JP2006344195A - Capacitance type coordinate detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話機などの情報端末機器に搭載される座標検出装置に係わり、特に高精度での検出が可能な検出領域の面積を大きくすることができる静電容量式の座標検出装置に関する。 The present invention relates to a coordinate detection device mounted on an information terminal device such as a mobile phone, and more particularly to a capacitance-type coordinate detection device capable of increasing the area of a detection region that can be detected with high accuracy.
図8は従来の静電容量式の座標検出装置を示す平面図である。図8に示す静電容量式の座標検出装置120では、誘電体で形成されたフィルム状の基材シート121を有している。図8に示すように、基材シート121の裏面には、Y方向に延びるとともにX方向へ所定の間隔を開けて配置された複数のX検出電極(Y方向へ延びる電極であって、導電体の接触または接近位置のX座標を検出する電極)101x,102x,103x,104x,105x,106xと、同じくY方向に延びるとともにX方向へ所定の間隔を開け、且つ前記個々のX検出電極の間に配置された複数のコモン電極101k,102k,103k,104k,105kとが互いに接触しないように配線されている。前記各コモン電極101k,102k,103k,104k,105kはY2側の端部で一つに接続されており、コモン電極100Kとして基材シート121の外部に引き出されている。
FIG. 8 is a plan view showing a conventional electrostatic capacitance type coordinate detection apparatus. The capacitance type
また図8に破線で示すように、基材シート121の表面には、X方向に延びるとともにY方向へ所定の間隔を開けて配置された複数のY検出電極(X方向へ延びる電極であって、導電体の接触または接近位置のY座標を検出する電極)101y,102y,103y,104y,105y,106y,107y,108yが設けられている。なお、図8では基材シート121の裏面に設けられた前記コモン電極101k,102k,103k,104k,105kを実線で示している。
Further, as shown by a broken line in FIG. 8, a plurality of Y detection electrodes (electrodes extending in the X direction) that extend in the X direction and are arranged at a predetermined interval in the Y direction on the surface of the
基材シート121の一方に設けられた複数のX検出電極101x,102x,103x,104x,105x,106xと、他方に設けられた複数のY検出電極101y,102y,103y,104y,105y,106y,107y,108yとは、前記基材シート121の両面において互いに垂直に交差するように配置されている。
A plurality of
図8に示すように、前記コモン電極101k,102k,103k,104k,105kには、X方向の両側に向かって所定の長さ寸法で直線状に延びるコモン枝電極122が複数形成されている。個々のコモン枝電極122は、Y方向に一定の間隔を開けて前記各コモン電極101k,102k,103k,104k,105kに交差するように設けられており、両側(X1およびX2)方向の先端は基本的に前記X検出電極101x,102x,103x,104x,105x,106xに交差する寸前の位置まで延びている。
As shown in FIG. 8, the
図8に示すように、前記X検出電極101x,102x,103x,104x,105x,106xは、Y1側の端部でそれぞれ引き出し部101xa,102xa,103xa,104xa,105xa,106xaに接続され、この引き出し部101xa,102xa,103xa,104xa,105xa,106xaを介して、図示しない制御用ICに接続されている。
As shown in FIG. 8, the
また前記Y検出電極101y,102y,103y,104y,105y,106y,107y,108yは、X1側の端部でそれぞれ引き出し部101ya,102ya,103ya,104ya,105ya,106ya,107ya,108yaに接続され、この引き出し部101ya,102ya,103ya,104ya,105ya,106ya,107ya,108yaを介して図示しない制御用ICに接続されている。
The
図8に示す座標検出装置120では、複数のコモン電極101k,102k,103k,104k,105kと、このコモン電極101k,102k,103k,104k,105kとX方向に隣接する2つのX検出電極101x,102x,103x,104x,105x,106xとの間は、それぞれの静電容量Cで結合された状態にある。このため、前記X検出電極101x,102x,103x,104x,105x,106xに対してパルス状の電圧Vinを印加すると、前記コモン電極101k,102k,103k,104k,105kには静電容量Cを通して前記電圧Vinが印加される。
In the
この状態から、前記座標検出装置120上に指など接地状態にあって導電体である導電体を接触又は接近させると、前記コモン電極101k,102k,103k,104k,105kと前記X検出電極101x,102x,103x,104x,105x,106x間に印加されている電荷が前記導電体に誘導されるため、前記静電容量Cが減少させられ、前記X検出電極101x,102x,103x,104x,105x,106xからは前記静電容量Cの変化に応じた検出電圧Voutが出力される。前記検出電圧Voutは、導電体とX検出電極との距離に対応して変化するため、X検出電極101x,102x,103x,104x,105x,106xの電圧値を、一定の周期で順次検出することにより、導電体のX方向の座標位置を決定することが可能となっている。
From this state, when a conductor, such as a finger, is in contact with or close to the
一方、前記コモン電極101k,102k,103k,104k,105kには形成された複数のコモン枝電極22と、その間に設けられた前記Y検出電極101y,102y,103y,104y,105y,106y,107y,108yとは互いに対向しているため、前記コモン枝電極122とY方向に隣接する2つのY検出電極との間にも上記同様の静電容量Cがそれぞれ形成されている。よって、X検出電極の場合同様に、コモン電極K側に所定周期のパルス電圧Vinを与えるとともに、前記Y検出電極101y,102y,103y,104y,105y,106y,107y,108yから出力される検出電圧Voutを所定の周期で順次検出することにより、導電体のY方向の座標位置を決定することが可能である。
On the other hand, a plurality of
図8に示す座標検出装置120は、前記基材シート121が平面形状の状態で、情報端末機器のケース部内に固定された状態で、情報端末機器に搭載される。
The
このように、静電容量式の座標検出装置が平面形状の状態で情報端末機器に搭載される思想は、以下に示す特許文献1に開示されている。
図8に示すような従来の静電容量式の座標検出装置120では、図8に示すように、隣り合う前記引き出し部101xa,102xa,103xa,104xa,105xa,106xa間の間隔は、前記X検出電極101x,102x,103x,104x,105x,106x間の間隔よりも小さく形成され、しかも、引き出し部101xa,102xa,103xa,104xa,105xa,106xaが、前記X検出電極101x,102x,103x,104x,105x,106xを有する操作領域の近くで、これらX検出電極と直交する方向に延びている。
In the conventional electrostatic capacitance type
そのため、操作領域において、指などの導電体がY1方向の端部まで移動すると、この導電体が引き出し部101xa,102xa,103xa,104xa,105xa,106xaに接近し、引き出し部の電荷が導電体に誘導され、X座標方向での位置検出に誤りが生じやすくなる。 Therefore, when a conductor such as a finger moves to the end in the Y1 direction in the operation region, the conductor approaches the lead-out portions 101xa, 102xa, 103xa, 104xa, 105xa, and 106xa, and the charge in the lead-out portion is transferred to the conductor. It is induced and an error is likely to occur in position detection in the X coordinate direction.
また、前記引き出し部101ya,102ya,103ya,104ya,105ya,106ya,107ya,108yaは、前記Y検出電極101y,102y,103y,104y,105y,106y,107y,108yのX1側の端部から斜めに交叉する方向へ延びている。
The lead-out portions 101ya, 102ya, 103ya, 104ya, 105ya, 106ya, 107ya, 108ya are inclined from the end of the
そのため、操作領域において、前記導電体がX1方向の端部まで移動すると、導電体が、斜めに延びる引出し部に接近するため、Y座標方向での位置検出に誤りが生じやすくなる。 For this reason, when the conductor moves to the end in the X1 direction in the operation region, the conductor approaches the drawer portion extending obliquely, so that an error is likely to occur in position detection in the Y coordinate direction.
また、前記引き出し部101xa,102xa,103xa,104xa,105xa,106xaを、操作領域から大きく距離を空けて配線し、あるいは前記引き出し部101ya,102ya,103ya,104ya,105ya,106ya,107ya,108yaを操作領域から大きく距離を空けて配線することにより、前記誤検出を低減しあるいは防止することは可能である。しかし、このように形成すると、前記基材シート121の面積を大きくする必要があるため、前記座標検出装置120が大型となってしまうため、小型の情報端末機器に搭載するには適さなくなる。
Further, the lead portions 101xa, 102xa, 103xa, 104xa, 105xa, 106xa are wired at a large distance from the operation area, or the lead portions 101ya, 102ya, 103ya, 104ya, 105ya, 106ya, 107ya, 108ya are operated. It is possible to reduce or prevent the false detection by wiring at a large distance from the region. However, if formed in this way, the area of the
本発明は前記従来の課題を解決するものであり、高精度での検出が可能な検出領域の面積を大きくすることができる静電容量式の座標検出装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a capacitance type coordinate detection apparatus capable of increasing the area of a detection region that can be detected with high accuracy.
本発明は、絶縁材料で形成され導電体が接触しまたは接近する操作側の表面およびこれと逆側の裏面とを有する基板と、前記表面または裏面上に位置し一方向へ向けて平行に延びる複数の検出電極と、前記表面または裏面上に位置し前記検出電極と間隔を空けて配置されたコモン電極とを有し、前記表面に導電体が接触しまたは接近したときに、前記検出電極と前記コモン電極との間の静電容量が変化する座標検出装置において、
前記基板は、前記検出電極と連続する引き出し部が位置する配線領域を有し、前記配線領域では、前記引き出し部が、前記検出電極の延びる方向に対し交叉する方向に延びており、
前記引き出し部が前記表面に接触する前記導電体から離れるように、前記基板が変形していることを特徴とするものである。
The present invention includes a substrate formed of an insulating material and having an operation-side surface to which a conductor contacts or approaches and a back surface opposite to the substrate, and a substrate positioned on the front surface or the back surface and extending in parallel in one direction. A plurality of detection electrodes, and a common electrode positioned on the front surface or the back surface and spaced from the detection electrode, and when a conductor contacts or approaches the surface, the detection electrodes In the coordinate detection device in which the capacitance between the common electrode changes,
The substrate has a wiring region in which a lead portion continuous with the detection electrode is located, and in the wiring region, the lead portion extends in a direction intersecting with a direction in which the detection electrode extends,
The substrate is deformed so that the lead portion is separated from the conductor contacting the surface.
この場合、前記検出電極は、基板の表面と裏面の一方の面に設けられたX検出電極と、他方の面に設けられて前記X検出電極と直交して延びるY検出電極とを有し、
前記基板には、前記X検出電極と連続する前記引き出し部が位置する配線領域と、前記Y検出電極と連続する前記引き出し部が位置する配線領域とを有しており、少なくとも一方の引き出し部が前記導電体から離れるように、前記基板が変形しているものとして構成することができる。
In this case, the detection electrode includes an X detection electrode provided on one surface of the front surface and the back surface of the substrate, and a Y detection electrode provided on the other surface and extending orthogonally to the X detection electrode,
The substrate has a wiring region in which the lead portion continuous with the X detection electrode is located, and a wiring region in which the lead portion continuous with the Y detection electrode is located, and at least one lead portion has The substrate can be configured to be deformed so as to be separated from the conductor.
また、前記基板は可撓性基板であり、前記基板は、前記検出電極とコモン電極が位置する平面状の操作領域と、前記配線領域とを有しており、前記操作領域と前記配線領域との境界部に設定された折り曲げ線を介して、前記配線領域が折り曲げられているものが好ましい。 The substrate is a flexible substrate, and the substrate includes a planar operation region in which the detection electrode and the common electrode are located, and the wiring region. The operation region, the wiring region, It is preferable that the wiring region is bent through a bend line set at the boundary.
上記において、前記操作領域に対する前記配線領域の折り曲げ角度が90度であるものとして構成することがさらに好ましい。 In the above, it is more preferable that the bending angle of the wiring area with respect to the operation area is 90 degrees.
本発明の座標検出装置では、検出電極から連続する引き出し部が位置する配線領域が、基板の操作側表面から離れるように、前記基板が変形している。したがって、導電体と配線領域との距離を大きくすることができ、導電体によって、配線領域の引き出し部が検出動作に影響を与えるのを防止できる。また、座標検出装置の平面形状を小さくでき、小型の機器への搭載に適したものとなる。 In the coordinate detection apparatus of the present invention, the substrate is deformed so that the wiring region where the lead portion continuous from the detection electrode is located is separated from the operation side surface of the substrate. Therefore, the distance between the conductor and the wiring region can be increased, and the conductor can prevent the lead-out portion of the wiring region from affecting the detection operation. Further, the planar shape of the coordinate detection device can be reduced, and it is suitable for mounting on a small device.
以下本発明の実施の形態について図面を参照にしつつ説明する。
図1は本発明の座標検出装置が搭載される情報端末機器としての携帯電話機を示す平面図、図2は図1のII−II線断面図、図3は図1のIII−III線断面図、図4は本発明の実施の形態として座標検出装置を構成する基材シートと電極パターンを裏面から見た状態を示す平面図、図5は基材シートの表面に形成されたY検出電極の電極パターンを図4と同じ方向から透視して見た状態を示す平面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a plan view showing a mobile phone as an information terminal device on which the coordinate detection device of the present invention is mounted, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. FIG. 4 is a plan view showing a state in which the base sheet and the electrode pattern constituting the coordinate detection device are viewed from the back side as an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view of the Y detection electrode formed on the surface of the base sheet. It is a top view which shows the state which saw the electrode pattern seeing through from the same direction as FIG.
図1は、主として情報端末機器としての携帯電話機10の操作部11を示している。図1に示すように操作部11には一般的なキー配列からなる複数の操作キー(操作部材)12が配列されている。図2に示すように、前記操作部11は上部ケース11Aと下部ケース11Bとが一体的に組み合わされている。前記上部ケース11Aには複数の開口穴11A1が形成されており、前記操作キー12の表面であるキートップ12aがこれらの開口穴11A1から外部に露出されている。前記キートップ12aには、文字、記号あるいは図形などが印字されている。
FIG. 1 mainly shows an
前記携帯電話機10では、前記上部ケース11Aの上面11A2と、前記操作キー12の表面である前記キートップ12aが、例えば指などの導電体40を接触させまたは接近させる操作面となる。
In the
前記操作キー12は透明または半透明な合成樹脂で形成されており、例えば各操作キー12がフープ部(図示せず)を介して一体的に連結されたキーマットとして形成されている。各操作キー12は、前記本体側となるキーマットに対し、前記フープ部を介して図示Z1−Z2方向に弾性変形可能な状態で連結されている。
The
各操作キー12の下方側(図示Z2方向側)には透明または半透明な合成樹脂で形成されたステムマット17が形成されている。前記ステムマット17には、例えば円柱形状に構成された複数のステム(押圧凸部)17aが一体的に突出形成されており、このステム17aは装置内部方向(図示Z2方向)に延びている。
A
前記操作キー12は、前記ステム17aと上下方向(図示Z1−Z2方向)で対向する位置に形成されている。
The
前記下部ケース11Bには回路基板13が固定されており、この回路基板13には複数の電子部品15と光源14が設けられている。前記操作キー12と上下方向で対向する前記ステム17aの先端が、各電子部品15に対向するように配置されている。
A
前記電子部品15は、例えばドーム形状からなる金属製の反転板と接触電極とを有している。前記反転板の基端部は回路基板13に設けられたリング状の電極に固定されており、反転板の内面が接触電極に対向している。前記反転板が反転し、反転板の内面が前記接触電極に接触することにより、前記接触電極とリング状電極とが導通させるスイッチ構造となっている。また前記光源14はLEDなどで構成されており、前記電子部品15の周囲に設けられている。そして、前記操作キー12を押下したときに、前記ステム17aが前記電子部品15の反転板を反転動作させることができるため、操作者に心地よいクリック感を与えることができる。
The
図2に示すように、操作部11の内部には座標検出装置20が設けられており、座標検出装置20は接着剤や接着テープなどの接合手段(図示せず)を介して前記ステムマット17の下面に固定されている。
As shown in FIG. 2, a coordinate
図4は前記座標検出装置20を構成する基材シートと電極パターンを裏面21dから見た状態を示す平面図である。前記座標検出装置20は、図4に示す裏面21dと逆側の表面21eが図2および図3に示す上方(図示Z1方向)に向けられ、この表面21eの逆側の裏面21dが、図2および図3に示す下方(図示Z2方向)に向けられて前記携帯電話機10に搭載されている。したがって、図2および図3に示す実施形態では、前記表面21eが、面11A2と、前記操作キー12の表面である前記キートップ12aで構成される操作面に対向している。そのため、前記表面21eが、前記導電体40と接触または接近する操作側の面となる。ただし、前記裏面21dが前記操作領域側に位置するように前記携帯電話機10に搭載されても良く、この場合は前記裏面21dが、前記導電体40が接触または接近する操作側の面となる。
FIG. 4 is a plan view showing a state in which the base material sheet and the electrode pattern constituting the coordinate
図4に示すように、前記座標検出装置20は可撓性に優れたフィルム状の基材シート21を有している。なお、前記基材シート21が本発明の基板を構成し、この基材シート21は絶縁材料で形成されている。図2および図4に示すように、基材シート21には、前記ステム17aを通過させるための挿通穴21aや、光源14が発した光を前記ステムマット17を介して前記操作キー12の背面に導く通路として機能する通路穴21bが形成されている。また、基材シート21を固定するための取付け穴21cが形成されている。図4では、太線の正方形が前記挿通穴21aを、同じく太線の長方形が前記通路穴21bを示し、また丸型の穴が前記取付け穴21cを示している。
As shown in FIG. 4, the coordinate
前記光源14から発せられた光は、前記通路穴21bを通路として通過することができるため、透明樹脂あるいは半透明樹脂で形成された前記ステムマット17を介して前記操作キー(操作部材)12の背面を明るく照らし出すことができる。この場合、前記照明用の光源14を前記基材シート21に形成された通路穴21bに対向させて配置すると、暗闇の中でもキートップ12aに印字等されている前記文字、文字、記号あるいは図形をはっきりと認識させることが可能である。
Since the light emitted from the
なお、前記ステムマット17に、前記光源14からの光が通過するための通路穴を形成しても良い。この場合、前記ステムマット17は透明または半透明でなくても良い。また、前記光源14を形成しなくても良いが、この場合では前記ステムマット17が透明または半透明でなくても良い。
A passage hole for allowing light from the
図4に示すように、前記基材シート21の裏面21d上に位置するように、Y方向に延びるとともにX方向へ所定の間隔を開けて配置された複数のX検出電極(Y方向へ延びる電極であって、導電体40の接触または接近位置のX座標を検出する電極)1x,2x,3x,4x,5x,6xが設けられている。また前記基材シート21に形成されている挿通穴21aや通路穴21bを避けながら全体としてY方向に延びる複数のコモン電極1k,2k,3k,4k,5k(コモン電極K)が、X検出電極1x,2x,3x,4x,5x,6xに対して接触しない位置で且つX方向へ間隔を開けて配置されている。
As shown in FIG. 4, a plurality of X detection electrodes (electrodes extending in the Y direction) are arranged in the Y direction and at predetermined intervals in the X direction so as to be positioned on the
なお、図4では主としてハッチング無しの実線が基材シート21の前記裏面21dに形成されたX検出電極1x,2x,3x,4x,5x,6xを示し、ハッチング有りの実線が前記裏面21dに形成されたコモン電極1k,2k,3k,4k,5kを示している。
In FIG. 4, the solid lines without hatching mainly indicate the
図4に破線で示し図5で実線で示すように、基材シート21の表面21e上には、X方向に延びるとともにY方向へ所定の間隔を開けて配置された複数のY検出電極(X方向へ延びる電極であって、導電体40の接触または接近位置のY座標を検出する電極)1y,2y,3y,4y,5y,6y,7y,8yが、前記X検出電極1x,2x,3x,4x,5x,6xと直交して延びるように設けられている。
As shown by a broken line in FIG. 4 and a solid line in FIG. 5, a plurality of Y detection electrodes (X that extend in the X direction and are arranged at predetermined intervals in the Y direction on the
前記コモン電極1kは図示Y方向に並ぶとともに前記Y検出電極1y,2y,3y,4y,5y,6y,7y,8yのそれぞれに対し部分的に平行に対向するコモン対向電極1k2,1k3,1k4,1k5,1k6,1k7,1k8を有し、図示左端側でY方向に延びている。同様に前記コモン電極2kは、各Y検出電極1yないし8yのそれぞれに対し部分的に平行に対向するコモン対向電極2k1,2k2,2k3,2k4,2k5,2k6,2k7,2k8を有し、同様に前記コモン電極3kは各Y検出電極1yないし8yのそれぞれに対し部分的に平行に対向するコモン対向電極3k2,3k3,3k4,3k5,3k6,3k7,3k8を有し、同様に前記コモン電極4kは各Y検出電極1yないし8yのそれぞれに対し部分的に平行に対向するコモン対向電極4k1,4k2,4k3,4k4,4k5,4k6,4k7,4k8を有し、同様に前記コモン電極5kは各Y検出電極1yないし8yのそれぞれに対し部分的に平行に対向するコモン対向電極5k2,5k3,5k4,5k5,5k6,5k7,5k8を有している。
The common electrodes 1k are arranged in the Y direction in the drawing and are opposed to the
前記各コモン電極1k,2k,3k,4k,5kは、図示Y2側のコモン対向電極1k8,2k8,3k8,4k8,5k8で接続されている。コモン電極K(コモン電極1k,2k,3k,4k,5k)のうちのコモン電極4kのY2側の端部(コモン対向電極4k1)から接地用の引き出し部28が延びており、後述する制御用IC(制御手段)50に接続されている。
The
またコモン電極1kでは、Y方向に隣接するコモン対向電極1k8とコモン対向電極1k7とがY方向に延びるコモン対向電極1kaで連結され、コモン対向電極1k6とコモン対向電極1k5とがコモン対向電極1kbで連結され、コモン対向電極1k4とコモン対向電極1k3とがコモン対向電極1kcで連結され、コモン対向電極1k5とコモン対向電極1k4とがコモン対向電極1kcで連結されている。そして、コモン対向電極1k2からはY方向に延びるコモン対向電極1kdが設けられている。なお、Y方向に延びる前記コモン対向電極1ka,1kb,1kcおよび1kdとX検出電極1xとが部分的に対向し、これらの間に静電容量が形成される。 In the common electrode 1k, the common counter electrode 1k8 and the common counter electrode 1k7 adjacent in the Y direction are connected by the common counter electrode 1ka extending in the Y direction, and the common counter electrode 1k6 and the common counter electrode 1k5 are connected by the common counter electrode 1kb. The common counter electrode 1k4 and the common counter electrode 1k3 are connected by the common counter electrode 1kc, and the common counter electrode 1k5 and the common counter electrode 1k4 are connected by the common counter electrode 1kc. A common counter electrode 1kd extending in the Y direction is provided from the common counter electrode 1k2. The common counter electrodes 1ka, 1kb, 1kc, and 1kd extending in the Y direction and the X detection electrode 1x partially face each other, and a capacitance is formed therebetween.
一対のコモン対向電極1k7とコモン対向電極1k6、一対のコモン対向電極1k5とコモン対向電極1k4、および一対のコモン対向電極1k3とコモン対向電極1k2は互いに平行な状態で対向配置されており、平行電極を形成している。 A pair of common counter electrode 1k7 and common counter electrode 1k6, a pair of common counter electrode 1k5 and common counter electrode 1k4, and a pair of common counter electrode 1k3 and common counter electrode 1k2 are arranged to face each other in parallel. Is forming.
そして、前記X検出電極1xにはX方向に延びる複数のコモン枝電極22が形成されており、各コモン枝電極22はそれぞれ一対のコモン対向電極により形成された平行電極間に対向配置され、第1の容量調整部が形成されている。
A plurality of
またX方向電極2xにはX1およびX2方向に延びる複数のコモン枝電極22が形成されており、各コモン枝電極22はそれぞれコモン電極1kまたはコモン電極2kに一対のコモン対向電極で形成された平行電極間に対向配置され、第2の容量調整部が形成されている。
The X-direction electrode 2x is formed with a plurality of
ここで、コモン電極1kを基準コモン電極BKとすると、X検出電極1xが第1の検出電極XR、X検出電極2xが第2の検出電極XLに相当する。このため、第1の容量調整部と前記第2の容量調整部とにより、基準コモン電極(コモン電極1k)と第1の検出電極(X検出電極1x)および第2の検出電極(X検出電極2x)間の総合的な合成容量Cの変動を低く抑えること、すなわち各電極間に形成される合成容量Cを一定に維持することができるようになっている。
なお、このような関係は、他のコモン電極と他のX検出電極との間でも同様である。
Here, if the common electrode 1k is a reference common electrode BK, the X detection electrode 1x corresponds to the first detection electrode XR, and the X detection electrode 2x corresponds to the second detection electrode XL. For this reason, a reference common electrode (common electrode 1k), a first detection electrode (X detection electrode 1x), and a second detection electrode (X detection electrode) are formed by the first capacitance adjustment unit and the second capacitance adjustment unit. 2x), it is possible to keep the fluctuation of the total composite capacitance C low, that is, to keep the composite capacitance C formed between the electrodes constant.
Such a relationship is the same between other common electrodes and other X detection electrodes.
一方、X方向に直線的に延びるY検出電極8yでは、前記Y検出電極8yの図示Y1側と各コモン対向電極1k8,3k8,5k8との間に静電容量が形成され、前記Y検出電極8yの図示Y2側とコモン対向電極2k8,4k8との間に静電容量が形成される。すなわち、5つのコモン対向電極1k8,2k8,3k8,2k8,4k8,5k8が前記Y検出電極8yの両側の位置で交互に対向し、これらの間に所定の静電容量が形成される。
On the other hand, in the
同様に、迂回路26,26を有するY検出電極7yにおいても、5つのコモン対向電極1k7,2k7,3k7,2k7,4k7,5k7が前記Y検出電極7yの両側の位置で交互に対向し、これらの間に所定の静電容量が形成される。以下同様に、Y検出電極1yを除くY検出電極6y,5y,4y,3y,2yについても5箇所のコモン対向電極を介して所定の静電容量を形成されるようになっている。
Similarly, in the
図4に示すように、基材シート21には各X検出電極とコモン電極K間および各Y検出電極とコモン電極Kの間に所定のサンプリング周期の電圧を印加し、個々の静電容量の変位を検出するための制御用IC50が設けられている。前記基材シート21の裏面21dに形成された各X検出電極1x,2x,3x,4x,5x,6xには、図示Y2側のそれぞれの端部から前記制御用IC50の接続端子まで延びる複数の引き出し部27が形成されている。複数の引き出し部27は、それぞれX検出電極1x,2x,3x,4x,5x,6xと直交する方向へ延びている。
As shown in FIG. 4, a voltage of a predetermined sampling period is applied to the
また図4および図5に示すように、基材シート21の前記表面21eでは、Y検出電極1y,2y,3y,4yが図示X2側のそれぞれの端部から延びる複数の引き出し部29aを介して、Y検出電極5y,6y,7y,8yが図示X1側のそれぞれの端部から延びる複数の引き出し部29bを介して、それぞれ制御用IC50に接続されている。前記引き出し部29aと前記引き出し部29bは、それぞれY検出電極5y,6y,7y,8yと直交する方向へ延びている。
As shown in FIGS. 4 and 5, on the
なお、図5は、基材シート21の前記表面21eに形成されたY検出電極の電極パターンを、前記裏面21dから見た状態を示す平面図であるため、前記表面21eに形成された前記Y検出電極1y,2y,3y,4y,5y,6y,7y,8y、および前記引き出し部29aおよび29bは破線で示されるべきものであるが、図5では構造を分かり易くするため、前記Y検出電極1y,2y,3y,4y,5y,6y,7y,8y、および前記引き出し部29aおよび29bを実線で示している。
5 is a plan view showing a state in which the electrode pattern of the Y detection electrode formed on the
前記座標検出装置20では、複数のコモン電極1k,2k,3k,4k,5kのうちのいずれか1つ、例えばコモン電極3kを基準コモン電極とすると、この基準コモン電極3kに隣接する一方の側(例えば右側)に位置するX検出電極は4x、他方(左側)に位置するX検出電極は3xとなる。
In the coordinate
図示しない発振手段などを用いて前記X検出電極1x,2x,3x,4x,5x,6xに対してパルス状の電圧Vinを印加すると、前記基準コモン電極3kとX検出電極3xとの間に所定の静電容量C1が形成され、前記基準コモン電極3kとX検出電極4xと間に所定の静電容量C2が形成される。
When a pulsed voltage Vin is applied to the
なお、基準コモン電極3kとX検出電極3xとの間の電極間距離dおよび電極間の対向長さ寸法が、基準コモン電極3kとX検出電極4xとの間の電極間距離dおよび電極間の対向長さ寸法と等しい場合には、両静電容量はC1=C2となり、両電極間はバランス調整された状態にある。 The inter-electrode distance d between the reference common electrode 3k and the X detection electrode 3x and the opposing length between the electrodes are such that the inter-electrode distance d between the reference common electrode 3k and the X detection electrode 4x and the distance between the electrodes. When equal to the opposing length dimension, both capacitances are C1 = C2, and the balance between both electrodes is in a state of adjustment.
この状態から、前記基準コモン電極3kが形成された前記表面21e上に、指など接地状態にあって導電体である導電体40を接触又は接近させると、前記基準コモン電極3kと前記X検出電極3x、4x間に印加されている電荷が前記導電体40に誘導されるため、前記静電容量C1,C2が減少させられる。このため、前記X検出電極3x、4xからは前記静電容量C1,C2の変化に応じた検出電圧Voutが出力される。前記検出電圧Voutは、導電体40とX検出電極との距離が近いほどが小さな電圧値として出力される。すなわち、X検出電極3x,4xから出力される電圧値が最も小さく、それ以外のX検出電極1x,2x,5xから出力される電圧値は大きいままである。このため、X検出電極1x,2x,3x,4x,5x,6xの電圧値を、一定の周期で順次検出することにより、前記表面21e内における導電体40のX方向の座標位置(前記裏面21dが前記操作領域側に位置するように前記携帯電話機10に搭載された場合の前記裏面21d内における前記導電体40のX座標の位置)を決定することが可能となっている。
From this state, when the
一方、前記コモン電極1k,2k,3k,4k,5kには、コモン対向電極1k2ないし1k8、2k1ないし2k8、3k1ないし3k8、4k1ないし4k8、5k1ないし5k8が形成されており、前記Y検出電極1y,2y,3y,4y,5y,6y,7y,8yのそれぞれに対し部分的に平行に対向している。
Meanwhile, common counter electrodes 1k2 to 1k8, 2k1 to 2k8, 3k1 to 3k8, 4k1 to 4k8, 5k1 to 5k8 are formed on the
前記コモン対向電極1k2ないし1k8、2k1ないし2k8、3k1ないし3k8、4k1ないし4k8、5k1ないし5k8のうちのいずれか1つを基準コモン電極とすると、前記基準コモン電極とY方向に隣接するY検出電極との間にも上記同様の静電容量C1,C2がそれぞれ形成されている。よって、X検出電極の場合と同様に、Y検出電極1y,2y,3y,4y,5y,6y,7y,8yに所定周期のパルス電圧Vinを与えるとともに、前記Y検出電極1y,2y,3y,4y,5y,6y,7y,8yから出力される検出電圧Voutを所定の周期で順次検出することにより、前記表面21e内における導電体40のY方向の座標位置(前記裏面21dが前記操作領域側に位置するように前記携帯電話機10に搭載された場合の前記裏面21d内における前記導電体40のX座標の位置)を決定することが可能である。
If any one of the common counter electrodes 1k2 to 1k8, 2k1 to 2k8, 3k1 to 3k8, 4k1 to 4k8, 5k1 to 5k8 is a reference common electrode, a Y detection electrode adjacent to the reference common electrode in the Y direction Capacitances C1 and C2 similar to the above are also formed between the two. Therefore, as in the case of the X detection electrodes, the
そして、座標検出装置20は、このようなX方向の座標位置とY方向の座標位置を取得することにより、導電体40の座標情報を携帯電話機10に入力することが可能となっている。
The coordinate
前記座標検出装置20では、図5に示すように、それぞれの引き出し部29aは、Y検出電極1y,2y,3y,4yに対してほぼ直角に曲げられて、基材シート21のX1側の側縁21hと平行に延びている。また、複数の引き出し部29aは、前記側縁21h側に形成された配線領域30で密集配置されている。
In the coordinate
それぞれの引き出し部29bは、Y検出電極5y,6y,7y,8yに対してほぼ直角に曲げられて、基材シート21のX2側の側縁21iと平行に延びている。また、複数の引き出し部29bは、前記側縁21i側に形成された配線領域31で密集配置されている。ただし、前記引き出し部29a、29bが前記配線領域30、31で密集配置されておらずに、各引き出し部29aと各引き出し部29bが前記配線領域30、31で間隔を空けて疎らに配置されていても良い。
Each of the
図4に示すように、それぞれの引き出し部27、および引き出し部28は、X検出電極1x,2x,3x,4x,5x,6xに対してほぼ直角に曲げられ、前記基材シート21のY2側である前縁21fと平行に延びている。また、複数の引き出し部27は、前記前縁21f側に形成された配線領域32で密集配置されている。ただし、複数の引き出し部27が前記配線領域32で密集配置されておらずに、複数の引き出し部27が前記配線領域32で間隔を空けて疎らに配置されていても良い。
As shown in FIG. 4, each of the lead-out
前記座標検出装置20では、図2に示すように、前記引き出し部29aが形成された前記配線領域30は、前記導電体40から離れるように、下方(図2に示すZ2方向)へ向って変形している。図2に示す実施形態では、前記引き出し部29aが形成された前記配線領域30が、図5に示す前記折り曲げ線30aを介して、下方に向かって折り曲げ角度90度で折り曲げられている。
In the coordinate
また前記引き出し部29bが形成された前記配線領域29bも、前記導電体40から離れるように、下方(図2に示すZ2方向)へ向って変形している。図2に示す実施形態では、前記引き出し部29bが形成された前記配線領域31が、図5に示す前記折り曲げ線31aを介して、下方に向かって折り曲げ角度90度で折り曲げられている。
The
また、図3に示すように、前記引き出し部27が形成された前記配線領域32も、前記導電体40から離れるように、下方(図3に示すZ2方向)へ向って変形している。図3に示す実施形態では、前記引き出し部27が形成された前記配線領域32が、図4に示す前記折り曲げ線32aを介して、下方に向かって折り曲げ角度90度で折り曲げられている。
As shown in FIG. 3, the
この実施の形態では、折り曲げ線30a、31a、および折り曲げ線32aで囲まれた領域が平面状の操作領域34であり、この操作領域34が、前記上部ケース11Aの上面11A2と、前記操作キー12の表面である前記キートップ12aとで構成される前記携帯電話機10の操作面と平行に対向している。よって、前記折り曲げ線30a、31a、32aは、前記配線領域30、31、32と、前記操作領域34との境界部に設定されていることになる。
In this embodiment, the area surrounded by the
図4および図5に示す実施形態では、図4に示すように、前記折り曲げ線30aは、前記基材シート21の前記前縁21fから前記後縁21gに向かって、前記Y検出電極1y,2y,3y,4yの前記基材シート21の前記側縁21h側の端部と前記引き出し部29aとの境界部を通るように形成されている。また、前記折り曲げ線31aは、前記基材シート21の前記前縁21fから前記後縁21gに向かって、前記Y検出電極5y,6y,7y,8yの前記他方の側縁21i側の端部と前記引き出し部29bとの境界部を通るように形成されている。また図4に示すように、前記折り曲げ線32aは、前記基材シート21の前記側縁21hから前記側縁21iに向って、前記X検出電極1x,2x,3x,4x,5x,6xの前記後縁21f側の端部と前記引き出し部27との境界部を通るように形成されている。
In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, as shown in FIG. 4, the
図2ないし図5に示す座標検出装置20では、前記引き出し部27、29a、29bが密集配置された前記配線領域30、31、32が、前記折り曲げ線30a、31a、32aから、前記導電体40と離れる方向である下方側(図2および図3に示すZ2方向側)に折り曲げられている。したがって、図2および図3に示すように、操作領域34に接近する前記導電体40と、前記引き出し部27、29a、29bとの距離L1、L2、L5を大きくすることができる。したがって、前記導電体40によって、複数の各引き出し部27、複数の各引き出し部29a、あるいは複数の各引き出し部29bの電荷を誘導しにくくなり、座標検出の誤動作を防止できる。
In the coordinate
図2で、前記引き出し部29a、29bが、下方側に折り曲げられていない状態を一点鎖線で示している。仮に従来の座標検出装置のように、前記基材シート21が折り曲げられずに平面形状のまま前記携帯電話機10に搭載されるものとすると、操作面を走査している前記導電体40と前記引き出し部29aとの距離L3、および前記導電体40と前記引き出し部29bとの距離L4が、前記引き出し部29a、29bが下方側に折り曲げられた前記座標検出装置20の場合の前記距離L1、L2よりも短くなる。よって、前記導電体40によって、複数の前記引き出し部29aあるいは、複数の前記引き出し部29bの電荷を誘導するおそれがある。
In FIG. 2, a state in which the
図6は、前記基材シート21が折り曲げられていない状態の従来の座標検出装置(図2に一点鎖線で示す構造)において、前記基材シート21の前記表面21eの上方で、前記導電体40をY座標方向における位置を一定にして、X1方向からX2方向に向かって移動させたときの座標検出出力を示す検出曲線である。図7は、実施の形態の前記座標検出装置20において、前記基材シート21の前記表面21eの上方で、前記導電体40をY座標方向における位置を一定にしてX1方向からX2方向に向かって移動させたときの座標検出出力を示す検出曲線である。
FIG. 6 shows the
図6および図7に示すグラフでは、横軸が導電体40のX座標の検出位置を示し、縦軸がY座標の検出位置を示している。また、図示左側方向が前記基材シート21の前記側縁21h側(前記配線領域30側)に対応し、図示右側方向が前記基材シート21の前記側縁21i側(前記配線領域31側)に対応している。
In the graphs shown in FIGS. 6 and 7, the horizontal axis indicates the detection position of the X coordinate of the
図6に示すように、従来の座標検出装置では、検出曲線のX座標が図示右側および左側で変化している。すなわち、図示左側である前記配線領域30側、および図示右側である前記配線領域31側では、Y座標を一定にして前記導電体40が移動しているにも拘らず、前記導電体40がY方向へ移動したかのように誤って検出してしまう。
As shown in FIG. 6, in the conventional coordinate detection apparatus, the X coordinate of the detection curve changes on the right side and the left side in the drawing. That is, on the
これは、前記導電体40と前記配線領域30との距離L3が小さいため、前記導電体40が、前記引き出し部29a、29bに近づくと、前記それぞれの引き出し部29aのうち複数と同時に接触または接近し易くなってしまうため、引き出し部29aの電荷が変化し、その結果、導電体40から離れた位置にあるY検出電極が誤検出を起こすからである。
This is because the distance L3 between the
したがって、従来の構造の座標検出装置では、前記導電体40の実際のY座標と検出座標位置とのリニアリティがとれる領域は、図6に示すように実際の操作領域34の幅寸法よりも狭い範囲W1となる。
Therefore, in the coordinate detection device having the conventional structure, the region where the linearity between the actual Y coordinate of the
これに対して前記座標検出装置20では、図7に示すように、検出曲線が図示右側から左側にかけて一定である。図示左側である引き出し部29a側、および図示右側である前記引き出し部29b側でも、前記導電体40の検出座標はY座標が一定となって出力されている。
On the other hand, in the coordinate
これは、前記引き出し部29a、29bが密集配置された前記配線領域30、31が、前記折り曲げ線30a、31aから、前記導電体40から離れる方向である下方側(図2および図3に示すZ2方向側)に折り曲げられていることから、前記導電体40と前記引き出し部29a、29b、との距離L1、L2を大きくすることができる。したがって、前記導電体40が、が複数の各引き出し部29a、あるいは複数の各引き出し部29bに影響を与えることがないからである。
This is because the
そのため、前記座標検出装置20では、前記導電体40のY座標と検出座標位置とのリニアリティがとれる領域は、実際の操作領域34の領域と同じ範囲W2となる。
Therefore, in the coordinate
図1に示す実施形態では、前記座標検出装置20は携帯電話機10に搭載されるが、携帯電話機10では近年非常に小型化が進んでいるため、前記操作部11も非常に小型化されている。したがって、前記座標検出装置20の前記基材シート21の面積も小さなものが要求される。しかし、従来の構造の座標検出装置では、リニアリティのとれる面積(高精度での検出が可能な領域)の割合が小さなことから、リニアリティのとれる領域のみを操作領域とすると、導電体40が接触または接近する操作領域も非常に狭いものとなってしまう。
In the embodiment shown in FIG. 1, the coordinate
一方、前記配線領域30、31を操作領域から大きく離れた位置に形成すると、前記基材シート21の前記表面21eの面積を大きくしなければならないため、小型化された前記操作部11に搭載することが困難になってしまう。
On the other hand, when the
これに対し、前記座標検出装置20では、リニアリティのとれる面積(高精度での検出が可能な領域)の割合が大きいことから、前記基材シート21の面積を小さくしても導電体40が接触または接近する操作領域を広くすることができる。
On the other hand, in the coordinate
したがって、前記座標検出装置20では、小型化された近年の携帯電話機10に搭載することに特に適したものとすることが可能である。
Therefore, the coordinate
以上、前記配線領域30および31と、前記Y検出電極3yを例にして、前記座標検出装置20の効果について説明したが、他の前記Y検出電極1y,2y,4y,5y,6y,7y,8yについても同様である。
As described above, the effect of the coordinate
なお、基材シート21に形成された前記配線領域30、31,32の位置が限定されるものではない。また、図4および図5に示す実施形態では、前記引き出し部27と28とが前記配線領域32に形成されているが、前記引き出し部27と28とが異なる配線領域に形成されていても良い。
In addition, the position of the said wiring area |
また、図4および図5に示す実施形態では、3つの引き出し部27、29a、29bの全てが導電体40から離れる方向に折り曲げられているが、3つの引き出し部27、29a、29bのうちの少なくとも1つが折り曲げられていれば、高精度での検出が可能な領域を大きくすることができる。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, all of the three
なお、本発明の前記座標検出装置20では、前記折り曲げ角度が限定されるものではなく、前記折り曲げ角度を90度未満で構成したり、あるいは90度より大きく構成しても良い。ただし、前記折り曲げ角度を90度で構成すると、前記導電体40と前記引き出し部27、29a、29bとの前記距離L1、L2、L5を大きくすることができるため、好ましい。
In the coordinate
また、図2および図3に示す実施の形態では、引き出し部27、29a、29bを有する前記配線領域30、31、32が、それぞれ前記折り曲げ線30a、31a、32aを介して、下方に向かって折り曲げられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば引き出し部27、29a、29bを有する前記配線領域30、31、32が下方に向かって湾曲しているように構成しても良い。
In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、前記説明では、情報端末機器として携帯電話機10を例にして説明したが、本発明の前記座標検出装置20では、例えばパーソナルコンピュータなどの携帯電話機10以外の情報端末機器に搭載されるものであっても良い。
In the above description, the
以上説明したように、前記座標検出装置20では、従来の構造の座標検出装置に比較して、高精度での検出が可能な検出領域の面積を大きくすることができるものであり、情報端末機器への実装効率を大きくすることができるものであり、特に小型化された前記携帯電話機10への搭載に適したものである。
As described above, the coordinate
10 携帯電話機
11 操作部
11A2 上面
12 操作キー
12a キートップ
13 回路基板
15 電子部品
20 座標検出装置
21 基材シート
21d 裏面
21e 表面
21f 前縁
21g 後縁
21h 一方の側縁
21i 他方の側縁
27,28,29a,29b 引き出し部
30,31,32 配線領域
30a,31a,32a 折り曲げ線
34 操作領域
40 導電体
K,1k,2k,3k,4k,5k コモン電極
1k1〜1k8 コモン電極1kに設けられ且つX方向に延びるコモン対向電極
2k1〜2k8 コモン電極2kに設けられ且つX方向に延びるコモン対向電極
3k1〜3k8 コモン電極3kに設けられ且つX方向に延びるコモン対向電極
4k1〜4k8 コモン電極4kに設けられ且つX方向に延びるコモン対向電極
5k1〜5k8 コモン電極5kに設けられ且つX方向に延びるコモン対向電極
1ka〜1kd コモン電極1kに設けられ且つY方向に延びるコモン対向電極
5ka〜5kd コモン電極5kに設けられ且つY方向に延びるコモン対向電極
1x,2x,3x,4x,5x,6x X検出電極(Y方向に延びる電極)
1y,2y,3y,4y,5y,6y,7y,8y Y検出電極(X方向に延びる電極)
DESCRIPTION OF
1y, 2y, 3y, 4y, 5y, 6y, 7y, 8y Y detection electrode (electrode extending in the X direction)
Claims (4)
前記基板は、前記検出電極と連続する引き出し部が位置する配線領域を有し、前記配線領域では、前記引き出し部が、前記検出電極の延びる方向に対し交叉する方向に延びており、
前記引き出し部が前記表面に接触する前記導電体から離れるように、前記基板が変形していることを特徴とする座標検出装置。 A substrate formed of an insulating material and having an operation-side surface that contacts or approaches the conductor and a back surface opposite to the operation surface; and a plurality of detection electrodes that are positioned on the front surface or the back surface and extend in parallel in one direction A common electrode positioned on the front surface or the back surface and spaced from the detection electrode, and when a conductor contacts or approaches the surface, the detection electrode and the common electrode In the coordinate detection device in which the capacitance between the
The substrate has a wiring region in which a lead portion continuous with the detection electrode is located, and in the wiring region, the lead portion extends in a direction intersecting with a direction in which the detection electrode extends,
The coordinate detection apparatus, wherein the substrate is deformed so that the lead portion is separated from the conductor contacting the surface.
前記基板には、前記X検出電極と連続する前記引き出し部が位置する配線領域と、前記Y検出電極と連続する前記引き出し部が位置する配線領域とを有しており、少なくとも一方の引き出し部が前記導電体から離れるように、前記基板が変形している請求項1記載の座標検出装置。 The detection electrode has an X detection electrode provided on one surface of the front surface and the back surface of the substrate, and a Y detection electrode provided on the other surface and extending perpendicularly to the X detection electrode,
The substrate has a wiring region in which the lead portion continuous with the X detection electrode is located, and a wiring region in which the lead portion continuous with the Y detection electrode is located, and at least one lead portion has The coordinate detection apparatus according to claim 1, wherein the substrate is deformed so as to be separated from the conductor.
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