JP2000286690A - Touch sensor and portable electronic equipment - Google Patents
Touch sensor and portable electronic equipmentInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、生体の接触を検
知するタッチセンサ及びこれを用いた携帯電子機器に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch sensor for detecting contact with a living body and a portable electronic device using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】指等生体の接触を検知するタッチセンサ
としては、従来、光学式センサ、静電容量式センサ、電
気伝導率センサ、圧力センサ、また高周波を利用した発
振のＯＮ／ＯＦＦ型センサ等がある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a touch sensor for detecting contact with a living body such as a finger, an optical sensor, a capacitance sensor, an electric conductivity sensor, a pressure sensor, and an ON / OFF type sensor of oscillation using high frequency have been used. Etc.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のタッチ
センサのうち、光学式センサや圧力センサでは、タッチ
したものが本物の指であるかどうかを判別することはで
きなかった。また、静電容量センサや電気伝導率センサ
や高周波センサの一部には、指に近い特性でないと反応
しないものもあるが、複数個のセンサ（アレー化）を設
計するには、個数倍のコストが必要であり、指であるか
の判別とアレー化を簡素に実現できるセンサはなかっ
た。Among the above-mentioned conventional touch sensors, an optical sensor or a pressure sensor cannot determine whether or not the touched object is a real finger. Some of the capacitance sensors, electric conductivity sensors, and high-frequency sensors do not react unless they have characteristics close to those of a finger. There was no sensor which required cost and could easily realize whether it was a finger and arraying.
【０００４】この発明は上記問題点に着目してなされた
ものであって、センサをアレー化し、独立して、生体の
み検知可能なものを簡素、安価に実現し得るタッチセン
サを提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a touch sensor capable of realizing a simple and inexpensive sensor capable of independently detecting only a living body by arraying sensors. The purpose is.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明のタッチセンサ
は、生体が接触したことを検知するタッチセンサであっ
て、高周波信号を出力する発振部と、前記被検知生体が
接触し、かつ前記発振部からの高周波信号を受ける少な
くとも一対の電極を有する電極部と、この電極部の電極
間のインピーダンスに応じた信号を出力する検波部とを
備えている。A touch sensor according to the present invention is a touch sensor for detecting that a living body has come into contact with an oscillating section for outputting a high-frequency signal; An electrode unit having at least a pair of electrodes for receiving a high-frequency signal from the unit, and a detection unit for outputting a signal corresponding to the impedance between the electrodes of the electrode unit.
【０００６】この発明のタッチセンサでは、発振部より
電極部に高周波信号が供給される。応じて、電極部の電
極間のインピーダンスに応じた信号が、検波部より出力
される。生体以外の物質が接触しても、両電極間のイン
ピーダンスが十分に低下せず、検波部の出力は大なる信
号が算出される。しかし、指が接触すると、電極間のイ
ンピーダンスが低下し、検波部より算出される信号レベ
ルよりも小さくなる。したがって、検波部の出力レベル
により、指の接触を検知することができる。In the touch sensor according to the present invention, a high-frequency signal is supplied from the oscillating section to the electrode section. Accordingly, a signal corresponding to the impedance between the electrodes of the electrode unit is output from the detection unit. Even if a substance other than the living body comes into contact, the impedance between the two electrodes does not decrease sufficiently, and a signal with a large output from the detection unit is calculated. However, when the finger contacts, the impedance between the electrodes decreases, and becomes lower than the signal level calculated by the detection unit. Therefore, the contact of the finger can be detected based on the output level of the detection unit.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施
形態であるタッチセンサの構成を示すブロック図であ
る。この実施形態タッチセンサは、高周波信号を出力す
る発振部１と、個別に指を接触させる複数の電極部
２A 、２B 、２C と、これら複数の電極２A 、２B 、２
C からの出力を個別に検波して導出する複数の検波部３
A 、３B 、３C とを備えている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a touch sensor according to an embodiment of the present invention. This embodiment touch sensor, an oscillation unit 1 outputs a high-frequency signal, a plurality of electrode portions 2 contacting the individual fingers A, 2 B, 2 C and, the plurality of electrodes 2 A, 2 B, 2
A plurality of detectors 3 that individually detect and derive the output from C
And a A, 3 B, 3 C.
【０００８】電極部２A は、一対の電極４A1、４A2と、
トランス５A とからなり、トランス５A の二次コイルＬ
S の両端に電極２A1、２A2が接続されている。トランス
５Aの一次コイルＬP の一端が接地接続されている。他
の電極部２B 、２C も同様に構成されている。発振部１
の出力端は、抵抗ＲA 、ＲB 、ＲC を介して、それぞれ
トランス５A 、５B 、５C の一次コイルＬP の他端に接
続されている。[0008] the electrode unit 2 A includes a pair of electrodes 4 A1, 4 A2,
It consists of a transformer 5 A, the transformer 5 A secondary coil L
Electrodes 2 A1 and 2 A2 are connected to both ends of S. One end of the primary coil L P of the transformer 5 A is connected to ground. The other electrode units 2 B and 2 C are similarly configured. Oscillator 1
The output terminal, the resistor R A, R B, via the R C, are connected to the other end of the transformer 5 A, 5 B, 5 C of the primary coil L P.
【０００９】検波部３A は検波用のダイオードＤA とコ
ンデンサＣA の直列接続からなり、ダイオードＤA のア
ノードがトランス５A の一次コイルＬP の一端に接続さ
れるとともに、コンデンサＣA の一端が接地接続され、
さらにコンデンサＣA とダイオードＤA の接続点から出
力が導出されるようになっている。検波部３B 、３
Cも、検波部３A と同様に構成されている。検波部
３A 、３B 、３C の出力は、判定部７に入力される。[0009] detection section 3 A comprises a series connection of a diode D A and a capacitor C A for detection, with the anode of the diode D A is connected to one end of the primary coil L P of the transformer 5 A, the capacitor C A One end is grounded,
Further, an output is derived from a connection point between the capacitor C A and the diode D A. Detector 3 B , 3
C also has the same structure as the detection unit 3 A. The outputs of the detectors 3 A , 3 B , and 3 C are input to the determiner 7.
【００１０】ここで示す実施形態タッチセンサは、３個
の電極部を有し、アレー構造となっている。電極部の数
は用途に応じ、何個設けてもよい。上記実施形態タッチ
センサにおいて、電極部の等価回路は、図２の（ａ）に
示すものとなる。図２において、Ｒ1 、Ｒ2 は電極の電
気抵抗、Ｃ1 、Ｃ2 は電極と指（生体）との静電容量、
破線で囲む回路１１は指（生体）の等価回路である。電
極に指で接触させた時、図２の（ｂ）に示すように単一
の抵抗Ｒ（＝１００Ω〜２００Ω）と等価となり、指を
接触させた時、あるいは他の物質を抵抗させた場合に比
し、トランス５から電極側を見たインピーダンスが大幅
に小さくなる。図３の（ａ）に他物質を接触させた時の
等価回路を示し、Ｃ1a、Ｃ2aは電極と他物質との静電容
量であり、回路１２は他物質の等価回路である。電極に
他物質を接触させた時、等価回路は図３の（ｂ）に示す
ように、静電容量Ｃ1a、Ｃ2aが５００ＰＦ以下と小さ
く、逆に抵抗分Ｒa が大となる。それゆえ、トランス５
から電極側を見た場合のインピーダンスはかなり大なる
ものとなる。The touch sensor according to the embodiment shown here has three electrode portions and has an array structure. Any number of electrode parts may be provided depending on the application. In the touch sensor according to the embodiment, the equivalent circuit of the electrode unit is as shown in FIG. In FIG. 2, R 1 and R 2 are the electric resistance of the electrode, C 1 and C 2 are the capacitance between the electrode and the finger (living body),
A circuit 11 surrounded by a broken line is an equivalent circuit of a finger (living body). When a finger is brought into contact with the electrode, it becomes equivalent to a single resistor R (= 100Ω to 200Ω) as shown in FIG. 2B, and when a finger is brought into contact or another substance is resisted. , The impedance when the electrode side is viewed from the transformer 5 is greatly reduced. FIG. 3A shows an equivalent circuit when another substance is brought into contact, C 1a and C 2a are the capacitance between the electrode and the other substance, and the circuit 12 is an equivalent circuit of the other substance. When another substance is brought into contact with the electrode, as shown in FIG. 3B, in the equivalent circuit, the capacitances C 1a and C 2a are as small as 500 PF or less, and the resistance Ra is large. Therefore, transformer 5
When the electrode side is viewed from above, the impedance becomes considerably large.
【００１１】図１の実施形態タッチセンサにおいて、発
振部１が出力された高周波信号は抵抗Ｒa 、Ｒb 、Ｒc
を介して、電極部２A 、２B 、２C に加えられる。この
高周波信号は抵抗Ｒa と電極部２A のトランス５A から
電極側を見たインピーダンスとで分圧されて、検波部３
A に入力され、検波出力される。今、電極部２A の電極
４A1、４A2に指が密着して接触すると、図２の説明のよ
うに、指の密着による静電容量の増加と、その時の指の
高周波抵抗も小さくなり、電極部２A のインピーダンス
が小さくなり、検波部３A に入力される高周波信号もレ
ベルが小さく、検波部３A の出力も小レベル以下とな
り、その出力が所定値以下であることにより、指の接触
を検知することができる（請求項１、請求項２、請求項
３、請求項５）。In the touch sensor of the embodiment shown in FIG. 1, the high-frequency signal output from the oscillating unit 1 includes resistors Ra , Rb , and Rc.
Are applied to the electrode portions 2 A , 2 B , 2 C via The high frequency signal is divided by the impedance viewed electrode side from the transformer 5 A resistor R a and the electrode portions 2 A, the detection section 3
Input to A and detection output. Now, the finger on the electrode portion 2 A of the electrode 4 A1, 4 A2 contacts in close contact, as in the description of FIG. 2, the increase in capacitance due to contact of the finger becomes smaller high-frequency resistance of the finger when the , the smaller the impedance of the electrode portions 2 a, the high-frequency signal input to the detection section 3 a the level is small, the output of the detection portion 3 a also becomes less small level, by its output is less than the predetermined value, the finger Can be detected (claims 1, 2, 3, and 5).
【００１２】一方、指が置かれていない時や、他の物質
を接触させた時は、図３の説明のように、電極部のイン
ピーダンスが高くなり、したがって検波部３A からもハ
イレベルの出力が導出される。この場合、出力電圧が所
定レベル以上となり、指が接触したものと判断しない
（請求項４）。図４は、図１のタッチセンサにおいて、
電極部の数及び検波部の数を１個とした基本的な構成を
示す回路図である（請求項１）。発振部１と、電極
２-1、２-2との間にトランス５を配したのは、他電極と
の誤動作を防止するためにアイソレーションを取ること
（平衡回路化）とインピーダンスの変換の役目を持たせ
るためである（請求項２）。Meanwhile, and when a finger is not placed, when contacted with other materials, as described in FIG. 3, the impedance of the electrode portion is increased, thus the high level from the detection unit 3 A The output is derived. In this case, the output voltage becomes equal to or higher than the predetermined level, and it is not determined that the finger has come into contact (claim 4). FIG. 4 illustrates the touch sensor of FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a basic configuration in which the number of electrode units and the number of detection units are one (claim 1). The reason why the transformer 5 is disposed between the oscillation unit 1 and the electrodes 2 -1 and 2 -2 is that isolation is provided to prevent a malfunction with other electrodes (balanced circuit) and impedance conversion is performed. This is to provide a role (claim 2).
【００１３】この実施形態タッチセンサによれば、電極
部で共振を取っていないことと、電圧検知であるため、
温度特性が非常に良い、調整の不要、周囲の影響を受け
にくい、配線が簡素化できる、使用周波数が自由に使え
る、ダイオードによる検波なので、回路が簡単となる、
等の利点がある。図５は、上記実施形態タッチセンサに
使用される電極部の電極体の原理的構成を示し、図５の
（ａ）はその平面図、図５の（ｂ）はその断面図であ
る。電極４ A1、４A2はＩＴＯ膜であり、ガラス板等半透
明の基板２１上に形成され、電極４ A1、４A2の保護のた
め、ＳＴＯ2 膜などの薄膜である被覆膜２２が形成され
ている。According to the touch sensor of this embodiment, the electrode
Because there is no resonance in the part and voltage detection,
Very good temperature characteristics, no adjustment required, affected by surroundings
Difficult, wiring can be simplified, and the frequency used can be freely used
The circuit is simple because of the diode detection.
There are advantages such as. FIG. 5 illustrates the touch sensor according to the embodiment.
FIG. 5 shows the basic configuration of the electrode body of the electrode unit used, and FIG.
5A is a plan view thereof, and FIG. 5B is a sectional view thereof.
You. Electrode 4 A1, 4A2Is an ITO film and is semi-transparent such as a glass plate.
The electrode 4 is formed on a bright substrate 21. A1, 4A2Protection of
Me, STOTwoA coating film 22 which is a thin film such as a film is formed.
ing.
【００１４】保護膜２２を設けることによって、電極面
に記号や文字の印刷も可能となる。もっとも、保護膜２
２は膜厚が厚いと感度が低下するため、薄い膜であるこ
とが望ましい。また、タッチセンサを透過式にする必要
がない時は、電極の材料は高周波良導体が望ましい。特
に電極の全長が長い場合、その電気抵抗を小さくするた
めに良導体にする必要がある。高周波良導体として、例
えば金、銀、銅、アルミ等が使用される（請求項６）。By providing the protective film 22, it is possible to print symbols and characters on the electrode surface. But protective film 2
2 is preferable to be a thin film because the sensitivity decreases when the film thickness is large. When it is not necessary to make the touch sensor a transmission type, it is desirable that the material of the electrode be a high-frequency good conductor. In particular, when the total length of the electrode is long, it is necessary to use a good conductor in order to reduce the electric resistance. As the high-frequency good conductor, for example, gold, silver, copper, aluminum or the like is used (claim 6).
【００１５】タッチセンサを透過式にする必要がある場
合、例えば照明式スイッチとする場合には、図５で説明
するようにＩＴＯ膜等の半導体を使用しても、検知可能
である（請求項７）。上記実施形態タッチセンサの発振
部１より、出力する高周波信号の周波数は、電極の形状
によって電極の自己共振周波数が異なるが、小さな電極
であっても電極の自己共振周波数は、図６に示すよう
に、３００ＭＨＺ程度であるので、３００ＨＭＺ程度ま
での周波数を使用する（請求項８）。If the touch sensor needs to be of a transmissive type, for example, if it is an illuminated switch, it can be detected even by using a semiconductor such as an ITO film as described in FIG. 7). Although the self-resonant frequency of the electrode differs depending on the shape of the electrode, the self-resonant frequency of the electrode changes as shown in FIG. Since the frequency is about 300 MHz, a frequency up to about 300 HMZ is used (claim 8).
【００１６】図７は、この発明の他の実施形態であるタ
ッチセンサの回路図である。この実施形態タッチセンサ
も高周波信号を出力する発振部１と、複数個の電極部２
A 、２B 、２C と、複数個の検波部３A 、３B 、３C を
備える点で、図１に示すものと変わるところはない。こ
の実施形態タッチセンサの特徴は、発振部１の出力端と
電極部２A のトランス５A の一次コイルＬP の他端に接
触された抵抗ＲA の両端に、電流検出用のトランス６A
の一次コイルを接続し、抵抗ＲA に流れる高周波電流に
応じた電圧を二次コイルを介して検波部３A に入力する
ようにし、電極部２B 、２C 及び検波部３B 、３C につ
いても同様の構成としたことである。また、発振部１に
ＯＮ／ＯＦＦ制御信号を与え、ＯＮ制御信号が与えられ
た時にのみ、発振部１が動作し、生体検知動作を行うよ
うになっている（請求項９）。FIG. 7 is a circuit diagram of a touch sensor according to another embodiment of the present invention. The touch sensor of this embodiment also includes an oscillator 1 that outputs a high-frequency signal and a plurality of electrode units 2.
A, and 2 B, 2 C, in that it has a plurality of detection portions 3 A, 3 B, 3 C , is not where changes to that shown in FIG. The feature of this embodiment the touch sensor, at both ends of the resistor R A, which is in contact with the other end of the primary coil L P of the transformer 5 A the output terminal and the electrode portion 2 A of the oscillator 1, the transformer 6 A for current detection
Of connecting the primary coil, the resistance R of the voltage corresponding to the high-frequency current flowing in the A through the secondary coil so as to input to the detection section 3 A, the electrode portions 2 B, 2 C and detection unit 3 B, 3 C Has the same configuration. Further, an ON / OFF control signal is provided to the oscillating unit 1, and the oscillating unit 1 operates to perform a living body detection operation only when the ON control signal is provided (claim 9).
【００１７】図８は、この発明のさらに他の実施形態タ
ッチセンサに使用される電極部の構造を示す図である。
この実施形態タッチセンサは、電極が押し込まれたこ
と、指が電極に接触したことの２つを論理積条件として
充足する場合、指が接触したと判定し得るものである
（請求項１２）。図８において、電極部２はケース体が
ケース本体３１と、キートップ３２とからなり、このケ
ース体３１とキートップ３２間にケース体３１に対し、
キートップ３２を押し下げ、復帰自在とするスプリング
３３が設けられている。また、キートップ３２には生体
接触検知用の電極４A1、４A2が形成され、この電極
４A1、４A2の下面に接点３４A1、３４A2が設けられてい
る。ケース本体３１には、内部にトランス５A が収納さ
れ、上面にはキートッフ３２の下面に設けられた接点３
４A1、３４A2に上下で対面する位置に接点３５A1、３５
A2が設けられている。接点３５A1、３５A2はケース本体
３１内部でトランス５A の二次コイルＬS の一端と他端
に、それぞれ接続されている。トランス５A の一次コイ
ルＬP の両端は半田付け用リード端子３６A1、３６A2に
接続されている。FIG. 8 is a view showing a structure of an electrode portion used in a touch sensor according to still another embodiment of the present invention.
The touch sensor according to the present embodiment can determine that a finger has been touched when two conditions, that is, an electrode being pushed in and a finger being in contact with the electrode are satisfied as a logical product condition (claim 12). In FIG. 8, the electrode body 2 has a case body including a case body 31 and a key top 32, and the case body 31 is provided between the case body 31 and the key top 32.
A spring 33 is provided to depress the key top 32 and allow the key top 32 to return. In addition, electrodes 4 A1 and 4 A2 for detecting biological contact are formed on the key top 32, and contacts 34 A1 and 34 A2 are provided on the lower surfaces of the electrodes 4 A1 and 4 A2 . A transformer 5A is housed inside the case body 31, and a contact 3 provided on the lower surface of the key top 32 on the upper surface.
Contact points 35 A1 , 35 are located at positions facing 4 A1 , 34 A2 up and down.
A2 is provided. The one end and the other end of the contact 35 A1, 35 A2 is trans 5 A within the case body 31 secondary coil L S, are connected. Across the primary coil L P of the transformer 5 A is connected to the lead terminals 36 A1, 36 A2 for soldering.
【００１８】この電極部２A では、指が電極４A1、４A2
に接触しても押し込みがないと、接点３４A1、と３
５A1、接点３４A2、と３５A2が接触しないので、トラン
ス５A の二次コイルＬS はオープンのままであり、指接
触検知出力が得られない。指を電極４A1、４A2に接触さ
せたまま、キートップ３２をスプリング３３に抗して下
方に押し込むと、接点３４A1と３５A1、接点３４A2と３
５A2が接触し、図４の回路で電極４A1、４A2に指が接触
したのと同様となり、指接触検知が可能となる。他の物
で電極４A1、４A2に接触して、キートップ３２を下方に
押し下げて接点３４A1、３５A1、接点３４A2、３５A2を
接触させても電極４A1と４A2間のインピーダンスが大な
ので、指接触検知出力を得ることができない（請求項１
０）。[0018] In the electrode portion 2 A, finger electrode 4 A1, 4 A2
If there is no push even if it touches the contacts 34 A1 and 3
Since 5 A1 , contacts 34 A2 , and 35 A2 do not contact, the secondary coil L S of the transformer 5 A remains open, and no finger contact detection output is obtained. When the key top 32 is pressed downward against the spring 33 while keeping the finger in contact with the electrodes 4 A1 and 4 A2 , the contacts 34 A1 and 35 A1 and the contacts 34 A2 and 3
5A2 comes into contact with the electrodes 4A1 and 4A2 in the circuit shown in FIG. Even if another object makes contact with the electrodes 4 A1 and 4 A2 and pushes down the key top 32 to contact the contacts 34 A1 and 35 A1 and the contacts 34 A2 and 35 A2 , the impedance between the electrodes 4 A1 and 4 A2 Is large, so that a finger contact detection output cannot be obtained.
0).
【００１９】図９は、図８の電極部と同様の機能を持つ
他の電極部の構造を示す図である。この電極部２A はキ
ートップ３２の上面に電極４A1、４A2を備える点、ケー
ス本体３１とキートップ３２間にスプリング３３を備え
る点で、図８のものと同じであるが、トランス５A をキ
ートップ３２内に備えること、トランス５A の二次コイ
ルＬS の両端を電極４A1、４A2に、それぞれ接続するこ
と、トランス５A の一次コイルＬP の両端をキートップ
３２の下面に設ける接点３４A1、３４A2に接続するこ
と、ケース本体３１の下面に設ける接点３５A1、３５A2
を半田用リード端子３６A1、３６A2に接続している点
で、図８に示すものと相違する。FIG. 9 is a view showing the structure of another electrode part having the same function as the electrode part of FIG. That it includes an electrode 4 A1, 4 A2 on the upper surface of the electrode portion 2 A key top 32, in that it has a spring 33 between the casing body 31 and the key top 32 is the same as that of FIG. 8, the transformer 5 providing the a to the key top 32, the transformer 5 across the electrodes of the secondary coil L S of a 4 A1, 4 A2, be connected, both ends of the primary coil L P of the transformer 5 a of the key top 32 Connecting to the contacts 34 A1 and 34 A2 provided on the lower surface, and contacts 35 A1 and 35 A2 provided on the lower surface of the case body 31
8 is connected to the lead terminals 36 A1 and 36 A2 for soldering.
【００２０】この電極部２A も指を電極４A1、４A2に接
触させること及びキートップ３２を押し下げて、接点３
４A1、３５A1、接点３４A2、３５A2が接触したことの２
つの条件が充足されて、はじめて指接触検知出力が得ら
れる（請求項１１）。図８、図９に示した電極部とも、
単に生体が接触するためでも入力がなされないし、他の
物質で接触して押し込んでも入力がなされない。指で接
触させて押し込んで、はじめて入力がなされるもので、
不要な入力ミスを防止するのに有効である。[0020] depress the and the key top 32 is brought into contact with also the electrode portions 2 A finger electrode 4 A1, 4 A2, the contact 3
4 A1 , 35 A1 , 2 of contact 34A2 , 35 A2 contact
Only when the two conditions are satisfied, a finger contact detection output is obtained (claim 11). 8 and 9,
No input is made simply because the living body comes into contact, and no input is made even if it is touched and pushed with another substance. It is the first time input is made by touching and pushing with your finger,
This is effective for preventing unnecessary input errors.
【００２１】図１０は、この発明のさらに他の実施形態
タッチセンサを示す回路図である。この実施形態タッチ
センサは、図１に示すタッチセンサに、図７の説明で記
したＯＮ／ＯＦＦ制御信号を発振部１に入力するように
し、ＯＮ／ＯＦＦ制御機能を持たせたものである。上記
した各実施形態のタッチセンサを、図１１に示す携帯電
話機や、図１２に示すカード型電卓などの携帯電子機器
の入力部に採用すると、指以外の接触では簡単に入力さ
れず、誤入力を防止することができ、極めて有用である
（請求項１３）。FIG. 10 is a circuit diagram showing a touch sensor according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the touch sensor shown in FIG. 1 has the ON / OFF control signal described in the description of FIG. 7 input to the oscillation unit 1 and has an ON / OFF control function. When the touch sensor according to each of the above-described embodiments is used in an input unit of a mobile electronic device such as the mobile phone illustrated in FIG. 11 or the card-type calculator illustrated in FIG. 12, erroneous input is not easily performed by a contact other than a finger. Can be prevented, which is extremely useful (claim 13).
【００２２】[0022]
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、高周波信
号を出力する発振部と、被検知生体が接触し、かつ前記
発振部からの高周波信号を受ける少なくとも一対の電極
を有する電極部と、この電極間のインピーダンスに応じ
た信号を出力する検波部とを備え、検波部の出力レベル
に基づき、生体の接触を検知するので、電磁界イミュニ
ティに強い。温度特性が安定である。複雑な調整が不要
である等の効果がある。According to the first aspect of the present invention, an oscillating unit for outputting a high-frequency signal, and an electrode unit having at least a pair of electrodes that contact a living body to be detected and receive the high-frequency signal from the oscillating unit A detection unit that outputs a signal corresponding to the impedance between the electrodes, and detects contact with a living body based on the output level of the detection unit, so that it is strong against electromagnetic field immunity. Temperature characteristics are stable. There are effects such as no need for complicated adjustment.
【００２３】また、請求項２の発明によれば、トランス
を介して高周波信号を電極に与えるので、相互干渉を無
くし、トランスによる平衡回路を形成できる。また、請
求項３、請求項４に係る発明によれば、分別能力を向上
でき、他物質による接触検知を排除できる。また、請求
項５に係る発明によれば、アレー化を簡素に実現でき、
発振回路の共用と位相の安定化を図ることができる。ま
た、請求項６に係る発明によれば、分別能力を向上でき
る。また、請求項７に係る発明によれば、透明化、半透
明化が可能となり、スイッチ等の照明が容易となる。According to the second aspect of the present invention, since a high-frequency signal is applied to the electrodes via the transformer, mutual interference can be eliminated and a balanced circuit formed by the transformer can be formed. Further, according to the third and fourth aspects of the present invention, the sorting ability can be improved, and the contact detection by another substance can be eliminated. Further, according to the invention according to claim 5, the array can be simply realized,
Oscillation circuits can be shared and the phase can be stabilized. Further, according to the invention according to claim 6, the sorting ability can be improved. According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to make the display transparent and translucent, and to easily illuminate a switch or the like.
【００２４】また、請求項８に係る発明によれば、０．
１〜３００ＭＨＺの発振周波数を使用するので、安定な
生体接触検知が可能となる。また、請求項１０、請求項
１１、請求項１２の発明によれば、スイッチを押すこと
と、押した物質が人体であるかの判定を行うので、スイ
ッチ感触を保つとともに、押し物質の判別ができる。ま
た、請求項１３の発明によれば、直接生体が接触しない
カバンやポケットの中での誤動作を防止することができ
る。According to the eighth aspect of the present invention, 0.1.
Since the oscillation frequency of 1 to 300 MHZ is used, stable contact detection with a living body is possible. According to the tenth, eleventh and twelfth aspects of the present invention, pressing the switch and determining whether the pressed substance is a human body are performed. it can. Further, according to the invention of claim 13, it is possible to prevent a malfunction in a bag or a pocket to which the living body does not directly contact.
【図１】この発明の一実施形態であるタッチセンサを示
す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a touch sensor according to an embodiment of the present invention.
【図２】同実施形態タッチセンサの電極に指を接触した
場合の等価回路を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an equivalent circuit when a finger contacts an electrode of the touch sensor of the embodiment.
【図３】同実施形態タッチセンサの電極に指以外の他の
物をを接触した場合の等価回路を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit when an object other than a finger contacts an electrode of the touch sensor of the embodiment.
【図４】図１に示すタッチセンサの電極部を１個とした
場合の基本的なタッチセンサを示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a basic touch sensor when the touch sensor shown in FIG. 1 has one electrode unit.
【図５】この発明の各実施形態タッチセンサに使用され
る電極部の電極体の構造を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a structure of an electrode body of an electrode unit used in each embodiment of the touch sensor of the present invention.
【図６】電極の自己共振周波数を説明するための周波数
反射波特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a frequency reflected wave characteristic for describing a self-resonant frequency of an electrode.
【図７】この発明の他の実施形態であるタッチセンサを
示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a touch sensor according to another embodiment of the present invention.
【図８】この発明のさらに他の実施形態であるタッチセ
ンサに使用される電極部の構造を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a structure of an electrode portion used in a touch sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図９】この発明のさらに他の実施形態であるタッチセ
ンサに使用される電極部の構造を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a structure of an electrode unit used in a touch sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図１０】この発明のさらに他の実施形態であるタッチ
センサを示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a touch sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図１１】この発明の上記各実施形態タッチセンサを採
用して有効な携帯電話機を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a mobile phone that is effective by employing the touch sensors of the above embodiments of the present invention.
【図１２】この発明の上記各実施形態タッチセンサを採
用して有効なカード型電卓を示す回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram showing a card-type calculator that is effective by employing the touch sensor according to each of the above embodiments of the present invention.
１ 発振部 ２A 、２B 、２C 電極部 ３A 、３B 、３C 検波部 ４A1、４A2、４B1、４B2、４C1、４C2 電極 ５A 、５B 、５C トランス ７ 判定部1 oscillation unit 2 A, 2 B, 2 C electrode portions 3 A, 3 B, 3 C detection section 4 A1, 4 A2, 4 B1 , 4 B2, 4 C1, 4 C2 electrodes 5 A, 5 B, 5 C trans 7 Judgment unit
Claims (13)
サであって、高周波信号を出力する発振部と、前記被検
知生体が接触し、かつ前記発振部からの高周波信号を受
ける少なくとも一対の電極を有する電極部と、この電極
部の電極間のインピーダンスに応じた信号を出力する検
波部とを備えたことを特徴とするタッチセンサ。1. A touch sensor for detecting that a living body has come into contact, comprising: an oscillating unit that outputs a high-frequency signal; and at least a pair of electrodes that contact the living body to be detected and receive a high-frequency signal from the oscillating unit A touch sensor, comprising: an electrode unit having: a detection unit that outputs a signal corresponding to impedance between electrodes of the electrode unit.
ンスを介して行うことを特徴とする請求項１記載のタッ
チセンサ。2. The touch sensor according to claim 1, wherein the supply of the high-frequency signal to the electrode unit is performed via a transformer.
判定部で前記電極と生体との密着により、前記電極と前
記生体間の静電容量が増加することと生体の高周波にお
ける実数値と電極を含む回路の抵抗分の合計値が所定値
以下の時に、生体の接触であると判定することを特徴と
する請求項１または請求項２記載のタッチセンサ。3. A judging section is provided on the output side of the detection section. The judging section increases the capacitance between the electrode and the living body due to the close contact between the electrode and the living body, and realizes the realization of the living body at a high frequency. 3. The touch sensor according to claim 1, wherein when the total value of the resistance of the circuit including the numerical value and the electrode is equal to or less than a predetermined value, the touch is determined to be contact with a living body.
との密着が不十分である時は十分に増加しないものであ
り、前記判定部は前記静電容量によるインピーダンスの
虚数成分の増加により、生体の接触でないと判定するこ
とを特徴とする請求項３記載のタッチセンサ。4. The capacitance between the electrodes does not increase sufficiently when the electrodes and the living body are not in close contact with each other, and the determination unit determines the imaginary component of the impedance due to the capacitance. The touch sensor according to claim 3, wherein it is determined that the contact is not a biological contact based on the increase.
数個を有し、かつ各電極部は少なくとも一対の電極と二
次側が電極に接続されるトランスとからなり、前記発振
部から各電極部に高周波電力が供給されることを特徴と
する請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載
のタッチセンサ。5. The oscillating unit according to claim 1, wherein the oscillating unit is a single unit, the electrode unit includes a plurality of electrodes, and each electrode unit includes at least a pair of electrodes and a transformer having a secondary side connected to the electrode. 5. The touch sensor according to claim 1, wherein high-frequency power is supplied to each electrode unit from the touch panel. 6.
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４または請求項５記載のタッチセンサ。6. The touch sensor according to claim 1, wherein the electrode of the electrode section is a high-frequency good conductor.
半導体であることを特徴とする請求項１、請求項２、請
求項３、請求項４または請求項５記載のタッチセンサ。7. The touch sensor according to claim 1, wherein the electrode of the electrode section is a semiconductor having a large high-frequency loss.
０ＭＨＺまでの間であることを特徴とする請求項１、請
求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６また
は請求項７記載のタッチセンサ。8. The oscillation frequency of said oscillation section is 0.1-30.
8. The touch sensor according to claim 1, wherein the distance is up to 0 MHZ.
し、この電流により生体の有無を検知することを特徴と
する請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項
５、請求項６、請求項７または請求項８記載のタッチセ
ンサ。9. The detection unit according to claim 1, wherein the detection unit detects a current of the electrode unit and detects the presence or absence of a living body based on the current. 9. The touch sensor according to claim 5, 6, 7, or 8.
設け、電極を押しつけることで電極とトランスが接続す
る構造であることを特徴とする請求項２、請求項３、請
求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８また
は請求項９記載のタッチセンサ。10. A structure in which a space is provided between an electrode of the electrode section and a transformer, and the electrode and the transformer are connected by pressing the electrode. 10. The touch sensor according to claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, or claim 9.
とし、他の回路間に空間を設け、電極を押しつけること
で電極部と他の回路が接続する構造であることを特徴と
する請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項
６、請求項７、請求項８または請求項９記載のタッチセ
ンサ。11. The structure according to claim 11, wherein the electrode and the transformer of the electrode section are integrally formed, a space is provided between other circuits, and the electrode section is connected to another circuit by pressing the electrode. The touch sensor according to claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 6, claim 7, claim 8, or claim 9.
の電極への接触で電極間インピーダンス変化が生じるこ
とによる出力変化との論理積条件の成立で生体接触検知
出力を得ることを特徴とする請求項１０、または請求項
１１記載のタッチセンサ。12. A biological contact detection output is obtained by satisfying a logical AND condition between the connection by pressing the electrode and the output change caused by a change in impedance between the electrodes due to the contact of the living body with the electrode. The touch sensor according to claim 10 or claim 11.
４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項
９、請求項１０、請求項１１または請求項１２記載のタ
ッチセンサを操作入力部として用いたことを特徴とする
携帯電子機器。13. The first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, tenth, and eleventh aspects of the present invention. Item 13. A portable electronic device using the touch sensor according to Item 12 as an operation input unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090663A JP2000286690A (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Touch sensor and portable electronic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090663A JP2000286690A (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Touch sensor and portable electronic equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000286690A true JP2000286690A (en) | 2000-10-13 |
Family
ID=14004787
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11090663A Pending JP2000286690A (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Touch sensor and portable electronic equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000286690A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005537610A (en) * | 2001-11-20 | 2005-12-08 | タッチセンサー テクノロジーズ，エルエルシー | Integrated touch sensor and light emitting device |
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-
1999
- 1999-03-31 JP JP11090663A patent/JP2000286690A/en active Pending
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| US9933910B2 (en) | 2013-08-19 | 2018-04-03 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Input device and electronic equipment |
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