JP5610656B2 - 携帯電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、表示器と、該表示器の表示面上に配置されるタッチパネルと、を有する携帯電子機器に係り、特に静電容量方式のタッチパネルを有する携帯電子機器に関する。
タッチパネルを用いた電子機器の一例が特許文献1,2に記載されている。特許文献1に記載された電子機器は、表示窓を有するケースに表示部材と回路基板とを有するモジュールと、該モジュール上にタッチパネルを載置して収納し、表示部が開口した枠形状部とケースとモジュールとを電気的に接続するための接続片を備えたシールド体を有し、シールド体には、シールド体とモジュールとを位置決めする位置決め部と、タッチパネルを付勢し、モジュールとタッチパネルとを位置決めするための押圧片部と、を設け、シールド体を介して、シールド体とモジュールとタッチパネルとの相互の位置決めを行うとともに、シールド体がモジュールとタッチパネルの縁部分を囲うようにして、静電気やノイズを効果的に遮断するようにしている。
特許文献2に記載された電子機器は、表示用の開口部を有する本体ケースと、この本体ケース内に開口部と対応して配置される表示パネルと、この表示パネルの開口部に対応する表示領域を除いて、表示パネルを覆い、且つ基準電位に接続される導電性を有するシールド部材と、表示パネルの表面における外周部とシールド部材との間及びシールド部材と本体ケースとの間に配置される防水性を有するクッション部材と、を有し、外部からの衝撃をクッション部材で吸収するとともに、防水性を確保できるようにしている。
タッチパネルの方式には、抵抗膜方式、電磁誘導方式、静電容量方式等があり、上記特許文献1に記載された電子機器では抵抗膜方式が用いられており、上記特許文献2に記載された電子機器では特定されていない。本発明は静電容量方式を採るため、この方式の基本について説明する。図25は、静電容量方式のタッチパネルの基本構成を示す図である。同図において、静電容量方式のタッチパネル90は、誘電体100、送信電極101、受信電極102及び駆動バッファ103を有しており、板状の誘電体100の下面には送信電極101と受信電極102が離間配置されている。送信電極101には駆動バッファ103から駆動パルスが印加される。駆動パルスが印加されることで送信電極101から電界が発生し、この電界中に手104が入ることで、送信電極101と受信電極102の間の電気力線の数が減少し、この電気力線の数の変化が受信電極102における電荷の変化として現れる。これにより、手104のタッチパネル90への接近を検出することができる。また、送信電極101と受信電極102を複数設けることでタッチパネル90への接近のみならず手104の位置(座標)も検出することができる。すなわち、タッチパネル90の上空で指先の座標を検出することができる。
図26(a)〜(c)は、タッチパネル90に指先104aを徐々に近づけたときの指の検出状態を示す図である。同図において、(a)は、指先104aが電界から離れているときの状態である。(b)は指先104aが電界内に入ったときの指ホバー検出状態である。(c)は指先104aが電界内に完全に入ってタッチパネル90に触れている指タッチ検出状態である。なお、操作目的で指先104aをタッチパネル90に触れる場合は誤操作にはならないが、単に機器本体を手104で持ったときに、手104がタッチパネル90に触れる場合は誤操作になってしまう。
日本国特開2005−222091号公報 日本国特開2005−209868号公報
静電容量方式のタッチパネルを搭載した携帯電子機器を手で把持したときで、特に強く把持したときに、携帯電子機器の筐体とともに該筐体内に設けられたシールドグランドが動いてしまう(すなわち、歪んでしまう)傾向がある。この場合、タッチパネルは動かずシールドグランドが単独で動いてしまうため、タッチパネルの送信電極と受信電極の間の電気力線の経路が変化することにより、誤った座標信号を出力してしまいタッチパネルとしての性能が出なくなってしまうという課題がある。図27に、携帯電子機器を片手で把持したときの筐体への押力を示す。同図に示すように、携帯電子機器を手で把持したときに、図中矢印で示す方向に押力がかかる。この押力によってシールドグランドが単独で動いてしまう。
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、少なくとも指示体との距離を電界を利用して検出可能な静電容量方式のタッチパネルを搭載し、機器本体を手で強く把持された場合でも、タッチパネルとしての性能を確保することができる携帯電子機器を提供することを目的とする。
本発明の携帯電子機器は、第1の面と、前記第1の面から立ち上がる、第1及び第2の側面とを有し、前記第1の側面、前記第1の面、及び、前記第2の側面からなる凹部を少なくとも有する筐体と、少なくとも一部が前記凹部に収容される表示器と、前記表示器に重ねて配置され、少なくとも指示体との距離を検出可能なタッチパネルと、前記第1及び第2の側面にそれぞれ配置され、少なくとも一部が前記表示器の側面と対向する第1及び第2の板金と、前記第1の面上に配置された第3の板金と、少なくとも前記表示器、前記第1の板金、及び前記第2の板金を覆うカバーガラスと、を備え、少なくとも、前記表示器、前記タッチパネル、及び前記カバーガラスは、この順で積層された構造体を成し、前記第1及び第2の板金は、前記表示器より離れ、前記第3の板金は、前記表示器より離れ、 前記第1の板金の上端面と前記カバーガラスの下面側との間の距離、及び前記第2の板金の上端面と前記カバーガラスの下面側との間の距離はそれぞれ、0(ゼロ)より大きくかつ所定の値以下であり、前記筐体は、前記第1の面を基準に前記凹部と反対側であって、前記第1の面と略平行な第2の面を少なくとも有し、前記第1の面と前記第2の面の間に電池を搭載可能である、携帯電子機器であって、前記カバーガラスは、前記第1の側面の上端部と前記第2の側面の上端部に接着剤で接着され、前記第1の板金は、前記第3の板金の一端部にネジで固定され、前記第2の板金は、前記第3の板金の他端部にネジで固定される。
この構成により、表示器の側面と対向する第1及び第2の板金によって、指示体との距離をも検出可能なタッチパネルから出る電気力線を適切にシールドすることができる。更に、表示器及びタッチパネルと積層構造体を成すカバーガラスを筐体の側面上端部に接着剤で接着するとともに、表示器等が収容される筐体凹部の底面上に配置された第3の板金に、筐体側面に配置された第1及び第2の板金をネジで固定することで、筐体を変形に強い構造とし、機器本体を手で強く把持しても筐体等が撓むことがなく、タッチパネルとしての性能を確保することができる。
更に、本発明の携帯電子機器は、前記筐体の第1及び/又は第2の側面は、前記第1及び/又は第2の板金の少なくとも上下方向の位置決めを行なう位置決め部を有する。
この構成により、板金の上端面とカバーガラスの下面側との間の距離を0より大きくすることを適切に行える。
更に、本発明の携帯電子機器は、前記位置決め部は、前記筺体の第1及び/又は第2の側面に設けられた突起である。
更に、本発明の携帯電子機器は、少なくとも前記第1の側面、前記第2の面、及び前記第2の側面は、使用者の手によって把持可能である。
本発明によれば、表示器の側面と対向する第1及び第2の板金によって、指示体との距離をも検出可能なタッチパネルから出る電気力線を適切にシールドすることができる。更に、表示器及びタッチパネルと積層構造体を成すカバーガラスを筐体の側面上端部に接着剤で接着するとともに、表示器等が収容される筐体凹部の底面上に配置された第3の板金に、筐体側面に配置された第1及び第2の板金をネジで固定することで、筐体を変形に強い構造とし、機器本体を手で強く把持しても筐体等が撓むことがなく、タッチパネルとしての性能を確保することができる。
本発明の実施の形態1に係る携帯電子機器の概観を示す斜視図 図1の携帯電子機器の概略構成を示すブロック図 図1の携帯電子機器のA−A線断面図 図1の携帯電子機器のタッチパネル部におけるカバーパネルと、受信センサーパネル及び送信センサーパネルと、液晶表示部との配置関係を示す斜視図 図1の携帯電子機器のタッチパネル部の受信センサーパネルを示す平面視図 図1の携帯電子機器のタッチパネル部の送信センサーパネルを示す平面視図 図1の携帯電子機器の受信センサーパネルと送信センサーパネルが重ねて配置された状態を示す平面視図 図1の携帯電子機器のタッチパネルコントローラの動作を示すタイミングチャート 図1の携帯電子機器の受信センサーパネルにおける送信電極の配置位置を説明するための図 (a),(b)図1の携帯電子機器において、人の手の近接を検出していない未検出時と人の手の近接を検出した時の液晶表示部の表示の変化を示す図 図1の携帯電子機器のタッチパネルコントローラの動作を説明するためのフローチャート 図1の携帯電子機器の応用例のタッチパネルコントローラの動作を示すタイミングチャート 本発明の実施の形態2に係る携帯電子機器の概略構成を示すブロック図 図13の携帯電子機器における2つのシールドグランドの取り付け位置と、2つのシールドグランドと可変抵抗器との接続を示す斜視図 図13の携帯電子機器の筐体においてシールドグランドが配置された部分の断面を示す図 図13の携帯電子機器の持ち手状態の検出方法の一例を示す図 図13の携帯電子機器の手持ち状態(すなわち把持状態)と各可変抵抗器の抵抗値の一例を示す図 図13の携帯電子機器の持ち手検出処理を示すフローチャート 加速度センサーを使用して持ち手状態を検出する携帯電子機器の概略構成を示すブロック図 本発明の実施の形態3に係る携帯電子機器の中央部分を短手方向に切断した横断面を示す図 本発明の実施の形態3に係る携帯電子機器の変形例1である携帯電子機器の横断面を示す図 本発明の実施の形態3に係る携帯電子機器の変形例2である携帯電子機器の横断面を示す図 本発明の実施の形態3に係る携帯電子機器の変形例3である携帯電子機器の横断面を示す図 本発明の実施の形態4に係る携帯電子機器の中央部分を短手方向に切断した横断面を示す図 静電容量方式のタッチパネルの基本構成を示す図 (a)〜(c)タッチパネルに手を徐々に近づけたときの指の検出状態を示す図 携帯電子機器を片手で把持したときの筐体への押力を示す図
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る携帯電子機器の概観を示す斜視図である。同図において、本実施の形態に係る携帯電子機器1は、スマートフォンと呼ばれる携帯無線機であり、四角形状に形成された筐体2の前面側の上部にレシーバ3が設けられ、レシーバ3の下方に静電容量方式のタッチパネルモジュール6が設けられ、タッチパネルモジュール6の下方に3個のファンクションボタン7−1〜7−3が設けられている。
図2は、本実施の形態に係る携帯電子機器1の概略構成を示すブロック図である。同図に示す携帯電子機器1において、前述したタッチパネルモジュール6は、タッチパネル部5と、その間で送信信号と受信信号の授受を行うタッチパネルコントローラ8とから構成されている。機器制御部9は、タッチパネルコントローラ8との間で座標信号の授受を行い、また液晶表示部4に表示信号を与える。タッチパネルユニット7は、液晶表示部4とタッチパネルモジュール6とから構成される。
タッチパネルユニット7の液晶表示部4は、四角形状を成し、携帯電子機器1を操作するための表示や画像等の表示に使用される。タッチパネル部5は、液晶表示部4と略同じ四角形を成し、液晶表示部4に重ねて配置される。液晶表示部4及びタッチパネル部5の形状を四角形とするが、それは長方形でもあっても良いし、正方形であっても良い。
図3は、図1のA−A線断面図である。同図は、タッチパネルユニット7の中央部分の断面を示している。タッチパネルユニット7のタッチパネル部5は、受信センサーパネル(第1のセンサーパネル)5−1と、送信センサーパネル(第2のセンサーパネル)5−2とから構成される。受信センサーパネル5−1の直上にはガラス材からなるカバーパネル20が配置され、送信センサーパネル5−2の直下には液晶表示部4が配置される。また、液晶表示部4の直下にはバックライト部21が配置され、バックライト部21の直下には電池部22が配置される。
図4は、カバーパネル20と、タッチパネル部5の受信センサーパネル5−1及び送信センサーパネル5−2と、液晶表示部4との配置関係を示す斜視図である。同図に示すように、カバーパネル20、受信センサーパネル5−1、送信センサーパネル5−2、液晶表示部4の順で配置される。
図5は、タッチパネル部5の受信センサーパネル5−1を示す平面視図である。同図に示すように、受信センサーパネル5−1は、四角形状に形成されており、その上端から下端に向けて水平方向に平行配置された複数の受信電極5−1aと、左端側及び右端側のそれぞれに垂直方向に配置された2つの送信電極5−1bと、を有する。各受信電極5−1a及び各送信電極5−1bは菱形を成す複数の電極片Pで構成される。なお、2つの送信電極5−1bそれぞれの先端に位置する電極片Pについては三角形を成している。
図6は、タッチパネル部5の送信センサーパネル5−2を示す平面視図である。同図に示すように、送信センサーパネル5−2は、受信センサーパネル5−1と同様に四角形状に形成されており、その左端から右端(又はその逆でも構わない)に向けて、垂直方向に平行配置された複数の送信電極5−2cを有する。各送信電極5−2cは、受信センサーパネル5−1の各受信電極5−1a及び各送信電極5−1bと同様に菱形を成す複数の電極片Pで構成される。なお、送信電極5−2cそれぞれの先端に位置する電極片Pについては三角形を成している。
図7は、受信センサーパネル5−1と送信センサーパネル5−2が重ねて配置された状態を示す平面視図である。同図に示すように、受信センサーパネル5−1と送信センサーパネル5−2を重ねて配置することで、受信センサーパネル5−1の左端側及び右端側それぞれの送信電極5−1bと送信センサーパネル5−2の左端側及び右端側それぞれの送信電極5−2cが重なり、その他の電極同士は重なることはなく、縦横交互に配置される。
なお、本実施の形態に係る携帯電子機器1では、受信センサーパネル5−1の面積で90%以上が、送信センサーパネル5−2と重なるようにしている。また、受信センサーパネル5−1と送信センサーパネル5−2が重なるエリアがタッチパネルモジュール6としての反応エリアとなる。受信センサーパネル5−1の2つの送信電極5−1bは反応エリアの最外周に配置される。この場合、タッチパネル部5の形状を長方形とすると、2つの送信電極5−1bは向かい合う2辺のそれぞれに沿って配置される。受信センサーパネル5−1の送信電極5−1bの数は、1つでも良いし、3つ以上でも良い。
図2に戻り、タッチパネルコントローラ8は、送信センサーパネル5−2の全送信電極5−2cに対し、送信信号を印加する。この時の印加については、タッチパネルコントローラ8の制御により任意に印加する順番は変えることが可能である。よって、すべての送信信号を同期に送出することが可能である。左端に配置された送信電極5−2cから順に右端に配置された送信電極5−2cまで1つずつ送信信号を印加していく。また、タッチパネルコントローラ8は、左端に配置された送信電極5−2cと右端に配置された送信電極5−2cに送信信号を印加するときに、同じタイミングで受信センサーパネル5−1の左端側に配置された送信電極5−1bと右端側に配置された送信電極5−1bにも送信信号を印加する。すなわち、左端に配置された送信電極5−2cに送信信号を印加すると同時に左端側に配置された送信電極5−1bにも同じ送信信号を印加し、また右端に配置された送信電極5−2cに送信信号を印加すると同時に右端に配置された送信電極5−1bにも同じ送信信号を印加する。
さらに、タッチパネルコントローラ8は、送信センサーパネル5−2の送信電極5−2cに送信信号を印加すると同時に、受信センサーパネル5−1の全受信電極5−1aにて送信信号を検出する。すなわち、1つの送信電極5−2cに送信信号を印加すると同時に、上端側に配置された受信電極5−1aから下端に配置された受信電極5−1aまで順次送信信号を検出する。以下、検出した送信信号を受信信号と呼ぶ。
図8は、タッチパネルコントローラ8の動作を示すタイミングチャートである。同図において、“TxAC1”は、受信センサーパネル5−1の左端側に配置された送信電極5−1bに印加する送信信号を示し、“Tx1”は、送信センサーパネル5−2の左端側に配置された送信電極5−2cに印加する送信信号を示し、“Rx1〜n”は、受信センサーパネル5−1の全受信電極5−1aで得られる受信信号を示す。また、“Tx2”は、送信センサーパネル5−2の左端から2番目に配置された送信電極5−2cに印加する送信信号を示し、“Txn”は、送信センサーパネル5−2の右端側に配置された送信電極5−2cに印加する送信信号を示し、“TxAC2”は、受信センサーパネル5−1の右端側に配置された送信電極5−1bに印加する送信信号を示す。
図8に示すように、送信センサーパネル5−2の全送信電極5−2cに対して、1つずつ順番に送信信号を印加する毎に、受信センサーパネル5−1の全受信電極5−1aで受信する。ここで、送信センサーパネル5−2の左端側に配置された送信電極5−2cに送信信号が印加されるときは、受信センサーパネル5−1の左端側に配置された送信電極5−1bにも同じ送信信号が印加される。また、送信センサーパネル5−2の右端側に配置された送信電極5−2cに送信信号が印加されるときは、受信センサーパネル5−1の右端側に配置された送信電極5−1bにも同じ送信信号が印加される。但し、この場合は、人の手を検出していない未検出時すなわち人の手が未検出エリアにあるときの動作であり、人の手を検出したときすなわち人の手が近接検出エリアに入ったときは、受信センサーパネル5−1の左端側と右端側に配置された2つの送信電極5−1bに送信信号が印加されず、グランド電位となる。
送信センサーパネル5−2の左端側に配置された送信電極5−2cと受信センサーパネル5−1の左端側に配置された送信電極5−1bの双方に送信信号が印加された場合、電界が強くなる感度アップされた状態となり、人の手の近接を高感度で検出することが可能となる。逆に、受信センサーパネル5−1の左端側に配置された送信電極5−1bに送信信号が印加されなくなった場合、該送信電極5−1bが送信センサーパネル5−2の左端側に配置された送信電極5−2cの電界を阻害するので、感度ダウンした状態となる。感度ダウンすることで、携帯電子機器1を手で持った際に、タッチパネル部5の左右両端部分に指が触れても操作として認識しないようにできる。このことは、送信センサーパネル5−2の右端側に配置された送信電極5−2cと受信センサーパネル5−1の右端側に配置された送信電極5−1bの双方に送信信号が印加された場合も同様である。
このように、受信センサーパネル5−1の2つの送信電極5−1bは、携帯電子機器1を手で把持した際に、タッチパネル部5の左右両端部分に指が近づいても機器制御部9が操作として認識しないようにするために設けたものである。なお、この2つの送信電極5−1bは、図9に示すように、タッチパネル部5の中心(例えば重心)を通る線においてタッチパネル部5の端とタッチパネル部5の中心を1対4に内分する点とタッチパネル部5の端との間に配置するのが望ましい。また、送信電極5−1bの数も左右それぞれ1つに限定されるものではなく、1つ以上であっても良い。
機器制御部9は、上述した処理の他に、人の手の近接を検出していない未検出時に液晶表示部4に所定の表示をさせるための表示信号を出力し、人の手の近接を検出した時に当該表示信号の出力を停止する。このようにすることで、携帯電子機器1のユーザに、タッチパネル部5の周縁部の感度がアップしていることを認識させることができる。
図10(a),(b)は、人の手の近接を検出していない未検出時と人の手の近接を検出した時の液晶表示部4の表示の変化を示す図である。同図の(a)に示すように、人の手の近接を検出していない未検出時には液晶表示部4の周縁部に沿って帯状の表示30(例えば、オレンジ色の表示)が行われる。人の手の近接を検出した時は、同図の(b)に示すように、帯状の表示30が行われなくなる。
タッチパネル部5に人の手が近づくことで、近づいた箇所の受信センサーパネル5−1の受信電極5−1aの受信信号が変化するので、機器制御部9は、受信信号が変化した受信電極5−1aに対応する座標信号から手が近づいた箇所を特定する。
タッチパネルコントローラ8と機器制御部9は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びインタフェース回路で構成される。該ROMにはCPUを制御するためのプログラムが記憶されており、該RAMはCPUの動作において使用される。
次に、本実施の形態に係る携帯電子機器1の動作を説明する。
図11は、本実施の形態に係る携帯電子機器1のタッチパネルコントローラ8の動作を説明するためのフローチャートである。同図に示すフローチャートは、受信センサーパネル5−1の左端側に配置された送信電極5−1b及び送信センサーパネル5−2の左端側に配置された送信電極5−2cのそれぞれに送信信号を印加する場合の動作を示している。
タッチパネルコントローラ8は、まず受信センサーパネル5−1の左端側に配置された送信電極5−1b及び送信センサーパネル5−2の送信電極5−2cに同じタイミングで送信信号TxAC1,Tx1を印加する(ステップS1)。送信信号TxAC1,Tx1の印加後、受信センサーパネル5−1の全受信電極5−1aで受信した受信信号Rx1〜Rxnにて送信信号Tx1〜Txn,TxAC1を検出する(ステップS2)。送信信号Tx1〜Txn,TxAC1の検出後、受信信号Rx1〜Rxnをデジタル変換してZ値を求める(ステップS3)。そして、求めたZ値がTxAC1切替閾値以上であるかどうか判定する(ステップS4)。ここで、TxAC1切替閾値とは、携帯電子機器1が人によって把持されたときのZ値に相当する値である。
求めたZ値がTxAC1切替閾値未満の場合(すなわちステップS4の判定で「NO」の場合)、ステップS1に戻り、TxAC1切替閾値以上の場合(すなわちステップS4の判定で「YES」の場合)、受信センサーパネル5−1の左端側に配置された送信電極5−1bをグランド電位にして送信信号TxAC1を0レベルにし(ステップS5)、その後、本処理を終了する。
なお、受信センサーパネル5−1の右端側に配置された送信電極5−1b及び送信センサーパネル5−2の右端側に配置された送信電極5−2cのそれぞれに送信信号を印加する場合は、左端側を右端側に置き換えるとともに、送信信号TxAC1をTxAC2に置き換えると良い。
このように本実施の形態に係る携帯電子機器1によれば、液晶表示部4と静電容量方式のタッチパネル部5とから構成されるタッチパネルユニット7と、タッチパネルモジュール6のタッチパネル部5との間で送信信号と受信信号の授受を行うタッチパネルコントローラ8と、タッチパネルコントローラ8との間で座標信号の授受を行い、また液晶表示部4に表示信号を与える機器制御部9とを備え、タッチパネル部5を、水平方向に平行配置された複数の受信電極5−1a及び左端側及び右端側のそれぞれに垂直方向に配置された2つの送信電極5−1bを有する受信センサーパネル5−1と、左端から右端に向けて垂直方向に平行配置された複数の送信電極5−2cを有する送信センサーパネル5−2とで構成し、送信センサーパネル5−2の送信電極5−2cと受信センサーパネル5−1の送信電極5−1bの双方に同じ送信信号を印加して、人の手の近接を高感度で検出し、人の手の近接を検出した後は、受信センサーパネル5−1の送信電極5−1bをグランド電位にして感度ダウンするようにしたので、携帯電子機器1を持ったときの持ち手部分の手の影響を抑えることができる。
なお、本実施の形態に係る携帯電子機器1では、受信センサーパネル5−1を複数の受信電極5−1aと2つの送信電極5−1bで構成したが、2つの送信電極5−1bを受信センサーパネル5−1とは別のパネル(第3のセンサーパネル)で構成するようにしても構わない。また、この第3のセンサーパネルは、その面積で90%以上が、送信センサーパネル5−2と重なるようにすると良い。
すなわち、本実施の形態に係る携帯電子機器1では、受信センサーパネル5−1(第1のセンサーパネル)の表面(携帯電子機器1における外側の面)に、複数の受信電極5−1aと2つの送信電極5−1bで構成し、送信センサーパネル5−2(第2のセンサーパネル)の表面(携帯電子機器1における外側の面)に複数の送信電極5−2cを構成したが、2つの送信電極5−1bを受信センサーパネル5−1とは別のパネル(第3のセンサーパネル)の表面(携帯電子機器1における外側の面)に構成するようにしても構わない。
更に、複数の受信電極5−1a、2つの送信電極5−1b、及び、複数の送信電極5−2cは、1つ又は複数のセンサーパネルの表面(携帯電子機器1における外側の面)又は裏面(携帯電子機器1における内側の面)の、何れかに配置されていれば良い。例えば、受信センサーパネル5−1(第1のセンサーパネル)の表面(第1の面)に少なくとも一つの送信電極5−1bを、受信センサーパネル5−1の裏面(第2の面)に受信電極5−1aを、送信センサーパネル5−2(第2のセンサーパネル)の裏面(第3の面)に送信電極5−2cを配置してもよい。
また、本実施の形態に係る携帯電子機器1では、図8のタイミングチャートに示すように、送信センサーパネル5−2の複数の送信電極5−2cに対して1つずつ順次送信信号を印加するようにしたが、図12のタイミングチャートに示すように、送信センサーパネル5−2の複数の送信電極5−2cに対して一斉に同じタイミングで送信信号を印加するようにしても良い。
また、本実施の形態に係る携帯電子機器1では、図11のフローチャートで示す処理を記述したプログラムをROMに持たせたが、当該プログラムを、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の記憶媒体に格納して配布したり、インターネット等のネットワーク上のサーバ(図示略)に保存するようにして、電気通信回線を利用してダウンロードできるようにしたりすることも可能である。
(実施の形態2)
図13は、本発明の実施の形態2に係る携帯電子機器の概略構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る携帯電子機器150は、前述した実施の形態1に係る携帯電子機器1と同様のスマートフォンと呼ばれる携帯無線機であり、概観はこれらと同様であることから概観図を省略し、説明上必要な場合に図1を援用することとする。
図13において、本実施の形態に係る携帯電子機器150は、タッチパネルモジュール73と、表示部75と、機器制御部151と、シールドグランド152,153と、可変抵抗器154,155とを備える。タッチパネルモジュール73は、タッチパネル部(タッチパネル)77と、その間で送信信号と受信信号の授受を行うタッチパネルコントローラ78とから構成される。表示部(表示器)75は、LCD、有機EL又は電子ペーパーを有し、携帯電子機器150を操作するための表示や画像等の表示を行う。
機器制御部151は、前述した実施の形態1に係る携帯電子機器1の機器制御部9と同様の処理(すなわちタッチパネルコントローラ78との間で座標信号の授受を行い、また表示部75に表示信号を与える)を行い、さらに、この基本的な処理の他に、ホバー操作時の持ち手による誤動作をシールドグランド152,153のインピーダンスを可変することで抑制する処理を行う。機器制御部151は、これらの処理を実行する手段として、タッチパネルコントローラ78との間で座標信号の授受を行い、座標処理を行う座標処理部160と、表示部75に表示信号を与える表示処理部161と、ユーザの携帯電子機器150に対する持ち手を検出して可変抵抗器154,155の抵抗値を切り替える持ち手検出部162とを備えている。
シールドグランド152,153は、タッチパネル部77の対向する2辺に設けられる。図14は、シールドグランド152,153の取り付け位置と、シールドグランド152,153と可変抵抗器154,155との接続を示す斜視図である。同図において、シールドグランド152,153は、タッチパネルユニット79の対向する2辺170,171に設けられる。すなわち、長方形に形成されたタッチパネルユニット79の長手方向の2辺の一方(第1の辺)170にシールドグランド(第1の導電性部材)152が設けられ、2辺の他方(第2の辺)171にシールドグランド(第2の導電性部材)153が設けられる。
シールドグランド152には可変抵抗器(第1の可変抵抗器)154の一端が接続され、シールドグランド153には可変抵抗器(第2の可変抵抗器)155の一端が接続される。可変抵抗器154,155の各他端が所定の電位に電気的に接続される。本実施の形態では、所定の電位を回路基板175上のグランドパターンにおける電位(接地電位)としている。可変抵抗器154,155の各他端をタッチパネルコントローラ78と同じグランドに接地することで、動作の安定化が図れる。
図15は、筐体2においてシールドグランド153が配置された部分の断面を示す図である。同図において、シールドグランド153は、その断面が表示部75及びタッチパネル部77の周縁部を上下で挟む形状となっている。シールドグランド153は、人の指が直接触れることがないように筐体2の内側に配置される。シールドグランド152もシールドグランド153と同様にその断面が表示部75及びタッチパネル部77の周縁部を上下で挟む形状となっており、筐体2の内側に配置される。
タッチパネル部77にシールドグランド152,153を設けることで、これらを設けた部分及びその周辺をそれぞれシールドすることができる。そして、シールドグランド152,153を設けたそれぞれの部分及びそれぞれの部分の周辺におけるシールドの度合いは、可変抵抗器154,155の抵抗値で変化する。可変抵抗器154,155それぞれの抵抗値を小さくするに従い、シールドの度合いが大きくなり、シールドグランド152,153を設けたそれぞれの部分及びそれぞれの部分の周辺における感度が小さくなる。これにより、タッチパネル部77のシールドグランド152,153を設けた部分を手で把持した際に、可変抵抗器154,155それぞれの抵抗値を小さくすることで、持ち手による影響を抑制することが可能となる。
なお、図15において、表示部75の直下にはタッチパネルコントローラ78が配置される。タッチパネル部77は、近接タッチパネルセンサー771と、カバーガラス772と、粘着剤773と、飛散防止フィルム774とから構成される。
機器制御部151とタッチパネルコントローラ78は、CPU、ROM、RAM及びインタフェース回路で構成される。該ROMにはCPUを制御するためのプログラムが記憶されており、該RAMはCPUの動作において使用される。
図13に戻り、持ち手検出部162は、タッチパネルモジュール73による近接検知によって得られる座標信号を基に、携帯電子機器150がユーザに把持されているかどうかを判定する。この場合、ユーザが携帯電子機器150を把持することで、タッチパネルコントローラ78からタッチパネル部77の周縁部の座標信号が出力され、持ち手検出部162はこの座標信号を受信することで携帯電子機器150がユーザに把持されていると判定する。
図16は、持ち手状態の検出方法の一例を示す図である。同図において、持ち手状態の検出は、タッチパネルモジュール73による近接検知の他に、加速度センサーを使用することでも検出可能である。タッチパネルモジュール73による近接検知は、容量変化に基づいており、指の接触による容量変化が左右均一の場合を両手操作と判定し、左側の容量が右側の容量より大きい場合を左手操作と判定し、右側の容量が左側の容量より大きい場合を右手操作と判定し、左右の容量変化が無い場合を据え置きと判定する。
持ち手検出部162は、携帯電子機器150がユーザに把持されていると判定した場合、可変抵抗器154,155の抵抗値の設定を行う。図17は、携帯電子機器150の手持ち状態(すなわち把持状態)と可変抵抗器154,155の抵抗値の一例を示す図である。同図において、両手操作の場合、可変抵抗器154,155はそれぞれ1MΩに設定される。左手操作の場合は、可変抵抗器154が0Ωに、可変抵抗器155が1MΩにそれぞれ設定される。右手操作の場合は、可変抵抗器154が1MΩに、可変抵抗器155が0Ωにそれぞれ設定される。据え置きの場合(携帯電子機器150を把持せず、机等に置いた場合)は、可変抵抗器154,155それぞれがハイインピーダンスに設定される。
可変抵抗器154,155の抵抗値を小さくすると、シールドグランド152,153がグランドレベルに近くなり、シールド効果が大きくなってタッチパネル部77の反応が鈍くなる。すなわち、可変抵抗器154,155の抵抗値を小さくすると、シールドグランド152,153によるシールド効果が大きくなって、ホバー距離(タッチパネル部77と指との間の距離)が短くなる。
左手操作の場合、左親指がタッチパネル部77に影響を与えることから、左側の可変抵抗器154の抵抗値を小さくして(例えば、0Ω)、タッチパネル部77の左側部分のホバー距離を抑える。つまり、タッチパネル部77の左側部分の反応を鈍くする。右側の可変抵抗器155については、抵抗値を中程度(例えば、1MΩ)にして、左親指先端部による操作をある程度できるようにする。右手操作の場合、右親指がタッチパネル部77に影響を与えることから、右側の可変抵抗器155の抵抗値を小さくして(例えば、0Ω)、タッチパネル部77の右側部分のホバー距離を抑える。つまり、タッチパネル部77の右側部分の反応を鈍くする。左側の可変抵抗器154については、抵抗値を中程度(例えば、1MΩ)にして、右親指先端部による操作をある程度操作できるようにする。両手操作の場合、左右両側の可変抵抗器154,155の抵抗値をそれぞれ中程度(例えば、1MΩ)にして、携帯電子機器150を把持することによる影響を抑制する。据え置きの場合、携帯電子機器150を把持する指の影響を受けないことから、左右両側の可変抵抗器154,155の抵抗値をそれぞれハイインピーダンスにして、シールドグランド152,153及びそれらの周辺のホバー距離を向上させる。
持ち手の様々な形態における可変抵抗器154,155の抵抗値は、以下のように設定すると良い。
(1)所定の操作状態では、可変抵抗器154の抵抗値を第1の抵抗値に設定し、可変抵抗器155の抵抗値を第1の抵抗値より大きい第2の抵抗値に設定する。
右手で携帯電子機器150を把持し、右手の親指等でタッチパネル部77を操作する操作状態、又は、左手で携帯電子機器150を把持し、左手の親指等でタッチパネル部77を操作する操作状態である。第1の抵抗値は「小」で、0Ωでも良い。第2の抵抗値は「中」で、例えば1MΩである。
(2)所定の操作状態を第1の操作状態とし、第2の操作状態では、可変抵抗器154の抵抗値を第2の抵抗値に設定し、可変抵抗器155の抵抗値を第1の抵抗値に設定する。
操作状態が、第1の操作状態と第2の操作状態で切り替わるに応じて、可変抵抗器154と可変抵抗器155の抵抗値が変わるので、第1,第2のいずれの操作状態であってもタッチパネル部77への影響を抑制することができる。なお、可変抵抗器154の抵抗値を第2の抵抗値に設定する際に、第2の抵抗値から少しずれても良い。また、可変抵抗器155の抵抗値を第1の抵抗値に設定する際に、第1の抵抗値から少しずれても良い。
(3)所定の操作状態を第1の操作状態とし、第2の操作状態では、可変抵抗器154の抵抗値を第3の抵抗値に設定し、可変抵抗器155の抵抗値を第3の抵抗値より小さい第4の抵抗値に設定する。
第3の抵抗値は「中」で例えば1.1MΩである。なお、第2の抵抗値と第3の抵抗値は実質的に同じ抵抗値であっても良い。また、第4の抵抗値は「小」で例えば0.1MΩである。なお、第1の抵抗値と第4の抵抗値は実施的に同じ抵抗値であっても良い。
(4)所定の操作状態を第1の操作状態とし、第3の操作状態では、可変抵抗器154の抵抗値及び可変抵抗器155の抵抗値を第2の抵抗値に設定する。
右手で携帯電子機器150を把持し、左手でタッチパネル部77を操作する操作状態又はその逆である。
(5) (4)のバリエーションで、所定の操作状態を第1の操作状態とし、第3の操作状態では、可変抵抗器154の抵抗値を第5の抵抗値に設定し、可変抵抗器155の抵抗値を、第5の抵抗値の所定の倍率である第6の抵抗値に設定する。
第5の抵抗値は例えば0.9MΩ、第6の抵抗値は例えば0.98MΩで、実質的には第2の抵抗値と同じである。僅かに異なる場合を想定しており、当然、第5の抵抗値と、第6の抵抗値は、それぞれ、第1の抵抗値よりは大きい。所定の倍率は、例えば0.5倍から2倍の間の倍率である。
(6)第4の操作状態では、可変抵抗器154の抵抗値を、少なくとも第2の抵抗値より大きい第7の抵抗値に設定し、可変抵抗器155の抵抗値を第7の抵抗値に設定する。
据え置き状態であり、第7の抵抗値は「大」のハイインピーダンス(遮断)も含む。
上記の第2の抵抗値、第3の抵抗値、第4の抵抗値、第5の抵抗値、第6の抵抗値及び第7の抵抗値の大小関係は、第2の抵抗値<第7の抵抗値、第3の抵抗値<第7の抵抗値、第4の抵抗値<第7の抵抗値、第5の抵抗値<第7の抵抗値、かつ第6の抵抗値<第7の抵抗値である。
第7の抵抗値から少しずれても、ハイインピーダンスと見なせる程、インピーダンスが高ければ良い。
(7)第4の操作状態では、可変抵抗器154の抵抗値を、少なくとも第2の抵抗値より大きい第7の抵抗値に設定し、可変抵抗器155の抵抗値を、少なくとも第2の抵抗値より大きい第8の抵抗値に設定する。
第7,第8の抵抗値は「大」で例えば10GΩである。第2の抵抗値、第3の抵抗値、第4の抵抗値、第5の抵抗値、第6の抵抗値、第8の抵抗値の大小関係は、第2の抵抗値<第8の抵抗値、第3の抵抗値<第8の抵抗値、第4の抵抗値<第8の抵抗値、第5の抵抗値<第8の抵抗値、かつ第6の抵抗値<第8の抵抗値である。
次に、本実施の形態に係る携帯電子機器150の動作を説明する。
図18は、本実施の形態に係る携帯電子機器150の持ち手検出処理を示すフローチャートである。本処理は携帯電子機器150の表示がオン状態になっている間に行われる。具体的には、電源オンして表示オンとなったときから省電力モードが動作して表示オフとなるまでの間に行われる。表示のオン・オフの制御は表示処理部161が行うものとする。
図18において、まず表示処理部161が表示オンにする(ステップS50)。表示オン後、持ち手検出部162が、持ち手状態を検出し(ステップS51)、両手操作モードかどうか判定する(ステップS52)。両手操作モードである場合(ステップS52の判定で「Yes」と判断した場合)、持ち手検出部162は、可変抵抗器154,155のそれぞれを1MΩに設定する(ステップS53)。持ち手検出部162が可変抵抗器154,155のそれぞれを1MΩに設定した後、表示処理部161が、表示オフかどうか判定し(ステップS54)、表示オフである場合、本処理を終了し、表示オフでない場合、ステップS51に戻る。
ステップS52の判定で、持ち手検出部162が、両手操作モードでないと判断した場合(ステップS52の判定で「No」と判断した場合)、左手操作モードかどうか判定する(ステップS55)。左手操作モードである場合(ステップS55の判定で「Yes」と判断した場合)、持ち手検出部162は、可変抵抗器154を0Ωに設定し、可変抵抗器155を1MΩに設定する(ステップS56)。可変抵抗器154を0Ωに設定し、可変抵抗器155を1MΩに設定した後、表示処理部161が、表示オフかどうか判定し(ステップS54)、表示オフである場合、本処理を終了し、表示オフでない場合、ステップS51に戻る。
ステップS55の判定で、持ち手検出部162が、左手操作モードでないと判断した場合(ステップS55の判定で「No」と判断した場合)、右手操作モードかどうか判定する(ステップS57)。右手操作モードである場合(ステップS57の判定で「Yes」と判断した場合)、持ち手検出部162は、可変抵抗器154を1MΩに設定し、可変抵抗器155を0Ωに設定する(ステップS58)。可変抵抗器154を1MΩに設定し、可変抵抗器155を0Ωに設定した後、表示処理部161が、表示オフかどうか判定し(ステップS54)、表示オフである場合、本処理を終了し、表示オフでない場合、ステップS51に戻る。
ステップS57の判定で、持ち手検出部162が、右手操作モードでないと判断した場合(ステップS57の判定で「No」と判断した場合)、据え置きと判断し(ステップS59)、可変抵抗器154,155のそれぞれを、1MΩを大きく超えるハイインピーダンスに設定する(ステップS60)。持ち手検出部162が可変抵抗器154,155のそれぞれをハイインピーダンスに設定した後、表示処理部161が、表示オフかどうか判定し(ステップS54)、表示オフである場合、本処理を終了し、表示オフでない場合、ステップS51に戻る。
このように本実施の形態に係る携帯電子機器150によれば、表示部75に重ねて配置された長方形状のタッチパネル部77の長手方向の対向する2辺170,171に設けたシールドグランド152,153と、一端がシールドグランド152に接続され、他端が回路基板175上のグランドパターンに接続された可変抵抗器154と、一端がシールドグランド153に接続され、他端が回路基板175上のグランドパターンに接続された可変抵抗器155と、タッチパネルモジュール73による近接検知によって得られる座標信号を基に、携帯電子機器150がユーザに把持されているかどうかを判定し、携帯電子機器150がユーザに把持されている場合、可変抵抗器154,155の抵抗値の設定を行う持ち手検出部162と、を有し、持ち手検出部162は、両手操作の場合、可変抵抗器154,155それぞれの抵抗値を「中」に設定し、左手操作の場合、可変抵抗器154の抵抗値を「小」に、可変抵抗器155の抵抗値を「中」にそれぞれ設定し、右手操作の場合、可変抵抗器154の抵抗値を「中」に、可変抵抗器155の抵抗値を「小」にそれぞれ設定し、据え置きの場合、可変抵抗器154,155それぞれの抵抗値を「ハイインピーダンス」に設定するので、携帯電子機器150における持ち手による影響(すなわち、タッチパネル部77が反応することによる誤動作)を抑制することができる。
なお、本実施の形態に係る携帯電子機器150では、図18のフローチャートで示す処理を記述したプログラムをROMに持たせたが、当該プログラムを、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の記憶媒体に格納して配布したり、インターネット等のネットワーク上のサーバ(図示略)に保存するようにして、電気通信回線を利用してダウンロードできるようにしたりすることも可能である。
図19は、加速度センサーを使用して持ち手状態を検出する携帯電子機器156の概略構成を示すブロック図である。なお、同図において図13と共通する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。加速度から持ち手状態を検出する携帯電子機器156は、加速度検出部163を含む機器制御部157を有している。機器制御部157は、座標処理部160、表示処理部161、加速度検出部163及び持ち手検出部164を備える。加速度検出部163は、加速度センサー(図示略)を有し、加速度センサーで検出された加速度を持ち手検出部164へ出力する。加速度センサーを使用した持ち手状態検出については、前述した図16を参照されたい。持ち手検出部164は、加速度検出部163の出力からユーザの携帯電子機器150に対する持ち手を検出して可変抵抗器154,155の抵抗値を切り替える。持ち手の様々な形態における可変抵抗器154,155の抵抗値の設定は、前述の通りである。
(実施の形態3)
図20は、本発明の実施の形態3に係る携帯電子機器の中央部分を短手方向に切断した横断面を示す図である。なお、本実施の形態に係る携帯電子機器は、前述した実施の形態1に係る携帯電子機器1と同様のスマートフォンと呼ばれる携帯無線機であり、概観はこれらと同様であることから概観図を省略し、説明上必要な場合に図1を援用することとする。
図20において、本実施の形態に係る携帯電子機器200は、筐体210、インサート板金220、導電性クッション230,231、タッチパネルコントローラ240、バックライト250、液晶表示部260、タッチパネル部270、カバーガラス280、飛散防止フィルム290、粘着剤300、シールドグランド310,311及びバッテリー320を有している。なお、インサート板金220は第7の導電性部材に対応する。また、バックライト250と液晶表示部260は表示器を構成する。また、タッチパネル部270はタッチパネルに対応する。また、導電性クッション230,231は接点部に対応する。また、バッテリー320は電池に対応する。前記表示器に有機ELを用いた場合、バックライト250は不要となる。
筐体210は、断面凹状に形成され、平坦な第1の面211と、第1の面211の両側から立ち上がる第1及び第2の側面212,213と、第1の面211と略平行で、中央部分が盛り上がった丸みを帯びた第2の面(携帯電子機器200の底面)214とを有する。この場合、第1及び第2の側面212,213は第2の面214と連続している。また、第1の側面212と第1の面211と第2の側面213とで凹部215が構成され、この凹部215にインサート板金220、導電性クッション230,231、タッチパネルコントローラ240、バックライト250、液晶表示部260、タッチパネル部270、カバーガラス280、飛散防止フィルム290及びシールドグランド310,311が収容される。また、第1及び第2の側面212,213の凹部215側は1段の階段状を成している。
インサート板金220は、その短手方向(図面に向かう方向に対して直角方向)の寸法が凹部215の底面に相当する筐体210の第1の面211の短手方向の寸法より若干短く形成されており、第1の面211上に配置される。導電性クッション230,231は、例えばウレタン多層基材に導電加工したクッション性と導電性を併せ持ったものである。導電性クッション230,231は、インサート板金220上の短手方向に離間して配置される。この場合、導電性クッション230,231はインサート板金220に電気的に接続されている。また、後述するが、導電性クッション230,231はシールドグランド310,311と電気的に接続されている。
バックライト250、液晶表示部260、タッチパネル部270、カバーガラス280及び飛散防止フィルム290は、バックライト250、液晶表示部260、タッチパネル部270、カバーガラス280、飛散防止フィルム290の順で積層配置されている。この場合、当然ながらバックライト250が一番下側になり、飛散防止フィルム290が一番上側になる。タッチパネルコントローラ240は、前述した実施の形態1に係る携帯電子機器1のタッチパネルコントローラ8や前述した実施の形態2に係る携帯電子機器150のタッチパネルコントローラ78と同様の機能を有するものである。液晶表示部260は、前述した実施の形態1に係る携帯電子機器1の液晶表示部4と同様のものであり、携帯電子機器200を操作するための表示や画像等の表示を行う。タッチパネル部270は、前述した実施の形態1に係る携帯電子機器1のタッチパネル部5や前述した実施の形態2に係る携帯電子機器150のタッチパネル部77と同様のものである。カバーガラス280はタッチパネル部270を保護し、飛散防止フィルム29はカバーガラス280が破損した場合に、ガラス片が飛び散らないように保護する。飛散防止フィルム29は、粘着剤300によってカバーガラス280に固着されている。
タッチパネル部270,カバーガラス280及び飛散防止フィルム290は、厚さが異なるものの、全て同一の大きさに形成されている。この場合、タッチパネル部270は、その短手方向(図面に向かう方向に対して直角方向)の寸法が筐体210の開口端の短手方向の寸法より若干短く形成されており、筐体210の凹部215内への収容が可能となっている。カバーガラス280及び飛散防止フィルム290もタッチパネル部270と同様に、それぞれの短手方向(図面に向かう方向に対して直角方向)の寸法が筐体210の開口端の短手方向の寸法より若干短く形成されており、筐体210の凹部215内への収容が可能となっている。液晶表示部260は、その短手方向の寸法がタッチパネル部270、カバーガラス280及び飛散防止フィルム290それぞれの短手方向の寸法よりも若干短く形成されており、バックライト250は、その短手方向の寸法が液晶表示部260の短手方向の寸法よりも若干短く形成されている。タッチパネルコントローラ240は、筐体210の凹部215内で、インサート板金220とバックライト250との間に設けられる。
シールドグランド310,311は、バックライト250、液晶表示部260、タッチパネル部270、カバーガラス280及び飛散防止フィルム290の積層構造体の周縁部を上下で挟むように、当該積層構造体の短手方向の対向する2辺に沿い、当該積層構造体の各端部に接触するように配置される。この場合、シールドグランド310は、図面に向かって左側の端部に配置され、シールドグランド311は、右側の端部に配置される。また、当該積層構造体における、タッチパネル部270、カバーガラス280及び飛散防止フィルム290それぞれの短手方向の寸法と、液晶表示部260の短手方向の寸法と、バックライト250の短手方向の寸法がそれぞれ異なることから、シールドグランド310,311は、その上端部分310d,311dを除く残りの部分の断面形状が略階段状となり、当該積層構造体の各端部に密着して接触する。この場合、シールドグランド310,311を当該積層構造体の各端部の全て、または少なくとも液晶表示部260の両端部に固着するようにしても良い。
シールドグランド310,311は、その上端部分310d,311dが飛散防止フィルム290の表面に接するように内側に折曲げられている。また、上述したように、シールドグランド310は、導電性クッション230に電気的に接続され、シールドグランド311は、導電性クッション231に電気的に接続される。導電性クッション230,231はインサート板金220と電気的に接続されるので、シールドグランド310,311は、導電性クッション230,231及びインサート板金220を介して電気的に接続される。導電性クッション230,231は、例えば変形し易いウレタン多層基材で造られていることから、バックライト250、液晶表示部260、タッチパネル部270、カバーガラス280及び飛散防止フィルム290の積層構造体のインサート板金220に対する移動が可能となっている。すなわち、第1の面211又は液晶表示部260の底面に略平行な方向に移動可能となっている。
なお、シールドグランド310の液晶表示部260の端部と接する部分310aが第1の導電性部材に対応し、バックライト250の下面と接する部分310bが第3の導電性部材に対応し、タッチパネル部270と接する部分310cが第5の導電性部材に対応する。また、シールドグランド311の液晶表示部260の端部と接する部分311aが第2の導電性部材に対応し、バックライト250の下面と接する部分311bが第4の導電性部材に対応し、タッチパネル部270と接する部分311cが第6の導電性部材に対応する。
第1の導電性部材310a、第2の導電性部材311a、第3の導電性部材310b、第4の導電性部材311b、第5の導電性部材310c及び第6の導電性部材311cのそれぞれを1個の独立したシールドグランドとすることも可能である。
シールドグランド310,311には金属又はグラファイトが用いられる。この場合、シールドグランド310,311を、第1の導電性部材310a、第2の導電性部材311a、第3の導電性部材310b、第4の導電性部材311b、第5の導電性部材310c及び第6の導電性部材311cとした場合、これらの導電性部材310a、311a、310b、311b、310c及び311cのうち、少なくとも1つには金属又はグラファイトが用いられる。また、インサート板金220にも金属又はグラファイトが用いられる。
本実施の形態に係る携帯電子機器200では、シールドグランド310,311がタッチパネル部270と一体化するので、機器本体を手で強く把持しても、タッチパネル部270とシールドグランド310,311が一緒に動くことから(すなわちタッチパネル部270とシールドグランド310,311の相対的な位置関係が一定に保たれることから)、タッチパネル部270の送信電極と受信電極の間の電気力線の経路が変化することがない。これにより、誤った座標信号が出力されることがなく、タッチパネルとしての性能を確保することができる。
バッテリー320は、筐体210の第1の面211と第2の面214との間の内部に収容されており、このバッテリー320からの電源で携帯電子機器200が動作する。
このように本実施の形態に係る携帯電子機器200によれば、バックライト250、液晶表示部260、タッチパネル部270、カバーガラス280及び飛散防止フィルム290の積層構造体に対して、その短手方向の対向する2辺に沿い、当該積層構造体の各端部に接触する形状としたシールドグランド310,311を有するので、機器本体を手で強く把持しても、タッチパネル部270とシールドグランド310,311が一緒に動くことから、タッチパネル部270の送信電極と受信電極の間の電気力線の経路が変化することがない。これにより、誤った座標信号を出力することがなく、タッチパネルとしての性能を確保することができる。
なお、本実施の形態に係る携帯電子機器200は、スマートフォンと呼ばれる携帯無線機としたが、タブレット端末であっても構わない。スマートフォンと呼ばれる携帯無線機とした場合は、片手で把持することが可能であるが、タブレット端末とした場合は、片手で持ったり、支持したりすることは可能であるものの、実際には両手での使用となる。
また、携帯電子機器において、所定時間操作が無い場合に、省電力モード(例えば、液晶バックライトを消灯する、又は有機ELの輝度を下げる。)に移行するようにすることも出来る。このようにした場合、単に携帯電子機器を手で把持しただけで、把持による電気力線の状態を操作と判断すると、省電力モードに移行することが出来ず、携帯電子機器の電池の持ち時間が短くなってしまう。
本実施の形態に係る携帯電子機器200においては、タッチパネル部270の端部に配置されたシールドグランド310,311が、端部における電気力線の漏れを吸収し、携帯電子機器200の端部からの電気力線の漏れが抑制される。これにより携帯電子機器200は、単に携帯電子機器200を把持しただけの場合に、操作と判断することを抑制することができ、効率的に省電力モードに移行することができ、電池の持ち時間を長くすることができる。
(実施の形態3の変形例1)
上述した実施の形態3に係る携帯電子機器200では、シールドグランド310,311の構造を、バックライト250、液晶表示部260、タッチパネル部270、カバーガラス280及び飛散防止フィルム290の積層構造体の周縁部を上下で挟む構造としたものとしたが、機器本体を手で強く把持した場合に、タッチパネル部270とシールドグランド310,311が一緒に動くような構造であれば、どのような構造を採っても構わない。
図21は、実施の形態3に係る携帯電子機器200の変形例1である携帯電子機器350の横断面を示す図である。同図に示すように、変形例1の携帯電子機器350のシールドグランド310A,311Aは、バックライト250及び液晶表示部260の短手方向の対向する2辺に沿い、バックライト250の端部と液晶表示部260の端部に接触するように配置される。この場合、シールドグランド310A,311Aは、それぞれの上端がタッチパネル部270に接するように配置される。このような構造のシールドグランド310A,311Aをそれぞれの上端がタッチパネル部270に接するように配置するようにしても、機器本体を手で強く把持したときに、タッチパネル部270とシールドグランド310A,311Aが一緒に動くので、タッチパネル部270の送信電極と受信電極の間の電気力線の経路が変化することがない。これにより、誤った座標信号を出力することがなく、タッチパネルとしての性能を確保することができる。
また、携帯電子機器350においても、タッチパネル部270の端部に配置されたシールドグランド310A,311Aが、端部における電気力線の漏れを吸収し、携帯電子機器350の端部からの電気力線の漏れが抑制される。これにより携帯電子機器350は、単に携帯電子機器350を把持しただけの場合に、操作と判断することを抑制することができ、効率的に省電力モードに移行することができ、電池の持ち時間を長くすることができる。
なお、シールドグランド310A,311Aは、タッチパネル部270、カバーガラス280及び飛散防止フィルム290の各端部に接しないことから、筐体210の凹部215側の第1の側面212及び第2の側面213の形状を階段状にする必要がない。この応用例では直線状としている。
(実施の形態3の変形例2)
図22は、実施の形態3に係る携帯電子機器200の変形例2である携帯電子機器400の中央部分を短手方向に切断した横断面を示す図である。同図に示すように、変形例2の携帯電子機器400は、バックライト(表示器)250の底面に沿って配置され、第3の導電性部材310Ab及び第4の導電性部材311Abと電気的に接続された第8の導電性部材401を備えている。この第8の導電性部材401は面状に形成されている。
上述した実施の形態3に係る携帯電子機器200及びその変形例1である携帯電子機器350では、インサート板金220を第3の導電性部材310Ab及び第4の導電性部材311Abに接続させているが、変形例2の携帯電子機器400では、インサート板金220とは別に第8の導電性部材401を設け、この第8の導電性部材401を第3の導電性部材310Ab及び第4の導電性部材311Abに接続するようにしている。なお、第8の導電性部材401は、第3の導電性部材310Abと一体に形成したものであっても良いし、第4の導電性部材311Abと一体に形成したものであっても良い。また、第3の導電性部材310Ab及び第4の導電性部材311Abと一体に形成したものであっても良い。
変形例2の携帯電子機器400では、インサート板金220は、本来の働きである液晶表示部260の補強としての働きの他に、導電性クッション230,231と共に上方の積層構造体を下から支持する働きを行う。なお、変形例2の携帯電子機器400では、導電性クッション230,231は、インサート板金220と共に、上方の積層構造体を支持するものであるので、導電性を有するものでなくても良い。
第3の導電性部材310Abは、第1の導電性部材310Aaと共にシールドグランド310Aを構成し、また、第4の導電性部材311Abは、第2の導電性部材311Aaと共にシールドグランド311Aを構成する。シールドグランド310A,311Aは、バックライト250及び液晶表示部260の短手方向の対向する2辺に沿い、バックライト250の端部と液晶表示部260の端部に接触するように配置される。
このような構造の変形例2の携帯電子機器400においても、機器本体を手で強く把持したときに、タッチパネル部270とシールドグランド310A,311Aが一緒に動くので、タッチパネル部270の送信電極と受信電極の間の電気力線の経路が変化することがなく、誤った座標信号を出力することがない。これにより、タッチパネルとしての性能を確保することができる。
また、携帯電子機器400においても、タッチパネル部270の端部に配置されたシールドグランド310A,311Aが、端部における電気力線の漏れを吸収し、携帯電子機器400の端部からの電気力線の漏れが抑制される。これにより携帯電子機器400は、単に携帯電子機器400を把持しただけの場合に、操作と判断することを抑制することができ、効率的に省電力モードに移行することができ、電池の持ち時間を長くすることができる。
なお、変形例2の携帯電子機器400では、タッチパネルコントローラ240は、別途フレキシブル基板(図示略)上に実装されている。
(実施の形態3の変形例3)
図23は、実施の形態3に係る携帯電子機器200の変形例3である携帯電子機器450の中央部分を短手方向に切断した横断面を示す図である。同図に示すように、変形例3の携帯電子機器450は、上述した変形例2の携帯電子機器400と筐体の形状が異なる以外は、同様の構成及び構造を採る。但し、インサート板金220及び導電性クッション230,231は設けられていない。変形例3の携帯電子機器450の筐体210Aは、バックライト250、液晶表示部260、タッチパネル部270、カバーガラス280、飛散防止フィルム290、シールドグランド310A,311A及び第8の導電性部材401を収容できる大きさで、かつ、第1の面211Aの両側それぞれにシールドグランド310A,311Aを支持する支持部210Aa,支持部210Abが形成された凹部215Aを有している。凹部215Aは、変形例2の携帯電子機器400では存在していたインサート板金220、導電性クッション230,231及びタッチパネルコントローラ240を収容しない分、変形例2の携帯電子機器400の筐体210よりも浅く形成されている。
支持部210Aa,210Abは、それぞれ筐体210Aの長手方向に形成されており、支持部210Aaは、シールドグランド310Aの第1の導電性部材310Aaを支持し、支持部210Abは、シールドグランド311Aの第2の導電性部材311Aaを支持する。なお、変形例3の携帯電子機器450では、第1の面211Aに形成された2つの支持部210Aa,210Abでシールドグランド310A,311Aを支持するが、シールドグランド310A,311A及び第8の導電性部材401のうち、少なくとも1つを支持できれば良い。1つだけ支持する場合は第8の導電性部材401を支持することになる。
シールドグランド310A、シールドグランド311A及び第8の導電性部材401を一体に形成し、さらにその強度を高めることにより、インサート板金220が無くても液晶表示部260を補強することが可能である。
このような構造の変形例3の携帯電子機器450においても、機器本体を手で強く把持したときに、タッチパネル部270とシールドグランド310A,311Aが一緒に動くので、タッチパネル部270の送信電極と受信電極の間の電気力線の経路が変化することがない。これにより、誤った座標信号を出力することがなく、タッチパネルとしての性能を確保することができる。
また、携帯電子機器450においても、タッチパネル部270の端部に配置されたシールドグランド310A,311Aが、端部における電気力線の漏れを吸収し、携帯電子機器450の端部からの電気力線の漏れが抑制される。これにより携帯電子機器450は、単に携帯電子機器450を把持しただけの場合に、操作と判断することを抑制することができ、効率的に省電力モードに移行することができ、電池の持ち時間を長くすることができる。
(実施の形態4)
図24は、本発明の実施の形態4に係る携帯電子機器の中央部分を短手方向に切断した横断面を示す図である。なお、本実施の形態に係る携帯電子機器は、前述した実施の形態1に係る携帯電子機器1と同様のスマートフォンと呼ばれる携帯無線機であり、概観はこれらと同様であることから概観図を省略し、説明上必要な場合に図1を援用することとする。また、本実施の形態に係る携帯電子機器の電気的な構成は、上述した図13と同様であるので省略する。
図24において、本実施の形態に係る携帯電子機器500は、上述した実施の形態3に係る携帯電子機器200と比べて以下の点で違いがある。
(1)カバーガラス280Aと飛散防止フィルム290A(粘着剤300Aを含む)が、タッチパネル部270、液晶表示部260及びバックライト250の積層構造体よりも大きくなっている。
(2)大型のカバーガラス280A及び飛散防止フィルム290Aを収容できるように、筐体210Bの上端部210Baが薄く形成されている。
(3)断面L字状のシールドグランド310B,311Bが液晶表示部260から離れた筐体210Bの内壁面に設けられている。シールドグランド310Bは、筐体210Bの第1の側面212B側に配置され、シールドグランド311Bは、筐体210Bの第2の側面213B側に配置される。シールドグランド310B,311Bは、前述した実施の形態2に係る携帯電子機器150のシールドグランド152,153と同様に、持ち手による影響を抑制するものである。なお、シールドグランド310B,311Bは液晶表示部260から離れているため、タッチパネル部270と一緒に動くことはない。
シールドグランド310Bは、筐体210Bの第1の側面212Bに接する第1の導電性部材310Baと、第1の面211Bに沿って配置され、第1の導電性部材310Baと電気的に接続された第3の導電性部材310Bbとから構成される。シールドグランド311Bは、筐体210Bの第2の側面213Bに接する第2の導電性部材311Baと、第1の面211Bに沿って配置され、第2の導電性部材311Baと電気的に接続された第4の導電性部材311Bbとから構成される。シールドグランド310B(第1の板金)とシールドグランド311B(第2の板金)は板金である。ここで、第1の側面212B、第1の面211B、及び第2の側面213Bは、凹部215Bを構成している。なお、シールドグランド310Bにおいて、第1の導電性部材310Baと第3の導電性部材310Bbは一体に形成されたものであっても良い。また、シールドグランド311Bにおいて、第2の導電性部材311Baと第4の導電性部材311Bbは一体に形成されたものであっても良い。
(4)シールドグランド310Bの第1の導電性部材310Baの上端面とカバーガラス280Aの下面側との間の距離L及びシールドグランド311Bの第2の導電性部材311Baの上端面とカバーガラス280Aの下面側との間の距離Lが、それぞれ0(ゼロ)より大きく0.3mm以下となるように、シールドグランド310B,311Bの上下方向の位置を決める突起(以下、“位置決め部”と呼ぶ)210Bb,210Bcが筐体210Bの内壁面に形成されている。
(5)シールドグランド310Bの第3の導電性部材310Bbの先端部分とインサート板金(第3の板金、第5の導電性部材)220の一端部分が重なって配置され、シールドグランド311Bの第4の導電性部材311Bbの先端部分とインサート板金220の他端部分が重なって配置されている。それぞれの重複部は、導電性を有するネジ501によって固定されて、第3の導電性部材310Bbと第4の導電性部材311Bbが相互に電気的に接続されている。
筐体210Bの上端部210Baとカバーガラス280A及び飛散防止フィルム290Aとの間には、これらを強固に接着するための熱硬化性接着剤502が充填されている。
シールドグランド310B,311Bそれぞれの上端面とカバーガラス280Aの下面側との間の距離Lを0(ゼロ)より大きく0.3mm以下とすることで、シールドグランド310B,311Bをシールドグランドとして機能させることができる。なお、距離Lが0であると、シールドグランド310B,311Bがカバーガラス280Aに接触してしまい、カバーガラス280Aを壊す虞があるので、0より大きくする必要がある。距離Lが0.3mmのときはタッチパネル部270の厚みと同じになる。
シールドグランド310Bの第3の導電性部材310Bbとシールドグランド311Bの第4の導電性部材311Bbをインサート板金220に固定することで、筐体210Bの強度向上が図れる。この場合、筐体210Bの上端部210Baでカバーガラス280A及び飛散防止フィルム290Aを熱硬化性接着剤502で結合させているので、筐体210Bの大幅な強度向上が図れる。これにより、筐体210Bを強く把持しても筐体210Bが撓むことがなく、タッチパネル部270からは誤った座標信号が出力されることがない。すなわち、シールドグランド310B,311Bがタッチパネル部270と一緒に動く構造を採らなくても、タッチパネルとしての性能を確保することができる。
このように実施の形態4に係る携帯電子機器500によれば、シールドグランド310B,311Bを有するので、携帯電子機器500における持ち手による影響(すなわち、タッチパネル部270が反応することによる誤動作)を抑制することができる。
また、筐体210Bの上端部210Baとカバーガラス280A及び飛散防止フィルム290Aを熱硬化性接着剤502で結合し、シールドグランド310B,311Bをインサート板金220に固定させて、筐体210Bを変形に強い構造としたので、機器本体を手で強く把持しても筐体210Bが撓むことがなく、タッチパネルとしての性能を確保することができる。
また、携帯電子機器500においても、タッチパネル部270の端部辺りに配置されたシールドグランド310B,311Bが、端部辺りの電気力線の漏れを吸収し、携帯電子機器500の端部からの電気力線の漏れが抑制される。これにより携帯電子機器500は、単に携帯電子機器500を把持しただけの場合に、操作と判断することを抑制することができ、効率的に省電力モードに移行することができ、電池の持ち時間を長くすることができる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2012年4月19日出願の日本特許出願(特願2012−095879)、2012年9月14日出願の日本特許出願(特願2012−202988)、及び2013年1月25日出願の日本特許出願(特願2013−012483)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明は、静電容量方式のタッチパネルを搭載し、機器本体を手で把持することで筐体とともにシールドグランドが動いてしまってもタッチパネルからは誤った座標信号が出力されず、タッチパネルとしての性能を確保することができるといった効果を有し、スマートフォン等の静電容量方式のタッチパネルを用いた携帯電子機器への適用が可能である。
1 携帯電子機器
2 筐体
3 レシーバ
4 液晶表示部
5 タッチパネル部
5−1 受信センサーパネル
5−1a 受信電極
5−1b 送信電極
5−2 送信センサーパネル
5−2c 送信電極
6 タッチパネルモジュール
7 タッチパネルユニット
7−1〜7−3 ファンクションボタン
8 タッチパネルコントローラ
9 機器制御部
20 カバーパネル
21 バックライト部
22 電池部
30 表示
150 携帯電子機器
151 機器制御部
152,153 シールドグランド
154,155 可変抵抗器
160 座標処理部
161 表示処理部
162 持ち手検出部
170 第1の辺
171 第2の辺
175 回路基板
771 近接タッチパネルセンサー
772 カバーガラス
773 粘着剤
774 飛散防止フィルム
200,350 携帯電子機器
210 筐体
211 第1の面
212 第1の側面
213 第2の側面
214 第2の面
215 凹部
220 インサート板金
230,231 導電性クッション
240 タッチパネルコントローラ
250 バックライト
260 液晶表示部
270 タッチパネル部
280 カバーガラス
290 飛散防止フィルム
300 粘着剤
310,311 シールドグランド
310a 第1の導電性部材
310b 第3の導電性部材
310c 第5の導電性部材
311a 第2の導電性部材
311b 第4の導電性部材
311c 第6の導電性部材
310A,311A シールドグランド
310Aa 第1の導電性部材
311Aa 第2の導電性部材
310Ab 第3の導電性部材
311Ab 第4の導電性部材
400 携帯電子機器
401 第8の導電性部材
210A 筐体
210Aa,210Ab 支持部
211A 第1の面
212A 第1の側面
213A 第2の側面
215A 凹部
450 携帯電子機器
210B 筐体
210Ba 上端部
210Bb 位置決め部
210Bc 位置決め部
211B 第1の面
212B 第1の側面
213B 第2の側面
215B 凹部
280A カバーガラス
290A 飛散防止フィルム
300A 粘着剤
310B シールドグランド
310Ba 第1の導電性部材
310Bb 第3の導電性部材
311B シールドグランド
311Ba 第2の導電性部材
311Bb 第4の導電性部材
500 携帯電子機器
501 ネジ
502 熱硬化性接着剤

Claims (4)

  1. 第1の面と、前記第1の面から立ち上がる、第1及び第2の側面とを有し、前記第1の側面、前記第1の面、及び、前記第2の側面からなる凹部を少なくとも有する筐体と、
    少なくとも一部が前記凹部に収容される表示器と、
    前記表示器に重ねて配置され、少なくとも指示体との距離を検出可能なタッチパネルと、
    前記第1及び第2の側面にそれぞれ配置され、少なくとも一部が前記表示器の側面と対向する第1及び第2の板金と、
    前記第1の面上に配置された第3の板金と、
    少なくとも前記表示器、前記第1の板金、及び前記第2の板金を覆うカバーガラスと、を備え、
    少なくとも、前記表示器、前記タッチパネル、及び前記カバーガラスは、この順で積層された構造体を成し、
    前記第1及び第2の板金は、前記表示器より離れ、
    前記第3の板金は、前記表示器より離れ、
    前記第1の板金の上端面と前記カバーガラスの下面側との間の距離、及び前記第2の板金の上端面と前記カバーガラスの下面側との間の距離はそれぞれ、0(ゼロ)より大きくかつ所定の値以下であり、
    前記筐体は、前記第1の面を基準に前記凹部と反対側であって、前記第1の面と略平行な第2の面を少なくとも有し、
    前記第1の面と前記第2の面の間に電池を搭載可能である、
    携帯電子機器であって、
    前記カバーガラスは、前記第1の側面の上端部と前記第2の側面の上端部に接着剤で接着され
    前記第1の板金は、前記第3の板金の一端部にネジで固定され、
    前記第2の板金は、前記第3の板金の他端部にネジで固定された、
    携帯電子機器。
  2. 請求項1に記載の携帯電子機器であって、
    前記筐体の第1及び/又は第2の側面は、前記第1及び/又は第2の板金の少なくとも上下方向の位置決めを行なう位置決め部を有する、
    携帯電子機器。
  3. 請求項2に記載の携帯電子機器であって、
    前記位置決め部は、前記筐体の第1及び/又は第2の側面に設けられた突起である、
    携帯電子機器。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の携帯電子機器であって、
    少なくとも前記第1の側面、前記第2の面、及び前記第2の側面は、使用者の手によって把持可能である、
    携帯電子機器。
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