CN101859215A - 触摸传感器装置及具有该装置的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高表面电容型触摸传感器的检测精度的触摸传感器装置等。本发明的触摸传感器装置包括：触摸面板，其在人体接触或接近其时在人体与触摸面板其自身之间形成电容；电源部件，其具有输出DC电压的电池，将DC电压转换为AC电压，并且从触摸面板输出AC电压；基准电势部件，其将成为AC电压的基准电势；腕带和缆线，其电连接到所述基准电势部件并且人体与其接触；和电流检测部件，其检测从电源部件流到人体的电流。

Description

触摸传感器装置及具有该装置的电子设备

本申请基于并要求于2009年4月10日提交的日本专利申请No.2009-095957以及于2010年3月5日提交的日本专利申请No.2010-049430的优先权，其公开内容通过引用全部结合于此。

技术领域

本发明涉及一种表面电容型触摸传感器装置及具有该装置的电子设备等。

背景技术

触摸传感器装置是检测用手指、笔等指向的位置的坐标或检测指向动作的发生的装置。通常，其与表面显示装置例如液晶显示器(以下被称为LCD)或等离子体显示面板(以下被称为PDP)组合使用。

例如，通过将触摸传感器装置的输出输入到计算机、由计算机或通过控制器具来控制显示装置的显示内容，能够实现人机接口。目前，触摸传感器装置例如以游戏机、便携式信息终端、售票机、ATM(自动取款机)、汽车导航系统等而广泛用于日常生活中。随着计算机性能的提高以及网络连接环境的扩大，设置有电子设备的服务已多样化。据此，存在对具有触摸传感器装置的显示装置的日益增长的需要。

作为触摸传感器装置的类型，公知的是电容型、电阻膜型、红外线型、超声波型、电磁感应型等。在这些触摸传感器装置当中，电容型触摸传感器装置能够通过各种厚度的玻璃和塑料检测手指的触摸，从而在诸如工业产品、大型家用电器等许多应用领域中表现出可靠的质量。然而，注意，用于触摸该传感器的物体被限于手指以及等同于手指的形成电容的静电导电物体。

电容型触摸传感器装置进一步被分为投射电容型和表面电容型。

投射电容型是通过将X-Y透明电极设置成矩阵而形成的类型。当手指接近X-Y透明电极时，这些电极之间的电容增大。控制器检测X-Y线上的电容的变化，并检测手指的位置。

同时，投射电容型在玻璃基板的两侧具有XY电极。为了在玻璃基板的两侧形成透明电极，必须沉积两层透明导电层。另外，必须对这两层透明导电层构图，用于形成矩阵状的透明电极，这需要大量制造步骤。此外，除了具有大量XY电极以外，还需要对应于每个XY电极的端子。因为，端子数也变大。

此外，一般用于透明电极的材料为ITO(氧化铟锡)。因为液晶面板与触摸面板市场的扩张，对ITO需求已有所增长。特别地，构成ITO的铟是昂贵的稀有材料。此外，ITO通过气相沉积形成，从而需要较长的制造时间。因而，不能够批量生产。因此，ITO膜制造商不能增加足够的膜生产，且存在ITO膜的短缺。这导致透明电极的构件的价格增长。结果，投射电容型的制造成本也增加。

同时，表面型仅需要在绝缘基板的表面上形成一层透明导电层，这将在后面说明，从而与投射电容型相比，结构更为简单并能够抑制制造成本。

即是说，一般表面型由绝缘基板、形成在所述绝缘基板的表面上的均一的透明导电层、以及形成在所述透明导电层的顶表面上的薄绝缘层(保护层)形成。当驱动触摸传感器装置时，AC电压被施加到透明导电层的四个角落。当手指触摸到触摸传感器时，小电流经由形成在透明导电层与手指之间电容而流到手指。该电流从透明导电层的四个角落的每个流到由手指触摸的点(由手指接触的点)。然后，信号处理电路根据每个电流的总和来检测触摸的发生。进而，信号处理电路根据每个电流的比率来计算触摸位置的坐标。例如，在第4293734号美国专利(专利文献1)、日本专利公布昭56-500230(专利文献2)、日本未审专利公布2001-099609(专利文献3)、日本未审专利公布2005-269090(专利文献4)、日本未审专利公布2007-264923(专利文献5)和第3864512号日本专利(专利文献6)中公开了与这类表面型有关的技术。

然而，对于表面电容型触摸传感器装置存在下列问题。

在其中表面电容型触摸传感器装置被安装到便携式装置的情形中，即，在移动环境下，用于检测接触位置的触摸传感器功能的S/N(信噪比)中的劣化致使触摸传感器功能的灵敏度和定位精度下降。此外，接触灵敏度和位置检测精度容易受周围环境中的变化影响。

因此，本发明的示例性目的是提供一种能够提高表面电容型触摸传感器装置的位置检测精度的触摸传感器装置等。

发明内容

根据本发明的示例性方面的触摸传感器装置包括：

第一人体接触部件，所述第一人体接触部件在人体接触或接近其时在人体与所述第一人体接触部件其自身之间形成电容；

电源部件，所述电源部件输出AC电压到所述第一人体接触部件；

电流检测部件，所述电流检测部件检测从所述电源部件流到人体的电流；

基准电势部件，所述基准电势部件将成为所述AC电压的基准电势；和

第二人体接触部件，所述第二人体接触部件电连接到所述基准电势部件并且人体与其接触。

附图说明

图1是示出了装载有根据第一示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的透视图；

图2是图1中所示的便携式装置的横截面示意图；

图3是示出了第一示例性实施例的触摸传感器装置的等效电路图；

图4是示出了在第一示例性实施例的触摸传感器装置中执行的动作的电压波形的曲线图；

图5A是示出了表面电容型触摸传感器装置的一般操作原理的等效电路图，且图5B是示出了将要由第一示例性实施例的触摸传感器装置解决的问题的等效电路图；

图6是示出了与寄生阻抗对由触摸产生的电流施加的影响有关的计算结果的曲线图；

图7A是示出了表面电容型触摸传感器装置的操作原理的等效电路图，且7B是示出了在第一示例性实施例的触摸传感器装置中根据触摸产生的电流的测量结果的曲线图；

图8是示出了装载有根据第二示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的透视图；

图9是图8中所示的便携式装置的横截面示意图；

图10A是示出了装载有根据第三示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的平面示意图，且图10B是沿图10A中的I-I’线截取的横截面示意图；

图11A是示出了装载有根据第四示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的平面示意图(背面侧)，且图11B是沿图11A中的II-II’线截取的横截面示意图；

图12是示出了装载有根据第六示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的透视图；

图13是示出了装载有根据第七示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的背光部件的透视图；

图14是示出了装载有根据第八示例性实施例的触摸传感器装置的机动车和汽车导航系统的内部的透视图；

图15是示出了装载有根据第九示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的透视图；

图16A是示出了装载有根据第九示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的触摸切换部件的平面示意图，且图16B是沿图16A中的III-III’线截取的横截面示意图；

图17是示出了其中内置有第十示例性实施例的触摸传感器的LCD的分解透视图；

图18是图17中所示的LCD的平面示意图；

图19是示出了根据第十示例性实施例的触摸传感器装置的每个部件的电压的时序图；

图20是示出了根据第十一示例性实施例的触摸传感器装置的对向基板的平面示意图；

图21是沿图20中的IV-IV’线截取的横截面示意图；

图22是示出了根据第十一示例性实施例的触摸传感器装置的每个部件的电压的时序图；

图23是示出了根据第十二示例性实施例的触摸传感器装置的对向基板的平面示意图；

图24是沿图23中的V-V’线截取的横截面示意图；

图25是装载有根据第十三示例性实施例的触摸传感器装置的LCD的平面示意图；

图26是沿图25中的VI-VI’线截取的横截面示意图；

图27A是示出了一般触摸传感器装置的操作原理的等效电路图，且27B是示出了根据第十四示例性实施例的触摸传感器装置的操作原理的等效电路图；

图28是示出了装载有根据第五示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的透视图；以及

图29示出了图28中所示的笔的平面图及其沿A-A’线截取的纵截面图。

具体实施方式

本发明的发明人实际上制作了表面电容型触摸传感器装置，并发现了在将其用于便携式(移动)应用时的实质性问题。虽然在下列示例性实施例中对该问题的细节进行了说明，但其可以如下概述。即是说，在移动环境下，触摸传感器功能的S/N(信噪比)劣化，从而使检测灵敏度(以下可简称为灵敏度)和定位精度降低。此外，当在周围环境中有变化时，所述灵敏度和定位精度易于受该变化影响。

其第一个原因在于，电路的基准电势节点与地浮置，使得由于形成在电路的基准电势节点与地之间的第一寄生阻抗的影响而减小由触摸产生的信号分量。在便携式装置等的情形中电路的基准电势节点与地浮置的原因在于，因为电力通常由内置电池供给而无需将电源插头连接到AC插座，所以电路的基准电势节点未连接到地。因而，周围环境中的变化是电路的基准电势节点与地之间的阻抗中的变化。特别地，电路的基准电势节点通常被覆盖在外壳内。因而，当该外壳具有绝缘特性时，电路的基准电势节点与地之间的阻抗变得特别地高。

第二个原因在于，人体与地浮置，使得由触摸产生的信号分量由于形成在人体与地之间的第二寄生阻抗的影响而减小。人体与地浮置的原因在于，人体在通常生活中不接地。第二寄生阻抗与第一寄生阻抗串联连接，并且其易于随着周围环境中的变化而变化，如在第一寄生阻抗的情形中一样。

即是说，检测电流由于存在第一和第二寄生阻抗而减小，并且第一和第二寄生阻抗(浮置阻抗)不稳定。因此，灵敏度和定位精度下降。

为了克服上述问题，本发明是表面电容型触摸传感器功能，其特征在于包括阻抗面、电性连接到该阻抗面的电流检测电路、由电池驱动的装置以及用于以低阻抗连接电流检测电路的基准电势节点与人体的装置。这里，通过连接电流检测电路的基准电势节点与人体，可能忽略电流检测电路的基准电势节点与地之间的阻抗以及人体与地之间的阻抗。基准电势节点与地之间的阻抗可为电容性阻抗。

利用本发明，能够通过以低阻抗将电路的基准电势节点与人体电连接，来抑制在移动(便携式装置使用)环境下触摸产生的信号的S/N的劣化。因此，即使在移动环境下，也可以提供灵敏度和定位精度极佳的触摸传感器功能。原因如下。即是说，因为人体是导电性的，所以可以通过以低阻抗将基准电势节点与人体相连而使便携式装置的浮置的电路基准电势节点的电势与接触部件的电势相同。下面将与示例性实施例一起说明用于获得上述效果的操作和原因的细节。以下，将参照附图来详细说明本发明的优选实施例的多个示例。

(第一示例性实施例)

图1是示出了装载有根据第一示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的透视图。图2是图1中所示的便携式装置的横截面示意图。图3是示出了第一示例性实施例的触摸传感器装置的等效电路图。以下，将参照图1至图3来提供解释。

第一示例性实施例的触摸传感器装置1A包括：第一人体接触部件(2)，其在人体4触摸或接近其时在人体4与其自身之间形成电容25；电源部件(27)，其输出AC电压到第一人体接触部件(2)；电流检测部件(29)，其检测从电源部件(27)流到人体4的电流；基准电势部件(15、16)，其为AC电压的基准电势；和第二人体接触部件8，其电连接到基准电势部件(15、16)并且人体4与其进行接触。

这里第二人体接触部件8与人体4之间的接触不仅包括直接接触.的情形，而且还包括经由诸如电容这类低阻抗进行接触的情形和经由导电性构件间接接触的情形。其中人体经由低阻抗与第二人体接触部件进行接触的情形的具体示例可为如下情形，其中，导电性外壳(当第二人体接触部件为导电性外壳时)例如由薄的绝缘膜覆盖。

此外，“基准电势部件”意指电路的地线(ground：GND)，且“地(earth)”意指固态土地，且“接地(grounding)”意指连接到固态土地。因此，基准电势部件的电势和地的电势未必相同。

在相关技术的触摸传感器装置中，电流在电源部件→人体接触部件→人体→寄生阻抗→地(接地电势)→寄生阻抗→基准电势部件的闭合环路中流过。然而，检测电流的精度由于下述事实而劣化，所述事实是指因为寄生阻抗中的电压降大所以不易使电流流过、不稳定的寄生阻抗由于周围环境的影响而波动等。同时，在触摸传感器装置1A中，电流在电源部件(27)→第一人体接触部件(2)→人体4→第二人体接触部件8→基准电势部件(15、16)的闭合环路中流过，且该电流被检测到。因为该闭合环路中未包含有寄生阻抗，所以会使电流增加，并且寄生阻抗中的波动以及噪音的影响都可以得到抑制。因此，能够提高检测电流的精度。

第一人体接触部件(2)包括：阻抗面(39)，其用导电性膜形成，人体4接触或接近其；和多个电极38a-38d，其被设置到阻抗面(39)并被施加AC电压。电流检测部件(29)包括多个电流检测电路29a-29d，所述多个电流检测电路29a-29d分别检测在多个电极38a-38d中流过的电流。电源部件(27)包括输出DC电压的电池17，将该DC电压转换成AC电压，并将其从第一人体接触部件(2)输出。

将触摸传感器装置1A安装到电子设备(10A)。第二人体接触部件8包括连接到基准电势部件(15、16)的导电线(9)和连接到导电线(9)的导体(11)。

在第一示例性实施例中，相应地，电子设备(10A)由便携式装置10A实现，第一人体接触部件(2)由触摸面板2实现，阻抗面(39)由透明导电层39实现，电源部件(27)由AC电压源27实现，基准电势部件(15、16)由基准电势布线15和基准电势节点16实现，电流检测部件(29)由电流检测电路29a-29d实现，导电线(9)由缆线9实现，并且导体(11)由腕带11实现。以下将提供更为具体的解释。

(结构的解释)

如图2中所示，一般地，便携式装置10A其上装载有电池17，并且电路的基准电势节点16未经由AC插座连接到地(接地电势)。这里注意，“基准电势节点”为地线(GND)的节点，其为电路上的0V电势。此外，“AC(交流)插座”为电源的输出口，诸如家用电器这类电子设备的插头被插入其中。关于在日本使用的用于100V的单相交流的AC插座，大多使用的是在其中形成有两个细长输出口的类型。这些输出口之一为地。还存在一类带地的插座，其具有用于接地极的远行输出口。

如图2中所示，使便携式装置10A的外壳3的内侧与触摸面板2的周边的顶面胶合，以支撑触摸面板2。外壳3的材料为塑料。塑料用聚合体化合物制成，且其具有可塑性并且是绝缘体。此外，在触摸面板2的下侧设置有作为显示装置的LCD 5。在图2中，触摸面板2和LCD 5彼此隔离地设置。然而，LCD 5和触摸面板2可通过使用粘接膜的层叠处理等彼此层叠。在此情形中，在LCD 5与触摸面板2之间没有形成空气层。因为能够增大来自LCD 5的光对触摸面板2的透射率，所以这是有利的。

LCD 5较之于诸如CRT(阴极射线管)和PDP这样的其他显示装置要薄且轻，从而其适于被装载到便携式装置上。通过将液晶插入到两个玻璃板之间形成用于LCD 5的液晶面板，并且其被构成以通过利用施加电压改变液晶分子的取向从而增减透光率来显示图像。为了照射液晶，在液晶面板的背面设置有背光。两个玻璃基板通常为TFT(薄膜晶体管)基板和对向基板。虽然是透射型LCD的情形，所述透射型LCD通过用液晶面板调制来自背面的表面背光的光来显示图像，但也可以采用反射型LCD，其通过在上述的TFT基板上形成金属电极作为反射板而将周围光用于显示。此外，还可以采用透反射型LCD，其通过在反射板上形成网状微孔而可以用作透射型和反射型这两种类型。

作为触摸面板2，所使用的是通过利用溅射等在绝缘基板41上形成透明导电层39而得到的面板。透明导电层39的材料为ITO(氧化铟锡)。透明导电层39的厚度被设定为10-300nm，且其片电阻(sheetresistance)被设定为100-1000Ω。

因为其上形成有透明导电层39(图3)的触摸面板2与主基板19隔离，所以形成用于传输电信号的布线(FPC 7)。在此情形中，存在由于空间限制而需要使布线和基板弯曲的区域，从而使用柔性印刷电路(以下被称为FPC)。FPC 7是由于它的柔软性而能够改变形状的印刷板，其通过在厚度为12-50μm的膜型绝缘基板上形成粘接层并进一步形成厚度为12-50μm的导电箔来构成。在FPC 7的除端子部分和焊接部分以外的部分放置绝缘体，用于保护。

在FPC 7的端子部分(电极38a-38d：图3)经由诸如各向异性导电膜(ACF)这样的导电性粘接材料而分别连接到透明导电层39的四个角落。可选地，可在透明导电层39的四个角落处形成用金属制成的电极。在该情形中，金属优选为其与ITO的接触电阻低的材料，如，银、钛。此外，可以形成用金属制成的布线，并且可绕着透明导电层39的外周拉引该布线。

此外，形成用于覆盖透明导电层39的绝缘保护层37。保护层37的厚度被设定为0.1-1mm，以在透明导电层39与触摸该层的手指23之间形成充足的电容25的同时增加坚固性。

从透明导电层39引出的FPC 7的一个端子部分经由主基板19上的连接器而连接到用于触摸传感器装置1A的控制器21的输入侧。主基板19经由连接器(未示出)而连接到由液晶面板、背光等形成的LCD模块。电池17连接到主基板19而无需连接器。在电池17与主基板19之间，连接从+3V到+15V的正电源电压、从-15V到-3V的负电源电压和0V的基准电压的布线。

对于电池17，使用锂离子二次电池。利用锂离子二次电池，电解质中的锂离子进行导电。此外，锂离子二次电池在电池内不含金属锂，并且其可以充电反复使用。也可以使用其中聚合物用于电解质的锂聚合物二次电池。作为电池17，可以使用诸如蓄电池、干电池、太阳能电池、燃料电池等这样的任何类型的电池，只要其是能够单独供电的电池即可。

此外，主基板19由表面封装板形成，在其上安装内置有微控制器和闪速存储器的芯片、用于显示器的接口IC、功率控制IC、用于触摸传感器装置1A的控制器21、具有振荡电路IC的主要功能的芯片等。可选地，主基板19可以被安装在具有设置在FPC 7上的控制器21等的薄型印刷板上。

每个芯片(图3)的基准电势节点16都放在一起，并且连接到从电池17供给的基准电势布线15。

图3是关于触摸传感器装置1A的功能的等效电路图。用于触摸传感器装置1A的控制器21由四个电流检测电路29a-29d等形成，这四个电流检测电路29a-29d经由电极38a-38d而分别电连接到透明导电层39的四个角落。此外，振荡电路IC的输出端子(AC电压源27)电连接到透明导电层39的四个角落。这里注意，AC电压为正弦波，其幅度被设定为0.5-2V，且其频率被设定为20-200kHz。

电流检测电路29a-29d由作为前一级的电流-电压转换电路和作为下一级的AC-DC转换电路(未示出)形成。AC-DC转换电路的输出端子被输入到内置于微控制器中的模-数转换电路。模-数转换电路包括采样保持电路。专用于触摸传感功能的程序内置于便携式装置10A的安装系统内，且触摸传感器功能由微控制器控制。

参照图2，主基板19上的基准电势布线15与设置在便携式装置10A的一部分外壳3中的插孔13经由缆线6相连接。参照图1，缆线6和9通过将诸如金属这样的导体拉长成线状来形成。并且，这些缆线由用于保护的绝缘体覆盖，除端部以外具有作为芯体的导体。诸如插孔13这样的端子也被设置到外壳3的外部，并且诸如香蕉插头(bananaplug)这样的插头12被设置到腕带11的缆线9的端部。

可选地，外壳3的外部端子可以被形成为销状等，并且其可通过利用在腕带11的缆线9的端部设置的鳄口夹将其夹住来连接。香蕉插头或鳄口夹的导电部分的材料是镀金的。此外，腕带11是具有高弹性的条带，其在缠绕人体4的手腕的部分中织入有导电性纤维。腕带11具有可拆卸的表面扣件，从而使其能够通过推钩牢靠地佩戴而同时使其能够易于拆卸。

当在其中腕带11和外壳3的插孔13经由缆线9相连接的情形中在人体4与插孔13之间存在大电势差时，存在对流入到人体4的电流增加的担心。因而，可在缆线9中内置100k-10MΩ的电流限制电阻器。

作为第二人体接触部件的另一具体示例，也可使用耳机或头戴式耳机。耳机通过将其插入到耳部中来使用，而头戴式耳机通过将其置于两耳上来使用。耳机和头戴式耳机是使用耳部附近的扬声器将从便携式装置输出的电信号转换成声波的装置。通常，它们被形成为能够使用连接器(插孔13、插头12等)而与装置分离。例如，对于耳机和头戴式耳机而言，不仅让用于输送与声波有关的电信号的导电线，而且让电路的基准电势布线15通过缆线9内部，以使要与耳部和耳部附近的人体形成接触的部分成为导电性的。

作为第二人体接触部件的又一具体示例，也可使用绑带。因为便携式装置相当重且易于被碰撞损坏，所以通过将绑带缠绕在手腕等上用于防止便携式装置掉落来使用绑带。此外，作为绑带的种类，存在短的绑带和颈圈。大部分短的绑带绕手腕或手指佩戴，而颈圈绕颈脖佩戴。将一细环插入到设置在便携式装置上的绑带孔中。该绑带孔部件和电路的基准电势布线15相连接，并且人体与绑带通过其中织入有导电性纤维的绑带而电连接。照这样，电路的基准电势节点16经由导电绑带连接到人体。

(动作的解释)

接下来，将主要参照图3来说明根据第一示例性实施例的触摸传感器装置1A的动作。

从AC电压源27将正弦波施加到透明导电层39，并保持透明导电层39具有均一的电压。当手指23触摸到保护层37的表面时，在人体4与透明导电层39之间经由保护层37而形成5-50pF的电容25。此外，因为人体4是导电的，所以由于手指23的触摸而形成的电容25连接到人体4的电势。

因为从电池17给便携式装置10A供电，所以自然地，便携式装置10A未通过电源线缆与AC插座相连接。因而，电路的基准电势节点16不经由AC插座连接到地。因此，在该状态下，电路的基准电势节点16相对于地浮置。

这里，如图1中所示，导电性腕带11被设定在操作者的左手腕，且腕带11的缆线9的插头12被插入到便携式装置10A的外壳3的插孔13。插孔13连接到外壳3内部的电路的基准电势布线15，从而使电路的基准电势节点16电连接到人体4。如上所述，人体4是导电性的，从而浮置的电路基准电势节点16为人体4的电势。因此，即使电源线缆未插入到AC插座中，电路的基准电势节点16也能够被固定到恒定电势。

参照图3，形成有一闭合电路，其中，电路的基准电势节点16和电容25连接到人体4，且微弱的电流(由于触摸产生的电流)经由透明导电层39流至触摸手指23。这里注意，在透明导电层39中，从对应于触摸的位置到各角落的电阻被定义为Ra-Rd。如上所述，因为根据触摸的电容25为5-50pF，且AC电压源27的频率为20-200kHz，所以根据触摸产生的电容25的阻抗为几百kΩ。同时，例如，透明导电层39的片电阻为100-1000Ω，且从透明导电层39的角落到角落(一侧)的电阻为几kΩ，尽管这取决于触摸面板2的尺寸。因此，根据触摸的电容25的阻抗比透明导电层39的电阻高三个数位以上。因而，闭合电路中的主导阻抗是根据触摸产生的电容25，并且可以看出，根据触摸产生的电流量取决于由触摸产生的电容25和AC电压源27的幅度。

由触摸产生的电流经由透明导电层39被分为分别到电流检测电路29a-29d的电流Ia-Id。电流Ia-Id的比率随着透明导电层39的电阻Ra-Rd而变化，且电阻Ra-Rd依据手指23触摸在插头触摸面板2上的位置而变化。

此外，与触摸位置有关的算术计算的示例如下：

x＝k1+k2·(Ib+Ic)/(Ia+Ib+Ic+Id)(表达式1)

y＝k1+k2·(Ia+Ib)/(Ia+Ib+Ic+Id)(表达式2)

这里，x是触摸位置的x坐标，y是其y坐标，且k1和k2为常数。

此外，电流Ia-Id是由图3中所示的电流检测电路29a-29d检测到的电流。即是说，分别地，电流Ia是由电流检测电路29a检测到的电流，电流Ib是由电流检测电路29b检测到的电流，电流Ic是由电流检测电路29c检测到的电流，且电流Id是由电流检测电路29d检测到的电流。

接下来，除了图1-图3，还将参照图4-图7来提供更为详细的解释。

图4示出了由根据第一示例性实施例的触摸传感器装置完成的动作的电压波形。参照图4，触摸检测期间被设定为3msec，且触摸检测期间的频率被设定为60Hz。一个周期大致为16msec。然而，触摸检测期间为3msec，从而取大致剩下的13msec作为中断期间。

图4中所示的Vin是AC电压源27的输出波形，且Vout是电流-电压转换电路的输出波形。这里注意，Vin的频率被设定为100kHz，且其幅度为2V。Vout的幅度在无触摸时几乎为0V，而Vout的幅度在有触摸时为6V。如此，存在依据有无触摸的清楚的电压变化。电流-电压转换电路的输出为AC电压，从而通过下一级的AC-DC转换电路将该AC电压转换为DC电压。此外，AC-DC转换电路的DC电压输出为模拟信号，从而通过下一级模-数转换电路将该模拟信号转换为数字信号。

这里注意，采样速率被设定为1k-200k样本/sec，且垂直分辨率被设定为8-16位。当输入到采样保持电路的控制端子的信号由低变高时，开始采样。此脉冲信号的周期被设定为60Hz。通过利用微控制器对转换后的数字信号进行信号处理，来执行触摸的检测、触摸位置的算术计算、以及操作系统上的鼠标事件。照这样，以60Hz执行从模-数转换到鼠标事件的处理。如所述的，可以利用微控制器的控制来完成自动操作。

接下来，将详细说明第一实施例的问题和原因以及用于获得第一实施例的效果的操作。为方便起见，通过参照电容开关的情形来提供解释，所述电容开关只检测触摸的出现而不检测触摸的位置(坐标)。当说明一般便携式装置的构成元件时，相同的附图标记表示与便携式装置10A的组件相同的组件。图5A是示出了图3中所示的表面电容型触摸传感器装置的一般操作原理的等效电路图，且其示出了其中电路的基准电势节点16经由AC插座连接到地35的情形。首先，参照图3，将AC电压(幅度Vin)施加到透明导电层39。根据触摸，在包括手指23的人体4与透明导电层39之间形成电容25。这时，如图5A所示，电容25经由人体4连接到地35。这是由于人体4表现出接地效应。然而，在人体4与地35之间存在寄生阻抗。该寄生阻抗被定义为阻抗Zb。

当由电容25形成的电容性阻抗如图5A的等效电路中一样被定义为Z，电路的基准电势节点16和阻抗Z经由地35和阻抗Zb相连接，从而形成闭合电路。此闭合电路的阻抗由由于触摸产生的电容性阻抗Z和寄生电容性阻抗Zb形成。将AC电压Vin施加到合成阻抗以产生电流(幅度Io)。

图5B是示出了要由第一示例性实施例解决的问题的等效电路图。在一般便携式装置中，由装载的电池17供电。当对电池17充电时，电池17经由充电器连接到AC插座。当通过携带便携式装置而使用其时，电池17被从AC插座拆卸。因而，电路的基准电势节点16未经由AC插座连接到地35。如所述的，一般便携式装置在其上装载有电池17，从而存在其中电路的基准电势节点16未连接到地35的情形。

然后，如图5A的情形中一样，由于触摸而形成阻抗Z，且阻抗Z连接到地35。同时，电路的基准电势节点16未直接连接到地35，从而在基准电势节点16与地35之间形成由浮置电容等形成的电容性寄生阻抗Za。即是说，基准电势节点16经由阻抗Za而接地。这里注意，阻抗Za和阻抗Zb的合成阻抗被定义为阻抗Zp。在图5B的闭合电路中，阻抗Z和阻抗Zp处于串联关系，且其合成阻抗为(Z+Zp)。因而，图5B中所示的闭合电路中所流的电流(幅度I)为I＝Vin(Z+Zp)。在人体4与基准电势节点16之间也存在寄生阻抗。然而，寄生阻抗的分量通过等效电路而被认为是包含在阻抗Za和阻抗Zb中。

图6是示出了闭合电路的阻抗与电流之间的计算关系的曲线图。推导出的公式如下。

I/Io＝1/(Zp/Z+1)(表达式3)

图6的横轴为阻抗Zp与阻抗Z之比(Zp/Z)。纵轴为由触摸产生的信号。即是说，图5B中所示的电流I与图5A中所示的电流Io之比I/Io以百分率示出。这里注意，AC电压的频率被设定为100kHz。当阻抗Zp增至与阻抗Z相比能够被忽略这样的程度时，电流I受到影响并减小。因而，I/Io如曲线图中所示减小。

由于触摸而产生的电流对应于触摸传感器功能的信号分量，从而触摸传感器功能的S/N在由于触摸而产生的电流减小时劣化。据此，触摸传感器功能的灵敏度下降。类似地，检测触摸位置时的定位精度下降。即是说，如图6中所示，当寄生阻抗Zp增大时，灵敏度和定位精度下降。此外，阻抗Zp也根据覆盖电路的外壳的导电性变化。当电路的周围环境中存在变化时，阻抗Zp变化。而且，由于便携式装置被携带并移动，所以周围环境持续变化，从而阻抗Zp变化。如所述的，阻抗Zp根据周围环境和使用条件变化，从而触摸传感器功能的灵敏度和定位精度变得不稳定。

图7A是示出了第一示例性实施例的操作原理的等效电路图。其为表面型并在其上装载有电池17，用于移动使用。电路的基准电势节点16相对于地浮置。如在图5A和图5B的情形中一样，由于触摸形成电容25，并且电容25的一端被连接到人体4。在第一示例性实施例中，不像图5B的情形，对于电容25的另一端，相对于地浮置的电路基准电势节点16以低阻抗连接到人体4。因为人体4是导电性的，所以当图7A的电路基准电势节点16连接到人体4时，浮置的电路基准电势节点16也为人体4的电势。

照这样，阻抗Zp减小，从而闭合电路的阻抗减小。在图7A中，阻抗Zp被视为几乎为0，且在图中并未示出。图7A的阻抗Zp相对于阻抗Z足够小，从而可以忽略其。因而，在图6中，作为曲线图的横轴的Zp/(Z+Zp)变得几乎为0。此时，在图6中，发现电流变化量未减小。因此，能够抑制由于触摸而产生的电流中的变化的减小，该电流在用于表面型移动使用的闭合电路中流动。

为了验证第一示例性实施例的效果，下面对(a)-(c)中的每个结构都测了由触摸产生的电流。(a)是其中电路的基准电势布线15经由AC插座连接到地35(图5A)的情形。(b)是其中电路的基准电势节点16浮置的电池驱动型的情形(图5B)。(c)是其中电路的基准电势节点16连接到人体4的电池驱动型的情形(图7A)。

此外，通过将AC电压源27的幅度设定为1V且将频率设定为100kHz测量了电流-电压转换电路的输出。在此测量时，使用具有内置电池的万用表作为测量装置，以便不受测量系统的地的影响。通过基于输出的测量结果而对由于触摸产生的电流进行计算所得到的结果示于图7B中。

如可从图7B中看出的，如(a)5.3μA、(b)3.8μA和(c)5.5μA中观察到的存在显著的差别。假设(a)的电流值为基准Io且(b)和(c)的电流值为I，则(b)的显著减小为I/Io＝72％。这对应于要由本发明解决的问题。同时，就本发明的(c)而言，I/Io＝103％几乎为100％。因而，已验证由于触摸而产生的电流的减小能够通过将电路的基准电势节点16连接到人体4而得到抑制，即使在电池驱动型的情形中也是如此。

在图6的曲线(表达式3)中，当Zp/Z充分小，I/Io的减小相对于Zp/Z中的增加较为适中。然而，当Zp/Z变得大于0.4时，I/Io沿着曲线图中所示的直线I/Io＝-0.24·Ln(Zp/Z)+0.5急剧减小。因而，为了抑制I/Io的减小，Zp/Z优选为0.4或更小。以下列方式算出Zp。当用于检测触摸发生的所必需的电容为3pF且由触摸产生的电容C为3pF时，由Z＝1/w/C求得Z＝531kΩ。这里注意，w(＝2πf)是角频率。将Z＝531kΩ代入Zp/Z≤0.4，可以求出Zp≤212kΩ。

就(c)的结构而言，如图1中的便携式装置10A的使用实例中所示，导电性腕带11被附接到人体4的一部分，且腕带11的缆线9的插头12被插入到便携式装置10A的外壳3的插孔13。插孔13连接到外壳3内部的电路的基准电势节点16。照这样，电路的基准电势节点16利用诸如腕带11这样的工具连接到人体4。

就第一示例性实施例而言，通过将电路的基准电势节点16与人体4电连接，能够在移动环境下抑制由于触摸而产生的信号的减小。因此，即使在移动环境下，也能够提供触摸传感器功能的灵敏度和定位精度极佳的触摸传感器装置1A。其原因在于，因为人体4是导电性的，所以可以将浮置的电路基准电势节点16作为人体4的电势。特别地，就第一示例性实施例而言，进而因为通过使人体4经由缆线9和腕带11与基准电势布线15连接而能够得到基准电势布线15与人体4之间的可靠导电，所以能够使触摸传感器装置1A的操作稳定。

第二效果在于，能够具有经济的结构，其通过利用耳机或头戴式耳机而无需用于连接电路的基准电势节点16与人体4的诸如腕带11这样的特殊工具。其原因在于，耳机和头戴式耳机能够提供其基本的效应，即，将从便携式装置10A输出的电信号转换成在耳部附近的声波，并且还能够同样通过将基准电势布线15置于缆线9内而使电路的基准电势布线15与耳部或人体4在耳部附近的部分相连接。

作为根据本发明的示例性优点，因为在检测电流流动的闭合环路中未包含有寄生阻抗，所以本发明能够增大检测电流并抑制周围环境的噪音和影响。因此，能够通过检测电流来提高位置检测精度。

(第二示例性实施例)

接下来，将参照图8和图9来说明本发明的第二示例性实施例。以下，用与第一示例性实施例中相同的附图标记表示与第一示例性实施例中基本相同的构成元件，并且将只描述与第一示例性实施例不同的点。图8是示出了装载有根据第二示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的透视图。图9是图8中所示的便携式装置的横截面示意图。

第二示例性实施例的触摸传感器装置1B被安装到便携式装置10B中。第二人体接触部件为形成便携式装置10B的外壳3的表面的导体(3b)。导体(3b)由外壳3的导电部分3b实现。

在上述第一示例性实施例(图1和图2)中，电路的基准电势布线15基本上是通过连接电路的基准电势布线15与诸如腕带11这样的工具而从便携式装置10A当中引出的。同时，在第二示例性实施例中未使用诸如腕带11这样的工具。即是说，导电部分3b是通过使用诸如不锈钢或铝合金这样的导电性材料作为外壳3的至少一部分而形成的，且外壳3的导电部分3b连接到触摸传感器装置1B的电路的基准电势布线15。导电部分3b被设置在便携式装置10A的背面侧。这里，电路的基准电势布线15的导电芯体从覆盖的保护层露出，并且经由焊接部分43而连接到外壳3的导电部分3b。照这样，在外壳3的一部分(导电部分3b)中，从内侧到外侧的部分成为电路的基准电势节点16。

同时，对于诸如装载有触摸传感器装置1B的诸如PDA这样的便携式装置10B，操作者一般会用手指23触摸触摸面板2，并用另一只手的手掌等支撑便携式装置10B。如在此情形中，当外壳3由手支撑时，人体4的一部分与外壳3外侧的部分(导电部分3b)进行接触。就第二示例性实施例而言，外壳3的一部分被形成为导电部分3b，且导电部分3b与电路的基准电势布线15电连接。从而，人体4的一部分连接到电路的基准电势节点16，从而可以将浮置的电路基准电势节点16作为人体4的电势。其他结构、操作和效果与第一示例性实施例的相同。

(第三示例性实施例)

接下来，将参照图10来说明本发明的第三示例性实施例。以下，用与第二示例性实施例中相同的附图标记表示与第二示例性实施例中基本相同的构成元件，且只将说明与第二示例性实施例的不同点。图10A是示出了装载有根据第三示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的平面示意图，且图10B是沿图10A中的I-I’线截取的横截面示意图。

第三示例性实施例的触摸传感器装置1C被安装到便携式装置10C中。第二人体接触部件为形成便携式装置10C的外壳3的表面的导体(3c)。导体(3c)形成外壳3的除了触摸面板的第一人体接触部件(2)的周边以外的整个表面。导体(3c)由外壳3的导电部分3c实现。

在上述第二示例性实施例(图8和图9)中，只外壳3的一部分(背面)被形成为导电部分3b。同时，在第三示例性实施例中，几乎整个外壳3都被形成为导电部分3c，且只外壳3在触摸面板2的周边的部分被形成为绝缘部分3c’。触摸面板2的保护层37具有绝缘特性。然而，参照图10B，保护层37的外周和外壳3的一部分彼此二维地重叠，且外壳3和保护层37在该重叠部分彼此胶合。照这样，触摸面板2由外壳3支撑。

这里假设，外壳3的该部分(与保护层37胶合的部分)是导电性的，且处于电路的基准电势节点16的电势。由此，因为将AC电压施加到透明导电层39，所以AC电流根据透明导电层39与导电性外壳3之间的电势差而经由保护层37的电容性阻抗在导电性外壳3中流动。此AC电流成为由于触摸而产生的信号的噪音信号，从而触摸传感器功能的S/N下降。换言之，从透明导电层39的观点，寄生电容增大。如所述的，当使触摸面板2的周边部分的外壳为导电性时，该部分变为基准电势节点16的电势，从而导致另一问题。

因而，当几乎整个外壳3被形成为导电部分3c时，触摸面板2的周边的外壳3被形成为绝缘部分3c’。这使得能够减小这样的噪音信号。具体而言，使用由树脂和不锈钢一体地形成的外壳3(3c、3c’)。将薄板型不锈钢置于塑模中，并将树脂倒入触摸面板2的周边的外壳部分，以形成外壳3(3c、3c’)。

此外，绝缘部分3c’的距离(即，从透明导电层39到导电部分3c的距离)越长，噪音信号就越小。原因在于，电容与绝缘体的距离成反比。同时，由于触摸而产生的电容随着保护层37的厚度变薄而变大。因此，对保持在电路的基准电势节点16的导电部分3c设定的与触摸面板2的隔离距离越长且保护层37越薄，触摸传感器功能的S/N就越高。具体而言，绝缘部分3c’的距离优选为相对于保护层37的厚度(0.1-1mm)的10倍以上，。

此外，外壳3的绝缘部分3c’优选为防水的。这里，即使水落在绝缘部分3c’上，水滴可以由于被轻微排斥而散落。特别地，当绝缘部分3c’与水滴之间的接触角度为100度以上时，水滴保持球状就如立于绝缘部分3c’上一样。具体而言，使用硅树脂等作为用于绝缘部分3c’的材料。

当使用便携式装置10C时，会存在其中水偶然落在外壳3上的情形。水通常包含离子杂质并且是导电性的。因而，即使触摸面板2周边的外壳3被形成为具有绝缘特性，也存在如其中一旦水附着到触摸面板2周边的外壳上其被形成为导电性的情形中所产生的问题一样的问题。因此，通过将绝缘部分3c’形成为防水的以便排斥水使水不留在其表面上，能够减小寄生电容。

此外，外壳3的绝缘部分3c’被形成为防尘的。具体而言，涂覆油或丙烯基材料等的涂层。当使用便携式装置10C时，会存在其中灰尘偶然落在外壳3上的情形。灰尘会包含导电性材料。因而，存在如其中一旦灰尘附着到触摸面板2周边的外壳上其被形成为导电性的情形中所产生的问题一样的问题。因此，存在这样的效果，即，通过将绝缘部分3c’形成为防尘的以便排斥灰尘使灰尘不留在其表面上，从而即使在灰尘落在外壳3上时，也能够减小寄生电容。因此，通过使外壳3的导电部分3c处于基准电势节点16的电势，第三示例性实施例提供了减小噪音信号的效果。其他结构、操作和效果与第二例性实施例的相同。

(第四示例性实施例)

接下来，将参照图11来说明本发明的第四示例性实施例。以下，用与第三示例性实施例中相同的附图标记表示与第三示例性实施例中基本相同的构成元件，且只将说明与第三示例性实施例不同的点。图11A是示出了装载有根据第四示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的平面示意图(背面侧)，且图11B是沿图11A中的II-II’线截取的横截面示意图。

第四示例性实施例的触摸传感器装置1D被安装到便携式装置10D中。第二人体接触部件为形成便携式装置10D的外壳3的表面的导体(45)。导体(45)是设置在外壳3的表面上的导电膜(45)。导电膜(45)由导电性粘接标签45实现。在第四示例性实施例中，粘接标签45只设置在便携式装置10D的背面。

在上述第三示例性实施例(图10)中，使用诸如树脂这样的绝缘材料作为在触摸面板2的周围的部分的便携式装置10D的外壳3，且将诸如不锈钢或铝合金这样的导电性材料用于其他部分。然后，连接电路的基准电势布线15与外壳3的导电部分3c。同时，在第四示例性实施例中，在外壳3的一部分表面上形成用导电性油墨等印制的粘接标签45。作为获得粘接标签45的其他方法，存在涂布、气相沉积等。作为用于粘接标签45的材料，使用导电性树脂等。作为导电性树脂添加剂(填充剂)，使用银、碳或石墨。对于树脂材料，使用聚酯或丙烯。

就第四示例性实施例而言，外壳3的材料可以不必是导电性的。可只将外壳3的必要部分形成为导电性的。便携式装置10D可由人体的一部分例如手来支撑，从而只将外壳3将要进行接触的一部分形成为导电性的。然后，在外壳3中形成贯通孔47，并且用导电性树脂填充其中而形成贯通孔电极。由此，外壳3的粘接标签45和电路的基准电势布线15被连接。

作为另一方法，存在利用通常被设置于外壳3用于更换电池17的盖子(未示出)的方法。就该方法而言，盖子的表面、背面和侧面全都被形成为导电性的，从而使盖子的表面和背面电连接。因此，电路的基准电势布线15与盖子的背面连接，且盖子的表面可与人体连接。

与诸如不锈钢和铝合金这样的导电性材料相比，绝缘材料例如树脂的制造成本较低。结果，除了第三示例性实施例的效果以外，在第四示例性实施例中不存在对外壳3的材料其本身所设的限制。而且，可以低成本制造第二人体接触部件(45)。其他结构、操作和效果与第三例性实施例的相同。

(第五示例性实施例)

接下来，将参照图28来说明本发明的第五示例性实施例。以下，用与第二示例性实施例中相同的附图标记表示与第二示例性实施例中基本相同的构成元件，且只将说明与第二示例性实施例不同的点。图28是示出了装载有根据第五示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的透视图。

第五示例性实施例的触摸传感器装置1N被安装到便携式装置10N中，且其进一步包括作为指示器的笔70。该笔70包括尖端部72和握持部74，所述尖端部72接近作为阻抗面的透明导电层39，所述握持部74由人体4的手握住。尖端部72和握持部74都是导电性的并电连接。尖端部72优选具有与人体4的指尖的弹性相同程度的弹性。就第五示例性实施例而言，当尖端部72与覆盖透明导电层39，即，在触摸面板2的表面上的保护层37(图3等)接触时，尖端部72接近透明导电层39。

表面型触摸传感器系统由作为人体4的一部分的指尖操作，从而其不能由称为触笔例如笔(传统型笔未示出)这样的指示器操作。当其可以仅由一部分人体例如指尖操作时，存在下列问题。当指尖触摸到触摸面板2的表面时，手指的指印或污迹如油迹会附着在其上面。因而，屏幕变得难以看见。此外，存在卫生问题，如，这类污迹会令用户有不适感。而且，附着到表面的油迹为从触摸面板2侧的浮置电容，且该油迹不均匀地附着到触摸面板2的表面。因而，浮置电容不均匀地分布，从而会使检测精度变差。为了避免这类问题，仅仅需要能够操作笔。以下，将说明根据第五示例性实施例的笔70的结构。

笔70的尖端部72和握持部(柄)74被形成为导电性的，且尖端部72与握持部74以低阻抗连接。将参照图29来说明笔70的结构。图29示出了笔70的平面图以及沿A-A’线截取的纵截面图。在尖端部件72中，将导体例如不锈钢或铝用于其表面72a，且将弹性体例如聚氨酯或硅树脂用于其芯体72b。此外，也可以将导电性海绵用于整个尖端部72，而不改变用于表面72a和芯体72b的材料。

通过将尖端部72的整个部分或表面72a形成为能够形成与手指一样的等效电路，可以捕捉尖端部72与位置检测透明导电层39之间的电容中的变化。

同时，当在尖端部72的接触表面上有不平坦时，尖端部72与触摸面板2的表面之间的实际接触面积在尖端部72触摸到触摸面板2的表面时变小。此外，会存在其中触摸面板2的表面相对于笔70倾斜的情形。随着尖端部72的表面72a与面板2的表面之间的倾斜在尖端部72触摸触摸面板2的表面时变大，实际接触面积变小。

同时，当芯体72b被形成为等同于指尖的弹性体时，在尖端部72触摸到触摸面板2的表面时会有一排斥力施加到尖端部72。因而，尖端部72依据触摸面板2的表面而改变其形状。照这样，尖端部72与触摸面板2的表面之间的接触面积变大，从而能够完全捕捉到电容中的变化。

此外，通过用操作笔70的手抓住握持部74，尖端部72与人体4经由握持部74而连接。

而且，如在第二示例性实施例的情形中一样，便携式装置10N的外壳3的一部分被形成为导电部分3b，且导电部分3b以低阻抗与检测电路的基准电势节点相连接。当在用户支撑便携式装置10N时用手等触摸导电部分3b的时候，基准电势节点与人体4能够以低阻抗相连接。因此，基准电势节点与触摸面板2的表面可以经由人体4和笔70以低阻抗相连接。照这样，能够在包括接触部件的闭合电路中流动充分的电流，而无需使基准电势节点经由插座等连接到地。

以上述方式，可以如用指尖按压触摸面板2的表面的情形相同的原理来进行笔操作。就第五示例性实施例而言，不仅可以进行指尖操作而且可以进行笔操作。因而，指尖不会触摸到触摸面板2，从而能够避免由于手指触摸而使指印或油迹附着到表面的问题。其他结构、操作和效果与第二示例性实施例的相同。第五示例性实施例被构成使得尖端部72接近透明导电层39。然而，也可以采用其中尖端部72与透明导电层39接触且不提供保护层37(图3等)的结构。

(第六示例性实施例)

接下来，将参照图12来说明本发明的第六示例性实施例。以下，用与第四示例性实施例中相同的附图标记表示与第四示例性实施例中基本相同的构成元件，且将只说明与第四示例性实施例不同的点。图12是示出了装载有根据第六示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的透视图。

第六示例性实施例的触摸传感器装置1E被安装到便携式装置10E中。第二人体接触部件为形成便携式装置10E的外壳3的表面的导体(3e)。导体(3e)由导电部分3e实现。

在上述第一到第四示例性实施例(例如，图8)中，假定为其中便携式装置10B的操作者的一只手触摸到触摸面板2而另一只手支撑便携式装置10B的形式。同时，就第六示例性实施例而言，便携式装置10E主要由一只手支撑并操作。在第六示例性实施例中，外壳3的连接到电路的基准电势节点的导电部分3e被配置为用支撑便携式装置10E的手触摸。在图12中，便携式装置10E的背面与手掌接触，从而便携式装置10E的背面被形成为导电部分3e。如所述的，也能够抑制由于触摸而产生的信号的减小，即使在其中便携式装置10E由一只手支撑并操作的情形中也如此。其他结构、操作和效果与第四例性实施例的相同。

(第七示例性实施例)

接下来，将参照图13来说明本发明的第七示例性实施例。以下，用与第二示例性实施例中相同的附图标记表示与第二示例性实施例中基本相同的构成元件，且将只说明与第二示例性实施例不同的点。图13是示出了装载有根据第七示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的一部分的横截面示意图。

参照示出了第二示例性实施例的图9和示出了第七示例性实施例的图13，第七示例性实施例的便携式装置包括：LCD 5；背光(51、53)，其产生透过LCD 5的光；和导电性折叠件(conductive folder)49，其反射由背光(51、53)产生的光，并将其引导至LCD 5。第一人体接触部件(2)被设置在LCD 5的显示面上。折叠件49与基准电势布线15电连接。背光(51、53)由导光板51和发光源53实现。

图13只示出了第七示例性实施例的便携式装置当中的背光(51、53)和其周边。在第七示例性实施例中，将冷阴极荧光灯(CCFL)用作背光的发光源53。发光源53及其电压施加部件(未示出)由折叠件49覆盖，且折叠件49是导电性的。反光板(未示出)和导光板51与其组合。导光板51通过用白色油墨在丙烯板上印制反光点来形成。

然而，对于电容型触摸传感器装置，来自发光源53及其电源施加部件的高频电场成为噪音源，使得对触摸发生的灵敏度和触摸位置的检测精度下降。

因而，在第七示例性实施例中，覆盖发光源53和电压施加部件的折叠件49也连接到基准电势布线15。然后，通过将基准电势布线15与人体4的一部分连接，背光的浮置导电性折叠件49被连接到人体4。结果，能够阻挡来自发光源53和电压施加部件的高频电场。因此，能够提供消除高频电场的影响同时抑制由于触摸而产生的信号的减小的效果。照这样，能够精确地检测触摸的发生和触摸位置。其他结构、操作和效果与第二例性实施例的相同。

(第八示例性实施例)

接下来，将参照图14来说明本发明的第八示例性实施例。以下，用与第一示例性实施例中相同的附图标记表示与第一示例性实施例中基本相同的构成元件，且只将说明与第一示例性实施例不同的点。图14是示出了装载有根据第八示例性实施例的触摸传感器装置的机动车和汽车导航系统的内部的透视图。

第八示例性实施例的触摸传感器装置1G被安装到机载(onboard)装置(10G)中。第二人体接触部件(9、57、58、59、61)包括连接到基准电势部件的导电线(9)和连接到导电线(9)的导体(57、58、59、61)。导体(57、58、59、61)被设置于当在车中时人体4触摸的部分。在第八示例性实施例中，机载装置(10G)由汽车导航系统10G实现，且导电线(9)由缆线9实现，导体(57、58、59、61)分别由方向盘57、踏板58、座位59和安全带61的至少一部分实现。以下，将提供更为详细的解释。

汽车导航系统10G是能够在机动车停止时操作路线设置并搜索设施的电子设备。为了安全性原因，这些装置中的大多数都被规定在驾驶时不操作。汽车导航系统10G在机动车内被置于前侧以用于驾驶员检查路线，并且其可由驾驶员或坐在乘客座位上的人操作。作为汽车导航系统10G的输入装置，使用具有触摸传感器功能的触摸传感器装置1G。在一些汽车导航系统中，使用装载在主体上的键盘和远程控制功能。然而，因为例如在操作该系统时必须交替地检查屏幕显示和输入装置，所以这对于用户来说是不方便的。此外，包括汽车音频系统的汽车导航系统10G由装载在机动车上的电池驱动。

因此，如上所述，当将一般表面电容型触摸传感器装置用于汽车导航系统10G时，由于触摸而产生的信号分量减小。因而，汽车导航系统10G的基准电势节点16(图3)连接到人体4的一部分，从而由于触摸而产生的信号的减小能够得到抑制。此时，优选利用与机载人体4接触的工具将基准电势节点与人体4的一部分连接。具体而言，这类工具的示例可以是导电性安全带61、方向盘57、踏板58、座位59、脚垫等。这些工具与汽车导航系统10G的基准电势节点经由缆线9连接。

照这样，即使在诸如汽车导航系统10G这样的由电池驱动但其主体未由手支撑的电子设备中，也能够抑制由于触摸而产生的信号的减小。诸如汽车导航系统10G这样的由电池驱动但其主体未由手支撑的电子设备的其他示例可以为桌面便携式音频重现装置、附接到飞机和公车等的座位的电视游戏机等。其他结构、操作和效果与第一示例性实施例的相同。

(第九示例性实施例)

接下来，将参照图15和图16来说明本发明的第九示例性实施例。以下，用与第二示例性实施例中相同的附图标记表示与第二示例性实施例中基本相同的构成元件，且将只说明与第二示例性实施例不同的点。图15是示出了装载有根据第九示例性实施例的触摸传感器装置的便携式装置的透视图。图16A是图15中所示的便携式装置的平面示意图，且图16B是沿图16A中的III-III’线截取的横截面示意图。

第九示例性实施例的触摸传感器装置1H包括：第一人体接触部件(2h)，其在人体4触摸或接近其时在人体4与其自身之间形成电容25；电源部件(27)，其包括输出DC电压的电池，将该DC电压转换成AC电压，并将其从第一人体接触部(2h)输出；基准电势部件(16)，其成为AC电压的基准电势；第二人体接触部件(3h)，其电连接到基准电势部件(16)并且人体4与其接触；和电流检测部件(29)，其检测从电源部件(27)流到人体4的电流。

第一人体接触部件(2h)包括：阻抗面(39)，其用导电膜形成，人体4接触或接近所述导电膜；和多个电极38e、38f、…，其被提供在阻抗面(39)上并对其施加AC电压。电流检测部件(29)包括多个电流检测电路29e、29f、…，所述多个电流检测电路29e、29f、…分别检测在多个电极38e、38f、…中流动的电流。

第九示例性实施例的触摸传感器装置1H被安装到便携式装置(10H)。第二人体接触部件(3h)为形成便携式装置10H的外壳3的表面的导体(3h)。分别地，第一人体接触部件(2h)由触摸开关2h实现，阻抗面(39)由透明导电层39实现，电源部件(27)由AC电压源27实现，基准电势部件(16)由基准电势节点16实现，电流检测部件29由电流检测电路29实现，且导体(3h)由导电部分3h实现。导体部分3h例如被设置在外壳3的背面。以下，将提供更为详细的解释。

便携式装置10H包括电话功能、电子邮件功能等。在屏幕显示部件65的下侧纵横地布置有多个按键63。这些按键63形成作为用于输入字母、数字等的输入装置的表面电容型触摸传感器装置。包括每一个按键63的触摸开关2h只检测触摸的发生，且其通常被称为“电容开关”。电容开关通过设定阈值来操作。这些阈值不仅可用于在手指23置于按键63上时也可用于手指23离开按键23时进行判断。

参照图16A，在长度方向上布置有三个横向长的透明导电层39，且在每一个透明导电层39上横向地布置有三个按键63。参照图16B，在透明导电层39的左右边缘上形成有电极38e、38f，且电流检测电路29e、29f分别串联连接到电极38e、38f。透明导电层39由保护层37覆盖。照这样，执行水平位置检测(所谓的一维位置检测)。此外，还可以在长度方向上集中布置多个按键63。

可选地，每个按键63都可单独布置而不将它们放置成三个一组。例如，纵横地布置有尺寸与按键63的尺寸相同或者比其大的透明导电层。给每一个透明导电层都设置电极，且每个电极和电流检测电路一对一相连(未示出)。也可以通过单个透明导电层覆盖全部按键63，并在透明导电层的四角落设置电极(未示出)。在此情形中，如在其他示例性实施例的情形中一样，执行所谓的二维位置检测。

便携式装置10H由内置电池供电，且电路的基准电势节点16相对于地浮置。当操作者支撑便携式装置10H时，每个电流检测电路29的基准电势节点16与电池的基准电势节点16一起经由外壳3的导电部分3h而连接到人体4。照这样，浮置的电路基准电势节点16为人体4的电势，且从电路的基准电势节点16到人体4的阻抗能够得以减小。因此，即使在只检测触摸的发生的触摸传感器装置1H的情形中，也能够抑制由于触摸而产生的信号的减小。

此外，作为触摸传感器装置1H的其他应用，存在电梯的呼叫开关、机动车的前面板显示按钮、安全触摸开关、自动门触摸开关和娱乐装置的输入开关。对于电梯的呼叫开关和自动门触摸开关，例如通过在脚下放置导电片并将其连接到触摸传感器装置1H的电路的基准电势节点16，能够实现第九示例性实施例的效果。其他结构、操作和效果与第二例性实施例的相同。

(第十示例性实施例)

接下来，将参照图17和图18来说明本发明的第十示例性实施例。以下，用与第一示例性实施例中相同的附图标记表示与第一示例性实施例中基本相同的构成元件，且将只说明与第一示例性实施例不同的点。图17是示出了其中内置有第十示例性实施例的触摸传感器的LCD的透视图。图18是图17中所示的LCD的平面示意图。在图18中，省略了对向基板的图示。

第十示例性实施例的触摸传感器装置1I被安装到LCD 10I中，其是其中将液晶(102)夹在对向电极112与像素电极105以及布线(104、106、108)之间的结构。对向电极112还用作阻抗面，并且另外还提供有开关部件(116、117、118、121)，这些开关部件(116、117、118、121)使布线(104、106、108)的至少一部分电浮置，或者，在使布线(104、106、108)的至少一部分电浮置时将施加到阻抗面的AC电压至少施加到布线(104、106、108)的一部分。

换言之，第十示例性实施例的触摸传感器装置1I被安装到LCD10I，其为由对向电极112、液晶(102)和像素电极105形成的三层结构，并且对向电极112也用作阻抗面。此外，另外设置有开关部件(116、117、118、121)，所述开关部件(116、117、118、121)同时将要施加到阻抗面的AC电压也施加到存储电容线108或者使扫描线106电浮置。

在第一示例性实施例中，显示装置和触摸传感器装置被制作为分离体。同时，在第十示例性实施例中，LCD 10I被用作为显示装置，且表面电容型触摸传感器装置1I被内置于其中(图17)。如后面将要说明的，将用于LCD 10I的对向电极112的透明导电层用作阻抗面。照这样，可以简化触摸传感器装置1I的制造步骤，且可以降低制造成本。此外，因为不需要专用于触摸传感器装置1I的基板，所以可以将装置形成得轻而薄。此外，还获得了以下效果，即，透光率变高，从而使得能够在显示装置中提供良好的图片质量。

然而，对向电极112经由液晶元件102靠近TFT基板110，从而存在诸如液晶元件102这样极其大的电容。因而，由于TFT基板110上的电极和布线(存储电容线108、信号线104、扫描线106等)的电势而在对向电极112与TFT基板110之间产生有电势差。因此，还用作阻抗面的对向电极受到极其大的寄生电容的影响。结果，触摸传感功能的S/N降低，从而变得难以感测触摸的发生以及精确地检测触摸位置。

因而，如后面将要说明的，在第十示例性实施例中，根据时间来划分显示期间和位置检测期间。然后，在位置检测期间，将显示区域103设定为相对于其外侧为高阻抗，以便使其电浮置。可选地，在位置检测期间，将与对向电极112的电压相同的电压施加到TFT基板110上的电极和布线。结果，由于显示区域103与对向电极112之间的电容耦合，显示区域103被保持在与对向电极112相同的电势。因而，显示区域103的电势跟随着成为与对向电极112相同的电势。因此，能够将寄生电容对于对向电极112的影响抑制到极小。

将参照图18来说明第十示例性实施例的细节。第十示例性实施例采用下述结构，其中，在用于将电信号从显示区域外传送到显示区域内的布线上设置有开关器件。

具体而言，第十示例性实施例包括高阻抗开关部件116(第一高阻抗开关)、高阻抗开关部件117(第二高阻抗开关)和高阻抗开关部件118(第三高阻抗开关)，这些开关都设置在用于将电信号从显示区域103外的第二电路单元(扫描线驱动电路114、信号线驱动电路115等)传送到显示区域103内的第一电路单元(TFT 111等)的布线部件(将在后面描述)上。

这里注意，显示区域103外的第二电路单元可以形成在与显示区域103内的第一电路单元相同的基板上或者可以形成在外部基板上。在其中显示区域103外的第二电路单元被形成在与显示区域103内的第一电路单元相同的基板上的情形中，优选将高阻抗开关部件116、117和118设置在连接显示区域103外和外部基板的布线部件上。具体而言，高阻抗开关部件116、117和118被设置到的布线部件优选为信号线104、扫描线106、存储电容线108和电源线(未示出)的至少之一。

此外，优选包括用于控制高阻抗开关部件116、117和118的切换控制电路120。切换控制电路120优选在电流检测电路29检测电流的期间，将用于将电信号从显示区域103外传送到显示区域103内的布线部件中的布线的至少之一控制为高阻抗。

这里注意，“阻抗控制单元”可以由高阻抗开关部件116、117、118和切换控制电路120形成。此“阻抗控制单元”可形成在TFT基板110上或者可形成在单独的控制电路基板上。

此“阻抗控制单元”能够使TFT基板110的显示区域103内的第一电路单元在其中检测接触位置的检测期间相对于显示区域外的第二电路单元为电性高阻抗。此外，“阻抗控制单元”可以包括：高阻抗开关部件116、117和118，其形成在连接第一电路单元与第二电路单元的布线部件上；和切换控制电路120，其用于对高阻抗开关部件116、117和118进行通/断控制。

接下来，将说明高阻抗开关部件116、117和118的动作。显示区域103的周围部分为下列结构，即，以便在显示区域103内(在像素矩阵内)的第一电路单元与显示区域103的周围部分上的第二电路单元之间产生电性高阻抗状态。高阻抗开关部件116被设置到扫描线106的每个信号路径，高阻抗开关部件117被设置到信号线104的每个信号路径，且高阻抗开关部件118被设置到存储电容线108的每个信号路径。高阻抗开关部件116、117和118由切换控制电路120进行开关控制。由此，可以使用于将电信号从显示区域103外传送到内的扫描线106和信号线104为高阻抗。

对于位置检测期间，利用垂直消隐期间。在位置检测期间，高阻抗开关部件116、117和118处于断开状态，如图18中所示。此时，信号线104、扫描线106和存储电容线108相对于显示区域103外的布线(扫描线驱动电路114、信号线驱动电路115和连接到公共电极COM的布线)为高阻抗。

此外，在位置检测期间，COM电流检测电路转换开关部件121变得到AC电压源27侧包括电流检测电路29是导电的。在图18中所示的开关的状态中，将由AC电压源27产生的同相AC电压施加到设置在TFT基板110的四个角落附近的电极130a-130d。电极130a-130d经由各向异性导体134与对向电极112电连接，从而将AC电压施加到对向电极112的四个角落附近。

图19是示出了根据第十示例性实施例的触摸传感器装置的每个部件的电压的时序图。分别地，对向电极112的电压示出为Vc，信号线104的电压示出为Vd，扫描线106的电压示出为Vg，且像素电极105的电压示出为Vs。扫描线106的电压Vg与像素电极105的电压Vs之差示出为Vgs。对向电极112、信号线104、扫描线106和像素电极105经由布线与公共电极COM或者电流检测电路29电连接。对于公共电极COM或电流检测电路29的转换，使用COM电流检测电路转换开关部件121。

此外，其被构成在显示驱动期间之后具有位置检测期间。虽然图中示出了每个电压的示例，但由于信号线104的电压Vd的值随写入信号变化，所以其数值未具体插入。参照图19中所示的电压时序图，每条扫描线106在位置检测期间都为高阻抗，并与对向电极112电容耦合。因此，扫描线106的电压Vg以与对向电极112的电压相同的幅度波动。如上所述，第十示例性实施例能够实现与第一示例性实施例相同的操作效果。与此同时，因为像素矩阵内的电路(像素电极105等)在位置检测期间相对于外部电路为高阻抗，所以能够在对对向电极112施加AC电压时使对向电极112侧的寄生电容极小。具体而言，第十示例性实施例寄生电容例如能够被减小到100pF这么小，而相关技术的寄生电容例如为15nF。结果，对于第十示例性实施例，从电流检测电路29输出的信号的S/N比可为6×10^-2这么大，而相关技术的例如为4×10^-4，前者是后者的150倍。

此外，在位置检测期间，TFT 111的栅极电压和源极电压都以与对向电极112的电压相同的幅度变化。因而，栅极电压和源极电压之间的相对差恒定，从而晶体管的Vgs不波动。这使得能够获得下述特殊效果，即，位置检测期间由于驱动而使图片质量下降的影响能够被抑制到最小。

这里注意，使用n沟道型TFT作为高阻抗开关部件116、117和118，用于在显示区域103内与外之间提供电性高阻抗状态。然而，这些高阻抗开关部件可以为p沟道型TFT或者可以为作为由n沟道型和p沟道型的组合的传输门。其他结构、操作和效果与第一例性实施例的相同。

(第十一示例性实施例)

接下来，将参照图20和图21来说明本发明的第十一示例性实施例。以下，用与第十示例性实施例中相同的附图标记表示与第十示例性实施例中基本相同的构成元件，且只将说明与第十示例性实施例不同的点。图20是示出了内置有根据第十一示例性实施例的触摸传感器装置的LCD的对向基板的平面示意图。图21是沿图20中的IV-IV’线截取的不完整截面示意图。

第十一实施例的触摸传感器装置其特征在于包括开关部件(参见第十示例性实施例)，其同时将要施加到阻抗面(201)的AC电压也施加到对向电极112和存储电容线108(参见第十示例性实施例)。即是说，第十一示例性实施例在其对向基板119j中具有特定特征。

在第十示例性实施例中，LCD的对向电极112在位置检测期间被用作触摸传感器，以使显示区域相对于显示区域外为电性高阻抗。结果，尽管对向电极112的寄生电容减小，但对向电极112侧的寄生电容仍然比由于触摸而产生的电容大很多。

同时，参照图21，在第十一示例性实施例中，在形成在对向电极112的下侧的绝缘基板41上形成由透明导电层制成的位置检测导电层201。此位置检测导电层201被用作触摸面板的一部分。此外，在位置检测导电层201上形成保护层37。这里注意，优选使用偏振板作为保护层37。

参照图20，在位置检测导电层201的四个角落分别形成电极130a-130d，且电流检测电路29a-29d电性连接到电极130a-130d中的每一个。此外，AC电压源27经由电流检测电路29a-29d电连接。

与第十示例性实施例的对向电极112的透明导电层相比，位置检测导电层201离TFT基板较远而更靠近触摸点。因而，与对向电极112的情形相比，位置检测导电层201侧的寄生电容较低，且由于触摸而产生的电容较大。结果，能够提高触摸传感器装置的S/N比。

然而，存在下述问题，即，位置检测导电层201的寄生电容中的波动相对于由于触摸产生的电容要大。特别地，根据LCD的显示内容而产生的波动是问题所在。这是由于液晶分子的电介质各向异性。这是基于取向随显示内容改变的原理而产生的问题，且其影响位置检测导电层201的寄生电容。这致使信号处理电路难以判断信号中是否由于手指触摸或由于显示内容的改变而存在变化。

图22是示出了根据第十一示例性实施例的LCD的电极的电压的时序图。位置检测导电层201的电压在图22中示出为Va。对于其他电压，附图标记如第十示例性实施例中一样分配，且为相同电压值。Va为AC电压源27的电压，并且施加与Va同相且同幅的电压作为对向电极112的电压Vc。结果，对向电极112可以用作位置检测导电层201的理想的屏蔽层，从而使其难以受对向电极112侧的TFT基板的电容中的波动的影响，该波动是由于存在于对向电极112与TFT基板之间的介电体的介电常数波动而产生的。

结果，位置检测导电层201的寄生电容(更确切地，被检测作为寄生电容的信号)明显减小。此外，能够使依据LCD的显示内容而产生的电容中的波动小于形成在人体的手指与位置检测导电层201之间的电容的波动，这使得能够精确地检测触摸发生。其他结构、操作和效果与第一例性实施例的相同。

(第十二示例性实施例)

接下来，将参照图23和图24来说明本发明的第十二示例性实施例。以下，用与第十一示例性实施例中相同的附图标记表示与第十一示例性实施例中基本相同的构成元件，且将只说明与第十一示例性实施例不同的点。图23是示出了内置有根据第十二示例性实施例的触摸传感器装置的LCD的对向基板的平面示意图。图24是沿图23中的V-V’线截取的不完整截面示意图。

第十二实施例的触摸传感器装置其特征在于具有用于设定阻抗面(201)的电势分布的线性化图案，其被设置在阻抗面(201)的顶面上。即是说，第十二实施例在其对向基板119k中具有特定特征。在第十二示例性实施例中，仅从四个角落将AC电压施加到位置检测导电层201。在此情形中，分布在位置检测导电层201上的电场曲线翘曲成不均一，这成为用于提高由手指等触摸的位置的检测精度的障碍。因而，就第十二示例性实施例而言，如图23中所示，在位置检测导电层201的周围部分中形成电极130k，使得线性等势线以相等间隔分布在位置检测导电层201上。以下，将位置检测导电层201的四个角落处的电极130a-130d和周围部分中的电极130k总称为线性化图案130。

接下来，将说明线性化图案130的操作效果。线性化图案130使得能够减小位置检测导电层201的部分区域中的电阻。一般而言，与形成位置检测导电层201的透明导电层的电阻相比，形成有线性化图案130的区域的电阻较低。这是因为形成有线性化图案130的区域的电阻被视为由位置检测导电层201的电阻与线性化图案130的电阻并联连接而得到的合成电阻，从而不论线性化图案130的电阻值为多少，其都低于位置检测导电层201的电阻。

照这样，线性化图案130减小了位置检测导电层201的对应区域中的电阻。其目的是使位置检测导电层201的周围区域的电势保持为相同电势，即使在位置检测导电层201对应于接触部分的区域的电势由于在手指触摸到LCD的表面时产生的电容耦合而减小时也如此。在位置检测导电层201的四个角落处存在对于AC电压的产生于周围范围中的电压降。然而，通过调整从位置检测导电层201的四个角落附近到周围区域中的任意点的电阻，在周围区域中的任意点处调整电压降。通过组合其中设置有线性化图案130的低阻区域和其中没有设置有线性化图案130的高阻区域，对从四个角落附近的区域到与这四个角落相邻的边上的任意点的电阻进行调整。

接下来，将说明用于制造线性化图案130的方法。优选以同一步骤形成在位置检测导电层201的四个角落处的电极130a-130d和形成在周围部分中的电极130k。用导电胶作为材料，并通过丝网印刷、分配等来涂覆。然后，对其焙烧并使其固化。作为导电胶，具体而言，使用导电树脂等。作为导电树脂材料的添加剂(填充剂)，使用银、碳或石墨。对于树脂材料，使用聚酯或丙烯。

此外，优选在线性化图案130上提供正面屏蔽。该正面屏蔽被构成例如用诸如氯乙烯树脂或聚酰亚胺这类绝缘体夹住线性化图案。这提供了减小线性化图案与除了触摸侧的手指以外的手掌或另一只手之间的电容等的效果。这是因为用覆盖线性化图案的绝缘体通过增厚该绝缘体的厚度以及通过要使用的材料，能够减小相对介电常数。

此外，还能够由不同于线性化图案的导电层提供正面屏蔽。例如，其中铜箔由氯乙烯树脂等夹住的薄片在线性化图案的顶面以及四个角落的电极上被形成为框状。为了减小影响四个角落的电极和从触摸面侧的线性化图案的浮置电容，此结构的正面屏蔽内的铜箔连接到地线。

通过以上述方式形成线性化图案，来修正分布在位置检测导电层(透明导电层)上的电场曲线。由此，线性等势线能够以相等间隔分布在位置检测导电层(透明导电层)上。这使得提供下述效果，即，能够精确地检测手指等触摸的位置。

已参照其中位置检测导电层201被设置在对向电极112的上部且触摸传感器装置内置于LCD中的情形说明了第十二示例性实施例。然而，如在第一至第九示例性实施例中所示的情形中一样，对于其中LCD和触摸传感器装置被形成为分离体的情形也适用。其他结构、操作和效果与第十一示例性实施例的相同。

(第十三示例性实施例)

接下来，将参照图25和图26来说明本发明的第十三示例性实施例。以下，用与第十和第十二示例性实施例中相同的附图标记表示与第十和第十二示例性实施例中基本相同的构成元件，且将只说明与第十和第十二示例性实施例不同的点。图25是示出了装载有根据第十三示例性实施例的触摸传感器装置的LCD的平面示意图。图26是沿图25中的VI-VI’线截取的不完整截面示意图。在图25中，省略了对向基板的图示。

第十三示例性实施例的触摸传感器装置1L被安装到LCD 10L中，其是由对向电极112、液晶元件102和像素电极105形成的三层结构。对向电极112还用作阻抗面，像素电极105形成在TFT基板110上，用于设定阻抗面(对向电极112)的电势分布的线性化图案140被设置在TFT基板110上，并且其经由各向异性导体134与阻抗面(对向电极112)电连接。线性化图案140由TFT基板110的四个角落的电极140a-140d和周围部分中的电极140k形成。

就上述第十二示例性实施例而言，当通过用导电胶并通过丝网印刷等来形成线性化图案时，增加了制造步骤的数目。此外，需要制造装置和诸如导电胶这类昂贵的材料。这成为降低内置有触摸传感器装置的LCD的制造成本的障碍。

同时，就第十三示例性实施例而言，线性化图案140形成在TFT基板110上，且线性化图案140经由各向异性导体134而与对向电极112电连接。如所述的，通过使TFT基板110上的线性化图案140经由各向异性导体134而与对向电极112电连接，线性化图案140与对向电极112以低阻抗相连，但由于与线性化图案140的形状对应的对向电极112在线性化图案140的垂直方向上，所以被分割的线性化图案140未以低阻抗连接。照这样，能够提供与其中在对向电极112(透明导电层)上用导电胶形成线性化图案的第十二示例性实施例的结构相同的功能。

同时，线性化图案140由TFT基板110上的铝层142(TFT 111的漏极)和透明导电层143(像素电极105)的叠层形成。铝层142和透明导电层143经由形成在绝缘层141中的接触孔而电连接。同时，TFT 111通常通过重复沉积和光刻来形成。形成线性化图案140的铝层142和透明导电层143以及带有接触孔的绝缘层141也可以与TFT 111同时形成。即是说，由于仅需要将线性化图案140的设计信息添加到用于形成TFT 111的光刻的光掩模的设计信息中，所以不必增加制造步骤。

此外，虽然液晶元件102被夹在TFT基板110与对向基板119之间，且液晶元件102的周边由密封件(未示出)密封，但可使用各向异性导体作为该密封件的材料，且形成在TFT基板110上的线性化图案140可经由该密封件连接到对向电极112。由此，能够节省专用于各向异导体的空间，从而能够缩窄LCD 10L的框架。通过以上所述，能够降低内置有触摸传感器装置1L的LCD 10L的制造成本，同时提高触摸位置的检测精度。其他结构、操作和效果与第十和第十二示例性实施例的相同。

(第十四示例性实施例)

接下来，将参照图27来说明本发明的第十四示例性实施例。以下，用与第一示例性实施例中相同的附图标记表示与第一示例性实施例中基本相同的构成元件，且只将说明与第一示例性实施例不同的点。图27A是示出了一般触摸传感器装置的操作原理的等效电路图。图27B是示出了根据第十四示例性实施例的触摸传感器装置的操作原理的等效电路图。

在以上每个示例性实施例中，所说明的都是其中在触摸传感器装置未连接到AC插座时使用该触摸传感器装置的情形。同时，在第十四示例性实施例中，所描述的是其中在触摸传感器装置连接到AC插座时使用该触摸传感器装置的情形。

图27A中所示的触摸传感器装置1N是在连接到AC插座时使用的典型一例，且其操作原理与参照图5A提供的解释一样。基准电势节点16连接到地35。

图27B中所示的触摸传感器装置1M中的电源部件27m包括DC稳定电源或变压器等，所述DC稳定电源从AC插座获取AC电压并将其转换为DC电压，所述变压器从AC插座获取AC电压并变换电压值。在触摸传感器1M被使用的同时，电路的基准电势节点16也连接到地35。电源部件27m也像其他示例性实施例的电源部件一样输出AC电压。即是说，触摸传感器装置1M等同于通过用电源部件27m替换上述每个示例性实施例的触摸传感器装置中的电源部件27(见各自的附图)而得到的装置。

触摸传感器装置1N的阻抗Z是电容25的阻抗Z和与其串联连接的在人体4与地35之间的寄生阻抗Zb的合成阻抗Zo。同时，第十四实施例中的阻抗仅为电容25的阻抗Z。这是因为基准电势节点16的电势如上述每个示例性实施例中一样与人体4的电势相同，且同样与地35的电势相同，从而可以忽略人体4与地35之间的寄生阻抗。即是说，因为Z＜Zo成立，所以两者中流动的电流之间的关系可以表示为I＞Io。

就第十四示例性实施例的触摸传感器装置1M而言，与一般触摸传感器装置1N的情形相比，闭合环路中的阻抗得以减小。因而，电流增大，从而使得能够提高电流检测精度。

虽然已参照特定示例性实施例并结合其附图对本发明进行了说明，但本发明并非只限于这些示例性实施例。任何本领域技术人员可能想到的修改都可以适用于本发明的结构和细节。此外，要理解的是，本发明包括每个示例性实施例的部分结构或全部结构的多个组合。

而且，本发明还可以如下构造。

(1)表面电容型触摸传感器装置，其包括：触摸传感器功能，用于通过形成在阻抗面上的电容来感测由人体进行的触摸的发生；和电流检测电路，其电连接到阻抗面，其中，所述电流检测电路包括接收从外部AC电源供给的电力的装置，所述外部AC电源以低阻抗连接所述电流检测电路的基准电势节点与人体。

(2)(1)中所描述的触摸传感器装置，其中：装载有触摸传感器装置的便携式装置的外壳包括导电部分；所述导电部分以低阻抗与所述基准电势节点连接；且所述导电部分以使人体在操作者支撑外壳时与所述导电部分接触的方式而被布置在所述外壳上。

(3)(1)中所描述的触摸传感器装置，其中：装载有触摸传感器装置的便携式装置的外壳包括导电部分；所述导电部分与所述基准电势节点连接；所述触摸传感器装置至少包括绝缘保护层或绝缘体，所述绝缘保护层覆盖所述阻抗面，所述绝缘体覆盖所述阻抗面的周边；且所述导电部分与所述阻抗面之间的隔离距离相对于所述保护层或围绕在周边的所述绝缘体的厚度要长。

(4)(1)中所描述的触摸传感器装置，其包括：导电性折叠件，其覆盖电压施加部件和照射进行电-光响应的显示装置的装置的发光源，其中，所述折叠件和所述基准电势节点电连接。

(5)(1)中所描述的触摸传感器装置，其包括：表面显示装置，其被形成为包括进行电-光响应的显示装置元件、用于将电信号供给到所述显示装置元件的第一导体、以及用于将电信号供给到所述显示装置元件的第二导体；对向基板，其具有用于将电信号供给到所述显示装置元件的阻抗面；电流检测电路；和控制电路，当所述电流检测电路检测到电流时，将与所述阻抗面的电压基本相同的电压施加到所述第一导体和所述第二导体之一上，并使另一个浮置或施加与所述阻抗面的电压基本相同的电压。

(6)(1)中所描述的触摸传感器装置，其中：所述阻抗面包括线性化图案；在所述线性化图案的上部形成导体；且所述导体电连接到所述基准电势节点。

(7)(1)中所描述的触摸传感器装置，其包括：显示装置元件，用于进行电-光响应；显示装置基板，用于将电信号供给到所述显示装置元件；对向基板，具有阻抗面，用于将电信号供给到所述显示装置元件；电流检测电路；和线性化图案，形成在所述显示装置基板上，其中，所述线性化图案和所述阻抗面经由各向异性导体连接。

(8)(1)中所描述的触摸传感器装置，其中，所述基准电势节点和人体连接，以减小该基准电势节点与人体之间的阻抗。

此外，可以对本发明做出如下概括。本发明的目的是提供适合于便携式装置的具有能够精确地检测触摸发生和触摸位置的触摸传感器功能的表面显示装置，同时又能抑制制造成本，并提供具有该表面显示装置的电子设备。用于实现本发明的目的手段是将浮置的电路基准电势与一部分人体电连接以使其在移动环境下为人体的电势。由此，能够忽略从电路的基准电势节点到地的寄生阻抗。

工业适用性

本发明可用于检测由手指或笔在显示器表面上指示的位置的坐标的表面显示装置或者检测有无指向动作的表面显示装置。本发明的使用示例是用于游戏机、便携式信息终端、PDA、汽车导航系统、个人笔记本计算机、便携式DVD播放器、附接到飞机和公车的乘客座位的TV游戏机、以及工厂自动化(FA)设备的触摸传感器功能。

Claims (20)

1.一种触摸传感器装置，包括：

第一人体接触部件，所述第一人体接触部件在人体接触或接近所述第一人体接触部件时在所述人体与所述第一人体接触部件其自身之间形成电容；

电源部件，所述电源部件输出AC电压到所述第一人体接触部件；

电流检测部件，所述电流检测部件检测从所述电源部件流到所述人体的电流；

基准电势部件，所述基准电势部件将成为所述AC电压的基准电势；和

第二人体接触部件，所述第二人体接触部件电连接到所述基准电势部件并且所述人体与所述第二人体接触部件接触。

2.如权利要求1中所述的触摸传感器装置，其中：

所述第一人体接触部件包括阻抗面和多个电极，所述阻抗面由导电膜形成，所述人体接触或接近所述导电膜，所述多个电极被设置在所述阻抗面上并被施加所述AC电压；并且

所述电流检测部件包括多个电流检测电路，所述多个电流检测电路分别检测在所述多个电极中流动的电流。

3.如权利要求2中所述的触摸传感器装置，其中：

假设在所述人体接触或接近所述导电膜时形成在所述导电膜与所述人体之间的电容性阻抗为Z，且与所述电容性阻抗串联连接的寄生阻抗为Zp，则“Zp/Z≤0.4”成立。

4.如权利要求2中所述的触摸传感器装置，其中：

所述电源部件包括输出DC电压的电池，将所述DC电压转换成AC电压，并将所述AC电压从所述第一人体接触部件输出。

5.如权利要求4中所述的触摸传感器装置，其被安装到便携式装置中，其中

所述第二人体接触部件是形成所述便携式装置的外壳的表面的导体。

6.如权利要求5中所述的触摸传感器装置，其中

所述导体形成所述外壳的除所述第一人体接触部件的周边以外的整个表面。

7.如权利要求5中所述的触摸传感器装置，其中

所述导体是设置在所述外壳的所述表面上的导电膜。

8.如权利要求5中所述的触摸传感器装置，其中：

所述便携式装置包括液晶显示器、背光和导电性折叠件，所述背光产生透过所述液晶显示器的光，所述导电性折叠件反射从所述背光产生的光并将光引导至所述液晶显示器；

所述第一人体接触部件被设置在所述液晶显示器的显示面上；并且

所述折叠件和所述基准电势部件电连接。

9.如权利要求4中所述的触摸传感器装置，所述触摸传感器装置被安装到便携式装置中，其中

所述第二人体接触部件包括连接到所述基准电势部件的导电线和连接到所述导电线的导体。

10.如权利要求4中所述的触摸传感器装置，所述触摸传感器装置被安装到便携式装置中并且包括指示器，其中：

所述指示器包括尖端部和握持部，所述尖端部与所述阻抗面接触，所述握持部由所述人体的手握住；并且

所述尖端部和所述握持部都是导电性的且被电连接。

11.如权利要求10中所述的触摸传感器装置，其中

所述尖端部具有与所述人体的手指尖的弹性相同程度的弹性。

12.如权利要求4中所述的触摸传感器装置，所述触摸传感器装置被安装到机载装置中，其中

所述导体被设置在当所述人体在机上时所述人体触摸的部分中。

13.如权利要求4中所述的触摸传感器装置，所述触摸传感器装置被安装到液晶显示器中，所述液晶显示器为其中液晶被夹在对向电极与像素电极以及布线之间的结构，其中：

所述对向电极也用作所述阻抗面；并且

所述触摸传感器装置进一步包括开关部件，所述开关部件将施加到所述阻抗面的所述AC电压同时施加到至少一部分所述布线。

14.如权利要求4中所述的触摸传感器装置，所述触摸传感器装置被安装到液晶显示器中，所述液晶显示器为其中液晶被夹在对向电极与像素电极以及布线之间的结构，其中：

所述对向电极也用作所述阻抗面；并且

所述触摸传感器装置进一步包括开关部件，所述开关部件使至少一部分所述布线电浮置。

15.如权利要求4中所述的触摸传感器装置，所述触摸传感器装置被安装到包括对向电极、液晶和像素电极的液晶显示器中，所述触摸传感器装置进一步包括开关部件，所述开关部件将施加到所述阻抗面的所述AC电压同时施加到所述对向电极。

16.如权利要求4中所述的触摸传感器装置，包括：

线性化图案，所述线性化图案被设置在所述阻抗面的表面上，用于设定所述阻抗面的电势分布。

17.如权利要求2中所述的触摸传感器装置，所述触摸传感器装置被安装到包括对向电极、液晶和像素电极的液晶显示器中，其中：

所述对向电极也用作所述阻抗面；

所述像素电极形成在TFT基板上；并且

用于设定所述阻抗面的电势分布的线性化图案被设置在所述TFT基板上，并经由各向异性导体而电连接到所述阻抗面。

18.一种便携式装置，包括如权利要求4中所述的触摸传感器装置。

19.一种机载装置，包括如权利要求12中所述的触摸传感器装置。

20.一种电子装置，包括如权利要求1中所述的触摸传感器装置。

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