JP2006343795A - Capacitance type coordinate input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操作者の指の座標位置と押圧操作の双方の検出が可能な静電容量式の座標入力装置に関する。 The present invention relates to a capacitive coordinate input device capable of detecting both the coordinate position of an operator's finger and a pressing operation.
静電容量式の座標入力装置としては、例えば以下に示す特許文献1、2などが存在している。 For example, Patent Documents 1 and 2 listed below exist as capacitive coordinate input devices.
特許文献1に示す座標入力装置は、マトリックス状に配置された複数のX電極とY電極を備えた表示シートの表面に、操作者の指を近づけて移動させると、指と各X電極、および指と各Y電極との間に形成される各静電容量が前記指の移動に応じて変化することを利用したものである。すなわち、指とX電極及びY電極との間に形成される各静電容量を電圧値としてそれぞれ検出するものである。そして、このようにして検出された各電圧値の時系列的な変化を所定のソフトウェアなどを用いて解析することにより前記指の移動方向を検出することが可能になる。 In the coordinate input device shown in Patent Document 1, when an operator's finger is moved close to the surface of a display sheet having a plurality of X electrodes and Y electrodes arranged in a matrix, the finger, each X electrode, and This utilizes the fact that each capacitance formed between the finger and each Y electrode changes according to the movement of the finger. That is, each capacitance formed between the finger and the X electrode and the Y electrode is detected as a voltage value. Then, it is possible to detect the moving direction of the finger by analyzing the time-series change of each voltage value detected in this way using predetermined software or the like.
また特許文献2に記載の入力装置は、上記の座標入力装置(位置検出手段)とスイッチ入力手段とを備えた構成である。この入力装置では、操作者が座標入力装置の表面シート上に形成された表示部を押圧すると、その下部に設けられた前記スイッチ入力手段を構成する反転部材が反転して接点部材に接触する構成であり、これにより操作者による前記押圧操作を検出することができるというものである。 Moreover, the input device described in Patent Document 2 is configured to include the coordinate input device (position detection unit) and the switch input unit. In this input device, when the operator presses the display unit formed on the top sheet of the coordinate input device, the reversing member constituting the switch input means provided in the lower portion is reversed to contact the contact member Thus, the pressing operation by the operator can be detected.
またその他の技術としては、例えば操作者に操作面上でタップ動作を行なわせるとともに、このとき得た時間的なデータ情報からソフトウェアを用いて押圧操作の有無を検出するというものも存在する。
しかし、上記特許文献1、2(特に特許文献2)に記載された入力装置では、指の座標位置を検出する位置検出手段と押圧操作を検出するスイッチ入力手段とが別部材で形成されている。このため、部品点数の増大し、製造コストを低下させ難いという問題がある。
さらには、構造が複雑化しやすく、薄型にしにくいなどの問題も有している。
However, in the input devices described in Patent Documents 1 and 2 (particularly Patent Document 2), the position detection means for detecting the coordinate position of the finger and the switch input means for detecting the pressing operation are formed as separate members. . For this reason, there is a problem that the number of parts increases and it is difficult to reduce the manufacturing cost.
Furthermore, there are problems such that the structure is easily complicated and it is difficult to make it thin.
また操作者が行なうタップ動作をソフトウェアを用いて解析して押圧操作の有無を検出するものでは、前記タップ動作のタイミングに時間的なずれがあると検出率が低くなるため誤動作しやすく、特に操作に不慣れなユーザーに操作性が悪いという印象を与え易くなるという問題がある。 In addition, in the case of detecting the presence or absence of a pressing operation by analyzing the tap operation performed by the operator using software, if the timing of the tap operation has a time lag, the detection rate is low, and malfunction is likely. There is a problem that it is easy to give an unfamiliar user an impression that the operability is bad.
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、簡単な構成で且つ確実に操作者の指の位置(座標入力機能)とこの指によるスイッチ入力(押圧操作検出機能)の双方を検出することが可能な静電容量式の座標入力装置を提供することを目的としている。 The present invention is for solving the above-described conventional problems, and detects both the position of the operator's finger (coordinate input function) and the switch input (pressing operation detection function) by this finger with a simple configuration. It is an object of the present invention to provide an electrostatic capacitance type coordinate input device capable of doing so.
また本発明は、部品点数および製造工程を少なくすることに適した薄型化の静電容量式の座標入力装置を提供することを目的としている。 It is another object of the present invention to provide a thin-film capacitive coordinate input device suitable for reducing the number of parts and the manufacturing process.
本発明は、第1の方向に延びるとともに前記第1の方向と直交する方向に沿って所定の配列ピッチで並設された複数の第1の導電線と、第2の方向に延びるとともに前記第2の方向と直交する方向に沿って所定の配列ピッチで並設された複数の第2の導電線と、前記複数の第1の導電線と前記複数の第2の導電線との間に設けられた絶縁層とを有する静電容量式の検出装置であって、
前記絶縁層には、平面的に見たときに前記第1の導電線と前記第2の導電線とが交差する交差部分に、貫通孔が対向して形成されていることを特徴とするものである。
The present invention includes a plurality of first conductive lines extending in a first direction and arranged in parallel at a predetermined arrangement pitch along a direction orthogonal to the first direction, and extending in a second direction and the first direction. Provided between the plurality of second conductive lines arranged in parallel at a predetermined arrangement pitch along a direction orthogonal to the direction of the second direction, and between the plurality of first conductive lines and the plurality of second conductive lines. A capacitance type detection device having an insulating layer formed,
The insulating layer is formed with through-holes facing each other at an intersection where the first conductive line and the second conductive line intersect when viewed in plan. It is.
本発明の静電容量式の座標入力装置では、絶縁層を介して互いに直交する第1の導電線と第2の導電線の各交差部分に貫通孔を形成して対向し合うようにしたため、操作者が行った押圧操作(例えば、決定ボタンの操作)を簡単且つ確実に検出することができる。 In the capacitance type coordinate input device of the present invention, through holes are formed at the intersections of the first conductive line and the second conductive line that are orthogonal to each other through the insulating layer so as to face each other. It is possible to easily and reliably detect a pressing operation performed by the operator (for example, a determination button operation).
上記において、前記第1の導電線が第1のシートの上面に形成されており、前記第2の導電線が第2のシートの下面に形成されていることを特徴とする。 In the above, the first conductive line is formed on the upper surface of the first sheet, and the second conductive line is formed on the lower surface of the second sheet.
また前記絶縁層が、前記第1のシート又は第2のシートに設けられていることを特徴とする。 Further, the insulating layer is provided on the first sheet or the second sheet.
さらには、前記第1のシートと前記第2のシートが一枚のシートを折り返すことにより形成されていることを特徴とする。 Furthermore, the first sheet and the second sheet are formed by folding a single sheet.
上記手段では、前記第1の導電線と第2の導電線を一枚のシートに形成することができるため、部分点数が少なく、また製造工程も少なくすることができる。 In the above means, since the first conductive line and the second conductive line can be formed on one sheet, the number of partial points can be reduced and the manufacturing process can be reduced.
また前記第1の導電線と前記第2の導電線とが、前記絶縁層を間に挟んだ状態で互いに直交し合うこと特徴とする。
上記手段では、平面座標上の位置における位置検出を容易とすることができる。
Further, the first conductive line and the second conductive line are perpendicular to each other with the insulating layer interposed therebetween.
With the above means, position detection at a position on a plane coordinate can be facilitated.
本発明の静電容量式の座標入力装置では、操作者の指の位置情報の検出と、押圧操作を簡単な構成で且つ確実に検出することができる。 According to the capacitive coordinate input device of the present invention, it is possible to reliably detect the position information of the operator's finger and the pressing operation with a simple configuration.
また本発明は、座標入力装置の部品点数を少なくすることができるともに、その製造工程も容易とすることができる。 Further, the present invention can reduce the number of parts of the coordinate input device and can facilitate the manufacturing process.
図1は本発明の第1の実施の形態としての静電容量式の座標入力装置を示す斜視図、図2は静電容量式の座標入力装置の内部構成の詳細を拡大して示す斜視図、図3は座標入力装置の一部を拡大して示す部分断面図である。なお、図2では第1のシートおよび絶縁層を実線で示し、第2のシートを一点鎖線で示している。 FIG. 1 is a perspective view showing a capacitive coordinate input device as a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged perspective view showing details of an internal configuration of the capacitive coordinate input device. FIG. 3 is an enlarged partial sectional view showing a part of the coordinate input device. In FIG. 2, the first sheet and the insulating layer are indicated by solid lines, and the second sheet is indicated by a one-dot chain line.
本発明の静電容量式の座標入力装置10の完成形は、図1に示すような薄型シート状であり、例えば図示しない携帯電話機の操作部などとして利用されるものである。
The completed form of the capacitive
図1に示すように、前記座標入力装置10のZ1側には操作面10Aが設けられており、操作者は前記操作面10A上に置いた指を図示X方向またはY方向に移動させることにより、あるいは前記操作面10A上の所定の位置で図示Z2方向に押下(押圧操作)することにより、所定の入力操作を行うことが可能とされるものである。
As shown in FIG. 1, an
座標入力装置10は、主として下層(Z2)側に設けられた第1のシート11、上層(Z2)側に設けられた第2のシート13およびとこれらの間に設けられた絶縁層12からなる3層構造であり、前記第2のシート13のZ1側の上面が前記操作面10Aとされている。
The
図2および図3に示すように、前記第1のシート11の表面(Z1側の面)には、X方向(第1の方向)に延びるとともに、このX方向と直交するY方向に沿って所定の配列ピッチP1で平行に並ぶ複数の第1の導電線14が並設されている。また第2のシート13の下面(Z2側の面)には、Y方向(第2の方向)に延びるとともにこのY方向と直交するX方向に沿って所定の配列ピッチP2で平行に並ぶ複数の第2の導電線15が並設されている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the surface (the surface on the Z1 side) of the
そして、前記絶縁層12は前記第1のシート11と第2のシート13との間に設けられている。前記絶縁層12は、例えば前記第1のシート11の表面にレジスト液を塗布し、硬化後のレジスト膜が前記複数の第1の導電線14を覆い隠すことにより形成することができる。前記絶縁層12の膜厚寸法は、数十〜数百μm程度と薄く形成されている。
The
図2に示すように、前記絶縁層12の表面には複数の貫通孔12aが形成されている。すなわち、前記第1のシート11の上に前記第2のシート13を積層させたときに前記複数の第1の導電線14と前記複数の第2の導電線15とが対向し合う各位置(交差部分に相当)αには、前記絶縁層12の一部を欠損させることによって形成した複数の貫通孔12aが設けられている。
As shown in FIG. 2, a plurality of through
このとき、前記絶縁層12の各貫通孔12aの一方の端部(Z1側の端部)にはいずれかの第1の導電線14が配置され、他方の端部(Z2側の端部)にはいずれかの前記第2の導電線15が配置されている。
At this time, one of the first
前記貫通孔12aは、例えばフォトレジストを用いて形成した前記絶縁層12上に所定形状の開口を有するマスクを載せた状態で露光し、且つ現像することにより形成することが可能である。
The through
なお、前記操作面10aの表面で、且つ前記複数の貫通孔12aとZ方向に対向する位置には、例えば「0」、「1」、「2」、「CLR」、「PWR/HLD」、・・・、「#」、「*」など各種の文字や記号からなるマーク部10aが印字又は刻印等されており、各マーク部を押下(押圧操作)することにより前記文字等に対応するデータ情報を前記座標入力装置10を介して携帯電話機の本体に入力することができるようになっている。
It should be noted that, for example, “0”, “1”, “2”, “CLR”, “PWR / HLD”, a position on the surface of the
図4は静電容量式の座標入力装置の検出駆動手段の構成を示すブロック図である。
図4に示すように、本実施の携帯に示す上記静電容量式の座標入力装置10を駆動するための検出駆動手段20は、主としてホストコンピュータ(以下、「ホスト」と称する。)21、前記座標入力装置10からの出力情報を得て座標を算出するための専用のLSI(ASIC(Application Specific Circuit)ともいう。)からなる算出手段22、切替え用のスイッチ手段23で構成されている。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the detection drive means of the capacitive coordinate input device.
As shown in FIG. 4, the detection drive means 20 for driving the capacitive
前記スイッチ手段23の入力部には複数の入力端子が設けられており、各入力端子には前記座標入力装置10の複数の第1の導電線14および第2の導電線15が接続されている。また前記スイッチ手段23の出力部は前記算出手段22の入力部に接続されている。
A plurality of input terminals are provided in the input section of the switch means 23, and a plurality of first
前記スイッチ手段23はいわゆるマルチプレクサである。前記ホスト21からの切り替え信号が、前記スイッチ手段23に与えられると、内部に設けられたスイッチ機構が動作し、前記算出手段22の入力部とスイッチ手段23の入力部に接続された回路とが所定の時間間隔で順次切り替えられて接続される。このため、前記算出手段22の入力部と個々の第1の導電線14および第2の導電線15の間が所定の周期で接続されるようになっている。
The switch means 23 is a so-called multiplexer. When a switching signal from the
前記第1の導電線14と前記第2の導電線15との間は、例えば一方がグランド電位(0v)、他方が5vのように、所定の電位差が生ずるように設定される。このため、前記算出手段22は前記スイッチ手段23の切替え動作により、すべての第1の導電線14と前記第2の導電線15の電位差を検知することが可能とされている。
A predetermined potential difference is set between the first
ホスト21は、前記切り替え信号を所定の時間間隔で前記スイッチ手段23に与えることにより、前記算出手段22を介して前記複数の第1の導電線14と複数の第2の導電線15との間のすべての組合せに対応する電位差を所定の周期で監視している。
The
このとき、操作者が前記座標入力装置10の操作面10Aに指を軽く触れると、この指の近傍に位置する前記第1の導電線14および前記第2の導電線15の静電容量が変化することに応じて前記電位差に変化が生じる。このため、この電位差の変化を前記算出手段22が検出して算出することにより、操作面10A上における指の位置を検出することが可能である。
At this time, when the operator lightly touches the
また操作面10Aに置かれた指を前記操作面10Aに沿って任意の方向、(操作面10A上のXY座標系におけるX方向および/またはY方向)に移動させると、前記指の移動にしたがって対応する前記第1の導電線14および前記第2の導電線15の電位差が連続的に変化させられる。このため、このような前記第1の導電線14および前記第2の導電線15の各電位差の時間的な変化の状況を、前記算出手段22で算出することにより、操作面10A上における指の移動位置、移動方向又は移動速度などの座標情報を検知することが可能である(座標検出機能)。
Further, when the finger placed on the
次に、操作者は操作面10A上の任意のマーク部10aの位置で指を押下すると、図3に示すように対応する前記第1の導電線14が、前記第1のシート11とともに図示Z2方向に凸状に撓み変形させられる。前記絶縁部12の膜厚寸法は薄いため、指を軽く押下すだけで、前記第1の導電線14とこれに対応する第2の導電線15とを前記貫通孔12aを介して接触させることができる。このとき、5v側の前記第2の導電線15がグランド側の第1の導電線14に短絡して共に同電位(0v)に設定されるため、前記算出手段22を介して前記ホスト21は操作者による押圧操作(スイッチ操作)が行われたことを検出することができる。しかも、複数の第1の導電線14と複数の第2の導電線15の組合せから、操作面10A上のどの位置で操作されたかの位置情報を確実且つ容易に検出することが可能である(押圧操作検出機能)。
Next, when the operator depresses a finger at the position of an
あるいは前記検出駆動手段20は、前記押圧操作が行われる直前および直後においては座標情報検出動作を連続的に行っている。このため、前記押圧操作が行われたことを検出したときの時間情報から、前記押圧操作の直前および直後の操作位置を求めることにより、前記押圧操作が操作面10A上のどの位置で行われたかの位置情報を検出するようにしてもよい。
Alternatively, the detection driving means 20 continuously performs coordinate information detection operation immediately before and after the pressing operation is performed. For this reason, by determining the operation position immediately before and immediately after the pressing operation from the time information when it is detected that the pressing operation has been performed, it is possible to determine at which position on the
そして、このようにして求めた位置情報から操作者が行った押圧操作に対応するマーク部10aの位置を特定し、ホスト21はこれに対するデータ情報を生成して前記携帯電話機の本体に入力することにより、前記携帯電話機本体では前記押圧操作に応じた情報を液晶表示装置などに表示することが可能となる。
Then, the position of the
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
図5は本発明の第2の実施の形態として示す静電容量式の座標入力装置の組立て前の状態を示す展開斜視図、図6は組立て工程の一部として図5の座標入力装置が折り返された後の状態を示す斜視図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a state before the assembly of the capacitance type coordinate input device shown as the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows the coordinate input device of FIG. 5 folded as a part of the assembly process. It is a perspective view which shows the state after being done.
図5に示す座標入力装置30は、例えば可撓性および絶縁性を有する1枚のシート31で形成されている。前記シート31は、図示Y1側に設けられた第1の領域(第1のシート)31Aと図示Y2側に設けられた第2の領域(第2のシート)31Bの2つの領域に分けられている。前記第1の領域31Aの表面(Z1側の面)には、Y方向(第1の方向)に延びるとともにこのY方向と直交するX方向に沿って所定の配列ピッチP2で平行に並ぶ複数の第1の導電線34が並設されている。同様に、前記第2の領域31Bの表面(Z1側の面)には、X方向(第2の方向)に延びるとともにこのX方向と直交するY方向に沿って所定の配列ピッチP1で平行に並ぶ複数の第2の導電線35が並設されている。この実施の形態では、6本の第1の導電線34が設けられ、8本の第2の導電線35が設けられている。
A coordinate
前記第1の領域31Aの表面には、前記複数の第1の導電線34を多い隠す絶縁層32が設けられている。この絶縁層32は、上記第1の実施の形態に示すものと同じフォトレジスト膜などで形成されており、この絶縁層32には上記同様の貫通孔32aがマトリックス状に形成されている。各貫通孔32aは、前記第1の導電線34と対向する位置に、X方向の配列ピッチをP2、Y方向の配列ピッチをP1として形成されている。このため、図示Z1側からシート31を見ると、前記貫通孔32aを介して各第1の導電線34を部分的に覗けるようになっている。
On the surface of the
図5および図6に示すように、前記シート31は、図示Y方向の中間部分(前記第1の領域31Aと前記第2の領域31Bとの中間)の仮想折曲線Q−Qにおいて折り曲げられる。このとき、前記第1の領域31Aと前記第2の領域31Bとが対向する領域には前記絶縁層32が設けられた状態で接着剤などを用いて固定される。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
前記第1の領域31Aと前記第2の領域31Bとは所定の手段を用いて位置決めされた状態でZ方向に重ねられている。このため、前記シート31を平面的に見た場合、すなわち図示Z1側からZ2方向にシート31を見た場合又は図示Z2側からZ1方向にシート31を見た場合においては、前記6本の第1の導電線34と前記8本の第2の導電線35とが、6×8=48箇所の交差部分を形成する構成である。
The
そして、前記48箇所の交差部分においては、各貫通孔32aの一方の端部(Z2側)には前記第1の導電線34が配置され、他方の端部(Z1側)には前記第2の導電線34が配置されている。
At the 48 intersections, the first
なお、第2の実施の形態では、図5において例えば前記第2の領域31BのZ2側の面が操作面30Aを形成している。そして、この操作面30Aの表面で、且つ前記複数の貫通孔32aとZ方向に対向する位置にマーク部30aが設けられる。
In the second embodiment, for example, the surface on the Z2 side of the
組立て後の座標入力装置30は、前記第1の実施の形態に示す座標入力装置10とほぼ同じ構成である。このため上記同様の検出駆動手段20を用いることにより、座標位置検出および押圧操作の検出が可能である。
The assembled coordinate
ただし、第2に実施の形態では、一枚のシート31を折り返すことにより、座標入力装置30を製造することができるため、2枚のシート(第1のシート14と第2のシート15)を用いる第1の実施の形態に比較して部品点数を少なくすることができる。また前記第1の導電線34および第2の導電線35は前記シート31の同一面上(図5ではZ1側の面上)に形成することができるため、一度の工程で同時に形成することが可能となる。このため、第1の実施の形態のように2枚のシートを用いる場合に比較して、その製造工程を容易とすることができる。
However, in the second embodiment, since the coordinate
上記各実施の形態では、絶縁層が一方のシート(第1のシート)側に設けられた構成を示して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、前記絶縁層は、前記第2のシート上において前記第2の導電線15を覆うように形成されているものであってもよい。
In each of the above embodiments, the configuration in which the insulating layer is provided on one sheet (first sheet) side has been described, but the present invention is not limited to this, and the insulating layer includes the first layer. It may be formed so as to cover the second
また上記各実施の形態では、平面的に見たときに、第1の導電線と第2の導電線が絶縁層を挟んで互いに90°の角度で直交するように配置(マトリックス状に配置)されたものとして説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、その他の角度で交差するものであってもよい。 In each of the above embodiments, the first conductive line and the second conductive line are arranged so as to be orthogonal to each other at an angle of 90 ° with the insulating layer interposed therebetween when viewed in plan (arranged in a matrix). However, the present invention is not limited to this, and may intersect at other angles.
10 座標入力装置
10A 操作面
10a マーク部
11 第1のシート
12 絶縁層
12a 貫通孔
13 第2のシート
14 第1の導電線
15 第2の導電線
20 検出駆動手段
21 ホスト(コンピュータ)
22 算出手段
23 スイッチ手段
30 座標入力装置
30A 操作面
30a マーク部
31 シート
31A 第1の領域(第1のシート)
31B 第2の領域(第2のシート)
32 絶縁層
32a 貫通孔
P1,P2 配列ピッチ
DESCRIPTION OF
22 Calculation means 23 Switch means 30 Coordinate
31B 2nd area | region (2nd sheet | seat)
32
Claims (5)
前記絶縁層には、平面的に見たときに前記第1の導電線と前記第2の導電線とが交差する交差部分に、貫通孔が対向して形成されていることを特徴とする静電容量式の座標入力装置。 A plurality of first conductive lines extending in a first direction and arranged in parallel at a predetermined arrangement pitch along a direction orthogonal to the first direction, and extending in a second direction and the second direction; A plurality of second conductive lines arranged in parallel at a predetermined arrangement pitch along an orthogonal direction, and an insulating layer provided between the plurality of first conductive lines and the plurality of second conductive lines A capacitance type detection device comprising:
The insulating layer is formed with a through hole facing the intersection where the first conductive line and the second conductive line intersect when viewed in a plan view. Capacitance type coordinate input device.
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JP2019003685A (en) * | 2018-09-11 | 2019-01-10 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Method for manufacturing capacitive touch panel |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |