JP6414765B2 - タッチスイッチシステム - Google Patents
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Description
本発明は、マトリクス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチの感度の向上とノイズ対策に関するものである。
現在、電子機器の指等を利用したマトリクス型静電容量結合方式のタッチスイッチシステムは、多数のスイッチが必要な用途に利用されるため広い入力面積を必要とする。広い入力面は検出感度の低下とノイズの影響を受けやすくする。
このようなタッチスイッチシステムは、LEDや電球や液晶等の表示装置の前面にタッチスイッチを積層する構造になる。このためタッチスイッチ上に設けられるセンスラインは、表示装置が発生する様々なノイズや外来からの様々なノイズの影響を受けやすい。
また、タッチスイッチは入力に使用する指等に常時接触されるため十分な強度が必要であり、そのために厚いアクリルやガラスにより保護する必要があり、この厚さは検出感度の低下をともなう。
このようなタッチスイッチシステムは、LEDや電球や液晶等の表示装置の前面にタッチスイッチを積層する構造になる。このためタッチスイッチ上に設けられるセンスラインは、表示装置が発生する様々なノイズや外来からの様々なノイズの影響を受けやすい。
また、タッチスイッチは入力に使用する指等に常時接触されるため十分な強度が必要であり、そのために厚いアクリルやガラスにより保護する必要があり、この厚さは検出感度の低下をともなう。
その対策として、ラインの幅を大きくしたり、ラインの抵抗を小さくしたり、大きい信号電圧を加えたり、複雑な信号処理を行うのが現状である。
この前記の高感度化、耐ノイズ性の問題を解消する従来の静電容量方式のタッチスイッチ技術としては、特許文献1に記載のものが挙げられる。
この特許文献1に記載のものにあっては、複数のドライブラインと複数のセンスラインを有するタッチパネルシステムでタッチ操作を検出するにあたり、ノイズ等を除去するために隣接するセンスラインの信号をメインのセンスラインの信号から減算するのに使用しセンサからの入力信号に含まれるノイズの影響を低減することが可能とされている。
この前記の高感度化、耐ノイズ性の問題を解消する従来の静電容量方式のタッチスイッチ技術としては、特許文献1に記載のものが挙げられる。
この特許文献1に記載のものにあっては、複数のドライブラインと複数のセンスラインを有するタッチパネルシステムでタッチ操作を検出するにあたり、ノイズ等を除去するために隣接するセンスラインの信号をメインのセンスラインの信号から減算するのに使用しセンサからの入力信号に含まれるノイズの影響を低減することが可能とされている。
また、特許文献2に記載のものも知られている。センサからの入力信号に対し、その入力信号に含まれるAC信号成分をノイズとして扱う。AC信号成分はフィルタで抽出され位相を180度反転して加算部で入力信号と加算されノイズの影響が低減することが可能とされている。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、多様な種類のノイズを確実に減少させ、かつ感度を向上させる方法を提供することである。
前記、特許文献1はメインのセンスラインの信号から隣接するセンスラインの信号を減算することにより周辺に発生しているノイズのうちセンスライン共通のノイズを減少させる方法である。この方法は、センスライン別に発生しているノイズ信号は減少させられない。また真の信号も隣接するセンスラインに十分な真の信号レベルがある場合には同様に減衰させてしまう。特にライン間隔が狭い場合には影響が大きい。
前記、特許文献2は連続的なAC信号には有効であるが、連続的でないパルスノイズや離散的な高周波成分を伴うノイズ信号には効果が少ない。
前記、特許文献1はメインのセンスラインの信号から隣接するセンスラインの信号を減算することにより周辺に発生しているノイズのうちセンスライン共通のノイズを減少させる方法である。この方法は、センスライン別に発生しているノイズ信号は減少させられない。また真の信号も隣接するセンスラインに十分な真の信号レベルがある場合には同様に減衰させてしまう。特にライン間隔が狭い場合には影響が大きい。
前記、特許文献2は連続的なAC信号には有効であるが、連続的でないパルスノイズや離散的な高周波成分を伴うノイズ信号には効果が少ない。
本発明は、マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、前記タッチスイッチは複数のドライブライン電極と複数のレシーブライン電極とを有し、前記タッチスイッチコントローラは、ドライブ側アナログスイッチを経由してサイン信号を前記ドライブライン電極に出力し、レシーブ側アナログスイッチを経由して交流信号を前記レシーブライン電極から受信し、前記タッチスイッチへのタッチ操作を検出するように構成され、前記タッチスイッチコントローラは、前記ドライブライン電極若しくは前記レシーブライン電極のうちのいずれか一方の第1電極を構成する1つの対象電極と当該対象電極に隣接する全ての第1電極とに対して前記サイン信号を出力、又は、前記対象電極と前記全ての第1電極とから前記交流信号を受信するとともに、前記ドライブライン電極若しくは前記レシーブライン電極のうちのいずれか他方の第2電極を構成する1つの第2電極から前記交流信号を受信し、又は、前記1つの第2電極に前記サイン信号を出力し、受信された前記交流信号の実効値を閾値と比較することで、前記対象電極と前記1つの第2電極との交差部分でのタッチスイッチのオン・オフを判断するように構成されたことを特徴とする、タッチスイッチシステムに関する。
本発明によれば、複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有する場合でも、この複数のドライブラインを同時にドライブし一つのレシーブラインで受信することによりタッチスイッチの感度の向上とノイズに対する効果的な対策を実施することができる。また、一つのドライブラインをドライブし複数のレシーブラインで受信することにより同様にタッチスイッチの感度の向上とノイズに対する効果的な対策を実施することができる。
本発明は、同時にドライブラインやレシーブラインに接続される複数のアナログスイッチをオンにする処理をすることで感度と対ノイズ性能を大幅に改善することができるものである。
本発明は、同時にドライブラインやレシーブラインに接続される複数のアナログスイッチをオンにする処理をすることで感度と対ノイズ性能を大幅に改善することができるものである。
図1を用いてマトリクス型静電容量結合方式のスイッチ構成について説明する。本発明のマトリクス型静電容量結合方式のスイッチは、タッチスイッチ7とタッチスイッチコントローラ8から構成される。タッチスイッチ7は、通常フィルム(一般としてはポリエチレンステレフタートフィルム:PETフィルムが使用されている。)の表面に銀ペーストまたはITO(酸化インジウムスズ)等を印刷した電極フィルム、またはガラスエポキシ基板等を銅エッチングした基材を利用してレシーブ電極4、絶縁層5、ドライブ電極6を作成し、アクリルやガラス及び樹脂等の絶縁基材に接着剤や両面テープ等で表面保護ガラス3に張り合わせたもので構成される。
図1を用いてマトリクス型静電容量結合方式のスイッチ動作について説明する。レシーブ電極4とドライブ電極6の交点に指1が近づくと指1等とレシーブ電極4とドライブ電極6との間に平行板コンデンサが形成され静電容量2が発生する。この静電容量2の発生によりレシーブ電極4に流れる電流が変化する。この変化をタッチスイッチコントローラ8が測定・監視することにより各交点により作られたスイッチのオン・オフを判断する。
図2を用いてマトリクス型静電容量結合方式のスイッチ動作について説明する。ドライブ側9のスイッチを一つオンにして一つのドライブ電極6にSIN波COS波発信回路19からのSIN信号をドライブ電極6に供給する。ドライブ電極6に供給されたSIN波信号は容量結合で絶縁層5を挟んでレシーブ電極4に流れタッチスイッチコントローラ8にある増幅回路および掛算回路12で増幅されSIN波およびCOS波と掛算される。この回路でSIN波成分以外の交流信号はローパスフィルタ回路13で取除かれA/D変換でデジタル化され実効値演算15で実効値が求められ、位相差演算16で位相差が求められる。
求められた実効値は、タッチスイッチ固有の検出電圧と比較され、そのタッチスイッチ固有レベルの70%以上の差はオフからオンへ変化したと判定され、30%以内の差になるとオンからオフへ変化したと制御部11で判定される。尚、ヒステリシスの幅やレベルもスイッチの材料、環境、形状により望ましい値を使用する。また、固有の検出電圧も、温度や湿度、経年変化により変わるので固有の時間差で変えていくことが望ましい。
求められた実効値は、タッチスイッチ固有の検出電圧と比較され、そのタッチスイッチ固有レベルの70%以上の差はオフからオンへ変化したと判定され、30%以内の差になるとオンからオフへ変化したと制御部11で判定される。尚、ヒステリシスの幅やレベルもスイッチの材料、環境、形状により望ましい値を使用する。また、固有の検出電圧も、温度や湿度、経年変化により変わるので固有の時間差で変えていくことが望ましい。
本発明のタッチスイッチ7は指または手1が触れることができる領域があればどの様な形状・本数でも実現可能である。ここではスイッチ全体の形状を四角形状、スイッチ単体の形状を丸型形状、ドライブライン5本とレシーブライン5本を例として説明する。
図3は1ラインドライブ・1ラインレシーブの状態を示す回路図である。ドライブ側スイッチ9のDSW3スイッチだけがオンで中心のドライブラインだけがSIN波発振器21(SIN波COS波発信回路19からのSIN波発振器部)に接続されている。レシーブ側スイッチ10のRSW3スイッチだけがオンで中心のレシーブラインだけが受信信号20に接続されている。尚、受信信号20は、SIN波COS波発信回路19からのCOS波発振器部と増幅回路および掛算回路12から以降の全てと制御部11を示す。
即ち、ドライブ側9・レシーブ側10とも、いずれか1箇所のスイッチがオンである全ての組み合わせを含む構成の例である。
即ち、ドライブ側9・レシーブ側10とも、いずれか1箇所のスイッチがオンである全ての組み合わせを含む構成の例である。
図4は3ラインドライブ・1ラインレシーブの状態を示す回路図である。ドライブ側スイッチ9のDSW2、DSW3、DSW4スイッチだけがオンでSIN波発振器21に接続されている。レシーブ側スイッチRSW3スイッチだけがオンで受信信号20に接続されている。
即ち、ドライブ側9は隣合った3箇所、レシーブ側10は1箇所のスイッチがオンである全ての組合わせを含む構成例である。
即ち、ドライブ側9は隣合った3箇所、レシーブ側10は1箇所のスイッチがオンである全ての組合わせを含む構成例である。
図5は1ラインドライブ・3ラインレシーブの状態を示す回路図である。ドライブ側スイッチ9のDSW3だけがオンでSIN波発振器21に接続されている。レシーブ側スイッチはRSW2、RSW3、RSW4スイッチだけがオンで受信信号20に接続されている。ドライブ側9は1箇所、レシーブ側10は3箇所のスイッチがオンである全ての組合わせを含む構成例である。
図6は隅の2ラインドライブ・1ラインレシーブの状態を示す回路図である。ドライブ側スイッチ9のDSW1,DSW2スイッチだけがオンでSIN波発振器21に接続されている。レシーブ側スイッチはRSW3スイッチがオンで受信信号20に接続されている。
即ち、ドライブ側9は端の隣合った2箇所の組合わせと、レシーブ側10は1箇所のスイッチがオンである全ての組合わせを含む構成例である。
即ち、ドライブ側9は端の隣合った2箇所の組合わせと、レシーブ側10は1箇所のスイッチがオンである全ての組合わせを含む構成例である。
図7は1ラインドライブ・隅の2ラインレシーブの状態を示す回路図である。ドライブ側9スイッチのDSW3スイッチだけがオンでSIN波発振器21に接続されている。レシーブ側10スイッチはRSW1、RSW2スイッチがオンで受信信号20に接続されている。
即ち、ドライブ側9は1箇所のスイッチがオンである全ての組合わせと、レシーブ側10は端の2箇所のスイッチがオンである全ての組合わせを含む構成例である。
即ち、ドライブ側9は1箇所のスイッチがオンである全ての組合わせと、レシーブ側10は端の2箇所のスイッチがオンである全ての組合わせを含む構成例である。
図8は全ラインドライブ・全ラインレシーブの状態を示す回路図である。ドライブ側9スイッチのDSW1からDSW5の全てのスイッチがオンでSIN波発振器21に接続されている。
即ち、レシーブ側10スイッチはRSW1からRSW5の全てのスイッチがオンで受信信号20に接続されている構成例である。
即ち、レシーブ側10スイッチはRSW1からRSW5の全てのスイッチがオンで受信信号20に接続されている構成例である。
以下、実施例により、本発明を説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものでなく、本発明の技術範囲において、種々の変形例を含むものである。
図1を用いて説明する。タッチスイッチ7は、厚さ3〜5mmの表面保護ガラス6とPETフィルムまたは基板による絶縁層5の上面にレシーブ電極4、下面にドライブ電極6を銀ペーストの印刷または銅のエッチングで作製する。これら電極群はフレキケーブル等または直接タッチスイッチコントローラに接続される。実施例では、基板を用い絶縁層の厚さは0.6mmとした。
図2を用いて説明する。形状と配置はタッチスイッチ7にドライブ電極は2mm幅、レシーブ電極は2mm幅、間隔は15mm。入力範囲はドライブ電極とレシーブ電極の交点を中心とした直径10mmの円形とした。それぞれの電極はフレキケーブルでタッチスイッチコントローラにそれぞれのラインが交差しないように基板上のアナログスイッチに接続した。
前記の条件で、タッチスイッチ7に構成されるタッチスイッチは2mm幅のパターンのドライブラインとレシーブラインの交点を中心とした直径10mmの円形形状(図2)とした。
実施例では指の代わりにテスト指、直径10mm長さ100mmのステンレス棒、先端に厚さ1mmの導電性ゴムを接着したものを垂直に立てて使用した。
図2を用いて説明する。形状と配置はタッチスイッチ7にドライブ電極は2mm幅、レシーブ電極は2mm幅、間隔は15mm。入力範囲はドライブ電極とレシーブ電極の交点を中心とした直径10mmの円形とした。それぞれの電極はフレキケーブルでタッチスイッチコントローラにそれぞれのラインが交差しないように基板上のアナログスイッチに接続した。
前記の条件で、タッチスイッチ7に構成されるタッチスイッチは2mm幅のパターンのドライブラインとレシーブラインの交点を中心とした直径10mmの円形形状(図2)とした。
実施例では指の代わりにテスト指、直径10mm長さ100mmのステンレス棒、先端に厚さ1mmの導電性ゴムを接着したものを垂直に立てて使用した。
(実施例1)
実施例の条件で、図3を実施し実効値17を確認した。
ドライブ側アナログスイッチDSW3をオンにし、他は全てGNDに接続。レシーブ側アナログスイッチはRSW3をオンにし、他は全てGNDに接続。テスト指をSW3−3に設置。
図9から図13の1ラインドライブ・1ラインレシーブの実効値を確認した。
実施例の条件で、図3を実施し実効値17を確認した。
ドライブ側アナログスイッチDSW3をオンにし、他は全てGNDに接続。レシーブ側アナログスイッチはRSW3をオンにし、他は全てGNDに接続。テスト指をSW3−3に設置。
図9から図13の1ラインドライブ・1ラインレシーブの実効値を確認した。
(実施例2)
実施例の条件で、図4を実施し実効値17を確認した。
ドライブ側アナログスイッチDSW2、DSW3、DSW4をオンにし、他は全てGNDに接続。レシーブ側アナログスイッチはRSW3をオンにし、他は全てGNDに接続。テスト指をSW3−3に設置。
図9の3ラインドライブ・1ラインレシーブの実効値を確認した。
上記実効値は、1ラインドライブ・1ラインレシーブの2.5倍であることを確認した。
実施例の条件で、図4を実施し実効値17を確認した。
ドライブ側アナログスイッチDSW2、DSW3、DSW4をオンにし、他は全てGNDに接続。レシーブ側アナログスイッチはRSW3をオンにし、他は全てGNDに接続。テスト指をSW3−3に設置。
図9の3ラインドライブ・1ラインレシーブの実効値を確認した。
上記実効値は、1ラインドライブ・1ラインレシーブの2.5倍であることを確認した。
(実施例3)
実施例の条件で、図5を実施し実効値17を確認した。
ドライブ側アナログスイッチDSW3をオンにし、他は全てGNDに接続。レシーブ側アナログスイッチはRSW2、RSW3、RSW4をオンにし、他は全てGNDに接続。テスト指をSW3−3に設置。
図10の1ラインドライブ・3ラインレシーブの実効値を確認した。
上記実効値は、1ラインドライブ・1ラインレシーブの2.5倍であることを確認した。
実施例の条件で、図5を実施し実効値17を確認した。
ドライブ側アナログスイッチDSW3をオンにし、他は全てGNDに接続。レシーブ側アナログスイッチはRSW2、RSW3、RSW4をオンにし、他は全てGNDに接続。テスト指をSW3−3に設置。
図10の1ラインドライブ・3ラインレシーブの実効値を確認した。
上記実効値は、1ラインドライブ・1ラインレシーブの2.5倍であることを確認した。
(実施例4)
実施例の条件で、図6を実施し実効値17を確認した。
ドライブ側アナログスイッチDSW1、DSW2をオンにし、他は全てGNDに接続。レシーブ側アナログスイッチはRSW3をオンにし、他は全てGNDに接続。テスト指をSW1−3に設置。
図11の隅の2ラインドライブ・1ラインレシーブの実効値を確認した。
上記実効値は、1ラインドライブ・1ラインレシーブの2倍であることを確認した。
実施例の条件で、図6を実施し実効値17を確認した。
ドライブ側アナログスイッチDSW1、DSW2をオンにし、他は全てGNDに接続。レシーブ側アナログスイッチはRSW3をオンにし、他は全てGNDに接続。テスト指をSW1−3に設置。
図11の隅の2ラインドライブ・1ラインレシーブの実効値を確認した。
上記実効値は、1ラインドライブ・1ラインレシーブの2倍であることを確認した。
(実施例5)
実施例の条件で、図7を実施し実効値17を確認した。
ドライブ側アナログスイッチDSW3をオンにし、他は全てGNDに接続。レシーブ側アナログスイッチはRSW1、RSW2をオンにし、他は全てGNDに接続。テスト指をSW3−1に設置。
図12の1ラインドライブ・隅の2ラインレシーブの実効値を確認した。
上記実効値は、1ラインドライブ・1ラインレシーブの2倍であることを確認した。
実施例の条件で、図7を実施し実効値17を確認した。
ドライブ側アナログスイッチDSW3をオンにし、他は全てGNDに接続。レシーブ側アナログスイッチはRSW1、RSW2をオンにし、他は全てGNDに接続。テスト指をSW3−1に設置。
図12の1ラインドライブ・隅の2ラインレシーブの実効値を確認した。
上記実効値は、1ラインドライブ・1ラインレシーブの2倍であることを確認した。
(実施例6)
実施例の条件で、図8を実施し実効値17を確認した。
ドライブ側アナログスイッチDSW1、DSW2、DSW3、DSW4、DSW5をオンに。レシーブ側アナログスイッチはRSW1、RSW2、RSW3、RSW4、RSW5をオンに。テスト指をSW3−3に設置。
図10の1ラインドライブ・3ラインレシーブの実効値を確認した。
上記実効値は、1ラインドライブ・1ラインレシーブの4倍であることを確認した。
全てのラインがドライブ信号およびレシーブ信号に接続されることで、全てのドライブラインがドライブされることでノイズは減少し、レシーブ信号はドライブラインが増えることで非常に大きくなりノイズの影響は減少する。また、全てのレシーブラインが接続されることで、信号は非常に大きくなる。ノイズが減少するうえにレシーブ信号が大きくなり閾値を大きくすることができるのでノイズの影響は大幅に減少する。
実施例の条件で、図8を実施し実効値17を確認した。
ドライブ側アナログスイッチDSW1、DSW2、DSW3、DSW4、DSW5をオンに。レシーブ側アナログスイッチはRSW1、RSW2、RSW3、RSW4、RSW5をオンに。テスト指をSW3−3に設置。
図10の1ラインドライブ・3ラインレシーブの実効値を確認した。
上記実効値は、1ラインドライブ・1ラインレシーブの4倍であることを確認した。
全てのラインがドライブ信号およびレシーブ信号に接続されることで、全てのドライブラインがドライブされることでノイズは減少し、レシーブ信号はドライブラインが増えることで非常に大きくなりノイズの影響は減少する。また、全てのレシーブラインが接続されることで、信号は非常に大きくなる。ノイズが減少するうえにレシーブ信号が大きくなり閾値を大きくすることができるのでノイズの影響は大幅に減少する。
上記実施例の基本的なタイミングを図14に示す。一回のラインドライブ・ラインレシーブは1msecで実施される。ドライブ信号の基本周波数は、100kHzから500kHzの±1VのSIN信号で約1msec出力され1msec停止する。(停止しなくても可)出力されているタイミングにおいて、ドライブ側アナログスイッチ経由でドライブ電極に接続され同様にアナログスイッチ経由で増幅回路および掛算回路12に接続されたレシーブ電極はドライブ電極との間に構成された平行板コンデンサにより流れる電流の実効値を計測・基準値と比較し、タッチスイッチのオン・オフを制御部11が判断する。5×5のタッチスイッチの場合25回のドライブ・レシーブでその交点全てのタッチスイッチのオン・オフを判断する。25個のタッチスイッチのオン・オフを判断するには、(1msec+1msec)・25個=50msecかかり、毎秒20回オン・オフを確認できる。図15に示す。
(実施例7)
毎秒20回タッチスイッチが押されているかどうかの確認だけであれば、(実施例6)図8を50msecに一回実行すればよく、5×5のタッチスイッチの場合は消費電力を1/25にでき感度も4倍程度高くなりノイズにも非常に強くできる。図16に示す。
タッチスイッチ全体の動作時間がかぎりなく1/(ドライブライン数×レシーブライン数)にできるので、ライン数が多いいほど動作時間を大幅に減少させ、突発的なノイズの影響を減らすことができ、ノイズ等により異常事態が発生しても動作時間が短いため繰返し等の対策が容易にでき、さらに消費電力を大幅に減らすことができる。
毎秒20回タッチスイッチが押されているかどうかの確認だけであれば、(実施例6)図8を50msecに一回実行すればよく、5×5のタッチスイッチの場合は消費電力を1/25にでき感度も4倍程度高くなりノイズにも非常に強くできる。図16に示す。
タッチスイッチ全体の動作時間がかぎりなく1/(ドライブライン数×レシーブライン数)にできるので、ライン数が多いいほど動作時間を大幅に減少させ、突発的なノイズの影響を減らすことができ、ノイズ等により異常事態が発生しても動作時間が短いため繰返し等の対策が容易にでき、さらに消費電力を大幅に減らすことができる。
(実施例8)
図17に図15と同様なタッチスイッチの検出を実施して、消費電力を最小1/25に最悪でも同等にできる実施例を示す。どれかタッチスイッチがオンになるまで実施例7に示す方法で5×5のタッチスイッチを確認し、どれかのタッチスイッチがオンになれば実施例2〜実施例4の方法で5×5のタッチスイッチ25個のオン・オフを確認する。全てのスイッチがオフなことを確認後は実施例7に示す方法に戻す。消費電力は、最少1/25になり感度も2倍〜4倍程度高くなりノイズに対しても強くできる。
図17に図15と同様なタッチスイッチの検出を実施して、消費電力を最小1/25に最悪でも同等にできる実施例を示す。どれかタッチスイッチがオンになるまで実施例7に示す方法で5×5のタッチスイッチを確認し、どれかのタッチスイッチがオンになれば実施例2〜実施例4の方法で5×5のタッチスイッチ25個のオン・オフを確認する。全てのスイッチがオフなことを確認後は実施例7に示す方法に戻す。消費電力は、最少1/25になり感度も2倍〜4倍程度高くなりノイズに対しても強くできる。
(実施例9)
図18に図15と同様であるが最初のタッチスイッチがオンになった後は、全てのタッチスイッチがオフになるまで同一のタッチスイッチがオンであるとするなら消費電力は、最少1/25になり最悪でも1/20(毎秒1〜3回程度のタッチスイッチがオン・オフされた場合)になり感度も2倍〜4倍程度高くなりノイズに対しても強くできる。
図18に図15と同様であるが最初のタッチスイッチがオンになった後は、全てのタッチスイッチがオフになるまで同一のタッチスイッチがオンであるとするなら消費電力は、最少1/25になり最悪でも1/20(毎秒1〜3回程度のタッチスイッチがオン・オフされた場合)になり感度も2倍〜4倍程度高くなりノイズに対しても強くできる。
(実施例10)
図19に図8と同様であるが、繰返し周期を50msecから499msecに延ばし、タッチスイッチがどれかオンになったことを検出する。消費電力は最少1/250になり感度も2倍〜4倍程度高くなりノイズに対しても強くなる。
図19に図8と同様であるが、繰返し周期を50msecから499msecに延ばし、タッチスイッチがどれかオンになったことを検出する。消費電力は最少1/250になり感度も2倍〜4倍程度高くなりノイズに対しても強くなる。
(付記)
マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチにおいて、タッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、タッチスイッチは複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有し、タッチスイッチの指等によるタッチ操作を検出するタッチスイッチコントローラを有し、タッチスイッチコントローラはアナログスイッチを経由してサイン信号を出力するドライブ側電極とアナログスイッチを経由して交流信号を受信するレシーブ側電極に接続され、レシーブ側電極の実効値と位相差を測定するにあたり、3つの近接するドライブラインをアナログスイッチで接続してドライブし、1つのレシーブラインをアナログスイッチで接続して感度を向上させ、測定された値を3つのドライブラインの中心のドライブラインと交差するレシーブラインのスイッチの値としてタッチスイッチのオン・オフを判断することを第1の付記とする。
マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチにおいて、タッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、タッチスイッチは複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有し、タッチスイッチの指等によるタッチ操作を検出するタッチスイッチコントローラを有し、タッチスイッチコントローラはアナログスイッチを経由してサイン信号を出力するドライブ側電極とアナログスイッチを経由して交流信号を受信するレシーブ側電極に接続され、レシーブ側電極の実効値と位相差を測定するにあたり、1つのドライブラインをアナログスイッチで接続してドライブし、3つの近接するレシーブラインをアナログスイッチで接続して感度を向上させ、測定された値を1つのドライブラインと交差する3つのレシーブラインの中心のレシーブラインと交差するスイッチの値としてタッチスイッチのオン・オフを判断することを第2の付記とする。
マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチにおいて、タッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、タッチスイッチは複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有し、タッチスイッチの指等によるタッチ操作を検出するタッチスイッチコントローラを有し、タッチスイッチコントローラはアナログスイッチを経由してサイン信号を出力するドライブ側電極とアナログスイッチを経由して交流信号を受信するレシーブ側電極に接続され、レシーブ側電極の実効値と位相差を測定するにあたり、隅のライン上のスイッチ情報を得るにあたり、隅のドライブラインと隣のドライブラインをアナログスイッチで接続してドライブし、1つのレシーブラインをアナログスイッチで接続して感度を向上させ、測定された値を隅のドライブラインと交差するレシーブラインのスイッチの値としてタッチスイッチのオン・オフを判断することを第3の付記とする。
マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチにおいて、タッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、タッチスイッチは複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有し、タッチスイッチの指等によるタッチ操作を検出するタッチスイッチコントローラを有し、タッチスイッチコントローラはアナログスイッチを経由してサイン信号を出力するドライブ側電極とアナログスイッチを経由して交流信号を受信するレシーブ側電極に接続され、レシーブ側電極の実効値と位相差を測定するにあたり、隅のライン上のスイッチ情報を得るにあたり、1つのドライブラインをアナログスイッチで接続してドライブし、隅のレシーブラインと隣のレシーブラインをアナログスイッチで接続して感度を向上させ、測定された値をドライブラインと交差する隅のレシーブラインのスイッチの値としてタッチスイッチのオン・オフを判断することを第4の付記とする。
マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチにおいて、タッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、タッチスイッチは複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有し、タッチスイッチの指等によるタッチ操作を検出するタッチスイッチコントローラを有し、タッチスイッチコントローラはアナログスイッチを経由してサイン信号を出力するドライブ側電極とアナログスイッチを経由して交流信号を受信するレシーブ側電極に接続され、レシーブ側電極の実効値と位相差を測定するにあたり、全てのドライブラインをアナログスイッチで接続してドライブし、全てのレシーブラインをアナログスイッチで接続して感度を向上させ、測定された値を全てのスイッチのどれか、もしくはいくつかのスイッチの値として、短時間で全てもしくはいくつかのタッチスイッチのオン・オフと判断することを第5の付記とする。
マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチにおいて、タッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、タッチスイッチは複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有し、タッチスイッチの指等によるタッチ操作を検出するタッチスイッチコントローラを有し、タッチスイッチコントローラはアナログスイッチを経由してサイン信号を出力するドライブ側電極とアナログスイッチを経由して交流信号を受信するレシーブ側電極に接続され、レシーブ側電極の実効値と位相差を測定するにあたり、全てのドライブラインをアナログスイッチで接続してドライブし、全てのレシーブラインをアナログスイッチで接続して感度を向上させ、測定された値を全てのスイッチのどれか、もしくはいくつかのスイッチの値として、全てもしくはいくつかのタッチスイッチのオン・オフと判断し、その後付記1〜4のいずれかの方法で全てのタッチスイッチのオン・オフを判断することを第6の付記とする。
マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチにおいて、タッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、タッチスイッチは複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有し、タッチスイッチの指等によるタッチ操作を検出するタッチスイッチコントローラを有し、タッチスイッチコントローラはアナログスイッチを経由してサイン信号を出力するドライブ側電極とアナログスイッチを経由して交流信号を受信するレシーブ側電極に接続され、レシーブ側電極の実効値と位相差を測定するにあたり、3つの近接するドライブラインをアナログスイッチで接続してドライブし、1つのレシーブラインをアナログスイッチで接続して感度を向上させ、測定された値を3つのドライブラインの中心のドライブラインと交差するレシーブラインのスイッチの値としてタッチスイッチのオン・オフを判断することを第1の付記とする。
マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチにおいて、タッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、タッチスイッチは複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有し、タッチスイッチの指等によるタッチ操作を検出するタッチスイッチコントローラを有し、タッチスイッチコントローラはアナログスイッチを経由してサイン信号を出力するドライブ側電極とアナログスイッチを経由して交流信号を受信するレシーブ側電極に接続され、レシーブ側電極の実効値と位相差を測定するにあたり、1つのドライブラインをアナログスイッチで接続してドライブし、3つの近接するレシーブラインをアナログスイッチで接続して感度を向上させ、測定された値を1つのドライブラインと交差する3つのレシーブラインの中心のレシーブラインと交差するスイッチの値としてタッチスイッチのオン・オフを判断することを第2の付記とする。
マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチにおいて、タッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、タッチスイッチは複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有し、タッチスイッチの指等によるタッチ操作を検出するタッチスイッチコントローラを有し、タッチスイッチコントローラはアナログスイッチを経由してサイン信号を出力するドライブ側電極とアナログスイッチを経由して交流信号を受信するレシーブ側電極に接続され、レシーブ側電極の実効値と位相差を測定するにあたり、隅のライン上のスイッチ情報を得るにあたり、隅のドライブラインと隣のドライブラインをアナログスイッチで接続してドライブし、1つのレシーブラインをアナログスイッチで接続して感度を向上させ、測定された値を隅のドライブラインと交差するレシーブラインのスイッチの値としてタッチスイッチのオン・オフを判断することを第3の付記とする。
マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチにおいて、タッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、タッチスイッチは複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有し、タッチスイッチの指等によるタッチ操作を検出するタッチスイッチコントローラを有し、タッチスイッチコントローラはアナログスイッチを経由してサイン信号を出力するドライブ側電極とアナログスイッチを経由して交流信号を受信するレシーブ側電極に接続され、レシーブ側電極の実効値と位相差を測定するにあたり、隅のライン上のスイッチ情報を得るにあたり、1つのドライブラインをアナログスイッチで接続してドライブし、隅のレシーブラインと隣のレシーブラインをアナログスイッチで接続して感度を向上させ、測定された値をドライブラインと交差する隅のレシーブラインのスイッチの値としてタッチスイッチのオン・オフを判断することを第4の付記とする。
マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチにおいて、タッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、タッチスイッチは複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有し、タッチスイッチの指等によるタッチ操作を検出するタッチスイッチコントローラを有し、タッチスイッチコントローラはアナログスイッチを経由してサイン信号を出力するドライブ側電極とアナログスイッチを経由して交流信号を受信するレシーブ側電極に接続され、レシーブ側電極の実効値と位相差を測定するにあたり、全てのドライブラインをアナログスイッチで接続してドライブし、全てのレシーブラインをアナログスイッチで接続して感度を向上させ、測定された値を全てのスイッチのどれか、もしくはいくつかのスイッチの値として、短時間で全てもしくはいくつかのタッチスイッチのオン・オフと判断することを第5の付記とする。
マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチにおいて、タッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、タッチスイッチは複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有し、タッチスイッチの指等によるタッチ操作を検出するタッチスイッチコントローラを有し、タッチスイッチコントローラはアナログスイッチを経由してサイン信号を出力するドライブ側電極とアナログスイッチを経由して交流信号を受信するレシーブ側電極に接続され、レシーブ側電極の実効値と位相差を測定するにあたり、全てのドライブラインをアナログスイッチで接続してドライブし、全てのレシーブラインをアナログスイッチで接続して感度を向上させ、測定された値を全てのスイッチのどれか、もしくはいくつかのスイッチの値として、全てもしくはいくつかのタッチスイッチのオン・オフと判断し、その後付記1〜4のいずれかの方法で全てのタッチスイッチのオン・オフを判断することを第6の付記とする。
以上の(付記)によれば、複数のドライブラインと複数のレシーブラインを有する場合、或いは、一方を単数とし他方を複数とする場合でも、この複数のドライブラインを同時にドライブし一つのレシーブラインで受信することによりタッチスイッチの感度の向上とノイズに対する効果的な対策を実施することができる。また、一つのドライブラインをドライブし複数のレシーブラインで受信することにより同様にタッチスイッチの感度の向上とノイズに対する効果的な対策を実施することができる。
1 指
2 静電容量
3 表面保護ガラス
4 レシーブ電極
5 絶縁層
6 ドライブ電極
7 タッチスイッチ
8 タッチスイッチコントローラ
9 ドライブ側アナログスイッチ
10 レシーブ側アナログスイッチ
11 制御部
12 増幅回路および掛算回路
13 ローパスフィルタ回路
14 A/D変換回路
15 実効値演算回路
16 位相差演算回路
17 実効値
18 位相差
19 SIN波COS波発振回路
20 レシーブ信号
21 ドライブ信号
2 静電容量
3 表面保護ガラス
4 レシーブ電極
5 絶縁層
6 ドライブ電極
7 タッチスイッチ
8 タッチスイッチコントローラ
9 ドライブ側アナログスイッチ
10 レシーブ側アナログスイッチ
11 制御部
12 増幅回路および掛算回路
13 ローパスフィルタ回路
14 A/D変換回路
15 実効値演算回路
16 位相差演算回路
17 実効値
18 位相差
19 SIN波COS波発振回路
20 レシーブ信号
21 ドライブ信号
Claims (5)
- マトリックス型静電容量結合方式を利用したタッチスイッチと、タッチスイッチの信号を処理するタッチスイッチコントローラとを備えたタッチスイッチシステムにおいて、
前記タッチスイッチは複数のドライブライン電極と複数のレシーブライン電極とを有し、
前記タッチスイッチコントローラは、ドライブ側アナログスイッチを経由してサイン信号を前記ドライブライン電極に出力し、レシーブ側アナログスイッチを経由して交流信号を前記レシーブライン電極から受信し、前記タッチスイッチへのタッチ操作を検出するように構成され、
前記タッチスイッチコントローラは、
前記ドライブライン電極若しくは前記レシーブライン電極のうちのいずれか一方の第1電極を構成する1つの対象電極と当該対象電極に隣接する全ての第1電極とに対して前記ドライブ側アナログスイッチを経由して前記サイン信号を出力、又は、前記対象電極と前記隣接する全ての第1電極とから前記レシーブ側アナログスイッチを経由して前記交流信号を受信するとともに、
前記ドライブライン電極若しくは前記レシーブライン電極のうちのいずれか他方の第2電極を構成する1つの第2電極から前記レシーブ側アナログスイッチを経由して前記交流信号を受信し、又は、前記ドライブ側アナログスイッチを経由して前記1つの第2電極に前記サイン信号を出力し、
受信された前記交流信号の実効値を閾値と比較することで、前記対象電極と前記1つの第2電極との交差部分でのタッチスイッチのオン・オフを判断するように構成されたことを特徴とする、タッチスイッチシステム。 - 前記タッチスイッチコントローラは、
前記第2電極としての前記複数のドライブライン電極を構成する前記1つの第2電極としての1つのドライブライン電極に前記サイン信号を出力するとともに、
前記第1電極としての前記複数のレシーブライン電極を構成する1つの対象電極と当該対象電極に隣接する2つのレシーブライン電極との合計3つの前記レシーブライン電極から前記交流信号を受信し、
受信された前記交流信号の実効値を前記閾値と比較することで、前記対象電極と前記1つのドライブライン電極との交差部分でのタッチスイッチのオン・オフを判断するように構成されたことを特徴とする、請求項1に記載のタッチスイッチシステム。 - 前記タッチスイッチコントローラは、
前記第1電極としての前記複数のドライブライン電極の隅に配置された前記対象電極と当該対象電極に隣接する1つのドライブライン電極との合計2つの前記ドライブライン電極に対して前記サイン信号を出力するとともに、
前記第2電極としての前記複数のレシーブライン電極を構成する前記1つの第2電極としての1つのレシーブライン電極から前記交流信号を受信するように構成され、
受信された前記交流信号の実効値を前記閾値と比較することで、前記対象電極と前記1つのレシーブライン電極との交差部分でのタッチスイッチのオン・オフを判断するように構成されたことを特徴とする、請求項1に記載のタッチスイッチシステム。 - 前記タッチスイッチコントローラは、
前記第2電極としての前記複数のドライブライン電極を構成する前記1つの第2電極としての1つのドライブライン電極に前記サイン信号を出力するとともに、
前記第1電極としての前記複数のレシーブライン電極の隅に配置された前記対象電極と当該対象電極に隣接する1つのレシーブライン電極との合計2つの前記レシーブライン電極から前記交流信号を受信し、
受信された前記交流信号の実効値を前記閾値と比較することで、前記対象電極と前記1つのドライブライン電極との交差部分でのタッチスイッチのオン・オフを判断するように構成されたことを特徴とする、請求項1に記載のタッチスイッチシステム。 - 前記タッチスイッチコントローラは、
全ての前記ドライブライン電極に対して前記サイン信号を出力し、
全ての前記レシーブライン電極からの前記交流信号を受信し、
受信された前記交流信号の実効値を前記閾値と比較することで、前記全ての前記ドライブライン電極と前記全ての前記レシーブライン電極との交差部分のうちのいずれかの交差部分でのタッチスイッチのオン・オフを判断するように構成され、
前記全ての前記ドライブライン電極と前記全ての前記レシーブライン電極との交差部分のうちのいずれかの交差部分でのタッチスイッチのオンを判断した場合に、
前記1つの対象電極と当該対象電極に隣接する前記全ての第1電極とに対して前記サイン信号を出力、又は、前記対象電極と前記隣接する全ての第1電極とから前記交流信号を受信するとともに、
前記1つの第2電極から前記交流信号を受信し、又は、前記1つの第2電極に前記サイン信号を出力し、
受信された前記交流信号の実効値を前記閾値と比較することで、前記対象電極と前記1つの第2電極との交差部分でのタッチスイッチのオン・オフを判断するように構成されたことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載のタッチスイッチシステム。
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JP2017212353A JP6414765B2 (ja) | 2017-11-02 | 2017-11-02 | タッチスイッチシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017212353A JP6414765B2 (ja) | 2017-11-02 | 2017-11-02 | タッチスイッチシステム |
Related Parent Applications (1)
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JP2014059650A Division JP6260864B2 (ja) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | タッチスイッチシステム |
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JP2018067317A JP2018067317A (ja) | 2018-04-26 |
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Family
ID=62087208
Family Applications (1)
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JP2012113485A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Sony Corp | タッチパネル装置及びタッチパネル検出方法 |
EP2562627B1 (en) * | 2011-08-26 | 2016-11-09 | LG Display Co., Ltd. | Touch sensing device |
JP5876304B2 (ja) * | 2012-01-25 | 2016-03-02 | 株式会社東海理化電機製作所 | 静電容量式タッチ入力装置 |
-
2017
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