JP2012221426A - タッチパネル、タッチパネルシステム、および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】指先より小さな物体による入力であっても、タッチ位置を高精度に検出することのできるタッチパネルを提供する。
【解決手段】本発明のタッチパネルは、タッチ操作を行うタッチ入力面から一定の距離を有する面に、互いに平行な複数の第１電極３１Ａからなる第１電極群と、第１電極３１Ａに対して垂直に設けられた複数の第２電極３２Ａからなる第２電極群とを備えている。第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａは、タッチ入力面と対向する面において、第１電極３１Ａの延在部３１ｃと、第２電極３２Ａの延在部３２ｃとが、互い違いに配置されており、入り組んだ形状となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネル、タッチパネルシステム、および電子機器に関し、特に、タッチ位置を高感度に検出するために、特定形状の電極が特定の配置状態で設けられたタッチパネル、そのタッチパネルを備えたタッチパネルシステム、およびそのタッチパネルシステムを備えた電子機器に関するものである。

現在、スマートフォン等の携帯情報機器、自動券売機等の自動販売機を始めとする様々な電子機器に、タッチパネルの搭載が急速に進んでいる。タッチパネルの動作原理には、種々の方式がある。現在、広く普及しているタッチパネルは、抵抗膜方式のタッチパネルである。一方、投影型静電容量方式のタッチパネルの普及も進みつつある。投影型静電容量方式のタッチパネルは、指先の多点検出（複数の指先による入力の検出）が可能であるため、実用性が高い。

図８は、従来の投影型静電容量方式のタッチパネル１００に設けられた電極の形状を示す模式図である。図８に示すように、一般的な投影型静電容量方式のタッチパネル１００は、２層構造の電極（第１電極１０１，第２電極１０２）を備えている。第１電極１０１，第２電極１０２は、それぞれ、タッチパネル１００を上方（タッチ操作面側）からみたとき、多数の正方形（ダイヤ形状）の電極が連続的に配置された形状となっている。つまり、第１電極１０１，第２電極１０２は、互いに等しい形状を有する多数の正方形の電極が、マトリクス状に配置された構成である。

一方、特許文献１には、指先の接触した座標検出の精度を向上（指先による反応を向上）させることのできる投影型静電容量方式のタッチパネルが開示されている。図９は、特許文献１のタッチパネル２００に設けられた電極の形状を示す模式図である。図８と同様に、図９に示すように、特許文献１のタッチパネル２００も、２層構造の電極（第１電極２０１，第２電極２０２）を備えている。ただし、特許文献１のタッチパネル２００は、第１電極２０１の形状と、第２電極２０２の形状とが異なる。具体的には、第１電極２０１は、平行に並べられた複数の上部電極２０３から構成されている。一方、第２電極２０２は、上部電極２０３と直交する方向に平行に並べられた複数の下部電極２０４から構成されている。第２電極２０２は、第１電極２０１よりもタッチ入力面から離れて配置されている。上部電極２０３は菱形が連鎖した形状であり、下部電極２０４は六角形が連鎖した形状である。特許文献１のタッチパネル２００は、指先に対する下部電極２０４の反応を向上させることによって、指先に対する反応を向上させている。

特開２０１０−１７６５８１号公報（２０１０年８月１２日公開）

しかしながら、従来の静電容量方式のタッチパネルは、例えば、指先より小さな物体での入力を検出することが困難であり、位置検出感度が高いとは言えない。

具体的には、特許文献１のタッチパネル２００をはじめとする、従来の静電容量方式のタッチパネルは、基本的に指先入力を前提としている。このため、従来の静電容量方式のタッチパネルは、指先より小さな物体での入力（例えば、ペン入力）は、想定されていない。

従来の静電容量方式のタッチパネルにおいて、指先より小さな物体での入力感度を向上するためには、タッチパネルの位置検出精度を向上させる必要がある。例えば、図８の第１電極１０１，第２電極１０２を構成する正方形の各電極を縮小する（正方形の各辺を短くしピッチを）ことが考えられる。しかし、各電極を縮小した場合、第１電極１０１，第２電極１０２を構成する各電極数が増加する。このため、ドライブライン数の増加に伴い、ドライブラインの駆動周波数の増加が必要になる。その結果、タッチパネルからの信号を処理するタッチパネルコントローラを含めたタッチパネルシステム全体の見直しが必要になる。図９の第１電極２０１，第２電極２０２も同様である。このように、正方形の各電極を縮小することは、大掛かりな改変が必要になるため、現実的でない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、指先より小さな物体による入力であっても、タッチ位置を高精度に検出することのできるタッチパネル、タッチパネルシステム、および電子機器を提供することにある。

本発明に係るタッチパネルは、上記の課題を解決するために、タッチ操作を行うタッチ入力面から一定の距離を有する第１の面に、互いに平行な複数の第１電極からなる第１電極群と、
タッチ操作を行うタッチ入力面から一定の距離を有する第２の面に、第１電極に対して垂直に設けられた複数の第２電極からなる第２電極群とを備え、
第１電極および第２電極は、それぞれ、基部と、基部から延びた複数の延在部とを有しており、
第１電極および第２電極は、タッチ入力面と対向する面において、第１電極の延在部と、第２電極の延在部とが、互い違いに配置されていることを特徴としている。

上記の発明によれば、タッチパネルのタッチ位置を検出するために、複数の第１電極からなる第１電極群と、複数の第２電極からなる第２電極群とを備えている。しかも、第１電極および第２電極は、それぞれ、基部と、基部から延びた複数の延在部とを有し、第１電極の延在部と、第２電極の延在部とが、互い違いに（交互に）に配置されている。

これにより、第１電極および第２電極の各延材部が、入り組んで配置される。その結果、第１電極および第２電極により検出される静電容量値は、従来のタッチパネルよりも緩やかに変化する。さらに、静電容量値の変化量も、従来のタッチパネルよりも小さくなる。そして、特に、静電容量値の変化のない領域が、従来のタッチパネルよりも狭くなる。これにより、タッチパネルの位置検出精度が向上する。従って、指先より小さな物体による入力であっても、タッチ位置を高精度に検出することのできるタッチパネルを提供することができる。

本発明に係るタッチパネルにおいて、第１の面と第２の面とが、同一面であることが好ましい。

上記の発明によれば、第１電極群と第２電極群とが、同一平面上に配置される。これにより、タッチ入力面と、第１電極群および第２電極群とが、より近接して設けられる。従って、タッチパネルの薄型化が可能となると共に、より高感度でタッチ操作による静電容量の変化を高感度で検出することが可能となる。

本発明に係るタッチパネルにおいて、第１電極および第２電極の各延在部は、基部から櫛歯状に並んでいる構成であってもよい。

上記の発明によれば、第１電極および第２電極が、櫛歯状に形成された複数の延在部を備えており、第１電極の櫛歯（延在部）と、第２電極の櫛歯（延在部）とが交互に配置される。従って、スペースを有効に活用して、各電極の延在部を、確実かつ容易に互い違いに（交互に）に配置することができる。

本発明に係るタッチパネルにおいて、第１電極および第２電極の少なくとも一方の基部の外形が、四辺形であってもよい。

上記の発明によれば、第１電極および第２電極の基部の外形が、四辺形である。従って、第１電極および第２電極の形状を簡素化することができる。

本発明に係るタッチパネルにおいて、上記延在部は、上記基部の各辺から垂直に延びている構成であってもよい。また、本発明に係るタッチパネルにおいて、上記延在部の先端部は、上記延在部の基部側の端部よりも太くなっている構成であってもよい。

上記各発明によれば、スペースを有効に活用して、各電極の延在部を確実かつ容易に互い違いに（交互に）に配置することができる。

本発明に係るタッチパネルは、投影型静電容量方式のタッチパネルであることが好ましい。上記の発明によれば、タッチパネルが、投影型の静電容量方式で動作する。従って、指先等の多点検出が可能なタッチパネルを提供することができる。

本発明に係るタッチパネルにおいて、第１電極および第２電極が、透明電極であることが好ましい。上記の発明によれば、第１電極および第２電極が、透明電極であるため、タッチパネルの下方の状態を透視することができる。

本発明に係るタッチパネルシステムは、上記の課題を解決するために、前記いずれかのタッチパネルと、表示装置とを備えたタッチパネルシステムにおいて、上記タッチパネルが、表示装置の前面に設けられていることを特徴としている。

上記の発明によれば、本発明にかかるタッチパネルが、表示装置の前面に設けられている。従って、指先より小さな物体による入力であっても、タッチ位置を高精度に検出することのできるタッチパネルシステムを提供することができる。

本発明に係るタッチパネルシステムにおいて、上記表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイ、電界放出ディスプレイであることが好ましい。

上記の発明によれば、表示装置が、日常的な電子機器に多用されている各種ディスプレイから構成されている。従って、汎用性の高いタッチパネルシステムを提供することができる。

本発明に係る電子機器は、上記の課題を解決するために、前記タッチパネルシステムを備えることを特徴としている。

上記の発明によれば、本発明にかかるタッチパネルシステムを備えているため、指先より小さな物体による入力であっても、タッチ位置を高精度に検出することのできる電子機器を提供することができる。

以上のように、本発明に係るタッチパネルは、第１電極および第２電極は、タッチ入力面と対向する面において、第１電極の延在部と、第２電極の延在部とが、互い違いに配置されている構成である。また、本発明に係るタッチパネルシステムは、本発明に係るタッチパネルを備える構成であり、本発明に係る電子機器は、本発明に係るタッチパネルシステムを備える構成である。それゆえ、指先より小さな物体による入力であっても、タッチ位置を高精度に検出することのできるタッチパネル、タッチパネルシステム、および電子機器を提供することができるという効果を奏する。

本発明に係るタッチパネルにおける第１電極および第２電極の形状を示す模式図である。 本発明に係るタッチパネルシステムの基本構成を示す概略図である。 図１の第１電極の基本単位を示す模式図である。 図１のタッチパネルにおける第１電極および第２電極と、従来のタッチパネルにおける第１電極および第２電極との、形状および位置検出精度を比較した図である。 本発明に係るタッチパネルにおける第１電極および第２電極の別の形状を示す模式図である。 図５の第１電極の基本単位を示す模式図である。 本発明に係るタッチパネルにおける別の第１電極の基本単位を示す模式図である。 従来の投影型静電容量方式のタッチパネルに設けられた電極の形状を示す模式図である。 特許文献１のタッチパネルに設けられた電極の形状を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

（１）タッチパネルシステム１の構成
図２は、本発明の実施の一形態に係るタッチパネルシステム１の基本構成を示す概略図である。タッチパネルシステム１は、表示装置２と、タッチパネル３とを備えている。以下では、使用者が利用する側を、前面（または上方）として説明する。

表示装置２は、図示しない表示画面（表示部）を備えている。表示画面には、操作用の各種アイコンや、使用者の操作指示に応じた文字情報等が表示される。表示装置２は、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ；field emission display）等から構成される。これらのディスプレイは、日常的な電子機器に多用されており、汎用性の高いタッチパネルシステム１が構成される。表示装置２は、任意の構成とすればよく、特に限定されない。

タッチパネル３は、使用者が指先またはペン等により、タッチパネル３の表面をタッチ（押圧）操作することによって、各種の操作指示を入力する。タッチパネル３は、表示画面を覆うように、表示装置２の前面（上部）に積層されている。本実施形態において、タッチパネル３は、投影型静電容量方式のタッチパネルである。このため、タッチパネル３は、透過率が高く、耐久性も有するという利点を有する。

タッチパネル３は、タッチ操作を行うタッチ入力面から一定の距離を有する同一面上（同一面内）に、第１電極群３１と、第２電極群３２とを備えている。第１電極群３１，第２電極群３２は、使用者によるタッチパネル３のタッチ操作を検出する。タッチ操作には、ダブルクリック操作、スライド操作、シングルクリック操作、ドラッグ操作等が含まれる。

第１電極群３１は、互いに平行な複数の第１電極３１Ａから構成されている。各第１電極３１Ａは、等間隔に配置されている。第２電極群３２は、第１電極３１Ａに対して垂直に設けられた、複数の第２電極３２Ａから構成されている。各第２電極３２Ａは、互いに平行であり、等間隔に配置されている。すなわち、本実施形態では、各第１電極３１Ａは、Ｘ軸に平行に設けられたＸ電極である。一方、各第２電極３２Ａは、Ｘ軸に対して垂直なＹ軸に平行に設けられたＹ電極である。第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａは、導電性材料から形成されていればよいが、ＩＴＯ（Indium Thin Oxide：酸化インジウムスズ）などの透明な配線材料から形成されていることが好ましい。つまり、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａ（第１電極群３１および第２電極群３２）は、透明電極（透明電極群）であることが好ましい。

第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの一方の端部は、接続配線３３Ａまたは３３Ｂに接続されている。第１電極３１Ａに接続された接続配線３３Ａおよび第２電極３２Ａに接続された接続配線３３Ｂの一方は、ドライブラインとして機能し、他方はセンスラインとして機能する。すなわち、接続配線３３Ａがドライブラインとして機能する場合には第２電極３２Ａの接続配線３３Ｂがセンスラインとして機能し、第１電極３１Ａの接続配線３３Ａがセンスラインとして機能する場合には第２電極３２Ａの接続配線３３Ｂがドライブラインとして機能する。

ドライブラインとして機能する接続配線３３Ａまたは３３Ｂは、図示しない駆動回路に接続されている。これにより、タッチパネルシステム１の起動時に、接続配線３３Ａまたは３３Ｂを介して、タッチパネル３に一定周期で電位が印加される。

一方、センスラインとして機能する接続配線３３Ａまたは３３Ｂは、図示しないタッチパネルコントローラに接続されている。これにより、タッチパネル３で発生した静電容量が検出される。

このように、タッチパネルシステム１は、タッチパネル３における静電容量の変化に基づいて、使用者によるタッチ位置（タッチされた箇所のＸ座標，Ｙ座標）が検出される。

（２）第１電極３１Ａ，第２電極３２Ａの形状および配置
従来の静電容量方式のタッチパネルは、基本的に指先入力を前提としているため、指先より小さな物体での入力（例えば、ペン入力）は、想定されていない。従って、指先より小さな物体での入力を実現するためには、タッチパネルの位置検出精度を向上させる必要がある。

そこで、本実施形態のタッチパネルシステム１は、静電容量を検出するための第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａが、特定の形状を有すると共に、複雑に入り組んだ配置となっていることを最大の特徴としている。図１は、タッチパネル３における第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの形状を示す模式図である。すなわち、図１は、図２に示されるタッチパネル３における、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの一部を取り出し、各電極の形状および配置状態を示した図である。図３は、図１の第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの基本単位を示す模式図である。

第１電極３１Ａは、図３に示すような基本電極３１ａが、複数連なった構成である。基本電極３１ａは、基部３１ｂと、基部３１ｂから外側へ向かって延びた複数の延在部３１ｃとを備えている。延在部３１ｃの先端部には、接続端子３１ｄが形成されている。具体的には、基本電極３１ａは、基部３１ｂの外形が四辺形（正方形）であり、基部３１ｂの各辺から等間隔に設けられた３本および延在部３１ｃが、櫛歯状に並んでいる。各延在部３１ｃは、基部３１ｂの各辺に対して垂直である。すなわち、延在部３１ｃは、基部３１ｂの周囲（周辺部）に形成され、基部３１ｂの各辺（櫛根部）から垂直に櫛型に突起した形状であるとも言い換えられる。

なお、図３では、２つの延在部３１ｃに、接続端子３１ｄが形成されている。しかし、接続端子３１ｄは、少なくとも１つの延在部３１ｃに形成されていればよい。また、基部３１ｂは、基本電極３１ａの中央部に設けられているが、基部３１ｂの位置は中央部に限定されるものではない。

第２電極３２Ａも、第１電極３１Ａを構成する基本電極３１ａと同様に、複数の基本電極３２ａが連なった構成である。基本電極３２ａも、基本電極３１ａと同様、基部３２ｂ、延在部３２ｃ、および接続端子３２ｄを備えており、説明を省略する。なお、第１電極３１Ａ，第２電極３２Ａは、同一の基本電極３１ａ，３２ａが連なったものでもよいし、異なる基本電極３１ａ，３２ａが連なったものでもよい。また、上述した図２において、模式的に菱形で示された部分が、それぞれ、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの基本単位（基本電極３１ａ，３２ａ）となる。

図１に示すように、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａは、図３に示す基本電極３１ａ，３２ａが、Ｘ軸またはＹ軸に対して平行に複数連なった構成である。つまり、第１電極３１Ａは、複数の基本電極３１ａが同一直線上に並んだ構成であり、第２電極３２Ａは、複数の基本電極３２ａが同一直線上に並んだ構成である。これにより、第１電極３１Ａと第２電極３２Ａとは、互いに垂直に配置される。

さらに、第１電極３１Ａは、隣り合う基本電極（図３参照）における接続端子３１ｄ・３１ｄ同士が、配線３４によって接続される。同様に、第２電極３２Ａは、隣り合う基本電極（図３参照）における接続端子３２ｄ・３２ｄ同士が、配線３５によって接続される。配線３４と配線３５とは、互いに干渉しないようになっている。つまり、配線３５は、配線３４を避けて、接続端子３２ｄに引き回されている。

しかも、図１に示すように、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａは、タッチパネル３を上方（タッチ入力面側）から見たとき、第１電極３１Ａの延材部３１ｃと、第２電極３２Ａの延材部３２ｃとは、互い違いに配置されている。言い換えれば、第１電極３１Ａ，第２電極３２Ａは、単純な平面形状ではなく、入り組んだ凹凸状の電極パターンとなっている。

なお、タッチパネル３では、第１電極３１Ａ（第１電極群３１）および第２電極３２Ａ（第２電極群３２）を用いて静電容量を検知する。つまり、基部３１ｂ，３２ｂと、延在部３１ｃ，３２ｃとは、形状は異なるものの、いずれも静電容量を検知するという機能は同一である（機能面では相違しない）。

（３）タッチパネル３の効果
次に、このような第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａを備えたタッチパネル３の効果について、図８に示す電極を備えた従来のタッチパネルと比較して説明する。図４は、図１のタッチパネル３における第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａと、従来のタッチパネルにおける第１電極１０１および第２電極１０２との、形状および位置検出精度を比較した図である。図４の上段の模式図は、本実施形態のタッチパネル３と図８のタッチパネルとにおける電極の形状と配置を示している。図４の下段のグラフは、図４の上段に示す本実施形態のタッチパネル３および図８のタッチパネルにおける、静電容量測定ライン上に、指先よりも小さなペン等の被測定物が移動した場合の静電容量値の変化を示している。

なお、図４において、「本発明」は、図１のタッチパネル３を示し、「従来」は、図８のタッチパネルを示すものとする。また、図４に示すように、「本発明」と「従来」との電極のピッチは、略同一である。

図４の上段に示す従来のタッチパネルにおいて、破線で示す静電容量測定ライン上を左から右へ、すなわち、第１電極１０１の左から右へ、ペン等の被測定物を移動させた。その結果、静電容量値の変化は、図４の下段に示すような「従来」のグラフとなった。このグラフにおいて、実線は、図中左側の第１電極１０１で測定された静電容量値の変化を示し、破線は、図中右側の第１電極１０１で測定された静電容量値の変化を示している。

このグラフにおいて、平坦な領域では、被測定物がどこに存在していても（どこに移動しても）静電容量値が変化しない。このため、被測定物の位置を特定することができない。つまり、グラフが平坦な領域は、静電容量値を測定しても、被測定物によるタッチ位置の検出が困難な領域である。

一方、このグラフにおいて、傾斜した領域では、被測定物の移動に伴い、静電容量値が変化しているため、被測定物の位置を特定することができる。つまり、グラフが傾斜した領域は、被測定物によるタッチ位置の検出が可能な領域である。

これに対し、図４の上段に示す本発明のタッチパネル３においても同様に、実線で示す静電容量測定ライン上を左から右へ、すなわち、第１電極３１Ａの左から右へ、ペン等の被測定物を移動させた。その結果、静電容量値の変化は、図４の下段に示すような「本発明」のグラフとなった。このグラフにおいて、実線は、図中左側の第１電極３１Ａで測定された静電容量値の変化を示し、破線は、図中右側の第１電極３１Ａで測定された静電容量値の変化を示している。

「本発明」のグラフにおいても、静電容量値が変化しない平坦な領域と、静電容量値が変化する傾斜した領域とが存在する。つまり、静電容量値の測定によって、被測定物の位置を特定できない領域と、特定できる領域とが存在する。しかし、「本発明」のグラフは、「従来」のグラフと比べて、以下の特徴的な挙動を示した。
・グラフの傾きが緩やかである。
・静電容量値の変化量が小さい。
・静電容量値が変化しない領域が狭く（グラフの平坦な領域が小さく）なっている。

このように、第１電極３１Ａの延材部３１ｃと、第２電極３２Ａの延材部３２ｃとを互い違いに配置した場合、特に、静電容量値の変化しない領域が狭くなる。つまり、被測定物の位置を特定できない領域が縮小される。従って、従来の電極（第１電極１０１，第２電極１０２）と同一ピッチで、タッチパネルの位置検出精度を向上することができる。つまり、ピッチの縮小に伴う端子数および回路数の増加を伴うことなく、タッチパネル３の空間解像度を高めることができる。また、「本発明」のグラフから、基部３１ｂの面積が狭いほど、グラフの平坦な領域が小さくなり、タッチパネルの位置検出精度がより向上することがわかる。

なお、図４では、第１電極３１Ａの左から右へ、ペン等の被測定物を移動させた。しかし、第１電極３１Ａの右から左へ被測定物を移動させた場合も、第２電極３２Ａを上下に移動させた場合も、タッチパネルの位置検出精度が向上する。

以上のように、本実施形態のタッチパネル３は、タッチパネル３のタッチ位置を検出するために、複数の第１電極３１Ａからなる第１電極群３１と、複数の第２電極３２Ａからなる第２電極群３２とを備えている。しかも、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａは、それぞれ、基部３１ｂ，３２ｂと、基部３１ｂ，３２ｂから延びた複数の延在部３１ｃ，３２ｃとを有し、第１電極３１Ａの延在部３１ｃと、第２電極３２Ａの延在部３２ｃとが、互い違いに（交互に）に配置されている。

これにより、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの各延材部３１ｃ，３２ｃが、入り組んで配置される。その結果、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａにより検出される静電容量値は、従来のタッチパネルよりも緩やかに変化する。さらに、静電容量値の変化量も、従来のタッチパネルよりも小さくなる。そして、特に、静電容量値の変化のない領域が、従来のタッチパネルよりも狭くなる。これにより、タッチパネル３の位置検出精度が向上する。従って、指先より小さな物体による入力であっても、タッチ位置を高精度に検出することのできるタッチパネル３を提供することができる。

なお、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの各延材部３１ｃ，３２ｃが、入り組んだ部分が多いほど、キャパシタが変化する面積（静電容量の変化が大きくなる領域）が増える。従って、タッチ位置をより高精度に検出することができる。

また、タッチパネル３では、第１電極群３１と第２電極群３２とが、同一平面上に配置される。これにより、タッチ入力面と、第１電極群３１および第２電極群３２とが、より近接して設けられる。従って、タッチパネル３の薄型化が可能となると共に、タッチ操作による静電容量の変化をより高感度で検出することが可能となる。

なお、第１電極群３１と第２電極群３２とは、同一平面上に配置されることに限定されない。例えば、第１電極群３１と第２電極群３２とは、タッチ入力面から一定距離を有する互いに異なる２つの面（第１の面，第２の面）に配置されていてもよい。つまり、第１電極群３１が、第２電極群３２よりも、タッチ入力面の近くに配置された、２層構造となっていてもよい。この場合も、各延材部３１ｃ，３２ｃが、入り組んで配置されるため、タッチパネル３の位置検出精度が向上する。また、第１電極群３１と第２電極群３２との干渉を確実に避けることができる。

一方、本実施形態のタッチパネル３のように、第１電極群３１と第２電極群３２とが同一平面上に設けられていれば、タッチパネル３の薄型化に伴い、タッチパネルシステム１、および、タッチパネルシステム１を備えた各種電子機器の薄型化も実現することができる。

また、タッチパネル３では、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａは、透明電極であることが好ましい。この構成では、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａが、透明電極であるため、タッチパネルの下方の状態を透視することができる。

また、タッチパネル３では、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの各延在部３１ｃ，３２ｃは、基部３１ｂ，３２ｂから櫛歯状に並んでいる。すなわち、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａが、櫛歯状に形成された複数の延在部３１ｃ，３２ｃを備えており、第１電極３１Ａの櫛歯（延在部３１ｃ）と、第２電極３２Ａの櫛歯（延在部３２ｃ）とが交互に配置される。従って、スペースを有効に活用して、各電極３１Ａ，３２Ａの延在部３１ｃ，３２ｃを、確実かつ容易に交互に配置することができる。

また、タッチパネル３では、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの各基部３１ｂ，３２ｂの外形が、四辺形となっている。従って、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの形状を簡素化することができる。なお、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの両基部３１ｂ，３２ｂを四辺形とする場合、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの少なくとも一方の基部３１ｂまたは３２ｂを四辺形とすればよい。また、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの両基部３１ｂ，３２ｂの外形は、四辺形に限定されるものではなく、円形等種々の形状とすることができる。

また、タッチパネル３において、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの形状（延在部３１ｃ，３２ｃの形状）は、上述のような櫛歯状に限定されるものではない。図５は、本発明に係るタッチパネル３における第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａの別の形状を示す模式図である。図６は、図５の第１電極３１Ａ’の基本単位を示す模式図である。図７は、本発明に係るタッチパネル３における別の第１電極３１Ａ’’の基本単位を示す模式図である。

具体的には、図５に示す第１電極３１Ａ’は、図６に示すような基本電極３１ａ’が、複数連なった構成である。図５に示す第２電極３２Ａ’も、基本電極３１ａ’と略同形状である。より詳細には、図６に示すように、基本電極３１ａ’は、四辺形の基部３１ｂと、基部３１ｂの各辺の一方の頂点から各辺を延長する方向に（直線状に）延びている４つの延在部３１ｃ’とを備えている。基部３１ｂの中央には、接続端子３１ｄ’が形成されている。各延在部３１ｃ’は、基部３１ｂの各辺から垂直に延びていればよく、基部３１ｂの頂点から延在することに限定されない。さらに、各延在部３１ｃ’の先端部は、延在部３１ｃ’の基部３１ｂ側の端部よりも太くなっている。言い換えれば、延在部３１ｃ’は、先端部が折れ曲がった形状となっている。このように、基本電極３１ａ’の外形は、手裏剣型であり、各延在部３１ｃ’は、基部３１ｂの四辺の各辺に垂直に突起しているといえる。

図５に示すように、第１電極３１Ａ’は、図６の基本電極３１ａ’が、Ｘ軸方向に複数連なった構成である。第２電極３２Ａ’も、基本電極３１ａ’とほほ同一の基本電極がＹ軸方向に複数連なった構成である。ただし、第２電極３２Ａ’では、基部３２ｂではなく、延在部３２ｃ’の先端部に端子（図示せず）が形成されている。

さらに、第１電極３１Ａ’は、隣り合う基本電極（図６参照）における接続端子３１ｄ’・３１ｄ’同士が、配線３４によって接続される。同様に、第２電極３２Ａ’は、隣り合う基本電極における延在部３２ｃ’の先端部に形成された接続端子（図示せず）同士が、配線３５によって接続される。配線３４と配線３５とは、互いに干渉しないようになっている。つまり、配線３５は、配線３４を避けて、第２電極３２Ａ’の接続端子に引き回されている。

しかも、図５に示すように、第１電極３１Ａ’および第２電極３２Ａ’は、タッチパネル３を上方（タッチ入力面側）から見たとき、第１電極３１Ａ’の延材部３１ｃ’と、第２電極３２Ａ’の延材部３２ｃ’とは、互い違いに配置されている。言い換えれば、第１電極３１Ａ’，第２電極３２Ａ’は、単純な平面形状ではなく、入り組んだ凹凸状の電極パターンとなっている。

図５に示すような第１電極３１Ａ’および第２電極３２Ａ’を備えたタッチパネル３においても、図４に示した効果と同様の効果が得られる。すなわち、特に、静電容量値の変化のない領域が、従来のタッチパネルよりも狭くなる。これにより、タッチパネル３の位置検出精度が向上する。従って、指先より小さな物体による入力であっても、タッチ位置を高精度に検出することのできるタッチパネル３を提供することができる。

一方、図６に示す基本電極３１ａ’は、図７に示す基本電極３１ａ’’のような構成であってもよい。すなわち、図７の基本電極３１ａ’’は、基本電極３１ａ’と、延在部３１ｃ’の形状が異なる。具体的には、基本電極３１ａ’’では、延在部３１ｃ’の太さが均一である。つまり、図７の基本電極３１ａ’’では、延在部３１ｃ’の先端部は、図６の基本電極３１ａ’の先端部が太くなっていない。このように、基本電極３１ａ’’の外形は、風車型であり、各延在部３１ｃ’は、基部３１ｂの四辺の各辺に垂直に突起しているといえる。このような基本電極３１ａ’’が連なった第１電極および第２電極を備えたタッチパネル３においても、図４に示した効果と同様の効果が得られる。すなわち、特に、静電容量値の変化のない領域が、従来のタッチパネルよりも狭くなる。これにより、タッチパネル３の位置検出精度が向上する。従って、指先より小さな物体による入力であっても、タッチ位置を高精度に検出することのできるタッチパネル３を提供することができる。

また、図５〜図７に示すような構成の場合、スペースを有効に活用して、各電極の延在部３１ｃ’，３２ｃ’を互い違いに（交互に）に配置することができる。

本実施形態のタッチパネルシステム１は、タッチパネル３が、表示装置２の前面に設けられている。従って、指先より小さな物体による入力であっても、タッチ位置を高精度に検出することのできるタッチパネルシステム１を提供することができる。

また、本実施形態では、投影型静電容量方式のタッチパネル３を備えたタッチパネルシステム１について説明した。しかし、タッチパネル３の動作原理（センサの動作方式）は、投影型静電容量方式に限定されるものではない。例えば、表面型静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式、超音波方式、または電磁誘導結合方式のタッチパネルを備えたタッチパネルシステムも、同様に、タッチパネルの位置検出精度を向上することができる。また、表示装置２の種類も問わずに、タッチパネルの位置検出精度を向上することができる。

本実施形態のタッチパネルシステム１は、タッチパネル式の各種電子機器に適用することができる。電子機器としては、図示しないが、例えば、テレビ、パソコン、携帯電話、デジタルカメラ、携帯ゲーム機、電子フォトフレーム、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、電子ブック、家電製品（電子レンジ，洗濯機等）、券売機、ＡＴＭ（Automated Teller Machine）、カーナビゲーション等を挙げることができる。これにより、指先より小さな物体による入力であっても、タッチ位置を高精度に検出することのできる電子機器を提供することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。すなわち、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の説明ではなく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すべての変更が本発明の範囲に含まれることが意図される。

本発明は、テレビ、パソコン、携帯電話、デジタルカメラ、携帯ゲーム機、電子フォトフレーム、携帯情報端末、電子ブック、家電製品、券売機、ＡＴＭ、カーナビゲーション等、タッチパネル式の各種電子機器に適用することができる。

１ タッチパネルシステム
２ 表示装置
３ タッチパネル
３１ 第１電極群
３１Ａ 第１電極
３１ｂ 基部（第１電極の基部）
３１ｃ 延在部（第１電極の延在部）
３２ 第２電極群
３２Ａ 第２電極
３１ｂ 基部（第２電極の基部）
３１ｃ 延在部（第２電極の延在部）

Claims (11)

1. タッチ操作を行うタッチ入力面から一定の距離を有する第１の面に、互いに平行な複数の第１電極からなる第１電極群と、
   タッチ操作を行うタッチ入力面から一定の距離を有する第２の面に、第１電極に対して垂直に設けられた複数の第２電極からなる第２電極群とを備え、
   第１電極および第２電極は、それぞれ、基部と、基部から延びた複数の延在部とを有しており、
   第１電極および第２電極は、タッチ入力面と対向する面において、第１電極の延在部と、第２電極の延在部とが、互い違いに配置されていることを特徴とするタッチパネル。
2. 第１の面と第２の面とが、同一面であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 第１電極および第２電極の各延在部は、基部から櫛歯状に並んでいることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル。
4. 第１電極および第２電極の少なくとも一方の基部の外形が、四辺形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチパネル。
5. 上記延在部は、上記基部の各辺から垂直に延びていることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル。
6. 上記延在部の先端部は、上記延在部の基部側の端部よりも太くなっていることを特徴とする請求項５に記載のタッチパネル。
7. 投影型静電容量方式のタッチパネルであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のタッチパネル。
8. 第１電極および第２電極が、透明電極であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のタッチパネル。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のタッチパネルと、表示装置とを備えたタッチパネルシステムにおいて、上記タッチパネルが、表示装置の前面に設けられていることを特徴とするタッチパネルシステム。
10. 上記表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイ、電界放出ディスプレイであることを特徴とする請求項９に記載のタッチパネルシステム。
11. 請求項９または１０に記載のタッチパネルシステムを備えた電子機器。

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