JP2010244347A - 接触位置センサおよび表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触位置の検出精度の高い接触位置センサおよび表示装置を提供する。
【解決手段】マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部ＤＹＰを備えた表示パネルＰＮＬと、透明絶縁性基板と、透明絶縁性基板上に配置された透明電極群と、透明電極群に流れる電流を検出する電流検出手段と、を備えた接触位置センサＳＳと、を備え、透明電極群は、表示部ＤＹＰを覆うように配置され、第１方向Ｄ１１に延びる複数の第１電極ＥＡと、第２方向Ｄ１２に延びる複数の第２電極ＥＢと、第３方向Ｄ１３に延びる複数の第３電極ＥＣと、を備え、第１方向Ｄ１１、第２方向Ｄ１２、および第３方向Ｄ１３は互いに異なる方向である表示装置。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は接触位置センサおよび表示装置に関する。

近年、接触位置センサが搭載された表示装置が広く知られている。接触位置センサは、例えば指先等の接触体が接触した接触位置を検出するように構成されている。

接触位置センサは、その動作原理によって、抵抗膜方式、静電容量方式（例えば特許文献１参照）、赤外線方式、超音波方式、及び電磁誘導方式等に分類される。その中でも、静電容量方式の接触位置センサは、表示装置の光学特性を比較的損ない難いため、表示装置に好適である。

静電容量方式の接触位置センサは、一般に、表示パネルを覆うように設けられる位置検出用透明電極と、位置検出用透明電極の周縁部分に設けられた複数の電極端子と、電極端子を流れる電流を検出する電流検出回路とを有している。

使用者が接触位置センサに接触すると、位置検出用透明電極は、接触された地点で位置検出用透明電極と人体（指先）との間に介在された絶縁体の静電容量を介して接地される。接触される位置によって、各電極端子に繋がる容量値に変化が生じる。この容量値の変化が検出回路によって検出されることにより、利用者が接触した位置を検出している。

上記のような接触位置センサが表示装置に搭載される場合、表示装置の表示画面内の領域での接触位置の検出制度を向上させるために、第１方向に延びる複数のＸ電極と、第２方向に延びる複数のＹ電極とを配置し、Ｘ電極が複数のＹ電極と１回ずつ交差するとともに、Ｙ電極が複数のＸ電極と１回ずつ交差するように屈曲して配置されたセンサパターンが提案されている（特許文献２参照）。また、従来接触位置センサの従来の用途は選択画面でのボタン選択など１点入力のものが主であったが、近年では２点以上の同時入力での制御が望まれるケースが増えている。

特開２００３−３０４３４２号公報 米国特許第７，２０２，８５９号明細書

しかしながら、上記のように２つの異なる方向に延びる電極により、例えば、利用者が２点同時に接触する場合、実際に利用者が接触した２点以外にも、接触点として検出される場合があり、検出の精度が低下することがあった。例えば図１０に示すように、正方形電極を対角線方向に繋いだ形状の第１方向に延びる第１電極Ｘ（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３…）と、第２方向に延びる第２電極Ｙ（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３…）とが配置されている場合に、利用者の指先等が接触した位置を検出する場合、２つの接触点Ｐ４、Ｐ５のアドレスは、図１１に示すように、Ｐ４が（４、１）、Ｐ５が（２、４）となる。

このような接触点Ｐ４、Ｐ５が存在する場合に、第１電極Ｘについては、電流検出回路により、図１３Ａに示すように第１電極Ｘ２と第１電極Ｘ４との近傍に接触点Ｐ４、Ｐ５があることが検出される。第２電極Ｙについては、電流検出回路により、図１３Ｂに示すように、第２電極Ｙ１と第２電極Ｙ４との近傍に接触点Ｐ４、Ｐ５があることが検出される。

したがって、この結果から、図１２に示すように、接触点Ｐ４、Ｐ５以外にも、検出点ＰＧ４、ＰＧ５が検出されることとなる（例えば図１３Ａ、１３Ｂの検出出力からだけでは接触点Ｐ４とＰ５に触れたのか、検出店ＰＧ４とＰＧ５に触れたのか区別がつかない）。このように２つの異なる方向に延びる電極によって同時に接触された２点以上の接触点を検出することは困難であった。

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであって、接触位置の検出精度の高い接触位置センサおよび表示装置を提供することを目的とする。

本発明の第１態様による表示装置は、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部を備えた表示装置と、透明絶縁性基板と、前記透明絶縁性基板上に配置された透明電極群と、を備えた接触位置センサと、前記透明電極群に流れる電流を検出する電流検出手段と、を備え、前記透明電極群は、前記表示部を覆うように配置され、第１方向に延びる複数の第１電極と、第２方向に延びる複数の第２電極と、第３方向に延びる複数の第３電極と、を備え、前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向は互いに異なる方向である表示装置である。

本発明の第２態様による接触位置センサは、一対の透明絶縁性基板と、前記一対の透明絶縁性基板間に配置された透明電極群と、前記透明電極群に流れる電流を検出する電流検出手段と、を備え、前記透明電極群は、第１方向に延びる複数の第１電極と、第２方向に延びる複数の第２電極と、第３方向に延びる複数の第３電極と、を備え、前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向は互いに異なる方向である接触位置センサである。

本発明によれば、接触位置の検出精度の高い接触位置センサおよび表示装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る接触位置センサを備える表示装置の構成例を説明するための図である。 図１に示す接触位置センサの透明電極群の一構成例を説明するための図である。 図２に示す透明電極群のうちの１種類の電極の一構成例を説明するための図。 図２に示す透明電極群の第１電極の一構成例を説明するための図である。 図２に示す透明電極群の第２電極の一構成例を説明するための図である。 図２に示す透明電極群の第３電極の一構成例を説明するための図である。 図２に示す透明電極群の製造方法の一例について説明するための図である。 図２に示す透明電極群の製造方法の一例について説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る接触位置センサを備える表示装置において、２つの接触位置を検出する方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る接触位置センサを備える表示装置において、２つの接触位置を検出する方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る接触位置センサを備える表示装置において、３つの接触位置を検出する方法の一例を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る接触位置センサを備える表示装置において、３つの接触位置を検出する方法の一例を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る接触位置センサを備える表示装置において、３つの接触位置を検出する方法の一例を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る接触位置センサの透明電極群の一構成例を説明するための図である。 図８Ａに示す透明電極群のうちの１種類の電極の一構成例を説明するための図。 本発明の第２実施形態に係る接触位置センサの透明電極群の他の構成例を説明するための図である。 従来の接触位置検センサを備える表示装置において、２つの接触位置を検出する方法を説明するための図である。 従来の接触位置検センサを備える表示装置において、２つの接触位置を検出する方法を説明するための図である。 従来の接触位置検センサを備える表示装置において、２つの接触位置を検出する方法を説明するための図である。 従来の接触位置センサにおいて、２つの接触点がある場合の、検出結果の一例を示す図。 従来の接触位置センサにおいて、２つの接触点がある場合の、検出結果の一例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る表示装置は、表示パネルＰＮＬと、接触位置センサＳＳとを備えている。表示パネルＰＮＬは、マトリクス状に配置された複数の表示画素（図示せず）からなる表示部ＤＹＰを備えている。表示パネルＰＮＬの一端には、表示パネルＰＮＬに信号を供給するための回路基板Ｃ１が接続されている。表示パネルＰＮＬは、例えば、一対の基板と、この一対の基板間に挟持された液晶層とを備えた表示パネルＰＮＬである。

接触位置センサＳＳは、表示パネルＰＮＬの表示部ＤＹＰと対向するように配置されている。接触位置センサＳＳは、表示パネルＰＮＬの表示部ＤＹＰを覆うように配置された透明電極群と、前記透明電極群上に配置された透明絶縁性基板（図示せず）とを備えている。接触位置センサＳＳの一端には、接触位置センサＳＳの透明電極群から信号を取り出す回路基板Ｃ２が接続されている。

接触位置センサＳＳは、図２Ａに示すような透明電極群を備えている。透明電極群は、第１方向Ｄ１１に延びる複数の第１電極ＥＡ（ＥＡ１、ＥＡ２、ＥＡ３…）と、第２方向Ｄ１２に延びる複数の第２電極ＥＢ（ＥＢ１、ＥＢ２、ＥＢ３…）と、第３方向Ｄ１３に延びる複数の第３電極ＥＣ（ＥＣ１、ＥＣ２、ＥＣ３…）とを備えている。第２方向Ｄ１２は、第１方向Ｄ１１に対して反時計回りに略６０度回転した方向である。第３方向Ｄ１３は、第２方向Ｄ１２に対して反時計回りに略６０度回転した方向である。

図２Ａ、および図２Ｂに示すように、第１電極ＥＡは、第１方向Ｄ１１に延びる第１軸部ＡＸＡを備えている。第２電極ＥＢは、第２方向Ｄ１２に延びる第２軸部ＡＸＢを備えている。第３電極ＥＣは、第３方向Ｄ１３に延びる第３軸部ＡＸＣを備えている。図２Ｂには、一例として第３電極ＥＣについて、第３方向Ｄ１３に延びる第３軸部ＡＸＣを示している。

本実施形態に係る表示装置では、第１電極ＥＡは、第１軸部ＡＸＡと第２軸部ＡＸＢと第３軸部ＡＸＣとに囲まれた領域に延びる検出電極ＳＡを備えている。検出電極ＳＡは、第１軸部ＡＸＡが延びる方向Ｄ１１に対して略直交する方向において、第１軸部ＡＸＡの両側から平面状に延びている。

第２電極ＥＢは、第１軸部ＡＸＡと第２軸部ＡＸＢと第３軸部ＡＸＣとに囲まれた領域に延びる検出電極ＳＢを備えている。検出電極ＳＢは、第２軸部ＡＸＢが延びる方向Ｄ１２に対して略直交する方向において、第１軸部ＡＸＢの両側から平面状に延びている。

第３電極ＥＣは、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、第１軸部ＡＸＡと第２軸部ＡＸＢと第３軸部ＡＸＣとに囲まれた領域に延びる検出電極ＳＣを備えている。検出電極ＳＣは、第３軸部ＡＸＣが延びる方向Ｄ１３に対して略直交する方向において、第１軸部ＡＸＣの両側から平面状に延びている。

第１軸部ＡＸＡから延びる検出電極ＳＡと、第２軸部ＡＸＢから延びる検出電極ＳＢと、第３軸部ＡＸＣから延びる検出電極ＳＣとは、第１軸部ＡＸＡと第２軸部ＡＸＢと第３軸部ＡＸＣとに囲まれた領域において、互いに離間するとともに、それぞれの面積が略等しくなるように配置されている。

図３Ａに透明電極群のうちの第１電極ＥＡのみを示す。図３Ｂに透明電極群のうちの第２電極ＥＢのみを示す。図３Ｃに透明電極群のうちの第３電極ＥＣのみを示す。図３Ａに示すように、各第１電極ＥＡは、１以上の検出電極ＳＡを備えている。検出電極ＳＡは、第１軸部ＡＸＡの両側から略２等辺三角形状に延びている。

各第１電極ＥＡは、透明絶縁性基板の端部に配置された複数の電極端子ＴＡのそれぞれと電気的に接続されている。複数の電極端子ＴＡは、回路基板Ｃ２の複数の接続端子（図示せず）と電気的に接続される。

図３Ｂに示すように、各第２電極ＥＢは、１以上の検出電極ＳＢを備えている。検出電極ＳＢは、第２軸部ＡＸＢの両側から略２等辺三角形状に延びている。各第２電極ＥＢは、透明絶縁性基板の端部に配置された複数の電極端子ＴＢのそれぞれと電気的に接続されている。複数の電極端子ＴＢは、回路基板Ｃ２の複数の接続端子（図示せず）と電気的に接続される。

図３Ｃに示すように、各第３電極ＥＣは、１以上の検出電極ＳＣを備えている。検出電極ＳＣは、第３軸部ＡＸＣの両側から略２等辺三角形状に延びている。各第３電極ＥＣは、透明絶縁性基板の端部に配置された複数の電極端子ＴＣのそれぞれと電気的に接続されている。複数の電極端子ＴＣは、回路基板Ｃ２の複数の接続端子（図示せず）と電気的に接続される。

次に、接触位置センサの主要部の製法について簡単に記載する。本実施形態の構成の接触位置センサは単純には図３Ａ乃至図３Ｃの形状にセンサ電極を形成した透明フィルム基板３枚を貼り合わせるか、あるいは第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣを、それぞれ絶縁層を介して別々の層に配置すれば作成できるが、それでは製造方法が複雑になる、図４では製造工程が複雑になることなく作成する方法を示す。

図４Ａおよび図４Ｂに、第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣが交差する部分を示す。接触位置センサＳＳを製造する場合、透明絶縁性基板としての透明フィルムにＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等により透明電極群を以下のように印刷または蒸着する。

まず、透明絶縁性基板上に第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣとなる透明電極層を所定の形状に、印刷または蒸着する。このとき、第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣのいずれかについてその軸部を形成し、各検出電極を電気的に接続させる。

例えば図４Ａに示すように、第３電極ＥＣの第３軸部を形成し、検出電極ＳＣを方向Ｄ１３において互いに電気的に接続する。したがって、この段階では、第１方向Ｄ１１において互いに隣接する検出電極ＳＡは、島状に形成され、電気的に切断されている。同様に、第２方向Ｄ１２において互いに隣接する検出電極ＳＢは、島状に形成され、電気的に切断されている。

印刷または蒸着された透明電極層上に絶縁層を形成し、この絶縁層上に、検出電極ＳＡ同士を電気的に接続する第１軸部の一部となる導電層ＢＲ１と、検出電極ＳＢ同士を電気的に接続する第２軸部の一部となる導電層ＢＲ２とが、印刷あるいは蒸着により形成される。

導電層ＢＲ１は、絶縁層に設けられたコンタクトホール（図示せず）を介して検出電極ＳＡと電気的に接続されている。導電層ＢＲ２は、絶縁層に設けられたコンタクトホール（図示せず）を介して検出電極ＳＢと電気的に接続されている。

ここで、導電層ＢＲ１と導電層ＢＲ２とが互いに接触しないように、検出電極ＳＡの端部は、導電層ＢＲ２が延びる方向（第２方向Ｄ１２）と交差する方向（第１方向Ｄ１１）に延び、導電層ＢＲを超えて隣接する検出電極ＳＡ側まで延びて配置されている。検出電極ＳＡは、上記のように延びた端部と、隣接する検出電極ＳＡの端部とが導電層ＢＲ１によって電気的に接続されている。

なお、検出領域外には、必要に応じて、配線低抵抗化や接続のため金属配線が印刷または蒸着される。また、図示していないが、透明フィルムには、保護シートやシールド用全面透明電極シート等も積層される。

上記のように形成した接触位置センサＳＳは、透明電極群が表示パネルＰＮＬの表示部ＤＹＰを覆うように位置合わせされ、表示パネルＰＮＬ上に配置される。

上記のように透明電極群を形成すると、第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣを、それぞれ絶縁層を介して別々の層に配置する必要がなくなる。そのため、３種類の電極を形成する場合でも、製造工程を増加させることなく、製造歩留まりを低下させることがない。

上記の接触位置センサＳＳで、利用者の指先等が接触した位置を検出する場合、第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣにより利用者の指先等が接触した位置の座標を検出する。すなわち、指先等が接触することによって、接触された地点で透明電極と人体（指先）との間に介在された絶縁体（透明絶縁性基板）の静電容量を介して接地される。

接触される位置によって、各電極端子ＴＡ、ＴＢ、ＴＣに繋がる容量値に変化が生じる。この容量値の変化が、電極端子ＴＡ、ＴＢ、ＴＣを介して外部に接続された電流検出回路（図示せず）によって検出され、利用者が接触した位置を検出する。

例えば、図５に示すように利用者の指先Ｆ１、Ｆ２が接触位置センサＳＳに接触した場合、図６に示すように、第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣにより検出される接触点Ｐ１、Ｐ２の座標は、第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣのアドレス（例えば図５に示すｎ〜ｎ＋４）を用いて、Ｐ１（ｎ、ｎ＋２、ｎ＋３）およびＰ２（ｎ＋４、ｎ、ｎ＋１）である。なお、図６に示す線分は、図５に示す第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣの各軸部に相当している。図７Ａ乃至図７Ｃについても同様である。

すなわち、第１電極ＥＡについては、指先Ｆ１、Ｆ２は接触することにより、第１電極ＥＡｎと第１電極ＥＡｎ＋４との近傍に接触点Ｐ１、Ｐ２があることが電流検出回路により検出される。第２電極ＥＢについては、第２電極ＥＢｎ＋１と第２電極ＥＢｎとの近傍に接触点Ｐ１、Ｐ２があることが電流検出回路により検出される。第３電極ＥＣについては、第３電極ＥＣｎ＋３と第３電極ＥＣｎ＋１との近傍に接触点Ｐ１、Ｐ２があることが電流検出回路により検出される。

この結果、検出された第１電極ＥＡｎ、ＥＡｎ＋４、第２電極ＥＢｎ＋１、ＥＢｎおよび第３電極ＥＣｎ＋３、Ｃｎ＋１が交差する位置が、指先Ｆ１、Ｆ２の接触点Ｐ１、Ｐ２であることが検出される。

上記のように、本実施形態に係る接触位置センサＳＳを備える表示装置を用いることにより、利用者の指先等が２点同時に接触した場合であっても、その接触点の位置を検出することが可能となる。

さらに、従来の場合は同時接触の３点入力を正確に検出するのは非常に困難であったが本実施の形態では、特殊な場合を除いてこれも可能となる。

例えば、図７Ａに示すように、３つの接触点Ｐ１（ｎ＋１、ｎ、ｎ＋５）、接触点Ｐ２（ｎ、ｎ＋４、ｎ＋２）、および接触点Ｐ３（ｎ＋４、ｎ＋２、ｎ）が存在した場合、第１電極ＥＡについては、第１電極ＥＡｎと第１電極ＥＡｎ＋１と第１電極ＥＡｎ＋４との近傍に接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３があることが電流検出回路により検出される。第２電極ＥＢについては、第２電極ＥＢｎと第２電極ＥＢｎ＋２と第２電極ＥＢｎ＋４との近傍に接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３があることが電流検出回路により検出される。第３電極ＥＣについては、第３電極ＥＣｎと第３電極ＥＣｎ＋２と第３電極ＥＣｎ＋５との近傍に接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３があることが電流検出回路により検出される。

この結果、検出された第１電極ＥＡｎ、ＥＡｎ＋１、ＥＡｎ＋４、第２電極ＥＢｎ、ＥＢｎ＋２、ＥＢｎ＋４、および、第３電極ＥＣｎ、ＥＣｎ＋２、ＥＣｎ＋５が交差する位置の候補は、接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の他に、一見区別しづらい検出点ＰＧ１（ｎ＋４、ｎ、ｎ＋２）が検出される。

しかし、このような場合であっても、候補点同士を線分で結ぶと検出点ＰＧ１と、接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３とは必ず１つ以上同じアドレスを持つ。したがって、各点のアドレスの中身を論理演算することによって、接触点以外の点（ＰＧ１）を排除可能である。

例えば、接触点Ｐ３と検出点ＰＧ１とは、共通の第１電極ＥＡのアドレス（第１電極ＥＡｎ＋４）を持つ。接触点Ｐ１と検出点ＰＧ１とは、共通の第２電極ＥＢのアドレス（第２電極ＥＢｎ）を持つ。接触点Ｐ２と検出点ＰＧ１とは、共通の第３電極ＥＣのアドレス（第３電極ＥＣｎ＋２）を持つ。このことから、接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣのそれぞれについて共通のアドレスを持つ検出点ＰＧ１を排除することができる。

また、例えば図７Ｂに示すように、３つの接触点Ｐ１（ｎ、ｎ＋４、ｎ＋２）、接触点Ｐ２（ｎ＋２、ｎ−１、ｎ＋５）、および接触点Ｐ３（ｎ＋４、ｎ＋２、ｎ）が存在した場合、第１電極ＥＡについては、第１電極ＥＡｎと第１電極ＥＡｎ＋２と第１電極ＥＡｎ＋４との近傍に接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３があることが電流検出回路により検出される。第２電極ＥＢについては、第２電極ＥＢｎ−１と第２電極ＥＢｎ＋２と第２電極ＥＢｎ＋４との近傍に接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３があることが電流検出回路により検出される。第３電極ＥＣについては、第３電極ＥＣｎと第３電極ＥＣｎ＋２と第３電極ＥＣｎ＋５との近傍に接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３があることが電流検出回路により検出される。

この結果、検出された第１電極ＥＡｎ、ＥＡｎ＋２、ＥＡｎ＋４、第２電極ＥＢｎ−１、ＥＢｎ＋２、ＥＢｎ＋４、および、第３電極ＥＣｎ、ＥＣｎ＋２、ＥＣｎ＋５が交差する位置の候補は、接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の他に検出点ＰＧ１（ｎ＋２、ｎ＋４、ｎ）と検出点ＰＧ２（ｎ＋２、ｎ＋２、ｎ＋２）とが検出される。

このような場合であっても、図７Ａに示す場合と同様に、候補点同士を線分で結ぶと検出点ＰＧ１と、接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３および検出点ＰＧ２とは必ず１つ以上同じアドレスを持つ。従って、各点のアドレスの中身を論理演算することによって、接触点以外の点（ＰＧ１，ＰＧ２）を排除可能である。

例えば、接触点Ｐ２、検出点ＰＧ１および検出点ＰＧ２は、共通の第１電極ＥＡのアドレス（第１電極ＥＡｎ＋２）を持つ。接触点Ｐ１と検出点ＰＧ１とは、共通の第２電極ＥＢのアドレス（第２電極ＥＢｎ＋４）を持つ。接触点Ｐ３と検出点ＰＧ１とは、共通の第３電極ＥＣのアドレス（第３電極ＥＣｎ）を持つ。このことから、他の点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、ＰＧ２と第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣのそれぞれについて共通のアドレスを持つ検出点ＰＧ１を排除することができる。

さらに、接触点Ｐ２、検出点ＰＧ１および検出点ＰＧ２は、共通の第１電極ＥＡのアドレス（第１電極ＥＡｎ＋２）を持つ。接触点Ｐ３と検出点ＰＧ２とは、共通の第２電極ＥＢのアドレス（第２電極ＥＢｎ＋２）を持つ。接触点Ｐ１と検出点ＰＧ２とは、共通の第３電極ＥＣのアドレス（第３電極ＥＣｎ＋２）を持つ。このことから、他の点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、ＰＧ１と第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣのそれぞれについて共通のアドレスを持つ検出点ＰＧ２を排除することができる。

従って、本実施形態に係る接触位置センサＳＳによれば、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、３つの接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３がある場合であっても、この接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を検出可能である。

本実施の形態で唯一３点同時接触を単純な論理演算では分離困難なケースは、第１電極乃至第３電極で形成される正６角形のひとつおきの３つの頂点にまったく同時に触れた場合である。

たとえば、図７Ｃに示すように、３つの接触点Ｐ１（ｎ、ｎ＋４、ｎ＋２）、接触点Ｐ２（ｎ＋２、ｎ、ｎ＋４）、および接触点Ｐ３（ｎ＋４、ｎ＋２、ｎ）が存在した場合、第１電極ＥＡについては、第１電極ＥＡｎと第１電極ＥＡｎ＋２と第１電極ＥＡｎ＋４との近傍に接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３があることが電流検出回路により検出される。第２電極ＥＢについては、第２電極ＥＢｎと第２電極ＥＢｎ＋２と第２電極ＥＢｎ＋４との近傍に接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３があることが電流検出回路により検出される。第３電極ＥＣについては、第３電極ＥＣｎと第３電極ＥＣｎ＋２と第３電極ＥＣｎ＋４との近傍に接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３があることが電流検出回路により検出される。

この結果、検出された第１電極ＥＡｎ、ＥＡｎ＋２、ＥＡｎ＋４、第２電極ＥＢｎ、ＥＢｎ＋２、ＥＢｎ＋４、および、第３電極ＥＣｎ、ＥＣｎ＋２、ＥＣｎ＋４が交差する位置の候補は、接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の他に、検出点ＰＧ１（ｎ＋２、ｎ＋４、ｎ）と検出点ＰＧ２（ｎ、ｎ＋２、ｎ＋４）と検出点ＰＧ３（ｎ＋２、ｎ＋２、ｎ＋２）と検出点ＰＧ４（ｎ＋４、ｎ、ｎ＋２）とが検出される。

このような場合、図７Ａに示す場合と同様に、候補点同士を線分で結ぶと検出点ＰＧ３と、接触点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３および検出点ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ４とは必ず１つ以上同じアドレスを持つため、点ＰＧ３を排除可能である。その他の検出点ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ４については、単純なアドレスの論理演算では排除できないためほかの手段で補えばよい。たとえば、この状態の前後の動作判定（接触が同時であることがまれにあったとしても、離脱も同時に起こる確率は極めて低い）を行なうことや、あるいは、接触動作に意味をもたせる画面（たとえばテンキー）側に正６角形のひとつおきの頂点位置を設定しない等の制限事項を設けておけば、このような検出点ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ４を排除することは容易である。

従って、本実施形態に係る接触位置センサＳＳを備える表示装置によれば、利用者の指先等が３点同時に接触した場合であっても、その接触点の位置を検出することが可能となる。

上記のように、本実施形態に係る接触位置センサＳＳ、および、この接触位置センサＳＳを備える表示装置によれば、２乃至３点の接触位置の検出精度の高い接触位置センサおよび表示装置を提供することができる。

また、４点以上の検出（片手で５点、両手で１０点など）を考える場合も、センサは一定の周期（現状１０msec前後）で読み出しが行われ、意味の有る動作で４点以上の同時接触はまず起こらない。このため、本実施の形態であれば検出アドレスが１次元多いことから、論理的に接触位置を確定しやすいことが予測される。

次に、第２実施形態に係る接触位置センサＳＳについて図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、上述の第１実施形態に係る接触位置センサＳＳと同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る接触位置センサＳＳは、上述の第１実施形態の場合と同様に、透明電極群が表示パネルＰＮＬの表示部ＤＹＰを覆うように配置されている。接触位置センサＳＳは、透明絶縁性基板（図示せず）と、透明絶縁性基板上に配置された透明電極群とを備えている。

透明電極群は、第１方向Ｄ２１に延びる第１電極ＥＡ（ＥＡｎ、ＥＡｎ＋１、ＥＡｎ＋２…）と、第２方向Ｄ２２に延びる第２電極ＥＢ（ＥＢｎ、ＥＢｎ＋１、ＥＢｎ＋２…）と、第３方向Ｄ２３に延びる第３電極ＥＣ（ＥＣｎ、ＥＣｎ＋１、ＥＣｎ＋２…）とを備えている。第２方向Ｄ２２は、第１方向Ｄ２１に対して時計周りに略６０度回転した方向である。第３方向２３は、第２方向２２に対して時計回りに略６０度回転した方向である。

図８Ａおよび図８Ｂに示すように、第１電極ＥＡは、第１方向Ｄ１１に延びる第１軸部ＡＸＡを備えている。第２電極ＥＢは、第２方向Ｄ１２に延びる第２軸部ＡＸＢを備えている。第３電極ＥＣは、第３方向Ｄ１３に延びる第３軸部ＡＸＣを備えている。

本実施形態に係る表示装置では、第１電極ＥＡは、第１軸部ＡＸＡと第２軸部ＡＸＢと第３軸部ＡＸＣとに囲まれた領域に延びる検出電極ＥＢＡを備えている。第２電極ＥＢは、第１軸部ＡＸＡと第２軸部ＡＸＢと第３軸部ＡＸＣとに囲まれた領域に延びる検出電極ＥＢＢを備えている。第３電極ＥＣは、第１軸部ＡＸＡと第２軸部ＡＸＢと第３軸部ＡＸＣとに囲まれた領域に延びる検出電極ＥＢＣを備えている。

第１軸部ＡＸＡから延びる検出電極ＳＡと、第２軸部ＡＸＢから延びる検出電極ＳＢと、第３軸部ＡＸＣから延びる検出電極ＳＣとは、第１軸部ＡＸＡと第２軸部ＡＸＢと第３軸部ＡＸＣとに囲まれた領域において、互いに離間して、渦巻き状に配置されている。

検出電極ＥＢＡ、検出電極ＥＢＢ、および検出電極ＥＢＣは、それぞれ第１方向Ｄ２１、第２方向Ｄ２２、および第３方向Ｄ２３に略平行に延びる部分を有し、渦巻き状に延びている。

例えば、第１電極ＥＡｎ＋２と第２電極ＥＢｎ＋１と第３電極ＥＣｎ＋１とで囲まれた領域のアドレスを（ｎ＋２、ｎ＋１、ｎ＋１）とする。利用者の指先等が、アドレス（ｎ＋２、ｎ＋１、ｎ＋１）となる領域に接触した場合には、電流検出回路により、第１電極ＥＡｎ＋２、第２電極ＥＢｎ＋１、および第３電極ＥＣｎ＋１の近傍に接触位置があることが検出され、アドレス（ｎ＋２、ｎ＋１、ｎ＋１）を接触位置として特定することができる。

また、２つの接触位置、および３つの接触位置を検出する場合も、上述の第１実施形態に係る接触位置センサＳＳの場合と同様に検出することが可能である。すなわち、本実施形態に係る接触位置センサＳＳおよびこの接触位置センサＳＳを備える表示装置によれば、接触位置の検出精度の高い接触位置センサおよび表示装置を提供することができる。

なお、図８Ａに示す場合では、第２方向Ｄ２２は第１方向Ｄ２１に対し略６０度成し、第３方向Ｄ２３は第２方向Ｄ２２に対し略６０度を成していたが、図９に示すように、例えば第１方向Ｄ２１と第３方向Ｄ２３とが略９０度を成し、第２方向Ｄ２２と第１方向Ｄ２１、および第２方向Ｄ２２と第３方向Ｄ２３とがそれぞれ略４５度を成すように設定し、第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣを配置しても良い。

この場合であっても、第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣは、それぞれ検出電極ＥＢＡ、検出電極ＥＢＢ、および、検出電極ＥＢＣを備えている。検出電極ＥＢＡ、検出電極ＥＢＢ、および、検出電極ＥＢＣは、図８に示す場合と同様に、第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣで囲まれた領域において、渦巻き状に延びている。

例えば、第１電極ＥＡｎ＋２と第２電極ＥＢｎ＋３と第３電極ＥＣｎ＋５とで囲まれた領域のアドレスを（ｎ＋２、ｎ＋３、ｎ＋５）とする。利用者の指先等が、アドレス（ｎ＋２、ｎ＋３、ｎ＋５）となる領域に接触した場合には、電流検出回路により、第１電極ＥＡｎ＋２、第２電極ＥＢｎ＋３、および第３電極ＥＣｎ＋５の近傍に接触位置があることが検出され、アドレス（ｎ＋２、ｎ＋５、ｎ＋５）を接触位置として特定することができる。

したがって、図９のように第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣを配置した場合であっても、上述の第２実施形態に係る接触位置センサＳＳおよびこの接触位置センサを備える表示装置と同様の効果を得ることができる。

なお、上記第２実施形態に係る接触位置センサＳＳの透明電極群を形成する場合も、上述の第１実施形態に係る接触位置センサＳＳの透明電極群を形成する場合と同様に、まず、第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣとなる透明電極層を形成する。このとき、第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および第３電極ＥＣが交差する位置において、例えば、第１電極ＥＡのみがその第１軸部により電気的に接続されるようにパターンニングする。

次に、その上層に絶縁層を形成し、上述の第１実施形態のときと同様に、その絶縁層のコンタクトホールを介して、第２電極ＥＢを電気的に接続する導電層と第３電極を電気的に接続する導電層とを配置する。

上記のように第１電極ＥＡ、第２電極ＥＢ、および、第３電極ＥＣを形成することにより、夫々を形成するための導電層を形成する必要がなくなるため、製造工程が増加することはない。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。この発明は、互いに異なる方向に延びる３種類の電極を用いて接触位置を検出するものであればよく、例えば、上述の第１実施形態および第２実施形態に係る表示装置のような、検出電極ＳＡ、ＳＢ、ＳＣは必ずしも必要ではない。互いに異なる方向に延びる３種類の電極を用いて、接触位置の座標を検出することができれば、上述の第１実施形態および第２実施形態に係る表示装置と同様の効果を得ることができる。

また、図８Ａ、図８Ｂおよび図９に示す場合では、検出電極ＥＢＡ、検出電極ＥＢＢ、および検出電極ＥＢＣは、略直線状に延びる部分が接続された渦巻き状であるが、検出電極ＥＢＡ、検出電極ＥＢＢ、および検出電極ＥＢＣは曲線状に延びていても良い。その場合であっても、上述の第２実施形態に係る表示装置と同様の効果を得ることができる。

さらに、上述の第１実施形態に係る表示装置では、第１乃至第３電極が互いに６０度の角度を成すように配置されていたが、例えば、第１電極と第２電極とが略直交するように配置され、第３電極が第１電極および第２電極のそれぞれと略４５度を成すように配置されても良い。その場合でも、上述の第１実施形態に係る表示装置と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

ＳＳ…接触位置センサ、ＤＹＰ…表示部、ＰＮＬ…表示パネル、Ｄ１１…第１方向、ＥＡ…第１電極、Ｄ１２…第２方向、ＥＢ…第２電極、Ｄ１３…第３方向、ＥＣ…第３電極。

Claims (8)

1. マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部を備えた表示パネルと、
   透明絶縁性基板と、前記透明絶縁性基板上に配置された透明電極群と、前記透明電極群に流れる電流を検出する電流検出手段と、を備えた接触位置センサと、を備え、
   前記透明電極群は、前記表示部を覆うように配置され、第１方向に延びる複数の第１電極と、第２方向に延びる複数の第２電極と、第３方向に延びる複数の第３電極と、を備え、
   前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向は互いに異なる方向である表示装置。
2. 前記第１電極は前記第１方向に延びる第１軸部を備え、
   前記第２電極は前記第２方向に延びる第２軸部を備え、
   前記第３電極は前記第３方向に延びる第３軸部を備え、
   前記第１電極、前記第２電極、および前記第３電極は、前記第１軸部、前記第２軸部、前記第３軸部に囲まれた領域に延びる検出電極を備える請求項１記載の表示装置。
3. 前記第１軸部、前記第２軸部、および前記第３軸部に囲まれた領域において、前記第１軸部から延びる検出電極と、前記第２軸部から延びる検出電極と、前記第３軸部から延びる検出電極とは、互いに離間するとともに、それぞれの面積が等しくなるように延びて配置されている請求項２記載の表示装置。
4. 前記第１軸部、前記第２軸部、および前記第３軸部に囲まれた領域において、前記第１軸部から延びる検出電極と、前記第２軸部から延びる検出電極と、前記第３軸部から延びる検出電極とは互いに離間するとともに、渦巻き状に配置されている請求項２または請求項３記載の表示装置。
5. 透明絶縁性基板と、
   前記透明絶縁性基板上に配置された透明電極群と、
   前記透明電極群に流れる電流を検出する電流検出手段と、を備え、
   前記透明電極群は、第１方向に延びる複数の第１電極と、第２方向に延びる複数の第２電極と、第３方向に延びる複数の第３電極と、を備え、
   前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向は互いに異なる方向である接触位置センサ。
6. 前記第１電極は前記第１方向に延びる第１軸部を備え、
   前記第２電極は前記第２方向に延びる第２軸部を備え、
   前記第３電極は前記第３方向に延びる第３軸部を備え、
   前記第１電極、前記第２電極、および前記第３電極は、前記第１軸部、前記第２軸部、前記第３軸部に囲まれた領域に延びる検出電極を備える請求項５記載の接触位置センサ。
7. 前記第１軸部、前記第２軸部、および前記第３軸部に囲まれた領域において、前記第１軸部から延びる検出電極と、前記第２軸部から延びる検出電極と、前記第３軸部から延びる検出電極とは、互いに離間するとともに、それぞれの面積が等しくなるように延びて配置されている請求項６記載の接触位置センサ。
8. 前記第１軸部、前記第２軸部、および前記第３軸部に囲まれた領域において、前記第１軸部から延びる検出電極と、前記第２軸部から延びる検出電極と、前記第３軸部から延びる検出電極とは、互いに離間するとともに、渦巻き状に配置されている請求項６または請求項７記載の接触位置センサ。

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