JPS6367503A - 静電容量型の座標検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は産業用、又は民生用の情報処理装置の入力装置
として用いられる静電容量型の座標検出装置に関するも
のである。

〔従来の技術と問題点〕

静電容量を利用して指示された位置を検出する装置の人
体等が指示する接触部は、ｔ＆だけ存在すればよく、従
来周知のキースイッチの如き機械的な接点を必要としな
いので透明な導電性Ｈ膜を蒸着した電極基板を用いて、
検出パネルの透明化が容易に可能となる。

そのため表示装置等と組合わされて、情報入力手段とし
て近年注目を集めている。

すなわち表示装置の表示面前面に透明化された位置検出
用のパネルを設置し、情報の表示位ｔに対応するパネル
上の接触部？指示することによりン望の情報を入力する
ものである。

このような座標検出装置に用いられている座標検出パネ
ルｙａ−第３図、及び第４図に示す。

すなわち、第４図は静１！各ｆ型の座像検出パネルのＡ
−Ｘ断面（第３図）における断面図である。

また第３図は、静電容量型の座標検出パネルの構成要素
であるプラスチックフィルム基板上に、検出電極を＠層
した状態における斜視図である。

第３図において１０は例えば、従来ガラス基板であって
、そのガラス基板の上には多数の検出電極ＸＸ、及び１
２が行列状に配置され、それら検出電極１１．及び１２
は、リード部分１３．及び１４により検出回路に接続さ
れる。各検出電極１１、及び１２の表面には誘電体の被
膜が形成され、通常は１対の検出電極は、ある微小な静
電容量でもって結合している。その１対の検出電極部の
中間部分を指で接触することにより、検出電極間の静電
容量に指の静電容量を付加して、検出電極間のＷ［容量
の変化がも１こらブれる。ところで、このような購造の
静電容量型の座標検出パネルでは、誘電体の誘′に率に
より、又、厚さにエリ検出感度は大さく左右される。従
来はガラス基板に、誘電体乞薄く蒸着していたが、製作
費用が高価であり、ガラス基板を工重く、割れやすいと
いう欠点があった。−万、プラスチック基板は軽く割れ
にくい＠徴を持つがプラスチック基板上の４電膜はガラ
ス基板への密着力より弱くレユがれやすい。この上に誘
電体を蒸着することは、さらに密着力の弱い誘電体の被
膜を形成するので問題があった。

〔問題を解決するための手段〕

本発明者は、これらの問題点を解決する為、検討を重ね
、本発明に至った。

即ち本発明では軽くて、割れ難く、製作費用が安価であ
り、誘電体の被膜の密着力が強く、高感度である静電容
量型の座標検出装置ン提供する。

本発明による静電容量型の座標検出パネルの基板にはプ
ラスチックフィルム基板を使用する。

プラスチックフィルム基板上に検出すべき座標に対応し
て隣接配置した複数の検出［極は、蒸着。

及びパターンニングの工程を経て形成されるため、プラ
スチックフィルム基板と検出１！極との密着力は弱いの
で、プラスチックフィルム基板の検出′電極が形成され
た面に、さらに適当な厚さの高分子誘電体の被膜をコー
ティングして補強する。

検出電極の表面に高分子誘電体の被膜がコーティングさ
れると、高分子誘電体の誘１を率し工、蒸着で形成され
る無機物の誘電体の誘電率よりも低いので、位置を入力
しようとして指を検出電極に近づけると、指と検出を極
との静電的なカップリングが小さくなり、従来の静電容
量検量回路では検出できない。

このため、本発明では（１）静電容量型の座標検出パネ
ルと、（２）該１ｏｔ容量型の座標検出パネルを時定数
の決定委素のコンデンサーとして含むミラー積分回路部
と、（３ノミラ一積分回路部を含み、さらにミラー積分
回路部の出力信号をミラー積分回路部の入力に正帰還す
るためのパルス発生回路部を含む発幾口路部と、（４）
　Ｆ　−Ｖ変換回路部と、を備える靜醒容ｆ型の座標検
出回路を用いる。

本発明による静電容量型の座標検出パネルと、該座標検
出パネルを含む静電容量型の座標検出回路と、を用いて
本発明の静電容量型の座標検出装置をｔ４成する。

以下、不発明を実施例を用いて説明する。

第１図は本発明の１実施例〉概念的に説明するブロック
図である。

第１図において、静電容量型の座標検出パネル２に形成
された１対の検出電極１１．及び１２（第３図に示す）
の電極間の容量を等制約に可変コンデンサ１と見なす。

増幅回路６０入力電圧信号は抵抗５を経由して与えられ
、また増幅回路６の出力信号は可変コンデンサ１を経由
して抵抗５と増幅回路６０入力と７結ぶ配線に負帰還感
れる。

即ち増幅回路６と、抵抗５と、可変コンデンサ１　　゛
は周知のミラー積分回路部３Ｙｆｆｉ？成している。従
ってミラー積分回路Ｗ６３の入力信号は抵抗５に接続さ
れる入力電圧信号であり、また増幅回路６０邑力がミラ
ー積分回路部３の出力電圧信号である。

ミラー積分回路部３の出力電圧信号はパルス発生回路部
７に供給される。パルス発生回路部７はミラー積分回路
部３の出力信号をミラー積分回路部３０入力に正帰還す
るために、ミラー積分回路部３の出力信号の位相と、電
圧の極性と、電圧のレベルを調整するものである。パル
ス発生回路部７の出力が抵抗５に正帰還されることによ
り、ミラー積分回路部３とパルス発生回路部７とは発振
回路部４を構成し、閉ループは発振する。

この閉ループの発振周波数はミラー積分回路部３の時定
数で決定される。

発振回路部４の出力、即ちパルス発生回路部７の出力は
周知のＦ　−Ｖ変換回路部８に供給される。

Ｆ−Ｖ変換回路部８は、発振回路部４０発根側波数に依
存した出力電圧を発生する。

Ｆ−Ｖ変換回路部８の出力電圧は市販の電圧検出装置９
で検出される。

第３図は静電容量型の座標検出パネルの構成要素である
プラスチックフィルム基板上に検出電極を積層した状態
における斜視図である。

第３図において絶縁性のプラスチックフィルム基板１０
の上に対になった検出電極１１．及び１２は、指を近ず
けた場合に対になった検出電極間の静電容量が変化しや
すいように隣接して形成される。検出を極１１．及び１
２からリード部分１３、及び１４がプラスチック基板１
０の端まで伸びていて、このリード部分１３．及び１４
は、それぞれ第１図における増幅回路６の入力、及び出
力に接続される。

第４図は静電容量型の座標検出パネルのＡ−λ断面（第
３図に示す位置である）における断面図である。第４図
でプラスチックフィルム基板１０の上に、検出ｔａ１１
．及び１２を形成した仙１の面に高分子訪電体の被膜１
５がコーティングされる。但し、第３図におけるリード
部分１３．及び１４の先端部分の座標検出回路を接続す
る部分にはコーティングしない。

第５図は第４図における検出電極１１と１２との間の静
電容量を等制約に説明する図である。

第５図でコンデンサ２０は指１６を検出を砲１１、及び
１２へ近づけていない状態における検出電極１１と１２
との間の静電容量乞表わしている。また、コンデンサ１
９は検出電極１１．及び１２へ指１６を近づげた状態に
おける検出電極１１と１２との間の静電容量の増加分を
表わしている。即ち検出電極１１．及び１２に指１６を
近づけた場合にはコンデンサ２０の静電容量と、コンデ
ンサ１９の静電容量との和が検出′ｒＪＬ惨１１と検出
電極１２との間の静電容量となる。

第２図は第１図における回路の動作状態を説明する波形
図である。第２図でＢは増幅回路６の出力電圧の波形を
示す。波形Ｂにおいてａは最豊レベルを示し、ｆは最低
レベルを示１−０またｂはパルス発生回路部７の動作点
を示す。波形Ｃはパルス発生回路部７の出力電圧の波形
、即ちミラー積分路部３０入力電圧の波形を示す。

波形Ｃにおいてｄは最高レベルを示し、ｅは最低レベル
を示す。今、ミラー積分回路３０入力（抵抗５０入力１
ｉｌｌｌ　）に波形Ｃのｄのレベルが加わると、ミラー
積分回路３の出力電圧の波形Ｂはｆのレベルから直線的
に増加する。

ミラー材（分回路３の出力はパルス発生回路部７に加え
られるので波形Ｂが動作点すになった時パルス発生回路
部７が作動し、パルス発生回路ｓ７の出力電圧の波形は
動作点から位相遅れ時間ｔの後、ｅのレベルに低下する
。

つまり、この時点でミラー積分回路３の出力電圧の波形
Ｂにレベルａから直線的な減少に切換る。

波形Ｂが減少する時も同様に動作点すから位相遅れ時間
【の後波形Ｃがレベルｅからレベルｄに切換る。これを
繰すことによって発振回路部４は安定に発振する。

第４図においてこの実施例ではプラスチックフィルム基
板１０の上にインジウム命スズ酸化物（ＩＴＯ）を２０
０〜３００Ａ蒸着する。この蒸着されたプラスチックフ
ィルム基板（導電性フィルム）をエツチング加工して必
要なパターンの碑％膜を残し、検出電極を形成する。

この検出電極の表面を０．１闘〜０．３　ｍ７＋のアク
リル糸樹脂（大日不インキ製のＰ−１３３０）乞ヌクリ
ーン印刷等で塗布し１こ。このようにし壬形成した検出
を極１１．及び１２のリード部分１３゜及び１４に第１
図Ｋ（ｆっで回路を接続して力作状態を調べた。

部ち、検出室体１１．役び１２にまたがって指１６を軽
く接触し１こり、離し１こりすることＣ〆こよって出力
電圧の変化が９に認できた。さらに検出電電を多くする
場合、区へ切りっ・え回路を付加することにより、多数
のキー入力が可能となる。

動作試験によると、検出電極１１．及び１２に指１６を
接触しない状態で、発振回路部４の出力電圧が３０ＫＨ
ｚの周波数で発振する状態に設定した場合には、電圧検
出装［９の指示値は約１４Ｖであった。

次に、検出Ｎ、極１１．及び１２に指１６を接触した状
態においては、発振回路８Ｓ　４の発振周波数は７　Ｋ
　Ｈｚであり、この時の電圧検出装置９の指示値は約６
■であった。

この出力電圧の比は約２４３倍であり、指を接触した状
態と、指を接触しない状態とは明瞭に識別できる。

次にプラスチックフィルム基板に蒸着して形成した電極
の密着強度と、電極の上にアクリル系樹脂を塗布した場
合の密着強度とを比較した。

それぞれの試料片を作り、ガーゼを１００２の加重で摩
擦した。プラスチックフィルム基板に導ｉｌ！膜を蒸着
した状態のままでは、１００回摩擦することに工って導
電膜、の抵抗値は２倍に増加した。

蒸着膜の上にアクリル系樹脂を塗布した場合には１００
０回摩擦しても導電膜の抵抗値は変化しなかった。つま
り蒸着膜の上にアクリル系樹脂を塗布することにより十
分実用的な密着強度に達したと言える。

以上笑流側な用いて問題を解決する手段を説明したが、
本発明の構成要素を含み、また本発明の目的の範囲内で
変更または追加ができることは轟然である。

〔発明の効果〕

本発明な実施することにエリ、軽くて、割れ難く、製作
費用が安価であり、誘電体の被膜の密着強度が強く、高
感度である静電容量型の座標検出装ｆを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を概念的に示すブロック図で
ある。第２図は電圧の波形を示す図である。第３図はプ
ラスチックフィルム基板上に検出電極を積層した状態に
おける斜視図である。 第４図は静電容量型の座標検出パネルのＡ　−Ａ’断面
（第３図）における断面図である。第５図は検出電極に
指を近ずけた状態の等価回路である。 １・・・可変コンデンサ、２・・・静１を容量型の座標
検出パネル、３・・・ミラー積分回路部、４・・・発振
回路部、５・・・抵抗、６・・・増幅回路、７・・・パ
ルス発生回路部、８・・・Ｆ−Ｖ変換回路部、９・・・
電圧検出装置。 １０・・・プラスチックフィルム基板、１１・・・検出
電極、１２・・・検出電極、１３・・・リード部分、１
４・・・リード部分、１５・・・高分子訪電体の被膜、
１６・・・Ｑ、１９・・・コンデンサ、２０・・・コン
デンサ。 Ｂ・・・ミラー積分回路部の出力発形。 Ｃ・・・ミラー積分回路部の入力発形 特許出願人　ダイセル化学工業株式会社代理人　弁理士
　越　場　　　隆 第１図 第２図 図面の浄書（内容に変更なし） 手　　続　　補　　正　　占　　　（方式）％式％ １、事件の表示 昭和６１年特許願第２１３５０５号 ２、発明の名称 静電容量型の座標検出装置 代表者久保田美文 ４、代理人　　東京都千代Ｈ１区霞が関三丁目８番１号
　虎ノ門三井ビルダイセル化学工業株式会社　　特許部
内電話（５０７）３２４６　　　　　　　　　　　　ニ
ー弁理士（９２２７＞越　場　　隆　　・。 ５、補正命令）［］付　　ｕｎｌ［６１１１月２５Ｆ］
　（発送日）６、補正の対象　　　　図　面（第５図）
７６補正の内容 図面の第５図を別紙のとおり訂正する。。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラスチックフィルム基板上に検出すべき座標に
   対応して隣接配置した複数の検出電極を積層し、さらに
   該検出電極表面上に高分子誘電体の被膜を積層して構成
   した静電容量型の座標検出パネルと、
2. （２）該静電容量型の座標検出パネルを時定数の決定要
   素のコンデンサーとして含むミラー積分回路部（Ａ）と
   、
3. （３）（Ａ）を含み、さらに（Ａ）の出力信号を（Ａ）
   の入力に正帰還するためのパルス発生回路部（Ｂ）を含
   む発振回路部と、
4. （４）Ｆ−Ｖ変換回路部と、 を備える静電容量型の座標検出装置。