JP2014182471A - Capacitance type touchpad - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示機器、通信機器、携帯機器等に使用される静電容量式タッチパッドに関する。 The present invention relates to a capacitive touch pad used for display devices, communication devices, portable devices, and the like.
静電容量式タッチパッドは、電圧印加用の駆動電極と電圧検出用の検出電極とが基板上に配置されている。操作面上に指先が触れると、駆動電極と検出電極との間の静電容量が変化して、検出電極から出力される検出電圧が低下することで指先の存在や座標が検出される。一般的に、静電容量式タッチパッドは、操作面上に指がないと判断されたときにキャリブレーションが行われて、そのときの検出電圧が判断用の基準電圧に設定される。操作面上に指が触れて検出電圧が低くなるときには、基準電圧が低く設定されないようにキャリブレーションが規制されている。 In the capacitive touch pad, a drive electrode for voltage application and a detection electrode for voltage detection are arranged on a substrate. When the fingertip touches the operation surface, the capacitance between the drive electrode and the detection electrode changes, and the detection voltage output from the detection electrode decreases, so that the presence and coordinates of the fingertip are detected. Generally, the capacitance touch pad is calibrated when it is determined that there is no finger on the operation surface, and the detected voltage at that time is set as a reference voltage for determination. Calibration is regulated so that the reference voltage is not set low when the finger touches the operation surface and the detection voltage decreases.
ところで、静電容量式タッチパッドの操作面上に、DVD(Digital Versatile Disc)等の記録媒体、財布、スマートフォン等の浮遊導体が含まれるものが置かれる場合がある。操作面上にこのような浮遊導体が存在すると、浮遊導体を介して駆動電極と検出電極との容量結合が大きくなって検出電圧が高くなる。このときに、キャリブレーションが行われると、操作面上になにも置かれない場合よりも高い基準電圧が設定される。このため、浮遊導体を取り除いた瞬間に検出電圧が基準電圧よりも低下し、指がないにも関わらず指があると誤検出される場合があった。 By the way, there may be a case where a recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disc), a wallet, a floating conductor such as a smartphone is included on the operation surface of the capacitive touch pad. When such a floating conductor exists on the operation surface, capacitive coupling between the drive electrode and the detection electrode is increased via the floating conductor, and the detection voltage is increased. At this time, when calibration is performed, a higher reference voltage is set than when nothing is placed on the operation surface. For this reason, the detected voltage drops below the reference voltage at the moment when the floating conductor is removed, and it may be erroneously detected that there is a finger even though there is no finger.
この浮遊導体の影響を低減する方法として、駆動電極と検出電極と共に、操作面側にグランドパターンを配置する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の静電容量式タッチパッドでは、操作面上に浮遊導体が置かれた場合に浮遊導体とグランドパターンとが容量結合するので、浮遊導体を介した駆動電極と検出電極との容量結合が小さくなる。よって、浮遊導体による検出電圧の上昇が抑えられるか、あるいは検出電圧が下降する。上記したように、電圧が上昇しなければキャリブレーションが実施されないため、浮遊導体の載置時に誤検出となるキャリブレーションは実施されない。 As a method for reducing the influence of this floating conductor, a configuration is known in which a ground pattern is arranged on the operation surface side together with a drive electrode and a detection electrode (see, for example, Patent Document 1). In the capacitive touch pad described in Patent Document 1, when the floating conductor is placed on the operation surface, the floating conductor and the ground pattern are capacitively coupled, so that the drive electrode and the detection electrode via the floating conductor are coupled. Capacitive coupling is reduced. Therefore, an increase in the detection voltage due to the floating conductor is suppressed, or the detection voltage decreases. As described above, since calibration is not performed unless the voltage increases, calibration that is erroneously detected when the floating conductor is placed is not performed.
しかしながら、特許文献1に記載の静電容量式タッチパッドでは、駆動電極と検出電極との間にグランドパターンが配置されているため、操作面に指がない場合でも駆動電極と検出電極との容量結合が小さくなる。よって、操作面上に指先が触れた場合の電圧の変化が小さくなり、検出感度が低下するという問題があった。 However, in the capacitive touch pad described in Patent Document 1, since the ground pattern is arranged between the drive electrode and the detection electrode, the capacitance between the drive electrode and the detection electrode even when there is no finger on the operation surface. The bond becomes smaller. Therefore, there has been a problem that the change in voltage when the fingertip touches the operation surface is reduced, and the detection sensitivity is lowered.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、検出感度の低下を抑えつつ、浮遊導体の影響を低減することができる静電容量式タッチパッドを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a capacitive touch pad that can reduce the influence of floating conductors while suppressing a decrease in detection sensitivity.
本発明の静電容量式タッチパッドは、駆動電極と検出電極とが容量結合するように基板の一面に配設され、前記駆動電極への駆動電圧の印加により前記容量結合に応じて前記検出電極から検出電圧が出力され、当該検出電極の検出電圧に基づいて前記基板上の物体を検出する静電容量式タッチパッドであって、前記基板の一面には、複数のグランド電極を電気的に接続してなるグランドパターンが配設され、少なくとも隣り合うグランド電極のうち一方のグランド電極を前記駆動電極で囲むとともに他方のグランド電極を前記検出電極で囲んで、前記駆動電極と前記検出電極を隣接配置したことを特徴とする。この構成によれば、駆動電極及び検出電極と共にグランドパターンが基板の一面に配設されているため、基板の一面側に浮遊導体が存在していても、浮遊導体とグランドパターンとが容量結合することで、浮遊導体を介した駆動電極と検出電極との容量結合を小さくできる。また、グランド電極が駆動電極と検出電極との間を避けるように配設されるため、駆動電極と検出電極との間の容量結合に影響を与えることがない。よって、検出感度の低下を抑えつつ、浮遊導体の影響を低減することができる。 The capacitive touch pad of the present invention is disposed on one surface of the substrate so that the drive electrode and the detection electrode are capacitively coupled, and the detection electrode is applied according to the capacitive coupling by applying a drive voltage to the drive electrode. A capacitive touch pad that detects an object on the substrate based on a detection voltage of the detection electrode, and a plurality of ground electrodes are electrically connected to one surface of the substrate And at least one of the adjacent ground electrodes is surrounded by the drive electrode and the other ground electrode is surrounded by the detection electrode, and the drive electrode and the detection electrode are disposed adjacent to each other. It is characterized by that. According to this configuration, since the ground pattern is disposed on the one surface of the substrate together with the drive electrode and the detection electrode, the floating conductor and the ground pattern are capacitively coupled even if the floating conductor exists on the one surface side of the substrate. Thus, capacitive coupling between the drive electrode and the detection electrode via the floating conductor can be reduced. In addition, since the ground electrode is disposed so as to avoid the gap between the drive electrode and the detection electrode, the capacitive coupling between the drive electrode and the detection electrode is not affected. Therefore, the influence of the floating conductor can be reduced while suppressing a decrease in detection sensitivity.
また本発明の上記静電容量式タッチパッドは、前記グランドパターンは、縦方向及び横方向に半ピッチずれて整列した複数のグランド電極を有し、前記駆動電極及び前記検出電極のいずれか一方は、縦方向に並んだグランド電極の周囲に配置された複数のX電極として機能し、いずれか他方は横方向に並んだグランド電極の周囲に配置された複数のY電極として機能する。この構成によれば、縦方向及び横方向に整列された複数のグランド電極の間にX電極又はY電極として駆動電極及び検出電極が配置され、基板の一面側において物体の縦方向の位置又は横方向の位置を検出することができる。 In the capacitive touch pad of the present invention, the ground pattern has a plurality of ground electrodes aligned with a half-pitch shift in the vertical direction and the horizontal direction, and one of the drive electrode and the detection electrode is , Function as a plurality of X electrodes arranged around the ground electrodes arranged in the vertical direction, and either one functions as a plurality of Y electrodes arranged around the ground electrodes arranged in the horizontal direction. According to this configuration, the drive electrode and the detection electrode are arranged as the X electrode or the Y electrode between the plurality of ground electrodes aligned in the vertical direction and the horizontal direction, and the vertical position or the horizontal direction of the object on one surface side of the substrate. The direction position can be detected.
また本発明の上記静電容量式タッチパッドは、前記グランドパターンは、縦方向及び横方向が揃って整列した複数のグランド電極を有し、前記駆動電極及び前記検出電極のいずれか一方は、縦方向及び横方向で隣り合うグランド電極の一方の周囲に配置された複数のX電極として機能し、いずれか他方は、縦方向及び横方向で隣り合う電極の他方の周囲に配置された複数のY電極として機能する。この構成によれば、縦方向及び横方向に整列された複数のグランド電極の間にX電極又はY電極として駆動電極及び検出電極が配置され、基板の一面側において物体の縦方向の位置又は横方向の位置を検出することができる。 In the capacitive touch pad of the present invention, the ground pattern has a plurality of ground electrodes aligned in the vertical direction and the horizontal direction, and either the drive electrode or the detection electrode is a vertical electrode. Functions as a plurality of X electrodes arranged around one of the ground electrodes adjacent in the horizontal direction and the horizontal direction, and one of the other is a plurality of Y electrodes arranged around the other of the electrodes adjacent in the vertical direction and the horizontal direction Functions as an electrode. According to this configuration, the drive electrode and the detection electrode are arranged as the X electrode or the Y electrode between the plurality of ground electrodes aligned in the vertical direction and the horizontal direction, and the vertical position or the horizontal direction of the object on one surface side of the substrate. The direction position can be detected.
また本発明の上記静電容量式タッチパッドは、前記複数のX電極が前記駆動電極となり前記複数のY電極が前記検出電極となる状態と、前記複数のX電極が前記検出電極となり前記複数のY電極が前記駆動電極となる状態とが切り換えられる。この構成によれば、基板の一面側において物体の縦方向の位置及び横方向の位置の位置を検出することができる。 In the capacitive touch pad according to the present invention, the plurality of X electrodes serve as the driving electrodes, the plurality of Y electrodes serve as the detection electrodes, and the plurality of X electrodes serve as the detection electrodes. The state in which the Y electrode becomes the drive electrode is switched. According to this configuration, the vertical position and the horizontal position of the object can be detected on the one surface side of the substrate.
また本発明の上記静電容量式タッチパッドは、前記検出電圧が基準電圧よりも低い場合に、前記検出電圧を基準電圧に設定するキャリブレーションを規制する。この構成によれば、基板の一面側に指先等の誘電体が存在する場合にキャリブレーションが行われることがない。さらに、基板の一面側に浮遊導体が存在する場合にも、グランドパターンと浮遊導体との容量結合によって検出電圧が基準電圧よりも高くなることがなく、キャリブレーションが行われることがない。よって、キャリブレーションによって異常な基準電圧が設定されることがない。 Further, the capacitive touch pad of the present invention regulates calibration for setting the detection voltage to the reference voltage when the detection voltage is lower than the reference voltage. According to this configuration, calibration is not performed when a dielectric such as a fingertip exists on one side of the substrate. Furthermore, even when a floating conductor exists on one surface side of the substrate, the detection voltage does not become higher than the reference voltage due to capacitive coupling between the ground pattern and the floating conductor, and calibration is not performed. Therefore, an abnormal reference voltage is not set by calibration.
本発明によれば、基板の一面に駆動電極と検出電極との間を避けるようにグランドパターンが配設されることで、検出感度の低下を抑えつつ、浮遊導体の影響を低減することができる。 According to the present invention, the ground pattern is disposed on the one surface of the substrate so as to avoid the space between the drive electrode and the detection electrode, so that the influence of the floating conductor can be reduced while suppressing a decrease in detection sensitivity. .
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。図1を参照して静電容量式タッチパッドについて説明する。図1は、本実施の形態に係る静電容量式タッチパッドの上面模式図である。図2は、図1のA−A線に沿う断面模式図である。なお、以下の説明では、静電容量式タッチパッドの検出対象を指として説明するが、この対象物に限定されない。静電容量式タッチパッドの検出対象は誘電体であればよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A capacitive touch pad will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic top view of the capacitive touch pad according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In the following description, the detection target of the capacitive touch pad is described as a finger, but is not limited to this target. The detection target of the capacitive touch pad may be a dielectric.
図1及び図2に示す静電容量式タッチパッド1は、表示機器、通信機器、携帯機器等の各種電子機器に使用されるものであり、各種電子機器を操作するための入力装置として機能する。静電容量式タッチパッド1は、矩形状の絶縁基板2(基板)の一面11側に、複数のX電極13からなるX電極パターン3、複数のY電極14からなるY電極パターン4、複数のグランド電極15からなるグランドパターン5が配設されている。各X電極13及び各Y電極14は容量結合するように隣り合っており、この容量結合の変化に応じて検出対象である指の有無が検出される。
A capacitive touch pad 1 shown in FIGS. 1 and 2 is used for various electronic devices such as display devices, communication devices, and portable devices, and functions as an input device for operating the various electronic devices. . The capacitive touch pad 1 includes an
上面視において、グランドパターン5は、菱形の各頂点を縦方向(Y軸方向)及び横方向(X軸方向)に向けた複数のグランド電極15を電気的に接続して構成されている。複数のグランド電極15は、絶縁基板2の一面11側において縦方向及び横方向で半ピッチずれて等間隔に整列されている。斜め方向で隣り合うグランド電極15の対向辺の間には、X電極13及びY電極14用の設置領域が確保されている。グランドパターン5は、絶縁基板2の他面12側に回ってグランドに接地されている。なお、本実施の形態では、説明の便宜上7行7列にグランド電極15を配設した構成としたが、グランド電極15の行列数は特に限定されない。
When viewed from the top, the
複数のグランド電極15間には複数列のX電極パターン3と複数行のY電極パターン4とが配設されている。X電極パターン3は、偶数列目の各グランド電極15の周囲に配置されたX電極13を列毎に連ねて構成される。例えば、絶縁基板2の一面11には、2列目、4列目、6列目のグランド電極15に対応して3列のX電極パターン3が配設されている。Y電極パターン4は、偶数行目の各グランド電極15の周囲に配置されたY電極14を行毎に連ねて構成される。例えば、絶縁基板2の一面11には、2行目、4行目、6行目のグランド電極15に対応して3行のY電極パターン4が配設されている。
A plurality of rows of
各X電極13及び各Y電極14は、斜め方向で隣り合うグランド電極15間に配置されている。このグランド電極15間では、各X電極13及び各Y電極14が平行に延在しており、各X電極13と各Y電極14とが容量結合する程度に近付けられている。この場合、向かい合うX電極13とY電極14との外側にグランド電極15が位置付けられるため、X電極13とY電極14との容量結合に対するグランド電極15の影響を低減できる。また、複数列のX電極パターン3及び複数行のY電極パターン4は、それぞれ絶縁基板2の他面12側に回って制御部6に接続されている。
Each
断面視において、絶縁基板2は、ベタグランド層21(グランド材料で面的に塗りつぶすように形成されたグランド層)を間に挟んだ多層構造を有している。絶縁基板2の一面11には、複数列のX電極パターン3が配設されており、複数列のX電極パターン3を覆うように絶縁性のレジスト層22が形成されている。レジスト層22の上面には、複数行のY電極パターン4とグランドパターン5が配設されており、複数行のY電極パターン4とグランドパターン5を覆うように保護層23が形成されている。保護層23の上面17の上に図示しない操作パネル等が設けられ、指先によって操作される操作面として機能する。絶縁基板2の他面12には、制御部6が設けられている。また、保護層24が形成されている。
In cross-sectional view, the insulating
制御部6は、X電極パターン3の各X電極13及びY電極パターン4の各Y電極14を駆動電極又は検出電極として機能させる。この場合、X電極13が駆動電極になる場合には、Y電極14が検出電極になるように制御され、Y電極14が駆動電極になる場合には、X電極13が検出電極になるように制御される。制御部6では、駆動電極への駆動電圧の印加により、駆動電極と検出電極との容量結合に応じた検出電圧が検出電極から出力される。操作面に指が存在する場合には、駆動電極と検出電極との容量結合が低下することで指先の存在や位置が検出される。
The control unit 6 causes each
制御部6は、各X電極13が駆動電極となり各Y電極14が検出電極となる状態と、各X電極13が検出電極となり各Y電極14が駆動電極となる状態とを所定タイミングで切り換えるように制御する。これにより、複数列のX電極パターン3の検出電圧から操作面上に配置された指先の横方向の位置が検出され、複数行のY電極パターン4の検出電圧から操作面上に配置された指先の縦方向の位置が検出される。駆動電極及び検出電極は、X電極パターン3及びY電極パターン4のスキャンが完了したタイミングで切り換えられる。なお、指先の位置の算出方法は特に限定されず、例えば、3次元的な分析方法を用いて算出してもよい。
The control unit 6 switches between a state in which each
また、制御部6は、指の有無の判定基準となる基準電圧を設定するためのキャリブレーションを実行する。キャリブレーションでは、操作面上に指が存在しない状態で検出される検出電圧が基準電圧に設定される。この場合、操作面上の指が存在するか否かを判定するために、現状の基準電圧と検出電圧とが比較される。現状の基準電圧よりも検出電圧が低い場合には、指が存在するとしてキャリブレーションが規制される。一方、現状の基準電圧よりも検出電圧が低くならない場合には、指が存在しないとしてキャリブレーションが実施され、そのときの検出電圧が基準電圧に再設定される。 In addition, the control unit 6 executes calibration for setting a reference voltage that is a determination criterion for the presence or absence of a finger. In the calibration, a detection voltage detected in a state where no finger is present on the operation surface is set as a reference voltage. In this case, the current reference voltage is compared with the detected voltage in order to determine whether or not a finger on the operation surface exists. If the detected voltage is lower than the current reference voltage, the calibration is restricted because a finger is present. On the other hand, if the detected voltage is not lower than the current reference voltage, calibration is performed assuming that no finger is present, and the detected voltage at that time is reset to the reference voltage.
このように、制御部6において指先の検出動作及びキャリブレーションが制御される。静電容量式タッチパッド1では、X電極13とY電極14との間を避けるようにグランドパターン5が絶縁基板2に形成されているため、X電極13とY電極14との間の容量結合に影響を与えることなく、浮遊導体による影響を低減できる。よって、検出感度の低下を抑えつつ、適切なキャリブレーションが実施される。なお、浮遊導体とはグランドに接地されていない等、グランドに対する結合が弱い導体である。以下、検出感度及びキャリブレーションについて比較例と比較しつつ、本実施の形態に係る静電容量式タッチパッドの指先の検出動作及びキャリブレーションについて詳細に説明する。
In this way, the fingertip detection operation and calibration are controlled by the control unit 6. In the capacitive touch pad 1, since the
図3は、比較例に係る静電容量式タッチパッドによる指先の検出動作及びキャリブレーションの説明図である。この比較例は、操作面側にグランドパターンが配設されていないものである。図4は、本実施の形態に係る静電容量式タッチパッドによる指先の検出動作及びキャリブレーションの説明図である。なお、以下の説明では、Y電極が駆動電極として機能し、X電極が検出電極として機能する場合について説明する。 FIG. 3 is an explanatory diagram of fingertip detection operation and calibration by the capacitive touch pad according to the comparative example. In this comparative example, no ground pattern is provided on the operation surface side. FIG. 4 is an explanatory diagram of fingertip detection operation and calibration by the capacitive touch pad according to the present embodiment. In the following description, a case where the Y electrode functions as a drive electrode and the X electrode functions as a detection electrode will be described.
図3Aに示すように、比較例に係る静電容量式タッチパッド31は、絶縁基板32の他面34側にグランドパターン35が配設された点で本実施の形態に係る静電容量式タッチパッド1と異なっている。絶縁基板32の一面側には、駆動電極37と検出電極38とが容量結合するように配置されており、駆動電極37への駆動電圧Vdrvの印加により結合容量に応じた検出電圧Vsenが検出電極38から出力される。絶縁基板32上になにも存在しない場合に、検出電極38から出力された検出電圧Vsenがキャリブレーションによって基準電圧Vrefとして設定される。
As shown in FIG. 3A, the
図3Bに示すように、絶縁基板32上に指Fが存在する場合、駆動電極37と検出電極38との間の容量結合が小さくなる。駆動電極37にパルス状の駆動電圧Vdrvが印加されると、基準電圧Vrefよりも低い検出電圧Vsenが検出電極38から出力される。静電容量式タッチパッド31は、検出電極38の検出電圧Vsenが基準電圧Vrefよりも低くなることで指Fの存在を検出する。上記したように、基準電圧Vrefよりも検出電圧Vsenが低い場合には、指Fが存在するとしてキャリブレーションが規制されるため、検出電圧Vsenが基準電圧Vrefとして再設定されることはない。
As shown in FIG. 3B, when the finger F is present on the insulating
図3Cに示すように、絶縁基板32上にDVD等の浮遊導体50が存在する場合、浮遊導体50を介して駆動電極37と検出電極38との容量結合が大きくなる。駆動電極37にパルス状の駆動電圧Vdrvが印加されると、検出電極38から基準電圧Vrefよりも高い検出電圧Vsenが出力される。基準電圧Vrefよりも高い検出電圧Vsenが検出電極38から出力されたときにはキャリブレーションが規制されないので、図3Dに示すように、浮遊導体50が存在する場合にもキャリブレーションは実施される。このタイミングでキャリブレーションが実施されると、現状の基準電圧Vrefよりも高い検出電圧Vsenが新たな基準電圧Vrefとして再設定される。
As shown in FIG. 3C, when the floating
図3Eに示すように、キャリブレーションによって基準電圧Vrefが再設定された後に、絶縁基板32上から浮遊導体50がなくなると、駆動電極37と検出電極38との容量結合が小さくなる。駆動電極37にパルス状の駆動電圧Vdrvが印加されると、新たな基準電圧Vrefよりも低い検出電圧Vsenが検出電極38から出力される。このため、絶縁基板32上になにも存在しないにも関わらず、指Fが存在すると誤検出される。このように、比較例に係る静電容量式タッチパッド31では、適切なキャリブレーションが実施されず、指Fが誤検出される場合がある。
As shown in FIG. 3E, when the floating
一方、図4Aに示すように、本実施の形態に係る静電容量式タッチパッド1は、絶縁基板2の一面11側に駆動電極27、検出電極28、グランドパターン5が配設されている。また、グランドパターン5は、駆動電極27と検出電極28との間を避けて延在している。このため、絶縁基板2の一面11側にグランドパターン5を設けても、駆動電極27と検出電極28との間の結合容量がグランドパターン5の影響を受けて小さくなることがない。よって、絶縁基板2上になにも存在しない場合に、検出電極28から出力された検出電圧Vsenが低下することがなく、キャリブレーションによって基準電圧Vrefが低く設定されることがない。
On the other hand, as shown in FIG. 4A, the capacitive touch pad 1 according to the present embodiment is provided with a
図4Bに示すように、絶縁基板2上に指Fが存在する場合、駆動電極27と検出電極28との間の容量結合が小さくなる。駆動電極27にパルス状の駆動電圧Vdrvが印加されると、基準電圧Vrefよりも低い検出電圧Vsenが検出電極28から出力される。この場合、駆動電極27及び検出電極28に対するグランドパターン5の影響が排除されているため、検出電圧Vsenの変化が小さくなり過ぎることがない。よって、絶縁基板2上に指Fが触れた場合に十分な検出感度を得ることができる。また、基準電圧Vrefよりも検出電圧Vsenが低い場合には、キャリブレーションによって検出電圧が基準電圧Vrefとして再設定されることはない。
As shown in FIG. 4B, when the finger F is present on the insulating
図4Cに示すように、絶縁基板2上にDVD等の浮遊導体50が存在する場合、浮遊導体50とグランドパターン5とが容量結合することで、浮遊導体50を介した駆動電極27と検出電極28との容量結合が大きくなることを防止できる。駆動電極27にパルス状の駆動電圧Vdrvが印加されると、検出電極28から基準電圧Vrefよりも小さい検出電圧Vsenが出力される。このように、図3Cの比較例のように、検出電極38から基準電圧Vrefよりも大きな検出電圧Vsenが出力されることがない。図4Dに示すように、基準電圧Vrefよりも検出電圧が低い場合にはキャリブレーションが規制されるので、浮遊導体50が存在する場合にはキャリブレーションが実施されない。
As shown in FIG. 4C, when the floating
図4Eに示すように、グランドパターン5によって浮遊導体50の影響が低減されているため、絶縁基板2上から浮遊導体50がなくなっても、駆動電極27と検出電極28との結合容量が大きく変化することがない。このため、図3Eに示すように、指Fが存在しないにも関わらず、指Fが存在すると誤検出されることがない。このように、本実施の形態に係る静電容量式タッチパッド1では、適切なキャリブレーションが実施され、指Fの誤検出を適切に防止することができる。また、図5に示した先行技術のように駆動電極と検出電極の間にグランド電極が配置されたものと比べて検出感度の低下を抑えることができる。
As shown in FIG. 4E, since the influence of the floating
具体的には、図5Aに示すように、先行技術に係る静電容量式タッチパッド51は、絶縁基板52の一面54側において駆動電極57と検出電極58との間にグランドパターン55が配設された点で本実施の形態に係る静電容量式タッチパッド1と異なっている。駆動電極57と検出電極58との間にグランドパターン55が配設されているため、駆動電極57と検出電極58との容量結合が小さくなっている。よって、指Fが存在しないにも関わらず容量結合が小さくなり、基準電圧Vrefが低く設定される。
Specifically, as shown in FIG. 5A, the
図5Bに示すように、絶縁基板52上に指Fが存在する場合、駆動電極57と検出電極58との間の容量結合が小さくなるので、駆動電極57にパルス状の駆動電圧Vdrvが印加されると、基準電圧Vrefよりも低い検出電圧Vsenが検出電極58から出力される。しかし、検出電圧Vsenの低下量は小さい。すなわち、グランドパターン55により検出感度が低下してしまうという問題がある。
As shown in FIG. 5B, when the finger F is present on the insulating
以上のように、本実施の形態に係る静電容量式タッチパッド1によれば、駆動電極27及び検出電極28と共にグランドパターン5が絶縁基板2の一面11に配設されているため、絶縁基板2の一面11側に浮遊導体50が存在していても、浮遊導体50とグランドパターン5とが容量結合することで、浮遊導体50を介した駆動電極27と検出電極28との容量結合を小さくできる。また、グランドパターン5が駆動電極27と検出電極28との間を避けるように配設されるため、駆動電極27と検出電極28との間の容量結合に影響を与えることがない。よって、検出感度の低下を抑えつつ、浮遊導体50の影響を低減することができる。
As described above, according to the capacitive touch pad 1 according to the present embodiment, the
なお、本発明は上記した本実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effects of the present invention are exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.
例えば、上記した本実施の形態では、グランドパターン5が、絶縁基板2の一面11において縦方向及び横方向で半ピッチずれて整列した複数のグランド電極15で形成されたが、この構成に限定されない。例えば、図6に示すように、グランドパターン45は、絶縁基板42の一面41において縦方向及び横方向が揃って整列した複数のグランド電極46で形成されてもよい。グランドパターン45は、正方形のグランド電極46を縦方向及び横方向で等間隔に連ねて構成されている。各グランド電極46の周囲には複数列のX電極パターン43と複数行のY電極パターン44とが配設されている。
For example, in the above-described embodiment, the
複数列のX電極パターン43は、グランド電極46を1つ置きに囲うX電極47を列毎に連ねて構成される。例えば、1列目のX電極パターン43は、紙面上から2番目、4番目のグランド電極46を囲うX電極47から構成される。また、複数行のY電極パターン44は、X電極47で囲まれない残りのグランド電極46を囲うY電極48を行毎に連ねて構成される。例えば、1行目のY電極パターン44は、紙面左から1番目、3番目、5番目のグランド電極46を囲うY電極48から構成される。このように、各グランド電極46は、縦方向及び横方向で交互にX電極47及びY電極48に囲まれている。
The
各X電極47及び各Y電極48は、縦方向及び横方向で隣り合うグランド電極46間に配置され、各X電極47及び各Y電極48が平行に延在した状態で容量結合する程度に近付けられている。向かい合うX電極47とY電極48との外側にグランド電極46が位置付けられるため、X電極47とY電極48との容量結合に対するグランド電極46の影響を低減できる。このような構成でも、グランドパターン45によってX電極47とY電極48との容量結合に対する浮遊導体の影響を抑えることができる。また、X電極47とY電極48との間を避けるようにグランドパターン45が配設されるため、グランドパターン45がX電極47とY電極48との間の容量結合に影響を与えることがない。
Each
また、上記した本実施の形態では、グランドパターン5は、X電極パターン3及びY電極パターン4に対応するように配設されたが、この構成に限定されない。グランドパターン5は、駆動電極27及び検出電極28を避けるように配設されていれば、どのように配設されていてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記した実施の形態では、複数列のX電極パターン3と複数行のY電極パターン4とで指Fの位置を検出する構成としたが、この構成に限定されない。複数行のX電極パターン3と複数列のY電極パターン4とで物体の位置を検出してもよい。
In the above-described embodiment, the position of the finger F is detected by the
また、上記した実施の形態では、X電極13が駆動電極27となりY電極14が検出電極28となる状態と、X電極13が検出電極28となりY電極14が駆動電極27となる状態とが交互に切り替わる構成としたが、この構成に限定されない。X軸方向及びY軸方向のいずれか一方向の位置のみを検出する場合には駆動電極27と検出電極28が固定されていてもよい。
In the above-described embodiment, the state where the
以上説明したように、本発明は、検出感度の低下を抑えつつ、浮遊導体の影響を低減することができるという効果を有し、特に、表示機器、通信機器、携帯機器等に使用される静電容量式タッチパッドに有用である。 As described above, the present invention has an effect that the influence of floating conductors can be reduced while suppressing a decrease in detection sensitivity. In particular, static electricity used in display devices, communication devices, portable devices, and the like. Useful for capacitive touchpads.
1 静電容量式タッチパッド
2 絶縁基板(基板)
3 X電極パターン
4 Y電極パターン
5 グランドパターン
6 制御部
11 一面
13 X電極
14 Y電極
15 グランド電極
27 駆動電極
28 検出電極
50 浮遊導体
F 指
1
3 X electrode pattern 4
Claims (5)
前記基板の一面には、複数のグランド電極を電気的に接続してなるグランドパターンが配設され、少なくとも隣り合うグランド電極のうち一方のグランド電極を前記駆動電極で囲むとともに他方のグランド電極を前記検出電極で囲んで、前記駆動電極と前記検出電極を隣接配置したことを特徴とする静電容量式タッチパッド。 A drive electrode and a detection electrode are disposed on one surface of the substrate so as to be capacitively coupled, and a detection voltage is output from the detection electrode in response to the capacitive coupling by applying a drive voltage to the drive electrode. A capacitive touch pad that detects an object on the substrate based on a detection voltage,
A ground pattern formed by electrically connecting a plurality of ground electrodes is disposed on one surface of the substrate, and at least one of the adjacent ground electrodes is surrounded by the drive electrode and the other ground electrode is A capacitive touch pad, wherein the drive electrode and the detection electrode are disposed adjacent to each other by being surrounded by a detection electrode.
前記駆動電極及び前記検出電極のいずれか一方は、縦方向に並んだグランド電極の周囲に配置された複数のX電極として機能し、いずれか他方は横方向に並んだグランド電極の周囲に配置された複数のY電極として機能することを特徴とする請求項1に記載の静電容量式タッチパッド。 The ground pattern has a plurality of ground electrodes aligned with a half-pitch shift in the vertical and horizontal directions,
One of the drive electrode and the detection electrode functions as a plurality of X electrodes arranged around the ground electrode arranged in the vertical direction, and the other one is arranged around the ground electrode arranged in the horizontal direction. The capacitive touch pad according to claim 1, wherein the capacitive touch pad functions as a plurality of Y electrodes.
前記駆動電極及び前記検出電極のいずれか一方は、縦方向及び横方向で隣り合うグランド電極の一方の周囲に配置された複数のX電極として機能し、いずれか他方は、縦方向及び横方向で隣り合う電極の他方の周囲に配置された複数のY電極として機能すること特徴とする請求項1に記載の静電容量式タッチパッド。 The ground pattern has a plurality of ground electrodes aligned in the vertical direction and the horizontal direction,
One of the drive electrode and the detection electrode functions as a plurality of X electrodes arranged around one of the ground electrodes adjacent in the vertical direction and the horizontal direction, and either one of the drive electrode and the detection electrode in the vertical direction and the horizontal direction. The capacitive touch pad according to claim 1, wherein the capacitive touch pad functions as a plurality of Y electrodes arranged around the other of the adjacent electrodes.
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