JP6923428B2 - Touch panel device - Google Patents
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Description
本発明は、静電容量の変化に基づいてタッチ位置を検出する静電容量式のタッチパネル装置に関する。 The present invention relates to a capacitance type touch panel device that detects a touch position based on a change in capacitance.
複数の静電容量検出用配線が配設されるタッチスクリーン基板と、そのタッチスクリーン基板と指示体との間の静電容量に基づいてタッチ位置を検出するコントローラとを備えたタッチパネル装置が開示されている(下記特許文献1参照)。このタッチパネル装置では、タッチスクリーン基板のタッチ面内に水滴等が付着した場合でもコントローラがタッチ位置を誤検出することを防止する対策が講じられている。 A touch panel device including a touch screen board on which a plurality of capacitance detection wires are arranged and a controller that detects a touch position based on the capacitance between the touch screen board and an indicator is disclosed. (See Patent Document 1 below). In this touch panel device, measures are taken to prevent the controller from erroneously detecting the touch position even when water droplets or the like adhere to the touch surface of the touch screen substrate.
しかし、FA(Factory Automation)環境でタッチパネル装置が用いられた場合、その環境で生じるノイズ等に起因してコントローラにおける基準電位が変動することがある。この場合、タッチスクリーン基板のタッチ面に水滴等が付着していなくてもコントローラがタッチ位置を誤検出することが懸念される。このため、コントローラにおける基準電位が変動してもタッチ位置の誤検出を低減したいという要請がある。 However, when the touch panel device is used in an FA (Factory Automation) environment, the reference potential in the controller may fluctuate due to noise or the like generated in that environment. In this case, there is a concern that the controller may erroneously detect the touch position even if water droplets or the like do not adhere to the touch surface of the touch screen substrate. Therefore, there is a demand to reduce erroneous detection of the touch position even if the reference potential in the controller fluctuates.
そこで、本発明は、誤検出を低減し得るタッチパネル装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a touch panel device capable of reducing false positives.
本発明の態様は、タッチパネル装置であって、タッチパネルと、前記タッチパネルにおける静電容量の変化に基づいて、オペレータによってタッチされたタッチ位置を検出するコントローラと、前記タッチパネルのタッチ面側に配置され、前記コントローラにおける基準の電位点に接続される基準電極と、を備える。 An aspect of the present invention is a touch panel device, which is arranged on a touch panel, a controller that detects a touch position touched by an operator based on a change in capacitance in the touch panel, and a touch surface side of the touch panel. A reference electrode connected to a reference potential point in the controller is provided.
このタッチパネル装置は、基準電極を介して、タッチパネルを操作するオペレータをコントローラにおける基準の電位点と同電位にすることができる。したがって、コントローラにおける基準電位が変動したとしても、コントローラにおけるタッチ位置の誤検出を低減することができる。 In this touch panel device, the operator who operates the touch panel can be set to the same potential as the reference potential point in the controller via the reference electrode. Therefore, even if the reference potential in the controller fluctuates, it is possible to reduce erroneous detection of the touch position in the controller.
本発明に係るタッチパネル装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。 The touch panel device according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings, with reference to preferred embodiments.
〔実施の形態〕
図1は、実施の形態におけるタッチパネル装置10の構成を示す模式図である。タッチパネル装置10は、静電容量の変化に基づいてタッチ位置を検出するものである。このタッチパネル装置10は、投影型のタッチパネル12と、タッチパネル12を制御するコントローラ14と、タッチパネル12のタッチ面TF上に配置される基準電極16とを有する。
[Embodiment]
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the
タッチパネル12は、透明な基板20と、基板20の一方の面上に配置されるセンサ層22と、センサ層22における基板20側の面とは反対側の面を覆う透明な保護層24とを有する。
The
センサ層22は、静電容量を検出するための検出電極として複数のX電極E1およびY電極E2を含む層である。具体的には、センサ層22は、基板20の一方の面上に配置される複数のX電極E1と、複数のX電極E1上に配置される絶縁性のスペーサ22aと、スペーサ22a上に配置される複数のY電極E2とを有する。なお、スペーサ22aは、X電極E1とY電極E2とを接着する接着剤で形成されていてもよい。
The
図2は、タッチパネル12をタッチ面TF側から表した概念図である。複数のX電極E1は、互いに間隔をあけてX方向に平行に配列されるそれぞれのX走査線SL1上に並べられており、当該X走査線SL1を介してコントローラ14(図1)に接続される。複数のY電極E2は、互いに間隔をあけてY方向に平行に配列されるそれぞれのY走査線SL2上に並べられており、当該Y走査線SL2を介してコントローラ14(図1)に接続される。X方向とY方向とは互いに直交する。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the
各々のX電極E1とY電極E2とは、タッチパネル12の厚さ方向において重ならないように配置される。厚さ方向は、X方向およびY方向に直交する方向である。X電極E1およびY電極E2の材料は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明な導電性材料とされる。保護層24におけるセンサ層22側の面とは反対側の表面を上方からみた場合に、その表面のなかで複数のX電極E1およびY電極E2を含む領域がタッチ面TFである。なお、図2に示すX電極E1およびY電極E2の形状は矩形状であるが、矩形状以外の形状であってもよい。
The X electrodes E1 and the Y electrodes E2 are arranged so as not to overlap each other in the thickness direction of the
コントローラ14(図1)は、X電極E1およびY電極E2を用いて、オペレータによってタッチされたタッチ位置を検出する。具体的には、タッチ面TFに指がタッチされると、その指に近いY電極E2と指との間に容量結合が発生する。したがって、指のタッチ部分では、X電極E1とY電極E2との間の静電容量に加え、Y電極E2と指との静電容量分が増える。コントローラ14は、複数のX走査線SL1および複数のY走査線SL2を順次スキャンすることで、タッチ面TFにおいて静電容量が増加する部位をXY座標上のタッチ位置として検出する。
The controller 14 (FIG. 1) uses the X electrode E1 and the Y electrode E2 to detect the touch position touched by the operator. Specifically, when a finger is touched on the touch surface TF, a capacitive coupling occurs between the Y electrode E2 close to the finger and the finger. Therefore, in the touch portion of the finger, in addition to the capacitance between the X electrode E1 and the Y electrode E2, the capacitance between the Y electrode E2 and the finger increases. The
基準電極16は、タッチ面TFを操作するオペレータとコントローラ14とを同電位にするためのものであり、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明な導電性材料により形成される。
The
この基準電極16は、配線WGを介してコントローラ14のグランドGDに接続されている(図1参照)。コントローラ14のグランドGDは、コントローラ14における基準の電位点であり、例えば、コントローラ14が有する基板の一面上に設けられるグランドパターンあるいは金属筐体等とされる。
The
また、基準電極16は、網状に形成され(図2参照)、タッチパネル12におけるタッチ面TFの全体を覆うように貼り付けられている。このため、タッチ面TFに指がタッチされた場合、その指の一部は基準電極16と接触し、オペレータはその基準電極16と配線WGを介してグランドGDに接続されるコントローラ14と同電位になる。
Further, the
一方、タッチ面TFにタッチする指のうち基準電極16と接触していない部位は網状の基準電極16の隙間部分を介してタッチ面TFと接触する。このため、上記のように、指とY電極E2との間に容量結合が発生する。したがって、基準電極16は、タッチ面TFのタッチ位置をコントローラ14に対して検出させると同時に、そのタッチ位置にタッチするオペレータとコントローラ14とを同電位にすることができる。
On the other hand, the portion of the finger that touches the touch surface TF that is not in contact with the
なお、コントローラ14のタッチ位置の検出と同時にオペレータとコントローラ14とを同電位にするためには、網状の基準電極16の隙間部分の大きさが指幅よりも小さいことが好ましい。指幅は、例えば、健常成人の人差し指における第1指関節幅の平均値等である。
In order to make the operator and the
また、網状の基準電極16の隙間部分におけるX方向の幅W1はX走査線SL1の間隔IL1よりも大きく、その隙間部分におけるY方向の幅W2はY走査線SL2の間隔IL2よりも大きいことが好ましい(図2参照)。ただし、網状の基準電極16の隙間部分である網の目の形状は、図2では矩形状であるが、矩形状以外の形状であってもよい。網の目が矩形状以外の形状であると、その網の目におけるX方向の幅W1およびY方向の幅W2が一定でない場合があるが、この場合には最大値とされる。
Further, the width W1 in the X direction in the gap portion of the reticulated
以上のように本実施の形態のタッチパネル装置10では、タッチパネル12のタッチ面TF上に貼り付けられる基準電極16が、コントローラ14における基準の電位点に接続されている。このため、タッチ面TFをタッチするオペレータが基準電極16を介してコントローラ14における基準の電位点と同電位になる。
As described above, in the
したがって、本実施の形態のタッチパネル装置10によれば、コントローラ14における基準電位が変動したとしても、コントローラ14におけるタッチ位置の誤検出を低減することができる。この結果、本実施の形態のタッチパネル装置10は、コントローラ14における基準電位が変動し易いFA環境下に設置することができ、そのコントローラ14におけるタッチ位置の誤検出に起因する不慮の事故等を抑制することができる。
Therefore, according to the
〔変形例〕
以上、本発明の一例として上記実施の形態が説明されたが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
[Modification example]
Although the above-described embodiment has been described above as an example of the present invention, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above-described embodiment. Of course, it is possible to make various changes or improvements to the above embodiments. It is clear from the description of the claims that such modified or improved forms may also be included in the technical scope of the present invention.
[変形例1]
図3は、変形例1のタッチパネル装置10の構成を示す模式図である。上記実施の形態の基準電極16は、タッチパネル12のタッチ面TFを覆うようにタッチ面TF上に貼り付けられていた。これに対し、変形例1の基準電極36は、絶縁部材30を介してタッチ面TFと一定の隙間をあけてタッチ面TFを覆うように配置される。
[Modification 1]
FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of the
絶縁部材30は、タッチパネル12の厚さ方向において複数のX電極E1およびY電極E2と重ならないように配置される。基準電極36は、上記実施の形態における網状の基準電極16とは異なり、板状の形状である。ただし、基準電極36が網状の形状であってもよい。なお、変形例1では、基準電極36におけるタッチ面TF側の面とは反対側の面が操作面となる。
The insulating
このような変形例1のタッチパネル装置10では、基準電極36の操作面に指がタッチされると、その操作面をタッチするオペレータが基準電極36を介してコントローラ14における基準の電位点と同電位になる。
In the
また、操作面にタッチされる指で基準電極36がタッチ面TF側に押し込まれると、その押し込まれた部分では、基準電極36がY電極E2に近づくことで基準電極36とY電極E2との静電容量が変化する。したがって、上記実施の形態と同様に、コントローラ14は、複数のX走査線SL1および複数のY走査線SL2を順次スキャンすることでタッチ位置を検出し得る。
Further, when the reference electrode 36 is pushed toward the touch surface TF side by a finger touching the operation surface, the reference electrode 36 approaches the Y electrode E2 at the pushed portion, so that the reference electrode 36 and the Y electrode E2 are brought into contact with each other. Capacitance changes. Therefore, similarly to the above embodiment, the
このように、板状の基準電極36がタッチ面TFと一定の隙間をあけて配置されても、コントローラ14がタッチパネル12における静電容量の変化に基づいてタッチ位置を検出することができる。また、基準電極36は、タッチ面TFと一定の隙間をあけて配置されているため、コントローラ14における基準の電位点と接続されていても、タッチパネル12における静電容量の変化をコントローラ14が捉え易くなる。
In this way, even if the plate-shaped reference electrode 36 is arranged with a certain gap from the touch surface TF, the
[変形例2]
図4は変形例2のタッチパネル装置の構成を示す模式図であり、図5は図4のタッチパネル32をタッチ面TF側から表した概念図である。変形例2のタッチパネル装置は、表面型のタッチパネル32と、そのタッチパネル32を制御するコントローラ34とを有している点で、上記実施の形態と異なる。
[Modification 2]
FIG. 4 is a schematic view showing the configuration of the touch panel device of the second modification, and FIG. 5 is a conceptual diagram showing the
この表面型のタッチパネル32におけるセンサ層42は、基板20の一面に塗布された透明な導電膜42aを有し、この導電膜42aの4隅には検出電極Eがそれぞれ設けられる。4つの検出電極Eはそれぞれ配線を介してコントローラ34と接続される。
The sensor layer 42 in the surface-
コントローラ34は、4つの検出電極Eを用いて、オペレータによってタッチされたタッチ位置を検出する。具体的には、コントローラ34は、4つの検出電極Eに交流電圧を印加する。ここで、タッチ面TFに指がタッチされると、導電膜42aと指との間に容量結合が発生して静電容量が変化するため、導電膜42aに電流が流れる。コントローラ34は、4つの検出電極Eを流れる電流に基づいて、タッチ面TFにおけるXY座標上のタッチ位置を検出し得る。
The
このように、表面型のタッチパネル32であっても、上記実施の形態と同じように、静電容量の変化に基づいてタッチ位置を検出することができる。
As described above, even with the surface-
[変形例3]
上記実施の形態および上記変形例1〜2は、矛盾の生じない範囲で任意に組み合わされてもよい。
[Modification 3]
The above-described embodiment and the above-described
〔技術的思想〕
上記実施の形態および変形例から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
[Technical Thought]
The technical ideas that can be grasped from the above-described embodiments and modifications are described below.
タッチパネル装置(10)は、タッチパネル(12、32)と、タッチパネル(12、32)における静電容量の変化に基づいて、オペレータによってタッチされたタッチ位置を検出するコントローラ(14、34)と、タッチパネル(12、32)のタッチ面(TF)側に配置され、コントローラ(14、34)における基準の電位点に接続される基準電極(16、36)と、を備える。 The touch panel device (10) includes a touch panel (12, 32), a controller (14, 34) that detects a touch position touched by an operator based on a change in capacitance in the touch panel (12, 32), and a touch panel. A reference electrode (16, 36) arranged on the touch surface (TF) side of (12, 32) and connected to a reference potential point in the controller (14, 34) is provided.
これにより、基準電極(16、36)を介して、タッチパネル(12、32)を操作するオペレータをコントローラ(14、34)における基準の電位点と同電位にすることができる。したがって、コントローラ(14、34)における基準電位が変動したとしても、コントローラ(14、34)におけるタッチ位置の誤検出を低減することができる。 As a result, the operator operating the touch panel (12, 32) via the reference electrode (16, 36) can be set to the same potential as the reference potential point in the controller (14, 34). Therefore, even if the reference potential in the controller (14, 34) fluctuates, it is possible to reduce the erroneous detection of the touch position in the controller (14, 34).
基準電極(16)の形状は、網状にしてもよい。このようにすれば、基準電極(16)をタッチ面(TF)上に貼り付けたとしても、タッチ面(TF)にタッチするオペレータとタッチパネル(12、32)との容量結合を確保しながら、当該タッチ位置を基準電極(16)に接触させることができる。したがって、コントローラ(14、34)に対しタッチ面(TF)上のタッチ位置を検出させると同時に、そのタッチ面(TF)をタッチするオペレータとコントローラ(14、34)とを同電位にすることができる。 The shape of the reference electrode (16) may be reticulated. In this way, even if the reference electrode (16) is attached on the touch surface (TF), the capacitance coupling between the operator touching the touch surface (TF) and the touch panel (12, 32) is ensured. The touch position can be brought into contact with the reference electrode (16). Therefore, it is possible to make the controller (14, 34) detect the touch position on the touch surface (TF), and at the same time, make the operator who touches the touch surface (TF) and the controller (14, 34) have the same potential. can.
タッチパネル(12)は、互いに間隔をあけてX方向に平行に配列されるそれぞれのX走査線(SL1)上に並べられたX電極(E1)と、互いに間隔をあけてY方向に平行に配列されるそれぞれのY走査線(SL2)上に並べられたY電極(E2)とを含み、網状の基準電極(16)の隙間部分におけるX方向の幅(W1)はX走査線(SL1)の間隔(IL1)よりも大きく、当該隙間部分におけるY方向の幅(W2)はY走査線(SL2)の間隔(IL2)よりも大きくしてもよい。このようにすれば、オペレータとタッチパネル(12)との容量結合をより強固にできる。 The touch panel (12) is arranged parallel to the Y direction with the X electrodes (E1) arranged on the X scanning lines (SL1) arranged parallel to the X direction at intervals from each other. The width (W1) in the X direction in the gap portion of the reticulated reference electrode (16) includes the Y electrode (E2) arranged on each Y scanning line (SL2) to be formed, and is the width (W1) of the X scanning line (SL1). It may be larger than the interval (IL1), and the width (W2) in the Y direction in the gap portion may be larger than the interval (IL2) of the Y scanning line (SL2). In this way, the capacitive coupling between the operator and the touch panel (12) can be further strengthened.
基準電極(36)は、タッチパネル(12、32)のタッチ面(TF)と一定の隙間をあけて配置されてもよい。このようにすれば、基準電極(36)が板状であっても、コントローラ(14、34)がタッチパネル(12、32)における静電容量の変化に基づいてタッチ位置を検出することができる。 The reference electrode (36) may be arranged with a certain gap from the touch surface (TF) of the touch panel (12, 32). In this way, even if the reference electrode (36) has a plate shape, the controller (14, 34) can detect the touch position based on the change in capacitance on the touch panel (12, 32).
基準電極(16、36)は、タッチ面(TF)の全体を覆うように配置されてもよい。このようにすれば、タッチ面(TF)の一部だけを覆う場合に比べて、タッチパネル(12、32)を操作するオペレータとコントローラ(14、34)における基準の電位点とを確実に同電位にすることができる。 The reference electrodes (16, 36) may be arranged so as to cover the entire touch surface (TF). By doing so, the operator operating the touch panel (12, 32) and the reference potential point in the controller (14, 34) are surely at the same potential as compared with the case where only a part of the touch surface (TF) is covered. Can be.
10…タッチパネル装置 12、32…タッチパネル
14、34…コントローラ 16、36…基準電極
10 ...
Claims (5)
前記タッチパネルにおける静電容量の変化に基づいて、オペレータによってタッチされたタッチ位置を検出するコントローラと、
前記タッチパネルのタッチ面側に配置され、前記コントローラにおける基準の電位点に接続される基準電極と、
を備え、
前記基準電極は、網状であり、前記タッチ面をタッチする指の一部と接触する、タッチパネル装置。 Touch panel and
A controller that detects the touch position touched by the operator based on the change in capacitance on the touch panel.
A reference electrode arranged on the touch surface side of the touch panel and connected to a reference potential point in the controller,
Equipped with a,
The reference electrode is a touch panel device that has a mesh shape and comes into contact with a part of a finger that touches the touch surface.
前記タッチパネルは、
互いに間隔をあけてX方向に平行に配列されるそれぞれのX走査線上に並べられたX電極と、互いに間隔をあけてY方向に平行に配列されるそれぞれのY走査線上に並べられたY電極とを含み、
前記網状の基準電極の隙間部分におけるX方向の幅は前記X走査線の間隔よりも大きく、前記隙間部分におけるY方向の幅は前記Y走査線の間隔よりも大きい、タッチパネル装置。 The touch panel device according to claim 1.
The touch panel is
The X electrodes arranged on each X scanning line arranged parallel to each other in the X direction and the Y electrodes arranged on each Y scanning line arranged parallel to each other in the Y direction. Including and
A touch panel device in which the width in the X direction in the gap portion of the net-like reference electrode is larger than the spacing of the X scanning lines, and the width in the Y direction in the gap portion is larger than the spacing of the Y scanning lines.
前記タッチパネルは、複数の電極を含むセンサ層と、複数の前記電極と重ならないように前記センサ層上に配置される絶縁部材と、を有し、
前記基準電極は、前記絶縁部材を介して前記タッチパネルのタッチ面と一定の隙間をあけて配置される、タッチパネル装置。 The touch panel device according to claim 1.
The touch panel has a sensor layer including a plurality of electrodes and an insulating member arranged on the sensor layer so as not to overlap the plurality of electrodes.
A touch panel device in which the reference electrode is arranged with a certain gap from the touch surface of the touch panel via the insulating member.
前記基準電極は、前記タッチ面の全体を覆うように配置される、タッチパネル装置。 The touch panel device according to any one of claims 1 to 3.
A touch panel device in which the reference electrode is arranged so as to cover the entire touch surface.
網状の前記基準電極の隙間部分の大きさは、指幅より小さい、タッチパネル装置。A touch panel device in which the size of the gap portion of the mesh-like reference electrode is smaller than the finger width.
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