JP4821545B2 - Electromagnetic induction type touch panel and liquid crystal display device including the same - Google Patents
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Description
この発明は、電磁誘導型タッチパネル及びそれを備えた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic induction type touch panel and a liquid crystal display device including the same.
電磁誘導型タッチパネルは、タッチ面の複数のタッチ領域を選択的にタッチするためのタッチ入力用電磁ペンと、前記タッチ面の後側に配置され、前記タッチ面の複数のタッチ領域にそれぞれ対応させて、前記電磁ペンからの磁場を受けて誘導電流を発生する複数のセンサが設けられたタッチ領域検出用センサ基板とにより構成されている(特許文献1参照)。 The electromagnetic induction type touch panel is disposed on the back side of the touch surface and a touch input electromagnetic pen for selectively touching a plurality of touch regions on the touch surface, and corresponds to the plurality of touch regions on the touch surface, respectively. And a touch area detection sensor substrate provided with a plurality of sensors that generate an induced current in response to a magnetic field from the electromagnetic pen (see Patent Document 1).
この電磁誘導型タッチパネルは、磁場を利用するものであり、磁場は、液晶表示素子をその表示に影響を及ぼすこと無く通過するため、前記液晶表示素子の観察側の面を前記電磁ペンによるタッチ面とし、前記センサパネルを、前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置することが可能である。
しかし、従来の電磁誘導型タッチパネルは、タッチ面に電磁ペンをある程度以上近付けると、前記センサ基板のセンサが前記電磁ペンからの磁場を受けて誘導電流を発生するため、タッチ領域の誤検出を生じるおそれがある。 However, in the conventional electromagnetic induction type touch panel, when the electromagnetic pen is brought closer to the touch surface to some extent, the sensor on the sensor substrate receives the magnetic field from the electromagnetic pen and generates an induced current, which causes erroneous detection of the touch area. There is a fear.
この発明は、誤検出を生じることの無い、信頼性の高いタッチ領域検出を行なうことができる電磁誘導型タッチパネル及び前記電磁誘導型タッチパネルを備えた液晶表示装置を提供することを目的としたものである。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic induction type touch panel capable of performing highly reliable touch area detection without causing erroneous detection, and a liquid crystal display device including the electromagnetic induction type touch panel. is there.
この発明の電磁誘導型タッチパネルは、
予め定めた複数のタッチ領域を有するタッチ面と、
ペン胴体と、前記ペン胴体内にその長さ方向に移動可能に設けられ、先端に前記タッチ面をタッチするためのペン先部を有し、ばね力により前記ペン先部が前記ペン胴体の先端から突出する方向に押圧され、前記タッチ面への前記ペン先部の押付けにより前記ペン胴体内方向に押込まれる可動部材と、前記ペン胴体内の先端付近に設けられた磁場発生コイルと、前記ペン胴体内に設けられ、前記可動部材の押込み量に応じて、前記磁場発生コイルに互いに異なる電流値の励磁電流を選択的に供給する駆動部とからなるタッチ入力用電磁ペンと、
前記タッチ面の後側に配置され、前記タッチ面に対向する面に、前記複数のタッチ領域にそれぞれ対応させて、前記電磁ペンからの磁場を受けて誘導電流を発生する複数のセンサが設けられたタッチ領域検出用センサ基板と、
を備えることを特徴とする。
The electromagnetic induction type touch panel of the present invention is
A touch surface having a plurality of predetermined touch areas;
A pen body, and a pen body which is provided in the pen body so as to be movable in a length direction thereof, and has a pen point part for touching the touch surface at a tip, and the pen point part is a tip of the pen body by a spring force. A movable member that is pressed in a direction projecting from the touch surface and is pushed toward the pen body by pressing the pen tip against the touch surface, a magnetic field generating coil provided near the tip of the pen body, An electromagnetic pen for touch input, which is provided in a pen body and includes a drive unit that selectively supplies excitation currents having different current values to the magnetic field generation coil according to the amount of pressing of the movable member;
A plurality of sensors that are arranged on the rear side of the touch surface and that are opposed to the touch surface and that generate an induced current by receiving a magnetic field from the electromagnetic pen are provided corresponding to the plurality of touch areas, respectively. Touch area detection sensor substrate,
It is characterized by providing.
また、この発明の電磁誘導型タッチパネルを備えた液晶表示装置は、
光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列された画面エリアを有し、画像表示と、前記画面エリア内の予め定めた複数のタッチ領域にそれぞれタッチ入力キーを表示するキー表示とを行なう液晶表示素子と、
ペン胴体と、前記ペン胴体内にその長さ方向に移動可能に設けられ、先端に、前記液晶表示素子の観察側の面からなるタッチ面をタッチするためのペン先部を有し、ばね力により前記ペン先部が前記ペン胴体の先端から突出する方向に押圧され、前記タッチ面への前記ペン先部の押付けにより前記ペン胴体内方向に押込まれる可動部材と、前記ペン胴体内の先端付近に設けられた磁場発生コイルと、前記ペン胴体内に設けられ、前記可動部材の押込み量に応じて、前記磁場発生コイルに互いに異なる電流値の励磁電流を選択的に供給する駆動部とからなるタッチ入力用電磁ペンと、
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子に対向する面に、前記複数のタッチ領域にそれぞれ対応させて、前記電磁ペンからの磁場を受けて誘導電流を発生する複数のセンサが設けられたタッチ領域検出用センサ基板と、
を備えることを特徴とする。
Moreover, the liquid crystal display device provided with the electromagnetic induction type touch panel of the present invention is
A screen area in which a plurality of pixels for controlling light transmission are arranged in a matrix form, an image display, and a key display for displaying touch input keys in a plurality of predetermined touch areas in the screen area, respectively. A liquid crystal display element to perform;
A pen body, a pen body which is provided in the pen body so as to be movable in the length direction thereof, and has a pen tip part for touching a touch surface formed by a surface on the observation side of the liquid crystal display element at the tip, and a spring force The pen tip portion is pressed in a direction protruding from the tip of the pen barrel, and a movable member that is pushed toward the pen barrel by pressing the pen tip against the touch surface, and a tip in the pen barrel A magnetic field generating coil provided in the vicinity, and a drive unit that is provided in the pen body and selectively supplies excitation currents having different current values to the magnetic field generating coil according to the amount of pressing of the movable member. An electromagnetic pen for touch input,
The liquid crystal display element is disposed on the opposite side to the viewing side, and an induced current is generated by receiving a magnetic field from the electromagnetic pen on a surface facing the liquid crystal display element, corresponding to each of the plurality of touch areas. A sensor substrate for detecting a touch area provided with a plurality of sensors;
It is characterized by providing.
この発明の電磁誘導型タッチパネル及び前記電磁誘導型タッチパネルを備えた液晶表示装置は、上記のような構成であるため、誤検出を生じることの無い、信頼性の高いタッチ領域検出を行なうことができる。 Since the electromagnetic induction touch panel and the liquid crystal display device including the electromagnetic induction touch panel according to the present invention have the above-described configuration, it is possible to perform highly reliable touch area detection without causing erroneous detection. .
図1〜図11はこの発明の一実施例を示しており、図1は、電磁誘導型タッチパネルを備えた液晶表示装置の分解斜視図である。 1 to 11 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device provided with an electromagnetic induction type touch panel.
この液晶表示装置は、光の透過を制御する複数の画素(図示せず)がマトリックス状に配列された画面エリア7を有し、画像表示と、前記画面エリア7内の予め定めた複数のタッチ領域8にそれぞれタッチ入力キーを表示するキー表示とを行なう液晶表示素子1と、前記液晶表示素子1の観察側(図1において上側)とは反対側に配置され、前記液晶表示素子1に向けて照明光を照射する面光源9と、前記液晶表示素子1の観察側の面をタッチ面1aとした電磁誘導型タッチパネルを構成するためのタッチ入力用電磁ペン15及びタッチ領域検出用センサ基板38とを備えている。
This liquid crystal display device has a
前記液晶表示素子1は、例えばTFT(薄膜トランジスタ)を能動素子とした透過型のアクティブマトリックス液晶表示素子であり、その断面構造は図示しないが、枠状のシール材4を介して接合された観察側とその反対側の一対の透明基板2,3間の前記シール材4で囲まれた領域に液晶層が封入され、前記一対の基板2,3の対向する内面の一方、例えば反対側の基板3の内面に、マトリックス状に配列させて形成された複数の透明な画素電極と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数のTFTと、各行のTFTにゲート信号を供給する複数の走査線と、各行のTFTにデータ信号を供給する複数の信号線とが設けられ、他方向基板、つまり観察側基板2の内面に、前記複数の画素電極の配列領域の全域に対応する一枚膜状の透明な対向電極と、前記複数の画素電極と前記対向電極とが互いに対向する領域からなる複数の画素にそれぞれ対応させて形成された赤、緑、青の3色のカラーフィルタとが設けられ、前記一対の基板2,3の外面にそれぞれ偏光板5,6が配置された構成となっている。
The liquid crystal display element 1 is a transmissive active matrix liquid crystal display element using, for example, a TFT (thin film transistor) as an active element, and its cross-sectional structure is not shown, but the observation side joined via a frame-shaped sealing material 4 A liquid crystal layer is enclosed in a region surrounded by the sealing material 4 between the pair of
この液晶表示素子1は、前記液晶層の液晶分子をツイスト配向させたTNまたはSTN型、液晶分子を基板2,3面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子をツイストさせることなく基板2,3面に対して実質的に平行に配向させた水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型のいずれか、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示素子であり、前記一対の偏光板5,6は、それぞれの透過軸の向きを、良好なコントラストが得られるように設定して配置されている。
The liquid crystal display element 1 includes a TN or STN type in which the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are twist-aligned, a vertical alignment type in which the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the surfaces of the
なお、この実施例の液晶表示素子1は、一対の基板2,3の内面それぞれに設けられた電極間に電界を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させるものであるが、液晶表示素子1は、一対の基板のいずれか一方の内面に複数の画素を形成する例えば櫛状の第1と第2の電極を設け、これらの電極間に横電界(基板面に沿う方向の電界)を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。
In the liquid crystal display element 1 of this embodiment, an electric field is generated between the electrodes provided on the inner surfaces of the pair of
前記液晶表示素子1は、図示しない表示駆動回路により駆動され、常時は、前記画面エリア7の全域に画像を表示し、前記電磁誘導型タッチパネルによるタッチ入力を行なうときに、前記画面エリア7内の行方向及び列方向に配列した予め定めた複数のタッチ領域8にそれぞれタッチ入力キーを表示する。
The liquid crystal display element 1 is driven by a display driving circuit (not shown), and normally displays an image over the
なお、前記複数のタッチ領域8はそれぞれ、例えば縦横の幅が5〜15mmの正方形状または矩形状領域であり、前記液晶表示素子1は、前記複数のタッチ入力キーのキー形状及びキーの種類を示す数字や記号等(図示せず)を、前記タッチ領域8にそれぞれ対応する数十ずつの画素群により表示する。
Each of the plurality of
また、前記面光源9は、前記液晶表示素子1の少なくとも画面エリアに対向する面積を有する板状の透明部材からなり、その一端面に光を入射させる入射端面11が形成され、前記液晶表示素子1に対向する一方の板面に前記入射端面11から入射した光の出射面12が形成され、他方の板面に前記入射端面11から入射した光を前記出射面12に向けて反射する反射面が形成された導光板10と、前記導光板10の入射端面11に対向させて配置されたLED(発光ダイオード)等の複数の発光素子14とにより構成されている。
The
次に、電磁誘導型タッチパネルについて説明すると、この電磁誘導型タッチパネルは、前記液晶表示素子1の観察側の面(観察側偏光板5の外面)からなるタッチ面1aと、前記液晶表示素子1のタッチ面1aのうちの複数のタッチ領域8を選択的にタッチし、そのタッチ領域8に対して磁場を与えるための電磁ペン15と、前記液晶表示素子1の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子1に対向する面に、前記液晶表示素子1の複数のタッチ領域にそれぞれ対応させて、前記電磁ペン15により与えられ、前記液晶表示素子1を通過した前記磁場を受けて誘導電流を発生する複数のセンサ40が設けられたタッチ領域検出用センサ基板38とにより構成されている。
Next, the electromagnetic induction type touch panel will be described. The electromagnetic induction type touch panel includes a
なお、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示素子1の観察側とは反対側に前記面光源9を配置したものであり、前記センサ基板38は、前記面光源9からの照射光を遮らないように、前記面光源9の後側(前記液晶表示素子1に対向する側とは反対側)に配置されている。
In the liquid crystal display device of this embodiment, the
図2は前記電磁ペン15の断面図であり、この電磁ペン15は、筒状部材からなるペン胴体16と、前記ペン胴体16内にその長さ方向に移動可能に設けられ、先端に前記タッチ面1aをタッチするための逆円錐形状のペン先部18を有し、ばね力により前記ペン先部18が前記ペン胴体16の先端から突出する方向に押圧され、前記タッチ面1aへの前記ペン先部18の押付けにより前記ペン胴体16内方向に押込まれる可動部材17と、前記ペン胴体16内の先端付近に設けられた磁場発生コイル19と、前記ペン胴体16内に設けられ、前記可動部材17の押込みによりオンされて前記磁場発生コイル19に励磁電流を供給する駆動部20とからなっている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
前記可動部材17は、例えば、前記ペン胴体16内の中心部に前記ペン胴体16の長さ方向と平行に設けられた丸棒状の軸部材からなっており(以下、この可動部材を可動軸という)、磁場発生コイル19は、前記可動軸17の先端側に前記ペン先部18に近接させて形成されたコイル巻き部17aに巻付けられている。
The
また、前記駆動部20は、前記ペン胴体16内の後端側に設けられたスイッチボックス23と、このスイッチボックス23の後面に配置された第1と第2の一対の釦型電池27a,27bと、前記スイッチボックス23よりも前記ペン胴体16の後端側に配置された交流電流発生回路31とからなっている。
The
図3は前記電磁ペン15の駆動部配置側の拡大断面図、図4は図3のIV−IV線に沿う断面図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the
図3及び図4のように、前記スイッチボックス23は、樹脂成形品からなっており、その中心部に、前記可動軸17の後端側をその軸方向に摺動可能に挿入させるための円形な断面形状の貫通孔23aが設けられるとともに、内部に、前記貫通孔23aに一致する円形な孔部を有する金属板からなる第1と第2の固定接点部材25,26が、前記可動軸17の摺動方向に予め定めた間隔を設けて固定状態で配置されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
このスイッチボックス23は、前記ペン胴体16内の後端側に、前記貫通孔23aを前記ペン胴体16の中心に一致させて配置され、図示しないビス等により前記ペン胴体16に固定されている。
The
一方、前記可動軸17の後端には、この可動軸17と一緒に前記スイッチボックス23の貫通孔23a内を摺動し、外周面において前記第1と第2の固定接点部材25,26の孔部の周面に選択的に接触する円形金属板からなる可動接点部材21が固定されている。
On the other hand, the rear end of the
そして、前記可動軸17は、前記ペン胴体16内に、前記ペン先部18を前記ペン胴体16の先端から突出させるとともに、可動軸17の後端側を前記スイッチボックス23の貫通孔23aに挿入して配置され、前記ペン先部18の可動軸17側の端部(逆円錐形状の基部)の外周面を前記ペン胴体16の先端側の内周面により案内され、可動軸17の後端側を前記スイッチボックス23の貫通孔23aにより案内されて軸方向に移動するように設けられている。
The
さらに、前記可動軸17の後端側には、前記スイッチボックス23の後面とは反対側の面に対向するばね受け板22が固定されており、前記可動軸17は、前記受け板22と前記スイッチボックス23との間に介在されたコイルばね24のばね力により前記ペン先部18が前記ペン胴体16の先端から突出する方向に押圧され、前記液晶表示素子1のタッチ面1aへの前記ペン先部18の押付けにより前記ペン胴体16内方向に押込まれる。
Further, a
なお、この実施例では、前記可動軸17の受け板22と前記スイッチボックス23との間に、前記可動軸17を挟んで互いに対応する2つの位置にそれぞれ配置された2つのコイルばね24を介在させているが、前記可動軸17の受け板22と前記スイッチボックス23との間に、前記可動軸17よりも大きい巻き径の1つのコイルばねを前記可動軸17に遊嵌させて介在させ、その1つのコイルばねにより前記可動軸17を前記ペン先部18が前記ペン胴体16の先端から突出する方向に押圧するようにしてもよい。
In this embodiment, two
また、図では省略しているが、前記ペン胴体16内には、前記可動軸17の先端方向と後端方向への両方の移動限を規制するストッパ設けられており、前記可動軸17のペン先部18は、前記コイルばね24のばね力により、図2に示した突出限位置aまで突出し、前記タッチ面1aへの押付け力により、図2に示した押込み限位置bまで後退する。
Although not shown in the drawing, a stopper for restricting the movement limit of the
そして、前記可動軸17の後端の可動接点部材21は、前記可動軸17のペン先部18が前記突出限位置aに突出したときに、図3のように前記第1と第2の固定接点部材25,26の両方から離れ、前記タッチ面1aへの前記ペン先部18の押付けによる前記可動軸17のペン胴体16内方向への押込みにともなって、前記第1の固定接点部材25と第2の固定接点部材26に順次接触するように位置決めして設けられている。
The
図5は、前記電磁ペン15の駆動部配置側の可動軸17が途中まで押込まれたときの拡大断面図、図6は、前記駆動部配置側の前記可動軸17が押込み限まで押込まれたときの拡大断面図であり、前記可動接点部材21は、前記液晶表示素子1のタッチ面1aへの前記ペン先部18の押付けによる前記可動軸17のペン胴体16内方向への押込みにともなって、まず図5のように前記第1の固定接点部材25に接触し、さらに前記可動軸17が前記押込み限まで押込まれるのにともなって、前記第1の固定接点部材25から離れて第2の固定接点部材26に接触する。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view when the
また、前記スイッチボックス23の後面には、前記一対の釦型電池27a,27bの一方の面の電極、例えば+極に接触する第1と第2の一対の+極電池端子28a,28bが設けられており、前記一対の釦型電池27a,27bはそれぞれ、前記一対の+極電池端子28a,28bの上に、その+極を前記+極電池端子28a,28bに接触させて配置され、前記スイッチボックス23の後面にビス30等により固定されて前記釦型電池27a,27bの他方の面の電極、つまり−極に接触する第1と第2の一対の−極電池端子29a,29bにより押え固定されている。
Further, on the rear surface of the
前記第1の+極電池端子28aと前記第2の−極電池端子29bは、図示しない接続線により電気的に接続されており、さらに、前記第1の+極電池端子28aは、接続線32により前記第1の固定接点部材25に接続されている。
The first
また、前記第2の+極電池端子28bは、接続線33により前記第2の固定接点部材26に接続されており、前記第1の−極電池端子29aは、接続線34により前記第1の固定接点部材25に接続されている。
The second
一方、前記交流電流発生回路31は、その構成は図示しないが、2つの入力端子と2つの出力端子とを備えており、前記2つの入力端子間に電圧を供給され、その電圧値に対応した強さの交流電流、つまり前記磁場発生コイル19に磁場を発生させるための励磁電流を発生し、その励磁電流を前記2つの出力端子から前記磁場発生コイル19に供給する。
On the other hand, the AC
そして、前記第1の−極電池端子29aは、接続線35により前記交流電流発生回路31の一方の入力端子に接続され、前記可動軸17の後端の可動接点部材21は、接続線36により前記交流電流発生回路31の他方の入力端子に接続されており、前記交流電流発生回路31の2つの出力端子は、接続線37a,37bにより前記可動軸17の先端側に設けられた前記磁場発生コイル19の両端にそれぞれ接続されている。
The first
前記電磁ペン15は、上記のような構成の駆動部20を備えているため、前記液晶表示素子1のタッチ面1aを前記ペン先部18によりタッチしないときは、前記駆動部20がオフ状態にあり、したがって前記駆動部20から前記磁場発生コイル19に励磁電流が供給されることはない。
Since the
一方、前記タッチ面1aに前記ペン先部18をある程度の押付け力で押付けると、前記可動接点部材21と第1の固定接点部材25との接触により前記駆動部20がオンされ、この駆動部20から前記磁場発生コイル19に励磁電流が供給され、前記タッチ面1aに前記ペン先部18をさらに強く押付けると、前記可動接点部材21が第2の固定接点部材26に接触し、前記駆動部20から前記磁場発生コイル19に、さらに大きな励磁電流が供給される。
On the other hand, when the
すなわち、図7は、前記電磁ペン15の可動軸17が突出限まで突出されたときの回路図であり、このときは、前記可動軸17の後端の可動接点部材21が前記第1と第2の固定接点部材25,26のいずれにも接触しないため、前記交流流発生回路31に電池電圧が供給されず、したがって、前記交流電流発生回路31から前記磁場発生コイル19に励磁電流が供給されることはない。
That is, FIG. 7 is a circuit diagram when the
図8は、前記電磁ペン15の可動軸17が途中(可動接点部材21が第1の固定接点部材25に接触する位置)まで押込まれたときの回路図であり、このときは、前記可動接点部材21と前記第1の固定接点部材25との接触により、前記第1の釦型電池27aの電圧が前記交流電流発生回路31の2つの入力端子間に供給され、前記交流電流発生回路31から前記磁場発生コイル19に、前記第1の釦型電池27aの電圧に対応した値の第1の励磁電流が供給される。
FIG. 8 is a circuit diagram when the
また、図9は、前記電磁ペン15の可動軸17が押込み限(可動接点部材21が第2の固定接点部材26に接触する位置)まで押込まれたときの回路図であり、このときは、前記可動接点部材21と前記第2の固定接点部材26との接触により、前記第1の釦型電池27aと第2の釦型電池27bとが直列に接続され、その2つの電池27a,27bの電圧が重畳した高い電圧が前記交流電流発生回路31の2つの入力端子間に供給されるため、前記交流電流発生回路31から前記磁場発生コイル19に、前記第1の励磁電流よりも大きい電流値の第2の励磁電流が供給される。
FIG. 9 is a circuit diagram when the
したがって、前記磁場発生コイル19は、前記タッチ面1aを前記ペン先部18によりタッチしないときは磁場を発生せず、前記タッチ面1aに前記ペン先部18をある程度の押付け力で押付けたときに、前記交流電流発生回路31から前記第1の励磁電流が供給されて、その励磁電流に対応した強さの磁場を発生し、前記タッチ面1aに前記ペン先部18をさらに強く押付けたときに、前記交流電流発生回路31から前記第1の励磁電流よりも大きい第2の励磁電流が供給されて、前記第1の励磁電流による磁場よりも強い磁場を発生する。
Accordingly, the magnetic
次に、前記タッチ領域検出用センサ基板38について説明する。図10は前記センサ基板38の平面図、図11は前記センサ基板38の1つのセンサ部の拡大断面図である。
Next, the touch area
このセンサ基板38は、絶縁性の板部材からなる基板本体39の前記液晶表示素子1に対向する面に、前記電磁ペン15により与えられ、前記液晶表示素子1及び前記面光源9の導光板10を通過した磁場を受けて誘導電流を発生する複数のセンサ40を、前記液晶表示素子1の複数のタッチ領域8毎にそれぞれ対応させて、行方向及び列方向に配列させて設けたものであり、この実施例のセンサ基板38の複数のセンサ40はそれぞれ、前記基板本体39面に、前記タッチ領域8に対応する領域の中心部付近から外周付近にわたって実質的に四角形または円形の渦巻形状(図では四角形の渦巻形状)に形成された導電膜41からなっている。
The
また、前記基板本体39のセンサ形成面の周縁部には、任意の箇所に設けられた1つの接地端子42と、前記行方向の一端側の縁部に、各センサ行毎に対応させて設けられた複数の行方向出力端子43と、前記列行方向の一端側の縁部に、各センサ列毎に対応させて設けられた複数の列方向出力端子44とが形成されており、前記基板本体39面に形成された前記複数のセンサ40の一端(渦巻の中心側の端部)は、前記基板本体39のセンサ形成面とは反対面に形成された接地配線42aを介して前記1つの接地端子42に接続され、前記複数のセンサ40の他端(渦巻の外周側の端部)は、各行毎及び各列毎に、前記基板本体39のセンサ形成面に形成された各行毎の行方向出力配線43a及び各列毎の列方向出力配線44aを介して、前記複数の行方向出力端子43と前記複数の列方向出力端子44とにそれぞれ接続されている。
Further, on the peripheral portion of the sensor formation surface of the
なお、前記基板本体39のセンサ形成面とは反対面に形成された前記接地配線42aは、前記基板本体39を貫通して設けられたスルーホール部において前記複数のセンサ40の前記渦巻の中心側の端部及び前記接地端子42に接続されている。
The
そして、前記センサ基板38の前記接地端子42は、図示しない接地電位に接続され、前記複数の行方向出力端子43と前記複数の列方向出力端子44は、前記複数の行方向出力端子43からの出力と、前記複数の列方向出力端子44からの出力とに基づいて、前記電磁ペン15によるタッチ領域、つまりタッチされた入力キーを判定する図示しない入力キー判定回路に接続されている。
The
この液晶表示装置は、前記電磁誘導型タッチパネルを、ペン胴体16と、前記ペン胴体16内にその長さ方向に移動可能に設けられ、先端に、前記液晶表示素子1の観察側の面からなるタッチ面1aをタッチするためのペン先部18を有し、ばね力により前記ペン先部18が前記ペン胴体16の先端から突出する方向に押圧され、前記タッチ面1aへの前記ペン先部18の押付けにより前記ペン胴体16内方向に押込まれる可動軸17と、前記ペン胴体16内の先端付近に設けられた磁場発生コイル19と、前記ペン胴体16内に設けられ、前記可動軸17の押込みにより前記磁場発生コイル19に励磁電流を供給する駆動部20とからなるタッチ入力用電磁ペン15と、前記液晶表示素子1の観察側とは反対側(この実施例では面光源9の後側)に配置され、前記液晶表示素子1に対向する面に、前記液晶表示素子1の複数のタッチ領域8にそれぞれ対応させて、前記電磁ペン15からの磁場を受けて誘導電流を発生する複数のセンサ40が設けられたタッチ領域検出用センサ基板38とにより構成しているため、前記電磁誘導型タッチパネルに、誤検出を生じることの無い、信頼性の高いタッチ領域検出を行なわせることができる。
In this liquid crystal display device, the electromagnetic induction type touch panel is provided so as to be movable in the length direction in the
すなわち、この液晶表示装置は、前記電磁誘導型タッチパネルを構成する電磁ペン15に、ばね力によりペン先部18がペン胴体16の先端から突出する方向に押圧され、タッチ面1aへの前記ペン先部18の押付けにより前記ペン胴体16内方向に押込まれる可動軸17と、前記可動軸17の押込みによりオンされて、前記ペン胴体16内の先端付近に設けられた磁場発生コイル19に励磁電流を供給する駆動部20とを備えさせているため、前記タッチ面1aを前記電磁ペン15のペン先部18によりタッチしないときは、前記磁場発生コイル19は磁場を発生せず、したがって、従来の電磁誘導型タッチパネルのように、タッチ面に電磁ペンをある程度以上近付けたときに、センサ基板のセンサが前記電磁ペンからの磁場を受けて誘導電流を発生し、タッチ領域の誤検出を生じることはない。
That is, in the liquid crystal display device, the
しかも、この実施例では、前記電磁ペン15の駆動部20を、第1と第2の釦型電池27a,27bと、第1と第2の固定接点部材25,26と、前記可動軸17のペン胴体16内方向への押込みにともなって、前記第1の固定接点部材25と第2の固定接点部材26に順次接触する可動接点部材21とを備え、前記タッチ面1aに前記ペン先部18をある程度の押付け力で押付けたときに、交流電流発生回路31から前記磁場発生コイル19に、前記第1の釦型電池27aの電圧に対応した第1の励磁電流を供給して、その第1の励磁電圧に対応した強さの磁場を発生させ、前記タッチ面1aに前記ペン先部18をさらに強く押付けたときに、交流電流発生回路31から前記磁場発生コイル19に、前記第1と第2の2つの釦型電池27a,27bの電圧が重畳した強い電圧に対応した第2の励磁電流を供給して、その第2の励磁電流に対応した、前記第1の励磁電圧による磁場よりも強い磁場を発生させることができる。
In addition, in this embodiment, the
そして、前記センサ基板38の複数のセンサ40は、前記電磁ペン15からの磁場の強さに対応した誘導電流を発生するため、前記センサ基板38の各出力端子43,44から、前記タッチ面1aに対する前記電磁ペン15のペン先部18の押付け力に対応した2つの値の電流信号を前記入力キー判定回路に出力することができる。
The plurality of
そのため、この液晶表示装置は、その複数のタッチ領域8にそれぞれ、2種類のタッチ入力キーを表示させ、その2種類のタッチ入力キーの一方を前記電磁ペン15のペン先部18の押付け力によって選択させるタッチ入力を行なったり、ペン先部18の押付け力に対応させて前記タッチ入力キーの表示色及び数字や記号等の線の太さを変化させたりすることができる。
Therefore, this liquid crystal display device displays two types of touch input keys on each of the plurality of
なお、上記実施例の電磁誘導型タッチパネルは、前記電磁ペン15の駆動部20を、2つの値の励磁電流を、前記可動軸17の押込み量に対応して選択的に前記磁場発生コイル19に供給するようにしたものであるが、前記駆動部20は、3つ以上の値の励磁電流を、前記可動軸17の押込み量に対応して選択的に前記磁場発生コイル19に供給するように構成してもよく、また、前記可動軸17の押込み量に関係無く、単一の値の励磁電流を前記磁場発生コイル19に供給するように構成してもよい。
In the electromagnetic induction touch panel of the above embodiment, the
また、上記実施例の電磁ペン15は、可動部材として棒状の可動軸17を備えたものであるが、前記可動部材は、先端にペン先部を有し、ばね力により前記ペン先部がペン胴体の先端から突出する方向に押圧され、タッチ面への前記ペン先部の押付けにより前記ペン胴体内方向に押込まれるものであれば、他の部材でもよい。
The
さらに、上記実施例の電磁ペン15は、磁場発生コイル19を、前記可動軸17の先端側に形成されたコイル巻き部17aに巻付けたものであるが、前記磁場発生コイル19は他の部材に巻付けて、前記ペン胴体内の先端付近に配置してもよい。
Further, in the
また、上記実施例の電磁誘導型タッチパネルは、前記センサ基板38の複数のセンサ40を渦巻形状に形成したものであるが、前記センサ40は、渦巻形状に限らず、1本のループ線からなる形状、或いは、一部に切り離し部を有する四角形または円形のリング状に形成された対角線長または直径が互いに異なる複数本のループ線を、それぞれの切り離し部を互いに対応させて同心的に配置し、これらのループ線の一方の切り離し端同士及び他方の切り離し端同士をそれぞれ並列接続した形状に形成してもよい。
In the electromagnetic induction type touch panel of the above-described embodiment, the plurality of
また、上記実施例のセンサ基板38は、前記液晶表示素子1の複数のタッチ領域8毎にそれぞれ対応させて複数のセンサ40を設けたものであるが、タッチ領域検出用センサ基板は、前記液晶表示素子1の各行のタッチ領域8にそれぞれ対応する細長形状の複数の行方向センサと、前記液晶表示素子1の各列のタッチ領域8にそれぞれ対応する細長形状の複数の列方向センサとを絶縁層を介して積層したものでもよく、その場合も、各行方向センサ及び各列方向センサの出力に基づいて、前記電磁ペン15によるタッチ領域、つまりタッチされた入力キーを判定することができる。
Further, the
さらにまた、前記センサ基板38は、前記複数のセンサ40の一端を接地端子に接続し、前記複数のセンサ40の他端を、各センサ40毎に対応させて設けられた複数の出力端子にそれぞれ接続した構成としてもよく、このようにすることにより、前記複数の出力端子の出力から直接的に、前記電磁ペン15によるタッチ領域(タッチされた入力キー)を判定することができる。
Furthermore, the
また、上記実施例の液晶表示装置は、透過型の液晶表示素子1を備えたものであるが、液晶表示素子は、その観察側とは反対側の基板の内面または外面に、磁場を通過させるアルミニウム等の非強磁性金属からなる反射膜を設けた反射型表示素子でも、前記反射膜を各画素の一部に対応させて設けることにより前記各画素毎に透過表示部と反射表示部とを形成した透過/反射表示素子でもよく、前記反射型表示素子を備える場合は、前記面光源9は不要である。
The liquid crystal display device of the above embodiment includes the transmissive liquid crystal display element 1, and the liquid crystal display element allows a magnetic field to pass through the inner surface or the outer surface of the substrate opposite to the observation side. Even in a reflective display element provided with a reflective film made of a non-ferromagnetic metal such as aluminum, a transmissive display portion and a reflective display portion are provided for each pixel by providing the reflective film corresponding to a part of each pixel. The formed transmissive / reflective display element may be used, and when the reflective display element is provided, the
さらに、この発明は、電磁誘導型タッチパネルを備えた液晶表示装置に限らず、液晶表示素子以外のタッチ面を備えた電磁誘導型タッチパネルにも適用することができる。 Furthermore, this invention can be applied not only to a liquid crystal display device provided with an electromagnetic induction type touch panel, but also to an electromagnetic induction type touch panel provided with a touch surface other than a liquid crystal display element.
1…液晶表示素子、1a…タッチ面、7…画面エリア、8…タッチ領域、9…面光源、10…導光板、12…発光素子、15…電磁ペン、16…ペン胴体、17…可動軸、18…ペン先部材、19…磁場発生コイル、20…駆動部、21…可動接点部材、25,26…固定接点部材、27a,27b…釦型電池、28a,28b…+極電池端子、29a,29b…−極電池端子、31…交流電流発生回路、38…センサ基板、40…センサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display element, 1a ... Touch surface, 7 ... Screen area, 8 ... Touch area | region, 9 ... Surface light source, 10 ... Light guide plate, 12 ... Light emitting element, 15 ... Electromagnetic pen, 16 ... Pen trunk, 17 ... Movable axis , 18 ... nib member, 19 ... magnetic field generating coil, 20 ... drive unit, 21 ... movable contact member, 25, 26 ... fixed contact member, 27a, 27b ... button type battery, 28a, 28b ... + electrode battery terminal, 29a , 29b ...- electrode battery terminal, 31 ... alternating current generation circuit, 38 ... sensor substrate, 40 ... sensor.
Claims (2)
ペン胴体と、前記ペン胴体内にその長さ方向に移動可能に設けられ、先端に前記タッチ面をタッチするためのペン先部を有し、ばね力により前記ペン先部が前記ペン胴体の先端から突出する方向に押圧され、前記タッチ面への前記ペン先部の押付けにより前記ペン胴体内方向に押込まれる可動部材と、前記ペン胴体内の先端付近に設けられた磁場発生コイルと、前記ペン胴体内に設けられ、前記可動部材の押込み量に応じて、前記磁場発生コイルに互いに異なる電流値の励磁電流を選択的に供給する駆動部とからなるタッチ入力用電磁ペンと、
前記タッチ面の後側に配置され、前記タッチ面に対向する面に、前記複数のタッチ領域にそれぞれ対応させて、前記電磁ペンからの磁場を受けて誘導電流を発生する複数のセンサが設けられたタッチ領域検出用センサ基板と、
を備えることを特徴とする電磁誘導型タッチパネル。 A touch surface having a plurality of predetermined touch areas;
A pen body, and a pen body which is provided in the pen body so as to be movable in a length direction thereof, and has a pen point part for touching the touch surface at a tip, and the pen point part is a tip of the pen body by a spring force. A movable member that is pressed in a direction projecting from the touch surface and is pushed toward the pen body by pressing the pen tip against the touch surface, a magnetic field generating coil provided near the tip of the pen body, An electromagnetic pen for touch input, which is provided in a pen body and includes a drive unit that selectively supplies excitation currents having different current values to the magnetic field generation coil according to the amount of pressing of the movable member;
A plurality of sensors that are arranged on the rear side of the touch surface and that are opposed to the touch surface and that generate an induced current by receiving a magnetic field from the electromagnetic pen are provided corresponding to the plurality of touch areas, respectively. Touch area detection sensor substrate,
An electromagnetic induction type touch panel comprising:
ペン胴体と、前記ペン胴体内にその長さ方向に移動可能に設けられ、先端に、前記液晶表示素子の観察側の面からなるタッチ面をタッチするためのペン先部を有し、ばね力により前記ペン先部が前記ペン胴体の先端から突出する方向に押圧され、前記タッチ面への前記ペン先部の押付けにより前記ペン胴体内方向に押込まれる可動部材と、前記ペン胴体内の先端付近に設けられた磁場発生コイルと、前記ペン胴体内に設けられ、前記可動部材の押込み量に応じて、前記磁場発生コイルに互いに異なる電流値の励磁電流を選択的に供給する駆動部とからなるタッチ入力用電磁ペンと、
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子に対向する面に、前記複数のタッチ領域にそれぞれ対応させて、前記電磁ペンからの磁場を受けて誘導電流を発生する複数のセンサが設けられたタッチ領域検出用センサ基板と、
を備えることを特徴とする電磁誘導型タッチパネルを備えた液晶表示装置。 A plurality of pixels that control light transmission have a screen area arranged in a matrix, an image display, and a key display that displays a touch input key in each of a plurality of predetermined touch areas in the screen area ; A liquid crystal display element for performing
A pen body, a pen body which is provided in the pen body so as to be movable in the length direction thereof, and has a pen tip part for touching a touch surface formed by a surface on the observation side of the liquid crystal display element at the tip, and a spring force The pen tip portion is pressed in a direction protruding from the tip of the pen barrel, and a movable member that is pushed toward the pen barrel by pressing the pen tip against the touch surface, and a tip in the pen barrel A magnetic field generating coil provided in the vicinity, and a drive unit that is provided in the pen body and selectively supplies excitation currents having different current values to the magnetic field generating coil according to the amount of pressing of the movable member. An electromagnetic pen for touch input,
The liquid crystal display element is disposed on the opposite side to the viewing side, and an induced current is generated by receiving a magnetic field from the electromagnetic pen on a surface facing the liquid crystal display element, corresponding to each of the plurality of touch areas. A sensor substrate for detecting a touch area provided with a plurality of sensors;
A liquid crystal display device comprising an electromagnetic induction type touch panel.
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