JP5853681B2 - 静電容量結合方式静電センサー - Google Patents

静電容量結合方式静電センサー Download PDF

Info

Publication number
JP5853681B2
JP5853681B2 JP2011284578A JP2011284578A JP5853681B2 JP 5853681 B2 JP5853681 B2 JP 5853681B2 JP 2011284578 A JP2011284578 A JP 2011284578A JP 2011284578 A JP2011284578 A JP 2011284578A JP 5853681 B2 JP5853681 B2 JP 5853681B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switch
signal
frequency
electrode group
electrodes
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.)
Active
Application number
JP2011284578A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013135346A (ja
Inventor
門井 英夫
英夫 門井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentel Co Ltd
Original Assignee
Pentel Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pentel Co Ltd filed Critical Pentel Co Ltd
Priority to JP2011284578A priority Critical patent/JP5853681B2/ja
Publication of JP2013135346A publication Critical patent/JP2013135346A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5853681B2 publication Critical patent/JP5853681B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Description

本発明は、入力方式に静電容量結合方式を利用した入力装置に関するものである。
静電容量結合方式を利用した入力装置として、従来から、静電容量結合方式タッチスイッチが知られている。前記タッチスイッチは、パネルスイッチと制御基板から構成される。パネルスイッチは、絶縁体となるPETフィルムの表面にスイッチ電極として銀ペースト、またはITO(酸化インジウムスズ)等を印刷した電極シートを、アクリルやガラス及び樹脂等の絶縁体となる絶縁基材に、接着剤(両面テープ等)で貼り合わせたもので構成される。スイッチ電極に指または手が近づくと、スイッチ電極と指または手との間に平行板コンデンサが形成され、静電容量が発生する。この静電容量の変化をコンデンサCと抵抗Rとで形成するC/F変換回路(静電容量Cを周波数Fに変換する回路)で周波数に変換し、その周波数をインプットキャプチャ機能(周波数の数を数える機能)でデジタルデータに置き換え、演算処理によりタッチスイッチのオン/オフ状態を判断する。スイッチ電極が複数個の場合、スイッチ電極の選択は、個々のスイッチ電極分設けた切換回路により行う(特許文献1参照)。
静電容量結合方式を利用したタッチスイッチは、スイッチ電極を指または手が触れることのできる領域をタッチスイッチとし、指または手がそのスイッチ電極に近づいたことを検出するものであり、タッチスイッチのオン/オフを検出するデジタル入力装置である。
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。
スイッチ電極は、スクリーン印刷方式により絶縁体となるPETフィルムの表面に導電性材料である銀ペースト(物質は銀)インク、ITO(酸化インジウム)(物質は錫)インクを用いて印刷することでタッチスイッチを形成している。スイッチ電極を形成するためのスクリーン版の厚さは10〜30μmの版を使用している。また、導電性材料である銀ペーストインク、ITO(酸化インジウムスズ)インクの抵抗率値は高く、数Ω〜数kΩ/ cm2の面積抵抗を持っている。
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。
PETフィルム上に、スイッチ電極を形成したスイッチを、タッチスイッチの入力領域として使用したときの周波数は、前記コンデンサCと抵抗Rによりt=0.7×C×Rで表せる。スイッチ電極はΔRの抵抗値を持つ。スイッチ電極の周波数は、抵抗Rにスイッチ電極の抵抗値ΔRが足された周波数として生成される。周波数tはt=0.7×C×(R+ΔR)で表せる。
図1の様にスイッチ電極が、4個の場合の周波数を求めてみる。スイッチ電極のタッチスイッチをSW1からSW4としたときの抵抗値はSW1(抵抗値:ΔR1)、SW2(抵抗値:Δ2)、SW3(抵抗値:Δ3),SW4(抵抗値:Δ4)で表せる。各スイッチ電極の周波数は
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。
また前記、静電容量の変化をC/F変換回路を用いて周波数に変換する方式で、PETフィルムにスイッチ電極を印刷したスイッチを、タッチスイッチとして使用したときに生成される周波数は、スイッチ電極の形状により変わることがわかる。
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。
特開2005−084982号公報 米国特許出願公開第2007/0257890号 特開2011−008725号公報
特許文献1では、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のスイッチ電極に、スイッチ電極で得られる周波数と、同じまたは近い周波数である電波ノイズまたは供給電源より同じ、または近い周波数である電源ノイズが混入されると、C/F回路で生成される周波数と、ノイズの周波数とが互いに周波数との同期または干渉が起こり、スイッチ電極に指または人が近づいても静電容量は変化しない状態となり、入力できない等の誤動作を生じてしまう。
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。
また、静電容量の変化を、C/F変換回路を用いて、周波数をインプットキャプチャ機能(周波数の数を数える機能)でデジタルデータに置き換え、演算処理によりタッチスイッチのオン/オフ状態を判断している。周波数がインプットキャプチャ機能で周波数の数を数えていることで、スイッチ電極ごとに周波数の数が変わり、動作速度を一定かつ、速度を上げることが非常に困難である。
また、特許文献2では、少なくとも1つの検出電極と、少なくとも1つの駆動電極の交点の静電容量を3つの異なる信号の周波数で計測し、3つの計測した値から、平均化、または、多数決、または、中央値から、その交点の真の静電容量と決めていた。
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。
同様に、特許文献3では、1つのセンサーに対して、3つ以上の検出信号の周波数を用いて、多数決で真の静電容量を決めていた。3つ以上の検出信号の周波数をN個の周波数とした場合、ノイズが、N/2以下の種類の検出信号と同じ周波数のとき、特許文献2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。
本発明は、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を第1の要旨とし、上記の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第2の要旨とし、上記の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第3の要旨とし、上記の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第4の要旨とするものである。
本発明では、抵抗値が異なるスイッチ電極を使用した場合でも、sin信号と90度位相の違うcos信号の2つを電流・電圧変換回路の出力に掛算回路で掛けることにより、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すことでDC信号になる。スイッチ電極が接続されても、全てsin信号の周波数より高い周波数となり、高い周波数のAC信号のままローパスフィルタを通すことで、ノイズをなくすことができる。そのため、sin信号の周波数以外のノイズ周波数がスイッチ電極に混入されても正確にスイッチ電極と指および手との間に静電容量が発生し、タッチスイッチのオン/オフの状態を判断することができる。
さらに、sin信号の周波数と同じノイズ周波数の混入を検出するため、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、静電容量の発生を検出する。静電容量を検出した場合には、同じノイズ周波数と判断して、sin信号の周波数を変更する。
スイッチ電極の周波数。 実施例1の入力装置構成図。 実施例1の掛算回路波形図。 実施例1の入力信号レベルと位相差図。 実施例1のスイッチ計測時の指とスイッチ電極の関係図。 実施例1のsin信号掛算波形図。 実施例1のノイズ計測時の入力装置構成図。 実施例1のノイズ計測時の指とスイッチ電極の関係図。 実施例1のゼネラルフローチャート。 実施例1のメモリ構成図。 実施例2の入力装置構成図。 実施例2のノイズ計測時の入力装置構成図。
本発明では、抵抗値が異なるスイッチ電極を使用した場合でも、sin信号を印加したスイッチ電極群Aのスイッチ電極をドライブする配線と、電流・電圧変換回路と、それを経由してスイッチ電極群Bのスイッチ電極に接続される配線を接続し、発振器で生成する信号を同期発振回路によって、sin信号と90度位相の違うcos信号の2つを発振し、sin信号の一つは増幅回路経由で信号をドライブし、スイッチ電極を介して、電流・電圧変換回路の抵抗Rに接続する。これらの配線をしているスイッチ電極群Aのスイッチ電極と、スイッチ電極群Bのスイッチ電極間で、コンデンサを形成し、1つのタッチスイッチを構成する。この際、配線していないスイッチ電極群Aのスイッチ電極とスイッチ電極群Bのスイッチ電極は、タッチスイッチを構成しているスイッチ電極から離れた位置に配置していれば、未接続の状態でも良い。ただし、近傍ならば、未接続のスイッチ電極が外乱からのノイズを受けて、タッチスイッチを構成しているスイッチ電極とクロストークを行う可能性があり、そのため、未接続のスイッチ電極を一定電圧、例えばGNDに接続することが望ましい。
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。
また、発振器で生成する信号の周波数を制御することで、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信号の周波数の設定を行うことができる。そして、バンドパスフィルタを設けて、使用するsin信号の周波数の帯域の高調波成分のノイズをとることができるため、sin信号の周波数に対応したバンドパスフィルタを使用することが望ましい。
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。
ここで、スイッチ電極へ混入するsin信号と同じ周波数のノイズを計測する場合には、ドライブする配線の全てを未接続または一定電圧、例えばGNDにした状態での、オフセット値はスイッチ電極のドライブ側からの信号がないため、オフセット値を0とする。
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。
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。まず、第1の実施例を図2〜10を用いて説明する。
図2に、実施例1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を示す。まず、制御装置2は、CPU3と、プログラムと定数(例えば閾値)を内蔵するROM28と、ワーキングメモリを内蔵するRAM29と、信号をsin信号、cos信号に変換する同期発振回路5,6に信号を出力する発振器4、sin信号を供給するスイッチ電極群A10のスイッチ電極101〜104を選択する切替回路8を制御するスイッチ選択27と、sin信号を受信するスイッチ電極群B11のスイッチ電極111〜114を選択する切替回路13を制御するスイッチ選択26と、バンドパスフィルタ回路17より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のバンドフィルタ171〜173の何れかを選択する切替回路18を制御するスイッチ選択25と、同期発振回路5からのsin信号とバンドパスフィルタ回路17のバンドフィルタ171〜173の何れかを介したsin信号とを掛算し、ローパスフィルタ21を介した信号をデジタルデータに変換するA/D変換回路23と、同期発振回路6からのcos信号とバンドパスフィルタ回路17のバンドフィルタ171〜173の何れかを介したsin信号とを掛算し、ローパスフィルタ22を介した信号をデジタルデータに変換するA/D変換回路24と、2つのA/D変換回路23、24のデジタルデータを演算して、タッチスイッチのオンまたはオフ情報を外部処理装置31に各タッチスイッチのI/Oとして出力する外部I/F30とから構成している。
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。
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8に接続する。スイッチ選択27より切替回路8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信号の電圧により、もう一方のスイッチ選択26より切替回路13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。
図3に、実施例1のタッチスイッチのオン/オフを計測する場合の掛算回路19,20の波形図を示す。掛算回路19、20のX入力には、sin信号あるいはcos信号を入力する。抵抗14の片側はGNDに接続する。反対側は、増幅回路7を通過したsin信号が切替回路8を介したドライブ線を接続したタッチスイッチを構成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極101〜104と対になるスイッチ電極群B11のスイッチ電極111〜114に切替回路13を介して接続する。
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。
図4に、本発明の入力信号レベルと位相差図を示す。図3の掛算回路19、20でsin信号と掛算された入力信号はsinによる検出信号になり、cos信号と掛算された入力信号はcosによる検出信号になる。ここで、電源投入時等の初期化の状態で、タッチスイッチ121〜124を構成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極101〜104と対となるスイッチ電極群B11のスイッチ電極111〜114に指および手等が接しいていない状態での、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とからA/D変換器23、24を介して計測し、計測した値をベクトル値とし、特に、電源投入時等でのベクトル値をオフセット値と呼ぶ。そして、そのオフセット値のsin信号側をXoffset値、cos信号側をYoffset値とする。そして、計測を行うときには、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。また、位相差は式アークタンジェント((X-Xoffset)/(Y-Yoffset))から求められる。
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。
図5に指とスイッチ電極との関係を示す。図5の1)は指がタッチスイッチを構成するスイッチ電極より離れている場合である。人間の指が、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およびスイッチ電極群B11のスイッチ電極111より離れていても、指とスイッチ電極群A10のスイッチ電極101の間には静電容量は発生する。しかし、静電容量が非常に小さいため、電流Δiがスイッチ電極群A10のスイッチ電極から指を介して大地にほとんど流れないため、ドライブ線に接続しているスイッチ電極群A10のスイッチ電極101に供給しているsin信号の電圧は、そのままスイッチ電極群B11のスイッチ電極111に伝わる。伝わったsin信号の電圧は変化しないため、その後の増幅回路16、バンドパスフィルタ回路17のバンドフィルタ171〜173の何れかを介し、sin信号、cos信号との掛算回路19、20を通った信号は変化しない。
図5の2)は指が、タッチスイッチを構成するスイッチ電極に近づく、または接触した場合である。人間の指とタッチスイッチ121を構成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極101の間に静電容量が発生し、電流Δiがスイッチ電極群A10のスイッチ電極101から指を介して大地に流れだし、電流Δiを失うため、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では、スイッチ電極111に伝わったsin信号の電圧は、小さくなる。その後の増幅回路16、バンドパスフィルタ回路17のバンドフィルタ171〜173の何れかを介し、sin信号、cos信号との掛算回路19、20を通った信号は小さくなる。
人間の指がタッチスイッチ121を構成するスイッチ電極群A10のスイッチ電極101およびスイッチ電極群B11のスイッチ電極111に指がふれていない時の電流i‘を前もって測定し、指がふれたときの電流i‘をタッチスイッチ121がオン状態となる電流を閾値とすることで、タッチスイッチとして動作する。
図6にsin信号掛算波形図を示す。a・sinαとb・sinαを掛けると式は、 (a・sinα)・(b・sinα)=(a・b/2)−(a・b・cos2α)/2となり、a・b/2だけ加えられたところに2倍の周波数の半分になったcos信号がある。この演算結果が十分低いローパスフィルタ21または22を通過するとcos信号分が0となり、a・b/2の定数のみになる。この式によりa・sinαの周波数以外のノイズ周波数が混入してもノイズ周波数をカットし、ノイズ周波数による影響はなくなる。
図7は、スイッチ電極へ混入するsin信号と同じ周波数のノイズを計測する場合の入力装置の構成図である。この構成図は、図2の構成図におけるスイッチ選択27より切替回路8によって、スイッチ電極群A10のスイッチ電極A1〜A4の何れもドライブしない状態で、かつ、スイッチ選択26より切替回路13で選択したスイッチ電極群B11のスイッチ電極B1を接続した状態で、CPU3がデジタルデータを入力する。
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1)はノイズがない場合で、抵抗14に電流が流れないため、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、ローパスフィルタ21、22、A/D変換器23,24を介して、計測するデジタルデータはGNDのデジタルデータがCPU3にて計測する。
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。
そこで、図7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をCPU3が
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。
図9と図10を用いて制御フローを説明する。図9は、実施例1の制御フローを表し、図10は、制御フローに使用するROM28、RAM29に配置しているメモリを表している。
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。
これらのS2からS14は、起動時にsin信号と同じ周波数のノイズの混入ない周波数を選択する工程である。
S15では、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を介して切替回路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_X、NOISE_YのH番目に保存する。
このS15は、sin信号と同じ周波数のノイズの計測を行う工程である。
そして、S16では、式ルート((NOISE_XのH番目−GND_X)の二乗+(NOISE_YのH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未満で、かつ、式ルート((NOISE_XoffsetのH番目−GND_X)の二乗+(NOISE_YoffsetのH番目−GND_Y)の二乗)の値が、閾値NOISE_MAX未満と判断した場合、S17に進み、それ以外の場合、S33に進む。
このS16は、sin信号と同じ周波数のノイズの混入を判断する工程である。
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の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_X、SW1_YのH番目に保存する(S17)。
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。
これらのS17からS32は、スイッチの計測を行う工程である。
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。
また、S33では、Hに1を加え、Hが3未満ならば、S14に戻り、Hが3以上ならば、Hを0にして(S35)、S14に戻る。
これらのS33からS35、S14は、sin信号と同じ周波数のノイズの混入が有る場合、sin信号の周波数を違う周波数に変更させる工程である。本実施例では、3つの違う周波数を順次変えて行っているが、乱数を用いて周波数を変更してもよい。
次に、第2の実施例を示す。第1実施例において、各タッチスイッチ121から124を、近傍に配置し、1つのタッチスイッチを計測しているときに、他のタッチスイッチをオフ状態にすると、sin信号が交流であるため、僅かではあるが他のタッチスイッチにsin信号が混入し、他のタッチスイッチより、計測している1つのタッチスイッチとクロストークする。それを回避する方法を実施例2で示す。
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。
まず、制御装置2は、CPU3と、プログラムと定数(例えば閾値)を内蔵するROM28と、ワーキングメモリを内蔵するRAM29と、sin信号、cos信号に変換する同期発振回路5,6に信号を出力する発振器4、sin信号を供給するスイッチ電極群A10のスイッチ電極101〜104を選択する切替回路32を制御するスイッチ選択27と、sin信号を受信するスイッチ電極群B11のスイッチ電極111〜114を選択する切替回路33を制御するスイッチ選択26と、バンドパスフィルタ回路17よりsin信号の周波数帯域に対応したバンドフィルタ171〜173の何れかを選択する切替回路18を制御するスイッチ選択25と、同期発振回路5からのsin信号とバンドパスフィルタ回路17のバンドフィルタ171〜173の何れかを介したsin信号とを掛算し、ローパスフィルタ21を介した信号をデジタルデータに変換するA/D変換回路23と、同期発振回路6からのcos信号とバンドパスフィルタ回路17のバンドフィルタ171〜173の何れかを介したsin信号とを掛算しローパスフィルタ22を介した信号をデジタルデータに変換するA/D変換回路24と、2つのA/D変換回路23、24のデジタルデータを演算してタッチスイッチのオンまたはオフ情報を外部処理装置31に各タッチスイッチのI/Oとして出力する外部I/F30とから構成している。
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。
図12は、スイッチ電極へ混入するsin信号と同じ周波数のノイズを計測する場合の入力装置の構成図である。この構成図は、図11の構成図におけるスイッチ選択27より切替回路32によって、スイッチ電極群A10のスイッチ電極101〜104の何れもドライブしない状態で、かつ、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群B11のスイッチ電極111を接続した状態で、CPU3がデジタルデータを入力する。
制御フローは、第1の実施例と同様な制御を行うことにより、制御することができる。
1 指
2 制御装置
3 CPU
4 発振器
同期発振回路
同期発振回路
7 増幅回路
8 切替回路
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
JP2011284578A 2011-12-27 2011-12-27 静電容量結合方式静電センサー Active JP5853681B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011284578A JP5853681B2 (ja) 2011-12-27 2011-12-27 静電容量結合方式静電センサー

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011284578A JP5853681B2 (ja) 2011-12-27 2011-12-27 静電容量結合方式静電センサー

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013135346A JP2013135346A (ja) 2013-07-08
JP5853681B2 true JP5853681B2 (ja) 2016-02-09

Family

ID=48911763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011284578A Active JP5853681B2 (ja) 2011-12-27 2011-12-27 静電容量結合方式静電センサー

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5853681B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020049781A1 (ja) * 2018-09-07 2020-03-12 アルプスアルパイン株式会社 センサ装置とその制御方法及びプログラム

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6123286B2 (ja) * 2012-12-25 2017-05-10 ぺんてる株式会社 静電容量結合方式静電センサー
JP6429112B2 (ja) * 2014-10-23 2018-11-28 ぺんてる株式会社 静電容量結合方式静電センサー
JP6613657B2 (ja) * 2015-06-29 2019-12-04 ぺんてる株式会社 静電容量結合方式静電センサー
JP6927027B2 (ja) * 2017-12-27 2021-08-25 ぺんてる株式会社 タッチスイッチシステムへのノイズの検出方法、及びその方法を使用したタッチ操作の検出方法
TWI772713B (zh) * 2019-11-18 2022-08-01 和碩聯合科技股份有限公司 天線裝置及其靜電防護方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3340325A1 (de) * 1983-11-08 1985-05-15 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren und schaltungsanordnung zur feststellung des vorhandenseins oder nichtvorhandenseins mindestens einer frequenz bekannten wertes in einem aus mehreren frequenzen zusammengesetzten eingangssignal
JPS61292731A (ja) * 1985-05-20 1986-12-23 Fujitsu Ltd 座標検出装置
JP2005091139A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Alps Electric Co Ltd 容量検出センサ、指紋センサ及び容量検出方法
JP4141973B2 (ja) * 2004-03-03 2008-08-27 日本電信電話株式会社 直交変調器および直交復調器の誤差補償装置
JP2005291927A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Seiji Motojima センサ
US9036650B2 (en) * 2009-09-11 2015-05-19 Apple Inc. Automatic low noise frequency selection
JP5496735B2 (ja) * 2010-03-30 2014-05-21 株式会社ワコム 指示体位置検出装置及び指示体位置検出方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020049781A1 (ja) * 2018-09-07 2020-03-12 アルプスアルパイン株式会社 センサ装置とその制御方法及びプログラム
JPWO2020049781A1 (ja) * 2018-09-07 2021-11-18 アルプスアルパイン株式会社 センサ装置とその制御方法及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013135346A (ja) 2013-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5853681B2 (ja) 静電容量結合方式静電センサー
EP2825937B1 (en) Method for controlling a touch sensor
KR101327451B1 (ko) 노이즈 영향 감소 방법 및 이를 이용한 터치 검출 장치
JP5992718B2 (ja) タッチスクリーンシステムおよびその駆動方法
US10261628B2 (en) Driving chip, circuit film, chip-on-film type driving circuit, and display device having built-in touchscreen
JP5324297B2 (ja) 座標入力装置、およびそれを備える表示装置
JP2011170617A (ja) 静電容量型タッチセンサ
KR20170093985A (ko) 압력감지 방식 터치 패널
US20120044013A1 (en) Electrostatic capacitance-type input device
US9170688B2 (en) Apparatus and method for sensing capacitance, and touch screen apparatus
JP4850946B2 (ja) タッチパネル装置
US9030429B2 (en) Touchscreen having a capacitance sensing apparatus
US11592936B2 (en) Capacitive touch device with high sensitivity and low power consumption
CN108008852A (zh) 触摸面板控制器
JP2014230226A (ja) 静電容量結合方式静電センサー
WO2020110556A1 (ja) 静電容量センサ
KR20180025774A (ko) 구동 칩, 회로 필름, 칩 온 필름 타입의 구동 회로 및 터치스크린 내장형 표시장치
KR20170041031A (ko) 접촉 감지 장치 및 그의 제어 방법
JP5919767B2 (ja) 静電容量結合方式静電センサー
KR101553604B1 (ko) 터치 검출 장치 및 방법
JP6048641B2 (ja) 静電容量結合方式静電センサー
US10712888B2 (en) Capacitance detection circuit and electronic device
JP6123286B2 (ja) 静電容量結合方式静電センサー
JP6772658B2 (ja) 静電容量式入力装置
JP2014164535A (ja) 静電容量結合方式静電センサー

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141031

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150528

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150707

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150901

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151123

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Ref document number: 5853681

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150