JP2011181057A - 単層容量式タッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単層容量式タッチ装置を提供する。
【解決手段】単層容量式タッチ装置は、タッチパネルと、タッチパネルに設けられ、各々Ｘ軸及びＹ軸と平行でない縁部を有する複数の感知パッドと、各々１枚の感知パッドに電気的に接続される複数の導線と、複数の導線に電気的に接続され、接触により複数の感知パッドから感知信号が生成されたときに、感知信号の強度に基づいて接触点の位置を計算する制御回路とを含む。感知パッドは三角形、扇形、菱形で４枚毎に配置される。
【選択図】図４

Description

本発明は容量式タッチ装置に関し、特に単層容量式タッチ装置に関する。

近年、タッチスクリーンは携帯電話への導入により市場に認められるようになったので、数多くのメーカーがタッチスクリーンの開発と設計に取り組み始める。そのうち容量式のタッチ装置は耐用性とタッチ感度に優れるので、現在の主流である抵抗式タッチスクリーンに取って代わって次世代の主流になりうる。しかし、容量式のタッチ装置は高価なため、民生用電子製品に未だに普及していない。

図１を参照する。図１は従来の投影型容量式タッチ（ＰＣＴ）装置の感知パッドを表す説明図である。回路の走査を容易にするために、ＰＣＴ装置１００は２枚の導電層で製作される感知パッドを備え、ガラスタッチパネルなどのタッチパネル（図示せず）と、当該ガラス板の上に設けられるカバー層（図示せず）とを含む。ガラス板の上層表面にはＹ軸感知パッド１０２が設けられ、Ｙ軸感知パッド１０２は一定の間隔を隔てて設けられる複数のＹ軸感知パッド（ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４…）を含む。ガラス板の下層表面にはＸ軸感知パッド１０１が設けられ、Ｘ軸感知パッド１０１はＹ軸感知パッド１０２と直行して一定の間隔を隔てて設けられる複数のＸ軸感知パッド（ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４…）を含む。カバー層に指を触れたり近づけたりすると、タッチ位置のＸ軸感知パッドとＹ軸感知パッドの容量が変化し、これを検出回路で検出すればＸ軸座標データとＹ軸座標データが得られる。このような二層容量式タッチ装置１００を利用した場合は、ガラス板の上下表面にそれぞれＸ軸感知パッドとＹ軸感知パッドを設けなければならず、また酸化インジウムすず（ＩＴＯ）で透明な感知パッドを製作するのが一般なので、製作コストが高い。二層容量式タッチ装置１０の欠点を解決するために、単層容量式タッチ装置が開発されている。

図２を参照する。図２は従来の単層容量式タッチ装置を表す説明図である。単層容量式タッチ装置２００と前記二層容量式タッチ装置１００の相違点は、単層容量式タッチ装置２００ではガラス板の一面にのみ感知パッドが設けられていることにある。感知パッドはガラス板のＹ軸に沿って一定の間隔を隔てて設けられる複数の三角形感知パッド２０１である。いずれか２枚の三角形感知パッド２０１は互いに対称であり、各ペアはＸ軸と平行な長方形を呈する。複数の平行な三角形感知パッドペアを積み重ねると、Ｙ軸に沿った複数の感知パッドペアとなる。このような構造では、三角形の形状増減が交錯するので、Ｘ軸の容量値変化を検出し、補間法で接触点ＳのＸ軸タッチ座標を計算することができる。またＹ軸の場合、接触点ＳのＹ軸タッチ座標は複数の三角形感知パッドから得られる。単層容量式タッチ装置の最大な長所は、コストを削減できることにある。

図３を参照する。図３は先行技術による他の単層容量式タッチ装置を表す説明図である。容量式タッチ装置３００は、タッチパネル３０１と制御回路３０３を含む。タッチパネル３０１は複数の感知パッド３０４と複数の導線３０２を含み、各感知パッド３０４はそれぞれ１本の導線３０２を介して制御回路３０３に接続されている。接触により感知パッドから感知信号が生成されると、制御回路３０３は感知パッド３０４による感知信号の強度に基づいて接触点の位置を計算することができる。しかし、感知パッド３０４が方形であるため、隣接した感知パッド３０４はＸ軸またはＹ軸に沿ってのみ感知信号を生成し、タッチ装置３００のタッチ感度は低い。

本発明の目的は、単層容量式タッチ装置を提供することにある。

本発明では単層容量式タッチ装置を開示する。単層容量式タッチ装置は、タッチパネルと、タッチパネルに設けられ、各々Ｘ軸及びＹ軸と平行でない縁部を有する複数の感知パッドと、各々１枚の感知パッドに電気的に接続される複数の導線と、複数の導線に電気的に接続され、接触により複数の感知パッドから感知信号が生成されたときに、感知信号の強度に基づいて接触点の位置を計算する制御回路とを含む。

本発明では更に単層容量式タッチ装置を開示する。単層容量式タッチ装置は、タッチパネルと、タッチパネルに設けられ、４枚ごとに方形として配列されることで、より緊密にタッチパネルに配列される複数の三角形感知パッドと、各々１枚の三角形感知パッドに電気的に接続される複数の導線と、複数の導線に電気的に接続され、接触により複数の三角形感知パッドから感知信号が生成されたときに、感知信号の強度に基づいて接触点の位置を計算する制御回路とを含む。

従来の投影型容量式タッチ装置の感知パッドを表す説明図である。 従来の単層容量式タッチ装置を表す説明図である。 先行技術による他の単層容量式タッチ装置を表す説明図である。 本発明の実施例１による容量式タッチ装置を表す説明図である。 本発明による容量式タッチ装置の断面図である。 本発明の実施例２による容量式タッチ装置を表す説明図である。 本発明の実施例３による容量式タッチ装置を表す説明図である。

かかる装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照して以下に説明する。

図４を参照する。図４は本発明の実施例１による容量式タッチ装置を表す説明図である。容量式タッチ装置４００はタッチパネル４０１と制御回路４０３を含む。タッチパネル４０１は複数の感知パッド４０４と複数の導線４０２を含む。複数の導線４０２は複数の感知パッド４０４から制御回路４０３へ電気的に接続され、各導線４０２はそれぞれ１枚の感知パッド４０４に電気的に接続されている。接触により感知パッド４０４から感知信号が生成されると、接触された感知パッド４０４は各々の導線を通して感知信号を制御回路４０３に送信し、制御回路４０３は感知信号の強度に基づいて接触点の位置を計算する。複数の感知パッド４０４と複数の導線４０２は同じ導電層に形成され、導電層は透明導電材料で形成され、透明導電材料は、酸化インジウムすず（ＩＴＯ）、酸化アンチモンすず（ＡＴＯ）、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）、またはチタン、亜鉛、ジルコニウム、アンチモン、インジウム、すず、アルミニウム、及び珪素から構成される金属酸化物の群れから選ばれたいずれか１つである。本実施例では、感知パッド０１〜２４は三角形を呈し、三角形感知パッド４０２は４枚ごとに方形として配列されている（例えば感知パッド０１、０４、０５、１０は方形を構成する）。したがって、隣接した感知パッド４０２はＸ軸とＹ軸に沿っても感知信号を容易に生成でき（例えば感知パッド０１、０５はＸ軸とＹ軸のいずれもに沿っても感知信号を生成できる）、タッチ装置４００のタッチ感度を向上させることができる。また、三角形感知パッド４０２は４枚ごとに方形として配列されるので、タッチパネル４０１で複数の感知パッド４０４をより緊密に配置することができる。

図５を参照する。図５は本発明による容量式タッチ装置の断面図である。容量式タッチ装置４００はタッチパネル４０１と、表示パネル４１０と、装飾膜４１２と、フレーム４１３とを含む。タッチパネル４０１は両面テープまたは光学用接着剤で表示パネル４１０と貼合される。両面テープはタッチパネル４０１と表示パネル４１０の周辺に貼り付けられ、光学用接着剤はタッチパネル４０１と表示パネル４１０の間に全面的に塗布される。タッチパネル４０１と表示パネル４１０はフレーム４１３内に設けられ、フレーム４１３は不透明材料からなる。装飾膜４１２は上表面と、基板と、下表面を備える。装飾膜４１２の上表面は透明アクリルまたはエポキシ樹脂からなる。装飾膜４１２とフレーム４１３は平坦な表面を形成している。装飾膜４１２の基板はポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＲＴＯＮ、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ＺＥＯＮＯＲ、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、またはポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）からなる。装飾膜４１２の下表面は透明アクリルまたはエポキシ樹脂からなり、光学用接着剤４１１でタッチパネル４０１に貼合されている。装飾膜４１２の下表面は装飾パターンを有し、装飾パターンは浸漬塗装、グラビア塗装、スパッタリング、蒸着、化学気相成長、スクリーン印刷、パッド印刷などの方法で形成され、カラーパターンも可能である。フレームは一般にタッチパネルより高くされ、タッチパネルの縁部は四方へ平坦に伸展できないので、タッチパネル縁部での操作は不便である。タッチパネル４０１では装飾膜４１２とフレーム４１３が平坦な表面を形成し、タッチ装置を平面のものにするので、タッチパネル４０１の縁部でも操作を容易に実行できる。

図６を参照する。図６は本発明の実施例２による容量式タッチ装置を表す説明図である。容量式タッチ装置はタッチパネル６０１と制御回路６０３を含む。タッチパネル６０１は複数の感知パッド６０４と複数の導線６０２を含む。接触により感知パッド６０４から感知信号が生成されると、接触された感知パッド６０４は各々の導線を通して感知信号を制御回路６０３に送信し、制御回路６０３は感知信号の強度に基づいて接触点の位置を計算する。本実施例では、感知パッド０１〜２４は扇形を呈し、扇形感知パッド６０２は４枚ごとに円形として配列されている（例えば感知パッド０１、０４、０５、１０は円形を構成する）。したがって、隣接した感知パッド６０２はＸ軸とＹ軸に沿っても感知信号を容易に生成でき（例えば感知パッド０１、０５はＸ軸とＹ軸のいずれもに沿っても感知信号を生成できる）、タッチ装置６００のタッチ感度を向上させることができる。

図７を参照する。図７は本発明の実施例３による容量式タッチ装置を表す説明図である。容量式タッチ装置はタッチパネル７０１と制御回路７０３を含む。タッチパネル７０１は複数の感知パッド７０４と複数の導線７０２を含む。接触により感知パッド７０４から感知信号が生成されると、接触された感知パッド７０４は各々の導線を通して感知信号を制御回路７０３に送信し、制御回路７０３は感知信号の強度に基づいて接触点の位置を計算する。本実施例では、感知パッド０１〜２４は菱形を呈し、扇形感知パッド６０２は４枚ごとに菱形として配列されている（例えば感知パッド０１、０４、０５、１０は菱形を構成する）。したがって、隣接した感知パッド７０２はＸ軸とＹ軸に沿っても感知信号を容易に生成でき（例えば感知パッド０１、０５はＸ軸とＹ軸のいずれもに沿っても感知信号を生成できる）、タッチ装置７００のタッチ感度を向上させることができる。

まとめて言えば、本発明ではタッチ感度がよりよい単層容量式タッチ装置を提供する。本発明による容量式タッチ装置はタッチパネルと、複数の感知パッドと、複数の導線と、制御回路とを含む。各感知パッドはそれぞれ１本の導線を介して制御回路に電気的に接続されている。タッチ感度を向上させるために、感知パッドはＸ軸及びＹ軸と平行でない縁部を有する。本発明の実施例では三角形感知パッド、扇形感知パッド、及び菱形感知パッドを例にする。三角形感知パッドは４枚ごとに方形として配列されるので、感知パッドをより緊密に配置することができる。また、本発明による容量式タッチ装置は装飾膜とフレームを含む。装飾膜は光学用接着剤でタッチパネルに貼合され、フレームと平坦な表面を形成し、タッチ装置を平面のものにするので、本発明による容量式タッチ装置は操作が簡単である。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

１００、２００、３００、４００ タッチ装置
６００、７００
１０１ Ｘ軸感知パッド
１０２ Ｙ軸感知パッド
３０１、４０１、６０１、７０１ タッチパネル
３０２、４０２、６０２、７０２ 導線
３０３、４０３、６０３、７０３ 制御回路
３０４、４０４、６０４、７０４ 感知パッド
４１０ 表示パネル
４１１ 光学用接着剤
４１２ 装飾膜
４１３ フレーム

Claims (11)

1. 単層容量式タッチ装置であって、
   タッチパネルと、
   前記タッチパネルに設けられ、各々Ｘ軸及びＹ軸と平行でない縁部を有する複数の感知パッドと、
   各々１枚の感知パッドに電気的に接続される複数の導線と、
   前記複数の導線に電気的に接続され、接触により前記複数の感知パッドから感知信号が生成されたときに、当該感知信号の強度に基づいて接触点の位置を計算する制御回路とを含む、タッチ装置。
2. 前記複数の感知パッドと前記複数の導線は透明導電材料からなり、当該透明導電材料は、酸化インジウムすず（ＩＴＯ）、酸化アンチモンすず（ＡＴＯ）、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）、またはチタン、亜鉛、ジルコニウム、アンチモン、インジウム、すず、アルミニウム、及び珪素から構成される金属酸化物の群れから選ばれたいずれか１つである、請求項１に記載のタッチ装置。
3. 前記タッチ装置は更に、光学用接着剤で前記タッチパネルに貼合される装飾膜を含む、請求項１に記載のタッチ装置。
4. 前記タッチ装置は更にフレームを含み、前記装飾膜は当該フレームと平坦な表面を形成する、請求項３に記載のタッチ装置。
5. 前記複数の感知パッドは三角形感知パッドであり、三角形感知パッドは４枚ごとに方形として配列される、請求項１に記載のタッチ装置。
6. 前記複数の感知パッドは扇形感知パッドであり、扇形感知パッドは４枚ごとに円形として配列される、請求項１に記載のタッチ装置。
7. 前記複数の感知パッドは菱形感知パッドであり、菱形感知パッドは４枚ごとに菱形として配列される、請求項１に記載のタッチ装置。
8. 単層容量式タッチ装置であって、
   タッチパネルと、
   前記タッチパネルに設けられ、４枚ごとに方形として配列されることで、より緊密に前記タッチパネルに配列される複数の三角形感知パッドと、
   各々１枚の三角形感知パッドに電気的に接続される複数の導線と、
   前記複数の導線に電気的に接続され、接触により前記複数の三角形感知パッドから感知信号が生成されたときに、当該感知信号の強度に基づいて接触点の位置を計算する制御回路とを含む、タッチ装置。
9. 前記複数の三角形感知パッドと前記複数の導線は透明導電材料からなり、当該透明導電材料は、酸化インジウムすず（ＩＴＯ）、酸化アンチモンすず（ＡＴＯ）、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）、またはチタン、亜鉛、ジルコニウム、アンチモン、インジウム、すず、アルミニウム、及び珪素から構成される金属酸化物の群れから選ばれたいずれか１つである、請求項８に記載のタッチ装置。
10. 前記タッチ装置は更に、光学用接着剤で前記タッチパネルに貼合される装飾膜を含む、請求項８に記載のタッチ装置。
11. 前記タッチ装置は更にフレームを含み、前記装飾膜は当該フレームと平坦な表面を形成する、請求項１０に記載のタッチ装置。

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