JP2006049271A - Optically transparent tach panel and detector using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種電子機器の操作に用いられる光透過性タッチパネル、及び、これへの伝導物体である操作者の指などの近接や押圧を検出する検出装置に関するものである。 The present invention relates to a light transmissive touch panel used for operation of various electronic devices, and a detection device that detects the proximity and press of an operator's finger or the like as a conductive object to the touch panel.
近年、LCD等の表示素子の前面に装着され、操作面である光透過性タッチパネルを通して表示素子に表示された文字や記号、絵柄等の視認を行うと共に、上記操作面を押圧して文字などの選択や決定を行うカーナビゲーション等の電子機器が増えている。 In recent years, it is attached to the front surface of a display element such as an LCD and visually recognizes characters, symbols, patterns, etc. displayed on the display element through a light-transmitting touch panel as an operation surface, and presses the operation surface to display characters, etc. Electronic devices such as car navigation systems that make selections and decisions are increasing.
そして、特にカーナビゲーションの操作において、操作者の指が光透過性タッチパネルの操作面にある程度近接し、かつ押圧された位置の、近接と押圧両方の検出精度が高いものが求められている。 In particular, in the operation of car navigation, there is a demand for an operator's finger that is close to the operation surface of the light-transmissive touch panel to some extent and that has a high detection accuracy for both proximity and pressing at the pressed position.
このような従来の光透過性タッチパネルについて、図3を用いて説明する。 Such a conventional light-transmissive touch panel will be described with reference to FIG.
図3は従来の光透過性タッチパネルの断面図であり、同図において、1はガラス等の光透過性の基板で、この上面の操作面には、導電性で線状の複数の上パターン2が前後方向に平行に形成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional light transmissive touch panel. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a light transmissive substrate such as glass, and a plurality of conductive and linear
また、基板1の下面には、上パターン2と同様に複数の下パターン3が上パターン2と直交する左右方向に平行に形成されて、光透過性タッチパネルが構成されている。
Further, on the lower surface of the substrate 1, like the
そして、このように構成された光透過性タッチパネルは、図示しない表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、複数の上パターン2及び下パターン3の各パターンそれぞれが電子機器の検出回路(図示せず)に接続される。
The light transmissive touch panel configured in this manner is disposed on the front surface of a display element (not shown) and attached to the electronic device, and each of the plurality of
以上の構成において、光透過性タッチパネルの操作面に指が近接、または指により押圧されると、検出回路は、指と対向したパターンとの間に形成される静電容量を計測することで、指の近接または押圧位置を検出する。 In the above configuration, when a finger approaches or is pressed by the finger on the operation surface of the light transmissive touch panel, the detection circuit measures the capacitance formed between the finger and the pattern facing the finger, The proximity or pressing position of the finger is detected.
例えば、指が上パターン2のn番目に一番近接した場合、検出回路は、上パターン2の端部から1個ずつパターンを順送りしながら、隣合う2つのパターン間の静電容量値を順番に計測し、指と対向する上パターン2のn−1とn番目、及びnとn+1番目の容量値から、指の近接がn番目に一番近いことを認識する。
For example, when the finger is closest to the nth of the
一方、指が一番近接し上パターン2のn番目と直交する下パターン3のm番目は、上記同様に、指と対向する下パターン3のm−1とm番目、及びmとm+1番目の容量値から、指の近接がm番目に一番近いことを認識する。
On the other hand, the mth of the
この結果、検出回路は上パターン2のn番目と下パターン3のm番目が交差する個所を指の近接位置と検出する。
As a result, the detection circuit detects a position where the nth of the
同様に、指の押圧位置も隣合う2つのパターン間の静電容量値を順番に計測し、上パターン2と下パターン3の交差する個所を指の押圧位置と検出し、近接位置や押圧位置に応じて電子機器の様々な機能の切換えが行われるように構成されているものであった。
Similarly, the finger pressing position also measures the capacitance value between two adjacent patterns in order, detects the intersection of the
ここで、静電容量値は、指とパターンの互いに対向する面積の大きさに比例し大きくなり、指とパターンの互いに対向する距離に反比例し距離が小さいほど大きくなる、つまり、パターン幅が広いほど、指がパターンに近づくほど大きくなる。 Here, the capacitance value increases in proportion to the size of the area where the finger and the pattern face each other, increases in inverse proportion to the distance between the finger and the pattern that face each other, and increases as the distance decreases. The larger the finger gets closer to the pattern, the larger it becomes.
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながら、上記従来の光透過性タッチパネルにおいては、押圧位置の検出精度を高めるためには、上パターン2及び下パターン3の本数を増やす必要があるが、その分、パターン幅が狭くなり容量値も小さくなって、ある程度離れた指の近接の検出が困難になる。
However, in the conventional translucent touch panel, in order to increase the detection accuracy of the pressed position, it is necessary to increase the number of the
一方、パターン幅を広くしてある程度離れた指の近接の検出を可能にすると、パターンの本数が少なくなるため押圧位置の検出精度が低くなる。 On the other hand, if it is possible to detect the proximity of a finger that is separated to some extent by widening the pattern width, the number of patterns is reduced and the detection accuracy of the pressed position is lowered.
つまり、指の近接距離と押圧位置の、両方の検出能力を高めることが困難であるという課題があった。 That is, there is a problem that it is difficult to improve both the detection distance of the proximity distance and the pressing position of the finger.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、指の近接距離と押圧位置の、両方の検出能力を高めると共に、近接と押圧を明確に区分して検出できる光透過性タッチパネルを提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and enhances the detection capability of both the proximity distance and the pressing position of a finger and provides a light-transmissive touch panel that can clearly detect proximity and pressing. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明の請求項1に記載の発明は、下面に上導電層が形成された上基板と、上面にこの上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層が形成された下基板からなり、この上基板の上面の所定の箇所に複数の表面導電層を形成して光透過性タッチパネルを構成したものであり、複数の表面導電層により指の近接の検出をある程度離れた所からでもできると共に、押圧の有無及びこの押圧位置の検出を、上導電層及び下導電層間の接触及びこの箇所の上導電層及び下導電層間の抵抗比の検出によって行うことで、指等の伝導物体がある程度離れた所からでも近接の検出が可能で、押圧された位置の検出精度が高く、近接と押圧を明確に区分して検出できる光透過性タッチパネルを得ることができるという作用を有する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an upper substrate having an upper conductive layer formed on the lower surface and a lower substrate having an upper conductive layer formed on the upper surface and facing the upper conductive layer with a predetermined gap therebetween. The light-transmitting touch panel is configured by forming a plurality of surface conductive layers at predetermined locations on the upper surface of the upper substrate, and even when the proximity of the finger is detected to some extent by the plurality of surface conductive layers. In addition, the presence or absence of pressing and the detection of the pressing position are detected by detecting the contact ratio between the upper conductive layer and the lower conductive layer and the resistance ratio between the upper conductive layer and the lower conductive layer at this location, so that a conductive object such as a finger can be detected. Proximity can be detected even from a certain distance, the detection accuracy of the pressed position is high, and a light-transmitting touch panel that can clearly detect proximity and pressure can be obtained.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の光透過性タッチパネルと、この光透過性タッチパネルの複数の各表面導電層及び上導電層、下導電層に接続された検出回路からなり、この検出回路が複数の表面導電層からの信号により伝導物体の近接を検出すると共に、上導電層及び下導電層からの信号により押圧の有無とこの押圧位置を検出するようにして検出装置を構成したものであり、指等の伝導物体の近接の検出と、押圧の有無とこの押圧位置の高精度な検出が可能な検出装置を実現することができるという作用を有する。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項2記載の発明において、伝導物体の近接や押圧に応じて、音や光、振動等を発生する報知手段を設けたものであり、例えば、カーナビゲーションの操作において、操作者が表示素子の所定の表示の上面に指を近づけた場合に、検出回路がこの指の近接を検出して、この検出の信号を報知手段に出力し、報知手段がこの信号を入力して音や光、振動等を発生することによって、操作者が都度、表示の視認を行わなくても、その上面に指を近づけるだけで所定の表示の確認が行えるという作用を有する。
The invention according to
以上のように本発明によれば、指等の伝導物体がある程度離れた所からでも近接の検出が可能で、押圧された位置の検出精度が高く、近接と押圧を明確に区分して検出できる光透過性タッチパネルを提供することができるという有利な効果が得られる。 As described above, according to the present invention, proximity detection is possible even from a place where a conductive object such as a finger is some distance away, detection accuracy of the pressed position is high, and proximity and pressure can be clearly distinguished and detected. The advantageous effect that a light-transmissive touch panel can be provided is obtained.
以下、本発明の実施の形態について、図1及び図2を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
(実施の形態)
図1は本発明の一実施の形態による光透過性タッチパネルの断面図であり、同図において、11はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートフィルム等の光透過性の上基板で、この下面には、酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層12が真空スパッタ等によって形成されている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a light transmissive touch panel according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1,
そして、この上導電層12の両端には銀やカーボン等のペーストによって印刷形成された複数の上電極(図示せず)が設けられている。 A plurality of upper electrodes (not shown) are formed on both ends of the upper conductive layer 12 by printing with a paste such as silver or carbon.
また、13はガラスまたはアクリルやポリカーボネート樹脂等の光透過性の下基板で、この上面には、上導電層12と同様にして、酸化インジウム錫の光透過性の下導電層14が形成されている。
そして、この下導電層14上面には、上電極と同様に複数の下電極(図示せず)が上電極とは直交方向の両端に設けられると共に、上導電層12と所定の間隔を保つための複数のドットスペーサー(図示せず)が所定の間隔で形成されている。
A plurality of lower electrodes (not shown) are provided on the upper surface of the lower
また、16は不織布やポリエステルフィルム等の額縁状のスペーサで、このスペーサ16の上下面に、熱可塑性樹脂からなる接着層(図示せず)が塗布形成されている。
そして、これら上基板11と下基板13が、上導電層12と下導電層14が所定の間隔を空けて対向するように、スペーサ16を介して外周が貼り合わされている。
Then, the outer periphery is bonded to the
また、17A〜17Dは酸化インジウム錫等の光透過性の表面導電層で、上基板11の上面の所定の箇所に真空スパッタ等によって形成されている。
そして、図2の上面視の平面図に示すように、表面導電層17A〜17Dが各々、上基板11上面の左右上/下の所定の箇所に面状に形成されると共に、各々の所定の箇所の一端には、銀やカーボン等のペーストによって印刷形成された上電極18A,18Bと下電極18C,18Dが設けられて、光透過性タッチパネルが構成されている。
2, the surface
また、この光透過性タッチパネルと、この光透過性タッチパネルの表面導電層17A〜17D及び上導電層12、下導電層14の各電極に接続されたマイコン等で構成される検出回路(図示せず)と、この検出回路に接続されたブザーや発光ダイオード、モータ等で構成される報知手段(図示せず)から検出装置(図示せず)が構成されている。
Further, a detection circuit (not shown) composed of the light transmissive touch panel and a microcomputer or the like connected to the electrodes of the surface
そして、このように構成された光透過性タッチパネルは、例えばカーナビゲーションの表示素子の上面に配置され、検出回路及び報知手段がこのカーナビゲーションに組み込まれると共に、この検出回路がカーナビゲーションの制御回路(図示せず)に接続される。 The light-transmitting touch panel configured in this way is disposed, for example, on the upper surface of a display device for car navigation, a detection circuit and a notification means are incorporated in the car navigation, and the detection circuit is a control circuit for car navigation ( (Not shown).
以上の構成において、検出回路は各表面導電層17A,17B,17C,17D、それぞれの互いに対向する2つの表面導電層間の容量値を順番に繰り返し検出する。
In the above configuration, the detection circuit repeatedly detects the capacitance values between the surface
例えば、カーナビゲーションの表示を視認しながら、指を表面導電層17Aと17C間の領域a1に近づけると、指と対向する表面導電層17A,17C間に形成される静電容量を、これらの上電極18Aと下電極18C間で計測することで、指が近接したことを検出する。
For example, when the finger is brought close to the region a1 between the surface
そして、この時、検出回路がこの検出信号を報知手段に出力し、報知手段はこの信号を入力して「ピッ」という音や、この音と連動するような光や振動等を発生し、操作者に領域a1に指が近接したことを報知する。 At this time, the detection circuit outputs this detection signal to the notification means, and the notification means inputs this signal to generate a “beep” sound, light or vibration linked to this sound, and so on. The person is notified that the finger has approached the area a1.
なお、操作者が指を領域a2,a3,a4に近接させた場合には、検出回路は、同様にして、大きくなった容量値を検出して、指が接近したことを検出すると共に、各領域に対応した検出信号を報知手段に出力する。 When the operator brings the finger close to the areas a2, a3, and a4, the detection circuit similarly detects the increased capacitance value, detects that the finger has approached, A detection signal corresponding to the region is output to the notification means.
そして、報知手段は、上記検出信号に対応して「ピピッ」や「ピピピッ」、又は「ピピピピッ」という音や、この音と連動する光や振動等を発生し、操作者に報知する。 Then, the notifying means generates a beeping sound, a beeping sound, a beeping sound, light or vibration associated with the sound, and notifies the operator of the sound.
つまり、操作者が指を近づけた場合、検出回路は近接位置を検出して、報知手段がこれに対応した音や光、振動等を発生するため、操作者は都度、表示の視認を行わなくても表示の確認が行える。 In other words, when the operator brings his finger close, the detection circuit detects the proximity position, and the notification means generates sound, light, vibration, etc. corresponding to this, so the operator does not visually check the display each time. You can also check the display.
そして、例えば、操作者が指で領域a1の範囲内のどこかの位置を押圧すると、上基板11が撓み、この押圧された箇所の上導電層12が下導電層14に接触し、検出回路が押圧があったことを近接と明確に区分して検出すると共に、上電極間及び下電極間に電圧を印加し、これらの電極間の抵抗比を検出して、この押圧された箇所の位置を詳細に検出するように構成されている。
For example, when the operator presses a position somewhere within the range of the area a1 with a finger, the
従って、例えば、領域a1に対応するカーナビゲーションの表示素子の表示が「交通情報」のスイッチであれば、操作者はこの表示の視認を行わなくても、その上面に指を近づけ、「ピッ」という音等を確認するだけで「交通情報」の箇所に指があることの確認が行える。 Therefore, for example, if the display of the display device of the car navigation system corresponding to the area a1 is a “traffic information” switch, the operator brings his / her finger close to the upper surface without visually recognizing this display, It is possible to confirm that there is a finger at the “traffic information” section simply by confirming the sound.
そして、この確認後、そのまま指を近づけ領域a1を押圧すると、検出回路がこの押圧された箇所を検出して、検出信号をカーナビゲーションの制御回路に出力し、例えば制御回路が「交通情報」の内容を音等で出力させ、操作者は「交通情報」の内容を聞くことができる。 Then, after this confirmation, when the finger is brought closer and the area a1 is pressed, the detection circuit detects the pressed position and outputs a detection signal to the control circuit of the car navigation system. The contents can be output with sound or the like, and the operator can hear the contents of “traffic information”.
このように本実施の形態によれば、下面に上導電層12が形成された上基板11の上面の所定の箇所に表面導電層17A〜17Dを形成して光透過性タッチパネルを構成することによって、各表面導電層間の静電容量値を大きくでき、検出回路が近接の検出をある程度離れた所からでもできると共に、押圧の有無及びこの押圧位置を検出できるため、指がある程度離れた所からでも近接の検出が可能で、押圧された位置の検出精度が高く、近接と押圧を明確に区分して検出できる光透過性タッチパネル及びこれを用いた検出装置を得ることができるものである。
As described above, according to the present embodiment, by forming the surface
そして、この検出装置に、指の近接や押圧に応じて、音や光、振動等を発生する報知手段を設けることによって、例えば、カーナビゲーションの操作において、操作者が指を、その近接を検出し、報知手段が音や光、振動等を発生するため、操作者が表示の視認を都度行わなくても、所定の操作を行うことができる。 Then, by providing the detection device with a notification means that generates sound, light, vibration, etc. according to the proximity and press of the finger, for example, in the operation of car navigation, the operator detects the proximity of the finger. In addition, since the notification means generates sound, light, vibration, etc., the operator can perform a predetermined operation without having to visually check the display each time.
なお、以上の説明における近接は、上基板11が撓まない程度の、指等の伝導物体による弱い接触も含むものである。
Note that the proximity in the above description includes a weak contact with a conductive object such as a finger to the extent that the
本発明による光透過性タッチパネル及びこれを用いた検出装置は、指等の伝導物体がある程度離れた所からでも近接の検出が可能で、押圧された位置の検出精度が高く、近接と押圧を明確に区分して検出できるという有利な効果を有し、各種電子機器の操作等に有用である。 The light-transmitting touch panel and the detection device using the same according to the present invention can detect proximity even from a place where a conductive object such as a finger is separated to some extent, has high detection accuracy of a pressed position, and clearly indicates proximity and pressure. This is advantageous in that it can be detected in a divided manner, and is useful for operations of various electronic devices.
11 上基板
12 上導電層
13 下基板
14 下導電層
16 スペーサ
17A〜17D 表面導電層
18A〜18D 電極
11 Upper substrate 12 Upper
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