JP2011221938A - タッチパネル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送信電極と送信基板とを結ぶ引出し線の配線長に応じて受信電極に発生する誘導ノイズの大きさが異なることに起因するタッチ位置検出の感度のばらつきを低減する。
【解決手段】送信基板６１に、送信電極２に係るＣＲ時定数を調整するＣＲ時定数調整手段として、抵抗成分Ｒと容量成分ＣとからなるＣＲ回路１２が設けられ、このＣＲ回路は、送信電極と送信基板とを結ぶ引出し線７１の配線長が長くなるほどＣＲ時定数が大きく設定されたものとする。
【選択図】図８

Description

本発明は、電極が格子状に配置されて、タッチ操作に応じた静電容量の変化に伴う電極の出力信号の変化に基づいてタッチ位置を検出する静電容量方式のタッチパネル装置、特に送信電極を印加した駆動信号に応答して受信電極に流れる充放電電流信号を受信してその充放電電流信号に基づいてタッチ位置を検出する相互容量方式のタッチパネル装置に関するものである。

タッチパネル装置には、タッチ位置を検出する原理が異なる種々の方式があるが、抵抗膜方式や静電容量方式のように多数の電極をパネル内に配設した構成のものでは、電極がアンテナとして作用するため、外来ノイズの影響を受け易くなる。特に静電容量方式では、導電性物体（例えば人体）が接近あるいは接触することによる電極近傍の微小な静電容量の変化を利用してタッチ位置を検出することから、ノイズがタッチ位置の検出精度に大きく影響するため、有効なノイズ対策が望まれる。

このようなタッチパネル装置に関するノイズ対策に関して、従来、静電容量方式のタッチパネル装置において、タッチパネル装置と組み合わせて用いられる表示装置に起因するノイズを除去する技術が知られている（特許文献１、２参照）。また、静電容量方式のタッチパネル装置において、外部から侵入するノイズの影響をシールド線で防止する技術が知られている（特許文献３参照）。また、抵抗膜方式のタッチパネル装置において、操作者の指による誘導電圧に起因する誘導ノイズを除去する技術が知られている（特許文献４参照）。

特開昭６３−１７４１２０号公報 特開２０１０−００９４３９号公報 特開２００９−２３７６７３号公報 特開平２−１７６９２２号公報

ところで、タッチパネル装置は、パソコンや携帯情報端末の分野で広く普及しているが、このタッチパネル装置を、大画面の表示装置と組み合わせることで、多人数を対象にしたプレゼンテーションや講義で使用することができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いることができ、この場合、タッチパネル装置に、静電容量方式、特に相互容量方式を採用すると、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ（多点検出）が可能となることから、利便性を高めることができる。

しかしながら、相互容量方式では、受信電極に流れる微小電流でタッチ位置を検出するため、受信側のインピーダンスが高く、もともと外来ノイズの影響を受け易いが、タッチパネル装置の大型化に伴って電極が長くなると、より一層外来ノイズの影響を受け易くなる。

特に、送信電極に印加する駆動信号を生成する送信基板と送信電極とを結ぶ引出し線も、タッチパネル装置の大型化に伴って長くなり、さらに送信基板の数を減らすために、少数の送信基板に向けて引出し線が集合するように引出し線を配設すると、引出し線が受信電極に対して平行に近い角度となる。このため、送信電極に印可する駆動信号による電流が引出し線に流れることによる誘導作用の影響を受信電極が受け易くなり、大きな誘導ノイズが発生する。このような送信電極の引出し線が原因で受信電極に発生する誘導ノイズに対して、前記の従来のノイズ対策はなんら有効な解決策とはならない。

また、引出し線の長さは、送信電極と送信基板との位置関係に応じて異なり、送信電極と送信基板との離間距離が大きくなるほど引出し線が長くなり、その引出し線の長さが長くなるのに応じて誘導ノイズが大きくなる。このため、誘導ノイズの大きさが位置に応じて異なり、タッチ位置を検知する感度に大きなばらつきが発生するという課題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、送信電極に印可する駆動信号による電流が引出し線に流れることによる誘導作用が原因で受信電極に発生する誘導ノイズを低減し、特に送信電極と送信基板とを結ぶ引出し線の配線長に応じて受信電極に発生する誘導ノイズの大きさが異なることに起因するタッチ位置検出の感度のばらつきを低減することができるように構成されたタッチパネル装置を提供することにある。

本発明のタッチパネル装置は、タッチ面を備え、互いに並走する複数の送信電極及び互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記送信電極に印加された駆動信号に応答した受信電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、前記送信電極に係るＣＲ時定数を調整するＣＲ時定数調整手段と、を備え、このＣＲ時定数調整手段は、前記送信電極と前記送信部とを結ぶ引出し線の配線長が長くなるほどＣＲ時定数が大きく設定されるようにした構成とする。

本発明によれば、送信電極に係るＣＲ時定数を大きく設定することで、送信電極に印可する駆動信号による電流が引出し線に流れることによる誘導作用を抑制することができる。そして、引出し線の全長が長く、受信電極に大きな誘導ノイズを発生させるものほど、ＣＲ時定数が大きくなり、誘導ノイズを低減する効果が大きくなる。このため、受信電極の誘導ノイズを小さく且つ均一にすることができ、これによりタッチ位置検出の感度のばらつきを低減することができる。

本発明によるタッチパネル装置を示す全体構成図 図１に示した送信部の概略構成図 図１に示した受信部の概略構成図 図３に示した受信信号処理部の概略構成図 図１に示したパネル本体を構成する電極シートを示す平面図 図５に示した電極シートの送信側引出し部を詳細に示す平面図 図５に示した電極シートの受信側引出し部を詳細に示す平面図 図２に示した送信部のＣＲフィルタによるＣＲ時定数を調整する要領を説明する模式図 従来構成による比較例と本発明による実施例での受信電圧分布を示す図 図１に示したパネル本体を構成する電極シートの別例を示す模式的な平面図

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、タッチ面を備え、互いに並走する複数の送信電極及び互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記送信電極に印加された駆動信号に応答した受信電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、前記送信電極に係るＣＲ時定数を調整するＣＲ時定数調整手段と、を備え、このＣＲ時定数調整手段は、前記送信電極と前記送信部とを結ぶ引出し線の配線長が長くなるほどＣＲ時定数が大きく設定されるようにした構成とする。

これによると、送信電極に係るＣＲ時定数を大きく設定することで、送信電極に印可する駆動信号による電流が引出し線に流れることによる誘導作用を抑制することができる。そして、引出し線の全長が長く、受信電極に大きな誘導ノイズを発生させるものほど、ＣＲ時定数が大きくなり、誘導ノイズを低減する効果が大きくなる。このため、受信電極の誘導ノイズを小さく且つ均一にすることができ、これによりタッチ位置検出の感度のばらつきを低減することができる。

前記課題を解決するためになされた第２の発明は、前記第１の発明において、前記送信部に、前記ＣＲ時定数調整手段として抵抗成分と容量成分とからなるＣＲ回路が設けられた構成とする。

これによると、送信電極に係るＣＲ時定数を適切な値に精度よく設定することができる。

前記課題を解決するためになされた第３の発明は、前記第２の発明において、前記送信電極が所定本数ごとにグループ分けされ、前記ＣＲ回路における前記抵抗成分の抵抗値及び前記容量成分の容量値がグループ単位で設定された構成とする。

これによると、送信部に送信電極ごとに設けられる回路をグループ単位で共用することができるため、製造コストを削減することができる。

前記課題を解決するためになされた第４の発明は、前記第１乃至第３の発明において、前記送信電極及び前記受信電極が両者を絶縁する支持シートの各面にそれぞれ配設された電極シートを有し、この電極シートは、前記支持シートの延出部分に前記引出し線を配設した態様の引出し部が一体的に設けられ、この引出し部における前記引出し線が配設された面と相反する面に前記ＣＲ時定数調整手段としてダミー導電層が設けられると共に、このダミー導電層が接地された構成とする。

これによると、特別にＣＲ回路を設ける必要がないため、製造コストを削減することができる。この場合、ダミー導電層に沿う引出し線の部分が長くなるほど、引出し線に付随する静電容量が大きくなり、したがってＣＲ時定数が大きくなる。

前記課題を解決するためになされた第５の発明は、前記第４の発明において、前記ダミー導電層は、導電材料が密実に配されてなる構成とする。

これによると、電極や引出し線の周囲に発生する磁界を遮るシールド効果を高めることができる。

前記課題を解決するためになされた第６の発明は、前記第４の発明において、前記ダミー導電層は、導電材料がメッシュ状に配されてなる構成とする。

これによると、導電材料が少なくて済むため、スクリーン印刷などにより導電材料を付着させてダミー導電層を形成する場合に製造コストを削減することができる。また、メッシュのパターンを位置に応じて変更することで、各送信電極のＣＲ時定数を適切な値に設定することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明によるタッチパネル装置を示す全体構成図である。このタッチパネル装置１は、互いに並走する複数の送信電極２と互いに並走する複数の受信電極３とが格子状に配置されたパネル本体４と、送信電極２に対して駆動信号（パルス信号）を印加する送信部５と、送信電極２に印加された駆動信号に応答した受信電極３の充放電電流信号を受信して、送信電極２と受信電極３とが交差する電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部６と、この受信部６から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に送信部５及び受信部６の動作を制御する制御部７とを備えている。

このタッチパネル装置１は、大画面の表示装置と組み合わせることで、プレゼンテーションや講義に用いることができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いられ、特にここでは、プロジェクタ装置と組み合わせて用いられ、タッチパネル装置１のタッチ面がプロジェクタ用のスクリーンとなる。

タッチパネル装置１から出力されるタッチ位置情報は、パソコンなどの外部機器８に入力され、外部機器８から出力される表示画面データに基づいてプロジェクタ装置９によりタッチパネル装置１のタッチ面上に投影表示される表示画面上に、タッチパネル装置１のタッチ面上でユーザが指示物（ユーザの指先及びスタイラスや指示棒等の導電体）で行ったタッチ操作に対応した画像が表示され、タッチパネル装置のタッチ面にマーカーで直接描画をするのと同様の感覚で所要の画像を表示させることができ、また表示画面に表示されたボタンなどを操作することができる。さらに、タッチ操作で描かれた画像を消去するイレーサを用いることもできる。

送信電極２及び受信電極３は同一の配置ピッチ（例えば１０ｍｍ）で配置されており、その本数はパネル本体４のアスペクト比に応じて異なり、送信電極２が例えば１２０本、受信電極３が例えば１８６本配置される。

送信電極２と受信電極３とは、絶縁層（後述する支持シート）を挟んで重なり合う態様で交差しており、この送信電極２と受信電極３とが交差する電極交点にはコンデンサが形成され、ユーザが指示物でタッチ操作を行うと、これに応じて電極交点の静電容量が実質的に減少することで、タッチ操作の有無を検出することができる。

特にここでは、相互容量方式が採用され、送信電極２に駆動信号を印加すると、これに応答して受信電極３に充放電電流が流れ、このとき、ユーザのタッチ操作に応じて電極交点の静電容量が変化すると、受信電極３の充放電電流が変化し、この充放電電流の変化量を受信部６で電極交点ごとのレベル信号（ディジタル信号）に変換して制御部７に出力し、制御部７では、電極交点ごとのレベル信号に基づいてタッチ位置が算出される。この相互容量方式では、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ（多点検出）が可能である。

制御部７は、受信部６から出力される電極交点ごとのレベル信号から所定の演算処理によってタッチ位置（タッチ領域の中心座標）を求める。このタッチ位置の演算では、Ｘ方向（送信電極２の延在方向）とＹ方向（受信電極３の延在方向）とでそれぞれ隣接する複数（例えば４×４）の電極交点ごとのレベル信号から所要の補間法（例えば重心法）を用いてタッチ位置を求める。これにより、送信電極２及び受信電極３の配置ピッチ（１０ｍｍ）より高い分解能（例えば１ｍｍ以下）でタッチ位置を検出することができる。

図２は、図１に示した送信部５の概略構成図である。送信部５は、駆動信号発生部１１とＣＲフィルタ１２と電極選択部１３とを備えている。駆動信号発生部１１は、パルス発生部１４とデコード部１５と出力ドライバー１６とを備え、制御部７から出力されるタイミング信号に同期して駆動信号（パルス信号）を生成する。電極選択部１３では、送信電極２ごとにスイッチング素子が接続されており、送信電極２を１本ずつ選択して、駆動信号発生部１１から出力される駆動信号を送信電極２に順次印加する。

ＣＲフィルタ（ＣＲ回路）１２は、抵抗成分Ｒと容量成分Ｃとからなり、入力端と出力端との間に抵抗成分Ｒが接続されると共に、抵抗成分Ｒの出力側に容量成分Ｃの一端が接続され、容量成分Ｃの他端は接地されている。このＣＲフィルタ１２は、送信電極２に係るＣＲ時定数を調整する手段として機能し、これについては後に詳述する。

図３は、図１に示した受信部６の概略構成図である。受信部６は、電極選択部２１と受信信号処理部２２とを備えている。電極選択部２１では、受信電極３ごとにスイッチング素子が接続されており、送信電極２の１本に駆動信号を印加する間に、受信電極３を１本ずつ選択して、受信電極３からの充放電電流信号を受信信号処理部２２に順次入力させる。これにより、全ての電極交点ごとの充放電電流信号を取り出すことができる。

受信電極３及び電極選択部２１のスイッチング素子ＳＷは、所定数（例えば２４本）ごとにグループ化され、各グループに属するスイッチング素子ＳＷの互いに対応するもの同士が並行してオン／オフ制御される。また、各グループごとに受信信号処理部２２が設けられている。各グループではスイッチング素子ＳＷが１つずつ順にオンとなるように制御され、残りのスイッチング素子ＳＷはオフに制御されており、スイッチング素子ＳＷをオンとすることで選択された１本の受信電極３の充放電電流信号が受信信号処理部２２に入力される。

このように、スイッチング素子ＳＷのスイッチング動作が複数のグループ間で並行して行われるため、全ての受信電極３の充放電電流信号を受信するのに要する時間を短縮することができる。また、受信部６での充放電電流信号の処理をグループごとに分割して行うことができるため、ハードウエア構成の大型化を抑えることができる。

なお、受信電極３のグループ化では、各グループに属する受信電極３の本数を同一とする必要はなく、例えば受信電極３が１８６本の場合、７つのグループＡ〜Ｇを２４本とし、最後のグループＨを１８本とすればよい。

図４は、図３に示した受信信号処理部２２の概略構成図である。この受信信号処理部２２は、ＩＶ変換部３１と、バンドパスフィルタ３２と、絶対値検出部３３と、積分部３４と、サンプルホールド部３５と、ＡＤ変換部３６とを備えている。

ＩＶ変換部３１では、スイッチング素子ＳＷを介して入力される受信電極３の充放電電流信号（アナログ信号）が電圧信号に変換される。バンドパスフィルタ３２では、ＩＶ変換部３１の出力信号に対して、送信電極２に印加される駆動信号の周波数以外の周波数成分を有する信号を除去する処理が行われる。絶対値検出部（整流部）３３では、バンドパスフィルタ３２の出力信号に対して全波整流が行われる。積分部３４では、絶対値検出部３３の出力信号を時間軸方向に積分する処理が行われる。サンプルホールド部３５では、積分部３４の出力信号を所定のタイミングでサンプリングする処理が行われる。ＡＤ変換部３６では、サンプルホールド部３５の出力信号をＡＤ変換してレベル信号（ディジタル信号）を出力する。

図５は、図１に示したパネル本体４を構成する電極シート４２を示す平面図である。送信電極２及び受信電極３は、可撓性を有する合成樹脂材料で形成された支持シート４１の表裏各面にそれぞれ配設されており、この支持シート４１と送信電極２及び受信電極３とが一体化されて電極シート４２を構成している。

送信電極２及び受信電極３は例えば０．６ｍｍの幅で形成される。この送信電極２及び受信電極３は、電極形成材料を所定のパターンで支持シート４１に付着させて、電極形成材料の硬化を促進するベイク処理を施すことで形成される。電極形成材料を支持シート４１に付着させるには例えばスクリーン印刷法を用いるとよいが、この他に、インクジェット工法やノズルプリンティング工法も可能である。

送信電極２及び受信電極３を形成する電極形成材料は、いわゆる導電性インクであり、金属パウダなどの導電性を付与する導電性フィラー、これを均一に分散させるためのバインダ樹脂、スクリーン印刷に適した流動性を得るための有機溶剤、付着状態を確認するための顔料などからなる。この電極形成材料には、導電性フィラーにＡｇを用いたＡｇペーストが好適である。

支持シート４１は、送信電極２と受信電極３との間に介在して両者を絶縁する絶縁層として機能し、可撓性を有すると共に絶縁性の高い合成樹脂材料にて形成される。この支持シート４１の合成樹脂材料としてはＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）が好適である。また、支持シート４１の厚さで、電極交点に形成されるコンデンサの静電容量を管理することができ、支持シート４１の厚さは例えば０．１〜０．２ｍｍ程度とすると良い。

電極シート４２には、支持シート４１の左側縁部から延出させた部分に送信電極２の各々と送信部５とを結ぶ引出し線が配設された態様の送信側引出し部４３が一体的に設けられている。また、電極シート４２には、支持シート４１の下縁部から延出させた部分に受信電極３の各々と受信部６とを結ぶ引出し線が配設された態様の受信側引出し部４４が一体的に設けられている。ここでは、送信側引出し部４３が１つ、受信側引出し部４４が２つ設けられている。

送信側引出し部４３及び受信側引出し部４４の引出し線の配線状況は後に詳述するが、この引出し線は、前記の送信電極２及び受信電極３と同一の工程で支持シート４１上に形成され、スクリーン印刷法などにより、送信電極２及び受信電極３を延伸させた態様で、送信電極２及び受信電極３と同じ導電性インク（電極形成材料）で形成される。

図６は、図５に示した電極シート４２の送信側引出し部４３を詳細に示す平面図である。送信側引出し部４３には、送信電極２の各々と送信基板６１とを結ぶ引出し線７１が配設されている。この引出し線７１は、送信基板６１のコネクタ６３の幅に適合するように、送信電極２から引き出された一端側から送信基板６１に接続される他端側に向けて略放射状に集合するように配設されている。

送信側引出し部４３における送信電極２側の部分７２では、引出し線７１が送信電極２の延在方向に対して大きく傾斜した方向に延び、引出し線７１が受信電極３と概ね平行となる。このように引出し線７１が受信電極３と概ね平行となることで、引出し線７１に駆動信号が流れることで発生する磁界により、受信電極３に誘導ノイズが発生する。

送信側引出し部４３における送信基板６１側の部分７３では、引出し線７１が送信電極２の延在方向に延びている。ここでは、引出し線７１が、送信基板６１に設けられた複数（ここでは３つ）のコネクタ６３に分けて接続される。すなわち、送信側引出し部４３を複数に分岐させた態様の接続部７４が設けられており、この接続部７４が送信基板６１の各コネクタ６３に挿入される。

このように引出し線７１を略放射状に集合するように配設することで、各引出し線７１が、最短距離に近い経路で送信電極２と送信基板６１とを結ぶため、各引出し線７１の全長を短くすることができる。

また、各引出し線７１の全長は、送信基板６１と送信電極２との位置関係に応じて異なり、送信基板６１と送信電極２との離間距離が大きくなるほど引出し線７１の全長が長くなる。ここでは、Ｙ方向（送信電極２の配列方向）の端に位置する送信電極２に対応するもので最も長く、Ｙ方向の中心部に向かうのに従って次第に短くなり、Ｙ方向の中心部で最短となる。

なお、図６には、送信側引出し部４３の中心部から上方の部分を示すが、下方の部分はこれと略上下対称に現れる。

図７は、図５に示した電極シート４２の受信側引出し部４４を詳細に示す平面図である。受信側引出し部４４には、受信電極３の各々と受信基板６２とを結ぶ引出し線７５が配設されている。この引出し線７５は、受信基板６２のコネクタ６４の幅に適合するように、受信電極３から引き出された一端側から受信基板６２に接続される他端側に向けて略放射状に集合するように配設されている。

受信側引出し部４４における受信電極３側の部分７６では、引出し線７５が受信電極３の延在方向に対して大きく傾斜した方向に延び、引出し線７５が送信電極２と概ね平行となる。このように引出し線７５が送信電極２と概ね平行となることで、送信電極２に駆動信号が流れることで発生する磁界により、引出し線７５に誘導ノイズが発生する。

受信側引出し部４３における受信基板６２側の部分７７では、引出し線７５が受信電極３の延在方向に延びている。ここでは、引出し線７５が、受信基板６２に設けられた複数（ここでは３つ）のコネクタ６４に分けて接続される。すなわち、受信側引出し部４４を複数に分岐させた態様の接続部７８が設けられており、この接続部７８が受信基板６２の各コネクタ６４に挿入される。

なお、図７には、一方の受信側引出し部４４を示すが、他方の受信側引出し部４４はこれと概ね左右対称に現れる。

図８は、図２に示した送信部５のＣＲフィルタ１２によるＣＲ時定数を調整する要領を説明する模式図である。ＣＲフィルタ１２は、送信電極２に係るＣＲ時定数を調整する手段として機能し、送信電極２と送信部５とを結ぶ引出し線７１の配線長に応じてその送信電極２に係るＣＲ時定数を調整し、引出し線７１が長くなるほどＣＲ時定数が大きく設定される。このＣＲ時定数は、抵抗成分Ｒの抵抗値と容量成分Ｃの容量値との積（Ｔ＝Ｒ×Ｃ）で表され、抵抗成分Ｒの抵抗値及び容量成分Ｃの容量値を変えることで調整することができる。

ここでは、前記のように、引出し線７１が、Ｙ方向（送信電極２の配列方向）の端に位置する送信電極２に対応するもので最も長く、Ｙ方向の中心部に向かうのに従って次第に短くなり、Ｙ方向の中心部で最短となる。したがって、ＣＲフィルタ１２のＣＲ時定数は、Ｙ方向の端に位置する送信電極２に対応するもので最も大きく、Ｙ方向の中心部に向かうのに従って次第に小さくなり、Ｙ方向の中心部で最小となるように設定される。

このように送信電極２に係るＣＲ時定数を大きく設定することで、送信電極２に印可する駆動信号による電流が引出し線７１に流れることによる誘導作用を抑制することができる。そして、引出し線７１の全長が長く、受信電極３に大きな誘導ノイズを発生させるものほど、ＣＲ時定数が大きくなり、誘導ノイズを低減する効果が大きくなる。このため、受信電極３の誘導ノイズを小さく且つ均一にすることができ、これによりタッチ位置検出の感度のばらつきを低減することができる。

特にここでは、送信電極２が所定本数（例えば１０本）ごとにグループ分けされ、ＣＲフィルタ１２における抵抗成分Ｒの抵抗値及び容量成分Ｃの容量値が、送信電極２のグループ単位で設定されている。例えば最端の第１のグループでは、抵抗値が１００Ω、容量値が１００ｐＦに設定され、次の第２のグループでは、抵抗値が７５Ω、容量値が７５ｐＦに設定され、次の第３のグループでは、抵抗値が６８Ω、容量値が７５ｐＦに設定される。

このように送信電極２をグループ化して時定数を段階的に設定することで、送信基板６１に送信電極２ごとに設けられる回路をグループ単位で共用することができるため、製造コストを削減することができる。

図９（Ａ）は、図２に示したＣＲフィルタ１２を設けない従来構成による比較例での受信電圧分布を示す図である。図９（Ｂ）は、図２に示したＣＲフィルタ１２を設けた本発明による実施例での受信電圧分布を示す図である。ここでは、送信電極２に駆動信号（パルス信号）を印加するのに応じて受信電極３から出力される充放電電流信号をＩＶ変換して得られた受信電圧を、Ｘ方向（受信電極３の配列方向）とＹ方向（送信電極２の配列方向）とで平面的に示す。

図９（Ａ）に示す比較例では、Ｙ方向（送信電極２の配列方向）の端部で受信電圧が高く、Ｙ方向の中心部で低くなっている。これは、本来は略均一であるべき受信電圧が誘導ノイズの影響でばらつき、誘導ノイズがＹ方向の端部で大きく、Ｙ方向の中心部で小さくなっていることを示している。この誘導ノイズの大きさの違いは、Ｙ方向の位置に応じて引出し線７１の配線長が異なることに起因するものであり、引出し線７１が長くなるＹ方向の端部で誘導ノイズが大きくなり、引出し線７１が短くなるＹ方向の中心部で誘導ノイズが小さくなる。

図９（Ｂ）に示す実施例では、受信電圧に多少のばらつきが生じているものの、図９（Ａ）に示す比較例と比較すると、Ｙ方向（送信電極２の配列方向）の位置に関係なく、受信電圧が略一定になっており、受信電圧のばらつきが大きく改善されていることがわかる。これは、誘導ノイズが大きいＹ方向の端部で誘導ノイズが大きく低減し、誘導ノイズが小さいＹ方向の中心部で誘導ノイズが小さく低減していることを示しており、ＣＲフィルタ１２によりＣＲ時定数を調整することの有効性を確認することができる。

図１０は、図１に示したパネル本体４を構成する電極シートの別例を示す模式的な平面図であり、（Ａ）に表面側を、（Ｂ）に裏面側をそれぞれ示す。この電極シート１０１では、前記の電極シート４２と同様に、送信電極２及び受信電極３が両者を絶縁する支持シート４１の表裏各面にそれぞれ配設されると共に、支持シート４１の延出部分に引出し線７１を配設した態様の送信側引出し部４３が一体的に設けられ、また、支持シート４１の延出部分に引出し線７５を配設した態様の受信側引出し部４４が一体的に設けられている。

特にここでは、図１０（Ｂ）に示すように、送信側引出し部４３における引出し線７１が配設された面と相反する面にダミー導電層１０２が設けられている。また、図１０（Ａ）に示すように、受信側引出し部４４における引出し線７５が配設された面と相反する面にダミー導電層１０３が設けられている。このダミー導電層１０２、１０３は接地されている。

この構成では、特に送信側引出し部４３のダミー導電層１０２が、静電容量を付与する容量成分Ｃとして作用するため、前記の例でのＣＲフィルタ１２と同様に、送信電極に係るＣＲ時定数を調整するＣＲ時定数調整手段として機能し、ダミー導電層１０２に沿う引出し線７１の部分が長くなるほど、引出し線７１に付随する静電容量が大きくなり、したがってＣＲ時定数が大きくなる。

特にここでは、ダミー導電層１０２が、送信側引出し部４３の略全面に形成されており、引出し線７１の全長に応じてダミー導電層１０２に沿う部分が長くなる。したがって、引出し線７１の全長に応じてＣＲ時定数を調整することができる。すなわち、引出し線７１の全長が長く、受信電極３に大きな誘導ノイズを発生させるものほど、ＣＲ時定数が大きくなり、誘導ノイズを低減する効果が大きくなる。このため、受信電極３の誘導ノイズを小さく且つ均一にすることができ、これによりタッチ位置検出の感度のばらつきを低減することができる。

さらに、ダミー導電層１０２、１０３は、磁界を遮るシールド効果があり、このシールド効果により受信電極３に発生する誘導ノイズが低減される。具体的には、送信側引出し部４３のダミー導電層１０２が、引出し線７１の周囲に発生する磁界を遮り、受信電極３に発生する誘導ノイズを低減する。一方、受信側引出し部４４のダミー導電層１０３は、送信電極２の周囲に発生する磁界を遮り、受信側の引出し線７５に発生する誘導ノイズを低減する。

このため、送信側引出し部４３のダミー導電層１０２に加えて受信側引出し部４４にダミー導電層１０３を設けることで、誘導ノイズをより一層低減してタッチ位置検出の感度のばらつきをより一層抑えることができる。

ダミー導電層１０２、１０３は、導電材料が密実にあるいはメッシュ状に配されてなる。シールド効果の観点では、導電材料を密実に配した構成が有効である。ＣＲ時定数の観点では、導電材料をメッシュ状に配した構成とすると、メッシュのパターン、例えばメッシュの開口率などを位置に応じて変更することで、各送信電極２のＣＲ時定数を適切な値に設定することができる利点がある。

ダミー導電層１０２、１０３を形成する導電材料は、特に限定されるものではなく、送信電極２及び受信電極３や、引出し線７１、７５と同じ材料としてもよい。また、ダミー導電層１０２、１０３を送信電極２及び受信電極３と同一の工程で支持シート４１上に形成してもよく、このとき、スクリーン印刷などにより導電材料を所定のパターンで付着させてダミー導電層１０２、１０３を形成する場合には、製造コストの上昇を招くが、支持シート４１に予め積層された導電材料を所定のパターンで除去（エッチング）する場合は、製造コストの増大はない。

本発明にかかるタッチパネル装置は、送信電極と送信基板とを結ぶ引出し線の配線長に応じて受信電極に発生する誘導ノイズの大きさが異なることに起因するタッチ位置検出の感度のばらつきを低減する効果を有し、静電容量方式、特に相互容量方式によりタッチ位置を検出するタッチパネル装置などとして有用である。

１ タッチパネル装置
２ 送信電極
３ 受信電極
４ パネル本体
５ 送信部
６ 受信部
７ 制御部
１１ 駆動信号発生部
１２ ＣＲフィルタ（ＣＲ回路）
１３ 電極選択部
２１ 電極選択部
２２ 受信信号処理部
４１ 支持シート
４２ 電極シート
４３ 送信側引出し部
４４ 受信側引出し部
６１ 送信基板
６２ 受信基板
７１ 送信側の引出し線
７５ 受信側の引出し線
１０１ 電極シート
１０２、１０３ ダミー導電層
Ｒ 抵抗成分
Ｃ 容量成分

Claims (6)

1. タッチ面を備え、互いに並走する複数の送信電極及び互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、
   前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、
   前記送信電極に印加された駆動信号に応答した受信電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、
   前記送信電極に係るＣＲ時定数を調整するＣＲ時定数調整手段と、を備え、
   このＣＲ時定数調整手段は、前記送信電極と前記送信部とを結ぶ引出し線の配線長が長くなるほどＣＲ時定数が大きく設定されるようにしたことを特徴とするタッチパネル装置。
2. 前記送信部に、前記ＣＲ時定数調整手段として抵抗成分と容量成分とからなるＣＲ回路が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
3. 前記送信電極が所定本数ごとにグループ分けされ、前記ＣＲ回路における前記抵抗成分の抵抗値及び前記容量成分の容量値がグループ単位で設定されたことを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル装置。
4. 前記送信電極及び前記受信電極が両者を絶縁する支持シートの各面にそれぞれ配設された電極シートを有し、
   この電極シートは、前記支持シートの延出部分に前記引出し線を配設した態様の引出し部が一体的に設けられ、この引出し部における前記引出し線が配設された面と相反する面に前記ＣＲ時定数調整手段としてダミー導電層が設けられると共に、このダミー導電層が接地されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタッチパネル装置。
5. 前記ダミー導電層は、導電材料が密実に配されてなることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル装置。
6. 前記ダミー導電層は、導電材料がメッシュ状に配されてなることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル装置。

Images