JP2011060645A

JP2011060645A - 静電容量式タッチセンサ

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Publication number: JP2011060645A
Application number: JP2009210322A
Authority: JP
Inventors: Akio Nishijima; 章夫西島
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: EP2296083A3; JP5490471B2; EP2296083A2

Abstract

【課題】複数の検出電極を有する場合において、検出電極全体における被検出物の検出可能距離を延ばすこと。
【解決手段】本発明の静電容量式タッチセンサ１は、複数の検出電極２_１〜２_４を並列接続して検出電極全体で当該検出電極全体に近づく被検出物を検出する第１の検出モードと、前記複数の検出電極２_１〜２_４の並列接続を解除して各検出電極２_１〜２_４に近づく被検出物を個別に検出する第２の検出モードとを切り替えるようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、静電容量の変化から被検出物を検出する静電容量式タッチセンサに関する。

近年、カーナビゲーション装置、ＰＮＤ(Personal Navigation Device)、携帯電話機、ゲーム機などの電子機器に静電容量式タッチセンサが搭載されている。そして、静電容量式タッチセンサの中には、通常のタッチセンサとして機能させる前に、操作者の手の接近を検出するようにしたものが提案されている。

特許文献１には、意匠性を考慮して非使用時には検出電極の検出領域に相当する部分を非表示にする静電容量式スイッチ装置が提案されている。この静電容量式スイッチ装置では、検知電極（検出電極）と、スイッチ位置等を示す光透過パターンが形成された表示用マスク板と、バックライトとが、所定の光透過率を有する被覆材で覆われている。静電容量の変化により検出電極が接近する被検出物を検出するとバックライトが点灯し、被覆材に光透過パターン（スイッチ位置等）が浮き上がるように構成されている。

特開２００６−１４７５１９号公報

ところで、図１１に示すようなタッチセンサの場合には、狭い面積のところに多数の検出領域（検出電極１００）を設けることとなるが、検出電極は小さくせざるを得ず、検出電極から数ｍｍ程度の距離まで近付かないと手（被検出物）を検出することができないという問題があった。この問題を解決するために、閾値を低くする等して感度をあげることも考えられるが限界があり、また、当該距離を延ばすことはできるが、外乱により誤動作し易くなるという問題点もあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数の検出電極を有する場合において、被検出物の検出可能距離を延ばすことができる静電容量式タッチセンサを提供することを目的とする。

本発明の静電容量式タッチセンサは、複数の検出電極と、前記複数の検出電極に接続され、前記複数の検出電極の検出出力に基づき前記検出電極に接近する被検出物を検出する制御手段と、を備えた静電容量式タッチセンサであって、前記複数の検出電極が並列接続された状態で前記制御手段に接続された第１の検出モードと、前記複数の検出電極がそれぞれ個別に前記制御手段に接続された第２の検出モードとを切り替える切替回路を更に備え、前記制御手段は、前記切替回路の駆動制御を行って前記第１の検出モードにしたとき、検出電極全体で当該検出電極に近づく被検出物を検出し、前記切替回路の駆動制御を行って前記第２の検出モードにしたとき、各検出電極に近づく被検出物を個別に検出することを特徴とする。

この構成によれば、第１の検出モードでは、複数の検出電極を並列接続した検出電極全体で被検出物を検出するので、実質的に被検出物の検出用面積を大きくして検出電極全体における被検出物の検出可能距離を延ばし、第２の検出モードでは、複数の検出電極の並列接続を解除して各検出電極に近づく被検出物を個別に検出するので、通常のタッチセンサとして機能させることができる。

上記静電容量式タッチセンサにおいて、前記制御手段は、被検出物の検出待機状態では前記第１の検出モードに設定し、当該第１の検出モードで前記被検出物を検出した場合には、前記第１の検出モードから前記第２の検出モードに切り替えるように前記切替回路の駆動制御を行うことを特徴とする。

この構成によれば、検出待機状態では検出電極全体から離れた位置の被検出物の検出を可能にすると共に、該検出電極全体で被検出物を検出した後は、個々の検出電極が近接する被検出物をそれぞれ検出する通常のタッチセンサとして機能させることができる。

上記静電容量式タッチセンサにおいて、前記複数の検出電極の外側に配置される補助検出電極を備え、前記補助検出電極は、前記第１の検出モードにおいて前記複数の検出電極と共に並列接続して前記検出電極全体を構成して当該検出電極全体に近づく被検出物を検出することが好ましい。

この構成によれば、第１の検出モードでは、複数の検出電極とこれら検出電極の外側に配置される補助検出電極とが検出電極全体を構成するので、検出用面積を更に大きくして被検出物の検出可能距離を延ばし、該検出電極全体からより離れた位置の被検出物を検出することができる。また、検出可能距離が延びるのみならず、検出可能面積が拡がり、例えば、操作者が横方向から手を近づけた場合も、早い段階で検出することができる。

上記静電容量式タッチセンサにおいて、前記検出電極及び補助検出電極を有する検出電極ユニットを複数備え、各検出電極ユニットは、当該検出電極ユニットの検出電極同士が対向するように設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、各検出電極ユニットの検出電極同士が対向し、検出電極の外側の補助検出電極同士が離間するように設けられるので、外側に位置する補助検出電極が被検出物を検出すると被検出物を検出した検出電極ユニットを特定することができる。

本発明によれば、複数の検出電極を有する場合において各検出電極の被検出物の検出精度を低下させることなく、検出電極全体における被検出物の検出可能距離を延ばすことができる。

本発明の実施の形態１に係る静電容量式タッチセンサの一部分の概略構成を示す回路図である。図１の静電容量式タッチセンサの検出電極が配置された部分の外観を示す図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。図１の静電容量式タッチセンサの一部分の概略構成を示す回路図である。静電容量方式タッチセンサの基本原理を説明するための静電容量方式タッチセンサの基本回路である。図５の基本回路の動作波形図である。本実施の形態に係る静電容量式タッチセンサの動作を説明するためのフローチャートである。本発明の実施の形態２に係る静電容量式タッチセンサの検出電極が配置された部分の外観を示す図である。図８の静電容量式タッチセンサの一部分の概略構成を示す回路図である。変形例に係る静電容量式タッチセンサの操作部を示す図である。静電容量方式タッチセンサの操作部を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態の形態に係る静電容量式タッチセンサは、複数の検出電極を有しており、これら複数の検出電極全体で形成される静電容量の変化に基づいて接近する被検出物を検出すると共に、各検出電極に近接する被検出物を検出するものである。本静電容量式タッチセンサは、例えば、カーナビゲーション装置、携帯電話機、ゲーム機等の入力表示装置として適用可能なものであり、以下では、カーナビゲーション装置の入力表示装置に適用した場合を例に挙げて説明する。

図１１に示すように、本発明の実施の形態に係る静電容量式タッチセンサには、複数の検出電極１００が並設されており、これら各検出電極１００が、カーナビゲーション装置に内蔵された各操作部を実行する入力表示装置として機能するように構成されている。この静電容量式タッチセンサは、意匠性及び消費電力の抑制の点から被検出物の非検出時には各検出電極（検出領域に相当する部分）１００が非表示となるように構成することも可能である。以下では、被検出物の非検出時には検出電極１００が非表示となるタッチセンサとして説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る静電容量式タッチセンサの一部分の概略構成を示す回路図である。図２は、本実施の形態に係る静電容量式タッチセンサの検出電極の配置例を示す平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。図４は、本実施の形態に係る静電容量式タッチセンサの一部分の概略構成を示す回路図である。なお、図１は、後述する各検出電極が並列接続された状態を示し、図４は各検出電極の並列接続が解除された状態を示している。

図１に示すように、本実施の形態に係る静電容量式タッチセンサ１を入力表示装置に適用したカーナビゲーション装置は、静電容量式タッチセンサ１と、静電容量式タッチセンサ１に接続された照光制御部５０及び外部機器６０と、を備えている。

静電容量式タッチセンサ１は、表示画面上に設けられた４個の検出電極２_１〜２_４と、切替回路３と、制御回路４とを備えている。この静電容量タッチセンサ１は、複数（４個）の検出電極２_１〜２_４が並列接続された状態で制御回路４に接続されて検出電極全体を１つの電極として被検出物４０を検出する全体検出状態（第１の検出モード）と、並列接続が解除され、これら検出電極２_１〜２_４が個別に制御回路４に接続され各検出電極が個別に被検出物４０を検出する個別検出状態（第２の検出モード）とを、切替回路３及び制御回路４が切り替え制御するように構成されている。なお、図１では、検出電極２の数を４個としているが、検出電極数はこれに限定されるものではない。

図２に示すように、検出電極２_１〜２_４は、例えば、透明パネル５上に２行２列で形成された４つの印刷表示部６に対してそれぞれ配置されている。各検出電極２_１〜２_４はＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の光を透過する透明材料で形成されている。各検出電極２_１〜２_４は配線材７の一端に接続され、各配線材７の他端は切替回路３の接点の一端（共通端子ｃ）に接続されている。

図３に示すように、透明パネル５の検出電極２_１〜２_４の配置面と反対側の面には電極配線シート８が設けられている。電極配線シート８の透明パネル５との接触面と反対側の面には、バックライトプレート９が密着して設けられている。バックライトプレート９の対向する両側面には、ＬＥＤ（発光ダイオード）１０が近接配置されている。静電容量センサ１の検出電極全体で被検出物を検出した場合、照光制御部５０から照光制御信号Ｌが送られ、各ＬＥＤ１０の光がバックライトプレート９を通して透明パネル５の前面から放出される。

図１に示すように、切替回路３は、制御回路４から送られる制御信号に基づいて、検出電極２_１〜２_４を並列接続して制御回路４に接続する全体検出状態と、検出電極２_１〜２_４の並列接続を解除して個別に制御回路４に接続する個別検出状態とに切替えるものであり、４つの切替スイッチ３_１〜３_４を備えている。各切替スイッチ３_１〜３_４は、２つの固定接点ａ及びｂと共通端子ｃとから構成されている。各固定接点ａは制御回路４の入力端子Ａ１〜Ａ４に対してそれぞれ個別に接続され、各固定接点ｂは共通接続され制御回路４の入力端子Ｐに接続されている。各共通端子ｃは検出電極２_１〜２_４にそれぞれ接続されている。図１に示すように全体検出状態では、各共通端子ｃと各固定接点ｂとが接続され、検出電極２_１〜２_４が並列接続されて制御回路４の入力端子Ｐに接続される。一方、図４に示すように個別検出状態では、各共通端子ｃと各固定接点ａとが接続され、検出電極２_１が入力端子Ａ１に、検出電極２_２が入力端子Ａ２に、検出電極２_３が入力端子Ａ３に、検出電極２_４が入力端子Ａ４にそれぞれ接続される。

制御回路４は、検出電極２と被検出物４０との間の静電容量の変化に応じて、検出電極２_１〜２_４を並列接続しこれら並列接続した検出電極全体で被検出物４０を検出する全体検出状態と、検出電極２_１〜２_４の並列接続を解除して各検出電極２_１〜２_４が個別に被検出物４０を検出する個別検出状態とを切り替え制御する。この場合において、制御回路４は、被検出物４０の検出待機状態では全体検出状態に切り替え、この全体検出状態で被検出物４０を検出した場合には、全体検出状態から個別検出状態に切り替えることが好ましい。これにより、検出待機状態では検出電極全体を等価的に１枚のキャパシタ電極として機能させて離れた位置の被検出物４０の検出を可能にすると共に、該検出電極全体で被検出物４０を検出した後は、各検出電極２_１〜２_４が近接する被検出物４０をそれぞれ検出する通常のタッチセンサとして機能させることができる。

具体的には、検出待機状態（初期状態）では、制御回路４は、検出電極２_１〜２_４を並列接続して検出電極全体で被検出物４０を検出する全体検出状態を選択する。全体検出状態での検出電極全体の検出出力、つまり検出電極２_１〜２_４の合成検出出力（静電容量の大きさに応じた出力）が、全体接近検出用閾値（第１閾値Ｓｐ）を超えたときに、制御回路４は、照光制御信号Ｌ（第１制御信号）を照光制御部５０に出力する。ここで、第１閾値Ｓｐは、全体検出状態のときの検出電極２_１〜２_４の配設位置ｄ０から距離ｄ２だけ離れた位置での静電容量に応じた値である。照光制御部５０から照光制御信号Ｌを受けるとＬＥＤ１０が駆動し、透明パネル５上の印刷表示部６が発光表示される。

全体検出状態で検出電極全体の検出出力が第１閾値Ｓｐを超えた場合（つまり、全体検出状態で被検出物を検出した場合）、制御回路４は、全体検出状態から個別検出状態に切り替わるよう切替回路３の駆動制御を行う。個別検出状態での各検出電極２_１〜２_４の個別検出出力が個別接触検出用閾値（第２閾値Ｓａ）を超えたときに検出電極２_１〜２_４それぞれに対応する個別制御信号Ｃ１〜Ｃ４（第２制御信号）を外部機器６０に出力する。ここで、第２閾値Ｓａは、個別検出状態のときの検出電極２_１〜２_４の配設位置ｄ０から距離ｄ１（＜ｄ２）だけ離れた位置での静電容量に応じた値である。

個別検出状態では、通常、検出電極２_１〜２_４のうち、いずれか１つの検出出力が第２閾値Ｓａを超えるので、その検出出力に対応する個別制御信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３又はＣ４が出力されることになる。つまり、被検出物である指４０が検出電極２_１〜２_４のうちのどれか１つに近接する又は触れることになるので、近接した又は触れられた検出電極の検出出力に対応する個別制御信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３又はＣ４が出力される。制御回路４は、図示せぬタイマを有しており、個別入力後または個別入力が所定時間無い場合、検出待機状態即ち全体検出状態に戻す。全体検出状態に戻した後、制御回路４は、照光制御部５０に点灯オフの照光制御信号Ｌを送る。

ここで、静電容量式タッチセンサ１が被検出物を検出する基本原理について説明する。図５は静電容量式タッチセンサ１の基本回路を示す図であり、図６は図５の基本回路の動作波形図である。図５において、２入力の論理積回路７０の一方の入力端子に検出電極７１と抵抗７２とからなるＲＣ積分回路（センサ回路）７３を接続して、センサ回路７３を介して基準信号を入力する。また、論理積回路７０の他方の入力端子には基準信号を直接入力する。基準信号として、図６の（イ）に示すような矩形波の信号を入力する。

矩形波の基準信号を入力することで、センサ出力は図１０の（ロ）に示すように、出力に遅れが生ずる積分波形となる。この積分波形のセンサ出力と基準信号とが論理積回路７０で比較されて、センサ出力が基準信号を超える期間、論理積回路７０の出力が”Ｈ”になる（図６の（ハ））。論理積回路７０の出力が”Ｈ”になる期間Ｔ２はセンサ回路７３の静電容量の増加に従って短くなる（図６の（ニ）及び（ホ）に示すＴ３）。すなわち、センサ回路７３の静電容量は、検出電極７１に指が近づくに従って増加する。なお、図６の（ハ）に示す出力は検出電極７１に指が近づいていない標準時とする。

論理積回路７０の出力側には抵抗７４とコンデンサ７５からなる積分回路７６が接続されており、この積分回路７６の出力（図６の（ヘ）に示すＡＤ出力）は、検出電極７１に手の接近が無い標準時ではＴ２／Ｔ１×ＶＤＤとなり、検出電極７１に手が接近した接近時ではＴ３／Ｔ１×ＶＤＤとなる。このＡＤ出力の差を手の接近として検出する。

照光制御部５０は、静電容量式タッチセンサ１の検出出力に基づいて、ＬＥＤ１０の点灯制御を行う。照光制御部５０は、制御回路４から出力された点灯オンの照光制御信号Ｌを受けるとＬＥＤ１０を点灯させ、点灯オフの照光制御信号Ｌを受けるとＬＥＤ１０を消灯させる。指４０が全体検出電極に近づいて検出電極２_１〜２_４との間の距離がｄ２になると、照光制御部５０に制御回路４から出力されるオンの照光制御信号Ｌを取り込まれＬＥＤ１０が点灯する。外部機器６０は、制御回路４から出力される個別制御信号Ｃ１〜Ｃ４のそれぞれに応じて、カーナビゲーション装置に内蔵された各機能を実行制御する。

次に、図７に示すフローチャートを参照して静電容量式タッチセンサ１の動作を説明する。検出待機状態では、制御回路４は、切替回路３を全体検出状態にする（ステップＳ１）。次いで、並列接続された検出電極２_１〜２_４の合成された検出出力（入力端子Ｐにおける合成検出出力）が第１閾値Ｓｐを超えるかどうか判定する（ステップＳ２）。検出電極２_１〜２_４の合成検出出力が第１閾値Ｓｐを超えない場合、照光制御信号Ｌをオフにし（ステップＳ３）、ステップＳ２の判定に戻る。検出電極２_１〜２_４の合成検出出力が第１閾値Ｓｐを超えるまで、ステップＳ２及びステップＳ３の処理を繰り返す。

一方、並列接続された検出電極２_１〜２_４の合成検出出力が第１閾値Ｓｐを超えると、制御回路４は、照光制御信号Ｌをオンにし（ステップＳ４）、切替回路３を全体検出状態から個別検出状態に切替える（ステップＳ５）。個別検出状態に切替えた後、タイマをスタートさせる（ステップＳ６）。そして、入力端子Ａ１への入力が第２閾値Ｓａを超えるかどうか判定し（ステップＳ７）、入力端子Ａ１への入力が第２閾値Ｓａを超える場合は個別制御信号Ｃ１を出力する（ステップＳ８）。入力端子Ａ１への入力が第２閾値Ｓａを超えない場合は、入力端子Ａ２への入力が第２閾値Ｓａを超えるかどうか判定し（ステップＳ９）、入力端子Ａ２への入力が第２閾値Ｓａを超える場合は個別制御信号Ｃ２を出力する（ステップＳ１０）。また、入力端子Ａ２への入力が第２閾値Ｓａを超えない場合は、入力端子Ａ３への入力が第２閾値Ｓａを超えるかどうか判定し（ステップＳ１１）、入力端子Ａ３への入力が第２閾値Ｓａを超える場合は個別制御信号Ｃ３を出力する（ステップＳ１２）。また、入力端子Ａ３への入力が第２閾値Ｓａを超えない場合は、入力端子Ａ４への入力が第２閾値Ｓａを超えるかどうか判定し（ステップＳ１３）、入力端子Ａ４への入力が第２閾値Ｓａを超える場合は個別制御信号Ｃ４を出力する（ステップＳ１４）。

ステップＳ７、ステップＳ９、ステップＳ１１またはステップＳ１３のいずれかの判定を行い、個別制御信号Ｃ１、個別制御信号Ｃ２、個別制御信号Ｃ３または個別制御信号Ｃ４のいずれかを出力した後、所定時間を経過したかどうか判定し（ステップＳ１５）、所定時間を経過していなければステップＳ７に戻り、ステップＳ７以降の処理を繰り返し、所定時間を経過するとステップＳ１に戻り、上記処理を最初から行う。

このように本実施の形態の静電容量式タッチセンサ１は、複数の検出電極２_１〜２_４を並列接続して検出電極全体を１枚のキャパシタ電極として機能させて当該検出電極全体に近づく被検出物を検出する全体検出状態と、複数の検出電極２_１〜２_４の並列接続を解除して各検出電極２_１〜２_４に近づく被検出物を個々の検出電極２_１〜２_４で独立して検出する個別検出状態とを切り替える。そのため、全体検出状態では、複数の検出電極２_１〜２_４を並列接続した検出電極全体で１枚のキャパシタ電極として機能させて被検出物を検出するので、実質的に被検出物の検出用面積を大きくして検出電極全体における被検出物の検出可能距離を延ばすことができる。また、個別検出状態では、複数の検出電極２_１〜２_４の並列接続を解除して各検出電極２_１〜２_４に近づく被検出物を個別に検出する通常のタッチセンサとして機能させることができる。すなわち、制御回路４及び切替回路３により全体検出状態及び個別検出状態を切り替えることで、検出電極全体に対する被検出物の検出可能距離を延ばして該検出電極全体から離れた位置の被検出物を検出可能にすると共に、各検出電極２_１〜２_４に近接する被検出物をそれぞれ検出する通常のタッチセンサとして機能させることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本発明の実施の形態２に係る静電容量式タッチセンサは、上述した第１の実施の形態に係る静電容量式タッチセンサ１と比べて、全体検出用の補助検出電極が追加されていること及び切替回路の構成のみ相違している。したがって、特に相違点についてのみ説明し、同一の構成については同一の符号を用い、繰り返しの説明を省略する。

図８は、本発明の実施の形態２に係る静電容量式タッチセンサの検出電極が配置例を示す平面図である。図９は本実施の形態に係る静電容量式タッチセンサの一部分の概略構成を示す回路図である。なお、図９に示す静電容量式タッチセンサは、全体検出状態における各端子の接点状態を示している。

図８及び図９に示すように、本実施の形態に係る静電容量式タッチセンサ１ａは、４個の検出電極２_１〜２_４と、検出電極２_１〜２_４の外側に配置された一対の補助検出電極２_５及び２_６と、切替回路３ａと、制御回路４ａとを備えている。検出電極２_１〜２_４は、上記実施の形態１に係る静電容量式タッチセンサ１と同様の構成に、透明パネル５上に２行２列で形成された４つの印刷表示部６に対してそれぞれ配置されている。補助検出電極２_５及び２_６は、全体検出状態において検出電極２_１〜２_４と協働して被検出物の検出を行う全体検出専用の検出電極であり、検出電極２_１〜２_４を挟むように左右両側に配置されている。各補助検出電極２_５及び２_６は、検出電極２_１〜２_４と同様に、配線材７によって切替回路３ａに接続されている。なお、図８に示す補助検出電極２_５及び２_６は、検出電極２_１〜２_４の左右両側に設けられた２つの検出電極２_５及び２_６で構成しているが、検出電極数２_５及び２_６はこれに限定されるものではなく、例えば、検出電極２_１〜２_４の周囲に設けるようにしてもよい。また、検出電極２_１〜２_４はＩＴＯ等の光を透過する透明材料で形成されているが、補助検出電極２_５及び２_６は透明材料でなくてもよい。

図９に示すように、切替回路３ａは、制御回路４ａから送られる制御信号に基づいて、検出電極２_１〜２_４及び補助検出電極２_５及び２_６を並列接続して制御回路４ａに接続する全体検出状態と、検出電極２_１〜２_４を個別に制御回路４ａに接続する個別検出状態とに切替えるものであり、６つの切替スイッチ３_１〜３_６を備えている。各切替スイッチ３_１〜３_６は、２つの固定接点ａ及びｂと共通端子ｃとから構成されている。切替スイッチ３_１〜３_６のうち切替スイッチ３_１〜３_４の固定接点ａのみ制御回路４ａの入力端子Ａ１〜Ａ４に対して個別に接続され、各切替スイッチ３_１〜３_６の固定接点ｂは共通接続され制御回路４ａの入力端子Ｐに接続されている。各共通端子ｃは検出電極２_１〜２_６にそれぞれ接続されている。図９に示すように全体検出状態では、各切替スイッチ３_１〜３_６の各共通端子ｃ及び各固定接点ｂとが接続され、検出電極２_１〜２_４及び補助検出電極２_５及び２_６が並列接続されて制御回路４ａの入力端子Ｐに接続される。

一方、個別検出状態では、切替スイッチ３_１〜３_４の共通端子ｃと固定接点ａとがそれぞれ接続され、切替スイッチ３_５及び３_６の共通端子ｃは固定接点ａに接続されずにフリー状態となる。このように、検出電極２_１〜２_４は、制御回路４ａの入力端子Ａ１〜Ａ４又は入力端子Ｐに接続されるが、補助検出電極２_５及び２_６は入力端子Ｐにのみ接続される。すなわち、補助検出電極２_５及び２_６は、全体検出状態時にのみ検出電極全体の面積を更に大きくして感度を上げるために機能するように構成されている。

このように本実施の形態の静電容量タッチセンサ１ａは、複数の検出電極２_１〜２_４の外側に配置される補助検出電極２_５及び２_６を備え、補助検出電極２_５及び２_６は、全体検出状態において複数の検出電極２_１〜２_４と共に並列接続して検出電極全体を構成して当該検出電極全体に近づく被検出物を検出する。従って、全体検出状態では、検出用面積を更に大きくして被検出物の検出可能距離を延ばし、該検出電極全体からより離れた位置の被検出物を検出することができる。また、検出可能距離を延ばすのみならず、検出可能面積を拡げ、例えば、操作者が横方向から手を近づけた場合も、早い段階で検出することができる。

なお、上記実施の形態１では、検出電極２_１〜２_４を単一の検出電極ユニットとし全体検出状態及び個別検出状態に切り替える構成としたが、この構成に限定されるものではない。例えば、検出電極数が多く操作面が手に対して十分大きいような場合には、検出電極の結合数量を変化させることによって複数の検出電極ユニットに分割することも可能である。図１０（ａ）は、静電容量式タッチセンサを構成する複数の検出電極１３が、２つの検出電極ユニット１２ａ及び１２ｂに分けられた状態を示した模式図である。図１０に示す静電容量式タッチセンサでは、２つの検出電極ユニット１２ａ及び１２ｂが左右に設けられており、これら各検出電極ユニット１２ａ及び１２ｂがそれぞれ全体検出状態及び個別検出状態に切り替えられるように構成されている。従って、２個の検出電極ユニット１２ａ及び１２ｂのうち、被検出物が右側から接近した場合には、検出電極ユニット１２ａの検出電極全体が被検出物を検出するので、被検出物を検出した検出電極ユニット１２ａの特定を介して被検出物の接近方向を推測することも可能である。

また、図１０（ｂ）に示すように、各検出電極ユニット１２ｃ及び１２ｄは、検出電極１３及び補助検出電極１４を有するように構成してもよい。この場合には、各検出電極ユニット１２ｃ及び１２ｄは、検出電極１３同士が対向するように設けることが好ましい。この構成によれば、各検出電極ユニット１２ｃ及び１２ｄの検出電極１３同士が対向し、検出電極１３の外側の補助検出電極１４同士が離間するように設けられるので、外側に位置する補助検出電極１４が被検出物を検出すると被検出物を検出した検出電極ユニット１２ｃを特定することができる。

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明は、カーナビゲーション、ＰＮＤ、携帯電話機、ＰＤＡ、ゲーム機などの電子機器に適用可能である。

１、１ａ静電容量式タッチセンサ
２_１〜２_４検出電極
２_５〜２_６補助検出電極
３，３ａ切替回路
４，４ａ制御回路（制御手段）
５透明パネル
６印刷表示部
７配線材
８電極配線シート
９バックライトプレート
１０ＬＥＤ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ検出電極ユニット
５０照光制御部
６０外部機器

Claims

複数の検出電極と、
前記複数の検出電極に接続され、前記複数の検出電極の検出出力に基づき前記検出電極に接近する被検出物を検出する制御手段と、を備えた静電容量式タッチセンサであって、
前記複数の検出電極が並列接続された状態で前記制御手段に接続された第１の検出モードと、前記複数の検出電極がそれぞれ個別に前記制御手段に接続された第２の検出モードとを切り替える切替回路を更に備え、
前記制御手段は、前記切替回路の駆動制御を行って前記第１の検出モードにしたとき、検出電極全体で当該検出電極に近づく被検出物を検出し、前記切替回路の駆動制御を行って前記第２の検出モードにしたとき、各検出電極に近づく被検出物を個別に検出することを特徴とする静電容量式タッチセンサ。
前記制御手段は、被検出物の検出待機状態では前記第１の検出モードに切り替え、当該第１の検出モードで前記被検出物を検出したら、前記第１の検出モードから前記第２の検出モードに切り替えるように前記切替回路の駆動制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式タッチセンサ。
前記複数の検出電極の外側に配置される補助検出電極を備え、
前記補助検出電極は、前記第１の検出モードにおいて前記複数の検出電極と共に並列接続して前記検出電極全体を構成して当該検出電極全体に近づく被検出物を検出することを特徴とする請求項２記載の静電容量式タッチセンサ。
前記検出電極及び補助検出電極を有する検出電極ユニットを複数備え、
各検出電極ユニットは、当該検出電極ユニットの検出電極同士が対向するように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の静電容量式タッチセンサ。