JP2020035361A - Operation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タッチパネルを備えた操作装置に関し、さらに詳しくは、複数のタッチパネルが近接した場合であっても誤動作が生じにくい操作装置に関する。 The present invention relates to an operation device including a touch panel, and more particularly, to an operation device that does not easily malfunction even when a plurality of touch panels are close to each other.
操作装置上における指などの近接点や接触点を検知する技術として、静電容量方式タッチパネルが従来技術として知られている。 2. Description of the Related Art As a technique for detecting a proximity point or a contact point of a finger or the like on an operation device, a capacitive touch panel is known as a conventional technique.
従来の静電容量方式タッチパネルの構成を図8に模式的に示す(例えば特許文献1)。従来の静電容量方式タッチパネルは、検出領域901、パネル902、配線903、制御IC(Integrated Circuit)904、Y検出電極910、X検出電極920を有する。検出領域901はタッチ操作を受け付ける領域である。パネル902は電極や配線が形成される基材である。配線903は、Y検出電極910とX検出電極920とを、制御IC904に接続する。制御IC904は、Y検出電極910とX検出電極920間に生じる静電容量を検出する。
FIG. 8 schematically shows a configuration of a conventional capacitive touch panel (for example, Patent Document 1). A conventional capacitive touch panel has a
人の指などの導体が検出電極に近づくと、電極と導体との間に寄生容量が発生する。このため、Y検出電極910とX検出電極920との間に微小な静電容量の変化が発生する。この静電容量の変化は制御IC904によって検出される。例えば、Y検出電極910、X検出電極920をそれぞれ受信電極、送信電極とし、電極間にパルス電圧などの検出信号を印加することなどにより検出することができる。静電容量が変化したY検出電極910とX検出電極920との組み合わせを評価することにより、検出領域901内における導体の近接点の位置を検出することができる。
When a conductor such as a human finger approaches the detection electrode, a parasitic capacitance occurs between the electrode and the conductor. Therefore, a small change in capacitance occurs between the
一方で、上記のように静電容量の微小な変化を利用する原理上、外来の電気的ノイズに弱く、誤動作を起こしやすいという特性がある。そのため、例えば特許文献2では遮蔽電極をパネルの外周や、配線の周囲に設けることにより対策を取ることが知られている。 On the other hand, on the principle of utilizing a minute change in the capacitance as described above, there is a characteristic that it is susceptible to external electric noise and easily malfunctions. Therefore, for example, it is known in Patent Document 2 to take measures by providing a shielding electrode on the outer periphery of a panel or around a wiring.
ここで、タッチパネルを2つ近接して配置したい時を考える。この場合、別のタッチパネルの検出信号による干渉が外来ノイズとなる。しかし、検出領域に対して別のタッチパネルが極めて近接していたり、さらには重畳したりするような場合には、電極のレイアウト上の制約で、適切な遮蔽電極を配置することができないことがある。このため、別のタッチパネルの送信電極からの干渉に対して適切な対策をとることができない。ゆえに、タッチパネルの誤動作を抑制することができなかった。本発明の目的は、別のタッチパネルが検出領域に極めて近接して配置される場合でも、干渉による誤動作を抑制することができるタッチパネルを備えた操作装置を提供することである。 Here, consider a case where two touch panels are to be arranged close to each other. In this case, interference by a detection signal of another touch panel becomes external noise. However, when another touch panel is extremely close to the detection area or further overlaps with the detection area, it may not be possible to arrange an appropriate shielding electrode due to restrictions on the electrode layout. . For this reason, it is not possible to take an appropriate measure against interference from the transmission electrode of another touch panel. Therefore, the malfunction of the touch panel could not be suppressed. An object of the present invention is to provide an operation device including a touch panel that can suppress a malfunction due to interference even when another touch panel is arranged very close to a detection area.
本発明による操作装置は、送信電極と、受信電極とを有し、前記送信電極と前記受信電極との間に生ずる静電容量に基づき物体の近接を検出するタッチパネルを備える操作装置であって、前記操作装置は、第1の前記タッチパネルと、前記第1のタッチパネルの操作領域に近接して配置された第2の前記タッチパネルとを備え、前記第1のタッチパネルは、前記第2のタッチパネルの送信電極と最も近接する所定の領域に、低インピーダンス点に接続されたガード電極を有し、前記ガード電極と前記第1のタッチパネルの受信電極との間に、離間領域を有する。 An operation device according to the present invention is an operation device including a transmission electrode, a reception electrode, and a touch panel that detects the proximity of an object based on a capacitance generated between the transmission electrode and the reception electrode, The operation device includes a first touch panel and a second touch panel arranged in proximity to an operation area of the first touch panel, wherein the first touch panel transmits the second touch panel. A guard electrode connected to a low impedance point is provided in a predetermined region closest to the electrode, and a separation region is provided between the guard electrode and the receiving electrode of the first touch panel.
本発明は、別のタッチパネルが極めて近接して配置される場合でも、干渉による誤動作を抑制する効果を奏する。 The present invention has an effect of suppressing a malfunction due to interference even when another touch panel is arranged very close.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、図面は説明を優先するため、必ずしも正確な縮尺ではない模式的な記載である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated. Note that the drawings are schematic descriptions that are not necessarily on an accurate scale because the description is given priority.
<1.操作装置を備える電子機器の概要>
図1を用いて、本発明の実施形態に係る操作装置を備える電子機器の説明を行う。図1は電子機器1の外形斜視図である。本実施形態では電子機器1は、車載用のカーナビゲーション装置である。電子機器1は本体100と、インターフェース部101とを有する。本体100は、通信、操作、表示制御などの各種処理を行う。インターフェース部101は、表示装置200と、本発明に係る操作装置201とを有する。すなわち、本発明に係る操作装置201は、カーナビゲーション装置に取り付けられ、インターフェース部101においてユーザの操作を受け付けるためのものである。
<1. Overview of electronic equipment with operating device>
An electronic device including an operation device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an external perspective view of the electronic device 1. In the present embodiment, the electronic device 1 is a car navigation device mounted on a vehicle. The electronic device 1 has a
なお、操作装置201を備える電子機器1は他の機器でもよく、例えば、オーディオ装置、AV(Audio Visual)機器、ワンセグ・フルセグテレビ、ドライブレコーダ、通信機器等であってもよい。また車載機器に限らず、例えば冷蔵庫、テレビなどの家庭用電子機器、パーソナルコンピュータ、携帯端末等であってもよい。
Note that the electronic device 1 including the
図2はインターフェース部101の斜視図である。インターフェース部101は、表示装置200と、本発明に係る操作装置201とを有する。表示装置200は、例えば薄型表示パネルで構成される。本体100において表示制御された各種操作用のインターフェースや画像などを表示する。具体的には液晶パネル、OLED(Organic Light Emitting Diode)パネル、電子ペーパーなどで構成される。操作装置201は第1のタッチパネル300と、第2のタッチパネル400とを有する。
FIG. 2 is a perspective view of the
第1のタッチパネル300は、検出領域301と、タッチセンサ302とを有する。
The
検出領域301は、ユーザの操作を受け付ける領域である。なお本実施形態では第1のタッチパネル300に対して表示装置を対応付ける。つまり、表示装置200に表示される映像のどこの座標が操作されたか、と、第1のタッチパネルの検出領域301のどこの位置が操作されたか、とを対応付ける。本実施の形態では検出領域301と表示装置の実際の表示領域は略同一であることを想定する。しかし、表示装置が実際に表示を行う領域の内、一部の領域に対して検出領域301を対応させてもよい。また表示が行われないエリアも多少含んだ領域、例えば額縁のような領域に対して検出領域301を対応させてもよい。つまり検出領域301とは、インターフェース部101が表示装置によって行う画面表示に対し、操作を受け付けたい領域として対応付けするとよい。
The
タッチセンサ302は、ユーザのタッチ操作を検出する。詳細は後述する。
The
第2のタッチパネル400は、筐体406と、検出領域401と、タッチセンサ402とを有する。筐体406は、タッチセンサ402および周辺回路などを収納するためのいわゆるケースである。また実際にユーザが触って操作を行う部分を提供する。検出領域401は、ユーザのタッチ操作を検出する領域である。タッチセンサ402は、ユーザのタッチ操作を検出する。詳細は後述する。
The
第2のタッチパネル400は、第1のタッチパネル300の検出領域301の1辺に接する位置に配置される。本実施の形態では、第2のタッチパネル400は、第1のタッチパネル300が提供する主たる操作手段に対して、補佐的な操作手段を提供することを想定する。例えば、表示装置にはナビゲーション画面を表示させておき、第1のタッチパネル300には、主たる操作として地図の移動や経路選択などの操作を提供させる。一方、第2のタッチパネル400には、「現在地に戻る」、「メニューを表示させる」、「オーディオ機能に切り替える」などのショートカットといった補佐的な操作を提供させる。
なお、インターフェース部101は、表示装置200の代わりにユーザに対して操作のインターフェースを提示するものを配置してもよい。例えばインターフェースとして操作位置に対応するシステムの動作が印刷された紙などである。また表示装置200が無くてもよい。操作装置201のみの構成においても本発明の効果は損なわれるものではない。
Note that the
<2.操作装置の詳細>
図3、図4、および図5を用いて本実施の形態における操作装置201の構造について詳細説明する。図3は第1のタッチパネル300の電極構造の平面図である。図4は第2のタッチパネル400の電極構造の平面図である。図5は操作装置201のA−A間の断面図であり、特に第2のタッチパネル400近傍について図示している。前述のように。本実施の形態における操作装置201は、第1のタッチパネル300と、第2のタッチパネル400とを備える。
<2. Details of operation device>
The structure of the
第1のタッチパネル300は、前述のように検出領域301とタッチセンサ302を有する。タッチセンサ302は、基材303、受信電極群310、送信電極群320、絶縁層306、保護層307、配線304、制御IC305、低インピーダンス点308、離間領域330、ガード電極340を有する。
The
基材303は、主に接触を検知するための電極が形成される。具体的には、受信電極群310、送信電極群320、絶縁層306、保護層307、配線304、離間領域330、ガード電極340が形成される。なお、基材303において検出対象が近接ならびに接触する面を表面とする。またその逆側を裏面とする。つまり表面はユーザに対向し、操作される面ととらえることもできる。前述の電極などは基材303の裏面に形成される。基材303は例えばガラスやプラスチックを材質として用いる。材質は、電極の作製プロセスや求められる透過性などに応じて適宜選択できる。基材303は、板状の形状である。
An electrode for mainly detecting contact is formed on the
なお、上記の電極などは裏面ではなく、表面に形成してもよい。また基材303は1つだけでなく、複数使用してもよい。後述のように基材303には電極群を形成するが、複数の基材に適宜電極を振り分けて形成し、接続する構成としてもよい。具体的には例えば、受信電極群310とガード電極340を形成する基材と、送信電極群320を形成する基材の計2つの構成としてもよい。
Note that the above electrodes and the like may be formed on the front surface instead of the rear surface. Further, not only one
受信電極群310は、受信電極311と、受信電極間配線312を有する。複数の受信電極311は、受信電極間配線312を介して接続される。受信電極群310は、図中X方向に沿って配置する複数の受信電極311が互いに受信電極間配線312によって1行分接続して形成されている。つまり、従来のタッチパネルにおけるY検出電極910に相当する。タッチセンサの面内において、互いに接続する方向とは直交する方向(図中Y方向)に所定の本数を形成する。
The receiving
受信電極311は、略ひし形の形状をした導電性膜で形成された電極である。第1のタッチパネル300では表示装置200の表示内容を透過させるために、特に透明導電性材料を用いて形成される。透明導電性材料は例えば、ITO(Indium Tin Oxide;インジウム・スズ酸化物)、AZO(Aluminum doped Zinc Oxide;アルミドープ亜鉛酸化物)やGZO(Gallium doped Zinc Oxide;ガリウムドープ亜鉛酸化物)などの各種亜鉛酸化物、スズ酸化物、導電性ポリマー、グラフェンなど公知の透明導電性各種材料を使用することができる。それらをスパッタ法、蒸着法、スピンコート法などによって基材303上に堆積する。その後エッチングによって所定の電極パターンを形成する。また堆積時に所定のマスクパターンを用いて直接透明導電性材料のパターンを形成する手法を用いてもよい、また、インクジェット法やスクリーン印刷法などでパターンを形成する手法を用いてもよい。なお後述するが、第2のタッチパネル400のように表示内容を透過する必要がない場合は、透過性の低い導電性材料で形成することもできる。その場合、例えば銅やアルミなどの金属が好適である。
The receiving
受信電極間配線312は、受信電極311同様に、導電性膜で形成する。隣接する受信電極311同士を接続する。本実施例では、受信電極311とは別の層に分けて形成することを想定する。なお、同一層に1つのパターンとして形成してもよい。
The
受信電極群310は、該電極群の端部において配線304と接続される。なお、受信電極群310、および送信電極群320の最も端となる電極はひし形でなくてもよい。例えば、本実施の形態では、検出領域301のエッジや離間領域330に平行にひし形の一部を欠けさせた形状、具体的には三角形の電極形状としている。
The receiving
送信電極群320は、送信電極321と、送信電極間配線322を有する。複数の送信電極321は、送信電極間配線322を介して接続される。送信電極群320は、図中Y方向に沿って配置する複数の送信電極321が互いに送信電極間配線322によって1列分接続して形成する。つまり、従来のタッチパネルにおけるX検出電極920に相当し、X方向に所定の本数を形成する。
The
送信電極321は、受信電極311と同様に略ひし形の形状をした導電性膜で形成された電極である。第1のタッチパネル300では表示装置200の表示内容を透過させるために、特に透明導電性材料を用いて形成する。
The
送信電極間配線322は、受信電極間配線312と同様に導電性膜で形成する。隣接する送信電極321同士を接続する。本実施例では、送信電極311とは同一層に1つのパターンとして形成することを想定する。なお、別の層に分けて形成してもよい。
The
送信電極群320は、受信電極群310と同様に該電極群の端部において配線304と接続される。形状についても同様にひし形でなくてもよい。本実施の形態では三角形としている。
The
受信電極311と送信電極321は、互いに交互に隣接する形で配置される。具体的には、受信電極311の4辺と向かい合う位置に送信電極321を配置する。同様に送信電極321の辺と向かい合う位置には受信電極311が配置する。つまり、受信電極311はその4辺を送信電極321で囲まれ、同様に送信電極321はその4辺を受信電極311で囲まれる。
The receiving
互いに隣接して配置された受信電極311と送信電極321は電気的に結合している。そのため電極間隔や後述する絶縁層306の誘電率などに応じた所定の静電容量が生ずる。指などの導体が接近すると電気的結合に乱れが生じ、静電容量に変化が起こる。これを検知することで指の接近を検出することができる。検出の詳細は後述する。
The receiving
なお、送信電極群320がX検出電極920に、受信電極群310がY検出電極910に相当する、としたが、この限りではない。逆に受信電極群310がX検出電極920に、送信電極群320がY検出電極910に相当するようにしてもよい。
Note that the
また、図3においては受信電極群310と送信電極群320は直交する形で配置するよう図示しているが、この限りではない。斜めで交わらせて平行四辺形を張る配置としてもよい。また、送信電極群320、受信電極群310は直線ではなく曲線に沿わせて配置させてもよい。設計により適宜選択できる。
Further, FIG. 3 shows that the receiving
絶縁層306は、受信電極群310と送信電極群320が短絡しないように配置される。具体的には、受信電極間配線312と送信電極間配線322の間に特に形成される。本実施の形態では受信電極群310、送信電極群320、送信電極間配線322は基材上の同一の層、つまり、基材303の裏面方向に略同一の高さの領域に形成される。例えば、送信電極間配線322で接続された送信電極群320のパターンと、複数の受信電極311とは、同一のプロセスにおいてまず形成される。その後、絶縁層306を送信電極間配線322の上に形成し、送信電極間配線322の絶縁処理を行う。その上から受信電極間配線312を形成し、受信電極311同士を接続する。なお、いずれの電極間配線を電極と同一層に形成するかは、適宜設計上の要求に応じて定めることができる。例えば、受信電極間配線312を電極と同一層に形成してもよい。また、所定の領域では受信電極間配線312を、所定の領域では送信電極間配線322を、というように領域ごとに分けて形成してもよい。また電極群を形成した後、絶縁特性を向上させるために全面に絶縁層306を形成してもよい。絶縁層306は、シリカや窒化ケイ素などの無機系や、ポリマーなどの有機系の公知の絶縁材料を使用して形成する。
The insulating
配線304は、基材303上に形成され、受信電極群310、送信電極群320それぞれと、制御IC305とを接続する。
The
保護層307は、各種電極、配線304、絶縁層306など、基材303上に形成した種々のパターンを保護するために形成する。本実施の形態ではパターンを形成した基材303裏面の最も外層に形成する。保護層307はポリマーやフィルムなどによって形成する。単一の層ではなく、AR(Anti-Reflection;反射防止)コートなどを併せて行ってもよい。
The
制御IC305は、配線304を介して受信電極群310と送信電極群320とに接続される。本実施の形態では制御IC305は別基板に配置されることを想定する。したがって、配線304は一旦ACF(Anisotropic Conductive Film;異方性導電性フィルム)などを用いた図示しない接続部を介してフレキシブルケーブルなどに接続され、別の基板に配置した制御IC305と接続する。
The
制御IC305は、指などの導体の近接と近接位置を検出する。そのために送信電極群320と受信電極群310との間に生じる静電容量の変化を検出する。制御IC305は検出を行いたいX座標に相当する位置の送信電極群320に対して検出信号を印加する。検出信号は例えば所定の周期と幅を有するパルス電圧である。検出信号に対して受信電極群310から流れてくる電流を検出する。
The
ここで、あるn番目の送信電極群320に検出信号を与えた時に、あるm番目の受信電極群310に流れた電流について考える。n番目の送信電極群320とm番目の受信電極群310との最近接点、交点付近について考える。この時、交点付近で隣接する送信電極321と、受信電極311との間には前述のように所定の静電容量が生じている。また周辺の導体や誘電体の配置やそれらの電位などによって定まる、浮遊容量などとも呼ばれる所定の寄生容量が電極群の間に生じている。これら2つの静電容量がn番目の送信電極群320とm番目の受信電極群310間に生じる静電容量をほぼ決定している。
Here, consider a current that has flowed through a certain m-th
交点付近に何も近接していない通常状態の場合、上記の静電容量に対応した電流が検出される。 In a normal state in which nothing is near the intersection, a current corresponding to the above-described capacitance is detected.
一方、交点付近に指などの導体が近接してきた場合、導体と送信電極321との間に新たに寄生容量が発生する。この寄生容量は、元の静電容量に対して並列で追加される形となる。したがってn番目の送信電極群320とm番目の受信電極群310間に生じる静電容量は増加する。そのため、通常状態に比べ、検出信号に対応して流れる電流が減少する。この減少度合に対して、適宜しきい値を設定することで、m番目の受信電極群310とn番目の送信電極群320の交点、つまりm行n列の電極交点近傍の位置に導体が近接したことが検出できる。制御IC305は検出信号を印加する送信電極群320と、電流を検出する受信電極群310を適宜切り替えながらマトリックス走査を行うことで、検出範囲のいずれの位置に導体が近接しているかを検出することができる。
On the other hand, when a conductor such as a finger comes close to the intersection, a new parasitic capacitance is generated between the conductor and the
上記の例においては、m行n列の1組の電極群間の静電容量の変化に着目したが、複数の組合せを用いてもよい。例えばm行n列を中心に3行3列分計9組の電極群の組合せに対応する9個の静電容量の変化に対して、所定のピーク形状をあてはめる手法がある。この手法ではピーク位置が数値的に算出できるため、面内の連続的な近接位置の検出が可能になる。検出の手法については種々公知の手法があり適宜選択することができる。 In the above example, attention is paid to a change in capacitance between a set of electrode groups in m rows and n columns, but a plurality of combinations may be used. For example, there is a method in which a predetermined peak shape is applied to a change in nine capacitances corresponding to a combination of nine electrode groups in three rows and three columns with m rows and n columns at the center. In this method, since the peak position can be calculated numerically, it is possible to detect a continuous approach position in the plane. There are various known techniques for the detection, and they can be appropriately selected.
なお、制御IC305は、基材303上に配置されてもよい。この場合、配線304を介して直接受信電極群310、送信電極群320と接続される。また制御IC305そのものを、TFT(Thin Film Transistor)などを用いて基材303上に直接形成してもよい。
Note that the
低インピーダンス点308は、配線304を介してガード電極340に接続される。低インピーダンスとは、ガード電極340から逃がしたいノイズや、干渉して流入する検出信号などで決定される所定の周波数帯においてインピーダンスが低いことを指す。例えば接地点、すなわちグランドである。ガード電極340は低インピーダンス点308に接続されることで、接地インピーダンスが低く保たれる。これにより、第2のタッチパネルの送信電極420からの検出信号、すなわち干渉による電気的ノイズを速やかに逃すことができる。
The
ここで、離間領域330およびガード電極340の説明に移る前に、第2のタッチパネル400について以下説明を行う。離間領域330およびガード電極340は、その構成において第2のタッチパネル400との関係が重要なためである。第2のタッチパネルは、前述のように筐体406、検出領域401、タッチセンサ402を有する。タッチセンサ402は、基材403、受信電極410、送信電極420、配線404、制御IC405を有する。第2のタッチパネル400は、第1のタッチパネル300と同様の構成としてもよいが、本実施の形態では補佐的な操作手段の提供を念頭に、より小規模な構成について説明する。
Here, before proceeding to the description of the
基材403は、主に接触を検知するための電極が配置される。具体的には送信電極420、受信電極410、配線404が基材上に形成される。基材403は例えば可撓性のフィルムなどで形成される。可撓性のフィルムは例えばプラスチックやポリマーを用いる。具体的にはポリイミドなどである。
On the
送信電極420および受信電極410は、基材403上において、互いに隣接する位置に配置される。材質は導電性膜で形成される。本実施の形態では、第2のタッチパネル400は横並び1列に配置された、いわゆるボタンに対する操作を、検出領域401におけるタッチ操作として検出することを想定する。そのため、受信電極410は、ボタン、すなわち検出領域401が並ぶ方向(図中X方向)に複数配置する。送信電極420は、受信電極410の並びとは直交する方向(図中Y方向)に、計2本を受信電極410の両側を囲むように配置する。両側に配置した2本の送信電極420は電気的に導通させる。これにより、送信電極420と受信電極410とは電気的に結合し、電極間隔、基材403の誘電率、周囲のパターンなどによって定まる所定の静電容量が生じる。第1のタッチパネルと同様に、指などの導体が近接すると、該静電容量に変化が生じる。
The
なお、送信電極420は、受信電極410の両側に配置するとしたが、例えば片方だけの構成でもよい。またボタン数、つまり検出領域401の数に対し、図4に示すようにX方向に受信電極410を複数配置し、送信電極420は両側に1つずつ配置する構成をとったが、逆に受信電極410は1つとして配置し、として送信電極420をX方向に複数配置する構成としてもよい。送信電極420および受信電極410をどちらも複数X方向に配置して検出領域401の1つに対して送信電極420と受信電極410とが1対1対応となるように配置してもよい。いずれかの構成にするかは設計に応じて適宜選択するとよい。
Although the transmitting
なお、第1のタッチパネル300と同様に材質には透明導電性材料を用いてもよいが、背面の映像を透過して表示する必要がなければ透明である必要もない。例えば銅やアルミなどの金属でよい。また背面から照明用に光を透過させたい場合は、光を透過させたい領域をメッシュなどのパターンとして形成する構成としてもよい。つまり、第2のタッチパネル400の基材403と送信電極420、受信電極410、配線404は、フレキシブル基板として形成すると好適である。
Note that a transparent conductive material may be used as the material as in the case of the
配線404は、受信電極410と送信電極420と、制御IC405とを接続する。受信電極410などと同様に、導電性材料で基材403上に形成される。
The
制御IC405は、配線404を介して受信電極410と送信電極420とに接続される。送信電極420と受信電極410との間に生ずる静電容量の変化に基づき、指などの導体の近接を検出する。検出原理は第1のタッチパネル300と同様である。
The
第1のタッチパネル300に戻り、ガード電極340と、離間領域330について説明する。概要として、ガード電極340と離間領域330とは、受信電極群310と、第2のタッチパネルの送信電極420との間に配置され、さらに第2のタッチパネルの送信電極420に近接する位置に配置される。つまり、干渉源となる第2の送信電極420の近傍であって、受信電極群310との間に、ガード電極340と離間領域330とを配置する。
Returning to the
ガード電極340は、ガード電極素片341と、くびれ部342とを有する。
The
ガード電極素片341は、第2のタッチパネルの送信電極420に近接し、第2のタッチパネルの送信電極420と受信電極群310との間に配置される。ガード電極素片341は略六角形形状を有する。またガード電極素片341同士は互いに電気的に接続される。本実施の形態においては、第2のタッチパネル400が検出領域301に接する形で配置されるため、ガード電極素片341は検出領域301の端部に接する形で配置される。このように配置することで、第1のタッチパネルの電極の中では、ガード電極素片341が第2のタッチパネルの送信電極420と最近接する形となる。したがって、より距離を隔てた配置となる受信電極群310などに比べ、より強固に送信電極420と電気的な結合を形成することできる。具体的には、受信電極群310に比べ、ガード電極素片341と送信電極420との間に生じる寄生容量が大きくなる。そのため、ガード電極素片341と送信電極420との間のインピーダンスは、受信電極群310と送信電極420との間のインピーダンスより低くなる。
The
ここで、タッチ操作の検出における干渉について説明する。前述のように、第1のタッチパネル300と、第2のタッチパネル400とは、制御ICとして、制御IC305と制御IC405とを別々に、それぞれ有している。この時、制御ICが類似した製品であったりすると、静電容量の検出に用いる検出信号も同様の特性となることがある。同様の特性とは例えばパルスの周期や印加タイミング、パルス幅、パルス電圧などが近しいということである。したがって、送信電極420に印加した検出信号による干渉によって受信電極群310に電流が流れた場合、第1のタッチパネル300の制御IC305にとっては、それが、自身が印加した検出信号によるものか、それとも干渉によるものか、の区別がつかない状況が生じうる。具体的にはたまたま印加パルスのタイミングが合致したときなどである。このような場合、送信電極410から受信電極群310に電流が流れることで、本来期待される送信電極群320と受信電極群310との間に生じる静電容量に対応した電流に、さらに追加で電流が流れる、つまり制御IC305が検出する電流は増えることになる。
Here, interference in detection of a touch operation will be described. As described above, the
端的には、指などの導体が近接した場合の誤作動が顕著である。前述のように、指などが近接する状況においては、送信電極群320と受信電極群310との間に生じる静電容量のほかに指との間にも寄生容量が生じる。そのため、検出信号に対応する電流は減少することが期待される。しかしながら、干渉が起きた場合、送信電極420からの電流が追加で受信電極群310に流れる。すると、本来電流が減るべき状況であっても、減少分が相殺されて、電流が減少しない、もしくは減少量が少ないという状況が生じる。このため、制御IC305は、指などは近接していない、と誤検知する場合がある。
In short, a malfunction when a conductor such as a finger comes close is remarkable. As described above, in a situation where a finger or the like approaches, a parasitic capacitance occurs between the transmitting
また電流の減少によって静電容量の変化を検出するのではなく、複数の電極群の組合せに対応して得られる複数の電流値にピーク形状をあてはめる方法では、各電極群間において検出のタイミングが異なることがあり、この場合干渉の発生具合に応じて電流値がばらつく。そのため、状況によっては逆に近接していると誤検知したり、実際とは異なる位置に近接したと誤検知したりする状況も生じうる。 In addition, instead of detecting a change in capacitance due to a decrease in current, a method of assigning a peak shape to a plurality of current values obtained corresponding to a combination of a plurality of electrode groups requires detection timing between the electrode groups. In some cases, the current value varies depending on the degree of occurrence of interference. Therefore, depending on the situation, there may be a situation in which it is erroneously detected that the vehicle is approaching the camera or that the camera is erroneously detected that the camera is approaching a position different from the actual position.
本実施の形態の構成においては、送信電極420に印加された検出信号は、ガード電極素片341の方に主として伝播する。これは受信電極群310よりもガード電極素片341の方が送信電極420と電気的に強く結合し、寄生容量が大きいためである。換言すればインピーダンスが低いためである。また、ガード電極素片341は互いに接続しあい、配線304を介して低インピーダンス点308に接続されている。したがってガード電極素片341に伝播した検出信号は受信電極群310には伝播せず、速やかに低インピーダンス点308の方へと逃がされる。つまり、ガード電極素片341を本実施の形態のように配置することで、第2のタッチパネルの送信電極420からの検出信号によって受信電極群310に電流が流れることを抑制することができる。つまり、検出信号同士の干渉を抑制することができる。したがって、第1のタッチパネル300の誤動作を抑制することができる。
In the configuration of the present embodiment, the detection signal applied to
なお、ガード電極素片は検出領域301の端部に配置するとしたが、その限りではない。第2のタッチパネル400が検出領域301内部にも重畳する場合は、ガード電極素片341は、検出領域301内部で第2のタッチパネル400に最近接する位置に配置してもよい。逆に、第2のタッチパネル400の端部が検出領域301外にある場合は、ガード電極素片341は、検出領域301からはみ出す形で配置してもよい。ガード電極素片341は受信電極群310や送信電極群320と同様に、各種の透明導電性材料を用いて各種の公知の手法によって形成される。またべた面パターンのほか、メッシュパターンなどとしてもよい。
Although the guard electrode piece is arranged at the end of the
くびれ部342は、送信電極群320と配線304とを接続する引き出し線と、ガード電極とを交差させるための領域である。つまりくびれ部342は送信電極群320の配置周期に合わせて周期的に配置される。くびれ部342を形成することで、送信電極群320の引き出し線とガード電極340とが重なり合う面積が減少し、寄生容量が減少する。このような引き出し線などが重なり合うことで生じる寄生容量は、指などの導体が近接しても変化しない。つまり、全体の電極間に生じる全体の静電容量に対して、指などの導体が近接しても変化しない成分である。したがって、該寄生容量を小さく保つことで、電極間の静電容量が変化する際の変化分の割合を高く保つことができる。すなわち。検出精度を向上させることができる。本実施の形態においては、くびれ部342の形状はガード電極340の両側に配置された台形の楔形状の切り欠きである。換言すれば、略六角形形状のガード電極素片341をX方向に頂点で接続する際の切り欠き部分である。例えばガード電極素片341を長方形形状とし、くびれ部342は所定の離隔を設けて接続する形状や、同様にガード電極素片341を角丸の長方形形状や角面取り長方形、つまり八角形形状などとしてもよい。
The
また、電極構造によっては、くびれ部342は形成しなくてもよい。例えば送信電極群320を、本実施の形態のようにY方向下端から引き出すのではなく、Y方向上端から配線304に引き出す場合はガード電極340と送信電極群320の引き出し配線が交差することがなくなる。つまり、くびれ部342は形成しなくてもよい。一方でこの電極構造の場合、配線304の引き回しが長くなるため、外来ノイズの影響を受けやすくなる可能性がある。その場合、従来の遮蔽電極構造などを組み合わせてもよい。
Further, depending on the electrode structure, the
離間領域330は、ガード電極340と受信電極群310との間に配置される。便宜上、離間領域と呼ぶが、換言すれば導電性パターンを形成しない領域のことである。つまり、ガード電極340と受信電極群310との間に、導電性のパターンが存在しない所定の領域を形成する。離間領域330は、受信電極群310とガード電極340との電気的結合を抑制することを主な目的として形成する。
The
離間領域330は、略長方形形状であり、前述の送信電極群320の引き出し線で区切られる形で所定の位置に配置される。実際のところ、ガード電極340と受信電極群310とは、絶縁のために所定の離間が設けられる。例えば電位差によって決定される絶縁破壊を防ぐために必要な離隔距離などである。しかしながら、本実施の形態では、受信電極群310とガード電極340との静電的結合を抑制するため、以下の指標で離間を定める。離間領域330の幅W1(ここで離間領域330の幅W1とはガード電極340と、送信電極321や受信電極311を包絡する電極領域との離間距離である)は、隣接した送信電極321と受信電極311の幅より大きくすることが好ましい。より好適にはガード電極340の代表幅W2(ここでガード電極340の代表幅W2とは、略長方形形状とした場合の長方形の、送信電極420から受信電極群310に向く方向(図中ではY方向)の長さである)と同程度であるとよい。
The
受信電極群310とガード電極340とが電気的に結合すると、所定の寄生容量が生じる。前述のようにガード電極340は低インピーダンス点308に接続されることでインピーダンスを低く保っている。しかし、0ではないある所定の接続インピーダンスにおいて低インピーダンス点308に接続されているため、ある所定の接地インピーダンスを有する。例えば配線304のインピーダンスなどが接続インピーダンスの主要因となる。この時、前述のように送信電極420からの検出信号を低インピーダンス点308に逃がそうとした場合を考える。受信電極群310とガード電極340との間に寄生容量が生じ、前述の接地インピーダンスに比べ無視できない程度にインピーダンスが低くなっている場合には、低インピーダンス点308と受信電極群310とに電流が分岐することになる。つまり、干渉の抑制効果が下がることになる。
When the receiving
例えば、従来構造の電極として、複数の受信電極群310のうち最下段のものをグランドに接続してガード電極340とする構成もあり得る。この場合、間に対向する送信電極321が導体であること考慮すると、ガード電極340と受信電極群310との離間距離は、実質的には隣接した送信電極321と受信電極311の幅と同程度である。したがって、誤作動を抑制する効果はあったものの限定的であった。一方、離間領域330の幅をガード電極340の代表幅と同程度の幅とした場合、受信電極群310とガード電極340との静電的結合を効果的に抑制することができ、結果として誤動作の抑制を効果的に行うことができた。
For example, as an electrode having a conventional structure, a configuration in which the lowermost one of the plurality of receiving
受信電極群310とガード電極340との間に生じる寄生容量は、基本的には離間W1を広げることと、基材303および絶縁層306の誘電率を下げることで低減することができる。しかしながら、離間領域330とガード電極340を含めた領域は、検出領域301内において検出が無効となる領域でもある。したがってW1をむやみに広げることは検出領域が減るため好ましくない。本実施の形態では、離間領域330に対して前述のような指標を定めることで、離間領域330とガード電極340を含めた領域、換言すれば、検出領域301内において検出が無効となる領域の幅を、受信電極群310の1行分よりも狭い幅として構成することができた。このように、ガード電極340と離間領域330を併せて配置することで、第2のタッチパネル400からの干渉による誤作動を抑制しつつ、検出無効領域の大きさを実用上問題ない程度に抑えることができる。
The parasitic capacitance generated between the receiving
なお、離間領域330と受信電極群310との間には送信電極群320を配置してもよい。例えば、最下段の受信電極311aにおいても、周囲を送信電極321で囲まれた配置としてもよい。つまり、最下段において受信電極群310が直接ガード電極340と相対しない配置である。これにより、最下段の受信電極311aにおいても周囲を送信電極321で囲まれることになり、受信電極311aと送信電極321との静電的結合を強めることで寄生容量の発生を抑制し、誤動作を抑制することができる。
Note that the
ここで図6を用いて、ガード電極340および離間領域330を両方とも配置しない場合の比較例1について説明する。つまり従来のタッチパネル2つを単に組み合わせた状態である。ガード電極340を配置せず、第2のタッチパネル400近傍まで受信電極群310を配置した場合、受信電極群310と第2のタッチパネルの送信電極420とが静電的に結合することで寄生容量Cpxが発生する。第2のタッチパネル400の送信電極420に印加された検出信号は、寄生容量Cpxを通して受信電極群310にも伝搬してくる。タッチパネルに用いる制御ICの制約などにより、検出信号の周期やパルス幅といった特性が類似したものである場合、干渉によって第1のタッチパネル300の誤動作に繋がる。また近接検出は、送信電極群320と受信電極群310との間に生じる、寄生容量も含めた静電容量の変化を検出するため、Cpxのような想定外の寄生容量の発生は感度の低下や誤動作の原因ともなる。
Here, with reference to FIG. 6, a description will be given of a comparative example 1 in which both the
次に図7を用いて、ガード電極340は配置されるが、離間領域330が配置されない場合の比較例2について説明する。つまり、ガード電極340と受信電極群310とが近接して配置されている場合である。この場合、受信電極群310とガード電極340とが静電的に結合することで寄生容量Cprが発生する。ガード電極340と第2のタッチパネルの送信電極420との間には寄生容量Cpgが生じる。ガード電極340は接地インピーダンスRgで低インピーダンス点308、図ではグランドに接続される。検出は送信電極群320と受信電極群310との間の、寄生容量も含めた静電容量の変化を検出するため、Cprのような想定外の寄生容量の発生は感度の低下や誤動作の原因となる。また寄生容量Cprが発生することで、ガード電極340を経由して第2のタッチパネル400からの電気的ノイズが流入する。前述のようにガード電極340は接地インピーダンスRgで低インピーダンス点308に接続されている。しかし、基材303上を引き回した配線によって接続するため、Rgは必ずしも低く抑えられないこともある。そのような場合、受信電極群310とガード電極340とが寄生容量Cprを有すると、ガード電極340では逃がしきれなかった検出信号が分流し、寄生容量Cprを介して受信電極群310に伝播することがあり、誤動作の原因となる。
Next, a comparative example 2 in which the
このように、ガード電極340と離間領域330を併せて配置することで、複数のタッチパネルが近接して配置される場合であっても誤動作が生じにくい操作装置を提供することができる。
By thus arranging the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。 The embodiment of the present invention has been described above, but the above-described embodiment is merely an example for implementing the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.
201 操作装置
300 第1のタッチパネル
310 受信電極群
320 送信電極群
330 離間領域
340 ガード電極
400 第2のタッチパネル
410 受信電極
420 送信電極
201
Claims (7)
前記操作装置は、第1の前記タッチパネルと、前記第1のタッチパネルの操作領域に近接して配置された第2の前記タッチパネルとを備え、
前記第1のタッチパネルは、前記第2のタッチパネルの送信電極と最も近接する所定の領域に、低インピーダンス点に接続されたガード電極を有し、
前記ガード電極と前記第1のタッチパネルの受信電極との間に、離間領域を有する
操作装置。
An operation device including a transmission electrode and a reception electrode, including a touch panel that detects proximity of an object based on capacitance generated between the transmission electrode and the reception electrode,
The operation device includes: a first touch panel; and the second touch panel disposed in proximity to an operation area of the first touch panel,
The first touch panel has a guard electrode connected to a low impedance point in a predetermined area closest to the transmission electrode of the second touch panel,
An operating device having a separation area between the guard electrode and the receiving electrode of the first touch panel.
前記操作領域は前記表示装置の所定の表示領域に対する操作を受け付ける領域であり、
前記所定の領域は、前記表示領域内において前記第2のタッチパネルの送信電極と最も近接する領域である
請求項1記載の操作装置。
The operation device further includes a display device,
The operation area is an area for receiving an operation on a predetermined display area of the display device,
The operating device according to claim 1, wherein the predetermined area is an area closest to a transmission electrode of the second touch panel in the display area.
請求項1または2記載の操作装置。
The operating device according to claim 1, wherein the guard electrode is connected to a ground serving as the low impedance point.
請求項1ないし3のいずれかに記載の操作装置。
The operation device according to claim 1, wherein the separation area has a width larger than a separation distance between the reception electrode and the transmission electrode arranged adjacent to each other on the first touch panel.
請求項4記載の操作装置。
The operating device according to claim 4, wherein the separation region has a width substantially equal to a representative width of the guard electrode.
請求項1ないし5のいずれかに記載の操作装置。
The operation device according to claim 1, wherein the first touch panel includes a transmission electrode of the first touch panel between the guard electrode and a reception electrode of the first touch panel.
前記第1のタッチパネルの前記送信電極の引き出し線は前記くびれにおいてガード電極と交差する
請求項1ないし6のいずれかに記載の操作装置。 The guard electrode has a substantially rectangular shape having a plurality of constrictions,
The operating device according to claim 1, wherein a lead line of the transmission electrode of the first touch panel crosses a guard electrode at the constriction.
Priority Applications (1)
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