TWI643113B - Input device and control method thereof - Google Patents
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Abstract
[課題]提供一種能夠同時進行自我電容型之檢測和相互電容型之檢測並且能夠得到良好的檢測感度之輸入裝置。 [解決手段]以在檢測電極(Y)處而產生第1交流電壓(V1)的方式,而對於檢測電極(Y)周期性地供給電荷,並產生與此電荷相對應之檢測訊號(S)。在複數之驅動電極(X)之各者處,係被施加有頻率以及相位為與第1交流電壓(V1)相等之第2交流電壓(V2)。身為被施加於複數之驅動電極(X)之各者處的第2交流電壓(V2)之振幅之組合的振幅形態,係基於預先所決定了的振幅形態之系列而被作切換。在構成此振幅形態之系列之各個的振幅形態中,在除了1個的驅動電極(X)以外之剩餘的驅動電極(X)處,係被施加有具有相同之振幅(VD)的第2交流電壓(V2),在該1個的驅動電極(X)處,係被施加有具有與剩餘的驅動電極(X)相異之振幅(VH)之第2交流電壓(V2)。
Description
本發明,係有關於輸入與由物體之位置的變化所導致之靜電電容之變化相對應的資訊之輸入裝置及其控制方法,例如係為有關於將由手指或筆等所致之操作檢測出來的觸控面板或觸控板等之輸入裝置者。
在被使用於觸控板或觸控面板等之中的靜電電容方式之感測器中,一般而言係存在有相互電容型和自我電容型。在相互電容型的感測器中,於驅動電極與檢測電極之間的靜電電容(相互電容)之變化係被檢測出來,在自我電容型之感測器中,於檢測電極與接地(ground)之間的靜電電容(自我電容)之變化係被檢測出來。
在相互電容型之感測器中,係於1個的檢測電極與複數之驅動電極之間被形成有相互電容。因此,係能夠藉由1個的檢測電極來進行在相異之複數之位置處的物體之檢測,而有著會使電極配線與檢測電路變少之優點。然而,由於檢測電極與驅動電極之間的相互電容,通常係為數pF,而由手指等之接近所導致的相互電容之變化,係為數100fF以下之更小之值,因此,相互電容型之感測器,一般而言係有著檢測感度為低之缺點。
另一方面,由手指等之接近所導致的自我電容之變化,由於相較於相互電容之變化而言係為大,因此,自我電容型之感測器,相較於相互電容型之感測器,係有著檢測感度為高之優點。然而,由於係並無法依據自我電容之變化來對於在1個的檢測電極上之物體之接近位置作區分,因此,在自我電容型之感測器中,係有著會與檢測位置之數量成正比地而使電極配線與檢測電路變多之缺點。
如此這般,在相互電容型之感測器和自我電容型之感測器中,係各自存在有優缺點。因此,在下述之專利文獻1中,係記載有一種裝置,其係為了實現要求有高感度之懸浮檢測和要求有多點觸碰之檢測的觸碰檢測之雙方,而將自我電容型之檢測與相互電容型之檢測作切換實行。又,在下述之專利文獻2中,係記載有一種能夠同時進行自我電容型之檢測和相互電容型之檢測並且輸出包含有雙方的檢測結果之檢測訊號的輸入裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5592948號說明書 [專利文獻2]日本特開2015-121958號公報
[發明所欲解決之課題]
在專利文獻1所記載之裝置中,由於係並無法同時進行自我電容型之檢測和相互電容型之檢測,因此係有著會使偵測出手指之接近的時間和特定出手指之接近位置的時間變長之缺點。
又,在專利文獻2所記載之裝置中,係於1個的檢測電極處交叉配置有複數之驅動電極,在檢測電極與複數之驅動電極之間,係分別被形成有電容(相互電容)。在複數之驅動電極中之一部分的驅動電極處,係被施加有與檢測電極之電壓同相的驅動電壓,在剩餘的驅動電極處,係被施加有與檢測電極之電壓逆相的驅動電壓。在驅動電壓為逆相的驅動電極處,相較於驅動電壓為同樣的驅動電極,電容的電壓變化係變大,被供給至電容處的電荷量係變大。若是被施加有逆相之驅動電壓的驅動電極之數量變多,則在手指並未接近檢測電極的穩態下,被供給至檢測電極之全體之電容處的電荷量係變大。若是穩態的電荷量越大,則作為檢測電極之全部電容之檢測結果所得到的檢測訊號之偏位(offset)成分係會變大。起因於檢測訊號之偏位成分變大一事,在將檢測訊號作放大的放大器處之動態範圍係會被限制,而有著使檢測感度降低的缺點。
本發明,係為有鑑於此種事態所進行者,其目的,係在於提供一種能夠同時進行自我電容型之檢測和相互電容型之檢測並且能夠得到良好的檢測感度之輸入裝置及其控制方法。 [用以解決課題之手段]
本發明之第1觀點,係有關於輸入與由相對於檢測區域之物體之位置的變化所導致之靜電電容之變化相對應的資訊之輸入裝置。此輸入裝置,係具備有:檢測電極,係被配置在前述檢測區域處;和複數之驅動電極,係被配置在前述檢測區域處,並在自身與前述檢測電極之間分別被形成有電容;和電荷檢測部,係以在前述檢測電極處而產生第1交流電壓的方式,來對於前述檢測電極周期性地供給電荷,並輸入與所供給了的電荷相對應之檢測訊號;和驅動部,係對於前述複數之驅動電極的各者而施加頻率以及相位為與前述第1交流電壓相等的第2交流電壓,並可針對前述驅動電極之每一者而分別變更前述第2交流電壓之振幅;和控制部,係對於振幅形態作切換,該振幅形態,係身為前述驅動部所施加於前述複數之驅動電極的各者處之前述第2交流電壓之振幅的組合。前述控制部,係基於預先所制定了的前述振幅形態之系列來進行前述振幅形態之切換,在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,係對於除了1個的前述驅動電極或1群的前述驅動電極以外的剩餘之前述驅動電極,施加具有相同之振幅的前述第2交流電壓,並對於前述1個的驅動電極或前述1群的驅動電極,施加具有與前述剩餘之驅動電極相異之振幅的前述第2交流電壓。
若依據此構成,則在前述檢測電極處,係藉由從前述電荷檢測部而被周期性地供給有電荷,而產生前述第1交流電壓。又,於在自身與前述檢測電極之間分別被形成有電容的前述複數之驅動電極之各者處,係藉由前述驅動部,而被施加有頻率以及相位為與前述第1交流電壓相等之第2交流電壓。前述振幅形態,係身為被施加於複數之驅動電極之各者處的前述第2交流電壓之振幅之組合,基於預先所制定了的前述振幅形態之系列,前述振幅形態之切換係被進行。
若是手指等之物體接近前述檢測電極,則在前述檢測電極與前述物體之間係被形成有電容。若是該電容之靜電電容(自我電容)因應於前述檢測電極與前述物體之間之接近程度而改變,則從前述電荷檢測部所供給至前述檢測電極處之電荷量係改變,因應於此,前述檢測訊號係改變。亦即是,在前述檢測訊號中,係包含有關連於前述檢測電極與前述物體之間的自我電容之成分。基於此關連於自我電容之成分,係成為能夠檢測出相對於前述檢測電極之前述物體的接近之有無及接近程度。
又,當前述物體接近被形成於前述檢測電極與前述驅動電極之間之前述電容的情況時,該電容之靜電電容(相互電容)係改變,因應於此相互電容之變化,前述檢測訊號係改變。亦即是,在前述檢測訊號中,係亦包含有關連於前述檢測電極與前述物體之間的相互電容之成分。在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,對於除了1個的前述驅動電極或1群的前述驅動電極以外的剩餘之前述驅動電極,係被施加有具有相同之振幅的前述第2交流電壓,對於前述1個的驅動電極或前述1群的驅動電極,係被施加有具有與前述剩餘之驅動電極相異之振幅的前述第2交流電壓。因此,當前述物體接近被形成於1個的前述驅動電極或1群的前述驅動電極與前述檢測電極之間之前述電容的情況時,和當前述物體接近被形成於前述剩餘的電極與前述檢測電極之間之電容的情況時,與相互電容之變化相對應的前述檢測訊號之變化的大小係會有所相異。故而,基於在前述檢測訊號中所包含之相互電容之成分會因應於前述振幅形態而有所相異一事,係成為能夠對於前述物體是接近前述檢測電極上之何一部分一事作辨識。
被施加於前述驅動電極處之前述第2交流電壓和在前述檢測電極處所產生之前述第1交流電壓,由於頻率以及相位係為相等,因此,相較於此些之相位為互為相逆的情況,在前述驅動電極與前述檢測電極之間所被形成的前述電容之電壓的變化係被作抑制。若是此電容之電壓變化變小,則由於無關於前述物體之接近的有無,被供給至前述電容處之電荷均係變小,因此,前述檢測訊號之偏位成分係變小。故而,由於起因於自我電容和相互電容之變化所導致的前述檢測訊號之動態範圍係變得難以被前述檢測訊號之偏位成分所限制,因此係成為易於將檢測感度提高。
較理想,係構成為:前述控制部,係在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,將具有與前述第1交流電壓相同之振幅的前述第2交流電壓施加於前述剩餘之驅動電極處。
若依據此構成,則由於在前述檢測電極處所產生之前述第1交流電壓與被施加於前述剩餘的驅動電極處之前述第2交流電壓係成為相同的振幅,因此,對於在前述剩餘的驅動電極與前述檢測電極之間所被形成的電容而供給之電荷量係成為零。故而,由於無關於前述物體之接近的有無,被供給至前述電容處之電荷均係變小,因此,前述檢測訊號之偏位成分係變小。
較理想,係構成為:前述控制部,係在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,將具有較前述第1交流電壓而更大的振幅之前述第2交流電壓,施加於前述1個的驅動電極或前述1群的驅動電極處。
若依據此構成,則具有較前述第1交流電壓而更大的振幅之前述第2交流電壓,係被施加於前述1個的驅動電極或前述1群的驅動電極處。因此,因應於在前述1個的驅動電極或前述1群的驅動電極與前述檢測電極之間之相互電容的變化而被供給至前述檢測電極處之電荷的極性、和因應於在前述檢測電極與前述物體之間之自我電容之變化而被供給至前述檢測電極處之電荷的極性,係成為相逆。又,當前述物體與前述檢測電極之間之距離有所變化的情況時,相互電容之變化的方向和自我電容之變化的方向係成為相逆(若是其中一方變大,則另外一方係變小)。故而,當前述物體與前述檢測電極之間的距離有所變化的情況時,因應於相互電容的變化而被供給至前述檢測電極處之電荷所變化的方向、和因應於自我電容之變化而被供給至前述檢測電極處之電荷所變化的方向,係相互一致。藉由此,由於係並不會有兩者之電荷的變化相互抵消的情形,因此,相對於前述物體與前述檢測電極之間之距離的前述檢測訊號之線性程度的劣化係被作抑制。
較理想,係構成為:其中,前述控制部,係在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,對於被包含在前述1群的驅動電極中之一部分之前述驅動電極,而施加具有較前述第1交流電壓而更大的振幅之前述第2交流電壓,並對於被包含在前述1群的驅動電極中之另外一部分之前述驅動電極,施加具有較前述第1交流電壓而更小的振幅之前述第2交流電壓。 例如,係可構成為:前述控制部,係在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,對於前述電容之位置所鄰接之2個的前述驅動電極之其中一者施加具有較前述第1交流電壓而更大的振幅之前述第2交流電壓,並對於該2個的驅動電極之另外一者施加具有較前述第1交流電壓而更小的振幅之前述第2交流電壓。
若依據此構成,則在被施加有具有較前述第1交流電壓而更大的振幅之前述第2交流電壓的前述一部分之驅動電極處、和被施加有具有較前述第1交流電壓而更小的振幅之前述第2交流電壓的前述另外一部分之驅動電極處,與相互電容之變化相對應的電荷之變化的極性係成為相逆。因此,係成為能夠使用與相互電容之變化相對應的電荷之變化之極性為相異的前述振幅形態,來得到針對1個的前述驅動電極之相異的前述檢測訊號。故而,基於前述相異之檢測訊號,係能夠將在前述1個的驅動電極處之相互電容的變化以良好之感度而檢測出來。 又,在前述一部分之驅動電極與前述另外一部分之驅動電極處,由於與相互電容的變化相對應之電荷之變化的極性係成為相逆,因此,兩者之電荷之變化係相互抵消,被供給至前述檢測電極處之全體的電荷係變小。故而,前述檢測訊號之偏位成分係變小。
較理想,係可構成為:前述控制部,在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,係使前述1群的驅動電極之數量與前述剩餘的驅動電極之數量相互一致,並將施加於前述1群的驅動電極處之前述第2交流電壓之振幅設為較前述第1交流電壓之振幅而更大,並且將施加於前述剩餘的驅動電極處之前述第2交流電壓之振幅設為較前述第1交流電壓之振幅而更小。
若依據此構成,則被施加於前述1群的驅動電極處之前述第2交流電壓的振幅係成為較前述第1交流電壓的振幅而更大,被施加於前述剩餘的驅動電極處之前述第2交流電壓的振幅係成為較前述第1交流電壓的振幅而更小。藉由此,被供給至被形成於前述1群的驅動電極中之1個的驅動電極與前述檢測電極之間之電容處之電荷的極性、和被供給至被形成於前述剩餘的驅動電極中之1個的驅動電極與前述檢測電極之間之電容處之電荷的極性,係成為相逆,此些之電荷係相互抵消。進而,由於前述1群的驅動電極之數量和前述剩餘的驅動電極之數量係為相等,因此,被供給至被形成於前述1群的驅動電極之全體與前述檢測電極之間之電容處之電荷的量、和被供給至被形成於前述剩餘的驅動電極之全體與前述檢測電極之間之電容處之電荷的量,係成為相近,兩者的電荷之和係變小。故而,由於無關於前述物體之接近的有無,被供給至前述電容處之全體的電荷均係變小,因此,前述檢測訊號之偏位成分係變小。
較理想,構成前述系列之各個的前述振幅形態,係為第1振幅形態或第2振幅形態之其中一者。係亦可構成為:前述控制部,在前述第1振幅形態的情況時,係將具有第1振幅的前述第2交流電壓施加於前述1個的驅動電極處,並且將具有第3振幅的前述第2交流電壓施加於前述剩餘的驅動電極處,在前述第2振幅形態的情況時,係將具有較前述第1振幅而更小的第2振幅之前述第2交流電壓施加於前述1個的驅動電極處,並且將具有前述第3振幅的前述第2交流電壓施加於前述剩餘的驅動電極處。係亦可構成為:在前述第1振幅形態中而被形成於前述1個的驅動電極與前述檢測電極之間之前述電容、和在前述第2振幅形態中而被形成於前述1個的驅動電極與前述檢測電極之間之前述電容,係在前述電容器中而交互地並排。
若依據此構成,則在前述第1振幅形態中而被形成於前述1個的驅動電極與前述檢測電極之間之前述電容(以下,係會有記載為第1電容的情況)處、和在前述第2振幅形態中而被形成於前述1個的驅動電極與前述檢測電極之間之前述電容(以下,係會有記載為第2電容的情況)處,由於所被施加之前述第2交流電壓的振幅係為相異,因此,與各別的靜電電容(相互電容)之變化相對應的電荷之變化量係為相異。又,由於在前述檢測區域中,前述第1電容與前述第2電容係交互地並排,因此,在前述檢測區域中,係存在有身為相互鄰接之位置關係的前述第1電容與前述第2電容。故而,基於在前述檢測區域中而前述第1電容與前述第2電容係身為鄰接關係的前述第1振幅形態之檢測訊號與前述第2振幅形態之檢測訊號間的差異,係能夠得到關連於在前述第1電容與前述第2電容為相互鄰接的位置處之前述物體之接近的程度之資訊。
較理想,係亦可構成為:上述輸入裝置,係具備有:遮蔽電極,係鄰接於前述檢測電極地而被作配置;和電壓產生部,係產生前述第1交流電壓並施加於前述遮蔽電極處。
若依據此構成,則由於係鄰接於前述檢測電極而配置有前述遮蔽電極,因此,對於前述檢測電極之不必要的靜電耦合係減少。又,由於前述遮蔽電極和前述檢測電極係成為相同的電壓,因此,電荷係並不會被供給至被形成於前述遮蔽電極與前述檢測電極之間的寄生電容處。
較理想,係亦可構成為:前述電荷檢測部,係以使前述檢測電極之電壓與前述遮蔽電極之電壓會成為相等的方式,來對於前述檢測電極供給電荷,並輸出與所供給了的電荷相對應之前述檢測訊號。
較理想,係亦可構成為:前述輸入裝置,係具備有複數之前述檢測電極。
較理想,係亦可構成為:前述檢測區域之表面,係包含藉由操作者而被進行操作之操作面。
本發明之第2觀點,係有關於輸入與由相對於檢測區域之物體之位置的變化所導致之靜電電容之變化相對應的資訊之輸入裝置之控制方法。前述輸入裝置,係具備有:檢測電極,係被配置在前述檢測區域處;和複數之驅動電極,係被配置在前述檢測區域處,並在自身與前述檢測電極之間分別被形成有電容;和電荷檢測部,係以在前述檢測電極處而產生第1交流電壓的方式,來對於前述檢測電極周期性地供給電荷,並輸入與所供給了的電荷相對應之檢測訊號;和驅動部,係對於前述複數之驅動電極的各者而施加頻率以及相位為與前述第1交流電壓相等的第2交流電壓,並可針對前述驅動電極之每一者而分別變更前述第2交流電壓之振幅。前述控制方法,係具備有:將身為前述驅動部所施加於前述複數之驅動電極的各者處之前述第2交流電壓之振幅的組合之振幅形態,基於預先所制定了的前述振幅形態之系列來進行切換之步驟;和在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,對於除了1個的前述驅動電極或1群的前述驅動電極以外的剩餘之前述驅動電極,施加具有相同之振幅的前述第2交流電壓,並對於前述1個的驅動電極或前述1群的驅動電極,施加具有與前述剩餘之驅動電極相異之振幅的前述第2交流電壓之步驟。 [發明之效果]
若依據本發明,則係可提供一種能夠同時進行自我電容型之檢測和相互電容型之檢測並且能夠得到良好的檢測感度之輸入裝置及其控制方法。
〈第1實施形態〉 以下,參考圖面,對本發明之第1實施形態的輸入裝置作說明。 圖1,係為對於本實施形態的輸入裝置之構成的其中一例作展示之圖。圖1中所示之輸入裝置,係具備有起因於手指或筆等之物體作接近一事而導致靜電電容改變的感測器部10、和將感測器部10之靜電電容之變化檢測出來的靜電電容檢測部20、以及處理部30。本實施形態之輸入裝置,係為在靜電電容檢測部20處檢測出由相對於感測器部10之檢測區域AR之物體之位置的變化所導致之靜電電容之變化,並將與所檢測出的靜電電容之變化相對應之資訊作輸入的裝置。例如,輸入裝置,係為觸控板或觸控面板等之使用者介面裝置。在檢測區域AR之表面,係被設置有藉由操作者而被進行操作之操作面。
(感測器部10) 感測器部10,係構成為會在檢測區域AR之複數之檢測位置處,產生起因於手指或筆等之物體作接近一事所導致的靜電電容之變化。例如,感測器部10,係具備有被配置在檢測區域AR處之複數之檢測電極(Y1~Y4)以及複數之驅動電極(X1~X5)、和鄰接於檢測電極(Y1~Y4)而被作配置之遮蔽電極AS。在圖1之例中,各檢測電極(Y1~Y4)係於横方向上延伸,各驅動電極(X1~X5)係於縱方向上延伸。複數之檢測電極(Y1~Y4)係被朝向縱方向而平行地作配列,複數之驅動電極(X1~X5)係被朝向横方向而平行地作配列。複數之檢測電極(Y1~Y4)與複數之驅動電極(X1~X5)係交叉為格子狀地而被作配置,在該交叉點的附近,係於檢測電極與驅動電極之間被形成有電容。在圖1之例中,為了成為容易產生與相對於檢測區域AR之物體之位置的變化相對應之靜電電容的變化,在檢測電極以及驅動電極之交叉點的附近,係被設置有膨脹為菱形狀之部分。檢測電極(Y1~Y4)和驅動電極(X1~X5),係分別經由配線而被與靜電電容檢測部20作連接。
圖2,係為對於在圖1之虛線P-P’處的感測器部10之剖面作例示之圖。 在圖2之例中,感測器部10係具備有7個的層(L1~L7),塗白的部份係代表絕緣體。考慮到物體之接觸,成為檢測區域AR之操作面的最上層L1,係被絕緣體所覆蓋。驅動電極X3、檢測電極Y4以及遮蔽電極AS,係依此順序而從上層起朝向下層地被作配置。在驅動電極X3、檢測電極Y4以及遮蔽電極AS之層間,係為了使各電極能夠取得電性獨立之電位,而被設置有絕緣體之層。另外,在圖1之例中,驅動電極X3雖係被配置在較檢測電極Y4而更上層(靠近檢測區域AR之操作面之側),但是,係亦可為相反的配置。又,在圖1之例中,雖然在檢測區域AR之全體處驅動電極(X1~X5)均係被配置在較檢測電極(Y1~Y4)而更上層,但是,此些之電極的上下關係係亦可部分性地作替換。不論是在何者的情況中,均同樣的,遮蔽電極AS,係被配置在較檢測電極(Y1~Y4)以及驅動電極(X1~X5)而更下層(從檢測區域AR之操作面而遠離之側)處。
圖3,係為對於本實施形態的輸入裝置中的感測器部10和靜電電容檢測部20之構成的其中一例作展示之圖,並對於針對1個的檢測電極Y和1個的驅動電極X而進行靜電電容之檢測的電路。另外,元件符號「Y」係代表在複數之檢測電極(Y1~Y4)中的任意1者,元件符號「X」係代表在複數之驅動電極(Y1~Y5)中的任意1者。
在圖3中,元件符號「Cxy」,係代表被形成於驅動電極X與檢測電極Y之間之交叉部附近的驅動電極X與檢測電極Y之間之電容、或者是身為該電容之靜電電容的相互電容。元件符號「Cas」,係代表被形成於檢測電極Y與遮蔽電極AS之間之電容、或者是身為該電容之靜電電容的遮蔽電容。另外,除了此些之電容之外,在檢測電極Y與接地GND之間,係被形成有起因於手指等之物體的接近所導致之電容Cfs。身為電容Cfs之靜電電容的自我電容,亦係以元件符號「Cfs」來作標示。
(靜電電容檢測部20) 靜電電容檢測部20,係具備有對於遮蔽電極AS而施加第1交流電壓V1之電壓產生部25、和對於複數之驅動電極X之各者而施加第2交流電壓V2之驅動部24、和被與檢測電極Y作連接之電荷檢測部22、和類比-數位轉換器23、以及控制部21。
電壓產生部25,係產生使準位作周期性變化的第1交流電壓V1,並施加於遮蔽電極AS處。以下,作為一例,第1交流電壓V1之波形,係設為以基準電壓Vref作為中心而周期性地振動之矩形波。
驅動部24,係對於複數之驅動電極X之各者而施加頻率以及相位概略為與第1交流電壓V1相等之第2交流電壓V2。以下,作為一例,第2交流電壓V2之波形,亦係與第1交流電壓V1同樣的,設為以基準電壓Vref作為中心而周期性地振動之矩形波。驅動部24,係能夠依據後述之控制部21的控制,而將第2交流電壓V2之振幅針對各驅動電極X之每一者而分別作變更。
另外,第1交流電壓V1、第2交流電壓V2之波形,係並不被限定於矩形波,而亦可為正弦波等之其他的周期性之波形。
電荷檢測部22,係以會在檢測電極Y處而產生與遮蔽電極AS相同之第1交流電壓V1的方式,而對於檢測電極Y周期性地供給電荷,並輸出與所供給了的電荷相對應之檢測訊號S。
在遮蔽電極AS與檢測電極Y之間及在驅動電極X與檢測電極Y之間,係如同圖3中所示一般地而被形成有電容(Cas、Cxy等)。因此,若是起因於交流電壓(第1交流電壓V1、第2交流電壓V2)之施加而遮蔽電極AS之電壓和驅動電極X之電壓有所變化,則檢測電極Y之電壓也會變化。電荷檢測部22,係以會使此檢測電極Y之電壓的變化與與遮蔽電極AS之電壓的變化相互一致的方式,而對於檢測電極Y供給正或負的電荷。
被施加於遮蔽電極AS處的第1交流電壓V1之振幅係為一定,被施加於驅動電極X處的第2交流電壓V2之振幅,係依循控制部21之控制而被作設定。因此,伴隨著交流電壓(第1交流電壓V1、第2交流電壓V2)之一次的準位變化而從電荷檢測部22所被供給至檢測電極Y處之電荷,係具有與被形成於檢測電極Y處之電容(Cxy、Cfs等)的靜電電容相對應之大小。故而,與此電荷相對應的電荷檢測部22之檢測訊號S,係成為與被形成於檢測電極Y處的電容(Cxy、Cfs等)之電容器相對應之訊號。
圖4,係為對於電荷檢測部22之構成的其中一例作展示之圖。圖4中所示之電荷檢測部22,係具備有演算放大器221、和電荷重置電路222、以及電容Cint。演算放大器221之非反轉輸入端子,係被與遮蔽電極AS作連接,反轉輸入端子,係被與檢測電極Y作連接。電容Cint,係被設置在演算放大器221之輸出端子與反轉輸入端子之間的路徑處。從演算放大器221之輸出端子係輸出有檢測訊號S。
電荷重置電路222,係為在進行後述之振幅形態之切換時,將被積蓄在電容Cint中之電荷作重置的電路,並包含被與電容Cint作了並聯連接的開關SW。開關SW,在將被積蓄於電容Cint中之電荷作重置的情況時,係設為ON,在輸出檢測訊號S的期間中,係設為OFF。
電荷檢測部22,係可在複數之檢測電極Y的各者處而1個1個地作設置,亦可使用切換電路來將複數之檢測電極Y連接於1個的電荷檢測部22處。當電荷檢測部22為複數的情況時,類比-數位轉換器23,係可在複數之電荷檢測部22的後段處而1個1個地作設置,亦可使用切換電路來將複數之電荷檢測部22連接於1個的類比-數位轉換器23處。
類比-數位轉換器23,係將從電荷檢測部22所輸出之檢測訊號S轉換為數位訊號D。類比-數位轉換器23,例如,係以與從控制部21所供給的時序訊號相互同步之時序,來進行類比-數位轉換。
控制部21,係對於在輸入裝置中之各部的動作作控制。控制部21,例如,係可包含有以實行特定之處理的方式所被構成之硬體(邏輯電路),亦可包含有基於軟體(程式)來實行處理之電腦。控制部21,係可將全部的處理藉由硬體來實行,亦可將至少一部分的處理藉由電腦與軟體來實行。
控制部21,係進行使驅動部24施加至複數之驅動電極X之各者處的第2交流電壓V2之振幅之控制。於此,若是將驅動部24所施加至複數之驅動電極X之各者處的第2交流電壓V2之振幅之組合稱作「振幅形態」,則控制部21,係將此振幅形態,基於預先所決定了的振幅形態之系列來依序作切換。
控制部21,在構成振幅形態之系列之各個的振幅形態中,係對於除了1個的驅動電極X以外之剩餘的驅動電極X而施加具有相同之振幅的第2交流電壓V2,並對於該1個的驅動電極X而施加具有與剩餘的驅動電極X相異之振幅之第2交流電壓V2。具體而言,控制部21,在各個的振幅形態中,係對於1個的驅動電極X而施加具有較第1交流電壓V1而更大之振幅VH的第2交流電壓V2,並對於剩餘的驅動電極X而施加具有與第1交流電壓V1相同之振幅VD之第2交流電壓V2。控制部21,係藉由對於振幅形態作切換,而對於所有的驅動電極X依序施加振幅VH之第2交流電壓V2。
又,控制部21,係進行在各振幅形態中而從電荷檢測部22輸出檢測訊號S並用以在類比-數位轉換器23處將檢測訊號S轉換為數位訊號D之控制。控制部21,在將1個的振幅形態切換為其他之振幅形態的情況時,將被積蓄在電荷檢測部22之電容Cint中之電荷,藉由電荷重置電路222來作重置。而,控制部21,在切換為新的振幅形態之後,係在重置狀態的電容Cint中積蓄電荷。控制部21,係將在各振幅形態中而從電荷檢測部22所輸出的檢測訊號S,在類比-數位轉換器23處而轉換為數位訊號D。
(處理部30) 處理部30,係基於靜電電容檢測部20之檢測結果(數位訊號D),而取得與在各振幅形態中而從電荷檢測部22所供給至檢測電極Y處的電荷相對應之檢測值SD。例如,處理部30,係將在各振幅形態之每一者中而從靜電電容檢測部20所輸出的交流之數位訊號D和與第1交流電壓V1作了同步的交流之基準訊號作乘算,並藉由低通濾波器來使在該乘算結果之訊號中所包含的高頻成分衰減,藉由此,而取得與數位訊號D之振幅相對應的檢測值SD。處理部30,係基於在各振幅形態中所得到的檢測值SD,而例如算出物體所接近了的位置之座標和物體之大小(接觸範圍)等。處理部30,例如,係包含有基於軟體來實行處理之電腦。處理部30之處理,係可將全部的處理藉由電腦與軟體來實行,亦可將至少一部分的處理藉由專用之硬體來實行。
(輸入裝置之動作) 於此,針對具有上述之構成的本實施形態之輸入裝置的動作作說明。
圖5,係為對於當手指接近了感測器部10的情況時之等價電路作展示之圖。在此圖中,為了簡單化,係將類比-數位轉換器23之後省略而作圖示。又,為了成為易於理解,係僅對在檢測電極Y1處之電容作圖解。元件符號「Cx1y1」係代表被形成於驅動電極X1與檢測電極Y1之間之電容及其靜電電容,元件符號「Cxny1」係代表被形成於驅動電極Xn與檢測電極Y1之間之電容及其靜電電容。
通常,由於人體係以相較於在接近了感測器時的與感測器間之靜電電容而言為充分大的靜電電容來與接地GND作耦合,因此,手指等的人體,實質上係可視為接地GND。故而,若是手指接近檢測電極Y1,則如同圖5中所示一般,手指之自我電容Cfs係成為被形成於接地GND與檢測電極Y1之間。手指之自我電容Cfs的大小,係依存於手指接近檢測電極Y1時之距離而改變,若是距離越短,則自我電容Cfs係變得越大。
圖6,係為對於在本實施形態中之第2交流電壓V2的振幅形態之例作展示之圖。在此圖之例中,n根的驅動電極X1~Xn係以與檢測電極Y1相交叉的方式而被作配置,在該些之下層處,係被配置有遮蔽電極AS。驅動電極X與檢測電極Y雖係示意性地標示為短籤狀,但是,係並不被限定於此形狀。在圖6所示之振幅形態中,係對於驅動電極X1而施加具有較第1交流電壓V1而更大之振幅VH的第2交流電壓V2,並對於其他的驅動電極X2~Xn而施加具有與第1交流電壓V1相同之振幅VD之第2交流電壓V2。又,在遮蔽電極AS處,係被施加有振幅VD之第1交流電壓V1。被施加於驅動電極X2~Xn處之第2交流電壓V2,係具有與被施加於遮蔽電極AS處之第1交流電壓V1略相同的頻率及相位。
在此圖6之例中,係針對手指完全未接近感測器部10的情況、和手指接近以雙重圓所標示的「A」之部分的情況、以及手指接近以雙重圓所標示的「B」之部分的情況,而分別參考圖7~圖9來作說明。
首先,在圖7中,針對手指並未接近檢測區域AR的狀態下之等價電路作展示。在驅動電極X2~Xn處,由於係被施加有相同振幅之第2交流電壓V2,因此,在圖7中,係將被形成於驅動電極X2~Xn與檢測電極Y1之間之n-1個的電容,以1個的電容Crxy來作表現。在檢測電極Y1與遮蔽電極AS之間,係被形成有電容Cas。檢測電極Y1與遮蔽電極AS,係被與被虛線所包圍的電荷檢測部22作連接。電荷檢測部22,係以會使檢測電極Y1與遮蔽電極AS之電壓成為略相等的方式,來輸出檢測訊號S,並經由電容Cint而對於檢測電極Y1供給電荷。電荷檢測部22,係輸出與供給至檢測電極Y1處的電荷相對應之檢測訊號S。
如同圖7中所示一般,在驅動電極X1處,係被施加有振幅VH的第2交流電壓V2,在驅動電極X2~Xn處,係被施加有振幅VD之第2交流電壓V2,在遮蔽電極AS處,係被施加有振幅VD之第1交流電壓V1。在圖7中之矩形波的朝向上方之箭頭,係代表相同的時序。當此些之矩形波之電壓被施加至各電極處時,假設在以朝向上方之箭頭所標示之1個的邊緣之時序處(但是,假定此之前的動作係有所收斂),從電荷檢測部22之電容Cint而朝向檢測電極Y1流入之正的電荷係為「Qy1」。於此情況,藉由電荷檢測部22之負反饋動作,由於檢測電極Y1與遮蔽電極AS係成為略相同之電壓,因此,對於遮蔽電容Cas之電荷的流入係成為零。又,在驅動電極X2~Xn與遮蔽電極AS處,由於係被施加有相同相位且相同振幅之交流電壓,因此,相對於電容Crxy之電荷的流入亦係成為零。故而,從電荷檢測部22所供給至檢測電極Y處的電荷Qy1,係依據電容Cx1y1之靜電電容,而以下式來作表現。
電荷檢測部22,係輸出與藉由此式(1)所表現的電荷Qy1相對應之檢測訊號S。
接著,在圖8中,針對手指對於圖6之「A」的部份作接近的狀態下之等價電路作展示。於此情況,在檢測電極Y1與接地GND之間係被形成有手指之自我電容Cfs。又,由於「A」的部分係位於驅動電極X1之上,因此,驅動電極X1與檢測電極Y1之間之相互電容,相較於手指並未接近時的相互電容Cx1y1,係有些許的減少。
圖10,係為用以針對起因於手指之接近所導致的相互電容之減少作說明的圖。圖10A,係將當在手指並未接近的狀態下而於驅動電極X與檢測電極Y處存在有電位差的情況時之電力線FL作示意性表現。此2個的電極,由於係空間性地隔著絕緣體而並排,因此,靜電電容之等價電路,係如同圖10B中所示一般,可作為相互電容Cxy來作表現。
另一方面,圖10C,係為對於手指作了接近的狀態作表現之圖。於此情況,如同圖10C中所示一般,在驅動電極X與檢測電極Y之間的空間中,係成為存在有具有接地GND之電位的導體。因此,跨越驅動電極X與檢測電極Y之間的電力線FL之一部分,係成為被具有接地GND之電位的導體所遮蔽的狀態。此情況時之等價電路,係如同圖10D中所示一般,被分割成驅動電極X與檢測電極Y之間之相互電容CMxy、驅動電極X與接地GND之間之靜電電容Cfd、以及檢測電極Y與接地GND之間之靜電電容Cfs。故而,手指接近的情況時之相互電容CMxy,相較於手指並未接近的情況時之相互電容Cxy,係會變小。亦即是,「Cxy>CMxy」之關係係成立。
若是將相互電容Cxy與相互電容CMxy之間之差設為「Cp」(=Cxy-CMxy),則手指接近的情況時之相互電容CMx1y1,係可表現為「Cx1y1-Cp」。此時,由於手指係並未接近「A」以外的場所,因此,驅動電極X2~Xn與檢測電極Y1之間之相互電容,係維持於「Crxy」而不變。當在驅動電極X1、X2~Xn以及遮蔽電極AS處施加具有如同圖示所示一般之振幅之矩形波之交流電壓的情況時,若是將在以箭頭所標示之1個的邊緣之時序處的從電荷檢測部22所流入至檢測電極Y1中之正的電荷設為「Qy1’」,則電荷Qy1’係藉由下式而被作表現。
接著,在圖9中,針對手指對於圖6之「B」的部份作接近的狀態下之等價電路作展示。 於此情況,亦同樣的,起因於手指接近檢測電極Y1上一事,在該場所處的相互電容係減少。但是,於圖8的情況相異,由於手指係接近與驅動電極X1相異之其他的驅動電極X2,因此,被形成於驅動電極X2~Xn與檢測電極Y1之間之相互電容CMrxy,相較於圖8之情況中的相互電容Crxy,係作了「Cp」之量的變小(CMrxy=Crxy-Cp)。當在驅動電極X1、X2~Xn以及遮蔽電極AS處施加具有如同圖示所示一般之振幅之矩形波之交流電壓的情況時,若是將在以箭頭所標示之1個的邊緣之時序處的從電荷檢測部22所流入至檢測電極Y1中之正的電荷設為「Qy1”」,則此電荷Qy1”係藉由下式而被作表現。
手指之自我電容Cfs,相較於由手指之接近的有無所導致之相互電容之差Cp係為大,自我電容Cfs係為相互電容之差Cp的3倍以上,此事係為周知。
又,由於振幅VH係較振幅VD而更大(VH>VD),因此,在數式(1)~(3)中之「VH-VD」之項係為正。故而,在手指並未接近之狀態(圖7)、手指接近「A」之部分之狀態(圖8)以及手指接近「B」之部分之狀態(圖9)的各者之狀態中而從電荷檢測部22所流入至檢測電極Y1中之正的電荷,係成立有下述之關係。
由於數式(5)之關係係成立,因此,基於與被供給至檢測電極Y1處的電荷相對應之電荷檢測部22之檢測訊號S,係能夠辨識出手指是否正接近檢測電極Y1,並且,係成為亦能夠辨識出手指是正接近驅動電極X1或者是正接近驅動電極X2~Xn。
圖11,係為對於接續圖6之振幅形態之後所被切換的振幅形態之例作展示之圖。在圖11所示之振幅形態之例中,係對於驅動電極X2而施加具有較第1交流電壓V1而更大之振幅VH的第2交流電壓V2,並對於其他的驅動電極(X1、X3~Xn)而施加具有與第1交流電壓V1相同之振幅VD之第2交流電壓V2。亦即是,係將被施加有振幅VH之第2交流電壓V2的驅動電極X朝向橫方向作1個的偏移。在圖11之振幅形態中,係成為能夠辨識出手指是正接近驅動電極X2還是正接近驅動電極X1、X3~Xn。以下,同樣的,在每次切換振幅形態時,被施加有振幅VH之第2交流電壓V2的驅動電極X係逐漸朝向橫方向作偏移。基於在各振幅形態中所得到的檢測訊號S,係成為能夠特定出檢測電極Y1上之手指的接近位置。又,藉由與「Y1」相互平行地而將複數根的檢測電極Y朝向縱方向作配列之圖1之構成,係成為能夠將相對於檢測區域AR之2維性的手指之接近位置特定出來。
(與專利文獻2之方式之間的比較) 接著,針對與專利文獻2之方式之間的比較作敘述。假設若是藉由與專利文獻2相同的方式而產生施加至各驅動電極X處之交流電壓,則施加在1個的驅動電極X處之交流電壓,係與檢測電極Y之交流電壓相同相位並且相同振幅(振幅VD),施加至剩餘的驅動電極X處之交流電壓,係與檢測電極Y之交流電壓相反相位並且相同振幅(振幅VD)。於此情況,就算是在手指並未接近的狀態下也會定常性地被供給至檢測電極Y處的電荷之絕對值Qoff1,係藉由下式來作表現。
相對於此,在上述之實施形態中,就算是在手指並未接近的狀態下也會定常性地被供給至檢測電極Y處的電荷之絕對值Qoff2,係藉由下式來作表現。
如同對於數式(6)和數式(7)作比較而可得知一般,在專利文獻2之方式中的電容Crxy之電壓變化,係為「2・VD」,相較於施加至各電極處之交流電壓的振幅VD,係成為2倍。又,在專利文獻2之方式中的電容Crxy之靜電電容,相較於電容Cxy之靜電電容係為大(通常係為10倍以上)。故而,專利文獻2之輸入裝置,相較於本實施形態之輸入裝置,檢測訊號S之偏位成分係會變大,檢測訊號S之動態範圍係會變小。
又,在藉由與上述之專利文獻2相同的方式而產生施加至各驅動電極X處之交流電壓的情況中,假設手指係接近了施加有與檢測電極Y之交流電壓相反相位並且相同振幅(振幅VD)的交流電壓之驅動電極X處。於此情況,起因於該驅動電極X之相互電容Crxy伴隨著手指的接近而減少一事所導致的電荷之變化、和起因於檢測電極Y之自我電容Cfs伴隨著手指的接近而增大一事所導致的電荷之變化,係會相互抵消。因此,手指之接近程度與檢測訊號S之間的關係中之線性程度係會劣化。在本實施形態之輸入裝置中,如同根據數式(2)而可得知一般,起因於在手指之接近時而驅動電極X之相互電容Crxy減少一事所導致的電荷之變化、和起因於檢測電極Y之自我電容Cfs增大一事所導致的電荷之變化,由於係成為相同方向,因此上述之線性程度的劣化係被作抑制。
(振幅VH與振幅VD之間的關係) 針對自我電容Cfs、相互電容Cx1y1以及相互電容之變化量Cp,分別將基於實際測定所得到之值如同下述一般地來作設定。
當各靜電電容為具有上述之值的情況時,若是假設振幅VH係為振幅VD之1.5倍,則數式(1)~數式(3)係分別成為如同下式一般。
電荷之最大值(Qy1’)與最小值(Qy1)之間之差,係根據數式(8)以及數式(9)而以下式來作表現。
另一方面,當各靜電電容為具有上述之值的情況時,若是假設振幅VH係為振幅VD之2倍,則數式(1)~數式(3)係分別成為如同下式一般。
電荷之最大值(Qy1’)與最小值(Qy1)之間之差,係根據數式(11)以及數式(12)而以下式來作表現。
如同對於數式(11)和數式(15)作比較而可得知一般,藉由將振幅VH增大,係能夠使感度增大。例如,由於在將振幅VH設為振幅VD之1.5倍的情況時(VH=1.5VD),施加於電容Cxy(相互電容)處的交流電壓之振幅係成為「0.5VD」,在將振幅VH設為振幅VD之2倍的情況時(VH=2VD),施加於電容Cxy(相互電容)處的交流電壓之振幅係成為「VD」,因此,相較於前者,後者之感度係變高。
經驗上而言,若是相互電容之驅動電壓為2.5[V]以上,則係能夠確保有在靜電電容檢測電路中的必要之S/N。又,在相互電容之靜電電容檢測電路中,一般而言係使用有3.0~3.3[V]之電源電壓,較此而更高的標準性之電源電壓,係為5.0[V]。故而,在典型性的用途中,較理想,用以產生振幅VD之第2交流電壓V2的電源電壓,係為3.0~3.3[V],用以產生振幅VH之第2交流電壓V2的電源電壓,係為5.0[V]。故而,較理想,振幅VH係為振幅VD之1.5倍~2倍的範圍。
(第1實施形態之變形例) 在圖6、圖11之例中,雖係構成為對於1個的驅動電極X而施加具有較第1交流電壓V1而更大之振幅VH的第2交流電壓V2,並對於剩餘的驅動電極X而施加具有與第1交流電壓V1相同之振幅VD之第2交流電壓V2,但是,施加振幅VH的第2交流電壓V2之驅動電極X,係亦可為2根以上。圖12,係為對於在複數之驅動電極X處施加振幅VH之第2交流電壓V2的例子作展示之圖。例如,施加振幅VH之第2交流電壓V2的驅動電極X之數量、和施加振幅VD之第2交流電壓V2的驅動電極X之數量,係亦可為相等。在各振幅形態中,施加振幅VH之第2交流電壓V2的驅動電極X和施加振幅VD之第2交流電壓V2的驅動電極X之間之邊界,係被設定於1個場所或2個場所處。於此情況,亦同樣的,藉由使用使施加振幅VH之第2交流電壓V2的驅動電極X和施加振幅VD之第2交流電壓V2的驅動電極X之間之邊界1次1個地作偏移的振幅形態之系列來進行振幅形態之切換,係能夠特定出手指之接近位置處。
(第1實施形態之總結) 若依據本實施形態之輸入裝置,則在檢測電極Y處,係藉由從電荷檢測部22而被周期性地供給有電荷,而產生第1交流電壓V1。又,於在自身與檢測電極Y之間而分別被形成有電容Cxy的複數之驅動電極X之各者處,係藉由驅動部24,而被施加有頻率以及相位為與第1交流電壓V1相等之第2交流電壓V2。身為被施加於複數之驅動電極X之各者處的第2交流電壓V2之振幅之組合的振幅形態,係基於預先所被制定的振幅形態之系列而被依序作切換。若是手指等之物體接近檢測電極Y,則在檢測電極Y與物體之間係被形成有電容Cfs。若是電容Cfs之靜電電容(自我電容)因應於檢測電極Y與物體之間之接近程度而改變,則從電荷檢測部22所供給至檢測電極Y處之電荷量係改變,因應於此,檢測訊號S係改變。亦即是,在檢測訊號S中,係包含有關連於檢測電極Y與物體之間的自我電容之成分。基於此關連於自我電容之成分,係成為能夠檢測出相對於檢測電極Y之物體的接近之有無及接近程度。
又,若依據本實施形態之輸入裝置,則當物體接近被形成於檢測電極Y與驅動電極X之間之電容Cxy的情況時,電容Cxy之靜電電容(相互電容)係改變,因應於此相互電容之變化,檢測訊號S係改變。亦即是,在檢測訊號S中,係包含有關連於檢測電極Y與物體之間的相互電容之成分。在構成振幅形態之系列之各個的振幅形態中,在除了1個的驅動電極X(1群的驅動電極X)以外之剩餘的驅動電極X處,係被施加有具有相同之振幅的第2交流電壓V2,在該1個的驅動電極處,係被施加有具有與剩餘的驅動電極X相異之振幅之第2交流電壓V2。因此,當物體接近被形成於1個的驅動電極X(1群的驅動電極X)與檢測電極Y之間之電容Cxy的情況時,和當物體接近被形成於剩餘的電極X與檢測電極Y之間之電容的情況時,與相互電容之變化相對應的檢測訊號S之變化的大小係會有所相異。故而,基於在檢測訊號S中所包含之相互電容之成分會因應於振幅形態而有所相異一事,係成為能夠對於物體是接近檢測電極Y上之何一部分一事作辨識。
故而,在本實施形態之輸入裝置中,係能夠同時進行自我電容型之檢測和相互電容型之檢測。
又,若依據本實施形態之輸入裝置,則被施加於驅動電極X處之第2交流電壓V2和在檢測電極Y處所產生之第1交流電壓V1,由於頻率以及相位係為相等,因此,相較於此些之相位為互為相逆的情況,在驅動電極X與檢測電極Y之間所被形成的電容Cxy之電壓的變化係被作抑制。若是此電容Cxy之電壓變化變小,則由於無關於物體之接近的有無,被供給至電容Cxy處之電荷均係變小,因此,檢測訊號S之偏位成分係變小。故而,由於起因於自我電容和相互電容之變化所導致的檢測訊號S之動態範圍係變得難以被檢測訊號S之偏位成分所限制,因此係成為易於將檢測感度提高。
進而,若依據本實施形態之輸入裝置,則由於在檢測電極Y處所產生之第1交流電壓V1與被施加於剩餘的驅動電極X處之第2交流電壓V2係成為相同的振幅,因此,對於在剩餘的驅動電極X與檢測電極Y之間所被形成的電容Cxy而供給之電荷量係成為零。故而,由於無關於物體之接近的有無,被供給至電容Cxy處之電荷均係變小,因此,檢測訊號S之偏位成分係變小。
又,若依據本實施形態之輸入裝置,則具有較第1交流電壓V1而更大的振幅VH之第2交流電壓V2,係被施加於1個的驅動電極X(1群的驅動電極X)處。因此,因應於在此1個的驅動電極X(1群的驅動電極X)與檢測電極Y之間之相互電容的變化而被供給至檢測電極Y處之電荷的極性、和因應於在檢測電極Y與前述物體之間之自我電容之變化而被供給至檢測電極Y處之電荷的極性,係成為相逆(數式(2))。又,當物體與檢測電極Y之間之距離有所變化的情況時,相互電容之變化的方向和自我電容之變化的方向係成為相逆(若是其中一方變大,則另外一方係變小)。故而,當物體與檢測電極Y之間的距離有所變化的情況時,因應於相互電容的變化而被供給至檢測電極Y處之電荷所變化的方向、和因應於自我電容之變化而被供給至檢測電極Y處之電荷所變化的方向,係相互一致。藉由此,由於係並不會有兩者之電荷的變化相互抵消的情形,因此,相對於物體與檢測電極Y之間之距離的檢測訊號S之線性程度的劣化係被作抑制。
進而,若依據本實施形態之輸入裝置,則因應於被施加有振幅VH之第2交流電壓V2之1個的驅動電極X(1群的驅動電極X)與檢測電極Y之間之相互電容而被供給至檢測電極Y處之電荷的極性、和因應於在檢測電極Y與接地GND之間之寄生電容而被供給至檢測電極Y處之電荷的極性,係成為相逆。因此,由於與寄生電容相對應的電荷係被抵消並變小,因此係能夠將起因於寄生電容所導致的述檢測訊號S之偏位成分降低。
〈第2實施形態〉 接下來,針對本發明之第2實施形態作說明。第2實施形態之輸入裝置,係具備有與第1實施形態之輸入裝置(圖1~圖4)相同的構成,兩者間之差異,係在於藉由控制部21所設定的第2交流電壓V2之振幅形態。
圖13,係為對於在本實施形態之輸入裝置中之第2交流電壓V2的振幅形態之例作展示之圖。在此圖所示之振幅形態P1中,控制部21,係對於驅動電極X1而施加具有較第1交流電壓V1而更大之振幅VH的第2交流電壓V2,並對於驅動電極X2而施加具有較第1交流電壓V1而更小之振幅VL的第2交流電壓V2,並且對於剩餘的驅動電極X3~Xn而施加具有與第1交流電壓V1相同之振幅VD之第2交流電壓V2。振幅VH和振幅VD以及振幅VL,係具有「VH>VD>VL」之關係。施加振幅VH、VL之第2交流電壓V2之2個的驅動電極X(X1、X2),係為本發明中之「1群之驅動電極」的其中一例。被形成於驅動電極X1與檢測電極Y1之間之電容Cx1y1,係與被形成於驅動電極X2與檢測電極Y1之間之電容Cx2y1相鄰接。
當在振幅形態P1中而手指並未接近檢測區域AR的情況時,在交流電壓(第1交流電壓V1、第2交流電壓V2)之1個的上揚邊緣處而從電荷檢測部22所流入至檢測電極Y1中之正的電荷QAy1,係藉由下式而作表現。
當在振幅形態P1中而手指接近「A」(驅動電極X1與檢測電極Y1之間之交叉部)處的情況時,在交流電壓之1個的上揚邊緣處而從電荷檢測部22所流入至檢測電極Y1中之正的電荷QAy1’,係藉由下式而作表現。
當在振幅形態P1中而手指接近「B」(驅動電極X3與檢測電極Y1之間之交叉部)處的情況時,在交流電壓之1個的上揚邊緣處而從電荷檢測部22所流入至檢測電極Y1中之正的電荷QAy1”,係藉由下式而作表現。
當在振幅形態P1中而手指接近「C」(驅動電極X2與檢測電極Y1之間之交叉部)處的情況時,在交流電壓之1個的上揚邊緣處而從電荷檢測部22所流入至檢測電極Y1中之正的電荷QAy1’’’,係藉由下式而作表現。
數式(16)、數式(17)以及數式(18),係與在數式(1)、數式(2)以及數式(3)之右邊加算上了「-(VL-VD)・Cx2y1」之項者相等。由於振幅VL係較振幅VD而更小,因此此項係具有正的值。故而,當手指並未接近「C」的情況時之電荷(QAy1、QAy1’、QAy1”),係概略與於在第1實施形態之輸入裝置中所得到的電荷處加上了固定之偏位成分之後之結果相等。
另一方面,當手指接近「C」的情況時之數式(19),由於係身為使在數式(18)之右邊的第2項中之相互電容從「Cx2y1」而減少為「Cx2y1-Cp」者,因此,電荷QAy1”’係較電荷QAy1”而更小。又,由於自我電容「Cfs」係相較於相互電容「Cx2y1」而為充分大,因此,電荷QAy1”’係較電荷QAy1而更大。故而,在各狀態中而從電荷檢測部22所流入至檢測電極Y1中之正的電荷,係成立有下述之關係。
圖14,係為對於接續圖13之振幅形態P1之後所被切換的振幅形態P2之例作展示之圖。在振幅形態P2中,係對於驅動電極X2而施加有振幅VH的第2交流電壓V2,並對於驅動電極X3而施加有振幅VL的第2交流電壓V2,並且對於剩餘的驅動電極X1、X4~Xn而施加有振幅VD之第2交流電壓V2。亦即是,藉由從振幅形態P1而切換至P2,被施加有振幅VH、VD之第2交流電壓V2之2個的驅動電極X(1群的驅動電極X)係被朝向橫方向作1個的橫移。若是假設相互電容Cxy及其之變化量Cp係概略為均一,則在振幅形態P2中之當手指接近「C」的情況時之電荷,係成為接近於在振幅形態P1中之當手指接近「A」的情況時之電荷QAy1’(數式(17))之值。以下,同樣的,在每次切換振幅形態時,1群的驅動電極X係逐漸朝向橫方向作偏移。
圖15,係為針對因應於振幅形態而改變的檢測值SD之例作展示之圖,並對於當手指接近圖13、圖14中之「C」之位置的情況時之檢測值SD作展示。檢測值SD,係為在處理部30處基於靜電電容檢測部20之檢測結果所取得的資料值,並具有與從電荷檢測部22所供給至檢測電極Y處的電荷相對應之值。
在圖15中之「Sfs」,係代表當手指接近了被施加有振幅VD之第2交流電壓V2的驅動電極X與檢測電極Y之間之交叉部(電容)的情況時之檢測值SD,並對應於數式(18)之電荷QAy1”。在振幅形態P3之後,檢測值SD係概略成為接近於「Sfs」之值。
在圖15中之「Sfs-ΔSn」,係代表當手指接近了被施加有振幅VL之第2交流電壓V2的驅動電極X與檢測電極Y之間之交叉部(電容)的情況時之檢測值SD,並對應於數式(19)之電荷QAy1”’。「ΔSn」,係對應於電荷QAy1”與電荷QAy1”’之間之差。在振幅形態P1中,檢測值SD係成為「Sfs-ΔSn」。
在圖15中之「Sfs+ΔSp」,係代表當手指接近了被施加有振幅VH之第2交流電壓V2的驅動電極X與檢測電極Y之間之交叉部(電容)的情況時之檢測值SD,並對應於數式(17)之電荷QAy1’。「ΔSp」,係對應於電荷QAy1’與電荷QAy1”之間之差。在振幅形態P2中,檢測值SD係成為「Sfs+ΔSp」。
在圖15中之點線,係代表當振幅VL與振幅VD之間之差為零(VL=VD)的情況,於此情況,在振幅形態P1與振幅形態P2處之檢測值SD之差,係成為「ΔSp」。藉由將振幅VL設為較振幅VD而更小,如同圖15之實線所示一般,在振幅形態P1與振幅形態P2處之檢測值SD之差,係擴廣為「ΔSp+ΔSn」。亦即是,在存在有手指正在接近之場所的情況時,伴隨著振幅形態之切換所導致的檢測值SD之變化係被作強調。
如同以上所作了說明一般,若依據本實施形態之輸入裝置,則在被施加有具備與第1交流電壓V1相異之振幅的第2交流電壓V2之1群之驅動電極X之中,於一部分之驅動電極X處,係被施加有具有較第1交流電壓V1而更大之振幅VH的第2交流電壓V2,在其他之一部分之驅動電極X處,係被施加有具有較第1交流電壓V1而更小之振幅VL的第2交流電壓V2。藉由此,在被施加有振幅VH之第2交流電壓V2的一部分之驅動電極X處、和被施加有振幅VL之第2交流電壓V2的其他一部分之驅動電極X處,與相互電容Cxy之變化相對應的電荷之變化的極性係成為相逆(數式(17)和數式(19))。因此,係成為能夠使用與相互電容Cxy之變化相對應的電荷之變化之極性為相異的振幅形態,來得到針對1個的驅動電極X之相異的檢測訊號S(檢測值SD)。故而,藉由對於此相異之檢測訊號S(檢測值SD)作比較,係成為能夠將起因於物體之接近所導致的相互電容Cxy之變化以良好的感度而檢測出來,而能夠將物體之位置的檢測精確度提高。
又,若依據本實施形態之輸入裝置,則在被施加有振幅VH之第2交流電壓V2的一部分之驅動電極X處、和被施加有振幅VL之第2交流電壓V2的其他一部分之驅動電極X處,與相互電容Cxy之變化相對應的電荷之變化的極性由於係成為相逆,因此,兩者的電荷之變化係相互抵消,對於檢測電極Y所供給的全體之電荷係變小。故而,係能夠將檢測訊號S之偏位成分縮小。
〈第3實施形態〉 接下來,針對本發明之第3實施形態作說明。第3實施形態之輸入裝置,亦同樣的,係具備有與第1實施形態之輸入裝置(圖1~圖4)相同的構成,兩者間之差異,係在於藉由控制部21所設定的第2交流電壓V2之振幅形態。
圖16,係為對於在本實施形態之輸入裝置中之第2交流電壓V2的振幅形態之例作展示之圖。在此圖16所示之振幅形態P1中,控制部21,係對於驅動電極X2而施加具有較第1交流電壓V1而更大之振幅VH的第2交流電壓V2,並對於驅動電極X1以及X3而施加具有較第1交流電壓V1而更小之振幅VL的第2交流電壓V2,並且對於剩餘的驅動電極X4~Xn而施加具有與第1交流電壓V1相同之振幅VD之第2交流電壓V2。施加振幅VH、VL之第2交流電壓V2之3個的驅動電極X(X1~X3),係為本發明中之「1群之驅動電極」的其中一例。被形成於此3個的驅動電極X1~X3與檢測電極Y1之間之3個的電容,係在檢測電極Y1上而並排。
圖17,係為對於接續圖16之振幅形態P1之後所被切換的振幅形態P2之例作展示之圖。在圖17之振幅形態P2中,係對於驅動電極X3而施加有振幅VH的第2交流電壓V2,並對於驅動電極X2以及X4而施加有振幅VL的第2交流電壓V2,並且對於剩餘的驅動電極X1、X5~Xn而施加有振幅VD之第2交流電壓V2。亦即是,藉由從振幅形態P1而切換至P2,被施加有振幅VH、VD之第2交流電壓V2之3個的驅動電極X(1群的驅動電極X)係被朝向橫方向作1個的橫移。以下,同樣的,在每次切換振幅形態時,1群的驅動電極X係逐漸朝向橫方向作偏移。
圖18,係為針對因應於振幅形態而改變的檢測值SD之例作展示之圖,並對於當手指接近圖16、圖17中之「D」之位置的情況時之檢測值SD作展示。
在圖18中之「Sfs」、「Sfs-ΔSn」、「Sfs+ΔSp」,係代表與在圖15中之相同的元件符號所標示者同樣的檢測值SD。在振幅形態P1中,檢測值SD係成為較「Sfs」而更小之值(Sfs-ΔSn),在振幅形態P2中,檢測值SD係成為較「Sfs」而更大之值(Sfs+ΔSp),在振幅形態P3中,檢測值SD係再度成為較「Sfs」而更小之值(Sfs-ΔSn),在振幅形態P4之後,檢測值SD係概略成為接近於「Sfs」之值。
如同以上所作了說明一般,若依據本實施形態之輸入裝置,則係與已作了說明的第2實施形態相同地,成為能夠使用與相互電容Cxy之變化相對應的電荷之變化之極性為相異的振幅形態,來得到針對1個的驅動電極X之相異的檢測訊號S。故而,藉由對於此相異之檢測訊號S作比較,係成為能夠將起因於物體之接近所導致的相互電容Cxy之變化以良好的感度而檢測出來,而能夠將物體之位置的檢測精確度提高。
又,若依據本實施形態之輸入裝置,則當在1個的振幅形態中而在1個的驅動電極X處被施加有振幅VH之第2交流電壓V2的情況時,於其之前後的振幅形態中,在該1個的驅動電極X處係被施加有振幅VL之第2交流電壓V2。因此,當物體正接近於該1個的驅動電極X與檢測電極Y之間之電容處的情況時,係成為能夠使起因於振幅形態之切換所導致的檢測訊號S之變化更為明顯。
〈第4實施形態〉 接下來,針對本發明之第4實施形態作說明。第4實施形態之輸入裝置,亦同樣的,係具備有與第1實施形態之輸入裝置(圖1~圖4)相同的構成,兩者間之差異,係在於藉由控制部21所設定的第2交流電壓V2之振幅形態。
圖19,係為對於在本實施形態之輸入裝置中之第2交流電壓V2的振幅形態之例作展示之圖。如同圖19中所示一般,控制部21,係以當手指等之物體並未接近檢測區域AR時會使從電荷檢測部22而對於檢測電極Y作周期性的供給之電荷成為最小的方式,來在各個的振幅形態中,對於驅動電極X1~Xk施加振幅VH(>VD)之第2交流電壓V2,並對於剩餘的驅動電極Xk+1~Xn施加振幅VL(<VD)之第2交流電壓V2。又,控制部21,在各振幅形態中,係使施加振幅VH之第2交流電壓V2的驅動電極X1~Xk之數量和施加振幅VL之第2交流電壓V2的驅動電極Xk+1~Xn之數量相互一致。例如,控制部21,在各振幅形態中,係使振幅VH與振幅VL之中間值,與第1交流電壓V1之振幅VD相互一致。
在各振幅形態中,施加振幅VH之第2交流電壓V2的驅動電極X和施加振幅VL之第2交流電壓V2的驅動電極X之間之邊界,係被設定於1個場所或2個場所處。控制部21,係藉由對振幅形態作切換,來一面使上述之邊界的位置作偏移,一面進行由電荷檢測部22所致之檢測訊號S的產生。在檢測電極Y上之物體的接近位置,係基於上述之邊界的位置與檢測訊號S之間的關係而被特定出來。
若依據本實施形態之輸入裝置,則被施加於1群的驅動電極處之第2交流電壓V2的振幅VH係成為較第1交流電壓V1的振幅VD而更大,被施加於剩餘的驅動電極X處之第2交流電壓V2的振幅VL係成為較第1交流電壓V1的振幅VD而更小。藉由此,被供給至被形成於1群的驅動電極中之1個的驅動電極X與檢測電極Y之間之電容(相互電容)處之電荷的極性、和被供給至被形成於剩餘的驅動電極中之1個的驅動電極X與檢測電極Y之間之電容(相互電容)處之電荷的極性,係成為相逆。因此,此些之電荷係相互抵消。進而,由於1群的驅動電極X之數量和剩餘的驅動電極X之數量係為相等,因此,被供給至被形成於1群的驅動電極X與檢測電極Y之間之電容處的全體之電荷的量、和被供給至被形成於剩餘的驅動電極X與檢測電極Y之間之電容處的全體之電荷的量,係成為相近,兩者的電荷之和係變小。故而,由於無關於物體之接近的有無,被供給至此些之電容處之電荷的總和均係變小,因此,係能夠使檢測訊號S之偏位成分成為微小。
〈第5實施形態〉 接下來,針對本發明之第5實施形態作說明。第5實施形態之輸入裝置,亦同樣的,係具備有與第1實施形態之輸入裝置(圖1~圖4)相同的構成,兩者間之差異,係在於藉由控制部21所設定的第2交流電壓V2之振幅形態、和處理部30(圖1)之動作。
圖20,係為對於在本實施形態之輸入裝置中之第2交流電壓V2的振幅形態之例作展示之圖。在本實施形態中,係將振幅形態分類為「第1振幅形態」和「第2振幅形態」之2個種類。在圖20之例中,係將元件符號之數字為奇數的振幅形態P1、P3、P5、…設為第1振幅形態,並將元件符號之數字為偶數的振幅形態P2、P4、P6、…設為第2振幅形態。圖20A、圖20C、圖20E,係對於第1振幅形態P1、P3、P5作展示。圖20B、圖20D、圖20F,係對於第2振幅形態P2、P4、P6作展示。
控制部21,在第1振幅形態的情況時,係對於1個的驅動電極X而施加具有第1振幅的第2交流電壓V2,並對於剩餘的驅動電極X而施加具有第3振幅的第2交流電壓V2。另一方面,控制部21,在第2振幅形態的情況時,係對於1個的驅動電極X而施加具有較第1振幅而更小之第2振幅的第2交流電壓V2,並對於剩餘的驅動電極X而施加具有與第1振幅形態相同之第3振幅的第2交流電壓V2。在圖20之例中,第1振幅係為「VH」,第2振幅係為「VL」,第3振幅係為「VD」。此些之振幅,係與先前所說明了的實施形態相同地,成為「VH>VD>VL」之關係。較理想,第3振幅係與第1交流電壓V1之振幅VD相等。
於此,將在第1振幅形態中被施加有第1振幅VH之第2交流電壓V2之1個的驅動電極X,稱作「第1驅動電極X」,並將被形成於第1驅動電極X與檢測電極Y之間之電容,稱作「第1電容」。又,係將在第2振幅形態中被施加有具有第2振幅VL之第2交流電壓V2之1個的驅動電極X,稱作「第2驅動電極X」,並將被形成於第2驅動電極X與檢測電極Y之間之電容,稱作「第2電容」。如同在圖20中所示一般,第1驅動電極X(驅動電極X1、X3、X5、…)與第2驅動電極X(驅動電極X2、X4、X6、…),係在檢測電極Y之延伸方向上而交互地並排。因此,第1電容與第2電容,係在檢測區域AR中而交互地並排。亦即是,在檢測區域AR中,係存在有身為相互鄰接之位置關係的第1電容與第2電容。
處理部30,係基於在檢測區域AR中而第1電容與第2電容係身為鄰接關係的第1振幅形態之檢測訊號S(檢測值SD)與第2振幅形態之檢測訊號S(檢測值SD)之間之差,來算出在第1電容與第2電容為相互鄰接的位置處之物體之接近的程度。例如,處理部30,係針對在檢測區域AR中而第1電容與第2電容係身為鄰接關係的第1振幅形態與第2振幅形態之對之各者,來算出檢測值SD之差。
圖21,係為針對因應於振幅形態而改變的檢測值之例作展示之圖,並對於當手指接近圖20中之「E」之位置的情況時之檢測值作展示。圖21A,係對於第1振幅形態(P1、P3、P5、…)之檢測值SD1作展示。圖21B,係對於第2振幅形態(P2、P4、P6、…)之檢測值SD2作展示。圖21C,係對於在檢測區域AR中而第1電容與第2電容係身為鄰接關係的第1振幅形態以及第2振幅形態之對之各者所分別算出的檢測值SD2與檢測值SD1之間之差「SD2-SD1」作展示。
在圖21A中之「SA」,係代表在第1振幅形態中而物體正接近於被施加有第3振幅「VD」的驅動電極X與檢測電極Y之間之交叉部的情況時之檢測值SD,並對應於數式(3)之電荷Qy1”。又,在圖21A中之「SA+ΔSA」,係代表在第1振幅形態中而物體正接近於被施加有第1振幅「VH」的第1驅動電極X與檢測電極Y之間之交叉部(第1電容)的情況時之檢測值SD,並對應於數式(2)之電荷Qy1’。故而,在圖21A中之「ΔSA」,係對應於身為數式(2)之電荷Qy1’與數式(3)之電荷Qy1”之間之差的電荷「(VH-VD)・Cp」。
另一方面,在圖21B中之「SB」,係代表在第2振幅形態中而物體正接近於被施加有第3振幅「VD」之驅動電極X與檢測電極Y之間之交叉部的情況時之檢測值SD,並對應於將數式(3)中之「VH」置換為「VL」後的電荷QBy1”。電荷QBy1”,係藉由下式來作表現。
如同對於數式(3)和數式(21)作比較而可得知一般,「SB」相較於「SA」係為更大。
在圖21A中之「SB-ΔSB」,係代表在第2振幅形態中而物體正接近於被施加有第2振幅「VL」之第2驅動電極X與檢測電極Y之間之交叉部(第2電容)的情況時之檢測值SD,並對應於將數式(2)中之「VH」置換為「VL」後的電荷QBy1’。電荷QBy1’,係藉由下式來作表現。
故而,在圖21B中之「ΔSB」,係對應於身為數式(21)之電荷QBy1”與數式(22)之電荷QBy1’之間之差的電荷「(VD-VL)・Cp」。
如同圖21C中所示一般,在物體並未接近第1電容以及第2電容的雙方的情況時之振幅形態之對中,檢測值之差「SD2-SD1」係概略成為「SB-SA」,但是,在物體正接近第1電容以及第2電容的至少其中一方的情況時之振幅形態之對中,檢測值之差「SD2-SD1」係成為較「SB-SA」而更小。相對於「SB-SA」之減少量,在振幅形態之對(P2,P3)中,係成為「ΔSA」,在振幅形態之對(P4,P3)中,係成為「ΔSA+ΔSB」,在振幅形態之對(P4,P5)中,係成為「ΔSB」。在身為手指正接近第1電容與第2電容之雙方的狀態之振幅形態之對(P4,P3)中,由於各別的相互電容之變化係被合計,因此,檢測值之差「SD2-SD1」係較「SB-SA」而大幅度地減少。故而,係能夠將起因於物體之接近所導致的相互電容的變化以良好之感度而檢測出來。
如同以上所作了說明一般,若依據本實施形態之輸入裝置,則在第1振幅形態中而被形成於第1驅動電極X與檢測電極Y之間之第1電容處、和在第2振幅形態中而被形成於第2驅動電極X與檢測電極Y之間之第2電容處,由於所被施加之第2交流電壓V2的振幅係為相異,因此,與各別的靜電電容(相互電容)之變化相對應的電荷之變化量係為相異。又,由於在檢測區域AR中,第1電容與第2電容係交互地並排,因此,在檢測區域AR中,係存在有身為相互鄰接之位置關係的第1電容與第2電容。故而,係能夠基於在檢測區域AR中而第1電容與第2電容係身為鄰接關係的第1振幅形態之檢測訊號S(檢測值SD)與第2振幅形態之檢測訊號S(檢測值SD)之間之差異,來算出在第1電容與第2電容為相互鄰接的位置處之手指等之物體之接近的程度。
另外,本發明,係並非為僅被限定於上述之實施形態,而亦包含有各種之變形。
在上述之各實施形態中作為例子所列舉的各構件(驅動電極、檢測電極、遮蔽電極等)之數量、此些之構件之形狀、大小、位置關係等,係僅為其中一例,本發明係並不被限定於此些之例。例如,檢測電極係亦可為1個。又,係亦可將遮蔽電極省略。
在上述之實施形態中作為例子所列舉出的電子電路等之構成,係僅為其中一例,亦可藉由能夠實現相同的動作之其他之各種手段,例如硬體、韌體、軟體或此些之結合等,來具體實現之。在硬體中,例如,係可藉由1個或1個以上之特定用途積體電路(ASIC)、數位訊號處理器(DSP)、數位訊號處理元件(DSPD)、可編程邏輯元件(PLD)、現場可編程閘陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器等,來具體實現之。
在上述之實施形態中,作為輸入裝置之例,雖系列舉出使用者介面裝置,但是,本發明係並不被限定於此,而可廣泛適用在輸入與由物體之位置的變化所導致之靜電電容之變化相對應的資訊之各種的裝置(例如對於物體之位置作檢查的檢查裝置等)中。
10:感測器部 20:靜電電容檢測部 21:控制部 22:電荷檢測部 221:演算放大器 222:電荷重置電路 23:類比-數位轉換器 24:驅動部 25:電壓產生部 30:處理部 Cint:電容 Cfs:自我電容 Cxy:相互電容 Cas:遮蔽電容 AS:遮蔽電極 Y:檢測電極 X:驅動電極
[圖1]係為對於本發明之實施形態的輸入裝置之構成的其中一例作展示之圖。 [圖2]係為對於在圖1之虛線P-P’處的感測器部之剖面作例示之圖。 [圖3]係為對於感測器部與靜電電容檢測部之構成的其中一例作展示之圖。 [圖4]係為對於電荷檢測部之構成的其中一例作展示之圖。 [圖5]係為對於當手指接近了感測器部之檢測電極處的情況時之等價電路作展示之圖。 [圖6]係為對於在第1實施形態中之第2交流電壓的振幅形態之例作展示之圖。 [圖7]係為對於手指並未接近感測器部的狀態下之等價電路作展示之圖。 [圖8]係為對於手指對於圖6之「A」的部份作接近的狀態下之等價電路作展示之圖。 [圖9]係為對於手指對於圖6之「B」的部份作接近的狀態下之等價電路作展示之圖。 [圖10]係為用以針對起因於手指之接近所導致的相互電容之減少作說明的圖。 [圖11]係為對於接續圖6之振幅形態之後所被切換的振幅形態之例作展示之圖。 [圖12]係為對於在第1實施形態中之振幅形態的其他例作展示之圖。 [圖13]係為對於在第2實施形態中之振幅形態之例作展示之圖。 [圖14]係為對於接續圖13之振幅形態之後所被切換的振幅形態之例作展示之圖。 [圖15]係為針對因應於振幅形態而改變的檢測值之例作展示之圖。 [圖16]係為對於在第3實施形態中之振幅形態之例作展示之圖。 [圖17]係為對於接續圖16之振幅形態之後所被切換的振幅形態之例作展示之圖。 [圖18]係為針對因應於振幅形態而改變的檢測值之例作展示之圖。 [圖19]係為對於在第4實施形態中之振幅形態之例作展示之圖。 [圖20]係為對於在第5實施形態中之振幅形態之例作展示之圖。 [圖21]係為針對因應於振幅形態而改變的檢測值之例作展示之圖。
Claims (19)
- 一種輸入裝置,係為輸入與由相對於檢測區域之物體之位置的變化所導致的靜電電容之變化相對應的資訊之輸入裝置,其特徵為,係具備有: 檢測電極,係被配置在前述檢測區域處;和 複數之驅動電極,係被配置在前述檢測區域處,並在自身與前述檢測電極之間分別被形成有電容;和 電荷檢測部,係以在前述檢測電極處而產生第1交流電壓的方式,來對於前述檢測電極周期性地供給電荷,並輸入與所供給了的電荷相對應之檢測訊號;和 驅動部,係對於前述複數之驅動電極的各者而施加頻率以及相位為與前述第1交流電壓相等的第2交流電壓,並可針對前述驅動電極之每一者而分別變更前述第2交流電壓之振幅;和 控制部,係對於振幅形態作切換,該振幅形態,係身為前述驅動部所施加於前述複數之驅動電極的各者處之前述第2交流電壓之振幅的組合, 前述控制部,係基於預先所制定了的前述振幅形態之系列來進行前述振幅形態之切換, 在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,係對於除了1個的前述驅動電極或1群的前述驅動電極以外的剩餘之前述驅動電極,施加具有相同之振幅的前述第2交流電壓,並對於前述1個的驅動電極或前述1群的驅動電極,施加具有與前述剩餘之驅動電極相異之振幅的前述第2交流電壓。
- 如申請專利範圍第1項所記載之輸入裝置,其中, 前述控制部,係在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,將具有與前述第1交流電壓相同之振幅的前述第2交流電壓施加於前述剩餘之驅動電極處。
- 如申請專利範圍第2項所記載之輸入裝置,其中, 前述控制部,係在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,將具有較前述第1交流電壓而更大的振幅之前述第2交流電壓,施加於前述1個的驅動電極或前述1群的驅動電極處。
- 如申請專利範圍第2項所記載之輸入裝置,其中, 前述控制部,係在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,對於被包含在前述1群的驅動電極中之一部分之前述驅動電極,施加具有較前述第1交流電壓而更大的振幅之前述第2交流電壓,並對於被包含在前述1群的驅動電極中之另外一部分之前述驅動電極,施加具有較前述第1交流電壓而更小的振幅之前述第2交流電壓。
- 如申請專利範圍第4項所記載之輸入裝置,其中, 前述控制部,係在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,對於前述電容之位置為鄰接之2個的前述驅動電極之其中一者施加具有較前述第1交流電壓而更大的振幅之前述第2交流電壓,並對於該2個的驅動電極之另外一者施加具有較前述第1交流電壓而更小的振幅之前述第2交流電壓。
- 如申請專利範圍第1項所記載之輸入裝置,其中, 在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,係使前述1群的驅動電極之數量與前述剩餘的驅動電極之數量相互一致,並將施加於前述1群的驅動電極處之前述第2交流電壓之振幅設為較前述第1交流電壓之振幅而更大,並且將施加於前述剩餘的驅動電極處之前述第2交流電壓之振幅設為較前述第1交流電壓之振幅而更小。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之輸入裝置,其中, 構成前述系列之各個的前述振幅形態,係為第1振幅形態或第2振幅形態之其中一者, 前述控制部,在前述第1振幅形態中,係對於前述1個的驅動電極施加具有第1振幅之前述第2交流電壓,並對於前述剩餘的驅動電極施加具有第3振幅的前述第2交流電壓,在前述第2振幅形態中,係對於前述1個的驅動電極施加具有較前述第1振幅而更小之第2振幅之前述第2交流電壓,並對於前述剩餘的驅動電極施加具有前述第3振幅的前述第2交流電壓, 在前述第1振幅形態中而被形成於前述1個的驅動電極與前述檢測電極之間之前述電容、和在前述第2振幅形態中而被形成於前述1個的驅動電極與前述檢測電極之間之前述電容,係在前述檢測區域中而交互並排。
- 如申請專利範圍第1至6項中之任一項所記載之輸入裝置,其中,係具備有: 遮蔽電極,係鄰接於前述檢測電極地而被作配置;和 電壓產生部,係產生前述第1交流電壓並施加於前述遮蔽電極處。
- 如申請專利範圍第7項所記載之輸入裝置,其中,係具備有: 遮蔽電極,係鄰接於前述檢測電極地而被作配置;和 電壓產生部,係產生前述第1交流電壓並施加於前述遮蔽電極處。
- 如申請專利範圍第8項所記載之輸入裝置,其中, 前述電荷檢測部,係以使前述檢測電極之電壓與前述遮蔽電極之電壓會成為相等的方式,來對於前述檢測電極供給電荷,並輸出與所供給了的電荷相對應之前述檢測訊號。
- 如申請專利範圍第9項所記載之輸入裝置,其中, 前述電荷檢測部,係以使前述檢測電極之電壓與前述遮蔽電極之電壓會成為相等的方式,來對於前述檢測電極供給電荷,並輸出與所供給了的電荷相對應之前述檢測訊號。
- 如申請專利範圍第1至6項中之任一項所記載之輸入裝置,其中, 係具備有複數之前述檢測電極。
- 如申請專利範圍第7項所記載之輸入裝置,其中, 係具備有複數之前述檢測電極。
- 如申請專利範圍第8項所記載之輸入裝置,其中, 係具備有複數之前述檢測電極。
- 如申請專利範圍第9項所記載之輸入裝置,其中, 係具備有複數之前述檢測電極。
- 如申請專利範圍第10項所記載之輸入裝置,其中, 係具備有複數之前述檢測電極。
- 如申請專利範圍第11項所記載之輸入裝置,其中, 係具備有複數之前述檢測電極。
- 如申請專利範圍第1項所記載之輸入裝置,其中, 前述檢測區域之表面,係包含藉由操作者而被進行操作之操作面。
- 一種輸入裝置之控制方法,係為輸入與由相對於檢測區域之物體之位置的變化所導致的靜電電容之變化相對應的資訊之輸入裝置之控制方法,其特徵為: 前述輸入裝置,係具備有: 檢測電極,係被配置在前述檢測區域處;和 複數之驅動電極,係被配置在前述檢測區域處,並在自身與前述檢測電極之間分別被形成有電容;和 電荷檢測部,係以在前述檢測電極處而產生第1交流電壓的方式,來對於前述檢測電極周期性地供給電荷,並輸入與所供給了的電荷相對應之檢測訊號;和 驅動部,係對於前述複數之驅動電極的各者而施加頻率以及相位為與前述第1交流電壓相等的第2交流電壓,並可針對前述驅動電極之每一者而分別變更前述第2交流電壓之振幅, 前述控制方法,係具備有: 將身為前述驅動部所施加於前述複數之驅動電極的各者處之前述第2交流電壓之振幅的組合之振幅形態,基於預先所制定了的前述振幅形態之系列來進行切換之步驟;和 在構成前述系列之各個的前述振幅形態中,對於除了1個的前述驅動電極或1群的前述驅動電極以外的剩餘之前述驅動電極,施加具有相同之振幅的前述第2交流電壓,並對於前述1個的驅動電極或前述1群的驅動電極,施加具有與前述剩餘之驅動電極相異之振幅的前述第2交流電壓之步驟。
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