JP2014239375A - アンテナ付きタッチパッド - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナの駆動が静電容量の検出に与える影響を小さくすることができ、正確な位置検出をすることができるアンテナ付きタッチパッドを提供すること。【解決手段】アンテナ付きタッチパッド１０は、電極１３と、電極１３への物体の近接に伴う静電容量の変化に基づき物体の近接および近接位置を検知する制御手段１５と、アンテナ１４と、アンテナに電力を供給するアンテナ駆動手段２０とを備え、制御手段１５は、物体の近接を検知していないとき、アンテナ駆動手段２０の駆動制御を行ってアンテナ１４の出力を通常駆動時の出力にし、物体の近接を検知したとき、アンテナ駆動手段２０の駆動制御を行ってアンテナ１４の出力を通常駆動時の出力よりも減衰させるか、またはゼロにするようにした。【選択図】図４

Description

本発明は、パーソナルコンピュータ等に搭載されて指の位置を検出できるとともに、スマートフォン等の他の電子機器と通信を行なうことができるアンテナ付きタッチパッドに関するものである。

近年、ノートＰＣにＮＦＣ（近距離無線通信）等の機能を搭載し、スマートフォン等との間で通信を行なわせる、ということが行なわれている。しかし、小型薄型化のＰＣでは筐体を金属製とすることが多く、電波を遮蔽してしまうので、アンテナを設けることが難しかった。そこで、下記の特許文献１のように、金属筐体の開口部に配置されるタッチパッドにアンテナを設けるものが提案されている。タッチパッドが配置される開口部では電波が遮蔽されないので、アンテナを設けて外部と通信を行なうことができる。

特許文献１に記載のアンテナ付きのタッチパッドは、プリント回路基板にタッチセンサアレイおよびアンテナが実装されて構成され、ハウジングの開口部に配置されている。これによれば、筐体により電波が遮蔽されることなく、外部と通信を行なうことができる。

特表２００２−５３９５１７公報

しかしながら、指の検出を静電容量の変化に基づいて行なうタイプのタッチパッドにおいては、アンテナの駆動が静電容量の検出に与える影響が大きく、正確な位置検出ができなくなるという問題点があった。

本発明は、アンテナの駆動が静電容量の検出に与える影響を小さくすることができ、正確な位置検出をすることができるアンテナ付きタッチパッドを提供するものである。

請求項１に記載のアンテナ付きタッチパッドにおいては、電極と、前記電極への物体の近接に伴う静電容量の変化に基づき物体の近接および近接位置を検知する制御手段と、アンテナと、前記アンテナに電力を供給するアンテナ駆動手段と、を備え、前記制御手段は、前記物体の近接を検知していないとき、前記アンテナ駆動手段の駆動制御を行って前記アンテナの出力を通常駆動時の出力にし、前記物体の近接を検知したとき、前記アンテナ駆動手段の駆動制御を行ってアンテナの出力を通常駆動時の出力よりも減衰させるか、またはゼロにするという特徴を有する。

これによれば、アンテナの駆動が静電容量の検出に与える影響を小さくすることができ、正確な位置検出をすることができる。

請求項２に記載のアンテナ付きタッチパッドにおいては、前記制御手段は、前記物体の近接を検知したとき、前記アンテナ駆動手段の駆動制御を行って前記アンテナの出力を通常駆動時の出力よりも減衰させて、ゼロにしない、という特徴を有する。

物体の存在を検知したときにアンテナの出力をゼロにするようにしておくと、他の電子機器・ＩＣカード等を手で持ってタッチパッドに近付けたとき、指の近接を検知するかあるいは他の電子機器・ＩＣカード等を物体の近接であると認識していつまでたっても通信を行なうことができないという状態になる可能性がある。しかし、アンテナの出力を通常駆動時の出力よりも減衰させて、ゼロにしないようすれば、指の近接を検知するかあるいは他の電子機器・ＩＣカード等を物体の近接であると認識してしまっても通信を開始することができる。

請求項３に記載のアンテナ付きタッチパッドにおいては、前記アンテナ駆動手段は、一端が前記アンテナの一端に接続され他端が前記アンテナの他端に接続された交流電源、直列に接続されたスイッチ手段および抵抗からなり前記アンテナに並列接続された調整回路からなり、前記制御手段は、前記スイッチ手段をクローズして前記アンテナの出力を減衰させる、という特徴を有する。

これによれば、簡易な回路構成でアンテナの出力を減衰させることができる。

本発明によれば、アンテナの駆動が静電容量の検出に与える影響を小さくすることができ、正確な位置検出をすることができる。

第１実施形態におけるアンテナ付きタッチパッド１０をノートＰＣに適用した図である。 第１実施形態におけるアンテナ付きタッチパッド１０の上面図である。 第１実施形態におけるアンテナ付きタッチパッド１０のシステム図である。 第１実施形態におけるアンテナ付きタッチパッド１０のアンテナ駆動手段の回路構成を示す図である。 第１実施形態におけるアンテナ付きタッチパッド１０の制御手段の動作を示すフローチャートである。

以下に第１実施形態におけるアンテナ付きタッチパッド１０について説明する。

まず始めに本実施形態におけるアンテナ付きタッチパッド１０の配置状態について図１を用いて説明する。図１は、ノートＰＣの表示部とキーボード部を除いたパームレスト部分のみを模式的に表した図である。筐体１には開口２が形成されており、開口２にアンテナ付きタッチパッド１０が配置されている。筐体１は、ステンレス等の金属で形成されており、表面に塗装が施されている。アンテナ付きタッチパッド１０の表面には、フェイスシート１１が取り付けられており、操作者はこのフェイスシート１１上で指を摺動操作する。また、このアンテナ付きタッチパッド１０は下方に移動可能に支持されており、プッシュ操作ができるようになっている。なお、この形態と異なる形態としては、開口を有する金属製の筐体の上に開口を有さない樹脂製カバーを取り付け、樹脂製カバーであって筐体の開口部に対応する位置に下側からアンテナ付きタッチパッドを取り付ける、という形態が考えられる。

図２は、フェイスシート１１を取り除いた状態のアンテナ付きタッチパッド１０の上面図である。アンテナ付きタッチパッド１０は、基板１２を備え、基板１２の表面側に複数の電極１３が敷設される。複数の電極１３は、縦方向および横方向に延設されており、縦方向に延設される電極群と横方向に延設される電極群の一方が駆動電極、他方が検出電極となる。

基板１２の裏面側には、アンテナ１４が敷設されている。このアンテナ１４には、後述するアンテナ駆動手段２０が接続され、電波を発信させるとともに電波を受信し、外部機器との通信を行なうことができる。アンテナ付きタッチパッド１０は金属で遮蔽されていないので、電波を透過させることができる。

図３は、本実施形態におけるアンテナ付きタッチパッド１０のシステム図である。アンテナ付きタッチパッド１０は、制御手段１５を備えている。制御手段１５と電極１３は配線１６を介して接続されている。制御手段１５は、電極１３の駆動制御を行い、指の近接に伴う静電容量の変化を検出し、指が近接したかどうか、および指の近接位置を検知する。配線１６は、基板１２の裏面側に敷設されており、制御手段１５も基板１２の裏面側に実装されている。アンテナ１４は、アンテナ駆動手段２０と接続されており、アンテナ駆動手段２０は、アンテナ１４に電力を供給する。アンテナ駆動手段２０は、制御手段１５と接続されており、制御手段１５によって制御される。

図４は、本実施形態におけるアンテナ１４を駆動するアンテナ駆動手段２０の回路構成を示す図である。アンテナ駆動手段２０は、交流電源２１を備えている。この交流電源２１は、例えば１３．５６ＭＨＺで発振する。交流電源２１の一端および他端にアンテナ１４の一端および他端がそれぞれ接続されている。そして、アンテナ１４に対して、抵抗２４とスイッチ手段２５とを直列に接続してなる調整回路２６が並列に接続されている。コンデンサ２２、２３、２７は、それぞれの線路におけるインピーダンスを整合させるために設けられている。スイッチ手段２５の具体例としては、例えばフォトトランジスタ等が考えられる。

通常駆動時は、スイッチ手段２５がオープンとなっており、交流電源２１の出力が調整回路２６により消費されずにアンテナ１４に供給される。よって、アンテナ１４はハイパワーで駆動される。一方、減衰駆動時は、スイッチ手段２５がクローズとなっており、交流電源２１の出力が調整回路２６により消費されてアンテナ１４はローパワーで駆動される。

図５は、本実施形態におけるアンテナ付きタッチパッド１０の制御手段１５の動作を示すフローチャートである。最初にステップＳ３０にてスイッチ手段２５をオープンにし、アンテナ１４の通常駆動を行なう。次に、ステップ３１に進み、近接検知のみを行ない位置検知を行なわない近接検知モードにする。このとき、アンテナ１４はハイパワーで駆動されており、正確な位置検出をしようとしてもできないが、アンテナ１４による妨害があったとしても物体が近接したかどうかは検知することができる。次に、ステップＳ３２に進み、物体の近接を検知したと判断したらステップＳ３３に進んでスイッチ手段２５をクローズにし、アンテナ１４の減衰駆動を行なう。減衰駆動に切り換えた後は、ステップ３４に進み、位置検知モードに切り換え、近接検知および位置検知の両方を行う。このとき、アンテナ１４はローパワーで駆動されアンテナ１４による妨害は少ないので、正確な位置検出ができる。その後は、ステップＳ３２に戻り、物体の近接があったかどうかを随時確認する。ステップＳ３２で物体の近接を検知していない判断したら、ステップＳ３０に戻ってスイッチ手段２５をオープンにし、アンテナ１４の通常駆動を行なう。

本実施形態によれば、制御手段１５は、物体の近接を検知したとき、アンテナ駆動手段２０の駆動制御を行ってアンテナ１４の出力を通常駆動時の出力よりも減衰させている。これにより、アンテナ１４による妨害が無視できる程度になり、アンテナ１４の駆動が静電容量の検出に与える影響を小さくすることができ、正確な位置検出をすることができる。なお、物体の近接を検知していないとき、アンテナ１４はハイパワーで駆動されているが、そのとき位置検知は行なわないので、問題にならない。また、近接検知は、アンテナ１４による妨害があったとしても、精度が多少落ちる程度で、問題なく行なうことができる。

また、本実施形態では、物体の近接を検知したと判断したらスイッチ手段２５をクローズにし、アンテナ１４の減衰駆動を行なうようにし、アンテナ１４の出力がゼロにならないようにしている。物体の存在を検知したときにアンテナ１４の出力をゼロにするようにしておくと、他の電子機器・ＩＣカード等を手で持ってタッチパッド１０に近付けたとき、指の近接を検知するかあるいは他の電子機器・ＩＣカード等を物体の近接であると認識していつまでたっても通信を行なうことができないという状態になる可能性がある。しかし、アンテナ１４の出力を通常駆動時の出力よりも減衰させて、ゼロにしないようすれば、指の近接を検知するかあるいは他の電子機器・ＩＣカード等を物体の近接であると認識してしまっても通信を開始することができる。

また、本実施形態では、アンテナ駆動手段２０は直列に接続された抵抗２４およびスイッチ手段２５からなりアンテナ１４に並列接続された調整回路２６を備え、制御手段１５は、スイッチ手段２５をクローズしてアンテナ１４の出力を減衰させる、という構成にした。スイッチ手段や抵抗を直列接続するという構成も考えられるが、インピーダンス整合のために同一のものをアンテナの両端に接続する必要が生じ、またスイッチ手段を選択するにあたっていろいろな制約が生じる。しかし本実施形態のような構成であれば、簡易な回路構成でアンテナ１４の出力を減衰させることができる。

なお、本実施形態では、アンテナ１４の出力を通常駆動時の出力よりも減衰させて、ゼロにしないようにしたが、本発明はこれに限られるものでなく、アンテナ１４の出力をゼロにしてもよい。また、直列に接続された抵抗２４およびスイッチ手段２５からなる調整回路２６をアンテナ１４に並列接続するようにしたが、これに限られるものでなく、なんらかの手段をアンテナ１４に対して直列接続するようにしてもよい。

１ 筐体
２ 開口
１０ アンテナ付きタッチパッド
１１ フェイスシート
１２ 基板
１３ 電極
１４ アンテナ
１５ 制御手段
１６ 配線
２０ アンテナ駆動手段
２１ 交流電源
２２ コンデンサ
２３ コンデンサ
２４ 抵抗
２５ フォトダイオード（スイッチ手段）
２６ 調整回路
２７ コンデンサ

Claims (3)

1. 電極と、
   前記電極への物体の近接に伴う静電容量の変化に基づき物体の近接および近接位置を検知する制御手段と、
   アンテナと、
   前記アンテナに電力を供給するアンテナ駆動手段と、を備えたアンテナ付きタッチパッドであって、
   前記制御手段は、前記物体の近接を検知していないとき、前記アンテナ駆動手段の駆動制御を行って前記アンテナの出力を通常駆動時の出力にし、前記物体の近接を検知したとき、前記アンテナ駆動手段の駆動制御を行って前記アンテナの出力を通常駆動時の出力よりも減衰させるか、またはゼロにすることを特徴とするアンテナ付きタッチパッド。
2. 前記制御手段は、前記物体の近接を検知したとき、前記アンテナ駆動手段の駆動制御を行って前記アンテナの出力を通常駆動時の出力よりも減衰させて、ゼロにしないことを特徴とする請求項１記載のアンテナ付きタッチパッド。
3. 前記アンテナ駆動手段は、一端が前記アンテナの一端に接続され他端が前記アンテナの他端に接続された交流電源、直列に接続されたスイッチ手段、および抵抗からなり、前記アンテナに並列接続された調整回路からなり、
   前記制御手段は、前記スイッチ手段をクローズして前記アンテナの出力を減衰させることを特徴とする請求項１〜２記載のアンテナ付きタッチパッド。
   
   

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