JP3710730B2

JP3710730B2 - Touch detection signal generation circuit, coordinate input device, and touch detection signal generation method

Info

Publication number: JP3710730B2
Application number: JP2001219010A
Authority: JP
Inventors: 光治岩崎; 崇長井
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2021-07-19
Also published as: JP2002108553A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、タッチ検出信号発生回路および座標入力装置に関し、詳しくは、格子状に配列された一対の電極を１対のコンデンサとしてスキャンすることで、指でタッチした電極近傍の検出信号として所定の基準レベルに対して上下に振れる２つのピークを持つタッチの検出信号を発生させ、この検出信号に基づいて電極のタッチ位置を検出する座標入力装置において、タッチ検出信号を発生する電流出力回路の電流オフセットの変動を低減しあるいは抑制してタッチの誤検出を防止することができるような座標入力装置、そのタッチ検出信号発生回路およびタッチ検出信号発生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータシステムで使用されるマウス、トラックボール、クイックポインタに代わるポインティングデバイスとして座標入力装置がある。この座標入力装置は、Ｘ，Ｙ電極が多数格子状に配列された静電センサ部分を持ち、隣接する各一対の電極の容量差の検出によりタッチされた電極の位置の検出を行う。この座標入力装置は、タッチされた電極の位置を検出するために、通常、隣接する一対の電極を組（単位）として、Ｘ電極あるいはＹ電極のスキャンを行う。そして、この座標入力装置は、一対の電極により形成される２つのコンデンサの容量の差をそれぞれの電荷電流の差として電荷電流検出回路で検出することで、タッチの検出信号を得ている。
【０００３】
座標入力装置の静電センサ部分に配置されるＸ，Ｙ電極の幅を指のタッチ幅より細いストライブ電極とすれば、タッチされている電極は、Ｘ，Ｙ電極間の電気力線が指により遮られることでその容量が低下する。そのために、タッチされている電極の前後での一対の電極間の容量の差が変化する。この容量差は、タッチ位置の手前側では＋側で増加していき、やがて減少して、指のタッチ位置（タッチした指の中央部分）でやがてゼロになり、タッチ位置から後になると−側で増加していき、やがて減少して再びゼロになるような特性を持つ検出信号になる。言い換えれば、電荷電流検出回路により得られるタッチ検出信号（タッチ信号）は、スキャン方向に沿ってのレベル変化が所定の基準レベルに対して上下に振れる２つのピークを持つ信号になる。
【０００４】
このようなタッチ検出信号は、電極対応に得られる電荷電流を受ける図２に示されるような回路において生成される。
図２は、座標入力装置のタッチ検出信号を発生する電荷電流検出回路１０を中心とするブロック図であり、１１は、その静電センサ部（タッチ部）、１２はマルチプレクサ、１３は、パルス駆動回路であって、Ｘ側ドライブ回路とＹ側ドライブ回路とからなる。１４は接続切換回路、１５は差電流発生回路、１６ａ，１６ｂ、１６ｃはそれぞれスイッチ回路、１７は積分回路、１８はコントロール回路、１９は、オフセットキャンセル回路である。なお、積分回路１７は、積分用のコンデンサＣSとこれに並列に接続されてこのコンデンサに充電された電荷をリセットするためのスイッチ回路ＳＷとからなる。そして、ここでは、接続切換回路１４と、差電流発生回路１５、スイッチ回路１６ａ，１６ｂ、１６ｃとが電荷電流検出回路を構成している。
スイッチ回路１６ａ，１６ｂは、マルチプレクサ１２と接続切換回路１４との間に設けられていて、スイッチ回路１６ａ，１６ｂから接続切換回路１４、そしてこれ以降の回路が一点鎖線で示すようにＩＣ化されている。そのうちスイッチ回路１６ｃは、差電流発生回路１５と積分回路１６との間に設けられている。
【０００５】
静電センサ部１１は、平板状のものであって、Ｘ方向に所定の間隔で多数配列されたストライプ電極（Ｘ電極）とＹ方向に所定の間隔で多数配列されたストライプ電極（Ｙ電極）とを有していて、これら電極が誘電体樹脂のスペーサを介して所定間隔で積層されている。
各ストライプ電極Ｘと各ストライプ電極Ｙとは、いずれか一方の隣接する電極２本が順次一対のものとしてマルチプレクサ１２により選択されパルス駆動回路１３によりパルス駆動される。このとき、他方の電極は、一定レベルの電圧が与えられている。選択される２本の電極は、選択されたときに、他方の電極との関係において図２に示す２つのコンデンサＣａとＣｂとに対応する。そして、一方のコンデンサの容量に対して他方のコンデンサの容量の差が差電流発生回路１５により電流値として検出されて出力される。
【０００６】
パルス駆動回路１３により各ストライプ電極Ｘあるいは各ストライプ電極Ｙをパルス駆動をした場合には、駆動パルスの立上がりに応じて正極の微分パルス（充電電流パルス）が発生し、駆動パルスの立下がりに応じて負極の微分パルス（放電電流パルス）が発生する。接続切換回路１４は、これら２つの微分パルス（電荷電流）の極性を揃えるものであり、駆動パルスの立上がり、立下がりの手前で差電流発生回路１５の＋位相の入力端子への接続と−位相の入力端子への接続を相互に入れ換える。これにより接続切換回路１４は、これらの電流の極性を一方向に切換えて（放電側電流を反転させて正極側とする）差電流発生回路１５に出力する。その切換タイミング信号は、コントローラ１８からタイミング信号Ｔを受けて行われる。
マルチプレクサ１２により選択された隣接するＹ方向の２つの電極に駆動パルスＰが入力されると、共通に接続されたコンデンサＣａ，Ｃｂの一端Ｎ（例えば、最初はＸ側の電極）に駆動パルスＰが加えられる。選択されたコンデンサＣａ，Ｃｂの他端Ｎａ，Ｎｂ（最初はＹ側の電極）は、マルチプレクサ１２，接続切換回路１４を介して差電流発生回路１５の（＋）位相入力と（−）位相入力とにそれぞれ入力される。差電流発生回路１５は、Ｇｍアンプ（トランス・コンダクタンス・アンプ）で構成され、その＋位相端子（正相入力端子）と−位相端子（逆相入力端子）とにコンデンサＣａ，Ｃｂの他端Ｎａ，Ｎｂに発生する電圧信号（電荷電流の電圧信号）を受ける。そして、その出力には、これら入力信号の電位差に応じた電流が差電流値として出力される。なお、この電荷電流検出回路の技術は、この出願人の米国特許第６０７５５２０号として登録されている。
【０００７】
オフセットキャンセル回路１９は、コントロール回路１８の制御により動作して静電センサ部１１のスキャン開始前に差電流発生回路１５の無信号入力時においてその出力レベルを基準レベルに設定してそのときの出力電流値を“０”に合わせるオフセットキャンセル処理をする。これにより差電流発生回路１５の出力レベルが基準レベルに設定されるので、スキャン方向に沿っての変化が所定の基準レベルに対して上下に振れるタッチ検出信号を高い精度で得ることができる。また、製品ごとの基準レベルのばらつきを吸収するためにもこのオフセットキャンセル回路１９が設けらている。
オフセットキャンセル回路１９は、ここでは、例えば、出力電圧を電圧Ｖcc／２（ただし、Ｖccは電源電圧）に設定してかつ出力電流値を０にして差電流発生回路１５の無信号入力時のオフセットをキャンセルする。なお、このオフセットをキャンセルするときにはコントロール回路１８は、スイッチ回路１６ｃをＯＮにする。そしてオフセットキャンセル回路１９は、差電流発生回路１５の出力信号を受けてその動作電流等を調整して出力電圧が電圧Ｖcc／２になるようにしかつ出力電流値が０になるようにする。このとき、スイッチ回路１６ａ，１６ｂは初期状態でＯＦＦになっているのでＯＦＦのままであり、これにより差電流発生回路１５の入力側は、静電センサ部１１に接続されずに無信号状態にされる。
【０００８】
ところで、電流出力のＧｍアンプは、通常、プッシュ回路側の上流側に電流吐出しの電流源を持ち、プル回路側の下流側に電流シンクの電流源をもつプッシュプル型の回路である。そこで、差電流発生回路１５は、図２に示すように、上流側の電流吐き出しの電流源を可変電流源１５ａとし、下流側の電流シンクの電流源を可変電流源１５ｂとして構成し、オフセットキャンセル処理は、それぞれ可変電流源の電流値を調整することで行われる。
このオフセットキャンセル処理後にコントローラ１８がスイッチ回路１６ａ，１６ｂをＯＮにしてコントローラ１８の制御によりＸ電極あるいはＹ電極がスキャンされてスキャン方向に応じて変化するタッチ検出信号が差電流発生回路１５に発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような回路にあっては、静電センサ部１１をマルチプレクサ１２でスキャンするときには、コントロール回路１８によりスイッチ回路１６ａ、１６ｂをＯＮにして静電センサ部１１と接続しなければならなず、スキャンして得られるそれぞれの電荷電流はそれぞれグランドＧＮＤに対して流れる電流値になる。
一方、差電流発生回路１５の入力の対接地容量とＩＣの外部にある静電センサ部１１が接続されたときの差電流発生回路１５の入力の対接地容量とが異なるために、このときスキャン前にオフセットキャンセルしたオフセット量に影響を与えてオフセットが十分にキャンセルされなくなる。それは、後者では静電センサ部１１が接続されたときに静電センサ部１１の接続により対接地浮遊容量が入力側に加わるからである。前者の容量が１ｐＦ以下であるのに対して後者の容量は３０ｐＦ〜５０ｐＦと大きい。
これによりオフセットキャンセル回路１９でキャンセルしたオフセット量に狂いが生じ、せっかく基準レベルに設定しても精度の高いタッチ検出信号を得ることが難しくなる。しかも、差電流発生回路１５のオフセットは、基準レベルを上下いずれかに変化させるので、差電流発生回路１５から得られる、上下にピークを持つ検出信号のダイナミックレンジを低下させる。
その結果、タッチしているか否かの判別が難しくなり、タッチしていないのにタッチしているという誤検出がされたり、タッチしているのにそれが検出できない問題も生じる。また、タッチ位置も正確でなくなる。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、タッチ検出信号を発生する電流出力回路の電流オフセットの変動を低減しあるいは抑制してタッチの誤検出を防止することができるタッチ検出信号発生回路および座標入力装置を提供することにある。
この発明の他の目的は、タッチ検出信号を発生する電流出力回路の電流オフセットの変動を低減しあるいは抑制してタッチの誤検出を防止することができるタッチ検出信号発生方法を提供することにある。
【００１０】
このような目的を達成するためのこの発明のタッチ検出信号発生回路および座標入力装置の特徴は、所定の方向に配列された多数の電極を有する静電センサ部の前記電極をスキャンして電極対応に得られる電荷電流を受けて所定の電極にタッチしたことを示す検出信号を発生するタッチ検出信号発生回路において、静電センサ部に第１のスイッチ回路を介して接続され電荷電流を入力端子に受けてタッチの検出信号を出力電流として発生するアンプと、無信号入力時のこのアンプの出力端子を所定の基準レベルにしかつ実質的に出力電流がゼロになるようにしてこのアンプ出力のオフセットをキャンセルするオフセットキャンセル回路と、第１のスイッチ回路とアンプの入力端子との間に設けられ第１のスイッチ回路により静電センサ部が接続されたときのアンプの入力端子の入力容量に相当する容量を第２のスイッチ回路を介してアンプの入力端子に付加する容量付加回路とを備え、第１のスイッチ回路により静電センサ部とアンプとの接続が遮断されかつ第２のスイッチ回路によりアンプの入力端子に入力容量に相当する容量が付加された状態でオフセットキャンセル回路がアンプ出力のオフセットをキャンセルするものである。
また、この発明のタッチ検出信号発生方法の特徴は、前記静電センサ部と前記アンプの前記入力端子との接続を遮断した後に、前記静電センサ部を前記入力端子に接続したときの前記アンプの入力側容量に相当する容量を前記入力端子に付加して前記オフセットキャンセル回路により前記アンプ出力のオフセットをキャンセルし、この後に前記付加した容量を前記入力端子から切離して前記電極スキャンを行い前記の検出信号を得るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
このように、この発明は、静電センサ部を電流出力アンプに接続したときの電流出力アンプの入力側容量をあらかじめ考慮してその分の容量を付加した上でオフセットキャンセル回路を動作させて電流出力アンプ出力のオフセットをキャンセルする処理をする。これにより、その後に付加した容量を切離して同様な対接地容量を持つ静電センサ部を接続してもオフセットキャンセル回路でキャンセルしたオフセットの狂いが抑制される。この状態で電極スキャンを行うことで、電流出力アンプの出力に精度の高いタッチ検出信号を得ることができる。
さらに、電極スキャンに伴って電流出力アンプから得られるタッチ検出信号の基準レベルの変動が低減しあるいは抑制されるので、ダイナミックレンジが向上する。
その結果、この発明を適用した座標入力装置等では、タッチしているか否かの判別が容易となり、タッチの誤検出が減少し、さらに高い精度でタッチした電極の座標位置を検出することができる。
【００１２】
【実施例】
図１は、この発明の一実施例の座標入力装置のタッチ検出信号発生回路を中心とするブロック図である。なお、図２と同一の構成要素は同一の符号で示し、その説明を割愛する。
図１においては、１０ａは、ＩＣ化された電荷電流検出回路１０ａであって、図示するように、これの差電流検出回路１５の＋位相入力端子側に接続される接続切換回路１４の入力にはそれぞれスイッチ回路１６ｄ，１６fを介してコンデンサＣ1，Ｃ3が接続され、差電流検出回路１５の−位相入力端子側に接続される接続切換回路１４の入力にはそれぞれスイッチ回路１６ｅ，１６ｇを介してコンデンサＣ2，Ｃ4が接続されている。これらそれぞれのコンデンサは、各スイッチ回路を介してそれぞれの入力とグランドＧＮＤ間に設けられている。そして、この発明の構成要素である容量負荷回路がこれらスイッチ回路１６ｄ〜１６ｇとコンデンサＣ1〜Ｃ4とにより構成されている。
なお、図１においては、図２と同一の構成要素は同一の符号で示し、その説明を割愛する。
２０は、検出信号判定部であって、アンプ２１と、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）２２、Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）２３、そして、データ処理装置２４とからなる。データ処理装置２４は、内部にＭＰＵとメモリとを有し、プログラム処理によりタッチされたか否かの判定と、タッチされているときにタッチ位置の検出を行い、その結果得られたタッチ位置の座標データを座標入力装置が接続された外部装置あるいは外部回路に出力する。
ここで、コンデンサＣ1，Ｃ2は、４０ｐＦ、コンデンサＣ3，Ｃ4は２０ｐＦである。
【００１３】
ここでのコンデンサＣ1，Ｃ2は、静電センサ部１１に接続されたときの差電流発生回路１５の各入力の対接地浮遊容量に対応させた平均的な容量であり、４０ｐＦが選択されている。そこで、スイッチ回路１６ｄ，１６ｅがＯＮしてこれら２つのコンデンサが並列に差電流検出回路１５の＋，−の入力側に接続されたときには、全体としては８０ｐＦになる。コンデンサＣ3，Ｃ4を含めて、このように小さい容量のコンデンサは、ＩＣの中に集積回路の一部として形成され、形成することができる。
ここでは、オフセットキャンセル回路１９で差電流発生回路１５の出力を基準レベル（電圧Ｖcc／２で電流値＝０）に設定してオフセットをキャンセルする処理をするときには、コントロール回路１８からの制御信号Ｓ1，Ｓ2によりスイッチ回路１６ｄ，１６ｅをＯＮにして、あるいはスイッチ回路１６ｆ，１６ｇをＯＮにして、あるいは両者をＯＮにした状態でオフセットキャンセル回路１９が差電流発生回路１５の出力のオフセットをキャンセル処理をする。その後に、コントロール回路１８がこれらスイッチ回路をＯＦＦにし、スイッチ回路１６ａ，１６ｂをＯＮにして静電センサ部１１を差電流検出回路１５の入力に接続切換回路１４を介して接続してスキャン動作に入り、差電流検出回路１５の出力にタッチの検出信号を得る。
【００１４】
次にその動作を説明する。
まず、静電センサ部１１のスキャンに入る前には、スイッチ回路１６ａとスイッチ回路１６ｂは、ＯＦＦ（初期状態でＯＦＦ）となっている。コントロール回路１８は、制御信号Ｓ0，Ｓ1を発生してスイッチ回路１６ｃをＯＮにするとともにスイッチ回路１６ｄ，１６ｅをＯＮ（スイッチ回路１６ｆ，１６ｇはＯＦＦ）にして制御信号Ｏfを発生してオフセットキャンセル回路１９を起動する。これによりコンデンサＣ1，Ｃ2の４０ｐＦが接続切換回路１４の入力に付加され、言い換えれば、差電流発生回路１５の＋，−の各位相入力端子に付加され、この状態でオフセットキャンセル回路１９は、差電流発生回路１５の可変電流源１５ａと１５ｂの電流を調整して差電流発生回路１５の出力のオフセットをキャンセルする処理を行う。その結果、差電流発生回路１５の出力電圧がＶcc／２（基準レベル）でその出力電流値が“０”に設定される。
【００１５】
次に、このオフセットをキャンセルする処理が終了すると、コントロール回路１８は、制御信号Ｓ1と制御信号Ｏfとを停止してスイッチ回路１６ｄ，１６ｅをＯＦＦにし（スイッチ回路１６ｆ，１６ｇはＯＦＦ）、静電センサ部１１のスキャン開始前に、制御信号Ｓ，Ｓ0を発生してスイッチ回路１６ａ，１６ｂ、１６ｃをＯＮにして、静電センサ部１１のスキャンを開始する。このとき、スキャンされる各一対の電極に対してスイッチ回路１６ｃは、コントロール回路１８により駆動パルスＰの１６個分の期間の間ＯＮにされる。したがって、積分回路１７のコンデンサＣSには、立上がり、立下がり合わせて、ほぼ３２回分のパルス電流が加えられ、これによりコンデンサＣSの充電が行われる。この充電によるコンデンサＣSの端子電圧値が検出信号判定部２０のアンプ２１により増幅されて、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）２２に加えられる。ここで、コントロール回路１８からのサンプリング信号ＳPによりサンプリングされ、そのサンプリング値が（Ａ／Ｄ）２３に入力されて、スキャン位置に応じた各一対の電極の検出信号がデジタル値に変換される。そして、それがＡ／Ｄ２３からデータ処理装置２４に入力される。なお、スイッチ回路１６ａ，１６ｂ、１６ｃのＯＮ期間に対応する前記の駆動パルスの数は、さらに多くてもよく、例えば、３０個程度の範囲のうちから適切な個数に対応する期間とすることができる。次にスイッチ回路１６ｃがＯＦＦ（このときスイッチ回路１６ａ，１６ｂはＯＮのまま）になり、スイッチ回路ＳＷがＯＮになって積分コンデンサＣsがリセットされる。その後に、スイッチ回路ＳＷがＯＦＦになってスイッチ回路１６ｃがＯＮになり、次の対電極にスキャンが移り、一対の電極に対して同様な検出処理が行われる。
【００１６】
データ処理装置２４においては、各電極対のスキャンにより得られたタッチ検出信号に基づいてタッチされたか否かの判定と、タッチされているときにタッチ位置の検出がＭＰＵによる所定のプログラムの実行により行われる。このとき、データ処理装置２４は、タッチされたか否かの判定がＮＯとなったとき、あるいはタッチ位置の検出ができないときにコントローラ１８に静電センサ部１１を再スキャンする制御信号Ｒを発生する。
なお、データ処理装置２４のタッチされたか否かの判定処理とタッチ位置の検出処理については、特開平１０−２３３６７０号に記載され、すでに公知である。
コントローラ１８は、この再スキャンの信号Ｒを受けて、制御信号Ｓを停止してスイッチ回路１６ａ，１６ｂをＯＦＦにし、制御信号Ｓ0，Ｓ1，Ｓ2を発生してスイッチ回路１６ｄ，１６ｅと、さらにスイッチ回路１６ｆ，１６ｇをともにＯＮにしてオフセットキャンセル回路１９を起動する。このときには、コンデンサＣ1〜Ｃ4が並列に接続されて差電流発生回路１５の＋，−の各位相入力に６０ｐＦ（総計１２０ｐＦ）が接続切換回路１４を介して接続される。そして、オフセットキャンセル回路１９は、差電流発生回路１５の各＋，−位相の入力に６０ｐＦが挿入された状態で差電流発生回路１５の出力のオフセットをキャンセルする処理を行う。
このオフセットをキャンセルする処理の後に、コントローラ１８は、スイッチ回路１６ｄ〜スイッチ回路１６ｇをＯＦＦにして、前記と同様に、静電センサ部１１のスキャン開始前に、スイッチ回路１６ａ，１６ｂ、１６ｃをＯＮにして、静電センサ部１１のスキャンを開始する。その結果、前記と同様なタッチ検出信号が得られ、これがデータ処理装置２４に入力されて同様な判定処理が行われる。
【００１７】
再び、タッチされたか否かの判定がＮＯとなったとき、あるいはタッチ位置の検出ができないときにデータ処理装置２４は、コントローラ１８に静電センサ部１１を再スキャンする制御信号Ｒを発生する。このときには、スイッチ回路１６ｆ，１６ｇがともにＯＮ（スイッチ回路１６ｄ，１６ｅはＯＦＦ）にされて、入力に付加される容量は、各２０ｐＦにされて、上記と同様な処理が繰り返される。
このようにすることで、オフセットキャンセル回路１９は、静電センサ部１１を差電流発生回路１５に接続する前に、差電流発生回路１５に静電センサ部１１を接続した状態に近い入力容量の状態で差電流発生回路１５の出力のオフセットキャンセル処理を行うことができる。これにより電極スキャン時に静電センサ部１１に接続が切換えられても差電流発生回路１５が出力するタッチ検出信号の基準レベルの変動はほとんどないか、小さいので、正確なタッチ検出信号を発生することができる。また、タッチ検出信号は、その基準レベルの変動が低減されあるいは抑制されることによりこの基準レベルから上下にピークが変化してもピークの振幅が正側と負側に大きく採れるのでピーク振幅のダイナミックレンジが大きくなる。
【００１８】
以上説明してきたが、実施例では、コンデンサＣ1〜Ｃ4の４個を設けているが、さらに、多数のコンデンサを並列に設けて選択できるようにしてもよい。また、実施例では４つのコンデンサの接続を切換えて入力に付加する付加容量を選択するようにしているが、コンデンサはＣ1，Ｃ2の２個のみであってもよいことはもちろんである。
【００１９】
【発明の効果】
以上のとおり、この発明にあっては、静電センサ部を電流出力アンプに接続したときの電流出力アンプの入力側容量をあらかじめ考慮してその分の容量を付加した上でオフセットキャンセルして付加した容量を切離して電極スキャンを行い、タッチ検出信号を得るようにしているので、オフセットキャンセル回路でキャンセルしたオフセットの狂いが抑制される。これにより、電極スキャンに伴って電流出力アンプから得られるタッチ検出信号の基準レベルの変動が抑制され、ダイナミックレンジが向上する。
その結果、タッチしているか否かの判別が容易となり、タッチの誤検出が減少し、さらに高い精度でタッチ電極の座標位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の一実施例の座標入力装置のタッチ検出信号発生回路を中心とするブロック図である。
【図２】図２は、従来の座標入力装置のタッチ検出信号発生回路を中心とするブロック図である。
【符号の説明】
１０…タッチ検出信号発生回路、１１…静電センサ部（タッチ部）、
１２…マルチプレクサ、１３…パルス駆動回路、
１４…接続切換回路、１５…差電流発生回路、
１６ａ〜１６ｅ…スイッチ回路、１７…積分回路、
１８…コントロール回路、１９…オフセットキャンセル回路、
２０…検出信号判定部、２１…アンプ、
２２…サンプルホールド回路、２３…Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）、
２４…データ処理装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a touch detection signal generation circuit and a coordinate input device, and more specifically, by scanning a pair of electrodes arranged in a grid as a pair of capacitors, a detection signal in the vicinity of an electrode touched with a finger is set as a predetermined signal. A current of a current output circuit that generates a touch detection signal in a coordinate input device that generates a touch detection signal having two peaks that swing up and down with respect to a reference level and detects a touch position of an electrode based on the detection signal. The present invention relates to a coordinate input device, a touch detection signal generation circuit thereof, and a touch detection signal generation method capable of preventing erroneous detection of a touch by reducing or suppressing offset variation.
[0002]
[Prior art]
A coordinate input device is a pointing device that replaces a mouse, a trackball, and a quick pointer used in a computer system. This coordinate input device has an electrostatic sensor portion in which a large number of X and Y electrodes are arranged in a grid pattern, and detects the position of the touched electrode by detecting the capacitance difference between each pair of adjacent electrodes. In order to detect the position of the touched electrode, this coordinate input device normally scans the X electrode or the Y electrode with a pair of adjacent electrodes as a unit (unit). This coordinate input device obtains a touch detection signal by detecting a difference in capacitance between two capacitors formed by a pair of electrodes as a difference between the respective charge currents by a charge current detection circuit.
[0003]
If the width of the X and Y electrodes arranged in the electrostatic sensor portion of the coordinate input device is a stripe electrode that is narrower than the touch width of the finger, the electric line of force between the X and Y electrodes is applied to the touched electrode. The capacity is reduced by being blocked by. Therefore, the difference in capacitance between the pair of electrodes before and after the touched electrode changes. This capacity difference increases on the + side on the near side of the touch position, then decreases and eventually becomes zero at the touch position of the finger (the center part of the touched finger), and on the − side after the touch position. The detection signal has a characteristic of increasing and eventually decreasing to zero again. In other words, the touch detection signal (touch signal) obtained by the charge current detection circuit is a signal having two peaks in which the level change along the scanning direction swings up and down with respect to the predetermined reference level.
[0004]
Such a touch detection signal is generated in a circuit as shown in FIG. 2 that receives a charge current obtained for each electrode.
FIG. 2 is a block diagram centering on a charge current detection circuit 10 that generates a touch detection signal of a coordinate input device, 11 is an electrostatic sensor unit (touch unit), 12 is a multiplexer, and 13 is a pulse drive. A circuit comprising an X-side drive circuit and a Y-side drive circuit. 14 is a connection switching circuit, 15 is a differential current generation circuit, 16a, 16b and 16c are switch circuits, 17 is an integration circuit, 18 is a control circuit, and 19 is an offset cancellation circuit. The integrating circuit 17 includes an integrating capacitor CS and a switch circuit SW connected in parallel with the integrating capacitor CS for resetting the electric charge charged in the capacitor. Here, the connection switching circuit 14, the differential current generation circuit 15, and the switch circuits 16a, 16b, and 16c constitute a charge current detection circuit.
The switch circuits 16a and 16b are provided between the multiplexer 12 and the connection switching circuit 14, and the switch circuits 16a and 16b to the connection switching circuit 14 and the subsequent circuits are integrated into an IC as indicated by a one-dot chain line. Yes. Among them, the switch circuit 16 c is provided between the differential current generation circuit 15 and the integration circuit 16.
[0005]
The electrostatic sensor unit 11 has a flat plate shape, and a plurality of stripe electrodes (X electrodes) arranged at predetermined intervals in the X direction and a plurality of stripe electrodes (Y electrodes) arranged at predetermined intervals in the Y direction. These electrodes are laminated at a predetermined interval through dielectric resin spacers.
For each stripe electrode X and each stripe electrode Y, either two adjacent electrodes are sequentially selected as a pair by the multiplexer 12 and are pulse-driven by the pulse drive circuit 13. At this time, a voltage of a certain level is applied to the other electrode. The two selected electrodes correspond to the two capacitors Ca and Cb shown in FIG. 2 in relation to the other electrode when selected. Then, the difference between the capacitance of the one capacitor and the capacitance of the other capacitor is detected and output as a current value by the difference current generation circuit 15.
[0006]
When each stripe electrode X or each stripe electrode Y is pulse-driven by the pulse drive circuit 13, a positive differential pulse (charging current pulse) is generated according to the rise of the drive pulse, and according to the fall of the drive pulse. Thus, a negative differential pulse (discharge current pulse) is generated. The connection switching circuit 14 aligns the polarities of these two differential pulses (charge currents). The connection switching circuit 14 connects to the + phase input terminal of the difference current generation circuit 15 and −phase before the rise and fall of the drive pulse. Switch the connections to the input terminals of each other. As a result, the connection switching circuit 14 switches the polarity of these currents in one direction (inverts the discharge side current to the positive side) and outputs it to the difference current generation circuit 15. The switching timing signal is received in response to the timing signal T from the controller 18.
When the driving pulse P is input to two adjacent Y-direction electrodes selected by the multiplexer 12, the driving pulse P is applied to one end N (for example, the X-side electrode at first) of the capacitors Ca and Cb connected in common. Is added. The other ends Na and Nb (first electrodes on the Y side) of the selected capacitors Ca and Cb are connected to the (+) phase input and (−) phase input of the difference current generation circuit 15 via the multiplexer 12 and the connection switching circuit 14. And are input respectively. The differential current generation circuit 15 is composed of a Gm amplifier (trans-conductance amplifier), and has a positive phase terminal (positive phase input terminal) and a negative phase terminal (reverse phase input terminal) at the other end Na of the capacitors Ca and Cb. , Nb, a voltage signal (charge current voltage signal) is received. And the current according to the electric potential difference of these input signals is output to the output as a difference electric current value. The technique of this charge current detection circuit is registered as US Pat. No. 6,075,520 of the applicant.
[0007]
The offset cancel circuit 19 operates under the control of the control circuit 18 and sets its output level to the reference level when no signal is input to the differential current generation circuit 15 before the scanning of the electrostatic sensor unit 11 is started. Offset cancellation processing for adjusting the current value to “0” is performed. As a result, the output level of the difference current generation circuit 15 is set to the reference level, so that a touch detection signal in which the change along the scanning direction swings up and down with respect to the predetermined reference level can be obtained with high accuracy. The offset cancel circuit 19 is also provided to absorb variations in the reference level for each product.
Here, for example, the offset cancel circuit 19 sets the output voltage to the voltage Vcc / 2 (where Vcc is the power supply voltage), sets the output current value to 0, and offsets when no signal is input to the difference current generation circuit 15. Cancel. When canceling this offset, the control circuit 18 turns on the switch circuit 16c. The offset cancel circuit 19 receives the output signal of the difference current generation circuit 15 and adjusts its operating current and the like so that the output voltage becomes the voltage Vcc / 2 and the output current value becomes zero. At this time, since the switch circuits 16a and 16b are OFF in the initial state, they remain OFF, so that the input side of the differential current generation circuit 15 is not connected to the electrostatic sensor unit 11 and is in a no-signal state. Is done.
[0008]
By the way, the Gm amplifier for current output is usually a push-pull type circuit having a current source for discharging current on the upstream side of the push circuit side and a current source for current sink on the downstream side of the pull circuit side. Therefore, as shown in FIG. 2, the differential current generation circuit 15 is configured such that the upstream current discharge current source is a variable current source 15a and the downstream current sink current source is a variable current source 15b. The processing is performed by adjusting the current value of each variable current source.
After this offset cancellation processing, the controller 18 turns on the switch circuits 16a and 16b, and the X electrode or the Y electrode is scanned by the control of the controller 18, and a touch detection signal that changes in accordance with the scanning direction is generated in the difference current generation circuit 15. .
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a circuit, when the electrostatic sensor unit 11 is scanned by the multiplexer 12, the switch circuit 16a, 16b must be turned on by the control circuit 18 to be connected to the electrostatic sensor unit 11. Each charge current obtained by scanning has a current value flowing to the ground GND.
On the other hand, since the input grounding capacity of the differential current generating circuit 15 and the grounding capacity of the input of the differential current generating circuit 15 when the electrostatic sensor unit 11 outside the IC is connected are different, scanning is performed at this time. The offset amount that has been offset canceled before is affected and the offset is not sufficiently canceled. This is because, in the latter case, when the electrostatic sensor unit 11 is connected, a grounded stray capacitance is added to the input side due to the connection of the electrostatic sensor unit 11. The former capacity is 1 pF or less, while the latter capacity is as large as 30 pF to 50 pF.
As a result, the offset amount canceled by the offset cancel circuit 19 is distorted, and it is difficult to obtain a highly accurate touch detection signal even if the reference level is set. In addition, since the offset of the difference current generation circuit 15 changes the reference level either up or down, the dynamic range of the detection signal obtained from the difference current generation circuit 15 and having peaks at the top and bottom is lowered.
As a result, it is difficult to determine whether or not the touch is made, and there is a problem that the touch is not detected but the touch is erroneously detected, or the touch is not detected. Also, the touch position is not accurate.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a problem of the prior art and to reduce or suppress fluctuations in the current offset of a current output circuit that generates a touch detection signal to prevent erroneous touch detection. An object of the present invention is to provide a touch detection signal generation circuit and a coordinate input device that can perform the above-described operation.
Another object of the present invention is to provide a touch detection signal generation method capable of preventing erroneous touch detection by reducing or suppressing variation in current offset of a current output circuit that generates a touch detection signal. .
[0010]
In order to achieve such an object, the touch detection signal generation circuit and the coordinate input device of the present invention are characterized by scanning the electrodes of an electrostatic sensor unit having a large number of electrodes arranged in a predetermined direction. In a touch detection signal generation circuit that receives a charge current obtained in step S1 and generates a detection signal indicating that a predetermined electrode has been touched, the charge current is connected to the electrostatic sensor unit via a first switch circuit. In response to an amplifier that generates a touch detection signal as an output current and the output terminal of this amplifier when there is no signal input to a predetermined reference level and the output current is substantially zero, the offset of this amplifier output is reduced. The offset cancel circuit to be canceled, the first switch circuit and the input terminal of the amplifier are connected between the electrostatic sensor unit and the first switch circuit. A capacitance adding circuit for adding a capacitance corresponding to the input capacitance of the input terminal of the amplifier to the input terminal of the amplifier via the second switch circuit, and the electrostatic sensor unit and the amplifier by the first switch circuit. The offset cancel circuit cancels the offset of the amplifier output in a state where the connection to is disconnected and a capacitor corresponding to the input capacitor is added to the input terminal of the amplifier by the second switch circuit.
The touch detection signal generation method according to the present invention is characterized in that the amplifier when the electrostatic sensor unit is connected to the input terminal after the connection between the electrostatic sensor unit and the input terminal of the amplifier is cut off. A capacitance corresponding to the input side capacitance is added to the input terminal, the offset of the amplifier output is canceled by the offset cancellation circuit, and then the added capacitance is disconnected from the input terminal to perform the electrode scan. A detection signal is obtained.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, the present invention operates the offset cancel circuit by adding the capacity in consideration of the input side capacity of the current output amplifier when the electrostatic sensor unit is connected to the current output amplifier in advance. Processing to cancel the offset of the output amplifier output. Thereby, even if the capacitance added thereafter is disconnected and an electrostatic sensor unit having a similar grounding capacitance is connected, the offset error canceled by the offset cancel circuit is suppressed. By performing electrode scanning in this state, it is possible to obtain a touch detection signal with high accuracy for the output of the current output amplifier.
Furthermore, since the fluctuation of the reference level of the touch detection signal obtained from the current output amplifier accompanying the electrode scan is reduced or suppressed, the dynamic range is improved.
As a result, in the coordinate input device or the like to which the present invention is applied, it is easy to determine whether or not the touch is made, the false detection of the touch is reduced, and the coordinate position of the touched electrode can be detected with higher accuracy. .
[0012]
【Example】
FIG. 1 is a block diagram centering on a touch detection signal generating circuit of a coordinate input device according to an embodiment of the present invention. In addition, the same component as FIG. 2 is shown with the same code | symbol, and the description is omitted.
In FIG. 1, reference numeral 10a denotes an integrated charge current detection circuit 10a, which is connected to the input of the connection switching circuit 14 connected to the + phase input terminal side of the differential current detection circuit 15 as shown in the figure. Are connected to capacitors C1 and C3 via switch circuits 16d and 16f, respectively, and input to the connection switching circuit 14 connected to the negative phase input terminal side of the differential current detection circuit 15 via switch circuits 16e and 16g, respectively. Capacitors C2 and C4 are connected. Each of these capacitors is provided between each input and the ground GND via each switch circuit. A capacitive load circuit which is a constituent element of the present invention is constituted by these switch circuits 16d to 16g and capacitors C1 to C4.
In FIG. 1, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
A detection signal determination unit 20 includes an amplifier 21, a sample hold circuit (S / H) 22, an A / D conversion circuit (A / D) 23, and a data processing device 24. The data processing device 24 has an MPU and a memory inside, determines whether or not it is touched by program processing, detects a touch position when touched, and coordinates of the touch position obtained as a result Data is output to an external device or an external circuit connected to the coordinate input device.
Here, the capacitors C1 and C2 are 40 pF, and the capacitors C3 and C4 are 20 pF.
[0013]
The capacitors C1 and C2 here are average capacitances corresponding to the grounded floating capacitances of the respective inputs of the differential current generating circuit 15 when connected to the electrostatic sensor unit 11, and 40 pF is selected. . Therefore, when the switch circuits 16d and 16e are turned on and these two capacitors are connected in parallel to the + and − input sides of the differential current detection circuit 15, the total is 80 pF. Such a small-capacitance capacitor, including the capacitors C3 and C4, can be formed and formed as part of an integrated circuit in an IC.
Here, when the offset cancel circuit 19 sets the output of the difference current generation circuit 15 to the reference level (current value = 0 at the voltage Vcc / 2) and cancels the offset, the control signal S1 from the control circuit 18 is used. The offset cancel circuit 19 cancels the offset of the output of the difference current generation circuit 15 with the switch circuits 16d and 16e turned on by S2, S2 or the switch circuits 16f and 16g turned on or both of them turned on. To do. Thereafter, the control circuit 18 turns off these switch circuits, turns on the switch circuits 16a and 16b, and connects the electrostatic sensor unit 11 to the input of the differential current detection circuit 15 via the connection switching circuit 14 to perform the scanning operation. The touch detection signal is obtained at the output of the differential current detection circuit 15.
[0014]
Next, the operation will be described.
First, before entering the scan of the electrostatic sensor unit 11, the switch circuit 16a and the switch circuit 16b are OFF (OFF in the initial state). The control circuit 18 generates control signals S0 and S1 to turn on the switch circuit 16c and turns on the switch circuits 16d and 16e (switch circuits 16f and 16g are turned off) to generate a control signal Of to generate an offset cancel circuit. 19 is started. As a result, 40 pF of the capacitors C1 and C2 are added to the input of the connection switching circuit 14, in other words, added to the + and-phase input terminals of the differential current generating circuit 15, and in this state, the offset cancel circuit 19 Processing for adjusting the currents of the variable current sources 15 a and 15 b of the current generation circuit 15 to cancel the offset of the output of the difference current generation circuit 15 is performed. As a result, the output voltage of the differential current generating circuit 15 is set to “0” when the output voltage is Vcc / 2 (reference level).
[0015]
Next, when the processing for canceling the offset is completed, the control circuit 18 stops the control signal S1 and the control signal Of and turns off the switch circuits 16d and 16e (the switch circuits 16f and 16g are turned off). Before the scanning of the electric sensor unit 11 is started, the control signals S and S0 are generated to turn on the switch circuits 16a, 16b and 16c, and the scanning of the electrostatic sensor unit 11 is started. At this time, the switch circuit 16c is turned on by the control circuit 18 for a period of 16 drive pulses P for each pair of electrodes to be scanned. Accordingly, the capacitor CS of the integrating circuit 17 is applied with a pulse current of approximately 32 times, rising and falling, thereby charging the capacitor CS. The terminal voltage value of the capacitor CS due to this charging is amplified by the amplifier 21 of the detection signal determination unit 20 and added to the sample hold circuit (S / H) 22. Here, the signal is sampled by the sampling signal SP from the control circuit 18, the sampled value is input to the (A / D) 23, and the detection signal of each pair of electrodes corresponding to the scan position is converted into a digital value. Then, it is input from the A / D 23 to the data processing device 24. Note that the number of the driving pulses corresponding to the ON period of the switch circuits 16a, 16b, and 16c may be further increased. For example, the period corresponding to an appropriate number out of about 30 ranges may be set. it can. Next, the switch circuit 16c is turned OFF (the switch circuits 16a and 16b remain ON at this time), the switch circuit SW is turned ON, and the integration capacitor Cs is reset. Thereafter, the switch circuit SW is turned off and the switch circuit 16c is turned on, the scan moves to the next counter electrode, and a similar detection process is performed on the pair of electrodes.
[0016]
In the data processing device 24, it is determined whether or not a touch has been made based on a touch detection signal obtained by scanning each electrode pair, and the touch position is detected when the touch is performed by executing a predetermined program by the MPU. Done. At this time, the data processing device 24 generates a control signal R for rescanning the electrostatic sensor unit 11 in the controller 18 when the determination as to whether or not the touch has been made becomes NO or when the touch position cannot be detected. .
Note that the process of determining whether or not the data processing device 24 has been touched and the process of detecting the touch position are described in JP-A-10-233670 and are already known.
Upon receiving this rescan signal R, the controller 18 stops the control signal S, turns off the switch circuits 16a, 16b, generates control signals S0, S1, S2 and switches circuits 16d, 16e, and further switches Both the circuits 16f and 16g are turned on to activate the offset cancel circuit 19. At this time, the capacitors C1 to C4 are connected in parallel, and 60 pF (total 120 pF) is connected to the + and − phase inputs of the differential current generating circuit 15 via the connection switching circuit 14. Then, the offset cancel circuit 19 performs a process of canceling the offset of the output of the difference current generation circuit 15 in a state where 60 pF is inserted in each + and − phase input of the difference current generation circuit 15.
After the processing for canceling the offset, the controller 18 turns off the switch circuits 16d to 16g, and turns on the switch circuits 16a, 16b, and 16c before the scanning of the electrostatic sensor unit 11 is started as described above. Then, scanning of the electrostatic sensor unit 11 is started. As a result, a touch detection signal similar to that described above is obtained, and this is input to the data processing device 24 to perform a similar determination process.
[0017]
When the determination as to whether or not the touch has been made again is NO, or when the touch position cannot be detected, the data processing device 24 generates a control signal R for rescanning the electrostatic sensor unit 11 in the controller 18. At this time, both the switch circuits 16f and 16g are turned on (the switch circuits 16d and 16e are turned off), the capacitance added to the input is set to 20 pF, and the same processing as described above is repeated.
By doing in this way, before connecting the electrostatic sensor unit 11 to the differential current generating circuit 15, the offset cancel circuit 19 has an input capacitance close to the state in which the electrostatic sensor unit 11 is connected to the differential current generating circuit 15. In this state, it is possible to perform the offset cancellation processing of the output of the difference current generation circuit 15. As a result, even if the connection to the electrostatic sensor unit 11 is switched during electrode scanning, the reference level of the touch detection signal output from the differential current generation circuit 15 is little or small, so that an accurate touch detection signal is generated. Can do. In addition, since the touch detection signal can reduce or suppress fluctuations in the reference level, even if the peak changes up and down from the reference level, the peak amplitude can be greatly increased between the positive side and the negative side. The range becomes larger.
[0018]
As described above, in the embodiment, four capacitors C1 to C4 are provided. However, a number of capacitors may be provided in parallel so that they can be selected. In the embodiment, the connection of the four capacitors is switched to select the additional capacitance added to the input, but it is needless to say that only two capacitors C1 and C2 may be used.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the capacitance on the input side of the current output amplifier when the electrostatic sensor unit is connected to the current output amplifier is considered in advance, and then the capacitance is added and offset offset is added. Since the touch detection signal is obtained by performing the electrode scan by separating the capacitance, the deviation of the offset canceled by the offset cancel circuit is suppressed. Thereby, the fluctuation | variation of the reference level of the touch detection signal obtained from an electric current output amplifier with an electrode scan is suppressed, and a dynamic range improves.
As a result, it is easy to determine whether or not the touch is made, false touch detection is reduced, and the coordinate position of the touch electrode can be detected with higher accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram centering on a touch detection signal generating circuit of a coordinate input device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram centering on a touch detection signal generation circuit of a conventional coordinate input device;
[Explanation of symbols]
10 ... Touch detection signal generation circuit, 11 ... Electrostatic sensor part (touch part),
12 ... Multiplexer, 13 ... Pulse drive circuit,
14 ... connection switching circuit, 15 ... differential current generating circuit,
16a to 16e ... switch circuit, 17 ... integration circuit,
18 ... Control circuit, 19 ... Offset cancel circuit,
20 ... detection signal determination unit, 21 ... amplifier,
22 ... Sample hold circuit, 23 ... A / D conversion circuit (A / D),
24: Data processing device.

Claims

所定の方向に配列された多数の電極を有する静電センサ部の前記電極をスキャンして電極対応に得られる電荷電流を受けて所定の電極にタッチしたことを示す検出信号を発生するタッチ検出信号発生回路において、
前記静電センサ部に第１のスイッチ回路を介して接続され前記電荷電流を入力端子に受けて前記検出信号を出力電流として発生するアンプと、
無信号入力時のこのアンプの出力端子を所定の基準レベルにしかつ実質的に前記出力電流がゼロになるようにしてこのアンプ出力のオフセットをキャンセルするオフセットキャンセル回路と、
前記第１のスイッチ回路と前記アンプの前記入力端子との間に設けられ前記第１のスイッチ回路により前記静電センサ部が接続されたときの前記入力端子の入力容量に相当する容量を第２のスイッチ回路を介して前記アンプの入力端子に付加する容量付加回路とを備え、
前記第１のスイッチ回路により前記静電センサ部と前記アンプとの接続が遮断されかつ前記第２のスイッチ回路により前記アンプの入力端子に前記入力容量に相当する容量が付加された状態で前記オフセットキャンセル回路が前記アンプ出力のオフセットをキャンセルすることを特徴とするタッチ検出信号発生回路。A touch detection signal that generates a detection signal indicating that a predetermined electrode is touched by scanning the electrode of an electrostatic sensor unit having a large number of electrodes arranged in a predetermined direction and receiving a charge current obtained in correspondence with the electrode. In the generator circuit,
An amplifier connected to the electrostatic sensor unit via a first switch circuit and receiving the charge current at an input terminal and generating the detection signal as an output current;
An offset cancel circuit for canceling an offset of the amplifier output by setting the output terminal of the amplifier at the time of no signal input to a predetermined reference level and substantially making the output current zero;
A capacitance that is provided between the first switch circuit and the input terminal of the amplifier and that corresponds to the input capacitance of the input terminal when the electrostatic sensor unit is connected by the first switch circuit is a second capacitance. A capacitance adding circuit that is added to the input terminal of the amplifier via the switch circuit of
The offset in a state where the connection between the electrostatic sensor unit and the amplifier is cut off by the first switch circuit, and a capacitor corresponding to the input capacitor is added to the input terminal of the amplifier by the second switch circuit. A touch detection signal generating circuit, wherein a cancel circuit cancels an offset of the amplifier output.

前記第１のスイッチ回路は、ＯＮすることで前記静電センサ部と前記アンプとを接続し、ＯＦＦすることで前記静電センサ部と前記アンプとの接続を遮断するものであり、前記容量付加回路は、前記入力容量に相当する容量のコンデンサを有し、前記第２のスイッチ回路は、一端が前記入力端子に接続され、他端に前記コンデンサが接続され、ＯＮすることで前記アンプの入力端子に前記コンデンサを付加し、ＯＦＦすることで前記アンプの入力端子に接続された前記コンデンサを切り離すものである請求項１記載のタッチ検出信号発生回路。The first switch circuit is connected to connect the electrostatic sensor unit and the amplifier when turned ON, and is disconnected from the connection between the electrostatic sensor unit and the amplifier when turned OFF. The circuit has a capacitor having a capacity corresponding to the input capacity, and the second switch circuit has one end connected to the input terminal and the other end connected to the capacitor, and is turned on to turn on the amplifier. 2. The touch detection signal generating circuit according to claim 1, wherein the capacitor connected to the input terminal of the amplifier is disconnected by adding the capacitor to the terminal and turning it off.

前記コンデンサは、前記第２のスイッチ回路とグランドとの間に設けられ、前記オフセットキャンセル回路により前記アンプ出力のオフセットのキャンセルが行われた状態において、前記第２のスイッチ回路がＯＦＦして前記コンデンサが前記入力端子から切り離されかつ前記第１のスイッチ回路がＯＮすることにより前記静電センサ部と前記アンプとが接続されて前記電極のスキャンが行われる請求項２記載のタッチ検出信号発生回路。The capacitor is provided between the second switch circuit and the ground, and in a state where the offset of the amplifier output is canceled by the offset cancel circuit, the second switch circuit is turned off and the capacitor 3. The touch detection signal generation circuit according to claim 2, wherein the electrostatic sensor unit and the amplifier are connected by being disconnected from the input terminal and the first switch circuit is turned on to scan the electrode.

前記第１のスイッチ回路は、２つのスイッチ回路からなり、前記アンプは、＋位相の入力端子と−位相の入力端子を有し、スキャンされる前記電極は隣接する一対の電極を単位として行われ、この一対のそれぞれ電極により形成されるそれぞれのコンデンサからの電荷電流の一方が前記２つのスイッチ回路の一方を介して前記＋位相の入力端子に入力され、前記コンデンサからの電荷電流の他方が前記２つのスイッチ回路の他方を介して前記−位相の入力端子に入力される請求項３記載のタッチ検出信号発生回路。The first switch circuit includes two switch circuits, the amplifier has a + phase input terminal and a −phase input terminal, and the electrodes to be scanned are performed in units of a pair of adjacent electrodes. One of the charge currents from the capacitors formed by the pair of electrodes is input to the + phase input terminal through one of the two switch circuits, and the other of the charge currents from the capacitor is the 4. The touch detection signal generation circuit according to claim 3, wherein the touch detection signal generation circuit is input to the -phase input terminal via the other of the two switch circuits.

前記容量付加回路の前記コンデンサは、複数設けられ、これら複数のコンデンサの１以上を選択的に前記アンプの＋位相の入力端子と−位相の入力端子とにそれぞれ付加する請求項４記載のタッチ検出信号発生回路。5. The touch detection according to claim 4, wherein a plurality of capacitors of the capacitance adding circuit are provided, and one or more of the plurality of capacitors are selectively added to a + phase input terminal and a −phase input terminal of the amplifier, respectively. Signal generation circuit.

前記第２のスイッチ回路も２つのスイッチ回路からなり、前記容量付加回路の前記複数のコンデンサは、前記＋位相の入力端子と前記−位相の入力端子に対応してそれぞれの前記入力容量に相当する容量の第１および第２のコンデンサであり、前記第２のスイッチ回路の一方のスイッチ回路を介して前記＋位相の入力端子に前記第１のコンデンサが接続され、前記第２のスイッチ回路の他方のスイッチ回路を介して前記−位相の入力端子に前記第２のコンデンサが接続される請求項５記載のタッチ検出信号発生回路。The second switch circuit also includes two switch circuits, and the plurality of capacitors of the capacitance adding circuit correspond to the input capacitors corresponding to the + phase input terminal and the − phase input terminal, respectively. A first capacitor and a second capacitor, the first capacitor being connected to the + phase input terminal via one switch circuit of the second switch circuit, and the other of the second switch circuit The touch detection signal generation circuit according to claim 5, wherein the second capacitor is connected to the negative-phase input terminal via the switch circuit.

所定の方向に配列された多数の電極を有する静電センサ部の前記電極をスキャンして電極対応に得られる電荷電流を受けて所定の電極にタッチしたことを示す検出信号を発生してこれによりタッチされた電極位置を検出する座標入力装置において、
前記電荷電流を入力端子に受けて前記検出信号を出力電流として発生するアンプと、
ＯＮすることで前記静電センサ部と前記アンプとを接続し、ＯＦＦすることで前記静電センサ部と前記アンプとの接続を遮断する第１のスイッチ回路と、
無信号入力時のこのアンプの出力端子を所定の基準レベルにしかつ実質的に前記出力電流がゼロになるようにしてこのアンプ出力のオフセットをキャンセルするオフセットキャンセル回路と、
第２のスイッチ回路を有し、前記第１のスイッチ回路と前記アンプの前記入力端子との間に設けられ前記静電センサ部が接続されたときの前記入力端子の入力容量に相当する容量をＯＮになった前記第２のスイッチ回路を介して前記アンプの入力端子に付加する容量付加回路と、
前記第１のスイッチ回路をＯＦＦにし、前記第２のスイッチ回路をＯＮにして前記オフセットキャンセル回路により前記アンプ出力のオフセットをキャンセルし、このオフセットがキャンセルされた状態で前記第２のスイッチをＯＦＦにして前記第１のスイッチをＯＮにして前記電極のスキャンの制御を行う制御回路を備えることを特徴とする座標入力装置。Scanning the electrode of the electrostatic sensor unit having a large number of electrodes arranged in a predetermined direction, receiving a charge current obtained corresponding to the electrode, and generating a detection signal indicating that the predetermined electrode has been touched In the coordinate input device that detects the touched electrode position,
An amplifier that receives the charge current at an input terminal and generates the detection signal as an output current;
A first switch circuit that connects the electrostatic sensor unit and the amplifier by turning on and disconnects the connection between the electrostatic sensor unit and the amplifier by turning off;
An offset cancel circuit for canceling an offset of the amplifier output by setting the output terminal of the amplifier at the time of no signal input to a predetermined reference level and substantially making the output current zero;
A capacitor having a second switch circuit, which is provided between the first switch circuit and the input terminal of the amplifier and corresponds to an input capacitance of the input terminal when the electrostatic sensor unit is connected; A capacitance adding circuit that is added to the input terminal of the amplifier via the second switch circuit that is turned ON;
The first switch circuit is turned OFF, the second switch circuit is turned ON, the offset cancel circuit cancels the offset of the amplifier output, and the second switch is turned OFF in a state where the offset is canceled. And a control circuit for controlling the scanning of the electrodes by turning on the first switch.

前記容量付加回路は前記入力容量に相当する容量のコンデンサを有し、前記第２のスイッチは、一端が前記入力端子に接続され、他端が前記コンデンサの一端に接続され、前記コンデンサの他端が接地されている請求項７記載の座標入力装置。The capacitance adding circuit includes a capacitor having a capacitance corresponding to the input capacitance, and the second switch has one end connected to the input terminal, the other end connected to one end of the capacitor, and the other end of the capacitor. The coordinate input device according to claim 7, which is grounded.

前記第１のスイッチ回路は、２つのスイッチ回路からなり、前記アンプは、＋位相の入力端子と−位相の入力端子を有し、スキャンされる前記電極は隣接する一対の電極を単位として行われ、この一対のそれぞれ電極により形成されるそれぞれのコンデンサからの電荷電流の一方が前記２つのスイッチ回路の一方を介して前記＋位相の入力端子に入力され、前記コンデンサからの電荷電流の他方が前記２つのスイッチ回路の他方を介して前記−位相の入力端子に入力される請求項８記載の座標入力装置。The first switch circuit includes two switch circuits, the amplifier has a + phase input terminal and a −phase input terminal, and the electrodes to be scanned are performed in units of a pair of adjacent electrodes. One of the charge currents from the capacitors formed by the pair of electrodes is input to the + phase input terminal through one of the two switch circuits, and the other of the charge currents from the capacitor is the 9. The coordinate input device according to claim 8, wherein the coordinate input device is inputted to the -phase input terminal via the other of the two switch circuits.

前記容量付加回路の前記コンデンサは、複数設けられ、前記容量付加回路は、制御信号に応じてこれら複数のコンデンサの１以上を選択的に付加するものであり、前記制御回路は、前記検出信号によりタッチの判定ができないときあるいはタッチ位置の検出ができないときに前記制御信号を発生して前記容量付加回路を制御して前記入力端子に付加する容量を他の容量にする制御を行う請求項９記載の座標入力装置。A plurality of the capacitors of the capacitance adding circuit are provided, and the capacitance adding circuit selectively adds one or more of the plurality of capacitors in accordance with a control signal, and the control circuit is controlled by the detection signal. 10. When the touch cannot be determined or when the touch position cannot be detected, the control signal is generated to control the capacitance adding circuit so that the capacitance added to the input terminal is changed to another capacitance. Coordinate input device.

格子状にＸ方向に配列された多数のＸ電極とＹ方向に格子状に配列された多数のＹ電極を具えた静電センサ部を有し、前記それぞれに隣接する一対の電極を単位としてスキャンして前記Ｘ電極および前記Ｙ電極の各一対の電極対応に得られるスキャンの方向に沿っての検出信号のレベルの変化がタッチ位置を含めたその近傍で所定の基準レベルに対して上下に振れる２つのピークを持つ検出信号を得て前記Ｘ電極および前記Ｙ電極それぞのタッチされた電極位置を検出する座標入力装置において、
前記静電センサ部に第１のスイッチ回路を介して接続され前記電荷電流を入力端子に受けて前記検出信号を出力電流として発生するアンプと、
無信号入力時のこのアンプの出力端子を所定の基準レベルにしかつ実質的に前記出力電流がゼロになるようにしてこのアンプ出力のオフセットをキャンセルするオフセットキャンセル回路と、
前記第１のスイッチ回路と前記アンプの前記入力端子との間に設けられ前記第１のスイッチ回路により前記静電センサ部が接続されたときの前記入力端子の入力容量に相当する容量を第２のスイッチ回路を介して前記アンプの入力端子に付加する容量付加回路とを備え、
前記第１のスイッチ回路をＯＦＦに制御にして前記静電センサ部と前記アンプとの接続を切離して前記第２のスイッチ回路をＯＮに制御して前記容量付加回路により前記入力容量に相当する容量を前記アンプの入力端子に付加して前記オフセットキャンセル回路により前記アンプ出力のオフセットをキャンセルし、前記第２のスイッチ回路をＯＦＦに制御して前記入力容量に相当する容量を前記アンプの入力端子から切り離して前記第１のスイッチをＯＮに制御して前記静電センサ部と前記アンプとを接続して前記電極のスキャンの制御を行う制御回路を備えることを特徴とする座標入力装置。It has an electrostatic sensor unit that includes a large number of X electrodes arranged in a grid in the X direction and a large number of Y electrodes arranged in a grid in the Y direction, and scans a pair of electrodes adjacent to each other as a unit. Then, the change in the level of the detection signal along the scanning direction obtained corresponding to each pair of the X electrode and the Y electrode swings up and down with respect to a predetermined reference level in the vicinity including the touch position. In a coordinate input device that obtains a detection signal having two peaks and detects a touched electrode position of each of the X electrode and the Y electrode,
An amplifier connected to the electrostatic sensor unit via a first switch circuit and receiving the charge current at an input terminal and generating the detection signal as an output current;
An offset cancel circuit for canceling an offset of the amplifier output by setting the output terminal of the amplifier at the time of no signal input to a predetermined reference level and substantially making the output current zero;
A capacitance that is provided between the first switch circuit and the input terminal of the amplifier and that corresponds to the input capacitance of the input terminal when the electrostatic sensor unit is connected by the first switch circuit is a second capacitance. A capacitance adding circuit that is added to the input terminal of the amplifier via the switch circuit of
A capacitance corresponding to the input capacitance is controlled by the capacitance adding circuit by controlling the first switch circuit to be turned off, disconnecting the connection between the electrostatic sensor unit and the amplifier and controlling the second switch circuit to be turned on. Is added to the input terminal of the amplifier, the offset of the output of the amplifier is canceled by the offset cancel circuit, the second switch circuit is controlled to be turned OFF, and a capacity corresponding to the input capacity is supplied from the input terminal of the amplifier. A coordinate input device comprising: a control circuit that controls the scanning of the electrodes by disconnecting and controlling the first switch to connect the electrostatic sensor unit and the amplifier.

所定の方向に配列された多数の電極を有する静電センサ部の前記電極をスキャンして電極対応に得られる電荷電流を受けて所定の電極にタッチしたことを示す検出信号を発生するタッチ検出信号発生方法において、
前記静電センサ部に接続され前記電荷電流を入力端子に受けて前記検出信号を出力電流として発生するアンプと、
無信号入力時のこのアンプの出力端子を所定の基準レベルにしかつ実質的に出力電流がゼロになるようにしてこのアンプ出力のオフセットをキャンセルするオフセットキャンセル回路とを有し、
前記静電センサ部と前記アンプの前記入力端子との接続を遮断した後に、前記静電センサ部を前記入力端子に接続したときの前記電流出力アンプの入力側容量に相当する容量を前記入力端子に付加して前記オフセットキャンセル回路により前記アンプの出力のオフセットをキャンセルし、この後に前記付加した容量を前記入力端子から切離して前記静電センサ部と前記アンプの前記入力端子とを接続した後に、前記電極スキャンを行い前記検出信号を得ることを特徴とするタッチ検出信号発生方法。A touch detection signal that generates a detection signal indicating that a predetermined electrode is touched by scanning the electrode of an electrostatic sensor unit having a large number of electrodes arranged in a predetermined direction and receiving a charge current obtained in correspondence with the electrode. In the generation method,
An amplifier connected to the electrostatic sensor unit and receiving the charge current at an input terminal and generating the detection signal as an output current;
An offset cancel circuit for canceling the offset of the amplifier output by setting the output terminal of the amplifier at the time of no signal input to a predetermined reference level and substantially reducing the output current to zero;
A capacitance corresponding to the input-side capacitance of the current output amplifier when the electrostatic sensor unit is connected to the input terminal after the connection between the electrostatic sensor unit and the input terminal of the amplifier is cut off. In addition to canceling the offset of the output of the amplifier by the offset cancel circuit, and then disconnecting the added capacitance from the input terminal and connecting the electrostatic sensor unit and the input terminal of the amplifier, A method of generating a touch detection signal, wherein the detection signal is obtained by performing the electrode scan.