JP6380441B2 - アンテナ付きフィルムおよびタッチパネル - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナ付きフィルムおよびこれを用いたタッチパネルに関する。
タッチパネルには、抵抗膜方式、静電容量方式、光学方式などがあるが、近年、静電容量方式のタッチパネルが主流となってきている。静電容量方式のタッチパネルは、縦横にパターニングされた透明電極の組み合わせで構成されており、タッチパネルの表面に指を近づけると、近づけた部分の電極に容量変化が生じ、この容量変化を検出することで、位置を特定する。タッチパネルの大きさは、大型（例えば対角線の長さが１０〜１５インチ）から小型（例えば対角線の長さが５〜８インチ）まで種々のものがある。大型のタッチパネルでは、小型と同等の感度を得るために、低抵抗体である銅や銀を使用したメッシュ状の電極パターンが形成されている。
一般に、タッチパネルは、フィルム基材の表面にセンサー用電極パターンを、裏面にドライブ用配線パターンを形成した２層構造のものが知られている。また、製造工程の簡略化や低価格化のためにフィルム基材の片面にセンサー用電極パターンとドライブ用配線パターンとを形成した１層構造のものも各種提案されている。
また、近年は、タッチセンサーとは別にアンテナを内蔵したタッチパネルが使用されている（例えば、特許文献１参照）。この種のタッチパネルは、内蔵アンテナを用いて、ＩＣチップを組み込んだカードや携帯電話などの通信相手と近距離無線通信を行う。アンテナパターンをタッチパネルに内蔵することで、それまで外付けで提供されていた近距離無線通信用アンテナやブルートゥース（登録商標）用アンテナのスペースを節約でき、より小型の機器を提供することができる。
特許文献１には、タッチパネルにアンテナを構成するアンテナパターンが形成された近距離無線通信用アンテナ付きタッチパネルが開示されている。このアンテナパターンは、タッチパネルと組み合わされる表示パネルに表示される垂直方向の画素列に対して１５°以上の角度をなすように傾斜している。この構成により、アンテナパターンと垂直方向の画素列との間で干渉が生じ難くなるので、モアレの発生を抑制することができる。
通常、アンテナパターンの始点と終端をフィルム端部に引き出すが、複数にループするアンテナパターンをフィルム基材の一面に形成する場合、アンテナパターン同士が交差することになるため、フィルム基材にスルーホールを介した両面２層に構成したアンテナパターンを形成する必要があり、片面１層に対して生産価格が高くなる。
また、フィルム基材のもう一方の面にタッチパネルの電極パターンが形成されている場合は両面２層のアンテナパターンでアンテナを形成することは困難である。
片面にアンテナパターンを形成する例として、特許文献１に開示された近距離無線通信用アンテナ付きタッチパネルが挙げられる。しかしながら、アンテナパターンと、通信相手のアンテナとの、共振点が目的の値に合わない場合に、共振点を合わせるためにアンテナパターンを造り直す必要があった。
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、共振点が目的の値に合わない場合に、アンテナパターンを造り直すことなく、巻き数を変更する事で、共振点を合わせることができ、通信相手と確実に近距離無線通信を行うことができるアンテナ付きフィルムおよびこれを用いたタッチパネルを提供することを目的としている。
本発明に係るアンテナ付きフィルムは、上記目的を達成するため、フィルム基材と、前記フィルム基材の一方の面にパターン形成されたアンテナパターンと、前記フィルム基材の外方に設けられ、前記アンテナパターンに接続された巻き数設定回路と、を備え、前記アンテナパターンは、各両端部が前記フィルム基材の端縁に位置し、中心に空きエリアを有するように前記空きエリアの周囲を取り巻く複数条の線状ループとして形成され、前記巻き数設定回路は、１本の渦巻回路を構成するように前記アンテナパターンの対応する各端部とつながり、複数条の第１の線状パターンである第１の配線と、前記第１の配線の、前記渦巻回路の各周に対応する位置に各周に２つずつ介在し設けられた複数の第１のオンオフ素子と、前記第１の配線における前記渦巻回路の最内周の端部、および前記最内周と最外周を除く各周の２つの前記第１のオンオフ素子間の位置にそれぞれ接続された複数条の第２の線状パターンである第２の配線と、前記複数条の第２の線状パターンの各他端に共通接続された１つの第３の線状パターンである第３の配線と、前記複数条の第２の線状パターンにそれぞれ介在し設けられた複数の第２のオンオフ素子と、を有し、前記渦巻回路の外周端と前記第３の配線とが一対の端子を構成している。
この構成により、アンテナの巻き数を容易に変更することができる。これにより、通信相手との共振点を目的の値に合わせ、通信相手と確実に近距離無線通信を行うことができる。
また、前記巻き数設定回路には、前記第１のオンオフ素子および前記第２のオンオフ素子としてジャンパスイッチが用いられた構成としてもよい。
この構成により、巻き数設定回路の構成が簡単になるので製造コストを抑制できる。
また、前記巻き数設定回路には、前記第１のオンオフ素子および前記第２のオンオフ素子として半導体スイッチが用いられた構成としてもよい。
この構成により、アンテナの巻き数をプログラミング等により自動で変更することができるので、巻き数の変更作業が容易になる。
また、前記アンテナパターンが、前記フィルム基材に複数備わった構成としてもよい。
この構成により、ＩＣカードなどの通信相手と通信するためのアンテナと、タッチパネル上での選択ボタンとを共用化することができる。また、複数のアンテナパターンから使用するものを選択することができるので、レイアウトの自由度が大きい。
また、前記アンテナパターンは、線幅を数μｍ〜２０μｍ程度にするか、もしくは配線をメッシュ状にパターンニングすることで、視認し難くした構成としてもよい。
また、本発明に係るタッチパネルは、上記いずれかに記載のアンテナ付きフィルムの前記フィルム基材の他方の面に、Ｘ方向およびＹ方向のタッチ位置を検出するための電極パターンが設けられ、前記他方の面にカバーパネルが重ねられた構成となっている。
この構成により、フィルム基材が１枚の簡単な構造になり、製造工程を簡略化できるので製造コストを低減できる。
また、本発明に係るタッチパネルは、上記いずれかに記載のアンテナ付きフィルムが別のフィルム基材をさらに有し、Ｘ方向のタッチ位置およびＹ方向のタッチ位置を検出する一対の電極パターンが前記別のフィルム基材の両面に分配して設けられ、前記別のフィルム基材が、前記フィルム基材の前記アンテナパターンが形成された面とは反対側の面に重ねられ、さらにカバーパネルが前記別のフィルム基材に重ねられた構成となっている。
この構成により、一対の電極パターンを両面に分配して設けることができるので、片面に設ける場合に比べて各電極パターンを簡単な構成にすることができる。
本発明によれば、通信相手との共振点を目的の値に合わせ、通信相手と確実に近距離無線通信を行うことができるアンテナ付きフィルムおよびこれを用いたタッチパネルを提供することができる。
以下、本発明の実施形態に係るアンテナ付きフィルムおよびこれを用いたタッチパネルについて、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１（ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ付きフィルム１５を用いたタッチパネル１０の概略正面図であり、図１（ｂ）はその概略背面図である。図１（ｂ）に示すように、第１の実施形態に係るアンテナ付きフィルム１５は、フィルム基材２１と、フィルム基材２１の一方の面にパターン形成されたアンテナパターン２４と、フィルム基材２１の外方に設けられ、アンテナパターン２４に接続された巻き数設定回路３０と、を備えている。アンテナパターン２４は、フィルム基材２１のタッチ操作有効範囲２１ａ内に配置されている。また、フィルム基材２１の他方の面には、図１（ａ）に示すように、指によるタッチ操作の位置を静電容量方式で検知するための電極パターン２３が設けられている。
図１（ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ付きフィルム１５を用いたタッチパネル１０の概略正面図であり、図１（ｂ）はその概略背面図である。図１（ｂ）に示すように、第１の実施形態に係るアンテナ付きフィルム１５は、フィルム基材２１と、フィルム基材２１の一方の面にパターン形成されたアンテナパターン２４と、フィルム基材２１の外方に設けられ、アンテナパターン２４に接続された巻き数設定回路３０と、を備えている。アンテナパターン２４は、フィルム基材２１のタッチ操作有効範囲２１ａ内に配置されている。また、フィルム基材２１の他方の面には、図１（ａ）に示すように、指によるタッチ操作の位置を静電容量方式で検知するための電極パターン２３が設けられている。
アンテナ付きフィルム１５は、アンテナパターン２４と巻き数設定回路３０とで構成されるループアンテナ２９を用いて、通信相手とＲＦＩＤなどによる近距離無線通信を行い、非接触で情報を送受するよう構成されている。通信相手は、例えば、交通機関用の乗車カード、電子決済用のＩＣカード、データ通信用のＩＣチップを搭載した携帯電話などである。
図２（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。タッチパネル１０は、図２（ａ）に示すように、フィルム基材２１の一方の面（下面）にアンテナパターン２４が設けられ、他方の面（上面）にＸ方向およびＹ方向のタッチ位置を検出するための電極パターン２３が設けられ、その上にカバーパネル２２が重ねられている。フィルム基材２１の上面には、電極パターン２３の他に、空中での入力方向を検知するための方向検知パターンやブルートゥース用アンテナパターンを設けるようにしてもよい。
図１（ｂ）に示すように、巻き数設定回路３０は、ループアンテナ２９を構成するアンテナパターン２４の端部に、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）２６およびＦＰＣコネクタ２７を介して接続されている。図２（ｂ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。図２（ｂ）に示すように、電極パターン２３もまた、同じフレキシブルプリント配線板２６を介して制御部５０（図３参照）に接続されている。また、電極パターン２３をフレキシブルプリント配線板２６とは別のフレキシブルプリント配線板で制御部５０に接続するようにしてもよい。
フィルム基材２１は、例えば、矩形薄板状のポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）製フィルム基材である。カバーパネル２２は、ガラス製、ポリカーボネート（ＰＣ）製、またはアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）製の薄板状部材である。
電極パターン２３は、電気抵抗の小さい銅または銀を材料として、エッチング、蒸着、スクリーン印刷、フォトリソグラフィ等の技術を単独または組み合わせて用いてフィルム基材２１上にパターン形成されている。パターンの線幅は、液晶画面等の表示部の表示を妨害しないように、例えば数μｍないし２０μｍ程度にして、視認し難くしている。また、パターンの線間隔は、線幅の十倍程度としている。
本実施形態では、電極パターン２３の配線はメッシュ状にパターンニングすることで液晶画面等の表示部の表示を妨害しないようにしている。
電極パターン２３は、タッチパネル１０上でのタッチ操作のＸ軸方向の位置を検知するための電極パターンと、Ｙ軸方向の位置を検知するための電極パターンと、それらから信号を取り出すための配線パターンと、を有している。
電極パターン２３によるタッチ操作の位置の検出は、タッチパネル１０の表面に指を近づけると、近づけた部分の電極の静電容量が変化することを利用している。Ｘ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれについて、この静電容量の変化を検出し、指のＸＹ座標、すなわちタッチパネル１０内での位置を特定する構成となっている。
図３に示すように、アンテナパターン２４は、各両端部２４ｂ、２４ｃがフィルム基材２１の端縁に位置し、中心に空きエリア２４ａを有するように空きエリア２４ａの周囲を取り巻く複数条の線状ループ２５ａ〜２５ｅとして形成されている。具体的には、アンテナパターン２４は、最大巻き数に等しい本数の線状導体からなる線状ループ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅが矩形の空きエリア２４ａの周りに互いに所定の間隔をあけて配置されている。本実施形態では、ループアンテナ２９の最大巻き数は５であり、よってアンテナパターン２４は５本の線状ループ２５ａ〜２５ｅを有している。
アンテナパターン２４は、電気抵抗の小さい銅または銀を材料として、エッチング、蒸着、スクリーン印刷、フォトリソグラフィ等の技術を単独または組み合わせて用いてフィルム基材２１上にパターン形成されている。製造を容易にする観点から、アンテナパターン２４は、電極パターン２３と同様の方法で形成されるのが好ましい。パターンの線幅は、液晶画面等の表示部の表示を妨害しないように、数μｍ〜２０μｍ程度にして、視認し難くしている。パターンの線間隔は、線幅の十倍程度としている。また、アンテナパターン２４は、上記方法でフィルム基材２１上に直接形成する他にも、他のフィルム基材にパターン形成したものをフィルム基材２１に貼付するようにしてもよい。
本実施形態では、アンテナパターン２４はベタ配線であるが、図９に示すように線幅Ｗの配線をメッシュ状にパターンニングすることで液晶画面等の表示部の表示を妨害しないようにすることも可能とする。
本実施形態では、アンテナパターン２４の空きエリア２４ａは矩形であるが、空きエリア２４ａの形状はこれに限定されない。図６に示すように、通信相手のアンテナ形状等に応じて、円形の空きエリア４５ａを有するアンテナパターン４５、三角形の空きエリア４６ａを有するアンテナパターン４６、菱形の空きエリア４７ａを有するアンテナパターン４７等、任意の形状のアンテナパターンを採用できる。
巻き数設定回路３０は、アンテナパターン２４に接続され、所望巻き数のループアンテナ２９として機能するように巻き数を設定するようになっている。具体的には、図３に示すように、巻き数設定回路３０は、第１の配線３１と、第２の配線３４と、第３の配線３８と、複数の第１のオンオフ素子としてのジャンパスイッチ３２ａ〜３２ｊと、複数の第２のオンオフ素子としてのジャンパスイッチ３３ａ〜３３ｅと、を有している。
第１の配線３１は、１本の渦巻回路１２を構成するようにアンテナパターン２４の対応する各端部とつながり、複数条の第１の線状パターン３１ａ〜３１ｆから構成されている。本実施形態では、アンテナパターン２４と第１の配線３１により、５回巻きの渦巻回路１２が形成されている。
第１のオンオフ素子としてのジャンパスイッチ３２ａ〜３２ｊは、第１の配線３１における渦巻回路１２の各周に対応する位置に各周に２つずつ介在し設けられる。具体的には、外側から１周目にあたる第１の線状パターン３１ｆおよび３１ａにそれぞれジャンパスイッチ３２ｊおよび３２ａが設けられている。また、外側から２周目にあたる第１の線状パターン３１ａおよび３１ｂにそれぞれジャンパスイッチ３２ｉおよび３２ｂが設けられている。また、外側から３周目にあたる第１の線状パターン３１ｂおよび３１ｃにそれぞれジャンパスイッチ３２ｈおよび３２ｃが設けられている。また、外側から４周目にあたる第１の線状パターン３１ｃおよび３１ｄにそれぞれジャンパスイッチ３２ｇおよび３２ｄが設けられている。また、外側から５周目にあたる第１の線状パターン３１ｄおよび３１ｅにそれぞれジャンパスイッチ３２ｆおよび３２ｅが設けられている。
第２の配線３４は、第１の配線３１における渦巻回路１２の最内周の端部３１ｈ、および最内周と最外周を除く各周の２つのジャンパスイッチ間の位置にそれぞれ接続された複数条の第２の線状パターン３４ａ〜３４ｅから構成されている。具体的には、最内周と最外周を除いて外側から１周目にあたる第１の線状パターン３１ａにおいて、ジャンパスイッチ３２ａおよび３２ｉの間の位置に、第２の線状パターン３４ａが接続されている。また、最内周と最外周を除いて外側から２周目にあたる第１の線状パターン３１ｂにおいて、ジャンパスイッチ３２ｂおよび３２ｈの間の位置に、第２の線状パターン３４ｂが接続されている。また、最内周と最外周を除いて外側から３周目にあたる第１の線状パターン３１ｃにおいて、ジャンパスイッチ３２ｃおよび３２ｇの間の位置に、第２の線状パターン３４ｃが接続されている。また、最内周と最外周を除いて外側から４周目にあたる第１の線状パターン３１ｄにおいて、ジャンパスイッチ３２ｄおよび３２ｆの間の位置に、第２の線状パターン３４ｄが接続されている。また、最内周にあたる第１の線状パターン３１ｅの端部３１ｈに、第２の線状パターン３４ｅが接続されている。
具体的には、第２の線状パターン３４ａは、基板３０ａの裏面に形成され、孔内面を導電性材料でコーティングされた導電性のスルーホール３５ａにより、基板３０ａの表面に形成された第１の線状パターン３１ａに接続されている。また、第２の線状パターン３４ａは、孔内面を導電性材料でコーティングされた導電性のスルーホール３５ｆにより表面側の第３の配線３８に接続されている。
同様に、第２の線状パターン３４ｂは、基板３０ａの裏面に形成され、導電性のスルーホール３５ｂにより、基板３０ａの表面に形成された第１の線状パターン３１ｂに接続されている。また、第２の線状パターン３４ｂは、導電性のスルーホール３５ｇにより表面側の第３の配線３８に接続されている。
同様に、第２の線状パターン３４ｃは、基板３０ａの裏面に形成され、導電性のスルーホール３５ｃにより、基板３０ａの表面に形成された第１の線状パターン３１ｃに接続されている。また、第２の線状パターン３４ｃは、導電性のスルーホール３５ｈにより表面側の第３の配線３８に接続されている。
同様に、第２の線状パターン３４ｄは、基板３０ａの裏面に形成され、導電性のスルーホール３５ｄにより、基板３０ａの表面に形成された第１の線状パターン３１ｄに接続されている。また、第２の線状パターン３４ｄは、導電性のスルーホール３５ｉにより表面側の第３の配線３８に接続されている。
同様に、第２の線状パターン３４ｅは、基板３０ａの裏面に形成され、導電性のスルーホール３５ｅにより、基板３０ａの表面に形成された第１の線状パターン３１ｅに接続されている。また、第２の線状パターン３４ｅは、導電性のスルーホール３５ｊにより表面側の第３の配線３８に接続されている。
第３の配線３８は、複数条の第２の線状パターン３４ａ〜３４ｅの各他端に共通接続された１つの第３の線状パターンである。
第２のオンオフ素子としてのジャンパスイッチ３３ａ〜３３ｅは、基板３０ａの裏面において複数条の第２の線状パターン３４ａ〜３４ｅにそれぞれ介在し設けられる。
基板３０ａは表面層と裏面層間にＧＮＤ（接地）層を設ける３層構成にすることも可能とする。
また、巻き数設定回路３０は、渦巻回路１２の外周端３１ｇと第３の配線３８とが一対の端子（３１ｇ、３８ａ）を構成している。これら一対の端子（３１ｇ、３８ａ）がループアンテナ２９の両端部となり、これらが制御部５０に接続されるようになっている。
そして、巻き数設定回路３０は、第１のオンオフ素子としてのジャンパスイッチ３２ａ〜３２ｊおよび第２のオンオフ素子としてのジャンパスイッチ３３ａ〜３３ｅのオンオフ状態を切り替えることにより巻き数を設定するよう構成されている。
次に、ループアンテナ２９の巻き数の変更（設定）方法について説明する。
１回巻のループアンテナ２９として使用する場合には、ジャンパスイッチ３２ａ、３２ｊ、３３ａにそれぞれジャンパプラグ（抵抗）を装着して閉状態にし、その他のジャンパスイッチにはジャンパプラグを装着せず開状態にする。これにより、線状ループ２５ａを使用した１回巻のループアンテナ２９が形成され、その両端部が始端３１ｇおよび終端３８ａより制御部５０に接続される。
１回巻のループアンテナ２９として使用する場合には、ジャンパスイッチ３２ａ、３２ｊ、３３ａにそれぞれジャンパプラグ（抵抗）を装着して閉状態にし、その他のジャンパスイッチにはジャンパプラグを装着せず開状態にする。これにより、線状ループ２５ａを使用した１回巻のループアンテナ２９が形成され、その両端部が始端３１ｇおよび終端３８ａより制御部５０に接続される。
２回巻のループアンテナ２９として使用する場合には、ジャンパスイッチ３２ａ、３２ｂ、３２ｉ、３２ｊ、３３ｂにそれぞれジャンパプラグを装着して閉状態にし、その他のジャンパスイッチにはジャンパプラグを装着せず開状態にする。これにより、線状ループ２５ａ、２５ｂを使用した２回巻のループアンテナ２９が形成され、その両端部が始端３１ｇおよび終端３８ａより制御部５０に接続される。
３回巻のループアンテナ２９として使用する場合には、ジャンパスイッチ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｈ、３２ｉ、３２ｊ、３３ｃにそれぞれジャンパプラグを装着して閉状態にし、その他のジャンパスイッチにはジャンパプラグを装着せず開状態にする。これにより、線状ループ２５ａ、２５ｂ、２５ｃを使用した３回巻のループアンテナ２９が形成され、その両端部が始端３１ｇおよび終端３８ａより制御部５０に接続される。
４回巻のループアンテナ２９として使用する場合には、ジャンパスイッチ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｇ、３２ｈ、３２ｉ、３２ｊ、３３ｄにそれぞれジャンパプラグを装着して閉状態にし、その他のジャンパスイッチにはジャンパプラグを装着せず開状態にする。これにより、線状ループ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを使用した４回巻のループアンテナ２９が形成され、その両端部が始端３１ｇおよび終端３８ａより制御部５０に接続される。
５回巻のループアンテナ２９として使用する場合には、ジャンパスイッチ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈ、３２ｉ、３２ｊ、３３ｅにそれぞれジャンパプラグを装着して閉状態にし、その他のジャンパスイッチにはジャンパプラグを装着せず開状態にする。これにより、線状ループ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅを使用した５回巻のループアンテナ２９が形成され、その両端部が始端３１ｇおよび終端３８ａより制御部５０に接続される。
また、本実施形態ではジャンパスイッチ３２ａ〜３２ｊ、３３ａ〜３３ｅを用いているが、スイッチはこれに限定されず、ジャンパスイッチの代わりにＤＩＰスイッチ等、任意のスイッチを用いることができる。また、本実施形態では、５本の線状ループ２５ａ〜２５ｅが用いられているが、本数はこれに限定されず、最大巻き数に応じて任意の本数の線状ループを設けてもよいことは勿論である。
次に、作用・効果について説明する。
本実施の形態に係るアンテナ付きフィルム１５およびそれを用いたタッチパネル１０は、ループアンテナ２９の巻き数を容易に変更することができる。これにより、通信相手と最適な通信範囲を確保できる巻き数に変更することで通信相手との共振点を目的の値に合わせ、通信相手と確実に近距離無線通信を行うことができる。例えば、通信信号が小さい場合には、ループアンテナ２９の巻き数を増やして通信信号が大きくなるようにするとよい。また、通信信号が大きすぎる場合には、ループアンテナ２９の巻き数を減らして通信信号が小さくなるようにするとよい。
本実施の形態に係るアンテナ付きフィルム１５およびそれを用いたタッチパネル１０は、ループアンテナ２９の巻き数を容易に変更することができる。これにより、通信相手と最適な通信範囲を確保できる巻き数に変更することで通信相手との共振点を目的の値に合わせ、通信相手と確実に近距離無線通信を行うことができる。例えば、通信信号が小さい場合には、ループアンテナ２９の巻き数を増やして通信信号が大きくなるようにするとよい。また、通信信号が大きすぎる場合には、ループアンテナ２９の巻き数を減らして通信信号が小さくなるようにするとよい。
また、本実施の形態に係るアンテナ付きフィルム１５およびそれを用いたタッチパネル１０は、巻き数設定回路３０にジャンパスイッチ３２ａ〜３２ｊ、３３ａ〜３３ｅを用いる構成としたことで、巻き数を容易に変更できるとともに、巻き数設定回路３０の構成が簡単になるので製造コストを抑制できる。
また、本実施の形態に係るアンテナ付きフィルム１５を用いたタッチパネル１０は、１枚のフィルム基材２１の一方の面にアンテナパターン２４を、他方の面に電極パターン２３を設けたシンプルな構造となっているので、製造工程を簡略化できる。これにより、製造コストを低減できる。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ付きフィルム１５およびそれを用いたタッチパネル１０について説明する。
第２の実施形態に係るアンテナ付きフィルム１５は、巻き数設定回路３０Ａにおいて半導体スイッチ３６、３７を用いている以外は、第１の実施形態に係るアンテナ付きフィルム１５と同様の構成を有している。よって、同様の構成については説明を省略する。
次に、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ付きフィルム１５およびそれを用いたタッチパネル１０について説明する。
第２の実施形態に係るアンテナ付きフィルム１５は、巻き数設定回路３０Ａにおいて半導体スイッチ３６、３７を用いている以外は、第１の実施形態に係るアンテナ付きフィルム１５と同様の構成を有している。よって、同様の構成については説明を省略する。
図４に示すように、本実施形態に係る巻き数設定回路３０Ａは、第１のオンオフ素子としての半導体スイッチ３６ａ〜３６ｊおよび第２のオンオフ素子としての半導体スイッチ３７ａ〜３７ｅのオンオフ状態を切り替えることにより巻き数を設定する構成である。
半導体スイッチ３６ａ〜３６ｊは、それぞれ制御部５０によりオンオフ（開閉）が制御されるようになっている。半導体スイッチ３７ａ〜３７ｅもまた、それぞれ制御部５０によりオンオフが制御されるようになっている。各半導体スイッチ３６ａ〜３６ｊおよび３７ａ〜３７ｅは、図５に示す構成を有している。各半導体スイッチ３６ａ〜３６ｊおよび３７ａ〜３７ｅの端子Ａ３には、オンオフを指示する制御信号が制御部５０から送られる。この制御信号は、電圧レベルシフタ４１で適当な電圧レベルに変換されてＦＥＴ４２のゲートＧに与えられ、ソースＳとドレインＤ間の導通が制御されることで、端子Ａ１および端子Ａ２間の開閉が制御されるようになっている。
次に、ループアンテナ２９Ａの巻き数の変更方法について説明する。
１回巻のループアンテナ２９Ａとして使用する場合には、制御部５０からの制御信号により半導体スイッチ３６ａ、３６ｊ、３７ａをオン（閉状態）にし、その他の半導体スイッチはオフ（開状態）にする。これにより、線状ループ２５ａを使用した１回巻のループアンテナが形成され、その両端部が始端３１ｇおよび終端３８ａより制御部５０に接続される。
１回巻のループアンテナ２９Ａとして使用する場合には、制御部５０からの制御信号により半導体スイッチ３６ａ、３６ｊ、３７ａをオン（閉状態）にし、その他の半導体スイッチはオフ（開状態）にする。これにより、線状ループ２５ａを使用した１回巻のループアンテナが形成され、その両端部が始端３１ｇおよび終端３８ａより制御部５０に接続される。
２回巻のループアンテナ２９Ａとして使用する場合には、制御部５０からの制御信号により半導体スイッチ３６ａ、３６ｂ、３６ｉ、３６ｊ、３７ｂをオンにし、その他の半導体スイッチはオフにする。これにより、線状ループ２５ａ、２５ｂを使用した２回巻のループアンテナが形成され、その両端部が始端３１ｇおよび終端３８ａより制御部５０に接続される。
３回巻のループアンテナ２９Ａとして使用する場合には、制御部５０からの制御信号により半導体スイッチ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｈ、３６ｉ、３６ｊ、３７ｃをオンにし、その他の半導体スイッチはオフにする。これにより、線状ループ２５ａ、２５ｂ、２５ｃを使用した３回巻のループアンテナが形成され、その両端部が始端３１ｇおよび終端３８ａより制御部５０に接続される。
４回巻のループアンテナ２９Ａとして使用する場合には、制御部５０からの制御信号により半導体スイッチ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｇ、３６ｈ、３６ｉ、３６ｊ、３７ｄをオンにし、その他の半導体スイッチはオフにする。これにより、線状ループ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを使用した４回巻のループアンテナが形成され、その両端部が始端３１ｇおよび終端３８ａより制御部５０に接続される。
５回巻のループアンテナ２９Ａとして使用する場合には、制御部５０からの制御信号により半導体スイッチ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆ、３６ｇ、３６ｈ、３６ｉ、３６ｊ、３７ｅをオンにし、その他の半導体スイッチはオフにする。これにより、線状ループ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅを使用した５回巻のループアンテナが形成され、その両端部が始端３１ｇおよび終端３８ａより制御部５０に接続される。
以上述べたように、本実施の形態に係るアンテナ付きフィルム１５およびそれを用いたタッチパネル１０は、巻き数設定回路３０Ａに半導体スイッチ３６、３７を用いる構成としたことで、ループアンテナ２９Ａの巻き数をプログラミング等により自動で変更することができるので、巻き数の変更作業が容易になる。また、使用中にループアンテナ２９Ａの巻き数を動的に変更することもできる。
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ付きフィルム６０およびそれを用いたタッチパネルについて説明する。
第３の実施形態に係るアンテナ付きフィルム６０は、複数のアンテナパターン２４を備えている以外は、第１の実施形態に係るアンテナ付きフィルム１５と同様の構成を有している。よって、以下では、同様の構成については説明を省略する。
次に、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ付きフィルム６０およびそれを用いたタッチパネルについて説明する。
第３の実施形態に係るアンテナ付きフィルム６０は、複数のアンテナパターン２４を備えている以外は、第１の実施形態に係るアンテナ付きフィルム１５と同様の構成を有している。よって、以下では、同様の構成については説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態に係るアンテナ付きフィルム６０のフィルム基材２１には、アンテナパターン２４が複数備わっている。図７では、１つのアンテナパターン２４にフレキシブルプリント配線板２６、ＦＰＣコネクタ２７、巻き数設定回路３０が接続され、必要に応じてフレキシブルプリント配線板２６、ＦＰＣコネクタ２７、巻き数設定回路３０を付け替える構成としているが、すべてのアンテナパターン２４にそれぞれ巻き数設定回路３０を接続した構成としてもよい。アンテナパターン２４の形状は、すべて矩形としているが、円形、三角形、菱形等、任意の形状にしてもよい。また、複数のアンテナパターン２４のうち一部または全部について、形状が異なるようにしてもよい。
以上述べたように、本実施の形態に係るアンテナ付きフィルム６０およびそれを用いたタッチパネルは、アンテナパターン２４が複数設けられているので、ＩＣカードなどの通信相手と通信するためのアンテナと、タッチパネル上での選択ボタンとを共用化することができる。また、複数のアンテナパターン２４から使用するものを選択することができるので、レイアウトの自由度が大きい。
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ付きフィルム８５およびそれを用いたタッチパネル８０について説明する。
第４の実施形態に係るタッチパネル８０は、複数のフィルム基材７２、７３を有する層構造の構成が、第１の実施形態に係るタッチパネル１０と異なっている。
次に、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ付きフィルム８５およびそれを用いたタッチパネル８０について説明する。
第４の実施形態に係るタッチパネル８０は、複数のフィルム基材７２、７３を有する層構造の構成が、第１の実施形態に係るタッチパネル１０と異なっている。
図８に示すように、本実施形態に係るタッチパネル８０は、アンテナ付きフィルム８５の他に別のフィルム基材７２をさらに有し、Ｘ方向のタッチ位置およびＹ方向のタッチ位置を検出する一対の電極パターン７４が別のフィルム基材７２の両面に分配して設けられている。この別のフィルム基材７２は、フィルム基材７３のアンテナパターン７５が形成された面とは反対側の面に重ねられ、さらにカバーパネル７１が別のフィルム基材７２に重ねられている。また、別のフィルム基材７２には、空中での入力を検知するための方向検知用センサーパターン７７およびブルートゥース用アンテナパターン７６が設けられている。別のフィルム基材７２およびフィルム基材７３は、例えば、矩形薄板状のポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）製フィルム基材である。カバーパネル７１は、例えば、ガラス製、ポリカーボネート（ＰＣ）製、またはアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）製の矩形薄板部材である。
本実施の形態に係るタッチパネル８０は、一対の電極パターン７４、７４を両面に分配して設けることができるので、片面に設ける場合に比べて各電極パターンを簡単な構成にすることができる。
以上説明したように、本発明は、通信相手との共振点を目的の値に合わせ、通信相手と確実に近距離無線通信を行うことができるという効果を有し、アンテナ付きフィルムおよびこれを用いたタッチパネルの全般に有用である。
１０、８０ タッチパネル
１５、６０、８５ アンテナ付きフィルム
１２ 渦巻回路
２１、７３ フィルム基材
２１ａ タッチ操作有効範囲
２２ カバーパネル
２３、７４ 電極パターン
２４、４５、４６、４７、７５ アンテナパターン
２４ａ 空きエリア
２４ｂ、２４ｃ アンテナパターンの各両端部
２５ａ〜２５ｅ 線状ループ
２６ フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）
２７ ＦＰＣコネクタ
２９、２９Ａ ループアンテナ
３０、３０Ａ 巻き数設定回路
３０ａ 基板
３１ 第１の配線
３１ａ〜３１ｆ 第１の線状パターン
３２ ジャンパスイッチ（第１のオンオフ素子）
３２ａ〜３１ｊ ジャンパスイッチ（第１のオンオフ素子）
３３ ジャンパスイッチ（第２のオンオフ素子）
３３ａ〜３３ｅ ジャンパスイッチ（第２のオンオフ素子）
３４ 第２の配線
３４ａ〜３４ｅ 第２の線状パターン
３５ 導電性のスルーホール
３５ａ〜３５ｊ 導電性のスルーホール
３６ 半導体スイッチ（第１のオンオフ素子）
３６ａ〜３１ｊ 半導体スイッチ（第１のオンオフ素子）
３７ 半導体スイッチ（第２のオンオフ素子）
３７ａ〜３７ｅ 半導体スイッチ（第２のオンオフ素子）
３８ 第３の配線
４１ 電圧レベルシフタ
４２ ＦＥＴ
４５ａ 円形の空きエリア
４６ａ 三角形の空きエリア
４７ａ 菱形の空きエリア
５０ 制御部
７１ カバーパネル
７２ 別のフィルム基材
７６ ブルートゥース用アンテナパターン
７７ 方向検知パターン
１５、６０、８５ アンテナ付きフィルム
１２ 渦巻回路
２１、７３ フィルム基材
２１ａ タッチ操作有効範囲
２２ カバーパネル
２３、７４ 電極パターン
２４、４５、４６、４７、７５ アンテナパターン
２４ａ 空きエリア
２４ｂ、２４ｃ アンテナパターンの各両端部
２５ａ〜２５ｅ 線状ループ
２６ フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）
２７ ＦＰＣコネクタ
２９、２９Ａ ループアンテナ
３０、３０Ａ 巻き数設定回路
３０ａ 基板
３１ 第１の配線
３１ａ〜３１ｆ 第１の線状パターン
３２ ジャンパスイッチ（第１のオンオフ素子）
３２ａ〜３１ｊ ジャンパスイッチ（第１のオンオフ素子）
３３ ジャンパスイッチ（第２のオンオフ素子）
３３ａ〜３３ｅ ジャンパスイッチ（第２のオンオフ素子）
３４ 第２の配線
３４ａ〜３４ｅ 第２の線状パターン
３５ 導電性のスルーホール
３５ａ〜３５ｊ 導電性のスルーホール
３６ 半導体スイッチ（第１のオンオフ素子）
３６ａ〜３１ｊ 半導体スイッチ（第１のオンオフ素子）
３７ 半導体スイッチ（第２のオンオフ素子）
３７ａ〜３７ｅ 半導体スイッチ（第２のオンオフ素子）
３８ 第３の配線
４１ 電圧レベルシフタ
４２ ＦＥＴ
４５ａ 円形の空きエリア
４６ａ 三角形の空きエリア
４７ａ 菱形の空きエリア
５０ 制御部
７１ カバーパネル
７２ 別のフィルム基材
７６ ブルートゥース用アンテナパターン
７７ 方向検知パターン
Claims (7)
- フィルム基材と、前記フィルム基材の一方の面にパターン形成されたアンテナパターンと、前記フィルム基材の外方に設けられ、前記アンテナパターンに接続された巻き数設定回路と、を備え、前記アンテナパターンは、各両端部が前記フィルム基材の端縁に位置し、中心に空きエリアを有するように前記空きエリアの周囲を取り巻く複数条の線状ループとして形成され、前記巻き数設定回路は、１本の渦巻回路を構成するように前記アンテナパターンの対応する各端部とつながり、複数条の第１の線状パターンである第１の配線と、前記第１の配線の、前記渦巻回路の各周に対応する位置に各周に２つずつ介在し設けられた複数の第１のオンオフ素子と、前記第１の配線における前記渦巻回路の最内周の端部、および前記最内周と最外周を除く各周の２つの前記第１のオンオフ素子間の位置にそれぞれ接続された複数条の第２の線状パターンである第２の配線と、前記複数条の第２の線状パターンの各他端に共通接続された１つの第３の線状パターンである第３の配線と、前記複数条の第２の線状パターンにそれぞれ介在し設けられた複数の第２のオンオフ素子と、を有し、前記渦巻回路の外周端と前記第３の配線とが一対の端子を構成していることを特徴とするアンテナ付きフィルム。
- 前記巻き数設定回路には、前記第１のオンオフ素子および前記第２のオンオフ素子としてジャンパスイッチが用いられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ付きフィルム。
- 前記巻き数設定回路には、前記第１のオンオフ素子および前記第２のオンオフ素子として半導体スイッチが用いられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ付きフィルム。
- 前記アンテナパターンが、前記フィルム基材に複数備わっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のアンテナ付きフィルム。
- 前記アンテナパターンは、線幅を数μｍ〜２０μｍ程度にするか、もしくは配線をメッシュ状にパターンニングすることで、視認し難くしていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のアンテナ付きフィルム。
- 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアンテナ付きフィルムの前記フィルム基材の他方の面に、Ｘ方向およびＹ方向のタッチ位置を検出するための電極パターンが設けられ、前記他方の面にカバーパネルが重ねられていることを特徴とするタッチパネル。
- 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアンテナ付きフィルムが別のフィルム基材をさらに有し、Ｘ方向のタッチ位置およびＹ方向のタッチ位置を検出する一対の電極パターンが前記別のフィルム基材の両面に分配して設けられ、前記別のフィルム基材が、前記フィルム基材の前記アンテナパターンが形成された面とは反対側の面に重ねられ、さらにカバーパネルが前記別のフィルム基材に重ねられていることを特徴とするタッチパネル。
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