JPH08316814A - Capacitance sensing type touch button circuit - Google Patents
Capacitance sensing type touch button circuitInfo
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- JPH08316814A JPH08316814A JP11348195A JP11348195A JPH08316814A JP H08316814 A JPH08316814 A JP H08316814A JP 11348195 A JP11348195 A JP 11348195A JP 11348195 A JP11348195 A JP 11348195A JP H08316814 A JPH08316814 A JP H08316814A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、可動部品を持たないボ
タンに操作者の指が接触されると、信号を送出するなど
の電気的または電子的機能を動作させ、または停止させ
または他の制御を行うために、例えばエレベータの操作
パネル等で用いられるタッチボタンの回路に関し、特
に、容量を検知することによって作動される容量検知式
タッチボタンで、使用環境に左右されにくく、また、確
実な動作を期待できる回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention activates or deactivates electrical or electronic functions such as sending a signal when a user's finger touches a button that has no moving parts, or other Regarding a circuit of a touch button used in an elevator operation panel or the like for performing control, in particular, a capacitance detection touch button operated by detecting a capacitance is less likely to be affected by the usage environment and is more reliable. The present invention relates to a circuit that can be expected to operate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、エレベータ等の分野では、可動
部品すなわち機械式接点を使用しない信頼性の高いボタ
ンが求められている。さらに、このようなボタンには、
外観上美しく、使用が容易で、低コストであり、使用環
境の変化で誤動作しないものが望まれている。2. Description of the Related Art For example, in the field of elevators and the like, there is a demand for a highly reliable button which does not use moving parts, that is, mechanical contacts. In addition, such buttons include
What is desired is a product that is beautiful in appearance, easy to use, low in cost, and does not malfunction due to changes in the usage environment.
【０００３】こうした要求に応えるものとして、容量検
知式のタッチボタンシステムが知られている。これは、
人体が地面に対して幾らかの容量を持っていることを利
用し、ボタン面の接地に対する容量を測定し、ある量の
（すなわち、通常より大きな）容量が現れた場合、その
ボタンを動作させるものである。このような一例として
は、本出願人による先の出願（特開平３−１６６８２０
号）がある。As a device which meets such a demand, a capacitance detection type touch button system is known. this is,
Utilizing the fact that the human body has some capacitance with respect to the ground, measures the capacitance of the button face to ground, and activates the button when a certain amount (that is, larger than normal) appears It is a thing. As an example of such a case, an earlier application by the present applicant (Japanese Patent Laid-Open No. 3-166820)
No.).
【０００４】この種のタッチボタンでは、ボタン面のモ
ニタ手段が、ボタン面に加えられる信号の位相シフトを
モニタすることによって行われるが、ボタンの残留イン
ピーダンスや外部影響の存在により、ボタンの定常状態
位相シフトが変動する。その様な外部影響としては、例
えば、温度変化、クリーナ残留物積層及び他の堆積物あ
るいは大きな環境変化などがある。In this type of touch button, the means for monitoring the button surface is performed by monitoring the phase shift of the signal applied to the button surface. However, due to the residual impedance of the button and the presence of external influence, the button is in a steady state. Phase shift fluctuates. Such external influences include, for example, temperature changes, cleaner residue buildup and other deposits or major environmental changes.
【０００５】そこで、前記の発明では、全ての位相シフ
トをゆっくりと自動平衡させることによって定常状態の
位相シフト変動を補償する。また、適切な時間量だけボ
タンの動作、そしてその関連の作動信号を遅延させるこ
とによって、ＥＭＩ（電磁干渉）やＲＦＩ（無線周波数
干渉）による誤動作を含む、過渡ノイズによる誤動作を
避けている。Therefore, in the above invention, steady-state phase shift fluctuations are compensated by slowly and automatically balancing all phase shifts. Also, by delaying the operation of the button and its associated actuation signal by an appropriate amount of time, malfunctions due to transient noise, including malfunctions due to EMI (electromagnetic interference) and RFI (radio frequency interference), are avoided.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術による容量検知式タッチボタンシステムでは、
湿気や結露による誤動作を有効に防ぐことができなかっ
た。これは、従来の技術における位相シフト変動の補償
やシフト量の変換方法、位相検波方法等では、湿気や結
露による回路動作の遷移方向が、人がタッチボタンに触
れた場合の回路動作の遷移方向と同じになるためである
と推定される。この問題は、例えばエレベータのよう
に、屋外に近接した環境あるいは屋外に通じる環境で使
用される場合等に、また、季節的には梅雨時に、特に顕
著に発生する。このような環境では、雨などで濡れた衣
服や履物、傘のため水滴が使用環境内に持ち込まれて湿
度を高め、また内外の気温差で結露が促進されるためで
ある。However, in the capacitance detection type touch button system according to the above-mentioned conventional technique,
It was not possible to effectively prevent malfunction due to moisture or condensation. This is because the transition direction of the circuit operation due to moisture or condensation is the transition direction of the circuit operation when a person touches the touch button in the conventional method of compensating for phase shift fluctuations, converting the shift amount, phase detection method, etc. It is presumed that this is because it becomes the same as. This problem is particularly prominent when used in an environment close to the outdoors or in an environment leading to the outdoors, such as an elevator, and seasonally during the rainy season. This is because, in such an environment, water drops are brought into the environment of use due to clothes, footwear, and umbrellas that have been wetted by rain, etc., and dew condensation is promoted due to the temperature difference between the inside and outside.
【０００７】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、湿気や結露によ
る誤動作を簡単な構成で防止する容量検知式タッチボタ
ン回路を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a capacitance detection type touch button circuit which prevents malfunction due to moisture or dew condensation with a simple structure. is there.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、発振手段と、この発振手段からの発振
信号の位相を大地に対して検出するタッチボタンの有す
るインピーダンスで位相をシフトさせる位相シフト手段
と、前記発振手段の発振信号および前記位相シフト手段
の出力信号のそれぞれを同相でレベル判定し、その判定
出力同士の論理和をとりパルス幅信号に変換する変換手
段と、前記変換されたパルス幅信号をレベル信号に変換
する積分手段と、前記積分手段からのレベル信号を基準
レベルでレベル判定しタッチボタンのオン／オフを判定
する判定手段と、を備え、前記変換手段は、前記レベル
判定を前記発振信号の振幅の中心付近の固定の閾値で行
い、前記位相シフト手段は、大地に対して前記タッチボ
タンが人が触れた場合に相当する比較的低抵抗もしくは
比較的大きい容量を検出した場合の方が、人が触れてい
ない場合に相当する比較的高抵抗もしくは比較的小さい
容量を検出した場合よりも、顕著にシフトする特性を有
し、前記判定手段は、前記基準レベルを、前記比較的低
抵抗もしくは比較的大きい容量を検出した場合の前記積
分手段からのレベル信号を検出し、かつ前記比較的高抵
抗もしくは比較的小さい容量を検出した場合の前記積分
手段のレベル信号を検出しない閾値に設定したものとす
ることを特徴とする容量検知式タッチボタン回路を手段
とする。In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, the phase is shifted by the impedance of the oscillating means and the touch button for detecting the phase of the oscillating signal from this oscillating means with respect to the ground. The phase shift means for making a level judgment of each of the oscillation signal of the oscillating means and the output signal of the phase shifting means in phase, and taking the logical sum of the judgment outputs to convert it to a pulse width signal; The converting means includes a integrating means for converting the pulse width signal into a level signal, and a judging means for judging the level of the level signal from the integrating means at a reference level to judge whether the touch button is turned on or off. The level determination is performed with a fixed threshold value near the center of the amplitude of the oscillation signal, and the phase shift means is such that a person touches the ground with the touch button. In the case where a relatively low resistance or a relatively large capacitance corresponding to the case is detected, the shift is more significant than when a relatively high resistance or a relatively small capacitance corresponding to the case where no human touches is detected. The determination means detects the level signal from the integration means when the relatively low resistance or relatively large capacitance is detected, and the determination means has the relatively high resistance or relatively high resistance. The capacitance detecting touch button circuit is characterized in that the level signal of the integrating means when a small capacitance is detected is set to a threshold value at which the level signal is not detected.
【０００９】[0009]
【作用】本発明の容量検知式タッチボタン回路は、一つ
の発振手段と変換手段、積分手段、判定手段で主要部を
構成することにより、比較的簡単な構成で以下のように
湿度、結露に対して誤動作のないタッチボタン回路を実
現する。変換手段では、一つは直接に、もう一つは位相
シフト手段を通し、発振手段の出力を入力して各々を同
相でレベル判定して位相判定し、その出力の論理和をと
ることにより位相シフト量の変換を行い、積分手段を通
すことにより位相検波を行い、検波出力をレベル判定す
ることによりタッチボタンのオン／オフを判定する。こ
のように、同相で位相判定を行いその論理和で位相検波
を行うことで、人がタッチボタンに触れない状態で高湿
度、結露の場合の回路動作の遷移方向と、人がタッチボ
タンに触れた場合の回路動作の遷移方向が逆方向となる
ようにし、高湿度、結露の場合の誤動作を防ぐ。さら
に、変換手段における２つの入力の位相判定のための判
定レベルを各入力波形の振幅の中心のレベルとして上記
した位相検波をすることにより、入力の波形および振幅
変化等の影響を無くして、上記した人が触れた場合と触
れない場合とを顕著に識別し、湿気、結露を含む誤動作
を防ぐ。The capacitance detection type touch button circuit of the present invention has a relatively simple structure by forming a main part with one oscillating means, converting means, integrating means, and judging means. In contrast, a touch button circuit that does not malfunction is realized. In the conversion means, one directly and the other through the phase shift means, the output of the oscillating means is input, the level of each is determined in phase, the phase is determined, and the output is ORed to obtain the phase. The shift amount is converted, the phase detection is performed by passing through the integrating means, and the ON / OFF of the touch button is determined by determining the level of the detection output. In this way, by performing phase determination in the same phase and performing phase detection with the logical sum, the transition direction of circuit operation in the case of high humidity and condensation without touching the touch button, and the person touching the touch button. In this case, the transition direction of the circuit operation in the case of high humidity is set to the opposite direction, and malfunctions in the case of high humidity and dew condensation are prevented. Furthermore, by performing the above-described phase detection with the determination level for determining the phase of the two inputs in the converting means as the level of the center of the amplitude of each input waveform, the influence of the input waveform and the amplitude change is eliminated, and It distinguishes between a person who touches it and a person who does not touch it, and prevents malfunctions including moisture and condensation.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【００１１】図１は本発明の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。本実施例は、発振回路１、位相シフト回路
２、位相シフト量−パルス幅変換回路３、積分回路４、
ボタン動作判定回路５（以下、単に判定回路と記す）か
ら構成される。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In this embodiment, the oscillation circuit 1, the phase shift circuit 2, the phase shift amount-pulse width conversion circuit 3, the integration circuit 4,
The button operation determination circuit 5 (hereinafter, simply referred to as a determination circuit) is configured.
【００１２】発振回路１の発振周波数としては、位相シ
フト回路２に適合するものとし、例えば数１０ｋＨｚと
する。発振波形は、正弦波であっても、矩形波であって
も、その他の波形であっても良い。The oscillation frequency of the oscillation circuit 1 is adapted to the phase shift circuit 2 and is, for example, several tens kHz. The oscillation waveform may be a sine wave, a rectangular wave, or any other waveform.
【００１３】位相シフト回路２は、発振回路１の発振信
号の位相をタッチボタン６と大地間の容量性あるいは抵
抗性のインピーダンスによって遅らせるなどしてシフト
させる。ここで、そのシフト特性は、タッチボタン６が
大地に対して高抵抗（例えば２００ｋΩ程度）あるいは
比較的小さい容量（数ｐＦ）を検出する場合（これらの
場合が、人がタッチボタン６に触れない場合に相当す
る）よりも、比較的低抵抗（例えば数１０ｋΩ）あるい
は比較的大きい容量（例えば、６０〜１２０ｐＦ程度）
を検出する場合（これらの場合が、人がタッチボタン６
に触れた場合に相当する）の方が、顕著にシフトするも
のとする。The phase shift circuit 2 shifts the phase of the oscillation signal of the oscillation circuit 1 by delaying the phase of the oscillation signal by the capacitive or resistive impedance between the touch button 6 and the ground. Here, the shift characteristic is that when the touch button 6 detects a high resistance (for example, about 200 kΩ) or a relatively small capacitance (several pF) with respect to the ground (in these cases, a person does not touch the touch button 6). (Equivalent to the case), a relatively low resistance (for example, several 10 kΩ) or a relatively large capacitance (for example, about 60 to 120 pF)
To detect the touch button 6
(Corresponding to the case of touching) is significantly shifted.
【００１４】位相シフト量−パルス幅変換回路（以下、
場合により単に変換回路と略記する）３は、２つの比較
回路３１、３２とＡＮＤ回路３３から成る。比較回路３
１、３２の各々２つの入力の内一つには、基準電圧Ｖ
REF1を印加し、比較回路３１の他方の入力には、発振回
路１の発振信号を直接入力し、比較回路３２の他方の入
力には位相シフト回路２を通した発振回路１の発振信号
を同相で入力する。ここで、基準電圧ＶREF1は、位相判
定が波形の歪みや振幅変化に影響されないように、入力
の振幅の中心付近の値に設定する。比較回路３１、３２
の各出力はＡＮＤ回路３３の２つの入力のそれぞれに入
力され、論理和がとられる。なお、発振回路３１、３２
の出力が負論理信号（反転信号）であれば、負論理の論
理和をとるためにＡＮＤ回路３３に代えてＮＯＲ回路
（正論理出力）あるいはＯＲ回路（負論理出力）が用い
られる。このような発振信号とシフト信号の論理和によ
って、元の発振信号に対し位相シフト量が大きいほど論
理和出力は小さくなり、タッチボタン６のインピーダン
スによる位相シフト量がパルス幅に変換されることにな
る。Phase shift amount-pulse width conversion circuit (hereinafter,
3 is composed of two comparing circuits 31 and 32 and an AND circuit 33. Comparison circuit 3
One of the two inputs 1 and 32 has a reference voltage V
REF1 is applied, the oscillation signal of the oscillation circuit 1 is directly input to the other input of the comparison circuit 31, and the oscillation signal of the oscillation circuit 1 that has passed through the phase shift circuit 2 is input to the other input of the comparison circuit 32 in phase. Enter with. Here, the reference voltage V REF1 is set to a value near the center of the input amplitude so that the phase determination is not affected by the waveform distortion or the amplitude change. Comparing circuits 31, 32
Each output of is input to each of the two inputs of the AND circuit 33, and the logical sum is calculated. The oscillator circuits 31 and 32
If the output is a negative logic signal (inversion signal), a NOR circuit (positive logic output) or an OR circuit (negative logic output) is used in place of the AND circuit 33 in order to obtain the OR of the negative logic. By the logical sum of the oscillation signal and the shift signal, the logical sum output becomes smaller as the phase shift amount becomes larger than the original oscillation signal, and the phase shift amount due to the impedance of the touch button 6 is converted into the pulse width. Become.
【００１５】積分回路４は、変換回路３からのパルス信
号を平滑化し直流レベル信号とする。すなわち変換回路
３と積分回路４によって位相検波がなされる。The integrator circuit 4 smoothes the pulse signal from the converter circuit 3 into a DC level signal. That is, the conversion circuit 3 and the integration circuit 4 perform phase detection.
【００１６】判定回路５は、タッチボタン６のオペレー
タによる動作を検出する回路であり、比較回路で構成さ
れる。その２つの入力の内一方には判定の閾値を与える
基準電圧ＶREF2が入力され、他方には上記の積分回路４
の出力が入力される。ここで、本実施例では、上記の閾
値を、前述のタッチボタン６のインピーダンスが、人の
触れた場合の積分回路４の出力と、人の触れない場合の
積分回路４の出力が明確に相反する判定出力となる値に
設定する。The determination circuit 5 is a circuit for detecting the operation of the touch button 6 by the operator, and is composed of a comparison circuit. One of the two inputs receives the reference voltage V REF2 that gives a threshold for determination, and the other one of the two inputs receives the integration circuit 4 described above.
Is input. Here, in the present embodiment, the output of the integration circuit 4 when the touch of the touch button 6 is touched by the person and the output of the integration circuit 4 when the touch of the person is not clearly contradicted the above threshold. Set to a value that will be the judgment output.
【００１７】次に、上記実施例による具体的な回路構成
例を示す。図２は、その回路図である。Next, a specific circuit configuration example according to the above embodiment will be shown. FIG. 2 is a circuit diagram thereof.
【００１８】発振回路１は、オペアンプ１１の出力を抵
抗Ｒ3、コンデンサＣ1で遅延させて−入力に帰還させる
例である。＋入力には抵抗Ｒ1、Ｒ2による分圧が印加さ
れる。これによる発振波形は正弦波状あるいは台形波状
で、その発振周波数は１／Ｒ3Ｃ1に比例する。The oscillation circuit 1 is an example in which the output of the operational amplifier 11 is delayed by the resistor R 3 and the capacitor C 1 and fed back to the negative input. To the + input, the partial pressure by the resistors R 1 and R 2 is applied. The resulting oscillation waveform is sinusoidal or trapezoidal, and its oscillation frequency is proportional to 1 / R 3 C 1 .
【００１９】変換回路３は、比較回路３１、３２として
オペアンプ３１′、３２′が用いられ、ＡＮＤ回路３３
に代えてプルアップ抵抗Ｒ7を接続したオペアンプ３
１′、３２′出力のワイヤードＯＲ回路が用いられてい
る。オペアンプ３１′、３２′の＋入力には抵抗Ｒ1、
Ｒ2による分圧が基準電圧ＶREF1として印加され、オペ
アンプ３１′の−入力にはオペアンプ１１の発振出力が
直接入力されている。基準電圧ＶREF1は、入力が回路の
電源電圧（図例では＋１５Ｖ単電源）の１／２を中心と
して振れるようになっている場合には、Ｒ1＝Ｒ2として
７．５Ｖ付近に設定される。なお、コンデンサＣ3はノ
イズカット用のコンデンサである。また、基準電圧はオ
ペアンプ３１′、３２′とも共通としたが個別に設定し
て入力しても良い。The conversion circuit 3 uses operational amplifiers 31 'and 32' as the comparison circuits 31 and 32, and an AND circuit 33.
Op-amp 3 with pull-up resistor R 7 connected instead of
Wired OR circuits with 1'and 32 'outputs are used. A resistor R 1 is connected to the + inputs of the operational amplifiers 31 'and 32',
The divided voltage by R 2 is applied as the reference voltage V REF1 , and the oscillation output of the operational amplifier 11 is directly input to the-input of the operational amplifier 31 '. The reference voltage V REF1 is set to around 7.5 V with R 1 = R 2 when the input is designed to swing around 1/2 of the power supply voltage of the circuit (+15 V single power supply in the illustrated example). It The capacitor C 3 is a noise cutting capacitor. Although the reference voltage is common to the operational amplifiers 31 'and 32', it may be set and input individually.
【００２０】位相シフト回路２は、ＣＲ回路で形成され
ている。すなわち、オペアンプ１１の発振出力が直列接
続の抵抗Ｒ4、Ｒ5を通してオペアンプ３２′の−入力に
印加され、抵抗Ｒ4、Ｒ5の接続点から直列にコンデンサ
Ｃ2、抵抗Ｒ6を通してタッチボタン６に接続される。な
お、タッチボタン６の接続線とグランド間に接続したア
レスタＡＲ1はサージ防護用の素子である。前述のシフ
ト特性を得る一例としては、Ｒ3＝５、６ｋΩ、Ｃ1＝
０．０１μＦのとき、Ｒ4＝５１ｋΩ、Ｒ5＝Ｒ６＝１０
ｋΩ、Ｃ２＝０．０１μＦがあげられる。The phase shift circuit 2 is formed of a CR circuit. That is, the oscillation output of the operational amplifier 11 is connected in series resistors R 4, through R 5 operational amplifier 32 'of - touch button through is applied to the input, the resistor R 4, a capacitor C 2 in series from the connection point of the R 5, resistors R 6 6 is connected. The arrester AR 1 connected between the connection line of the touch button 6 and the ground is a surge protection element. As an example of obtaining the above-mentioned shift characteristic, R 3 = 5, 6 kΩ, C 1 =
When 0.01 μF, R 4 = 51 kΩ, R 5 = R 6 = 10
Examples are kΩ and C 2 = 0.01 μF.
【００２１】積分回路４は、抵抗Ｒ7とプルアップした
コンデンサＣ4とで構成される。ここで抵抗Ｒ7は一端が
オペアンプ３１′、３２′のワイヤードＯＲの接続点に
接続され、他端がコンデンサＣ3に接続されて判定回路
５を構成するオペアンプ５１の−入力に接続される。The integrating circuit 4 comprises a resistor R 7 and a pull-up capacitor C 4 . Here, one end of the resistor R 7 is connected to the connection point of the wired OR of the operational amplifiers 31 ′ and 32 ′, and the other end thereof is connected to the capacitor C 3 and is connected to the − input of the operational amplifier 51 which constitutes the determination circuit 5.
【００２２】判定回路５は、比較機能を持たせたオペア
ンプ５１の回路で構成される。オペアンプ５１の＋入力
には−入力に接続された積分回路４からのレベル出力を
判定するための閾値を与える基準電圧ＶREF2の発生回路
が接続される。この回路は抵抗Ｒ9と可変抵抗ＶＲ1の分
圧回路で構成され可変抵抗ＶＲ1には並列にノイズカッ
ト用のコンデンサＣ5が接続される。このオペアンプ５
１からはタッチボタン動作判定結果が出力され、図例で
はレベル変換回路にその出力が入力されて他の利用回路
等に出力されている。The judgment circuit 5 is composed of a circuit of an operational amplifier 51 having a comparison function. The + input of the operational amplifier 51 is connected to the generation circuit of the reference voltage V REF2 which is connected to the − input and which gives a threshold value for judging the level output from the integrating circuit 4. This circuit is composed of a voltage dividing circuit of a resistor R 9 and a variable resistor VR 1 , and a noise cutting capacitor C 5 is connected in parallel to the variable resistor VR 1 . This operational amplifier 5
From 1, the touch button operation determination result is output, and in the illustrated example, the output is input to the level conversion circuit and output to other utilization circuits and the like.
【００２３】レベル変換回路は、本回路が＋１５Ｖ電源
を用いる回路であるのに対し、利用開路側は＋Ｖの任意
電圧である場合等に適用するものである。本例では、オ
ペアンプ５１の出力を抵抗Ｒ10を通してトランジスタＴ
Ｒ1のベースに接続し、トランジスタＴＲ1を駆動する。
トランジスタＴＲ1のコレクタは抵抗Ｒ12で＋Ｖにプル
アップされ、そのベースは抵抗Ｒ11によりグランドにプ
ルダウンされている。The level conversion circuit is applied to the case where this circuit is a circuit using a + 15V power source, while the utilization open circuit side is an arbitrary voltage of + V. In this example, the output of the operational amplifier 51 is connected to the transistor T through the resistor R 10.
It connects to the base of R 1 and drives the transistor TR 1 .
The collector of the transistor TR 1 is pulled up to + V by the resistor R 12 , and its base is pulled down to the ground by the resistor R 11 .
【００２４】以上のように構成した実施例の動作および
作用を述べる。図３はその動作を説明する波形図であ
る。The operation and action of the embodiment configured as described above will be described. FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation.
【００２５】発振回路１の発振信号Ａの位相は位相シフ
ト回路２によってタッチボタン６のインピーダンスに応
じて波形Ｂあるいは波形Ｃのようにシフトされる。ここ
で、そのシフト特性は、タッチボタン６において定常状
態よりも大きい容量（例えば６０〜１２０ｐＦ）を検出
した場合、あるいは数１０ｋΩの抵抗を検出した場合に
は、定常状態（通常の環境で人が触れていない状態）あ
るいは数１００ｋΩ（例えば２００ｋΩ程度）を検出し
た場合のシフト量Ｓ1（波形Ｂ）よりも顕著なシフト量
Ｓ2（波形Ｃ）でシフトされる。この場合の定常状態よ
りも大きい容量とは通常の環境で人がタッチボタンに触
れた場合に相当し、数１０ｋΩの抵抗とは雨等で濡れた
状態で触れた場合に相当し、数１００ｋΩの抵抗とは湿
度の高いあるいは結露した環境で人が触れなくともタッ
チボタンで検出されてしまう値である。また、このよう
な位相シフト回路２では、タッチボタン６で数１００ｋ
Ωを検出した場合は、シフト量Ｓ1はより小さくなる。The phase of the oscillation signal A of the oscillation circuit 1 is shifted by the phase shift circuit 2 as a waveform B or a waveform C according to the impedance of the touch button 6. Here, the shift characteristic is that when a capacitance (for example, 60 to 120 pF) larger than that in the steady state is detected in the touch button 6 or when a resistance of several tens of kΩ is detected, the shift characteristic is in a steady state (in a normal environment, a person The shift amount S 2 (waveform C) is more remarkable than the shift amount S 1 (waveform B) in the case of not touching) or several 100 kΩ (for example, about 200 kΩ). In this case, the capacity larger than the steady state corresponds to the case where a person touches the touch button in a normal environment, and the resistance of several tens kΩ corresponds to the case where the person touches the touch button in a wet state such as rain, and several hundred kΩ. The resistance is a value that can be detected by a touch button even if a person does not touch it in a high humidity or dew condensation environment. Further, in such a phase shift circuit 2, the touch button 6 is used for several 100 k.
When Ω is detected, the shift amount S 1 becomes smaller.
【００２６】変換回路３では、先に述べたように、発振
信号の入力と位相シフト回路２で位相シフトされた入力
とを同相で位相判定し、論理和をとることで、位相シフ
ト回路２のシフト量に応じてパルス幅が変化するパルス
信号ＰB（波形Ｂの場合）あるいはパルス信号ＰCが得ら
れる。すなわち、タッチボタン６に人が触れた場合には
パルス幅が狭くなり（パルス信号ＰC、パルス幅Ｗ2）、
触れない場合には広くなる（パルス信号ＰB、パルス幅
Ｗ1）。また、タッチボタン６で数１００ｋΩを検出し
た場合は、パルス幅Ｗ1は一層広くなる。従って、人が
タッチボタン６に触れない状態で高湿度、結露の場合
と、人がタッチボタン６に触れた場合とでは、パルス幅
の変化方向が逆の方向になり、高湿度、結露の場合の誤
動作は生じない。また、位相判定を同相で行っているた
め、位相判定のための判定レベルＶREF1を各入力波形の
振幅の中心付近のレベルとして上記した位相検波をして
いるため、入力の波形および振幅変化（タッチボタンの
検出インピーダンスによって変化する）等の影響が無く
なり、タッチボタン６に人が触れた場合と触れない場合
とが顕著に識別され、誤動作が防止される。In the conversion circuit 3, as described above, the phase of the input of the oscillating signal and the phase-shifted input of the phase shift circuit 2 are determined in phase and the logical sum is calculated to obtain the logical sum of the phase shift circuit 2. A pulse signal P B (in the case of waveform B) or a pulse signal P C whose pulse width changes according to the shift amount is obtained. That is, when the touch button 6 is touched by a person, the pulse width becomes narrow (pulse signal P C , pulse width W 2 ),
If it is not touched, it becomes wider (pulse signal P B , pulse width W 1 ). When the touch button 6 detects several 100 kΩ, the pulse width W 1 becomes wider. Therefore, the change direction of the pulse width is opposite between when the person touches the touch button 6 and high humidity and dew condensation occurs, and when the person touches the touch button 6 and high humidity and dew condensation occurs. Malfunction does not occur. Further, since the phase determination is performed in the same phase, the above-described phase detection is performed with the determination level V REF1 for phase determination as a level near the center of the amplitude of each input waveform. The influence such as (depending on the detection impedance of the touch button) disappears, and the touching of the touch button 6 is markedly distinguished between the case where it is touched by a person and the case where it is not touched, and malfunction is prevented.
【００２７】積分回路４は、これらのパルス信号を平滑
化し（検波し）レベル信号ＬB、ＬCに変換する。こうし
て得られたレベル信号を、判定回路５において、基準電
圧ＶREF2を閾値として判別することにより、タッチボタ
ンに人が触れたか否かを判定し、タッチボタンの動作を
判定する。ここで、前述のシフト量Ｓ1の場合とシフト
量Ｓ2の場合では、変換されたパルス信号のパルス幅
Ｗ1、Ｗ2も顕著に（識別可能に）相違するので、積分回
路４の出力レベルＬB、ＬCも顕著に相違し、その中間に
ＶREF2を設定すれば、人が触れた場合と、湿度の高いあ
るいは結露した環境での検出とを区別することができ、
湿気や結露による誤動作を防止することができる。The integration circuit 4 smoothes (detects) these pulse signals and converts them into level signals L B and L C. The determination circuit 5 determines the level signal thus obtained by using the reference voltage V REF2 as a threshold value to determine whether or not a person has touched the touch button, thereby determining the operation of the touch button. Here, since the pulse widths W 1 and W 2 of the converted pulse signal are significantly (discriminately) different between the case of the shift amount S 1 and the case of the shift amount S 2 , the output of the integrating circuit 4 The levels L B and L C are also markedly different, and if V REF2 is set in the middle of them, it is possible to distinguish between human touch and detection in a humid or dew environment.
It is possible to prevent malfunction due to moisture or condensation.
【００２８】本実施例は、一つの発振回路１と変換回路
３、積分回路４、判定回路５で主要部を構成することが
でき、比較的簡単な構成で上記したように、湿度、結露
に対して誤動作のないタッチボタン回路が実現できる。In the present embodiment, the main portion can be composed of one oscillation circuit 1, conversion circuit 3, integration circuit 4 and determination circuit 5, and as described above, it has a relatively simple structure and is not affected by humidity and condensation. On the other hand, a touch button circuit that does not malfunction can be realized.
【００２９】なお、図２の回路は一構成例であり、位相
シフト回路２を始めとして、種々の回路形式を採り得
る。本発明は、その主旨に沿ってエレベータの分野以外
にも種々に応用できることはもちろんであり、種々の実
施態様を取り得るものである。Note that the circuit of FIG. 2 is an example of a configuration, and various circuit forms including the phase shift circuit 2 can be adopted. The present invention can be applied in various ways in addition to the field of elevators according to the gist of the invention, and can take various embodiments.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
容量検知式タッチボタン回路によれば、発振出力とこれ
をタッチボタンのインピーダンスで位相シフトした信号
を入力して各々を同相で位相判定し、その出力の論理和
をとることにより位相シフト量の変換を行い、積分手段
を通すことにより位相検波を行い、検波出力をレベル判
定することによりタッチボタンのオン／オフを判定する
ようにしたので、人がタッチボタンに触れない状態で高
湿度、結露の場合の回路動作の遷移方向と、人がタッチ
ボタンに触れた場合の回路動作の遷移方向が逆方向とな
り、高湿度、結露の場合の誤動作を防ぐことができる。
また、変換手段における２つの入力の位相判定のための
判定レベルを各入力波形の振幅の中心付近のレベルとし
て上記した位相検波をすることにより、入力の波形およ
び振幅変化等の影響を無くして、上記した人が触れた場
合と触れない場合とを顕著に識別し、湿気、結露を含む
誤動作を防ぐ。本発明は、発振手段と変換手段、積分手
段、判定手段で主要部を構成することができるため、比
較的簡単な構成で湿度、結露に対して誤動作のないタッ
チボタン回路が実現できる。As is apparent from the above description, according to the capacitance detection type touch button circuit of the present invention, the oscillation output and the signal obtained by phase-shifting the oscillation output by the impedance of the touch button are input and the signals are phased in the same phase. Judgment and logical sum of the outputs are used to convert the phase shift amount, phase detection is performed by passing through an integrating means, and the on / off of the touch button is judged by level-detecting the detection output. Therefore, the transition direction of the circuit operation when a person touches the touch button is opposite to the transition direction of the circuit operation when a person touches the touch button with high humidity and condensation without touching the touch button. In this case, malfunction can be prevented.
Further, by performing the above-described phase detection with the determination level for determining the phase of the two inputs in the converting means as the level near the center of the amplitude of each input waveform, the influence of the input waveform and amplitude change, etc. is eliminated, The above-mentioned cases where the person touches it and the case where it does not touch it are distinguished, and malfunctions including moisture and condensation are prevented. In the present invention, since the main part can be constituted by the oscillating means, the converting means, the integrating means, and the judging means, it is possible to realize a touch button circuit which does not malfunction with respect to humidity and dew condensation with a relatively simple structure.
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】上記実施例の具体的な回路構成例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit configuration example of the above embodiment.
【図３】上記実施例の動作を説明する波形図。FIG. 3 is a waveform diagram illustrating the operation of the above embodiment.
１…発振回路 ２…位相シフト回路 ３…シフト量−パルス幅変換回路 ４…積分回路 ５…ボタン動作判定回路 ６…タッチボタン 1 ... Oscillation circuit 2 ... Phase shift circuit 3 ... Shift amount-pulse width conversion circuit 4 ... Integration circuit 5 ... Button operation determination circuit 6 ... Touch button
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 陳 建中 神奈川県川崎市高津区坂戸３−２−１ 日 本オーチス・エレベータ株式会社 オーチ ス技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Chen Kenchu 3-2-1 Sakado, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Nihon Otis Elevator Co., Ltd.
Claims (1)
号の位相を大地に対して検出するタッチボタンの有する
インピーダンスで位相をシフトさせる位相シフト手段
と、前記発振手段の発振信号および前記位相シフト手段
の出力信号のそれぞれを同相でレベル判定し、その判定
出力同士の論理和をとりパルス幅信号に変換する変換手
段と、前記変換されたパルス幅信号をレベル信号に変換
する積分手段と、前記積分手段からのレベル信号を基準
レベルでレベル判定しタッチボタンのオン／オフを判定
する判定手段と、を備え、 前記変換手段は、前記レベル判定を前記発振信号の振幅
の中心付近の固定の閾値で行い、 前記位相シフト手段は、大地に対して前記タッチボタン
が人が触れた場合に相当する比較的低抵抗もしくは比較
的大きい容量を検出した場合の方が、人が触れていない
場合に相当する比較的高抵抗もしくは比較的小さい容量
を検出した場合よりも、顕著にシフトする特性を有し、 前記判定手段は、前記基準レベルを、前記比較的低抵抗
もしくは比較的大きい容量を検出した場合の前記積分手
段からのレベル信号を検出し、かつ前記比較的高抵抗も
しくは比較的小さい容量を検出した場合の前記積分手段
のレベル信号を検出しない閾値に設定したものとするこ
とを特徴とする容量検知式タッチボタン回路。1. A phase shift means for shifting the phase by an impedance of an oscillating means and a touch button for detecting the phase of an oscillating signal from the oscillating means with respect to the ground, an oscillating signal of the oscillating means and the phase shift. Each of the output signals of the means is subjected to level determination in the same phase, the conversion means for taking the logical sum of the determination outputs and converting into a pulse width signal, the integration means for converting the converted pulse width signal into a level signal, Determination means for determining on / off of the touch button by determining the level of the level signal from the integrating means at a reference level, wherein the converting means determines the level by a fixed threshold value near the center of the amplitude of the oscillation signal. The phase shift means has a relatively low resistance or a relatively large capacitance corresponding to the case where the touch button is touched by the person with respect to the ground. In the case where it is put out, it has a characteristic that it shifts remarkably, as compared with the case where a relatively high resistance or a relatively small capacitance corresponding to the case where a person is not touching is detected, and the determination means sets the reference level to The level signal from the integrating means when the relatively low resistance or the relatively large capacitance is detected, and the level signal of the integrating means when the relatively high resistance or the relatively small capacitance is detected, A capacitance detection type touch button circuit characterized by being set to a threshold value which is not detected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11348195A JPH08316814A (en) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Capacitance sensing type touch button circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11348195A JPH08316814A (en) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Capacitance sensing type touch button circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316814A true JPH08316814A (en) | 1996-11-29 |
Family
ID=14613383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11348195A Withdrawn JPH08316814A (en) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Capacitance sensing type touch button circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08316814A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007334690A (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Tokai Rika Co Ltd | Capacitance sensor circuit |
| JP2013524922A (en) * | 2010-04-22 | 2013-06-20 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Skin contact detector |
-
1995
- 1995-05-12 JP JP11348195A patent/JPH08316814A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007334690A (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Tokai Rika Co Ltd | Capacitance sensor circuit |
| JP4602941B2 (en) * | 2006-06-15 | 2010-12-22 | 株式会社東海理化電機製作所 | Capacitance sensor circuit |
| JP2013524922A (en) * | 2010-04-22 | 2013-06-20 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Skin contact detector |
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