CN108139822B - 复合触摸面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够减少所使用部件的数量而能够实现装置整体的薄型化的复合触摸面板。将第一至第三电极层1~3层叠,在第二电极层与第三电极层之间配置电介质22,该电介质22因第一电极层侧的按压力而弹性变形从而能够减小第二电极层以及第三电极层之间的距离,第一电极层由沿着第一方向X的多个第一电极Rxc构成,第二电极层由沿着与第一电极层的第一方向交叉的第二方向Y的多个第二电极Txcf构成,第三电极层由沿着与第二方向交叉的第三方向X的多个第三电极Rxf构成,在位置检测时,第二电极Txcf作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,第一电极Rxc作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,从而构成互电容方式的触摸面板部31,在力量检测时,第二电极Txcf作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,第三电极Rxf作为力量检测用接收侧电极而发挥功能,从而构成交叉点静电电容方式的触摸面板部32。

Description

复合触摸面板
技术领域
本发明涉及将位置检测用触摸面板部与力量检测用触摸面板部层叠而构成的、对位置以及力量进行检测的复合触摸面板。
背景技术
以往,已知有为了实现多功能化而将多种类型的触摸面板层叠而形成的各种构造的复合触摸面板。例如,如专利文件1等所示,已知有将静电电容触摸面板层叠在电阻触摸面板上而形成的复合触摸面板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平7-334308号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是,在上述构造的复合触摸面板中,单纯地将两种触摸面板层叠,因此,分别需要电极层而存在作为整体厚度变大的问题。
因此,本发明的目的在于解决上述问题而提供一种复合触摸面板,该复合触摸面板通过兼用两个开关的一部分电极,能够减少所使用部件的数量而实现装置整体的薄型化。
用于解决问题的方法
为了达成上述目的,本发明的构成如下。
根据本发明的第一方式提供一种复合触摸面板,其中,将第一电极层、第二电极层以及第三电极层按顺序以互相电绝缘的状态层叠,
在上述第二电极层与上述第三电极层之间配置电介质,该电介质因来自第一电极层侧的按压力而弹性变形从而能够减小上述第二电极层与上述第三电极层之间的距离,
上述第一电极层由沿着第一方向分别排列设置的多个第一电极构成,
上述第二电极层由沿着与上述第一电极层的上述第一方向交叉的第二方向分别排列设置的多个第二电极构成,
上述第三电极层由沿着与上述第二电极层的上述第二方向交叉的第三方向分别排列设置的多个第三电极构成,
在位置检测时,上述第二电极作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,上述第一电极作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,上述第二电极及上述第一电极构成投影型互电容方式的触摸面板部而进行位置检测,
在力量检测时,上述第二电极作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,上述第三电极作为力量检测用接收侧电极而发挥功能,上述第二电极及上述第三电极构成交叉点静电电容方式的触摸面板部,并基于因来自上述第一电极层侧的上述按压力而产生的上述第二电极与上述第三电极之间的上述距离的变化而进行力量检测。
发明效果
根据本发明的上述第一方式,在位置检测时,上述第二电极作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,在力量检测时,上述第二电极作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,因此,能够可靠地削减一个数目的电极,从而能够实现整体的薄型化。
附图说明
图1A是本发明的第一实施方式所涉及的复合触摸面板的横向剖视图。
图1B是图1A的1B-1B线剖视图。
图1C是本发明的第一实施方式的变形例所涉及的复合触摸面板的横向剖视图。
图1D是图1C的1D-1D线剖视图。
图2A是复合触摸面板的电路框图。
图2B是表示电极的图案的例子的说明图。
图2C是第一实施方式的其他变形例所涉及的复合触摸面板的横向剖视图。
图3A是本发明的第二实施方式所涉及的复合触摸面板的横向剖视图。
图3B是图3A的3B-3B线剖视图。
图3C是图3A的3C-3C线剖视图。
图4A是表示电极的其他图案的例子的说明图。
图4B是表示图4A中的电极Rxc的图案的例子的说明图。
图4C是表示图4A中的电极Txcf的图案的例子的说明图。
图4D是表示电极Rxf的其他图案的例子的说明图。
图5是第二实施方式所涉及的复合触摸面板的电路框图。
图6A是表示电极的图案的例子的说明图。
图6B是表示图6A中的电极Rxc的图案的例子的说明图。
图6C是表示图6A中的电极Txcf的图案的例子的说明图。
图6D是表示图6A中的电极Rxf的图案的例子的说明图。
图7是第三实施方式所涉及的复合触摸面板的电路框图。
图8A是本发明的第三实施方式所涉及的复合触摸面板的横向剖视图。
图8B是图8A的8B-8B线剖视图。
图8C是图8A的8C-8C线剖视图。
图9是第四实施方式所涉及的复合触摸面板的电路框图。
图10A是第四实施方式的变形例所涉及的复合触摸面板的电路框图。
图10B是表示图10A中的电极的图案的例子的说明图。
图10C是表示图10A中的电极Txc的图案的例子的说明图。
图10D是表示图10A中的电极Rxcf的图案的例子的说明图。
图10E是表示图10A中的电极Txf的图案的例子的说明图。
图10F是表示第四实施方式的变形例所涉及的复合触摸面板的时序图的说明图。
图11是第五实施方式所涉及的复合触摸面板的电路框图。
图12是图11的第二选择电路的详细图。
图13A是表示图11的复合触摸面板的电极的图案的例子的说明图。
图13B是表示图11的复合触摸面板的时序图的说明图。
图14是第六实施方式所涉及的复合触摸面板的电路框图。
图15是图14的第二选择电路的详细图。
图16A是表示图14的复合触摸面板的电极的图案的例子的说明图。
图16B是表示图14的复合触摸面板的时序图的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。
(第一实施方式)
首先,将本发明的第一实施方式所涉及的复合触摸面板30在图1A以及图1B中示出。图1A是复合触摸面板30的横向剖视图,图1B是图1A的1B-1B线剖视图。图2A是复合触摸面板30的电路框图。
复合触摸面板30作为电极层由三层构造构成。即,复合触摸面板30由如下矩形的层叠体构成:在该矩形的层叠体中,第一电极层1、第二电极层2以及第三电极层3以互相电绝缘的状态依次层叠,且至少在第二电极层2与第三电极层3之间配置有电介质(第二电介质)22,该电介质22因来自第一电极层侧的按压力而弹性变形从而能够减小第二电极层2与第三电极层3之间的距离。更详细而言,在图1A以及图1B的复合触摸面板30中,从按压侧按顺序层叠配置有第一绝缘片11、第一电极层1、电介质(第一电介质)21、第二绝缘片12、第二电极层2、第二电介质22、第三电极层3、第三绝缘片13。图2B以透视图示出以便能够理解各电极层1、2、3的配置关系。其中,以右方向为X方向的正方向,以下方向为Y方向的正方向。
第一绝缘片11是配置于按压操作侧且具有可挠性的绝缘片。
第一电极层1配置于第一绝缘片11与第一电介质21之间,例如,固定于第一绝缘片11的下表面。
如图2B所示,第一电极层1由沿着第一方向(以X轴方向作为一个例子)延伸且相邻的电极,即,在第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第一电极Rxc(Rxc1、Rxc2、……、Rxcn)构成。其中,n是第一电极Rxc的总数。
第一电介质21构成为配置于第一绝缘片11的下方且具有可挠性。作为第一电介质21的一个例子,可以使用光学用粘合剂(OCA:Optical Clear Adhesive)等。
第二绝缘片12是配置于第一电介质21的下方且具有可挠性的绝缘片。
第二电极层2配置于第二绝缘片12与第二电介质22之间,例如,固定于第二绝缘片12的下表面。只要第二电极层2与第一电极层1之间能够维持绝缘,第二电极层2也可以配置于第二绝缘片12的上表面。
如图2B所示,第二电极层2由沿着与第一电极层1的第一方向交叉的第二方向(以Y轴方向作为一个例子)延伸且相邻的电极,即,在第一方向上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第二电极Txcf(Txcf1、Txcf2、……、Txcfm)构成。其中,m是第二电极Txcf的总数。作为一个例子,第一方向与第二方向以90度交叉。
第二电介质22配置于第二绝缘片12的下方,且由具有可挠性的片材构成。作为电介质22的一个例子,由聚氨酯泡沫构成,还能够兼用作电极表面的保护层。在将电极配置于聚氨酯泡沫的电介质22的情况下,优选经由光学用粘合剂等贴附于电介质22的两面。如果是聚氨酯泡沫,则具有弹性,且对于按压具有自身复原功能。
第三绝缘片13是配置于第二电介质22的下方并且具有可挠性的绝缘片。
第三电极层3配置于第二电介质22与第三绝缘片13之间,例如,固定于第三绝缘片13的上表面。
如图2B所示,第三电极层3由沿着与第二电极层2的第二方向交叉的第三方向(以X轴方向作为一个例子)延伸且相邻的电极,即,在第二方向上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第三电极Rxf(Rxf1、Rxf2、……、Rxfn)构成。其中,n是第三电极Rxf的总数。作为一个例子,第二方向与第三方向以90度交叉。此外,该第三绝缘片13也可以不具有可挠性。
这样的层结构的复合触摸面板30还具有:作为控制部的一个例子而发挥功能的控制电路49、第一选择电路40、第一放大电路41、第一A/D转换器51、第二放大电路42、第二A/D转换器52、指示位置及按压检测电路29以及发送信号驱动电路(信号产生电路)48,且如下所示,作为投影型互电容方式的触摸面板部31及交叉点静电电容方式的触摸面板部32而发挥功能。
多个带状第二电极Txcf(Txcf1、Txcf2、……、Txcfm)全部都与第一选择电路40连接。第一电极Rxc(Rxc1、Rxc2、……、Rxcn)全部都与第一放大电路41及第一A/D转换器51连接。第三电极Rxf(Rxf1、Rxf2、……、Rxfn)全部都与第二放大电路42及第二A/D转换器52连接。第一A/D转换器51、第二A/D转换器52以及控制电路49与指示位置及按压检测电路29连接。
控制电路49与第一选择电路40、发送信号驱动电路(信号产生电路)48以及指示位置及按压检测电路29连接。
因此,在位置检测时及力量检测时,在控制电路49的控制下,从发送信号驱动电路(信号产生电路)48向第一选择电路40输入驱动信号,并且从第一选择电路40按照从第二电极Txcf1到Txcf2、……Txcfm的顺序输出驱动信号。
在这里,在位置检测时,第二电极Txcf作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,第一电极Rxc作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,第二电极Txcf与第一电极Rxc构成投影型互电容方式的触摸面板部31而进行位置检测。投影型互电容方式的触摸面板部31进行手指等导电体所接触的位置的检测以及有无输入的检测。具体而言,在控制电路49的控制下,从第一选择电路40按照从第二电极Txcf1到Txcf2、……Txcfm的顺序输出驱动信号时,通过第一放大电路41将在第一电极Rxc(Rxc1、Rxc2、……、Rxcn)检测出的信号放大。被第一放大电路41放大的信号,通过第一A/D转换器51进行A/D转换。之后,将A/D转换后的数字信号输入至指示位置及按压检测电路29。在指示位置及按压检测电路29中,基于从控制电路49输入的来自发送信号驱动电路(信号产生电路)48的驱动信号以及通过第一A/D转换器51转换的数字信号而检测输入的位置。
另一方面,在力量检测时,第二电极Txcf作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,第三电极Rxf作为力量检测用接收侧电极而发挥功能,第二电极Txcf与第三电极Rxf构成交叉点静电电容方式的触摸面板部32,基于因来自第一电极层侧的按压力而导致的第二电极Txcf与第三电极Rxf之间的距离变化进行力量检测。交叉点静电电容方式的触摸面板部32对笔等非导电体所按压的位置的力量进行检测。具体而言,在控制电路49的控制下,从第一选择电路40按照从第二电极Txcf1到Txcf2、……、Txcfm的顺序输出驱动信号时,通过第二放大电路42将在第三电极Rxf(Rxf1、Rxf2、……、Rxfn)检测出的信号放大。被第二放大电路42放大的信号,通过第二A/D转换器52进行A/D转换。之后,将A/D转换后的数字信号输入至指示位置及按压检测电路29。在指示位置及按压检测电路29中,基于从控制电路49输入的来自发送信号驱动电路(信号产生电路)48的驱动信号以及通过第二A/D转换器52转换的数字信号而检测输入的按压力。
由此,以上下层叠配置的方式构成投影型互电容方式的触摸面板部31及交叉点静电电容方式的触摸面板部32这两种不同的触摸面板部,并且,通过兼用第二电极Txcf,能够以紧凑的结构发挥两种功能。
各第一电极Rxc、各第二电极Txcf以及各第三电极Rxf由具有导电性的材料构成,透明及不透明的均可。作为具有导电性的材料,可以使用铟锡氧化物(Indium-Tin-Oxide,ITO)、锡锌氧化物(Tin-Zinc-Oxide,TZO)等透明导电氧化物、聚乙烯二氧噻吩(PolyethylenedioxythioPhene,PEDOT)等导电性高分子等。在这种情况下,可以使用蒸镀、丝网印刷等而形成上述电极。
另外,作为具有导电性的材料,可以使用铜或银等导电性的金属。在这种情况下,可以通过蒸镀而形成上述电极,也可以使用铜浆或银浆等金属浆料而形成上述电极。
进一步,作为具有导电性的材料,也可以使用在粘合剂中分散有碳纳米管、金属颗粒或金属纳米纤维等导电材料的材料。
进一步,可以在复合触摸面板30的第三绝缘片13的下方配置液晶或有机EL的显示装置。
根据这样的结构,基于依次驱动第二电极Txcf并通过第一放大电路41将出现于第一电极Rxc的信号放大、且将该信号通过第一A/D转换器51进行A/D转换而得到的值,计算在第一绝缘片11侧被触摸的位置作为位置检测结果由指示位置及按压检测电路29进行输出。另外,基于依次驱动第二电极Txcf并通过第二放大电路42将出现于第三电极Rxf的信号放大、且将该信号通过第二A/D转换器52进行A/D转换而转换成的数字信号的值,计算在第一绝缘片11侧被触摸的按压力作为力量检测结果由指示位置及按压检测电路29进行输出。
根据这样的第一实施方式,通过兼用两个触摸面板部31、32的一部分电极(即,第二电极Txcf),能够减少所使用的部件的数量而使整体变薄。即,例如,如图2C所示,作为第一实施方式的一个变形例,也可以是:第一电极层1配置于按压侧的可挠性的第一绝缘片11的上表面,并且第二电极层2配置于第一绝缘片11的下表面侧(在片材的两面形成ITO电极的情况下,特将此称为“DITO:Double-sided ITO”),第三电极层3配置于第三绝缘片13的上表面,该第三绝缘片13配置于电介质24的第一绝缘片11的相反侧。电介质24可以是空气层,也可以由与电介质22相同的材料构成。最上层的第一绝缘层35是配置于最上层且具有可挠性的绝缘片。最下层的第二绝缘层36是配置于最下层的绝缘片。第一绝缘层35可以由例如PET、聚碳酸酯、聚酰亚胺等的塑料薄膜或较薄的玻璃构成。另外,第二绝缘层36可以由例如塑料板或玻璃板、或者显示装置的表面构成。
如图1C以及图1D所示,作为第一实施方式的变形例,第二电介质22也可以由空气层24构成。即,在图1C以及图1D的结构中,也可以是:第一电极层1配置于按压侧的可挠性的第一绝缘片11的上表面,第二电极层2配置于第一绝缘片11的下表面侧,第三电极层3配置于第三绝缘片13的上表面,该第三绝缘片13配置于电介质24的第一绝缘片的相反侧。根据这样的结构,通过减少构成触摸面板的部件(层)的数量,能够改善厚度及光学特性。
此外,第三电极Rxf除了可以由图2B的矩形带状的电极主体部构成以外,如图4D所示,也可以由梯形形状的电极主体部构成。
(第二实施方式)
本发明的第二实施方式所涉及的复合触摸面板30C如图3A、图3B以及图3C所示。图3A是复合触摸面板30C的横向剖视图,图3B是图3A的3B-3B线剖视图,图3C是图3A的3C-3C线剖视图。图5是复合触摸面板30C的电路框图。
复合触摸面板30C作为电极层由两层构造构成。即,复合触摸面板30C由第一绝缘片11、第一电极层1及第二电极层2、第二电介质22、第三电极层3以及第三绝缘片13层叠构成。
在第一绝缘片11的下表面,以互相电绝缘的状态在同一平面内具有第一电极层1及第二电极层2。
相对于该第一电极层1及第二电极层2,夹持第二电介质22以电绝缘的状态配置有第三电极层3。即,第三电极层3配置于第三绝缘片13的上表面。
在第一电极层1及第二电极层2与第三电极层3之间配置有电介质22,该电介质22能够因来自第一电极层1侧或第二电极层2侧的按压力而弹性变形从而减小第二电极层2与第三电极层3之间的距离。
第三电极层3由沿着第一方向(以X轴方向作为一个例子)延伸且在第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第三电极Rxf(Rxf1、Rxf2、……、Rxfn)构成。其中,n是第三电极Rxf的总数。第三电极Rxf分别与第二放大电路42连接。
第二电极层2由沿着第二方向(以Y轴方向作为一个例子)延伸且在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第二电极Txcf(Txcf1、Txcf2、……、Txcfm)构成。其中,m是第二电极Txcf的总数。多个第二电极Txcf全部都与第一选择电路40连接,该第一选择电路40与控制电路49连接。
第一电极层1,作为第一电极Rxc由电极主体部67(Rxc11~Rxcnm)以及配线部68构成。电极主体部67(Rxc11~Rxcnm)是至少在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈列状地配置的较小的多个(例如m个×1个)正方形的电极主体部67,例如是在第一方向(以X轴方向作为一个例子)以及第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈矩阵状地配置的较小的多个(例如m个×n个)正方形的电极主体部67(Rxc11~Rxcnm)。配线部68将各电极主体部67与第一放大电路41连接。
在图5中,沿着第一方向(以X轴方向作为一个例子)配置的m个电极主体部67(Rxc11、Rxc12、……、Rxc1m)以及分别与其连接的配线部68形成为彼此均相同的电极(例如,第一电极Rxc1),将这些电极排列配置在第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上,从而形成为多个第一电极Rxc(Rxc1~Rxcn)。其中,n是第一电极Rxc的总数。多个第一电极Rxc全部都经由配线部68而与第一放大电路41连接。此外,n以及m是分别独立的1以上的整数。通过分别增大n以及m的数值而增加电极的数量,从而能够以更高的精度对位置或压力进行检测。
作为该第二实施方式的电极图案的一个例子,可以设为通过图案化(patterning)而形成的图6A~图6D的电极图案。
即,如图6A以及图6B所示,第一电极层1,作为第一电极Rxc,由在第一方向(以X轴方向作为一个例子)以及第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈矩阵状地配置的较小的多个(例如m个×n个)“E”字形的电极主体部60(Rxc11~Rxcnm)以及配线部61构成,该配线部61将各电极主体部60与第一放大电路41连接。各电极主体部60以及各配线部61对应于各电极主体部67的例子以及各配线部68的例子。
如图6A以及图6C所示,第三电极层3由沿着第一方向(以X轴方向作为一个例子)延伸且在第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个矩形带状的第三电极Rxf(Rxf1、Rxf2、……、Rxfn)构成。其中,n是第三电极Rxf的总数。第三电极Rxf分别与第二放大电路42连接。
如图6A以及图6D所示,第二电极层2由分支电极部63及配线部64构成多个第二电极Txcf(Txcf1、Txcf2、……、Txcfm),该分支电极部63各为两条矩形细条,沿第二方向(以Y轴方向作为一个例子)延伸且在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置,并且与第一电极Rxc的“E”字形的电极主体部60的间隙对应,该配线部64将分支电极部63与第一选择电路40连接。其中,m是第二电极Txcf的总数。多个第二电极Txcf全部都与第一选择电路40连接,该第一选择电路40与控制电路49连接。
如此,通过将电极形成为“E”字形,能够将发送侧电极与接收侧电极梳齿状地组合,从而能够增大发送侧电极与接收侧电极之间的静电容量。
因此,在复合触摸面板30C中,在位置检测时以及力量检测时,在控制电路49的控制下,从发送信号驱动电路(信号产生电路)48向第一选择电路40输入驱动信号,并且从第一选择电路40按照从第二电极Txcf1到Txcf2、……、Txcfm的顺序输出驱动信号。
在位置检测时,第二电极Txcf作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,第一电极Rxc作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,第二电极Txcf及第一电极Rxc构成投影型互电容方式的触摸面板部31而进行位置检测。
另一方面,在力量检测时,第二电极Txcf作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,第三电极Rxf作为力量检测用接收侧电极而发挥功能,第二电极Txcf及第三电极Rxf构成交叉点静电电容方式的触摸面板部32,基于因来自第一电极Rxc或第二电极Txcf侧的按压力而产生的第二电极Txcf与第三电极Rxf之间的距离变化而进行力量检测。
根据这样的第二实施方式,通过兼用两个触摸面板部31、32的一部分电极(即,第二电极Txcf),能够减少所使用的部件的数量而使整体变薄。
另外,作为第二实施方式的其他变形例,也可以将电极图案设为图4A~图4D所示那样的图案。即,如图4A以及图4B所示,第一电极Rxc分别由“X”字形的电极主体部65以及将电极主体部65与第一放大电路41连接的配线部66构成。如图4A以及图6C所示,第三电极Rxf分别由矩形带状的电极主体部构成,各电极主体部分别与第二放大电路42连接。如图4A以及图4C所示,第二电极Txcf由如下形状的电极主体部构成:从矩形带状的电极主体部冲切出第一电极Rxc的“X”字形的电极主体部65之后所形成的形状,并且第二电极Txcf构成为与第一选择电路40连接。
(第三实施方式)
在图7中,作为本发明的第三实施方式所涉及的复合触摸面板30D,代替如第二实施方式中那样将第一电极Rxc分割为多个的例子,以电路框图的方式示出将第二电极Txcf分割为多个的例子。此外,第三实施方式所涉及的复合触摸面板30D的剖视图与第二实施方式所涉及的复合触摸面板30C的图3A、图3B以及图3C相同。
第三电极层3由沿着第二方向(以Y轴方向作为一个例子)延伸且在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第三电极Rxf(Rxf1、Rxf2、……、Rxfm)构成。其中,m是第三电极Rxf的总数。
第一电极层1也由沿着第二方向(以Y轴方向作为一个例子)延伸且在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第一电极Rxc(Rxc1、Rxc2、……、Rxcm)构成。其中,m是第一电极Rxc的总数。
第二电极层2,作为第二电极Txcf,由电极主体部69(Txcf11~Txcfnm)以及配线部70构成。电极主体部69(Txcf11~Txcfnm)是至少在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈列状地配置的较小的多个(例如m个×1个)正方形的电极主体部69,例如,是在第一方向(以X轴方向作为一个例子)以及第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈矩阵状地配置的较小的多个(例如m个×n个)正方形的电极主体部69(Txcf11~Txcfnm)。配线部70将各电极主体部69与第一选择电路40连接。
在图7中,沿着第一方向(以X轴方向作为一个例子)配置的m个电极主体部69(Txcf11、Txcf12~Txcf1m)以及与其连接的配线部70形成为彼此均相同的电极(例如,第二电极Txcf1),将这些电极排列配置在第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上,从而形成为多个第二电极Txcf(Txcf1~Txcfn)。其中,n是第二电极Txcf的总数。多个第二电极Txcf全部都与第一选择电路40连接,该第一选择电路40与控制电路49连接。沿着Y轴方向配置的n个电极主体部69(例如Txcf11、Txcf21~Txcfn1)配置于一个第三电极Rxf(例如Rxf1)的上方的位置。
由此,在位置检测时及力量检测时,在控制电路49的控制下,从发送信号驱动电路(信号产生电路)48向第一选择电路40输入驱动信号,并且从第一选择电路40按照从第二电极Txcf1到Txcf2、……、Txcfn的顺序输出驱动信号。
在位置检测时,第二电极Txcf作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,第一电极Rxc作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,第二电极Txcf与第一电极Rxc构成投影型互电容方式的触摸面板部31并进行位置检测。即,通过第一放大电路41将在第一电极Rxc检测出的信号放大。被第一放大电路41放大的信号通过第一A/D转换器51进行A/D转换。之后,将A/D转换后的数字信号输入至指示位置及按压检测电路29而进行位置检测。
另一方面,在力量检测时,第二电极Txcf作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,第三电极Rxf作为力量检测用接收侧电极而发挥功能,第二电极Txcf及第三电极Rxf构成交叉点静电电容方式的触摸面板部32,基于因来自第一电极Rxc或第二电极Txcf侧的按压力而产生的第二电极Txcf与第三电极Rxf之间的距离变化而进行力量检测。即,通过第二放大电路42将第三电极Rxf检测出的信号放大。被第二放大电路42放大的信号通过第二A/D转换器52进行A/D转换。之后,将A/D转换后的数字信号输出至指示位置及按压检测电路29而进行力量检测。
在这样的第三实施方式中,能够起到第一实施方式的效果。
(第四实施方式)
在第二实施方式以及第三实施方式中,在各触摸面板部31、32中,将发送侧电极作为共用的电极,并将接收侧电极分别分开地配置为第一电极层以及第三电极层。与此相对,在第四实施方式中,在各触摸面板部31、32中,将接收侧电极作为第二电极层,并将发送侧电极分别分开地配置为第一电极层以及第三电极层。
将本发明的第四实施方式所涉及的复合触摸面板30E表示在图8A、图8B以及图8C中。图8A是复合触摸面板30E的横向剖视图,图8B是图8A的8B-8B线剖视图,图8C是图8A的8C-8C线剖视图。图9是复合触摸面板30E的电路框图。
复合触摸面板30E作为电极层由两层构造构成。即,复合触摸面板30E由第一绝缘片11、第一电极层1B及第二电极层2B、第二电介质22、第三电极层3B、第三绝缘片13层叠构成。
在第一绝缘片11的下表面或第二电介质22的上表面,以互相电绝缘的状态在同一平面内具有第一电极层1B和第二电极层2B。
以与该第一电极层1B及第二电极层2B夹持第二电介质22的方式且以电绝缘的状态而配置有第三电极层3B。即,第三电极层3B配置于第二电介质22的下表面或第三绝缘片13的上表面。
在第一电极层1B及第二电极层2B与第三电极层3B之间配置有电介质22,该电介质22因来自第一电极层1B侧或第二电极层2B侧的按压力而弹性变形从而能够减小第二电极层2B与第三电极层3B之间的距离。
第三电极层3B由沿着与第二电极层2B的第一方向(以X轴方向作为一个例子)交叉的第二方向(Y)延伸且在第一方向上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第三电极Txf(Txf1、Txf2、……、Txfm)构成。其中,m是第三电极Txf的总数。多个第三电极Txf全部都与第二选择电路40B连接,该第二选择电路40B与控制电路49连接。
第一电极层1B由沿着第二方向(以Y轴方向作为一个例子)延伸且在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第一电极Txc(Txc1、Txc2、……、Txcm)构成。其中,m是第一电极Txc的总数。多个第一电极Txc全部都与第一选择电路40连接,该第一选择电路40与控制电路49连接。
第二电极层2B,作为第二电极Rxcf,由电极主体部71(Rxcf11~Rxcfnm)及配线部72构成。电极主体部71(Rxcf11~Rxcfnm)是至少在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈列状地配置的较小的多个(例如m个×1个)正方形的电极主体部71,例如,是在第一方向(以X轴方向作为一个例子)以及第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈矩阵状地配置的较小的多个(例如m个×n个)正方形的电极主体部71(Rxcf11~Rxcfnm)。配线部72将各电极主体部71与第一放大电路41连接。
在图9中,沿着第一方向(以X轴方向作为一个例子)配置的m个电极主体部71(Rxcf11、Rxcf12~Rxcf1m)以及与其连接的配线部72形成为彼此均相同的电极(例如,第二电极Rxcf1),将这些电极排列配置在第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上,从而形成为多个第二电极Rxcf(Rxcf1~Rxcfn)。其中,n是第二电极Rxcf的总数。多个第二电极Rxcf全部都经由配线部72而与第一放大电路41连接。例如,沿着Y轴方向配置的n个电极主体部71(例如Rxcf11、Rxcf21~Rxcfn1)配置于一个第三电极Txf(例如Txf1)的上方的位置。
由此,在位置检测时,在控制电路49的控制下,从发送信号驱动电路(信号产生电路)48向第一选择电路40输入驱动信号,并且从第一选择电路40按照从第一电极Txc1到Txc2、……、Txcm的顺序输出驱动信号。在该位置检测时,第一电极Txc作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,第二电极Rxcf作为位置检测用接受侧电极而发挥功能,第一电极Txc与第二电极Rxcf构成投影型互电容方式的触摸面板部31B并进行位置检测。即,通过第一放大电路41将第二电极Rxcf检测到的信号放大。被第一放大电路41放大的信号通过第一A/D转换器51进行A/D转换。之后,将A/D转换后的数字信号输入至指示位置及按压检测电路29而进行位置检测。
另一方面,在力量检测时,在控制电路49的控制下,从发送信号驱动电路(信号产生电路)48向第二选择电路40B输入驱动信号,并且按照从第三电极Txf1到Txf2、……、Txfn的顺序输出驱动信号。在该力量检测时,第三电极Txf作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,第二电极Rxcf作为力量检测用接收侧电极而发挥功能,第三电极Txf与第二电极Rxcf构成交叉点静电电容方式的触摸面板部32B,并基于因来自第一电极Txc侧或第二电极Rxcf侧的按压力而产生的第三电极Txf与第二电极Rxcf之间的距离的变化而进行力量检测。即,通过第一放大电路41将第二电极Rxcf检测到的信号放大。被第一放大电路41放大的信号通过第一A/D转换器51进行A/D转换。之后,将A/D转换后的数字信号输入至指示位置及按压检测电路29而进行力量检测。
根据这样的第四实施方式,通过兼用两个触摸面板部31B、32B的一部分电极(即,第二电极Rxcf),能够减少所使用的部件的数量而使整体变薄。
另外,第四实施方式的变形例如图10A所示。在图9中,第二电极层2B由较小的多个(例如m个×n个)正方形的电极主体部71以及将各电极主体部71与第一选择电路40连接的配线部72构成,但是作为第四实施方式的变形例,取代构成第二电极层2B,也可以由较小的多个(例如m个×n个)正方形的电极主体部73以及将各电极主体部73与第一选择电路40连接的配线部74构成第一电极层1B。
即,在图10A所示的变形例所涉及的复合触摸面板30F中,第三电极层3B由沿着第二电极层2B的第一方向(以X轴方向作为一个例子)延伸且在与第一方向交叉的第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第三电极Txf(Txf1、Txf2、……、Txfn)构成。其中,n是第三电极Txf的总数。多个第三电极Txf全部都与第二选择电路40B连接,该第二选择电路40B与控制电路49连接。
第二电极层2B由沿着第二方向(以Y轴方向作为一个例子)延伸且在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第二电极Rxcf(Rxcf1、Rxcf2、……、Rxcfm)构成。m是第二电极Rxcf的总数。多个第二电极Rxcf全部都与第一放大电路41连接。
第一电极层1B,作为第一电极Txc,由电极主体部73(Txc11~Txcnm)以及配线部74构成。电极主体部73(Txc11~Txcnm)是至少在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈列状地配置的较小的多个(例如m个×1个)正方形的电极主体部73,例如是在第一方向(以X轴方向作为一个例子)以及第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈矩阵状地配置的较小的多个(例如m个×n个)正方形的电极主体部73(Txc11~Txcnm)。配线部74将各电极主体部73与第一选择电路40连接。
在图10A中,沿着第一方向(以X轴方向作为一个例子)配置的m个电极主体部73(Txc11、Txc12~Txc1m)以及与其连接的配线部74形成为彼此均相同的电极(例如,第一电极Txc1),将这些电极排列配置在第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上,从而形成为多个第一电极Txc(Txc1~Txcn)。其中,n是第一电极Txc的总数。多个第一电极Txc全部都与第一选择电路40连接,该第一选择电路40与控制电路49连接。沿着Y轴方向配置的n个电极主体部73(例如Txc11、Txc21~Txcn1)配置于一个第二电极Rxcf(例如Rxcf1)的侧方的位置。
由此,在位置检测时,在控制电路49的控制下,从发送信号驱动电路(信号产生电路)48向第一选择电路40输入驱动信号,并且从第一选择电路40按照从第一电极Txc1到Txc2、……、Txcn的顺序输出驱动信号。在该位置检测时,第一电极Txc作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,第二电极Rxcf作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,第一电极Txc与第二电极Rxcf构成投影型互电容方式的触摸面板部31B并进行位置检测。即,通过第一放大电路41将第二电极Rxcf检测出的信号放大。被第一放大电路41放大的信号通过第一A/D转换器51进行A/D转换。之后,将A/D转换后的数字信号输入至指示位置及按压检测电路29而进行位置检测。
另一方面,在力量检测时,在控制电路49的控制下,从发送信号驱动电路(信号产生电路)48向第二选择电路40B输入驱动信号,并且按照从第三电极Txf1到Txf2、……、Txfn的顺序输出驱动信号。在该力量检测时,第三电极Txf作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,第二电极Rxcf作为力量检测用接收侧电极而发挥功能,第三电极Txf与第二电极Rxcf构成交叉点静电电容方式的触摸面板部32B,基于因来自第一电极Txc侧或第二电极Rxcf侧的按压力而产生的第三电极Txf与第二电极Rxcf之间的距离的变化而进行力量检测。即,通过第一放大电路41将第二电极Rxcf检测出的信号放大。被第一放大电路41放大的信号通过第一A/D转换器51进行A/D转换。之后,将A/D转换后的数字信号输入至指示位置及按压检测电路29而进行力量检测。
作为该图10A中的电极图案,可以设为图10B~图10E那样的图案。即,如图10B以及图10C所示,第一电极Txc分别由“E”字形的电极主体部73以及将各电极主体部73与第一选择电路40连接的配线部74构成。如图10B以及图10D所示,第二电极Rxcf由分支电极部75以及将分支电极部75与第一放大电路41连接的配线部76构成,该分支电极部75各为两条矩形细条,与第一电极Txc的“E”字形的电极主体部73的间隙对应。如图10B以及图10E所示,第三电极Txf分别由矩形带状的电极主体部构成,各电极主体部与第二选择电路40B连接。通过像这样将电极形成为“E”字形,能够将发送侧电极与接收侧电极梳齿状地组合,从而能够增大发送侧电极与接收侧电极之间的静电容量。
图10F示出第四实施方式的变形例的时序图。横轴是时间。在位置检测时,在第一电极Txc10~Txc44发出驱动信号时,在第二电极Rxcf1~Rxcf4中,对各个电极的静电容量的变化进行检测从而进行位置检测。另一方面,在力量检测时,在第三电极Txf1~Txf4发出驱动信号时,在第二电极Rxcf1~Rxcf4中,对各个电极的静电容量的变化进行检测从而进行力量检测。
根据这样的第四实施方式的变形例,通过兼用两个触摸面板部31B、32B的一部分电极(即,第二电极Rxcf),能够减少所使用的部件的数量而使整体变薄。
(第五实施方式)
本发明的第五实施方式所涉及的复合触摸面板30G的电路框图如图11所示。图12是图11的第二选择电路40C的详细图。复合触摸面板30G的剖视图与第二实施方式所涉及的复合触摸面板30C的图3A、图3B以及图3C相同。以下,以与第二实施方式不同的部分为中心进行说明。
第五实施方式的特征在于:将在位置检测时以彼此电绝缘的状态作为发送侧电极和接收侧电极而发挥功能的电极对,通过开关等切换部SW的切换,在力量检测时作为相同的发送侧电极或者接收侧电极而连接。
复合触摸面板30G与复合触摸面板30C相同,作为电极层由两层构造构成。即,复合触摸面板30G由第一绝缘片11、第一电极层1及第二电极层2、第二电介质22、第三电极层3以及第三绝缘片13层叠而构成。
第三电极层3由沿着第一方向(以X轴方向作为一个例子)延伸且在第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第三电极Rxf(Rxf1、Rxf2、……、Rxfn)构成。其中,n是第三电极Rxf的总数。第三电极Rxf全部都与第二放大电路42连接。
第二电极层2由沿着第二方向(以Y轴方向作为一个例子)延伸且在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第二电极Txcf(Txcf1、Txcf2、……、Txcfm)构成。其中,m是第二电极Txcf的总数。第二电极Txcf全部都与第一选择电路40连接,并且能够经由第二选择电路40C而与第一放大电路41或第一电极Rxc连接。
第一电极层1,作为第一电极Rxc,由电极主体部77(Rxc11~Rxcnm)以及配线部78构成。电极主体部77(Rxc11~Rxcnm)是至少在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈列状地配置的较小的多个(例如m个×1个)正方形的电极主体部77,例如是在第一方向(以X轴方向作为一个例子)以及第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈矩阵状地配置的较小的多个(例如m个×n个)正方形的电极主体部77(Rxc11~Rxcnm)。配线部78将各电极主体部77与第二选择电路40C连接。
在图11中,沿着第一方向(以X轴方向作为一个例子)配置的m个电极主体部77(Rxc11、Rxc12~Rxc1m)以及与其连接的配线部78形成为彼此均相同的电极(例如,第一电极Rxc1)。所有的第一电极Rxc能够经由第二选择电路40C而与第一放大电路41或第二电极Txcf连接。
如图12所示,第二选择电路40C配置有作为切换部的两种开关,即第一开关SW1及第二开关SW2。第一开关SW1对各沿着X轴方向配置的一列第一电极Rxc(例如Rxc11、Rxc12、……、Rxc1m)与第一放大电路41的连接进行开闭。第二开关SW2对各沿着Y轴方向配置的一列第一电极Rxc与相对于该一列第一电极Rxc并排设置的一条第二电极Txcf的连接(例如,第一电极Rxc11、Rxc21~Rxcn1与相对于第一电极并排设置的第二电极Txcf1)进行开闭。
因此,在位置检测时,关闭第一开关SW1并打开第二开关SW2,在第二电极Txcf1~Txcfm中从第一选择电路40发出驱动信号时,在沿着X轴方向配置的各列第一电极Rxc(例如,一列的Rxc11、Rxc12、……、Rxc1m)中,对各列的静电容量的变化进行检测从而进行位置检测。即,通过第一放大电路41将第一电极Rxc检测出的信号放大。被第一放大电路41放大的信号通过第一A/D转换器51进行A/D转换。之后,将A/D转换后的数字信号输入至指示位置及按压检测电路29进行位置检测。
另一方面,在力量检测时,打开第一开关SW1并关闭第二开关SW2,以将各沿着Y轴方向配置的一列第一电极Rxc与相对于该一列第一电极并排设置的一条第二电极Txcf作为一个发送侧电极进行处理,在从第二选择电路40C发出驱动信号时,对与第三电极Rxf之间的静电容量的变化进行检测从而进行力量检测。即,通过第二放大电路42将第三电极Rxf检测出的信号放大。被第二放大电路42放大的信号通过第二A/D转换器52进行A/D转换。之后,将A/D转换后的数字信号输入至指示位置及按压检测电路29而进行力量检测。
因此,在位置检测时,关闭第一开关SW1并打开第二开关SW2,从而打开第一电极Rxc与第二电极Txcf的连接。其结果是,在控制电路49的控制下,从发送信号驱动电路(信号产生电路)48向第一选择电路40输入驱动信号,并且从第一选择电路40按照从第二电极Txcf1到Txcf2、……、Txcfm的顺序输出驱动信号。在位置检测时,第二电极Txcf作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,第一电极Rxc作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,第二电极Txcf与第一电极Rxc构成投影型互电容方式的触摸面板部31而进行位置检测。
另一方面,在力量检测时,打开第一开关SW1并关闭第二开关SW2,将第一电极Rxc与第二电极Txcf作为一个发送侧电极而进行处理。即,第一电极Rxc与第二电极Txcf作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,第三电极Rxf作为力量检测用接收侧电极而发挥功能,第一电极Rxc、第二电极Txcf以及第三电极Rxf构成交叉点静电电容方式的触摸面板部32,基于因来自第一电极Rxc侧或第二电极Txcf侧的按压力而产生的第一电极Rxc及第二电极Txcf与第三电极Rxf之间的距离的变化进行力量检测。
作为图11中的电极图案,可以设为图13A所示那样的图案。在形状上,与图10B~图10E类似,但是电极不同。即,图10B~图10E中的第一电极Txc是图13A中的第一电极Rxc。图10B~图10E中的第三电极Txf是图13A中的第三电极Rxf。图10B~图10E中的第二电极Rxcf是图13A中的第二电极Txcf。图13A中的第一电极Rxc以及第二电极Txcf在力量检测时作为发送侧电极Tx(f)而发挥功能。
图13B表示第五实施方式中的时序图。横轴是时间。在位置检测时,当第一电极Txcf1~Txcf4发出驱动信号时,在第二电极Rxc11~Rxc15、Rxc21~Rxc25、Rxc31~Rxc35、Rxc41~Rxc45中,对各个电极的静电容量的变化进行检测,从而进行位置检测。另一方面,在力量检测时,在第一电极Txcf1~Txcf4中发出驱动信号时,在第三电极Rxf1~Rxf4中,对各个电极的静电容量的变化进行检测,从而进行力量检测。
根据这样的第五实施方式,通过将两个触摸面板部31、32的一部分电极(即,第一电极Rxc以及第二电极Txcf)兼用于位置检测及力量检测,能够减少所使用的部件的数量而使整体变薄。进一步,在力量检测时,能够将第一电极Rxc以及第二电极Txcf作为一个发送侧电极Tx(f)来处理,因此能够增大发送侧电极的面积。另外,发送侧电极Tx(f)配置于比接收侧电极更靠近手指等的一侧,因此能够通过发送侧电极Tx(f)屏蔽手指等产生的噪声,能够提高矩阵状静电容检测的SN比。
(第六实施方式)
本发明的第六实施方式所涉及的复合触摸面板30H的电路框图如图14所示。图15是图14的第二选择电路40D的详细图。复合触摸面板30H的剖视图与第二实施方式所涉及的复合触摸面板30C的图3A、3B以及图3C相同。以下,以与第二实施方式不同的部分为中心进行说明。
第六实施方式的特征在于,将在位置检测时以互相电绝缘的状态作为发送侧电极和接收侧电极而发挥功能的电极对,通过开关等切换部SW,在力量检测时作为相同的发送侧电极或接收侧电极连接。
复合触摸面板30H与复合触摸面板30C相同,作为电极层由两层构造构成。即,复合触摸面板30H由第一绝缘片11、第一电极层1及第二电极层2、第二电介质22、第三电极层3以及第三绝缘片13层叠而构成。
第三电极层3由沿着第一方向(以X轴方向作为一个例子)延伸且在第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第三电极Txf(Txf1、Txf2、……、Txfn)构成。其中,n是第三电极Txf的总数。第三电极Txf全部都与第三选择电路40E连接。
第一电极层1由沿着第二方向(以Y轴方向作为一个例子)延伸且在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上以互相隔开一定间隔且电绝缘的方式排列配置的多个带状的第一电极Txc(Txc1、Txc2、……、Txcn)构成。其中,n是第一电极Txc的总数。第一电极Txc全部都与第一选择电路40连接,并且能够经由第二选择电路40D而与第一放大电路41或第二电极Rxcf连接。
第二电极层2,作为第二电极Rxcf,由电极主体部79(Rxcf11~Rxcfnm)及配线部80构成。电极主体部79(Rxcf11~Rxcfnm)是至少在第一方向(以X轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈列状地配置的较小的多个(例如m个×1个)正方形的电极主体部79,例如是在第一方向(以X轴方向作为一个例子)以及第二方向(以Y轴方向作为一个例子)上互相隔开一定间隔的呈矩阵状地配置的较小的多个(例如m个×n个)正方形的电极主体部79(Rxcf11~Rxcfnm)。配线部80能够将各电极主体部79与第二选择电路40D连接。
在图14中,沿着第一方向(以X轴方向作为一个例子)配置的m个电极主体部79(Rxcf11、Rxcf12~Rxcf1m)以及与其连接的配线部80,形成为彼此均相同的电极(例如,第二电极Rxcf1)。全部的第二电极Rxcf能够经由第二选择电路40D而与第一放大电路41或第一电极Txc连接。
如图15所示,第二选择电路40D配置有作为切换部的两种开关,即第三开关SW3及第四开关SW4。
第三开关SW3对各沿着X轴方向配置的一列第二电极(例如,第二电极Rxcf11、Rxcf12、……、Rxcf1m)与第一放大电路41的连接、以及第一电极Txc与第四开关SW4的第一电极侧触点的连接进行开闭。如此,第三开关SW3基于以下理由对第一电极Txc与第四开关SW4的第一电极侧触点的连接进行开闭。即,理由在于,如果不通过第三开关SW3在力量检测时将第一电极Txc与第四开关SW4的第一电极侧触点的连接断开,则处于第一电极Txc被发送信号驱动电路(信号产生电路)48选中的状态,从而无法对接收信号进行接收。
第四开关SW4对沿着Y轴方向配置的各列第二电极与相对于该一列第二电极并列设置的一条第一电极的连接(例如,第二电极Rxcf11、Rxcf21、……、Rxcfn1及与第二电极并排设置的第一电极Txc1)、以及上述电极与第一放大电路41的连接进行开闭。
因此,在位置检测时,关闭第三开关SW3并打开第四开关SW4,在第一电极Txc1~Txcm中从第一选择电路40发出驱动信号时,在沿着X轴方向配置的各列第二电极(例如,一列的第二电极Rxcf11、Rxcf12、……、Rxcf1m)中,对各列中的静电容量的变化进行检测从而进行位置检测。即,通过第一放大电路41将第二电极Rxcf检测出的信号放大。被第一放大电路41放大的信号通过第一A/D转换器51进行A/D转换。之后,将A/D转换后的数字信号输入至指示位置及按压检测电路29而进行位置检测。
另一方面,在力量检测时,在第一选择电路40中第一电极Txc与发送信号驱动电路(信号产生电路)48断开,打开第二选择电路40D的第三开关SW3并关闭第四开关SW4,在第三电极Txf1~Txfn中从第三选择电路40E发出驱动信号时,以将各沿着Y轴方向配置的一列第二电极Rxcf以及与该一列第二电极Rxcf并列设置的一条第一电极Txc作为一个接收侧电极来处理的方式进行力量检测。即,通过第一放大电路41将第二电极Rxcf或第一电极Txc检测出的信号放大。被第一放大电路41放大的信号通过第一A/D转换器51进行A/D转换。之后,将A/D转换后的数字信号输入至指示位置及按压检测电路29进行力量检测。
因此,在位置检测时,关闭第三开关SW3并打开第四开关SW4,从而打开第一电极Txc与第二电极Rxcf的连接。其结果是,在控制电路49的控制下,从发送信号驱动电路(信号产生电路)48向第一选择电路40输入驱动信号,并且按照从第一电极Txc1到Txc2、……、Txcm的顺序输出驱动信号。在位置检测时,第一电极Txc作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,第二电极Rxcf作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,第一电极Txc及第二电极Rxcf构成投影型互电容方式的触摸面板部31而进行位置检测。
另一方面,在力量检测时,打开第三开关SW3并关闭第四开关SW4,将第一电极Txc与第二电极Rxcf连接。其结果是,在控制电路49的控制下,从发送信号驱动电路(信号产生电路)48向第三选择电路40E输入驱动信号,并且按照从第一电极Txf1到Txf2、……、Txfn的顺序输出驱动信号。在力量检测时,将第一电极Txc及第二电极Rxcf作为一个接收侧电极来处理。即,第一电极Txc及第二电极Rxcf作为力量检测用接收侧电极发挥功能,第三电极Txf作为力量检测用发送侧电极发挥功能。第一电极Txc及第二电极Rxcf与第三电极Txf构成交叉点静电电容方式的触摸面板部32,基于因来自第一电极Txc侧或第二电极Rxcf侧的按压力而产生的第一电极Txc或第二电极Rxcf与第三电极Txf之间的距离的变化而进行力量检测。
作为图14中的电极图案,可以设为图16A所示那样的图案。在形状上,图10B~图10E相同,第一电极Txc以及第二电极Rxcf作为力量检测用接收侧电极Rx(f)发挥功能。
图16B表示第六实施方式中的时序图。横轴是时间。在位置检测时,在第一电极Txc1~Txc4中发出驱动信号时,在第二电极Rxcf11~Rxcf15、Rxcf21~Rxcf25、Rxcf31~Rxcf35、Rxcf41~Rxcf45中,对各个电极中的静电容量的变化进行检测,从而进行位置检测。另一方面,在力量检测时,在第三电极Txcf1~Txcf4中发出驱动信号时,在第二电极Rxcf11~Rxcf15、Rxcf21~Rxcf25、Rxcf31~Rxcf35、Rxcf41~Rxcf45中,对各个电极中的静电容量的变化进行检测,从而进行力量检测。
根据这样的第六实施方式,通过将两个触摸面板部31、32的一部分电极(即,第一电极Txc以及第二电极Rxcf)兼用于位置检测及力量检测,能够减少所使用的部件的数量而使整体变薄。进一步,在力量检测时,能够将第一电极Txc以及第二电极Rxcf作为一个接收侧电极Rx(f)来处理,因此能够增大接收侧电极的面积。另外,由于发送侧电极Tx(f)成为投影型传感器时的屏蔽,能够通过发送侧电极Tx(f)将来自液晶等的复合触摸面板的下方侧的噪音屏蔽,从而能够提高矩阵状静电容量检测的SN比。
此外,为了容易理解,将各实施方式或变形例的第三电极Rxf或Txf的数量设为与其他电极的数量相同的n个,但是,并不限定于此。即,例如,也可以将第三电极Rxf或Txf的数量设为p个,且p≠n。
此外,通过将上述各种实施方式或变形例中的任意实施方式或变形例适当地组合,可以起到各自所具有的效果。另外,可以是实施方式彼此的组合或实施例彼此的组合或者实施方式及实施例的组合,并且也可以是不同实施方式或实施例中的特征彼此的组合。
产业上的可利用性
本发明所涉及的复合触摸面板,通过将一个电极兼用于位置检测用触摸面板部及力量检测用触摸面板部,即使将二者层叠也能够实现薄型化,能够应用于个人电脑、平板电脑、智能手机、智能手表等各式各样的便携电子设备等。
符号说明
1、1B 第一电极层
2、2B 第二电极层
3、3B 第三电极层
11 第一绝缘片
12 第二绝缘片
13 第三绝缘片
21 第一电介质
22 第二电介质
24 空气层
29 指示位置及按压检测电路
30、30B、30C、30D、30E、30F、30G、30H 复合触摸面板
31 投影型互电容方式的触摸面板部
32 交叉点静电电容方式的触摸面板部
35 第一绝缘层
36 第二绝缘层
40 第一选择电路
40B、40C、40D 第二选择电路
40E 第三选择电路
41 第一放大电路
42 第二放大电路
48 发送信号驱动电路(信号产生电路)
49 控制电路(控制部)
51 第一A/D转换器
52 第二A/D转换器
63、75 分支电极部
60、65、67、69、71、73、77、79 电极主体部
61、64、66、68、70、72、74、76、78、80 配线部
Rxc 第一电极(位置检测用接收侧电极)
Rxcf 第二电极(位置检测用接收侧电极、力量检测用接收侧电极)
Txc 位置检测用发送侧电极Tx(Cap)
Txcf 第二电极(位置检测用发送侧电极、力量检测用发送侧电极)
Rxf 第三电极(力量检测用接收侧电极)
Txf 力量检测用发送侧电极Tx(f)

Claims (5)

1.一种复合触摸面板,其特征在于,
以互相电绝缘的状态在同一平面内具有第一电极层(1)及第二电极层(2),所述第一电极层及所述第二电极层与第三电极层(3)以互相电绝缘的状态层叠,
在所述第一电极层或所述第二电极层与所述第三电极层之间配置电介质(22),该电介质(22)因来自第一电极层侧或第二电极层侧的按压力而弹性变形从而能够减小所述第一电极层或所述第二电极层与所述第三电极层之间的距离,
沿着与第一方向(X)交叉的第二方向(Y)分别隔开一定间隔地排列配置的带状的电极、以及由沿着所述第一方向(X)分别隔开一定间隔地排列配置的多个电极主体部(67或69)的列构成的电极中的任一方构成所述第一电极层的第一电极(Rxc),剩下的另一方构成所述第二电极层的第二电极(Txcf),
沿着与所述第一电极层的所述第一电极相同的方向分别隔开一定间隔地排列配置的多个带状的电极构成所述第三电极层的第三电极(Rxf),
在位置检测时,所述第二电极(Txcf)作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,所述第一电极(Rxc)作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,所述第二电极及所述第一电极构成投影型互电容方式的触摸面板部(31)而进行位置检测,
在力量检测时,所述第二电极(Txcf)作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,所述第三电极(Rxf)作为力量检测用接收侧电极而发挥功能,所述第二电极及所述第三电极构成交叉点静电电容方式的触摸面板部(32),并基于因来自所述第一电极层侧或所述第二电极层侧的所述按压力而产生的所述第二电极层与所述第三电极层之间的所述距离的变化而进行力量检测。
2.一种复合触摸面板,其特征在于,
以互相电绝缘的状态在同一平面内具有第一电极层(1B)及第二电极层(2B),所述第一电极层及所述第二电极层与第三电极层(3B)以互相电绝缘的状态层叠,
在所述第一电极层及所述第二电极层与所述第三电极层之间配置电介质(22),该电介质(22)因来自第一电极层侧或第二电极层侧的按压力而弹性变形从而能够减小所述第一电极层或所述第二电极层与所述第三电极层之间的距离,
沿着与第一方向(X)交叉的第二方向(Y)分别隔开一定间隔地排列配置的带状的电极、以及由沿着所述第一方向(X)分别隔开一定间隔地排列配置的多个电极主体部(71或73)的列构成的电极中的任一方构成所述第一电极层的第一电极(Txc),剩下的另一方构成所述第二电极层的第二电极(Rxcf),
沿着与所述第一电极层的所述第一电极相同的方向分别隔开一定间隔地排列配置的多个带状的电极构成所述第三电极层的第三电极(Txf),
在位置检测时,所述第一电极(Txc)作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,所述第二电极(Rxcf)作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,所述第一电极及所述第二电极构成投影型互电容方式的触摸面板部(31)而进行位置检测,
在力量检测时,所述第三电极(Txf)作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,所述第二电极(Rxcf)作为力量检测用接收侧电极而发挥功能,所述第三电极与所述第二电极构成交叉点静电电容方式的触摸面板部(32),并基于因来自所述第一电极层侧或所述第二电极层侧的所述按压力而产生的所述第三电极层与所述第二电极层之间的所述距离的变化而进行力量检测。
3.一种复合触摸面板,其特征在于,
以互相电绝缘的状态在同一平面内具有第一电极层(1)及第二电极层(2),所述第一电极层及所述第二电极层与第三电极层(3)以互相电绝缘的状态层叠,
在所述第一电极层及所述第二电极层与所述第三电极层之间配置电介质(22),该电介质(22)因来自第一电极层侧或第二电极层侧的按压力而弹性变形从而能够减小所述第一电极层或所述第二电极层与所述第三电极层之间的距离,
沿着与第一方向(X)交叉的第二方向(Y)分别隔开一定间隔地排列配置的带状的电极、以及由沿着所述第一方向(X)分别隔开一定间隔地排列配置的多个电极主体部(77或79)的列构成的电极中的任一方构成所述第一电极层的第一电极(Rxc或Txc),剩下的另一方构成所述第二电极层的第二电极(Txcf或Rxcf),
沿着与所述第一电极层的所述第一电极相同的方向或与所述第二电极层的所述第二电极相同的方向分别隔开一定间隔地排列配置的多个带状的电极构成所述第三电极层的第三电极(Rxf或Txf),
还具备切换部(SW),该切换部(SW)对所述第一电极(Rxc或Txc)以及所述第二电极(Txcf或Rxcf)在互相电绝缘的绝缘状态以及互相电连接的连接状态之间进行切换,
在位置检测时,通过所述切换部设为所述绝缘状态,所述第二电极(Txcf)或所述第一电极(Txc)作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,所述第一电极(Rxc)或所述第二电极(Rxcf)作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,所述第二电极及所述第一电极构成投影型互电容方式的触摸面板部(31)而进行位置检测,
在力量检测时,通过所述切换部设为所述连接状态,所述第一电极(Rxc或Txc)及所述第二电极(Txcf或Rxcf)、与所述第三电极(Rxf或Txf)中的任一方作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,剩下的另一方作为力量检测用接收侧电极而发挥功能,所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极构成交叉点静电电容方式的触摸面板部(32),并基于因来自所述第一电极层侧或所述第二电极层侧的所述按压力而产生的所述第一电极层或所述第二电极层与所述第三电极层之间的所述距离的变化而进行力量检测。
4.根据权利要求3所述的复合触摸面板,其特征在于,
由沿着第一方向(X)分别隔开一定间隔地排列配置的所述多个电极主体部(77)的列构成的电极构成所述第一电极(Rxc),
沿着与第一方向(X)交叉的第二方向(Y)分别隔开一定间隔地排列配置的所述带状的电极构成所述第二电极(Txcf),
在位置检测时,通过所述切换部设为所述绝缘状态,所述第二电极(Txcf)作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,所述第一电极(Rxc)作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,所述第二电极及所述第一电极构成投影型互电容方式的触摸面板部(31),
在力量检测时,通过所述切换部设为所述连接状态,所述第一电极(Rxc)及所述第二电极(Txcf)作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,所述第三电极(Rxf)作为力量检测用接收侧电极而发挥功能,所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极构成交叉点静电电容方式的触摸面板部(32)。
5.根据权利要求3所述的复合触摸面板,其特征在于,
由沿着第一方向(X)分别隔开一定间隔地排列配置的所述多个电极主体部(79)的列构成的电极构成所述第二电极(Rxcf),
沿着与第一方向(X)交叉的第二方向(Y)分别隔开一定间隔地排列配置的所述带状的电极构成所述第一电极(Txc),
在位置检测时,通过所述切换部设为所述绝缘状态,所述第一电极(Txc)作为位置检测用发送侧电极而发挥功能,所述第二电极(Rxcf)作为位置检测用接收侧电极而发挥功能,所述第二电极及所述第一电极构成投影型互电容方式的触摸面板部(31),
在力量检测时,通过所述切换部设为所述连接状态,所述第一电极(Txc)及所述第二电极(Rxcf)作为力量检测用接受侧电极而发挥功能,所述第三电极(Txf)作为力量检测用发送侧电极而发挥功能,所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极构成交叉点静电电容方式的触摸面板部(32)。
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