靜電電容式觸控面板的制作方法

專(zhuān)利名稱(chēng)：靜電電容式觸控面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)檢測(cè)電極的寄生電容的增加，以非接觸的方式來(lái)檢測(cè)對(duì)配置于絕緣面板上的檢測(cè)電極的輸入操作的靜電電容式觸控面板。
背景技術(shù)：
作為對(duì)電子設(shè)備的顯示器所顯示的圖標(biāo)(icon)等進(jìn)行指示輸入的指示器，已知一種靜電電容式觸控面，該靜電電容式觸控面利用若手指等輸入操作體接近輸入操作面則在其附近的靜電電容會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象，根據(jù)靜電電容的變化，即使配置在顯示器的背面?zhèn)?，也可以用非接觸的方式來(lái)檢測(cè)輸入操作。以往的靜電電容式觸控面板形成為矩陣狀，以使多個(gè)X電極與Y電極在輸入操作面上彼此絕緣地進(jìn)行交叉，在使手指等輸入操作體接近的附近，相交叉的各X電極與Y電極之間的靜電電容會(huì)發(fā)生變化，因此檢測(cè)出對(duì)靜電電容發(fā)生變化后的X電極與Y電極的配置位置的輸入操作(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。在該專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的靜電電容式觸控面板中，對(duì)多個(gè)Y電極依次施加預(yù)定的脈沖電壓以進(jìn)行掃描，從而檢測(cè)與被施加脈沖電壓的Y電極相交叉的各X電極的電壓。若使手指等輸入操作體接近絕緣面板時(shí)，在輸入操作體所接近的位置相交叉的X電極與Y電極之間的靜電電容會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)因靜電電容的變化而使電壓發(fā)生變化的X電極、以及此時(shí)施加脈沖電壓的Y電極的配置位置，對(duì)輸入操作體對(duì)絕緣面板的操作位置進(jìn)行檢測(cè)。然而，若絕緣面板的輸入操作面為大面積，則存在如下問(wèn)題即，隨著其輸入面積的增加，檢測(cè)靜電電容的變化的X電極與Y電極的數(shù)量會(huì)增大，針對(duì)各電極的交叉位置進(jìn)行掃描的掃描周期會(huì)變長(zhǎng)，且無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)輸入操作位置。而且，除了必須設(shè)置施加脈沖電壓的單元以外，為了掃描以矩陣狀布線(xiàn)而成的多個(gè)X電極與Y電極，必須使用與適當(dāng)?shù)膫€(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的多路掃描裝置，從而會(huì)導(dǎo)致電路構(gòu)成復(fù)雜、大型化。因此，作為以更簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)來(lái)檢測(cè)關(guān)于檢測(cè)電極的靜電電容(寄生電容)的變化的單元，已知一種根據(jù)靜電電容與已知的電阻值的時(shí)間常數(shù)來(lái)檢測(cè)在輸入操作位置的未知的靜電電容的方法。該檢測(cè)方法如下所述即，形成將作為未知電容的靜電電容的電容器C與檢測(cè)電阻R串聯(lián)或并聯(lián)連接的CR時(shí)間常數(shù)電路，對(duì)檢測(cè)電阻R的一側(cè)施加預(yù)定的電壓Vdd或?qū)⒃撘粋?cè)接地，將取決于由電容器C的靜電電容c與檢測(cè)電阻R的電阻值r所決定的時(shí)間常數(shù)rc而上升或下降的電容器C的電位與預(yù)定的臨界電位進(jìn)行比較，根據(jù)到達(dá)臨界電位為止的充電時(shí)間或放電時(shí)間來(lái)判別靜電電容的大小。根據(jù)該檢測(cè)方法，若手指等輸入操作體接近，則配置在絕緣面板上的檢測(cè)電極的寄生電容(檢測(cè)電極與接地之間的靜電電容)會(huì)增大且充放電時(shí)間變長(zhǎng)，因此對(duì)檢測(cè)電極的電位成為預(yù)定的臨界電位為止的充放電時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，與未進(jìn)行輸入操作情況下的充放電時(shí)間進(jìn)行比較，從而能夠檢測(cè)出有無(wú)接近檢測(cè)電極的輸入操作。但是，使手指接近檢測(cè)電極時(shí)的寄生電容c僅從IOpF左右稍微增加幾pF，因此在使用CR時(shí)間常數(shù)電路的檢測(cè)方法中，即使為了檢測(cè)例如增加IpF的靜電電容而串聯(lián)連接IOM Ω的檢測(cè)電阻，時(shí)間常數(shù)僅變化10μ sec，要根據(jù)到達(dá)臨界電位為止的充電時(shí)間或放電時(shí)間的比較來(lái)檢測(cè)出對(duì)檢測(cè)電極的直接的輸入操作是極其困難的。為了解決上述問(wèn)題，考慮一種進(jìn)一步增大檢測(cè)電阻的電阻值的方法，但是這樣會(huì)形成為接近絕緣狀態(tài)的高阻抗而使檢測(cè)電流流過(guò)施加檢測(cè)電壓的微機(jī)等中，從而導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)。因此，提出了如下的靜電電容檢測(cè)方法即事先準(zhǔn)備更大電容的電容器，將寄生電容的充電電荷反復(fù)移至該電容器中，以比較電容器的充電時(shí)間的電荷轉(zhuǎn)換方式的靜電電容檢測(cè)方法(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。下面使用圖5、圖6來(lái)說(shuō)明電荷轉(zhuǎn)換方式的靜電電容檢測(cè)方法。圖5所示的電容器Cl是用于檢測(cè)出電容變化的具有小電容Cl的電容器，例如在操作者的手指與圖案之間所產(chǎn)生的微小寄生電容的電容器。當(dāng)電容器Cl的一側(cè)通過(guò)操作者而接地、而另一側(cè)的SWl為ON動(dòng)作的期間，以充電電壓Vdd進(jìn)行充電。此外，與電容器Cl并聯(lián)且通過(guò)SW2連接有電容器C2，該電容器C2的電容c2相對(duì)電容器Cl的靜電電容為充分大。關(guān)于如上構(gòu)成的檢測(cè)電路，在第1步驟中，將SWl設(shè)定為0N，將SW2設(shè)定為OFF，以充電電壓Vdd對(duì)電容器Cl進(jìn)行充電，在充電之后，在第2步驟中，將SWl與SW2均設(shè)定為OFF。在該第2步驟中，電容器Cl的電壓Vl為Vdd。接著，在第3步驟中，將SWl設(shè)定為OFF，將SW2設(shè)定為0N，將電容器Cl的充電電荷的一部分轉(zhuǎn)移至電容器C2，然后，在第4步驟中，將SWl與SW2這兩者再次設(shè)定為OFF。在該第4步驟中，電容器Cl的電壓Vl與電容器C2的電壓V2變锝相等。反復(fù)了 N次第1步驟至第4步驟的處理時(shí)的電容器C2的電壓V2以V2 =VddX (1-c2/(c1+c2)n)表示，由于充電電壓Vdd、電容器C2的電容c2是已知的，因此若求出電容器C2的電壓V2達(dá)到設(shè)定為圖6所示的充電電壓Vdd的1/2的臨界電位Vref為止的次數(shù)N，則可得到想要檢測(cè)出的電容器Cl的靜電電容Cl。如圖6所示，因?yàn)殪o電電容Cl越是增大，則到達(dá)Vref的反復(fù)次數(shù)N就越少，因此，在僅需要檢測(cè)出輸入操作體接近檢測(cè)電極即可的靜電電容方式觸控面板中，將反復(fù)次數(shù)的臨界值Nref設(shè)定為例如圖中的1100，在以比該臨界值Nref更少的反復(fù)次數(shù)到達(dá)Vref的情況下，形成為輸入操作的手指接近而產(chǎn)生IOpF以上的寄生電容，從而檢測(cè)出對(duì)檢測(cè)電極的輸入操作。[先前技術(shù)文獻(xiàn)][專(zhuān)利文獻(xiàn)]專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本專(zhuān)利特開(kāi)2005-337773號(hào)公報(bào)(說(shuō)明書(shū)第0017段至第0031段、圖1)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本專(zhuān)利特開(kāi)2009-70004號(hào)公報(bào)(說(shuō)明書(shū)第0014段至第0020段、圖2)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載額現(xiàn)有的靜電電容式觸控面板中，由于必須對(duì)所有的檢測(cè)電極施加脈沖電壓，因此渴望如下的檢測(cè)方法即同時(shí)對(duì)所有檢測(cè)電極的寄生電容進(jìn)行充放電，能在更短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)靜電電容的變化的CR時(shí)間常數(shù)電路的檢測(cè)方法，但是，因?yàn)橛奢斎氩僮魉斐傻募纳娙莸淖兓⑿?，因此很難根據(jù)到達(dá)臨界電位為止的充放電時(shí)間的差來(lái)檢測(cè)出這種變化，只能利用專(zhuān)利文獻(xiàn)2所記載的電荷轉(zhuǎn)換方式來(lái)擴(kuò)大這種變化以進(jìn)行檢測(cè)。然而，該電荷轉(zhuǎn)換方式中，為了檢測(cè)靜電電容的一次變化，必須對(duì)SWl與SW2進(jìn)行1000次以上的動(dòng)作控制，結(jié)果導(dǎo)致無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)根據(jù)寄生電容的變化來(lái)檢測(cè)出接近檢測(cè)電極的輸入操作。本發(fā)明正是考慮到上述的現(xiàn)有問(wèn)題而發(fā)明的，目的在于提供一種靜電電容式觸控面板，該靜電電容式觸控面板可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)檢測(cè)電極的寄生電容的變化，并且，即使寄生電容的變化微小，也可根據(jù)到達(dá)臨界電位為止的充放電時(shí)間來(lái)檢測(cè)出對(duì)檢測(cè)電極的輸入操作。此外，目的還在于提供一種靜電電容式觸控面板，該靜電電容式觸控面板可按照與充電電壓Vdd或檢測(cè)電極的電位Vc進(jìn)行比較的臨界電位，來(lái)選擇檢測(cè)精度更高的電壓控制方法。(解決課題的手段)為了達(dá)成上述目的，第一發(fā)明的靜電電容式觸控面板系具備有檢測(cè)電極，該檢測(cè)電極配置在絕緣面板上，且其寄生電容會(huì)隨著輸入操作體的接近而增加；電阻元件，該電阻元件在與檢測(cè)電極的寄生電容的值之間形成CR時(shí)間常數(shù)電路；充放電開(kāi)關(guān)，該充放電開(kāi)關(guān)將電阻元件一側(cè)的公共端子連接到從基準(zhǔn)時(shí)刻起為預(yù)定的充電電位或接地電位的切換端子，且以所述CR時(shí)間常數(shù)電路的時(shí)間常數(shù)對(duì)寄生電容進(jìn)行充電或放電，將檢測(cè)電極的電位由接地電位提高到所述充電電位，或由所述充電電位降低到接地電位；以及計(jì)時(shí)單元，該計(jì)時(shí)單元計(jì)測(cè)經(jīng)過(guò)時(shí)間，所述經(jīng)過(guò)時(shí)間是指從基準(zhǔn)時(shí)刻起對(duì)寄生電容進(jìn)行充電或放電、而位于所述充電電位或接地電位的檢測(cè)電極的電位，到達(dá)設(shè)定于所述充電電位與接地電位之間的預(yù)定的臨界電位為止的經(jīng)過(guò)時(shí)間，所述靜電電容式觸控面板根據(jù)隨著寄生電容的增加而增加的經(jīng)過(guò)時(shí)間來(lái)檢測(cè)對(duì)檢測(cè)電極的配置位置的輸入操作，充放電開(kāi)關(guān)是根據(jù)以預(yù)定的調(diào)制值對(duì)固定頻率的矩形波脈沖信號(hào)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制后得到的PWM調(diào)制信號(hào)來(lái)進(jìn)行切換控制的，按照PWM調(diào)制信號(hào)的二進(jìn)制信號(hào)值，電阻元件一側(cè)的公共端子與所述切換端子進(jìn)行連接分離。PWM調(diào)制信號(hào)按照調(diào)制值對(duì)充放電開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換控制的二進(jìn)制信號(hào)值的占空比(duty ratio)發(fā)生變化，電阻元件的一側(cè)在充電電位或接地電位與開(kāi)放電位之間以由調(diào)制值所決定的時(shí)間間隔比進(jìn)行交替切換。電阻元件的一側(cè)在位于充電電位或接地電位的期間，位于接地電位或充電電位的檢測(cè)電極的電位根據(jù)由電阻的電阻值和寄生電容所決定的時(shí)間常數(shù)而上升或下降，但是，在位于開(kāi)放電位的期間，檢測(cè)電極的電位并不會(huì)改變，上述上升或下降會(huì)停止。因此，降低在對(duì)寄生電容進(jìn)行充放電時(shí)檢測(cè)電極的電位所改變的斜率，可根據(jù)調(diào)制值來(lái)延長(zhǎng)從基準(zhǔn)時(shí)刻至檢測(cè)電極的電位到達(dá)臨界電位為止的經(jīng)過(guò)時(shí)間，因此，即使因輸入操作而引起的寄生電容變化為微小的增加，也可根據(jù)經(jīng)擴(kuò)大的經(jīng)過(guò)時(shí)間的增加來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。第二發(fā)明的靜電電容式觸控面板中，根據(jù)PWM調(diào)制信號(hào)，對(duì)充放電開(kāi)關(guān)的公共端子與位于所述充電電位的第1切換端子、位于接地電位的第2切換端子、及開(kāi)放后的第3切換端子之中的任一個(gè)的連接進(jìn)行切換控制，按照PWM調(diào)制信號(hào)的二進(jìn)制信號(hào)值，在第1切換端子與第3切換端子間進(jìn)行切換地連接所述公共端子，以對(duì)檢測(cè)電極的寄生電容進(jìn)行充電，以及/或者，在第2切換端子與第3切換端子間進(jìn)行切換地連接所述公共端子，以對(duì)檢測(cè)電極的寄生電容進(jìn)行放電。在對(duì)寄生電容進(jìn)行充電控制時(shí)，在第1切換端子與第3切換端子之間對(duì)公共端子進(jìn)行切換連接，在進(jìn)行放電控制時(shí)，在第2切換端子與第3切換端子之間間對(duì)公共端子進(jìn)行切換連接，以公共的充放電開(kāi)關(guān)，在任何情形下，均可按照調(diào)制值來(lái)延長(zhǎng)從基準(zhǔn)時(shí)刻至檢測(cè)電極的電位到達(dá)臨界電位為止的經(jīng)過(guò)時(shí)間。第三發(fā)明的靜電電容式觸控面板中，對(duì)于在每個(gè)在絕緣面板上彼此絕緣地配置的多個(gè)檢測(cè)電極，配置電阻元件與充放電開(kāi)關(guān)，針對(duì)各檢測(cè)電極，比較計(jì)時(shí)單元所計(jì)測(cè)到的經(jīng)過(guò)時(shí)間，根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間增加的檢測(cè)電極的配置位置來(lái)檢測(cè)輸入操作位置針對(duì)多個(gè)檢測(cè)電極，使用CR時(shí)間常數(shù)電路來(lái)檢測(cè)各檢測(cè)電極的寄生電容的變化，因此，同時(shí)對(duì)多個(gè)檢測(cè)電極的寄生電容進(jìn)行充電或放電，可在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出對(duì)任何檢測(cè)電極的輸入操作。(發(fā)明的效果)根據(jù)第一發(fā)明，使用CR時(shí)間常數(shù)電路，即使因輸入操作而引起的檢測(cè)電極的寄生電容的增加是微小的，也可檢測(cè)出對(duì)檢測(cè)電極的輸入操作。根據(jù)第二發(fā)明，無(wú)論是在對(duì)寄生電容進(jìn)行充電以檢測(cè)其變化的情況下、還是在進(jìn)行放電以檢測(cè)其變化的情形下，均可使用公共的充放電開(kāi)關(guān)，將按照調(diào)制值來(lái)延長(zhǎng)從基準(zhǔn)時(shí)刻至檢測(cè)電極的電位到達(dá)臨界電位為止的經(jīng)過(guò)時(shí)間，且可確實(shí)地檢測(cè)出微小變化的寄生電容。此外，在對(duì)寄生電容進(jìn)行充電的期間和進(jìn)行放電的期間，因?yàn)樵趶幕鶞?zhǔn)時(shí)刻起所經(jīng)過(guò)的經(jīng)過(guò)時(shí)間內(nèi)，檢測(cè)電位變化的斜率會(huì)不同，因此，配合臨界電位可選擇如下的寄生電容的充電控制或放電控制即，在臨界電位的附近，檢測(cè)電極的電位的斜率會(huì)變小，且寄生電容的變化隨著經(jīng)過(guò)時(shí)間而進(jìn)一步擴(kuò)大。根據(jù)第三發(fā)明，在對(duì)寄生電容進(jìn)行充放電控制的一個(gè)周期內(nèi)，檢測(cè)配置在絕緣面板上的多個(gè)檢測(cè)電極的各寄生電容的變化，可在短期間內(nèi)檢測(cè)出輸入操作位置


圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的靜電電容式觸控面板1的多個(gè)檢測(cè)電極3與電容-時(shí)間轉(zhuǎn)換電路2的電路圖。圖2是檢測(cè)靜電電容式觸控面板1的輸入操作的輸入位置檢測(cè)電路的框圖。圖3是說(shuō)明檢測(cè)出有輸入操作體接近的檢測(cè)電極3的方法的波形圖。圖4是將圖1的a、b、c的各波形與現(xiàn)有方法的波形a’、b’相比較而示出的波形圖。圖5是示出現(xiàn)有的電荷轉(zhuǎn)換方式的靜電電容檢測(cè)方法的框圖。圖6是示出圖5所示的靜電電容檢測(cè)方法中的充電次數(shù)N與電容器C2的電壓V2之間的關(guān)系的波形圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1靜電電容式觸控面板2電容-時(shí)間轉(zhuǎn)換電路
3檢測(cè)電極4充放電開(kāi)關(guān)5 微機(jī)8寄存器值比較電路10RAM11計(jì)數(shù)器20PWM調(diào)制電路21分頻電路
具體實(shí)施例方式以下使用圖1至圖4，說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的靜電電容式觸控面板(以下稱(chēng)為觸控面板)1。該觸控面板1中，在未圖示的絕緣面板上以例如幾mm的間隔彼此絕緣地配置有多個(gè)檢測(cè)電極3^3^3^0各檢測(cè)電極3的寄生電容Cs以在與其周?chē)膶?dǎo)電圖案、遮蔽設(shè)備的屏蔽外殼、大地之間所形成的電容總和來(lái)表示，但是相比于其它電容大致為恒定值，若操作者的手指等輸入操作體接近時(shí)則會(huì)增大。因此，對(duì)各檢測(cè)電極3的寄生電容CSl、C&、(^3、C、進(jìn)行比較，若輸入操作的輸入操作體接近與其它經(jīng)過(guò)比較而得到的寄生電容Cs為最大的檢測(cè)電極3，則檢測(cè)出接近該檢測(cè)電極3的配置位置的輸入操作。在此，為了方便說(shuō)明，說(shuō)明觸控面板1對(duì)4個(gè)檢測(cè)電極3^4.3^ 的寄生電容Cs1、Cs2, Cs3, 進(jìn)行比較以檢測(cè)出輸入操作的情況。為了比較各檢測(cè)電極3的寄生電容CSl、Cs2Xs3Xs4,如圖1所示，在各檢測(cè)電極3上分別連接有電容-時(shí)間轉(zhuǎn)換電路2，該電容-時(shí)間轉(zhuǎn)換電路2以二值信號(hào)c的時(shí)間寬度來(lái)表示寄生電容Cs并進(jìn)行輸出。各電容-時(shí)間轉(zhuǎn)換電路2具備有在作為基準(zhǔn)充電電壓Vdd的電位的第1切換端子I、作為接地電位GND的第2切換端子42、及開(kāi)放后的第3切換端子43之間切換公共端子4c的充放電開(kāi)關(guān)4 ；充放電開(kāi)關(guān)4的公共端子如與檢測(cè)電極3間的檢測(cè)電阻R1、R2 ；以及將同相輸入連接于檢測(cè)電阻Rl、R2的連接點(diǎn)，將反相輸入作為臨界電位Vsh的比較器5。檢測(cè)電阻R2是檢測(cè)電極3的電阻，由檢測(cè)電極3的寄生電容Cs的電容器與串聯(lián)連接的檢測(cè)電阻Rl、R2來(lái)形成CR時(shí)間常數(shù)電路。臨界電位Vsh是在基準(zhǔn)充電電壓Vdd與接地電位GND之間任意設(shè)定的電位，在此將其設(shè)為Vdd的70%的電位，由此，若充放電開(kāi)關(guān)4的公共端子如從接地電位GND的第2切換端子42切換到基準(zhǔn)充電電壓Vdd的第1切換端子I 一側(cè)，則以由檢測(cè)電阻R1、R2的電阻值r與寄生電容Cs的寄生電容cs (在說(shuō)明上，將寄生電容Cs的電容器的電容稱(chēng)為寄生電容cs)所決定的時(shí)間常數(shù)csr來(lái)對(duì)寄生電容Cs進(jìn)行充電，若從接地電位GND開(kāi)始上升的檢測(cè)電極3的電位超過(guò)臨界電位V，則比較器5的輸出c發(fā)生反相。如圖4所示，在由微機(jī)5進(jìn)行的充電控制期間Tc中，若根據(jù)固定「H」電平的切換控制信號(hào)a’來(lái)對(duì)充放電開(kāi)關(guān)4進(jìn)行切換控制，則當(dāng)將從施加充電電壓Vdd的基準(zhǔn)時(shí)刻t0起的經(jīng)過(guò)時(shí)間設(shè)為t、將自然對(duì)數(shù)設(shè)為ε時(shí)，在基準(zhǔn)時(shí)刻t0位于接地電位GND的檢測(cè)電極的電位Vc以下式來(lái)表示，Vc = Vdd(l- ε _t/csr)... (1)式如圖中b’所示顯示為上升，經(jīng)過(guò)t = 5csr的過(guò)渡期間之后，大致到達(dá)充電電壓Vdd (以下，在本說(shuō)明書(shū)中，為了方便說(shuō)明，將其稱(chēng)為已到達(dá)充電電壓Vdd)。在此，在充電控制期間Tc中，關(guān)于以基準(zhǔn)充電電壓Vdd對(duì)寄生電容Cs進(jìn)行充電時(shí)的檢測(cè)電極3的電位Vc的上升速度，雖然由對(duì)檢測(cè)電阻Rl、R2的電阻值r乘以寄生電容cs后所得到的時(shí)間常數(shù)來(lái)決定，但是主要取決于寄生電容cs，寄生電容cs越大，則電壓的上升越為平緩，從基準(zhǔn)時(shí)刻t0到比較器5的輸出c發(fā)生反相為止的經(jīng)過(guò)時(shí)間也越長(zhǎng)。但是，一般而言，檢測(cè)電極3的寄生電容cs約為10pF，因手指等輸入操作體的接近而發(fā)生變化的寄生電容cs的變化量為1至3pF左右，因此，即使將檢測(cè)電阻Rl、R2的電阻值r增大到IOM Ω，該變化到輸出c發(fā)生反相為止的經(jīng)過(guò)時(shí)間內(nèi)的差也僅為10至30 μ sec這樣微小的時(shí)間，很難判別。因此，在本實(shí)施方式中，在充電控制期間Tc中，根據(jù)由微機(jī)5所輸出的切換控制信號(hào)a，在第1切換端子I與第3切換端子43之間切換地連接充放電開(kāi)關(guān)4的公共端子如。切換控制信號(hào)a是在微機(jī)5的后述PWM調(diào)制電路20中以預(yù)定的調(diào)制值對(duì)固定頻率的方波脈沖信號(hào)進(jìn)行PWM調(diào)制后得到的信號(hào)，形成為由與調(diào)制值對(duì)應(yīng)的占空比D構(gòu)成的PWM調(diào)制信號(hào)。在此，對(duì)2. 5MHz的矩形波脈沖信號(hào)進(jìn)行PWM調(diào)制，對(duì)于0. 4 μ sec的一個(gè)周期，由微機(jī)5輸出「H」電平的脈沖寬度為0. 16 μ sec、且占空比為0.4的PWM調(diào)制信號(hào)a。充放電開(kāi)關(guān)4在切換控制信號(hào)(PWM調(diào)制信號(hào))a為「H」電平的期間，將公共端子4c連接到位于基準(zhǔn)充電電壓Vdd的第1切換端子I上，為「L」電平的期間，則連接到被開(kāi)放的第3切換端子43上。結(jié)果，充電控制期間Tc中的檢測(cè)電極的電位Vc以放大圖4的波形b的方式來(lái)示出，在切換控制信號(hào)a為「H」電平的期間，按照上述式(1)而上升，為「L」電平的期間，則維持該電位，然后反復(fù)上述過(guò)程。也就是說(shuō)，在切換控制信號(hào)a為「L」電平的期間，由于檢測(cè)電極的電位Vc不會(huì)上升，因此上升的斜率以相當(dāng)于占空比D的比例而降低，如圖中波形b所示的那樣平緩地上升。根據(jù)與b’相比為較為平緩的傾斜的檢測(cè)電極3的電位Vc的波形b，因輸入操作而引起的1至3pF左右的寄生電容cs的變化如下所述，即從基準(zhǔn)時(shí)刻t0至到達(dá)臨界電位Vsh為止的經(jīng)過(guò)時(shí)間的差擴(kuò)大2. 5倍為25至75 μ sec,即使后述的計(jì)測(cè)經(jīng)過(guò)時(shí)間的單元的解析力較低，也能夠充分地根據(jù)該差分來(lái)檢測(cè)出輸入操作。在本實(shí)施方式中，關(guān)于電容-時(shí)間轉(zhuǎn)換電路2的檢測(cè)電阻R1、R2的電阻值r、比較器5等的電路常數(shù)、以及臨界電位Vsh的電位，各檢測(cè)電極3”32、33 J4都是相同的，而且，根據(jù)圖2所示的微機(jī)5的相同的切換控制信號(hào)a，以同時(shí)對(duì)各充放電開(kāi)關(guān)4進(jìn)行切換控制，因此，與基準(zhǔn)時(shí)刻t0同步，在第1切換端子I與第3切換端子43之間切換地連接各充放電開(kāi)關(guān)4。因輸入操作而引起的檢測(cè)電極3的寄生電容cs的變化在切換時(shí)刻tg之后的放電控制期間Td中，也能夠以相同的方法進(jìn)行檢測(cè)。以切換控制信號(hào)a或a’對(duì)充放電開(kāi)關(guān)4進(jìn)行切換控制，關(guān)于在切換時(shí)刻tg位于充電電壓Vdd的檢測(cè)電極的電位Vc，通過(guò)將充放電開(kāi)關(guān)4的公共端子如連接到作為接地電位GND的第2切換端子42，以時(shí)間常數(shù)csr對(duì)寄生電容Cs進(jìn)行放電。若將從作為充電電壓Vdd的切換時(shí)刻tg的經(jīng)過(guò)時(shí)間設(shè)為t’，則檢測(cè)電極的電位Vc以下式來(lái)表示，
權(quán)利要求
1.一種靜電電容式觸控面板，其特征在于，具備有檢測(cè)電極，該檢測(cè)電極配置在絕緣面板上，且其寄生電容會(huì)隨著輸入操作體的接近而增加；電阻元件，該電阻元件在與檢測(cè)電極的寄生電容的值之間形成CR時(shí)間常數(shù)電路；充放電開(kāi)關(guān)，該充放電開(kāi)關(guān)將電阻元件一側(cè)的公共端子連接到從基準(zhǔn)時(shí)刻起為預(yù)定的充電電位或接地電位的切換端子，且以所述CR時(shí)間常數(shù)電路的時(shí)間常數(shù)對(duì)寄生電容進(jìn)行充電或放電，將檢測(cè)電極的電位由接地電位提高到所述充電電位，或由所述充電電位降低到接地電位；以及計(jì)時(shí)單元，該計(jì)時(shí)單元計(jì)測(cè)經(jīng)過(guò)時(shí)間，所述經(jīng)過(guò)時(shí)間是指從基準(zhǔn)時(shí)刻起對(duì)寄生電容進(jìn)行充電或放電、而位于所述充電電位或接地電位的檢測(cè)電極的電位，到達(dá)設(shè)定于所述充電電位與接地電位之間的預(yù)定的臨界電位為止的經(jīng)過(guò)時(shí)間，所述靜電電容式觸控面板根據(jù)隨著寄生電容的增加而增加的經(jīng)過(guò)時(shí)間來(lái)檢測(cè)對(duì)檢測(cè)電極的配置位置的輸入操作，充放電開(kāi)關(guān)是根據(jù)以預(yù)定的調(diào)制值對(duì)固定頻率的矩形波脈沖信號(hào)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制后得到的PWM調(diào)制信號(hào)來(lái)進(jìn)行切換控制的，按照PWM調(diào)制信號(hào)的二進(jìn)制信號(hào)值，電阻元件一側(cè)的公共端子與所述切換端子進(jìn)行連接分離。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電電容式觸控面板，其特征在于，根據(jù)PWM調(diào)制信號(hào)，對(duì)充放電開(kāi)關(guān)的所述公共端子與位于所述充電電位的第1切換端子、位于接地電位的第2切換端子、及開(kāi)放后的第3切換端子之中的任一個(gè)的連接進(jìn)行切換控制，按照PWM調(diào)制信號(hào)的二進(jìn)制信號(hào)值，在第1切換端子與第3切換端子間進(jìn)行切換地連接所述公共端子，以對(duì)檢測(cè)電極的寄生電容進(jìn)行充電，以及/或者，在第2切換端子與第3切換端子間進(jìn)行切換地連接所述公共端子，以對(duì)檢測(cè)電極的寄生電容進(jìn)行放電。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的靜電電容式觸控面板，其特征在于，對(duì)于在每個(gè)在絕緣面板上彼此絕緣地配置的多個(gè)檢測(cè)電極，配置電阻元件與充放電開(kāi)關(guān)，針對(duì)各檢測(cè)電極，比較計(jì)時(shí)單元所計(jì)測(cè)到的經(jīng)過(guò)時(shí)間，根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間增加的檢測(cè)電極的配置位置來(lái)檢測(cè)輸入操作位置。
全文摘要
提供一種靜電電容式觸控面板，該靜電電容式觸控面板可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)檢測(cè)電極的寄生電容的變化，并且，即使寄生電容的變化微小，也可根據(jù)檢測(cè)電極的電位到達(dá)臨界電位為止的經(jīng)過(guò)時(shí)間來(lái)檢測(cè)對(duì)檢測(cè)電極的輸入操作。由檢測(cè)電極的寄生電容與檢測(cè)電極的電阻來(lái)形成CR時(shí)間常數(shù)電路，間隔一定的時(shí)間比的休止期間對(duì)檢測(cè)電極的寄生電容進(jìn)行充電或放電控制。能夠通過(guò)擴(kuò)大并檢測(cè)出檢測(cè)電極的電位到達(dá)臨界電位為止的經(jīng)過(guò)時(shí)間，以對(duì)因接近檢測(cè)電極的輸入操作而微小地增加的寄生電容進(jìn)行檢測(cè)。
文檔編號(hào)G06F3/044GK102576271SQ201080045039
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者吉川治 申請(qǐng)人:Smk株式會(huì)社