JP2013183435A - Control circuit and offset adjustment circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御回路、オフセット調整回路に関する。 The present invention relates to a control circuit and an offset adjustment circuit.
タッチパッドやタッチスイッチ等のインターフェース装置には、静電容量型のタッチセンサが設けられているものがある。このような装置では、タッチセンサの容量値の変化に基づいて、タッチ検出が行われている(例えば、特許文献1参照)。 Some interface devices such as a touch pad and a touch switch are provided with a capacitive touch sensor. In such a device, touch detection is performed based on a change in the capacitance value of the touch sensor (see, for example, Patent Document 1).
タッチセンサの出力は、タッチスイッチ等の使用環境(例えば、温度、湿度)によって変化する。このため、一般には、タッチセンサの出力に含まれるオフセットを除去するための校正処理(以下、キャリブレーション)が行われる。ところで、キャリブレーションが実行されている際にタッチスイッチが触れられると、タッチセンサ出力のオフセットが正しく反映されない。 The output of the touch sensor varies depending on the use environment such as a touch switch (for example, temperature and humidity). Therefore, generally, a calibration process (hereinafter referred to as calibration) for removing an offset included in the output of the touch sensor is performed. By the way, if the touch switch is touched during calibration, the offset of the touch sensor output is not correctly reflected.
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、タッチセンサの出力に含まれるオフセットを正しく制御できる制御回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a control circuit capable of correctly controlling an offset included in the output of a touch sensor.
上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る、容量値を変更可能なコンデンサ及びタッチセンサの容量値に応じた出力電圧を出力するCV変換回路と、前記コンデンサの容量値を調整する調整回路と、を備える電圧出力回路からの前記出力電圧に基づいて、前記調整回路を制御する制御回路であって、前記CV変換回路が起動されたときの前記出力電圧を第1出力電圧として取得する第1取得部と、前記出力電圧の取得の指示が入力される毎に、前記出力電圧を前記第2出力電圧として取得する第2取得部と、前記第1出力電圧に応じた基準値と、前記第2出力電圧との差が所定値より大きいか否かを判定する第1判定部と、前記差が前記所定値より小さい場合、前記出力電圧のオフセットが除去されるよう前記調整回路に前記コンデンサの容量値を調整させる調整部と、を備える。 To achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a capacitor capable of changing a capacitance value, a CV conversion circuit that outputs an output voltage corresponding to the capacitance value of the touch sensor, and a capacitance value of the capacitor are adjusted. A control circuit for controlling the adjustment circuit based on the output voltage from the voltage output circuit comprising the adjustment circuit, and obtaining the output voltage when the CV conversion circuit is activated as the first output voltage A first acquisition unit, a second acquisition unit that acquires the output voltage as the second output voltage each time an instruction to acquire the output voltage is input, and a reference value corresponding to the first output voltage; A first determination unit that determines whether or not a difference from the second output voltage is greater than a predetermined value; and if the difference is smaller than the predetermined value, the adjustment circuit is configured to remove an offset of the output voltage. The computer Comprising an adjustment unit for adjusting the capacitance value of the capacitors, the.
タッチセンサの出力に含まれるオフセットを正しく制御することができる制御回路を提供することができる。 A control circuit that can correctly control the offset included in the output of the touch sensor can be provided.
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
図1は、本発明を適用したタッチスイッチ装置10の概要を示す図である。タッチスイッチ装置10は、タッチスイッチ20、信号処理回路21,22、及びマイコン23を含んで構成される。
At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a
タッチスイッチ20は、ガラス基板(不図示)の上に設けられている。また、タッチスイッチ20及びガラス基板の間には、タッチ位置を検出するためのセンス線XL0〜XL11、YL0〜YL11と、各センス線に形成される容量(タッチセンサ)に電圧を印加するための駆動線XDR,YDRが設けられている。
The
信号処理回路21は、駆動線XDRに所定の電圧を印加することにより、X軸方向の12本のセンス線XL0〜XL11の夫々に形成される容量値の変化を検出する。
The
信号処理回路22は、駆動線YDRに所定の電圧を印加することにより、Y軸方向の12本のセンス線YL0〜YL11の夫々に形成される容量値の変化を検出する。
The
マイコン23は、タッチスイッチ20、およびタッチスイッチ20に含まれる信号処理回路21,22を統括制御する。例えばマイコン23は、信号処理回路21,22の出力に基づいて、タッチ位置の判定や、タッチスイッチ20の操作に応じた処理等を実行する。
The
==信号処理回路21の一例==
図2は、信号処理回路21(電圧出力回路)の一例を示す図である。信号処理回路21は、マルチプレクサ(MUX)30、可変容量31、レジスタ32、駆動回路33、CV変換回路34、ADコンバータ(ADC)35、インターフェース(IF)回路36、及び制御回路37を含んで構成される。なお、レジスタ32、制御回路37は、調整回路に相当する。
== An example of the
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the signal processing circuit 21 (voltage output circuit). The
マルチプレクサ30は、12チャンネル(Ch0〜Ch11)の選択回路であり、制御回路37の制御に基づいて、センス線XL0〜XL11の何れか選択してノードNに接続する。例えば、チャンネルCh0、つまりセンス線XL0が選択されている場合、図3に示すように、センス線XL0及び駆動線XDRの間に形成されるコンデンサ40は、ノードNに接続される。また、センス線XL1〜XL11の何れかが選択される場合にも、図3と同様に、センス線XL1〜XL11のそれぞれと駆動線XDRの間に形成されるコンデンサ(不図示)はノードNに接続される。なお、ノードNは、マルチプレクサ30の出力と、可変容量31の一端と、CV変換回路34の入力とが接続されているノードである。
The
可変容量31は、レジスタ32に格納されたデータに応じて容量値が変化するコンデンサであり、一端がノードNに接続され、他端が駆動回路33に接続されている。可変容量31は、図4に例示されるように、コンデンサ41〜44、及びスイッチSW1〜SW4を含んで構成される。スイッチSW1〜SW4は、レジスタ32に格納されたデータにより、オンまたはオフする。これにより、コンデンサ41〜44の合成容量、つまり、可変容量31の容量値Caは変化する。なお、レジスタ32が格納するデータは、制御回路37により更新される。
The
駆動回路33は、制御回路37の制御に基づいて、駆動線XDRと可変容量31の他端とに所定の駆動信号を出力する。このため、例えば図3の様にセンス線XL0が選択されている場合、センス線XL0及び駆動線XDRの間に形成されたコンデンサ40、及び可変容量31は、駆動回路33により駆動される。
The
CV変換回路34は、駆動回路33が駆動信号を可変容量31等に出力している際に、ノードNに接続されたコンデンサの容量値に応じた出力電圧Voutを出力する。例えば、チャンネルCh0が選択されている図3の場合、出力電圧Voutの値は、可変容量31及びコンデンサ40の容量値に応じた値となる。また、CV変換回路34は、チャンネルCh0〜Ch11が切り替えられることにより、センス線XL0〜XL11のそれぞれに形成される容量に応じた出力電圧Voutを出力する。なお、本実施形態では、タッチスイッチ20が触られておらず、オフセットがキャンセルされている状態では、“0V(ゼロボルト)”の出力電圧Voutが出力されることとする。
The
ADコンバータ35は、出力電圧Voutをデジタル化してインターフェース回路36へ出力する。
The
インターフェース回路36は、マイコン23からの指示に基づいて、マイコン23とのデータのやり取りを実行する。インターフェース回路36は、例えば、マイコン23からの出力電圧Voutの取得指示に基づいて、デジタル化された出力電圧Voutをマイコン23に送信する。また、インターフェース回路36は、マイコン23からの各種指示を制御回路37に送信する。
The
制御回路37は、マイコン23からの指示に基づいて、信号処理回路21の各ブロックを制御する。
The
なお、ここでは、信号処理回路21について説明したが、信号処理回路22も信号処理回路21と同様であるため、詳細な説明は省略する。
Although the
==マイコン23の詳細==
マイコン23(制御回路)は、図5に示すように、メモリ60、CPU(Central Processing Unit)61aを含んで構成される。
== Details of the
As shown in FIG. 5, the microcomputer 23 (control circuit) includes a
メモリ60は、例えば、CPU61aが実行するためのプログラムデータや、各種データを記憶する。
The
CPU61aは、メモリ60に記憶されたプログラムデータを実行することにより、各種機能を実現する。具体的には、CPU61aは、取得部70、計測部71、タッチダウン処理部72、校正処理部73、及び補正部74の機能を実現する。
The
取得部70(第1〜第4取得部)は、タッチスイッチ装置10の起動時や所定の指示に基づいて、出力電圧Voutを取得してメモリ60に格納する。なお、取得部70は、起動時に取得した出力電圧Voutの値を、データDp(基準値)としてメモリ60に格納する。
The acquisition unit 70 (first to fourth acquisition units) acquires the output voltage Vout and stores it in the
計測部71(第3判定部)は、チャネルCh0〜Ch11が順次切り替えられている際の出力電圧Voutを計測し、タッチスイッチ20が触れられているか否かを判定する。なお、計測部71は、チャネルCh0〜Ch11を順次切り替えるための指示や、出力電圧Voutを取得するための指示等を信号処理回路21,22に適宜送信する。また、ここでは、チャネルCh0〜Ch11が順次切り替えられて出力電圧Voutを計測することを、通常計測と称する。
The measurement unit 71 (third determination unit) measures the output voltage Vout when the channels Ch0 to Ch11 are sequentially switched, and determines whether or not the
タッチダウン処理部73は、タッチスイッチ20が触れられていることが判定されると、タッチスイッチ20の操作結果に応じた処理を実行する。
When it is determined that the
校正処理部73は、キャリブレーション開始の指示に基づいて、キャリブレーション、つまり、出力電圧Voutのオフセット調整処理を実行する。詳細は後述するが、校正処理部73は、まず、キャリブレーション開始の指示が入力されると、取得部70に出力電圧Voutを取得させる。そして、校正処理部73は、取得された出力電圧Voutの値と、前述のデータDpの値との差が所定値B1より小さい場合(例えば、取得時と起動時の出力電圧Voutがほぼ等しい場合)にオフセット調整処理を実行する。
The
補正部74は、取得された出力電圧Voutの値と、前述のデータDpの値との差が所定値B1より大きい場合(例えば、取得時と起動時の出力電圧Voutが大きくずれている場合)に、データDpの値を補正する。 When the difference between the acquired value of the output voltage Vout and the value of the data Dp is larger than the predetermined value B1 (for example, when the output voltage Vout at the time of acquisition and the output voltage Vout greatly deviate). Then, the value of the data Dp is corrected.
<<校正処理部73の詳細>>
図6は、校正処理部73に含まれる機能ブロックの一例を示す図である。校正処理部73には、タッチ判定部80、タッピング判定部81、及び調整部82が含まれる。
<< Details of
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of functional blocks included in the
タッチ判定部80は、キャリブレーションが開始された後に、タッチスイッチ20が触れられたか否かを判定する。
The
タッピング判定部81(第1判定部)は、キャリブレーションが開始された後に、タッチ判定部80では検出できないようなタッピング(ダブルタッチ)等の操作がされているか否かを判定する。
The tapping determination unit 81 (first determination unit) determines whether an operation such as tapping (double touch) that cannot be detected by the
調整部82は、タッチ、ダブルタッチ等がされていない場合、出力電圧Voutのオフセット調整を実行する。なお、調整部82に含まれる制御部90(第1〜第3制御部)は、可変容量31の容量値Caを変化させる指示等を出力する。そして、判定部91(第2判定部)は、キャリブレーション中に指等の影響(例えば、非常にゆっくりタッチスイッチ20が操作された際の影響)があったか否かを判定する。
The
==CPU61aが実行する処理の一例==
図7は、CPU61aが実行する処理の一例を示すフローチャートである。まず、タッチスイッチ装置10(タッチスイッチ装置10に含まれる各ブロック)が起動されると、取得部70は、出力電圧Voutを取得して、データDpとしてメモリ60に格納する(S100)。なお、ここでは、取得部70は、例えばチャンネルCh0〜11のそれぞれに対応する出力電圧Voutを取得することとして説明する。
== Example of processing executed by
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the
そして、計測部71は、取得された出力電圧Voutに基づいて、タッチスイッチ20が触れられているか否かを判定する(S101)。タッチスイッチ20が触れられている場合(S101:タッチ有り)、タッチダウン処理部73は、タッチスイッチ20の操作結果に応じた処理を実行する(S102)。一方、タッチスイッチ20が触れられていない場合(S101:タッチ無し)、キャリブレーションが開始される。
And the measurement part 71 determines whether the
キャリブレーションが開始されると、まず取得部70は、出力電圧Voutを取得し、データAD0としてメモリ60に格納する(S103)。そして、タッチ判定部80は、キャリブレーションが開始されてからタッチスイッチ20が触られたか否かを判定する(S104)。具体的には、タッチ判定部80は、データAD0を、タッチスイッチ20が触られたか否かを判定するためのしきい値Vthと比較する。そして、データAD0の値が、しきい値Vthより大きい場合には、タッチ判定部80はタッチ有りと判定する(S104:YES)。この結果、キャリブレーションが中止され、タッチダウン処理(S102)が実行される。一方、データAD0の値が、しきい値Vthより小さい場合には、タッチ判定部80は、タッチされていないことを判定する(S104:NO)。したがって、この場合には、キャリブレーションが継続される。
When calibration is started, the acquiring
ところで、データAD0の値が、しきい値Vthより小さい場合であっても、タッピング等の操作がされている場合がある。そこで、タッピング判定部81は、タッピング等の操作がされているか否かを判定する(S105)。具体的には、タッピング判定部81は、データDpの大きさ(絶対値)と、データAD0の大きさとの差Diffの大きさが、所定値B1より大きいか否かを判定する。差Diffが、所定値B1より大きい場合(S105:YES)、つまり、キャリブレーション中にタッピングがあると判定された場合、タッピング判定部81は、メモリ60に記憶されているタッピングフラグをローレベル(“L”レベル)からハイレベル(“H”レベル)に変化させる(S106)。そして、補正部74は、データDpの補正を実行する(S107)。なお、補正部74が実行する補正処理については後述する。
Incidentally, even when the value of the data AD0 is smaller than the threshold value Vth, an operation such as tapping may be performed. Therefore, the tapping
一方、差Diffが、所定値B1より小さい場合(S105:NO)、つまり、タッピングが無と判定された場合、オフセット調整処理が実行される(S108)。 On the other hand, if the difference Diff is smaller than the predetermined value B1 (S105: NO), that is, if it is determined that there is no tapping, an offset adjustment process is executed (S108).
<<オフセット調整処理について>>
ここで、オフセット調整処理(S108)の一例を、図8に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
<< About offset adjustment processing >>
Here, an example of the offset adjustment process (S108) will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、制御部90は、出力電圧Voutのオフセットがキャンセルされるよう、可変容量31の容量値Caを、現在の容量値C1から容量値C2へと変更するための変更指示を出力する(S200)。なお、容量値C2は、仮に現在のオフセットが“正”の場合、オフセットを減少させるような容量値となる。一方、現在のオフセットが“負”の場合、オフセットを増加させるような容量値となる。また、制御部90から出力される変更指示は、インターフェース回路36を介して制御回路37に送信される。そして、制御回路37は、変更指示に基づいてレジスタ32のデータを更新するため、可変容量31の容量値Caは、容量値C2に変更される。なお、以下、容量値Caが変更される際には同様の処理が実行されるが、適宜省略する。
First, the
また、容量値Caが容量値C2となると、取得部70は出力電圧Voutを取得し、データAD1としてメモリ60に格納する(S201)。制御部90は、容量値Caを容量値C2から容量値C1へと変更するための変更指示を出力する(S202)。そして、容量値Caが容量値C1となり、処理S103でデータAD0が取得されてから所定時間TAが経過すると、取得部70は、出力電圧Voutを取得してデータAD2としてメモリ60に格納する(S203)。
When the capacitance value Ca becomes the capacitance value C2, the
また、判定部91は、データAD0の大きさと、データAD2の大きさとの差が所定のしきい値B2より小さいか否かを判定する(S204)。ここで、所定のしきい値B2は、キャリブレーション中に、指等がタッチスイッチ20の表面に、例えばゆっくりと近づいてきたか否かを判定するための値である。具体的には、図9に示すように、所定時間TA(例えば、100ms)で指がタッチスイッチ20の表面に近づいた際のデータAD2,AD0との差(AD2−AD0)より、所定のしきい値B2は小さくなっている。このため、データAD0,AD2の差が所定のしきい値B2より大きい場合(S204:NO)、つまり、キャリブレーション中に指がタッチスイッチ20の表面に接近している場合、オフセット調整処理は終了され、図7の処理S101が再び実行される。
Further, the determination unit 91 determines whether or not the difference between the size of the data AD0 and the size of the data AD2 is smaller than a predetermined threshold B2 (S204). Here, the predetermined threshold value B2 is a value for determining whether a finger or the like has approached the surface of the
一方、データAD0,AD2の差が所定のしきい値B2より小さい場合(S204:YES)、つまり、キャリブレーション中に指がタッチスイッチ20の表面に接近していない場合、オフセット調整処理は継続される。そして、制御部90は、データAD0,AD2のうち、より小さい値のデータが取得された際の容量値が選択されるよう指示を出力する(S205)。この結果、出力電圧Voutにおけるオフセットは小さくなる。そして、処理S205が実行されると、図7の処理S101が再び実行される。
On the other hand, if the difference between the data AD0 and AD2 is smaller than the predetermined threshold B2 (S204: YES), that is, if the finger is not approaching the surface of the
したがって、上述した処理が実行されることにより、タッピングや指の接近等の影響を抑制しつつ、オフセットをキャンセルすることができる。 Therefore, by executing the above-described processing, it is possible to cancel the offset while suppressing influences such as tapping and finger approach.
<<補正処理について>>
ここで、補正部74が実行する補正処理の詳細について説明する。例えば、起動時にタッチスイッチ20がタッチされていないと、データDpは、“タッチされていない状態”での値となるため、精度良くタッピング判定(S105)がされることになる。
<< About correction processing >>
Here, details of the correction processing executed by the
しかしながら、起動時おいて、タッチスイッチ20が指でタッチされている場合、データDpの値は、タッチされていない時と比べ非常に大きな値となる。このようなデータDpに基づいて、タッピング判定(S105)が実行されると、データAD0の値が所望の値であっても、タッピングがされたと判定されてしまう。そこで、補正部74は、データDpが、タッチスイッチ20が指でタッチされている場合のデータであっても、精度よくタッピング判定が実行されるよう、データDpを補正する。具体的には、補正部74は、データDpが、データAD0の値に近づく(漸近する)ように、データDpを補正する。なお、この際、補正部74は、データDpの値とデータAD0の値との差Diffが大きくなるほど、データDpが出力電圧Voutの値に近づく割合が大きくなるように、データDpを補正する。
However, when the
図10は、データDpの補正過程の一例を示す図である。例えば、起動時(時刻t0)において、タッチスイッチ20が指でタッチされている場合、データDpの値は非常に大きな値となる。そして、時刻t1においてタッピング判定(S105)がされると、差Diffは所定値B1より大きいため、タッピングフラグは、“H”レベルとなる。この後、データDpがデータAD0に近づくように、例えばデータDpから差Diffに応じた値が減算され、データDPが補正される。なお、差Diffが所定値B1より大きい時刻t1〜時刻t4まで同様の処理が継続される。ただし、時刻t2,t3におけるデータDpの補正値(変化の割合)は、時刻t1の補正値より小さくなる。さらに、時刻t4におけるデータDpの補正値は、時刻t2,t3の補正値よりも小さくなる。そして、時刻t5においては、差Diffは所定値B1より小さくなるため、タッピングフラグは“L”レベルになるとともに、前述したオフセット調整処理が実行されることになる。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the correction process of the data Dp. For example, when the
このような補正処理が実行されるため、本実施形態では、精度良くタッピングを検出することができる。 Since such correction processing is executed, in this embodiment, tapping can be detected with high accuracy.
<<データ取得時のチャンネル数について>>
ここで、キャリブレーションが実行されている際に取得されるデータAD0等のチャンネル数について説明する。ここでは、図11に示すように、データAD0〜AD2のそれぞれを取得するタイミングで、12チャンネル(Ch0〜Ch11)分の出力電圧Voutを取得することとした。そして、このような場合に、データAD0を取得してからデータAD2を取得するまで、所定時間TAだけ間隔を空けると、キャリブレーションの時間が長くなる。つまり、通常計測間の間隔も長くなるため、タッチスイッチ20の操作のレスポンスが遅くなってしまう。
<< About the number of channels when acquiring data >>
Here, the number of channels such as data AD0 acquired when the calibration is executed will be described. Here, as shown in FIG. 11, the output voltage Vout for 12 channels (Ch0 to Ch11) is acquired at the timing of acquiring each of the data AD0 to AD2. In such a case, if the interval of the predetermined time TA is obtained from the acquisition of the data AD0 to the acquisition of the data AD2, the calibration time becomes longer. That is, since the interval between normal measurements also becomes long, the response of operation of the
そこで、データAD0,AD2の取得のタイミングを所定時間TAだけ離しつつ、レスポンスを向上させるために、各チャンネルの出力電圧Voutを図12に示すように取得することが好ましい。 Therefore, it is preferable to acquire the output voltage Vout of each channel as shown in FIG. 12 in order to improve the response while separating the acquisition timing of the data AD0 and AD2 by a predetermined time TA.
図12では、 “キャリブレーションA”が実行される際には、取得部70は、チャンネルCh0,Ch1のデータAD0,AD1を取得し、チャンネルCh6,Ch7のデータAD2を取得する。そして、判定部91は、以前に取得されたチャンネルCh6,Ch7のデータAD0と、今回取得したチャンネルCh6,Ch7のデータAD2を用いて判定処理を実行する(S204)。
In FIG. 12, when “calibration A” is executed, the
したがって、“キャリブレーションA”で取得されたチャンネルCh0,Ch1のデータAD0は、“キャリブレーションD”でチャンネルCh0,Ch1のデータAD2が取得された際に判定される。なお、 “キャリブレーションA”でチャンネルCh0,Ch1のデータAD0が取得されてから、“キャリブレーションD”でチャンネルCh0,Ch1のデータAD2が取得されるまでは、所定時間TAより長くなるよう設計されていることとする。 Accordingly, the data AD0 of the channels Ch0 and Ch1 acquired by “Calibration A” is determined when the data AD2 of the channels Ch0 and Ch1 is acquired by “Calibration D”. It is designed to be longer than the predetermined time TA from when the data AD0 of the channels Ch0 and Ch1 is acquired by “Calibration A” until the data AD2 of the channels Ch0 and Ch1 is acquired by “Calibration D”. Suppose that
このように、あるチャンネル(例えば、チャンネルCh0)に対するデータAD0の取得のタイミングと、データAD2の取得のタイミングとを別のキャリブレーション処理で行うことにより、指の接近等の影響を抑制しつつ、タッチスイッチ20のレスポンスを向上させることが可能となる。
In this way, by performing the acquisition timing of the data AD0 for a certain channel (for example, the channel Ch0) and the acquisition timing of the data AD2 by different calibration processes, while suppressing the influence of the approach of the finger, etc. The response of the
<<信号処理回路の他の実施形態>>
図13は、信号処理回路の第2の実施形態の一例を示す図である。信号処理回路200は、信号処理回路21の各ブロックに加え、信号生成回路210を更に含んで構成される。なお、信号処理回路21,200で同じ符号の付されているブロックは同じであるため、詳細な説明は省略する。
<< Other Embodiments of Signal Processing Circuit >>
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the second embodiment of the signal processing circuit. The
信号生成回路210は、デジタル化された出力電圧Voutに基づいて、キャリブレーションの指示や、タッチダウン処理の開始を指示する信号を生成する。信号生成回路210は、例えば、図14に示すように、出力電圧Voutが、タッチスイッチ20(センス線に形成されるタッチセンサ)が触られたか否かを判定するための所定の電圧V1より高い場合、タッチダウン処理を開始させるための指示信号S1を出力する。また、信号生成回路210は、取得した出力電圧Voutが、連続してi回だけ電圧V2(>0)から電圧V1までの範囲に入るか、連続してj回だけ電圧−V2より低くなると、キャリブレーションを開始させるための指示信号S2を出力する。なお、電圧V2は、出力電圧Voutの正側のノイズレベル(ノイズフロア)より高い所定の電圧(例えば、ノイズレベルの2倍の値)であり、電圧−V2も、負側のノイズレベルより低い所定の電圧である。
Based on the digitized output voltage Vout, the
制御回路211は、マイコン23からの各種指示や、信号生成回路210からのキャリブレーションの指示に基づいて、マルチプレクサ30、レジスタ32、及び駆動回路33を制御する。
The
==信号生成回路210の詳細==
信号生成回路210は、図15に示すように、ラッチ回路220、比較回路221〜224、240,241、カウンタ230,231、AND回路250、NO回路251〜253、及びインバータ254,255を含んで構成される。
== Details of
As shown in FIG. 15, the
ラッチ回路220(取得部)は、例えば、クロック信号CLKが“H”レベルとなる毎に、デジタル化された出力電圧Voutをラッチ(記憶)する。 The latch circuit 220 (acquisition unit), for example, latches (stores) the digitized output voltage Vout every time the clock signal CLK becomes “H” level.
比較回路221,222及びAND回路250は、ラッチされた出力電圧Voutが、電圧V2(第1の値)から電圧V1(第2の値)の範囲内にあるか否かを判定する。そして、AND回路250は、出力電圧Voutが、電圧V2から電圧V1の範囲内にある場合には“H”レベルの信号を出力する。なお、比較回路221,222及びAND回路250は、第1判定部に相当する。
The
カウンタ230は、AND回路250が“H”レベルの信号を出力している際に、クロック信号DCLKが“H”レベルとなるとカウント値Nを“1”だけインクリメントする。なお、クロック信号DCLKは、クロック信号CLKが遅延回路(不図示)により遅延された信号である。
The
比較回路240は、カウント値Nが“i”(第1の回数)となると、“H”レベルの信号を出力する。
The
OR回路251は、AND回路250からの信号が“L”レベルとなるか、比較回路240からの信号が“L”レベルとなると、カウンタ230のカウント値Nをリセット(N=“0”)する。
The OR
したがって、ラッチ回路220でラッチされる出力電圧Voutが、連続して“i”回だけ電圧V2から電圧V1の範囲内に入る場合のみ、“H”レベルの信号が比較回路240から出力される。
Accordingly, a signal of “H” level is output from the
比較回路223は、ラッチされた出力電圧Voutと、電圧V1とを比較し、出力電圧Voutが電圧V1より高い場合、“H”レベルの信号、つまり、タッチ処理を開始させるための指示信号S1を出力する。
The
比較回路224(第2判定部)は、出力電圧Voutと、電圧−V2(第3の値)とを比較し、出力電圧Voutが電圧−V2より低い場合、“H”レベルの信号を出力する。 The comparison circuit 224 (second determination unit) compares the output voltage Vout with the voltage −V2 (third value), and outputs an “H” level signal when the output voltage Vout is lower than the voltage −V2. .
カウンタ231は、比較回路224が“H”レベルの信号を出力している際に、クロック信号DCLKが“H”レベルとなるとカウント値Mを“1”だけインクリメントする。
The
比較回路241は、カウント値Mが“j” (第2の回数)となると、“H”レベルの信号を出力する。
When the count value M reaches “j” (second number of times), the
AND回路254,255、及びOR回路252は、比較回路224の出力が“L”レベルとなるか、比較回路241の出力が“L”レベルとなるか、AND回路250の出力が“H”レベルとなるか、比較回路223の出力が“H”レベルとなると、カウンタ231のカウント値Mをリセット(M=“0”)する。
In the AND
したがって、ラッチ回路220でラッチされる出力電圧Voutが、連続して“j”回だけ電圧−V2より低くなる場合のみ、“H”レベルの信号が比較回路241から出力される。
Therefore, the “H” level signal is output from the
OR回路253は、比較回路240または比較回路241の出力の何れかが“H”レベルとなると、“H”レベルの信号、つまりキャリブレーションを開始させるための指示信号S2を出力する。なお、比較回路240,241、OR回路253は、調整部に相当する。
The OR
==信号処理回路200の動作の一例==
図16は、信号処理回路200の動作(オフセット調整過程)の一例を示す図である。なお、ここでは、前述の“i”の値を例えば“5”とし、“j”の値を例えば“4”とする。また、ここでは、時刻t10〜t30のそれぞれのタイミングでクロック信号CLKが“H”レベルになることとする。
== Example of Operation of
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the operation (offset adjustment process) of the
時刻t10〜t14までは、出力電圧Voutは、V2<Vout<V1の範囲にあるため、信号生成回路210からはキャリブレーションの指示S2等は出力されない。
From time t10 to t14, the output voltage Vout is in the range of V2 <Vout <V1, and therefore the calibration instruction S2 or the like is not output from the
時刻t15〜t19までの間には、出力電圧VoutがV2<Vout<V1の範囲に入るため、カウント値Nがインクリメントされる。そして、時刻t19となると、カウント値Nが“5”となるため、キャリブレーションの指示信号S2が出力される。この結果、オフセットが調整され、出力電圧Voutはほぼ目標値(0V)となる。 Since the output voltage Vout falls within the range of V2 <Vout <V1 between times t15 and t19, the count value N is incremented. At time t19, since the count value N becomes “5”, the calibration instruction signal S2 is output. As a result, the offset is adjusted and the output voltage Vout becomes substantially the target value (0 V).
時刻t23となると、出力電圧Voutは、電圧V1より高くなるため、タッチダウン処理を指示する指示信号S1が出力される。 At time t23, since the output voltage Vout becomes higher than the voltage V1, the instruction signal S1 instructing the touchdown process is output.
また、時刻t27〜t30までは、出力電圧Voutは電圧−V2より低い状態が続くため、カウント値Mがインクリメントされる。そして、時刻t30となると、カウント値Mが“4”となるため、キャリブレーションの指示信号S2が出力される。この結果、オフセットが調整され、出力電圧Voutは、ほぼ目標値(0V)となる。 Further, since the output voltage Vout remains lower than the voltage −V2 from time t27 to time t30, the count value M is incremented. At time t30, since the count value M is “4”, the calibration instruction signal S2 is output. As a result, the offset is adjusted, and the output voltage Vout becomes substantially the target value (0 V).
このように、信号処理回路200は、出力電圧Voutのオフセットを小さくすることができるため、精度の良い出力電圧Voutが出力される。
Thus, since the
<<CPU61の機能ブロックの他の実施形態>>
図17は、信号生成回路211と同様の機能をCPU61bに実現させた場合のCPU61bの機能ブロックの一例を示す図である。
<< Other Embodiments of Functional Block of CPU 61 >>
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of functional blocks of the CPU 61b when the CPU 61b realizes the same function as the
CPU61bは、所定のプログラムを実行することにより、取得部300、判定部301、カウント部302、調整部303を実現する。
The CPU 61b implements an
取得部300は、出力電圧Voutを所定の時間毎に取得する。判定部301は、取得された出力電圧Voutを、電圧V1,V2,−V2と比較し、出力電圧Voutが図14に示す範囲にあるかを判定する。
The
カウント部302は、出力電圧Voutが、連続して電圧V2から電圧V1までの範囲に入る回数をカウント値Nとし記憶する。さらに、カウント部302は、出力電圧 Voutが、連続して電圧−V2より低くなる回数をカウント値Mとして記憶する。
The
調整部303は、カウント値Nが“i”となるか、カウント値Mが“j”となると、キャリブレーションを開始させるための指示を出力する。また、調整部300は、出力電圧Voutが所定の電圧V1より高い場合、タッチダウン処理を開始させるための指示を出力する。
The
図18は、CPU61bが実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、CPU61bは、信号処理回路21,22を制御する。
FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the CPU 61b. The CPU 61b controls the
まず、取得部300は、出力電圧Voutを取得する(S300)。判定部301は、出力電圧Voutが、V2<Vout<V1の範囲内に入るか否かを判定する(S301)。出力電圧Voutが、V2<Vout<V1の範囲内に入る場合(S301:YES)、カウント部302は、カウント値“N”をインクリメントし(S302)、カウント値“M”をリセットし(S303)、調整部303は、カウント値Nが“i”となったか否かを判定する(S304)。カウント値Nが“i”となると(S304:YES)、調整部303は、キャリブレーション開始の指示を出力し(S305)、カウント部302は、カウント値Nをリセットする(S306)。一方、カウント値Nが“i”でないと(S304:NO)、処理S300が実行される。
First, the
出力電圧Voutが、V2<Vout<V1の範囲内に入らない場合(S301:NO)、カウント部302は、カウント値Nをリセットし(S310)、判定部301は、出力電圧Voutが、電圧V1より大きいか否かを判定する(S311)。そして、出力電圧Voutが、電圧V1より大きい場合(S311:YES)、カウント部302は、カウント値Mをリセットし(S312)、調整部303は、タッチダウン処理の開始指示を出力する(S313)。
When the output voltage Vout does not fall within the range of V2 <Vout <V1 (S301: NO), the
出力電圧Voutが、電圧V1より小さい場合(S311:NO)、判定部301は、出力電圧Voutが、電圧−V2より小さいか否かを判定する(S320)。そして、出力電圧Voutが、電圧−V2より小さい場合(S320:YES)、カウント部302は、カウント値Mをインクリメントし(S322)、調整部303は、カウント値Mが“j”となったか否かを判定する(S323)。カウント値Mが“j”となると(S323:YES)、調整部303は、キャリブレーション開始の指示を出力し(S324)、カウント部302は、カウント値Mをリセットする(S325)。一方、カウント値Mが“j”でないと(S323:NO)、処理S300が実行される。また、出力電圧Voutが、電圧−V2より大きい場合(S320:NO)、処理S300が実行される。
When the output voltage Vout is smaller than the voltage V1 (S311: NO), the
キャリブレーション開始の指示が出力されると、制御回路37はオフセット調整処理を実行する。このため、出力電圧Voutのオフセットが抑制されることになる。
When an instruction to start calibration is output, the
以上、本発明を適用したタッチスイッチ装置10について説明した。本実施形態では、タッピングがない場合にオフセット調整処理が実行される。このため、出力電圧Voutに含まれるオフセットを正しく制御することができる。
The
また、起動時にタッチスイッチ20がタッチされている場合には、補正部74がデータDpを補正する。したがって、タッピング判定部81は、精度良くタッピングの有無を判定することができる。
In addition, when the
また、補正部74は、差Diffが大きいほど、データDpが変化する割合が大きくなるよう、データDpを補正する。したがって、補正部74は、短時間で精度よくデータDpを所望の値(データAD1)に近づけることができる。
Further, the
また、判定部91は、データAD0の大きさと、データAD2の大きさとの差が所定のしきい値B2より大きい場合には、容量値Cpの変更を指示しない。したがって、本実施形態では、指の接近等の影響を抑制しつつ、オフセットをキャンセルすることができる。 Further, when the difference between the size of the data AD0 and the size of the data AD2 is larger than the predetermined threshold B2, the determination unit 91 does not instruct the change of the capacitance value Cp. Therefore, in the present embodiment, it is possible to cancel the offset while suppressing the influence of finger approach and the like.
また、図12に示すように、所定時間TA経過する前に、通常計測が実施される。したがって、タッチスイッチ20のレスポンスを向上させることができる。
Also, as shown in FIG. 12, normal measurement is performed before the predetermined time TA has elapsed. Therefore, the response of the
また、ハードウエアで構成された信号生成回路210を用いても、出力電圧Voutに含まれるオフセットを正しく制御することができる。
Also, the offset included in the output voltage Vout can be correctly controlled using the
また、信号生成回路210は、起動時にタッチスイッチ20が触れられていても、出力電圧Voutに含まれるオフセットを正しく制御することができる。
Further, the
なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。 In addition, the said Example is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
例えば、タッチスイッチ20の代わりに、タッチパネルが用いられていても良い。
For example, a touch panel may be used instead of the
10 タッチスイッチ装置
20 タッチスイッチ
21,22,200 信号処理回路
23 マイコン
30 マルチプレクサ
31 可変容量
32 レジスタ
33 駆動回路
34 CV変換回路
35 ADコンバータ(ADC)
36 インターフェース(IF)回路
37,211 制御回路
40〜44 コンデンサ
60 メモリ
61 CPU
70,300 取得部
71 計測部
72 タッチタウン処理部
73 校正処理部
74 補正部
80 タッチ判定部
81 タッピング判定部81
82,303 調整部
90 制御部
91,301 判定部
210 信号生成回路
220 ラッチ回路
221〜224,240,241 比較回路
230,231 カウンタ
250 AND回路
251〜253 OR回路
254,255 インバータ
302 カウント部
SW1〜SW4 スイッチ
DESCRIPTION OF
36 Interface (IF)
70,300 Acquisition unit 71
82,303
Claims (8)
前記CV変換回路が起動されたときの前記出力電圧を第1出力電圧として取得する第1取得部と、
前記出力電圧の取得の指示が入力される毎に、前記出力電圧を前記第2出力電圧として取得する第2取得部と、
前記第1出力電圧に応じた基準値と、前記第2出力電圧との差が所定値より大きいか否かを判定する第1判定部と、
前記差が前記所定値より小さい場合、前記出力電圧のオフセットが除去されるよう前記調整回路に前記コンデンサの容量値を調整させる調整部と、
を備えることを特徴とする制御回路。 Based on the output voltage from the voltage output circuit comprising: a capacitor capable of changing the capacitance value; a CV conversion circuit that outputs an output voltage corresponding to the capacitance value of the touch sensor; and an adjustment circuit that adjusts the capacitance value of the capacitor. A control circuit for controlling the adjustment circuit,
A first acquisition unit that acquires the output voltage when the CV conversion circuit is activated as a first output voltage;
A second acquisition unit that acquires the output voltage as the second output voltage each time an instruction to acquire the output voltage is input;
A first determination unit that determines whether a difference between a reference value corresponding to the first output voltage and the second output voltage is greater than a predetermined value;
When the difference is smaller than the predetermined value, an adjustment unit that causes the adjustment circuit to adjust the capacitance value of the capacitor so that the offset of the output voltage is removed;
A control circuit comprising:
前記基準値及び前記第2出力電圧の差が前記所定値より大きい場合、前記基準値が前記前記第2出力電圧に近づくように前記基準値を補正する補正部を更に備えること、
を特徴とする制御回路。 The control circuit according to claim 1,
A correction unit that corrects the reference value so that the reference value approaches the second output voltage when the difference between the reference value and the second output voltage is greater than the predetermined value;
A control circuit characterized by.
前記補正部は、
前記基準値及び前記第2出力電圧の差が前記所定値より大きい場合、前記基準値と前記第2出力電圧との誤差が大きくなるにつれて前記基準値が前記第2出力電圧に近づく割合が大きくなるよう、前記基準値を補正すること、
を特徴とする制御回路。 The control circuit according to claim 2,
The correction unit is
When the difference between the reference value and the second output voltage is greater than the predetermined value, the rate at which the reference value approaches the second output voltage increases as the error between the reference value and the second output voltage increases. Correcting the reference value,
A control circuit characterized by.
前記調整部は、
前記基準値及び前記第2出力電圧の差が前記所定値より小さい場合、前記出力電圧のオフセットが除去されるよう、前記調整回路に前記コンデンサの容量値を第1容量値から第2容量値に変更させる第1制御部と、
前記コンデンサの容量値が前記第1容量値から前記第2容量値に変更された際の前記出力電圧を第3出力電圧として取得する第3取得部と、
前記調整回路に前記コンデンサの容量値を第2容量値から第1容量値に変更させる第2制御部と、
前記コンデンサの容量値が前記第2容量値から前記第1容量値に変更されつつ、前記第2取得部が前記第2出力電圧を取得してから所定期間経過した後に、前記出力電圧を第4出力電圧として取得する第4取得部と、
前記第2及び第4出力電圧の差が、所定のしきい値より大きいか否かを判定する第2判定部と、
前記第2及び第4出力電圧の差が前記しきい値より小さい場合、前記コンデンサの容量値が、前記第1及び第2容量値のうち前記出力電圧のオフセットが小さくなる容量値となるよう、前記調整回路を制御する第3制御部と、
を含むこと、
を特徴とする制御回路。 The control circuit according to any one of claims 1 to 3,
The adjustment unit is
When the difference between the reference value and the second output voltage is smaller than the predetermined value, the capacitance value of the capacitor is changed from the first capacitance value to the second capacitance value in the adjustment circuit so that the offset of the output voltage is removed. A first control unit to be changed;
A third acquisition unit that acquires, as a third output voltage, the output voltage when the capacitance value of the capacitor is changed from the first capacitance value to the second capacitance value;
A second control unit that causes the adjustment circuit to change the capacitance value of the capacitor from a second capacitance value to a first capacitance value;
The capacitance value of the capacitor is changed from the second capacitance value to the first capacitance value, and after a predetermined period has elapsed since the second acquisition unit acquired the second output voltage, the output voltage is changed to a fourth value. A fourth acquisition unit that acquires the output voltage;
A second determination unit for determining whether a difference between the second and fourth output voltages is greater than a predetermined threshold;
When the difference between the second and fourth output voltages is smaller than the threshold value, the capacitance value of the capacitor is a capacitance value in which the offset of the output voltage is reduced among the first and second capacitance values A third control unit for controlling the adjustment circuit;
Including,
A control circuit characterized by.
前記第2取得部が前記第2出力電圧を取得してから前記所定期間経過するまでに、前記出力電圧に基づいて、前記タッチセンサが触られたか否かを判定する第3判定部を更に備えること、
を特徴とする制御回路。 The control circuit according to claim 4,
A third determination unit that determines whether or not the touch sensor has been touched based on the output voltage from when the second acquisition unit acquires the second output voltage to when the predetermined period elapses. about,
A control circuit characterized by.
前記CV変換回路が起動されたときの前記出力電圧を第1出力電圧として取得する第1取得部と、
前記出力電圧の取得の指示が入力される毎に、前記出力電圧を前記第2出力電圧として取得する第2取得部と、
前記第1出力電圧に応じた基準値と、前記第2出力電圧との差が所定値より大きいか否かを判定する第1判定部と、
前記差が前記所定値より小さい場合、前記出力電圧のオフセットが除去されるよう前記コンデンサの容量値を調整する調整部と、
を備えることを特徴とするオフセット調整回路。 A capacitor capable of changing a capacitance value and a CV conversion circuit for outputting an output voltage corresponding to the capacitance value of the touch sensor;
A first acquisition unit that acquires the output voltage when the CV conversion circuit is activated as a first output voltage;
A second acquisition unit that acquires the output voltage as the second output voltage each time an instruction to acquire the output voltage is input;
A first determination unit that determines whether a difference between a reference value corresponding to the first output voltage and the second output voltage is greater than a predetermined value;
When the difference is smaller than the predetermined value, an adjustment unit that adjusts the capacitance value of the capacitor so that the offset of the output voltage is removed;
An offset adjustment circuit comprising:
前記出力電圧の取得の指示が入力される毎に、前記出力電圧を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記出力電圧が、前記出力電圧の目標値より高い第1の値から、前記タッチセンサが触られたか否かを判定するための第2の値までの所定の範囲内にあるか否かを判定する第1判定部と、
前記取得部が取得した前記出力電圧が、前記所定の範囲内にあることを前記第1判定部が連続して第1の回数だけ判定すると、前記出力電圧のオフセットが除去されるよう前記調整回路に前記コンデンサの容量値を調整させる調整部と、
を備えることを特徴とする制御回路。 Based on the output voltage from the voltage output circuit comprising: a capacitor capable of changing the capacitance value; a CV conversion circuit that outputs an output voltage corresponding to the capacitance value of the touch sensor; and an adjustment circuit that adjusts the capacitance value of the capacitor. A control circuit for controlling the adjustment circuit,
An acquisition unit that acquires the output voltage each time an instruction to acquire the output voltage is input;
The output voltage acquired by the acquisition unit is within a predetermined range from a first value higher than a target value of the output voltage to a second value for determining whether or not the touch sensor is touched. A first determination unit for determining whether or not there is;
The adjustment circuit is configured to remove the offset of the output voltage when the first determination unit continuously determines that the output voltage acquired by the acquisition unit is within the predetermined range by the first number of times. An adjustment unit for adjusting the capacitance value of the capacitor;
A control circuit comprising:
前記取得部が取得した前記出力電圧が、前記出力電圧の目標値より低い第3の値より低いか否かを判定する第2判定部を更に含み、
前記調整部は、
前記取得部が取得した前記出力電圧が、前記所定の範囲内にあることを前記第1判定部が連続して前記第1の回数だけ判定するか、前記第3の値より低いことを前記第2判定部が連続して第2の回数だけ判定すると、前記出力電圧のオフセットが除去されるよう前記調整回路に前記コンデンサの容量値を調整させること、
を特徴とする制御回路。 The control circuit according to claim 7,
A second determination unit for determining whether the output voltage acquired by the acquisition unit is lower than a third value lower than a target value of the output voltage;
The adjustment unit is
The first determination unit continuously determines that the output voltage acquired by the acquisition unit is within the predetermined range by the first number of times or is lower than the third value. 2 when the determination unit continuously determines the second number of times, the adjustment circuit adjusts the capacitance value of the capacitor so that the offset of the output voltage is removed,
A control circuit characterized by.
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