JP2015035053A - Electrostatic capacitance type touch panel - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a touch panel capable of reducing the number of wirings drawn out from a drive signal line and a detection signal line and decreasing the area of a frame area.SOLUTION: A self-modulating type touch panel 1 includes: a plurality of drive signal lines 11 to 13 formed on a transparent base material 10 with a predetermined interval; a plurality of detection signal lines 21 to 23 formed on the transparent base material 10 so as to intersect with the drive signal lines 11 to 13; and modulation circuits 30 disposed and connected at each position where the drive signal lines 11 to 13 and the detection signal lines 21 to 23 intersect. Each of the modulation circuits 30 has different characteristics.

Description

本発明は、静電容量方式のタッチパネルに関し、特に、変調回路を内蔵した投影型静電容量方式のタッチパネルに関する。   The present invention relates to a capacitive touch panel, and more particularly, to a projected capacitive touch panel incorporating a modulation circuit.

表示画面に軽く触れるだけで容易に操作できるスマートフォンや、タブレットPCが広く普及するようになり、入力デバイスであるタッチパネルの薄型化、軽量化、及び大画面化が喫緊の課題となっている。   Smartphones and tablet PCs that can be easily operated simply by lightly touching the display screen have become widespread, and thinning, lightening, and enlargement of touch panels, which are input devices, are urgent issues.

タッチパネルの検出方式には、2枚の抵抗膜を重ねて指示位置を特定する抵抗膜方式や、パネル表面に超音波や表面弾性波を発生させ、指示位置検出を行う表面弾性波方式等さまざま存在する。上述したスマートフォンやタブレットPCに用いられるタッチパネルでは、パネル上を指でタップしたり、ドラッグしたり、あるいは画像を拡大するのに画面上で2本の指を広げるように動作させたり(ピンチアウト)、2本指をせばめるように動かすピンチイン操作等、複雑で自由度のある操作に対応する必要がある。そのため、現状では、透明電極を用いてxyマトリクスを形成し、複数の指示位置の検出を同時に行える投影型静電容量方式のものが主流となっている。   There are various types of touch panel detection methods, such as a resistive film method that identifies the indicated position by overlapping two resistive films, and a surface acoustic wave method that detects the indicated position by generating ultrasonic waves and surface acoustic waves on the panel surface. To do. The touch panel used for the above-described smartphone or tablet PC can be tapped with a finger on the panel, dragged, or operated to spread two fingers on the screen to enlarge the image (pinch out). It is necessary to deal with complicated and flexible operations such as a pinch-in operation that moves two fingers together. For this reason, at present, the projection type capacitive type in which an xy matrix is formed using a transparent electrode and a plurality of designated positions can be detected simultaneously has become the mainstream.

投影型静電容量方式のタッチパネルでは、特許文献1等に記載されているように、x方向及びy方向に交差するように複数本形成配置された駆動線(ドライブライン)及び検出線(センスライン)のそれぞれ本数分だけ配線を引き出して、引き出した配線をタッチパネルの外縁部(以下、額縁領域という。)を通して、外部のコントローラに接続する必要がある。   In a projected capacitive touch panel, as described in Patent Document 1 and the like, a plurality of drive lines (drive lines) and detection lines (sense lines) that are formed and arranged so as to intersect the x direction and the y direction. ) For each number of wires, and the drawn wires need to be connected to an external controller through the outer edge of the touch panel (hereinafter referred to as a frame region).

特開2013−3603号公報JP 2013-3603 A

投影型静電容量方式タッチパネルでは、駆動線と検出線が絶縁物を介して交差することにより形成される静電容量に、外部から指で触れることによる静電容量を加味した合成容量を測定することによって、接触位置の検出を行う。したがって、タッチパネルにおける検出位置の精度は、画面の単位面積当たりの駆動線と検出線の交差数、すなわち、駆動線と検出線の本数に依存することとなる。また、投影型静電容量方式タッチパネルの大型化を実現するには、多数の駆動線と検出線を透明基材上に透明電極を用いて形成する必要がある。   The projected capacitive touch panel measures the combined capacitance of the capacitance formed by touching the finger from the outside with the capacitance formed by the drive line and detection line intersecting with an insulator. Thus, the contact position is detected. Therefore, the accuracy of the detection position on the touch panel depends on the number of intersections of drive lines and detection lines per unit area of the screen, that is, the number of drive lines and detection lines. Moreover, in order to realize an increase in the size of the projected capacitive touch panel, it is necessary to form a large number of drive lines and detection lines on a transparent substrate using transparent electrodes.

ここで、接触位置の検出を行うための静電容量測定を行うには、各駆動線に検出信号を順次供給し、検出線ごとに信号を順次検出する、いわゆるスキャン方式が採用される。駆動線に検出信号を送出し、検出線によって静電容量測定信号を受信するために、各駆動線及び各検出線に対応した配線を介して接続コネクタからタッチパネルコントローラに対して信号を送出/受信する。これらの配線は、タッチパネルの透明領域(画面)を横切ることはできないから、額縁領域に配線を引き回すようにしなければならない。表示画面の大画面化をすることによって、駆動線・検出線の本数が増大し、このような駆動・検出のための配線本数も増大し、より広い額縁領域を必要とすることとなる。額縁領域を多層化することによって額縁領域の面積を低減することは技術的には可能であるが、薄型化の市場要求と逆行することとなる上、タッチパネルの製造工程が複雑化しコストアップの要因となる。   Here, in order to perform the capacitance measurement for detecting the contact position, a so-called scanning method is adopted in which detection signals are sequentially supplied to the respective drive lines and the signals are sequentially detected for each detection line. Sends / receives signals from the connector to the touch panel controller via each drive line and wiring corresponding to each detection line in order to send the detection signal to the drive line and receive the capacitance measurement signal through the detection line. To do. Since these wirings cannot cross the transparent area (screen) of the touch panel, they must be routed around the frame area. By increasing the size of the display screen, the number of drive lines / detection lines is increased, and the number of wiring lines for such drive / detection is also increased, which requires a wider frame area. Although it is technically possible to reduce the area of the frame area by making the frame area multi-layered, it will go against the market demand for thinning, and the manufacturing process of the touch panel will be complicated and the cost will increase. It becomes.

そこで、本発明では、駆動信号線、検出信号線から引き出す配線の本数を減らすことができ、もって額縁領域の面積を低減させることを可能にするタッチパネルを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a touch panel that can reduce the number of wirings drawn from the drive signal lines and the detection signal lines, and thereby reduce the area of the frame region.

上述した課題を解決するための手段として、本発明の一実施の形態に係る静電容量型タッチパネルは、基板上に所定の間隔をおいて形成された複数の第1の信号線と、複数の第1の信号線に交差するように基板上に所定の間隔をおいて形成された複数の第2の信号線と、第1及び第2の信号線の交差する位置にそれぞれ配置され、第1及び第2の信号線にそれぞれ接続された変調回路とを備える。そして、変調回路は、第1及び第2の信号線の交差する位置ごとに異なる特性を有する。   As a means for solving the above-described problem, a capacitive touch panel according to an embodiment of the present invention includes a plurality of first signal lines formed on a substrate at predetermined intervals, and a plurality of signal lines. A plurality of second signal lines formed on the substrate at predetermined intervals so as to intersect the first signal line, and the first signal line and the second signal line are respectively disposed at positions where the first signal line intersects. And a modulation circuit connected to each of the second signal lines. The modulation circuit has different characteristics for each position where the first and second signal lines intersect.

本発明の他の実施の形態に係る静電容量型タッチパネルは、基板上に形成された複数の第1の信号線と、複数の第1の信号線に交差するように基板上に形成された複数の第2の信号線と、第1及び第2の信号線の交差する位置にそれぞれ配置され、第1及び第2の信号線にそれぞれ接続された変調回路と、複数の第1の信号線に位置検出信号を送出する駆動配線と、複数の第2の信号線から変調回路を通して変調された位置検出信号を受信する受信配線とを備える。そして、変調回路は、第1及び第2の信号線の交差する位置ごとに異なる特性を有しており、駆動配線の数は、複数の第1の信号線の数よりも少なく、受信配線の数は、複数の第2の信号線の数よりも少ない。   A capacitive touch panel according to another embodiment of the present invention is formed on a substrate so as to intersect a plurality of first signal lines formed on the substrate and the plurality of first signal lines. A plurality of second signal lines, a modulation circuit disposed at a position where the first and second signal lines intersect, and connected to the first and second signal lines, respectively; and a plurality of first signal lines Drive wiring for sending a position detection signal to the signal line and receiving wiring for receiving the position detection signal modulated from the plurality of second signal lines through the modulation circuit. The modulation circuit has different characteristics at each position where the first and second signal lines intersect, and the number of drive wirings is smaller than the number of the plurality of first signal lines, The number is smaller than the number of the plurality of second signal lines.

本発明では、特性の異なる変調回路を、第1及び第2の信号線の交差する位置にそれぞれ配置し、第1及び第2の信号線にそれぞれ接続しているので、駆動用の配線の数を少なくすることができ、タッチパネルの周縁部である額縁領域を狭くすることができる。   In the present invention, the modulation circuits having different characteristics are arranged at positions where the first and second signal lines intersect with each other, and are connected to the first and second signal lines, respectively. Can be reduced, and the frame area which is the peripheral part of the touch panel can be narrowed.

本発明の一実施の形態に係る自己変調型タッチパネルの回路例を示す図である。It is a figure which shows the circuit example of the self-modulation type touch panel which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る自己静電容量型タッチパネルを構成する変調回路の具体例を示す回路例である。(A)は、LCR方式のバンドパスフィルタの回路構成例であり、(B)は、π型LC方式のバンドパスフィルタの回路構成例である。(C)は、ディレイラインの回路例である。It is a circuit example which shows the specific example of the modulation circuit which comprises the self-capacitance type touch panel which concerns on one embodiment of this invention. (A) is a circuit configuration example of an LCR band-pass filter, and (B) is a circuit configuration example of a π-type LC band-pass filter. (C) is a circuit example of a delay line. 本発明の一実施の形態に係る自己変調型タッチパネルのタッチパネル部の構造例を模式的に示す平面図を含む回路図である。It is a circuit diagram including the top view which shows typically the structural example of the touchscreen part of the self-modulation type touchscreen which concerns on one embodiment of this invention. (A)は、バンドパスフィルタ等の変調回路を薄膜技術を用いて単一素子で実現した変調回路素子の斜視図である。(B)は、(A)図の分解組立図である。(A) is a perspective view of a modulation circuit element in which a modulation circuit such as a band-pass filter is realized by a single element using thin film technology. (B) is an exploded view of FIG. 自己静電容量型タッチパネルの変調回路が実装される状態を説明するための一部分解斜視図である。It is a partially exploded perspective view for demonstrating the state in which the modulation circuit of a self-capacitance type touch panel is mounted. 自己静電容量型タッチパネルの変調回路が実装された状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state in which the modulation circuit of the self-capacitance type touch panel was mounted. バンドパスフィルタを変調回路に用いた自己変調型タッチパネルの動作を確認するための等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram for confirming the operation of a self-modulation type touch panel using a bandpass filter as a modulation circuit. (A)は、図7の回路に入力する入力信号の形態を示す図である。(B)は、図7の回路の出力信号の形態を示す図である。(A) is a figure which shows the form of the input signal input into the circuit of FIG. (B) is a figure which shows the form of the output signal of the circuit of FIG. ディレイラインを変調回路に用いた自己変調型タッチパネルの動作を確認するための等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram for confirming the operation of a self-modulation type touch panel using a delay line as a modulation circuit. (A)は、図9の回路に入力する入力信号の形態を示す図である。(B)は、図9の回路の出力信号の形態を示す図である。(A) is a figure which shows the form of the input signal input into the circuit of FIG. (B) is a figure which shows the form of the output signal of the circuit of FIG. ディレイラインの遅延時間を適切に選定した場合とそうでない場合の出力信号の波形の様子を示す図である。(A)は、適切な遅延時間に設定された場合の出力信号の波形であり、(B)は、適切でない遅延時間に設定したために出力信号の波形が変形したり、偽信号が出力される様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the waveform of the output signal when not delaying when the delay time of a delay line is selected appropriately. (A) shows the waveform of the output signal when an appropriate delay time is set, and (B) shows that the waveform of the output signal is deformed or a false signal is output because it is set to an inappropriate delay time. It is a figure which shows a mode. ディレイラインの遅延時間を適切に選定した場合とそうでない場合の系のゲイン及び位相の周波数特性を示す図である。(A)は、適切な遅延時間に設定された場合の周波数特性であり、(B)は、適切でない遅延時間に設定したためにゲイン及び位相に異常が認められる様子を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the gain and phase of a system when the delay time of a delay line is selected appropriately, and when it is not so. (A) is a frequency characteristic when it is set to an appropriate delay time, and (B) is a diagram showing a state in which an abnormality is recognized in the gain and phase because it is set to an inappropriate delay time.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることはもちろんである。なお、説明は以下の順序で行う。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. The description will be given in the following order.

1.自己変調型タッチパネルの回路構成例
2.自己変調型タッチパネルの構造例
3.自己変調型タッチパネルの動作
(1)バンドパスフィルタ方式
(2)ディレイライン方式
1. 1. Circuit configuration example of self-modulating touch panel 2. Structural example of self-modulating touch panel Operation of self-modulating touch panel (1) Band pass filter method (2) Delay line method

1.自己変調型タッチパネルの回路構成例
図1には、本発明が適用された投影型静電容量方式のタッチパネルの等価回路を示す。以下詳細に述べるように、接触検出位置に周波数又は時間の関数を有する回路を接続することによって、タッチパネル全体として変調機能を発現することから、以下では本発明に係るタッチパネルを自己変調型タッチパネルと呼ぶこととする。また、簡単のため、検出位置を4×4、3×3あるいは4×3とした自己変調型タッチパネルについて説明をするが、自己変調型タッチパネルでは、これらに限らず、m×n(m,nは2以上の整数)に拡張し、一般化することができるのはいうまでもない。
1. FIG. 1 shows an equivalent circuit of a projected capacitive touch panel to which the present invention is applied. As will be described in detail below, the touch panel according to the present invention is referred to as a self-modulating touch panel in the following because a modulation function is developed as a whole touch panel by connecting a circuit having a function of frequency or time to the touch detection position. I will do it. For simplicity, a self-modulation type touch panel in which the detection position is 4 × 4, 3 × 3, or 4 × 3 will be described. However, the self-modulation type touch panel is not limited to these, and m × n (m, n It goes without saying that can be extended to an integer of 2 or more and generalized.

図1に示すように、本発明が適用された自己変調型タッチパネル1は、透明基材10と、透明基材10上に所定の間隔をおいてほぼ平行に形成される複数の駆動信号線11〜14と、複数の駆動信号線11〜14に交差するように透明基材10上に所定の間隔をおいてほぼ平行に形成された複数の検出信号線21〜24と、駆動信号線11〜14と検出信号線21〜24の交差するそれぞれの位置に配置され、駆動信号線11〜14及び検出信号線21〜24に入出力が接続された複数の変調回路30とを備える。これら複数の変調回路30は、それぞれ異なる周波数特性を有する。なお、図1では、煩雑さを避けて理解を容易にするために、変調回路30の接地線を省略しているが、それぞれの変調回路30は、接地35を介して接続端子に接続される。   As shown in FIG. 1, a self-modulation type touch panel 1 to which the present invention is applied includes a transparent substrate 10 and a plurality of drive signal lines 11 formed on the transparent substrate 10 approximately in parallel at a predetermined interval. To 14 and a plurality of detection signal lines 21 to 24 formed substantially in parallel with a predetermined interval on the transparent substrate 10 so as to intersect the plurality of drive signal lines 11 to 14, and the drive signal lines 11 to 11 14 and detection signal lines 21 to 24 are arranged at respective intersecting positions, and drive signal lines 11 to 14 and a plurality of modulation circuits 30 having input / outputs connected to the detection signal lines 21 to 24 are provided. The plurality of modulation circuits 30 have different frequency characteristics. In FIG. 1, the ground line of the modulation circuit 30 is omitted in order to avoid complexity and facilitate understanding, but each modulation circuit 30 is connected to the connection terminal via the ground 35. .

複数の駆動信号線11〜14は、1本の駆動配線15にまとめられて接続端子15aに接続される。また、複数の検出信号線21〜24は、1本の受信配線25にまとめられて接続端子25aに接続される。透明基材10上に形成された接続端子15a,25a,35aは、それぞれに対応した配線パターン15b,25b,35bが形成されたフレキシブルプリント配線板(FPC)に接続される。FPCでは、接続端子15a,25a,35aが接続されている側の他方の側に形成された接続端子15c,25c,35cを介して、自己変調型タッチパネルの検出制御等を行うコントローラ60に接続される。コントローラ60は、所定の駆動信号を発生して、駆動配線15を介して各駆動信号線11〜14を駆動するセンスパルス信号発生回路61と、センスパルス信号発生回路によって駆動されて、各変調回路30を経由し、検出信号線21〜24から受信配線25を介して受信された受信信号を復調する復調回路62とを有する。復調回路62には、各変調回路30で変調された信号に応じて信号を復調する周知の回路を用いることができる。後述するように、復調回路では、異なる周波数を有する正弦波信号が時分割的に配列された信号を取得するので、この信号をそれぞれの周波数成分ごとに分離して、初期値(デフォルト値)と比較する。より具体的には、たとえば、復調回路62では、受信した信号をA/D変換し、所定のデジタルフィルタ(CICフィルタ、FIRフィルタ等)によって各周波数成分ごとに信号を分離することができる。なお、コントローラ60は、さらにマイクロプロセサ等に接続されて接触位置検出制御を行う。   The plurality of drive signal lines 11 to 14 are combined into one drive wiring 15 and connected to the connection terminal 15a. Further, the plurality of detection signal lines 21 to 24 are combined into one receiving wiring 25 and connected to the connection terminal 25a. The connection terminals 15a, 25a, and 35a formed on the transparent substrate 10 are connected to flexible printed wiring boards (FPCs) on which corresponding wiring patterns 15b, 25b, and 35b are formed. In the FPC, the FPC is connected to a controller 60 that performs detection control of the self-modulation type touch panel via the connection terminals 15c, 25c, and 35c formed on the other side of the side to which the connection terminals 15a, 25a, and 35a are connected. The The controller 60 generates a predetermined drive signal and is driven by the sense pulse signal generation circuit 61 that drives each of the drive signal lines 11 to 14 via the drive wiring 15 and the sense pulse signal generation circuit. 30 and a demodulating circuit 62 that demodulates a received signal received from the detection signal lines 21 to 24 via the receiving wiring 25. As the demodulation circuit 62, a known circuit that demodulates a signal in accordance with the signal modulated by each modulation circuit 30 can be used. As will be described later, the demodulation circuit obtains a signal in which sinusoidal signals having different frequencies are arranged in a time-division manner. Therefore, the signal is separated for each frequency component, and an initial value (default value) and Compare. More specifically, for example, the demodulation circuit 62 can A / D convert the received signal and separate the signal for each frequency component by a predetermined digital filter (CIC filter, FIR filter, etc.). The controller 60 is further connected to a microprocessor or the like and performs contact position detection control.

変調回路30は、さまざまな構成をとることが可能である。図2に変調回路30の具体例を示す。   The modulation circuit 30 can have various configurations. FIG. 2 shows a specific example of the modulation circuit 30.

図2(A)は、変調回路30として用いられるLCR形式のバンドパスフィルタ30aの回路例である。バンドパスフィルタ30aは、駆動信号線11〜14のいずれかに接続される入力端子31aと、検出信号線21〜24のいずれかに接続される出力端子32aと、接地35とを有する。バンドパスフィルタ30aは、入力端子31aと出力端子32a間に直列に接続された抵抗(R1)33aと、インダクタ(L1)36aと、抵抗(R2)34aとを有する。また、抵抗(R1)33aとインダクタ(L1)36aとの接続ノードと接地35間に並列に接続されたインダクタ(L2)37aとキャパシタ(C2)38aが接続され、インダクタ(L1)36aと抵抗(R2)34aとの接続ノードと接地35間に並列に接続されたインダクタ(L3)39aとキャパシタ(C3)40aが接続される。   FIG. 2A is a circuit example of an LCR band-pass filter 30 a used as the modulation circuit 30. The band pass filter 30 a includes an input terminal 31 a connected to any one of the drive signal lines 11 to 14, an output terminal 32 a connected to any one of the detection signal lines 21 to 24, and a ground 35. The band pass filter 30a includes a resistor (R1) 33a, an inductor (L1) 36a, and a resistor (R2) 34a connected in series between the input terminal 31a and the output terminal 32a. Further, an inductor (L2) 37a and a capacitor (C2) 38a connected in parallel between the connection node of the resistor (R1) 33a and the inductor (L1) 36a and the ground 35 are connected, and the inductor (L1) 36a and the resistor ( An inductor (L3) 39a and a capacitor (C3) 40a connected in parallel between the connection node of R2) 34a and the ground 35 are connected.

図2(B)は、図2(A)の構成とは異なる構成のバタワース型のバンドパスフィルタ30bの例を示す。バンドパスフィルタ30bは、LCからなるバンドパスフィルタである。バンドパスフィルタ30bは、駆動信号線11〜14のいずれかに接続される入力端子31bと、検出信号線21〜24のいずれかに接続される出力端子32bと、接地35とを有する。バンドパスフィルタ30bは、入力端子31bと出力端子32b間に直列に接続されたインダクタ(L1)36bと、キャパシタ(C1)41bとを有する。また、入力端子31bと接地35間に並列に接続されたインダクタ(L2)37bとキャパシタ(C2)38bが接続され、出力端子32bと接地35間に並列に接続されたインダクタ(L3)39bとキャパシタ(C3)40bが接続される。   FIG. 2B illustrates an example of a Butterworth bandpass filter 30b having a configuration different from the configuration of FIG. The band pass filter 30b is a band pass filter made of LC. The band pass filter 30 b includes an input terminal 31 b connected to any one of the drive signal lines 11 to 14, an output terminal 32 b connected to any one of the detection signal lines 21 to 24, and a ground 35. The bandpass filter 30b includes an inductor (L1) 36b and a capacitor (C1) 41b connected in series between the input terminal 31b and the output terminal 32b. An inductor (L2) 37b and a capacitor (C2) 38b connected in parallel between the input terminal 31b and the ground 35 are connected, and an inductor (L3) 39b and capacitor connected in parallel between the output terminal 32b and the ground 35 are connected. (C3) 40b is connected.

図2(C)は、変調回路30として用いられるディレイライン30cの回路例を示す。ディレイライン30cは、駆動信号線11〜14のいずれかに接続される入力端子31cと、検出信号線21〜24のいずれかに接続される出力端子32cと、接地35とを有する。遅延素子42cは、遅延時間Tdと特性インピーダンスZ0とを有する。   FIG. 2C shows a circuit example of the delay line 30 c used as the modulation circuit 30. The delay line 30 c includes an input terminal 31 c connected to any one of the drive signal lines 11 to 14, an output terminal 32 c connected to any one of the detection signal lines 21 to 24, and a ground 35. The delay element 42c has a delay time Td and a characteristic impedance Z0.

図1では、変調回路30として、同一の符号で示しているが、変調回路30として用いられるバンドパスフィルタ30a,30b及びディレイライン30cは、それぞれ異なる周波数特性、遅延時間を有する。   In FIG. 1, the modulation circuit 30 is indicated by the same reference numeral, but the band-pass filters 30 a and 30 b and the delay line 30 c used as the modulation circuit 30 have different frequency characteristics and delay times.

図2(A)〜図2(C)に示した変調回路の構成例は、一例であり、たとえば図2(B)の構成を縦続に接続してより高次のバタワースフィルタを構成してもよいし、他の周知の異なる回路構成としてもよいのはいうまでもない。また、変調回路30は、図2(A)〜図2(C)のような受動素子により構成されるものに限らず、FET素子等の能動素子を用いたアクティブフィルタや、ディレイラインとしてもよい。さらに、図1における複数の変調回路30は、すべて同じ回路構成である必要はなく、複数の種類のフィルタ回路が混在してもよいが、復調回路の構成を簡素にするためには、同一形式の変調回路30を採用するのが好ましい。   The configuration example of the modulation circuit shown in FIGS. 2A to 2C is an example. For example, a higher-order Butterworth filter may be configured by connecting the configuration of FIG. 2B in cascade. It goes without saying that other well-known different circuit configurations may be used. Further, the modulation circuit 30 is not limited to a passive element as shown in FIGS. 2A to 2C, and may be an active filter using an active element such as an FET element or a delay line. . Further, the plurality of modulation circuits 30 in FIG. 1 need not all have the same circuit configuration, and a plurality of types of filter circuits may be mixed, but in order to simplify the configuration of the demodulation circuit, the same format is used. The modulation circuit 30 is preferably used.

2.自己変調型タッチパネルの構造例
図3には、透明基材10上に実際に形成される接触電極を含めた構成を示す。
2. Structure Example of Self-Modulating Touch Panel FIG. 3 shows a configuration including contact electrodes that are actually formed on the transparent substrate 10.

本発明が適用された自己変調型タッチパネル1は、駆動信号線11〜14のそれぞれに所定の間隔だけ離間するように形成された方形状(菱形状)のX電極17と、検出信号線21〜24のそれぞれに所定の間隔だけ離間するように形成された方形状(菱形状)のY電極27とを有する。X電極17とY電極27とは、市松模様状に交互に配列され、透明基材10の同一面上に透明電極材料により形成される。透明基材10は、電気的に絶縁性を有する透明な周知の基材が用いられ、たとえばガラスやPET樹脂フィルム等の透明樹脂等である。透明電極材料には、周知の材料を用いることができ、たとえばITO、ZnO、Agナノワイヤ等の金属ナノワイヤ、あるいはカーボンナノチューブを含む材料を好適に用いることができる。検出信号線21〜24にそれぞれに電気的に接続され、隣接する位置にあるY電極27同士は、導電ライン26で相互に電気的接続される。この導電ライン26上には、絶縁層29で覆われた変調回路30が配置される。駆動信号線11〜14のそれぞれに電気的に接続され、隣接する位置にあるX電極17は、絶縁層29上にわたって透明電極材料からなるジャンパ配線16によって相互に電気的接続される。ジャンパ配線16を構成する透明電極材料は、周知の材料を用いることができる。形成工程のための既存の設備を活用する観点等からX電極及びY電極で用いる透明電極材料と同じものを用いることが好ましい。   The self-modulating touch panel 1 to which the present invention is applied includes a square (diamond-shaped) X electrode 17 formed so as to be spaced apart from each of the drive signal lines 11 to 14 by a predetermined interval, and detection signal lines 21 to 21. Each of 24 has a square (diamond-shaped) Y electrode 27 formed so as to be separated by a predetermined interval. The X electrodes 17 and the Y electrodes 27 are alternately arranged in a checkered pattern, and are formed of the transparent electrode material on the same surface of the transparent substrate 10. The transparent base material 10 is a transparent well-known base material that is electrically insulating, and is, for example, a transparent resin such as glass or a PET resin film. As the transparent electrode material, a known material can be used. For example, a metal nanowire such as ITO, ZnO, Ag nanowire, or a material containing carbon nanotubes can be preferably used. The Y electrodes 27 that are electrically connected to the detection signal lines 21 to 24 and are adjacent to each other are electrically connected to each other by the conductive line 26. A modulation circuit 30 covered with an insulating layer 29 is disposed on the conductive line 26. The X electrodes 17 that are electrically connected to the drive signal lines 11 to 14 and are adjacent to each other are electrically connected to each other by jumper wirings 16 made of a transparent electrode material over the insulating layer 29. As the transparent electrode material constituting the jumper wiring 16, a known material can be used. From the viewpoint of utilizing existing equipment for the forming process, it is preferable to use the same transparent electrode material used for the X electrode and the Y electrode.

X電極17、Y電極27及びジャンパ配線16は、周知の方法で透明基材10上に形成することができるが、既存の装置を用いることができることから、スクリーン印刷やインクジェット方式を含めた塗布方式を用いることが好ましい。   The X electrode 17, the Y electrode 27, and the jumper wiring 16 can be formed on the transparent substrate 10 by a well-known method, but since an existing apparatus can be used, a coating method including screen printing and an ink jet method is used. Is preferably used.

変調回路30には、図4に示すように、薄膜形成技術を用いた薄膜フィルタ回路素子を用いてもよい。変調回路30を構成する薄膜フィルタ回路素子は、絶縁性の基板43と、基板43上に形成される第1の金属配線層44と、誘電体で形成される薄膜45と、第1の金属配線層44に多層化される第2の金属配線層47と絶縁するための絶縁層46と、第2の金属配線層47の保護のためのオーバコート層48と、オーバコート層48等のスルーホールを介して第1及び第2の金属配線層44,47の所定の位置に接続して外部回路に接続するための電極49と、さらなるオーバコート層50と、識別のためのマーキング層51とを積層形成することによって形成される。   As the modulation circuit 30, as shown in FIG. 4, a thin film filter circuit element using a thin film forming technique may be used. The thin film filter circuit element constituting the modulation circuit 30 includes an insulating substrate 43, a first metal wiring layer 44 formed on the substrate 43, a thin film 45 formed of a dielectric, and a first metal wiring. An insulating layer 46 for insulating the second metal wiring layer 47 formed in the layer 44; an overcoat layer 48 for protecting the second metal wiring layer 47; and a through hole such as the overcoat layer 48 An electrode 49 for connecting to a predetermined position of the first and second metal wiring layers 44 and 47 via the via and connecting to an external circuit, a further overcoat layer 50, and a marking layer 51 for identification It is formed by stacking.

変調回路30は、このような薄膜フィルタ回路に限らず、LTCC(Low temperature Co-fired Ceramic、低温同時焼成セラミクス)技術を用いて多層に積層したデバイスであってもよく、フィルタ回路やディレイライン回路を個別のチップ部品を配置することによって形成してもよい。   The modulation circuit 30 is not limited to such a thin film filter circuit, and may be a device laminated in multiple layers using LTCC (Low temperature Co-fired Ceramic) technology, such as a filter circuit or a delay line circuit. May be formed by arranging individual chip parts.

より具体的には、図5及び図6に示すように、透明基材10上に形成されたX電極17、Y電極27及び接地35上に、図示しない絶縁物を介して配線パターン55が形成されており、図2(A)に示したバンドパスフィルタ30aが構成される。図5に示すように、バンドパスフィルタ30aを構成する抵抗、キャパシタ、インダクタの各部品を、個別チップ部品によって構成してもよく、上述したような薄膜フィルタ回路やLTCC技術による単一素子を実装してもよい。   More specifically, as shown in FIGS. 5 and 6, a wiring pattern 55 is formed on the X electrode 17, the Y electrode 27, and the ground 35 formed on the transparent substrate 10 via an insulator (not shown). Thus, the bandpass filter 30a shown in FIG. As shown in FIG. 5, each component of the resistor, capacitor, and inductor constituting the band pass filter 30a may be constituted by individual chip components, and the thin film filter circuit as described above or a single element by the LTCC technology is mounted. May be.

バンドパスフィルタ30aの入力端子31aは、X電極17に接続され、出力端子32aは、Y電極27に接続される。バンドパスフィルタ30aを構成する各部品(直列抵抗(R1,R2)33a,34a、直列インダクタ(L1)36a、並列インダクタ(L2,L3)37a,39a、並列キャパシタ(C2,C3)38a,40a)は隣接するY電極27,27を電気的接続する導電ライン26上に配置され、所定の電気的接続となるように形成された配線パターン55上に搭載される。なお、変調回路30の構成は、バンドパスフィルタ30aに限らず、他の構成のバンドパスフィルタ30b等やディレイライン30c等であってもよく、他の周知の変調回路でよい。実装された各部品上にわたって、電気的絶縁をとるために絶縁層29が形成される。絶縁層29は、周知の絶縁材料を用いればよく、硬化時に透明な紫外線硬化性や熱硬化性樹脂塗料等を用いることができる。絶縁層29上にわたって、ジャンパ配線16を形成し、隣接するX電極17,17同士を電気的に接続する。上述したように、ジャンパ配線16は、X電極17やY電極27等の透明電極と同一の材料により、たとえば、Agナノワイヤを含む透明電極材料をインクジェット技術を用いて形成することができる。   An input terminal 31 a of the band pass filter 30 a is connected to the X electrode 17, and an output terminal 32 a is connected to the Y electrode 27. Each component constituting the band pass filter 30a (series resistors (R1, R2) 33a, 34a, series inductor (L1) 36a, parallel inductors (L2, L3) 37a, 39a, parallel capacitors (C2, C3) 38a, 40a) Is disposed on a conductive line 26 that electrically connects adjacent Y electrodes 27 and 27, and is mounted on a wiring pattern 55 that is formed so as to have a predetermined electrical connection. The configuration of the modulation circuit 30 is not limited to the band-pass filter 30a, but may be a band-pass filter 30b or the like having a different configuration, a delay line 30c, or the like, or another known modulation circuit. An insulating layer 29 is formed on each mounted component for electrical insulation. For the insulating layer 29, a known insulating material may be used, and a transparent ultraviolet curable or thermosetting resin paint or the like that is transparent at the time of curing may be used. A jumper wiring 16 is formed over the insulating layer 29, and the adjacent X electrodes 17 and 17 are electrically connected to each other. As described above, the jumper wiring 16 can be formed of the same material as the transparent electrode such as the X electrode 17 and the Y electrode 27 by using, for example, a transparent electrode material including Ag nanowires using an inkjet technique.

図6に示すように、ジャンパ配線16を形成後には、絶縁層29に覆われた変調回路であるバンドパスフィルタ30aが、X電極とY電極が交差するそれぞれの接続位置に配置、形成される。   As shown in FIG. 6, after the jumper wiring 16 is formed, a band-pass filter 30a, which is a modulation circuit covered with an insulating layer 29, is arranged and formed at each connection position where the X electrode and the Y electrode intersect. .

3.自己変調型タッチパネルの動作
以下では、具体例として、それぞれ中心周波数の異なるバンドパスフィルタを配置した場合と、それぞれ遅延時間を異ならせたディレイラインを配置した場合の、本発明が適用された自己変調型タッチパネルの動作についてそれぞれ説明する。
3. Operation of Self-Modulating Touch Panel In the following, as a specific example, self-modulation to which the present invention is applied when band-pass filters with different center frequencies are arranged and delay lines with different delay times are arranged. Each operation of the type touch panel will be described.

(1)バンドパスフィルタ方式
図7には、変調回路30として、π型のLCバンドパスフィルタを用いた場合の等価回路を示す。図7は、3×3の自己変調型タッチパネル、すなわち駆動信号線11〜13と検出信号線21〜23のそれぞれ交差する位置に9個のバンドパスフィルタBPF11〜BPF33を配置して接続した自己変調型タッチパネルの等価回路である。
(1) Bandpass Filter Method FIG. 7 shows an equivalent circuit when a π-type LC bandpass filter is used as the modulation circuit 30. FIG. 7 shows a 3 × 3 self-modulation type touch panel, that is, self-modulation in which nine band pass filters BPF11 to BPF33 are arranged and connected at positions where the drive signal lines 11 to 13 and the detection signal lines 21 to 23 intersect. It is an equivalent circuit of a type touch panel.

入力ポート70に接続された信号源から、駆動配線15を経由し、各駆動信号線11〜13を介して、バンドパスフィルタBPF11〜BPF33に駆動信号を供給する。そしてし、信号源から供給された信号は、検出信号線21〜23から受信配線25を介して検出信号として出力される(OUTPUT71)。各バンドパスフィルタBPF11〜BPF33の定数を表1に示す。   A drive signal is supplied from the signal source connected to the input port 70 to the band pass filters BPF11 to BPF33 via the drive wiring 15 and the drive signal lines 11 to 13. Then, the signal supplied from the signal source is output as a detection signal from the detection signal lines 21 to 23 via the reception wiring 25 (OUTPUT 71). Table 1 shows constants of the bandpass filters BPF11 to BPF33.

入力ポート70に接続される信号源は、図8(A)に示すように、異なる周波数の正弦波信号が時系列に配列された信号によって構成される。配列された各正弦波信号の周波数は、9個のバンドパスフィルタBPF11〜BPF33の中心周波数に一致するように設定される。すなわち、最初の正弦波信号I_11の周波数は、バンドパスフィルタBPF11の中心周波数である100kHzである。次の正弦波信号I_22の周波数は、バンドパスフィルタBPF22の中心周波数である500kHzである。3番目の正弦波信号I_33の周波数は、バンドパスフィルタBPF33の中心周波数である1.5MHzである。同様にして、正弦波信号I_23,I_12,I_31,I_32,I_21,I_13の周波数は、それぞれバンドパスフィルタBPF23,BPF12,BPF31,BPF32,BPF21,BPF13の中心周波数に等しく設定される。図8(A)においては、各周波数の継続時間を0.2msとし、デューティサイクルを50%としているが、これらについては任意に設定できるのはいうまでもない。   As shown in FIG. 8A, the signal source connected to the input port 70 includes a signal in which sinusoidal signals having different frequencies are arranged in time series. The frequency of each arranged sine wave signal is set to match the center frequency of the nine band-pass filters BPF11 to BPF33. That is, the frequency of the first sine wave signal I_11 is 100 kHz, which is the center frequency of the bandpass filter BPF11. The frequency of the next sine wave signal I_22 is 500 kHz, which is the center frequency of the bandpass filter BPF22. The frequency of the third sine wave signal I_33 is 1.5 MHz, which is the center frequency of the bandpass filter BPF33. Similarly, the frequencies of the sine wave signals I_23, I_12, I_31, I_32, I_21, and I_13 are set equal to the center frequencies of the bandpass filters BPF23, BPF12, BPF31, BPF32, BPF21, and BPF13, respectively. In FIG. 8A, the duration of each frequency is 0.2 ms and the duty cycle is 50%, but it goes without saying that these can be arbitrarily set.

図8(A)に示す信号が入力ポート70に入力されると、駆動信号線11〜13を介して9個すべてのバンドパスフィルタBPF11〜BPF33を通過する。そして、それぞれバンドパスフィルタBPF11〜BPF33の中心周波数に等しい信号が、それぞれバンドパスフィルタBPF11〜BPF33を通過する。したがって、図8(B)に示すように、OUTPUT71からは、入力信号の各周波数からなる配列と同じ周波数の配列を有する信号が出力される。すなわち、最初に出力される出力信号O_11は、正弦波信号I_11と同じ周波数100kHzであり、次に出力される出力信号O_22は、正弦波信号I_22と同じ周波数500kHzであり、3番目に出力される出力信号O_33は、正弦波信号I_33と同じ周波数1.5MHzである。同様にして、出力信号O_23,O_12,O_31,O_32,O_21,O_13は、それぞれ正弦波信号I_23,I_12,I_31,I_32,I_21,I_13に対応する時間に出力され、それぞれの周波数は、正弦波信号I_23,I_12,I_31,I_32,I_21,I_13の周波数800kHz,400kHz,900kHz,1.2MHz,200kHz,700kHzに等しい。   When the signal shown in FIG. 8A is input to the input port 70, it passes through all nine band-pass filters BPF11 to BPF33 via the drive signal lines 11 to 13. Then, signals equal to the center frequencies of the bandpass filters BPF11 to BPF33 pass through the bandpass filters BPF11 to BPF33, respectively. Therefore, as shown in FIG. 8B, the OUTPUT 71 outputs a signal having the same frequency array as the array composed of the frequencies of the input signal. That is, the output signal O_11 output first is the same frequency 100 kHz as the sine wave signal I_11, and the output signal O_22 output next is the same frequency 500 kHz as the sine wave signal I_22 and is output third. The output signal O_33 has the same frequency of 1.5 MHz as the sine wave signal I_33. Similarly, the output signals O_23, O_12, O_31, O_32, O_21, and O_13 are output at times corresponding to the sine wave signals I_23, I_12, I_31, I_32, I_21, and I_13, respectively. The frequency of I_23, I_12, I_31, I_32, I_21, I_13 is equal to 800 kHz, 400 kHz, 900 kHz, 1.2 MHz, 200 kHz, 700 kHz.

タッチパネル上を指等が接触すると、接触位置に静電容量が付加されるので、その接触位置近傍のバンドパスフィルタの通過特性が変化して、出力される出力信号の波形が変化する。静電容量の付加前の波形を初期値としてA/D変換後にデジタル値として記憶し、いずれかの周波数の出力信号に波形の変化の有無を検出することにより、接触位置を検出することができる。なお、図8(B)に示すように、図7の抵抗で示される透明電極、配線等のインピーダンス56によって、それぞれの出力信号の振幅は等しくならない。   When a finger or the like touches the touch panel, capacitance is added to the contact position, so that the pass characteristic of the bandpass filter near the contact position changes, and the waveform of the output signal to be output changes. The waveform before the capacitance is added is stored as a digital value after A / D conversion as an initial value, and the contact position can be detected by detecting the presence or absence of a waveform change in the output signal of any frequency. . As shown in FIG. 8B, the amplitudes of the respective output signals are not equal due to the impedance 56 of the transparent electrode, the wiring, etc. indicated by the resistance in FIG.

タッチパネルへ入力する正弦波信号の周波数の配列については、図8(A)の順序に限らないが、各周波数の差分となる周波数に等しい周波数を有する信号を入力信号に用いると、他の周波数の信号と干渉を生じて安定した出力信号を得ることが困難になるので、各周波数の差分となる周波数を有する信号を入力信号に含めないことが好ましい。また、出力信号に干渉が生じないようにするには、それぞれの入力信号の周波数もランダムに選定するのがより好ましい。   The frequency arrangement of the sine wave signals input to the touch panel is not limited to the order shown in FIG. 8A. However, when a signal having a frequency equal to the frequency that is the difference between the frequencies is used as the input signal, Since it becomes difficult to obtain a stable output signal due to interference with the signal, it is preferable not to include a signal having a frequency that is a difference between the frequencies in the input signal. In order to prevent interference in the output signal, it is more preferable to select the frequency of each input signal at random.

このようにして、それぞれのバンドパスフィルタの中心周波数に等しい正弦波信号で駆動信号線を駆動し、接触の有無による出力信号の変化を取得することによって接触位置を検出することができる。入力する正弦波信号は、周波数ごとに時系列に配列されて駆動信号線に供給され、出力される出力信号も入力される正弦波信号に対応して周波数ごとに時系列に配列されて検出信号線に送出されるので、駆動及び受信のための配線は、それぞれ1本あれば接触位置検出を行うことができる。また、入力する正弦波信号が時系列に配列されているので、それぞれの周波数成分ごとに容易に分離することができるので、復調回路の構成も簡素にすることができる。   In this way, the contact position can be detected by driving the drive signal line with a sine wave signal equal to the center frequency of each bandpass filter and acquiring the change in the output signal due to the presence or absence of contact. The input sine wave signal is arranged in time series for each frequency and supplied to the drive signal line, and the output signal to be output is also arranged in time series for each frequency corresponding to the input sine wave signal. Since it is sent to the line, if there is only one wiring for driving and receiving, the contact position can be detected. In addition, since the input sine wave signals are arranged in time series, each frequency component can be easily separated, so that the configuration of the demodulation circuit can be simplified.

さらに、額縁領域をとおる配線を、接地線、駆動配線及び受信配線のそれぞれ1本のみとすることができ、額縁領域の面積を狭くすることができる。   Furthermore, the number of wires passing through the frame region can be only one each of the ground wire, the drive wire, and the receiving wire, and the area of the frame region can be reduced.

(2)ディレイライン方式
図9には、変調回路30として、それぞれ異なる遅延時間を有するディレイラインを配置した場合の等価回路を示す。図9は、4×3の自己変調型タッチパネル、すなわち駆動信号線11〜14と検出信号線21〜23のそれぞれ交差する位置に合計12個のディレイラインDLY11〜DLY34を配置し、接続した場合の等価回路である。
(2) Delay Line System FIG. 9 shows an equivalent circuit when delay lines having different delay times are arranged as the modulation circuit 30. FIG. 9 shows a 4 × 3 self-modulating touch panel, that is, a case where a total of 12 delay lines DLY11 to DLY34 are arranged and connected at positions where the drive signal lines 11 to 14 and the detection signal lines 21 to 23 cross each other. It is an equivalent circuit.

入力ポート72には、図10(A)に示すような方形パルス波の入力信号VINを出力する信号源が接続される。この場合には、パルス幅5nsの方形パルス波を用いたが、パルス幅等の入力信号の諸元には、信号の検出精度等に応じて任意に設定できるのはいうまでもない。また、入力信号VINは、方形パルス波に限定されることなく、三角波、正弦波、その他任意の波形を有する信号を用いることができる。
表2に各ディレイラインDLY11〜DLY34の特性値を示す。
A signal source that outputs a square pulse wave input signal VIN as shown in FIG. 10A is connected to the input port 72. In this case, a square pulse wave having a pulse width of 5 ns was used, but it is needless to say that the specifications of the input signal such as the pulse width can be arbitrarily set according to the detection accuracy of the signal. The input signal VIN is not limited to a square pulse wave, and a triangular wave, a sine wave, or any other signal having an arbitrary waveform can be used.
Table 2 shows characteristic values of the delay lines DLY11 to DLY34.

図10(A)のような方形パルス信号を入力信号VINとして入力ポート72から入力すると、入力信号VINは、駆動配線15を介して、各駆動信号線11〜14に配信されて、各ディレイラインDLY11〜DLY34に到達する。ディレイラインDLY11〜DLY34に到達した信号は、それぞれのディレイラインが有する遅延時間に応じた時間だけ遅れて検出信号線21〜23にそれぞれ出力される。ディレイラインDLY11〜DLY34の遅延時間は、すべて異なるので、受信配線25を経由してOUTPUT73から出力されるパルス信号は、ディレイラインDLY11〜DLY34の遅延時間に応じた時間軸上の位置に出力される。したがって、OUTPUT73から出力される出力信号の列は、図10(B)に示すようになる。すなわち、最初の出力信号DO_11は、ディレイラインDLY11の遅延時間320nsだけ遅れて出力され、次の出力信号DO_12は、ディレイラインDLY12の遅延時間330nsだけ遅れて出力される。同様にして、出力信号DO_13,DO_14,DO_21,DO_22,DO_23,DO_24,DO_31,DO_32,DO_33,DO_34は、それぞれディレイラインDLY13,DLY14,DLY21,DLY22,DLY23,DLY24,DLY31,DLY32,DLY33,DLY34に対応する遅延時間340ns,370ns,410ns,430ns,440ns,450ns,520ns,540ns,550ns,560nsだけそれぞれ遅れて出力される。   When a square pulse signal as shown in FIG. 10A is input as the input signal VIN from the input port 72, the input signal VIN is distributed to the drive signal lines 11 to 14 via the drive wiring 15, and each delay line. DLY11 to DLY34 are reached. The signals reaching the delay lines DLY11 to DLY34 are output to the detection signal lines 21 to 23 with a delay corresponding to the delay time of each delay line. Since the delay times of the delay lines DLY11 to DLY34 are all different, the pulse signal output from the OUTPUT 73 via the reception wiring 25 is output to a position on the time axis corresponding to the delay time of the delay lines DLY11 to DLY34. . Therefore, the sequence of output signals output from the OUTPUT 73 is as shown in FIG. That is, the first output signal DO_11 is output with a delay of 320 ns of the delay line DLY11, and the next output signal DO_12 is output with a delay of 330 ns of the delay line DLY12. Similarly, output signals DO_13, DO_14, DO_21, DO_22, DO_23, DO_24, DO_31, DO_32, DO_33, DO_34 are respectively sent to delay lines DLY13, DLY14, DLY21, DLY22, DLY23, DLY24, DLY31, DLY32, DLY33, DLY34. The corresponding delay times 340 ns, 370 ns, 410 ns, 430 ns, 440 ns, 450 ns, 520 ns, 540 ns, 550 ns, and 560 ns are output with a delay.

ここで、タッチパネル上を指等で触ると、接触位置近傍のディレイラインの特性が変化してディレイラインの遅延時間が増大する。そこで、初期の出力信号位置をA/D変換後にデジタル値として初期位相として記憶し、出力される出力信号のパターンごとに位相差を測定することによって、接触位置を特定することができる。   Here, when the touch panel is touched with a finger or the like, the characteristics of the delay line in the vicinity of the contact position change, and the delay time of the delay line increases. Therefore, the initial output signal position is stored as an initial phase as a digital value after A / D conversion, and the contact position can be specified by measuring the phase difference for each output signal pattern.

ここで、すべてのディレイラインの遅延時間を異ならせる必要があるが、同じ行(たとえばDLY11,DLY12,DLY13,DLY14等)は、パルス信号が同一配線を通過し、反射による干渉を生じるので、正確に位相検出するためには、このような相互の干渉を極力小さくする必要がある。   Here, although it is necessary to make the delay times of all the delay lines different, the same row (for example, DLY11, DLY12, DLY13, DLY14, etc.) is accurate because the pulse signal passes through the same wiring and causes interference due to reflection. In order to detect the phase, it is necessary to reduce such mutual interference as much as possible.

図11(A)及び図11(B)には、ディレイラインを通過した信号が相互に干渉する場合としない場合とを比較した測定データである。図11(A)は、図10(B)と同じ条件における出力信号の測定値である。図11(B)には、1行目のディレイラインDLY11,DLY12,DLY13,DLY14の遅延時間を、それぞれ10ns,20ns,30ns,40nsとした場合の出力信号の測定値である(時間軸上、DLY11〜DLY14の波形は示されていない。)。2行目及び3行目のディレイラインの遅延時間は、図11(A)のものと同一であるが、DLY22,DLY23,DLY24に対応する出力信号DO_22’,DO_23’,DO_24’の波形にアンダシュートや波形なまり等の異常(変形)が見られる。また、3行目のディレイラインDLY31,DLY32,DLY33,DLY34に対応する出力信号DO_21’,DO_22’,DO_23’,DO_24’の波形にも異常波形が観測される。さらに、2行目及び3行目のディレイラインのそれぞれの後方に反射の影響と見られる偽信号が観測される。   FIG. 11A and FIG. 11B show measurement data comparing the cases where the signals that have passed through the delay line interfere with each other. FIG. 11A shows measured values of the output signal under the same conditions as FIG. FIG. 11B shows measured values of the output signal when the delay times of the delay lines DLY11, DLY12, DLY13, and DLY14 in the first row are 10 ns, 20 ns, 30 ns, and 40 ns, respectively (on the time axis, The waveforms of DLY11 to DLY14 are not shown.) The delay times of the delay lines in the second and third rows are the same as those in FIG. 11A, but underlines the waveforms of the output signals DO_22 ′, DO_23 ′, and DO_24 ′ corresponding to DLY22, DLY23, and DLY24. Abnormalities (deformations) such as shoots and waveform rounding are observed. Also, abnormal waveforms are observed in the waveforms of the output signals DO_21 ', DO_22', DO_23 ', and DO_24' corresponding to the delay lines DLY31, DLY32, DLY33, and DLY34 in the third row. Further, a false signal that is considered to be an influence of reflection is observed behind each of the delay lines in the second and third rows.

図12(A)及び図12(B)には、図11(A)及び図11(B)にそれぞれ対応する位相の周波数特性をプロットしたグラフを示す。図12(A)が干渉を生じず正常な状態の場合の周波数特性を示し、図12(B)が干渉を生じている場合の周波数特性を示す。図12(A)では、2MHz以上の周波数の領域においてゲインが周期性をもって変化しており、図12(B)では、ゲインが不規則に変化していることが示されている。   FIGS. 12A and 12B are graphs plotting the frequency characteristics of the phases corresponding to FIGS. 11A and 11B, respectively. FIG. 12A shows the frequency characteristics in a normal state without interference, and FIG. 12B shows the frequency characteristics in the case of interference. FIG. 12A shows that the gain changes with periodicity in a frequency region of 2 MHz or higher, and FIG. 12B shows that the gain changes irregularly.

このような信号の干渉を低減するために、ディレイラインが有するそれぞれの遅延時間については、ランダムに設定されるのが好ましい。たとえば、遅延時間を各行ごとにPN(pseudorandom noise)符号パターンで設定するのがより好ましい。その他、周知のランダム値設定手法を用いることができるのはいうまでもない。   In order to reduce such signal interference, each delay time of the delay line is preferably set at random. For example, it is more preferable to set the delay time for each row with a PN (pseudorandom noise) code pattern. In addition, it goes without saying that a known random value setting method can be used.

このようにして、それぞれのディレイラインの遅延時間に対応した出力信号を検出し、位相変化を測定することによって接触位置を検出することができる。入力する信号は単発のパルス信号のみであり、出力される出力信号もディレイラインの遅延時間に応じて時系列に配列されるので、駆動及び受信のための配線は、それぞれ1本あれば接触位置検出を行うことができる。また、出力信号が時系列に配列されているので、それぞれの位相検出を容易に行うことができ、復調回路の構成も簡素にすることができる。   In this way, the contact position can be detected by detecting the output signal corresponding to the delay time of each delay line and measuring the phase change. The input signal is only a single pulse signal, and the output signal to be output is also arranged in time series according to the delay time of the delay line. Detection can be performed. Further, since the output signals are arranged in time series, each phase can be easily detected, and the configuration of the demodulation circuit can be simplified.

額縁領域をとおる配線は、接地線、駆動配線及び受信配線のそれぞれ1本のみであり、額縁領域の面積を狭くすることができる。   The number of wirings that pass through the frame region is only one each of the ground line, the drive wiring, and the reception wiring, and the area of the frame region can be reduced.

上述のようにして、駆動信号線と検出信号線の交差する位置に配置されたバンドパスフィルタやディレイライン等のそれぞれ特性が異なる周波数パラメータ素子を配置し、接続することによって、駆動配線及び受信配線をそれぞれ1本ずつ額縁領域を引き回すだけで接触位置を特定することができるタッチパネルを構成することができる。なお、タッチパネルの画面を適宜分割(2分割、4分割等)し、分割画面ごとに上述した自己変調方式を採用すれば、分割画面ごとに駆動配線及び受信配線を1本ずつ引き回すことによって額縁領域を増大させることなく、さらなる大画面タッチパネルを実現することも可能になる。   By arranging and connecting frequency parameter elements having different characteristics such as band pass filters and delay lines arranged at positions where the drive signal line and the detection signal line intersect as described above, the drive wiring and the reception wiring are arranged. It is possible to configure a touch panel that can specify the contact position only by drawing the frame area one by one. If the screen of the touch panel is divided appropriately (two divisions, four divisions, etc.) and the above-described self-modulation method is adopted for each divided screen, the frame area can be obtained by drawing one drive wiring and one reception wiring for each divided screen. It is possible to realize a further large-screen touch panel without increasing the value.

1 自己変調型タッチパネル、10 透明基材、11〜14 駆動信号線、15 駆動配線、16 ジャンパ配線層、17 X電極、21〜24 検出信号線、25 受信配線、26 導電ライン、27 Y電極、30 変調回路、31 入力端子、32 出力端子、33,34 抵抗、35 接地、36,37,39 インダクタ、40,41 キャパシタ、42c 遅延素子、43 基板、44 第1の金属配線層、45 薄膜層、46 絶縁層、47 第2の金属配線層、48 オーバコート層、49 端子、50 オーバコート層、51 マーキング層、60 コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Self-modulation type touch panel, 10 Transparent base material, 11-14 Drive signal line, 15 Drive wiring, 16 Jumper wiring layer, 17 X electrode, 21-24 Detection signal line, 25 Reception wiring, 26 Conductive line, 27 Y electrode, 30 modulation circuit, 31 input terminal, 32 output terminal, 33, 34 resistance, 35 ground, 36, 37, 39 inductor, 40, 41 capacitor, 42c delay element, 43 substrate, 44 first metal wiring layer, 45 thin film layer , 46 Insulating layer, 47 Second metal wiring layer, 48 Overcoat layer, 49 Terminal, 50 Overcoat layer, 51 Marking layer, 60 Controller

Claims (7)

基板上に所定の間隔をおいて形成された複数の第1の信号線と、
上記複数の第1の信号線に交差するように上記基板上に所定の間隔をおいて形成された複数の第2の信号線と、
上記第1及び第2の信号線の交差する位置にそれぞれ配置され、該第1及び第2の信号線にそれぞれ接続された変調回路とを備え、
上記変調回路は、上記第1及び第2の信号線の交差する位置ごとに異なる特性を有することを特徴とする静電容量型タッチパネル。
A plurality of first signal lines formed at predetermined intervals on the substrate;
A plurality of second signal lines formed on the substrate at predetermined intervals so as to intersect the plurality of first signal lines;
A modulation circuit disposed at a position where the first and second signal lines intersect and connected to the first and second signal lines, respectively.
The capacitive touch panel, wherein the modulation circuit has different characteristics for each position where the first and second signal lines intersect.
上記第1の信号線は、上記第2の信号線と交差する位置で絶縁体によって該第2の信号線と電気的に絶縁され、
上記変調回路は、上記絶縁体に覆われていることを特徴とする請求項1記載の静電容量型タッチパネル。
The first signal line is electrically insulated from the second signal line by an insulator at a position intersecting the second signal line,
The capacitive touch panel according to claim 1, wherein the modulation circuit is covered with the insulator.
上記変調回路は、帯域通過型フィルタを含み、
上記帯域通過型フィルタは、上記第1及び第2の信号線の交差する位置ごとに異なる中心周波数を有することを特徴とする請求項1又は2記載の静電容量型タッチパネル。
The modulation circuit includes a band-pass filter,
3. The capacitive touch panel according to claim 1, wherein the band-pass filter has a different center frequency for each position where the first and second signal lines intersect.
上記変調回路は、ディレイラインを含み、
上記ディレイラインは、上記第1及び第2の信号線の交差する位置ごとに異なる遅延時間を有することを特徴とする請求項1又は2記載の静電容量型タッチパネル。
The modulation circuit includes a delay line,
3. The capacitive touch panel according to claim 1, wherein the delay line has a different delay time for each position where the first and second signal lines intersect.
上記第2の信号線に接続され、上記第1の信号線に印加された信号が上記変調回路を介して受信される信号を復調する復調回路を更に備え、
上記復調回路は、上記変調回路に対応する復調をすることによって位置検出を行うことを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載の静電容量型タッチパネル。
A demodulation circuit for demodulating a signal connected to the second signal line and received by the signal applied to the first signal line via the modulation circuit;
The capacitive touch panel according to claim 1, wherein the demodulation circuit performs position detection by performing demodulation corresponding to the modulation circuit.
基板上に形成された複数の第1の信号線と、
上記複数の第1の信号線に交差するように上記基板上に形成された複数の第2の信号線と、
上記第1及び第2の信号線の交差する位置にそれぞれ配置され、該第1及び第2の信号線にそれぞれ接続された変調回路と、
上記複数の第1の信号線に位置検出信号を送出する駆動配線と、
上記複数の第2の信号線から上記変調回路を通して変調された位置検出信号を受信する受信配線とを備え、
上記変調回路は、上記第1及び第2の信号線の交差する位置ごとに異なる特性を有し、
上記駆動配線の数は、上記複数の第1の信号線の数よりも少なく、
上記受信配線の数は、上記複数の第2の信号線の数よりも少ないことを特徴とする静電容量型タッチパネル。
A plurality of first signal lines formed on the substrate;
A plurality of second signal lines formed on the substrate so as to intersect the plurality of first signal lines;
A modulation circuit disposed at a position where the first and second signal lines cross each other, and connected to the first and second signal lines, respectively;
Drive wiring for sending position detection signals to the plurality of first signal lines;
Receiving wiring for receiving a position detection signal modulated through the modulation circuit from the plurality of second signal lines,
The modulation circuit has different characteristics for each position where the first and second signal lines intersect,
The number of the drive wirings is smaller than the number of the plurality of first signal lines,
The capacitive touch panel characterized in that the number of the reception wirings is smaller than the number of the plurality of second signal lines.
上記駆動配線及び受信配線の数は、それぞれ1本ずつであることを特徴とする請求項6記載の静電容量型タッチパネル。   The capacitive touch panel according to claim 6, wherein the number of the drive wirings and the number of the reception wirings is one each.
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