JP2012164133A - タッチパネルの容量検出回路およびそれを用いたタッチパネル入力装置、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】演算増幅器32の第1入力端子には、所定の基準電圧VREFが印加される。積分キャパシタCINTは、演算増幅器32の出力端子とその第2入力端子の間に設けられる。駆動バッファ34は、演算増幅器32の第2入力端子の電位を受ける。第1スイッチSW1は、駆動バッファ34の出力端子と受信電極12の間に設けられる。第2スイッチSW2は、受信電極12と演算増幅器32の第2入力端子の間に設けられる。オフセット用キャパシタCOFSの第1端子の電位は固定され、第3スイッチSW3は、オフセット用キャパシタCOFSの第2端子と演算増幅器32の第2入力端子の間に設けられる。第4スイッチSW4は、オフセット用キャパシタCOFSと並列に設けられる。
【選択図】図2
Description
隣接する受信電極には、コモンモードノイズが混入する確率が高い。したがってこの態様によれば、ノイズの影響を好適に除去できる。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
図2は、第1の実施の形態に係る容量検出回路100を有する入力装置2の構成を示す回路図である。図2には、ひとつの送信電極10と、それと直交する複数の受信電極12を有するタッチパネル4が示されるが、送信電極10は複数設けられてもよい。
COFS×VREF=CINT×VOFS
このモードにおいて制御部50は、積分回路(演算増幅器32)30による1回の積分動作(センシング)ごとに、第3スイッチSW3をオンすることにより、前もって電荷が放電されたオフセット用キャパシタCOFSを演算増幅器32の反転入力端子に接続する。
このモードにおいて制御部50は、演算増幅器32の出力電圧Vsが所定のしきい値電圧VTHに達するたびに、第3スイッチSW3をオンする。コンパレータ46は、検出電圧Vsとしきい値電圧VTHを比較し、第2モードにおいて第3スイッチSW3をオンするタイミングを検出する。制御部50は、コンパレータ46の検出結果にもとづき第3スイッチSW3をオンする。
図4は、図2の容量検出回路100の第2モードの動作を示すタイムチャートである。第2モードでは、センシングごとに検出電圧Vsをオフセットするのではなく、検出電圧Vsがしきい値電圧VTHに達するたびに第3スイッチSW3をオンし、検出電圧Vsをオフセットさせる。第2モードでは、検出電圧Vsが折り返されることから、折り返しモードともいう。
図5は、第2の実施の形態に係る容量検出回路100aを備える入力装置2aの構成を示す回路図である。
積分回路30aおよび30bは、図1の積分回路30と同様に構成される。RX1〜m端子ごとに、マルチプレクサMUX1〜mが設けられる。マルチプレクサMUXiの第1スイッチSW1aは、受信電極12iと第1積分回路30aの駆動バッファ34の出力との間に設けられ、第1スイッチSW1bは、受信電極12iと第2積分回路30bの駆動バッファ34の出力との間に設けられる。第2スイッチSW2aは、受信電極12iと第1積分回路30aの演算増幅器32との間に設けられ、第2スイッチSW2bは、受信電極12iと第2積分回路30bの演算増幅器32との間に設けられる。各マルチプレクサMUXiによって、対応する受信電極12iを、積分回路30a、30bのいずれか一方に選択的に割り当て可能となっている。
このモードでは、第7スイッチSW7がオン、第6スイッチSW6a、SW6b、第8スイッチSW8がオフである。差動増幅器43は、サンプルホールドされた第1積分回路30aの出力電圧Vsaと、サンプルホールドされた第2積分回路30bの出力電圧Vsbの差分を増幅する。差動増幅器43の出力は、第7スイッチSW7を介してA/Dコンバータ44に入力される。
このモードでは、第7スイッチSW7がオフ、第8スイッチSW8がオンである。第6スイッチSW6a、SW6bは、サンプルホールド回路40a、40bの出力の一方を選択する。増幅器42は、選択された一方の検出電圧Vsを増幅し、第8スイッチSW8を介してA/Dコンバータ44に入力する。
シングルエンドモードの動作は、基本的に第1の実施の形態と同様である。このモードにおいては、積分回路30a、30bの一方のみをアクティブとし、アクティブな積分回路30を利用して、複数の受信電極121〜mそれぞれの容量変化を検出できる。
あるいは、積分回路30a、30bの両方を並列的に動作させ、2つの受信電極12の容量変化を同時に検出してもよい。2つの受信電極12の容量変化に応じた検出電圧Vsa、Vsbをサンプルホールドした後、A/Dコンバータ44によって2つの検出電圧Vsa、Vsbを時分割でデジタル値に変換すればよい。
差動モードでは、2つの積分回路30a、30bの両方が並列的に動作し、それぞれに割り当てられた2つの受信電極12j、12kの容量を同時に検出する。そして2つの受信電極12j、12kの容量変化に応じた検出電圧Vsa、Vsbをサンプルホールドした後、差動増幅器43によって差分を増幅し、A/Dコンバータ44増幅結果をデジタル値に変換する。
なお受信電極12mの容量変化を検出する場合、受信電極12mを積分回路30aに、受信電極121、あるいは別に設けられた基準となる電極(不図示)を積分回路30bに割り当ててもよい。基準となる電極は、いずれかのRX端子と接続される。
ここである受信電極12jにノイズが混入するとき、それと隣接する受信電極12j+1にも、受信電極12iと同相のノイズが混入する確率は高くなる。このような場合に、差動モードで動作させると、積分回路30a、30bに割り当てられる2つの受信電極12に同相で混入するコモンモードのノイズの影響を除去できるため、誤検出を防止できる。
Claims (11)
- 互いに容量的に結合された送信電極および受信電極を含む容量センサの容量変化を検出する容量検出回路であって、
前記送信電極に周期的な送信信号を印加する送信回路と、
その第1入力端子に所定の基準電圧が印加された演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力端子とその第2入力端子の間に設けられた積分キャパシタと、
前記演算増幅器の前記第2入力端子の電位を受ける駆動バッファと、
前記駆動バッファの出力端子と前記受信電極の間に設けられた第1スイッチと、
前記受信電極と前記演算増幅器の前記第2入力端子の間に設けられた第2スイッチと、
その第1端子の電位が固定されたオフセット用キャパシタと、
前記オフセット用キャパシタの第2端子と前記演算増幅器の前記第2入力端子の間に設けられた第3スイッチと、
前記オフセット用キャパシタと並列に設けられた第4スイッチと、
を備えることを特徴とする容量検出回路。 - 前記演算増幅器による1回の積分動作ごとに前記第3スイッチをオンすることにより、前もって前記第4スイッチを介して電荷が放電された前記オフセット用キャパシタを前記演算増幅器の前記第2入力端子に接続することを特徴とする請求項1に記載の容量検出回路。
- 前記演算増幅器の出力電圧が所定のしきい値電圧に達するたびに、前記第3スイッチをオンすることにより、前もって前記第4スイッチを介して電荷が放電された前記オフセット用キャパシタを前記演算増幅器の前記第2入力端子に接続することを特徴とする請求項1に記載の容量検出回路。
- 互いに容量的に結合された送信電極および受信電極を含む容量センサと、
前記容量センサの容量変化を検出する請求項1から3のいずれかに記載の容量検出回路と、
を備えることを特徴とする入力装置。 - 請求項4に記載の入力装置を備えることを特徴とする電子機器。
- 互いに容量的に結合された送信電極および受信電極を含む容量センサを複数有する容量センサ群の容量変化を検出する容量検出回路であって、
前記送信電極に周期的な送信信号を印加する送信回路と、
それに割り当てられたひとつの受信電極に応じた容量変化を検出する第1積分回路と、
それに割り当てられたひとつの受信電極に応じた容量変化を検出する第2積分回路と、
前記第1積分回路の出力電圧と、前記第2積分回路の出力電圧の差分を増幅する差分増幅器と、
を備え、
前記第1積分回路および前記第2積分回路はそれぞれ、
その第1入力端子に所定の基準電圧が印加された演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力端子とその第2入力端子の間に設けられた積分キャパシタと、
前記演算増幅器の前記第2入力端子の電位を受ける駆動バッファと、
前記駆動バッファの出力端子と対応する受信電極の間に設けられた第1スイッチと、
対応する受信電極と前記演算増幅器の前記第2入力端子の間に設けられた第2スイッチと、
を含むことを特徴とする容量検出回路。 - 前記第1積分回路には検出対象の受信電極が割り当てられ、前記第2積分回路には、検出対象の受信電極と隣接する受信電極が割り当てられることを特徴とする請求項6に記載の容量検出回路。
- 前記第1積分回路には検出対象の受信電極が割り当てられ、前記第2積分回路には、基準となる電極が割り当てられることを特徴とする請求項6に記載の容量検出回路。
- 前記第1積分回路および前記第2積分回路はそれぞれ、
その第1端子の電位が固定されたオフセット用キャパシタと、
前記オフセット用キャパシタの第2端子と前記演算増幅器の前記第2入力端子の間に設けられた第3スイッチと、
前記オフセット用キャパシタと並列に設けられた第4スイッチと、
をさらに含むことを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の容量検出回路。 - 互いに容量的に結合された送信電極および受信電極を含む容量センサを複数有する容量センサ群と、
前記容量センサ群の容量変化を検出する請求項6から9のいずれかに記載の容量検出回路と、
を備えることを特徴とする入力装置。 - 請求項10に記載の入力装置を備えることを特徴とする電子機器。
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