靜電電容檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種不改變通常的靜電電容的檢測處理并且不增加處理時間就能夠實現短路檢測的靜電電容檢測裝置。靜電電容檢測裝置（1）構成為具有：多個靜電電容檢測用的電極（EL1～EL9）；靜電測定部（21），其在選擇該電極（EL1～EL9）中的一個電極作為檢測電極（ELn）并且使檢測電極（ELn）以外的電極處于第一電位狀態或處于與第一電位狀態不同的第二電位狀態，測定第一電位狀態時的檢測電極（ELn）的電壓以及第二電位狀態時的檢測電極（ELn）的電壓；判定部（22），其通過比較基于第一電位狀態以及第二電位狀態時的各個檢測電極（ELn）的電壓的測定值，來判定電極間的短路狀態。
【專利說明】靜電電容檢測裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及靜電電容檢測裝置。
【背景技術】
[0002]作為現有的技術，存在一種在輸入方式為靜電電容型的觸摸開關裝置中，不使用特殊的構造、電路就實現降低因面板表面附著水而形成水滴的情況下的誤動作的靜電電容檢測裝置(例如，參照專利文獻I)。
[0003]該靜電電容檢測裝置在控制程序中預先存儲有開關從ON變為OFF的時間、ON的持續時間等數據作為開關動作的0N、0FF的模式數據。假設在開關電極上存在水滴，則進行如下的判定。在從ON變為OFF的情況下，讀出當前的計時器值，并減去所記錄的計時器值，從而計算ON的時間。在計算時間為100msec以下的情況下，判斷為ON的結果無效。另外，在保持ON不變的情況下,讀出當前的計時器值,并減去記錄的計時器值，從而計算ON持續的時間。在計算時間為500msec以上的情況下，直到判斷為OFF為止使現狀的持續的ON狀態無效。這樣，通過在控制程序的處理中判斷各開關電極的ON時間的長短和多個開關電極的0N，從而排除不必要的0N，能夠減少因附著水滴而引起的誤動作。
[0004]專利文獻1:日本特開2008-112334號公報
[0005]但是，專利文獻I所示的靜電電容檢測裝置存在通常的靜電電容的檢測處理需要附加的構成，并且還需要附加的處理時間這樣的問題。
【發明內容】
[0006]因此，本發明的目的在于提供一種不改變通常的靜電電容的檢測處理并且不增加處理時間就能夠實現短路檢測的靜電電容檢測裝置。
[0007]( I)為了實現上述目的，本發明提供一種靜電電容檢測裝置，其特征在于，具有多個靜電電容檢測用的電極；靜電測定部，其在選擇上述電極中的一個電極作為檢測電極并且使上述檢測電極以外的電極處于第一電位狀態或處于與上述第一電位狀態不同的第二電位狀態，測定上述第一電位狀態時的上述檢測電極的電壓以及上述第二電位狀態時的上述檢測電極的電壓；以及判定部，其通過比較基于上述第一電位狀態以及上述第二電位狀態時的各個檢測電極的電壓的測定值，來判定上述電極間的短路狀態。
[0008](2)也可以根據上述(I)所述的靜電電容檢測裝置，其特征在于，上述第一電位狀態是Open、Lo、Hi狀態中的任意一個狀態，上述第二電位狀態是除了上述第一電位狀態之外的Open、Lo、Hi狀態中的任意一個狀態。
[0009](3)另外，還可以根據上述(I)或者(2)所述的靜電電容檢測裝置，其特征在于，上述靜電測定部分別多次進行上述第一電位狀態以及上述第二電位狀態時的各個檢測電極的電壓測定。
[0010]根據本發明，能夠提供一種不改變通常的靜電電容的檢測處理并且不增加處理時間就能夠實現短路檢測的靜電電容檢測裝置。【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是表示本發明的實施方式所涉及的靜電電容檢測裝置的構成的一個例子的概略圖。
[0012]圖2是表示靜電電容檢測裝置的動作的一個例子的流程圖。
[0013]圖3是并列示出表示靜電電容檢測裝置的動作的一個例子的電極EL1~EL9的電壓變化的曲線。
[0014]圖4是表示在電極間不存在短路的情況下、和存在短路的情況下的檢測電壓的區別的曲線圖。
[0015]附圖標記說明:
[0016]I…靜電電容檢測裝置；2…控制部；3…觸摸面板；4…連接器；21...靜電測定部；22…判定部;31…布線;41…連接器端子^L1~EL9-電極JR1~TRf^lJ定端子；C、Cnl、Cn2、Cml、Cm2…測定值。
【具體實施方式】
[0017](靜電電容檢測裝置的構成)
[0018]圖1是表示本發明的實施方式所涉及的靜電電容檢測裝置的構成的一個例子的概略圖。本發明的實施方式所涉及的靜電電容檢測裝置I構成為具有:多個靜電電容檢測用的電極EL1~EL9 ;靜電測定部21，其在選擇該電極EL1~EL9中的一個電極作為檢測電極ELn并且使檢測電極ELn以外的電極 處于第一電位狀態或處于與第一電位狀態不同的第二電位狀態，測定第一電位狀態時的檢測電極ELn的電壓以及第二電位狀態時的檢測電極EL1J^電壓；以及、判定部22，其通過比較基于第一電位狀態以及第二電位狀態時的各個檢測電極EL1J^電壓的測定值，判定電極間的短路狀態。此處，η是I~9的整數。此外，在本實施方式中，電極的個數為9個，但是并不局限于此，多個電極只要是兩個以上便能夠適用本發明。
[0019]此處，第一電位狀態是0pen、Lo、Hi狀態中的任意一個狀態。另外，第二電位狀態是除了第一電位狀態之外的0pen、Lo、Hi狀態中的任意一個狀態。因此，在第一電位狀態為Open狀態時，第二電位狀態為Lo、Hi狀態中的任意一個。另外，在第一電位狀態為Lo狀態時，第二電位狀態為0pen、Hi狀態中的任意一個。另外，在第一電位狀態為Hi狀態時，第二電位狀態為Open、Lo狀態中的任意一個。
[0020]如圖1所示，電極EL1~EL9在由柔性基板等形成的觸摸面板3上形成為導電性的圖案。該電極EL1~EL9經由觸摸面板3上的布線31、連接器4、連接器端子41而與控制部2連接。
[0021]此外，為了使得手指等的觸摸檢測容易進行，電極EL1-EL9W表面的導電面露出。另外，能夠以不對觸摸檢測帶來困難的程度在電極EL1~EL9的表面設置樹脂等罩。另一方面，為了防止短路、以及布線31與手指等及外部部件接觸，利用稍厚的樹脂等感應材料包覆布線31。
[0022]另外，在連接器4以規定的間距配置有連接器端子41。即，電極EL1~EL9彼此隔開能夠用手指等進行觸摸操作的程度的間距或者距離而配置，而連接器端子41以與電極相比較窄間距配置。間距例如為2.54mm、1.27mm、0.8臟、0.5臟等。
[0023]靜電電容檢測裝置I具有用于進行靜電電容的檢測以及短路的判定等的控制部
2。該控制部2具有:靜電測定部21，其測定與手指等觸摸電極EL1~EL9時的靜電電容對應的電壓；和判定部22，其根據該靜電測定部21的測定結果判定電極EL1~EL9間的短路或者連接器端子41間等的短路。另外，雖然省略圖示，但控制部2還具備:充電部，其用于在測定各電極EL1~EL9的靜電電容時向各電極充電；處理控制部(CPU)，其按照規定的程序執行上述測定、判定；計數器部，其對規定次數的測定數進行計數；以及接口部等，該接口部進行與外部之間的數據的輸入輸出。
[0024]如圖1所示，對于靜電測定部21而言，電極EL1~EL9分別與測定端子TR1~TR9連接，測定端子TR1~TR9作為輸入而被連接。該測定端子TR1~TR9在靜電測定部21的內部電路中與開關電路、多路調制器等選擇電路連接。另外，由選擇電路選擇的端子分別與電壓測定部、第一電位、第二電位連接。
[0025]第一電位狀態為Lo狀態(地電平、Ov等)、Hi狀態(5v、12v等)。另外，第一電位狀態還可以是未與規定的電位連接的Open狀態。另外，第二電位狀態也同樣為Lo狀態、Hi狀態、Open狀態中的任意一個狀態。其中，第二電位狀態是與第一電位狀態不同的狀態。由此，在檢測電極ELn的靜電電容檢測過程中，能夠對測定值提供不同的影響，從而使得電極間有無短路的判斷容易或能夠進行。
[0026]靜電測定部21通過前述的測定程序使所選擇的檢測電極ELn以外的電極處于第一電位狀態(Lo狀態、Hi狀態、Open狀態中的任意一個狀態)，測定與靜電電容對應的電壓。該測定是使η依次變化而對全部檢測電極ELn進行的。接下來，使所選擇的檢測電極ELn以外的電極處于與第一電位狀態不同的第二電位狀態(Lo狀態、Hi狀態、Open狀態中的任意一個狀態)，同樣地使η依次變化而對全部檢測電極EL1JIU定與靜電電容對應的電壓。將這一系列的測定進行規定次數，并累計對針對各個檢測電極ELn測定出的電壓進行A/D變換而得的值，從而能夠將該累計的平均值作為基于`各個檢測電極EL1J^電壓的測定值Cn。通過取累計或者平均，能夠減少測定誤差，排除噪聲等外部干擾的重要因素。
[0027]判定部22比較與第一電位狀態以及第二電位狀態時的各個檢測電極ELn的電壓對應的測定值。在基于第一電位狀態時的檢測電極ELn的電壓的測定值Cnl、與基于第二電位狀態時的檢測電極ELn的電壓的測定值Cn2之差超過規定的閾值的情況下,能夠判定電極EL1~EL9或者連接器端子41等短路。此外，例如，通過用樹脂等密封連接器端子41等，還能夠實現限定于電極EL1~EL9部分的短路判定的構成。
[0028](靜電電容檢測裝置的動作)
[0029]圖2是表示靜電電容檢測裝置的動作的一個例子的流程圖。以下，以第一電位狀態為Open狀態、第二電位狀態為Lo狀態進行說明。
[0030]若開始靜電電容檢測裝置I的動作，則首先，通過St印I (SI)~St印7 (S7)進行規定次數的使檢測電極ELn以外的電極處于Open狀態的測定。
[0031 ] 控制部2將計數器部的計數器值設為n=l，并從電極EL1~EL9中選擇檢測電極EL1
(SI)。
[0032]控制部2將測定端子TR1與地電平連接來進行檢測電極EL1的放電作為向檢測電極的充電準備(S2)。[0033]控制部2從充電部經由測定端子TR1向檢測電極EL1進行充電(S3)。
[0034]控制部2使檢測電極EL1以外的電極處于Open狀態，并測定檢測電極EL1的電壓
(S4)。
[0035]控制部2累計檢測電極EL1的電壓測定值而獲得測定值C11 (S5)。
[0036]控制部2判斷是否為n=9。在n=9的情況下,進入到Step8 (S8),在η古9的情況下，在St印7 (S7)將計數器值設為2 (η=η+1)，并返回Step2 (S2)。
[0037]直到η=9為止進行使上述的檢測電極ELn以外的電極處于Open狀態的測定，針對各檢測電極ELn進行電壓測定值的累計，從而針對各檢測電極ELn取得測定值Cnl。
[0038]在結束了使上述的檢測電極ELn以外的電極處于Open狀態的測定后，通過Step9
(S9)~Stepl5 (S15)進行規定次數的使檢測電極ELm以外的電極處于Lo狀態的測定。
[0039]控制部2將計數器部的計數器值設為m=l，并從電極EL1~EL9中選擇檢測電極EL1
(S8)。
[0040]控制部2將測定端子TR1與地電平連接來進行檢測電極EL1的放電作為向檢測電極的充電準備(S9)。
[0041]控制部2從充電部經由測定端子TR1向檢測電極EL1進行充電(S10)。
[0042]控制部2使檢測電極EL1以外的電極處于Lo狀態，并測定檢測電極EL1的電壓(S11)。
[0043]控制部2累計檢測電極EL1的電壓測定值而取得測定值C12 (S12)。
[0044]控制部2判斷是否為m=9。在m=9的情況下,進入到Stepl5 (S15),在m古9的情況下，在Step14 (S14)中將計數器值設為2 (m=m+l)，并返回Step9 (S9)。
[0045]直至m=9為止進行使上述的檢測電極ELm以外的電極處于Lo狀態的測定，并針對各檢測電極ELm進行電壓測定值的累計，從而針對各檢測電極ELn取得測定值Cf
[0046]控制部2在判定部22通過比較使檢測電極ELn以外的電極處于Open狀態下的測定值Cnl、和使檢測電極ELm以外的電極處于Lo狀態下的測定值Cml，從而判定電極EL1~EL9部分有無短路。其中，比較是針對各個n=m的情況，即、針對同一電極進行的，根據測定值是否由于Open狀態和Lo狀態的區別而產生差來判定有無短路。
[0047]圖3是并列示出表示靜電電容檢測裝置的動作的一個例子的電極EL1~EL9的電壓變化的曲線圖。另外，圖4是表示在電極間不存在短路的情況下、存在短路的情況下的檢測電壓的區別的曲線圖。
[0048]在圖3中，電極EL1在時間tQ~&進行放電(Step2)，在時間t1~t2進行充電(Step3)。在時間t2~t3的測定期間T1進行電壓的測定、A/D轉換、累計。對于該電壓波形，按照循環測定，在電極EL1、EL2、…、EL9呈現同樣的電壓波形。
[0049]如圖4所示，在使檢測電極以外的電極處于Open狀態下進行測定時存在短路的情況下，電流從檢測電極流動至周圍的電極，因此檢測電極的電位降低。另外，在使檢測電極以外的電極處于Lo狀態下進行測定時存在短路的情況下，電流從檢測電極流動至周圍的電極并進一步流動至地面，因此與Open狀態下的測定相比檢測電極的電位大幅度降低。
[0050]如上所述，也可以取Hi狀態作為第一電位狀態或者第二電位狀態。在圖4中，在使檢測電極以外的電極處于Hi狀態下進行測定時存在短路的情況下，電流從周圍的電極流入檢測電極, 因此檢測電極的電位上升。[0051]在各測定期間T1?T9對如上所示那樣的電位的變化進行電壓測定，并對測定結果進行A/D轉換以及累計從而取得測定值，在第一電位狀態(Lo狀態、Hi狀態、Open狀態中的任意一個狀態)和第二電位狀態(與第一電位狀態不同的Lo狀態、Hi狀態、Open狀態中的任意一個狀態)比較上述測定值，從而能夠判定各檢測電極有無短路。
[0052]通過上述一系列的動作，能夠判定電極EL1?EL9部分有無短路。有無短路的判定能夠針對各個電極EL1?EL9來進行判定。因此，能夠檢測在各個電極間的短路產生情況。另外，如上所述，還能夠檢測連接器4的連接器端子41中的插頭間短路的產生情況。
[0053]此外，在如上所示的流程中，雖然分別進行了一次Open狀態下的循環測定、和Lo狀態下的循環測定，但可以分別進行多次循環測定。另外，通過改變靜電測定部21中的選擇電路的選擇動作能夠任意設定測定的順序。
[0054](本實施方式所涉及的靜電電容檢測裝置的效果)
[0055]根據本實施方式所涉及的靜電電容檢測裝置，具有如下的效果。
[0056](I)根據本實施方式所涉及的靜電電容檢測裝置1，使檢測電極ELn以外的電極處于第一電位狀態(Lo狀態、Hi狀態、Open狀態中的任意一個狀態)，測定與靜電電容對應的電壓，累計將該電壓A/D變換而得的值并將平均值作為測定值Cnl。另外，使檢測電極ELn以外的電極處于第二電位狀態(與第一電位狀態不同的Lo狀態、Hi狀態、Open狀態中的任意一個狀態)，測定與靜電電容對應的電壓，累計將該電壓A/D變換而得的值并將平均值作為測定值Cn2。通過比較兩個電位狀態下的測定值來判定有無短路，因此能夠提供一種不改變通常的靜電電容的檢測處理并且不增加處理時間就能夠實現短路檢測的靜電電容檢測裝置。
[0057](2)通過累計將測定的電壓A/D變換而得的值，并且比較反復進行規定次數后而得的平均值，能夠減少測定誤差、排除噪聲等的外部干擾的重要因素。
[0058](3)不僅能夠判定電極間的短路，還能夠檢測連接器端子等的插頭間短路。特別是在使用窄間距的連接器的情況下等有效果。
[0059]以上，對本發明的實施方式進行了說明，但這些實施方式只不過是一個例子，而不限定權利要求的范圍所涉及的發明。這些新的實施方式以及其變形例能夠以其他各種方式實施，在不脫離本發明的要旨的范圍內能夠進行各種省略、置換、改變等。另外，在這些實施方式中說明的特征的組合的全部并非是用于解決發明的課題的手段所必須的。并且，這些實施方式以及其變形例包含在發明的范圍以及要旨中，并且包含在權利要求的范圍所記載的發明以及其等同的范圍內。
【權利要求】
1.一種靜電電容檢測裝置，其特征在于，具有: 多個靜電電容檢測用的電極； 靜電測定部，其在選擇所述電極中的一個電極作為檢測電極，并且使所述檢測電極以外的電極處于第一電位狀態或者處于與所述第一電位狀態不同的第二電位狀態，測定所述第一電位狀態時的所述檢測電極的電壓以及所述第二電位狀態時的所述檢測電極的電壓；以及 判定部，其通過比較基于所述第一電位狀態以及所述第二電位狀態之時各個檢測電極的電壓的測定值，來判定所述電極間的短路狀態。
2.根據權利要求1所述的靜電電容檢測裝置，其特征在于， 所述第一電位狀態是Open、Lo、Hi狀態中的任意一個狀態，所述第二電位狀態是除了所述第一電位狀態之外的Open、Lo、Hi狀態中的任意一個狀態。
3.根據權利要求1或2所述的靜電電容檢測裝置，其特征在于， 所述靜電測定部分別多次進行所述第一電位狀態以及所述第二電位狀態之時各個檢測電極的電壓的測定。
【文檔編號】H03K17/975GK103516345SQ201310174329
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年5月13日 優先權日:2012年6月22日
【發明者】清水智巨 申請人:株式會社東海理化電機制作所