ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ЕМКОСТНОЕ СЕНСОРНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2012 года по МПК H03K17/955 G06F3/44 

Область техники

Настоящее изобретение относится к электростатическому емкостному сенсорному устройству для использования в устройстве переключения для операционного ввода в, например, электронное устройство.

Уровень техники

Обычно, для приведения в действие, например, аудиоустройства, установленного в автомобиле, устройство коммутационной панели инсталлируется в некотором месте на приборной панели, обеспечивая легкий доступ водителю или пассажиру. Некоторые устройства коммутационной панели снабжены электростатическими сенсорами.

В устройстве сенсорной панели этого типа чувствительный электрод сформирован на части панели, к которой прикасается оператор, чтобы привести в действие устройство коммутационной панели. К чувствительному электроду прилагается сигнал (напряжение), выводимое из источника питания. Чувствительный электрод соединен с сенсорной схемой.

Когда оператор прикасается к сенсорному электроду, ток небольшой величины протекает от сенсорного электрода к оператору. Следовательно, величина напряжения имеет разное значение на стороне сенсорного электрода, когда оператор прикасается к чувствительному электроду и когда оператор не прикасается к чувствительному электроду. Путем детектирования этого изменения, сенсорная схема определяет, что устройство коммутационной панели было приведено в действие.

Сенсорная схема предоставлена вне секции панели устройства коммутационной панели. Следовательно, на секции панели сформирована схема соединений для электрического соединения сенсорного электрода и сенсорной схемы.

Тем не менее, когда оператор прикасается к схеме соединений через секцию панели, ток небольшой величины протекает к оператору и величина напряжения на обратной стороне схемы соединений изменяется. Даже в этом случае сенсорная схема детектирует изменение величины напряжения. В результате распознается, что оператор прикоснулся к сенсорному электроду. Представляется нежелательным, чтобы сенсорная схема детектировала изменение напряжения, которое вызвано прикосновением оператора к схеме соединения.

Следовательно, предоставлен экранирующий электрод для прикрытия схемы соединений, чтобы сенсорная схема не могла детектировать, когда оператор прикасается к схеме соединений. Даже когда оператор прикасается к части, где схема соединений предоставлена в секции панели, ток протекает от экранирующего электрода к оператору, но предотвращается ток от схемы соединений к оператору.

Согласно предшествующему уровню техники согласно способу экранирования этого типа экранирующий электрод ответвляется между сенсорным электродом и сенсорной схемой. Способ этого типа раскрыт в публикации № 11-268607 японской патентной заявки компании KOKAI.

Сущность изобретения

Соответственно, в случае использования множества сенсорных электродов для формирования большого количества операционных переключателей, как в случае операционного переключателя для автомобиля, требуется множество независимых экранирующих электродов, спаренных, соответственно, с сенсорными электродами, и множество независимых средств схемы между экранирующими электродами и сенсорными электродами. Следовательно, если предоставляется большое количество операционных переключателей, то становится сложным скомпоновать не только экранирующие электроды, но также повышается стоимость средств схемы для предоставления сигналов на экранирующие электроды.

Кроме того, в сенсорной системе для автомобиля, раскрытой в публикации № 11-268607 японской патентной заявки компании KOKAI, экранирующий электрод ответвляется между сенсорным электродом и сенсорной схемой. Если к сенсорному электроду прилагается электрический шум, распространяющийся через эфир, то сигнал, подаваемый на экранирующий электрод, становится электрическим сигналом, который равен шуму, и эффект экранирования от электрического шума сокращается.

То есть на проводе, соединяющем сенсорную схему и сенсорный электрод, напряжение, действующее в проводе, меняется из-за приложения шума к сенсорному электроду. Следовательно, в случае структуры, в которой экранирующий электрод ответвляется от провода, соединяющего сенсорную схему и сенсорный электрод, как описано в Патентном Документе 1, величина напряжения, прилагаемого к экранирующему электроду, подвергается влиянию из-за изменения напряжения, вызываемого шумом.

В результате, считается, что величина напряжения, прилагаемого к экранирующему электроду, изменяется под действием внешнего шума.

Целью настоящего изобретения является предоставление электростатического емкостного сенсорного устройства, которое упрощает структуру экранирующих электродов в сенсорном устройстве переключения, включающем в себя большое количество операционных переключателей, и которое обеспечивает сильный эффект экранирования от внешнего электрического шума без увеличения количества средств схемы для предоставления сигналов на экранирующие электроды.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения электростатическое емкостное сенсорное устройство включает в себя сенсорный электрод, проводное средство, которое соединяет сенсорный электрод и схему детектора, экранирующее средство, предоставленное вокруг сенсорного электрода и проводного средства, и источник сигнала экрана, который прилагает напряжение к экранирующему электроду. Источник сигнала экрана электрически соединен с сенсорным электродом через предопределенный элемент импеданса и имеет такую же фазу и амплитуду, что и источник высокочастотного сигнала.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1- перспективный вид, иллюстрирующий приборную панель, в которую встроено устройство панели, включающее в себя устройство схемы согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2- схематический вид, иллюстрирующий область F2, окруженную штрихпунктирной линией на Фиг. 1;

Фиг. 3- вид сечения корпуса панели по линии F3-F3, показанной на Фиг. 2;

Фиг. 4- схематический вид, иллюстрирующий область F4, показанную на Фиг. 1;

Фиг. 5- принципиальная схема, иллюстрирующая устройство схемы с Фиг. 1; и

Фиг. 6- принципиальная схема, иллюстрирующая одну схему обработки сигнала, провода и схему генерации сигнала экрана.

Лучший вариант осуществления изобретения

Устройство панели согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения описано ниже, со ссылкой на Фиг. 1-6. Электростатическое емкостное сенсорное устройство согласно настоящему варианту осуществления предоставлено в устройстве 10 панели переключения. Устройство 10 панели переключения предназначено, например, для выполнения операции ввода в аудиоустройство, установленное в автомобиле.

Фиг. 1 представляет собой иллюстрацию приборной панели 20, в которую встроено устройство 10 панели переключения. На Фиг. 1 также проиллюстрировано состояние, в котором устройство 10 панели переключения демонтировано. Устройство 10 панели переключения включает в себя корпус 30 панели, высокочастотный источник 100 питания и устройство 200 схемы. Корпус 30 панели определяет внешнюю форму устройства 10 панели переключения. Корпус 30 панели подробно описан ниже.

Корпус 30 панели снабжен сенсорным электродом 41. Как показано на Фиг. 1, сенсорный электрод представляет собой электрод, к которому прикасается пользователь при выполнении операции. В корпусе 30 панели предоставлено множество сенсорных электродов 41. Сенсорные электроды 41 электрически соединены с устройством 200 схемы, которое описано ниже.

Фиг. 2 представляет собой увеличенный вид области F2, которая окружена штрихпунктирной линией на Фиг. 1. На Фиг. 2 проиллюстрировано устройство 10 панели переключения (корпуса 30 панели) с внешней стороны, причем показана область вблизи одного из множества сенсорных электродов 41, сформированных в устройстве 10 панели переключения.

Соответствующие области всех сенсорных электродов 41 в корпусе 30 панели могут иметь одинаковую структуру. Следовательно, структура устройства 10 панели переключения описана со ссылкой на структуру ближайшего окружения одного из сенсорных электродов 41, проиллюстрированных на Фиг. 2.

Фиг. 3 представляет собой вид сечения корпуса 30 панели по линии F3-F3, показанной на Фиг. 2. Фиг. 3 иллюстрирует вид сечения вблизи одного сенсорного электрода 41 в корпусе 30 панели.

Как показано на Фиг. 3, корпус 30 панели включает в себя сенсорный электрод 41, секцию 31 панели, дизайнерский слой 36, схему 32 соединений, экранирующий электрод 38 и изоляционный слой 34.

Секция 31 панели определяет внешнюю форму устройства 10 панели переключения (корпуса 30 панели). Секция 31 панели изготовлена из листа 35 смолы. Лист 35 смолы сформирован из, например, прозрачных смол.

Сенсорный электрод 41 предоставлен на одной поверхности 31a секции 31 панели. Оператор прикасается к сенсорному электроду 41 через секцию 31 панели (то есть, сверху секции 31 панели). Оператор прикасается к сенсорному экрану 41 со стороны другой поверхности 31b, которая противоположна поверхности 31a. Поверхность 31b обращена в сторону кабины автомобиля.

Дизайнерский слой 36 расположен на поверхности 31a секции 31 панели, и он определяет цвета, декоративные шаблоны и т.п. корпуса 30 панели. Цвета и декоративные шаблоны корпуса 30 панели распознаются по виду дизайнерского слоя 36 сквозь секцию 31 панели. Дизайнерский слой 36 формируется путем печати, например, посредством чернил и т.п. Дизайнерский слой 36 отсутствует в области вблизи сенсорного электрода 41, включая сам сенсорный электрод 41.

Схема 32 соединений сформирована на стороне поверхности 31a секции 31 панели. Схема 32 соединений электрически соединена с сенсорным электродом 41, и ее целью является соединение сенсорного электрода 41 с сенсорной схемой 200, которая описана ниже. Схема 32 соединений имеет свойство электропроводности. Схема 32 соединений формируется путем печати, например, посредством чернил, имеющих свойство электропроводности.

В настоящем изобретении сторона поверхности 31a обозначает сторону, где присутствует поверхность 31a. Следовательно, термин "предоставленный на стороне поверхности 31a" соответствует концепции, включающей в себя случай, когда какой-либо элемент предоставлен на одной поверхности 31a, а также случай, когда он не предоставлен на поверхности 31a, но предоставлен на стороне, где поверхность 31a существует относительно секции 31 панели как граница. Следовательно, в действительности, схема 32 соединений, которая предоставлена на изоляционном слое 34, который описан ниже, не сформирована на поверхности 31a, а сформирована на стороне поверхности 31a.

Как показано на Фиг. 1, устройство 200 схемы расположено вне корпуса 30 панели. Следовательно, схема 32 соединений растягивается до, например, края 31c секции 31 панели, и она электрически соединена с первым проводом 37a. Фиг. 4 представляет собой схематическую иллюстрацию области, ограниченной линией F4. Фиг. 4 схематически иллюстрирует ближайшее окружение края 31c секции 31 панели. Как показано на Фиг. 4, схема 32 соединений растягивается также до края 31c.

Как показано на Фиг. 1 и 4, схема 32 соединений электрически соединена с устройством 200 схемы через пару проводов 37a с края 31c. Следовательно, сенсорный электрод 41 электрически соединен с устройством 200 схемы через схему 32 соединений и первые провода 37a.

Как показано на Фиг. 3, экранирующий электрод 38 расположен между схемой 32 соединений и дизайнерским слоем 36, причем он спарен с дизайнерским слоем 36. Экранирующий электрод 38 имеет область, которая покрывает схему 32 соединений. Экранирующий электрод 38 имеет свойство электропроводности.

Экранирующий электрод 38 электрически соединен с устройством 200 схемы, описанным ниже, и на него прилагается напряжение с такой же амплитудой и фазой, что и у напряжения, прилагаемого к сенсорному электроду 41.

В результате, даже когда оператор прикасается к части секции 31 панели, где предоставлена схема 32 соединений, со стороны поверхности 31b секции 31 панели, ток протекает от экранирующего электрода 38 к оператору. Соответственно, ограничивается ток от схемы 32 соединений к оператору.

Следовательно, в области секции 31 панели, где сформирована схема 32 соединений, сформирован экранирующий электрод 38, и схема 32 соединений и экранирующий электрод 38 располагаются напротив друг друга. Экранирующий электрод 38 формируется путем печати, например, посредством чернил, имеющих свойство электропроводности.

Как показано на Фиг. 3, экранирующий электрод не сформирован ни на сенсорном электроде 41, ни вблизи сенсорного электрода 41. Следовательно, экранирующий электрод 38 и сенсорный электрод 41 электрически не соединены друг с другом.

Это обусловлено тем, что взаимное соединение экранирующего электрода 38 и сенсорного электрода предотвращается, учитывая ошибки, возникающие при формировании экранирующего электрода 38, и ошибки, возникающие при формировании корпуса 30 панели (например, в случае формирования по шаблону).

Как показано на Фиг. 1, устройство 200 схемы предоставлено вне корпуса 30 панели. Следовательно, как показано на Фиг. 4, экранирующий электрод 38 растягивается до края 31c секции 31 панели, и он электрически соединен со вторым проводом 37b. Второй провод 37b электрически соединен с устройством 200 схемы. Экранирующий электрод 38 электрически соединен с устройством 200 схемы через второй провод 37b.

Схема 32 соединений предоставлена для каждого сенсорного электрода 41. Соответственно, устройство 10 панели переключения включает в себя множество схем 32 соединений. Схемы 32 соединений электрически не соединены друг с другом. Экранирующие электроды 38, предоставленные, соответственно, для схем 32 соединения, собираются в одну группу вблизи края 31c. На данной фигуре проиллюстрирован случай, когда предоставлено две схемы 32 соединений. Тем не менее, вышеописанное также применимо к другим случаям, когда предоставлено множество схем 32 соединений, например, три или четыре схемы 32 соединений.

Как показано на Фиг. 3, между схемой 32 соединений и экранирующим электродом 38 предоставлен изоляционный слой 34. В частности, изоляционный слой 34 расположен на экранирующем электроде 38, а схема 32 соединений расположена на изоляционном слое 34.

Изоляционный слой 34 сформирован таким образом, что экранирующий электрод 38 и слой схемы 32 соединений изолированы друг от друга (электрически не соединены друг с другом). Изоляционный слой 34, желательно, имеет сопротивление 5 мОм или выше. Изоляционный слой 34 не сформирован ни на сенсорном электроде 41, ни вблизи сенсорного электрода 41. Изоляционный слой 34 сформирован путем печати, например, посредством изоляционных чернил.

В корпусе 30 панели, сформированном как описано выше, дизайнерский слой 36 расположен на одной поверхности 31a секции 31 панели, и также сформирован сенсорный электрод 41. Экранирующий электрод 38 расположен на дизайнерском слое 36. Изоляционный слой 34 расположен на экранирующем электроде 38. Схема 32 соединений расположена на изоляционном слое 34.

Ниже описано устройство 200 схемы. Фиг. 5 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую устройство 200 схемы. Как показано на Фиг. 5, устройство 200 схемы вставлено между высокочастотным источником 100 питания, сенсорными электродами 41 и экранирующими электродами 38. Высокочастотный источник 100 питания прилагает напряжение к сенсорным электродам 41 и экранирующему электроду 38. Устройство 200 схемы включает в себя схему обработки сигнала, провод 220 и схему 300 генерации сигнала экрана, выделенную штрихпунктирной линией на Фиг. 2.

Одна схема обработки сигнала используется для каждого из сенсорных электродов 41. Следовательно, Фиг. 5 иллюстрирует состояние, где устройство 200 схемы включает в себя две схемы 210a и 210b обработки сигнала. Поскольку схемы 210a и 210b обработки сигнала могут иметь, по существу, одинаковую структуру, в качестве иллюстративного примера ниже описана одна схема 210a обработки сигнала. На Фиг. 2 одна схема 210a обработки сигнала показана как представляющая схемы 210a и 210b обработки сигнала.

Фиг. 6 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую одну схему 210a обработки сигнала, провод 220 и схему 300 генерации сигнала экрана, которые используются на Фиг. 5. Как показано посредством штрихпунктирной линии на Фиг. 6, схема 210a обработки сигнала включает в себя схему 230 детектора, схему 240 усилителя и схему 250 детектора волн. Сигнал (напряжение) прямоугольной волны, выводимый из высокочастотного источника 100 питания, проходит через схему 230 детектирования и, далее, усиливается, посредством схемы 240 усилителя, после чего он преобразуется в постоянный ток посредством схемы 250 детектора волн. Как показано на Фиг. 5, схема 250 детектора волн соединена с устройством 400 управления, и сигнал, который прошел через схему 250 детектора волн, вводится в устройство 400 управления.

Путем детектирования сигнала, который прошел через схему 210a или 210b обработки сигнала, устройство 400 управления детектирует, что сенсорный электрод 41 был приведен в действие (имело место прикосновение). Устройство 400 управления соединено с аудиоустройством, и оно управляет работой аудиоустройства на основании вышеупомянутого детектирования.

Как показано на Фиг. 6, схема 230 детектирования соединена с высокочастотным источником 100 питания через провод 220. Схема 230 детектора включает в себя первый инвертор 231, первый резистор 232, второй резистор 233 и третий резистор 234.

Первый инвертор 231, первый резистор 232 и второй резистор 233 соединены последовательно. Последовательная схема, состоящая из первого инвертора 231, первого резистора 232 и второго резистора 233, соединена параллельно третьему резистору 234. Первый инвертор 231 имеет, например, тип HCU04.

Сопротивление R1 первого резистора 232, сопротивление R2 второго резистора 233 и сопротивление R3 третьего резистора 234 соотносятся следующим образом R1+R2=R3.

В схеме 230 детектора сторона выхода первого резистора 232 и сторона входа второго резистора 233 электрически соединены со схемой 32 соединений.

Схема 240 усилителя включает в себя первый конденсатор 241, второй инвертор 242, второй конденсатор 243 и четвертый резистор 244. Первый конденсатор 241, второй инвертор 242 и второй конденсатор 243 соединены последовательно. Четвертый резистор 244 соединен параллельно второму инвертору 242.

Схема 250 детектора волн включает в себя первый и второй выпрямители 251 и 252, третий конденсатор 253 и пятый резистор 254. Первый выпрямитель 251 соединен последовательно со вторым конденсатором 243. Один конец второго выпрямителя 252 соединен со стороной выхода второго конденсатора 243 и стороной входа первого выпрямителя 251. Другой конец второго выпрямителя 252 заземлен. Одни концы третьего конденсатора 253 и пятого резистора 254 соединены со стороной выхода первого выпрямителя 251, а их другие концы заземлены.

Когда устройство 400 управления детектирует изменение (напряжения) сигнала, устройство 400 управления детектирует, что сенсорный электрод 41 был приведен в действие (имело место прикосновение через секцию 31 панели).

Как показано на Фиг. 5, другая схема 210b обработки сигнала имеет, по существу, такую же структуру. Первый инвертор 231 схемы 230 детектора в схеме 210a обработки сигнала используется совместно с другой схемой 210b обработки сигнала. Даже если использует три или более схем обработки сигнала, первый инвертор 231 используется совместно.

Провод 220 соединяет высокочастотный источник 100 питания со схемами 210a и 210b (схемой 230 детектора) обработки сигнала.

Как показано на Фиг. 5 и 6, схема 300 генерации сигнала экрана соединена со сторонами входов схем 210a и 210b (схемы 230 детектора) обработки сигнала. Схема 300 генерации сигнала экрана включает в себя третий инвертор 301, шестой резистор 302, седьмой резистор 303, четвертый инвертор 304 и восьмой резистор 305.

Третий инвертор 301 встроен на стороне входа схемы 230 детектора на проводе 220. Третий инвертор 301 имеет, например, тип HCU04.

Шестой резистор 302 и седьмой резистор 303 соединены последовательно, образуя последовательную схему. Последовательная схема, формируемая шестым и седьмым резисторами 302 и 307, соединена с проводом 220 параллельно третьему инвертору 301. Шестой резистор 302 соединен со стороной выхода третьего инвертора 301 и стороной входа схемы 230 детектора. Седьмой резистор 303 соединен со стороной входа третьего инвертора 301.

Сопротивление R6 шестого резистора 302 и сопротивление R7 седьмого резистора 303 соотносятся следующим образом R6:R7=R1:R2+R3.

Один конец четвертого инвертора 304 соединен между шестым и седьмым резисторами 302 и 303, а его другой конец электрически соединен с экранирующим электродом 38 через второй провод 37b. Четвертый инвертор 304 имеет, например, тип HCU04. Восьмой резистор 305 соединен параллельно четвертому инвертору 304.

Сопротивление R8 восьмого резистора 305, сопротивление R6 шестого резистора 302 и сопротивление R7 седьмого резистора 303 соотносятся следующим образом R8=R6//R7 (где "//" обозначает параллельное сопротивление).

Ниже описана работа устройства 200 схемы. Сначала приведено описание работы схем 210a и 210b обработки сигнала. Сигнал прямоугольной волны из высокочастотного источника 100 питания проходит через провод 220 и прилагается к схемам 210a и 210b обработки сигнала. На полпути сигнал прямоугольной волны инвертируется посредством третьего инвертора 301, предоставленного на проводе 220. Инвертированный сигнал прямоугольной волны прилагается к первому инвертору 231 и третьему резистору 234.

Сигнал прямоугольной волны прилагается к первому инвертору 231 и дополнительно инвертируется первым инвертором 231. Сигнал прямоугольной волны, который прошел через первый инвертор 231, приводится в то же состояние, в котором он вышел из высокочастотного источника 100 питания.

Далее, сигнал прямоугольной волны, который прошел через первый инвертор 231, проходит через первый резистор 232. В это время сигнал прямоугольной волны сокращается и, соответственно, уменьшается его амплитуда. Сигнал прямоугольной волны, который прошел через первый инвертор 231, прилагается к сенсорному электроду 41 и проходит через второй резистор 233. Сигнал прямоугольной волны проходит через второй резистор 233 и, таким образом, уменьшается. Соответственно, амплитуда сокращается еще больше.

Между тем, сигнал прямоугольной волны, прилагаемый к третьему резистору 234, проходит через третий резистор 234 и, таким образом, сокращается. Соответственно, сокращается его амплитуда.

Сигналы прямоугольной волны, которые прошли через второй и третий резисторы 233 и 234, синтезируются в точке P1 пересечения (точке пересечения на стороне выхода второго и третьего резисторов 233 и 234).

Как описано выше, сопротивление R1 первого резистора 232 + сопротивление R2 второго резистора 233 = сопротивлению R3 третьего резистора 234. В результате сигнал прямоугольной волны, который прошел через первый и второй резисторы 232 и 233, и сигнал прямоугольной волны, который прошел через третий резистор 234, имеют равную амплитуду. Тем не менее, сигнал прямоугольной волны, который прошел через первый и второй резисторы 232 и 233, уже прошел через первый инвертор 231 и, следовательно, он уже инвертирован относительно сигнала прямоугольной волны, который прошел через третий резистор 234.

Следовательно, сигнал, синтезируемый в точке P1 пересечения, является плоским. Сигнал, синтезируемый в точке P1 пересечения, проходит через схему 240 усилителя и схему 250 детектора волн и достигает схемы 400 управления.

Когда оператор прикасается к сенсорному электроду 41 через секцию 31 панели, ток небольшой величины протекает от сенсорного электрода 41 к оператору. В результате амплитуда сигнала прямоугольной волны, проходящей через второй резистор 233 схемы обработки сигнала, которая соединена с сенсорным электродом 41, становится гораздо меньше по сравнению со случаем, когда оператор не прикасается к сенсорному электроду 41.

Поскольку амплитуда сигнала прямоугольной волны, который прошел через второй резистор 233, становится гораздо меньше, сигнал прямоугольной волны, синтезируемый в точке P1 пересечения, не будет плоским. Путем детектирования этого явления, устройство 400 управления детектирует, что оператор прикоснулся к сенсорному электроду 41.

Ниже описана работа устройства 300 генерации сигнала экрана. Как показано на Фиг. 6, сигнал прямоугольной волны, который прошел через седьмой резистор 303, и сигнал прямоугольной волны, который прошел через третий инвертор 301 и шестой резистор 302, синтезируются в точке P2 пересечения (на стороне выхода шестого и седьмого резисторов 302 и 303).

Сигнал прямоугольной волны, который прошел через шестой резистор 302, проходит через третий инвертор 301 и, таким образом, инвертируется относительно сигнала прямоугольной волны, который прошел через седьмой резистор 303.

Как описано выше, имеет место следующее соотношение R6:R7=R1:R2+R3. Соответственно, сигнал, синтезируемый в точке P3 пересечения, имеет амплитуду, которая равна амплитуде сигнала, прилагаемого к сенсорному электроду 41, и он инвертирован относительно сигнала, прилагаемого к сенсорному электроду 41.

Поскольку сопротивление R8 восьмого резистора 305 установлено как R8=R6//R7 (где "//" обозначает параллельное сопротивление), четвертый инвертор 304, восьмой резистор 305, шестой резистор 302 и седьмой резистор 303 формируют схему инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления 1.

Соответственно, сигнал прямоугольной волны, который прошел через точку P2 пересечения, проходит через четвертый инвертор 304 и, таким образом, инвертируется. Тем не менее, его амплитуда равна амплитуде в точке P2 пересечения.

Следовательно, сигнал, который прошел через четвертый инвертор 304, имеет такой же потенциал и фазу, что и сигнал, прилагаемый к сенсорному электроду 41. Сигнал, генерируемый схемой 300 генерации сигнала экрана, прилагается к экранирующему электроду 38 через второй провод 37b.

В устройстве 200 схемы согласно вышеизложенному описанию, изменение сигнала, вызванное прикосновением оператора к сенсорному электроду 41, оказывает влияние на сторону выхода сенсорного электрода 41. В частности, сигнал прямоугольной волны, прилагаемый ко второму резистору 233, сокращается, и, следовательно, сокращается амплитуда сигнала прямоугольной волны.

Таким образом, изменение сигнала, вызываемое прикосновением к сенсорному электроду 41, оказывает воздействие на схему 230 детектора и сторону выхода схемы 230 детектора. В устройстве 200 схема 300 генерации сигнала экрана предоставлена на стороне входа схемы 230 детектора.

Следовательно, изменение сигнала, вызванное прикосновением к сенсорному электроду 41, не оказывает воздействия на схему 300 генерации сигнала экрана. Соответственно, даже когда к сенсорному электроду 41 прилагается высокочастотный шум, распространяемый через эфир, сигнал (напряжение), прилагаемое к экранирующему электроду 38, не меняется.

В результате ослабление эффекта экранирования от внешнего шума может быть ограничено. Сверх того, даже в случае применения множества сенсорных электродов 41 достаточно будет использовать только одну схему для формирования экранирующего электрода 38 и схемы 300 генерации сигнала экрана. Соответственно, провода экрана могут быть сконструированы с простой структурой, и можно будет ограничить повышение стоимости схемы генерации сигнала экрана.

В настоящем варианте осуществления высокочастотный источник 100 питания выводит сигнал прямоугольной волны. Тем не менее, данный вариант осуществления не ограничивается этим. Например, также доступен сигнал синусоидальной волны. В целом, доступен любой сигнал при условии, что синтезированная волна, формируемая в точке P1 пересечения, будет плоской.

Кроме того, в настоящем варианте осуществления устройство 200 схемы используется в устройстве панели переключения для аудиоустройства и т.п. Тем не менее, данный вариант осуществления не ограничивается этим. Устройство 200 схемы может быть использовано в других устройствах.

Настоящее изобретение не ограничивается описанным выше вариантом осуществления, и оно может быть реализовано с определенной модификацией составных элементов в рамках объема сущности настоящего изобретения. Сверх того, из подходящих комбинаций множества составных элементов, раскрытых в вышеописанных вариантах осуществления, могут быть выведены различные изобретения. Например, некоторые составные элементы могут быть удалены из целых составных элементов, предложенных в вышеописанных вариантах осуществления. Кроме того, составные элементы могут быть подходящим образом скомбинированы в разных вариантах осуществления.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение может предоставить электростатическое емкостное сенсорное устройство, которое способно формировать функцию экрана посредством одного источника сигнала экрана и экранирующих электродов, предоставленных в одной схеме, и которое обеспечивает сильный эффект экранирования от внешнего шума.

Изобретение относится к электростатическому емкостному сенсорному устройству и может быть использовано для операционного ввода в электронное устройство. Техническим результатом является создание устройства с высоким экранирующим воздействием на электрические помехи. Устройство включает в себя сенсорный электрод, предоставленный во множестве позиций, источник высокочастотного сигнала, который прилагает высокочастотный сигнал к сенсорному электроду через схему детектора, включающую в себя предварительно определенный элемент импеданса, проводное средство, которое соединяет сенсорный электрод и схему детектора, экранирующее средство, охватывающее сенсорный электрод и проводное средство, и источник сигнала экрана на входе схемы детектора, который прилагает сигнал экрана к экранирующему электроду. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Электростатическое емкостное сенсорное устройство, отличающееся тем, что оно содержит:
сенсорный электрод, величина электростатической емкости которого изменяется в зависимости от операции прикосновения, выполняемой оператором;
источник высокочастотного сигнала, который прилагает высокочастотный сигнал к сенсорному электроду через схему детектора, включающую в себя предварительно определенный элемент импеданса;
проводное средство, которое соединяет сенсорный электрод и схему детектора;
экранирующее средство, предоставленное вблизи сенсорного электрода и проводного средства таким образом, чтобы охватывать сенсорный электрод и проводное средство; и
источник сигнала экрана, который прилагает сигнал экрана к экранирующему средству, причем
сенсорный электрод предоставлен во множестве позиций,
источник высокочастотного сигнала предоставлен в одном экземпляре на входе схемы детектора и генерирует сигнал экрана посредством ослабления сигнала, выходящего от источника высокочастотного сигнала, по величине, равной величине подачи сигнала на сенсорный электрод через элемент импеданса, и создания сигнала, выходящего от источника высокочастотного сигнала, совпадающего по фазе с высокочастотным сигналом, подаваемым на сенсорный электрод.

2. Электростатическое емкостное сенсорное устройство по п.1, отличающееся тем, что источник сигнала экрана включает в себя средство схемы выходного буфера, и он сконфигурирован так, что величина выходного импеданса источника сигнала экрана меньше, чем величина импеданса упомянутого элемента импеданса, соединенного с сенсорным электродом.

3. Электростатическое емкостное сенсорное устройство по п.2, отличающееся тем, что упомянутый источник высокочастотного сигнала представляет собой сигнал прямоугольной волны, генерируемый инверторным элементом КМОП, причем упомянутый элемент импеданса представляет собой резистор, а упомянутое средство схемы выходного буфера представляет собой инверторный элемент КМОП.