JP2004234270A - タッチパネル、それを有する入力装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】大型化することなく、放射した電磁波の減衰が少なく、十分な利得が得られるタッチパネル、これを備えた入力装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】所定の空隙を隔てて対向に配置された２層のフィルム１，４と、フィルム１，４における対向する面にそれぞれ形成された透明電極２及び３とを有する。透明電極２には、インピーダンスをマッチングしつつ所定の高周波を入力したり取り出したりするためのスタブ５が設けられる。スタブ５からはユーザにより押下された際に発生した電位差も取り出せる。透明電極３は高周波的に低電位とするためのコンデンサＣ１を介して接地される。これにより、２層の透明電極２，３は入力を検出するための電位差を発生させるための抵抗膜としての機能だけでなく、マイクロストリップ形状の平面アンテナとしての機能も実現する。
【選択図】 図３
【解決手段】所定の空隙を隔てて対向に配置された２層のフィルム１，４と、フィルム１，４における対向する面にそれぞれ形成された透明電極２及び３とを有する。透明電極２には、インピーダンスをマッチングしつつ所定の高周波を入力したり取り出したりするためのスタブ５が設けられる。スタブ５からはユーザにより押下された際に発生した電位差も取り出せる。透明電極３は高周波的に低電位とするためのコンデンサＣ１を介して接地される。これにより、２層の透明電極２，３は入力を検出するための電位差を発生させるための抵抗膜としての機能だけでなく、マイクロストリップ形状の平面アンテナとしての機能も実現する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向して配置された抵抗膜を有するタッチパネル、それを有する入力装置及び電子機器に関し、特に近距離ワイヤレスデータ通信用のアンテナを備えたタッチパネル、それを有する入力装置及び電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）等の近距離ワイヤレスデータ通信の技術が開発された。これは特にモバイル機器同士やこれらと据え置き型の電子機器とを結ぶインタフェースとして大いに期待されている。
【０００３】
しかしながら、技術の飛躍的進歩に伴い、携帯電話器やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等のモバイル機器は非常に小型化された。また、市場を鑑みても更なる小型化と高性能化が要求されている。このため、ワイヤレスでデータ通信を行うための高利得なアンテナを実装するためのスペースを機器内部に確保し難いのが実情である。
【０００４】
このような問題を鑑みて、液晶ディスプレイ等の表示部にアンテナを実装することが提案された（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
図１を用いて、平面ディスプレイ装置１００の背面に平面アンテナ１１０を配置した構成を説明する。尚、図１（ａ）は平面ディスプレイ装置１００の前面（表示部側）を示す斜視図であり、（ｂ）はその背面（アンテナ側）を示す斜視図である。図１に示すように、平面ディスプレイ装置１００は、平面ディスプレイ装置１００におけるＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）１０１と送受信部１０２とバッテリ１０３との配置の裏面に歪曲して設けられた導線状の平面アンテナ１１０を有している。従って、この技術では新たにアンテナを実装するスペースを小さく抑えることが可能である。
【０００６】
また、ＰＤＡ等に見られるような、表示部がタッチパネル式の入力装置を兼ねている場合でも、同様にアンテナを実装することは有効である（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
図２を用いて、タッチパネル装置２００にアンテナ配線２１０を配置した構成を説明する。但し、図２では、多層構造を有するタッチパネル装置２００においてアンテナ配線２１０が設けられた層のみに着目する。図２に示すように、タッチパネル装置２００は、押下されることで上層（或いは下層）の電極と接触し、電気的に接続される透明電極（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）２０２及び電極２０３が配置された基板２０１の外周を囲むように設けられたアンテナ配線２１０を有している。従って、この技術でも新たにアンテナを実装するスペースを小さく抑えることが可能である。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−１８９１９１号公報
【特許文献３】
特開２００２−２１５３３０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した各従来技術では、アンテナを追加した構成であるため、小なりとも大型化を回避することができないという問題が存在する。また、上記した従来の構成では、装置の背面にアンテナを形成するために放射する電磁波が装置内となり効果が低下するという問題や、ワイヤ状のアンテナを用いているために十分な利得が得られないという問題が存在する。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、大型化することなく、放射した電磁波の減衰が少なく、十分な利得が得られるタッチパネル、それを有する入力装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、請求項１記載のように、所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、前記第１の層上であって前記第２の層と対向する面に形成された第１の抵抗膜と、前記第２の層上であって前記第１の層と対向する面に形成された第２の抵抗膜と、前記第１の抵抗膜に設けられた給電部とを有し、前記第１及び第２の抵抗膜がアンテナを形成するように構成される。このように、従来用いられていた抵抗膜に給電部を設けてアンテナとして使用することで、大型化することなくタッチパネルにアンテナを実装させることが可能となる。また、従来装置前面に配置されるタッチパネルにアンテナを組み込むことで、放射した電磁波の減衰を最小限に抑えることが可能となる。更に、従来上下に配置された抵抗膜を用いてアンテナを形成することで、十分な利得を得ることが可能なマイクロストリップ形状のアンテナが形成される。
【００１２】
また、本発明は、請求項２記載のように、所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、前記第１の層上であって平行な２面にそれぞれ形成された第１及び第２の抵抗膜と、前記第１の抵抗膜に設けられた給電部とを有し、前記第１及び第２の抵抗膜がアンテナを形成するように構成される。このように、従来用いられていた抵抗膜に給電部を設けてアンテナとして使用することで、大型化することなくタッチパネルにアンテナを実装させることが可能となる。また、従来装置前面に配置されるタッチパネルにアンテナを組み込むことで、放射した電磁波の減衰を最小限に抑えることが可能となる。更に、従来上下に配置された抵抗膜を用いてアンテナを形成することで、十分な利得を得ることが可能なマイクロストリップ形状のアンテナが形成される。
【００１３】
また、本発明は、請求項３記載のように、所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、前記第１の層上であって前記第２の層と対向する面と反対側に形成された第１の抵抗膜と、前記第２の層上であって前記第１の層と対向する面に形成された第２の抵抗膜と、前記第１の抵抗膜に設けられた給電部とを有し、前記第１及び第２の抵抗膜がアンテナを形成するように構成される。このように、従来用いられていた抵抗膜に給電部を設けてアンテナとして使用することで、大型化することなくタッチパネルにアンテナを実装させることが可能となる。また、従来装置前面に配置されるタッチパネルにアンテナを組み込むことで、放射した電磁波の減衰を最小限に抑えることが可能となる。更に、従来上下に配置された抵抗膜を用いてアンテナを形成することで、十分な利得を得ることが可能なマイクロストリップ形状のアンテナが形成される。
【００１４】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記第２の抵抗膜は、好ましくは請求項４記載のように、コンデンサを介して接地される。これにより、第２の抵抗膜を高周波的に低電位とすることが可能となり、アンテナ特性を向上させることが可能となる。
【００１５】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記給電部は、例えば請求項５記載のように、パターニングにより前記第１の抵抗膜と一体形成されたスタブであってもよい。これにより、このスタブの長さを制御することで、容易に共振周波数を制御することが可能となる。
【００１６】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記第１及び／又は第２の抵抗膜は、好ましくは請求項６記載のように、透明電極膜であってもよい。これにより、タッチパネル本来の性能を損なうことなくアンテナを実装することが可能となる。
【００１７】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記第１及び／又は第２の抵抗膜は、例えば請求項７記載のように、所定の周波数で共振するようにパターニングされることで形成されてもよい。
【００１８】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記第１及び／又は第２の抵抗膜は、例えば請求項８記載のように、カーボン又は有機導電膜を含んでなる印刷抵抗膜であり、スクリーン印刷によりパターニングされることで形成されてもよい。
【００１９】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記タッチパネルは、例えば請求項９記載のように、前記第１の層上であって前記第１の抵抗膜が形成された面と反対側の面に形成された第３の抵抗膜を有し、前記第２及び第３の抵抗膜が、高周波に対して低インピーダンスの同電位とされているように構成されてもよい。
【００２０】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記第１及び第２の抵抗膜は、例えば請求項１０記載のように、所定の周波数に共振する前記アンテナを複数形成するように構成されても良い。これにより、特定の共振周波数に対する利得を向上させることが可能となる。
【００２１】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記第１及び第２の抵抗膜は、例えば請求項１１記載のように、各々異なる所定の周波数に共振するアンテナを複数形成するように構成されても良い。これにより、広帯域のアンテナが実装されたタッチパネルが実現される。
【００２２】
また、請求項１０又は１１記載の前記タッチパネルは、例えば請求項１２記載のように、前記アンテナが所定の配列に従って配置されることでフェーズドアレイアンテナ又はアダプティブアレイアンテナを形成していてもよい。
【００２３】
また、請求項１０又は１１記載の前記タッチパネルは、好ましくは請求項１３記載のように、前記第１及び第２の抵抗膜における前記アンテナを形成する領域が、マイクロストリップライン構造を成しているように構成される。これにより、十分な利得を得られるアンテナが実装されたタッチパネルが実現される。
【００２４】
また、請求項１０又は１１記載の前記アンテナは、例えば請求項１４記載のように、共振波長間隔で配列されたストリップ線路を成しているように構成されても良い。
【００２５】
また、請求項１０又は１１記載の前記タッチパネルは、例えば請求項１５記載のように、前記第１の層上であって前記第１の抵抗膜が形成された面と反対側に形成された第３の抵抗膜を有し、前記アンテナが共振波長間隔で配列されたストリップ線路を成し、前記第３の抵抗膜における前記アンテナと対応する領域にアパーチャが形成されているように構成されてもよい。このように、アンテナと対向する部分にアパーチャを形成することで、アンテナから放射された電磁波が第３の抵抗膜により減衰されることを回避することが可能となる。
【００２６】
また、本発明は、請求項１６記載のように、所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、前記第１及び第２の層における平行な２面に、所定の周波数で共振するようにパターニングされた第１及び第２の抵抗層を有し、前記第１及び第２の抵抗膜がアンテナを形成するように構成される。このように、従来用いられていた抵抗膜を所定の周波数で共振するようにパターニングしてアンテナとして使用することで、大型化することなくタッチパネルにアンテナを実装させることが可能となる。また、従来装置前面に配置されるタッチパネルにアンテナを組み込むことで、放射した電磁波の減衰を最小限に抑えることが可能となる。更に、従来上下に配置された抵抗膜を用いてアンテナを形成することで、十分な利得を得ることが可能なマイクロストリップ形状のアンテナが形成される。
【００２７】
また、本発明は、請求項１７記載のように、所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、前記第１の層上に形成された八木・宇田アンテナを有するように構成される。このように、タッチパネルを形成する層上に八木・宇田アンテナを形成することで、大型化することなく、十分な利得が得られるアンテナが実装されたタッチパネルが実現される。また、従来装置前面に配置されるタッチパネルにアンテナを組み込むことで、放射した電磁波の減衰を最小限に抑えることが可能となる。
【００２８】
また、本発明による入力装置は、請求項１８記載のように、請求項１から１７の何れか１項に記載の前記タッチパネルと、該タッチパネルを制御するタッチパネルコントローラと、前記アンテナを介してデータを送受信する送受信部とを有するように構成される。これにより、大型化や放射電磁波の減衰が抑制され、十分な利得が得られるアンテナが実装されたタッチパネルを有する入力装置が実現される。
【００２９】
また、本発明による入力装置は、請求項１９記載のように、請求項１１記載の前記タッチパネルと、該タッチパネルを制御するタッチパネルコントローラと、前記アンテナを介してデータを送受信する送受信部とを有し、前記送受信部が前記アンテナを介して超広帯域ワイヤレス通信を行うように構成される。これにより、大型化や放射電磁波の減衰が抑制され、十分な利得が得られるアンテナが実装されたタッチパネルを有する入力装置であって、超広帯域（ＵＷＢ）による通信が可能な入力装置が実現される。
【００３０】
また、本発明による電子機器は、請求項２０記載のように、請求項１８又は１９記載の前記入力装置を有して構成される。これにより、これにより、大型化や放射電磁波の減衰が抑制され、十分な利得が得られるアンテナが実装されたタッチパネルを有する入力装置が組み込まれた電子機器が実現される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００３２】
〔第１の実施形態〕
まず、本発明の第１の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図３は、本実施形態によるタッチパネル１０の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【００３３】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、タッチパネル１０は図示しないスペーサにより所定の空隙を隔てて対向に配置された２層のフィルム１，４と、フィルム１，４における対向する面にそれぞれ形成された透明電極２及び３とを有して構成される。尚、本実施形態では透明電極２，３を対向する面が同一方形の平面とする。
【００３４】
また、図３（ｂ）に示すように、透明電極２，３のうち何れか一方（図３では上層に位置する透明電極２）には、インピーダンスをマッチングしつつ所定の高周波を入力したり取り出したりするためのスタブ（給電部）５が設けられている。このスタブ５は給電点として機能するだけでなく、ユーザによる入力、即ち押下された際に発生した電位差も取り出すことが可能である。これに対し、他方の透明電極（図３では透明電極３）は高周波的に低電位とするためのコンデンサＣ１を介して接地されている。即ち、２層の透明電極２，３は入力を検出するための電位差を発生させるための抵抗膜としての機能だけでなく、マイクロストリップ形状の平面アンテナとしての機能も実現する。尚、符号Ｆ１は所定の高周波を出力する高周波発振源である。
【００３５】
この構成において、フィルム１，４は、例えばガラス（石英ガラスも含む）やプラスチック樹脂等の透明な材料を用いて形成される。尚、フィルム１，４は、双方を同一の材料で形成することも、一方をガラスで形成して他方をプラスチック樹脂で形成することも可能である。また、透明電極２，３は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やネサ（Ｎｅｓａ）等を用いた材料で形成される。但し、電極を不透明とする場合は、カーボン抵抗膜や有機導電膜等を用いることが可能である。
【００３６】
透明電極２，３はパターニングにより形成される。このパターニングには、例えばエッチングやレーザビームを用いたカット等が使用される。但し、透明電極２，３をカーボン抵抗膜や有機導電膜等で形成した場合、シルク印刷等のスクリーン印刷を用いるとよい。この際、スタブ５の長さ（図３（ａ）中のｌｓ）を調整することで、マイクロストリップ形状で形成されたアンテナの共振周波数を調整することが可能である。
【００３７】
このように、従来のタッチパネルの構成において用いられていた２層の電極（透明電極２，３）を、マイクロストリップラインで形成された電磁波放射用のアンテナとして使用し、その一方に高周波を入力し、他方を高周波的に低電位（好ましくは接地電位）とすることで、方形マイクロストリップアンテナを実装したタッチパネルを、簡素な構成で且つ大型化を回避しつつ実現することが可能となる。即ち、従来の構成に対してアンテナ用の電極を追加することなく、また、電極膜の層数が２層で済む。また、形成されたアンテナがマイクロストリップ構成であるため、十分な利得を得ることも可能となる。更に、上記のような構成とすることで、従来のタッチパネルを製造するプロセスをそのまま用いることが可能であるというメリットも生じる。
【００３８】
次に、このようなタッチパネル１０を用いた入力装置１０ａの機能構成を図４に示すブロック図を用いて詳細に説明する。
【００３９】
図４に示すように、本実施形態による入力装置１０ａは、タッチパネル１０と、これの透明電極２にスタブ５を介して接続されたタッチパネルコントローラ１１及び送受信部１２を有して構成される。
【００４０】
この構成において、タッチパネルコントローラ１１は、タッチパネル１０がユーザにより押下された際に発生した電位差を検出し、これをトリガとして対応されたデータを読み出し（デコードし）、読み出されたデータと入力データとして図示しない内部回路に出力する。送受信部１２は、内部回路から入力された送信データを変調し、これを高周波電圧信号に乗せてスタブ５を介して透明電極２へ入力する。また、送受信部１２は、アンテナで受信された電磁波を復調し、これを受信データとして内部回路へ出力する。
【００４１】
このように構成することで、簡素な構成で且つ大型化を回避しつつ、また、十分な利得が得られる無線データ通信用のアンテナが実装された入力装置が実現される。
【００４２】
また、上述したような入力装置１０ａを図５に示すような電子機器１０Ａに搭載することで、大型化や放射した電磁波の減衰等が回避され、十分な利得が得られるアンテナが実装された電子機器が実現される。即ち、装置前面に配置されるタッチパネル自体がアンテナとして機能するため、放射した電磁波が装置内で減衰することが回避される。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、従来の構成における電極をアンテナとして使用することで、大型化が回避されたタッチパネルが実現される。また、同じく従来の構成における電極をアンテナ用いることで、マイクロストリップ形状のアンテナが実現されるため、十分な利得を得ることができる。更に、タッチパネル自体にアンテナを組み込むことで、放射した電磁波を減衰させることなく装置外部へ出力することが可能となる。更にまた、このようなタッチパネルを用いて入力装置及び電子機器を構成することで、同様の効果を得られる入力装置及び電子機器が実現される。
【００４４】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図６は、本実施形態によるタッチパネル２０の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【００４５】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、タッチパネル２０は図示しないスペーサにより所定の空隙を隔てて対向に配置された２層のフィルム１，４と、フィルム１，４における対向する面にそれぞれ形成された透明電極２２，２３と、フィルム４における透明電極２３が形成された面と反対の面に形成された透明電極２５とを有して構成される。
【００４６】
透明電極２６はフィルム４の裏面全体を覆うように形成されており、且つ高周波的に低電位となるようにコンデンサＣ３を介して接地されている。透明電極２６と反対側の面に形成された透明電極２３は、平行に配列された電極指２３ａを有する櫛形のストリップ線路を成している。この形状において、各電極指２３ａに共通の配線部分の一端に給電部２５が設けられている。
【００４７】
透明電極２３に対向してフィルム１上に形成された透明電極２２は、フィルム１を覆うように形成されており、且つ高周波的に低電位となるようにコンデンサＣ２を介して接地されている。但し、フィルム１における電極指２３ａの先端と対向する部分には、貫通したアパーチャ２７が設けられており、電極指２３ａの先端がタッチパネル２０の表面（ユーザ側）に対して電磁的に露出されている。
【００４８】
以上により、本実施形態では３層の透明電極２２，２３及び２６を用いてマイクロストリップ形状のアンテナが複数構成され、これが配列される。そこで、高周波は個々のアンテナを構成する中央の透明電極２３に対して入力又は出力される。また、これを挟む２層の透明電極２２及び２６は高周波的に接地電位とされる。これにより、ここのアンテナが電極指２３ａを中心線とした同軸ケーブルに近似の構成を成す。尚、透明電極２２に設けられたアパーチャ２５は、電極指２３ａより放射される電磁波を外部へ放出するための窓の役割を果たすものである。
【００４９】
ここで、個々のアンテナの共振周波数はこれと隣り合うアンテナの電極指２３ａとの距離ｄに依存する。即ち、フィルム４の比誘電率をεｒとすると、距離ｄと共振周波数λとの関係は以下の式１により表される。従って、各電極指２３ａ間の距離ｄを制御して設計し、個々のアンテナの共振周波数を同一又は異ならしめることで、アンテナの帯域幅を広げたり、隣接する周波数帯域との分離度を高めたりすることが可能である。例えばミリ波帯域で共振させたい場合では、距離ｄを共振波長である数ｍｍでパターニングする。
εｒ＝λ２／ｄ２ …（式１）
【００５０】
尚、フィルム１，４にそれぞれ形成された透明電極２２、２３は、入力を検出するための電位差を発生させるための抵抗膜としての機能も実現するものである。
【００５１】
このような構成において、タッチパネル２０に一面で検出するダイオード付きパネルや四隅駆動方式を適用することで、アンテナ特性のリニアリティが悪化することを抑制することが可能となる。
【００５２】
また、各透明電極２２及び２３のパターニングには、第１の実施形態と同様に例えばエッチングやシルク印刷やレーザカット等が適用される。尚、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５３】
以上のように、本実施形態では第１の実施形態と同様に、従来の構成における電極をアンテナとして使用することで、大型化が回避されたタッチパネルが実現される。また、同じく従来の構成における電極をアンテナ用いることで、マイクロストリップ形状のアンテナが実現されるため、十分な利得を得ることができる。更に、タッチパネル自体にアンテナを組み込むことで、放射した電磁波を減衰させることなく装置外部へ出力することが可能となる。更にまた、このようなタッチパネルを用いて入力装置及び電子機器を構成することで、同様の効果を得られる入力装置及び電子機器が実現される。
【００５４】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図７は、本実施形態によるタッチパネル３０の構成を示す図である。尚、（ａ）はタッチパネル３０を上層（３０ｕ）と下層（３０ｄ）とした場合の上層３０ｕ及び下層３０ｄの上面図であり、（ｂ）は上層３０ｕの裏面の一部を示した図であり、（ｃ）は上層３０ｕ及び下層３０ｄを上下に配置させた場合の上面図であり、（ｄ）は（ｃ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００５５】
図７（ａ）から（ｄ）に示すように、タッチパネル３０の上層３０ｕ上には、平行に配列された電極指３２ａを有するストリップ線路状の透明電極２３がパターニングされている。この形状において、各電極指２３ａに共通の配線部分の一端には給電部３２ｂが設けられている。高周波はこの給電部３２ｂから透明電極２３へ入力されたり取り出されたりする。また、隣接する電極指３２ａ間を接続する配線部分には、各電極指３２ａ毎に高周波の位相を段階的にずらすための遅延素子３２ｃが設けられている。
【００５６】
上層３０ｕの裏面、即ち下層３０ｄと対向する側には、図７（ｂ）に示すように、所定形状のスロット３７がパターニングされた座標検出用抵抗膜３６が形成されている。スロット３７は座標検出用抵抗膜３６を貫通する開口部であり、下層３０ｄ上に形成された座標検出用抵抗膜３３と透明電極２３とがアンテナとして機能する際の電磁界が形成される空間を確保するためのものである。
【００５７】
上記の座標検出用抵抗膜３３は、下層３０ｄの上面、即ち上層３０ｕと対向する側に所定形状（例えばＴ字形）にパターニングされている。この座標検出用抵抗膜３３は透明電極３２と共にアンテナ素子のストリップ線路として機能する他、ユーザにより上層３０ｕが押下された際にスロット３７に嵌挿されて電気的な接続を実現する。即ちユーザより上層３０ｕが押下された際には、この座標検出用抵抗膜３３がスロット３７に嵌挿することで給電部３２ｂと接続点３３ｂとが電気的に接続され、両者の間における電位差を取り出すことが可能となる。従って、入力された座標位置を検知することが可能となる。更に、座標検出用抵抗膜３３は、それぞれ配線３３ａに接続されている。配線３３ａは接続点３３ｂに接続されたコンデンサＣ４を介して接地されている。即ち、各座標検出用抵抗膜３３はコンデンサＣ４を介して接地されることで、高周波的に低電圧とされている。
【００５８】
また、透明電極３２及び座標検出用抵抗膜３３，３６のパターニングには、第１の実施形態と同様に例えばエッチングやレーザカットやシルクスクリーン印刷等が適用される。
【００５９】
このように本実施形態では、フィルム１上に設けたストリップ線路状の透明電極３２とフィルム４上に設けた座標検出用抵抗膜３３とで形成されるマイクロストリップ形状のアンテナをアレイ状に配列した構成を有することで、より利得を向上させることが可能となる。ここで各アンテナ間の距離を第２の実施形態と同様に制御することで、アンテナの帯域幅を広げたり、隣接する周波数帯域との分離度を高めたりすることが可能である。また、各々のアンテナ間（電極指３２ａ間）に位相をずらすための遅延素子３２ｃを挿入することで、指向性を可変することが可能となり、レーダ装置等への応用も可能となる。更に、この構成を利用することで、フェーズドアレイアンテナを実現することも可能である。更にまた、各々アッテネータやアンプを用いることで、アダプティブアレイアンテナとしても応用できる。
【００６０】
また、以上のように配列させたアンテナ個々の共振周波数を変えて駆動することで、広帯域に共振可能となり、例えば超広帯域無線通信に適したアンテナを実現することが可能となる。尚、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６１】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図８は、本実施形態によるタッチパネル４０の構成を示す図である。尚、（ａ）はその上面図を示し、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図を示す。
【００６２】
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、タッチパネル４０は八木・宇田アンテナをタッチパネル上に形成したものである。即ち、タッチパネル４０を形成する２層のフィルム１，４におけるフィルム１上に平行配置された透明電極４２，４４及び４７が形成された構成を有する。尚、中央に位置する透明電極４４は配線４６を介して給電端子４５へ接続されている。給電端子４５からは送受信された高周波が入出力される。
【００６３】
フィルム１の裏面、即ち八木・宇田アンテナが形成された面と反対側には、一面を覆うような座標検出用抵抗膜４３が設けられている。また、フィルム４における座標検出用抵抗膜４３と対向する側には同じく座標検出用抵抗膜４９が形成されている。即ち、図示しないスペーサより所定の空隙を介して配置された２層のフィルム１，４を押下することで、それぞれに形成された座標検出用抵抗膜４３，４９が接触する。これにより、接触位置に応じた電位差が取り出せるため、押下位置を特定することが可能となる。
【００６４】
このように本実施形態では、従来のタッチパネル上に八木・宇田アンテナを形成することで、大型化を回避しつつ高利得のアンテナが実装されたタッチパネルが実現される。また、タッチパネル自体にアンテナを組み込むことで、放射した電磁波を減衰させることなく装置外部へ出力することが可能となる。更に、このようなタッチパネルを用いて入力装置及び電子機器を構成することで、同様の効果を得られる入力装置及び電子機器が実現される。尚、この他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６５】
〔他の実施形態〕
以上、説明した実施形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、大型化することなく、放射した電磁波の減衰が少なく、十分な利得が得られるタッチパネル、これを備えた入力装置及び電子機器が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術による平面ディスプレイ装置１００の構成を示す図である。
【図２】従来の技術によるタッチパネル装置２００の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるタッチパネル１０の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【図４】図３に示すタッチパネル１０を用いた入力装置１０ａの構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す入力装置１０ａを搭載した電子機器の外観を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるタッチパネル２０の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態によるタッチパネル３０の構成を示す図であり、（ａ）はタッチパネル３０を上層（３０ｕ）と下層（３０ｄ）とした場合の上層３０ｕ及び下層３０ｄの上面図であり、（ｂ）は上層３０ｕの裏面の一部を示した図であり、（ｃ）は上層３０ｕ及び下層３０ｄを上下に配置させた場合の上面図であり、（ｄ）は（ｃ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態によるタッチパネル４０の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【符号の説明】
１、４ フィルム
２、３、２２、２３、２６、３２４２、４４、４７ 透明電極
５ スタブ
１０、２０、３０、４０ タッチパネル
１０Ａ 電子機器
１０ａ 入力装置
１１ タッチパネルコントローラ
１２ 送受信部
２３ａ、３２ａ 電極指
２５ 給電点
２７ アパーチャ
３２ｂ 給電点
３２ｃ 遅延素子
３３、３６、４３、４９ 座標検出用抵抗膜
３３ａ、４６ 配線
３３ｂ 接続点
３７ スロット
４５ 給電端子
４８ 保護膜
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３，Ｃ４ コンデンサ
Ｆ１ 高周波発振器
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向して配置された抵抗膜を有するタッチパネル、それを有する入力装置及び電子機器に関し、特に近距離ワイヤレスデータ通信用のアンテナを備えたタッチパネル、それを有する入力装置及び電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）等の近距離ワイヤレスデータ通信の技術が開発された。これは特にモバイル機器同士やこれらと据え置き型の電子機器とを結ぶインタフェースとして大いに期待されている。
【０００３】
しかしながら、技術の飛躍的進歩に伴い、携帯電話器やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等のモバイル機器は非常に小型化された。また、市場を鑑みても更なる小型化と高性能化が要求されている。このため、ワイヤレスでデータ通信を行うための高利得なアンテナを実装するためのスペースを機器内部に確保し難いのが実情である。
【０００４】
このような問題を鑑みて、液晶ディスプレイ等の表示部にアンテナを実装することが提案された（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
図１を用いて、平面ディスプレイ装置１００の背面に平面アンテナ１１０を配置した構成を説明する。尚、図１（ａ）は平面ディスプレイ装置１００の前面（表示部側）を示す斜視図であり、（ｂ）はその背面（アンテナ側）を示す斜視図である。図１に示すように、平面ディスプレイ装置１００は、平面ディスプレイ装置１００におけるＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）１０１と送受信部１０２とバッテリ１０３との配置の裏面に歪曲して設けられた導線状の平面アンテナ１１０を有している。従って、この技術では新たにアンテナを実装するスペースを小さく抑えることが可能である。
【０００６】
また、ＰＤＡ等に見られるような、表示部がタッチパネル式の入力装置を兼ねている場合でも、同様にアンテナを実装することは有効である（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
図２を用いて、タッチパネル装置２００にアンテナ配線２１０を配置した構成を説明する。但し、図２では、多層構造を有するタッチパネル装置２００においてアンテナ配線２１０が設けられた層のみに着目する。図２に示すように、タッチパネル装置２００は、押下されることで上層（或いは下層）の電極と接触し、電気的に接続される透明電極（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）２０２及び電極２０３が配置された基板２０１の外周を囲むように設けられたアンテナ配線２１０を有している。従って、この技術でも新たにアンテナを実装するスペースを小さく抑えることが可能である。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−１８９１９１号公報
【特許文献３】
特開２００２−２１５３３０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した各従来技術では、アンテナを追加した構成であるため、小なりとも大型化を回避することができないという問題が存在する。また、上記した従来の構成では、装置の背面にアンテナを形成するために放射する電磁波が装置内となり効果が低下するという問題や、ワイヤ状のアンテナを用いているために十分な利得が得られないという問題が存在する。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、大型化することなく、放射した電磁波の減衰が少なく、十分な利得が得られるタッチパネル、それを有する入力装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、請求項１記載のように、所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、前記第１の層上であって前記第２の層と対向する面に形成された第１の抵抗膜と、前記第２の層上であって前記第１の層と対向する面に形成された第２の抵抗膜と、前記第１の抵抗膜に設けられた給電部とを有し、前記第１及び第２の抵抗膜がアンテナを形成するように構成される。このように、従来用いられていた抵抗膜に給電部を設けてアンテナとして使用することで、大型化することなくタッチパネルにアンテナを実装させることが可能となる。また、従来装置前面に配置されるタッチパネルにアンテナを組み込むことで、放射した電磁波の減衰を最小限に抑えることが可能となる。更に、従来上下に配置された抵抗膜を用いてアンテナを形成することで、十分な利得を得ることが可能なマイクロストリップ形状のアンテナが形成される。
【００１２】
また、本発明は、請求項２記載のように、所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、前記第１の層上であって平行な２面にそれぞれ形成された第１及び第２の抵抗膜と、前記第１の抵抗膜に設けられた給電部とを有し、前記第１及び第２の抵抗膜がアンテナを形成するように構成される。このように、従来用いられていた抵抗膜に給電部を設けてアンテナとして使用することで、大型化することなくタッチパネルにアンテナを実装させることが可能となる。また、従来装置前面に配置されるタッチパネルにアンテナを組み込むことで、放射した電磁波の減衰を最小限に抑えることが可能となる。更に、従来上下に配置された抵抗膜を用いてアンテナを形成することで、十分な利得を得ることが可能なマイクロストリップ形状のアンテナが形成される。
【００１３】
また、本発明は、請求項３記載のように、所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、前記第１の層上であって前記第２の層と対向する面と反対側に形成された第１の抵抗膜と、前記第２の層上であって前記第１の層と対向する面に形成された第２の抵抗膜と、前記第１の抵抗膜に設けられた給電部とを有し、前記第１及び第２の抵抗膜がアンテナを形成するように構成される。このように、従来用いられていた抵抗膜に給電部を設けてアンテナとして使用することで、大型化することなくタッチパネルにアンテナを実装させることが可能となる。また、従来装置前面に配置されるタッチパネルにアンテナを組み込むことで、放射した電磁波の減衰を最小限に抑えることが可能となる。更に、従来上下に配置された抵抗膜を用いてアンテナを形成することで、十分な利得を得ることが可能なマイクロストリップ形状のアンテナが形成される。
【００１４】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記第２の抵抗膜は、好ましくは請求項４記載のように、コンデンサを介して接地される。これにより、第２の抵抗膜を高周波的に低電位とすることが可能となり、アンテナ特性を向上させることが可能となる。
【００１５】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記給電部は、例えば請求項５記載のように、パターニングにより前記第１の抵抗膜と一体形成されたスタブであってもよい。これにより、このスタブの長さを制御することで、容易に共振周波数を制御することが可能となる。
【００１６】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記第１及び／又は第２の抵抗膜は、好ましくは請求項６記載のように、透明電極膜であってもよい。これにより、タッチパネル本来の性能を損なうことなくアンテナを実装することが可能となる。
【００１７】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記第１及び／又は第２の抵抗膜は、例えば請求項７記載のように、所定の周波数で共振するようにパターニングされることで形成されてもよい。
【００１８】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記第１及び／又は第２の抵抗膜は、例えば請求項８記載のように、カーボン又は有機導電膜を含んでなる印刷抵抗膜であり、スクリーン印刷によりパターニングされることで形成されてもよい。
【００１９】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記タッチパネルは、例えば請求項９記載のように、前記第１の層上であって前記第１の抵抗膜が形成された面と反対側の面に形成された第３の抵抗膜を有し、前記第２及び第３の抵抗膜が、高周波に対して低インピーダンスの同電位とされているように構成されてもよい。
【００２０】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記第１及び第２の抵抗膜は、例えば請求項１０記載のように、所定の周波数に共振する前記アンテナを複数形成するように構成されても良い。これにより、特定の共振周波数に対する利得を向上させることが可能となる。
【００２１】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記第１及び第２の抵抗膜は、例えば請求項１１記載のように、各々異なる所定の周波数に共振するアンテナを複数形成するように構成されても良い。これにより、広帯域のアンテナが実装されたタッチパネルが実現される。
【００２２】
また、請求項１０又は１１記載の前記タッチパネルは、例えば請求項１２記載のように、前記アンテナが所定の配列に従って配置されることでフェーズドアレイアンテナ又はアダプティブアレイアンテナを形成していてもよい。
【００２３】
また、請求項１０又は１１記載の前記タッチパネルは、好ましくは請求項１３記載のように、前記第１及び第２の抵抗膜における前記アンテナを形成する領域が、マイクロストリップライン構造を成しているように構成される。これにより、十分な利得を得られるアンテナが実装されたタッチパネルが実現される。
【００２４】
また、請求項１０又は１１記載の前記アンテナは、例えば請求項１４記載のように、共振波長間隔で配列されたストリップ線路を成しているように構成されても良い。
【００２５】
また、請求項１０又は１１記載の前記タッチパネルは、例えば請求項１５記載のように、前記第１の層上であって前記第１の抵抗膜が形成された面と反対側に形成された第３の抵抗膜を有し、前記アンテナが共振波長間隔で配列されたストリップ線路を成し、前記第３の抵抗膜における前記アンテナと対応する領域にアパーチャが形成されているように構成されてもよい。このように、アンテナと対向する部分にアパーチャを形成することで、アンテナから放射された電磁波が第３の抵抗膜により減衰されることを回避することが可能となる。
【００２６】
また、本発明は、請求項１６記載のように、所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、前記第１及び第２の層における平行な２面に、所定の周波数で共振するようにパターニングされた第１及び第２の抵抗層を有し、前記第１及び第２の抵抗膜がアンテナを形成するように構成される。このように、従来用いられていた抵抗膜を所定の周波数で共振するようにパターニングしてアンテナとして使用することで、大型化することなくタッチパネルにアンテナを実装させることが可能となる。また、従来装置前面に配置されるタッチパネルにアンテナを組み込むことで、放射した電磁波の減衰を最小限に抑えることが可能となる。更に、従来上下に配置された抵抗膜を用いてアンテナを形成することで、十分な利得を得ることが可能なマイクロストリップ形状のアンテナが形成される。
【００２７】
また、本発明は、請求項１７記載のように、所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、前記第１の層上に形成された八木・宇田アンテナを有するように構成される。このように、タッチパネルを形成する層上に八木・宇田アンテナを形成することで、大型化することなく、十分な利得が得られるアンテナが実装されたタッチパネルが実現される。また、従来装置前面に配置されるタッチパネルにアンテナを組み込むことで、放射した電磁波の減衰を最小限に抑えることが可能となる。
【００２８】
また、本発明による入力装置は、請求項１８記載のように、請求項１から１７の何れか１項に記載の前記タッチパネルと、該タッチパネルを制御するタッチパネルコントローラと、前記アンテナを介してデータを送受信する送受信部とを有するように構成される。これにより、大型化や放射電磁波の減衰が抑制され、十分な利得が得られるアンテナが実装されたタッチパネルを有する入力装置が実現される。
【００２９】
また、本発明による入力装置は、請求項１９記載のように、請求項１１記載の前記タッチパネルと、該タッチパネルを制御するタッチパネルコントローラと、前記アンテナを介してデータを送受信する送受信部とを有し、前記送受信部が前記アンテナを介して超広帯域ワイヤレス通信を行うように構成される。これにより、大型化や放射電磁波の減衰が抑制され、十分な利得が得られるアンテナが実装されたタッチパネルを有する入力装置であって、超広帯域（ＵＷＢ）による通信が可能な入力装置が実現される。
【００３０】
また、本発明による電子機器は、請求項２０記載のように、請求項１８又は１９記載の前記入力装置を有して構成される。これにより、これにより、大型化や放射電磁波の減衰が抑制され、十分な利得が得られるアンテナが実装されたタッチパネルを有する入力装置が組み込まれた電子機器が実現される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００３２】
〔第１の実施形態〕
まず、本発明の第１の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図３は、本実施形態によるタッチパネル１０の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【００３３】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、タッチパネル１０は図示しないスペーサにより所定の空隙を隔てて対向に配置された２層のフィルム１，４と、フィルム１，４における対向する面にそれぞれ形成された透明電極２及び３とを有して構成される。尚、本実施形態では透明電極２，３を対向する面が同一方形の平面とする。
【００３４】
また、図３（ｂ）に示すように、透明電極２，３のうち何れか一方（図３では上層に位置する透明電極２）には、インピーダンスをマッチングしつつ所定の高周波を入力したり取り出したりするためのスタブ（給電部）５が設けられている。このスタブ５は給電点として機能するだけでなく、ユーザによる入力、即ち押下された際に発生した電位差も取り出すことが可能である。これに対し、他方の透明電極（図３では透明電極３）は高周波的に低電位とするためのコンデンサＣ１を介して接地されている。即ち、２層の透明電極２，３は入力を検出するための電位差を発生させるための抵抗膜としての機能だけでなく、マイクロストリップ形状の平面アンテナとしての機能も実現する。尚、符号Ｆ１は所定の高周波を出力する高周波発振源である。
【００３５】
この構成において、フィルム１，４は、例えばガラス（石英ガラスも含む）やプラスチック樹脂等の透明な材料を用いて形成される。尚、フィルム１，４は、双方を同一の材料で形成することも、一方をガラスで形成して他方をプラスチック樹脂で形成することも可能である。また、透明電極２，３は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やネサ（Ｎｅｓａ）等を用いた材料で形成される。但し、電極を不透明とする場合は、カーボン抵抗膜や有機導電膜等を用いることが可能である。
【００３６】
透明電極２，３はパターニングにより形成される。このパターニングには、例えばエッチングやレーザビームを用いたカット等が使用される。但し、透明電極２，３をカーボン抵抗膜や有機導電膜等で形成した場合、シルク印刷等のスクリーン印刷を用いるとよい。この際、スタブ５の長さ（図３（ａ）中のｌｓ）を調整することで、マイクロストリップ形状で形成されたアンテナの共振周波数を調整することが可能である。
【００３７】
このように、従来のタッチパネルの構成において用いられていた２層の電極（透明電極２，３）を、マイクロストリップラインで形成された電磁波放射用のアンテナとして使用し、その一方に高周波を入力し、他方を高周波的に低電位（好ましくは接地電位）とすることで、方形マイクロストリップアンテナを実装したタッチパネルを、簡素な構成で且つ大型化を回避しつつ実現することが可能となる。即ち、従来の構成に対してアンテナ用の電極を追加することなく、また、電極膜の層数が２層で済む。また、形成されたアンテナがマイクロストリップ構成であるため、十分な利得を得ることも可能となる。更に、上記のような構成とすることで、従来のタッチパネルを製造するプロセスをそのまま用いることが可能であるというメリットも生じる。
【００３８】
次に、このようなタッチパネル１０を用いた入力装置１０ａの機能構成を図４に示すブロック図を用いて詳細に説明する。
【００３９】
図４に示すように、本実施形態による入力装置１０ａは、タッチパネル１０と、これの透明電極２にスタブ５を介して接続されたタッチパネルコントローラ１１及び送受信部１２を有して構成される。
【００４０】
この構成において、タッチパネルコントローラ１１は、タッチパネル１０がユーザにより押下された際に発生した電位差を検出し、これをトリガとして対応されたデータを読み出し（デコードし）、読み出されたデータと入力データとして図示しない内部回路に出力する。送受信部１２は、内部回路から入力された送信データを変調し、これを高周波電圧信号に乗せてスタブ５を介して透明電極２へ入力する。また、送受信部１２は、アンテナで受信された電磁波を復調し、これを受信データとして内部回路へ出力する。
【００４１】
このように構成することで、簡素な構成で且つ大型化を回避しつつ、また、十分な利得が得られる無線データ通信用のアンテナが実装された入力装置が実現される。
【００４２】
また、上述したような入力装置１０ａを図５に示すような電子機器１０Ａに搭載することで、大型化や放射した電磁波の減衰等が回避され、十分な利得が得られるアンテナが実装された電子機器が実現される。即ち、装置前面に配置されるタッチパネル自体がアンテナとして機能するため、放射した電磁波が装置内で減衰することが回避される。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、従来の構成における電極をアンテナとして使用することで、大型化が回避されたタッチパネルが実現される。また、同じく従来の構成における電極をアンテナ用いることで、マイクロストリップ形状のアンテナが実現されるため、十分な利得を得ることができる。更に、タッチパネル自体にアンテナを組み込むことで、放射した電磁波を減衰させることなく装置外部へ出力することが可能となる。更にまた、このようなタッチパネルを用いて入力装置及び電子機器を構成することで、同様の効果を得られる入力装置及び電子機器が実現される。
【００４４】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図６は、本実施形態によるタッチパネル２０の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【００４５】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、タッチパネル２０は図示しないスペーサにより所定の空隙を隔てて対向に配置された２層のフィルム１，４と、フィルム１，４における対向する面にそれぞれ形成された透明電極２２，２３と、フィルム４における透明電極２３が形成された面と反対の面に形成された透明電極２５とを有して構成される。
【００４６】
透明電極２６はフィルム４の裏面全体を覆うように形成されており、且つ高周波的に低電位となるようにコンデンサＣ３を介して接地されている。透明電極２６と反対側の面に形成された透明電極２３は、平行に配列された電極指２３ａを有する櫛形のストリップ線路を成している。この形状において、各電極指２３ａに共通の配線部分の一端に給電部２５が設けられている。
【００４７】
透明電極２３に対向してフィルム１上に形成された透明電極２２は、フィルム１を覆うように形成されており、且つ高周波的に低電位となるようにコンデンサＣ２を介して接地されている。但し、フィルム１における電極指２３ａの先端と対向する部分には、貫通したアパーチャ２７が設けられており、電極指２３ａの先端がタッチパネル２０の表面（ユーザ側）に対して電磁的に露出されている。
【００４８】
以上により、本実施形態では３層の透明電極２２，２３及び２６を用いてマイクロストリップ形状のアンテナが複数構成され、これが配列される。そこで、高周波は個々のアンテナを構成する中央の透明電極２３に対して入力又は出力される。また、これを挟む２層の透明電極２２及び２６は高周波的に接地電位とされる。これにより、ここのアンテナが電極指２３ａを中心線とした同軸ケーブルに近似の構成を成す。尚、透明電極２２に設けられたアパーチャ２５は、電極指２３ａより放射される電磁波を外部へ放出するための窓の役割を果たすものである。
【００４９】
ここで、個々のアンテナの共振周波数はこれと隣り合うアンテナの電極指２３ａとの距離ｄに依存する。即ち、フィルム４の比誘電率をεｒとすると、距離ｄと共振周波数λとの関係は以下の式１により表される。従って、各電極指２３ａ間の距離ｄを制御して設計し、個々のアンテナの共振周波数を同一又は異ならしめることで、アンテナの帯域幅を広げたり、隣接する周波数帯域との分離度を高めたりすることが可能である。例えばミリ波帯域で共振させたい場合では、距離ｄを共振波長である数ｍｍでパターニングする。
εｒ＝λ２／ｄ２ …（式１）
【００５０】
尚、フィルム１，４にそれぞれ形成された透明電極２２、２３は、入力を検出するための電位差を発生させるための抵抗膜としての機能も実現するものである。
【００５１】
このような構成において、タッチパネル２０に一面で検出するダイオード付きパネルや四隅駆動方式を適用することで、アンテナ特性のリニアリティが悪化することを抑制することが可能となる。
【００５２】
また、各透明電極２２及び２３のパターニングには、第１の実施形態と同様に例えばエッチングやシルク印刷やレーザカット等が適用される。尚、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５３】
以上のように、本実施形態では第１の実施形態と同様に、従来の構成における電極をアンテナとして使用することで、大型化が回避されたタッチパネルが実現される。また、同じく従来の構成における電極をアンテナ用いることで、マイクロストリップ形状のアンテナが実現されるため、十分な利得を得ることができる。更に、タッチパネル自体にアンテナを組み込むことで、放射した電磁波を減衰させることなく装置外部へ出力することが可能となる。更にまた、このようなタッチパネルを用いて入力装置及び電子機器を構成することで、同様の効果を得られる入力装置及び電子機器が実現される。
【００５４】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図７は、本実施形態によるタッチパネル３０の構成を示す図である。尚、（ａ）はタッチパネル３０を上層（３０ｕ）と下層（３０ｄ）とした場合の上層３０ｕ及び下層３０ｄの上面図であり、（ｂ）は上層３０ｕの裏面の一部を示した図であり、（ｃ）は上層３０ｕ及び下層３０ｄを上下に配置させた場合の上面図であり、（ｄ）は（ｃ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００５５】
図７（ａ）から（ｄ）に示すように、タッチパネル３０の上層３０ｕ上には、平行に配列された電極指３２ａを有するストリップ線路状の透明電極２３がパターニングされている。この形状において、各電極指２３ａに共通の配線部分の一端には給電部３２ｂが設けられている。高周波はこの給電部３２ｂから透明電極２３へ入力されたり取り出されたりする。また、隣接する電極指３２ａ間を接続する配線部分には、各電極指３２ａ毎に高周波の位相を段階的にずらすための遅延素子３２ｃが設けられている。
【００５６】
上層３０ｕの裏面、即ち下層３０ｄと対向する側には、図７（ｂ）に示すように、所定形状のスロット３７がパターニングされた座標検出用抵抗膜３６が形成されている。スロット３７は座標検出用抵抗膜３６を貫通する開口部であり、下層３０ｄ上に形成された座標検出用抵抗膜３３と透明電極２３とがアンテナとして機能する際の電磁界が形成される空間を確保するためのものである。
【００５７】
上記の座標検出用抵抗膜３３は、下層３０ｄの上面、即ち上層３０ｕと対向する側に所定形状（例えばＴ字形）にパターニングされている。この座標検出用抵抗膜３３は透明電極３２と共にアンテナ素子のストリップ線路として機能する他、ユーザにより上層３０ｕが押下された際にスロット３７に嵌挿されて電気的な接続を実現する。即ちユーザより上層３０ｕが押下された際には、この座標検出用抵抗膜３３がスロット３７に嵌挿することで給電部３２ｂと接続点３３ｂとが電気的に接続され、両者の間における電位差を取り出すことが可能となる。従って、入力された座標位置を検知することが可能となる。更に、座標検出用抵抗膜３３は、それぞれ配線３３ａに接続されている。配線３３ａは接続点３３ｂに接続されたコンデンサＣ４を介して接地されている。即ち、各座標検出用抵抗膜３３はコンデンサＣ４を介して接地されることで、高周波的に低電圧とされている。
【００５８】
また、透明電極３２及び座標検出用抵抗膜３３，３６のパターニングには、第１の実施形態と同様に例えばエッチングやレーザカットやシルクスクリーン印刷等が適用される。
【００５９】
このように本実施形態では、フィルム１上に設けたストリップ線路状の透明電極３２とフィルム４上に設けた座標検出用抵抗膜３３とで形成されるマイクロストリップ形状のアンテナをアレイ状に配列した構成を有することで、より利得を向上させることが可能となる。ここで各アンテナ間の距離を第２の実施形態と同様に制御することで、アンテナの帯域幅を広げたり、隣接する周波数帯域との分離度を高めたりすることが可能である。また、各々のアンテナ間（電極指３２ａ間）に位相をずらすための遅延素子３２ｃを挿入することで、指向性を可変することが可能となり、レーダ装置等への応用も可能となる。更に、この構成を利用することで、フェーズドアレイアンテナを実現することも可能である。更にまた、各々アッテネータやアンプを用いることで、アダプティブアレイアンテナとしても応用できる。
【００６０】
また、以上のように配列させたアンテナ個々の共振周波数を変えて駆動することで、広帯域に共振可能となり、例えば超広帯域無線通信に適したアンテナを実現することが可能となる。尚、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６１】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図８は、本実施形態によるタッチパネル４０の構成を示す図である。尚、（ａ）はその上面図を示し、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図を示す。
【００６２】
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、タッチパネル４０は八木・宇田アンテナをタッチパネル上に形成したものである。即ち、タッチパネル４０を形成する２層のフィルム１，４におけるフィルム１上に平行配置された透明電極４２，４４及び４７が形成された構成を有する。尚、中央に位置する透明電極４４は配線４６を介して給電端子４５へ接続されている。給電端子４５からは送受信された高周波が入出力される。
【００６３】
フィルム１の裏面、即ち八木・宇田アンテナが形成された面と反対側には、一面を覆うような座標検出用抵抗膜４３が設けられている。また、フィルム４における座標検出用抵抗膜４３と対向する側には同じく座標検出用抵抗膜４９が形成されている。即ち、図示しないスペーサより所定の空隙を介して配置された２層のフィルム１，４を押下することで、それぞれに形成された座標検出用抵抗膜４３，４９が接触する。これにより、接触位置に応じた電位差が取り出せるため、押下位置を特定することが可能となる。
【００６４】
このように本実施形態では、従来のタッチパネル上に八木・宇田アンテナを形成することで、大型化を回避しつつ高利得のアンテナが実装されたタッチパネルが実現される。また、タッチパネル自体にアンテナを組み込むことで、放射した電磁波を減衰させることなく装置外部へ出力することが可能となる。更に、このようなタッチパネルを用いて入力装置及び電子機器を構成することで、同様の効果を得られる入力装置及び電子機器が実現される。尚、この他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６５】
〔他の実施形態〕
以上、説明した実施形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、大型化することなく、放射した電磁波の減衰が少なく、十分な利得が得られるタッチパネル、これを備えた入力装置及び電子機器が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術による平面ディスプレイ装置１００の構成を示す図である。
【図２】従来の技術によるタッチパネル装置２００の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるタッチパネル１０の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【図４】図３に示すタッチパネル１０を用いた入力装置１０ａの構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す入力装置１０ａを搭載した電子機器の外観を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるタッチパネル２０の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態によるタッチパネル３０の構成を示す図であり、（ａ）はタッチパネル３０を上層（３０ｕ）と下層（３０ｄ）とした場合の上層３０ｕ及び下層３０ｄの上面図であり、（ｂ）は上層３０ｕの裏面の一部を示した図であり、（ｃ）は上層３０ｕ及び下層３０ｄを上下に配置させた場合の上面図であり、（ｄ）は（ｃ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態によるタッチパネル４０の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【符号の説明】
１、４ フィルム
２、３、２２、２３、２６、３２４２、４４、４７ 透明電極
５ スタブ
１０、２０、３０、４０ タッチパネル
１０Ａ 電子機器
１０ａ 入力装置
１１ タッチパネルコントローラ
１２ 送受信部
２３ａ、３２ａ 電極指
２５ 給電点
２７ アパーチャ
３２ｂ 給電点
３２ｃ 遅延素子
３３、３６、４３、４９ 座標検出用抵抗膜
３３ａ、４６ 配線
３３ｂ 接続点
３７ スロット
４５ 給電端子
４８ 保護膜
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３，Ｃ４ コンデンサ
Ｆ１ 高周波発振器
Claims (20)
- 所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、
前記第１の層上であって前記第２の層と対向する面に形成された第１の抵抗膜と、
前記第２の層上であって前記第１の層と対向する面に形成された第２の抵抗膜と、
前記第１の抵抗膜に設けられた給電部とを有し、
前記第１及び第２の抵抗膜がアンテナを形成することを特徴とするタッチパネル。 - 所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、
前記第１の層上であって平行な２面にそれぞれ形成された第１及び第２の抵抗膜と、
前記第１の抵抗膜に設けられた給電部とを有し、
前記第１及び第２の抵抗膜がアンテナを形成することを特徴とするタッチパネル。 - 所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、
前記第１の層上であって前記第２の層と対向する面と反対側に形成された第１の抵抗膜と、
前記第２の層上であって前記第１の層と対向する面に形成された第２の抵抗膜と、
前記第１の抵抗膜に設けられた給電部とを有し、
前記第１及び第２の抵抗膜がアンテナを形成することを特徴とするタッチパネル。 - 前記第２の抵抗膜はコンデンサを介して接地されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のタッチパネル。
- 前記給電部はパターニングにより前記第１の抵抗膜と一体形成されたスタブであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のタッチパネル。
- 前記第１及び／又は第２の抵抗膜は透明電極膜であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のタッチパネル。
- 前記第１及び／又は第２の抵抗膜は所定の周波数で共振するようにパターニングされていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のタッチパネル。
- 前記第１及び／又は第２の抵抗膜はカーボン又は有機導電膜を含んでなる印刷抵抗膜であり、スクリーン印刷によりパターニングされていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のタッチパネル。
- 前記第１の層上であって前記第１の抵抗膜が形成された面と反対側の面に形成された第３の抵抗膜を有し、
前記第２及び第３の抵抗膜は、高周波に対して低インピーダンスの同電位とされていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のタッチパネル。 - 前記第１及び第２の抵抗膜は、所定の周波数に共振する前記アンテナを複数形成することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のタッチパネル。
- 前記第１及び第２の抵抗膜は、各々異なる所定の周波数に共振するアンテナを複数形成することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のタッチパネル。
- 前記アンテナが所定の配列に従って配置されることでフェーズドアレイアンテナ又はアダプティブアレイアンテナが形成されていることを特徴とする請求項１０又は１１記載のタッチパネル。
- 前記第１及び第２の抵抗膜における前記アンテナを形成する領域は、マイクロストリップライン構造を成していることを特徴とする請求項１０又は１１記載のタッチパネル。
- 前記アンテナは共振波長間隔で配列されたストリップ線路を成していることを特徴とする請求項１０又は１１記載のタッチパネル。
- 前記第１の層上であって前記第１の抵抗膜が形成された面と反対側に形成された第３の抵抗膜を有し、
前記アンテナは共振波長間隔で配列されたストリップ線路を成し、
前記第３の抵抗膜における前記アンテナと対応する領域にアパーチャが形成されていることを特徴とする請求項１０又は１１記載のタッチパネル。 - 所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、
前記第１及び第２の層における平行な２面に、所定の周波数で共振するようにパターニングされた第１及び第２の抵抗層を有し、
前記第１及び第２の抵抗膜がアンテナを形成することを特徴とするタッチパネル。 - 所定の空隙を隔てて配置された第１及び第２の層を有するタッチパネルにおいて、
前記第１の層上に形成された八木・宇田アンテナを有することを特徴とするタッチパネル。 - 請求項１から１７の何れか１項に記載の前記タッチパネルと、
該タッチパネルを制御するタッチパネルコントローラと、
前記アンテナを介してデータを送受信する送受信部とを有することを特徴とする入力装置。 - 請求項１１記載の前記タッチパネルと、
該タッチパネルを制御するタッチパネルコントローラと、
前記アンテナを介してデータを送受信する送受信部とを有し、
前記送受信部は前記アンテナを介して超広帯域ワイヤレス通信を行うことを特徴とする入力装置。 - 請求項１８又は１９記載の前記入力装置を有することを特徴とする電子機器。
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