JP4408426B2 - 静電容量式の座標検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話機などの情報端末機器に搭載される座標検出装置に係わり、特に高精度での検出が可能な検出領域の面積を大きくすることができる静電容量式の座標検出装置に関する。

図８は従来の静電容量式の座標検出装置を示す平面図である。図８に示す静電容量式の座標検出装置１２０では、誘電体で形成されたフィルム状の基材シート１２１を有している。図８に示すように、基材シート１２１の裏面には、Ｙ方向に延びるとともにＸ方向へ所定の間隔を開けて配置された複数のＸ検出電極（Ｙ方向へ延びる電極であって、導電体の接触または接近位置のＸ座標を検出する電極）１０１ｘ，１０２ｘ，１０３ｘ，１０４ｘ，１０５ｘ，１０６ｘと、同じくＹ方向に延びるとともにＸ方向へ所定の間隔を開け、且つ前記個々のＸ検出電極の間に配置された複数のコモン電極１０１ｋ，１０２ｋ，１０３ｋ，１０４ｋ，１０５ｋとが互いに接触しないように配線されている。前記各コモン電極１０１ｋ，１０２ｋ，１０３ｋ，１０４ｋ，１０５ｋはＹ２側の端部で一つに接続されており、コモン電極１００Ｋとして基材シート１２１の外部に引き出されている。

また図８に破線で示すように、基材シート１２１の表面には、Ｘ方向に延びるとともにＹ方向へ所定の間隔を開けて配置された複数のＹ検出電極（Ｘ方向へ延びる電極であって、導電体の接触または接近位置のＹ座標を検出する電極）１０１ｙ，１０２ｙ，１０３ｙ，１０４ｙ，１０５ｙ，１０６ｙ，１０７ｙ，１０８ｙが設けられている。なお、図８では基材シート１２１の裏面に設けられた前記コモン電極１０１ｋ，１０２ｋ，１０３ｋ，１０４ｋ，１０５ｋを実線で示している。

基材シート１２１の一方に設けられた複数のＸ検出電極１０１ｘ，１０２ｘ，１０３ｘ，１０４ｘ，１０５ｘ，１０６ｘと、他方に設けられた複数のＹ検出電極１０１ｙ，１０２ｙ，１０３ｙ，１０４ｙ，１０５ｙ，１０６ｙ，１０７ｙ，１０８ｙとは、前記基材シート１２１の両面において互いに垂直に交差するように配置されている。

図８に示すように、前記コモン電極１０１ｋ，１０２ｋ，１０３ｋ，１０４ｋ，１０５ｋには、Ｘ方向の両側に向かって所定の長さ寸法で直線状に延びるコモン枝電極１２２が複数形成されている。個々のコモン枝電極１２２は、Ｙ方向に一定の間隔を開けて前記各コモン電極１０１ｋ，１０２ｋ，１０３ｋ，１０４ｋ，１０５ｋに交差するように設けられており、両側（Ｘ１およびＸ２）方向の先端は基本的に前記Ｘ検出電極１０１ｘ，１０２ｘ，１０３ｘ，１０４ｘ，１０５ｘ，１０６ｘに交差する寸前の位置まで延びている。

図８に示すように、前記Ｘ検出電極１０１ｘ，１０２ｘ，１０３ｘ，１０４ｘ，１０５ｘ，１０６ｘは、Ｙ１側の端部でそれぞれ引き出し部１０１ｘａ，１０２ｘａ，１０３ｘａ，１０４ｘａ，１０５ｘａ，１０６ｘａに接続され、この引き出し部１０１ｘａ，１０２ｘａ，１０３ｘａ，１０４ｘａ，１０５ｘａ，１０６ｘａを介して、図示しない制御用ＩＣに接続されている。

また前記Ｙ検出電極１０１ｙ，１０２ｙ，１０３ｙ，１０４ｙ，１０５ｙ，１０６ｙ，１０７ｙ，１０８ｙは、Ｘ１側の端部でそれぞれ引き出し部１０１ｙａ，１０２ｙａ，１０３ｙａ，１０４ｙａ，１０５ｙａ，１０６ｙａ，１０７ｙａ，１０８ｙａに接続され、この引き出し部１０１ｙａ，１０２ｙａ，１０３ｙａ，１０４ｙａ，１０５ｙａ，１０６ｙａ，１０７ｙａ，１０８ｙａを介して図示しない制御用ＩＣに接続されている。

図８に示す座標検出装置１２０では、複数のコモン電極１０１ｋ，１０２ｋ，１０３ｋ，１０４ｋ，１０５ｋと、このコモン電極１０１ｋ，１０２ｋ，１０３ｋ，１０４ｋ，１０５ｋとＸ方向に隣接する２つのＸ検出電極１０１ｘ，１０２ｘ，１０３ｘ，１０４ｘ，１０５ｘ，１０６ｘとの間は、それぞれの静電容量Ｃで結合された状態にある。このため、前記Ｘ検出電極１０１ｘ，１０２ｘ，１０３ｘ，１０４ｘ，１０５ｘ，１０６ｘに対してパルス状の電圧Ｖinを印加すると、前記コモン電極１０１ｋ，１０２ｋ，１０３ｋ，１０４ｋ，１０５ｋには静電容量Ｃを通して前記電圧Ｖinが印加される。

この状態から、前記座標検出装置１２０上に指など接地状態にあって導電体である導電体を接触又は接近させると、前記コモン電極１０１ｋ，１０２ｋ，１０３ｋ，１０４ｋ，１０５ｋと前記Ｘ検出電極１０１ｘ，１０２ｘ，１０３ｘ，１０４ｘ，１０５ｘ，１０６ｘ間に印加されている電荷が前記導電体に誘導されるため、前記静電容量Ｃが減少させられ、前記Ｘ検出電極１０１ｘ，１０２ｘ，１０３ｘ，１０４ｘ，１０５ｘ，１０６ｘからは前記静電容量Ｃの変化に応じた検出電圧Ｖoutが出力される。前記検出電圧Ｖoutは、導電体とＸ検出電極との距離に対応して変化するため、Ｘ検出電極１０１ｘ，１０２ｘ，１０３ｘ，１０４ｘ，１０５ｘ，１０６ｘの電圧値を、一定の周期で順次検出することにより、導電体のＸ方向の座標位置を決定することが可能となっている。

一方、前記コモン電極１０１ｋ，１０２ｋ，１０３ｋ，１０４ｋ，１０５ｋには形成された複数のコモン枝電極２２と、その間に設けられた前記Ｙ検出電極１０１ｙ，１０２ｙ，１０３ｙ，１０４ｙ，１０５ｙ，１０６ｙ，１０７ｙ，１０８ｙとは互いに対向しているため、前記コモン枝電極１２２とＹ方向に隣接する２つのＹ検出電極との間にも上記同様の静電容量Ｃがそれぞれ形成されている。よって、Ｘ検出電極の場合同様に、コモン電極Ｋ側に所定周期のパルス電圧Ｖinを与えるとともに、前記Ｙ検出電極１０１ｙ，１０２ｙ，１０３ｙ，１０４ｙ，１０５ｙ，１０６ｙ，１０７ｙ，１０８ｙから出力される検出電圧Ｖoutを所定の周期で順次検出することにより、導電体のＹ方向の座標位置を決定することが可能である。

図８に示す座標検出装置１２０は、前記基材シート１２１が平面形状の状態で、情報端末機器のケース部内に固定された状態で、情報端末機器に搭載される。

このように、静電容量式の座標検出装置が平面形状の状態で情報端末機器に搭載される思想は、以下に示す特許文献１に開示されている。
特開２００２−１２３３６３号公報

図８に示すような従来の静電容量式の座標検出装置１２０では、図８に示すように、隣り合う前記引き出し部１０１ｘａ，１０２ｘａ，１０３ｘａ，１０４ｘａ，１０５ｘａ，１０６ｘａ間の間隔は、前記Ｘ検出電極１０１ｘ，１０２ｘ，１０３ｘ，１０４ｘ，１０５ｘ，１０６ｘ間の間隔よりも小さく形成され、しかも、引き出し部１０１ｘａ，１０２ｘａ，１０３ｘａ，１０４ｘａ，１０５ｘａ，１０６ｘａが、前記Ｘ検出電極１０１ｘ，１０２ｘ，１０３ｘ，１０４ｘ，１０５ｘ，１０６ｘを有する操作領域の近くで、これらＸ検出電極と直交する方向に延びている。

そのため、操作領域において、指などの導電体がＹ１方向の端部まで移動すると、この導電体が引き出し部１０１ｘａ，１０２ｘａ，１０３ｘａ，１０４ｘａ，１０５ｘａ，１０６ｘａに接近し、引き出し部の電荷が導電体に誘導され、Ｘ座標方向での位置検出に誤りが生じやすくなる。

また、前記引き出し部１０１ｙａ，１０２ｙａ，１０３ｙａ，１０４ｙａ，１０５ｙａ，１０６ｙａ，１０７ｙａ，１０８ｙａは、前記Ｙ検出電極１０１ｙ，１０２ｙ，１０３ｙ，１０４ｙ，１０５ｙ，１０６ｙ，１０７ｙ，１０８ｙのＸ１側の端部から斜めに交叉する方向へ延びている。

そのため、操作領域において、前記導電体がＸ１方向の端部まで移動すると、導電体が、斜めに延びる引出し部に接近するため、Ｙ座標方向での位置検出に誤りが生じやすくなる。

また、前記引き出し部１０１ｘａ，１０２ｘａ，１０３ｘａ，１０４ｘａ，１０５ｘａ，１０６ｘａを、操作領域から大きく距離を空けて配線し、あるいは前記引き出し部１０１ｙａ，１０２ｙａ，１０３ｙａ，１０４ｙａ，１０５ｙａ，１０６ｙａ，１０７ｙａ，１０８ｙａを操作領域から大きく距離を空けて配線することにより、前記誤検出を低減しあるいは防止することは可能である。しかし、このように形成すると、前記基材シート１２１の面積を大きくする必要があるため、前記座標検出装置１２０が大型となってしまうため、小型の情報端末機器に搭載するには適さなくなる。

本発明は前記従来の課題を解決するものであり、高精度での検出が可能な検出領域の面積を大きくすることができる静電容量式の座標検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、絶縁材料で形成され導電体が接触しまたは接近する操作側の表面およびこれと逆側の裏面を有する可撓性の基板と、前記表面または裏面上に位置し一方向へ向けて平行に延びる複数の検出電極と、前記表面または裏面上に位置して前記検出電極と間隔を空けて対向し前記検出電極との間で静電容量が形成される対向電極とを有し、前記表面に導電体が接触しまたは接近したときの前記検出電極と前記対向電極との間の電荷の変化が検出される座標検出装置において、
前記基板は、前記検出電極と前記対向電極が位置する平面状の操作領域と、前記検出電極と連続する引き出し部が位置する配線領域とを有し、前記配線領域では、前記引き出し部が、前記検出電極の延びる方向に対し交叉する方向に延びており、前記操作領域と前記配線領域との境界部に設定された折り曲げ線を介して、前記可撓性基板が折り曲げられて、前記引き出し部が前記表面に接触する前記導電体から離れていることを特徴とするものである。

この場合、前記基板は、前記操作領域のＸ方向側に隣接する前記配線領域と、Ｘ方向と直交するＹ方向側で前記操作領域に隣接する前記配線領域とを有しており、少なくとも一方の配線領域が前記操作領域から折り曲げられているものとして構成することができる。

上記において、前記操作領域に対する前記配線領域の折り曲げ角度が９０度であるものとして構成することがさらに好ましい。

本発明の座標検出装置では、検出電極から連続する引き出し部が位置する配線領域が、基板の操作側表面から離れるように、前記基板が変形している。したがって、導電体と配線領域との距離を大きくすることができ、導電体によって、配線領域の引き出し部が検出動作に影響を与えるのを防止できる。また、座標検出装置の平面形状を小さくでき、小型の機器への搭載に適したものとなる。

以下本発明の実施の形態について図面を参照にしつつ説明する。
図１は本発明の座標検出装置が搭載される情報端末機器としての携帯電話機を示す平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は本発明の実施の形態として座標検出装置を構成する基材シートと電極パターンを裏面から見た状態を示す平面図、図５は基材シートの表面に形成されたＹ検出電極の電極パターンを図４と同じ方向から透視して見た状態を示す平面図である。

図１は、主として情報端末機器としての携帯電話機１０の操作部１１を示している。図１に示すように操作部１１には一般的なキー配列からなる複数の操作キー（操作部材）１２が配列されている。図２に示すように、前記操作部１１は上部ケース１１Ａと下部ケース１１Ｂとが一体的に組み合わされている。前記上部ケース１１Ａには複数の開口穴１１Ａ１が形成されており、前記操作キー１２の表面であるキートップ１２ａがこれらの開口穴１１Ａ１から外部に露出されている。前記キートップ１２ａには、文字、記号あるいは図形などが印字されている。

前記携帯電話機１０では、前記上部ケース１１Ａの上面１１Ａ２と、前記操作キー１２の表面である前記キートップ１２ａが、例えば指などの導電体４０を接触させまたは接近させる操作面となる。

前記操作キー１２は透明または半透明な合成樹脂で形成されており、例えば各操作キー１２がフープ部（図示せず）を介して一体的に連結されたキーマットとして形成されている。各操作キー１２は、前記本体側となるキーマットに対し、前記フープ部を介して図示Ｚ１−Ｚ２方向に弾性変形可能な状態で連結されている。

各操作キー１２の下方側（図示Ｚ２方向側）には透明または半透明な合成樹脂で形成されたステムマット１７が形成されている。前記ステムマット１７には、例えば円柱形状に構成された複数のステム（押圧凸部）１７ａが一体的に突出形成されており、このステム１７ａは装置内部方向（図示Ｚ２方向）に延びている。

前記操作キー１２は、前記ステム１７ａと上下方向（図示Ｚ１−Ｚ２方向）で対向する位置に形成されている。

前記下部ケース１１Ｂには回路基板１３が固定されており、この回路基板１３には複数の電子部品１５と光源１４が設けられている。前記操作キー１２と上下方向で対向する前記ステム１７ａの先端が、各電子部品１５に対向するように配置されている。

前記電子部品１５は、例えばドーム形状からなる金属製の反転板と接触電極とを有している。前記反転板の基端部は回路基板１３に設けられたリング状の電極に固定されており、反転板の内面が接触電極に対向している。前記反転板が反転し、反転板の内面が前記接触電極に接触することにより、前記接触電極とリング状電極とが導通させるスイッチ構造となっている。また前記光源１４はＬＥＤなどで構成されており、前記電子部品１５の周囲に設けられている。そして、前記操作キー１２を押下したときに、前記ステム１７ａが前記電子部品１５の反転板を反転動作させることができるため、操作者に心地よいクリック感を与えることができる。

図２に示すように、操作部１１の内部には座標検出装置２０が設けられており、座標検出装置２０は接着剤や接着テープなどの接合手段（図示せず）を介して前記ステムマット１７の下面に固定されている。

図４は前記座標検出装置２０を構成する基材シートと電極パターンを裏面２１ｄから見た状態を示す平面図である。前記座標検出装置２０は、図４に示す裏面２１ｄと逆側の表面２１ｅが図２および図３に示す上方（図示Ｚ１方向）に向けられ、この表面２１ｅの逆側の裏面２１ｄが、図２および図３に示す下方（図示Ｚ２方向）に向けられて前記携帯電話機１０に搭載されている。したがって、図２および図３に示す実施形態では、前記表面２１ｅが、面１１Ａ２と、前記操作キー１２の表面である前記キートップ１２ａで構成される操作面に対向している。そのため、前記表面２１ｅが、前記導電体４０と接触または接近する操作側の面となる。ただし、前記裏面２１ｄが前記操作領域側に位置するように前記携帯電話機１０に搭載されても良く、この場合は前記裏面２１ｄが、前記導電体４０が接触または接近する操作側の面となる。

図４に示すように、前記座標検出装置２０は可撓性に優れたフィルム状の基材シート２１を有している。なお、前記基材シート２１が本発明の基板を構成し、この基材シート２１は絶縁材料で形成されている。図２および図４に示すように、基材シート２１には、前記ステム１７ａを通過させるための挿通穴２１ａや、光源１４が発した光を前記ステムマット１７を介して前記操作キー１２の背面に導く通路として機能する通路穴２１ｂが形成されている。また、基材シート２１を固定するための取付け穴２１ｃが形成されている。図４では、太線の正方形が前記挿通穴２１ａを、同じく太線の長方形が前記通路穴２１ｂを示し、また丸型の穴が前記取付け穴２１ｃを示している。

前記光源１４から発せられた光は、前記通路穴２１ｂを通路として通過することができるため、透明樹脂あるいは半透明樹脂で形成された前記ステムマット１７を介して前記操作キー（操作部材）１２の背面を明るく照らし出すことができる。この場合、前記照明用の光源１４を前記基材シート２１に形成された通路穴２１ｂに対向させて配置すると、暗闇の中でもキートップ１２ａに印字等されている前記文字、文字、記号あるいは図形をはっきりと認識させることが可能である。

なお、前記ステムマット１７に、前記光源１４からの光が通過するための通路穴を形成しても良い。この場合、前記ステムマット１７は透明または半透明でなくても良い。また、前記光源１４を形成しなくても良いが、この場合では前記ステムマット１７が透明または半透明でなくても良い。

図４に示すように、前記基材シート２１の裏面２１ｄ上に位置するように、Ｙ方向に延びるとともにＸ方向へ所定の間隔を開けて配置された複数のＸ検出電極（Ｙ方向へ延びる電極であって、導電体４０の接触または接近位置のＸ座標を検出する電極）１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘが設けられている。また前記基材シート２１に形成されている挿通穴２１ａや通路穴２１ｂを避けながら全体としてＹ方向に延びる対向電極である複数のコモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋ（コモン電極Ｋ）が、Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘに対して接触しない位置で且つＸ方向へ間隔を開けて配置されている。

なお、図４では主としてハッチング無しの実線が基材シート２１の前記裏面２１ｄに形成されたＸ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘを示し、ハッチング有りの実線が前記裏面２１ｄに形成されたコモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋを示している。

図４に破線で示し図５で実線で示すように、基材シート２１の表面２１ｅ上には、Ｘ方向に延びるとともにＹ方向へ所定の間隔を開けて配置された複数のＹ検出電極（Ｘ方向へ延びる電極であって、導電体４０の接触または接近位置のＹ座標を検出する電極）１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙが、前記Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘと直交して延びるように設けられている。

前記コモン電極１ｋは図示Ｙ方向に並ぶとともに前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙのそれぞれに対し部分的に平行に対向するコモン対向電極１ｋ２，１ｋ３，１ｋ４，１ｋ５，１ｋ６，１ｋ７，１ｋ８を有し、図示左端側でＹ方向に延びている。同様に前記コモン電極２ｋは、各Ｙ検出電極１ｙないし８ｙのそれぞれに対し部分的に平行に対向するコモン対向電極２ｋ１，２ｋ２，２ｋ３，２ｋ４，２ｋ５，２ｋ６，２ｋ７，２ｋ８を有し、同様に前記コモン電極３ｋは各Ｙ検出電極１ｙないし８ｙのそれぞれに対し部分的に平行に対向するコモン対向電極３ｋ２，３ｋ３，３ｋ４，３ｋ５，３ｋ６，３ｋ７，３ｋ８を有し、同様に前記コモン電極４ｋは各Ｙ検出電極１ｙないし８ｙのそれぞれに対し部分的に平行に対向するコモン対向電極４ｋ１，４ｋ２，４ｋ３，４ｋ４，４ｋ５，４ｋ６，４ｋ７，４ｋ８を有し、同様に前記コモン電極５ｋは各Ｙ検出電極１ｙないし８ｙのそれぞれに対し部分的に平行に対向するコモン対向電極５ｋ２，５ｋ３，５ｋ４，５ｋ５，５ｋ６，５ｋ７，５ｋ８を有している。

前記各コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋは、図示Ｙ２側のコモン対向電極１ｋ８，２ｋ８，３ｋ８，４ｋ８，５ｋ８で接続されている。コモン電極Ｋ（コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋ）のうちのコモン電極４ｋのＹ２側の端部（コモン対向電極４ｋ１）から接地用の引き出し部２８が延びており、後述する制御用ＩＣ（制御手段）５０に接続されている。

またコモン電極１ｋでは、Ｙ方向に隣接するコモン対向電極１ｋ８とコモン対向電極１ｋ７とがＹ方向に延びるコモン対向電極１ｋａで連結され、コモン対向電極１ｋ６とコモン対向電極１ｋ５とがコモン対向電極１ｋｂで連結され、コモン対向電極１ｋ４とコモン対向電極１ｋ３とがコモン対向電極１ｋｃで連結され、コモン対向電極１ｋ５とコモン対向電極１ｋ４とがコモン対向電極１ｋｃで連結されている。そして、コモン対向電極１ｋ２からはＹ方向に延びるコモン対向電極１ｋｄが設けられている。なお、Ｙ方向に延びる前記コモン対向電極１ｋａ，１ｋｂ，１ｋｃおよび１ｋｄとＸ検出電極１ｘとが部分的に対向し、これらの間に静電容量が形成される。

一対のコモン対向電極１ｋ７とコモン対向電極１ｋ６、一対のコモン対向電極１ｋ５とコモン対向電極１ｋ４、および一対のコモン対向電極１ｋ３とコモン対向電極１ｋ２は互いに平行な状態で対向配置されており、平行電極を形成している。

そして、前記Ｘ検出電極１ｘにはＸ方向に延びる複数のコモン枝電極２２が形成されており、各コモン枝電極２２はそれぞれ一対のコモン対向電極により形成された平行電極間に対向配置され、第１の容量調整部が形成されている。

またＸ方向電極２ｘにはＸ１およびＸ２方向に延びる複数のコモン枝電極２２が形成されており、各コモン枝電極２２はそれぞれコモン電極１ｋまたはコモン電極２ｋに一対のコモン対向電極で形成された平行電極間に対向配置され、第２の容量調整部が形成されている。

ここで、コモン電極１ｋを基準コモン電極ＢＫとすると、Ｘ検出電極１ｘが第１の検出電極ＸＲ、Ｘ検出電極２ｘが第２の検出電極ＸＬに相当する。このため、第１の容量調整部と前記第２の容量調整部とにより、基準コモン電極（コモン電極１ｋ）と第１の検出電極（Ｘ検出電極１ｘ）および第２の検出電極（Ｘ検出電極２ｘ）間の総合的な合成容量Ｃの変動を低く抑えること、すなわち各電極間に形成される合成容量Ｃを一定に維持することができるようになっている。
なお、このような関係は、他のコモン電極と他のＸ検出電極との間でも同様である。

一方、Ｘ方向に直線的に延びるＹ検出電極８ｙでは、前記Ｙ検出電極８ｙの図示Ｙ１側と各コモン対向電極１ｋ８，３ｋ８，５ｋ８との間に静電容量が形成され、前記Ｙ検出電極８ｙの図示Ｙ２側とコモン対向電極２ｋ８，４ｋ８との間に静電容量が形成される。すなわち、５つのコモン対向電極１ｋ８，２ｋ８，３ｋ８，２ｋ８，４ｋ８，５ｋ８が前記Ｙ検出電極８ｙの両側の位置で交互に対向し、これらの間に所定の静電容量が形成される。

同様に、迂回路２６，２６を有するＹ検出電極７ｙにおいても、５つのコモン対向電極１ｋ７，２ｋ７，３ｋ７，２ｋ７，４ｋ７，５ｋ７が前記Ｙ検出電極７ｙの両側の位置で交互に対向し、これらの間に所定の静電容量が形成される。以下同様に、Ｙ検出電極１ｙを除くＹ検出電極６ｙ，５ｙ，４ｙ，３ｙ，２ｙについても５箇所のコモン対向電極を介して所定の静電容量を形成されるようになっている。

図４に示すように、基材シート２１には各Ｘ検出電極とコモン電極Ｋ間および各Ｙ検出電極とコモン電極Ｋの間に所定のサンプリング周期の電圧を印加し、個々の静電容量の変位を検出するための制御用ＩＣ５０が設けられている。前記基材シート２１の裏面２１ｄに形成された各Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘには、図示Ｙ２側のそれぞれの端部から前記制御用ＩＣ５０の接続端子まで延びる複数の引き出し部２７が形成されている。複数の引き出し部２７は、それぞれＸ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘと直交する方向へ延びている。

また図４および図５に示すように、基材シート２１の前記表面２１ｅでは、Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙが図示Ｘ２側のそれぞれの端部から延びる複数の引き出し部２９ａを介して、Ｙ検出電極５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙが図示Ｘ１側のそれぞれの端部から延びる複数の引き出し部２９ｂを介して、それぞれ制御用ＩＣ５０に接続されている。前記引き出し部２９ａと前記引き出し部２９ｂは、それぞれＹ検出電極５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙと直交する方向へ延びている。

なお、図５は、基材シート２１の前記表面２１ｅに形成されたＹ検出電極の電極パターンを、前記裏面２１ｄから見た状態を示す平面図であるため、前記表面２１ｅに形成された前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙ、および前記引き出し部２９ａおよび２９ｂは破線で示されるべきものであるが、図５では構造を分かり易くするため、前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙ、および前記引き出し部２９ａおよび２９ｂを実線で示している。

前記座標検出装置２０では、複数のコモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋのうちのいずれか１つ、例えばコモン電極３ｋを基準コモン電極とすると、この基準コモン電極３ｋに隣接する一方の側（例えば右側）に位置するＸ検出電極は４ｘ、他方（左側）に位置するＸ検出電極は３ｘとなる。

図示しない発振手段などを用いて前記Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘに対してパルス状の電圧Ｖinを印加すると、前記基準コモン電極３ｋとＸ検出電極３ｘとの間に所定の静電容量Ｃ１が形成され、前記基準コモン電極３ｋとＸ検出電極４ｘと間に所定の静電容量Ｃ２が形成される。

なお、基準コモン電極３ｋとＸ検出電極３ｘとの間の電極間距離ｄおよび電極間の対向長さ寸法が、基準コモン電極３ｋとＸ検出電極４ｘとの間の電極間距離ｄおよび電極間の対向長さ寸法と等しい場合には、両静電容量はＣ１＝Ｃ２となり、両電極間はバランス調整された状態にある。

この状態から、前記基準コモン電極３ｋが形成された前記表面２１ｅ上に、指など接地状態にあって導電体である導電体４０を接触又は接近させると、前記基準コモン電極３ｋと前記Ｘ検出電極３ｘ、４ｘ間に印加されている電荷が前記導電体４０に誘導されるため、前記静電容量Ｃ１，Ｃ２が減少させられる。このため、前記Ｘ検出電極３ｘ、４ｘからは前記静電容量Ｃ１，Ｃ２の変化に応じた検出電圧Ｖoutが出力される。前記検出電圧Ｖoutは、導電体４０とＸ検出電極との距離が近いほどが小さな電圧値として出力される。すなわち、Ｘ検出電極３ｘ，４ｘから出力される電圧値が最も小さく、それ以外のＸ検出電極１ｘ，２ｘ，５ｘから出力される電圧値は大きいままである。このため、Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘの電圧値を、一定の周期で順次検出することにより、前記表面２１ｅ内における導電体４０のＸ方向の座標位置（前記裏面２１ｄが前記操作領域側に位置するように前記携帯電話機１０に搭載された場合の前記裏面２１ｄ内における前記導電体４０のＸ座標の位置）を決定することが可能となっている。

一方、前記コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋには、コモン対向電極１ｋ２ないし１ｋ８、２ｋ１ないし２ｋ８、３ｋ１ないし３ｋ８、４ｋ１ないし４ｋ８、５ｋ１ないし５ｋ８が形成されており、前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙのそれぞれに対し部分的に平行に対向している。

前記コモン対向電極１ｋ２ないし１ｋ８、２ｋ１ないし２ｋ８、３ｋ１ないし３ｋ８、４ｋ１ないし４ｋ８、５ｋ１ないし５ｋ８のうちのいずれか１つを基準コモン電極とすると、前記基準コモン電極とＹ方向に隣接するＹ検出電極との間にも上記同様の静電容量Ｃ１，Ｃ２がそれぞれ形成されている。よって、Ｘ検出電極の場合と同様に、Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙに所定周期のパルス電圧Ｖinを与えるとともに、前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙから出力される検出電圧Ｖoutを所定の周期で順次検出することにより、前記表面２１ｅ内における導電体４０のＹ方向の座標位置（前記裏面２１ｄが前記操作領域側に位置するように前記携帯電話機１０に搭載された場合の前記裏面２１ｄ内における前記導電体４０のＸ座標の位置）を決定することが可能である。

そして、座標検出装置２０は、このようなＸ方向の座標位置とＹ方向の座標位置を取得することにより、導電体４０の座標情報を携帯電話機１０に入力することが可能となっている。

前記座標検出装置２０では、図５に示すように、それぞれの引き出し部２９ａは、Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙに対してほぼ直角に曲げられて、基材シート２１のＸ１側の側縁２１ｈと平行に延びている。また、複数の引き出し部２９ａは、前記側縁２１ｈ側に形成された配線領域３０で密集配置されている。

それぞれの引き出し部２９ｂは、Ｙ検出電極５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙに対してほぼ直角に曲げられて、基材シート２１のＸ２側の側縁２１ｉと平行に延びている。また、複数の引き出し部２９ｂは、前記側縁２１ｉ側に形成された配線領域３１で密集配置されている。ただし、前記引き出し部２９ａ、２９ｂが前記配線領域３０、３１で密集配置されておらずに、各引き出し部２９ａと各引き出し部２９ｂが前記配線領域３０、３１で間隔を空けて疎らに配置されていても良い。

図４に示すように、それぞれの引き出し部２７、および引き出し部２８は、Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘに対してほぼ直角に曲げられ、前記基材シート２１のＹ２側である前縁２１ｆと平行に延びている。また、複数の引き出し部２７は、前記前縁２１ｆ側に形成された配線領域３２で密集配置されている。ただし、複数の引き出し部２７が前記配線領域３２で密集配置されておらずに、複数の引き出し部２７が前記配線領域３２で間隔を空けて疎らに配置されていても良い。

前記座標検出装置２０では、図２に示すように、前記引き出し部２９ａが形成された前記配線領域３０は、前記導電体４０から離れるように、下方（図２に示すＺ２方向）へ向って変形している。図２に示す実施形態では、前記引き出し部２９ａが形成された前記配線領域３０が、図５に示す前記折り曲げ線３０ａを介して、下方に向かって折り曲げ角度９０度で折り曲げられている。

また前記引き出し部２９ｂが形成された前記配線領域２９ｂも、前記導電体４０から離れるように、下方（図２に示すＺ２方向）へ向って変形している。図２に示す実施形態では、前記引き出し部２９ｂが形成された前記配線領域３１が、図５に示す前記折り曲げ線３１ａを介して、下方に向かって折り曲げ角度９０度で折り曲げられている。

また、図３に示すように、前記引き出し部２７が形成された前記配線領域３２も、前記導電体４０から離れるように、下方（図３に示すＺ２方向）へ向って変形している。図３に示す実施形態では、前記引き出し部２７が形成された前記配線領域３２が、図４に示す前記折り曲げ線３２ａを介して、下方に向かって折り曲げ角度９０度で折り曲げられている。

この実施の形態では、折り曲げ線３０ａ、３１ａ、および折り曲げ線３２ａで囲まれた領域が平面状の操作領域３４であり、この操作領域３４が、前記上部ケース１１Ａの上面１１Ａ２と、前記操作キー１２の表面である前記キートップ１２ａとで構成される前記携帯電話機１０の操作面と平行に対向している。よって、前記折り曲げ線３０ａ、３１ａ、３２ａは、前記配線領域３０、３１、３２と、前記操作領域３４との境界部に設定されていることになる。

図４および図５に示す実施形態では、図４に示すように、前記折り曲げ線３０ａは、前記基材シート２１の前記前縁２１ｆから前記後縁２１ｇに向かって、前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙの前記基材シート２１の前記側縁２１ｈ側の端部と前記引き出し部２９ａとの境界部を通るように形成されている。また、前記折り曲げ線３１ａは、前記基材シート２１の前記前縁２１ｆから前記後縁２１ｇに向かって、前記Ｙ検出電極５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙの前記他方の側縁２１ｉ側の端部と前記引き出し部２９ｂとの境界部を通るように形成されている。また図４に示すように、前記折り曲げ線３２ａは、前記基材シート２１の前記側縁２１ｈから前記側縁２１ｉに向って、前記Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘの前記後縁２１ｆ側の端部と前記引き出し部２７との境界部を通るように形成されている。

図２ないし図５に示す座標検出装置２０では、前記引き出し部２７、２９ａ、２９ｂが密集配置された前記配線領域３０、３１、３２が、前記折り曲げ線３０ａ、３１ａ、３２ａから、前記導電体４０と離れる方向である下方側（図２および図３に示すＺ２方向側）に折り曲げられている。したがって、図２および図３に示すように、操作領域３４に接近する前記導電体４０と、前記引き出し部２７、２９ａ、２９ｂとの距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５を大きくすることができる。したがって、前記導電体４０によって、複数の各引き出し部２７、複数の各引き出し部２９ａ、あるいは複数の各引き出し部２９ｂの電荷を誘導しにくくなり、座標検出の誤動作を防止できる。

図２で、前記引き出し部２９ａ、２９ｂが、下方側に折り曲げられていない状態を一点鎖線で示している。仮に従来の座標検出装置のように、前記基材シート２１が折り曲げられずに平面形状のまま前記携帯電話機１０に搭載されるものとすると、操作面を走査している前記導電体４０と前記引き出し部２９ａとの距離Ｌ３、および前記導電体４０と前記引き出し部２９ｂとの距離Ｌ４が、前記引き出し部２９ａ、２９ｂが下方側に折り曲げられた前記座標検出装置２０の場合の前記距離Ｌ１、Ｌ２よりも短くなる。よって、前記導電体４０によって、複数の前記引き出し部２９ａあるいは、複数の前記引き出し部２９ｂの電荷を誘導するおそれがある。

図６は、前記基材シート２１が折り曲げられていない状態の従来の座標検出装置（図２に一点鎖線で示す構造）において、前記基材シート２１の前記表面２１ｅの上方で、前記導電体４０をＹ座標方向における位置を一定にして、Ｘ１方向からＸ２方向に向かって移動させたときの座標検出出力を示す検出曲線である。図７は、実施の形態の前記座標検出装置２０において、前記基材シート２１の前記表面２１ｅの上方で、前記導電体４０をＹ座標方向における位置を一定にしてＸ１方向からＸ２方向に向かって移動させたときの座標検出出力を示す検出曲線である。

図６および図７に示すグラフでは、横軸が導電体４０のＸ座標の検出位置を示し、縦軸がＹ座標の検出位置を示している。また、図示左側方向が前記基材シート２１の前記側縁２１ｈ側（前記配線領域３０側）に対応し、図示右側方向が前記基材シート２１の前記側縁２１ｉ側（前記配線領域３１側）に対応している。

図６に示すように、従来の座標検出装置では、検出曲線のＸ座標が図示右側および左側で変化している。すなわち、図示左側である前記配線領域３０側、および図示右側である前記配線領域３１側では、Ｙ座標を一定にして前記導電体４０が移動しているにも拘らず、前記導電体４０がＹ方向へ移動したかのように誤って検出してしまう。

これは、前記導電体４０と前記配線領域３０との距離Ｌ３が小さいため、前記導電体４０が、前記引き出し部２９ａ、２９ｂに近づくと、前記それぞれの引き出し部２９ａのうち複数と同時に接触または接近し易くなってしまうため、引き出し部２９ａの電荷が変化し、その結果、導電体４０から離れた位置にあるＹ検出電極が誤検出を起こすからである。

したがって、従来の構造の座標検出装置では、前記導電体４０の実際のＹ座標と検出座標位置とのリニアリティがとれる領域は、図６に示すように実際の操作領域３４の幅寸法よりも狭い範囲Ｗ１となる。

これに対して前記座標検出装置２０では、図７に示すように、検出曲線が図示右側から左側にかけて一定である。図示左側である引き出し部２９ａ側、および図示右側である前記引き出し部２９ｂ側でも、前記導電体４０の検出座標はＹ座標が一定となって出力されている。

これは、前記引き出し部２９ａ、２９ｂが密集配置された前記配線領域３０、３１が、前記折り曲げ線３０ａ、３１ａから、前記導電体４０から離れる方向である下方側（図２および図３に示すＺ２方向側）に折り曲げられていることから、前記導電体４０と前記引き出し部２９ａ、２９ｂ、との距離Ｌ１、Ｌ２を大きくすることができる。したがって、前記導電体４０が、が複数の各引き出し部２９ａ、あるいは複数の各引き出し部２９ｂに影響を与えることがないからである。

そのため、前記座標検出装置２０では、前記導電体４０のＹ座標と検出座標位置とのリニアリティがとれる領域は、実際の操作領域３４の領域と同じ範囲Ｗ２となる。

図１に示す実施形態では、前記座標検出装置２０は携帯電話機１０に搭載されるが、携帯電話機１０では近年非常に小型化が進んでいるため、前記操作部１１も非常に小型化されている。したがって、前記座標検出装置２０の前記基材シート２１の面積も小さなものが要求される。しかし、従来の構造の座標検出装置では、リニアリティのとれる面積（高精度での検出が可能な領域）の割合が小さなことから、リニアリティのとれる領域のみを操作領域とすると、導電体４０が接触または接近する操作領域も非常に狭いものとなってしまう。

一方、前記配線領域３０、３１を操作領域から大きく離れた位置に形成すると、前記基材シート２１の前記表面２１ｅの面積を大きくしなければならないため、小型化された前記操作部１１に搭載することが困難になってしまう。

これに対し、前記座標検出装置２０では、リニアリティのとれる面積（高精度での検出が可能な領域）の割合が大きいことから、前記基材シート２１の面積を小さくしても導電体４０が接触または接近する操作領域を広くすることができる。

したがって、前記座標検出装置２０では、小型化された近年の携帯電話機１０に搭載することに特に適したものとすることが可能である。

以上、前記配線領域３０および３１と、前記Ｙ検出電極３ｙを例にして、前記座標検出装置２０の効果について説明したが、他の前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙについても同様である。

なお、基材シート２１に形成された前記配線領域３０、３１，３２の位置が限定されるものではない。また、図４および図５に示す実施形態では、前記引き出し部２７と２８とが前記配線領域３２に形成されているが、前記引き出し部２７と２８とが異なる配線領域に形成されていても良い。

また、図４および図５に示す実施形態では、３つの引き出し部２７、２９ａ、２９ｂの全てが導電体４０から離れる方向に折り曲げられているが、３つの引き出し部２７、２９ａ、２９ｂのうちの少なくとも１つが折り曲げられていれば、高精度での検出が可能な領域を大きくすることができる。

なお、本発明の前記座標検出装置２０では、前記折り曲げ角度が限定されるものではなく、前記折り曲げ角度を９０度未満で構成したり、あるいは９０度より大きく構成しても良い。ただし、前記折り曲げ角度を９０度で構成すると、前記導電体４０と前記引き出し部２７、２９ａ、２９ｂとの前記距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５を大きくすることができるため、好ましい。

また、図２および図３に示す実施の形態では、引き出し部２７、２９ａ、２９ｂを有する前記配線領域３０、３１、３２が、それぞれ前記折り曲げ線３０ａ、３１ａ、３２ａを介して、下方に向かって折り曲げられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば引き出し部２７、２９ａ、２９ｂを有する前記配線領域３０、３１、３２が下方に向かって湾曲しているように構成しても良い。

なお、前記説明では、情報端末機器として携帯電話機１０を例にして説明したが、本発明の前記座標検出装置２０では、例えばパーソナルコンピュータなどの携帯電話機１０以外の情報端末機器に搭載されるものであっても良い。

以上説明したように、前記座標検出装置２０では、従来の構造の座標検出装置に比較して、高精度での検出が可能な検出領域の面積を大きくすることができるものであり、情報端末機器への実装効率を大きくすることができるものであり、特に小型化された前記携帯電話機１０への搭載に適したものである。

本発明の座標検出装置が搭載される情報端末機器としての携帯電話機を示す平面図、 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、 本発明の実施の形態である座標検出装置を構成する基材シートと電極パターンを裏面から示す平面図、 図４の基材シートの表面に形成されたＹ検出電極の電極パターンを前記裏面から見た状態を示す透視平面図、 従来の座標検出装置の検出曲線を示すグラフ、 図４に示す本発明の座標検出装置の検出曲線を示すグラフ、 従来の座標検出装置を構成する基材シートと電極パターンを裏面から示す平面図、

符号の説明

１０ 携帯電話機
１１ 操作部
１１Ａ２ 上面
１２ 操作キー
１２ａ キートップ
１３ 回路基板
１５ 電子部品
２０ 座標検出装置
２１ 基材シート
２１ｄ 裏面
２１ｅ 表面
２１ｆ 前縁
２１ｇ 後縁
２１ｈ 一方の側縁
２１ｉ 他方の側縁
２７，２８，２９ａ，２９ｂ 引き出し部
３０，３１，３２ 配線領域
３０ａ，３１ａ，３２ａ 折り曲げ線
３４ 操作領域
４０ 導電体
Ｋ，１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋ コモン電極
１ｋ１〜１ｋ８ コモン電極１ｋに設けられ且つＸ方向に延びるコモン対向電極
２ｋ１〜２ｋ８ コモン電極２ｋに設けられ且つＸ方向に延びるコモン対向電極
３ｋ１〜３ｋ８ コモン電極３ｋに設けられ且つＸ方向に延びるコモン対向電極
４ｋ１〜４ｋ８ コモン電極４ｋに設けられ且つＸ方向に延びるコモン対向電極
５ｋ１〜５ｋ８ コモン電極５ｋに設けられ且つＸ方向に延びるコモン対向電極
１ｋａ〜１ｋｄ コモン電極１ｋに設けられ且つＹ方向に延びるコモン対向電極
５ｋａ〜５ｋｄ コモン電極５ｋに設けられ且つＹ方向に延びるコモン対向電極
１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘ Ｘ検出電極（Ｙ方向に延びる電極）
１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙ Ｙ検出電極（Ｘ方向に延びる電極）

Claims (3)

1. 絶縁材料で形成され導電体が接触しまたは接近する操作側の表面およびこれと逆側の裏面を有する可撓性の基板と、前記表面または裏面上に位置し一方向へ向けて平行に延びる複数の検出電極と、前記表面または裏面上に位置して前記検出電極と間隔を空けて対向し前記検出電極との間で静電容量が形成される対向電極とを有し、前記表面に導電体が接触しまたは接近したときの前記検出電極と前記対向電極との間の電荷の変化が検出される座標検出装置において、
   前記基板は、前記検出電極と前記対向電極が位置する平面状の操作領域と、前記検出電極と連続する引き出し部が位置する配線領域とを有し、前記配線領域では、前記引き出し部が、前記検出電極の延びる方向に対し交叉する方向に延びており、前記操作領域と前記配線領域との境界部に設定された折り曲げ線を介して、前記可撓性基板が折り曲げられて、前記引き出し部が前記表面に接触する前記導電体から離れていることを特徴とする座標検出装置。
2. 前記基板は、前記操作領域のＸ方向側に隣接する前記配線領域と、Ｘ方向と直交するＹ方向側で前記操作領域に隣接する前記配線領域とを有しており、少なくとも一方の配線領域が前記操作領域から折り曲げられている請求項１記載の座標検出装置。
3. 前記操作領域に対する前記配線領域の折り曲げ角度が９０度である請求項１または２記載の座標検出装置。

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