JP4889833B2 - 静電容量式タッチパネルの検査装置、及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルの不具合を検査する検査装置及び検査方法に関し、特に、静電容量式タッチパネルに適用可能な検査装置及び検査方法に関する。

銀行ＡＴＭ、携帯型情報端末、カーナビゲーションシステム、複合機等の電子機器の入力装置として、近年、タッチパネルが多く使用されている。これらタッチパネルのタイプには、抵抗を有する透明電極の電圧の変化を検出する抵抗膜式タッチパネル、フォトセンサに流れる電流の変化を測定する光学式タッチパネル、人体と検出電極との間における静電容量の変化を検出する静電容量式タッチパネル等が従来から知られている。これらタッチパネルの原理は、何れも接触時に発生する電気的特性の変化を検出するものである。従って、タッチパネルの検査を行う場合、通常、上記電気的特性の変化に異常がないかを確認する必要がある。

例えば、抵抗膜式タッチパネルの検査では、当該抵抗膜式タッチパネルを構成する一対の抵抗膜に電圧を印加し、所定入力位置に対応する出力電圧値（抵抗値）を測定する。出力電圧値が所定の閾値以下である場合、抵抗膜に印加する電圧の極性を切り替える。この一連の操作により、抵抗膜式タッチパネルの電気的特性（抵抗値）が測定され、良品か不良品かを判定することができる（例えば、特許文献１を参照）。

光学式タッチパネルの検査では、アレイ基板上に形成されたフォトセンサの所定領域に対して、光の照射／非照射を行う。この操作により、フォトセンサの電気的特性（電流値）が測定され、良品か不良品かを判定することができる（例えば、特許文献２を参照）。

上記特許文献１及び上記特許文献２は、測定する電気的特性として「電圧値（抵抗値）」と「電流値」とで相違するものの、何れもタッチパネルの導通状態を見ている点で共通する。そうすると、近年、需要が増している静電容量式タッチパネルにおいても、良品か不良品かの検査を行う場合、抵抗値等の導通状態を測定することが考えられる。

特開２００５−２７４２２５公報 特開２００８−３１０３７４号公報

ところが、静電容量式タッチパネルは、指などで触れた状態及び箇所をわずかな静電容量の変化（数ｐＦ程度）として捕えるため、特許文献１や特許文献２と同様の抵抗値や電流値の異常として電気的に確認することは実質的に不可能である。

一方、静電容量式タッチパネルの検査において、当該静電容量式タッチパネルをコントローラ（コントロールＩＣ）に実装した状態で導通状態を測定することも考えられる。この場合、コントローラ側において静電容量式タッチパネルの微少な静電容量の変化を間接的に測定することになる。ところが、この場合、コントローラ側に何らかの問題があっても、静電容量式タッチパネルとコントローラとを含む全体として不良と判断されてしまう。このため、タッチパネルメーカーには、静電容量式タッチパネルをコントローラに実装する前にタッチパネル単体で検査を実施することが望まれている。

また、静電容量式タッチパネルは外部ノイズ等の影響を受け易いという問題もある。このため、接触に伴う電圧や電流等の電気的特性の変化を正確に測定することも困難である。そして、静電容量式タッチパネルには通常多数の検出電極が設けられているため、検出結果が本当に検査対象の部分（パッド）に対応したものか判別することも困難である。

さらに、タッチパネルのセンサ面はタッチパネルの重要部分であるため、タッチパネルメーカーからは、検査目的であっても、センサ面を検査装置で直接触れることは避けたいとの要望も強い。

このように、現状においては、静電容量式タッチパネルの検査を確実に実施し得る検査装置や検査方法は未だ開発されていない。本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、静電容量式タッチパネルに好適に適用可能な検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る静電容量式タッチパネルの検査装置の特徴構成は、複数の電極を備えた静電容量式タッチパネルの検査装置であって、検査対象となる被測定電極と当該被測定電極に対抗する対抗電極のうちの特定対抗電極との間における静電容量の両端間の電圧を監視する監視手段と、監視結果に基づいて前記被測定電極の状態を判定する判定手段と、前記複数の電極に対して信号を個別に入力可能な信号入力手段と、を備え、前記信号入力手段は、前記被測定電極に対して検査パターン信号を入力するとともに、前記被測定電極及び前記特定対抗電極以外の電極に対して前記検査パターン信号と同期したパルス信号を入力し、ここで、前記検査パターン信号と前記パルス信号とを電位変化のない波形とし、それらの信号間の電位差の差分をゼロとすることで、前記被測定電極と前記特定対抗電極以外の対抗電極との間の電位差を強制的にゼロとすることにある。

背景技術の項目で説明したように、静電容量式タッチパネルにおいては、指などで触れた状態及び箇所をわずかな静電容量の変化（数ｐＦ程度）として捕えてしまうことに起因して、導通状態を抵抗値や電流値の異常として確認することは困難であった。また、静電容量式タッチパネルは外部ノイズ等の影響を受け易いため、検出結果が得られたとしても本当に検査対象の部分（パッド）に対応したものか判別することも困難であった。さらに、タッチパネルのセンサ面は重要部分であるため、検査目的であっても、センサ面を検査装置で直接触れることは避けたいとの要望も強い。

この点、本構成の静電容量式タッチパネルの検査装置は、被測定電極と対抗電極との間における静電容量の両端間の電圧を監視する方式を採用する。静電容量式タッチパネルにあっては、被測定電極と対抗電極とは平面視で交差しているが、断面視では所定の距離をおいて離間している。すなわち、両者は平面視における交差部で互いに接近した状態となっている。この接近部位においては、被測定電極と対抗電極とが一種のコンデンサとして作用し、両者の間に微少な静電容量を発生し得る。そこで、この微少な静電容量の変化を測定することができれば、被測定電極の状態（例えば、破断や短絡等）を判定することができる。特に、複数の対抗電極の中から測定対象の対抗電極（特定対抗電極）を選択すれば、被測定電極と特定対抗電極との間における静電容量の両端間の電圧を測定することができる。そして、被測定電極と特定対抗電極との接近部位における静電容量の変化は、制御側のスイッチ操作のみで測定し得るため、タッチパネルのセンサ面を直接検査装置で触れることなく、静電容量式タッチパネルを検査し得る。

しかし、ここで問題となるのが、静電容量式タッチパネルは外部ノイズ等の影響を受け易いことである。つまり、被測定電極と特定対抗電極とが接近する部位に発生する微少な静電容量を正確に検知するためには、被測定電極と特定対抗電極以外の対抗電極との間に発生する静電容量の影響をできる限り抑える必要がある。

この点、本構成の静電容量式タッチパネルの検査装置によれば、被測定電極及び特定対抗電極以外の電極に対して検査パターン信号と同期したパルス信号を入力し、ここで、検査パターン信号とパルス信号とを電位変化のない波形とし、それらの信号間の電位差の差分をゼロとすることで、被測定電極と特定対抗電極以外の対抗電極との間の電位差を強制的にゼロとするため、被測定電極と測定対象でない対抗電極との間においては電位差の差分が略ゼロとなる（Ｑ＝ＣＶにおいて、Ｖがゼロとなる）。このため、被測定電極と他の対抗電極との間の電位差を小さくすることが出来る。その結果、被測定電極と特定対抗電極との間に発生する静電容量以外に被測定電極と他の対抗電極との間に生じる余分な静電容量の影響を抑えて、正確な測定ができる。

本発明に係る静電容量式タッチパネルの検査装置において、前記判定手段は、前記被測定電極の導通状態を判定する導通判定部を備え、静電容量の両端間の電圧が基準電圧に達する時間の変化に基づいて、前記導通判定部が前記被測定電極は導通状態にないと判定した場合、前記監視手段は前記特定対抗電極を他の対抗電極に変更することが好ましい。

本構成の静電容量式タッチパネルの検査装置によれば、被測定電極が導通状態にないと判定した場合、監視手段は対抗電極を他の対抗電極に変更するため、被測定電極との間で導通状態にない対抗電極と被測定電極との間で導通状態にある対抗電極とを判定できる。その結果、被測定電極の非導通位置を特定検出することができる。

本発明に係る静電容量式タッチパネルの検査装置において、前記複数の電極を個別に接地させる接地手段を備え、前記接地手段が前記被測定電極以外の電極を接地させるとともに、前記信号入力手段が前記被測定電極に対して検査パターン信号を入力することが好ましい。

本構成の静電容量式タッチパネルの検査装置によれば、被測定電極以外の電極を接地させるとともに、被測定電極に対して検査パターン信号を入力する。従って、被測定電極と被測定電極以外の電極とが短絡している場合は、短絡部を伝わってグラウンドへと電流が漏洩するため、被測定電極と被測定電極以外の電極との間における静電容量に電位差が発生しない。被測定電極と被測定電極以外の電極とが短絡していない場合は、被測定電極と被測定電極以外の電極との間において静電容量が発生する。このようにして、被測定電極と被測定電極以外の電極とが短絡しているか否かを判定することができる。

本発明に係る静電容量式タッチパネルの検査装置において、前記判定手段は、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極との短絡を判定する短絡判定部を備え、前記接地手段は、前記被測定電極以外を全て接地させ、接地時の静電容量の両端間の電圧の変化に基づいて、前記短絡判定部が前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極とが短絡しているか否かを判定することが好ましい。

本構成の静電容量式タッチパネルの検査装置によれば、被測定電極以外の電極を全て接地させる。従って、被測定電極が被測定電極以外の電極と短絡している場合は被測定電極と被測定電極以外の電極との間における静電容量に電荷が充電されず、被測定電極が被測定電極以外の電極と短絡していない場合は被測定電極と被測定電極以外の電極との間における静電容量に電荷が充電される。その結果、被測定電極が被測定電極以外の電極と短絡しているか否かを判定することができる。

本発明に係る静電容量式タッチパネルの検査装置において、前記短絡判定部が、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極とが短絡していると判定した場合、前記電極の接地を１つずつ解除し、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極との間の静電容量が充電され電位差が発生するまで繰り返すことが好ましい。

本構成の静電容量式タッチパネルの検査装置によれば、被測定電極と被測定電極以外の電極とが短絡していると判定した場合、電極の接地を１つずつ解除し、被測定電極と被測定電極以外の電極との間に静電容量が発生するまで繰り返すため、短絡状態にある被測定電極を特定できる。その結果、被測定電極と短絡している電極を特定することが出来る。

上記課題を解決するための本発明に係る静電容量式タッチパネルの検査方法の特徴構成は、複数の電極を備えた静電容量式タッチパネルの検査方法であって、検査対象となる被測定電極と当該被測定電極に対抗する対抗電極のうちの特定対抗電極との間における静電容量の両端間の電圧を監視する監視工程と、監視結果に基づいて前記被測定電極の状態を判定する判定工程と、前記複数の電極に対して信号を個別に入力する信号入力工程と、を包含し、前記信号入力工程において、前記被測定電極に対して検査パターン信号を入力するとともに、前記被測定電極及び前記特定対抗電極以外の電極に対して前記検査パターン信号と同期したパルス信号を入力し、ここで、前記検査パターン信号と前記パルス信号とを電位変化のない波形とし、それらの信号間の電位差の差分をゼロとすることで、前記被測定電極と前記特定対抗電極以外の対抗電極との間の電位差を強制的にゼロとすることにある。

本構成の静電容量式タッチパネルの検査方法は、上述した静電容量式タッチパネルの検査装置と実質的に同じ作用効果を奏する。すなわち、本構成の静電容量式タッチパネルの検査方法は、被測定電極と対抗電極との間における静電容量の両端間の電圧を監視する方式を採用する。静電容量式タッチパネルにあっては、被測定電極と対抗電極とは平面視で交差しているが、断面視では所定の距離をおいて離間している。すなわち、両者は平面視における交差部で互いに接近した状態となっている。この接近部位においては、被測定電極と対抗電極とが一種のコンデンサとして作用し、両者の間に微少な静電容量を発生し得る。そこで、この微少な静電容量の変化を測定することができれば、被測定電極の状態（例えば、破断や短絡等）を判定することができる。特に、複数の対抗電極の中から測定対象の対抗電極（特定対抗電極）を選択すれば、被測定電極と特定対抗電極との間における静電容量の両端間の電圧を測定することができる。そして、被測定電極と特定対抗電極との接近部位における静電容量の変化は、制御側のスイッチ操作のみで測定し得るため、タッチパネルのセンサ面を直接検査装置で触れることなく、静電容量式タッチパネルを検査し得る。

しかし、ここで問題となるのが、静電容量式タッチパネルは外部ノイズ等の影響を受け易いことである。つまり、被測定電極と特定対抗電極とが接近する部位に発生する微少な静電容量を正確に検知するためには、被測定電極と特定対抗電極以外の対抗電極との間に発生する静電容量の影響をできる限り抑える必要がある。

この点、本構成の静電容量式タッチパネルの検査方法によれば、被測定電極及び特定対抗電極以外の電極に対して検査パターン信号と同期したパルス信号を入力し、ここで、検査パターン信号とパルス信号とを電位変化のない波形とし、それらの信号間の電位差の差分をゼロとすることで、被測定電極と特定対抗電極以外の対抗電極との間の電位差を強制的にゼロとするため、被測定電極と測定対象でない対抗電極との間においては電位差の差分が略ゼロとなる（Ｑ＝ＣＶにおいて、Ｖがゼロとなる）。このため、被測定電極と他の対抗電極との間の電位差を小さくすることが出来る。その結果、被測定電極と特定対抗電極との間に発生する静電容量以外に被測定電極と他の対抗電極との間に生じる余分な静電容量の影響を抑えて、正確な測定ができる。

本発明に係る静電容量式タッチパネルの検査方法において、前記判定工程において、前記被測定電極の導通状態を判定する導通判定工程を実行し、静電容量の両端間の電圧が基準電位に達する時間の変化に基づいて、前記導通判定工程において、前記被測定電極は導通状態にないと判定した場合、前記監視工程において、前記対抗電極を他の対抗電極に変更することが好ましい。

本構成の静電容量式タッチパネルの検査方法は、上述した静電容量式タッチパネルの検査装置と実質的に同じ作用効果を奏する。すなわち、本構成の静電容量式タッチパネルの検査方法によれば、被測定電極が導通状態にないと判定した場合、監視工程において、対抗電極を他の対抗電極に変更するため、被測定電極との間で導通状態にない対抗電極と被測定電極との間で導通状態にある対抗電極とを判定できる。その結果、被測定電極の非導通位置を特定検出することができる。

本発明に係る静電容量式タッチパネルの検査方法において、前記複数の電極を個別に接地させる接地工程を包含し、前記接地工程において、前記被測定電極以外の電極を接地させるとともに、前記信号入力工程において、前記被測定電極に対して検査パターン信号を入力することが好ましい。

本構成の静電容量式タッチパネルの検査方法は、上述した静電容量式タッチパネルの検査装置と実質的に同じ作用効果を奏する。すなわち、本構成の静電容量式タッチパネルの検査方法によれば、被測定電極以外の電極を接地させるとともに、被測定電極に対して検査パターン信号を入力する。従って、被測定電極と被測定電極以外の電極とが短絡している場合は、短絡部を伝わってグラウンドへと電流が漏洩するため、被測定電極と被測定電極以外の電極との間における静電容量に電位差が発生しない。被測定電極と被測定電極以外の電極とが短絡していない場合は、被測定電極と被測定電極以外の電極との間において静電容量が発生する。このようにして、被測定電極と被測定電極以外の電極とが短絡しているか否かを判定することができる。

本発明に係る静電容量式タッチパネルの検査方法において、前記判定工程において、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極との短絡を判定する短絡判定工程を実行し、前記接地工程において、前記被測定電極以外を全て接地させ、接地時の静電容量の両端間の電圧の変化に基づいて、前記短絡判定において、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極とが短絡しているか否かを判定することが好ましい。

本構成の静電容量式タッチパネルの検査方法は、上述した静電容量式タッチパネルの検査装置と実質的に同じ作用効果を奏する。すなわち、本構成の静電容量式タッチパネルの検査方法によれば、被測定電極以外の電極を全て接地させる。従って、被測定電極が被測定電極以外の電極と短絡している場合は被測定電極と被測定電極以外の電極との間における静電容量に電荷が充電されず、被測定電極が被測定電極以外の電極と短絡していない場合は被測定電極と被測定電極以外の電極との間における静電容量に電荷が充電される。その結果、被測定電極が被測定電極以外の電極と短絡しているか否かを判定することができる。

本発明に係る静電容量式タッチパネルの検査方法において、前記短絡判定工程において前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極とが短絡していると判定した場合、前記被測定電極以外の接地を１つずつ外し、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極との間の静電容量が充電され電位差が発生するまで繰り返すことが好ましい。

本構成の静電容量式タッチパネルの検査方法は、上述した静電容量式タッチパネルの検査装置と実質的に同じ作用効果を奏する。すなわち、本構成の静電容量式タッチパネルの検査方法によれば、被測定電極と被測定電極以外の電極とが短絡していると判定した場合、電極の接地を１つずつ解除し、被測定電極と被測定電極以外の電極との間に静電容量が発生するまで繰り返すため、短絡状態にある被測定電極を特定できる。その結果、被測定電極と短絡している電極を特定することが出来る。

本発明に係る実施形態の静電容量式タッチパネルの検査装置を概略的に示した平面図である。 図１で示された領域Ａ周辺の拡大模式図である。 静電容量検出回路の説明図である。 検査パターン信号とパルス信号とを示す模式図である。 被測定電極の導通状態を判定する手順を示す模式図である。 被測定電極と被測定電極以外の電極との短絡を判定する手順を示す模式図である。

図１〜図６を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図せず、当該構成と均等な構成も含む。

〔静電容量式タッチパネルの検査装置〕
図１は、本発明に係る実施形態の静電容量式タッチパネル１の検査装置１００を概略的に示した平面図である。本実施形態において、検査対象となる静電容量式タッチパネル１は、９個の水平電極Ｘ０〜Ｘ８と、７個の垂直電極Ｙ０〜Ｙ６とを備えている。そして、各水平電極Ｘ０〜Ｘ８から図中下方に９本のリード線ａ０〜ａ８が夫々延伸し、各垂直電極Ｙ０〜Ｙ６から図中側方に７本のリード線ｂ０〜ｂ６が夫々延伸する。なお、静電容量式タッチパネル１において、リード線ａ０〜ａ８の夫々は、水平電極Ｘ０〜Ｘ８の夫々の一部を構成し、リード線ｂ０〜ｂ６の夫々は、垂直電極Ｙ０〜Ｙ６の夫々の一部を構成する。更に、リード線ａ０〜ａ８の各々はリード線ｂ０〜ｂ６の各々と平面視で交差しているが、断面視では所定の距離をおいて離間している。すなわち、両者は平面視における交差部で互いに接近した状態となっている。この接近部がコンデンサとして機能し、静電容量が発生し得る。

検査装置１００は、主要な構成要素として、静電容量検出回路（監視手段）１０、状態判定部（判定手段）２０を備えている。静電容量検出回路１０は、検査対象となる被測定電極２と被測定電極２に対抗する対抗電極３のうちの測定対象となる対抗電極（特定対抗電極４）との間（前述の接近部）における静電容量の両端間の電圧を監視する。静電容量検出回路１０は、プログラマブルロジックデバイス（ＦＰＧＡ）を含むように構成される。静電容量検出回路１０がＦＰＧＡの機能を備えることにより、水平電極Ｘ０〜Ｘ８及び垂直電極Ｙ０〜Ｙ６を、夫々個別にスイッチングすることが容易となる。また、静電容量検出回路１０は、複数の電極に対して信号を個別に入力する信号入力手段として、更に、被測定電極２に対して検査パターン信号を入力するとともに、被測定電極２及び特定対抗電極４以外の電極に対して検査パターン信号と同期したパルス信号を入力する信号入力手段として機能する。更にまた、静電容量検出回路１０は、複数の電極を個別に接地させる接地手段として機能する。

被測定電極２は、水平電極Ｘ０〜Ｘ８及び垂直電極Ｙ０〜Ｙ６のうち検査対象となる任意の電極である。対抗電極３は、被測定電極２に対抗して配置されている。例えば、被測定電極２が垂直電極Ｙ０〜Ｙ６のうちの一つの場合、対抗電極３は水平電極Ｘ０〜Ｘ８の全てである。また、被測定電極２が水平電極Ｘ０〜Ｘ８のうちの一つの場合、対抗電極３は垂直電極Ｙ０〜Ｙ６の全てである。ここで、例えば、Ｙ６を被測定電極２とする場合、対抗電極Ｘ０〜Ｘ８の中から測定対象の対抗電極を特定対抗電極４として選択する。

状態判定部２０は、静電容量検出回路１０の監視結果に基づいて被測定電極２の状態を判定する。状態判定部２０は、被測定電極２の導通状態を判定する導通判定部３０と被測定電極２と被測定電極２以外の電極との短絡を判定する短絡判定部４０とを備える。

なお、図１において、○印で囲まれた領域Ａは、被測定電極２から延伸するリード線ｂ６と特定対抗電極４から延伸するリード線ａ０とが接近する領域を示す。

図２は、図１で示された領域Ａ周辺の拡大模式図である。（ａ）は、領域Ａ周辺の詳細を示す。静電容量式タッチパネル１は、リード線ａ０に接続されたセンサ部ｃ１、ｃ２と、リード線ａ１に接続されたセンサ部ｃ３、ｃ４と、リード線ｂ５に接続されたセンサ部ｄ１、ｄ２と、リード線ｂ６に接続されたセンサ部ｄ３、ｄ４とを含む。センサ部ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４は静電容量式タッチパネル１への接触を、当該接触物とセンサ部ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４との間に発生する静電容量の変化として検知し、静電容量式タッチパネル１への接触位置を出力する。（ｂ）は、（ａ）の中に示した領域Ｂの拡大斜視図である。リード線ａ０とリード線ｂ６とは近接している。（ｃ）は、（ａ）の中に示した領域Ｂのリード線ｂ６に沿った断面図である。リード線ａ０とリード線ｂ６との間に静電容量が発生する。

図３は、静電容量検出回路１０の説明図である。（ａ）は、静電容量検出回路１０の回路図であり、（ｂ）は被測定電極２と特定対抗電極４との間における静電容量の両端間の電圧の経時変化を示すグラフの一例である。静電容量検出回路１０は、被測定電極２と特定対抗電極４との間における静電容量の両端間の電圧を監視する。静電容量検出回路１０は、リード線ａ０〜ａ８のライン電位（すなわち、各水平電極Ｘ０〜Ｘ８とグラウンドとの間における静電容量の両端間の電圧）と、リード線ｂ０〜ｂ６のライン電位（すなわち、各垂直電極Ｙ０〜Ｙ６とグラウンドとの間における静電容量の両端間の電圧）とを同時に監視可能とするために、回路構成を集積化するか、あるいは回路自体を複数個設けることも可能である。

被測定電極２（例えばリード線ｂ６）と特定対抗電極４（例えばリード線ａ０）とはオペアンプ１１の一方の入力に接続され、被測定電極２と特定対抗電極４との間における静電容量の両端間の電圧に相当する被測定電位（Ｖｍ）と基準電位（Ｖｒｅｆ）との電位差が常時監視される。なお、図３（ａ）中のＶｃｃは静電容量検出回路１０の電源電位である。

検査を行う前に、先ずスイッチ１２をＯＮにしてグラウンドに接続し、被測定電極２と特定対抗電極４との被測定電位（Ｖｍ）が夫々略ゼロとなるように完全に放電させる（放電状態）。このとき、基準電位（Ｖｒｅｆ）が被測定電位（Ｖｍ）を上回るため、図３（ｂ）の上段に示したように、オペアンプ１１から出力される信号はＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わる。

次に、被測定電極２に電位を加える。被測定電極２に電位が加わると、被測定電極２の被測定電位（Ｖｍ）（静電容量の両端間の電圧）が時間の経過とともに徐々に上昇する。このとき、電源電位（Ｖｃｃ）とグラウンドとの間に設けた第１可変抵抗１３の抵抗値と第２可変抵抗１４の抵抗値との比率を適宜変更することにより、静電容量の両端間の電圧を完全な充電状態にしたり、あるいは任意の電圧にプリセットしたりすることができる。

被測定電位（Ｖｍ）が基準電位（Ｖｒｅｆ）を超えると、オペアンプ１１から出力される信号はＨｉｇｈからＬｏｗに切り替わる。従って、オペアンプ１１からＨｉｇｈ信号が出力されている時間ｔが、被測定電極２と特定対抗電極４とにおける静電容量の両端間の電圧が放電状態から基準電位（Ｖｒｅｆ）に達するのに要した時間ｔとなる。被測定電極２のリード線が正常（すなわち、良品）であれば、この時間ｔは一定の範囲内に収まる。一方、被測定電極２のリード線が切れかかっていたり、断線していたり、あるいは他のリード線と短絡していたりすると、時間ｔが異常に長くなるか、あるいは静電容量の両端間の電圧が基準電位（Ｖｒｅｆ）に達しないため時間ｔを測定できなくなる。従って、時間ｔを測定することにより、静電容量式タッチパネル１の正常又は異常を判定が可能となる。

本発明では、静電容量式タッチパネル１の正常又は異常を、状態判定部２０で判定する。状態判定部２０は、例えば、汎用のパーソナルコンピュータで構成することができる。

状態判定部２０は、被測定電極２へ電位を加え、被測定電極２と特定対抗電極４との間における静電容量の両端間の電圧を放電状態から充電する際、静電容量の両端間の電圧が所定時間範囲内で基準電位（Ｖｒｅｆ）に達したか否かに基づいて判断を行う。例えば、静電容量の両端間の電圧が基準電圧に達する時間が所定時間範囲より長い場合は、被測定電極２は導通状態にないと判定する。従って、被測定電極２のリード線が切れかかっていたり、あるいは断線していたりすることが判明する。

また、静電容量検出回路１０が、被測定電極２以外の電極を全て接地させておいた場合には、接地時の静電容量の両端間の電圧の変化に基づいて、状態判定部２０は、被測定電極２と被測定電極２以外の電極とが短絡しているか否かを判定する。例えば、被測定電極２が被測定電極２以外の電極と短絡している場合は被測定電極２と被測定電極２以外の電極との間における静電容量に電荷が充電されない。一方、被測定電極２が被測定電極２以外の電極と短絡していない場合は被測定電極２と被測定電極２以外の電極との間における静電容量に電荷が充電される。

さらに、静電容量検出回路１０が、被測定電極２以外の電極を接地させるとともに、被測定電極２に対して検査パターン信号を入力する。被測定電極２と被測定電極２以外の電極とが短絡している場合は、短絡部を伝わってグラウンドへと電流が漏洩するため、被測定電極２と被測定電極２以外の電極との間における静電容量に電位差が発生しない。被測定電極２と被測定電極２以外の電極とが短絡していない場合は、被測定電極２と被測定電極２以外の電極との間において静電容量に電位差が発生する。このようにして、被測定電極２と被測定電極２以外の電極とが短絡しているか否かを判定することができる。

状態判定部２０が行う別の判定手法として、例えば、リード線における静電容量を充電する際、当該静電容量の両端間の電圧が基準電位（Ｖｒｅｆ）に達する時間に基づいて、静電容量式タッチパネル１の正常度を求めることもできる。例えば、状態判定部２０は、静電容量の両端間の電圧が基準電位（Ｖｒｅｆ）に達した時間を数値化し、測定した数値が所定の設定値に近いほど静電容量式タッチパネル１は正常であると判断する。この場合、静電容量式タッチパネル１の微妙な状態まで知ることができるため、より精密な検査を実施することができる。

上記基準電位（Ｖｒｅｆ）は、例えば、正常な静電容量を有するリード線が完全に充電されたときに測定される電位の０．１〜０．９倍の値に設定される。上記所定時間範囲は、例えば、正常な値を有する特定部位の静電容量が、基準電位（Ｖｒｅｆ）まで充電されるのに要する時間の０．３〜２．０倍に設定される。この範囲であれば、充電時に外部ノイズ等の影響を受け難いため、図３（ｂ）の静電容量の両端間の電圧の経時変化のグラフの再現性が良好となり、正確な判断を行うことができる。

このように本構成の静電容量式タッチパネル１の検査装置１００を用いれば、被測定電極２と特定対抗電極４との間における静電容量の両端間の電圧を測定することができる。そして、被測定電極２と特定対抗電極４との接近部位における静電容量の変化は、制御側のスイッチ操作のみで測定し得るため、タッチパネルのセンサ面を直接検査装置１００で触れることなく、静電容量式タッチパネル１を検査し得る。

ところで、本発明の静電容量式タッチパネルの検査装置１００は、被測定電極２と対抗電極３とが接近する部位に発生する微少な静電容量を検知する方式であるため、被測定電極２と特定対抗電極４との間に発生する静電容量のみを監視するためには、被測定電極２と特定対抗電極４以外の対抗電極３との間に発生する静電容量の影響を出来る限り抑える必要がある。そこで、本発明では、静電容量検出回路１０により被測定電極２に対して検査パターン信号を入力するとともに、被測定電極２及び特定対抗電極４以外の電極に対しては、図４に示すような検査パターン信号と同期したパルス信号を入力する。これにより、被測定電極２と特定対抗電極４以外の対抗電極３との間においては、電位差の差分が略ゼロとなるため（Ｑ＝ＣＶにおいて、Ｖがゼロとなるため）、静電容量に電位差が生じない。その結果、被測定電極２と特定対抗電極４との間に発生する静電容量以外に被測定電極２と他の対抗電極３との間に生じる余分な静電容量の影響を抑えて、正確な測定ができる。

〔静電容量式タッチパネルの検査方法〕
上述した本発明の静電容量式タッチパネル１の検査装置１００を用いることにより、本発明の静電容量式タッチパネル１の検査方法を実施することができる。以下、本発明の静電容量式タッチパネル１の検査方法の具体例として、被測定電極２の導通状態を判定する手順と被測定電極２と対抗電極３との短絡を判定する手順とを説明する。

＜第１実施形態＞
図５は、被測定電極２の導通状態を判定する手順を示す模式図である。導通状態を判定する手順は、工程１から工程３によって実行される。図５において、（ａ）〜（ｃ）は、夫々工程１〜工程３に対応する。また、図５において、リード線ｂ６上の×印は、リード線ｂ６の断線部分を示す。

工程１：静電容量検出回路１０は、被測定電極２としてリード線ｂ６、特定対抗電極４としてリード線ａ０を選択し、静電容量の両端間の電圧が所定時間内に基準電圧に達するか否かを監視する。監視結果に基づいて被測定電極２の状態を判定する。ここでは、所定時間内に基準電圧に達しないため、導通判定部３０が、被測定電極２はリード線ａ０に対して導通状態にないと判定する。静電容量検出回路１０は特定対抗電極４を他の対抗電極（リード線ａ１）に変更する。

工程２：静電容量検出回路１０は、特定対抗電極４としてリード線ａ１を選択し、静電容量の両端間の電圧が所定時間内に基準電圧に達するか否かを監視する。ここでは、所定時間より早く基準電圧に達するため、導通判定部３０が、被測定電極２はリード線ａ１に対して導通状態にないと判定する。静電容量検出回路１０は特定対抗電極４を他の対抗電極（リード線ａ２）に変更する。

工程３：静電容量検出回路１０は、特定対抗電極４としてリード線ａ２を選択し、静電容量の両端間の電圧が所定時間内に基準電圧に達するか否かを監視する。ここで、所定時間内に基準電圧に達したため、導通判定部３０が、被測定電極２はリード線ａ２に対して導通状態にあると判定する。

上述のように、静電容量検出回路１０は、被測定電極２と特定対抗電極４との間における静電容量の両端間の電圧が所定時間内に基準電圧に達するか否かを監視し、所定時間より早く基準電圧に達する場合は、導通判定部３０が、被測定電極２は特定対抗電極４に対して導通状態にないと判定する。このように、導通状態にあるか否かを検査し得る。また、被測定電極２は導通状態にないと判定した場合、特定対抗電極４を他の対抗電極に順次変更し、所定時間内に基準電圧に達するか否かを監視することで、被測定電極２との間で導通状態にない対抗電極３と被測定電極２との間で導通状態にある対抗電極３とを判定できる。図５で示した手順によれば、被測定電極２と導通状態にない対抗電極はリード線ａ０とリード線ａ１であり、被測定電極２と導通状態にある対抗電極はリード線ａ２である。従って、リード線ｂ６のうち、リード線ａ１と近接する部分とリード線ａ２と近接する部分との間で断線が生じているとして、断線位置を特定し得る。

＜第２実施形態＞
図６は、被測定電極２と被測定電極２以外の電極との短絡を判定する手順を示す模式図である。導通状態を判定する手順は、工程１〜工程３によって実行される。図６において、（ａ）〜（ｃ）は、夫々工程１〜工程３に対応する。また、図６において、リード線ｂ６上の黒丸印は、リード線ａ１とリード線ｂ６との短絡部分を示す。

工程１：静電容量検出回路１０は、被測定電極２以外の電極を全て接地させる。被測定電極２がリード線ａ１と短絡している場合、接地時の静電容量には充電されず、被測定電極２の電位は基準電位（Ｖｒｅｆ）まで充電されない。従って、短絡判定部４０は被測定電極２と被測定電極２以外の電極とが短絡しているか否かを判定し得る。

工程２：短絡判定部４０によって、被測定電極２が被測定電極２以外の電極の何れかと短絡していると判定された場合、静電容量検出回路１０は被測定電極２以外の電極のうちの一つの電極（例えば、リード線ａ０）の接地を解除する。被測定電極２がリード線ａ１と短絡しているため、接地時の静電容量には充電されず、被測定電極２の電位は基準電位（Ｖｒｅｆ）まで充電されない。

工程３：短絡判定部４０によって、被測定電極２と被測定電極２以外の電極とが短絡していると判定された場合、静電容量検出回路１０は電極（例えば、リード線ａ１）の接地を解除する。被測定電極２がリード線ａ１と短絡しているため、接地時の静電容量には充電され、被測定電極２の電位は基準電位（Ｖｒｅｆ）まで充電される。その結果、被測定電極２がリード線ａ１と短絡していることを確認することができる

このように、本発明の静電容量式タッチパネルの検査方法を実行すれば、被測定電極２以外の電極を全て接地させる。従って、被測定電極２が被測定電極２以外の電極と短絡している場合は被測定電極２と被測定電極２以外の電極との間における静電容量に電荷が充電されず、被測定電極２が被測定電極２以外の電極と短絡していない場合は被測定電極２と被測定電極２以外の電極との間における静電容量に電荷が充電される。その結果、被測定電極２が被測定電極２以外の電極と短絡しているか否かを判定することができる。更に、被測定電極２と被測定電極２以外の電極とが短絡していると判定した場合、電極の接地を１つずつ解除し、被測定電極２と被測定電極２以外の電極との間に静電容量が発生するまで繰り返すため、被測定電極２と短絡状態にある電極を特定できる。その結果、被測定電極２と短絡している電極を特定することが出来る。

〔別実施形態〕
＜１＞本発明の実施形態では、リード線ａ０〜ａ８（対抗電極）とリード線ｂ０〜ｂ６（被測定電極）とが平面視で直交した状態で近接する静電容量式タッチパネル１に対する検査装置１００を説明した。しかし、リード線ａ０〜ａ８とリード線ｂ０〜ｂ６とが接近する限りは静電容量が発生し得ることから、例えば、リード線ａ０〜ａ８とリード線ｂ０〜ｂ６とが平面視で鋭角に交差する静電容量式タッチパネルについても検査は可能である。従って、このような平面視で鋭角に交差する静電容量式タッチパネルに対して行う検査装置及び検査方法も、当然本発明に含まれる。

＜２＞本発明の実施形態では、静電容量式タッチパネルの連続検査を行うにあたり、検査対象を一つのリード線から隣接する方向に順番に移動させて全てのリード線について検査を行っているが、予め検査対象となるリード線をコンピュータに登録しておき、コンピュータプログラムの実行に従って、特定のリード線のみの検査を行うようにすることも可能である。この場合、例えば、不良の確率が低いリード線については検査を省略し、必要なリード線のみの検査を行えるので、一定の信頼性を担保しつつ検査スピードを向上させることができる。

＜３＞本発明の静電容量式タッチパネルの検査装置、及び検査方法においては、複数のＦＰＧＡを使用し、これらを同期させることにより、複数の静電容量式タッチパネルを組み合わせた大型の静電容量式タッチパネルの検査を行うことも可能である。

＜４＞本発明の静電容量式タッチパネルの検査装置、及び検査方法は、静電容量式タッチパネルの検査に好適に適用し得るものであるが、静電容量の変化を利用する他の電子機器の検査においても利用可能である。

本発明の静電容量式タッチパネルの検査装置、検査方法、及び検査シートは、例えば、銀行ＡＴＭ、携帯型情報端末、カーナビゲーションシステム、複合機等の電子機器の入力装置の検査において利用可能である。

１ 静電容量式タッチパネル
２ 被測定電極
３ 対抗電極
４ 特定対抗電極
１０ 静電容量検出回路（監視手段、信号入力手段、接地手段）
２０ 状態判定部（判定手段）
３０ 導通判定部
４０ 短絡判定部
１００ 静電容量式タッチパネルの検査装置

Claims (10)

1. 複数の電極を備えた静電容量式タッチパネルの検査装置であって、
   検査対象となる被測定電極と当該被測定電極に対抗する対抗電極のうちの特定対抗電極との間における静電容量の両端間の電圧を監視する監視手段と、
   監視結果に基づいて前記被測定電極の状態を判定する判定手段と、
   前記複数の電極に対して信号を個別に入力可能な信号入力手段と、を備え、
   前記信号入力手段は、前記被測定電極に対して検査パターン信号を入力するとともに、前記被測定電極及び前記特定対抗電極以外の電極に対して前記検査パターン信号と同期したパルス信号を入力し、ここで、前記検査パターン信号と前記パルス信号とを電位変化のない波形とし、それらの信号間の電位差の差分をゼロとすることで、前記被測定電極と前記特定対抗電極以外の対抗電極との間の電位差を強制的にゼロとする静電容量式タッチパネルの検査装置。
2. 前記判定手段は、前記被測定電極の導通状態を判定する導通判定部を備え、
   静電容量の両端間の電圧が基準電圧に達する時間の変化に基づいて、前記導通判定部が前記被測定電極は導通状態にないと判定した場合、前記監視手段は前記特定対抗電極を他の対抗電極に変更する請求項１に記載の静電容量式タッチパネルの検査装置。
3. 前記複数の電極を個別に接地させる接地手段を備え、
   前記接地手段が前記被測定電極以外の電極を接地させるとともに、前記信号入力手段が前記被測定電極に対して検査パターン信号を入力する請求項１に記載の静電容量式タッチパネルの検査装置。
4. 前記判定手段は、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極との短絡を判定する短絡判定部を備え、
   前記接地手段は、前記被測定電極以外の電極を全て接地させ、
   接地時の静電容量の両端間の電圧の変化に基づいて、前記短絡判定部が前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極とが短絡しているか否かを判定する請求項３に記載の静電容量式タッチパネルの検査装置。
5. 前記短絡判定部が、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極とが短絡していると判定した場合、電極の接地を１つずつ解除し、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極との間に静電容量が発生するまで繰り返す請求項４に記載の静電容量式タッチパネルの検査装置。
6. 複数の電極を備えた静電容量式タッチパネルの検査方法であって、
   検査対象となる被測定電極と当該被測定電極に対抗する対抗電極のうちの特定対抗電極との間における静電容量の両端間の電圧を監視する監視工程と、
   監視結果に基づいて前記被測定電極の状態を判定する判定工程と、
   前記複数の電極に対して信号を個別に入力する信号入力工程と、を包含し、
   前記信号入力工程において、前記被測定電極に対して検査パターン信号を入力するとともに、前記被測定電極及び前記特定対抗電極以外の電極に対して前記検査パターン信号と同期したパルス信号を入力し、ここで、前記検査パターン信号と前記パルス信号とを電位変化のない波形とし、それらの信号間の電位差の差分をゼロとすることで、前記被測定電極と前記特定対抗電極以外の対抗電極との間の電位差を強制的にゼロとする静電容量式タッチパネルの検査方法。
7. 前記判定工程において、前記被測定電極の導通状態を判定する導通判定工程を実行し、
   静電容量の両端間の電圧が基準電位に達する時間の変化に基づいて、前記導通判定工程において、前記被測定電極は導通状態にないと判定した場合、前記監視工程において、前記特定対抗電極を他の対抗電極に変更する請求項６に記載の静電容量式タッチパネルの検査方法。
8. 前記複数の電極を個別に接地させる接地工程を包含し、
   前記接地工程において、前記被測定電極以外の電極を接地させるとともに、前記信号入力工程において、前記被測定電極に対して検査パターン信号を入力する請求項６に記載の静電容量式タッチパネルの検査方法。
9. 前記判定工程において、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極との短絡を判定する短絡判定工程を実行し、
   前記接地工程において、前記被測定電極以外の電極を全て接地させ、
   接地時の静電容量の両端間の電圧の変化に基づいて、前記短絡判定工程において、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極とが短絡しているか否かを判定する請求項８に記載の静電容量式タッチパネルの検査方法。
10. 前記短絡判定工程において、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極とが短絡していると判定した場合、電極の接地を１つずつ解除し、前記被測定電極と前記被測定電極以外の電極との間に静電容量が発生するまで繰り返す請求項９に記載の静電容量式タッチパネルの検査方法。

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