JP2006031633A

JP2006031633A - Touch sensor

Info

Publication number: JP2006031633A
Application number: JP2004213463A
Authority: JP
Inventors: Manabu Nakakita; 学中北; Yuji Kaihatsu; 勇治開發; Toshiaki Mori; 敏昭森; Akihiro Yamamoto; 章裕山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-07-21
Also published as: JP4667782B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wiring-saving touch sensor. <P>SOLUTION: A touch sensor 1 has a data processing part 3 and sensor panel 2. The data processing part 3 generates and sends question signals. A plurality of sensing units 4 are arranged on the sensor panel 2, and each sensing unit 4 generates and sends answer signals including contact status to itself according to received question signals. The sensing unit 4 specifically includes an RFID tag 11 that generates electromotive force from the received question signals and a sensor part 10 which outputs a sensing result after sensing that a sensing object touches itself. The RFID tag 11 generates and sends the answer signals including the sensing result. The data processing part 3 specifically includes an antenna 5 for receiving the answering signal and a processor 7 which specifies areas that the sensing object touches on the sensor panel 2 based on the sensing result included in each of the receive-answering signal of the antenna 5. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、タッチセンサに関し、より特定的には、操作面と、人体又は導電性のペンとの接触状態を検出するタッチセンサに関する。 The present invention relates to a touch sensor, and more particularly to a touch sensor that detects a contact state between an operation surface and a human body or a conductive pen.

従来から、上記のようなタッチセンサは代表的には、ノート型パーソナルコンピュータにおけるポインティングデバイスとして用いられている。他にも、タッチセンサは、表示画面上に設置されることで、ユーザが直感的に操作可能な入力装置としての応用されている。このような入力装置は、例えば、車載用ナビゲーションシステム、携帯情報端末（ＰＤＡ）、又は発券機に応用されている。このような入力装置において画面上に表示された操作画面をユーザが直接触れることで、上述のナビゲーションシステム、ＰＤＡ又は発券機は、ユーザの操作位置に対応する処理を実行することができる。 Conventionally, the touch sensor as described above is typically used as a pointing device in a notebook personal computer. In addition, the touch sensor is applied as an input device that can be intuitively operated by the user by being installed on the display screen. Such an input device is applied to, for example, an in-vehicle navigation system, a personal digital assistant (PDA), or a ticketing machine. When the user directly touches the operation screen displayed on the screen in such an input device, the above-described navigation system, PDA, or ticketing machine can execute processing corresponding to the operation position of the user.

従来、以上のようなタッチセンサにおける位置検出の方式としては、抵抗膜方式、静電容量方式、超音波方式、光（赤外線）方式、電磁誘導方式及び歪方式が知られている Conventionally, as a position detection method in the touch sensor as described above, a resistance film method, a capacitance method, an ultrasonic method, an optical (infrared) method, an electromagnetic induction method, and a distortion method are known.

図１１は、従来のタッチセンサの一例として、アナログ静電容量方式を採用したもの（以下、従来のタッチセンサ２０と称する）の構成を模式的に示す斜視図である。図１１において、タッチセンサ２０は本質的に、接触ポイントのＸ方向の座標を検出する第１透明導電膜２２と、接触ポイントのＹ方向の座標を検出する第２透明導電膜２４と、これらの透明導電膜２２の下面及び透明導電膜２４の上面の間に設けられた誘電体層２３とから構成されている。 FIG. 11 is a perspective view schematically showing a configuration of an analog capacitive type (hereinafter referred to as a conventional touch sensor 20) as an example of a conventional touch sensor. In FIG. 11, the touch sensor 20 essentially includes a first transparent conductive film 22 that detects coordinates in the X direction of the contact point, a second transparent conductive film 24 that detects coordinates in the Y direction of the contact point, and these The dielectric layer 23 is provided between the lower surface of the transparent conductive film 22 and the upper surface of the transparent conductive film 24.

また、必要に応じて、第１透明導電膜２２の上面には、第１透明導電膜２２を保護するためのガラス２１が設けられている。 Moreover, the glass 21 for protecting the 1st transparent conductive film 22 is provided in the upper surface of the 1st transparent conductive film 22 as needed.

さらに、各々の透明導電膜２２及び２４には、Ｘ座標検出用導電部２５及びＹ座標検出用導電部２６が設けられる。 Further, each of the transparent conductive films 22 and 24 is provided with an X coordinate detection conductive portion 25 and a Y coordinate detection conductive portion 26.

ここで、図１２は、図１１に示すタッチセンサ２０の周辺回路を模式的に示すブロック図である。図１２に示すように、上述のＸ座標検出用導電部２５及びＹ座標検出用導電部２６は、配線を介して、周辺のスイッチング回路３５及び検出回路３３と接続されている。 Here, FIG. 12 is a block diagram schematically showing a peripheral circuit of the touch sensor 20 shown in FIG. As shown in FIG. 12, the X coordinate detection conductive portion 25 and the Y coordinate detection conductive portion 26 described above are connected to a peripheral switching circuit 35 and a detection circuit 33 through wiring.

各々の導電部２５及び２６は、接続された透明導電膜２２及び２４に所定の電圧を印加するための電極として機能する。スイッチング回路３５の切り替えにより、２枚の透明導電膜２２及び２４のいずれか一方に選択的に交流電圧が、導電部２５及び２６を介して印加される。その結果、電圧が今回印加された透明導電膜上には電界が形成される。このような状態で、人体又はペンが触れると、接触ポイントは、人体の静電容量を介して接地されることになる。その結果、対象となる電極端子（つまり導電部２５又は２６）と接触ポイントとの間の抵抗値に変化が生じる。抵抗値は、接触ポイントと導電部２５又は２６との距離に比例するため、検出回路３３は、接触ポイントと導電部２５又は２６との間に流れる電流値を検出することで接触ポイントの座標を求めることができる（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−１７３２３８号公報 Each conductive part 25 and 26 functions as an electrode for applying a predetermined voltage to the connected transparent conductive films 22 and 24. By switching the switching circuit 35, an alternating voltage is selectively applied to one of the two transparent conductive films 22 and 24 via the conductive portions 25 and 26. As a result, an electric field is formed on the transparent conductive film to which the voltage is applied this time. In such a state, when the human body or the pen touches, the contact point is grounded via the capacitance of the human body. As a result, a change occurs in the resistance value between the target electrode terminal (that is, the conductive portion 25 or 26) and the contact point. Since the resistance value is proportional to the distance between the contact point and the conductive portion 25 or 26, the detection circuit 33 detects the value of the current flowing between the contact point and the conductive portion 25 or 26 to determine the coordinates of the contact point. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2003-173238 A

しかしながら、従来のタッチセンサ２０は操作面（つまり、透明導電膜２２及び２４）に対して電力を供給したり、操作面における接触状態を検出したりするために配線を備える必要があるという問題点がある。 However, the conventional touch sensor 20 has a problem that it is necessary to provide wiring for supplying power to the operation surface (that is, the transparent conductive films 22 and 24) or detecting a contact state on the operation surface. There is.

それ故に、本発明の目的は、省配線化されたタッチセンサを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a touch sensor with reduced wiring.

上記目的を達成するために、本発明の一局面は、タッチセンサであって、質問信号を生成して空間に送出するデータ処理部と、データ処理部により送出された質問信号を空間を介して受信し、自身への接触状態を検出して、検出結果を含む応答信号を送信する検出ユニットが複数個配列されるセンサパネルとを備える。各検出ユニットは、データ処理部から送出された質問信号を受信することで起電力を発生するＲＦＩＤタグと、検出対象が自身に触れていることを検出して、検出結果を出力するセンサ部とを含む。ＲＦＩＤタグは、センサ部の検出結果を含む応答信号を生成し空間に送出する。データ処理部は、各ＲＦＩＤタグから送出された応答信号を、空間を介して受信する第１のアンテナと、第１のアンテナにより受信された各応答信号に含まれる検出結果に基づいて、センサパネルにおいて検出対象が現在触れている領域又はポイントを特定するプロセッサとを含む。 In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is a touch sensor, which generates a question signal and sends it to a space, and transmits the question signal sent by the data processor via the space. A sensor panel in which a plurality of detection units that receive, detect a contact state with itself, and transmit a response signal including a detection result are arranged. Each detection unit includes an RFID tag that generates an electromotive force by receiving an interrogation signal transmitted from the data processing unit, a sensor unit that detects that a detection target is touching itself, and outputs a detection result including. The RFID tag generates a response signal including the detection result of the sensor unit and sends it to the space. The data processing unit includes a first antenna that receives a response signal transmitted from each RFID tag via a space, and a sensor panel based on a detection result included in each response signal received by the first antenna. And a processor for specifying a region or a point that the detection target is currently touching.

データ処理部は、センサパネルに配列される各検出ユニットに予め割り当てられている識別データを保持するメモリをさらに備える。プロセッサは、メモリにより保持される識別データから未選択の識別データを選択し、今回選択した識別データを含む質問信号を生成し、第１のアンテナは、プロセッサにより生成された質問信号を空間に送出する。 The data processing unit further includes a memory for holding identification data assigned in advance to each detection unit arranged on the sensor panel. The processor selects unselected identification data from the identification data held by the memory, generates a question signal including the identification data selected this time, and the first antenna sends the question signal generated by the processor to space. To do.

ＲＦＩＤタグは、第１のアンテナから空間に送出された質問信号を受信する第２のアンテナと、第２のアンテナにより受信された質問信号に含まれる識別データが、自身に予め割り当てられている識別データと一致するか否かを判断する制御部をさらに備える。制御部は、今回受け取った質問信号内の識別データが自身の識別データと一致すると判断した場合に、センサ部から検出結果を取得し、さらに、取得した検出結果を含む応答信号を生成する。第２のアンテナは、制御部により生成された応答信号を空間に送出する。 The RFID tag has a second antenna that receives an interrogation signal transmitted from the first antenna to the space, and an identification data included in the interrogation signal received by the second antenna is assigned to the RFID tag in advance. A control unit is further provided for determining whether the data matches. When it is determined that the identification data in the question signal received this time coincides with its own identification data, the control unit acquires a detection result from the sensor unit, and further generates a response signal including the acquired detection result. The second antenna transmits the response signal generated by the control unit to the space.

また、メモリに格納される識別データのそれぞれには、対象となる検出ユニットがセンサパネルに配置されている位置を示す位置情報が割り当てられる。第１のアンテナは、第２のアンテナから空間に送出された応答信号を受信する。プロセッサは、第１のアンテナにより受信された各応答信号に含まれる検出結果と、メモリに格納される位置情報とに基づいて、センサパネルにおいて検出対象が現在触れている領域又はポイントを特定する。 Each piece of identification data stored in the memory is assigned position information indicating the position where the target detection unit is arranged on the sensor panel. The first antenna receives a response signal sent from the second antenna to the space. Based on the detection result included in each response signal received by the first antenna and the position information stored in the memory, the processor identifies an area or point that the detection target is currently touching on the sensor panel.

プロセッサは、メモリにより保持される識別データから、未選択の識別データを所定個数選択する。ここで、所定個数は、データ処理部が、各検出ユニットからの応答信号を一度に処理可能な許容範囲に属する数に選ばれる。 The processor selects a predetermined number of unselected identification data from the identification data held in the memory. Here, the predetermined number is selected as a number belonging to an allowable range in which the data processing unit can process the response signals from the respective detection units at a time.

ＲＦＩＤタグは、第１のアンテナから空間に送出された質問信号を受信する第２のアンテナと、第２のアンテナにより受信された質問信号に応答して、センサ部から検出結果を取得する制御部をさらに備える。制御部は、今回受け取った検出結果が予め定められた基準値を上回っている場合に、今回受け取った検出結果を含む応答信号を生成する。第２のアンテナは、制御部により生成された応答信号を空間に送出する。 The RFID tag includes a second antenna that receives an interrogation signal transmitted from the first antenna to the space, and a control unit that acquires a detection result from the sensor unit in response to the interrogation signal received by the second antenna. Is further provided. The control unit generates a response signal including the detection result received this time when the detection result received this time exceeds a predetermined reference value. The second antenna transmits the response signal generated by the control unit to the space.

センサパネルに配列される各検出ユニットには優先度が割り当てられる。ここで、データ処理部は、優先度に従って、質問信号を生成して空間に送出する。 A priority is assigned to each detection unit arranged in the sensor panel. Here, the data processing unit generates a question signal according to the priority and sends it to the space.

より具体的には、センサパネルに配列される検出ユニットは、相対的に高い優先度が割り当てられる主検出ユニットと、相対的に低い優先度が割り当てられる副検出ユニットとに分類される。ここで、副検出ユニットは、センサパネルにおいて主検出ユニットの周囲に配置される。データ処理部は、センサパネルに配列される各主検出ユニットの識別データ毎に、その周囲に配置されるいくつかの副検出ユニットの識別データを保持するメモリをさらに備える。プロセッサは、メモリから、主検出ユニットの識別データを取得し、今回取得した識別データを含む第１の質問信号を生成し、第１のアンテナは、プロセッサにより生成された第１の質問信号を空間に送出する。 More specifically, the detection units arranged in the sensor panel are classified into a main detection unit to which a relatively high priority is assigned and a sub-detection unit to which a relatively low priority is assigned. Here, the sub detection unit is arranged around the main detection unit in the sensor panel. The data processing unit further includes a memory that holds identification data of several sub detection units arranged around each of the identification data of the main detection units arranged on the sensor panel. The processor acquires the identification data of the main detection unit from the memory, generates a first interrogation signal including the identification data acquired this time, and the first antenna spatially transmits the first interrogation signal generated by the processor. To send.

また、各主検出ユニットにおいて、ＲＦＩＤタグは、第１のアンテナから空間に送出された第１の質問信号を受信する第２のアンテナと、第２のアンテナにより受信された第１の質問信号に応答して、センサ部から検出結果を取得する制御部をさらに備える。制御部は、今回受け取った検出結果が予め定められた基準値を上回っている場合に、今回受け取った検出結果を含む応答信号を生成し、第２のアンテナは、制御部により生成された応答信号を空間に送出する。 In each main detection unit, the RFID tag receives a second antenna that receives the first interrogation signal transmitted from the first antenna to the space, and a first interrogation signal received by the second antenna. In response, the apparatus further includes a control unit that acquires a detection result from the sensor unit. The control unit generates a response signal including the detection result received this time when the detection result received this time exceeds a predetermined reference value, and the second antenna receives the response signal generated by the control unit. To the space.

また、第１のアンテナは、第２のアンテナから空間に送出された応答信号を受信し、プロセッサは、今回応答信号を返して来た主検出ユニットの周囲に配置される副検出ユニットの識別データをメモリから取得し、今回取得した識別データを含む第２の質問信号を生成する。また、第１のアンテナは、プロセッサにより生成された第２の質問信号を空間に送出する。各副検出ユニットにおいて、ＲＦＩＤタグは、第１のアンテナから空間に送出された第２の質問信号を受信する第２のアンテナと、第２のアンテナにより受信された第２の質問信号に応答して、センサ部から検出結果を取得する制御部をさらに備える。制御部は、今回受け取った検出結果が予め定められた基準値を上回っている場合に、今回受け取った検出結果を含む応答信号を生成する。第２のアンテナは、制御部により生成された応答信号を空間に送出する。 The first antenna receives a response signal sent from the second antenna to the space, and the processor identifies identification data of the sub-detection unit arranged around the main detection unit that has returned the response signal this time. Is obtained from the memory, and a second question signal including the identification data obtained this time is generated. The first antenna transmits the second interrogation signal generated by the processor to the space. In each sub detection unit, the RFID tag is responsive to the second antenna that receives the second interrogation signal transmitted from the first antenna to the space, and the second interrogation signal received by the second antenna. And a control unit for obtaining a detection result from the sensor unit. The control unit generates a response signal including the detection result received this time when the detection result received this time exceeds a predetermined reference value. The second antenna transmits the response signal generated by the control unit to the space.

また、各ＲＦＩＤタグは、第１のアンテナから空間に送出された質問信号を受信する第２のアンテナと、第２のアンテナが質問信号を受信すると起動して、予め定められた送信時間を計時するタイマと、タイマを通じて、送信時間が到来したと判断すると、センサ部から検出結果を取得する制御部とをさらに備える。ここで、制御部は、今回受け取った検出結果が予め定められた基準値を上回っている場合に、今回受け取った検出結果を含む応答信号を生成し、第２のアンテナは、制御部により生成された応答信号を空間に送出する。 Each RFID tag is activated when a second antenna that receives the interrogation signal transmitted from the first antenna to the space and when the second antenna receives the interrogation signal, and measures a predetermined transmission time. And a control unit that acquires a detection result from the sensor unit when it is determined that the transmission time has passed through the timer. Here, when the detection result received this time exceeds a predetermined reference value, the control unit generates a response signal including the detection result received this time, and the second antenna is generated by the control unit. Send the response signal to space.

以上説明したように、上記局面に係るタッチセンサでは、センサパネルにＲＦＩＤタグが組み込まれる。これによって、センサパネル及びデータ処理部の間で無線通信を行うことが可能となり、さらには、ＲＦＩＤタグの特質に起因して、データ処理部は、センサパネルに電力を供給したり、無線を介して検出結果を取得したりすることが可能となる。その結果、センサパネルに電源回路を接続する必要が無くなり、さらにデータ処理部が検出結果を取得するための配線を備える必要も無くなる。これによって、タッチセンサの省配線化を実現することが可能となる。 As described above, in the touch sensor according to the above aspect, the RFID tag is incorporated in the sensor panel. As a result, wireless communication can be performed between the sensor panel and the data processing unit. Further, due to the characteristics of the RFID tag, the data processing unit supplies power to the sensor panel or wirelessly. It is possible to acquire the detection result. As a result, there is no need to connect a power supply circuit to the sensor panel, and there is no need for the data processing unit to have a wiring for acquiring a detection result. As a result, it is possible to reduce the wiring of the touch sensor.

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るタッチセンサ１の全体構成を示す模式図である。図１において、タッチセンサ１は大略的に、センサパネル２と、データ処理部３とを備えている。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a touch sensor 1 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the touch sensor 1 generally includes a sensor panel 2 and a data processing unit 3.

センサパネル２には、複数の検出ユニット４が、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の双方に沿って、マトリクス状に配列されている。なお、都合上、図１には１個のＲＦＩＤタグ（斜線を付した部分）から引き出し線を引き出し、参照符号を付けている。ここで、互いに隣り合う２個のＲＦＩＤ４の間隔は少なくとも、例えば５ミリメートルのように、指先の半分程度の値に選ばれる。 In the sensor panel 2, a plurality of detection units 4 are arranged in a matrix along both the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other. For convenience, in FIG. 1, a lead line is drawn from one RFID tag (shaded portion) and attached with a reference symbol. Here, the interval between the two RFIDs 4 adjacent to each other is selected to be at least about half of the fingertip, for example, 5 mm.

各検出ユニット４は、人体（典型的には指）の接触状態を検出して、検出結果を含む情報を、無線を通じてデータ処理部３に送信する。 Each detection unit 4 detects a contact state of a human body (typically a finger), and transmits information including a detection result to the data processing unit 3 through wireless communication.

ここで、図２は、図１に示す各検出ユニット４及びその周辺の構成を示す拡大図である。図２において、区画毎に１個の検出ユニット４が収容される。また、センサパネル２において、指と接触する表面は、絶縁体の保護膜９により覆われる。 Here, FIG. 2 is an enlarged view showing the configuration of each detection unit 4 shown in FIG. 1 and its surroundings. In FIG. 2, one detection unit 4 is accommodated for each section. In the sensor panel 2, the surface in contact with the finger is covered with an insulating protective film 9.

以上のような収容部材８に収容される検出ユニット４は、センサ部１０と、ＲＦＩＤタグ１１とを含んでいる。 The detection unit 4 housed in the housing member 8 as described above includes a sensor unit 10 and an RFID tag 11.

センサ部１０は例示的には、指の接触状態を検出する。このようなセンサ部１０は、例示的には、金属電極１５と、静電容量センサ１６とを有する。 For example, the sensor unit 10 detects a contact state of a finger. Such a sensor unit 10 includes, for example, a metal electrode 15 and a capacitance sensor 16.

金属電極１５は、前述の保護膜９の直下に設置される。このような金属電極１５には、データ処理部３側から無線を介して供給される電力に基づく駆動電圧が印加される。電圧が印加された状態で、ユーザがセンサパネル２の表面に指を近づけると、指、保護膜９及び金属電極１５によりコンデンサが形成される。その結果、保護膜９と指との間に電荷が蓄積される。 The metal electrode 15 is disposed immediately below the protective film 9 described above. A drive voltage based on electric power supplied from the data processing unit 3 side via radio is applied to the metal electrode 15. When a user brings a finger close to the surface of the sensor panel 2 with a voltage applied, a capacitor is formed by the finger, the protective film 9 and the metal electrode 15. As a result, charges are accumulated between the protective film 9 and the finger.

静電容量センサ１６は、上記コンデンサに蓄積された電荷の量を表すデータ（以下、電荷量データと称する）をＲＦＩＤタグ１１に出力する。 The capacitance sensor 16 outputs data representing the amount of charge accumulated in the capacitor (hereinafter referred to as charge amount data) to the RFID tag 11.

また、ＲＦＩＤタグ１１は、アンテナ１２と、メモリ１３と、制御部１４とを有する。 The RFID tag 11 includes an antenna 12, a memory 13, and a control unit 14.

アンテナ１２は、データ処理部３から送出される質問信号を受信したり、制御部１４により生成された応答信号を送信したりする。 The antenna 12 receives an interrogation signal transmitted from the data processing unit 3 and transmits a response signal generated by the control unit 14.

メモリ１３は少なくとも、自身が備わる検出ユニット４を一意に特定可能な識別データ（以下、ＩＤと略記する）を格納する。 The memory 13 stores at least identification data (hereinafter abbreviated as ID) that can uniquely identify the detection unit 4 provided therein.

制御部１４は、検出ユニット４の各構成を制御するが、代表的な処理としては、静電容量センサ１６から電荷量データを受け取り、少なくとも電荷量データを含む応答信号を生成し、アンテナ１２を介して空間に送出する。また、好ましい例では、制御部１４は、メモリ１３に格納された識別データをさらに含む応答信号を生成する。なお、制御部１４のより詳細な処理については、後ほど詳しく説明する。 The control unit 14 controls each component of the detection unit 4. As a typical process, the control unit 14 receives charge amount data from the capacitance sensor 16, generates a response signal including at least charge amount data, and sets the antenna 12. To space. In a preferred example, the control unit 14 generates a response signal further including identification data stored in the memory 13. The detailed processing of the control unit 14 will be described in detail later.

また、図１において、データ処理部３は、各検出ユニット４からの応答信号を、無線を通じて受信し、受信応答信号のそれぞれに基づいて、センサパネル２におけるどの領域を指が触れているかを特定する。このような処理のために、データ処理部３は、アンテナ５と、メモリ６と、プロセッサ７とを含んでいる。 In FIG. 1, the data processing unit 3 receives response signals from the respective detection units 4 via radio, and specifies which region of the sensor panel 2 is touched by the finger based on each of the reception response signals. To do. For such processing, the data processing unit 3 includes an antenna 5, a memory 6, and a processor 7.

アンテナ５は、プロセッサ７で生成された質問信号から生成されるＲＦ信号を空間に送出したり、各検出ユニット４により空間に送出された応答信号を受信したりする。ここで、アンテナ５は、上記ＲＦ信号を、短い時間間隔で周期的に送出する。その結果、アンテナ５の周囲にはＲＦフィールドが形成さえる。このようなＲＦフィールド内に、センサパネル２（つまり、全検出ユニット４）は設置されており、各検出ユニット４は、受信電波（ＲＦ信号）のエネルギーを内部で電力に変換して、自身を起動するための起電力を得る。なお、ＲＦ信号には、例えば、８６０ＭＨｚから９６０ＭＨｚ帯、又は２．４５ＧＨｚ帯といった高周波数帯域を持つ電波が用いられる。 The antenna 5 transmits an RF signal generated from the interrogation signal generated by the processor 7 to the space, and receives a response signal transmitted to the space by each detection unit 4. Here, the antenna 5 periodically transmits the RF signal at short time intervals. As a result, an RF field can be formed around the antenna 5. In such an RF field, the sensor panel 2 (that is, all detection units 4) is installed, and each detection unit 4 internally converts the energy of the received radio wave (RF signal) into electric power, Get the electromotive force to start. For the RF signal, for example, a radio wave having a high frequency band such as an 860 MHz to 960 MHz band or a 2.45 GHz band is used.

メモリ６は少なくとも、センサパネル２に収容される全ての検出ユニット４に割り当てられたＩＤを格納する。また、格納されるＩＤのそれぞれには、対象となる検出ユニット４がセンサパネル２において配列されている場所を示すＸＹ座標値が割り当てられている。 The memory 6 stores at least IDs assigned to all the detection units 4 accommodated in the sensor panel 2. Each stored ID is assigned an XY coordinate value indicating a location where the target detection unit 4 is arranged on the sensor panel 2.

プロセッサ７は、上述の質問信号を生成してアンテナ５に出力したり、アンテナ５を介して受信した応答信号に基づいて、センサパネル２におけるどの領域を指が触れているかを特定したりする。 The processor 7 generates the above-described interrogation signal and outputs it to the antenna 5, or identifies which region of the sensor panel 2 is touched based on the response signal received via the antenna 5.

次に、図３に示すフローチャートを参照して、第１の実施形態に係るタッチセンサ１の動作について詳細に説明する。データ処理部３は、図３に示す処理を定期的に起動する。起動後、まず、データ処理部３は、ＩＤを含む質問信号を生成し送信する（ステップＳ１０１）。具体的には、プロセッサ７は、未選択のＩＤをメモリ６から取り出して、今回取り出した未選択ＩＤを含む質問信号を生成する。アンテナ５は、プロセッサ７により生成された質問信号を空間に送出する。 Next, the operation of the touch sensor 1 according to the first embodiment will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. The data processing unit 3 periodically starts the process shown in FIG. After the activation, first, the data processing unit 3 generates and transmits a question signal including an ID (step S101). Specifically, the processor 7 extracts an unselected ID from the memory 6 and generates a question signal including the unselected ID extracted this time. The antenna 5 sends the interrogation signal generated by the processor 7 to the space.

センサパネル２において、各検出ユニット４は、データ処理部３から送出された質問信号を受信する（ステップＳ１０２）。具体的には、各制御部１４は、アンテナ１２を介して、質問信号を受信する。 In the sensor panel 2, each detection unit 4 receives the interrogation signal sent from the data processing unit 3 (step S102). Specifically, each control unit 14 receives an interrogation signal via the antenna 12.

次に、各検出ユニット４は、今回受信した質問信号が自分宛のものか否かを判断する（ステップＳ１０３）。具体的には、各制御部１４は、受信質問信号に含まれるＩＤが自身に接続されたメモリ１３に格納されるＩＤと一致するか否かにより、ステップＳ１０３の判断を行う。 Next, each detection unit 4 determines whether the question signal received this time is addressed to itself (step S103). Specifically, each control unit 14 performs the determination in step S103 depending on whether or not the ID included in the received inquiry signal matches the ID stored in the memory 13 connected to the received inquiry signal.

ステップＳ１０３でＮＯと判断した場合、それら検出ユニット４は活性化せず、次の質問信号が送られてくることを待機する。 If NO is determined in step S103, the detection units 4 are not activated and wait for the next question signal to be sent.

それに対して、ステップＳ１０３でＹＥＳと判断した場合、制御部１４は、自身に接続された静電容量センサ１６から電荷量データを受け取り、受け取った電荷量データを少なくとも含む応答信号を生成する（ステップＳ１０４）。なお、通信の信頼性を上げるために、応答信号には、メモリ１３に格納されるＩＤが含まれていても構わない。 On the other hand, if YES is determined in step S103, the control unit 14 receives charge amount data from the capacitance sensor 16 connected to the control unit 14, and generates a response signal including at least the received charge amount data (step). S104). In order to increase the reliability of communication, the response signal may include an ID stored in the memory 13.

その後、アンテナ１２は、ステップＳ１０４で生成された応答信号を空間に送出する（ステップＳ１０５）。 Thereafter, the antenna 12 sends the response signal generated in step S104 to the space (step S105).

データ処理部３は、ステップＳ１０５で検出ユニット４から送出された応答信号を受信し（ステップＳ１０６）、その後、全ての検出ユニット４から応答信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ１０７）。これらステップにおいて、具体的には、プロセッサ７は、応答信号から電荷量データを取り出してメモリ６に保持する。ここで、応答信号にＩＤが含まれている場合には、プロセッサ７は、自身が指定した検出ユニット４から正しく応答信号が返ってきているか判断できるので、より好ましい。その後、プロセッサ７は、メモリ６に予め格納されるＩＤを全て指定したか否かにより、ステップＳ１０７の判断を行う。 The data processing unit 3 receives the response signal sent from the detection unit 4 in step S105 (step S106), and then determines whether response signals have been received from all the detection units 4 (step S107). Specifically, in these steps, the processor 7 extracts the charge amount data from the response signal and holds it in the memory 6. Here, it is more preferable that the ID is included in the response signal because the processor 7 can determine whether the response signal is correctly returned from the detection unit 4 designated by itself. Thereafter, the processor 7 determines in step S107 depending on whether or not all IDs stored in advance in the memory 6 are designated.

ステップＳ１０７でＮＯと判断された場合、処理はステップＳ１０１に戻り、データ処理部３は、未選択のＩＤを含む質問信号を生成し送信する。 If NO is determined in step S107, the process returns to step S101, and the data processing unit 3 generates and transmits a question signal including an unselected ID.

逆にステップＳ１０７でＹＥＳと判断された場合、データ処理部３は、全ての検出ユニット４から電荷量データを得ていることになるので、センサパネル２において指先が触れている領域（又はポイント）を特定する（ステップＳ１０８）。具体的には、データ処理部３において、プロセッサ７は、全ての電荷量データの中から、予め定められた基準値を超えるものを選択する。その後、メモリ６内に格納された全ＸＹ座標値から、選択した電荷量データを送信した検出ユニット４のものを、プロセッサ７は取り出す。これによって、プロセッサ７は、ユーザの指先が触れている領域又はポイントを特定することが可能となる。 Conversely, if YES is determined in step S <b> 107, the data processing unit 3 obtains charge amount data from all the detection units 4, so that the region (or point) where the fingertip touches on the sensor panel 2. Is specified (step S108). Specifically, in the data processing unit 3, the processor 7 selects data that exceeds a predetermined reference value from all the charge amount data. Thereafter, the processor 7 takes out the detection unit 4 that has transmitted the selected charge amount data from all the XY coordinate values stored in the memory 6. As a result, the processor 7 can identify the area or point touched by the user's fingertip.

以上説明したように、本実施形態に係るタッチセンサ１では、センサパネル２にＲＦＩＤタグ１１が組み込まれる。これによって、センサパネル２及びデータ処理部３の間で無線通信を行うことが可能となり、さらには、データ処理部３は、センサパネル２に電力を供給したり、電荷量データを取得したりすることが可能となる。その結果、センサパネル２に電源回路を接続する必要が無くなり、さらにデータ処理部３が電荷量データを取得するための配線を備える必要も無くなる。これによって、タッチセンサ１の省配線化を実現することが可能となる。 As described above, in the touch sensor 1 according to the present embodiment, the RFID tag 11 is incorporated in the sensor panel 2. As a result, wireless communication can be performed between the sensor panel 2 and the data processing unit 3, and the data processing unit 3 supplies power to the sensor panel 2 and acquires charge amount data. It becomes possible. As a result, it is not necessary to connect a power supply circuit to the sensor panel 2, and it is not necessary for the data processing unit 3 to include wiring for acquiring charge amount data. Thereby, it is possible to reduce the wiring of the touch sensor 1.

なお、以上の説明では、データ処理部３は、ユーザの指が触れている領域又はポイントを特定するようにしていたが、これに限らず、データ処理部３は、典型的には導電性のペンのような導電性材料が接触している領域又はポイントを特定するようにしても構わない。また、センサパネル２を掌で押した場合には、データ処理部３は、掌の形状を特定することも可能となる。 In the above description, the data processing unit 3 specifies the area or point touched by the user's finger. However, the present invention is not limited to this, and the data processing unit 3 typically has a conductive property. You may make it pinpoint the area | region or point which conductive materials, such as a pen, are contacting. In addition, when the sensor panel 2 is pressed with a palm, the data processing unit 3 can also specify the shape of the palm.

また、データ処理部３により形成されるＲＦフィールド内に存在するのであれば、どこに設置されても構わない。 Moreover, as long as it exists in the RF field formed by the data processing unit 3, it may be installed anywhere.

また、以上の説明では、センサパネル２は、各検出ユニット４を収容するための収容部材８を備えていたが、これに限らず、各検出ユニット４は、センサパネル２の表面に直接配列されてもよい。この場合、収容部材８は不要である。 In the above description, the sensor panel 2 includes the housing member 8 for housing each detection unit 4. However, the present invention is not limited to this, and each detection unit 4 is directly arranged on the surface of the sensor panel 2. May be. In this case, the housing member 8 is not necessary.

また、以上の説明では、隣り合う２個の検出ユニット４の間隔として５ミリメートルを例示したが、この間隔は、タッチセンサ１が何を検出するかに依存して適切な値に選ばれる。例えば、ペンのように、指先よりも細いものを検出する場合には、検出精度を上げる観点から、検出ユニット４の間隔はより狭い方が好ましい。また、例えば、指紋の隆線又は谷線の幅よりも狭い間隔で検出ユニット４を設置することができる場合には、本タッチセンサ１を指紋センサとして応用することも可能である。 In the above description, 5 millimeters is exemplified as the interval between two adjacent detection units 4, but this interval is selected to an appropriate value depending on what the touch sensor 1 detects. For example, when detecting an object that is thinner than the fingertip, such as a pen, the interval between the detection units 4 is preferably narrower from the viewpoint of increasing detection accuracy. For example, when the detection unit 4 can be installed at an interval narrower than the width of the fingerprint ridges or valleys, the touch sensor 1 can be applied as a fingerprint sensor.

また、以上の説明では、検出ユニット４は静電容量センサ１６を含むとして説明したが、これに限らず、機械的なスイッチにより、接触を直接的に検出するように、タッチセンサ１は構成されても構わない。なお、このような場合、応答信号には、スイッチがオンかオフかを示す情報が含まれることになる。 In the above description, the detection unit 4 has been described as including the capacitance sensor 16, but the touch sensor 1 is not limited to this, and the touch sensor 1 is configured to directly detect contact with a mechanical switch. It doesn't matter. In such a case, the response signal includes information indicating whether the switch is on or off.

また、以上の説明では、データ処理部３は、１個のＩＤを含む質問信号を送信していた。しかし、データ処理部３の能力が許すのであれば、データ処理部３は、複数のＩＤを含む質問信号を送信し、質問信号を１度送るたびに、複数の検出ユニット４からの応答信号を取得するようにしても構わない。 In the above description, the data processing unit 3 transmits a question signal including one ID. However, if the capability of the data processing unit 3 permits, the data processing unit 3 transmits a question signal including a plurality of IDs, and sends a response signal from a plurality of detection units 4 each time the question signal is sent. You may make it acquire.

また、以上の説明では、データ処理部３がメモリ６でＸＹ座標値を保持するとしたが、これに限らず、ＸＹ座標値は、各検出ユニット４により保持され、応答信号に含まれていてもよい。 In the above description, the data processing unit 3 holds the XY coordinate value in the memory 6. However, the present invention is not limited to this, and the XY coordinate value may be held by each detection unit 4 and included in the response signal. Good.

また、以上の説明では、各検出ユニット４は、マトリクス状に配列されるとしたが、これに限らず、各検出ユニット４の配列に関してはこれに限定されず、例えば、各検出ユニット４は、１列に並べられたり、３次元形状を有する物体の表面に配列されたりしても構わない。 In the above description, the detection units 4 are arranged in a matrix. However, the present invention is not limited to this, and the arrangement of the detection units 4 is not limited thereto. They may be arranged in a line or arranged on the surface of an object having a three-dimensional shape.

（第２の実施形態）
上述の第１の実施形態では、データ処理部３は、全ての検出ユニット４から時間差を持って送られてくる応答信号に基づいて、指が触れている領域又はポイントを特定していた。しかし、一般的に、指が触れている検出ユニット４の数は、全体と比較して少数である。そこで、本実施形態では、指が触れている検出ユニット４から応答信号を受信可能なタッチセンサを提供することを目的とする。 (Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the data processing unit 3 identifies the area or point touched by the finger based on the response signals sent from all the detection units 4 with a time difference. However, in general, the number of detection units 4 touched by a finger is small compared to the whole. Therefore, an object of the present embodiment is to provide a touch sensor that can receive a response signal from the detection unit 4 touched by a finger.

なお、第２の実施形態に係るタッチセンサは、第１の実施形態に係るタッチセンサ１と同様の構成を有する。それ故、以下の説明では、図１及び図２を援用し、第２の実施形態において、図１及び図２に示すものに相当する構成には同一の参照符号を付けて、それぞれの説明を省略する。 Note that the touch sensor according to the second embodiment has the same configuration as the touch sensor 1 according to the first embodiment. Therefore, in the following description, FIG. 1 and FIG. 2 are used, and in the second embodiment, the same reference numerals are given to the components corresponding to those shown in FIG. 1 and FIG. Omitted.

次に、図４のフローチャートを参照して、第２の実施形態に係るタッチセンサ１の動作について詳細に説明する。データ処理部３は、図４に示す処理を定期的に起動する。起動後、まず、データ処理部３は、質問信号を生成し送信する（ステップＳ２０１）。具体的には、プロセッサ７は、質問信号を生成する。アンテナ５は、プロセッサ７により生成された質問信号を空間に送出する。ここで、第２の実施形態において、全ての検出ユニット４の中で、応答信号を送信するものは限られるため、データ処理部３は、第１の実施形態の場合と異なり、必ずしも、質問信号にＩＤを含める必要はない。 Next, the operation of the touch sensor 1 according to the second embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. The data processing unit 3 periodically starts the process shown in FIG. After the activation, first, the data processing unit 3 generates and transmits a question signal (step S201). Specifically, the processor 7 generates a question signal. The antenna 5 sends the interrogation signal generated by the processor 7 to the space. Here, in the second embodiment, among all the detection units 4, those that transmit a response signal are limited. Therefore, unlike the case of the first embodiment, the data processing unit 3 is not necessarily a question signal. Need not include an ID.

センサパネル２において、各検出ユニット４は、データ処理部３から送出された質問信号を受信する（ステップＳ２０２）。具体的には、各制御部１４は、アンテナ１２を介して、質問信号を受信する。 In the sensor panel 2, each detection unit 4 receives the interrogation signal sent from the data processing unit 3 (step S202). Specifically, each control unit 14 receives an interrogation signal via the antenna 12.

次に、各検出ユニット４は、自身の金属電極１５にユーザが指を近接させているか否かを判断する（ステップＳ２０３）。制御部１４は、自身に接続された静電容量センサ１６から電荷量データを取得する。その後、制御部１４は、取得した電荷量データが示す値が所定の基準値を上回っているか否かを判断する。電荷量が基準値を上回っている場合、制御部１４は、指が金属電極１５に近接していると判断する。また、逆の場合には、制御部１４は、指が金属電極１５に近接していないと判断する。 Next, each detection unit 4 determines whether or not the user brings a finger close to its own metal electrode 15 (step S203). The control unit 14 acquires charge amount data from the capacitance sensor 16 connected thereto. Thereafter, the control unit 14 determines whether or not the value indicated by the acquired charge amount data exceeds a predetermined reference value. When the charge amount exceeds the reference value, the control unit 14 determines that the finger is close to the metal electrode 15. In the opposite case, the control unit 14 determines that the finger is not close to the metal electrode 15.

ステップＳ２０３でＮＯと判断した場合、それら検出ユニット４は活性化せず、次回の質問信号が送られてくることを待機する。 If NO is determined in step S203, the detection units 4 are not activated and wait for the next question signal to be sent.

それに対して、ステップＳ２０３でＹＥＳと判断した場合、制御部１４は、今回受け取った電荷量データを少なくとも含む応答信号を生成する（ステップＳ２０４）。 On the other hand, when it is determined YES in step S203, the control unit 14 generates a response signal including at least the charge amount data received this time (step S204).

その後、アンテナ１２は、ステップＳ２０４で生成された応答信号を空間に送出する（ステップＳ２０５）。 Thereafter, the antenna 12 sends the response signal generated in step S204 to the space (step S205).

データ処理部３は、ステップＳ２０１で質問信号の送信後、予め定められた所定時間の間に、ステップＳ２０５で検出ユニット４から送出された応答信号を全て受信する（ステップＳ２０６）。そして、所定時間経過後、プロセッサ７は、全応答信号から電荷量データを取り出してメモリ６に保持し、これら電荷量データから、第１の実施形態と同様にして、センサパネル２において指先が触れている領域（又はポイント）を特定する（ステップＳ２０７）。 The data processing unit 3 receives all the response signals sent from the detection unit 4 in step S205 for a predetermined time after transmitting the question signal in step S201 (step S206). Then, after a predetermined time has elapsed, the processor 7 extracts the charge amount data from all the response signals and holds it in the memory 6, and the fingertip touches the sensor panel 2 from these charge amount data in the same manner as in the first embodiment. A region (or point) that is present is identified (step S207).

以上のように、第２の実施形態では、全検出ユニット４のうち、自身の金属電極１５に指が近接しているものに限り、応答信号を、データ処理部３に返す。これによって、データ処理部３では、第１の実施形態と比較して、処理すべき応答信号の数が減るので、より効率的に、接触領域又は接触ポイントを検出することができる。 As described above, in the second embodiment, the response signal is returned to the data processing unit 3 only in all the detection units 4 whose finger is close to the metal electrode 15 of the detection unit 4. As a result, the data processing unit 3 can detect the contact area or the contact point more efficiently because the number of response signals to be processed is reduced as compared with the first embodiment.

（第３の実施形態）
前述の第１の実施形態では、データ処理部３は、全ての検出ユニット４から時間差をもって送られてくる応答信号に基づいて、指の接触状態を検出していた。しかし、検出対象の大小にかかわらず、データ処理部３は全ての検出ユニット４からの応答信号を受信する必要があるため、効率的に処理を行えないという問題点がある。 (Third embodiment)
In the first embodiment described above, the data processing unit 3 detects the contact state of the finger based on the response signals sent from all the detection units 4 with a time difference. However, regardless of the size of the detection target, the data processing unit 3 needs to receive response signals from all the detection units 4, so that there is a problem that the processing cannot be performed efficiently.

また、上述の第２の実施形態では、タッチセンサ１が、指先のような小さいもの検出対象とする場合には有効であったが、例えば複数本の指又は掌のように大きな対象と検出する場合には、多くの検出ユニット４がほぼ同時に、応答信号をデータ処理部３に返してしまう。このような場合、データ処理部３は、応答信号の許容受信数を超えてしまう可能性があり、全ての応答信号を処理仕切れなくなるかもしれない。 In the second embodiment described above, the touch sensor 1 is effective when a small object such as a fingertip is to be detected. However, the touch sensor 1 detects a large object such as a plurality of fingers or a palm. In some cases, many detection units 4 return response signals to the data processing unit 3 almost simultaneously. In such a case, the data processing unit 3 may exceed the allowable number of reception of response signals, and may not be able to process all response signals.

そこで、本実施形態では、大きな検出対象を効率よく検出可能なタッチセンサを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present embodiment is to provide a touch sensor that can efficiently detect a large detection target.

ただし、全ての検出ユニット４のうち、所定の位置に配置されるものは、図５に示すように、主検出ユニット４ａに分類され、主検出ユニット４ａの周囲の検出ユニット４は副検出ユニット４ｂに分類される。なお、図５には例示的に、１個の主検出ユニットから引き出し線を出して参照符号「４ａ」を付している（左下がりのハッチング参照）。また、他の主検出ユニットに関しては、グレーの網掛けが付されている。さらに、図５には例示的に、１個の副検出ユニットから引き出し線を出して参照符号「４ｂ」を付している（右下がりのハッチング参照）。また、他の副検出ユニットに関しては、白い升目で示されている。 However, among all the detection units 4, those arranged at predetermined positions are classified into main detection units 4a as shown in FIG. 5, and the detection units 4 around the main detection unit 4a are sub-detection units 4b. are categorized. In FIG. 5, for example, a lead line is drawn out from one main detection unit and is given a reference numeral “4a” (see the left-down hatching). The other main detection units are shaded in gray. Furthermore, in FIG. 5, a lead line is drawn out from one sub-detecting unit and is given a reference numeral “4b” (see hatching with a lower right). The other sub-detection units are indicated by white cells.

また、以上のような主検出ユニット４ａ及び副検出ユニット４ｂを区別するために、データ処理部３のメモリ６には、図６に示すようなテーブルＴが保持される。図６において、テーブルＴには、主検出ユニット４ａのＩＤ毎に、その周囲に配置される副検出ユニット４ｂのＩＤが記述される。なお、図示は省略しているが、各ＩＤには、対象となる検出ユニット４のＸＹ座標値が割り当てられていても構わない。 Further, in order to distinguish the main detection unit 4a and the sub detection unit 4b as described above, the memory 6 of the data processing unit 3 holds a table T as shown in FIG. In FIG. 6, for each ID of the main detection unit 4a, the table T describes the IDs of the sub-detection units 4b arranged around it. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the XY coordinate value of the detection unit 4 used as object may be assigned to each ID.

次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、タッチセンサ１における基本的な動作を概説する。図７Ａにおいて、ユーザが図示したような広範囲ＡＲを指で押さえたと仮定する。なお、図７Ａでは、図示の便宜上、主検出ユニット４ａにはグレーの網掛けを付けて示し、副検出ユニット４ｂは白抜きで示している。 Next, the basic operation of the touch sensor 1 will be outlined with reference to FIGS. 7A and 7B. In FIG. 7A, it is assumed that the user has pressed a wide area AR as illustrated with a finger. In FIG. 7A, for convenience of illustration, the main detection unit 4a is indicated by gray shading, and the sub detection unit 4b is indicated by white.

上述の範囲ＡＲには、２個の主検出ユニット４ａと１０個の副検出ユニット４ｂとが完全に又は部分的に含まれる。このような指の接触状態を検出するために、データ処理部３は、まず、全ての主検出ユニット４ａに対して質問信号を送る。図７Ａの例では、範囲ＡＲに含まれる２個の主検出ユニット４ａが、電荷量データを含む応答信号を返してくる。このような応答信号を解析することで、データ処理部３は、センサパネル２において、現在どこが触れられているかを大まかに把握することができる。 The above-mentioned range AR includes two main detection units 4a and ten sub detection units 4b completely or partially. In order to detect such a finger contact state, the data processing unit 3 first transmits a question signal to all the main detection units 4a. In the example of FIG. 7A, the two main detection units 4a included in the range AR return response signals including charge amount data. By analyzing such a response signal, the data processing unit 3 can roughly grasp where the sensor panel 2 is currently touched.

その後、データ処理部３は、前回応答信号を返してきた２個の主検出ユニット４ａの周囲に配置される副検出ユニット４ｂに対して質問信号を送る。図７Ａの例では、範囲ＡＲ内には、１０個の副検出ユニット４ｂが含まれるので、図７Ｂにおいて右下がりの斜線を付けた１０個の副検出ユニット４ｂが応答信号をデータ処理部３に返してくる。 Thereafter, the data processing unit 3 sends a question signal to the sub-detection units 4b arranged around the two main detection units 4a that have returned the previous response signal. In the example of FIG. 7A, since the range AR includes 10 sub detection units 4b, the 10 sub detection units 4b indicated by the slanted lines in FIG. 7B send response signals to the data processing unit 3. I will return.

その後、データ処理部３は、今回段階的に受け取った１２個の応答信号に基づいて、今回センサパネル２において触れられていた領域ＤＲを特定する。 Thereafter, the data processing unit 3 identifies the region DR touched on the sensor panel 2 this time based on the twelve response signals received stepwise.

次に、図８のフローチャートを参照して、第３の実施形態に係るタッチセンサ１の動作について詳細に説明する。データ処理部３は、図８に示す処理を定期的に起動する。起動後、まず、データ処理部３は、主検出ユニット４ａに対する質問信号（以下、第１の質問信号と称する）を生成し送信する（ステップＳ３０１）。具体的には、プロセッサ７は、メモリ６に格納されたテーブルＴ（図６を参照）から、主検出ユニット４ａのＩＤを全て取り出して、取り出したＩＤを含む第１の質問信号を生成する。アンテナ５は、プロセッサ７により生成された第１の質問信号を空間に送出する。 Next, the operation of the touch sensor 1 according to the third embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. The data processing unit 3 periodically starts the process shown in FIG. After the activation, first, the data processing unit 3 generates and transmits an inquiry signal (hereinafter referred to as a first inquiry signal) to the main detection unit 4a (step S301). Specifically, the processor 7 extracts all IDs of the main detection unit 4a from the table T (see FIG. 6) stored in the memory 6, and generates a first question signal including the extracted ID. The antenna 5 sends the first interrogation signal generated by the processor 7 to the space.

センサパネル２において、主検出ユニット４ａは、図４のステップＳ２０２−Ｓ２０５と同様の処理を行う（ステップＳ３０２−Ｓ３０５）。これによって、自身の金属電極１５にユーザが現在指を近接させている主検出ユニット４ａがデータ処理部３に向けて応答信号を送信することになる。なお、この応答信号には、対象となる主検出ユニット４ａのＩＤが含まれる。 In the sensor panel 2, the main detection unit 4a performs the same processing as steps S202 to S205 in FIG. 4 (steps S302 to S305). As a result, the main detection unit 4 a in which the user is currently bringing his / her finger close to the metal electrode 15 transmits a response signal toward the data processing unit 3. This response signal includes the ID of the target main detection unit 4a.

データ処理部３は、ステップＳ３０１で第１の質問信号の送信後、予め定められた所定時間の間に、ステップＳ３０５で主検出ユニット４ａから送出された応答信号を全て受信する（ステップＳ３０６）。 The data processing unit 3 receives all the response signals sent from the main detection unit 4a in step S305 for a predetermined time after the transmission of the first question signal in step S301 (step S306).

次に、データ処理部３は、今回応答信号を送ってきた主検出ユニット４ａの周辺に配置される副検出ユニット４ｂに対する質問信号（以下、第２の質問信号と称する）を生成し送信する（ステップＳ３０７）。具体的には、プロセッサ７は、メモリ６に格納されたテーブルＴ（図６を参照）から、主検出ユニット４ａからの応答信号に含まれるＩＤに割り当てられている副検出ユニット４ｂのＩＤを全て取り出す。その後、プロセッサ７は、今回取り出したＩＤを含む第２の質問信号を生成する。アンテナ５は、プロセッサ７により生成された第１の質問信号を空間に送出する。 Next, the data processing unit 3 generates and transmits an interrogation signal (hereinafter referred to as a second interrogation signal) to the sub detection unit 4b arranged around the main detection unit 4a that has sent the response signal this time ( Step S307). Specifically, the processor 7 determines all the IDs of the sub detection units 4b assigned to the IDs included in the response signal from the main detection unit 4a from the table T (see FIG. 6) stored in the memory 6. Take out. Thereafter, the processor 7 generates a second question signal including the ID extracted this time. The antenna 5 sends the first interrogation signal generated by the processor 7 to the space.

センサパネル２において、副検出ユニット４ｂは、図４のステップＳ２０２−Ｓ２０５と同様の処理を行う（ステップＳ３０８−Ｓ３１１）。これによって、自身の金属電極１５にユーザが現在指を近接させている副検出ユニット４ｂがデータ処理部３に向けて応答信号を送信することになる。なお、この応答信号には、対象となる副検出ユニット４ｂのＩＤが含まれる。 In the sensor panel 2, the sub detection unit 4b performs the same processing as steps S202 to S205 in FIG. 4 (steps S308 to S311). As a result, the sub-detecting unit 4 b in which the user is currently approaching his / her metal electrode 15 transmits a response signal to the data processing unit 3. The response signal includes the ID of the target sub detection unit 4b.

データ処理部３は、ステップＳ３０７で第２の質問信号の送信後、予め定められた所定時間の間に、ステップＳ３１１で副検出ユニット４ｂから送出された応答信号を全て受信する（ステップＳ３１２）。そして、所定時間経過後、プロセッサ７は、今回の処理で受信した応答信号（ステップＳ３０６及びＳ３１２で受信したもの）から電荷量データを取り出してメモリ６に保持し、これら電荷量データから、第１の実施形態と同様にして、センサパネル２において指先が触れている領域（又はポイント）を特定する（ステップＳ３１３）。 The data processing unit 3 receives all the response signals sent from the sub-detection unit 4b in step S311 during a predetermined time after the transmission of the second question signal in step S307 (step S312). Then, after a predetermined time has elapsed, the processor 7 extracts the charge amount data from the response signal received in the current process (received in steps S306 and S312) and holds it in the memory 6, and from these charge amount data, In the same manner as in the embodiment, an area (or point) touched by the fingertip in the sensor panel 2 is specified (step S313).

以上のように、第３の実施形態では、センサパネル２に収容される検出ユニット４を、主検出ユニット４ａ及びその周囲に配置される副検出ユニット４ｂに分類して、データ処理部３は、主検出ユニット４ａに、第１の質問信号を使って接触状況を問い合わせた後、応答信号を返した主検出ユニット４ａの周辺の副検出ユニット４ｂに、第２の質問信号を使って接触状況を問い合わせる。このようにデータ処理部３が優先度を付けて質問信号を送信することにより、応答信号を返さなかった主検出ユニット４ａの周囲の副検出ユニット４ｂもまた応答信号を返さない。これによって、データ処理部３が処理すべき応答信号の総数は、第１及び第２の実施形態に比べて少なくなる。これによって、さらに効率よく、センサパネル２において現在触れられている領域を特定することが可能となる。 As described above, in the third embodiment, the detection unit 4 accommodated in the sensor panel 2 is classified into the main detection unit 4a and the sub-detection unit 4b arranged around the main detection unit 4a. After inquiring the main detection unit 4a about the contact status using the first question signal, the secondary detection unit 4b around the main detection unit 4a that has returned the response signal is notified of the contact status using the second question signal. Inquire. As described above, when the data processing unit 3 gives priority and transmits the inquiry signal, the sub detection units 4b around the main detection unit 4a that did not return the response signal also do not return the response signal. As a result, the total number of response signals to be processed by the data processing unit 3 is smaller than in the first and second embodiments. As a result, it is possible to more efficiently identify the region currently being touched on the sensor panel 2.

また、たとえ複数の指又は掌のような大きな対象を検出する場合であっても、データ処理部３は、同時に多くの応答信号を受信する可能性が減るので、受信応答信号を効率的にかつ確実に処理することが可能となる。 In addition, even when detecting a large object such as a plurality of fingers or palms, the data processing unit 3 reduces the possibility of receiving many response signals at the same time. It becomes possible to process reliably.

なお、以上の説明では、検出ユニット４は、主及び副の２段階に分類されたが、これに限らず、３種類以上に分類されても構わない。 In the above description, the detection unit 4 is classified into two stages of main and sub, but is not limited thereto, and may be classified into three or more types.

また、以上の説明では、１個の主検出ユニット４ａに対して８個の副検出ユニット４ｂが割り当てられていたが、これに限らず、８個以外の副検出ユニット４ｂが１個の主検出ユニット４ａに割り当てられても構わない。 In the above description, eight sub detection units 4b are assigned to one main detection unit 4a. However, the present invention is not limited to this, and one sub detection unit 4b other than eight has one main detection. It may be assigned to the unit 4a.

（第４の実施形態）
第１の実施形態では、データ処理部３は、図３のステップＳ１０１において、１個のＩＤ、又は多くとも自身の処理能力が許容する複数個のＩＤを含む質問信号を送信していた。これによって、データ処理部３に、処理不可能な個数の応答信号がほぼ同時に到着しないようにしていた。第４の実施形態では、データ処理部３に応答信号がほぼ同時に到着しないよう応答信号を送信する検出ユニット４を提供することを目的とする。 (Fourth embodiment)
In the first embodiment, the data processing unit 3 transmits a question signal including one ID or at most a plurality of IDs permitted by its own processing capability in step S101 of FIG. This prevents an unprocessable number of response signals from arriving at the data processing unit 3 almost simultaneously. In the fourth embodiment, an object is to provide a detection unit 4 that transmits a response signal so that the response signal does not arrive at the data processing unit 3 almost simultaneously.

図９は、本実施形態に係る検出ユニット４の構成を示す拡大図である。図９において、検出ユニット４は、図２のものと比較すると、制御部１４に接続されたタイマ１７をさらに備える点で相違する。それ以外に両検出ユニット４の間に相違点は無い。それ故、図９において、図２に示す構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。 FIG. 9 is an enlarged view showing the configuration of the detection unit 4 according to the present embodiment. In FIG. 9, the detection unit 4 is different from that of FIG. 2 in that it further includes a timer 17 connected to the control unit 14. Other than that, there is no difference between the two detection units 4. Therefore, in FIG. 9, the same reference numerals are assigned to the components corresponding to the configuration shown in FIG.

各タイマ１７は、質問信号の受信を起算点として、どれだけの時間経過後に応答信号を送出するかを規定する時間（以下、送出時間）が設定されている。ここで、送出時間は、全ての検出ユニット４間で同一の値ではない。例示的には、送出時間は、全ての検出ユニット４間で互いに異なる値に選ばれる。他にも、全ての検出ユニット４を予め定められた数単位でグループ化された場合、同一グループに属する検出ユニット４に備わるタイマ１７には、同一の送出時間が設定される。 Each timer 17 is set with a time (hereinafter referred to as “transmission time”) that defines how long a response signal is transmitted after the reception of the interrogation signal as a starting point. Here, the sending time is not the same value among all the detection units 4. Illustratively, the transmission time is selected to be different from each other among all the detection units 4. In addition, when all the detection units 4 are grouped in a predetermined number unit, the same transmission time is set in the timers 17 included in the detection units 4 belonging to the same group.

次に、図１０のフローチャートを参照して、第４の実施形態に係るタッチセンサ１の動作について詳細に説明する。データ処理部３は、図１０に示す処理を定期的に起動する。
まず、データ処理部３は、好ましくは全ての検出ユニット４に対する質問信号を生成し送信する（ステップＳ４０１）。 Next, the operation of the touch sensor 1 according to the fourth embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. The data processing unit 3 periodically starts the processing shown in FIG.
First, the data processing unit 3 preferably generates and transmits question signals for all the detection units 4 (step S401).

センサパネル２において、各検出ユニット４は、データ処理部３から送出された質問信号を受信する（ステップＳ４０２）。具体的には、各制御部１４は、アンテナ１２を介して、質問信号を受信する。 In the sensor panel 2, each detection unit 4 receives the interrogation signal sent from the data processing unit 3 (step S402). Specifically, each control unit 14 receives an interrogation signal via the antenna 12.

次に、各検出ユニット４において、制御部１４は、自身に接続されたタイマ１７を起動し（ステップＳ４０３）、その後、送信時間が来たか否かを判断する（ステップＳ４０４）。 Next, in each detection unit 4, the control part 14 starts the timer 17 connected to itself (step S403), and judges whether transmission time has come after that (step S404).

ステップＳ４０４でＮＯと判断された場合、制御部１４は、ステップＳ４０４を再度行う。これによって、制御部１４は、自身に割り当てられた送信時間が来ることを待機する。 When it is determined NO in step S404, the control unit 14 performs step S404 again. Thereby, the control unit 14 waits for the transmission time allocated to itself to come.

逆に、ステップＳ４０４でＹＥＳと判断された場合、送信時間が到来したことになるので、各検出ユニット４は、自身の金属電極１５にユーザが指を近接させているか否かを判断する（ステップＳ４０５）。制御部１４は、自身に接続された静電容量センサ１６から電荷量データを取得する。その後、制御部１４は、取得した電荷量データが示す値が所定の基準値を上回っているか否かを判断する。電荷量が基準値を上回っている場合、制御部１４は、指が金属電極１５に近接していると判断する。また、逆の場合には、制御部１４は、指が金属電極１５に近接していないと判断する。 Conversely, if YES is determined in step S404, the transmission time has arrived, so each detection unit 4 determines whether or not the user has placed his / her finger close to its own metal electrode 15 (step). S405). The control unit 14 acquires charge amount data from the capacitance sensor 16 connected thereto. Thereafter, the control unit 14 determines whether or not the value indicated by the acquired charge amount data exceeds a predetermined reference value. When the charge amount exceeds the reference value, the control unit 14 determines that the finger is close to the metal electrode 15. In the opposite case, the control unit 14 determines that the finger is not close to the metal electrode 15.

ステップＳ４０５でＮＯと判断した場合、その検出ユニット４は活性化せず、次回の質問信号が送られてくることを待機する。 If NO is determined in step S405, the detection unit 4 is not activated and waits for the next question signal to be sent.

それに対して、ステップＳ４０５でＹＥＳと判断した場合、制御部１４は、今回受け取った電荷量データを少なくとも含む応答信号を生成する（ステップＳ４０６）。 On the other hand, when it is determined YES in step S405, the control unit 14 generates a response signal including at least the charge amount data received this time (step S406).

その後、アンテナ１２は、ステップＳ４０６で生成された応答信号を空間に送出する（ステップＳ４０７）。 Thereafter, the antenna 12 sends the response signal generated in step S406 to the space (step S407).

データ処理部３は、ステップＳ４０１で質問信号の送信後、予め定められた所定時間の間に、ステップＳ４０７で各検出ユニット４から送出された応答信号を全て受信する（ステップＳ４０８）。そして、所定時間経過後、プロセッサ７は、全応答信号から電荷量データを取り出してメモリ６に保持し、これら電荷量データから、第１の実施形態と同様にして、センサパネル２において指先が触れている領域（又はポイント）を特定する（ステップＳ４０９）。 The data processing unit 3 receives all the response signals sent from each detection unit 4 in step S407 during a predetermined time after transmitting the question signal in step S401 (step S408). Then, after a predetermined time has elapsed, the processor 7 extracts the charge amount data from all the response signals and holds it in the memory 6, and the fingertip touches the sensor panel 2 from these charge amount data in the same manner as in the first embodiment. A region (or point) that is present is specified (step S409).

以上のように、第４の実施形態では、タイマ１７を使って各検出ユニット４に送信時間を割り当てることにより、同じ送信時間が割り当てられた検出ユニット４はほぼ同じタイミングで応答信号を送出することが可能となるが、他の検出ユニット４は、異なるタイミングで応答信号を送出することとなる。これによって、データ処理部３は、１回の質問信号を送信するだけで、全ての検出ユニット４からの応答信号を受信することが可能となる。さらに言えば、各応答信号の送信タイミングは、タイマ１７の送信時間により規制されるので、データ処理部３に、ほぼ同時に、多くの応答信号が到着しなくなる。 As described above, in the fourth embodiment, by assigning a transmission time to each detection unit 4 using the timer 17, the detection units 4 to which the same transmission time is assigned send response signals at substantially the same timing. However, the other detection units 4 send response signals at different timings. As a result, the data processing unit 3 can receive response signals from all the detection units 4 only by transmitting a single interrogation signal. Furthermore, since the transmission timing of each response signal is regulated by the transmission time of the timer 17, many response signals do not arrive at the data processing unit 3 almost simultaneously.

本発明に係るタッチセンサは、省配線化可能な入力装置、指紋センサなどに好適である。 The touch sensor according to the present invention is suitable for an input device capable of reducing wiring, a fingerprint sensor, and the like.

本発明の第１の実施形態に係るタッチセンサ１の全体構成を示す模式図1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a touch sensor 1 according to a first embodiment of the present invention. 図１に示す各検出ユニット４及びその周辺の構成を示す拡大図Enlarged view showing the configuration of each detection unit 4 shown in FIG. 1 and its surroundings 図１に示すタッチセンサ１の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the touch sensor 1 shown in FIG. 第２の実施形態に係るタッチセンサ１の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the touch sensor 1 which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係る主検出ユニット４ａ及び副検出ユニット４ｂとを示す模式図The schematic diagram which shows the main detection unit 4a and the sub detection unit 4b which concern on 3rd Embodiment. 第３の実施形態に係るテーブルＴの構成例を示す模式図The schematic diagram which shows the structural example of the table T which concerns on 3rd Embodiment. 第３の実施形態に係るタッチセンサ１の基本的な動作を示す第１の模式図1st schematic diagram which shows basic operation | movement of the touch sensor 1 which concerns on 3rd Embodiment. 第３の実施形態に係るタッチセンサ１の基本的な動作を示す第２の模式図2nd schematic diagram which shows basic operation | movement of the touch sensor 1 which concerns on 3rd Embodiment. 第３の実施形態に係るタッチセンサ１の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the touch sensor 1 which concerns on 3rd Embodiment. 第４の実施形態に係る検出ユニット４の構成を示す拡大図The enlarged view which shows the structure of the detection unit 4 which concerns on 4th Embodiment. 第４の実施形態に係るタッチセンサ１の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the touch sensor 1 which concerns on 4th Embodiment. アナログ静電容量方式を採用した従来のタッチセンサ２０の構成を模式的に示す斜視図The perspective view which shows typically the structure of the conventional touch sensor 20 which employ | adopted the analog capacitive system. 図１１に示すタッチセンサ２０の周辺回路を模式的に示すブロック図The block diagram which shows typically the peripheral circuit of the touch sensor 20 shown in FIG.

Explanation of symbols

１タッチセンサ
２センサパネル
３データ処理部
４検出ユニット
５アンテナ
６メモリ
７プロセッサ
８収容部材
９保護膜
１０センサ部
１１ＲＦＩＤタグ
１２アンテナ
１３メモリ
１４制御部
１５金属電極
１６静電容量センサ
１７タイマ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Touch sensor 2 Sensor panel 3 Data processing part 4 Detection unit 5 Antenna 6 Memory 7 Processor 8 Housing member 9 Protective film 10 Sensor part 11 RFID tag 12 Antenna 13 Memory 14 Control part 15 Metal electrode 16 Capacitance sensor 17 Timer

Claims

A touch sensor,
A data processing unit for generating a question signal and sending it to space;
A sensor panel in which a plurality of detection units that receive the interrogation signal transmitted by the data processing unit through a space, detect a contact state with itself, and transmit a response signal including a detection result are arranged. Prepared,
Each said detection unit is
An RFID tag that generates an electromotive force by receiving an interrogation signal sent from the data processing unit;
A sensor unit that detects that the detection target is touching itself and outputs a detection result;
The RFID tag generates a response signal including the detection result of the sensor unit and sends it to the space.
The data processing unit
A first antenna that receives a response signal transmitted from each of the RFID tags via a space;
A touch sensor comprising: a processor that identifies a region or a point that the detection target is currently touching on the sensor panel based on a detection result included in each response signal received by the first antenna.

The data processing unit further includes a memory that holds identification data pre-assigned to each detection unit arranged in the sensor panel,
The processor selects unselected identification data from the identification data held by the memory, generates a question signal including the identification data selected this time,
The touch sensor according to claim 1, wherein the first antenna transmits an interrogation signal generated by the processor to a space.

The RFID tag is
A second antenna for receiving an interrogation signal transmitted from the first antenna to the space;
A control unit for determining whether or not the identification data included in the interrogation signal received by the second antenna matches the identification data pre-assigned to itself;
The controller is
When it is determined that the identification data in the question signal received this time matches the identification data of itself, the detection result is acquired from the sensor unit,
Generate a response signal containing the acquired detection results,
The touch sensor according to claim 2, wherein the second antenna transmits a response signal generated by the control unit to space.

Each piece of identification data stored in the memory is assigned position information indicating a position where a target detection unit is disposed on the sensor panel,
The first antenna receives a response signal sent to the space from the second antenna,
The processor, based on a detection result included in each response signal received by the first antenna and a position information stored in the memory, an area or a point that the detection target is currently touching on the sensor panel The touch sensor according to claim 3, wherein the touch sensor is specified.

The processor selects a predetermined number of unselected identification data from the identification data held by the memory,
The touch sensor according to claim 2, wherein the predetermined number is selected as a number belonging to an allowable range in which the data processing unit can process response signals from the detection units at a time.

The RFID tag is
A second antenna for receiving an interrogation signal transmitted from the first antenna to the space;
A control unit that acquires a detection result from the sensor unit in response to the interrogation signal received by the second antenna;
When the detection result received this time exceeds a predetermined reference value, the control unit generates a response signal including the detection result received this time,
The touch sensor according to claim 1, wherein the second antenna transmits a response signal generated by the control unit to space.

A priority is assigned to each detection unit arranged in the sensor panel,
The touch sensor according to claim 1, wherein the data processing unit generates a question signal according to priority and sends the question signal to a space.

The detection units arranged in the sensor panel are classified into a main detection unit assigned a relatively high priority and a sub-detection unit assigned a relatively low priority,
The sub detection unit is arranged around the main detection unit in the sensor panel,
The data processing unit further includes a memory for holding identification data of several sub detection units arranged around each of the identification data of the main detection units arranged on the sensor panel,
The processor acquires identification data of the main detection unit from the memory, generates a first question signal including the identification data acquired this time,
The first antenna sends a first interrogation signal generated by the processor to space;
In each main detection unit, the RFID tag is
A second antenna for receiving a first interrogation signal transmitted from the first antenna to the space;
A control unit for acquiring a detection result from the sensor unit in response to the first interrogation signal received by the second antenna;
When the detection result received this time exceeds a predetermined reference value, the control unit generates a response signal including the detection result received this time,
The touch sensor according to claim 7, wherein the second antenna transmits a response signal generated by the control unit to space.

The first antenna receives a response signal sent to the space from the second antenna,
The processor acquires identification data of sub-detection units arranged around the main detection unit that has returned a response signal this time from the memory, and generates a second question signal including the identification data acquired this time ,
The first antenna sends a second interrogation signal generated by the processor to space;
In each sub-detection unit, the RFID tag is
A second antenna for receiving a second interrogation signal transmitted from the first antenna to the space;
A control unit that acquires a detection result from the sensor unit in response to a second interrogation signal received by the second antenna;
When the detection result received this time exceeds a predetermined reference value, the control unit generates a response signal including the detection result received this time,
The touch sensor according to claim 8, wherein the second antenna transmits a response signal generated by the control unit to space.

Each said RFID tag is
A second antenna for receiving an interrogation signal transmitted from the first antenna to the space;
A timer that activates when the second antenna receives the interrogation signal and times a predetermined transmission time;
When it is determined that the transmission time has arrived through the timer, the control unit further acquires a detection result from the sensor unit,
When the detection result received this time exceeds a predetermined reference value, the control unit generates a response signal including the detection result received this time,
The touch sensor according to claim 1, wherein the second antenna transmits a response signal generated by the control unit to space.