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CN119234287A - 输入装置 - Google Patents

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CN119234287A
CN119234287A CN202380044759.7A CN202380044759A CN119234287A CN 119234287 A CN119234287 A CN 119234287A CN 202380044759 A CN202380044759 A CN 202380044759A CN 119234287 A CN119234287 A CN 119234287A
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitance
input device
led130
circuit portion
detection electrode
Prior art date
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Pending
Application number
CN202380044759.7A
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English (en)
Inventor
山田朋辉
阿部真
中村俊季
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
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Abstract

提供一种抑制发光二极管的发光状态对静电传感器的检测电容的影响的输入装置。输入装置包含:发光二极管;开关元件,与所述发光二极管串联连接,对所述发光二极管的导通/截止进行切换;静电传感器,具有与所述发光二极管和所述开关元件之间的电路部分电容耦合的检测电极;和电容器,具有与所述电路部分连接的第1端子、和与固定电位点连接的第2端子。

Description

输入装置
技术领域
本公开涉及输入装置。
背景技术
以往,存在一种LED点亮装置,该LED点亮装置由以下单元构成:电源单元,至少具备一对交流输入端子和一对直流输出端子;和LED单元,具备经由与所述电源单元的直流输出端子连接的一对电源线被供给直流电流的LED(发光二极管)的电路,并且具备经由电介质与LED静电耦合的导电部。所述电源单元包含DC-DC转换器电路,经由第1电容器将所述DC-DC转换器电路的次级侧接地或者初级侧接地与LED单元的所述导电部连接,所述第1电容器的静电电容被设定得比所述LED单元中的形成于LED与所述导电部之间的浮动电容大(例如,参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-245570号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
然而,根据发光二极管为导通的状态和为截止的状态,静电传感器的检测电容有时不同。在这样的情况下,静电传感器的检测电容根据发光二极管的发光状态而变动。
为此,目的在于提供一种抑制发光二极管的发光状态对静电传感器的检测电容的影响的输入装置。
-用于解决课题的手段-
本公开的实施方式的输入装置包含:发光二极管;开关元件,与所述发光二极管串联连接,对所述发光二极管的导通/截止进行切换;静电传感器,具有与所述发光二极管和所述开关元件之间的电路部分电容耦合的检测电极;和电容器,具有与所述电路部分连接的第1端子、和与固定电位点连接的第2端子。
-发明效果-
能够提供一种抑制发光二极管的发光状态对静电传感器的检测电容的影响的输入装置。
附图说明
图1是示出输入装置100的结构的一个例子的图。
图2是示出输入装置100的静电传感器110的检测电容的模拟中使用的等效电路的模型的一个例子的图。
图3是示出在实施方式的输入装置100中,使电容器160的静电电容Cx变化了的情况的检测电极111的静电电容Ct1以及Ct2的计算结果的图。
图4A是对电路部分105的变形进行说明的图。
图4B是对电路部分105的变形进行说明的图。
图4C是对电路部分105的变形进行说明的图。
图5是示出实施方式的变形例的输入装置100M的检测电容的模拟中使用的等效电路的模型的一个例子的图。
图6是示出在实施方式的变形例的输入装置100M中,使电容器160的静电电容Cx变化了的情况的检测电极111的静电电容Ctm1以及静电电容Ctm2的计算结果的图。
具体实施方式
以下,对应用了本公开的输入装置的实施方式进行说明。
<实施方式>
<输入装置100的结构>
图1是示出输入装置100的结构的一个例子的图。输入装置100包含:操作面101、静电传感器110、LED(发光二极管)130、MOSFET(金属氧化膜半导体场效应晶体管)140、发光控制部150以及电容器160。此外,输入装置100包含电路部分105。
输入装置100是能够通过用指尖等物体操作操作面101来进行输入操作的装置。作为一个例子,LED130对操作面101进行照明。例如,也可以在操作面101上设置表示操作对象的记号、文字等的符号。在这样的情况下,也可以在操作面101上设置具有符号的形状的透光部,通过LED130从操作面101的背面侧对符号进行照明。
这样的输入装置100例如也可以被设置在车辆的室内,并且设置在车辆中搭载的音响、导航系统或者空调调节器等的操作部。在这样的情况下,例如,能够将输入装置100设置在方向盘、中央控制台等。此外,输入装置100也可以是个人所利用的平板计算机、智能手机、游戏机等。此外,输入装置100例如可以是配置在店铺、设施等中的不确定的多个利用者所利用的平板型的输入装置、ATM(Automatic Teller Machine)的输入部。
静电传感器110具有检测电极111以及检测部115。操作面101被重叠设置在检测电极111之上,是输入装置100或者包含输入装置100在内的装置的壳体、罩等的表面的一部分。利用者从操作面101上对检测电极111进行操作。
图1中示出1个检测电极111,但是静电传感器110也可以具有多个检测电极111。检测电极111能够由金属或者ITO(indium tin oxide:氧化铟锡)等导电体制作。检测电极111是1片导电体制的电极。以下,为了使说明简单,检测电极111为1个,对检测电极111的操作作为与对静电传感器110的操作同义来处理。
静电传感器110是为了根据检测电极111的静电电容的变化来检测指尖等物体向操作面101的接近或者接触等而设置的静电电容式的传感器。静电传感器110以自电容式对指尖等物体进行检测。检测电极111与检测部115连接。
指尖等接触操作面101的操作为触摸(接触)操作,使指尖等在不接触(非接触)的状态下相对于操作面101接近的操作是悬停操作。此外,所谓接近是指,由于指尖等相对于操作面101接近,而指尖等相对于操作面101接近到静电传感器110的静电电容产生输入装置100能够检测的变化的程度。
检测部115对静电传感器110的检测电极111的静电电容进行检测,并输出表示静电电容的检测数据。检测部115对从检测电极111输入的检测电极111的静电电容(模拟值)进行数字转换,并输出表示数字值的静电电容的检测数据。检测部115的输出侧与计算机或者微型计算机连接,该计算机或者微型计算机基于检测部115的输出来判定指尖等相对于操作面101的接近、接触,但是在此省略。
此外,在此省略详细的说明,但是在静电传感器110具有多个检测电极111的情况下,检测部115也可以具有作为对多个检测电极111施加用于分时地选择的电压的选择部的功能。在多个检测电极111被排列在X方向以及Y方向上的情况下,检测部115也可以具有作为对多个检测电极111施加用于分时地在X方向以及Y方向上进行选择的电压的选择部的功能。
LED130具有与电源103连接的阳极、和经由电路部分105与MOSFET的漏极连接的阴极。从包含输入装置100在内的装置等供给电源103。LED130通过MOSFET140进行导通/截止的切换。作为一个例子,LED130如上述那样对操作面101进行照明。
MOSFET140具有:漏极,经由电路部分105与LED130的阴极连接;源极,与接地(GND)连接;和栅极,与发光控制部150连接。接地是固定电位点的一个例子。在电源103和接地之间,MOSFET140的漏极-源极之间与LED130串联连接。另外,在图1中,倒三角形表示接地(Ground)。也可以取代图1中的倒三角形的接地而与0V以外的固定电位的点连接。
当MOSFET140成为导通而在漏极与源极之间流过电流时,由于从电源103向LED130流过电流,从而LED130成为导通(发光)。在MOSFET140成为截止而在漏极与源极之间未流过电流的状态下,由于未从电源103向LED130流过电流,因此LED130成为截止(熄灭)。
作为一个例子,发光控制部150通过将脉冲信号输出到MOSFET140的栅极,来进行MOSFET140的驱动控制。通过发光控制部150进行MOSFET140的驱动控制,从而进行LED130的发光控制。发光控制部150例如由产生脉冲信号的脉冲发生器和对脉冲发生器进行控制的微型计算机构成。
电路部分105是LED130的阴极与MOSFET140的漏极之间的电路部分,包含电阻器R。电阻器R为了对流过LED130的电流进行限制而设置的。电路部分105是用于对LED130供给电流的布线的一部分,并且通过检测电极111的附近。因此,电路部分105与检测电极111电容耦合。所谓电路部分105与检测电极111电容耦合,是指对于用于检测与指尖等物体的自电容式下的静电电容的检测电极111,在检测电极111与电路部分105之间存在不能忽视的程度的静电电容。
电容器160具有与电路部分105连接的第1端子161、和与固定电位点连接的第2端子162。第1端子161与电容器160的图1中的右侧的电极连接,第2端子162与电容器160的图1中的左侧的电极连接。第1端子161与电路部分105连接。更具体地,第1端子161经由电路部分105与LED130的阴极连接。此外,第2端子162与接地(GND)连接。接下来,对设置电容器160的理由进行说明。
<电路部分105的阻抗>
在此,使用实施方式的输入装置100和比较用的输入装置对电路部分105的阻抗进行说明。比较用的输入装置具有从实施方式的输入装置100拆除了电容器160的结构。即,在比较用的输入装置中,电容器160未与电路部分105连接。
在比较用的输入装置中,在MOSFET140导通时,LED130导通,在MOSFET140截止时,LED130截止。在MOSFET140以及LED130导通时,电路部分105通过MOSFET140的漏极-源极之间与接地连接,但是在MOSFET140以及LED130截止时,电路部分105成为浮动电位。因此,认为电路部分105的阻抗在LED130的导通时较低,在截止时较高。即,认为与LED130的阴极连接的电路部分105的阻抗根据伴随着MOSFET140的导通/截止的LED130的导通/截止而变动。
在实施方式的输入装置100中,在MOSFET140导通时,LED130导通。此时,电路部分105通过MOSFET140的漏极-源极之间与接地连接,阻抗降低。
另一方面,在MOSFET140截止时,LED130截止。此时,电路部分105未通过MOSFET140的漏极-源极之间与接地连接。然而,即使LED130截止,电路部分105也通过电容器160与接地进行足够大的电容耦合,不会交流地成为浮动电位。因此,认为电路部分105的阻抗与LED130导通时呈相同程度地降低。
如上所述,在包含电容器160的实施方式的输入装置100中,认为在LED130导通时和LED130截止时,与LED130的阴极连接的电路部分105的阻抗变得大致相等。
如以上那样,由于通过将电容器160与电路部分105连接,能够抑制LED130导通时的电路部分105的阻抗与LED130截止时的电路部分105的阻抗的差,因此输入装置100使用电容器160。由阻抗的差引起的对检测电容的影响通过以下的模拟来说明。
<模拟>
图2是示出输入装置100的静电传感器110的检测电容的模拟中使用的等效电路的模型的一个例子的图。在此,对利用者用指尖FT来操作输入装置100时的等效电路进行说明。
指尖FT与利用者的身体相连,由于利用者的身体的表面积较大,因此以足够大的电容与环境接地耦合,从静电电容检测的观点出发,也可以认为指尖FT通过利用者的身体与接地连接。因此,在用指尖FT对输入装置100进行操作时,在指尖FT与检测电极111之间产生寄生电容Cfs。寄生电容Cfs由于指尖FT相对于检测电极111的接近而增大。
此外,能够认为在检测电极111与接地之间有寄生电容Csg,在检测电极111与电路部分105之间有寄生电容Cls,在电路部分105与接地之间有寄生电容Clg。因此,图2的等效电路是对图1的结构图追加了寄生电容Cfs、Csg、Cls、Clg而得到的等效电路。此外,在图2中,为了进行模拟,将电容器160的静电电容设为Cx。实施方式的输入装置100包含电容器160,但是比较用的输入装置不包含电容器160,因此在比较用的输入装置中成为Cx=0(pF)。
作为模拟的条件,将LED130导通时的电阻值设为0Ω,截止时为打开(开路状态),作为0pF的电容器来处理。此外,假设电路部分105的电阻器R的电阻值小到能够忽视。
如这样的模拟用的等效电路模型所示,实施方式的输入装置100包含连接在LED130的阴极与接地之间的电容器160。然而,由于比较用的输入装置不包含电容器160,因此对于检测电极111,除了与指尖FT之间的寄生电容Cfs和与接地之间的寄生电容Csg之外,在与电路部分105之间经由寄生电容Cls进一步在其前端连接有电路部分105与接地之间的寄生电容Clg。这是因为,由于静电传感器110和LED130被配置得较近,从而在检测电极111与电路部分105之间产生寄生电容Cls。
在比较用的输入装置中,在将LED130设为导通时,将MOSFET140设为导通,因此电路部分105通过MOSFET140的漏极-源极之间与接地连接。此外,在将LED130设为截止时,将MOSFET140设为截止,因此在比较用的输入装置中,在电路部分105产生与接地之间的寄生电容Clg。认为由这样的LED130的导通/截止引起的电路部分105的电容的差异,会对比较用的输入装置中的静电传感器110的检测电容的变动产生影响。
与之相对地,实施方式的输入装置100包含连接于LED130的阴极与接地之间的电容器160,因此认为能够缓和由LED130的导通/截止引起的检测电极111的静电电容的变动。
在以上那样的考察的基础上,能够如以下那样用公式来表示检测电极111的静电电容。
在实施方式的输入装置100中,当认为电路部分105成为足够低的阻抗时,将LED130设为导通时的检测电极111的静电电容Ct1(合成电容)能够通过下式(1)进行计算。
Ct1=Cfs+Csg+Cls (1)
此外,在比较用的输入装置中,当认为电路部分105成为足够低的阻抗时,将LED130设为导通时的检测电极111的静电电容Ct(合成电容)能够与实施方式的输入装置100同样地通过上述的式(1)进行计算。
在实施方式的输入装置100中,当考虑寄生电容Clg和电容器160的静电电容Cx时,将LED130设为截止时的检测电极111的静电电容Ct2(合成电容)能够通过下式(2)进行计算。
Ct2=Cfs+Csg+Cls×(Clg+Cx)/(Cls+Clg+Cx) (2)
此外,由于比较用的输入装置不包含电容器160,因此通过在式(2)中将Cx设为0pF,从而在比较用的输入装置中,将LED130设为截止时的检测电极111的静电电容Ct3(合成电容)能够通过下式(3)进行计算。
Ct3=Cfs+Csg+Cls×Clg/(Cls+Clg) (3)
如以上那样,在实施方式的输入装置100中将LED130设为导通时的检测电极111的静电电容Ct1能够通过式(1)来表示,对于在比较用的输入装置中将LED130设为导通时的检测电极111的静电电容Ct,也能够同样地通过式(1)来表示。
此外,在实施方式的输入装置100中LED130截止时的检测电极111的静电电容Ct2(参照式(2))与在比较用的输入装置中LED130截止时的检测电极111的静电电容Ct3(参照式(3))存在电容器160的静电电容Cx的量的差。
<使用式(2)的模拟结果>
图3是示出在实施方式的输入装置100中,使电容器160的静电电容Cx变化了的情况的检测电极111的静电电容Ct1以及Ct2的计算结果的图。在图3中,横轴以对数表示电容器160的静电电容Cx(pF),纵轴表示检测电极111的静电电容Ct1或者Ct2(pF)。另外,比较用的输入装置的检测电极111的静电电容成为将静电电容Cx设定为0pF而得到的值,但是由于以对数来表示横轴的静电电容Cx,因此不在这里示出。
在模拟中,将用指尖FT接触操作面101时的指尖FT与检测电极111之间的寄生电容Cfs设定为2pF,将未用指尖FT进行操作时的指尖FT与检测电极111之间的寄生电容Cfs设定为0pF,将检测电极111与接地之间的寄生电容Csg设定为20pF,将检测电极111与电路部分105之间的寄生电容Cls设定为10pF,并将电路部分105与接地之间的寄生电容Clg设定为10pF。
在图3中,用实线表示将LED130设为导通、且未用指尖FT进行操作的状态下的检测电极111的静电电容Ct1(导通/无操作),用虚线表示用指尖FT接触操作面101的状态下的检测电极111的静电电容Ct1(导通/有操作)。此外,用单点划线表示将LED130设为截止、且未用指尖FT进行操作的状态下的检测电极111的静电电容Ct2(截止/无操作),用双点划线表示用指尖FT接触操作面101的状态下的检测电极111的静电电容Ct2(截止/有操作)。
如图3所示,当对静电电容Ct1(导通/无操作)和静电电容Ct1(导通/有操作)进行比较时,静电电容Ct1(导通/有操作)增大了相当于指尖FT与检测电极111之间的寄生电容Cfs的量。同样地,对静电电容Ct2(截止/无操作)和静电电容Ct2(截止/有操作)进行比较,静电电容Ct2(截止/有操作)增大了相当于指尖FT与检测电极111之间的寄生电容Cfs的量(Cd1)。
此外,当对静电电容Ct1(导通/无操作)和静电电容Ct2(截止/无操作)进行比较时,发现随着电容器160的静电电容Cx的增大而静电电容Ct1(导通/无操作)与静电电容Ct2(截止/无操作)的差减小的倾向。特别地,当电容器160的静电电容Cx成为500pF以上时,静电电容Ct1(导通/无操作)和静电电容Ct2(截止/无操作)大致相同。这表示在未进行指尖FT的操作的状态下,检测电极111的静电电容不会由于LED130的导通/截止而产生变动。另外,在电容器160的静电电容Cx为1pF那样非常小的值时的静电电容Ct1(导通/无操作)与静电电容Ct2(截止/无操作)的差Cd2,是由LED130的导通和截止引起的检测电极111的静电电容的差。
此外,当对静电电容Ct1(导通/有操作)和静电电容Ct2(截止/有操作)进行比较时,发现伴随着电容器160的静电电容Cx的增大而静电电容Ct1(导通/有操作)与静电电容Ct2(截止/有操作)的差减小的倾向。特别地,当电容器160的静电电容Cx成为500pF以上时,静电电容Ct1(导通/有操作)和静电电容Ct2(截止/有操作)大致相同。这表示在指尖FT接触操作面101的状态下,检测电极111的静电电容不会由于LED130的导通/截止而产生变动。另外,静电电容Cx为500pF相当于是检测电极111与电路部分105之间的寄生电容Cls(10pF)的50倍。
这样,由于在未用指尖FT进行操作的状态、和用指尖FT接触操作面101的状态下,由LED130的导通/截止引起的检测电极111的静电电容的变动被抑制,因此认为在进行了指尖FT未接触操作面101的悬停操作的情况下也同样。
<效果>
输入装置100包含:LED130;MOSFET140,与LED130串联连接,对LED130的导通/截止进行切换;静电传感器110,具有与LED130和MOSFET140之间的电路部分105电容耦合的检测电极111;和电容器160,具有与电路部分105连接的第1端子161和与接地连接的第2端子162。通过在LED130的阴极与接地之间连接电容器160,能够抑制由LED130的导通/截止引起的检测电极111的静电电容的变动。
因此,能够提供一种抑制LED130的发光状态对静电传感器110的检测电容的影响的输入装置100。
此外,由于作为开关元件使用MOSFET140,因此能够在LED130的电流路径中实现可靠性较高的开关。
此外,由于电容器160的静电电容Cx是检测电极111与电路部分105之间的寄生电容Cls的50倍以上,因此检测电极111的静电电容不会根据LED130的导通/截止而产生变动,可得到大致相同的静电电容。因此,能够提供一种更有效地抑制LED130的发光状态对静电传感器110的检测电容的影响的输入装置100。
<电路部分105的变形>
图4A~图4C是对电路部分105的变形进行说明的图。图4A~图4C中示出了图1的电源103与接地之间的LED130、MOSFET140、电路部分105的连接关系的变形例和电容器160的连接的变形例。另外,在图4A~图4C中,省略发光控制部150。
在图4A中,与图1相比,LED130和电阻器R的位置互换。作为一个例子,在图4A中,与图1相比,变更了对电流进行限制的电阻器R的配置。
在图4A中,在电源103与接地之间,LED130的阳极与电源103连接,LED130的阴极经由电路部分105与MOSFET140连接,电容器160经由电路部分105与LED130的阴极连接。
此外,在图4A中,电源103与LED130之间比图1长,LED130与MOSFET140之间较短。在图4A中,电阻器R也可以是布线电阻。在图4A中,由于LED130与MOSFET140之间较短,因此在LED130与MOSFET140之间的电路部分105中未示出电阻器R。在图4A所示那样的电路结构中,通过在电路部分105与接地之间连接电容器160,从而也与图1所示的电路结构的输入装置100同样地,能够抑制由LED130的导通/截止引起的检测电极111的静电电容的变动。
在图4B中,与图1相比,LED130和MOSFET140的位置互换。在图4B中,在位于电源103侧的MOSFET140与位于接地侧的LED130之间存在电路部分105。即,在图4B中,在电源103与接地之间,MOSFET140与电源103连接,LED130的阳极经由电路部分105与MOSFET140连接,LED130的阴极与接地连接,电容器160经由电路部分105与LED130的阳极连接。通过在这样的电路部分105与接地之间连接电容器160,从而与图1所示的电路结构的输入装置100同样地,能够抑制由LED130的导通/截止引起的检测电极111的静电电容的变动。
在图4C中,与图4B相比,LED130和电阻器R的位置互换。作为一个例子,在图4C中,与图1相比,变更了对电流进行限制的电阻器R的配置。此外,在图4A中,LED130与接地之间比图4B长,LED130与MOSFET140之间较短。在图4C中,电阻器R也可以是布线电阻。在图4C中,由于LED130与MOSFET140之间较短,因此在LED130与MOSFET140之间的电路部分105未示出电阻器R。在图4C所示那样的电路结构中,通过在电路部分105与接地之间连接电容器160,从而也与图1所示的电路结构的输入装置100同样地,能够抑制由LED130的导通/截止引起的检测电极111的静电电容的变动。
<互电容式的输入装置100M>
图5是示出实施方式的变形例的输入装置100M的检测电容的模拟中使用的等效电路的模型的一个例子的图。在此,对利用者用指尖FT对输入装置100M进行操作时的等效电路进行说明。输入装置100M以互电容式对静电电容进行检测这点与图1以及图2所示的输入装置100不同。
输入装置100M取代图1以及图2所示的输入装置100的静电传感器110而包含静电传感器110M。静电传感器110M具有检测电极111、驱动电极112、检测部115以及互电容驱动部116,并且是对检测电极111相对于驱动电极112的静电电容进行检测的互电容式的静电传感器。静电传感器110M的检测电极111以及驱动电极112被配置在LED130的附近。驱动电极112相对于检测电极111而被设置在与操作面101相反的一侧。互电容驱动部116与驱动电极112连接,输出驱动用的交流电压。
与图2同样地,在指尖FT与检测电极111之间产生寄生电容Cf。由于输入装置100M是互电容式,因此认为仅寄生电容Cf根据指尖FT的接近而变化。
此外,能够认为在检测电极111与驱动电极112之间存在寄生电容Cds,在检测电极111与电路部分105之间存在寄生电容Cls,在驱动电极112与电路部分105之间存在寄生电容Cld,在电路部分105与接地之间存在寄生电容Clg。
在以上那样的输入装置100M中,当认为电路部分105的阻抗足够低时,将LED130设为导通时的检测电极111的静电电容Ctm1(合成电容)能够通过下式(4)进行计算。
Ctm1=Cds (4)
在实施方式的输入装置100M中,当考虑寄生电容Clg和电容器160的静电电容Cx时,将LED130设为截止时的检测电极111的静电电容Ctm2(合成电容)能够通过下式(5)进行计算。
Ctm2=Cds+Cld/(Cld+Clg+Cx)×(Cld×Cls)/(Cld+Cls) (5)
<使用式(5)的模拟结果>
图6是示出在实施方式的变形例的输入装置100M中,使电容器160的静电电容Cx变化了的情况的检测电极111的静电电容Ctm1以及Ctm2的计算结果的图。在图6中,横轴以对数来表示电容器160的静电电容Cx(pF),纵轴表示检测电极111的静电电容Ctm1或者Ctm2(pF)。
在模拟中,将检测电极111与驱动电极112之间的寄生电容Cds设为5pF。此外,将驱动电极112与电路部分105之间的寄生电容Cld设定为10pF,将检测电极111与电路部分105之间的寄生电容Cls设定为10pF,将电路部分105与接地之间的寄生电容Clg设定为10pF。将指尖FT接触操作面101时的寄生电容Cds相对于指尖FT未接触操作面101时的变化量ΔCf设为-0.3pF。
在图6中,用实线示出将LED130设为导通、且未用指尖FT进行操作的状态下的检测电极111的静电电容Ctm1(导通/无操作),用虚线示出用指尖FT接触操作面101的状态下的检测电极111的静电电容Ctm1(导通/有操作)。此外,用单点划线表示将LED130设为截止、且未用指尖FT进行操作的状态下的检测电极111的静电电容Ctm2(截止/无操作),用双点划线表示用指尖FT接触操作面101的状态下的检测电极111的静电电容Ctm2(截止/有操作)。
如图6所示,当对静电电容Ctm1(导通/无操作)和静电电容Ctm1(导通/有操作)进行比较时,静电电容Ctm1(导通/有操作)通过指尖FT降低了寄生电容Cds的变化量ΔCf(-0.3pF)。同样地,当对静电电容Ctm2(截止/无操作)和静电电容Ctm2(截止/有操作)进行比较时,静电电容Ctm2(截止/有操作)通过指尖FT降低了寄生电容Cds的变化量ΔCf。
此外,当对静电电容Ctm1(导通/无操作)和静电电容Ctm2(截止/无操作)进行比较时,发现伴随着电容器160的静电电容Cx的增大而静电电容Ctm2(截止/无操作)降低,静电电容Ctm1(导通/无操作)与静电电容Ctm2(截止/无操作)的差变小的倾向。特别地,当电容器160的静电电容Cx成为500pF以上时,静电电容Ctm1(导通/无操作)和静电电容Ctm2(截止/无操作)大致相同。这表示在未进行指尖FT的操作的状态下,检测电极111的静电电容不会由于LED130的导通/截止而产生变动。另外,电容器160的静电电容Cx为1pF那样非常小的值时的静电电容Ctm1(导通/无操作)与静电电容Ctm2(截止/无操作)的差Cd3,是由LED130的导通和截止引起的检测电极111的静电电容的差。
此外,当对静电电容Ctm1(导通/有操作)和静电电容Ctm2(截止/有操作)进行比较时,发现伴随着电容器160的静电电容Cx的增大而静电电容Ctm2(截止/有操作)降低,静电电容Ctm1(导通/有操作)与静电电容Ctm2(截止/有操作)的差变小的倾向。特别地,当电容器160的静电电容Cx成为500pF以上时,静电电容Ctm1(导通/有操作)和静电电容Ctm2(截止/有操作)大致相同。这表示在指尖FT接触操作面101的状态下,检测电极111的静电电容不会根据LED130的导通/截止而产生变动。另外,静电电容Cx为500pF相当于是检测电极111与电路部分105之间的寄生电容Cls(10pF)的50倍。
这样,由于在未用指尖FT进行操作的状态、和用指尖FT接触操作面101的状态下,由LED130的导通/截止引起的检测电极111的静电电容的变动被抑制,因此认为在进行了指尖FT未接触操作面101的悬停操作的情况下也同样。
此外,在此省略详细说明,但是在从实施方式的变形例的输入装置100M省去了电容器160的比较用的变形例的输入装置中,由于将LED130设为截止时的检测电极111的静电电容在式(5)中,电容器160的静电电容Cx成为0pF,因此认为由LED130的导通/截止引起的检测电极111的静电电容产生变动。
<效果>
输入装置100M包含:LED130;MOSFET140,与LED130串联连接,对LED130的导通/截止进行切换;静电传感器110M,具有与LED130和MOSFET140之间的电路部分105电容耦合的检测电极111;和电容器160,具有与电路部分105连接的第1端子161、和与接地连接的第2端子162。由于输入装置100M在LED130的阴极与接地之间连接电容器160,因此能够抑制由LED130的导通/截止引起的检测电极111的静电电容的变动。
因此,能够提供一种抑制LED130的发光状态相对于静电传感器110的检测电容的影响的输入装置100M。此外,输入装置100M除了这样的效果以外,也起到与图1至图3所示的输入装置100同样的效果。
以上,对本公开的例示性的实施方式的输入装置进行了说明,但是本公开并不限定于具体地公开的实施方式,能够不脱离权利要求书地进行各种变形、变更。
另外,本国际申请主张享有基于2022年7月25日申请的日本专利申请2022-117780号的优先权,其全部内容通过这里的参照而被援引于本国际申请。
-符号说明-
100、100M 输入装置
110、110M 静电传感器
111 检测电极
112 驱动电极
115 检测部
116 互电容驱动部
130 LED(发光二极管的一个例子)
140 MOSFET(开关元件的一个例子)
150 发光控制部
160 电容器
161 第1端子
162 第2端子。

Claims (4)

1.一种输入装置,包含:
发光二极管;
开关元件,与所述发光二极管串联连接,对所述发光二极管的导通/截止进行切换;
静电传感器,具有与所述发光二极管和所述开关元件之间的电路部分电容耦合的检测电极;和
电容器,具有与所述电路部分连接的第1端子、和与固定电位点连接的第2端子。
2.根据权利要求1所述的输入装置,其中,
所述开关元件是金属氧化膜半导体场效应晶体管。
3.根据权利要求1所述的输入装置,其中,
所述电容器的电容为所述检测电极与所述电路部分之间的电容的50倍以上。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的输入装置,其中,
在电源与所述固定电位点之间,
所述发光二极管的阳极与所述电源连接,所述发光二极管的阴极经由所述电路部分与所述开关元件连接,所述电容器经由所述电路部分与所述发光二极管的所述阴极连接,或者,
所述开关元件与所述电源连接,所述发光二极管的阳极经由所述电路部分与所述开关元件连接,所述发光二极管的阴极与所述固定电位点连接,所述电容器经由所述电路部分与所述发光二极管的所述阳极连接。
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