以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態の座標入力装置101を説明する図であって、第1の電極群G11側から見た平面図の一部を拡大した構成図である。図2は、本発明の第1実施形態の座標入力装置101を説明する図であって、図1に示すII−II線における断面図である。図3は、本発明の第1実施形態の座標入力装置101を説明する図であって、図1に示すIII−III線における断面図である。
本発明の第1実施形態の座標入力装置101は、図1ないし図3に示すように、基材19の一方の面側に設けられた第1の電極群G11と、第1の電極群G11と絶縁されるとともに交差して敷設された第2の電極群G12と、から主に構成されている。他に、第1の電極群G11と第2の電極群G12を絶縁するための絶縁層17と、グラウンド電極部56と、第1の電極群G11及び第2の電極群G12との間に設けられた中間層Q7と、座標入力装置101と制御部または他の機器とを接続するための配線部P5とを有して構成されている。なお、操作者による指やスタイラス等の接触がある接触面は、第1の電極群G11が設けられた基材19の一方の面側である。
第1の電極群G11は、図1に示すように、複数の第1電極列R11と複数の第2電極列R12とを備え、それぞれの第1電極列R11及び第2電極列R12は、一定間隔でしかも交互に配列している。また、それぞれの第1電極列R11は、隣り合う複数の第1電極11同士を第1接続部J11でつないだ形状になっており、複数の第1電極11が第1の方向D1に沿って並んだ連結体となっている。更に、第1電極11の輪郭は正方形であり、その電極面の形状は、中央部分が存在しない環状になっているとともに、環状の内形の形状も正方形である。なお、第1電極11の輪郭は正方形であるが、本発明の第1実施形態では、第2電極列R12との絶縁性を保つため、正方形の2つの対向する角が少し削除された形状になっている。
また、それぞれの第2電極列R12は、隣り合う複数の第2電極12同士を第2接続部J12でつないだ形状になっており、複数の第2電極12が第1の方向D1に沿って並んだ連結体となっている。つまり、第1電極列R11と第2電極列R12とは平行になっている。更に、第2電極12の輪郭も正方形であり、その電極面の形状は、第1電極11とは違い、中央部分が埋められている。
第2の電極群G12は、図1に示すように、複数の第3電極列R13と複数の第4電極列R14とを備え、それぞれの第3電極列R13及び第4電極列R14は、一定間隔でしかも交互に配列している。また、それぞれの第3電極列R13は、隣り合う複数の第3電極13同士を第3接続部J13でつないだ形状になっており、複数の第3電極13が第2の方向D2に沿って並んだ連結体となっている。更に、第3電極13の輪郭は正方形であり、その電極面の形状は、中央部分が存在しない環状になっているとともに、環状の内形の形状も正方形である。なお、第2電極列R12に隠れて図示はされていないが、第1電極11と同様に、本発明の第1実施形態では、第4電極列R14との絶縁性を保つため、正方形の2つの対向する角が少し削除された正方形になっている。
また、それぞれの第4電極列R14は、隣り合う複数の第4電極14同士を第4接続部J14でつないだ形状になっており、複数の第4電極14が第2の方向D2に沿って並んだ連結体となっている。つまり、第3電極列R13と第4電極列R14とは平行になっている。更に、第4電極14の輪郭は正方形であり、その電極面の形状は、第3電極13とは違い、中央部分が埋められている。
以上のようの構成された第1の電極群G11と第2の電極群G12とは、図2及び図3に示すように、後述する絶縁層17で絶縁されるとともに、図1に示すように、第1の電極群G11側から平面視して透視して、交差して敷設されている。そして、第1電極11と第3電極13とは、平面視して透視して、隣り合うように配設されている。言い換えると、第1電極11と第3電極13とは、位置ずれして配設されており、第1電極11と第3電極13がタイル状に配置されている。また、第1電極11の環状内に第4電極14が配設されるとともに、第3電極13の環状内に第2電極12が配設されている。
また、第1電極11と第3電極13の輪郭が正方形で、第1電極列R11の第1の方向D1と第3電極列R13の第2の方向D2とが直交しているので、タイル状に配置された、隣接する第1電極11と第3電極13の正方形の辺同士の間隔を一定にすることができる。更に、第1電極11の内形形状と第4電極14の輪郭とが正方形で、第1電極列R11の第1の方向D1と第4電極列R14の第2の方向D2とが直交しているので、第1電極11内に配設された第4電極14と第1電極11との正方形の辺同士の間隔を一定にすることができる。更に、第3電極13の内形形状と第2電極12の輪郭とが正方形で、第2電極列R12の第1の方向D1と第3電極列R13の第2の方向D2とが直交しているので、第3電極13内に配設された第2電極12と第3電極13との正方形の辺同士の間隔を一定にすることができる。
絶縁層17は、図2及び図3に示すように、絶縁層17の一方側に第1の電極群G11を設けているとともに、絶縁層17の他方側に第2の電極群G12を設けており、ガラス織布にエポキシ樹脂を滲みこませた絶縁性の合成樹脂素材を用いている。また、第1の電極群G11及び第2の電極群G12は、銅または銅合金からなり、フォトリソグラフィーを用いてパターニングしている。
また、グラウンド電極部56は、図2及び図3に示すように、第1の電極群G11及び第2の電極群G12が設けられた基材19の一方の面側に形成され、基材19の他方の面側には、座標入力装置101と制御部または他の機器とを接続するための配線部P5が設けられている。制御部または他の機器には、IC(Integrated Circuit)等を用いた容量検出回路が備えられている。また、基材19も絶縁層17と同様に、ガラス織布にエポキシ樹脂を滲みこませた絶縁性の合成樹脂素材を用いている。また、グラウンド電極部56と、第1の電極群G11及び第2の電極群G12との間には、ガラス織布にエポキシ樹脂を滲みこませた絶縁性の合成樹脂素材の中間層Q7が設けられている。
グラウンド電極部56及び配線部P5は、銅または銅合金からなり、フォトリソグラフィーを用いてパターニングしている。また、第1の電極群G11、第2の電極群G12及びグラウンド電極部56と、配線部P5とは、スルーホール(図示していない)で電気的に接続している。
また、本発明の第1実施形態では、図示はしていないが、隣り合う1本の第1電極列R11と1本の第2電極列R12とが電気的に接続されており、制御部または他の機器に配線部P5を介して接続されている。また、同様にして、隣り合う1本の第3電極列R13と1本の第4電極列R14とが電気的に接続されており、制御部または他の機器に配線部P5を介して接続されている。
以上のような各構成の作製は、所謂4層のプリント配線基板(PCB;Printed Circuit Board)を用いることによって容易に達成できる。また、指やスタイラス等の接触を受ける接触面側(第1の電極群G11側)と配線部P5側とに、電極及び配線の酸化防止やはんだ付け工程での保護等ために絶縁性のレジスト膜をコーティングする場合もある。
このようにして構成された本発明の座標入力装置101は、操作者による指やスタイラス等の接触が第3電極13の近傍にあった場合、図1ないし図3に示すように、第3電極13とその接触位置に近い位置で絶縁層17を介した第1電極11との静電容量が指等の接触前後で変化するので、この容量変化から指等の接触位置を特定し、X−Y座標系の位置情報として得ることができる静電容量式の座標入力装置である。
また、本発明の第1実施形態では、第3電極13とその接触位置に近い位置で絶縁層17を介した第2電極12との静電容量が指等の接触前後でも変化する。このため、第1電極11と第3電極13との静電容量変化に加え、第2電極12と第3電極13との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの静電容量変化を検知することができ、より細かい位置の検出ができる。更に、第1電極11と第3電極13との間の静電容量検出箇所に加え、第3電極13の環状内に静電容量検出箇所が増えるので、より細かい位置の検出ができるようになる。したがって、位置検出精度が良い座標入力装置101を提供することができる。
更に、本発明の第1実施形態では、操作者による指やスタイラス等の接触が第1電極11の近傍にあった場合、図1ないし図3に示すように、第1電極11とその接触位置に近い位置で絶縁層17を介した第3電極13との静電容量が指等の接触前後で変化するのに加え、第1電極11とその接触位置に近い位置で絶縁層17を介した第4電極14との静電容量も指等の接触前後で変化する。このため、第1電極11と第3電極13との静電容量変化に加え、第1電極11と第4電極14との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの静電容量変化を検知することができ、より細かい位置の検出ができる。更に、第1電極11と第3電極13との間の静電容量検出箇所に加え、第1電極11の環状内に静電容量検出箇所が増えるので、より細かい位置の検出ができるようになる。
また、本発明の座標入力装置101は、図1に示すように、第1の電極群G11側から平面透視して、第1の電極群G11と第2の電極群G12とは、交差して敷設されている。特に、第1の電極群G11側から平面透視すると、第1電極11と第3電極13とは、第1電極11と第3電極13がタイル状に配置されている。このため、第1電極11と第3電極13を均等に配置することができる。
また、第1の方向D1と第2の方向D2とが直交しているので、第1電極11と第3電極13の形状を同じ形状にできるとともに、第1電極11と第3電極13を均等に配置することができる。このため、平面視して透視して、隣り合う第1電極11と第3電極13との間隔を一定にできるので、電極間容量を等しくすることができる。更に、第2電極12と第4電極14の形状も同じ形状にできるとともに、第2電極12と第4電極14を均等に配置することもできる。このため、第2電極12と第3電極13と、及び第4電極14と第1電極11との間隔を一定にできるので、電極間容量をより等しくすることができる。このことにより、検出する基準容量を均等にできるので、操作者が操作した際に検出される静電容量変化を精度良く検出することができる。
特に、本発明の座標入力装置101は、図1に示すように、第1電極11と第3電極13の輪郭が正方形で、第1電極列R11の第1の方向D1と第3電極列R13の第2の方向D2とが直交しているので、第1電極11と第3電極13の外形状を同じにできるとともに、平面透視してタイル状に配置された、隣り合う第1電極11と第3電極13の正方形の辺同士の間隔を一定にすることができる。このことにより、検出する基準容量をより均等にできるので、操作者が操作した際に検出される静電容量変化をより精度良く検出することができる。
更に、第1電極11の内形形状と第4電極14の輪郭とが正方形で、第1電極列R11の第1の方向D1と第4電極列R14の第2の方向D2とが直交しているので、第1電極11内に配設された第4電極14と第1電極11との正方形の辺同士の間隔を一定にすることができる。このことにより、検出する基準容量をより一層均等にできるので、操作者が操作した際に検出される静電容量変化をより一層精度良く検出することができる。更に、第3電極13の内形形状と第2電極12の輪郭とが正方形で、第2電極列R12の第1の方向D1と第3電極列R13の第2の方向D2とが直交しているので、第3電極13内に配設された第2電極12と第3電極13との正方形の辺同士の間隔を一定にすることができる。このことにより、検出する基準容量をより一層均等にできるので、操作者が操作した際に検出される静電容量変化をより一層精度良く検出することができる。
また、第1の方向D1と第2の方向D2とが直交し、第1電極11と第3電極13とをタイル状で均等に配置しているので、座標入力装置101の作製を行う際に、設計が容易で、寸法精度を高めることができる。また、検出のための回路設計も容易になる。
また、本発明の座標入力装置101は、図2または図3に示すように、絶縁層17を挟んで、第1の電極群G11と第2の電極群G12とを設けたので、交差する第1の電極群G11と第2の電極群G12との絶縁を絶縁層17のみで行うことができる。このことにより、従来例のように、絶縁のため交差する箇所全てに、それぞれ絶縁膜とコンタクトホールを用いる場合と比較して、簡単な工程で座標入力装置101が作製できる。さらに、複数の第1電極11または複数の第2電極12の連結にコンタクトホールを使用しないので、第1電極列R11または第3電極列R13の配線抵抗を下げることができる。このことにより、測定時の応答速度に効く抵抗値が小さくなり、容量変化検出での応答速度を速めることができる。
また、隣り合う1本の第1電極列R11と1本の第2電極列R12とが電気的に接続されているので、取り出し端子の数を多くすることなしに、第1電極11と第3電極13と、及び第2電極12と第3電極13との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの静電容量変化を検知することができる上、IC等を用いた容量検出回路の負担を低減することができ、座標入力装置101を安価に作製することができる。
また、隣り合う1本の第3電極列R13と1本の第4電極列R14とが電気的に接続されているので、取り出し端子の数を多くすることなしに、第3電極13と第1電極11と、及び第4電極14と第1電極11との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より一層多くの静電容量変化を検知することができる上、IC等を用いた容量検出回路の負担をより低減することができ、座標入力装置101をより安価に作製することができる。
以上により、本発明の座標入力装置101は、環状に形成された第3電極13の環状内に第2電極12が配設されているので、第1電極11と第3電極13との静電容量変化に加え、第2電極12と第3電極13との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの量の静電容量変化を検知することができ、位置検出の精度を高めることができる。更に、第1電極11と第3電極13との間の静電容量検出箇所に加え、第3電極13の環状内に静電容量検出箇所が増えるので、より細かい位置の検出ができるようになる。
また、環状に形成された第1電極11の環状内に第4電極14が配設されるので、第1電極11と第3電極13との静電容量変化に加え、第1電極11と第4電極14との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの量の静電容量変化を検知することができ、位置検出の精度を高めることができる。更に、第1電極11と第3電極13との間の静電容量検出箇所に加え、第1電極11の環状内に静電容量検出箇所が増えるので、より細かい位置の検出ができるようになる。
また、第1の方向D1と第2の方向D2とが直交しているので、第1電極11と第3電極13の形状を同じ形状にできるとともに、第1電極11と第3電極13を均等に配置することができる。このため、隣り合う第1電極11と第3電極13との間隔を一定にできるので、電極間容量を等しくすることができる。更に、第2電極12と第4電極14の形状も同じ形状にできるとともに、第2電極12と第4電極14を均等に配置することもできる。このため、第2電極12と第3電極13と、及び第4電極14と第1電極11との間隔を一定にできるので、電極間容量をより等しくすることができる。このことにより、検出する基準容量を均等にできるので、操作者が操作した際に検出される静電容量変化を精度良く検出することができる。
また、第1電極11及び第3電極13の輪郭が正方形であるので、第1電極11と第3電極13の外形状を同じにできるとともに、平面透視して隣り合って配設されている第1電極11と第3電極13の正方形の辺同士の間隔を同じにすることができる。このことにより、検出する基準容量をより均等にできるので、操作者が操作した際に検出される静電容量変化をより精度良く検出することができる。
また、隣り合う1本の第1電極列R11と1本の第2電極列R12とが電気的に接続されているので、取り出し端子の数を多くすることなしに、第1電極11と第3電極13と、及び第2電極12と第3電極13との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの静電容量変化を検知することができる上、IC等を用いた容量検出回路の負担を低減することができ、座標入力装置101を安価に作製することができる。
また、隣り合う1本の第3電極列R13と1本の第4電極列R14とが電気的に接続されているので、取り出し端子の数を多くすることなしに、第3電極13と第1電極11と、及び第4電極14と第1電極11との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より一層多くの静電容量変化を検知することができる上、IC等を用いた容量検出回路の負担をより低減することができ、座標入力装置101をより安価に作製することができる。
[第2実施形態]
図4は、本発明の第2実施形態の座標入力装置102を説明する図であって、第1の電極群G21側から見た平面図の一部を拡大した構成図である。図5は、本発明の第2実施形態の座標入力装置102を説明する図であって、図4に示すV−V線における断面図である。図6は、本発明の第2実施形態の座標入力装置102を説明する図であって、図4に示すVI−VI線における断面図である。本発明の第2実施形態の座標入力装置102は、本発明の第1実施形態の座標入力装置101に対して、第1の電極群G21の第1電極21及び第2電極22の電極面の形状と第2の電極群G22の第3電極23及び第4電極24の電極面の形状が異なる。なお、第1実施形態と同じ部材は同じ符号を付しており、説明を省略する。
本発明の第2実施形態の座標入力装置102は、図4ないし図6に示すように、基材19の一方の面側に設けられた第1の電極群G21と、第1の電極群G21と絶縁されるとともに交差して敷設された第2の電極群G22と、から主に構成されている。他に、第1の電極群G21と第2の電極群G22を絶縁するための絶縁層17と、グラウンド電極部56と、第1の電極群G21及び第2の電極群G22との間に設けられた中間層Q7と、座標入力装置102と制御部または他の機器とを接続するための配線部P5とを有して構成されている。なお、操作者による指やスタイラス等の接触がある接触面は、第1の電極群G21が設けられた基材19の一方の面側である。
第1の電極群G21は、図4に示すように、複数の第1電極列R21と複数の第2電極列R22とを備え、それぞれの第1電極列R21及び第2電極列R22は、一定間隔でしかも交互に配列している。また、それぞれの第1電極列R21は、隣り合う複数の第1電極21同士を第1接続部J21でつないだ形状になっており、複数の第1電極21が第1の方向D1に沿って並んだ連結体となっている。更に、第1電極21の輪郭は菱形であり、その電極面の形状は、中央部分が存在しない環状になっているとともに、環状の内形の形状も菱形である。また、それぞれの第2電極列R22は、隣り合う複数の第2電極22同士を第2接続部J22でつないだ形状になっており、複数の第2電極22が第1の方向D1に沿って並んだ連結体となっている。つまり、第1電極列R21と第2電極列R22とは平行になっている。更に、第2電極22の輪郭も菱形であり、その電極面の形状は、第1電極21とは違い、中央部分が埋められている。
第2の電極群G22は、図4に示すように、複数の第3電極列R23と複数の第4電極列R24とを備え、それぞれの第1電極列R21及び第2電極列R22は、一定間隔でしかも交互に配列している。また、それぞれの第3電極列R23は、隣り合う複数の第3電極23同士を第3接続部J23でつないだ形状になっており、複数の第3電極23が第2の方向D2に沿って並んだ連結体となっている。更に、第3電極23の輪郭は菱形であり、その電極面の形状は、中央部分が存在しない環状になっているとともに、環状の内形の形状も菱形である。また、それぞれの第4電極列R24は、隣り合う複数の第4電極24同士を第4接続部J24でつないだ形状になっており、複数の第4電極24が第2の方向D2に沿って並んだ連結体となっている。つまり、第3電極列R23と第4電極列R24とは平行になっている。更に、第4電極24の輪郭も菱形であり、その電極面の形状は、第3電極23とは違い、中央部分が埋められている。
以上のようの構成された第1の電極群G21と第2の電極群G22とは、図5及び図6に示すように、絶縁層17で絶縁されるとともに、図4に示すように、第1の電極群G21側から平面視して透視して、交差して敷設されている。そして、第1電極21と第3電極23とは、平面視して透視して、隣り合うように配設されている。言い換えると、第1電極21と第3電極23とは、位置ずれして配設されており、第1電極21と第3電極23がタイル状に配置されている。また、第1電極21の環状内に第4電極24が配設されるとともに、第3電極23の環状内に第2電極22が配設されている。
また、第1電極21と第3電極23の輪郭が同じ形状の菱形で、第1電極列R21の第1の方向D1と第3電極列R23の第2の方向D2とが直交しているので、タイル状に配置された、隣接する第1電極21と第3電極23の菱形の辺同士の間隔を一定にすることができる。更に、第1電極21の内形形状と第4電極24の輪郭とが同じ形状の菱形で、第1電極列R21の第1の方向D1と第4電極列R24の第2の方向D2とが直交しているので、第1電極21内に配設された第4電極24と第1電極21との菱形の辺同士の間隔を一定にすることができる。更に、第3電極23の内形形状と第2電極22の輪郭とが同じ形状の菱形で、第2電極列R22の第1の方向D1と第3電極列R23の第2の方向D2とが直交しているので、第3電極23内に配設された第2電極22と第3電極23との菱形の辺同士の間隔を一定にすることができる。
また、第1実施形態と同様に、絶縁層17は、図5及び図6に示すように、絶縁層17の一方側に第1の電極群G21を設けているとともに、絶縁層17の他方側に第2の電極群G22を設けている。グラウンド電極部56は、図5及び図6に示すように、第1の電極群G21及び第2の電極群G22が設けられた基材19の一方の面側に形成され、基材19の他方の面側には、座標入力装置102と制御部または他の機器とを接続するための配線部P5が設けられている。また、グラウンド電極部56と、第1の電極群G21及び第2の電極群G22との間には、ガラス織布にエポキシ樹脂を滲みこませた絶縁性の合成樹脂素材の中間層Q7が設けられている。なお、第1の電極群G21、第2の電極群G22及びグラウンド電極部56と、配線部P5とは、スルーホール(図示していない)で電気的に接続している。
以上のような各構成の作製は、第1実施形態と同様に、所謂4層のプリント配線基板(PCB;Printed Circuit Board)を用いることによって容易に達成できる。また、指やスタイラス等の接触を受ける接触面側(第1の電極群G21側)と配線部P5側とに、電極及び配線の酸化防止やはんだ付け工程での保護等ために絶縁性のレジスト膜をコーティングする場合もある。
このようにして構成された本発明の座標入力装置102は、操作者による指やスタイラス等の接触が第3電極23の近傍にあった場合、図4ないし図6に示すように、第3電極23とその接触位置に近い位置で絶縁層17を介した第1電極21との静電容量が指等の接触前後で変化するので、この容量変化から指等の接触位置を特定し、X−Y座標系の位置情報として得ることができる静電容量式の座標入力装置である。
また、本発明の第2実施形態では、第3電極23とその接触位置に近い位置で絶縁層17を介した第2電極22との静電容量が指等の接触前後でも変化する。このため、第1電極21と第3電極23との静電容量変化に加え、第2電極22と第3電極23との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの静電容量変化を検知することができ、より細かい位置の検出ができる。更に、第1電極21と第3電極23との間の静電容量検出箇所に加え、第3電極23の環状内に静電容量検出箇所が増えるので、より細かい位置の検出ができるようになる。したがって、位置検出精度が良い座標入力装置102を提供することができる。
更に、本発明の第2実施形態では、操作者による指やスタイラス等の接触が第1電極21の近傍にあった場合、図4ないし図6に示すように、第1電極21とその接触位置に近い位置で絶縁層17を介した第3電極23との静電容量が指等の接触前後で変化するのに加え、第1電極21とその接触位置に近い位置で絶縁層17を介した第4電極24との静電容量も指等の接触前後で変化する。このため、第1電極21と第3電極23との静電容量変化に加え、第1電極21と第4電極24との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの静電容量変化を検知することができ、より細かい位置の検出ができる。更に、第1電極21と第3電極23との間の静電容量検出箇所に加え、第1電極21の環状内に静電容量検出箇所が増えるので、より細かい位置の検出ができるようになる。
また、本発明の座標入力装置102は、図4に示すように、第1の電極群G21側から平面透視して、第1の電極群G21と第2の電極群G22とは、交差して敷設され、第1の方向D1と第2の方向D2とが直交している。特に、第1の電極群G21側から平面透視すると、第1電極21と第3電極23とは、第1電極21と第3電極23がタイル状で均等に配置されている。このことにより、座標入力装置102の作製を行う際に、設計が容易で、寸法精度を高めることができる。また、検出のための回路設計も容易になる。
また、第1の方向D1と第2の方向D2とが直交しているので、第1電極21と第3電極23を均等に配置することができるとともに、第1電極21と第3電極23の形状を同じ形状にすることもできる。このため、平面視して透視して、隣り合う第1電極21と第3電極23との間隔を一定にできるので、電極間容量を等しくすることができる。更に、第2電極22と第4電極24を均等に配置することができるとともに、第2電極22と第4電極24の形状も同じ形状にすることもできる。このため、第2電極22と第3電極23と、及び第4電極24と第1電極21との間隔を一定にできるので、電極間容量をより等しくすることができる。このことにより、検出する基準容量を均等にできるので、操作者が操作した際に検出される静電容量変化を精度良く検出することができる。
以上により、本発明の座標入力装置102は、環状に形成された第3電極23の環状内に第2電極22が配設されているので、第1電極21と第3電極23との静電容量変化に加え、第2電極22と第3電極23との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの量の静電容量変化を検知することができ、位置検出の精度を高めることができる。更に、第1電極21と第3電極23との間の静電容量検出箇所に加え、第3電極23の環状内に静電容量検出箇所が増えるので、より細かい位置の検出ができるようになる。
また、環状に形成された第1電極21の環状内に第4電極24が配設されるので、第1電極21と第3電極23との静電容量変化に加え、第1電極21と第4電極24との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの量の静電容量変化を検知することができ、位置検出の精度を高めることができる。更に、第1電極21と第3電極23との間の静電容量検出箇所に加え、第1電極21の環状内に静電容量検出箇所が増えるので、より細かい位置の検出ができるようになる。
また、第1の方向D1と第2の方向D2とが直交しているので、第1電極21と第3電極23の形状を同じ形状にできるとともに、第1電極21と第3電極23を均等に配置することができる。このため、隣り合う第1電極21と第3電極23との間隔を一定にできるので、電極間容量を等しくすることができる。更に、第2電極22と第4電極24の形状も同じ形状にできるとともに、第2電極22と第4電極24を均等に配置することもできる。このため、第2電極22と第3電極23と、及び第4電極24と第1電極21との間隔を一定にできるので、電極間容量をより等しくすることができる。このことにより、検出する基準容量を均等にできるので、操作者が操作した際に検出される静電容量変化を精度良く検出することができる。
[第3実施形態]
図7は、本発明の第3実施形態の座標入力装置103を説明する図であって、第1の電極群G31側から見た平面図の一部を拡大した構成図である。図8は、本発明の第3実施形態の座標入力装置103を説明する図であって、図7に示すVIII−VIII線における断面図である。図8は、本発明の第3実施形態の座標入力装置103を説明する図であって、図7に示すIX−IX線における断面図である。本発明の第3実施形態の座標入力装置103は、本発明の第1実施形態の座標入力装置101に対して、絶縁層17のかわりに絶縁膜部58を設けたところが特徴的に異なる。
本発明の第3実施形態の座標入力装置103は、図7ないし図9に示すように、基材59の一方の面に、第1の電極群G31と、第1の電極群G31と交差して敷設された第2の電極群G32と、第1の電極群G31と第2の電極群G32を絶縁するための絶縁膜部58と、から構成されている。絶縁膜部58は、第1の電極群G31と第2の電極群G32とが交差する位置に、設けられている。
第1の電極群G31は、図7に示すように、複数の第1電極列R31と複数の第2電極列R32とを備え、それぞれの第1電極列R31及び第2電極列R32は、一定間隔でしかも交互に配列している。また、それぞれの第1電極列R31は、隣り合う複数の第1電極31同士を第1接続部J31でつないだ形状になっており、複数の第1電極31が第1の方向D1に沿って並んだ連結体となっている。更に、第1電極31の輪郭は略正方形であり、その電極面の形状は、中央部分が存在しない環状になっているとともに、環状の内形の形状も略正方形である。また、それぞれの第2電極列R32は、隣り合う複数の第2電極32同士を第2接続部J32でつないだ形状になっており、複数の第2電極32が第1の方向D1に沿って並んだ連結体となっている。つまり、第1電極列R31と第2電極列R32とは平行になっている。更に、第2電極32の輪郭は略正方形であり、その電極面の形状は、第1電極31とは違い、中央部分が埋められている。
第2の電極群G32は、図7に示すように、第3電極列R33を複数有し、それぞれの第3電極列R33が一定間隔で配列している。また、それぞれの第3電極列R33は、隣り合う複数の第3電極33同士を第3接続部J33でつないだ形状になっており、複数の第3電極33が第2の方向D2に沿って並んだ連結体となっている。また、第1電極31と同じように、第3電極33の輪郭は略正方形であり、その電極面の形状は、中央部分が存在しない環状になっているとともに、環状の内形の形状も略正方形である。
以上のようの構成された第1の電極群G31と第2の電極群G32とは、図8及び図9に示すように、第1の電極群G31と第2の電極群G32と交差するそれぞれの連結部近傍に、後述する絶縁膜部58で絶縁されている。この絶縁膜部58を設けたので、図7に示すように、第1電極31と第2電極32とを、基材59の一方の面の同一平面上に形成することができる。また、第1の電極群G31側から平面視すると、第1電極31と第2電極32とは、位置ずれして配設されており、第1電極列R31の第1の方向D1と第2電極列R32の第2の方向D2とが直交しているので、第1電極31と第2電極32とを規則的に配置することができる。
また、第1電極31と第3電極33の輪郭が略正方形で、第1電極列R31の第1の方向D1と第3電極列R33の第2の方向D2とが直交しているので、タイル状に配置された、隣接する第1電極31と第3電極33の略正方形の辺同士の間隔を一定にすることができる。更に、第3電極33の内形形状と第2電極32の輪郭とが略正方形で、第2電極列R32の第1の方向D1と第3電極列R33の第2の方向D2とが直交しているので、第3電極33内に配設された第2電極32と第3電極33との略正方形の辺同士の間隔を一定にすることができる。
第1の電極群G31及び第2の電極群G32は、バインダー樹脂と導電性部材とを有した導電性インクをスクリーン版で印刷し、乾燥,固化して作製している。バインダー樹脂は、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、などを用いることができるが、印刷に適する樹脂であればどのようなものでも好適に用いることができる。また、導電性部材は、金、銀、銅、白金、インジウム、スズ、イットリウム、ハフニウム、チタン、鉄、などの金属の粒子が好適に用いられる。なお、指やスタイラス等の接触を受ける第1の電極群G31側に、電極の保護等ために絶縁性のレジスト膜をコーティングする場合もある。
絶縁膜部58は、スクリーン印刷によって形成している。絶縁膜部58は絶縁性を有しているものであれば特に材質は限られないが、印刷が可能である樹脂が好ましく、特に半導体製造用などに用いられる熱硬化型レジストが好適に用いられる。
基材59は、ガラス基材、合成樹脂基材等のリジット基板やプラスチックフィルム等のフィルム基板を用いることができる。特に、可撓性を有することから、プラスチックフィルムが好適に用いられる。プラスチックフィルムあるいは合成樹脂基板の樹脂材料としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PS(ポリスチレン)、アクリル(PMMA)、ポリイミド、ポリアラミドなどの樹脂が用いられる。中でも、可撓性、耐熱性の面からPETが特に好ましく用いられる。
また、座標入力装置103は、座標入力装置103と、制御部または他の機器とをフレキシブルプリント配線基板(FPC;Flexible Printed Circuits)等で接続し(図示していない)、第1の電極群G31と第2の電極群G32のそれぞれを制御部に接続するとともに、それぞれがグラウンドに接続されている。
また、本発明の第3実施形態では、図示はしていないが、隣り合う1本の第1電極列R31と1本の第2電極列R32とが電気的に接続されており、制御部または他の機器にフレキシブルプリント配線基板(FPC)を介して接続されている。
このようにして構成された本発明の座標入力装置103は、操作者による指やスタイラス等の接触が第3電極33の近傍にあった場合、図7ないし図9に示すように、第3電極33とその接触位置に近い位置で第1電極31との静電容量が指等の接触前後で変化するので、この容量変化から指等の接触位置を特定し、X−Y座標系の位置情報として得ることができる静電容量式の座標入力装置である。
また、本発明の第3実施形態では、第3電極33とその接触位置に近い位置の第2電極32との静電容量が指等の接触前後でも変化する。このため、第1電極31と第3電極33との静電容量変化に加え、第2電極32と第3電極33との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの静電容量変化を検知することができ、より細かい位置の検出ができる。更に、第1電極31と第3電極33との間の静電容量検出箇所に加え、第3電極33の環状内に静電容量検出箇所が増えるので、より細かい位置の検出ができるようになる。したがって、位置検出精度が良い座標入力装置103を提供することができる。
また、本発明の座標入力装置103は、図7に示すように、第1の電極群G31側から平面視して、第1の電極群G31と第2の電極群G32とは、交差して敷設され、第1の方向D1と第2の方向D2とが直交している。特に、第1の電極群G31側から平面視すると、第1電極31と第3電極33とは、第1電極31と第3電極33がタイル状で均等に配置されている。このことにより、座標入力装置103の作製を行う際に、設計が容易で、寸法精度を高めることができる。また、検出のための回路設計も容易になる。
また、第1の方向D1と第2の方向D2とが直交しているので、第1電極31と第3電極33を均等に配置することができるとともに、第1電極31と第3電極33の形状を同じ形状にすることもできる。このため、平面視して、隣り合う第1電極31と第3電極33との間隔を一定にできるので、電極間容量を等しくすることができる。
特に、本発明の座標入力装置103は、図7に示すように、第1電極31と第3電極33の輪郭が略正方形で、第1電極列R31の第1の方向D1と第3電極列R33の第2の方向D2とが直交しているので、第1電極31と第3電極33の外形状を同じにできるとともに、平面視してタイル状に配置された、隣り合う第1電極31と第3電極33の正方形の辺同士の間隔を一定にすることができる。このことにより、検出する基準容量をより均等にできるので、操作者が操作した際に検出される静電容量変化をより精度良く検出することができる。
更に、第3電極33の内形形状と第2電極32の輪郭とが略正方形で、第2電極列R32の第1の方向D1と第3電極列R33の第2の方向D2とが直交しているので、第3電極33内に配設された第2電極32と第3電極33との略正方形の辺同士の間隔を一定にすることができる。このことにより、検出する基準容量をより一層均等にできるので、操作者が操作した際に検出される静電容量変化をより一層精度良く検出することができる。
また、隣り合う1本の第1電極列R31と1本の第2電極列R32とが電気的に接続されているので、取り出し端子の数を多くすることなしに、第1電極31と第3電極33と、及び第2電極32と第3電極33との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの静電容量変化を検知することができる上、IC等を用いた容量検出回路の負担を低減することができ、座標入力装置103を安価に作製することができる。
以上により、本発明の座標入力装置103は、環状に形成された第3電極33の環状内に第2電極32が配設されているので、第1電極31と第3電極33との静電容量変化に加え、第2電極32と第3電極33との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの量の静電容量変化を検知することができ、位置検出の精度を高めることができる。更に、第1電極31と第3電極33との間の静電容量検出箇所に加え、第3電極33の環状内に静電容量検出箇所が増えるので、より細かい位置の検出ができるようになる。
また、第1の方向D1と第2の方向D2とが直交しているので、第1電極31と第3電極33の形状を同じ形状にできるとともに、第1電極31と第3電極33を均等に配置することができる。このため、隣り合う第1電極31と第3電極33との間隔を一定にできるので、電極間容量を等しくすることができる。
また、第1電極31及び第3電極33の輪郭が正方形であるので、第1電極31と第3電極33の外形状を同じにできるとともに、平面視して隣り合って配設されている第1電極31と第3電極33の正方形の辺同士の間隔を同じにすることができる。このことにより、検出する基準容量をより均等にできるので、操作者が操作した際に検出される静電容量変化をより精度良く検出することができる。
また、隣り合う1本の第1電極列R31と1本の第2電極列R32とが電気的に接続されているので、取り出し端子の数を多くすることなしに、第1電極31と第3電極33と、及び第2電極32と第3電極33との静電容量の変化を検知することができる。このことにより、より多くの静電容量変化を検知することができる上、IC等を用いた容量検出回路の負担を低減することができ、座標入力装置103を安価に作製することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
図10は、本発明の第1実施形態の変形例1を説明した構成図であって、第1の電極群側から見た座標入力装置C101の平面図の一部を拡大した構成図である。図11は、本発明の第1実施形態の座標入力装置101における変形例2を説明した構成図であって、第1電極、第2電極、第3電極及び第4電極の一部を示した平面図である。図12は、本発明の第2実施形態の変形例4を説明した構成図であって、第1の電極群側から見た座標入力装置C402の平面図の一部を拡大した構成図である。
<変形例1>
上記第1実施形態では、第2の電極群G12が複数の第3電極列R13と複数の第4電極列R14とを備えて好適に構成したが、図10に示すように、複数の第3電極列R13のみで構成された第2の電極群CG12であっても良い。
<変形例2>
上記第1実施形態では、第1電極11及び第3電極13の輪郭は正方形であり、しかもその内径形状も正方形の環状になっていたが、正方形に限るものでは無く、他の形状であっても良い。例えば、図11(a)に示すように、第1電極E11及び第3電極E13が、輪郭が円形でしかもその内径形状も円形の環状になっていても良い。また、図11(b)に示すように、第1電極E21及び第3電極E23が、輪郭が八角形でしかもその内径形状も八角形の環状になっていても良い。また、図11(c)に示すように、第1電極E31及び第3電極E33が、輪郭が正方形で、その内径形状が円形の環状になっていても良い。
また、第2電極12及び第4電極14の輪郭は正方形であったが、正方形に限るものでは無く、他の形状であっても良く、特に第1電極11及び第3電極13の内径形状に合わせるのがより好ましい。例えば、図11(a)に示すように、第2電極E12及び第4電極E14が、円形であっても良い。また、図11(b)に示すように、第2電極E22及び第4電極E24が、八角形であっても良い。また、図11(c)に示すように、第2電極E32及び第4電極E34は、円形であっても良い。
<変形例3>
上記第1実施形態では、隣り合う1本の第1電極列R11と1本の第2電極列R12とが電気的に接続されているとともに、隣り合う1本の第3電極列R13と1本の第4電極列R14とが電気的に接続されていたが、いずれか一方か或いは両方ともに、電気的に接続されていなくても良い。その際には、取り出し端子の数を多くする必要があり、配線部P5の配線が増えるとともに、IC等を用いた容量検出回路の端子数を増やす必要がある。しかしながら、第1電極11と第3電極13との静電容量の変化に加え、第1電極11と第4電極14、及び第2電極12と第3電極13の静電容量の変化を別々に検知することができる。このことにより、静電容量検出箇所が増えるので、より一層細かい位置の検出ができるようになり、操作者が操作した際に検出される静電容量変化を精度良く検出することができる。
<変形例4>
上記第2実施形態では、第2の電極群G22が複数の第3電極列R23と複数の第4電極列R24とを備えて好適に構成したが、図12に示すように、複数の第3電極列R23のみで構成された第2の電極群CG22であっても良い。
<変形例5>
上記第3実施形態では、隣り合う1本の第1電極列R31と1本の第2電極列R32とが電気的に接続されていたが、電気的に接続されていなくても良い。その際には、取り出し端子の数を多くする必要があり、配線部P5の配線が増えるとともに、IC等を用いた容量検出回路の端子数を増やす必要がある。しかしながら、第1電極31と第3電極33との静電容量の変化に加え、第2電極32と第3電極33の静電容量の変化を別々に検知することができる。このことにより、静電容量検出箇所が増えるので、より一層細かい位置の検出ができるようになり、操作者が操作した際に検出される静電容量変化を精度良く検出することができる。
<変形例6>
上記第3実施形態において、第1の電極群G31及び第2の電極群G32に酸化インジウム−酸化スズ(ITO)の様な無機透明導電材を用い、絶縁膜部58にアクリル樹脂等の透光性を有した材質を用い、基材59にPET(ポリエチレンテレフタレート)等の透光性を有した基材を用いることができる。このため、座標入力装置を透して裏側を視認することができる。このことにより、座標入力装置を表示装置の前面に用いるタッチパネル等に適用する事ができ、より広い用途に使用することができる。
本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。