JP4944975B2 - Touch panel device - Google Patents
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Description
本発明は、電極が格子状に配置されて、タッチ操作に応じた静電容量の変化に伴う電極の出力信号の変化に基づいてタッチ位置を検出する静電容量方式のタッチパネル装置、特に送信電極を印加した駆動信号に応答して受信電極に流れる充放電電流信号を受信してその充放電電流信号に基づいてタッチ位置を検出する相互容量方式のタッチパネル装置に関するものである。 The present invention relates to a capacitive touch panel device in which electrodes are arranged in a grid pattern and detects a touch position based on a change in an output signal of the electrode accompanying a change in capacitance according to a touch operation, in particular, a transmission electrode The present invention relates to a mutual capacitance type touch panel device that receives a charge / discharge current signal that flows through a receiving electrode in response to a drive signal to which is applied and detects a touch position based on the charge / discharge current signal.
タッチパネル装置には、タッチ位置を検出する原理が異なる種々の方式があるが、抵抗膜方式や静電容量方式のように多数の電極をパネル内に配設した構成のものでは、電極がアンテナとして作用するため、外来ノイズの影響を受け易くなる。特に静電容量方式では、導電性物体(例えば人体)が接近あるいは接触することによる電極近傍の微小な静電容量の変化を利用してタッチ位置を検出することから、ノイズがタッチ位置の検出精度に大きく影響するため、有効なノイズ対策が望まれる。 There are various types of touch panel devices that differ in the principle of detecting the touch position. However, in a configuration in which a large number of electrodes are arranged in a panel, such as a resistive film type or a capacitance type, the electrodes are used as antennas. Because of this, it becomes easy to be affected by external noise. In particular, in the capacitance method, noise is detected by detecting the touch position using a minute change in capacitance near the electrode due to the approach or contact of a conductive object (for example, a human body). Therefore, effective noise countermeasures are desired.
このようなタッチパネル装置に関するノイズ対策に関して、従来、静電容量方式のタッチパネル装置において、タッチパネル装置と組み合わせて用いられる表示装置に起因するノイズを除去する技術が知られている(特許文献1、2参照)。また、静電容量方式のタッチパネル装置において、外部から侵入するノイズの影響をシールド線で防止する技術が知られている(特許文献3参照)。また、抵抗膜方式のタッチパネル装置において、操作者の指による誘導電圧に起因する誘導ノイズを除去する技術が知られている(特許文献4参照)。
As a countermeasure against noise related to such a touch panel device, conventionally, in a capacitive touch panel device, a technique for removing noise caused by a display device used in combination with the touch panel device is known (see
ところで、タッチパネル装置は、パソコンや携帯情報端末の分野で広く普及しているが、このタッチパネル装置を、大画面の表示装置と組み合わせることで、多人数を対象にしたプレゼンテーションや講義で使用することができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いることができ、この場合、タッチパネル装置に、静電容量方式、特に相互容量方式を採用すると、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ(多点検出)が可能となることから、利便性を高めることができる。 By the way, touch panel devices are widely used in the field of personal computers and personal digital assistants, but this touch panel device can be used in presentations and lectures for a large number of people by combining it with a large screen display device. It can be used as a so-called interactive whiteboard. In this case, if a touch panel device adopts a capacitance method, particularly a mutual capacitance method, a plurality of touch positions are detected simultaneously, so-called multi-touch (multi-inspection) The convenience can be improved.
しかしながら、相互容量方式では、受信電極に流れる微小電流でタッチ位置を検出するため、受信側のインピーダンスが高く、もともと外来ノイズの影響を受け易いが、タッチパネル装置の大型化に伴って電極が長くなると、より一層外来ノイズの影響を受け易くなる。 However, in the mutual capacitance method, since the touch position is detected by a minute current flowing through the receiving electrode, the impedance on the receiving side is high and originally susceptible to external noise, but when the touch panel device becomes larger, the electrode becomes longer This makes it more susceptible to external noise.
特に、送信電極に印加する駆動信号を生成する送信基板と送信電極とを結ぶ引出し線も、タッチパネル装置の大型化に伴って長くなり、さらに送信基板の数を減らすために、少数の送信基板に向けて引出し線が集合するように引出し線を配設すると、引出し線が受信電極に対して平行に近い角度となる。このため、送信電極に印可する駆動信号による電流が引出し線に流れることによる誘導作用の影響を受信電極が受け易くなり、大きな誘導ノイズが発生する。このような送信電極の引出し線が原因で受信電極に発生する誘導ノイズに対して、前記の従来のノイズ対策はなんら有効な解決策とはならない。 In particular, the leader line connecting the transmission substrate and the transmission electrode that generates the drive signal to be applied to the transmission electrode becomes longer as the touch panel device becomes larger, and in order to reduce the number of transmission substrates, a small number of transmission substrates are used. When the leader lines are arranged so that the leader lines gather together, the angle of the leader lines becomes almost parallel to the receiving electrode. For this reason, the receiving electrode is easily affected by the inductive action caused by the current due to the drive signal applied to the transmitting electrode flowing in the lead wire, and a large induction noise is generated. The conventional noise countermeasure described above is not an effective solution for the induced noise generated in the receiving electrode due to the lead wire of the transmitting electrode.
また、引出し線の長さは、送信電極と送信基板との位置関係に応じて異なり、送信電極と送信基板との離間距離が大きくなるほど引出し線が長くなり、その引出し線の長さが長くなるのに応じて誘導ノイズが大きくなる。このため、誘導ノイズの大きさが位置に応じて異なり、タッチ位置を検知する感度に大きなばらつきが発生するという課題があった。 In addition, the length of the leader line varies depending on the positional relationship between the transmission electrode and the transmission board. The longer the distance between the transmission electrode and the transmission board, the longer the leader line, and the length of the leader line becomes longer. Inductive noise increases in response to this. For this reason, the magnitude of the induction noise differs depending on the position, and there is a problem that the sensitivity for detecting the touch position varies greatly.
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、送信電極に印可する駆動信号による電流が引出し線に流れることによる誘導作用が原因で受信電極に発生する誘導ノイズを低減することができるように構成されたタッチパネル装置を提供することにある。さらに、本発明は、送信電極と送信基板とを結ぶ引出し線の長さに応じて受信電極に発生する誘導ノイズの大きさが異なることに起因するタッチ位置検出の感度のばらつきを低減することができるように構成されたタッチパネル装置を提供することも目的とする。 The present invention has been devised to solve such problems of the prior art, and its main purpose is caused by the inductive action caused by the current caused by the drive signal applied to the transmission electrode flowing in the lead wire. An object of the present invention is to provide a touch panel device configured to reduce induction noise generated in a receiving electrode. Furthermore, the present invention can reduce variations in the sensitivity of touch position detection caused by the magnitude of the induced noise generated in the receiving electrode depending on the length of the lead line connecting the transmitting electrode and the transmitting substrate. It is another object of the present invention to provide a touch panel device configured to be able to.
本発明のタッチパネル装置は、互いに並走する複数の送信電極及び互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記送信電極に印加された駆動信号に応答した前記受信電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、前記送信部と前記送信電極との間で略放射状に形成され、一端側から他端側に向けて集合するように引出し線が配設された引出し部と、を有し、前記パネル本体は、タッチ面が形成されて前記送信電極及び前記受信電極の前面側に配置された表面板と、導電性材料で形成されて前記送信電極及び前記受信電極の背面側に配置された背面板とを有し、前記送信部は、前記背面板に固定されると共に、前記引出し部は、前記パネル本体の前面側から背面側に前記受信電極の並走方向と平行に折り返され、略放射状に形成された前記引出し部の少なくとも一部が、前記背面板と近接する領域をもって、前記送信部と接続された構成とする。 The touch panel device of the present invention includes a panel body in which a plurality of transmission electrodes that are parallel to each other and a plurality of reception electrodes that are parallel to each other are arranged in a grid, a transmission unit that applies a drive signal to the transmission electrodes, A receiving unit that receives a charge / discharge current signal of the receiving electrode in response to a drive signal applied to the transmitting electrode and outputs a level signal for each electrode intersection, and a substantially radial shape between the transmitting unit and the transmitting electrode The panel body has a touch surface on which the transmission electrode and the reception electrode are formed. A front plate disposed on the front side of the transmitter and a rear plate formed of a conductive material and disposed on the rear side of the transmission electrode and the reception electrode, and the transmitter is fixed to the rear plate. And the drawer is The transmitter unit has a region in which at least a part of the lead-out portion that is folded back from the front side to the back side of the panel body in parallel with the parallel running direction of the receiving electrode and is substantially radially formed is close to the back plate. The configuration is connected to
本発明によれば、引出し線の全長が長く、受信電極に大きな誘導ノイズを発生させるものほど、導電性の背面板に沿う部分が長くなり、誘導ノイズを低減することができ、受信電極の誘導ノイズを小さく且つ均一にすることができ、これによりタッチ位置検出の感度のばらつきを低減することができる。 According to the present invention, the longer the overall length of the lead wire and the greater the induction noise generated in the reception electrode, the longer the portion along the conductive back plate, and the induction noise can be reduced. Noise can be made small and uniform, thereby reducing variations in sensitivity of touch position detection .
上記課題を解決するためになされた第1の発明は、互いに並走する複数の送信電極及び互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記送信電極に印加された駆動信号に応答した前記受信電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、前記送信部と前記送信電極との間で略放射状に形成され、一端側から他端側に向けて集合するように引出し線が配設された引出し部と、を有し、前記パネル本体は、タッチ面が形成されて前記送信電極及び前記受信電極の前面側に配置された表面板と、導電性材料で形成されて前記送信電極及び前記受信電極の背面側に配置された背面板とを有し、前記送信部は、前記背面板に固定されると共に、前記引出し部は、前記パネル本体の前面側から背面側に前記受信電極の並走方向と平行に折り返され、略放射状に形成された前記引出し部の少なくとも一部が、前記背面板と近接する領域をもって、前記送信部と接続された構成とする。 A first invention made to solve the above problems is a panel body in which a plurality of transmitting electrodes that run in parallel with each other and a plurality of receiving electrodes that run in parallel with each other are arranged in a grid pattern, and driven with respect to the transmitting electrodes A transmission unit that applies a signal, a reception unit that receives a charge / discharge current signal of the reception electrode in response to a drive signal applied to the transmission electrode, and outputs a level signal for each electrode intersection; the transmission unit; The panel body has a touch surface formed thereon, and the panel body is formed in a substantially radial shape with respect to the transmission electrode and provided with a lead line so as to gather from one end side toward the other end side. the has a surface plate disposed on the front side of the transmission electrode and the reception electrode, and a back plate arranged on the rear side of the transmission electrode and the reception electrode is formed of a conductive material Te, the transmission unit Is fixed to the back plate and The drawer part is folded back from the front side to the back side of the panel body in parallel with the parallel direction of the receiving electrode, and at least a part of the drawer part formed in a substantially radial shape is an area in which the drawer part is close to the back plate. To be configured to be connected to the transmitter .
これによると、引出し線の全長が長く、受信電極に大きな誘導ノイズを発生させるものほど、導電性の背面板に沿う部分が長くなり、誘導ノイズを低減することができ、受信電極の誘導ノイズを小さく且つ均一にすることができ、これによりタッチ位置検出の感度のばらつきを低減することができる。 According to this, the longer the length of the lead wire and the larger the induced noise in the receiving electrode, the longer the part along the conductive back plate, and the induced noise can be reduced. It can be made small and uniform, thereby reducing variations in sensitivity of touch position detection .
この場合、背面板は接地されるとよい。これにより、誘導ノイズ低減の効果が高められる。また、背面板に固定される送信部の接地を背面板で行うことができる。 In this case, the back plate is preferably grounded. Thereby, the effect of induction noise reduction is enhanced. In addition, the grounding of the transmitter fixed to the back plate can be performed by the back plate.
前記課題を解決するためになされた第2の発明は、前記第1の発明において、前記パネル本体は、前記送信電極及び前記受信電極と前記背面板との間に配置された支持体を有し、前記背面板は、前記支持体の背面に沿う本体部から前記支持体の側面側に折り曲げられた態様で設けられた側板部を有する構成とする。 A second invention made to solve the above-mentioned problems is that, in the first invention , the panel body has a support body disposed between the transmission electrode, the reception electrode and the back plate. The back plate has a side plate portion that is provided in a form bent from the main body portion along the back surface of the support body to the side surface side of the support body.
これによると、背面板の剛性が高くなるため、パネル本体全体の剛性を高めてパネル本体の変形を防止することができる。しかも、導電性の背面板に沿う引出し線の部分が長くなるため、受信電極の誘導ノイズをより一層低減することができる。 According to this, since the rigidity of the back plate is increased, it is possible to increase the rigidity of the entire panel body and prevent the panel body from being deformed. In addition, since the portion of the lead wire along the conductive back plate becomes long, the induction noise of the receiving electrode can be further reduced.
前記課題を解決するためになされた第3の発明は、前記第1若しくは第2の発明において、前記パネル本体は、可撓性を有する合成樹脂材料で形成された支持シートに前記送信電極及び前記受信電極が配設された電極シートを有し、この電極シートに、前記支持シートの延出部分に前記引出し線を配設した態様の引出し部が一体的に設けられた構成とする。 According to a third aspect of the present invention for solving the above-described problems, in the first or second aspect of the invention, the panel main body is formed on a support sheet formed of a synthetic resin material having flexibility. It has an electrode sheet in which receiving electrodes are arranged, and this electrode sheet has a structure in which a lead portion in a form in which the lead wire is arranged in an extending portion of the support sheet is integrally provided.
これによると、電極と同一の工程で引出し線を形成することができ、また、電極シートの引出し部を撓ませるだけで引出し線を背面側に折り返すことができるため、製造が容易になり、製造コストを削減することができる。 According to this, the lead line can be formed in the same process as the electrode, and since the lead line can be folded back to the back side simply by bending the lead part of the electrode sheet, the manufacturing becomes easy and the manufacturing is easy. Cost can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明によるタッチパネル装置を示す全体構成図である。このタッチパネル装置1は、互いに並走する複数の送信電極2と互いに並走する複数の受信電極3とが格子状に配置されたパネル本体4と、送信電極2に対して駆動信号(パルス信号)を印加する送信部5と、送信電極2に印加された駆動信号に応答した受信電極3の充放電電流信号を受信して、送信電極2と受信電極3とが交差する電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部6と、この受信部6から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に送信部5及び受信部6の動作を制御する制御部7とを備えている。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a touch panel device according to the present invention. The
このタッチパネル装置1は、大画面の表示装置と組み合わせることで、プレゼンテーションや講義に用いることができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いられ、特にここでは、プロジェクタ装置と組み合わせて用いられ、タッチパネル装置1のタッチ面がプロジェクタ用のスクリーンとなる。
The
タッチパネル装置1から出力されるタッチ位置情報は、パソコンなどの外部機器8に入力され、外部機器8から出力される表示画面データに基づいてプロジェクタ装置9によりタッチパネル装置1のタッチ面上に投影表示される表示画面上に、タッチパネル装置1のタッチ面上でユーザが指示物(ユーザの指先及びスタイラスや指示棒等の導電体)で行ったタッチ操作に対応した画像が表示され、タッチパネル装置のタッチ面にマーカーで直接描画をするのと同様の感覚で所要の画像を表示させることができ、また表示画面に表示されたボタンなどを操作することができる。さらに、タッチ操作で描かれた画像を消去するイレーサを用いることもできる。
Touch position information output from the
送信電極2及び受信電極3は同一の配置ピッチ(例えば10mm)で配置されており、その本数はパネル本体4のアスペクト比に応じて異なり、送信電極2が例えば120本、受信電極3が例えば186本配置される。
The
送信電極2と受信電極3とは、絶縁層(後述する支持シート)を挟んで重なり合う態様で交差しており、この送信電極2と受信電極3とが交差する電極交点にはコンデンサが形成され、ユーザが指示物でタッチ操作を行うと、これに応じて電極交点の静電容量が実質的に減少することで、タッチ操作の有無を検出することができる。
The
特にここでは、相互容量方式が採用され、送信電極2に駆動信号を印加すると、これに応答して受信電極3に充放電電流が流れ、このとき、ユーザのタッチ操作に応じて電極交点の静電容量が変化すると、受信電極3の充放電電流が変化し、この充放電電流の変化量を受信部6で電極交点ごとのレベル信号(ディジタル信号)に変換して制御部7に出力し、制御部7では、電極交点ごとのレベル信号に基づいてタッチ位置が算出される。この相互容量方式では、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ(多点検出)が可能である。
In particular, here, the mutual capacitance method is adopted, and when a drive signal is applied to the
制御部7は、受信部6から出力される電極交点ごとのレベル信号から所定の演算処理によってタッチ位置(タッチ領域の中心座標)を求める。このタッチ位置の演算では、X方向(送信電極2の延在方向)とY方向(受信電極3の延在方向)とでそれぞれ隣接する複数(例えば4×4)の電極交点ごとのレベル信号から所要の補間法(例えば重心法)を用いてタッチ位置を求める。これにより、送信電極2及び受信電極3の配置ピッチ(10mm)より高い分解能(例えば1mm以下)でタッチ位置を検出することができる。
The
図2は、図1に示した送信部5の概略構成図である。送信部5は、駆動信号発生部11と電極選択部12とを備えている。駆動信号発生部11では、制御部7から出力されるタイミング信号に同期して駆動信号(パルス信号)を生成する。電極選択部12では、送信電極2ごとにスイッチング素子が接続されており、送信電極2を1本ずつ選択して、駆動信号発生部11から出力される駆動信号を送信電極2に順次印加する。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
図3は、図1に示した受信部6の概略構成図である。受信部6は、電極選択部21と受信信号処理部22とを備えている。電極選択部21では、受信電極3ごとにスイッチング素子が接続されており、送信電極2の1本に駆動信号を印加する間に、受信電極3を1本ずつ選択して、受信電極3からの充放電電流信号を受信信号処理部22に順次入力させる。これにより、全ての電極交点ごとの充放電電流信号を取り出すことができる。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the receiving
受信電極3及び電極選択部21のスイッチング素子SWは、所定数(例えば24本)ごとにグループ化され、各グループに属するスイッチング素子SWの互いに対応するもの同士が並行してオン/オフ制御される。また、各グループごとに受信信号処理部22が設けられている。各グループではスイッチング素子SWが1つずつ順にオンとなるように制御され、残りのスイッチング素子SWはオフに制御されており、スイッチング素子SWをオンとすることで選択された1本の受信電極3の充放電電流信号が受信信号処理部22に入力される。
The receiving
このように、スイッチング素子SWのスイッチング動作が複数のグループ間で並行して行われるため、全ての受信電極3の充放電電流信号を受信するのに要する時間を短縮することができる。また、受信部6での充放電電流信号の処理をグループごとに分割して行うことができるため、ハードウエア構成の大型化を抑えることができる。
As described above, since the switching operation of the switching element SW is performed in parallel among a plurality of groups, the time required to receive the charge / discharge current signals of all the
なお、受信電極3のグループ化では、各グループに属する受信電極3の本数を同一とする必要はなく、例えば受信電極3が186本の場合、7つのグループA〜Gを24本とし、最後のグループHを18本とすればよい。
In the grouping of the
図4は、図3に示した受信信号処理部22の概略構成図である。この受信信号処理部22は、IV変換部31と、バンドパスフィルタ32と、絶対値検出部33と、積分部34と、サンプルホールド部35と、AD変換部36とを備えている。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the received
IV変換部31では、スイッチング素子SWを介して入力される受信電極3の充放電電流信号(アナログ信号)が電圧信号に変換される。バンドパスフィルタ32では、IV変換部31の出力信号に対して、送信電極2に印加される駆動信号の周波数以外の周波数成分を有する信号を除去する処理が行われる。絶対値検出部(整流部)33では、バンドパスフィルタ32の出力信号に対して全波整流が行われる。積分部34では、絶対値検出部33の出力信号を時間軸方向に積分する処理が行われる。サンプルホールド部35では、積分部34の出力信号を所定のタイミングでサンプリングする処理が行われる。AD変換部36では、サンプルホールド部35の出力信号をAD変換してレベル信号(ディジタル信号)を出力する。
In the
図5は、図1に示したパネル本体4を構成する電極シート42を示す平面図である。送信電極2及び受信電極3は、可撓性を有する合成樹脂材料で形成された支持シート41の表裏各面にそれぞれ配設されており、この支持シート41と送信電極2及び受信電極3とが一体化されて電極シート42を構成している。
FIG. 5 is a plan view showing an
送信電極2及び受信電極3は例えば0.6mmの幅で形成される。この送信電極2及び受信電極3は、電極形成材料を所定のパターンで支持シート41に付着させて、電極形成材料の硬化を促進するベイク処理を施すことで形成される。電極形成材料を支持シート41に付着させるには例えばスクリーン印刷法を用いるとよいが、この他に、インクジェット工法やノズルプリンティング工法も可能である。
The
送信電極2及び受信電極3を形成する電極形成材料は、いわゆる導電性インクであり、金属パウダなどの導電性を付与する導電性フィラー、これを均一に分散させるためのバインダ樹脂、スクリーン印刷に適した流動性を得るための有機溶剤、付着状態を確認するための顔料などからなる。この電極形成材料には、導電性フィラーにAgを用いたAgペーストが好適である。
The electrode forming material for forming the
支持シート41は、送信電極2と受信電極3との間に介在して両者を絶縁する絶縁層として機能し、可撓性を有すると共に絶縁性の高い合成樹脂材料にて形成される。この支持シート41の合成樹脂材料としてはPET(Polyethylene terephthalate)が好適である。また、支持シート41の厚さで、電極交点に形成されるコンデンサの静電容量を管理することができ、支持シート41の厚さは例えば0.1〜0.2mm程度とすると良い。
The
電極シート42には、支持シート41の左側縁部から延出させた部分に送信電極2の各々と送信部5とを結ぶ引出し線が配設された態様の送信側引出し部43が一体的に設けられている。また、電極シート42には、支持シート41の下縁部から延出させた部分に受信電極3の各々と受信部6とを結ぶ引出し線が配設された態様の受信側引出し部44が一体的に設けられている。ここでは、送信側引出し部43が1つ、受信側引出し部44が2つ設けられている。
The
送信側引出し部43及び受信側引出し部44の引出し線の配線状況は後に詳述するが、この引出し線は、前記の送信電極2及び受信電極3と同一の工程で支持シート41上に形成され、スクリーン印刷法などにより、送信電極2及び受信電極3を延伸させた態様で、送信電極2及び受信電極3と同じ導電性インク(電極形成材料)で形成される。
Although the wiring situation of the lead lines of the transmission side
図6は、図1に示したパネル本体4の断面図である。パネル本体4は、タッチ面51を備え、電極シート42の前面側に配置される表面板52と、電極シート42の背面側に配置される背面板53と、電極シート42と背面板53との間に配置される支持体54とを備えている。表面板52は、指示物によるタッチ操作の検出感度を高めるために誘電率の高い合成樹脂材料、例えばメラミン樹脂にて形成される。支持体54は、電極シート42を適度な弾性をもって支持すると共に、電極シート42と背面板53との間に介在して両者を絶縁するものであり、弾性を有する合成樹脂材料、例えば発泡ウレタン樹脂にて形成される。
6 is a cross-sectional view of the
図7は、図1に示したパネル本体4の背面図である。背面板53には、送信部5を構成する1つの送信基板61と、受信部6を構成する2つの受信基板62とが設けられている。背面板53は、導電性材料で形成されると共に接地されており、背面板53で送信基板61及び受信基板62の接地が行われる。電極シート42の送信側引出し部43及び受信側引出し部44は、パネル本体4の背面側に折り返されて送信基板61及び受信基板62のコネクタ63、64に接続される。
FIG. 7 is a rear view of the
特にここでは背面板53が、鋼板などの金属材料にて形成されている。これにより、パネル本体4全体の剛性を高めてパネル本体の変形を防止することができる。また、背面板53を導電性材料で形成することで、後に詳述するように、受信電極3の誘導ノイズを低減することができる。
In particular, here, the
図8は、図5に示した電極シート42の送信側引出し部43を詳細に示す平面図である。送信側引出し部43には、送信電極2の各々と送信基板61とを結ぶ引出し線71が配設されている。この引出し線71は、送信基板61のコネクタ63の幅に適合するように、送信電極2から引き出された一端側から送信基板61に接続される他端側に向けて略放射状に集合するように配設されている。
FIG. 8 is a plan view showing in detail the transmission side lead-out
送信側引出し部43における送信電極2側の部分72では、引出し線71が送信電極2の延在方向に対して大きく傾斜した方向に延び、引出し線71が受信電極3と概ね平行となる。このように引出し線71が受信電極3と概ね平行となることで、引出し線71に駆動信号が流れることで発生する磁界により、受信電極3に誘導ノイズが発生する。
In the
送信側引出し部43における送信基板61側の部分73では、引出し線71が送信電極2の延在方向に延びている。ここでは、引出し線71が、送信基板61に設けられた複数(ここでは3つ)のコネクタ63に分けて接続される。すなわち、送信側引出し部43を複数に分岐させた態様の接続部74が設けられており、この接続部74が送信基板61の各コネクタ63に挿入される。
In a
このように引出し線71を略放射状に集合するように配設することで、各引出し線71が、最短距離に近い経路で送信電極2と送信基板61とを結ぶため、各引出し線71の全長を短くすることができる。
By arranging the lead lines 71 so as to be gathered substantially radially in this way, each
また、各引出し線71の全長は、送信基板61と送信電極2との位置関係に応じて異なり、送信基板61と送信電極2との離間距離が大きくなるほど引出し線71の全長が長くなる。ここでは、Y方向(送信電極2の配列方向)の端に位置する送信電極2に対応するもので最も長く、Y方向の中心部に向かうのに従って次第に短くなり、Y方向の中心部で最短となる。
The total length of each
なお、図8には、送信側引出し部43の中心部から上方の部分を示すが、下方の部分はこれと略上下対称に現れる。
FIG. 8 shows an upper part from the center part of the transmission-
図9は、図5に示した電極シート42の受信側引出し部44を詳細に示す平面図である。受信側引出し部44には、受信電極3の各々と受信基板62とを結ぶ引出し線75が配設されている。この引出し線75は、受信基板62のコネクタ64の幅に適合するように、受信電極3から引き出された一端側から受信基板62に接続される他端側に向けて略放射状に集合するように配設されている。
FIG. 9 is a plan view showing in detail the receiving side lead-out
受信側引出し部44における受信電極3側の部分76では、引出し線75が受信電極3の延在方向に対して大きく傾斜した方向に延び、引出し線75が送信電極2と概ね平行となる。このように引出し線75が送信電極2と概ね平行となることで、送信電極2に駆動信号が流れることで発生する磁界により、引出し線75に誘導ノイズが発生する。
In the
受信側引出し部44における受信基板62側の部分77では、引出し線75が受信電極3の延在方向に延びている。ここでは、引出し線75が、受信基板62に設けられた複数(ここでは3つ)のコネクタ64に分けて接続される。すなわち、受信側引出し部44を複数に分岐させた態様の接続部78が設けられており、この接続部78が受信基板62の各コネクタ64に挿入される。
In a
なお、図9には、一方の受信側引出し部44を示すが、他方の受信側引出し部44はこれと概ね左右対称に現れる。
FIG. 9 shows one receiving
ところで、図6に示したように、電極シート42の送信側引出し部43を背面板53側に折り返すことで、背面板53に引出し線71が近接するが、このように引出し線71が導電性の背面板53に近接すると、引出し線71に付随する静電容量が増大して、送信電極2に印可する駆動信号による電流が引出し線71に流れることによる誘導作用を抑制することができる。したがって、導電性の背面板53に沿う引出し線71の部分が長くなるように構成することで、誘導ノイズを低減する効果を増大させて、受信電極3に発生する誘導ノイズを低減することができる。
By the way, as shown in FIG. 6, the lead-
一方、引出し線71は、図8に示したように、略放射状に集合するように配設することで、引出し線71の全長が異なり、引出し線71の全長が長くなるほど、大きさな誘導ノイズを発生させる。このため、引出し線71の全長が長くなるほど、導電性の背面板53に沿う部分が長くなるように構成すると、誘導ノイズの大きさに応じて、誘導ノイズを低減する効果を増大させることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the lead lines 71 are arranged so as to be gathered substantially radially, so that the total length of the lead lines 71 is different, and the longer the total length of the lead lines 71 is, the larger the induction noise becomes. Is generated. For this reason, when the length along the
図10(A)は、図5に示した電極シート42の送信側引出し部43の配線パターンを示す模式的な平面図である。前記のように、電極シート42の送信側引出し部43を背面板53側に折り返すことで、引出し線71が略放射状に集合する部分の少なくとも一部が、背面板53に沿うように配置されると、引出し線71の全長が長く、大きさな誘導ノイズを発生させるものほど、導電性の背面板53に沿う部分が長くなり、誘導ノイズを低減する効果が大きくなる。このため、受信電極3の誘導ノイズを小さく且つ均一にすることができる。
FIG. 10A is a schematic plan view showing a wiring pattern of the transmission side lead-out
図10(B)は、図5に示した電極シート42の送信側引出し部43の配線パターンの変形例を示す模式的な平面図である。ここでは、引出し線71が、直角に折り曲げた態様で配設されている。この構成では、接続部74と送信電極2との離間距離に応じて引出し線71の全長が長くなるが、送信側引出し部43を背面板53側に折り返すことで引出し線71の背面板53に沿う部分の長さは、引出し線71の長さに関係なく全ての引出し線71で同一となる。このため、図10(A)のように引出し線71の長さに応じて誘導ノイズ低減の効果が高くなる利点は得られない。
FIG. 10B is a schematic plan view showing a modification of the wiring pattern of the transmission side lead-out
図11は、図6に示した送信側引出し部43と背面板53との離間距離Dの違いによる受信感度のばらつき度合いの違いを示す図である。図11(A)は送信側引出し部43、すなわち送信側の引出し線71を背面板53に近接させた場合(第1例)を示し、図11(B)は引出し線71を背面板53と離間させた場合(第2例)を示し、両者は送信側引出し部43と背面板53との離間距離Dに10mmの差がある(図6参照)。
FIG. 11 is a diagram showing the difference in the degree of variation in reception sensitivity due to the difference in the separation distance D between the transmission-
ここで、横軸は、Y方向(送信電極2の配列方向)の位置を示す。縦軸は、送信電極2に駆動信号(パルス信号)を印加するのに応じて受信電極3に流れる充放電電流信号をIV変換して得られる受信電圧を示し、ここでは、端から30本目、60本目、90本目、及び120本目の受信電極(X=30、60、90、120)の受信電圧を示す。
Here, the horizontal axis indicates the position in the Y direction (the arrangement direction of the transmission electrodes 2). The vertical axis represents the received voltage obtained by IV conversion of the charge / discharge current signal flowing in the receiving
図12は、送信側の引出し線71を背面板53に近接させることにより受信感度のばらつき度合いを改善する効果を平面的に示す図である。これは、図11(A)に示す第1例、すなわち引出し線71を背面板53に近接させた場合の受信電圧と、図11(B)に示す第2例、すなわち引出し線71を背面板53と離間させた場合の受信電圧との差δを、X方向(受信電極3の配列方向)とY方向(送信電極2の配列方向)とで平面的に示す。
FIG. 12 is a plan view showing the effect of improving the variation in reception sensitivity by bringing the
図11(A)に示すように、引出し線71が背面板53に近接している場合には、受信電圧が全体的に低く、図11(B)に示すように、引出し線71が背面板53から離間している場合には、受信電圧が全体的に高くなる。これは、引出し線71を背面板53に近付けることで誘導ノイズが全体的に低減することを示している。
As shown in FIG. 11A, when the
また、受信電圧はY方向(送信電極2の配列方向)の端部で高く、Y方向の中心部で低くなる。これは、本来は略均一であるべき受信電圧が誘導ノイズの影響でばらつき、誘導ノイズがY方向の端部で大きく、Y方向の中心部で小さくなっていることを示している。この誘導ノイズの大きさの違いは、Y方向の位置に応じて引出し線71の長さが異なることに起因するものであり、引出し線71が長くなるY方向の端部で誘導ノイズが大きくなり、引出し線71が短くなるY方向の中心部で誘導ノイズが小さくなる。
Further, the reception voltage is high at the end in the Y direction (the direction in which the
図示するδ1は、Y方向の端部で最も高い値を示す受信電圧に関する第1例と第2例の受信電圧の差であり、δ2は、Y方向の中心部で最も低い値を示す受信電圧に関する第1例と第2例の受信電圧の差であり、δ1はδ2より大きい(δ1>δ2)。これは、誘導ノイズが大きいY方向の端部で誘導ノイズが大きく低減し、誘導ノイズが小さいY方向の中心部で誘導ノイズが小さく低減していることを示している(図12参照)。 Δ1 shown in the figure is the difference between the reception voltage of the first example and the second example regarding the reception voltage showing the highest value at the end in the Y direction, and δ2 is the reception voltage showing the lowest value in the center of the Y direction. Δ1 is larger than δ2 (δ1> δ2). This indicates that the induced noise is greatly reduced at the end portion in the Y direction where the induced noise is large, and the induced noise is reduced small at the center portion in the Y direction where the induced noise is small (see FIG. 12).
このように引出し線71を背面板53に近接させると、誘導ノイズを低減させることができ、しかもY方向の位置に関して大きな誘導ノイズが発生するところほど、誘導ノイズを低減する効果が大きくなるため、誘導ノイズを小さく且つ均一にすることができ、これによりタッチ位置検出の感度のばらつきを低減することができる。
When the
なお、導電性の背面板53は、磁界を遮るシールド効果があり、このシールド効果により受信電極3に発生する誘導ノイズが低減される。具体的には、送信側引出し部43では、導電性の背面板53が引出し線71の周囲に発生する磁界を遮り、受信電極3に発生する誘導ノイズを低減する。また、受信側引出し部44では、導電性の背面板53が送信電極2の周囲に発生する磁界を遮り、受信側の引出し線75に発生する誘導ノイズを低減する。
Note that the
図13は、図1に示したパネル本体4の変形例を示す模式的な断面図である。ここでは、図6に示した例と同様に、背面板91が、導電性材料(例えば鋼板などの金属材料)にて形成されているが、特にここでは、背面板91が、支持体54の背面に沿う本体部92から支持体54の側面側に折り曲げられた態様で設けられた側板部93を有している。側板部93は、背面板91の上下左右の4辺に設けられ、背面板91は全体として有底箱形をなしている。
FIG. 13 is a schematic sectional view showing a modification of the
このように構成すると、背面板91の剛性が高くなるため、パネル本体4全体の剛性を高めてパネル本体4の変形を防止することができる。しかも、引出し線71が、本体部92に加えて側板部93にも沿った状態となり、背面板91の外面に沿う引出し線71の部分が長くなるため、受信電極3の誘導ノイズをより一層低減することができる。
If comprised in this way, since the rigidity of the
特に、図10に示したように、引出し線71が略放射状に集合する部分が、支持体54の側面に対向する領域に入るようにすると、ここには背面板91の側板部93が位置するため、引出し線71が略放射状に集合する部分が導電性の背面板91に沿った状態となる領域が拡大する。このため、引出し線71の全長に応じた誘導ノイズ低減の効果がより一層向上する。
In particular, as shown in FIG. 10, when the portion where the leader lines 71 gather substantially radially enters the region facing the side surface of the
図14は、図1に示したパネル本体4の変形例を示す模式的な断面図である。ここでは、パネル本体4の側縁部に、電極シート42の送信側引出し部43を覆うカバー部材101が設けられている。このカバー部材101は、導電性材料で形成されると共に接地されている。なお、カバー部材101は、導電性を有する合成樹脂材料で形成するとよいが、導電性塗料の塗布などにより導電性を付与する構成も可能である。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a modified example of the
この構成では、導電性のカバー部材101が引出し線71に近接するため、駆動信号による電流が引出し線71に流れることによる誘導作用の影響を受信電極3が受け難くなり、受信電極3の誘導ノイズをより一層低減することができる。
In this configuration, since the
本発明にかかるタッチパネル装置は、送信電極に印可する駆動信号による電流が引出し線に流れることによる誘導作用が原因で受信電極に発生する誘導ノイズを低減することができる効果を有し、静電容量方式、特に相互容量方式によりタッチ位置を検出するタッチパネル装置などとして有用である。 The touch panel device according to the present invention has an effect of reducing the induction noise generated in the receiving electrode due to the inductive action caused by the current due to the drive signal applied to the transmitting electrode flowing in the lead wire, and the capacitance It is useful as a touch panel device that detects a touch position by a method, particularly a mutual capacitance method.
1 タッチパネル装置
2 送信電極
3 受信電極
4 パネル本体
5 送信部
6 受信部
7 制御部
41 支持シート
42 電極シート
43 送信側引出し部
44 受信側引出し部
51 タッチ面
52 表面板
53 背面板
54 支持体
61 送信基板
62 受信基板
71 送信側の引出し線
75 受信側の引出し線
91 背面板
92 本体部
93 側板部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、
前記送信電極に印加された駆動信号に応答した前記受信電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、
前記送信部と前記送信電極との間で略放射状に形成され、一端側から他端側に向けて集合するように引出し線が配設された引出し部と、を有し、
前記パネル本体は、タッチ面が形成されて前記送信電極及び前記受信電極の前面側に配置された表面板と、導電性材料で形成されて前記送信電極及び前記受信電極の背面側に配置された背面板とを有し、前記送信部は、前記背面板に固定されると共に、前記引出し部は、前記パネル本体の前面側から背面側に前記受信電極の並走方向と平行に折り返され、略放射状に形成された前記引出し部の少なくとも一部が、前記背面板と近接する領域をもって、前記送信部と接続されたことを特徴とするタッチパネル装置。 A panel body in which a plurality of transmitting electrodes that run in parallel with each other and a plurality of receiving electrodes that run in parallel with each other are arranged in a lattice pattern;
A transmission unit that applies a drive signal to the transmission electrode;
A receiving unit that receives a charge / discharge current signal of the receiving electrode in response to a drive signal applied to the transmitting electrode and outputs a level signal for each electrode intersection;
A lead portion formed between the transmission portion and the transmission electrode in a substantially radial manner and having a lead wire disposed so as to gather from one end side toward the other end side ;
The panel body is formed of a conductive plate and a rear surface of the transmission electrode and the reception electrode, and a surface plate disposed on the front surface of the transmission electrode and the reception electrode. The transmitter is fixed to the back plate, and the lead-out portion is folded back from the front side of the panel body to the back side in parallel with the parallel direction of the reception electrode. A touch panel device , wherein at least a part of the drawer part formed radially is connected to the transmission part in a region close to the back plate .
前記背面板は、前記支持体の背面に沿う本体部から前記支持体の側面側に折り曲げられた態様で設けられた側板部を有することを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル装置。 The panel body has a support body disposed between the transmission electrode and the reception electrode and the back plate,
2. The touch panel device according to claim 1, wherein the back plate includes a side plate portion that is provided in a form bent from a main body portion along a back surface of the support body to a side surface side of the support body.
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