JP5118666B2 - TOUCH PAD INPUT DEVICE WITH ANTENNA AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナ付のタッチパッド入力装置、及び該装置を搭載した電子機器に関する。 The present invention relates to a touchpad input device with an antenna, and an electronic apparatus equipped with the device.
タッチパッド入力装置は電子機器、例えばラップトップ型のパーソナルコンピュータ(ラップトップコンピュータ)に搭載される。ラップトップコンピュータでは、キーボードを有する本体とディスプレーとがヒンジで連結され、この本体において、キーボードの手前側にタッチパッド入力装置が配置される。 The touch pad input device is mounted on an electronic device such as a laptop personal computer (laptop computer). In a laptop computer, a main body having a keyboard and a display are connected by a hinge. In this main body, a touch pad input device is disposed on the front side of the keyboard.
ラップトップコンピュータでは、本体のハウジングの内側にシールド部材が設けられている。シールド部材は、本体内部の電子機器を覆うように設けられ、不要電磁波の放射又は入射を抑制している(EMI対策)。
ただし、本体のハウジング及びシールド部材には、タッチパッド入力装置を配置するための開口部が設けられ、タッチパッド入力装置のフェイスシートは、開口部にて表出して感知面を構成する。
In the laptop computer, a shield member is provided inside the housing of the main body. The shield member is provided so as to cover the electronic device inside the main body, and suppresses the emission or incidence of unwanted electromagnetic waves (EMI countermeasures).
However, the housing and the shield member of the main body are provided with an opening for arranging the touch pad input device, and the face sheet of the touch pad input device is exposed at the opening to form a sensing surface.
タッチパッド入力装置として、特許文献1は、アンテナ付きのタッチパッドモジュールを提案している。このタッチパッドモジュールでは、アンテナがシールド部材の開口部に配置されることで、アンテナを介して外部との通信が可能になるものと考えられている。 As a touch pad input device, Patent Document 1 proposes a touch pad module with an antenna. In this touchpad module, it is considered that communication with the outside becomes possible through the antenna by arranging the antenna in the opening of the shield member.
具体的には、特許文献1が開示するタッチパッドモジュールにおいては、例えば、アンテナは、タッチパッドのプリント回路基板に設けられる。また、アンテナは、タッチパッドアレイ自体のために用いられる層の間の、またはその層に隣接する、個別のフレキシブル層に配置され得るとされている。 Specifically, in the touchpad module disclosed in Patent Document 1, for example, the antenna is provided on the printed circuit board of the touchpad. It is also contemplated that the antenna can be placed in a separate flexible layer between or adjacent to the layers used for the touchpad array itself.
一般に、タッチパッドモジュールは、位置検出用の電極として、格子状の電極と、格子状の電極の下方に配置される面状の接地電極とを有する。特許文献1が示唆するように、面状の接地電極の下にアンテナが配置されると、アンテナが発生させた電磁波は、面状の接地電極で反射若しくは吸収されてしまう。また、外部機器が発生させた電磁波も、面状の接地電極で反射若しくは吸収されてしまう。
このため、アンテナが面状の接地電極の下方に配置されている場合、外部機器との通信は困難である。
Generally, the touch pad module has a grid-like electrode and a planar ground electrode arranged below the grid-like electrode as position detection electrodes. As suggested in Patent Document 1, when an antenna is disposed under a planar ground electrode, electromagnetic waves generated by the antenna are reflected or absorbed by the planar ground electrode. Further, the electromagnetic wave generated by the external device is also reflected or absorbed by the planar ground electrode.
For this reason, when the antenna is disposed below the planar ground electrode, communication with an external device is difficult.
本発明は上述した事情に基づいてなされ、その目的とするところは、アンテナがタッチパッドの位置検出用の電極の下に配置されながら、外部機器との安定した通信を実現するアンテナ付タッチパッド入力装置、及び該装置を搭載した電子機器を提供することである。 The present invention has been made based on the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a touchpad input with an antenna that realizes stable communication with an external device while the antenna is disposed under an electrode for position detection of the touchpad. An apparatus and an electronic device equipped with the apparatus are provided.
上記目的を達成するため、本発明は以下の解決手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following solutions.
第1の解決手段:本発明の一態様によれば、電子機器内の放射ノイズを遮蔽するシールド部材に設けられた開口にて表出する感知面を有するアンテナ付タッチパッド入力装置であって、前記感知面に沿って設けられ、静電容量を測定するための複数の測定領域を構成する電極群と、前記感知面とは反対側にて前記電極群に沿わされた接地電極を含む接地電極層と、前記電極群とは反対側にて前記接地電極層に沿わされ、外部機器と通信を行うためのアンテナとを備え、前記接地電極は複数の開口部を有することを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置が提供される。 First Solution: According to one aspect of the present invention, there is provided a touchpad input device with an antenna having a sensing surface that is exposed at an opening provided in a shield member that shields radiation noise in an electronic device. A ground electrode provided along the sensing surface and constituting a plurality of measurement regions for measuring capacitance, and a ground electrode along the electrode group on the opposite side of the sensing surface And an antenna for communicating with an external device along the ground electrode layer on the side opposite to the electrode group, and the ground electrode has a plurality of openings. A touchpad input device is provided.
第1の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、アンテナが発生させた電磁波及び外部機器が発生させた電磁波の一部が、接地電極の開口部を通過する。このため、アンテナと外部機器との間での通信が実現される。 According to the touchpad input device with an antenna of the first solving means, part of the electromagnetic wave generated by the antenna and the electromagnetic wave generated by the external device passes through the opening of the ground electrode. For this reason, communication between the antenna and the external device is realized.
第2の解決手段:好ましくは、前記電極群は、前記感知面に沿う第1層内に配置され、第1の方向にそれぞれ延びる複数の導電体からなる第1駆動電極と、前記第1層に沿う第2層内に配置され、前記第1の方向とは直交する第2の方向にそれぞれ延びる複数の導電体からなる第2駆動電極と、前記第1層内、前記第2層内、又は、前記第1層及び前記第2層と平行な第3層内に配置され、前記第1駆動電極及び第2駆動電極の導電体の各々と協働して前記測定領域を構成する検出電極とを含み、前記第1駆動電極が前記感知面、前記電極群及び前記接地電極層の積層方向にて投影される前記接地電極層の領域を第1領域とし、前記第2駆動電極が前記積層方向にて投影される前記接地電極層における領域を第2領域とし、前記検出電極が前記積層方向にて投影される前記接地電極層における領域を第3領域としたとき、前記第1領域、前記第2領域、及び、前記第3領域以外の領域に前記接地電極の各開口部が位置し、前記アンテナが前記積層方向にて投影される前記接地電極層における領域のうち少なくとも一部は、前記開口部に位置している。 Second Solution: Preferably, the electrode group is disposed in a first layer along the sensing surface, and includes a first drive electrode made of a plurality of conductors extending in a first direction, and the first layer. A second drive electrode made of a plurality of conductors respectively extending in a second direction orthogonal to the first direction, in the first layer, in the second layer, Alternatively, the detection electrode is arranged in a third layer parallel to the first layer and the second layer, and constitutes the measurement region in cooperation with each of the conductors of the first drive electrode and the second drive electrode. A region of the ground electrode layer projected in the stacking direction of the sensing surface, the electrode group, and the ground electrode layer is a first region, and the second drive electrode is the stacked layer A region in the ground electrode layer projected in the direction is a second region, and the detection electrode is in front When a region in the ground electrode layer projected in the stacking direction is a third region, each opening of the ground electrode is located in a region other than the first region, the second region, and the third region. In addition, at least a part of a region in the ground electrode layer on which the antenna is projected in the stacking direction is located in the opening.
第2の解決手段によれば、少なくともアンテナの一部が、感知面、電極群及び接地電極層の積層方向にて、第1駆動電極、第2駆動電極、検出電極及び検出電極によって遮蔽されていない。
このため、アンテナと外部機器との間で、より安定な通信が実現される。
According to the second solution, at least a part of the antenna is shielded by the first drive electrode, the second drive electrode, the detection electrode, and the detection electrode in the stacking direction of the sensing surface, the electrode group, and the ground electrode layer. Absent.
For this reason, more stable communication is realized between the antenna and the external device.
第3の解決手段:好ましくは、アンテナは、アンテナ用基板に密着して形成されている。
第3の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、アンテナがアンテナ用基板に密着して形成されているので、アンテナが確実に支持され、アンテナの変形が防止される。
Third solving means: Preferably, the antenna is formed in close contact with the antenna substrate.
According to the touchpad input device with an antenna of the third solving means, since the antenna is formed in close contact with the antenna substrate, the antenna is reliably supported, and deformation of the antenna is prevented.
第4の解決手段:好ましくは、前記測定領域の静電容量の変化を検出するための電気素子が実装された回路基板を備え、前記感知面、前記電極群及び前記接地電極層の積層方向でみて、前記アンテナは、前記接地電極層と前記回路基板との間に位置している。
第4の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、回路基板を有していても、アンテナと外部機器との間が回路基板によって遮られることはなく、アンテナと外部機器との間の通信が実現される。
Fourth solving means: Preferably, the circuit board on which an electric element for detecting a change in capacitance of the measurement region is mounted is provided, and the sensing surface, the electrode group, and the ground electrode layer are stacked in the stacking direction. Thus, the antenna is located between the ground electrode layer and the circuit board.
According to the touchpad input device with an antenna of the fourth solving means, even if the circuit board is provided, the circuit board does not block between the antenna and the external device, and between the antenna and the external device. Communication is realized.
第5の解決手段:好ましくは、前記積層方向でみて、前記アンテナに比べて前記感知面から離れた位置に磁性部材を備え、前記磁性部材は、電気絶縁性を有するとともに前記シールド部材を構成する金属よりも高い透磁率を有する。
第5の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、アンテナで発生した磁束が磁性部材の内部に導かれるので、シールド部材を通過する磁束の数が減少させられる。一方、磁性部材は電気絶縁性を有するので、磁性部材を磁束が通過しても、渦電流の発生が抑制される。
この結果として、このアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、アンテナと外部機器との間で、より安定な通信が実現される。
Fifth Solution: Preferably, a magnetic member is provided at a position farther from the sensing surface than the antenna in the stacking direction, and the magnetic member has electrical insulation and constitutes the shield member. It has higher magnetic permeability than metal.
According to the touchpad input device with an antenna of the fifth solving means, since the magnetic flux generated by the antenna is guided to the inside of the magnetic member, the number of magnetic fluxes passing through the shield member can be reduced. On the other hand, since the magnetic member has electrical insulation, even if magnetic flux passes through the magnetic member, generation of eddy current is suppressed.
As a result, according to the touchpad input device with an antenna, more stable communication is realized between the antenna and the external device.
第6の解決手段:好ましくは、前記電極群と前記感知面との間における前記磁性部材の厚さは0.5mm以下であり、前記磁性部材の比透磁率の実数部は10以上である。
第6の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、磁性部材の厚さが0.5mm以下であるため、磁性部材を設けても、アンテナ付タッチパッド入力装置の大型化が防止される。
一方、磁性部材の厚さが0.5mm以下であっても、透磁率の実数部の値が10以上であるため、磁束が磁性部材の内部に導かれ、シールド部材を通過する磁束の数が確実に減少させられる。
この結果として、このアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、アンテナと外部機器との間で、より安定な通信が実現される。
Sixth solving means: Preferably, the thickness of the magnetic member between the electrode group and the sensing surface is 0.5 mm or less, and the real part of the relative permeability of the magnetic member is 10 or more.
According to the touch pad input device with an antenna of the sixth solving means, since the thickness of the magnetic member is 0.5 mm or less, the enlargement of the touch pad input device with the antenna is prevented even if the magnetic member is provided. .
On the other hand, even if the thickness of the magnetic member is 0.5 mm or less, since the value of the real part of the magnetic permeability is 10 or more, the magnetic flux is guided to the inside of the magnetic member, and the number of magnetic fluxes passing through the shield member is It is definitely reduced.
As a result, according to the touchpad input device with an antenna, more stable communication is realized between the antenna and the external device.
第7の解決手段:本発明の他の態様として、解決手段1乃至6の何れか一つのアンテナ付タッチパッド入力装置を搭載したことを特徴とする電子機器が提供される。
第7の解決手段の電子機器では、アンテナ付タッチパッド入力装置によって外部機器との通信が実現され、外部機器との連携が図られる。
Seventh Solution: As another aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus including the touchpad input device with an antenna according to any one of the solutions 1 to 6.
In the electronic device of the seventh solving means, communication with the external device is realized by the touchpad input device with an antenna, and cooperation with the external device is achieved.
本発明のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、アンテナが、検出電極に比べて感知面から離れていても、検出電極が開口部を有するため、外部機器との通信が実現される。
本発明の電子機器は、アンテナ付タッチパッド入力装置によって外部機器との通信が実現され、外部機器との連携が図られる。
According to the touchpad input device with an antenna of the present invention, even when the antenna is farther from the sensing surface than the detection electrode, the detection electrode has the opening, so that communication with the external device is realized.
In the electronic device of the present invention, communication with an external device is realized by a touchpad input device with an antenna, and cooperation with the external device is achieved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置10を搭載したラップトップ型のパーソナルコンピュータ(電子機器)11を示す。コンピュータ11は本体12及びディスプレー14を有し、本体12とディスプレー14はヒンジを介して結合されている。ディスプレー14は、通常平置きされる本体12に重ね合わされた状態(閉状態)から、ヒンジを支点として回転させられることにより可逆的に、本体12に対して立った状態(開状態)になる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a laptop personal computer (electronic device) 11 equipped with a
ディスプレー14は、例えば樹脂製のディスプレーハウジング16を有する。ディスプレーハウジング16は、扁平な箱形状をなし、例えばA4用紙と略等しい大きさを有する。ディスプレーハウジング16は、閉状態にあるときに本体12と対向する面(内面)を有するけれども、ディスプレーハウジング16の内面には、略全域に渡る開口が形成されている。ディスプレーハウジング16の開口16aには、例えば液晶パネル18が表出している。
The
本体12は、扁平な箱形状の樹脂製のメインハウジング20を有する。
閉状態のときにディスプレー14と対向するメインハウジング20の上壁には、液晶パネル18に向かって見たとき奥側、則ちヒンジ側に開口20aが設けられ、この開口20a内にキーボード21が配置されている。なお、メインハウジング20の上壁の大きさは、ディスプレーハウジング16の内面と略同一である。
The
The upper wall of the
また、メインハウジング20の上壁には、キーボード21よりも手前の中央にも開口20bが形成されている。この開口20bには、アンテナ付タッチパッド入力装置のフェイスシート22が表出している。
更に、メインハウジング20の上壁には、開口20bよりも手前に開口20cが形成され、この開口20cには、2つのボタン24a,24bがメインハウジング20の幅方向に並んで表出している。
なお、メインハウジング20の上壁における、開口20b,20cの両側の領域はパームレストとして機能する。
In addition, an
Further, an
In addition, the area | region of the both sides of
図2は、図1中のII−II線に沿う断面図であり、本体12の部分的な断面を示す。
メインハウジング20の内側には、金属製のシールド部材26が設けられている。シールド部材26は、メインハウジング20よりも若干小さな略箱形状をなし、キーボード21、フェイスシート22及びボタン24a,24bが表出している領域を除き、メインハウジング20によって略全域が覆われている。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1 and shows a partial cross section of the
A
シールド部材26の上壁には、メインハウジング20の開口20bの位置に対応して、開口26aが形成されている。そして、シールド部材26の内側には、開口26aに対応して、開口26aよりも若干大の底板27が配置されている。底板27aは導電性を有し、底板27aとシールド部材26の上壁との間は、例えば導電性を有する複数の接続部材27bによって、機械的及び電気的に接続されている。
An opening 26 a is formed on the upper wall of the
底板27aは、シールド部材26の開口26aを塞ぐように配置されているが、底板27aは、シールド部材26の上壁から離間している。このため、底板27a及び接続部材27bは、開口26aに連なる凹み27を形成し、この凹み27内に、アンテナ付タッチパッド入力装置10は配置されている。
なお、接続部材27bの数は、例えば4つである。
The
The number of
〔アンテナ付タッチパッド入力装置〕
アンテナ付タッチパッド入力装置10は、適当なパターンの配線(図示せず)を有するプリント回路基板28を有し、プリント回路基板28は、図示しない支持部材によって、凹み27内に固定されている。
[Touchpad input device with antenna]
The touchpad input device with an
プリント回路基板28はメインハウジング20の上壁と略平行に配置される。凹み27の底面、即ち底板27aと対向するプリント回路基板28の下面には、LSIチップ30a,30b等の電気素子が実装されている。
開口20b側に位置するプリント回路基板の上面には、フェイスシート22を含む積層体31が固定されている。
The printed
A
図3は、アンテナ付タッチパッド入力装置10の概略的な外観を示す斜視図である。プリント回路基板28は、積層体31と同等の四角形状を有し、プリント回路基板28の一方の面に積層体31が固定されている。積層体31は、プリント回路基板28の他方の面に実装された電気素子に接続される。
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic appearance of the
また、プリント回路基板28に実装された電気素子は、入出力端子を介して、シールド部材26の内部に配置されたマザー基板(図示せず)と接続される。
The electric element mounted on the printed
〔積層体〕
図4は、アンテナ付タッチパッド入力装置10を分解して示す概略的な斜視図である。
積層体31は、プリント回路基板28側から順に、磁性層32、アンテナ層33、接地電極層34、Y駆動電極層36、X駆動電極層38、及び、フェイスシート22を有する。これら磁性層32、アンテナ層33、接地電極層34、Y駆動電極層36、X駆動電極層38、及び、フェイスシート22は、接着剤などによって相互に密着している。
[Laminate]
FIG. 4 is a schematic perspective view showing the touch
The
〔Y駆動電極層〕
Y駆動電極層36は、略四角形のフィルム基板(Y駆動電極用基板)36aと、フィルム基板36aに一体に形成された格子形状のY駆動電極36bと、同じくフィルム基板36aに一体に形成された櫛形状の検出電極36cとからなる。Y駆動電極36b及び検出電極36cは、相互に噛み合うように配置されながら、フィルム基板36aの一方の面の略全域に分布させられている。
具体的には、Y駆動電極36bは、互いに平行な複数の導電性の帯によって構成され、導電性の帯は、パーソナルコンピュータ11の本体12の奥行き方向にそれぞれ延び、パーソナルコンピュータ11の本体12の幅方向にて相互に一定間隔にて離間している。
検出電極36cは、互いに平行な複数の導電性の帯と、これらの帯の一端を相互に連結する一つの導電性の帯によって構成されている。検出電極36cの複数の導電性の帯も、Y駆動電極36bの複数の導電性の帯と同様に、パーソナルコンピュータ11の本体12の奥行き方向にそれぞれ延び、パーソナルコンピュータ11の本体12の幅方向にて相互に一定間隔にて離間している。そして、検出電極36cの複数の導電性の帯は、Y駆動電極36bの複数の導電性の帯の間に配置されている。
[Y drive electrode layer]
The Y
Specifically, the
The
〔X駆動電極層〕
X駆動電極層38は、略四角形のフィルム基板(X駆動電極用基板)38aと、フィルム基板38aに一体に形成された格子形状のX駆動電極38bとからなる。X駆動電極38bは、フィルム基板38aの一方の面の略全域に分布させられている。具体的には、X駆動電極38bは、互いに平行な複数の導電性の帯によって構成され、導電性の帯は、パーソナルコンピュータ11の本体12の幅方向にそれぞれ延び、パーソナルコンピュータ11の本体12の奥行き方向にて相互に一定間隔にて離間している。
[X drive electrode layer]
The X
〔接地電極層〕
接地電極層34は、略四角形のフィルム基板(接地用基板)34aと、フィルム基板34aに一体に形成された接地電極34bとからなる。
より詳しくは、図5に示したように、接地電極34bは、検出電極36c、Y駆動電極36b、及び、X駆動電極38bを合わせた網目形状を有する。すなわち、接地電極34bは、検出電極36c及びY駆動電極36bの複数の帯と同等の形状をそれぞれ有し、検出電極36c及びY駆動電極36bの帯と同様に配列された複数の導電性の帯39aと、X駆動電極38の複数の帯と同等の形状をそれぞれ有し、X駆動電極38bの帯と同様に配列された複数の導電性の帯39bとを含む。
[Ground electrode layer]
The
More specifically, as shown in FIG. 5, the
帯39a,39bは、同一平面にあるため互いに一体に交差し、本体12の奥行き方向及び幅方向に周期的に配列された複数の交差部39cを形成している。そして、帯39a,39b同士の隙間は、接地電極層34において、導体が存在しない複数の四角形の窓(開口部)39dを形成している。開口部39dも、検出電極36c、Y駆動電極36bの帯及びX駆動電極38bの帯の周期に合わせて、本体12の奥行き方向及び幅方向に周期的に配列されている。
Since the
従って、検出電極36c、Y駆動電極36b及びX駆動電極38bは、積層方向で見たときに、網目形状をなすように相互に直交している。そして、接地電極34bは、検出電極36c、Y駆動電極36b及びX駆動電極38bに重なっている。
本実施形態では、好ましい態様として、X駆動電極38bが積層方向にて接地電極層34に投影される領域、Y駆動電極36bが積層方向にて接地電極層34に投影される領域、及び、検出電極36cが積層方向にて接地電極層34に投影される領域以外の領域に、開口部39dが形成されている。
なお、これら検出電極36c、Y駆動電極36b及びX駆動電極38bは、フェイスシート22の表面に接触する指先等の物体の位置を検出するための電極群を構成している。
Therefore, the
In the present embodiment, as a preferred mode, the
The
〔アンテナ層〕
アンテナ層33は、略四角形のフィルム基板(アンテナ用基板)33aと、フィルム基板33aに一体に形成されたアンテナ33bとからなる。
[Antenna layer]
The
図6は、アンテナ層33を示す平面図であり、アンテナ33bは、所定のパターンにて延びる導体の帯からなる。導体の幅は、例えば、0.1mm以上1.00mm以下の範囲にある。アンテナ33bは、好ましくは、フィルム基板33aの外縁に沿って渦巻き形状に延びる磁界結合型のループアンテナであり、ループアンテナの巻回数は好ましくは2回以上である。
なお、導体としては、アルミや銅等の金属を用いることができるが、ITO(酸化インジウム錫)等の導電性の酸化物を用いてもよい。
FIG. 6 is a plan view showing the
In addition, although metals, such as aluminum and copper, can be used as a conductor, you may use electroconductive oxides, such as ITO (indium tin oxide).
図7は、アンテナ層33とともに、接地電極層34を1点鎖線にて示している。図7に示したように、平面図でみたとき、アンテナ33bは、接地電極34bの帯39a,39bを跨いで、複数の開口部39dを通過するように延び、アンテナ33bの大部分が、開口部39dを通過している。すなわち、平面図でみたとき、アンテナ33bの大部分が開口部39dを通過するように、アンテナ33b及び接地電極34bの各々の形状及び配置が決定されている。
FIG. 7 shows the
図8は、図7中のVI−VI線に沿う位置での、積層体31及びプリント回路基板28の部分断面図である。図8に示すように、接地電極34bの帯39aの断面は例えば四角形であり、接地電極34bの帯39b、アンテナ33b、検出電極36c、Y駆動電極36b及びX駆動電極38bを構成する帯の断面も、例えば四角形である。これらの接地電極34bの帯39a,39bや、アンテナ33b、検出電極36c、Y駆動電極36b及びX駆動電極38bの帯は、印刷技術を用いて形成することができる。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the
〔磁性層〕
磁性層32は、例えば四角形の薄板形状を有する。磁性層32の比透磁率(複素比透磁率)の実数部μ’は、シールド部材26に比べて高く、好ましくは10以上である。また、磁性層32の厚さtは、好ましくは0.5mm以下である。更に、磁性層32は電気絶縁性を有する。
[Magnetic layer]
The
このような磁性層32としては、センダストやパーマロイ等の軟磁性粉末が結着剤によって固められたものを用いることができる。
なお、フィルム基板33a,34a,36a,38a、磁性層32及びフェイスシート22は、略同じ大きさを有し、4隅を揃えて相互に沿うように重ね合わされている。フィルム基板33a,34a,36a,38a、磁性層32及びフェイスシート22の積層方向は、本体12の厚さ方向(上下方向)に一致している。
As such a
The
〔回路構成〕
図7は、アンテナ付タッチパッド入力装置10を含む、パーソナルコンピュータ11の概略的な電気回路を示すブロック図である。
パーソナルコンピュータ11のマザー基板には、CPU(中央演算装置)50及びメモリ52が実装されている。CPU50は、同じくマザー基板上に実装されたディスクコントローラ54を介して、シールド部材26の内部に配置されたハードディスク56に接続されている。
[Circuit configuration]
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic electric circuit of the
A CPU (Central Processing Unit) 50 and a
パーソナルコンピュータ11の電源が入れられると、CPU50は、ハードディスク56に記憶されたBIOS(ベーシックインプットアウトプットシステム)及びオペレーティングシステムを起動し、その後、操作者の指示に従って、アプリケーションソフトを実行する。
When the
また、CPU50は、マザー基板に実装されたディスプレーコントローラ58を介して、液晶パネル18に接続され、液晶パネル18は、BIOS、オペレーティングシステム及びアプリケーションソフトの入出力画面を表示する。
The
更に、CPU50は、マザー基板に実装されたキーボードコントローラ60を介して、キーボード21に接続され、操作者によるキーボード21の各ボタンの押下に応じて、オペレーティングシステム又はアプリケーションソフト上での所定の動作を実行する。
Further, the
その上で、CPU50は、マザー基板に実装されたタッチパッドコントローラ62を介して、アンテナ付タッチパッド入力装置10に接続されている。
具体的には、アンテナ付タッチパッド入力装置10は、X駆動電極38b、Y駆動電極36b、検出電極36c及び接地電極34bに接続された位置検出回路64を有する。位置検出回路64は、X駆動電極38b及びY駆動電極36bに印加する電圧を走査しながら、X駆動電極38b及びY駆動電極36bと検出電極36cとの間の静電容量の変化を検出する。そして、位置検出回路64は、静電容量の変化に基づいて、フェイスシート22における指先等の接触位置を検出する。
In addition, the
Specifically, the antenna-attached touch
なお、電圧を走査するとは、X駆動電極38b、Y駆動電極36bおよび検出電極36cの複数の導体の帯に順次電圧を印加することをいう。
従って、瞬間的にみれば、X駆動電極38b及びY駆動電極36bの導体の帯のうち、電圧が印加された1つの導体の帯と検出電極36cとが協働して1つの測定領域を構成する。
Scanning the voltage means sequentially applying a voltage to a plurality of conductor bands of the
Accordingly, when viewed instantaneously, of the conductor bands of the
そして、より長い時間範囲でみれば、X駆動電極38b、Y駆動電極36bおよび検出電極36cの全ての導体の帯に電圧を順次印加することによって、複数の測定領域がフェイスシート22に沿って分布させられていることになる。
なお、測定領域には、X駆動電極38b、Y駆動電極36b、及び、検出電極36cの導体の帯上に位置する感知面の領域も含まれる。
そして、位置検出回路64によって検出された接触位置に関する信号は、インターフェース66を介して、タッチパッドコントローラ62に入力される。
In a longer time range, a plurality of measurement regions are distributed along the
Note that the measurement region also includes a region of the sensing surface located on the conductor band of the
A signal related to the contact position detected by the
本実施形態では、フェイスシート22の全面が開口20bにて表出し、位置検出回路64は、フェイスシート22の全面において、指先等の物体の接触位置を検出可能である。このため、本明細書では、フェイスシート22の全面を感知面ともいう。
なお、位置検出回路64及びインターフェース66は、プリント回路基板に実装されたLSIチップ30a等の電気素子によって構成されているけれども、図4において、X駆動電極38b、Y駆動電極36b、検出電極36c及び接地電極34bと位置検出回路64とを接続する配線が省略されている。
In the present embodiment, the entire surface of the
Although the
CPU50は、フェイスシート22における指先の接触位置の変化に応じて、オペレーティングシステムによって液晶パネル18上に表示されるカーソルの位置を変化させる。
The
また、ボタン24a,24bもインターフェース66及びタッチパッドコントローラ62を介してCPU50に接続され、例えば、一方のボタン24aの押下しながらフェイスシート22上で指先の位置を変化させると、液晶パネル18における所定の表示領域が選択され、強調表示される。また、ボタン24aを連続して2回押下すると、カーソルの位置に応じて選択された命令が実行される。更に、他方のボタン24bを押下することにより、例えば、メニュー画面が表示される。
The
一方、図5も併せて参照すると、例えば、アンテナ33bの外端は接地され、アンテナ33bの内端は、キャパシタ(コンデンサ)69を介して整合回路70に接続されている。キャパシタ69及び整合回路70は、プリント回路基板28に実装された、位置検出回路64のための電気素子とは別のLSIチップ30b等の電気素子等によって構成される。
なお、図4においては、アンテナ33bとコンデンサ69とを接続する配線が省略されている。
On the other hand, referring also to FIG. 5, for example, the outer end of the
In FIG. 4, the wiring for connecting the
整合回路70は、マザー基板にそれぞれ実装された送受信回路72及び無線コントローラ74を介してCPU50に接続されている。CPU50は、例えば、常駐のアプリケーションソフトによって、無線コントローラ74、送受信回路72、整合回路70及びアンテナ33bを作動させ、連続的又は間欠的に外部との通信を行う。
なお、送受信回路72は、マザー基板ではなく、アンテナ付タッチパッド入力装置10のプリント回路基板28に実装されていてもよい。
The matching
The transmission /
本実施形態では、アンテナ33bは、RFID(Radio Frequency Identification)用の磁界型のループアンテナである。操作者がRFIDタグ(非接触ICカード)をフェイスシート22上にかざすと、RFIDタグとアンテナ33bとの間で、例えば13.56MHzの周波数帯(短波:HF帯)による通信が行われる。
In the present embodiment, the
例えば、アンテナ33bは、パーソナルコンピュータ11の正当な使用権限を有するか否かを確認するためのID認証に用いられる。この場合、パーソナルコンピュータ11の電源が投入されるとすぐに、無線コントローラ74、送受信回路72、整合回路70及びアンテナ33bに電力が供給され、ID認証のための通信が行われるように設定されるのが好ましい。
For example, the
上述した第1実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置10によれば、アンテナ33bが発生させた電磁波及び外部機器としてのRFIDタグが発生させた電磁波の一部が、接地電極34bの開口部39dを通過する。このため、アンテナ33bと外部機器との間での通信が実現される。
According to the touchpad input device with an
そして、第1実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置10によれば、少なくともアンテナ33bの一部が、X駆動電極層38、Y駆動電極層36及び接地電極層34の積層方向にて、X駆動電極38b及びY駆動電極36bの導電性の帯、検出電極36、並びに、接地電極34bによって遮蔽されていない。
このため、アンテナ33bと外部機器との間で、より安定な通信が実現される。
According to the touchpad input device with an
For this reason, more stable communication is realized between the
また、第1実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置10によれば、アンテナ33bがアンテナ33b用のフィルム基板33aに密着して形成されているので、アンテナ33bが確実に支持され、アンテナ33bの変形が防止される。
Further, according to the touchpad input device with
更に、第1実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置10によれば、プリント回路基板28を有していても、アンテナ33bと外部機器との間がプリント回路基板28によって遮られることはなく、アンテナ33bと外部機器との間の通信が実現される。
Furthermore, according to the touchpad input device with an
また更に、第1実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置10によれば、アンテナ33bで発生した磁束が磁性層32の内部に導かれるので、シールド部材26を通過する磁束の数が減少させられる。一方、磁性層32は電気絶縁性を有するので、磁性層32を磁束が通過しても、渦電流の発生が抑制される。
この結果として、このアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、アンテナ33bと外部機器との間で、より安定な通信が実現される。
Furthermore, according to the touchpad input device with an
As a result, according to the touchpad input device with an antenna, more stable communication is realized between the
また、第1実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置10によれば、磁性層32の厚さtが0.5mm以下であるため、磁性層32を設けても、アンテナ付タッチパッド入力装置の大型化が防止される。
一方、磁性層32の厚さtが0.5mm以下であっても、透磁率の実数部μ’の値が10以上であるため、磁束が磁性層32の内部に導かれ、シールド部材26を通過する磁束の数が確実に減少させられる。
この結果として、このアンテナ付タッチパッド入力装置10によれば、アンテナ33bと外部機器との間で、より安定な通信が実現される。
Further, according to the touchpad input device with an
On the other hand, even if the thickness t of the
As a result, according to the
そして、アンテナ付タッチパッド入力装置10を搭載したパーソナルコンピュータ11では、アンテナ付タッチパッド入力装置10によって外部機器との通信が実現され、外部機器との連携が図られる。
In the
本発明は、上述した第1実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。
例えば、アンテナ33b、接地電極34b、検出電極36c、Y駆動電極36b及びX駆動電極38bは、別々のフィルム基板33a,34a,36a,38aに形成されているが、これらを2つのフィルム基板の表裏に形成してもよい。あるいは、積層プリント回路基板を用いて、アンテナ33b、接地電極34b、検出電極36c、Y駆動電極36b及びX駆動電極38bを積層プリント回路基板に一体に形成してもよい。
つまり、アンテナ層33、接地電極層34b、Y駆動電極層36及びX駆動電極層38は、少なくとも、アンテナ33b、接地電極34b、検出電極36c、Y駆動電極36b及びX駆動電極38bをそれぞれ含んでいればよく、アンテナ33b、接地電極34b、検出電極36c、Y駆動電極36b及びX駆動電極38bを支持する基板の構成は特に限定されない。
更に、検出電極36cを省略し、X駆動電極38bに電圧を印加しているときにはY駆動電極36bを検出電極として利用し、逆に、Y駆動電極36bに電圧を印加しているときにはX駆動電極38bを検出電極として利用してもよい。
The present invention is not limited to the first embodiment described above, and various modifications are possible.
For example, the
That is, the
Furthermore, the
また、第1実施形態では、好ましい態様として、接地電極34bが、検出電極36c、Y駆動電極36bとX駆動電極38bとを合わせたような網目形状を有していたけれども、接地電極34bの形状は網目形状に限定されることはない。すなわち、接地電極34bの形状は、アンテナ33bを遮蔽しないための開口部を有するものであればよい。
In the first embodiment, as a preferred mode, the
換言すれば、X駆動電極38bが積層方向にて接地電極層34に投影される領域、Y駆動電極36が積層方向にて接地電極層34に投影される領域、又は、検出電極36cが積層方向にて接地電極層34に投影される領域に、開口部39dが形成されていてもよい。
In other words, the region where the
そして、第1実施形態では、好ましい態様として、積層方向にてアンテナを接地電極層34に投影したときに、アンテナ33bの投影の大部分が開口部39dに位置していたけれども、必ずしも開口部39dに位置していなくてもよい。
更に、第1実施形態では、指先等の接触位置は、直交座標にて検出されたけれども、極座標にて検出されるように電極群を構成しても良い。
また、アンテナ33bの巻回数は2回に限定されることはない。
なお、アンテナ33bは、断面が円形状若しくは楕円形状の導線を巻回して形成されていてもよく、フィルム基板33aを省略してプリント回路基板28若しくは接地電極層34に直接固定されていてもよい。
In the first embodiment, as a preferred mode, when the antenna is projected onto the
Furthermore, in the first embodiment, the contact position of the fingertip or the like is detected by orthogonal coordinates, but the electrode group may be configured to be detected by polar coordinates.
The number of turns of the
The
一方、第1実施形態では、フェイスシート22によって感知面が形成されていたけれども、フェイスシート22を省略してX駆動電極層38等によって感知面を形成してもよい。
On the other hand, in the first embodiment, the sensing surface is formed by the
また、第1実施形態では、磁性層32は四角形状を有していたけれども、シールド部材26を通過する磁束の数を減少させることができれば、他の形状を有していてもよい。例えば、磁性層39は、アンテナ40bに沿うようなロの字形状を有していてもよい。
In the first embodiment, the
更に、第1実施形態では、磁性層32が、プリント回路基板28と接地電極層34との間に位置していたが、磁性層32は、プリント回路基板28とシールド部材26の凹み27の底壁27bとの間に位置していてもよい。すなわち、磁性層32は、アンテナ33bと凹み27の底壁27bとの間にあればよい。
Furthermore, in the first embodiment, the
なお、アンテナ付タッチパッド入力装置10は、磁性層32を有しているのが好ましいが、磁性層32を省略することもできる。
最後に、本発明のアンテナ付タッチパッド入力装置は、ラップトップ型のパーソナルコンピュータに具現化した例で説明されているが、PDAや携帯電話機の如くのモバイル用途の電子機器にも適用可能であるのは勿論である。
The touch pad input device with
Finally, the touchpad input device with an antenna of the present invention has been described as an example embodied in a laptop personal computer, but it can also be applied to mobile electronic devices such as PDAs and mobile phones. Of course.
10 アンテナ付タッチパッド入力装置
11 パーソナルコンピュータ(電子機器)
12 本体
14 ディスプレー
18 液晶パネル
20 メインハウジング
20b 開口
21 キーボード
22 フェイスシート(感知面)
26 シールド部材
26a 開口
27 凹み
27a 底板
27b 接続部材
28 プリント回路基板
33 磁性層(磁性部材)
34 接地電極層(第3層)
34a フィルム基板
34b 接地電極
36 Y駆動電極層(第2層)
36a フィルム基板
36b Y駆動電極(第2駆動電極、電極群)
36c 検出電極(電極群)
38 X駆動電極層(第1層)
38a フィルム基板
38b X駆動電極(第1駆動電極、電極群)
33 アンテナ層
33a フィルム基板(アンテナ用基板)
33b アンテナ
39a 接地電極の帯
39b 接地電極の帯
39c 交差部
39d 開口部
10 Touchpad input device with
12
26 Shield
34 Ground electrode layer (third layer)
36c Detection electrode (electrode group)
38 X drive electrode layer (first layer)
33
Claims (6)
前記感知面に沿って設けられ、静電容量を測定するための複数の測定領域を構成する電極群と、
前記感知面とは反対側にて前記電極群に沿わされた接地電極を含む接地電極層と、
前記電極群とは反対側にて前記接地電極層に沿わされ、外部機器と通信を行うためのアンテナとを備え、
前記接地電極は複数の開口部を有し、
前記電極群は、
前記感知面に沿う第1層内に配置され、第1の方向にそれぞれ延びる複数の導電体からなる第1駆動電極と、
前記第1層に沿う第2層内に配置され、前記第1の方向とは直交する第2の方向にそれぞれ延びる複数の導電体からなる第2駆動電極と、
前記第1層内、前記第2層内、又は、前記第1層及び前記第2層と平行な第3層内に配置され、前記第1駆動電極及び第2駆動電極の導電体の各々と協働して前記測定領域を構成する検出電極とを含み、
前記第1駆動電極が前記感知面、前記電極群及び前記接地電極層の積層方向にて投影される前記接地電極層の領域を第1領域とし、前記第2駆動電極が前記積層方向にて投影される前記接地電極層における領域を第2領域とし、前記検出電極が前記積層方向にて投影される前記接地電極層における領域を第3領域としたとき、
前記第1領域、前記第2領域、及び、前記第3領域以外の領域に前記接地電極の各開口部が位置し、
前記アンテナが前記積層方向にて投影される前記接地電極層における領域のうち少なくとも一部は、前記開口部に位置している
ことを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。 A touchpad input device with an antenna having a sensing surface exposed at an opening provided in a shield member that shields radiation noise in an electronic device,
A group of electrodes provided along the sensing surface and constituting a plurality of measurement regions for measuring capacitance;
A ground electrode layer including a ground electrode along the electrode group on the opposite side of the sensing surface;
Along with the ground electrode layer on the opposite side of the electrode group, comprising an antenna for communicating with an external device,
The ground electrode have a plurality of openings,
The electrode group includes:
A first drive electrode disposed in a first layer along the sensing surface and made of a plurality of conductors each extending in a first direction;
A second drive electrode made of a plurality of conductors disposed in a second layer along the first layer and extending in a second direction orthogonal to the first direction;
Each of the conductors of the first drive electrode and the second drive electrode is disposed in the first layer, in the second layer, or in a third layer parallel to the first layer and the second layer. A detection electrode that cooperates to form the measurement region,
The region of the ground electrode layer projected in the stacking direction of the sensing surface, the electrode group, and the ground electrode layer is defined as a first region, and the second drive electrode is projected in the stacking direction. When the region in the ground electrode layer is a second region and the region in the ground electrode layer on which the detection electrode is projected in the stacking direction is a third region,
Each opening of the ground electrode is located in a region other than the first region, the second region, and the third region,
The touch pad input device with an antenna , wherein at least a part of a region in the ground electrode layer on which the antenna is projected in the stacking direction is located in the opening .
前記アンテナは、アンテナ用基板に密着して形成されている
ことを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。 In the touchpad input device with an antenna according to claim 1,
The antenna touchpad input device, wherein the antenna is formed in close contact with an antenna substrate .
前記測定領域の静電容量の変化を検出するための電気素子が実装された回路基板を備え、
前記感知面、前記電極群及び前記接地電極層の積層方向でみて、前記アンテナは、前記接地電極層と前記回路基板との間に位置している
ことを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。 In the touchpad input device with an antenna according to claim 1 or 2,
A circuit board on which an electrical element for detecting a change in capacitance of the measurement region is mounted;
The touch pad input device with an antenna , wherein the antenna is located between the ground electrode layer and the circuit board in the stacking direction of the sensing surface, the electrode group, and the ground electrode layer .
前記積層方向でみて、前記アンテナに比べて前記感知面から離れた位置に磁性部材を備え、前記磁性部材は、電気絶縁性を有するとともに前記シールド部材を構成する金属よりも高い透磁率を有する
ことを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。 In the touchpad input device with an antenna according to claim 3 ,
When viewed in the stacking direction, a magnetic member is provided at a position farther from the sensing surface than the antenna, and the magnetic member has electrical insulation and higher magnetic permeability than the metal constituting the shield member. A touchpad input device with an antenna.
前記積層方向での前記磁性部材の厚さは0.5mm以下であり、前記磁性部材の比透磁率の実数部は10以上である
ことを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。 In the touchpad input device with an antenna according to claim 4,
The thickness of the magnetic member in the stacking direction is at 0.5mm or less, the real part is a touch pad input device with an antenna, characterized in der Rukoto 10 or more relative magnetic permeability of said magnetic member.
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