JP6296307B2 - 電子機器、静電容量センサ及びタッチパネル - Google Patents
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Description
本発明の静電容量センサについて説明する。一般的な静電容量センサは、背景技術で示したタッチパネルの機能から、位置の検出の機能を省くことで、その機能が実現される。位置の検出機能が省かれるため、面抵抗体の代わりに面導体、もしくは単に導体を用いることが可能である。
図2に本発明の静電容量センサ100のブロック図を、図1に、本発明の静電容量センサを抽象化した、本発明の電子機器120のブロック図を示す。図2に示す静電容量センサ100は、図に記載したキャパシタCinの静電容量を検出するように構成されている。この静電容量センサは、キャパシタCinの静電容量及び励振を入力とし、キャパシタCinの静電容量に応じた信号を出力するセンサシステム101と、該励振を生成する励振生成部102と、励振生成部に接続された正弦波生成部103と、直流生成部104とを有する。センサシステムの出力は復調部105に入力され、この復調部により復調信号が生成される。
図3を参照し、本発明の静電容量センサの動作について説明する。
jは虚数単位、Nはサンプル数、と、複素数X1を求めることができる。複素数X1は、ベクトルX1≡(Re{X1},Im{X1})、Re{X1}は複素数X1の実部,Im{X1}は複素数X1の虚部と記述でき、2次元ベクトルX1で表現することもできる。そしてこれらは同値である。
実施形態1では、観測信号x1(iΔt)の真の信号の振幅を求めるために観測信号z1(iΔt)を利用した。すなわち、観測信号x1(iΔt)の時間的に後に観測したノイズz1(iΔt)を利用して、ノイズを除去した。この実施形態2では、観測信号x1(iΔt)の前後のノイズを利用して観測信号x1(iΔt)の真の信号の振幅を求める形態について、復調部の動作を中心に説明する。
作用効果として以下の2つが挙げられる。
図10に本発明の静電容量式タッチパネル130の構成を示す。図10に示すタッチパネルは、指と面抵抗体131との間に形成されるキャパシタCinの静電容量を利用して、タッチの有無とタッチ位置とを検出する。
図11を参照して、本発明の静電容量式タッチパネルの動作を説明する。
101:センサシステム
102:励振生成部
103:正弦波生成部
104:直流生成部
105、105a、105b、105c、105d:復調部
110:演算増幅器
111:加算器
120:電子機器
130:静電容量式タッチパネル
131:面抵抗体(ITO)
132:偏光板
140:サンプラ
141:乗算器、141a:乗算器I、141b乗算器Q
142:積算器、142a:積算器I、142b:積算器Q
143:レジスタ、143a:レジスタI、143b:レジスタQ
144:乗算器、144a:乗算器I、144b:乗算器Q
145:移相器
146:制御器
Claims (9)
- センサシステムと、
間欠的な矩形波信号を生成し、該センサシステムに与える励振生成部と、
該センサシステムの出力である振幅変調信号を復調する復調部と、
を含み、
該復調部は、
該励振生成部が矩形波信号を出力した期間の該センサシステムの応答の振幅及び位相から得られるベクトルと、
少なくとも前記期間の直前と直後のどちらか一方の、該励振生成部が矩形波信号を出力していない期間の該センサシステムの応答の振幅及び位相から得られるベクトルとの両者を用いて、復調信号を生成することを特徴とする電子機器。 - 該励振生成部が矩形波信号を出力した期間の該センサシステムの応答から算出される、
該矩形波信号の周波数成分の振幅と位相から求まるベクトルをXとし、
該励振生成部が矩形波信号を出力していない期間の該センサシステムの応答から算出される、該矩形波信号の周波数成分の振幅と位相から求まるベクトルをNとしたとき、
該復調信号は、|X−N|の定数倍とされることを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 該励振生成部が矩形波信号を出力した期間の該センサシステムの応答から算出される、
該矩形波信号の周波数成分の振幅と位相から求まるベクトルをXとし、
その直前および直後の該励振生成部が矩形波信号を出力していない期間の該センサシステムの応答から算出される該矩形波信号の周波数成分の振幅と位相から求まるベクトルをそれぞれ、Y、Zとしたとき、
該復調信号は、|X−M|の定数倍、ただしMはYとZとの平均ベクトル、とされることを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 面抵抗体を有し、
前記センサシステムは、該面抵抗体に接続された、該面抵抗体に電圧を印加し、該面抵抗体に流れる電流を測定し出力する駆動・検出回路から構成され、
該面抵抗体と指示体とで形成されるキャパシタの静電容量を検出することで、指示体のタッチ状態もしくは座標を検出する、請求項1乃至3いずれか一つに記載の電子機器を含む静電容量センサ。 - 表示装置を含み構成され、
該表示装置の非アドレス期間に、該励振生成部が矩形波信号を出力する期間と、矩形波信号を出力しない期間とを有し、
該矩形波信号を出力した期間の該センサシステムの応答と、該矩形波信号を出力しない期間の該センサシステムの応答との両者を用いて、復調信号を生成することを特徴とする請求項4に記載の静電容量センサ。 - 面抵抗体を有し、
前記センサシステムは、該面抵抗体に接続された、該面抵抗体に電圧を印加し、該面抵抗体に流れる電流を測定し出力する駆動・検出回路から構成され、
該面抵抗体と指示体とで形成されるキャパシタの静電容量を検出することで、指示体のタッチ状態もしくは座標を検出する、請求項1〜3記載の電子機器を含むタッチパネル。 - 表示装置を含み構成され、
該表示装置の非アドレス期間に、該励振生成部が矩形波信号を出力する期間と、矩形波信号を出力しない期間とを有し、
該矩形波信号を出力した期間の該センサシステムの応答と、該矩形波信号を出力しない期間の該センサシステムの応答との両者を用いて、復調信号を生成することを特徴とする請求項1〜3記載の電子機器。 - 表示装置を含み構成され、
該表示装置の非アドレス期間に、該励振生成部が矩形波信号を出力する期間と、矩形波信号を出力しない期間とを有し、
該矩形波信号を出力した期間の該センサシステムの応答と、該矩形波信号を出力しない期間の該センサシステムの応答との両者を用いて、復調信号を生成することを特徴とする請求項6記載のタッチパネル。 - 演算増幅器と、該演算増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続された抵抗器と、
該演算増幅器の反転入力端子に接続された導体と、
間欠的な矩形波信号を生成し、該演算増幅器の非反転入力端子に与える励振生成部と、を有する、該導体の静電容量を検出する電子機器であって、
該演算増幅器の出力である振幅変調信号を復調する復調部、
を含み、
該復調部は、
該励振生成部が矩形波信号を出力した期間の該演算増幅器の応答と、
少なくともその直前直後どちらか一方の、該励振生成部が矩形波信号を出力していない期間の該演算増幅器の応答との両者を用いて、復調信号を生成することを特徴とする電子機器。
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