JP5286228B2 - 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は、感知面に接近する物体を検知するための測定用電極群及び検知回路を有する。測定用電極群は、例えば、感知面に沿って延びる複数のX電極と、X電極と直交する方向に延びる複数のY電極と、Y電極と噛み合うように配置された検出電極とを有する。この場合、X電極又はY電極と検出電極との間の静電容量の変化を検知することによって、感知面に対する物体の接近が検知される。 The touch pad input device includes a measurement electrode group and a detection circuit for detecting an object approaching the sensing surface. The measurement electrode group includes, for example, a plurality of X electrodes extending along the sensing surface, a plurality of Y electrodes extending in a direction orthogonal to the X electrodes, and detection electrodes arranged to mesh with the Y electrodes. In this case, the approach of the object to the sensing surface is detected by detecting a change in capacitance between the X electrode or Y electrode and the detection electrode.
特許文献1は、この種のタッチパッド入力装置にアンテナを付加した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。 Patent Document 1 proposes a touchpad module with an antenna obtained by adding an antenna to this type of touchpad input device. 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.
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。 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.
タッチパッド入力装置には、物体の検知精度を向上させるために、測定用電極群と検知回路が実装された回路基板との間に、導電性を有する平面状のシールド層を有するものがある。
この種のシールド層を有するタッチパッド入力装置において、シールド層と同じ層にアンテナを設けた場合、アンテナが外部と通信しているときに、シールド層にて多くの渦電流が発生する。従ってこの場合、アンテナの感度が低く、タッチパッド入力装置の通信性能が低くなる。
Some touch pad input devices have a conductive planar shield layer between a measurement electrode group and a circuit board on which a detection circuit is mounted in order to improve object detection accuracy.
In a touchpad input device having this type of shield layer, when an antenna is provided in the same layer as the shield layer, many eddy currents are generated in the shield layer when the antenna communicates with the outside. Therefore, in this case, the sensitivity of the antenna is low, and the communication performance of the touchpad input device is low.
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、シールド層の近傍にアンテナが配置されながら、アンテナの感度が確保されて良好な通信性能を有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にある。 The present invention has been made based on the above-described circumstances, and the object of the present invention is to provide a touchpad input device with an antenna having good communication performance while ensuring the sensitivity of the antenna while the antenna is disposed in the vicinity of the shield layer, and An object of the present invention is to provide an electronic device equipped with the apparatus.
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る開口にて表出させられる感知面と、前記感知面に沿って設けられ、前記感知面に対する物体の接近を静電容量の変化に基づいて検知するための測定用電極群と、前記測定用電極群の前記感知面とは反対側に沿って設けられるシールド電極と、前記測定用電極群及び前記シールド電極を支持する少なくとも1つの支持基板と、前記シールド部材の開口を通じて外部と通信を行うためのアンテナとを備えるアンテナ付タッチパッド入力装置において、前記シールド電極は、前記測定用電極群及び前記シールド電極の積層方向にて前記測定用電極群が投影される投影領域に位置する本体部、及び、前記投影領域以外の非投影領域に位置する複数の開口部を有し、前記アンテナは、前記積層方向にて前記シールド電極の近傍に配置され且つ前記シールド電極よりも前記支持基板の外縁側に配置されたシールド層アンテナを含む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, a sensing surface that is exposed at an opening provided in a shield member that shields radiation noise in an electronic device, and provided along the sensing surface, A measurement electrode group for detecting the approach of an object to the sensing surface based on a change in capacitance, a shield electrode provided along the opposite side of the measurement electrode group to the sensing surface, and the measurement In the touchpad input device with an antenna, comprising the electrode group and at least one support substrate for supporting the shield electrode, and an antenna for communicating with the outside through the opening of the shield member, the shield electrode is the measurement electrode. A body portion located in a projection area where the measurement electrode group is projected in the stacking direction of the group and the shield electrode, and a plurality of parts located in non-projection areas other than the projection area. The antenna includes a shield layer antenna disposed in the vicinity of the shield electrode in the stacking direction and disposed on the outer edge side of the support substrate with respect to the shield electrode. A touchpad input device with an antenna 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、アンテナによって発生させられた磁束の一部が、シールド電極の開口部を通過することによって、シールド電極で発生する渦電流が減少させられる。つまり、シールド電極の開口部によって、アンテナの感度の低下が抑制される。
一方、このアンテナ付タッチパッド入力装置では、シールド電極の本体部が、測定用電極群が投影される投影領域に位置しており、シールド電極の本体部によって、シールド電極側からの測定用電極群へのノイズが遮断される。
これらの結果として、このアンテナ付タッチパッド入力装置は、良好な物体の検知性能を有しながら、良好な通信性能を有する。
According to the touchpad input device with an antenna of the first solving means, a part of the magnetic flux generated by the antenna passes through the opening of the shield electrode, thereby reducing the eddy current generated in the shield electrode. . In other words, the antenna sensitivity is prevented from lowering by the opening of the shield electrode.
On the other hand, in this touch pad input device with an antenna, the main body part of the shield electrode is located in a projection area where the measurement electrode group is projected, and the main body part of the shield electrode causes the measurement electrode group from the shield electrode side to be projected. Noise is blocked.
As a result, the touchpad input device with an antenna has good communication performance while having good object detection performance.
第2の解決手段:好ましくは、前記アンテナは、前記積層方向にて前記測定用電極群が配置された範囲内に配置され且つ前記測定用電極群よりも前記支持基板の外縁側に配置された電極群層アンテナを更に含み、前記シールド層アンテナ及び前記電極群層アンテナは電気的に相互に接続されてヘリカルアンテナを構成している。 Second solving means: Preferably, the antenna is disposed within a range in which the measurement electrode group is disposed in the stacking direction, and is disposed on an outer edge side of the support substrate with respect to the measurement electrode group. It further includes an electrode group layer antenna, and the shield layer antenna and the electrode group layer antenna are electrically connected to each other to form a helical antenna.
第2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、電極群層アンテナがシールド層アンテナとともにヘリカルアンテナを構成することにより、アンテナの周回数が所望の周回数に設定される。すなわち、アンテナが多層に渡って延びていることで、測定用電極群やシールド電極が大きくても、アンテナの周回数が十分に確保される。この結果として、アンテナは更に高感度であり、このアンテナ付タッチパッド入力装置は一層良好な通信性能を有する。 According to the touchpad input device with an antenna of the second solving means, the electrode group layer antenna constitutes a helical antenna together with the shield layer antenna, so that the number of antenna turns is set to a desired number. In other words, since the antenna extends in multiple layers, the number of rounds of the antenna is sufficiently ensured even if the measurement electrode group and the shield electrode are large. As a result, the antenna is more sensitive, and the touchpad input device with the antenna has a better communication performance.
第3の解決手段:好ましくは、前記測定用電極群として、前記感知面に平行な第1の方向にて相互に離間するとともに、前記感知面に平行であって且つ前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ延びる複数の第1電極と、前記第1電極に対し前記感知面とは反対側に配置された複数の第2電極であって、前記第2の方向にて相互に離間し且つ前記第1の方向にそれぞれ延びる複数の第2電極とを備え、前記支持基板として、前記第1電極を支持する第1支持基板と、前記第1支持基板に対し前記感知面とは反対側に配置され、前記第2電極を支持する第2支持基板とを備える。 Third solution means: Preferably, the measurement electrode group is separated from each other in a first direction parallel to the sensing surface, and is parallel to the sensing surface and orthogonal to the first direction. A plurality of first electrodes each extending in a second direction, and a plurality of second electrodes disposed on the opposite side of the sensing surface with respect to the first electrodes, wherein the second electrodes are mutually in the second direction. A plurality of second electrodes that are spaced apart and extend in the first direction, and the support substrate is a first support substrate that supports the first electrode, and the sensing surface with respect to the first support substrate. A second support substrate disposed on the opposite side and supporting the second electrode.
第3の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置は、測定用電極群として、複数の第1電極及び第2電極を備え、支持基板として第1支持基板及び第2支持基板を備えている。このアンテナ付タッチパッド入力装置は、簡単な構成にて、感知面に対する物体の接近を確実に検知する。 The touchpad input device with an antenna of the third solving means includes a plurality of first electrodes and second electrodes as a measurement electrode group, and includes a first support substrate and a second support substrate as support substrates. This touch pad input device with an antenna reliably detects the approach of an object to the sensing surface with a simple configuration.
第4の解決手段:好ましくは、前記第1支持基板及び前記第2支持基板は、前記第1の方向及び前記第2の方向のうち一方の方向に延びる長辺及び他方の方向に延びる短辺を有する長方形形状をそれぞれ有し、前記電極群層アンテナは、前記第1支持基板に設けられ、前記短辺に沿って延びる第1支持基板アンテナ要素と、前記第2支持基板に設けられ、前記長辺に沿って延びる第2支持基板アンテナ要素とを含む。 Fourth solving means: Preferably, the first support substrate and the second support substrate have a long side extending in one direction of the first direction and the second direction and a short side extending in the other direction. The electrode group layer antenna is provided on the first support substrate, and is provided on the first support substrate antenna element extending along the short side, and on the second support substrate, And a second support substrate antenna element extending along the long side.
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、電極群層アンテナが、第1支持基板アンテナ要素を含む。支持基板のうち、第1支持基板は感知面に最も近く、従って、第1支持基板アンテナ要素は外部近傍に配置される。このため、アンテナは優れた感度を有する。
一方、第1支持基板は感知面に最も近く、第1支持基板に設けられるアンテナの面積が大きいと、物体の検知領域が狭くなる虞がある。そこで、このアンテナ付タッチパッド入力装置では、第1支持基板アンテナ要素が第1支持基板の短辺に沿って延びており、第1支持基板における第1支持基板アンテナ要素の面積が狭小に抑制されている。このため、このアンテナ付タッチパッド入力装置では、検知領域の狭小化が抑制されている。
これらの結果として、このアンテナ付タッチパッド入力装置は、通信性能及び物体の検知性能の両方において優れている。
According to the touch pad input device with an antenna of the fourth solving means, the electrode group layer antenna includes the first support substrate antenna element. Of the support substrates, the first support substrate is closest to the sensing surface, and thus the first support substrate antenna element is disposed in the vicinity of the outside. For this reason, the antenna has excellent sensitivity.
On the other hand, the first support substrate is closest to the sensing surface, and if the area of the antenna provided on the first support substrate is large, the object detection area may be narrowed. Therefore, in this touchpad input device with an antenna, the first support substrate antenna element extends along the short side of the first support substrate, and the area of the first support substrate antenna element in the first support substrate is suppressed to be narrow. ing. For this reason, in this touchpad input device with an antenna, the narrowing of the detection area is suppressed.
As a result, the touchpad input device with an antenna is excellent in both communication performance and object detection performance.
第5の解決手段:好ましくは、前記シールド電極に対し前記測定用電極群とは反対側に配置され、前記測定用電極群と協働して前記感知面に対する物体の接近を静電容量の変化に基づいて検知するための検知回路が実装された回路基板と、前記回路基板に設けられた接地電極とを備え、前記シールド層アンテナは、前記接地電極に対してバリスタ又はツェナーダイオードを介して電気的に接続される。 Fifth solution means: Preferably, the above and the measurement electrode group to shield electrode disposed opposite, changes in electrostatic capacity proximity of the object relative to the measuring electrode group in cooperation with the sensing surface And a ground electrode provided on the circuit board. The shield layer antenna is electrically connected to the ground electrode via a varistor or a Zener diode. Connected.
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、バリスタ又はツェナーダイオードを介して接地電極に接続されたことによって、シールド層アンテナがフレームグランドとしても機能する。この結果として、このアンテナ付タッチパッド入力装置は、EMI対策においても優れている。 According to the touchpad input device with an antenna of the fifth solving means, the shield layer antenna also functions as a frame ground by being connected to the ground electrode via the varistor or the Zener diode. As a result, this touchpad input device with an antenna is excellent in EMI countermeasures.
第6の解決手段:好ましくは、前記測定用電極群として、前記感知面に平行な第1の方向にて相互に離間するとともに、前記感知面に平行であって且つ前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ延びる複数の第1電極と、前記第1電極に対し前記感知面とは反対側に配置された複数の第2電極であって、前記第2の方向にて相互に離間し且つ前記第1の方向にそれぞれ延びる複数の第2電極とを備え、前記支持基板として、前記第1電極を支持する第1支持基板と、前記第1支持基板に対し前記感知面とは反対側に配置され、前記第2電極を支持する第2支持基板とを備え、前記電極群層アンテナは、前記第1電極を囲むように前記第1支持基板に設けられた第1支持基板アンテナ要素を含む。 Sixth Solution: Preferably, the measurement electrode group is separated from each other in a first direction parallel to the sensing surface, and is parallel to the sensing surface and orthogonal to the first direction. A plurality of first electrodes each extending in a second direction, and a plurality of second electrodes disposed on the opposite side of the sensing surface with respect to the first electrodes, wherein the second electrodes are mutually in the second direction. A plurality of second electrodes that are spaced apart and extend in the first direction, and the support substrate is a first support substrate that supports the first electrode, and the sensing surface with respect to the first support substrate. A second support substrate disposed on the opposite side and supporting the second electrode, wherein the electrode group layer antenna is provided on the first support substrate so as to surround the first electrode. Contains elements.
前記第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、第1支持基板アンテナ要素によって、検知回路が静電気等による過電圧・過電流から保護される。 According to the touchpad input device with an antenna of the sixth solving means, the first support substrate antenna element protects the detection circuit from overvoltage / overcurrent caused by static electricity or the like.
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は、アンテナ付タッチパッド入力装置が物体の検知性能及び通信性能において優れているので、電子機器を操作する者の狙い通りに円滑に動作する。
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.
The electronic device of the seventh solution means that the touch pad input device with an antenna is excellent in object detection performance and communication performance, and therefore operates smoothly as intended by the person who operates the electronic device.
本発明によれば、シールド電極の近傍にアンテナが配置されながら、アンテナの感度が確保されて良好な通信性能を有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が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the antenna touchpad input device which has the antenna sensitivity arrange | positioned in the vicinity of a shield electrode, the antenna sensitivity is ensured, and has favorable communication performance, and the electronic device carrying this apparatus are provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
〔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。
Embodiments of the present invention will be described below 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)を有し、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の上面には、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の上面の大きさは、ディスプレーハウジング16の内面と略同一である。
The
An
また、メインハウジング20の上面には、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10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の上面には、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の上面における、開口20b,20cの両側の領域はパームレストとして機能する。
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27a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。
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。
An
The
〔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の上面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32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32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32が固定されている。積層体32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。
また、プリント回路基板28に実装された電気素子は、入力端子を介して、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。
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic appearance of the
The electrical 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32は、フェイスシート22側から順に、X電極層34、Y電極層36、及び、シールド電極層38を有する。これらフェイスシート22、X電極層34、Y電極層36及びシールド電極層38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
X電極層34は、フィルム基板(X電極基板)34aと、フィルム基板34aに一体に形成された複数のX電極34bとを含む。X電極34bは、フィルム基板34aの一方の面の略全域に分布させられている。
具体的には、フィルム基板34aは長方形形状を有し、フィルム基板34aの短辺はパーソナルコンピュータ11の本体12の奥行き方向に延び、フィルム基板34aの長辺はパーソナルコンピュータ11の本体12の幅方向に延びている。
X電極34b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、フィルム基板34aの短辺の方向にそれぞれ延び、フィルム基板34aの長辺の方向にて相互に一定間隔にて離間している。
The
Specifically, the
The
Y電極層36は、フィルム基板(Y電極基板)36aと、フィルム基板36aに一体に形成された複数のY電極36bとを含む。また、Y電極層36は、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を含む。Y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、フィルム基板36aは、フィルム基板34aと同じ長方形形状を有する。Y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、フィルム基板36aの長辺の方向にそれぞれ延び、フィルム基板36aの短辺の方向にて相互に一定間隔にて離間している。
The
Specifically, the
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電極36bの複数の導電性の帯と同様に、フィルム基板36aの長辺の方向にそれぞれ延び、フィルム基板36aの短辺の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電極36bの複数の導電性の帯の間に配置されている。
The
従って、Y電極36b及びX電極34bは、積層方向で見たときに、碁盤目状に相互に直交している。そして、検出電極36c、Y電極36b及びX電極34bは、フェイスシート22の表面に接近若しくは接触する指先等の物体の位置を検出するための測定用電極群を構成している。
Therefore, the
シールド電極層38は、フィルム基板(シールド電極基板)40と、フィルム基板40に一体に形成されたシールド電極42とを含む。
シールド電極42は、導電性の材料からなる層状の本体部44を有し、本体部44には複数の開口部46が形成されている。本体部44は、X電極層34、Y電極層36b及びシールド電極層38の積層方向にて、X電極34b、Y電極36b及び検出電極36cが投影される投影位置に位置している。開口部46は、積層方向にて、X電極34b、Y電極36b及び検出電極36cが投影されない非投影位置に位置している。従って、シールド電極42の本体部42は、X電極34b、Y電極36b及び検出電極36cを合わせたような碁盤目形状を有する。
なお、フィルム基板34a,36a,40、及びフェイスシート22は、略同じ形状を有し、4隅を揃えて相互に重ね合わされている。
The
The
The
〔アンテナ層〕
そして、アンテナ付タッチパッド入力装置10は、外部と通信するためのアンテナを有する。
アンテナは、図5に示したように、シールド電極基板40に一体に形成されたアンテナパターン(シールド層アンテナ)48を少なくとも含む。シールド層アンテナ48は、導体の帯からなり、シールド電極42よりもシールド電極基板40の外縁側に設けられている。例えば、シールド層アンテナ48は、螺旋形状にて、シールド電極42の周囲を1.75周に渡って延びている。
また、シールド層アンテナ48は、積層方向にてシールド電極42の近傍に配置され、本実施形態では、シールド層アンテナ48及びシールド電極42は同じ層に配置されている。なお、積層方向にてシールド電極42の近傍とは、プリント回路基板28から測定用電極群までの範囲を指す。
[Antenna layer]
And the
As shown in FIG. 5, the antenna includes at least an antenna pattern (shield layer antenna) 48 formed integrally with the
The
そして好ましくは、アンテナは、X電極基板34aに一体に形成されたアンテナパターン(X電極基板アンテナ要素)50と、Y電極基板36aに一体に形成されたアンテナパターン(Y電極基板アンテナ要素)52とを含む。
アンテナパターン50は、図6に示したように、X電極基板34aの短辺方向にそれぞれ延びる2つの導体の帯50a,50bからなり、X電極基板34aの長辺方向にて、X電極34bよりもX電極基板34aの外縁側に設けられている。また、アンテナパターン50は、積層方向にてX電極34bの近傍に配置され、本実施形態では、アンテナパターン50及びX電極34bは同じ層に配置されている。
Preferably, the antenna includes an antenna pattern (X electrode substrate antenna element) 50 integrally formed on the
As shown in FIG. 6, the
アンテナパターン52は、図7に示したように、2つの導体の帯52a,52bからなり、Y電極36b及び検出電極36cよりもY電極基板36aの外縁側に設けられている。
具体的には、帯52aはY電極基板36aの長辺方向に延び、帯52bは、螺旋形状にて、Y電極36b及び検出電極36cの周囲を1.25周に渡って延びている。また、アンテナパターン52は、積層方向にてY電極36bの近傍に配置され、本実施形態では、アンテナパターン52及びY電極36bは同じ層に配置されている。
As shown in FIG. 7, the
Specifically, the
更に好ましくは、アンテナは、図8に示したように、プリント回路基板28に一体に形成されたアンテナパターン54を含み、アンテナパターン54は、プリント回路基板28の長辺方向に延びている。アンテナパターン54は、プリント回路基板28の積層体32側に形成されていてもよく、積層体32とは反対側に形成されていてもよい。
そして、これらシールド層アンテナ48及びアンテナパターン50,52,54は、1つのヘリカルアンテナHAを構成するように相互に電気的に接続されている。
ここで、図9は、ヘリカルアンテナHAを積層方向にて平面に投影したときの形状を概略的に示している。シールド層アンテナ48及びアンテナパターン50,52,54の電気的な接続は、例えば、X電極基板34a、Y電極基板36a及びシールド電極基板40に形成されたスルーホールを通じて行うことができる。
なお、X電極34b、Y電極36b、検出電極36c及びアンテナの材料としては、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。
More preferably, the antenna includes an
The
Here, FIG. 9 schematically shows a shape when the helical antenna HA is projected onto a plane in the stacking direction. The
As materials for 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、ヘリカルアンテナHAによって発生させられた磁束の一部が、シールド電極42の開口部46を通過することによって、シールド電極42で発生する渦電流が減少させられる。つまり、シールド電極42の開口部46によって、ヘリカルアンテナHAの感度の低下が抑制される。
一方、アンテナ付タッチパッド入力装置10では、シールド電極42の本体部44が、測定用電極群、即ちX電極34b、Y電極36b及び検出電極36cが投影される投影領域に位置しており、シールド電極42の本体部44によって、シールド電極42側からの測定用電極群へのノイズが遮断される。
これらの結果として、アンテナ付タッチパッド入力装置10は、良好な物体の検知性能を有しながら、良好な通信性能を有する。
According to the antenna-equipped
On the other hand, in the
As a result of these, the antenna-equipped touch
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、アンテナパターン50,52,54がシールド層アンテナ48とともにヘリカルアンテナHAを構成することにより、ヘリカルアンテナHAの周回数が所望の周回数に設定される。すなわち、ヘリカルアンテナHAが多層に渡って延びていることで、測定用電極群やシールド電極42が大きくても、ヘリカルアンテナHAの周回数が十分に確保される。この結果として、ヘリカルアンテナHAは更に高感度であり、アンテナ付タッチパッド入力装置10は一層良好な通信性能を有する。
According to the touchpad input device with an
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は、測定用電極群として、複数のX電極34b、Y電極36b及び検出電極36cを備え、X電極34b、Y電極36b及び検出電極36cを支持するX電極基板34a、Y電極基板36aを備えている。このアンテナ付タッチパッド入力装置10は、簡単な構成にて、感知面に対する物体の接近を確実に検知する。
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は、ヘリカルアンテナHAが、X電極基板34aに形成されたアンテナパターン50を含む。X電極基板34aは感知面に最も近く、従って、アンテナパターン50は外部近傍に配置される。このため、ヘリカルアンテナHAは優れた感度を有する。
一方、X電極基板34aは感知面に最も近く、X電極基板34aに設けられるアンテナパターン50の面積が大きいと、物体の検知領域が狭くなる虞がある。そこで、アンテナ付タッチパッド入力装置10では、アンテナパターン50がX電極基板34aの短辺に沿って延びており、X電極基板34aにおけるアンテナパターン50の面積が狭小に抑制されている。このため、アンテナ付タッチパッド入力装置10では、検知領域の狭小化が抑制されている。
これらの結果として、アンテナ付タッチパッド入力装置10は、通信性能及び物体の検知性能の両方において優れている。
In the touchpad input device with an
On the other hand, the
As a result, the touchpad input device with an
そして、上述した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は、アンテナ付タッチパッド入力装置10が物体の検知性能及び通信性能において優れているので、パーソナルコンピュータ11を操作する者の狙い通りに円滑に動作する。
The
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態に係るタッチパッド入力装置100について説明する。なお、第1実施形態に係るタッチパッド入力装置10と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the
図9は、タッチパッド入力装置100を分解して示す概略的な斜視図であり、図10は、タッチパッド入力装置100に用いられたX電極基板34aを概略的に示している。
X電極基板34aには、アンテナパターン50に代えて、アンテナパターン56が一体に形成されている。アンテナパターン56は、X電極34bを囲むように、螺旋形状にてX電極34bの周囲を約1周に渡って延びている。換言すれば、アンテナパターン56の両端は、X電極基板34aの1つの角近傍に位置している。
そして、Y電極基板36には、アンテナパターン52が形成されておらず、シールド層アンテナ48及びアンテナパターン54,56がヘリカルアンテナHAを構成している。すなわち、ヘリカルアンテナHAは、積層方向にて測定用電極群と同じ範囲に設けられたアンテナ(電極群層アンテナ)を含むのが好ましいが、電極群層アンテナの配置には種々の変更を加えることが可能である。
9 is an exploded perspective view schematically showing the touch
Instead of the
The
図11に示したように、ヘリカルアンテナHAの両端はコンデンサ60を介して相互に接続される。そして、不平衡回路の場合、ヘリカルアンテナHAの一端が、例えばプリント回路基板28に設けられる整合回路62にコンデンサ64を介して接続され、ヘリカルアンテナHAの他端はプリント回路基板28の接地電極に接続される。好ましくは、ヘリカルアンテナHAの整合回路62側は、バリスタ66を介してプリント回路基板28の接地電極に接続される。
As shown in FIG. 11, both ends of the helical antenna HA are connected to each other via a
平衡回路の場合、図12に示したように、ヘリカルアンテナHAは、コンデンサ64,68を介して整合回路62に接続される。そして、ヘリカルアンテナHAの各端は、バリスタ66,70を介してプリント回路基板28の接地電極にそれぞれ接続されるのが好ましい。
なお、バリスタ66,70に代えて、ツェナーダイオードを用いてもよい。すなわち、ヘリカルアンテナHAに不所望の高電圧が印加されたときのみ、電流を接地電極に流す電気素子を介して、ヘリカルアンテナHAを接地電極に接続してもよい。
In the case of a balanced circuit, the helical antenna HA is connected to the
A Zener diode may be used in place of the
上述した第2実施形態に係るアンテナ付タッチパッド入力装置100は、ヘリカルアンテナHAがバリスタ66,70を介して接地電極に接続されたことによって、シールド層アンテナ48がフレームグランドとしても機能する。この結果として、このアンテナ付タッチパッド入力装置100は、EMI対策においても優れている。
In the touchpad input device with an
また、第2実施形態に係るアンテナ付タッチパッド入力装置100によれば、アンテナパターン56によって、検知回路が静電気等に基づくサージ、即ち過電圧・過電流から保護される。
Further, according to the touchpad input device with
本発明は、上述した第1実施形態及び第2実施形態に限定されず、第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせた形態や、更に種々の変更を加えた実施形態も含む。
例えば、X電極34b、Y電極36b、検出電極36c及びシールド電極42は、別々のフィルム基板34a,36a,40に形成されているが、これらを1つ又は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X電極34b、Y電極36b、検出電極36c及びシールド電極42を積層プリント回路基板に一体に形成してもよい。
The present invention is not limited to the first embodiment and the second embodiment described above, and includes embodiments in which the first embodiment and the second embodiment are combined and embodiments in which various modifications are added.
For example, the
つまり、X電極34b、Y電極36b、検出電極36c及びシールド電極42を支持する部材の構成は特に限定されない。
更に、検出電極36cを省略し、X電極34bに電圧を印加しているときにはY電極36bを検出電極として利用し、逆に、Y電極36bに電圧を印加しているときにはX電極34bを検出電極として利用してもよい。つまり、測定用電極群の構成も特には限定されない。
That is, the structure of the member that supports the
Further, the
また更に、シールド電極42の本体部44の形状は、測定用電極群が投影された形状に略合致するのが好ましいが、多少異なっていてもよい。
一方、ヘリカルアンテナHAの周回数は第1実施形態及び第2実施形態に限定されることはない。
Furthermore, the shape of the
On the other hand, the number of turns of the helical antenna HA is not limited to the first embodiment and the second embodiment.
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。更には、本発明のアンテナ付タッチパッド入力装置は、透明な測定用電極群及びシールド電極42を用いることによって、タッチパネルにも適用可能である。
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. Furthermore, the touchpad input device with an antenna of the present invention can be applied to a touch panel by using a transparent measurement electrode group and a
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)
28 プリント回路基板
34a X電極基板(支持基板)
36a Y電極基板(支持基板)
34b X電極(測定用電極群)
36b Y電極(測定用電極群)
36c 検出電極(測定用電極群)
40 シールド電極基板(支持基板)
42 シールド電極
44 本体部
46 開口部
48 シールド層アンテナ
50 アンテナパターン(電極群層アンテナ)
52 アンテナパターン(電極群層アンテナ)
10 Touchpad input device with
28 Printed
36a Y electrode substrate (support substrate)
34b X electrode (measurement electrode group)
36b Y electrode (measurement electrode group)
36c Detection electrode (measurement electrode group)
40 Shield electrode substrate (support substrate)
42
52 Antenna pattern (electrode group layer antenna)
Claims (7)
前記感知面に沿って設けられ、前記感知面に対する物体の接近を静電容量の変化に基づいて検知するための測定用電極群と、
前記測定用電極群の前記感知面とは反対側に沿って設けられるシールド電極と、
前記測定用電極群及び前記シールド電極を支持する少なくとも1つの支持基板と、
前記シールド部材の開口を通じて外部と通信を行うためのアンテナと
を備えるアンテナ付タッチパッド入力装置において、
前記シールド電極は、前記測定用電極群及び前記シールド電極の積層方向にて前記測定用電極群が投影される投影領域に位置する本体部、及び、前記投影領域以外の非投影領域に位置する複数の開口部を有し、
前記アンテナは、前記積層方向にて前記シールド電極の近傍に配置され且つ前記シールド電極よりも前記支持基板の外縁側に配置されたシールド層アンテナを含む
ことを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。 A sensing surface exposed by an opening provided in a shield member that shields radiation noise in the electronic device;
A measuring electrode group provided along the sensing surface for detecting the approach of an object to the sensing surface based on a change in capacitance;
A shield electrode provided along a side opposite to the sensing surface of the measurement electrode group;
At least one support substrate for supporting the measurement electrode group and the shield electrode;
In the touchpad input device with an antenna comprising an antenna for communicating with the outside through the opening of the shield member,
The shield electrode includes a main body part located in a projection region where the measurement electrode group is projected in the stacking direction of the measurement electrode group and the shield electrode, and a plurality of shield electrodes located in a non-projection region other than the projection region. With an opening of
The touchpad input device with an antenna, wherein the antenna includes a shield layer antenna disposed in the vicinity of the shield electrode in the stacking direction and disposed on an outer edge side of the support substrate with respect to the shield electrode.
前記シールド層アンテナ及び前記電極群層アンテナは電気的に相互に接続されてヘリカルアンテナを構成している
ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ付タッチパッド入力装置。 The antenna further includes an electrode group layer antenna disposed in a range in which the measurement electrode group is disposed in the stacking direction and disposed on an outer edge side of the support substrate from the measurement electrode group,
The touchpad input device with an antenna according to claim 1, wherein the shield layer antenna and the electrode group layer antenna are electrically connected to each other to form a helical antenna.
前記感知面に平行な第1の方向にて相互に離間するとともに、前記感知面に平行であって且つ前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ延びる複数の第1電極と、
前記第1電極に対し前記感知面とは反対側に配置された複数の第2電極であって、前記第2の方向にて相互に離間し且つ前記第1の方向にそれぞれ延びる複数の第2電極とを備え、
前記支持基板として、
前記第1電極を支持する第1支持基板と、
前記第1支持基板に対し前記感知面とは反対側に配置され、前記第2電極を支持する第2支持基板とを備える
ことを特徴とする請求項2に記載のアンテナ付タッチパッド入力装置。 As the measurement electrode group,
A plurality of first electrodes spaced apart from each other in a first direction parallel to the sensing surface and extending in a second direction parallel to the sensing surface and perpendicular to the first direction;
A plurality of second electrodes disposed on a side opposite to the sensing surface with respect to the first electrode, the plurality of second electrodes being spaced apart from each other in the second direction and extending in the first direction, respectively. With electrodes,
As the support substrate,
A first support substrate for supporting the first electrode;
Wherein the said sensing surface relative to the first supporting substrate disposed opposite the antenna with touch pad input device of claim 2, characterized in that it comprises a second supporting substrate for supporting the second electrode.
前記電極群層アンテナは、
前記第1支持基板に設けられ、前記短辺に沿って延びる第1支持基板アンテナ要素と、
前記第2支持基板に設けられ、前記長辺に沿って延びる第2支持基板アンテナ要素とを含む
ことを特徴とする請求項3に記載のアンテナ付タッチパッド入力装置。 The first support substrate and the second support substrate each have a rectangular shape having a long side extending in one direction and a short side extending in the other direction of the first direction and the second direction,
The electrode group layer antenna is
A first support substrate antenna element provided on the first support substrate and extending along the short side;
The touchpad input device with an antenna according to claim 3, further comprising: a second support substrate antenna element provided on the second support substrate and extending along the long side.
前記回路基板に設けられた接地電極とを備え、
前記シールド層アンテナは、前記接地電極に対してバリスタ又はツェナーダイオードを介して電気的に接続される
ことを特徴とする請求項3に記載のアンテナ付タッチパッド入力装置。 Wherein the measuring electrode group to shield electrode disposed opposite the measuring electrode group in cooperation with the detection circuit for detecting on the basis of changes in electrostatic capacity proximity of an object relative to the sensing surface A circuit board on which is mounted,
A ground electrode provided on the circuit board;
The touchpad input device with an antenna according to claim 3, wherein the shield layer antenna is electrically connected to the ground electrode via a varistor or a Zener diode.
前記感知面に平行な第1の方向にて相互に離間するとともに、前記感知面に平行であって且つ前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ延びる複数の第1電極と、
前記第1電極に対し前記感知面とは反対側に配置された複数の第2電極であって、前記第2の方向にて相互に離間し且つ前記第1の方向にそれぞれ延びる複数の第2電極とを備え、
前記支持基板として、
前記第1電極を支持する第1支持基板と、
前記第1支持基板に対し前記感知面とは反対側に配置され、前記第2電極を支持する第2支持基板とを備え、
前記電極群層アンテナは、
前記第1電極を囲むように前記第1支持基板に設けられた第1支持基板アンテナ要素を含む
ことを特徴とする請求項5に記載のアンテナ付タッチパッド入力装置。 As the measurement electrode group,
A plurality of first electrodes spaced apart from each other in a first direction parallel to the sensing surface and extending in a second direction parallel to the sensing surface and perpendicular to the first direction;
A plurality of second electrodes disposed on a side opposite to the sensing surface with respect to the first electrode, the plurality of second electrodes being spaced apart from each other in the second direction and extending in the first direction, respectively. With electrodes,
As the support substrate,
A first support substrate for supporting the first electrode;
A second support substrate disposed on a side opposite to the sensing surface with respect to the first support substrate and supporting the second electrode;
The electrode group layer antenna is
The touchpad input device with an antenna according to claim 5, further comprising a first support substrate antenna element provided on the first support substrate so as to surround the first electrode.
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