科技股份有限公司 | 静电容薄膜触摸键盘 |
CN104020912B (zh) * | 2014-05-30 | 2017-02-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 电容式触摸结构、内嵌式触摸屏、显示装置及其扫描方法 |
CN105653105B (zh) * | 2014-11-14 | 2019-05-03 | 上海东软载波微电子有限公司 | 触控芯片及其数据采集方法 |
CN104503640B (zh) * | 2014-12-24 | 2017-12-19 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种可挠式触控面板 |
CN107102210B (zh) * | 2016-02-22 | 2019-08-30 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 一种基于电容式触控芯片的电容检测方法及装置 |
CN105867712A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-08-17 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种触控面板及显示设备 |
US10331282B2 (en) * | 2016-12-30 | 2019-06-25 | Qualcomm Incorporated | Highly configurable front end for touch controllers |
CN107506083B (zh) * | 2017-09-01 | 2020-09-18 | 厦门天马微电子有限公司 | 一种显示面板及其压力测试方法、显示装置 |
CN107621908B (zh) * | 2017-10-23 | 2020-09-15 | 厦门天马微电子有限公司 | 一种显示面板、显示装置及其压力触控方法 |
CN109002205B (zh) * | 2018-06-29 | 2021-05-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种触控面板和触控显示装置 |
WO2020177835A1 (en) * | 2019-03-01 | 2020-09-10 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Portable key device and method for a portable key device |
US10817111B1 (en) * | 2019-04-10 | 2020-10-27 | Semiconductor Components Industries, Llc | Methods and apparatus for a capacitive touch sensor |
CN116069192B (zh) * | 2023-03-08 | 2023-06-13 | 上海泰矽微电子有限公司 | 一种基于多个触摸电极的触摸定位方法、系统及设备 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09212302A (ja) * | 1996-01-30 | 1997-08-15 | Alps Electric Co Ltd | 座標入力装置 |
JP2010049618A (ja) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 静電容量センサ |
JP2010182290A (ja) * | 2009-01-07 | 2010-08-19 | Sanyo Electric Co Ltd | タッチパネルの信号処理装置 |
US20100220075A1 (en) * | 2009-03-02 | 2010-09-02 | Au Optronics Corporation | Touch sensing display panel and touch sensing substrate |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1152603A (en) * | 1979-09-28 | 1983-08-23 | Bfg Glassgroup | Capacitive systems for touch control switching |
JP2973927B2 (ja) * | 1996-05-23 | 1999-11-08 | 日本電気株式会社 | 位置入力装置 |
US6535200B2 (en) * | 1999-01-25 | 2003-03-18 | Harald Philipp | Capacitive position sensor |
TW200611287A (en) * | 2004-09-24 | 2006-04-01 | Holtek Semiconductor Inc | Capacitance induction device |
TWI324898B (en) * | 2004-11-23 | 2010-05-11 | Qisda Corp | Keyboard circuit with electrostatic discharge protection |
JP5229887B2 (ja) * | 2008-08-06 | 2013-07-03 | 株式会社ワコム | 位置検出装置 |
CN101488066B (zh) * | 2009-03-09 | 2010-12-22 | 友达光电股份有限公司 | 触控显示面板与触控基板 |
US9041682B2 (en) * | 2009-10-23 | 2015-05-26 | Atmel Corporation | Driving electrodes with different phase signals |
US8194047B2 (en) * | 2009-11-16 | 2012-06-05 | Au Optronics Corporation | Multi-channel touch panel |
JP5411670B2 (ja) * | 2009-11-25 | 2014-02-12 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | 静電容量型タッチパネルの信号処理回路 |
-
2010
- 2010-09-14 JP JP2010205603A patent/JP2012063843A/ja active Pending
-
2011
- 2011-09-12 US US13/230,392 patent/US20120062464A1/en not_active Abandoned
- 2011-09-14 CN CN2011102731582A patent/CN102411461A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09212302A (ja) * | 1996-01-30 | 1997-08-15 | Alps Electric Co Ltd | 座標入力装置 |
JP2010049618A (ja) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 静電容量センサ |
JP2010182290A (ja) * | 2009-01-07 | 2010-08-19 | Sanyo Electric Co Ltd | タッチパネルの信号処理装置 |
US20100220075A1 (en) * | 2009-03-02 | 2010-09-02 | Au Optronics Corporation | Touch sensing display panel and touch sensing substrate |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101542418B1 (ko) * | 2013-09-02 | 2015-08-07 | 주식회사 지니틱스 | 터치전극패턴, 터치패널, 및 이를 포함하는 터치입력장치 |
KR20150091761A (ko) * | 2014-02-04 | 2015-08-12 | 어보브반도체 주식회사 | 근접 터치 방지용 터치 키 모듈 및 근접 터치 방지 방법 |
WO2015119422A1 (ko) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | 어보브반도체 주식회사 | 근접 터치 방지용 터치 키 모듈 및 근접 터치 방지 방법 |
KR101585929B1 (ko) | 2014-02-04 | 2016-01-15 | 어보브반도체 주식회사 | 근접 터치 방지용 터치 키 모듈 및 근접 터치 방지 방법 |
JP2017173985A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | 株式会社トライフォース・マネジメント | 物体センサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102411461A (zh) | 2012-04-11 |
US20120062464A1 (en) | 2012-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012063843A (ja) | タッチセンサ | |
KR101135821B1 (ko) | 터치 패널의 신호 처리 장치 및 입력 장치 | |
US8619057B2 (en) | Signal processing circuit for electrostatic capacitor type touch sensor | |
US8441462B2 (en) | Signal processing circuit for a capacitive touch panel capable of switching between a differential-input sensor circuit and a single-input sensor circuit | |
US10817111B1 (en) | Methods and apparatus for a capacitive touch sensor | |
CN107783689B (zh) | 驱动芯片、电路膜、膜上芯片型驱动电路及显示装置 | |
US20080143681A1 (en) | Circular slider with center button | |
KR101548796B1 (ko) | 접촉 감지 장치 및 터치스크린 장치 | |
US20150091845A1 (en) | Capacitance sensing device | |
US20140009432A1 (en) | Capacitance sensing apparatus and method, and touchscreen apparatus | |
US20130127774A1 (en) | Touch sensing apparatus and method thereof | |
US9103858B2 (en) | Capacitance sensing apparatus and touch screen apparatus | |
US20140035653A1 (en) | Capacitance sensing device and touchscreen | |
US20140009431A1 (en) | Capacitance sensing apparatus and method, and touch screen apparatus | |
KR20170024664A (ko) | 접촉 감지 장치 | |
KR102140236B1 (ko) | 터치패널 | |
US20100309165A1 (en) | Signal processing circuit of electrostatic capacity type touch panel | |
TWI467458B (zh) | 電容式觸控裝置 | |
US10175838B2 (en) | Methods and apparatus for a touch sensor | |
JP4566030B2 (ja) | 容量電圧変換回路、それを用いた入力装置、電子機器、ならびに容量電圧変換方法 | |
JP2011039662A (ja) | 静電容量型入力装置 | |
KR20130136375A (ko) | 터치 검출 장치 및 방법 | |
JP2012164082A (ja) | 静電容量型タッチセンサ | |
JP2012243072A (ja) | 静電容量型タッチセンサ | |
US20210303098A1 (en) | Capacitance detection circuit and input device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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: 20130304 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130902 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140312 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140407 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140905 |