[发明专利]触摸传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种触摸传感器(Touch Sensor)，特别是涉及一种利用静电电容的变化检测人的指尖、笔尖等的触摸位置的静电电容式触摸传感器。

背景技术

触摸传感器作为移动电话、便携式音响设备、便携式游戏设备、电视机、个人计算机等各种电子设备的数据输入装置被人们所熟知(例如，参照专利文献1)。

近年来，触摸传感器取代以往的轻触开关(tact switch)而被广泛应用。图11是表示普通的触摸传感器的基本结构的图。该触摸传感器由配置于基板上的16种触摸键1～16以及具有与这些触摸键对应的16个通道的传感器电路构成。传感器电路检测因人的指尖、笔尖等接触触摸键1～16中的任一个而产生的静电电容的变化。在这种情况下，一个通道包括用于检测对应的一个触摸键的静电电容的变化的电路。

图12是表示减少了通道数的触摸传感器的基本结构的图。在该触摸传感器中，触摸键有7种，使7种触摸键中的2种触摸键进行组合来构成一个触摸键。例如，使触摸键1和触摸键2组合，形成一个组合触摸键1+2。在这种情况下，通过通道1、2检测组合触摸键1+2的静电电容的变化。由此，能够将传感器电路的通道数减为7。

专利文献1：日本特开2005-190950号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在图11的触摸传感器中需要与触摸键的数量相应的通道，因此，存在传感器电路的规模变大、成本变高这样的问题。另一方面，在图12的触摸传感器中虽然能够使通道数变少，但存在用于连接触摸键和传感器电路的布线数变多、基板面积变大这样的问题。另外，需要应对由布线数的增加引起的布线间的串扰。

即，通道数和布线数存在权衡的关系，若增加通道数则布线数减少但成本变高，若组合触摸键来减少通道数则布线数增加并且基板面积变大，不能使通道数和布线数这两者同时减少。

并且，不能同时按下图12的组合触摸键。例如，在组合触摸键1+2和1+6同时被按下时，通过传感器电路的通道1、2、6检测静电电容的变化，但在组合触摸键1+6和2+6同时被按压时，也通过传感器电路的通道1、2、6检测静电电容的变化，由此传感器电路无法区分这两种情况。

用于解决问题的方案

本发明的触摸传感器的特征在于，具备：基板；多个触摸键，上述多个触摸键在上述基板上配置成多个行和多个列，上述多个触摸键各自具有第一电极和围绕该第一电极配置的第二电极；多条驱动线，其配置在上述基板上，将与上述多个行的各行对应地配置在行方向上的多个触摸键的第二电极相互连接；多条传感线，其配置在上述基板上，将与上述多个列的各列对应地配置在列方向上的多个触摸键的第一电极相互连接；时钟源，其对上述多条驱动线顺序施加时钟信号；选择电路，其在从上述时钟源向上述多条驱动线的某一驱动线施加上述时钟信号的期间，顺序选择上述多条传感线中的某一个；以及检测电路，其检测形成于由上述选择电路选择出的传感线所连接的上述触摸键的上述第一电极和上述第二电极之间的静电电容的电容值的变化。

根据本发明，能够同时减少通道数和布线数。另外，还能够同时按下多个触摸键。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的触摸传感器的结构的图。

图2是触摸传感器的传感器电路的电路图。

图3是本发明的实施方式的触摸传感器的动作时序图。

图4是电荷放大器的电路图。

图5是说明电荷放大器的动作的图。

图6是表示触摸键周边的电场状态的示意图。

图7是表示触摸键的第一配置例的俯视图。

图8是表示触摸键的第二配置例的俯视图。

图9是表示触摸键的第三配置例的俯视图。

图10是表示触摸键的结构例的俯视图。

图11是表示现有的触摸传感器的结构的图。

图12是表示现有的触摸传感器的其它结构的图。

附图标记说明

20：键盘；21：触摸键；22-0～22-5：驱动线；23-0～23-5：传感线；24：接地电极；30：传感器电路；31：选择电路；32：电荷放大器；33：AD转换器；34：控制电路；35：时钟源；36：I²C总线接口电路；37：时钟布线；51：基准静电电容；52：差动放大器；53：第一反馈电容；54：第二反馈电容；55：基准电压源。

具体实施方式