JP7202906B2 - ペンが送信したペン信号を検出するためのセンサパネル - Google Patents

Description

本発明はペンが送信したペン信号を検出するためのセンサパネルに関し、特に、外部から侵入する電磁ノイズを吸収するためのガード配線を有するセンサパネルに関する。

指やスタイラスの位置を検出する機能を有するタブレット型の電子機器においては、表示パネル上にセンサパネルが配置される。センサパネルは、それぞれＹ方向に延在し、Ｘ方向に等間隔で配置された複数のＸ電極と、それぞれＸ方向に延在し、Ｙ方向に等間隔で配置された複数のＹ電極とを含む複数の線状電極を有して構成される。表示パネルのベゼル領域内にはこの複数の線状電極のそれぞれに対応して複数のＦＰＣ(Flexible Printed Circuits)接続端子及び引出配線が設けられており、各引出配線により、対応する線状電極とＦＰＣ接続端子とが電気的に接続される。各ＦＰＣ接続端子は、圧着によりフレキシブルプリント回路基板上の端子と接続され、このフレキシブルプリント回路基板上の配線を通じて制御用のＩＣ(Integrated Circuit)に接続される。

また、スタイラスの一種として、アクティブペンが知られている。アクティブペンは、電源部と信号処理回路とを備え、信号処理回路の生成する信号に応じた電荷をペン先付近に設けられた電極（ペン電極）に供給することにより、ペン信号を送信可能に構成されたスタイラスである。ペン信号には、自身の位置を知らせるためのバースト信号である位置信号と、アクティブペンが検出した筆圧の値を示す筆圧データ、アクティブペンの側面や末端に設けられる操作ボタンのオンオフ状態を示すデータ、及び、アクティブペンに予め書き込まれた固有ＩＤなどの各種データを含むデータ信号とが含まれる。アクティブペンの検出時においては、センサパネル内の複数の線状電極のうちペン先の近傍にあるものでペン信号が受信され、上記したＦＰＣ接続端子を介してＩＣに供給される。ＩＣは、各Ｘ電極におけるペン信号の受信レベルに基づいてアクティブペンのＸ座標を決定し、各Ｙ電極におけるペン信号の受信レベルに基づいてアクティブペンのＹ座標を決定することにより、タッチ面内におけるアクティブペンの位置を検出する。

特許文献１には、上記センサパネルの一種である投影型静電容量式のタッチスクリーンが開示されている。同文献の図２に示されているように、このタッチスクリーンにおいては、長方形であるタッチスクリーンの外周に沿って、グランド電位の供給される最外シールド配線が延設されている。特許文献１の記載によれば、この最外シールド配線は、外部から侵入する電磁ノイズを吸収し、それによって、位置検出性能の低下を防止するためのガード配線として用いられるものである。

また、特許文献２には、指とアクティブペンの両方を検出可能な位置検出装置が開示されている。この位置検出装置では、複数の電極の受信信号を差動増幅器に入力し、この差動増幅器の出力信号の受信レベルに基づいて指又はアクティブペンの位置を判定することにより、外来ノイズのうち特にコモンモードノイズ（複数の線状電極に同じ向きに印加されるノイズ）による影響を除去している。以下、このように差動増幅器を用いて行う位置検出の方法を「差動法」と称する。

特開２０１７－０９１１３５号公報 特開２０１４－０６３２４９号公報

しかしながら、本願の発明者が検討したところ、特許文献１に記載の最外シールド配線のような構成では、引出配線と最外シールド配線とが離れすぎており、外部から侵入する電磁ノイズを十分に遮蔽できないことが判明した。そこで本願の発明者は、ガード配線を引出配線に沿って延設することを検討したが、そうすると今度は、上述した差動法を用いる場合に問題が発生することが判明した。つまり、差動法によるコモンモードノイズの除去のためには、引出配線とガード配線の間の容量はすべての引出配線について同じ値であることが理想であるが、ガード配線を引出配線に沿って延設する場合、並走する複数の引出配線のうち最も外側に位置する引出配線のみガード配線との間の容量が大きくなってしまうため、差動法によっても、上述したコモンモードノイズを十分に除去できなくなる場合があることが判明した。

したがって、本発明の目的の一つは、差動法によるコモンモードノイズの除去への影響を抑えつつ、外部から到来する電磁ノイズを十分に遮蔽できるセンサパネルを提供することにある。

本発明によるセンサパネルは、検出領域内におけるアクティブペンの位置を検出するためのＩＣに接続されるセンサパネルであって、それぞれ前記検出領域内の第２の方向に延在し、前記検出領域内において前記第１の方向と交差する第１の方向に並べて前記検出領域内に配設される複数の第１の線状電極と、前記複数の第１の線状電極のそれぞれに接続するように設けられ、等ピッチで平行に延設される複数の第１の引出配線と、前記センサパネルの前記第２の方向に平行な一辺に沿って並置され、前記複数の第１の引出配線のそれぞれと前記ＩＣとを互いに接続する複数の第１の端子と、前記複数の第１の引出配線の前記検出領域から遠い一方側に延設される第１のガード配線と、を含み、前記複数の第１の端子から最も離れて配置される前記第１の線状電極である第１の電極に接続される前記第１の引出配線である第１の配線と前記第１のガード配線との間の、前記検出領域と前記第２の方向に隣接する第１の領域内における前記第２の方向の離隔距離は一定ではなく、前記第１のガード配線は、前記第１の領域内に、前記第１の方向と交差する部分を有する、センサパネルである。

本発明によれば、センサパネルと重畳配置される表示パネルのメタルフレームなど、ガード配線以外の要素による電磁ノイズの遮蔽効果が期待できる領域（例えば、第１の領域のうち第１の電極から第１の線状電極の総数より少ない複数本分の第１の線状電極に対応する第２の領域）では、第１の配線から十分な距離を取って第１のガード配線を延設し、ガード配線以外の要素による電磁ノイズの遮蔽効果が期待できない領域（例えば、第１の領域のうち第２の領域以外の領域である第３の領域）では、第１の配線に十分近づけて第１のガード配線を延設することができる。したがって、差動法によるコモンモードノイズの除去への影響を抑えつつ、外部から到来する電磁ノイズを十分に遮蔽することが可能になる。

本発明の実施の形態による電子機器１及びアクティブペン１０の構成を示す模式図である。 （ａ）は、図１に示したＡ－Ａ線に対応する電子機器１の断面図であり、（ｂ）は、図１に示したＢ－Ｂ線に対応する電子機器１の断面図である。 図１に示したセンサパネル５の一部分を拡大した図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例によるセンサパネル５の一部分を拡大した図である。 本発明の実施の形態の第２の変形例によるセンサパネル５の一部分を拡大した図である。 本発明の実施の形態の第３の変形例によるセンサパネル５を含む電子機器１及びアクティブペン１０の構成を示す模式図である。 本発明の第１の背景技術によるセンサパネル５の一部分を拡大した図である。 本発明の第２の背景技術によるセンサパネル５の一部分を拡大した図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態による電子機器１及びアクティブペン１０の構成を示す図である。また、図２（ａ）は、図１に示したＡ－Ａ線に対応する電子機器１の断面図であり、図２（ｂ）は、図１に示したＢ－Ｂ線に対応する電子機器１の断面図である。

本実施の形態による電子機器１は例えばタブレット型のコンピュータであり、図１に示すように、ホストコントローラ２、表示パネル３、センサコントローラ４、及びセンサパネル５を有して構成される。

ホストコントローラ２は、プロセッサ及びメモリ（ともに図示せず）を有するコンピュータであり、プロセッサがメモリに記憶されるプログラムを読み出して実行することにより、図示した表示パネル３及びセンサコントローラ４を含む電子機器１の各部の制御、描画用のアプリを含む各種のアプリの実行などの各種処理を行う。メモリには、ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)などのメインメモリと、フラッシュメモリなどの補助記憶装置とが含まれる。

表示パネル３は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、複数の画素及びその駆動回路（ともに図示せず）を含む液晶モジュール２１と、液晶モジュール２１の側面及び下面を覆うメタルフレーム２２とを有する装置である。駆動回路は、ホストコントローラ２の制御を受けて各画素を駆動することによって、表示パネル３上に任意の表示を行う回路である。表示パネル３の具体的な例としては、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパーなどが挙げられる。

表示パネル３の表面には、図１に示すように、表示領域３ａ及びベゼル領域３ｂが設けられる。表示領域３ａは、液晶モジュール２１内の各画素がマトリクス状に配置される矩形の領域である。ベゼル領域３ｂは、表示領域３ａの外側を囲むように配置される領域であり、液晶モジュール２１内の駆動回路と、各画素を駆動回路に接続する配線（図示せず）とが配置される。

センサコントローラ４及びセンサパネル５は、ホストコントローラ２に対する入力装置である。このうちセンサパネル５は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、表示パネル３側から順に、ＯＣＡ(Optical Clear Adhesive) やＯＣＲ(Optical Clear Resin)などの透明粘着剤である粘着シート２３、フィルム２４、ＯＣＡである粘着シート２３、及びカバーガラス２６が積層された構成を有している。

フィルム２４の上面には、粘着シート２５によって、複数の線状電極５ｘ（第２の線状電極）と、各線状電極５ｘを後述するＦＰＣ接続端子Ｔに接続するための複数の引出配線Ｌｘ（第２の引出配線。図２（ａ）（ｂ）には示していない）と、グランド電位などの特定の電位に接続される１以上のガード配線ＬＧとが固定される。また、フィルム２４の下面には、粘着シート２３によって、複数の線状電極５ｙ（第１の線状電極）と、各線状電極５ｙをＦＰＣ接続端子Ｔに接続するための複数の引出配線Ｌｙ（第１の引出配線）と、１以上のガード配線ＬＧとが固定される。必要な場合には、フィルム２４の上面に形成された配線と、フィルム２４の下面に形成された配線とを、フィルム２４を貫通するビア電極によって相互に接続することとしてもよい。複数の線状電極５ｘ，５ｙはそれぞれ、板状の導体又はメッシュ状の導体（メッシュ状に延設された細かい配線の集合体）によって構成される。

カバーガラス２６の上面は、アクティブペン１０又はユーザの指でタッチするための平面であるタッチ面２６ａを構成する。このカバーガラス２６を含むセンサパネル５の各構成部材（線状電極５ｘ，５ｙ及び引出配線Ｌｘ，Ｌｙを含む）は、少なくとも表示領域３ａ内においては、ユーザがセンサパネル５を通して表示パネル３の表示領域３ａを観ることができるよう、透明材料あるいは光が透過するように配置密度が設計された非透明材料（例えば、上述したメッシュ状の導体）によって構成される。

センサパネル５の表面には、図１及び図２（ａ）（ｂ）に示すように、検出領域５ａ及び配線領域５ｂが設けられる。検出領域５ａは、各複数の線状電極５ｘ，５ｙを用いた位置検出（詳しくは後述する）が可能となる矩形の領域であり、図１に示すように、表示領域３ａに比べて若干大きな面積となるように構成される。配線領域５ｂは、検出領域５ａの外側を囲むように配置される領域であり、その中に、上述した複数の引出配線Ｌｘ、複数の引出配線Ｌｙ、及び１以上のガード配線ＬＧと、これらをセンサコントローラ４に接続するための複数のＦＰＣ接続端子Ｔとが配置される。複数のＦＰＣ接続端子Ｔは、図１に示すように、長方形であるセンサパネル５のｘ方向に平行な一辺に沿って並べて配置される。

図１に示すように、複数の線状電極５ｘはそれぞれｙ方向（検出領域５ａ内の方向。第１の方向）に延在しており、ｘ方向（検出領域５ａ内においてｙ方向と交差（直交）する方向。第２の方向）に等間隔で配置される。また、複数の線状電極５ｙはそれぞれｘ方向に延在しており、ｙ方向に等間隔で配置される。複数の線状電極５ｘ，５ｙの一方を液晶モジュール２１内の共通電極（図示せず）と共用してもよく、そのように構成した電子機器１は「インセル型」と呼ばれる。なお、図１及び後掲の各図では、図面を分かりやすくするために各１７本の線状電極５ｘ，５ｙのみを示しているが、実際にはより多数の線状電極５ｘ，５ｙが配置され得る。

センサコントローラ４は、プロセッサ及びメモリ（ともに図示せず）を有するＩＣであり、図示しないフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）基板上に設けられる。このフレキシブルプリント回路基板は、センサパネル５の配線領域５ｂ内に配置された複数のＦＰＣ接続端子Ｔと圧着され、この圧着を通じて、センサコントローラ４とセンサパネル５内の各配線とが電気的に接続される。

センサコントローラ４は、機能的には、プロセッサがメモリに記憶されるプログラムを読み出して実行することにより、タッチ面２６ａ上におけるアクティブペン１０及びユーザの指（図示せず）の指示位置を検出するとともに、アクティブペン１０が送信したデータ信号を受信可能に構成される。アクティブペン１０の指示位置の検出は、静電容量方式又はアクティブ静電結合方式により実行される。また、ユーザの指の位置の検出は、静電容量方式により実行される。

静電容量方式は、複数の線状電極５ｘ，５ｙと、アクティブペン１０のペン先の近傍に設けられたペン電極（図示せず）又はユーザの指との間に生ずる静電容量の変化に基づいて、それぞれの指示位置を取得する方式である。静電容量方式による位置検出を行う場合、センサコントローラ４は、所定の検出用信号を複数の線状電極５ｘのそれぞれに順次供給し、その都度、複数の線状電極５ｙそれぞれの電位を測定する。ある線状電極５ｘと線状電極５ｙの交点にペン電極又はユーザの指が接近している場合、その線状電極５ｘからその線状電極５ｙに向かって流れる電流の一部がユーザの人体に向かって流れ出るため、その線状電極５ｙについて測定される電位が小さくなる。センサコントローラ４は、この電位の変化を利用して指示位置の検出を行う。

アクティブ静電結合方式は、アクティブペン１０が送信したペン信号をセンサパネル５により受信し、その結果に基づいてアクティブペン１０の指示位置を検出する方式である。ペン信号には、上述したように、無変調のバースト信号である位置信号と、アクティブペン１０に関連する各種データを示すデータ信号とが含まれる。各種データには、アクティブペン１０のペン先にかかる圧力を示す筆圧データなどが含まれる。

アクティブ静電結合方式による指示位置の検出を行う場合、センサコントローラ４は、複数の線状電極５ｘ，５ｙのそれぞれで位置信号を受信し、その結果に基づいてアクティブペン１０の指示位置を検出する。より具体的には、センサコントローラ４は、複数の線状電極５ｘのそれぞれで受信した位置信号の受信強度を所定の補間法を用いて補間することによって指示位置のｘ座標を導出し、かつ、複数の線状電極５ｙのそれぞれで受信した位置信号の受信強度を所定の補間法を用いて補間することによって指示位置のｙ座標を導出するよう構成される。また、センサコントローラ４は、複数の線状電極５ｘ，５ｙのうち検出した指示位置に最も近いものを用いて、アクティブペン１０が送出したデータ信号の検出を行う。

センサコントローラ４による指示位置の検出について、より詳しく説明する。本実施の形態によるセンサコントローラ４は、複数の線状電極５ｙ（又は複数の線状電極５ｘ）に同じ向きに印加されるコモンモードノイズ（例えば、表示パネル３で発生するノイズ）の影響を低減するため、上述した差動増幅器を用いる方法（差動法）により、アクティブペン１０及びユーザの指の指示位置を検出するよう構成される。

具体的に説明すると、まず静電容量方式による検出を行う場合、センサコントローラ４は、複数の線状電極５ｘのそれぞれに順次着目し、着目した線状電極５ｘを含む１以上の互いに隣接する線状電極５ｘに上記所定の検出用信号を供給し、その状態で、複数の線状電極５ｙのそれぞれに順次着目し、着目した線状電極５ｙと、着目した線状電極５ｙから所定本数（０本を含む）分離れて配置される他の線状電極５ｙとを、それぞれ差動増幅器の非反転入力端子と反転入力端子とに接続する。そして、差動増幅器の出力信号の電位により、アクティブペン１０又はユーザの指の指示位置の検出を行う。

次にアクティブ静電結合方式による検出を行う場合、センサコントローラ４は、例えばｘ座標の検出を行う際には、複数の線状電極５ｘのそれぞれに順次着目し、着目した線状電極５ｘと、着目した線状電極５ｘから所定本数分（０本を含む）離れて配置される他の線状電極５ｘとを、それぞれ差動増幅器の非反転入力端子と反転入力端子とに接続する。そして、差動増幅器の出力信号の電位により、アクティブペン１０の指示位置のｘ座標の検出を行う。同様に、例えばｙ座標の検出を行う際には、複数の線状電極５ｙのそれぞれに順次着目し、着目した線状電極５ｙと、着目した線状電極５ｙから所定本数（０本を含む）分離れて配置される他の線状電極５ｙとを、それぞれ差動増幅器の非反転入力端子と反転入力端子とに接続する。そして、差動増幅器の出力信号の電位により、アクティブペン１０の指示位置のｙ座標の検出を行う。

このような差動法を用いた検出によれば、静電容量方式及びアクティブ静電結合方式のいずれにおいても、複数の線状電極５ｙ（又は複数の線状電極５ｘ）に同じ向きに印加されるコモンモードノイズをキャンセルする役割を果たすので、センサコントローラ４は、コモンモードノイズに影響されることなく正確に、指示位置を検出することが可能になる。

センサコントローラ４は、以上のようにして検出したアクティブペン１０及びユーザの指の指示位置を示す座標と、アクティブペン１０から受信したデータ信号に含まれる各種データとを、ホストコントローラ２に対してレポートするよう構成される。また、センサコントローラ４は、アクティブペン１０から受信される筆圧データに基づいて、アクティブペン１０がタッチ面に接触したことを示すペンダウン情報と、アクティブペン１０がタッチ面から離れたことを示すペンアップ情報との取得を行い、それぞれのタイミングでホストコントローラ２に対してレポートするよう構成される。

ホストコントローラ２は、センサコントローラ４から座標が入力されたことを受けて、ポインタの表示及びインクデータの生成の少なくとも一方を行う。このうちポインタの表示は、表示パネル３の表示領域３ａ上の入力された座標と対応する位置に、所定のポインタ画像を表示することによって行う。

インクデータは、センサコントローラ４から順次供給される複数の座標のそれぞれによって構成される制御点と、各制御点の間を所定の補間曲線によって補間してなる曲線データとを含むデータである。ホストコントローラ２は、ユーザの指については、座標の入力が開始されたことを契機としてインクデータの生成を開始し、座標の入力が終了したことを契機としてインクデータの生成を終了する。一方、アクティブペン１０については、ペンダウン情報が入力されたことを契機としてインクデータの生成を開始し、ペンアップ情報が入力されたことを契機としてインクデータの生成を終了する。なお、アクティブペン１０についてインクデータを生成する際には、ホストコントローラ２は、アクティブペン１０から受信される筆圧データなどに基づき、インクデータを構成する曲線データの幅及び／又は透明度の制御も行う。ホストコントローラ２は、生成したインクデータのレンダリングを行って表示パネル３に表示させるとともに、生成したインクデータを自身のメモリに記憶させる。

図３は、図１に示したセンサパネル５の約半分を拡大してなる図である。図示していない部分は、ｘ方向の中心線を対称軸として、図示した部分と線対称な構成を有している。以下、図３に現れている部分に着目して説明を続ける。

図３に示すように、複数の引出配線Ｌｘは複数の線状電極５ｘのそれぞれに対応して設けられ、対応する線状電極５ｘのｙ方向の一端に接続される。また、複数の引出配線Ｌｙは複数の線状電極５ｙのそれぞれに対応して設けられ、対応する線状電極５ｙのｘ方向の一端に接続される。なお、図３の例では１つの線状電極５ｙに対して２本の引出配線Ｌｙが設けられており、この２本の引出配線Ｌｙはそれぞれ、対応する線状電極５ｙのｘ方向の一端及び他端に接続される。ただし、引出配線Ｌｘと同様に、１つの線状電極５ｙに対して１本の引出配線Ｌｙを設けることとしてもよい。

複数の引出配線Ｌｘ，Ｌｙはそれぞれ、対応する線状電極との接続点の近傍を除き、基本的には等ピッチで平行に、ｘ方向又はｙ方向に沿って延設される。複数の引出配線Ｌｘ，Ｌｙを平行に延設するのは、隣接する配線間に発生する静電容量を均一にするためである。図３に示すように、引出配線Ｌｘ，ＬｙのピッチＰは、線幅Ｗと線間スペースＳ（第１の間隔）の合計値により表される。線幅Ｗは、狭額縁に対応するため、あるいは引出配線Ｌｘ，Ｌｙでのペン信号の受信を最小化するためにできるだけ小さな値とすることが好ましく、例えば０．４ｍｍ以下とすることが好ましく、より好適には、０．１ｍｍ以下とすることが好ましい。線間スペースＳは、差動法によるノイズ除去効果を確保するためにできるだけ小さな値とすることが好ましく、例えば０．４ｍｍ以下とすることが好ましく、より好適には０．１ｍｍ以下とすることが好ましい。線幅Ｗと線間スペースＳとは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。なお、例えばマジックペンなど太いペン先を模したペンとその検出システムなどの場合には、この範囲に限られない。

本実施の形態においては、複数の引出配線Ｌｘ，Ｌｙはそれぞれ階段状に形成される。これは、ＦＰＣ接続端子Ｔの設置エリアに近づくほど、並走する引出配線Ｌｘ，Ｌｙの数が増えるためである。ただし、階段状に形成することに代えて傾斜して形成することとしてもよい。後述する第２の変形例（図５を参照）には、複数の引出配線Ｌｘ，Ｌｙを傾斜して形成した例を示している。

複数のＦＰＣ接続端子Ｔは、複数のＦＰＣ接続端子Ｔｘ（第２の端子）と、複数のＦＰＣ接続端子Ｔｙ（第１の端子）と、複数のＦＰＣ接続端子ＴＧ（ガード配線用端子）とを含んで構成される。複数のＦＰＣ接続端子Ｔｘは、複数の引出配線Ｌｘのそれぞれに対応して設けられ、対応する引出配線Ｌｘに接続される。複数のＦＰＣ接続端子Ｔｙは、複数の引出配線Ｌｙのそれぞれに対応して設けられ、対応する引出配線Ｌｙに接続される。複数のＦＰＣ接続端子ＴＧはそれぞれ、いずれかのガード配線ＬＧに接続される。

複数のＦＰＣ接続端子Ｔｘは、図１に示した配線領域５ｂのうち検出領域５ａとｙ方向に隣接する領域のｘ方向中央に、等間隔で配置される。また、複数のＦＰＣ接続端子Ｔｙは、複数のＦＰＣ接続端子Ｔｘのｘ方向両側に、線状電極５ｙの本数と同じ数ずつ等間隔に配置される。ＦＰＣ接続端子ＴＧは、一連のＦＰＣ接続端子Ｔｘのｘ方向両側（最も外側に位置するＦＰＣ接続端子Ｔｘに隣接する位置）、及び、一連のＦＰＣ接続端子Ｔｙのｘ方向両側（最も外側に位置するＦＰＣ接続端子Ｔｙに隣接する位置）に、それぞれ１つ以上配置される。

以下では、複数のＦＰＣ接続端子Ｔｙから最も離れて配置される線状電極５ｙ（図３では、一番上に位置する線状電極５ｙ）を特に線状電極５ｙ１（第１の電極）と称し、複数のＦＰＣ接続端子Ｔｙの最も近くに配置される線状電極５ｙ（図３では、一番下に位置する線状電極５ｙ）を特に線状電極５ｙ２と称し、複数のＦＰＣ接続端子Ｔｘから最も離れて配置される線状電極５ｘ（図３では、一番右に位置する線状電極５ｘ）を特に線状電極５ｘ１（第２の電極）と称する場合がある。また、線状電極５ｙ１に接続される引出配線Ｌｙを特に引出配線Ｌｙ１（第１の配線）と称し、線状電極５ｙ２に接続される引出配線Ｌｙを特に引出配線Ｌｙ２と称し、線状電極５ｘ１に接続される引出配線Ｌｘを特に引出配線Ｌｘ１と称する場合がある。

ガード配線ＬＧは、等ピッチで平行に延設される複数の引出配線Ｌｙの両側に１本ずつ配置されるとともに、複数の引出配線Ｌｘの両側にも１本ずつ配置される。以下では、複数の引出配線Ｌｙの検出領域５ａから遠い一方側（引出配線Ｌｙ１の側）に延設されるガード配線ＬＧをガード配線ＬＧ１（第１のガード配線）と称し、複数の引出配線Ｌｙの検出領域５ａに近い他方側（引出配線Ｌｙ２の側）に延設されるガード配線ＬＧをガード配線ＬＧ２と称し、複数の引出配線Ｌｘの検出領域５ａから遠い一方側に延設されるガード配線ＬＧをガード配線ＬＧ３（第２のガード配線）と称する場合がある。このうちガード配線ＬＧ２は、引出配線Ｌｙ２と線間スペースＳの間隔を空けて並行に延設される。また、ガード配線ＬＧ２，ＬＧ３は、図示するように、対応するＦＰＣ接続端子ＴＧから見て遠端の近傍で合流するように延設される。

本発明の主たる特徴は、ガード配線ＬＧ１の構成にある。そこで以下では、初めに図７及び図８を参照しながら本発明の背景技術によるガード配線ＬＧ１の課題について説明し、その後、本実施の形態によるガード配線ＬＧ１の構成について詳しく説明することとする。

図７は、本発明の第１の背景技術によるセンサパネル５の一部分を拡大した図である。また、図８は、本発明の第２の背景技術によるセンサパネル５の一部分を拡大した図である。なお、これら第１及び第２の背景技術自体、本願の発明者の発明によるものであって、本願の出願時点で公知技術となっているものではない。

初めに図７を参照すると、第１の背景技術によるガード配線ＬＧ１は、長方形であるセンサパネル５の外周（図示せず）に沿って延設される。また、複数の引出配線Ｌｙは、ガード配線ＬＧを１本延設するだけのスペース（具体的には、ピッチＰ＋線間スペースＳ分のスペース）を空けて複数の引出配線Ｌｘと隣接する位置に延設されており、ガード配線ＬＧ２，ＬＧ３はこのスペース内に延設される。この構成によれば、各引出配線Ｌｙとガード配線ＬＧ１との間の距離が離れすぎていることから、外部から侵入する電磁ノイズを十分に遮蔽することが困難になる。

この課題を解決する一つの方法として考えられるのは、図８に示すように、引出配線Ｌｙ１からの距離が一定値を保つようにガード配線ＬＧ１を延設する方法である。しかしながら、図８の構成を採用した場合、今度は、並走する複数の引出配線Ｌｙのうち最も外側に位置する引出配線Ｌｙ１のみガード配線ＬＧ１との間の容量が大きくなってしまうため、差動法によるコモンモードノイズの除去に影響が出る。

これに対し、本実施の形態によるガード配線ＬＧ１の構成によれば、以上のような課題を解決し、差動法によるコモンモードノイズの除去への影響を抑えつつ、外部から到来する電磁ノイズを十分に遮蔽することが可能になる。以下、再び図３を参照しながら、詳しく説明する。

図３の構成では、検出領域５ａとｘ方向に隣接する第１の領域Ａ１内において、引出配線Ｌｙ１とガード配線ＬＧ１との間のｘ方向の離隔距離Ｌ１が一定ではなく、ガード配線ＬＧ１は、第１の領域Ａ１内にｙ方向と交差する部分を有している。より具体的に説明すると、まず第１の領域Ａ１のうち線状電極５ｙ１から線状電極５ｙの総数（図３では１７本）より少ない複数本分（図３では約５本分）の線状電極５ｙに対応する第２の領域Ａ２では、ガード配線ＬＧ１はｙ方向に沿って直線状に延設されており、結果として、線状電極５ｙ１から遠ざかるほど離隔距離Ｌ１が小さくなっている。一方、第１の領域Ａ１のうち第２の領域Ａ２以外の領域である第３の領域Ａ３では、ガード配線ＬＧ１は引出配線Ｌｙ１からの距離が一定値を保つように延設されており、結果として、各引出配線Ｌｙと同様の階段状（踏面がｙ方向と交差する部分に相当）に形成されている。

第３の領域Ａ３におけるガード配線ＬＧ１と引出配線Ｌｙ１との間の距離（＝上記一定値）は、上述した線間スペースＳに等しい値に設定される。例えば線間スペースＳが０．１ｍｍである場合であれば、上記一定値は１００μｍに設定される。これは、ガード配線ＬＧ１と引出配線Ｌｙ１とが接近しすぎると、一旦ガード配線ＬＧ１に吸収された電磁ノイズがガード配線ＬＧ１から引出配線Ｌｙ１に移ってしまう（飛び火する）おそれがあるためである。ガード配線ＬＧ１と引出配線Ｌｙ１とが所定の距離（例えば、少なくとも線間スペースＳ以上）に離れていれば、このような電磁ノイズの飛び火現象を回避することが可能になる。

第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３の境界は、原理的には、上述したメタルフレーム２２と各引出配線Ｌｙとの間の位置関係によって決定される。この点について図２（ｂ）を参照しながら詳しく説明すると、まず同図に破線で示したガード配線ＬＧａは、図８の構成によるガード配線ＬＧの位置を表している。図２（ｂ）に示すように、メタルフレーム２２はガード配線ＬＧａよりも外側（検出領域５ａから遠い側）に位置しているが、このような場合、外部から到来する電磁ノイズの大部分はガード配線ＬＧａに到達する前にメタルフレーム２２によって吸収されてしまうため、ガード配線ＬＧａにより得られる電磁ノイズの遮蔽効果は大きくない。ということは、ガード配線ＬＧａを引出配線Ｌｙから多少離しても、電磁ノイズの遮蔽という観点での影響は小さい、ということになる。そこで本実施の形態では、図８の構成（引出配線Ｌｙ１からの距離が一定値を保つようにガード配線ＬＧ１を延設する、という構成）によればメタルフレーム２２がガード配線ＬＧよりも外側に位置することとなる領域が第２の領域Ａ２となるよう、第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３の境界が決定される。こうすることで、電磁ノイズの遮蔽効果への影響が少ない領域に限定して、ガード配線ＬＧ１を引出配線Ｌｙ１から離すことができるので、電磁ノイズの遮蔽効果への影響を抑えつつ、差動法によるコモンモードノイズの除去への影響を抑えることが可能になる。

ただし、実際には、センサパネル５の製造段階では、メタルフレーム２２の位置が不明である場合が多い。センサパネル５は汎用品であるため、電子機器１の組立段階でどのような表示パネル３と組み合わされるのか、センサパネル５の製造時には未定である場合が多いからである。そこで、より現実的な対応としては、上述した離隔距離Ｌ１が３００μｍ以下となるよう、第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３の境界を決定すればよい。この３００μｍという値は、外部から侵入する電磁ノイズのガード配線ＬＧ１による遮蔽効果を十分に得ることのできる最大の離隔距離Ｌ１である。図３の構成においては、引出配線Ｌｙ１とガード配線ＬＧ１とが最も離れることとなる線状電極５ｙ１の近傍で離隔距離Ｌ１が３００μｍとなるよう、第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３の境界を決定することになる。

以上説明したように、本実施の形態にかかるセンサパネル５においては、表示パネル３のメタルフレーム２２による電磁ノイズの遮蔽効果が期待できる第２の領域Ａ２では、引出配線Ｌｙ１から十分な距離を取ってガード配線ＬＧ１を延設し、ガード配線ＬＧ１以外の要素による電磁ノイズの遮蔽効果が期待できない第３の領域Ａ３では、引出配線Ｌｙ１に十分近づけてガード配線ＬＧ１を延設している。したがって、第２の領域Ａ２内で引出配線Ｌｙ１からガード配線ＬＧ１を離した分、引出配線Ｌｙ１とガード配線ＬＧ１の間に発生する容量を小さくすることが可能になる一方で、外部から各引出配線Ｌｙに到来する電磁ノイズも十分に遮蔽することができるので、本実施の形態にかかるセンサパネル５によれば、引出配線Ｌｙ及び線状電極５ｙに関して、差動法によるコモンモードノイズの除去への影響を抑えつつ、外部から到来する電磁ノイズを十分に遮蔽することが可能になる。

また、本実施の形態にかかるセンサパネル５によれば、第３の領域Ａ３におけるガード配線ＬＧ１と引出配線Ｌｙ１との間の距離を一定値（具体的には、線間スペースＳに等しい値）としているので、一旦ガード配線ＬＧ１に吸収された電磁ノイズがガード配線ＬＧ１から引出配線Ｌｙ１に移ってしまう飛び火現象を防止することが可能になる。

また、本実施の形態によるセンサパネル５によれば、第２の領域Ａ２に比べて並走する引出配線Ｌｙの数が多い第３の領域Ａ３で、引出配線Ｌｙ１とガード配線ＬＧ１との間の距離を最小にすることができるので、そのようにしない場合に比べて配線領域５ｂの面積を小さくすることができる。したがって、図１に示したベゼル領域３ｂの縮小（すなわち、表示パネル３の狭額縁化）に貢献することが可能になる。

加えて、本実施の形態にかかるセンサパネル５によれば、さらに、引出配線Ｌｘ及び線状電極５ｘに関しても、差動法によるコモンモードノイズの除去への影響を抑えつつ、外部から到来する電磁ノイズを十分に遮蔽することが可能になる。以下、この点について詳しく説明する。

図３の構成によれば、ガード配線ＬＧ３は、線状電極５ｘ１から線状電極５ｘの半数（図３では８．５本）より少ない複数本分（図３では約５本分）の線状電極５ｘに対応する第４の領域Ａ４において、ｘ方向に沿って直線状に延設されている。その結果として、引出配線Ｌｘ１とガード配線ＬＧ３との間のｙ方向の離隔距離Ｌ２は、線状電極５ｘ１から遠ざかるほど小さくなっている。第４の領域Ａ４以外の領域では、ガード配線ＬＧ３は、引出配線Ｌｘ１からの距離が一定値を保つように延設される。

第４の領域Ａ４の端部の位置は、第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３の境界と同様、原理的には、メタルフレーム２２と各引出配線Ｌｘとの間の位置関係に基づいて決定され、より現実的な対応としては、離隔距離Ｌ２が３００μｍ以下の範囲の値となるように決定される。

以上より、図３の構成によれば、ガード配線ＬＧ３についても、センサパネル５と重畳配置される表示パネル３のメタルフレーム２２による電磁ノイズの遮蔽効果が期待できる領域（すなわち、第４の領域Ａ４）では引出配線Ｌｘ１から十分な距離を取って延設される一方、その他の領域では引出配線Ｌｘ１に十分近づけて延設されることになる。したがって、本実施の形態にかかるセンサパネル５によれば、引出配線Ｌｘ及び線状電極５ｘに関しても、差動法によるコモンモードノイズの除去への影響を抑えつつ、外部から到来する電磁ノイズを十分に遮蔽することが可能になると言える。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

例えば、上記実施の形態では、メタルフレーム２２と各引出配線Ｌｙとの間の位置関係によって第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３の境界を決定すると説明したが、メタルフレーム２２の他にも電磁ノイズの遮蔽効果が期待できる要素が存在する場合には、メタルフレーム２２の場合と同様に、その要素と各引出配線Ｌｙとの間の位置関係に基づいて第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３の境界を決定することとしてもよい。この点は、第４の領域Ａ４の端部の位置の決定についても同様である。

図４は、上記実施の形態の第１の変形例によるセンサパネル５の一部分を拡大した図である。本変形例は、第３の領域Ａ３におけるガード配線ＬＧ１の形状の点で上記実施の形態と相違し、その他の点では上記実施の形態と同様である。

本変形例によるガード配線ＬＧ１は、第３の領域Ａ３において、引出配線Ｌｙ１よりも少ない段数で階段状に延設される。結果として、第３の領域Ａ３内においても離隔距離Ｌ１が線間スペースＳより大きくなる場所が生ずるが、離隔距離Ｌ１が上述した３００μｍ以内であれば、外部から侵入する電磁ノイズのガード配線ＬＧ１による遮蔽効果を十分に得ることができる。したがって、本変形例によれば、外部から到来する電磁ノイズを十分に遮蔽しつつ、上記実施の形態に比べて効果的に、差動法によるコモンモードノイズの除去への影響を抑えることが可能になる。

図５は、上記実施の形態の第２の変形例によるセンサパネル５の一部分を拡大した図である。本変形例は、複数の引出配線Ｌｘ，Ｌｙが階段状ではなくｘ方向及びｙ方向に傾斜して延設されている点、及び、それに伴って、ガード配線ＬＧ２の全体、ガード配線ＬＧ１のうち第３の領域Ａ３内に形成される部分、及びガード配線ＬＧ３のうち第４の領域Ａ４内に形成される部分もｘ方向及びｙ方向に傾斜して延設されている点で上記実施の形態と相違し、その他の点では上記実施の形態と同様である。

本変形例によっても、上述したガード配線ＬＧ１，ＬＧ３の基本的な形状は上記実施の形態と同様であるので、上記実施の形態と同様、差動法によるコモンモードノイズの除去への影響を抑えつつ、外部から到来する電磁ノイズを十分に遮蔽することが可能になる。

図６は、上記実施の形態の第３の変形例によるセンサパネル５を含む電子機器１及びアクティブペン１０の構成を示す模式図である。本変形例は、ガード配線ＬＧが検出領域５ａの上側（ＦＰＣ接続端子Ｔの設置エリアから見て検出領域５ａの反対側。以下、同じ。）にも設けられている点で、上記実施の形態と相違する。検出領域５ａ上側のガード配線ＬＧは、中央付近で右側（ＦＰＣ接続端子Ｔの設置エリアから見て検出領域５ａの右側。以下、同じ。）の部分と左側（ＦＰＣ接続端子Ｔの設置エリアから見て検出領域５ａの左側。以下、同じ。）部分とに分かれており、図６内に示した拡大図に示すように、それぞれの一端（検出領域５ａ中央側の端部）で僅かな隙間を介して対向している。各部分の他端は、検出領域５ａの右側又は左側に延設されているガード配線ＬＧに接続されている。

本変形例によっても、上述したガード配線ＬＧ１，ＬＧ３の基本的な形状は上記実施の形態と同様であるので、上記実施の形態と同様、差動法によるコモンモードノイズの除去への影響を抑えつつ、外部から到来する電磁ノイズを十分に遮蔽することが可能になる。また、本変形例によれば、検出領域５ａの上側をガード配線ＬＧで覆っているので、上側から到来する電磁ノイズも遮蔽することが可能になる。

さらに、本変形例によれば、検出領域５ａ上側のガード配線ＬＧを２つの部分に分け、それらの一端を僅かな隙間を介して対向させているので、ガード配線ＬＧにグランド電位が供給されていないセンサパネル５の製造段階において静電気が発生したとしても、隙間部分において発生するスパークという形で、発生した静電気を逃がすことができる。したがって、センサパネル５の破壊を防止することが可能になる。

１ 電子機器
２ ホストコントローラ
３ 表示パネル
３ａ 表示領域
３ｂ ベゼル領域
４ センサコントローラ
５ センサパネル
５ａ 検出領域
５ｂ 配線領域
５ｘ，５ｘ１，５ｙ，５ｙ１，５ｙ２ 線状電極
１０ アクティブペン
２１ 液晶モジュール
２２ メタルフレーム
２３ 粘着シート
２４ フィルム
２５ 粘着シート
２６ カバーガラス
２６ａ タッチ面
Ａ１ 第１の領域
Ａ２ 第２の領域
Ａ３ 第３の領域
Ａ４ 第４の領域
ＬＧ，ＬＧａ，ＬＧ１～ＬＧ３ ガード配線
Ｌｘ，Ｌｘ１，Ｌｙ，Ｌｙ１，Ｌｙ２ 引出配線
Ｐ ピッチ
Ｓ 線間スペース
Ｔ，Ｔｘ，Ｔｙ，ＴＧ ＦＰＣ接続端子
Ｗ 線幅

Claims (6)

1. 検出領域内におけるアクティブペンの位置を検出するためのＩＣに接続されるセンサパネルであって、
   それぞれ前記検出領域内の第２の方向に延在し、前記検出領域内において前記第２の方向と直交する第１の方向に並べて前記検出領域内に配設される複数の第１の線状電極と、
   前記複数の第１の線状電極のそれぞれに接続するように設けられ、等ピッチで平行に延設される複数の第１の引出配線と、
   前記センサパネルの前記第２の方向に平行な一辺に沿って並置され、前記複数の第１の引出配線のそれぞれと前記ＩＣとを互いに接続する複数の第１の端子と、
   前記複数の第１の引出配線の前記検出領域から遠い一方側に延設される第１のガード配線と、を含み、
   前記複数の第１の端子から最も離れて配置される前記第１の線状電極である第１の電極に接続される前記第１の引出配線である第１の配線と前記第１のガード配線との間の、前記検出領域と前記第２の方向に隣接する第１の領域内における前記第２の方向の離隔距離は一定ではなく、
   前記第１のガード配線は、前記第１の領域内に、前記第１の方向と交差する部分を有する、
   センサパネル。
2. 前記第１のガード配線は、前記第１の領域のうち前記第１の電極から前記第１の線状電極の総数より少ない複数本分の前記第１の線状電極に対応する第２の領域では、前記第１の方向に沿って直線状に延設される、
   請求項１に記載のセンサパネル。
3. 前記第１の配線と前記第１のガード配線との間の最小離隔距離は、前記複数の第１の引出配線の線間スペースに等しい、
   請求項２に記載のセンサパネル。
4. 前記第１の領域のうち前記第２の領域以外の領域である第３の領域内における前記第１のガード配線は、前記第１の配線からの距離が一定値を保つように延設される、
   請求項２又は３に記載のセンサパネル。
5. それぞれ前記検出領域内の第１の方向に延在し、前記検出領域内において前記第２の方向に並べて前記検出領域内に配設される複数の第２の線状電極と、
   前記複数の第２の線状電極のそれぞれに接続するように設けられ、等ピッチで平行に延設される複数の第２の引出配線と、
   前記センサパネルの前記一辺に沿って並置され、前記複数の第２の引出配線のそれぞれと前記ＩＣとを互いに接続する複数の第２の端子と、
   前記複数の第２の引出配線の前記検出領域から遠い一方側に延設される第２のガード配線と、を含み、
   前記第２のガード配線は、前記複数の第２の端子から最も離れて配置される前記第２の線状電極から前記第２の線状電極の半数より少ない複数本分の前記第２の線状電極に対応する第４の領域では、前記第２の方向に沿って直線状に延設される、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載のセンサパネル。
6. 前記複数の第１の端子のうち最も外側に位置する前記第１の端子に隣接して配置されるガード配線用端子、をさらに含み、
   前記第１のガード配線は、前記ガード配線用端子に接続される、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載のセンサパネル。

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