JP6172525B2 - Electrostatic touch switch device and noise detection method - Google Patents

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Description

本発明は、静電タッチスイッチ装置及びノイズ検出方法に関する。   The present invention relates to an electrostatic touch switch device and a noise detection method.

従来の技術として、操作面に対してされた操作を静電容量値の変化により検出する電極と、指が操作面に接触する接触領域に基づいて指が傾いているか否かを判定する判定部とを備え、指の接触面の傾きを変えることで、指移動量に対するポインタ移動量を変化させることができる座標入力装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。   As a conventional technique, an electrode that detects an operation performed on the operation surface by a change in capacitance value, and a determination unit that determines whether or not the finger is tilted based on a contact area where the finger contacts the operation surface And a coordinate input device that can change the amount of movement of the pointer relative to the amount of movement of the finger by changing the inclination of the contact surface of the finger is disclosed (for example, see Patent Document 1).

特開2010−186880号公報JP 2010-186880 A

しかし、従来の座標入力装置は、操作面に対して指が接触した場合の電極の静電容量の変化により操作面に対する操作を検出することから、電極等からノイズが混入した場合、電極の静電容量が変化して操作面に対する操作を誤検出するという問題があった。   However, since the conventional coordinate input device detects an operation on the operation surface by a change in the capacitance of the electrode when a finger touches the operation surface, when noise is mixed from the electrode or the like, There has been a problem that an operation on the operation surface is erroneously detected due to a change in electric capacity.

したがって、本発明の目的は、ノイズの影響による操作面に対する操作の誤検出を低減した静電タッチスイッチ装置及びノイズ検出方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrostatic touch switch device and a noise detection method in which erroneous detection of an operation on an operation surface due to the influence of noise is reduced.

本発明の一態様は、周波数が異なる2つの電極駆動信号を生成し、生成した前記2つの電極駆動信号を交互に切替をして出力する生成部と、前記生成部が交互に出力した前記2つの電極駆動信号により充電されるタッチ電極と、前記タッチ電極から出力される2つの電極出力信号を前記切替に同期して入力し、アナログ信号である前記2つの電極出力信号をデジタル信号にアナログ/デジタル変換する出力する変換部と、前記デジタル信号に基づいて前記2つの電極出力信号の差分を算出することでノイズの有無を検出する検出部とを備えた、静電タッチスイッチ装置を提供する。   According to one aspect of the present invention, a generation unit that generates two electrode drive signals having different frequencies, and alternately outputs the generated two electrode drive signals, and the 2 that the generation unit outputs alternately The touch electrode charged by one electrode drive signal and the two electrode output signals output from the touch electrode are input in synchronization with the switching, and the two electrode output signals, which are analog signals, are converted into digital signals. An electrostatic touch switch device is provided that includes a conversion unit that performs digital conversion and a detection unit that detects the presence or absence of noise by calculating a difference between the two electrode output signals based on the digital signal.

また、本発明の他の形態は、周波数が異なる2つの電極駆動信号を生成し、生成した前記2つの電極駆動信号を交互に切替をして出力するステップと、交互に出力した前記2つの電極駆動信号によりタッチ電極を充電するステップと、前記タッチ電極から出力される2つの電極出力信号を前記切替に同期して入力し、アナログ信号である前記2つの電極出力信号をデジタル信号にアナログ/デジタル変換するステップと、前記デジタル信号に基づいて前記2つの電極出力信号の差分を算出することにより、ノイズの有無を検出するステップとを含む、ノイズ検出方法を提供する。   According to another aspect of the present invention, two electrode drive signals having different frequencies are generated, the generated two electrode drive signals are alternately switched and output, and the two electrodes output alternately The step of charging the touch electrode with a drive signal and the two electrode output signals output from the touch electrode are input in synchronization with the switching, and the two electrode output signals, which are analog signals, are converted into digital signals. There is provided a noise detection method including a step of converting and a step of detecting the presence or absence of noise by calculating a difference between the two electrode output signals based on the digital signal.

本発明によれば、ノイズの影響による操作面に対する操作の誤検出を低減することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the misdetection of operation with respect to the operation surface by the influence of noise can be reduced.

図1は、本発明の実施の形態に係る静電タッチスイッチ装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an electrostatic touch switch device according to an embodiment of the present invention. 図2は、第1の電極駆動信号(330kHz)と第2の電極駆動信号(337kHz)とを切り替えるタイミングを示すタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart showing the timing for switching between the first electrode drive signal (330 kHz) and the second electrode drive signal (337 kHz). 図3は、操作面に検出対象物が近接又は接触した場合の第1の電極出力信号(330kHz)のAD変換値と第2の電極出力信号(337kHz)のAD変換値とを示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the AD conversion value of the first electrode output signal (330 kHz) and the AD conversion value of the second electrode output signal (337 kHz) when the detection target approaches or contacts the operation surface. . 図4は、図3における第1の電極出力信号のAD変換値と、第2の電極出力信号のAD変換値との差分値を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a difference value between the AD conversion value of the first electrode output signal and the AD conversion value of the second electrode output signal in FIG. 図5は、タッチ電極に1MHzのノイズを印加したときの第1の電極出力信号(330kHz)のAD変換値を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an AD conversion value of the first electrode output signal (330 kHz) when noise of 1 MHz is applied to the touch electrode. 図6は、タッチ電極に1MHzのノイズを印加したときの第2の電極出力信号(337kHz)のAD変換値を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an AD conversion value of the second electrode output signal (337 kHz) when 1 MHz noise is applied to the touch electrode. 図7は、図5における第1の電極出力信号のAD変換値と、図6における第2の電極出力信号のAD変換値との差分値を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a difference value between the AD conversion value of the first electrode output signal in FIG. 5 and the AD conversion value of the second electrode output signal in FIG.

[実施の形態]
図1は、本発明の実施の形態に係る静電タッチスイッチ装置のブロック図である。この静電タッチスイッチ装置1は、指等の検出対象物による操作を受け付ける操作面10と、操作面10に設けられ、後述するアナログ信号である第1及び第2の電極駆動信号S、Sにより電荷が充電されるタッチ電極11と、タッチ電極11から出力される第1及び第2の電極出力信号S11、S21をインピーダンス変換するボルテージフォロア20と、ボルテージフォロア20でインピーダンス変換された第1及び第2の電極出力信号S11、S21をアナログ/デジタル変換してデジタル信号S31、S32を出力する変換部30と、静電タッチスイッチ装置1の各部を制御するマイコン40とを備える。
[Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram of an electrostatic touch switch device according to an embodiment of the present invention. The electrostatic touch switch device 1 includes an operation surface 10 that receives an operation by a detection object such as a finger, and first and second electrode drive signals S 1 and S that are provided on the operation surface 10 and are analog signals to be described later. 2 , the voltage follower 20 for impedance conversion of the first and second electrode output signals S 11 and S 21 output from the touch electrode 11, and the impedance conversion by the voltage follower 20. A conversion unit 30 that performs analog / digital conversion on the first and second electrode output signals S 11 and S 21 and outputs digital signals S 31 and S 32 , and a microcomputer 40 that controls each unit of the electrostatic touch switch device 1 Is provided.

静電タッチスイッチ装置1は、操作者がタッチ電極11に指等でタッチ操作することにより静電容量が変化して静電タッチスイッチ動作を行なうことができるものである。タッチ電極11は、1つ又は複数個が列状に配置されたもの、交差する方向に2次元配列されたもの等に適用できる。   The electrostatic touch switch device 1 can perform an electrostatic touch switch operation by changing an electrostatic capacity when an operator touches the touch electrode 11 with a finger or the like. The touch electrode 11 can be applied to one or a plurality of touch electrodes 11 arranged in a row, two-dimensionally arranged in a crossing direction, or the like.

タッチ電極11は、例えば、2枚の金属板が誘電層を介して対向して配置された構成とされている。操作面10は、指等の検出対象物により操作される樹脂等の誘電体保護層が形成され、指等が接触するとタッチ電極11の静電容量値が増加するように構成されている。なお、タッチ電極11は、一方の電極に操作面を有し、この操作面に検出対象物が接触することによりタッチ電極11の静電容量値が増加又は減少するように構成してもよい。   The touch electrode 11 has, for example, a configuration in which two metal plates are arranged to face each other with a dielectric layer interposed therebetween. The operation surface 10 is formed with a dielectric protective layer such as a resin that is operated by a detection object such as a finger, and is configured such that the capacitance value of the touch electrode 11 increases when the finger or the like comes into contact. Note that the touch electrode 11 may have an operation surface on one of the electrodes, and the capacitance value of the touch electrode 11 may be increased or decreased when a detection target object comes into contact with the operation surface.

(マイコン)
マイコン40は、例えば、取得したデータに演算、加工等を行うCPU(Central Processing Unit)等から構成されるマイクロコンピュータである。マイコン40は、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)に格納されたプログラムに従って動作することによりパルスジュネレータ部41及び検出部42として機能する。
(Microcomputer)
The microcomputer 40 is a microcomputer composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit) that performs operations, processing, and the like on acquired data. The microcomputer 40 functions as a pulse generator unit 41 and a detection unit 42 by operating in accordance with programs stored in a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory) which are semiconductor memories.

パルスジュネレータ部41は、マイコン40内部のクロック信号等に基づいて、所定の周期毎に第1及び第2の電極駆動信号S、Sを交互に切り替えてタッチ電極11に出力する。第1及び第2の電極駆動信号S、Sは、例えばデューティ比が50である矩形波、台形波である。また、第1の電極駆動信号Sの周波数は、例えば330kHzであり、第2の電極駆動信号Sの周波数は、例えば337kHzである。第1及び第2の電極駆動信号S、Sの周波数は、330kHz、337kHzに限定されず、それぞれの周波数が異なっていれば適用することができる。なお、パルスジュネレータ部41は、生成部の一例である。 The pulse generator unit 41 alternately switches the first and second electrode drive signals S 1 and S 2 and outputs them to the touch electrode 11 at predetermined intervals based on a clock signal or the like inside the microcomputer 40. The first and second electrode drive signals S 1 and S 2 are, for example, a rectangular wave and a trapezoidal wave with a duty ratio of 50. Also, the frequency of the first electrode driving signals S 1 is, for example, 330kHz, the frequency of the second electrode driving signal S 2 is, for example, 337KHz. The frequencies of the first and second electrode drive signals S 1 and S 2 are not limited to 330 kHz and 337 kHz, and can be applied if the respective frequencies are different. The pulse generator unit 41 is an example of a generation unit.

検出部42は、タッチ電極11が出力した第1及び第2の電極出力信号S11、S21をアナログ/デジタル変換したデジタル信号S31、32のパルス数をカウントするカウンタ等により構成することができる。検出部42は、例えば第1のチャンネル421から第1の電極出力信号S11を入力し、第2のチャンネル422から第2の電極出力信号S21を入力するように構成されている。 The detection unit 42 includes a counter that counts the number of pulses of the digital signals S 31 and S 32 obtained by analog / digital conversion of the first and second electrode output signals S 11 and S 21 output from the touch electrode 11. Can do. For example, the detection unit 42 is configured to input the first electrode output signal S 11 from the first channel 421 and input the second electrode output signal S 21 from the second channel 422.

検出部42は、操作面10への接触により静電容量の変化に応じて出力されるパルスをカウントすることにより、タッチ電極11の静電容量値、すなわち、タッチ容量を検出する。検出部42は、検出されたタッチ容量に基づいて、タッチ電極11への接触、非接触を検出する。   The detection unit 42 detects the capacitance value of the touch electrode 11, that is, the touch capacitance, by counting the pulses output according to the change in the capacitance due to the touch on the operation surface 10. The detection unit 42 detects contact or non-contact with the touch electrode 11 based on the detected touch capacitance.

また、検出部42は、タッチ電極11等から第1及び第2の電極出力信号S11、S21に混入したノイズを検出するように構成されている。すなわち、検出部42は、第1及び第2のチャンネル421、422からそれぞれ入力したデジタル信号S31、S32のパルス数の差分を算出することにより、タッチ電極11等から混入したノイズを検出して操作面10に対する操作の誤検出を抑制する。 The detection unit 42 is configured to detect noise mixed in the first and second electrode output signals S 11 and S 21 from the touch electrode 11 or the like. That is, the detection unit 42 detects noise mixed in from the touch electrode 11 and the like by calculating the difference in the number of pulses of the digital signals S 31 and S 32 input from the first and second channels 421 and 422, respectively. Thus, erroneous detection of operation on the operation surface 10 is suppressed.

(変換部)
変換部30は、タッチ電極11から出力された第1の電極出力信号S11をアナログ/デジタル変換する第1の変換回路31と、第2の電極出力信号S21をアナログ/デジタル変換する第2の変換回路32と、ボルテージフォロア20と第1又は第2の変換回路31、32との間の接続を切り替えるスイッチ33とを有する。
(Conversion unit)
Converter 30, a second to the first electrode output signal S 11 and the first conversion circuit 31 to an analog / digital converter, an analog / digital converting the second electrode output signal S 21 outputted from the touch electrode 11 Conversion circuit 32, and a switch 33 for switching the connection between the voltage follower 20 and the first or second conversion circuit 31, 32.

第1及び第2の変換回路31、32は、一端がスイッチ33と接続し、他端がマイコン40と接続する。第1及び第2の変換回路31、32は、入力した第1及び第2の電極出力信号S11、S21の電圧値をAD(アナログデジタル)変換値としたデジタル信号Sに変換する。第1の変換回路31は、第1の電極出力信号S11をアナログ/デジタル変換したデジタル信号S31を検出部42の第1のチャンネル421に出力する。第2の変換回路32は、第1の変換回路31と同様に、第2の電極出力信号S21を変換したデジタル信号S32を検出部42の第2のチャンネル422に出力する。 The first and second conversion circuits 31 and 32 have one end connected to the switch 33 and the other end connected to the microcomputer 40. The first and second conversion circuits 31 and 32 convert the input voltage values of the first and second electrode output signals S 11 and S 21 into a digital signal S 3 having an AD (analog / digital) conversion value. The first conversion circuit 31 outputs a digital signal S 31 obtained by analog / digital conversion of the first electrode output signal S 11 to the first channel 421 of the detection unit 42. Similar to the first conversion circuit 31, the second conversion circuit 32 outputs a digital signal S 32 obtained by converting the second electrode output signal S 21 to the second channel 422 of the detection unit 42.

スイッチ33は、ボルテージフォロア20と接続する端子33aと、第1の変換回路31と接続する端子33bと、第2の変換回路32と接続する端子33cとを有する。スイッチ33は、例えば、マイコン40の制御に基づいて、パルスジュネレータ部41が第1の電極駆動信号Sと第2の電極駆動信号Sとを交互に切り替えるのに同期して端子33aと端子33bとの接続又は端子33aと端子33cとの接続を切り替えるように構成されている。 The switch 33 has a terminal 33 a connected to the voltage follower 20, a terminal 33 b connected to the first conversion circuit 31, and a terminal 33 c connected to the second conversion circuit 32. Switch 33 is, for example, under the control of the microcomputer 40, the terminal 33a pulse Genet regulator unit 41 is synchronized to switch alternately the first and the electrode drive signals S 1 and the second electrode driving signal S 2 The connection with the terminal 33b or the connection between the terminal 33a and the terminal 33c is switched.

(静電タッチスイッチ装置の動作)
次に、静電タッチスイッチ装置1の動作について説明する。図2は、第1の電極駆動信号(330kHz)と第2の電極駆動信号(337kHz)とを切り替えるタイミングを示すタイミングチャートである。
(Operation of electrostatic touch switch device)
Next, the operation of the electrostatic touch switch device 1 will be described. FIG. 2 is a timing chart showing the timing for switching between the first electrode drive signal (330 kHz) and the second electrode drive signal (337 kHz).

図示しない電源から静電タッチスイッチ装置1に電源が投入されると、パルスジュネレータ部41は、330kHzの第1の電極駆動信号S及び337kHzの第2の電極駆動信号Sを生成する。パルスジュネレータ部41が第1の電極駆動信号Sをタッチ電極11に出力すると、第1の電極駆動信号Sは、タッチ電極11を充電する。 When power from a power source (not shown) to the electrostatic touch switch apparatus 1 is turned on, the pulse Genest regulator unit 41 generates a second electrode driving signal S 2 of the first electrode driving signal S 1 and 337kHz of 330kHz. When the pulse generator unit 41 outputs the first electrode drive signal S 1 to the touch electrode 11, the first electrode drive signal S 1 charges the touch electrode 11.

タッチ電極11は、第1の電極駆動信号Sに基づいて第1の電極出力信号S11を出力する。第1の電極出力信号S11は、ボルテージフォロア20でインピーダンス変換されて変換部30に入力する。 The touch electrode 11, and outputs a first electrode output signal S 11 based on the first electrode driving signal S 1. The first electrode output signal S 11 is impedance-converted by the voltage follower 20 and input to the conversion unit 30.

変換部30は、マイコン40の制御に基づいてスイッチ33の端子33aと端子33bとを接続し、第1の電極出力信号S11を第1の変換回路31に入力する。第1の変換回路31は、第1の電極出力信号S11をデジタル信号S31に変換し、変換したデジタル信号S31を検出部42の第1のチャンネル421に出力する。 The conversion unit 30 connects the terminal 33 a and the terminal 33 b of the switch 33 based on the control of the microcomputer 40, and inputs the first electrode output signal S 11 to the first conversion circuit 31. The first conversion circuit 31 converts the first electrode output signal S 11 into a digital signal S 31 and outputs the converted digital signal S 31 to the first channel 421 of the detection unit 42.

検出部42は、第1のチャンネル421から入力したデジタル信号S31に基づいて、第1の電極出力信号S11の値の平均値を算出してAD変換値として保持する。すなわち、図3に示すように、48μ秒間の第1の電極出力信号S11による16回のサンプリングの平均値を算出する。 Detector 42 based on the digital signal S 31 inputted from the first channel 421, and calculates an average value of the values of the first electrode output signal S 11 is held as AD conversion value. That is, as shown in FIG. 3, and calculates an average value of 16 times of sampling by the first electrode output signal S 11 of 48μ seconds.

パルスジュネレータ部41は、第1の電極駆動信号Sをタッチ電極11に出力してから48μ秒経過すると、第1の電極駆動信号Sから第2の電極駆動信号Sに切り替えてタッチ電極11に出力する。変換部30は、スイッチ33を切り替えて第2の電極出力信号S21を第2の変換回路32に入力し、第2の電極出力信号S21の電圧値の平均値を算出してAD変換値として保持する。すなわち、図3に示すように、47μ秒間の第2の電極出力信号S21による16回のサンプリングの平均値を算出する。 Pulse Genet regulator unit 41, when the first electrode driving signals S 1 passes 48μ seconds after outputting the touch electrode 11 is switched from the first electrode drive signals S 1 to the second electrode driving signal S 2 Touch Output to the electrode 11. Converter 30, first the second electrode output signal S 21 is input to the second conversion circuit 32, AD conversion value by calculating an average value of the voltage value of the second electrode output signal S 21 switches the switch 33 Hold as. That is, as shown in FIG. 3, and calculates an average value of 16 times of sampling by the second electrode output signal S 21 of 47μ seconds.

検出部42は、保持した第1及び第2の電極出力信号S11、S21のAD変換値に基づいて、タッチ電極11のタッチ容量を算出して操作面10への指の接触を検出する処理である容量確定処理をする。さらに、検出部42は、保持した第1の電極出力信号S11のAD変換値と第2の電極出力信号S21のAD変換値との差分値を算出し、タッチ電極11等から混入したノイズを検出する処理である差分処理をする。 The detection unit 42 calculates the touch capacitance of the touch electrode 11 based on the held AD conversion values of the first and second electrode output signals S 11 and S 21 and detects the touch of the finger on the operation surface 10. The capacity determination process is performed. Further, the detection unit 42 calculates the AD conversion value of the first electrode output signal S 11 which holds the difference value between the AD converted value of the second electrode output signal S 21, mixed from the touch electrode 11 and the like noise The difference process, which is a process for detecting the.

検出部42は、ノイズが検出されずに、AD変換値の変化量が一定値以上であれば、タッチ電極11のタッチ容量が変化したと判断して操作面10への指の接触を検出する。マイコン40は、検出部42が操作面10への指の接触を検出すると、操作者からの指示に応じた動作をプログラム等に基づいて実行する。   If noise is not detected and the amount of change in the AD conversion value is equal to or greater than a certain value, the detection unit 42 determines that the touch capacitance of the touch electrode 11 has changed and detects contact of the finger with the operation surface 10. . If the detection part 42 detects the contact of the finger | toe to the operation surface 10, the microcomputer 40 will perform the operation | movement according to the instruction | indication from an operator based on a program etc.

次に、図3〜図6を用いて静電タッチスイッチ装置1の動作について詳細に説明する。図3は、操作面10に検出対象物が接触した場合の第1の電極出力信号S11(330kHz)のAD変換値と第2の電極出力信号S21(337kHz)のAD変換値とを示すグラフであり、図4は、図3における第1の電極出力信号S11のAD変換値と、第2の電極出力信号S21のAD変換値との差分値を示すグラフである。 Next, the operation of the electrostatic touch switch device 1 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 shows an AD conversion value of the first electrode output signal S 11 (330 kHz) and an AD conversion value of the second electrode output signal S 21 (337 kHz) when the detection target object contacts the operation surface 10. a graph, Figure 4 is a graph showing the AD conversion value of the first electrode output signal S 11 in FIG. 3, the difference value between the AD converted value of the second electrode output signal S 21.

図5は、タッチ電極に1MHzのノイズを印加したときの第1の電極出力信号(330kHz)のAD変換値を示すグラフであり、図6は、タッチ電極に1MHzのノイズを印加したときの第2の電極出力信号(337kHz)のAD変換値を示すグラフであり、図7は、図5における第1の電極出力信号のAD変換値と、図6における第2の電極出力信号のAD変換値との差分値を示すグラフである。   FIG. 5 is a graph showing the AD conversion value of the first electrode output signal (330 kHz) when 1 MHz noise is applied to the touch electrode. FIG. 6 is a graph showing the first AD signal when the 1 MHz noise is applied to the touch electrode. 7 is a graph showing an AD conversion value of the second electrode output signal (337 kHz), and FIG. 7 shows an AD conversion value of the first electrode output signal in FIG. 5 and an AD conversion value of the second electrode output signal in FIG. It is a graph which shows the difference value with.

操作者が指を操作面10に接触させると、タッチ電極11のタッチ容量が増加することにより第1及び第2の電極出力信号S11、S21の電圧値が低下する。これに伴って、図3に示すように第1及び第2の電極出力信号S11、S22のAD変換値も低下する。第1及び第2の電極出力信号S11、S21の差分値は、操作面10に指を接触させたときにノイズがタッチ電極11等から混入していない場合、図4に示すように、約200パルスの範囲に収まる。 When the operator touches the operation surface 10 with the finger, the touch capacitance of the touch electrode 11 increases, and the voltage values of the first and second electrode output signals S 11 and S 21 decrease. Accordingly, as shown in FIG. 3, the AD conversion values of the first and second electrode output signals S 11 and S 22 also decrease. The difference value between the first and second electrode output signals S 11 and S 21 is calculated when the noise is not mixed from the touch electrode 11 or the like when the finger is brought into contact with the operation surface 10 as shown in FIG. It falls within the range of about 200 pulses.

検出部42は、第1の電極出力信号S11のAD変換値と第2の電極出力信号S21のAD変換値との差分が例えば、300パルス以下であり、かつ、第1及び第2の電極出力信号S11、S21の変化量が例えば、1000パルス以上である場合、タッチ容量の値が閾値よりも増加していると判断して操作面10への指の接触を検出する。 Detector 42, a difference between the AD converted value of the AD conversion value and the second electrode output signal S 21 of the first electrode output signal S 11 is for example, a 300 pulses or less, and the first and second If the amount of change in the electrode output signals S 11 and S 21 is, for example, 1000 pulses or more, it is determined that the touch capacitance value has increased above the threshold value, and the touch of the finger on the operation surface 10 is detected.

タッチ電極11に例えば、外部からの放射ノイズや伝導ノイズ等が混入した場合、ノイズによってタッチ電極11の静電容量値が変化することから、第1及び第2の電極出力信号S11、S21のAD変換値は、ノイズの影響により図5に示すように、図6に示す第2の電極出力信号S21のAD変換値よりも振れることがある。 For example, when radiation noise or conduction noise from the outside is mixed in the touch electrode 11, the capacitance value of the touch electrode 11 changes due to the noise, and therefore the first and second electrode output signals S 11 and S 21. As shown in FIG. 5, the AD conversion value may deviate from the AD conversion value of the second electrode output signal S 21 shown in FIG. 6 due to the influence of noise.

タッチ電極11にノイズが混入した場合、第1の電極出力信号S11のAD変換値と第2の電極出力信号S21のAD変換値との間の差分値は、図7に示すように、例えば約800パルスとなる。ノイズがタッチ電極11等に混入した場合にこの差分値が大きくなるのは、電極駆動信号の周波数によってノイズを検出する感度が異なるためである。 If the noise is mixed in the touch electrode 11, the difference value between the AD converted value and the AD conversion value of the second electrode output signal S 21 of the first electrode output signal S 11, as shown in FIG. 7, For example, about 800 pulses. The difference value increases when noise is mixed in the touch electrode 11 or the like because the sensitivity for detecting noise differs depending on the frequency of the electrode drive signal.

検出部42は、第1の電極出力信号S11のAD変換値と第2の電極出力信号S21のAD変換値との差分値が例えば、500パルス以上である場合、操作面10に対する操作ではなく、ノイズによってタッチ電極11の静電容量値が変化したと判断する。 When the difference value between the AD conversion value of the first electrode output signal S 11 and the AD conversion value of the second electrode output signal S 21 is, for example, 500 pulses or more, the detection unit 42 does not operate the operation surface 10. It is determined that the capacitance value of the touch electrode 11 has changed due to noise.

すなわち、検出部42は、第1の電極出力信号S11のAD変換値と第2の電極出力信号S21のAD変換値との差分値が大きい場合には、第1及び第2の電極出力信号S11、S22の変化量が例えば、1000パルス以上であったとしても、操作面10に指が接触していないと判断する。 That is, the detection unit 42, when the difference value between the AD converted value of the AD conversion value and the second electrode output signal S 21 of the first electrode output signal S 11 is large, the first and second electrode output Even if the change amount of the signals S 11 and S 22 is, for example, 1000 pulses or more, it is determined that the finger is not in contact with the operation surface 10.

(実施の形態の効果)
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)周波数が異なる第1及び第2の電極駆動信号S、Sを用いて操作面10に対する操作を検出することにより、タッチ電極11等から混入したノイズを第1及び第2の電極出力信号S11、S22の差分値に基づいて検出することができる。これにより、ノイズによる誤検出を低減した操作面10に対する操作の検出が可能になる。
(2)ノイズの検出を検出部42により行うことにより、タッチ電極11から混入するノイズを抑制するためのフィルタを操作面10に設ける必要がなくなるので静電タッチスイッチ装置1を小型化及び低コスト化することができる。
(3)ノイズによる誤検出を低減することにより、操作面10に対する操作を正確に検出できることから、静電タッチスイッチ装置1の操作性が向上する。
(4)特に、特定の周波数を含む放射ノイズ、スパイクノイズ等がタッチ電極11等から混入した場合に効果的にノイズの影響を低減することができる。
(Effect of embodiment)
According to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) By detecting an operation on the operation surface 10 using the first and second electrode drive signals S 1 and S 2 having different frequencies, noise mixed from the touch electrode 11 or the like is detected in the first and second electrodes. It can be detected based on the difference value between the output signals S 11 and S 22 . As a result, it is possible to detect an operation on the operation surface 10 with reduced erroneous detection due to noise.
(2) Since the noise is detected by the detection unit 42, it is not necessary to provide a filter for suppressing noise mixed from the touch electrode 11 on the operation surface 10, so that the electrostatic touch switch device 1 can be reduced in size and cost. Can be
(3) Since it is possible to accurately detect an operation on the operation surface 10 by reducing erroneous detection due to noise, the operability of the electrostatic touch switch device 1 is improved.
(4) In particular, when radiation noise including a specific frequency, spike noise, or the like is mixed from the touch electrode 11 or the like, the influence of noise can be effectively reduced.

[変形例]
なお、本発明の実施の形態は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形、実施が可能である。例えば、検出部42は、第1及び第2のチャンネル421、422からそれぞれ第1及び第2の電極出力信号S11、S21を入力していたが、検出部42は、1つのチャンネルから第1及び第2の電極出力信号S11、S21を入力する構成としてもよい。
[Modification]
The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications and implementations are possible without departing from the scope of the present invention. For example, the detection unit 42 receives the first and second electrode output signals S 11 and S 21 from the first and second channels 421 and 422, respectively. The first and second electrode output signals S 11 and S 21 may be input.

また、変換部30は、第1及び第2の電極出力信号S11、S21を1つの変換回路でアナログ/デジタル変換する構成としてもよい。 The conversion unit 30 may be configured to perform analog / digital conversion of the first and second electrode output signals S 11 and S 21 using a single conversion circuit.

1…静電タッチスイッチ装置、10…操作面、11…タッチ電極、20…ボルテージフォロア、30…変換部、31…第1の変換回路、32…第2の変換回路、33…スイッチ、33a〜33c…端子、40…マイコン、41…パルスジュネレータ部、42…検出部、421…第1のチャンネル、422…第2のチャンネル、S…第1の電極駆動信号、S…第2の電極駆動信号、S11…第1の電極出力信号、S21…第2の電極出力信号、S31、32…デジタル信号



DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrostatic touch switch apparatus, 10 ... Operation surface, 11 ... Touch electrode, 20 ... Voltage follower, 30 ... Conversion part, 31 ... 1st conversion circuit, 32 ... 2nd conversion circuit, 33 ... Switch, 33a- 33c ... terminal, 40 ... microcomputer, 41 ... pulse Genet regulator unit, 42 ... detection unit, 421 ... first channel, 422 ... second channel, S 1 ... first electrode driving signal, S 2 ... of the second Electrode drive signal, S 11 ... First electrode output signal, S 21 ... Second electrode output signal, S 31, S 32 .. Digital signal



Claims (3)

周波数が異なる2つの電極駆動信号を生成し、生成した前記2つの電極駆動信号を交互に切替をして出力する生成部と、
前記生成部が交互に出力した前記2つの電極駆動信号により充電されるタッチ電極と、
前記タッチ電極から出力される2つの電極出力信号を前記切替に同期して入力し、アナログ信号である前記2つの電極出力信号をデジタル信号にアナログ/デジタル変換する変換部と、
前記デジタル信号に基づいて前記2つの電極出力信号の差分を算出することでノイズの有無を検出する検出部とを備えた、
静電タッチスイッチ装置。
A generating unit that generates two electrode drive signals having different frequencies, and alternately switches and outputs the generated two electrode drive signals;
A touch electrode that is charged by the two electrode drive signals output alternately by the generator;
A conversion unit that inputs two electrode output signals output from the touch electrode in synchronization with the switching, and performs analog / digital conversion of the two electrode output signals that are analog signals into digital signals;
A detection unit that detects the presence or absence of noise by calculating a difference between the two electrode output signals based on the digital signal;
Electrostatic touch switch device.
前記検出部は、前記2つの電極出力信号の差分が所定の値より小さく、かつ、前記タッチ電極の静電容量値に変化があったとき、前記タッチ電極の操作面に対する操作を検出する、
請求項1に記載の静電タッチスイッチ装置。
The detection unit detects an operation on the operation surface of the touch electrode when the difference between the two electrode output signals is smaller than a predetermined value and the capacitance value of the touch electrode is changed.
The electrostatic touch switch device according to claim 1.
周波数が異なる2つの電極駆動信号を生成し、生成した前記2つの電極駆動信号を交互に切替をして出力するステップと、
交互に出力した前記2つの電極駆動信号によりタッチ電極を充電するステップと、
前記タッチ電極から出力される2つの電極出力信号を前記切替に同期して入力し、アナログ信号である前記2つの電極出力信号をデジタル信号にアナログ/デジタル変換するステップと、
前記デジタル信号に基づいて前記2つの電極出力信号の差分を算出することにより、ノイズの有無を検出するステップとを含む、
ノイズ検出方法。













Generating two electrode drive signals having different frequencies, switching the generated two electrode drive signals alternately, and outputting;
Charging the touch electrode with the two electrode drive signals output alternately;
Two electrode output signals output from the touch electrodes are input in synchronization with the switching, and the two electrode output signals, which are analog signals, are converted into digital signals from analog to digital, and
Detecting the presence or absence of noise by calculating a difference between the two electrode output signals based on the digital signal,
Noise detection method.













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