JP5853681B2 - 静電容量結合方式静電センサー - Google Patents
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Description
スイッチ電極は、電気的に導通する導電性材料をPETフィルム表面に、スクリーン印刷方式により印刷して、タッチスイッチを形成している。スクリーン印刷は、オープニングと呼ばれる糸と糸の間の空間(スクリーン版)からスキージ(ゴムのヘラ、または金属のヘラ)を使ってインキを押し出し、画像パターンを形成する印刷法であり、古くから捺染や印染などの伝統工芸として日本に根付いている工法である。また、できあがった画像パターンの厚みは、使用したスクリーン版の厚みである。現在、スクリーン印刷は、エレクトロニクス分野ではなくてはならない工法として確立しており、プリント配線板や電子部品、フラットパネルディスプレイ、自動車メーターなどを製造する工程には、必ずスクリーン印刷法が用いられていることが知られている。
スクリーン印刷方式で印刷されたスイッチ電極は、スキージの移動速度で決まる印刷速度、インクの粘度、印刷環境による版の伸び、縮みにより、印刷毎にスイッチ電極の大きさ、厚みが数mm単位、および数μm単位で違い、大きさ、厚みのばらつきを0にすることは難しいとされている。そのため、印刷毎のスイッチ電極の抵抗値は一定にならず、印刷毎の抵抗値のばらつきを0Ωに抑えることは難しいとされている。
SW1の周波数t=0.7×C×(R+ΔR1)
SW2の周波数t=0.7×C×(R+ΔR2)
SW3の周波数t=0.7×C×(R+ΔR3)
SW4の周波数t=0.7×C×(R+ΔR4)
で表せる。
また、前記スクリーン印刷での印刷毎に数Ω〜数10Ω単位での抵抗値のばらつきがある。ばらつきの抵抗値をΔrとしたときの印刷毎の各周波数は
SW1の周波数t=0.7×C×(R+Δ1+Δr)
SW2の周波数t=0.7×C×(R+Δ2+Δr)
SW3の周波数t=0.7×C×(R+Δ3+Δr)
SW4の周波数t=0.7×C×(R+Δ4+Δr)
で表せる。
また、近年デジタル技術を利用した電子回路が広く用いられるようになり、デジタル信号の低域から高域までの周波数による電波障害が起こりやすい状況になっている。
たとえば、テレビ等の電化製品の側にラジオ受信機を持っていくと、ザーとかブーといったノイズ雑音が入る。これはラジオ受信機が電化製品から発生している電波ノイズを拾ってしまうことでおきる。
また、ラジオ受信機にAC電源を供給して使う場合、家庭用電源の配線によっては、AC電源ラインにノイズが混入し、電源ノイズとして拾ってしまうこともある。同じAC電源コンセントにテレビ等の電化製品とラジオ受信機をつなげて使用したとき、つなげた電化製品から発生した電源ノイズをラジオ受信機が拾ってしまいノイズが入る。
生活環境下での前記ノイズ混入に対する対策は、機器にノイズを混入させない様な対策、またはノイズを受けても障害を発生しないように、ノイズ耐性を向上させる対策がある。しかし、生活環境下で、どの様なノイズが混入されるかわからないために、ノイズ防御対策が難しくなっているのが現状である。
前記静電容量の変化をC/F変換回路で周波数に変換する方式は、静電容量の変化をC
/F変換回路で周波数(t=0.7×C×(R+ΔR))に変換し、その周波数の変化をインプットキャプチャ機能でデジタルデータに置き換えている。この方式は周波数を用いて動作させていることで、生活環境下で発生するノイズである周波数の混入による影響は、避けられないのが現状である。
これに対して、文献2、文献3では、生活環境下で発生するノイズの周波数と、検出する信号の周波数との区別ができないような状況でのノイズの影響を避ける静電容量型のセンサーが提案されている。
スイッチ電極の大きさの違いにより生成される周波数が変わるため、大きさの違うスイッチ電極が増える程、生成される周波数の種類が多くなる。そのため生成される周波数と同じまたは近い周波数である電波ノイズまたは電源ノイズによる誤動作するタッチスイッチが増えてしまう。静電容量の変化をC/F変換回路で周波数に変換する方式では、ノイズの周波数に対し、±数10KHzの周波数が離れていないと、ノイズより逃げられなく、ノイズによる誤動作の範囲が大きくなり、ノイズの対処が非常に困難である。
しかしながら、2種類のノイズが、計測している3つの周波数のうち、2つと同じ周波数の場合では、真の静電容量が決められないという不具合が発生する恐れがある。さらに、同じ機種が近傍に接していた場合には、不具合が発生する恐れがある。
sin信号の一つは、2つの掛算回路に接続される。また、cos信号はもう一つの掛算回路に接続される。電流・電圧変換回路の出力は、増幅回路を経由して、バンドパスフィルタを介して、それぞれ2つの掛算回路に接続し、それぞれsin信号・cos信号と掛けられる。真の電流値のAC信号だけが、DC信号を含む2倍のAC周波数になり、ローパスフィルタを通過することでDC信号になる。
スイッチ電極へ混入されるsin信号とcos信号の周波数以外のノイズは、全てsin信号・cos信号との掛算によりsin信号・cos信号の周波数より高い周波数のAC信号になりsin信号・cos信号の周波数より十分低いローパスフィルタを通すことでなくすことができる。
ここで、電源投入時等の初期化の状態では、sin信号のドライブと電流・電圧変換回路の抵抗Rに接続する個々のスイッチ電極に、指および手等が接していない状態での、sin信号との掛算による検出信号Xとcos信号との掛算による検出信号Yより、入力信号のベクトル値を制御装置に保存する。このときのベクトル値を、オフセット値と呼び、sin信号側をXoffset値、cos信号側をYoffset値と呼ぶことにする。
そして、指および手とスイッチ電極の状態を計測する場合、sin信号のドライブと、電流・電圧変換回路の抵抗Rに接続したスイッチ電極との間の静電容量を計測し、そのときのsin信号との掛算による検出信号Xとcos信号との掛算による検出信号Yとから入力信号のベクトル値とオフセット値の差分、式ルート((X-Xoffset)の二乗+(Y-Yoffset)の二乗)を計算する。
この計算した値が、閾値以上の場合は、スイッチ電極の近傍に、指および手が接しているとして、オンと判断し、閾値以下の場合は、スイッチ電極から指および手が離れているとして、オフと判断する。さらに、もう一つ閾値を設けることにより、計算前のスイッチ電極のオンまたはオフの状態に対応した2つの閾値の使用ができ、計算した値に対してスイッチ電極のオンとオフにヒステリシスの制御を行うこともできる。
同様にして、他のスイッチ電極も行う。
そして、計測時は、sin信号との掛算による検出信号Xとcos信号との掛算による検出信号Yから入力信号のベクトル値を式ルート(Xの二乗+Yの二乗)にし、この値が、ノイズの混入の有無を判断する値以上のときには、ノイズの混入があると判断して、発振器からの信号の周波数を変更する。
そして、初期化時に、スイッチ電極をドライブするsin信号と、同じ周波数のノイズがないかを前述のようにして、ノイズの混入の有無を判断する。ノイズの混入の場合には、発振器で生成する信号の周波数を変更し、発振器からの信号を同期発振回路によりsin信号、cos信号に変換して、sin信号、cos信号の周波数を変更し、再度、ノイズの混入の有無を判断する。ノイズがないと判断した場合は、スイッチ電極の計測を行い、タッチスイッチのオン/オフを行う。
ここで、本実施例ではタッチスイッチの数を4個設けたものを例に説明する。タッチスイッチ121は、コンデンサを形成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極101と、スイッチ電極群B11のスイッチ電極111との対より構成し、同様に、タッチスイッチ122はスイッチ電極102と112との対より構成し、タッチスイッチ123は、スイッチ電極103と113との対より構成し、タッチスイッチ124は、スイッチ電極104と114との対から構成する。また、発振器4から出力する発振周波数の種類を3個とし、このsin信号の周波数の帯域を通過させるバンドパスフィルタの種類も3個として説明する。
このとき、接続しないスイッチ電極は、スイッチ選択27より切替回路8を、スイッチ選択26より切替回路13を制御して、未接続にする。タッチスイッチ121〜124のスイッチ電極群Bのスイッチ電極111〜114を介した電流i1〜i4は、抵抗14を通過することで電圧E1〜E4に変換し、増幅回路16で増幅する。そして、スイッチ選択25より切替回路18を制御して発振器4より出力する発振周波数によって、生成するsin信号の帯域に対応するバンドパスフィルタ回路17のバンドパスフィルタ171〜173の何れかを通過し、sin信号の周波数の通過帯域以外の周波数をカットする。
バンドパスフィルタ回路17のバンドパスフィルタ171〜173の何れかより切替回路18を介して出力する周波数は、それぞれ2つの掛算回路19、20のy側に入力する。2つの掛算回路19、20のX側にはsin信号、cos信号が入力する。それぞれの掛算回路19、20の通過によって、周波数をそれぞれの掛算回路19,20の結果は、非常に低い周波数帯域を通過させるローパスフィルタ21、22において、ノイズ信号が消され、DC信号が取り出される。そして、それぞれのDC信号は制御装置2のA/D変換器23、24でデジタルデータに変換し、CPU3に入力する。CPU3は、タッチスイッチ121から、タッチスイッチ122、タッチスイッチ123、タッチスイッチ124の順番に、スイッチ選択27とスイッチ選択26を介して、切替回路8と切替回路13を逐次制御して、デジタルデータを入力する。
例えば、人間の指等が、接続しているスイッチ電極群A10のスイッチ電極101及びスイッチ電極群B11のスイッチ電極111からなるタッチスイッチ121に近づくと、電流i1は、ドライブ線を接続しているスイッチ電極群A10のスイッチ電極101から指等を介し、電流が流れて変化し、抵抗14の両端に電位差E1に変化が発生し、掛算回路19、20のYに入力する。XとYの入力信号は、掛算され真の電流値のAC信号だけがDC信号を含む2倍のAC周波数になり、次のローパスフィルタ21、22を通すことでDC信号になる。タッチスイッチ121を構成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極101と、スイッチ電極群B11のスイッチ電極111に他の周波数成分であるノイズが混入しても、ノイズの周波数は全てsin信号・cos信号との掛算によりsin信号・cos信号の周波数より高い周波数のAC信号になりsin信号・cos信号の周波数より十分低いローパスフィルタ21,22を通すことでなくすることができる。このようにして、人間の指等が、タッチスイッチ121に近づいていることを把握することができる。
入力信号のベクトル値、位相差を求め利用することは、精度が要求される位置座標検出等にはとても有効な手段である。
この図7の状態でのスイッチ電極へ混入するsin信号と同じ周波数のノイズ計測時の関係図を図8に示す。
図8の2)はsin信号と違う周波数のノイズある場合で、抵抗14に電流が流れ、増幅回路16、バンドパスフィルタ回路17、切替回路18、掛算回路19、20に進むが、掛算回路19、20でDC信号が含まれない交流だけの信号がローパスフィルタ21、22に出力されるが、ローパスフィルタ21,22で交流がカットされるため、ローパスフィルタ21、22で取り出されるDC信号はGNDとなり、A/D変換器23、24を介して、CPU3がGNDのデジタルデータを計測する。
図8の3)はsin信号と同じ周波数のノイズある場合で、抵抗14に電流が流れ、増幅回路16、バンドパスフィルタ回路17、切替回路18、掛算回路19,20に進み、掛算回路19、20でDC信号を含んだ交流の信号がローパスフィルタ21,22に出力され、ローパスフィルタ21,22で交流がカットされ、ローパスフィルタ21、22で取り出されるDC信号が、A/D変換器23、24を介して、CPU3がデジタルデータを計測する。
計測しているときに、GND近傍以外のデジタルデータをCPU3が計測した場合、CP
U3は、sin信号と同じ周波数のノイズがあると判断し、発振器4の発振周波数を制御
して、同期発振回路5、6よりのsin信号、cos信号の周波数をノイズの周波数と違う周波数に変更し、さらに、sin信号の周波数帯域に対応したバンドパスフィルタ回路17のバンドパスフィルタ171〜173の何れかを切替回路18によって設定する。
まず、外部処理装置31に接続する外部I/F30を初期化する(S1)(Sはステップを表す)。そしてRAM29に配置しているHとIの変数を0に設定する(S2、S3)。そして、ROM28に保存している発振周波数のデータを3種類保存するデータテーブルHZのI番目のデータを発振器4に設定し、バンドパスフィルタ回路17のバンドフィルタ171〜173の何れかを選択するデータを保存するデータテーブルHZFILのI番目のデータを、スイッチ選択25を介して切替回路18に設定する(S4)。
次にタッチスイッチ121のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ121を構成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極101とスイッチ電極群B11のスイッチ電極111をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択27を介して切替回路8を、スイッチ選択26を介して切替回路13を設定する。そして、そのときの発振器4からの同期発振回路5を介したsin信号で計測したA/D変換器23を介したデジタルデータと、発振器4からの同期発振回路6を介したcos信号で計測したA/D変換器24を介したデジタルデータとをRAM29上に配置した一次元配列SW1_Xoffset、SW1_YoffsetのI番目に保存する(S5)。
同様にタッチスイッチ122のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ122を構成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極102とスイッチ電極群B11のスイッチ電極112をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択27を介して切替回路8を、スイッチ選択26を介して切替回路13を設定する。そして、そのときの発振器4からの同期発振回路5を介したsin信号で計測したA/D変換器23を介したデジタルデータと、発振器4からの同期発振回路6を介したcos信号で計測したA/D変換器24を介したデジタルデータとをRAM29上に配置した一次元配列SW2_Xoffset、SW2_YoffsetのI番目に保存する(S6)。
同様にタッチスイッチ123のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ123を構成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極103とスイッチ電極群B11のスイッチ電極113をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択27を介して切替回路8を、スイッチ選択26を介して切替回路13を設定する。そして、そのときの発振器4からの同期発振回路5を介したsin信号で計測したA/D変換器23を介したデジタルデータと、発振器4からの同期発振回路6を介したcos信号で計測したA/D変換器24を介したデジタルデータとをRAM29上に配置した一次元配列SW3_Xoffset、SW3_YoffsetのI番目に保存する(S7)。
同様にタッチスイッチ124のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ124を構成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極104とスイッチ電極群B11のスイッチ電極114をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択27を介して切替回路8を、スイッチ選択26を介して切替回路13を設定する。そして、そのときの発振器4からの同期発振回路5を介したsin信号で計測したA/D変換器23を介したデジタルデータと、発振器4からの同期発振回路6を介したcos信号で計測したA/D変換器24を介したデジタルデータとをRAM29上に配置した一次元配列SW4_Xoffset、SW4_YoffsetのI番目に保存する(S8)。
同様にsin信号と同じ周波数のノイズのデジタルデータを計測するため、スイッチ電極群B11のスイッチ電極111をオンにし、その他スイッチ電極群B11のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択26を介して切替回路13を、スイッチ電極群A10の全てのスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択27介して切替回路8を設定する。そして、そのときの発振器4からの同期発振回路5を介したsin信号で計測したA/D変換器23を介したデジタルデータと、発振器4からの同期発振回路6を介したcos信号で計測したA/D変換器24を介したデジタルデータとをRAM29上に配置した一次元配列NOISE_Xoffset、NOISE_YoffsetのI番目に保存する(S9)。この際、sin信号と違う周波数のノイズやノイズがない場合のデジタルデータは、GND近傍のGND_X、GND_Yのデジタルデータを示す。
そして、S10では、式ルート((NOISE_XoffsetのI番目−GND_X)の二乗+(NOISE_YoffsetのI番目−GND_Y)の二乗)の値が、ROM28上に配置しているsin信号と同じ周波数のノイズが混入したかの閾値NOISE_MAX以上と判断した場合、S12に進み、未満と判断した場合、HにIを代入(S11)して、S12に進む。
そして、Iに1を加え(S12)、Iが3未満ならばS4に進み、Iが3以上ならばS14に進む。このS3からS13のループは、計測するためのキャリブレーションを表している。
S14では、ROM28に保存している発振周波数のデータを保存するデータテーブルHZのH番目のデータを発振器4に設定し、バンドパスフィルタ回路17のバンドフィルタ171〜173の何れかを選択するデータを保存するデータテーブルHZFILのH番目のデータを、スイッチ選択25を介して切替回路18に設定する。
同様にタッチスイッチ122のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ122を構成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極102とスイッチ電極群B11のスイッチ電極112をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択27を介して切替回路8を、スイッチ選択26を介して切替回路13を設定する。そして、そのときの発振器4からの同期発振回路5を介したsin信号で計測したA/D変換器23を介したデジタルデータと、発振器4からの同期発振回路6を介したcos信号で計測したA/D変換器24を介したデジタルデータとをRAM29上に配置した一次元配列SW2_X、SW2_YのH番目に保存する(S18)。
同様にタッチスイッチ123のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ123を構成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極103とスイッチ電極群B11のスイッチ電極113をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択27を介して切替回路8を、スイッチ選択26を介して切替回路13を設定する。そして、そのときの発振器4からの同期発振回路5を介したsin信号で計測したA/D変換器23を介したデジタルデータと、発振器4からの同期発振回路6を介したcos信号で計測したA/D変換器24を介したデジタルデータとをRAM29上に配置した一次元配列SW3_X、SW3_YのH番目に保存する(S19)。
同様にタッチスイッチ124のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ124を構成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極104とスイッチ電極群B11のスイッチ電極114をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択27を介して切替回路8を、スイッチ選択26を介して切替回路13を設定する。そして、そのときの発振器4からの同期発振回路5を介したsin信号で計測したA/D変換器23を介したデジタルデータと、発振器4からの同期発振回路6を介したcos信号で計測したA/D変換器24を介したデジタルデータとをRAM29上に配置した一次元配列SW4_X、SW4_YのH番目に保存する(S20)。
そして、S21では、式ルート((SW1_XのH番目−SW1_XoffsetのH番目)の二乗+(SW1_YのH番目−SW1_YoffsetのH番目)の二乗)の値が、タッチスイッチ121に指および手が近傍に接していると判断するROM28上に配置している閾値SW1_ON_LEVEL以上の場合、S22に進み、外部I/F30にタッチスイッチ121がONであることを設定し、S24に進む。閾値SW1_ON_LEVEL未満の場合、S23に進み、外部I/F30にタッチスイッチ121がOFFであることを設定し、S24に進む。
S24では、式ルート((SW2_XのH番目−SW2_XoffsetのH番目)の二乗+(SW2_YのH番目−SW2_YoffsetのH番目)の二乗)の値が、タッチスイッチ122に指および手が近傍に接していると判断するROM28上に配置している閾値SW2_ON_LEVEL以上の場合、S25に進み、外部I/F30にタッチスイッチ122がONであることを設定し、S27に進む。閾値SW2_ON_LEVEL未満の場合、S26に進み、外部I/F30にタッチスイッチ122がOFFであることを設定し、S27に進む。
S27では、式ルート((SW3_XのH番目−SW3_XoffsetのH番目)の二乗+(SW3_YのH番目−SW3_YoffsetのH番目)の二乗)の値が、タッチスイッチ123に指および手が近傍に接していると判断するROM28上に配置している閾値SW3_ON_LEVEL以上の場合、S28に進み、外部I/F30にタッチスイッチ123がONであることを設定し、S30に進む。閾値SW3_ON_LEVEL未満の場合、S29に進み、外部I/F30にタッチスイッチ123がOFFであることを設定し、S30に進む。
S30では、式ルート((SW4_XのH番目−SW4_XoffsetのH番目)の二乗+(SW4_YのH番目−SW4_YoffsetのH番目)の二乗)の値が、タッチスイッチ124に指および手が近傍に接していると判断するROM28上に配置している閾値SW4_ON_LEVEL以上の場合、S31に進み、外部I/F30にタッチスイッチ124がONであることを設定し、S15に戻る。閾値SW4_ON_LEVEL未満の場合、S32に進み、外部I/F30にタッチスイッチ124がOFFであることを設定し、S15に戻る。
ここで、S17からS20において、タッチスイッチ121、122、123、124のsin側、cos側のデジタルデータを一旦FIFOのバッファに保存し、このバッファの内容から最大値、最小値を除いた平均値をSW1_X、SW1_Y、SW2_X、SW2_Y、SW3_X、SW3_Y、SW4_X、SW4_Yの各H番目保存することにより、さらにノイズに対処できる。
図11に実施例2の入力装置のタッチスイッチのオン/オフを計測する場合の構成図である。
ここで、本実施例ではタッチスイッチの数を4個とし、説明する。タッチスイッチ121は、コンデンサを形成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極101とスイッチ電極群B11のスイッチ電極111との対より構成し、同様に、タッチスイッチ122はスイッチ電極102と112との対より構成し、タッチスイッチ123はスイッチ電極103と103との対より構成し、タッチスイッチ124はスイッチ電極104と114との対から構成する。また、発振器4から出力する発振周波数の種類を3個とし、このsin信号の周波数の帯域を通過させるバンドパスフィルタの種類も3個として説明する。
制御装置2のCPU3によって発振器4から出力する発振周波数を設定し、発振器4から出力する信号を2つの同期発振回路5、6より、sin信号とcos信号を90度の位相差に変換して出力する。この発振周波数の設定の際には、スイッチ選択25より切替回路18を制御してsin信号の周波数の帯域に対応したバンドパスフィルタ回路17のバンドパスフィルタ171〜173の何れかを選択する。そして、sin信号は増幅回路7により、タッチスイッチ121〜124の4個のスイッチ電極群A10のスイッチ電極101〜104をドライブする線を選択する切替回路32に接続する。
スイッチ選択27より切替回路32を制御して選択したドライブするスイッチ電極群A10のスイッチ電極101〜104の何れかを介した増幅したsin信号の電圧より、もう一方のスイッチ選択26より切替回路33で選択したスイッチ電極101〜104に対となるスイッチ電極群B11のスイッチ電極111〜114を通じ抵抗14に電流が流れる。このとき、接続しないスイッチ電極は、スイッチ選択27より切替回路32を、スイッチ選択26より切替回路33を制御して、GNDに接続する。タッチスイッチ121〜124の電極群Bのスイッチ電極111〜114を介した電流i1〜i4は抵抗14を通過することで電圧E1〜E4に変換し、増幅回路16で増幅する。そして、スイッチ選択25より切替回路18を制御して発振器4より出力する発振周波数によって、同期発振回路5を介して生成するsin信号の帯域に対応するバンドパスフィルタ回路17のバンドパスフィルタ171〜173の何れかを通過し、sin信号の周波数の通過帯域以外の周波数をカットする。
バンドパスフィルタ回路17のバンドフィルタ171〜173の何れかより切替回路18を介して出力する周波数は、それぞれ2つの掛算回路19、20のy側に入力する。2つの掛算回路19、20のX側にはsin信号、cos信号が入力する。それぞれの掛算回路19、20の通過によって、周波数をそれぞれの掛算回路19、20の結果は、非常に低い周波数帯域を通過させるローパスフィルタ21、22において、ノイズ信号が消され、DC信号が取り出される。そして、それぞれのDC信号は制御装置2のA/D変換器23、24でデジタルデータに変換し、CPU3に入力する。CPU3は、タッチスイッチ121から、タッチスイッチ122、タッチスイッチ123、タッチスイッチ124の順番に、スイッチ選択27とスイッチ選択26を介して切替回路32と切替回路33を逐次制御して、デジタルデータを入力する。
2 制御装置
3 CPU
4 発振器
5 同期発振回路
6 同期発振回路
7 増幅回路
8 切替回路
9 PETフィルム
10 スイッチ電極群A
101 スイッチ電極
102 スイッチ電極
103 スイッチ電極
104 スイッチ電極
11 スイッチ電極群B
111 スイッチ電極
112 スイッチ電極
113 スイッチ電極
114 スイッチ電極
121 タッチスイッチ
122 タッチスイッチ
123 タッチスイッチ
124 タッチスイッチ
13 切替回路
14 抵抗
15 電流電圧変換器
16 増幅回路
17 バンドパスフィルタ回路
171 バンドパスフィルタ
172 バンドパスフィルタ
173 バンドパスフィルタ
18 切替回路
19 掛算回路
20 掛算回路
21 ローパスフィルタ
22 ローパスフィルタ
23 A/D変換器
24 A/D変換器
25 スイッチ選択
26 スイッチ選択
27 スイッチ選択
28 ROM
29 RAM
30 外部I/F
31 外部処理装置
32 切替回路
33 切替回路
Claims (4)
- 絶縁体に、導電性材料からなる電極群Aの電極と電極群Bの電極を複数配置し、前記電極群Aの電極と前記電極群Bの電極との静電容量を計測するために、発振器で生成する信号を、同期発振回路により互いに同期がとれたsin信号とcos信号に変換し、前記sin信号を印加した複数の電極からなる電極群Aをドライブする配線と、電流・電圧変換回路とそれを経由して複数の電極からなる電極群Bに接続する配線とにより、前記電極群Aの電極と前記電極群Bの電極との間に流れる電流を前記電流・電圧変換回路によって電圧に変換し、該電圧変換された電圧信号と、前記sin信号およびcos信号とを掛算回路より掛算し、該掛算回路により生成された信号をローパスフィルタ回路によりDC信号化し、該DC信号化された電圧を計測すると共に、前記電極群Aの複数の電極をドライブする配線と、前記電流・電圧変換回路を経由して電極群Bの複数の電極に接続する配線の組み合わせを制御装置によって逐次変えて演算処理し、該演算処理した値と、閾値とを比較して、タッチスイッチのオン、オフ状態を判断する静電容量結合方式静電センサーにおいて、前記発振器で生成する信号の周波数を変える手段と、電極群Aの電極と電極群Bの電極との配線の組み合わせによって、前記sin信号と同じ周波数のノイズの計測を行う手段とを備えたことを特徴とする静電容量結合方式静電センサー。
- 請求項1記載の静電容量結合方式静電センサーにおいて、電極群Aの電極をドライブする配線の全てを未接続または一定電圧にした状態で、電極群Bの電極のDC信号化された電圧を計測し、演算処理することによって、ノイズの混入の有無を判断することを特徴とする静電容量結合方式静電センサー。
- 請求項2記載の静電容量結合方式静電センサーにおいて、演算処理した値が、ノイズ混入の有無を判断する値以上のときは、発振器で生成する信号の周波数を変えることを特徴とする静電容量結合方式静電センサー。
- 請求項3記載の静電容量結合方式静電センサーにおいて、起動時には、逐次、前記発振器からの信号の周波数を変えて、ノイズの混入がない周波数を選択することを特徴とする静電容量結合方式静電センサー。
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