JP2021072030A - タッチパネル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルにおけるタッチ位置検出精度を維持又は向上させることを目的とする。【解決手段】本発明におけるタッチパネル装置は、送信電極と受信電極の対により構成された検出領域と、前記送信電極に接続され、前記検出領域との接続部分から第１方向に延設される送信配線と、前記受信電極に接続される受信配線と、を備え、複数の前記検出領域のうちの１の検出領域を基準セルとしたときに、少なくとも前記基準セルより前記第１方向の反対方向に連続して１又は複数の前記検出領域が配置され、前記基準セルに接続された送信配線と、前記基準セルよりも前記反対方向に配置された１又は複数の前記検出領域に対応する１又は複数の送信配線とが、前記基準セルに対して前記第１方向と直交する第２方向側に並列配置され、前記並列配置される１又は複数の送信配線は、前記基準セルに対し前記第２方向に並ぶ位置より前記反対方向に延設された部分の配線幅が均一である。【選択図】図１１

Description

本発明はタッチパネル装置に関し、特にタッチパネルの配線構造の技術に関する。

タッチパネルに関して各種の技術が知られており、下記特許文献１には同時に２組（一対の送信信号線と一対の受信信号線）の信号線（電極）のセンシングを行ってタッチ操作位置の検出を行うことで解像度を向上させるセンシング技術が開示されている。
また下記特許文献２には、Ｘ、Ｙ方向の電極配線において電極が交差する部分を設けないようにした、いわゆるシングルレイヤ電極構造が開示されている。

特開２０１４−２１９９６１号公報 特開２０１０−１８２２７７号公報

タッチパネルにおいてタッチ位置検出精度を維持又は向上させることは重要である。静電容量方式のタッチパネルの場合、スキャンの際に、タッチ操作による容量変化に応じた信号線からの信号電圧の変化や差分を検出することにより、タッチ操作の位置を検出することになる。このとき、タッチパネルにおける配線構造が、容量変化に応じた信号線からの信号電圧の変化や差分の検出精度を左右することがある。

そこで本発明では、配線設計の工夫によりタッチパネルにおけるタッチ位置検出精度を維持又は向上させることを目的とする。

本発明に係るタッチパネル装置は、送信電極と受信電極の対により構成された検出領域と、前記送信電極に接続され、前記検出領域との接続部分から第１方向に延設される送信配線と、前記受信電極に接続される受信配線と、を備え、複数の前記検出領域のうちの１の検出領域を基準セルとしたときに、少なくとも前記基準セルより前記第１方向の反対方向に連続して１又は複数の前記検出領域が配置され、前記基準セルに接続された送信配線と、前記基準セルよりも前記反対方向に配置された１又は複数の前記検出領域に対応する１又は複数の送信配線とが、前記基準セルに対して前記第１方向と直交する第２方向側に並列配置され、前記並列配置される１又は複数の送信配線は、前記基準セルに対し前記第２方向に並ぶ位置より前記反対方向に延設された部分の配線幅が均一であるものである。
これにより、基準セルに対し第２方向に配置された送信配線の配線幅と、基準セルより第１方向の反対方向の検出領域に対し第２方向に配置された送信配線の配線幅とが均一となる。

上記した本発明に係るタッチパネル装置において、前記基準セルは、静電容量の重心値検出の基準となる検出領域５０であることが考えられる。
タッチ位置の検出においては、静電容量の重心値を検出することで検出領域の密度以上の解像度の位置検出ができるようになされており、その重心値検出の基準となる検出領域をここでいう基準セルとする。

上記した本発明に係るタッチパネル装置において、前記基準セルは、送信配線の抵抗値が所定の値になるように、前記基準セルから前記反対方向の送信配線の配線幅を規定する際の基準となる検出領域であることが考えられる。
これにより、送信配線の抵抗値が所定の値になるように、並列配置される１又は複数の送信配線について、基準セルに対し第２方向に並ぶ位置より第１方向の反対方向に延設された部分の配線幅が設定される。

上記した本発明に係るタッチパネル装置において、前記並列配置される１又は複数の送信配線は配線幅が均一であることが考えられる。
これにより、基準セルに対し第２方向に並ぶ位置より第１方向と反対方向に延設された部分の送信配線の配線幅と、基準セルに対し第２方向に並ぶ位置より第１方向に延設された部分の送信配線の配線幅とが同じになる。

上記した本発明に係るタッチパネル装置において、検出領域の前記送信電極の配線隣接部における電極幅が、隣接する送信配線の配線幅よりも大きくなることが考えられる。
即ち、送信電極の配線隣接部に隣接する送信配線の基準セルに対し第２方向に並ぶ位置より第１方向の反対方向に延設された部分の配線幅が、送信電極の配線隣接部における電極幅よりも狭くなる。

上記した本発明に係るタッチパネル装置において、前記並列配置される１又は複数の送信配線は、配線抵抗値が１５０ｋΩ以下の値となる配線幅とされていることが考えられる。
即ち、送信配線の抵抗値が１５０ｋΩ以下の値になるように、並列配置される１又は複数の送信配線について、基準セルに対し第２方向に並ぶ位置より第１方向の反対方向に延設された部分の配線幅が設定される。

上記した本発明に係るタッチパネル装置において、前記送信配線の第２方向側にグランド電極が隣り合うように配置されることが考えられる。これにより、送信配線の第２方向側における残留電荷がグランド電極により放電される。

本発明によれば、タッチパネルにおけるタッチ位置検出精度を維持又は向上させることができる。

本発明の実施の形態のタッチパネル装置のブロック図である。 実施の形態のタッチパネルの信号線構造の説明図である。 実施の形態のセンシング動作の説明図である。 実施の形態のシングルレイヤ構造の説明図である。 実施の形態のセンサセル構造の説明図である。 実施の形態のセンサセル構造の比較例の説明図である。 実施の形態の配線設計の比較例の説明図である。 実施の形態の配線設計の比較例の部分拡大図である。 実施の形態の配線設計の比較例の部分拡大図である。 実施の形態の配線設計の説明図である。 実施の形態の配線設計の部分拡大図である。 実施の形態の配線設計の部分拡大図である。 実施の形態のセンサセル構造の変型例の説明図である。

以下、実施の形態を次の順序で説明する。なお、一度説明した構成については以降同一符号を付し、説明を省略するものとする。
＜１．タッチパネル装置の構成＞
＜２．センシング動作＞
＜３．シングルレイヤ構造＞
＜４．タッチパネルの配線設計＞
［４−１．送信配線の配信設計の比較例］
［４−２．本実施の形態における送信配線の配信設計］
＜５．変型例＞
＜６．まとめ＞

＜１．タッチパネル装置の構成＞
実施の形態のタッチパネル装置１の構成例を図１に示す。
タッチパネル装置１は、各種機器においてユーザインターフェース装置として装着される。ここで各種機器とは、例えば電子機器、通信機器、情報処理装置、製造設備機器、工作機械、車両、航空機、建物設備機器、その他非常に多様な分野の機器が想定される。タッチパネル装置１は、これらの多様な機器製品においてユーザの操作入力に用いる操作入力デバイスとして採用される。
図１ではタッチパネル装置１と製品側ＭＣＵ（Micro Control Unit）６を示しているが、製品側ＭＣＵ６とは、タッチパネル装置１が装着される機器における制御装置を示しているものである。タッチパネル装置１は製品側ＭＣＵ６に対してユーザのタッチパネル操作の情報を供給する動作を行うことになる。

タッチパネル装置１は、タッチパネル２と、タッチパネル駆動装置３を有する。
タッチパネル駆動装置３はセンサＩＣ（Integrated Circuit）４とＭＣＵ５を有する。
このタッチパネル駆動装置３は、タッチパネル側接続端子部３１を介してタッチパネル２と接続される。この接続を介してタッチパネル駆動装置３はタッチパネル２の駆動（センシング）を行う。
また操作入力デバイスとして機器に搭載される際には、タッチパネル駆動装置３は製品側接続端子部３２を介して製品側ＭＣＵ６と接続される。この接続によりタッチパネル駆動装置３は製品側ＭＣＵ６にセンシングした操作情報を送信する。

タッチパネル駆動装置３におけるセンサＩＣ４は、送信回路４１、受信回路４２、マルチプレクサ４３、インターフェース・レジスタ回路４４、電源回路４５を有する。

センサＩＣ４の送信回路４１は、マルチプレクサ４３によって選択されたタッチパネル２における端子に対して送信信号を出力する。また受信回路４２は、マルチプレクサ４３によって選択されたタッチパネル２における端子から信号を受信し、必要な比較処理等を行う。
図２に、送信回路４１、受信回路４２、マルチプレクサ４３とタッチパネル２の接続状態を模式的に示す。
タッチパネル２は、タッチ面を形成するパネル平面に、送信側の電極としてのｎ本の送信信号線２１−１から２１−ｎが配設される。
また同じくパネル平面に、受信側の電極としてのｍ本の受信信号線２２−１から２２−ｍが配設される。
なお送信信号線２１−１・・・２１−ｎ、受信信号線２２−１・・・２２−ｍを特に区別しない場合は、総称として「送信信号線２１」「受信信号線２２」と表記する。

送信信号線２１−１・・・２１−ｎと、受信信号線２２−１・・・２２−ｍは、図示するように交差して配設される場合もあれば、いわゆるシングルレイヤ構造として、以下の実施の形態で述べるように交差が生じないように配設される場合もある。いずれにしても送信信号線２１と受信信号線２２が配設される範囲内でタッチ操作面が形成され、タッチ操作時の容量変化により操作位置が検出される構造となる。
図では送信信号線２１と受信信号線２２の間で生じる静電容量を一部のみ例示している（容量Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ３２，Ｃ３３）が、タッチ操作面の全体に、送信信号線２１と受信信号線２２の間で生じる静電容量（例えば交差位置における容量）が存在し、タッチ操作により容量変化が生じた位置が受信回路４２により検出されることとなる。

送信回路４１は、マルチプレクサ４３により選択された送信信号線２１−１・・・２１−ｎに対して送信信号を出力する。本実施の形態では、マルチプレクサ４３が各タイミングで２本ずつ隣接する送信信号線２１を選択していく走査を行う。
受信回路４２は、マルチプレクサ４３により選択された受信信号線２２−１・・・２２−ｍからの受信信号を受信する。本実施の形態では、マルチプレクサ４３が各タイミングで２本ずつ隣接する受信信号線２２を選択していく。
送信回路４１、受信回路４２によるセンシング動作については後述する。

図１に戻って説明する。センサＩＣ４のインターフェース・レジスタ回路４４には、送信回路４１、マルチプレクサ４３、受信回路４２、電源回路４５に対する各種の設定情報がＭＣＵ５によって書き込まれる。送信回路４１、マルチプレクサ４３、受信回路４２、電源回路４５は、それぞれインターフェース・レジスタ回路４４に記憶された設定情報によって動作が制御される。
またインターフェース・レジスタ回路４４には、受信回路４２により検出された検出値（説明上「ＲＡＷ値」ともいう）を記憶し、ＭＣＵ５が取得できるようにしている。

電源回路４５は、駆動電圧ＡＶＣＣを生成し、送信回路４１，受信回路４２に供給する。後述するが、送信回路４１は駆動電圧ＡＶＣＣを用いたパルスをマルチプレクサ４３によって選択された送信信号線２１に印加する。
また受信回路４２は、センシング動作の際に、マルチプレクサ４３によって選択された受信信号線２２に対して駆動電圧ＡＶＣＣを印加することも行う。
電源回路４５の構成については後に詳述する。

ＭＣＵ５はセンサＩＣ４の設定、制御を行う。具体的にはＭＣＵ５はインターフェース・レジスタ回路４４に対して必要な設定情報を書き込むことで、センサＩＣ４の各部の動作を制御する。
またＭＣＵ５は受信回路４２からのＲＡＷ値をインターフェース・レジスタ回路４４から読み出すことで取得する。そしてＭＣＵ５は、ＲＡＷ値を用いて重心値を算出し、算出した重心値に基づいた座標計算を行い、ユーザのタッチ操作位置情報としての座標値を製品側ＭＣＵ６に送信する処理を行う。

＜２．センシング動作＞
以上の構成のタッチパネル装置１によるセンシング動作について説明する。
まず図３によりタッチパネル２に対する送信回路４１，受信回路４２の動作を説明する。図ではタッチパネル２において２つの送信信号線２１−２、２１−３と、２つの受信信号線２２−２、２２−３を示している。
本実施の形態の場合、先の図２に示したような送信信号線２１、受信信号線２２に対して、送信回路４１と受信回路４２が、それぞれ隣接する２本ずつ送信、受信を行っていくことでタッチ操作の検出を行うものとなる。つまり一対の送信信号線２１と一対の受信信号線２２の２本×２本を基本セルとして、順次セル単位で検出走査を行う。図３では、その１つのセル部分を示していることになる。

送信回路４１は、２本の送信信号線２１（図の場合では２１−２，２１−３）に対して、ドライバ４１１，４１２から駆動電圧ＡＶＣＣ１を出力する。つまりドライバ４１１，４１２の出力である送信信号Ｔ＋、Ｔ−がマルチプレクサ４３によって選択された送信信号線２１−２，２１−３に供給される。
なお、駆動電圧ＡＶＣＣ１は、図１の電源回路４５が生成する駆動電圧ＡＶＣＣ自体、もしくは駆動電圧ＡＶＣＣに基づく電圧である。
この場合、送信回路４１は、ドライバ４１１からの送信信号Ｔ＋は図示のように、アイドル（Idle）期間をロウレベル（以下「Ｌレベル」と表記）とする。例えば０Ｖとする。そして続くアクティブ（Active）期間にはハイレベル（以下「Ｈレベル」と表記）とする。この場合、Ｈレベルの信号として具体的には駆動電圧ＡＶＣＣ１の印加を行う。
また送信回路４１は、もう一つのドライバ４１２からの送信信号Ｔ−は、アイドル期間をＨレベル（駆動電圧ＡＶＣＣ１の印加）とし、続くアクティブ期間はＬレベルとする。
ここで、アイドル期間は受信信号Ｒ＋、Ｒ−の電位を安定させる期間であり、アクティブ期間は受信信号Ｒ＋、Ｒ−の電位変化をセンシングする期間となる。

このアイドル期間、アクティブ期間において、受信回路４２はマルチプレクサ４３によって選択された２つの受信信号線２２（図の場合では２２−３，２２−２）からの受信信号Ｒ＋、Ｒ−を受信する。
受信回路４２は、コンパレータ４２１、基準容量部４２２、スイッチ４２３，４２５、計測用容量部４２４、演算制御部４２６を備えている。
２つの受信信号線２２からの受信信号Ｒ＋、Ｒ−はコンパレータ４２１で受信される。コンパレータ４２１は、受信信号Ｒ＋、Ｒ−の電位を比較して、その比較結果をＨレベル又はＬレベルで演算制御部４２６に出力する。

基準容量部４２２を構成するコンデンサの一端には駆動電圧ＡＶＣＣ２が印加されている。駆動電圧ＡＶＣＣ２は、図１の電源回路４５が生成する駆動電圧ＡＶＣＣ自体、もしくは駆動電圧ＡＶＣＣに基づく電圧である。基準容量部４２２を構成するコンデンサの他端はスイッチ４２３の端子Ｔａを介してコンパレータ４２１の＋入力端子に接続されている。
また計測用容量部４２４の一端には駆動電圧ＡＶＣＣ２が印加されている。この計測用容量部４２４の他端はスイッチ４２５の端子Ｔａを介してコンパレータ４２１の−入力端子に接続されている。

スイッチ４２３、４２５は、アイドル期間には端子Ｔｉが選択される。従ってアイドル期間にはコンパレータ４２１の＋入力端子（受信信号線２２−３）、−入力端子（受信信号線２２−２）がグランド接続され、受信信号Ｒ＋、Ｒ−はグランド電位となる。
スイッチ４２３、４２５は、アクティブ期間には端子Ｔａが選択される。従ってアクティブ期間にはコンパレータ４２１の＋入力端子（受信信号線２２−３）、−入力端子（受信信号線２２−２）に駆動電圧ＡＶＣＣ２が印加される。

図３では当該セルが非タッチ状態の場合の受信信号Ｒ＋、Ｒ−の波形を実線で示している。アイドル期間ではスイッチ４２３、４２５が端子Ｔｉを選択していることで、受信信号Ｒ＋、Ｒ−は、或る電位（グランド電位）で安定されている。
アクティブ期間となるとスイッチ４２３、４２５が端子Ｔａを選択することで、受信信号線２２−３，２２−２に駆動電圧ＡＶＣＣ２が印加される。これにより受信信号Ｒ＋、Ｒ−の電位がΔＶ上昇する。非タッチの状態では、このΔＶの電位上昇は、受信信号Ｒ＋、Ｒ−共に発生する。
一方、送信回路４１側では、アクティブ期間となると、上述のように送信信号Ｔ＋が立ち上がり、送信信号Ｔ−が立ち下がる。これにより、タッチ操作があった場合には、受信信号Ｒ＋、Ｒ−の電位上昇の程度が変化する。
仮に容量Ｃ２２に影響を与えるＡ１位置がタッチされた場合、受信信号Ｒ−の電位がアクティブ期間において破線で示すようにΔＶＨだけ上昇する。
また仮に容量Ｃ３２が変化するＡ２位置がタッチされた場合、受信信号Ｒ−の電位がアクティブ期間において破線で示すΔＶＬだけ上昇する。
これらのように当該セルに対するタッチ操作位置に応じて、受信信号Ｒ−の電位変化量が受信信号Ｒ＋の電位変化量（ΔＶ）よりも大きくなったり小さくなったりする。
コンパレータ４２１はこのような受信信号Ｒ＋、Ｒ−を比較することになる。

なお、このように変化する受信信号Ｒ＋、Ｒ−の電位差分自体をＲＡＷ値（検出結果）として出力するようにしてもよいが、本実施の形態では受信回路４２は、演算制御部４２６が受信信号Ｒ＋、Ｒ−の電圧バランスがとれるように計測用容量部４２４の設定変更を行い、ＲＡＷ値を得るようにしている。
演算制御部４２６は、インターフェース・レジスタ回路４４に書き込まれた設定情報に従って、スイッチ４２３，４２５のオン／オフや計測用容量部４２４の容量値の切替処理を行う。またコンパレータ４２１の出力を監視し、後述の処理でＲＡＷ値を算出する。演算制御部４２６で算出されたＲＡＷ値はインターフェース・レジスタ回路４４に書き込まれることでＭＣＵ５が取得可能とされる。

＜３．タッチパネルの電極配置構造＞
本実施の形態におけるタッチパネル２の電極配置構造について、図４及び図５を参照して説明する。本実施の形態ではタッチパネル２の電極配置構造としてシングルレイヤ電極構造が採用される。図４はタッチパネル２の電極配置構造を模式的に示した図である。
以下、図４に示す方向を上下左右方向として説明する。図５から図１２においても同様である。なお、本願発明の請求項における第１方向とは下方向を、第１方向の反対方向は上方向を、第２方向は右方向を、第２方向と反対方向は左方向を示している。

図４に示すように、タッチパネル２には、基板１００上に複数のセンサセル１１０が配置され、集合マトリクスとしてセンサパターンが構成される。図４では図示の都合上、左右方向に７列かつ上下方向に７行のセンサセル１１０の集合マトリクスが基板１００上に形成されている例を示している。
基板１００上に配置されたセンサセル１１０の静電容量の変化により、指等の導電体が接触している位置を検出することができる。ここでは、１つのセンサセル１１０が、図２の送信信号線２１と受信信号線２２の交差する部分に相当する。

なお、本実施の形態では説明の都合上、センサセル１１０の配置を左右方向に７列かつ上下方向に７行のマトリクスとして説明したが、センサセル１１０の配置は、タッチパネル２の形状や大きさにより多様に設計することが可能である。

図５は、基板１００上に配置されたセンサセル１１０の構造の一例を示している。本実施の形態ではセンサセル１１０Ｘを用いて説明する。なお、理解の便宜上、図示する各部材の間隔は実際よりも大きく記載されている。
センサセル１１０Ｘは、検出領域５０、ダミー電極群６０、複数の送信配線７０、受信配線８０、余剰領域９０を有している。

検出領域５０には、送信電極５１と受信電極５２が隣接配置されている。
送信電極５１は、第１のコ字状部５１ａ、第１突出部５１ｂ、第２突出部５１ｃ、配線隣接部５１ｄを有している。
第１のコ字状部５１ａは右側に開口するコ字状に形成され、第１突出部５１ｂが第１のコ字状部５１ａの上端部５１ｅから下方向に突出して形成されている。第２突出部５１ｃは第１突出部５１ｂの左側に離間して設けられ、第１のコ字状部５１ａから下方向に突出して形成される。配線隣接部５１ｄは、第１のコ字状部５１ａの下端部５１ｆから上方向に突出して形成される。配線隣接部５２ｄの右側には送信配線７０が隣接して配置され、配線隣接部５２ｄと送信配線７０の間には隙間が設けられている。

受信電極５２は、第２のコ字状部５２ａ、第３突出部５２ｂ、第４突出部５２ｃを有している。
第２のコ字状部５２ａは左側に開口するコ字状に形成され、第３突出部５２ｂが第２のコ字状部５２ａの下端部５２ｄから上方向に突出して形成されている。第４突出部５２ｃは第３突出部５２ｂの右側に離間して設けられ、第２のコ字状部５１ａから上方向に突出して形成される。

送信電極５１と受信電極５２は、第３突出部５２ｂから右方向に第２突出部５１ｃ、第４突出部５２ｃ、第１突出部５１ｂの順に並列配置される。これにより、送信電極５１と受信電極５２は平面上に一層かつ櫛形形状に形成される。
また、送信電極５１と受信電極５２の隣接部分にはそれぞれ隙間が設けられている。その結果、送信電極５１と受信電極５２の間で静電容量が発生する。

検出領域５０の下部の空き領域には、光学的な見栄えを考慮してダミー電極群６０が配置されている。ダミー電極群６０は、互いに離間した複数のダミー電極から構成されている。
ダミー電極群６０は、各ダミー電極が駆動回路等の電圧源と電気的に接続されていない状態であって、かつグランド等に接続されていないフローティング状態でパターン形成されている。
ダミー電極６０は、検出領域５０、送信配線７０、受信配線８０と離間して配置される。

送信配線７０は送信電極５１の一部であり、図２で示す送信信号配線２１に相当する。送信配線７０は検出領域５０の右側に隣接して配置され、送信配線７０の端部７１が第１のコ字状部５１ａの下端部５１ｆと結線されている（図５参照）。

送信配線７０は、図４に示すような基板１００上の集合マトリクスの各列において、上下方向の各センサセル１１０ごとに引き出される。各送信配線７０は下方向に向かって延び、互いに離間して並列配置されている（図５参照）。
各列における下端部のセンサセル１１０には、上方向に配置されたセンサセル１１０の数だけ送信配線７０が並列配置されており、上方向のセンサセル１１０に進むに従って、センサセル１１０に配置する送信配線７０の数は１つずつ少なくなる。

上方向のセンサセル１１０に進むに従って送信配線７０の数が少なくなることで、上方向のセンサセル１１０には余剰領域９０が形成される。余剰領域９０には、光学的な見栄えを考慮してダミー電極が配置される。余剰領域９０に設けられたダミー電極はグランドに接続させることで、グランド電極として機能する。余剰領域９０に設けられたグランド電極は送信配線７０と離間して配置される。

各列で上下方向の各センサセル１１０ごとに引き出された下方に延びる複数の送信配線７０は、基板１００上の集合マトリクスにおける同じ行のセンサセル１１０ごとに結線され、図２に示すようなマルチプレクサ４３を介して送信回路４１に接続される。
送信回路４１は、マルチプレクサ４３により選択された送信配線７０に対してセンシング動作のための送信信号を出力することができる。

受信配線８０は受信電極５２の一部であり、図２で示す受信信号線２２に相当する。
受信配線８０は検出領域５０の左側に配置され、第２のコ字状部５２ａの上端部５２ｅと結線されている（図５参照）。受信配線８０は検出領域５０の送信電極５１と離間して配置される。
受信配線８０は、列における上下方向の各センサセル１１０ごとの受信電極５２と共通に結線された一本の配線として下方向に引き出される。下方向に引き出された受信配線８０は、図２に示すようなマルチプレクサ４３を介して受信回路４２に接続される。
これにより、受信回路４２は、マルチプレクサ４３により選択された受信配線８０からのセンシング動作のための受信信号を受信することができる。従って、タッチ操作などにより容量変化が生じた位置が受信回路４２により検出されることになる。

本実施の形態におけるセンサセル１１０は、送信配線７０の数や配線幅、余剰領域９０の範囲等、多少の相違点はあるにしても、おおむね上述したセンサセル１１０Ｘと共通する構成を有している。
このようなセンサセル１１０を用いたシングルレイヤ構造によれば、送信電極５１と受信電極５２を交差させる際に挿通を防ぐための絶縁層を形成することなく、同一平面上に配置することで静電容量を発生させることができる。

ところで、比較例におけるセンサセル１１０Ｙは図６に示すように、本実施の形態のセンサセル１００Ｘとおおよそ構成は共通するが、送信配線７０の配線幅及び余剰領域９０に関する設計において大きく相違するものである。
以下、タッチパネル２における配線設計の詳細について説明する。

＜４．タッチパネルの配線設計＞
本実施の形態におけるタッチパネル２の配線設計について、図７から図１２を用いて説明する。本実施の形態では送信配線７０の配線設計の工夫について説明する。
ここでは配線設計の一例として、図４に示す集合マトリクスにおける列の上下方向に連続する５つのセンサセル１１０からなるセンサセル群１２０を抽出して説明する。

［４−１．送信配線の配信設計の比較例］
タッチパネル２における送信配線７０の配線設計の比較例について、図７から図９を用いて説明する。
比較例においてセンサセル群１２０Ｘは、図７に示すように、センサセル１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅから構成されている。
センサセル１１０ａ〜１１０ｅは、下端部から上方向に順に配置され、センサセル１１０ａの送信電極５１には送信配線７０ａが、センサセル１１０ｂの送信電極５１には送信配線７０ｂが、センサセル１１０ｃの送信電極５１には送信配線７０ｃが、センサセル１１０ｄの送信電極５１には送信配線７０ｄが、センサセル１１０ｅの送信電極５１には送信配線７０ｅが、それぞれ結線されている。

センサセル群１２０Ｘの各センサセル１１０に配置された送信配線７０の配線幅について説明する。図８は、センサセル群１２０Ｘからセンサセル１１０ａ〜１１０ｃを抽出し、各センサセル１１０に配置された送信配線７０等を拡大して示している。
ここでは、各センサセル１１０の送信電極５１の配線隣接部５１ｄの上端を基準とし、当該上端から左右方向に延ばした基準線上にある各送信配線７０の配線幅を、各センサセル１１０における各送信配線７０の配線幅として説明する。

各センサセル１１０における各送信配線７０の配線幅の一例として、センサセル１１０ａ〜１１０ｃにおける送信配線７０ｄの配線幅について説明する。
まずセンサセル１１０ｂの送信配線７０ｄの配線幅Ｌ２は、センサセル１１０ａの送信配線７０ｄの配線幅Ｌ１よりも大きくされている（Ｌ１＜Ｌ２）。また、センサセル１１０ｃの送信配線７０ｄの配線幅Ｌ３は、センサセル１１０ｂの送信配線７０ｄの配線幅Ｌ２よりも大きくされている（Ｌ２＜Ｌ３）。
つまり、上方向のセンサセル１１０へ進むほど、送信配線７０ｄの配線幅は次第に大きくなる（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。これは他の送信配線７０においても同様である。

各列における各センサセル１１０の送信配線７０は、下方向に引き出される構造となっている。そのため、上方向のセンサセル１１０に行くに従って送信配線７０の配線長が長くなり、配線抵抗が増大することになる。このような送信配線７０の配線抵抗の増加により、タッチパネル２の上方におけるタッチ位置の検出精度の低下させるおそれがある。
従って、送信配線７０における配線抵抗をできるだけ軽減するため、比較例における送信配線７０は、上方向のセンサセル１１０に進むに従って、配線数が減る分、そのスペースを利用して配線幅を大きくするように設計されている。

また、センサセル１１０ａにおける送信配線７０ｂ〜７０ｅの配線幅（配線幅Ｌ１）、センサセル１１０ｂにおける送信配線７０ｃ〜７０ｅの配線幅（配線幅Ｌ２）、センサセル１１０ｃにおける送信配線７０ｄ，７０ｅの配線幅（配線幅Ｌ３）はそれぞれ同じである。即ち、各センサセル１１０において配置される各送信配線７０の配線幅は均一にされている。

また、上方向のセンサセル１１０へ進むほど、送信配線７０ｄの配線幅は次第に大きくなり、所定のセンサセル１１０において、送信電極５１の配線隣接部５１ｄに隣接する送信配線７０の配線幅が、配線隣接部５１ｄの電極幅よりも大きくなる。
図８では、センサセル１１０ｂにおいて、配線隣接部５１ｄに隣接する送信配線７０ｃの配線幅Ｌ２が、配線隣接部５１ｄの電極幅Ｌ４よりも大きくされている（Ｌ４＜Ｌ２）。

センサセル１１０ｂより上方向に配置されたセンサセル１１０ｃにおいても、配線隣接部５１ｄに隣接する送信配線７０の配線幅Ｌ３が、配線隣接部５１ｄの電極幅Ｌ４よりも大きくされている（Ｌ４＜Ｌ３）。
以降、上方向に連続するセンサセル１１０においても配線隣接部５１ｄに隣接する送信配線７０の配線幅は、配線隣接部５１ｄの電極幅よりも大きくなる。

次に、センサセル群１２０Ｘの送信配線７０の配置から生じる余剰領域９０，９３について説明する。図９は、センサセル群１２０Ｘの上端部のセンサセル１１０ｄ，１１０ｅを拡大したものである。

送信配線７０ｅの右側には余剰領域９０が生じている。また、センサセル群１２０Ｘの上端であるセンサセル１１０ｅでは、送信電極５１の配線隣接部５１ｄに隣接する送信配線７０がないため余剰領域９３が生じる。
そこで比較例では、余剰領域９３に光学的な見栄えを考慮してフローティング状態でパターン形成されているダミー電極を配置している。

上述した比較例は、送信配線７０の配線長が長くなることで増大する配線抵抗を軽減するために、上方向のセンサセル１１０に進むに従って配線幅を大きくすることにより、タッチ位置の検出精度の向上を図るものである。
ところで、配線抵抗を軽減するために送信配線７０の配線幅を大きくし過ぎると、却って、タッチ位置の検出精度の低下を招くおそれがある。というのも、各列に配置された各センサセル１１０に対応する並列配置された複数の送信配線７０では、互いに隣接する送信配線７０のそれぞれに、論理を逆とする信号波形の送信信号Ｔ＋、Ｔ−が供給されることになり、送信配線７０間の容量によって信号波形を打ち消し合う作用が生じるおそれがあるためである。このような作用は、特に送信配線７０の配線幅が大きくなるほど顕著に生じうる。

以下に説明する実施の形態は、上記の問題を解決し、タッチ位置の検出精度の維持又は向上を図るものである。

［４−２．本実施の形態における送信配線の配信設計］
本実施の形態におけるタッチパネル２の送信配線７０の配線設計について、図１０から図１２を用いて説明する。
本実施の形態におけるセンサセル群１２０Ｙは、図１０に示すように、センサセル１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ，１１０Ｅから構成されている。
センサセル１１０Ａ〜１１０Ｅは、下端部から上方向に順に配置され、センサセル１１０Ａの送信電極５１には送信配線７０Ａが、センサセル１１０Ｂの送信電極５１には送信配線７０Ｂが、センサセル１１０Ｃの送信電極５１には送信配線７０Ｃが、センサセル１１０Ｄの送信電極５１には送信配線７０Ｄが、センサセル１１０Ｅの送信電極５１には送信配線７０Ｅが、それぞれ結線されている。

センサセル群１２０Ｙの各センサセル１１０に配置された送信配線７０の配線幅について説明する。図１１は、センサセル群１２０Ｘからセンサセル１１０Ａ〜１１０Ｃを抽出し、各センサセル１１０に配置された送信配線７０等を拡大して示している。
本実施の形態においても、各センサセル１１０の配線隣接部５１ｄの上端から左右方向に延ばした基準線上にある各送信配線７０の配線幅を、各センサセル１１０における各送信配線７０の配線幅として説明する。

また以下において、センサセル１００Ｂの検出領域５０が基準セルであるものとして説明する。
ここで基準セルは、静電容量の重心値検出の基準となる検出領域５０のことである。タッチ位置の検出においては、静電容量の重心値を検出することで検出領域５０の密度以上の解像度の位置検出ができるようになされており、その重心値検出の基準となるセンサセル１１０をここでいう基準セルとする。

本実施の形態では、図４で示す基板１００上に配置された複数のセンサセル１１０のうち、中央のセンサセル１１０の検出領域５０を重心値検出の基準となるセルとし、当該セルの行に存在するセンサセル１１０の検出領域５０を、各列における基準セルとして設定する。

各センサセル１１０における各送信配線７０の配線幅の一例として、センサセル１１０Ａ〜１１０Ｃにおける送信配線７０Ｄの配線幅を用いて説明する。
まずセンサセル１１０Ｂの送信配線７０Ｄの配線幅Ｌ６は、センサセル１１０Ａの送信配線７０Ｄの配線幅Ｌ５よりも大きくされている（Ｌ５＜Ｌ６）。
このように、基準セルを有するセンサセル１１０Ｂまでは、上方向のセンサセル１１０へ進むほど、送信配線７０Ｄの配線幅は次第に大きくなる。一方、基準セルを有するセンサセル１１０Ｂの上方に隣接するセンサセル１１０Ｃの送信配線７０Ｄの配線幅Ｌ７は、センサセル１１０ｂの送信配線７０ｄの配線幅Ｌ６と同じである（Ｌ６＝Ｌ７）。

つまり、基準セルを有するセンサセル１１０Ｂまでは、上方向のセンサセル１１０へ進むほど、送信配線７０Ｄの配線幅は次第に大きくなるが、基準セルを有するセンサセル１１０Ｂからは、上方向のセンサセル１１０へ進んだとしても送信配線７０Ｄの配線幅は同じとなる。これは他の送信配線７０においても同様である。

上方向のセンサセル１１０に行くに従って、送信配線７０の配線長が長くなり配線抵抗は増大するが、配線抵抗の影響に関しては、センシング動作時の送信配線７０へのチャージ時間をコントロールすることで、タッチ信号強度のある程度の制御は可能である。
そのため、基準セルに到達するまでは配線抵抗を軽減するために送信配線７０の配線幅をある程度広げ、基準セル到達後は必要以上に配線幅を広げないことで、配線抵抗によるタッチ位置の検出精度の低下を軽減しつつ、隣接する送信配線７０の容量によって信号波形を打ち消し合う作用を軽減することで、タッチパネル２の上部のタッチ位置の検出精度の維持又は向上を図ることができる。

基準セルを有するセンサセル１１０Ｂにおいて、送信電極５１の配線隣接部５１ｄに隣接する送信配線７０Ｃの配線幅Ｌ６が、配線隣接部５１ｄの電極幅Ｌ８と同じ又は電極幅Ｌ８よりも小さくなるように形成される（Ｌ６≦Ｌ８）。
またセンサセル１１０Ｂに並列配置された送信配線７０Ｃ〜７０Ｅのそれぞれの配線幅Ｌ６が同じになるように形成されている。
これにより、基準セルを有するセンサセル１１０Ｂ以降の上方向に連続する各センサセル１１０においては、各送信配線７０の配線幅は均一となる（Ｌ６＝Ｌ７，Ｌ７≦Ｌ８）。従って、隣接する送信配線７０の容量により信号波形を打ち消し合う作用を軽減することができ、タッチパネル２の上部のタッチ位置の検出精度の維持又は向上を図ることができる。
センサセル１１０Ａに並列配置された送信配線７０Ｂ〜７０Ｅのそれぞれの配線幅Ｌ５が同じになるように形成されている。

なお、本実施の形態では、基準セルを有するセンサセル１１０Ｂまでは、上方向のセンサセル１１０へ進むほど、送信配線７０の配線幅は次第に大きくなることとしたが、送信配線７０の配線幅を上下方向に均一にすることとしてもよい。
図１１において、例えば送信配線７０Ｄの配線幅が上下方向で均一であるとすると、配線幅Ｌ５、配線幅Ｌ６、配線幅Ｌ７の大きさが同じになる（Ｌ５＝Ｌ６＝Ｌ７）。他の送信配線７０についても同様である。

次に、センサセル群１２０Ｙの送信配線７０の配置から生じる余剰領域９０について説明する。図１２は、センサセル群１２０Ｙの上端部のセンサセル１１０Ｄ，１１０Ｅを拡大したものである。

図１２では、上方向のセンサセル１１０に進むに従って送信配線７０の数が少なくなることで、上方向のセンサセル１１０の送信配線７０Ｅの右側に余剰領域９０が形成される。また、センサセル群１２０Ｙの上端であるセンサセル１１０Ｅでは、送信電極５１の配線隣接部５１ｄに隣接する送信配線７０がないため、配線隣接部５１ｄの右側にも余剰領域９０が生じる。

余剰領域９０には光学的な見栄えを考慮してダミー電極が配置されるが、当該ダミー電極はグランドに接続させることでグランド電極として機能する。
左右方向に隣接する２つのセンサセル１１０において、一方のセンサセル１１０の送信配線７０と、他方のセンサセル１１０の受信配線８０との間に余剰領域９０を設けることで、当該送信配線７０と当該受信配線８０を電気的に分離し、互いの電気的な干渉を避けることができる。
また残留した電荷が当該ダミー電極からグランドに放出されるため、センシング動作における信号値の絶対値や再現性に影響を与えることによるタッチ位置の検出精度の低下を防止することができる。

上述した本実施の形態によれば、基板１００上に配置したセンサセル１１０のマトリクスにおける各列の配線設計を工夫することにより、タッチパネル２の上部のタッチ位置検出精度を維持又は向上させることができる。

＜５．変型例＞
なお、本実施の形態におけるタッチパネル２の送信配線７０の配線設計は、以下の態様を採ることもできる。
本実施の形態におけるセンサセル１１０は、センサセル１１０Ｘ以外の構造をとることができる。
例えば、図１３に示すセンサセル１１０Ｚのように、ダミー電極群６０を配置せずに、検出領域５０Ａを上下方向に拡張して配置することもできる。これにより、検出領域５０Ａでの送信電極５１と受信電極５２の隣接する領域が増加し、検出領域５０Ａにおける静電容量の変化量を向上させることができる。従って、センサセル１１０Ｚの構造を用いることで、タッチパネル２の感度を向上させることができる。

本実施の形態では、重心値検出の基準となるセンサセル１１０の検出領域５０を基準セルとして説明したが、基準セルは様々な基準により設定することができる。
例えば、基準セルを有するセンサセル１１０より上方向のセンサセル１１０の送信配線７０の配線幅を均一にするにあたり、上端部のセンサセル１１０Ｅの検出領域５０に結線された送信配線７０Ｅの配線抵抗が、所定値以下となるように、基準セルを設定することが考えられる。
ここで送信配線７０Ｅの配線抵抗に基づいて基準セルを設定するのは、上端部のセンサセル１１０Ｅに結線された送信配線７０Ｅの配線長が最も長いためである。つまり、最も配線抵抗が高くなる送信配線７０Ｅの配線抵抗が所定値以下となるように基準セルを設定することで、同列の他のセンサセル１１０に結線された送信配線７０の配線抵抗も所定値以下となるためである。

配線抵抗における所定値以下とは、好ましくは１５０ｋΩ以下であり、さらに好ましくは１００ｋΩ以下である。ここでの所定値は、センシング動作時の送信配線７０へのチャージ時間のコントロールによるタッチ信号強度の制御を加味した配線抵抗の値である。

また、基準セルは基板１００上に配置されたセンサセル１１０から任意に設定することとしてもよい。例えば、各列の上下方向に連続するセンサセル１１０のうち、約３分の１の位置にあるセンサセル１１０の検出領域５０を基準セルとして設定することができる。

本実施の形態では図１１に示すように、基準セルのセンサセル１１０Ｂにおいて、送信電極５１の配線隣接部５１ｄに隣接する送信配線７０Ｃの配線幅Ｌ６が、配線隣接部５１ｄの電極幅Ｌ８と同じ又は電極幅Ｌ８よりも小さくなるように形成されるとして説明したが、送信配線７０Ｃの配線幅Ｌ６は任意に定める所定の値と同じ又は当該所定の値よりも小さくなるように形成されるとしてもよい。
また、ここでいう所定の値は、基準セルのセンサセル１１０Ｂにおける送信配線７０Ｃの配線抵抗が、所定の抵抗値以下、例えば１５０ｋΩ以下、若しくは１００ｋΩ以下となるように設定された値である。

＜６．まとめ＞
以上の実施の形態のタッチパネル２（タッチパネル装置）は、送信電極５１と受信電極５２の対により構成された検出領域５０と、送信電極５１に接続され、検出領域５０との接続部分から下方向に延設される送信配線７０と、受信電極５２に接続される受信配線８０と、を備え、複数の検出領域５０のうちの１の検出領域５０を基準セルとしたときに、少なくとも基準セルより上方向に連続して１又は複数の検出領域５０が配置され、基準セルに接続された送信配線７０と、基準セルよりも上方向に配置された１又は複数の検出領域５０に対応する１又は複数の送信配線７０とが、基準セルに対して上下方向と直交する右方向側に並列配置され、当該並列配置される１又は複数の送信配線７０は、基準セルに対し右方向に並ぶ位置より上方向に延設された部分の配線幅が均一であるものである（図１０、図１１参照）。
即ち、基準セルに対し右方向に配置された送信配線７０の配線幅と、基準セルより上方向の検出領域５０に対し右方向に配置された送信配線７０の配線幅とが均一となる。
よって、基準セルより上方向においては、送信配線７０の配線幅をこれ以上大きくしないことで、隣接する互いに論理が逆の送信配線７０が干渉し合うことを軽減することができる。これにより、タッチ位置検出精度の指標となるアキュラシー特性を改善し、向上させることで、タッチパネル２におけるタッチ位置検出精度を維持又は向上させることができる。特に、基準セルに対し右方向に並ぶ位置より上方向に延設された部分の配線幅を均一とすることで。タッチパネル２の上部のアキュラシー特性の改善が図られる。

タッチパネル２において、基準セルは、静電容量の重心値検出の基準となる検出領域５０である。タッチ位置の検出においては、静電容量の重心値を検出することで検出領域の密度以上の解像度の位置検出ができるようになされており、その重心値検出の基準となる検出領域５０をここでいう基準セルとする。
これにより基準セルの位置決めが容易となり、より効率的に送信配線７０の配線設計を行うことが可能となる。

タッチパネル２において、基準セルは、送信配線７０の抵抗値が所定の値になるように、基準セルから上方向の送信配線７０の配線幅を規定する際の基準となる検出領域５０である。これにより、送信配線７０の抵抗値が所定の値になるように、並列配置される１又は複数の送信配線７０について、基準セルに対し右方向に並ぶ位置より上方向に延設された部分の配線幅が設定される。
タッチパネル２のアキュラシー特性を向上させるためには、必要以上に送信配線７０の配線幅を大きくしないことが肝要であるが、配線幅が狭すぎることにより配線抵抗が高くなることもまた、アキュラシー特性を低下させる要因となる。
そこで、アキュラシー特性を低下させない送信配線７０の配線抵抗値を考慮したうえで送信配線７０の配線幅を設定することで、より効率的にアキュラシー特性を改善し、向上させることができる。
なお、並列配置される１又は複数の送信配線７０は、配線抵抗値が１５０ｋΩ以下の値となる配線幅とすることが好ましい。さらに好ましくは、配線抵抗値を１００ｋΩ以下とすることが望ましい。

タッチパネル２において、並列配置される１又は複数の送信配線７０は配線幅が均一である。
これにより、基準セルに対し右方向に並ぶ位置より上方向に延設された部分の送信配線７０の配線幅と、基準セルに対し右方向に並ぶ位置より下方向に延設された部分の送信配線７０の配線幅とが同じになる。
各送信配線７０の配線幅の不均一性を解消することで、隣接する送信配線７０が干渉し合うことを軽減することができる。これにより、タッチパネル２のアキュラシー特性をより一層向上させることができ、タッチパネル２におけるタッチ位置検出精度を維持又は向上させることができる。

タッチパネル２において、検出領域５０の送信電極５１の配線隣接部５１ｄにおける電極幅が、隣接する送信配線７０の配線幅よりも大きくなる（図１１参照）。即ち、送信電極５１の配線隣接部５１ｄに隣接する送信配線７０の基準セルに対し右方向に並ぶ位置より上方向に延設された部分の配線幅が、配線隣接部５１ｄにおける電極幅よりも狭くなる。
これにより、送信電極５１と送信配線７０の間の干渉等が軽減されることでタッチパネル２のアキュラシー特性をより一層向上させることができ、タッチパネル２におけるタッチ位置検出精度を維持又は向上させることができる。

タッチパネル２において、送信配線７０の右方向側の余剰領域９０に、ダミー電極としてグランド電極が隣り合うように配置されることが考えられる（図１２参照）。これにより、送信配線７０の右方向側における残留電荷が余剰領域９０におけるグランド電極により放電される。
従って、ダミー電極と隣接する送信配線７０に対するダミー電極に残留した電荷による影響を軽減することができるため、タッチパネル２のアキュラシー特性をより一層向上させることができ、タッチパネル２におけるタッチ位置検出精度を維持又は向上させることができる。

最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。

２ タッチパネル
２１ 送電信号線
２２ 受信信号線
５０ 検出領域
５１ 送信電極
５２ 受信電極
７０ 送信配線
８０ 受信配線
９０ 余剰領域
１１０ センサセル

Claims (7)

1. 送信電極と受信電極の対により構成された検出領域と、
   前記送信電極に接続され、前記検出領域との接続部分から第１方向に延設される送信配線と、
   前記受信電極に接続される受信配線と、
   を備え、
   複数の前記検出領域のうちの１の検出領域を基準セルとしたときに、少なくとも前記基準セルより前記第１方向の反対方向に連続して１又は複数の前記検出領域が配置され、
   前記基準セルに接続された送信配線と、前記基準セルよりも前記反対方向に配置された１又は複数の前記検出領域に対応する１又は複数の送信配線とが、前記基準セルに対して前記第１方向と直交する第２方向側に並列配置され、
   前記並列配置される１又は複数の送信配線は、前記基準セルに対し前記第２方向に並ぶ位置より前記反対方向に延設された部分の配線幅が均一である
   タッチパネル装置
2. 前記基準セルは、静電容量の重心値検出の基準となる検出領域である
   請求項１に記載のタッチパネル装置。
3. 前記基準セルは、送信配線の抵抗値が所定の値になるように、前記基準セルから前記反対方向の送信配線の配線幅を規定する際の基準となる検出領域である
   請求項１に記載のタッチパネル装置。
4. 前記並列配置される１又は複数の送信配線は配線幅が均一である
   請求項１から請求項３の何れかに記載のタッチパネル装置。
5. 検出領域の前記送信電極の配線隣接部における電極幅が、隣接する送信配線の配線幅よりも大きくなる
   請求項１から請求項４の何れかに記載のタッチパネル装置。
6. 前記並列配置される１又は複数の送信配線は、配線抵抗値が１５０ｋΩ以下の値となる配線幅とされている
   請求項３に記載のタッチパネル装置。
7. 前記送信配線の第２方向側にグランド電極が隣り合うように配置される
   請求項１から請求項６の何れかに記載のタッチパネル装置。

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