JP7375094B2 - センサパネル - Google Patents

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Description

本発明はセンサパネルに関し、特に、表示装置に重畳配置されて使用され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、センサパネルが表示パネルと重ねて配置される。センサパネルは、表示パネルのアクティブエリア（表示領域）と重なる領域に、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おり、これらは、表示パネルのベゼル領域と重なる領域に配置された各複数の配線及びＦＰＣ(Flexible Printed Circuits)接続端子を介して、指やスタイラスの検出処理を行う集積回路（センサコントローラ）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。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接続端子を介してセンサコントローラに供給される。センサコントローラは、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、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。
特開２０１４－０６３２４９号公報
しかしながら、上記のように表示装置と重ねてセンサパネルを配置する場合、センサパネルのうちアクティブエリア外に設置しなければならない部分の面積が大きくなる場合がある。そうすると近年進展中の狭ベゼル化が阻害されてしまうため、改善が必要とされていた。
したがって、本発明の目的の一つは、タブレット型の電子機器の狭ベゼル化を実現できるセンサパネルを提供することにある。
本発明の第１の側面によるセンサパネルは、表示装置に重畳配置されて使用され、少なくとも前記表示装置のアクティブエリア内におけるアクティブペンの位置を検出する集積回路に接続されるセンサパネルであって、それぞれ第１の方向に延在し、かつ、前記第１の方向と異なる第２の方向に並べて配設され、互いに異なる第１のルーティング線によって前記集積回路に接続された複数の第１の電極と、それぞれ前記第２の方向に延在し、かつ、前記第１の方向に並べて配設され、互いに異なる第２のルーティング線によって前記集積回路に接続された複数の第２の電極と、を含み、前記複数の第１の電極は、最も端に位置する第１及び第２の外側電極、並びに、それぞれ前記第１及び第２の外側電極以外の前記第１の電極である複数の第１の内側電極を含み、前記第１及び第２の外側電極の少なくとも一方の前記第２の方向の幅は、前記複数の第１の内側電極それぞれの前記第２の方向の幅より小さい、センサパネルである。
本発明の第２の側面によるセンサパネルは、表示装置に重畳配置されて使用され、少なくとも前記表示装置のアクティブエリア内におけるアクティブペンの位置を検出する集積回路に接続されるセンサパネルであって、それぞれ第１の方向に延在し、かつ、前記第１の方向と異なる第２の方向に並べて配設され、互いに異なる第１のルーティング線によって前記集積回路に接続された複数の第１の電極と、それぞれ前記第２の方向に延在し、かつ、前記第１の方向に並べて配設され、互いに異なる第２のルーティング線によって前記集積回路に接続された複数の第２の電極と、を含み、前記複数の第１の電極のうち最も端に位置する第１及び第２の外側電極の少なくとも一方は、前記第２のルーティング線の少なくとも一部を覆う第１のカバー部を有するように配設される、センサパネルである。
本発明の第３の側面によるセンサパネルは、表示装置に重畳配置されて使用され、少なくとも前記表示装置のアクティブエリア内におけるアクティブペンの位置を検出する集積回路に接続されるセンサパネルであって、それぞれ第１の方向に延在し、かつ、前記第１の方向と異なる第２の方向に並べて配設され、互いに異なる第１のルーティング線によって前記集積回路に接続された複数の第１の電極と、それぞれ前記第２の方向に延在し、かつ、前記第１の方向に並べて配設され、互いに異なる第２のルーティング線によって前記集積回路に接続された複数の第２の電極と、を含み、前記複数の第１の電極は、最も端に位置する第１及び第２の外側電極、並びに、それぞれ前記第１及び第２の外側電極以外の前記第１の電極である複数の第１の内側電極を含み、前記第１及び第２の外側電極の少なくとも一方は、前記アクティブエリア外におけるメッシュ密度が前記アクティブエリア内におけるメッシュ密度より高くなるように形成されたメッシュ状の導体によって構成される、センサパネルである。
本発明の第１及び第３の側面によれば、第１及び第２の外側電極の少なくとも一方について、アクティブエリア外に設置しなければならない部分の幅を従来より小さくすることができるので、センサパネルのうちアクティブエリア外に設置しなければならない部分の面積を従来より小さくすることができる。したがって、タブレット型の電子機器の狭ベゼル化が実現可能となる。
本発明の第２の側面によれば、第１及び第２の外側電極の少なくとも一方を第２のルーティング線と重ねて配置することができるので、センサパネルのうちアクティブエリア外に設置しなければならない部分の面積を従来より小さくすることができる。したがって、タブレット型の電子機器の狭ベゼル化が実現可能となる。
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の構成を示す模式図である。 図１に示したセンサパネル５の一部分を模式的に拡大した図である。 図２に示したＡ－Ａ線に対応する電子機器１の模式的な断面図である。 アクティブ静電結合方式による指示位置の検出を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態によるセンサパネル５の一部分を模式的に拡大した図である。 図５に示したＢ－Ｂ線に対応する電子機器１の模式的な断面図である。 本発明の第２の実施の形態の第１の変形例によるセンサパネル５の一部分を模式的に拡大した図である。 本発明の第２の実施の形態によるセンサパネル５で生じ得る課題を説明する図である。 （ａ）～（ｃ）はそれぞれ、本発明の第２の実施の形態の第２乃至第４の変形例によるセンサパネル５の一部分を模式的に拡大した図である。 本発明の第３の実施の形態によるセンサパネル５の一部分を模式的に拡大した図である。 本発明の背景技術によるセンサパネル５の一部分を模式的に拡大した図である。 図１１に示したＣ－Ｃ線に対応する電子機器１の模式的な断面図である。
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は、図１に示したセンサパネル５の一部分を模式的に拡大した図であり、図３は、図２に示したＡ－Ａ線に対応する電子機器１の模式的な断面図である。なお、図２及び図３は模式図であるため、図１とは必ずしも一致しない。
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（表示装置）、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３に示すアクティブエリアＡ及びベゼル領域Ｂを有して構成される。アクティブエリアＡは、複数の画素（図示せず）がマトリクス状に配置される矩形の領域である。表示パネル３内に設けられる駆動回路（図示せず）は、ホストコントローラ２の制御を受けてこれらの各画素を駆動することにより、アクティブエリアＡ内に任意の表示を行う。ベゼル領域Ｂは、アクティブエリアＡの外周辺Ａａと表示パネル３の外縁との間に設けられる帯状の領域である。ベゼル領域Ｂには、上記駆動回路と、アクティブエリアＡ内の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。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。
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。このうちセンサコントローラ４は、少なくとも表示パネル３のアクティブエリアＡ内において、アクティブペン１０及びユーザの指（図示せず）の位置を検出する集積回路（ＩＣ）である。なお、センサコントローラ４は、アクティブエリアＡ内に加えてアクティブエリアＡの外側においても、アクティブペン１０及びユーザの指の位置を検出し出力するものであってもよい。また、センサコントローラ４が指の位置の検出機能を有することは、本発明では必須ではない。センサパネル５は、表示パネル３に重畳配置されて使用される装置であり、センサコントローラ４に接続される。
初めにセンサパネル５について詳しく説明すると、センサパネル５は、図１～図３に示した各複数の線状電極５ｘ，５ｙ及び各複数の配線６ｘ，６ｙと、図１に示した複数のガード配線ＬＧと、図３に示した粘着シート２３、フィルム２４、粘着シート２５、及びカバーガラス２６とを含んで構成される。
複数の線状電極５ｘ，５ｙはそれぞれ、板状又はメッシュ状の導体である。複数の線状電極５ｘ，５ｙがメッシュ状の導体である場合、図１等に示した形状は全体としての外形を表しており、以下で説明する線状電極５ｘ，５ｙの形状及び配置は、この外形に適用される。なお、後掲する図１０及び図１１には、メッシュ状の導体の例を具体的に示している。
複数の線状電極５ｘ（第１の電極）は、図１に示すように、それぞれｙ方向（第１の方向）に延在し、かつ、ｙ方向と直交するｘ方向（第１の方向と異なる第２の方向）に並べて配設される。以下では、複数の線状電極５ｘのうち最も端に位置する２本をそれぞれ外側電極５ｘａ，５ｘｂ（第１及び第２の外側電極）と称し、その他のものを内側電極５ｘ（第１の内側電極）と称して区別する場合がある。外側電極５ｘａ，５ｘｂはそれぞれ、アクティブエリアＡの外周辺Ａａを覆う位置に配置される。各線状電極５ｘは、互いに異なる配線６ｘ（第１のルーティング線）及びＦＰＣ接続端子Ｔを介して、センサコントローラ４に接続される。
また、複数の線状電極５ｙ（第２の電極）は、図１に示すように、それぞれｘ方向に延在し、かつ、ｙ方向に並べて配設される。以下では、複数の線状電極５ｙのうち最も端に位置する２本をそれぞれ外側電極５ｙａ，５ｙｂ（第３及び第４の外側電極）と称し、その他のものを内側電極５ｙ（第２の内側電極）と称して区別する場合がある。外側電極５ｙａ，５ｙｂはそれぞれ、アクティブエリアＡの外周辺Ａａを覆う位置に配置される。各線状電極５ｙは、互いに異なる配線６ｙ（第２のルーティング線）及びＦＰＣ接続端子Ｔを介して、センサコントローラ４に接続される。なお、図１及び図２並びに後掲の各図ではすべての線状電極５ｙが同じ側で配線６ｙに接続されているが、外側電極５ｙａから外側電極５ｙｂにかけ交互に図面右側と左側の端部で、各線状電極５ｙを配線６ｙに接続することとしてもよい。
複数のガード配線ＬＧは、複数の配線６ｘと複数の配線６ｙとの間を絶縁する役割を果たす配線であり、図１に示すように、複数の配線６ｘの両側及び複数の配線６ｙの両側を挟むように配線される。複数のガード配線ＬＧも、それぞれ対応するＦＰＣ接続端子Ｔを介して、センサコントローラ４に接続される。センサコントローラ４は、各ガード配線ＬＧにグランド電位などの特定の電位を供給するよう構成される。
なお、複数のガード配線ＬＧは必須の構成ではない。また、ガード配線ＬＧは、線状の導体であってもよいし、メッシュ状の導体であってもよい。さらに、ベゼル位置にペンが存在するか否かを検出するための電極として、ガード配線ＬＧを利用してもよい。
粘着シート２３、フィルム２４、粘着シート２５、及びカバーガラス２６は、図３に示すように、表示パネル３に近い側からこの順で積層されている。粘着シート２３，２５は、ＯＣＡ(Optical Clear Adhesive) やＯＣＲ(Optical Clear Resin)などの透明粘着剤によって構成される。フィルム２４の上面（カバーガラス２６側の表面）には複数の線状電極５ｘ、複数の配線６ｘ、複数のガード配線ＬＧ、及び、複数の配線６ｘ及び複数のガード配線ＬＧのそれぞれに接続される複数のＦＰＣ接続端子Ｔが配置されており、粘着シート２５はこれらをフィルム２４に固定する役割を果たす。また、フィルム２４の下面には複数の線状電極５ｙ、複数の配線６ｙ、複数のガード配線ＬＧ、及び、複数の配線６ｙ及び複数のガード配線ＬＧのそれぞれに接続される複数のＦＰＣ接続端子Ｔが配置されており、粘着シート２３はこれらをフィルム２４に固定する役割を果たす。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。なお、複数のＦＰＣ接続端子Ｔは、図１に示すように、矩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。
カバーガラス２６の上面は、アクティブペン１０のペン先１０ａ又はユーザの指（図示せず）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の各構成部材は、少なくともアクティブエリアＡと重なる領域内においては、ユーザがセンサパネル５を通してアクティブエリアＡに表示された画像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によって構成される。
次に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）を有し、図示しないフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）基板又はリジッド基板上に設けられる。センサコントローラ４が設けられる基板は、センサパネル５の配線領域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、アクティブ静電結合方式により実行される。一方、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、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、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１０ａにかかる圧力を示す筆圧データなどが含まれる。なお、アクティブペン１０は、センサコントローラ４が複数の線状電極５ｘ，５ｙを介して送信したアップリンク信号を受信したことに応じてペン信号の送信を行うこととしてもよい。この場合、アクティブペン１０は、データ信号により送信するデータの具体的な内容を、アップリンク信号に含まれるコマンドに応じて決定することが好ましい。
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。この検出の具体的な方法については、後ほど詳しく説明する。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。
図４は、アクティブ静電結合方式による指示位置の検出を説明する図である。以下、同図を参照しながら、センサパネルのうちアクティブエリア外に設置しなければならない部分の面積が大きくなる場合について説明する。なお、以下で説明する指示位置の検出方法は、それ自体本願の発明者の発明によるものであり、本願の優先日の時点で公知になっているものではない。
図４には、外側電極５ｘａと、外側電極５ｘａに近い側から順に３つの内側電極５ｘ－１～３とを図示している。以下、これら４つの電極に着目して説明するが、他の線状電極５ｘ，５ｙについても同様である。
図４に示した領域ＤＡ０は、位置信号の受信強度が外側電極５ｘａにおいて最大となる領域を示している。領域ＤＡ１～ＤＡ３についても同様であり、位置信号の受信強度がそれぞれ内側電極５ｘ－１～３において最大となる領域を示している。
アクティブペン１０のペン先１０ａが領域ＤＡ１内にある場合、センサコントローラ４は、内側電極５ｘ－１に加え、その両隣にある２つの線状電極５ｘ、すなわち外側電極５ｘａ及び内側電極５ｘ－２のそれぞれで受信した位置信号の受信強度を参照することにより、ペン先１０ａのｘ座標を検出する。具体的には、まず内側電極５ｘ－１での受信強度に基づき、ペン先１０ａが内側電極５ｘ－１のｘ方向の中心線上にあるのか、それともｘ方向にいくらかずれたところにあるのか、を判定する。この判定は、ペン先１０ａがｘ方向の中心線から離れるほど弱くなるという受信強度の性質を利用するものである。
上記判定において前者であると判定した場合、センサコントローラ４は、内側電極５ｘ－１のｘ方向の中心線のｘ座標をペン先１０ａのｘ座標と決定する。一方、後者であると判定した場合、センサコントローラ４は、外側電極５ｘａでの受信強度と内側電極５ｘ－２での受信強度との比に基づき、そのずれの方向、すなわち、外側電極５ｘａ寄りにずれているのか、それとも内側電極５ｘ－２寄りにずれているのかを判定し、次いで、外側電極５ｘａ及び内側電極５ｘ－２のうち、ずれた方向にあるものでの受信強度に基づき、ずれの大きさを判定する。そして、その結果に基づいてペン先１０ａのｘ座標を決定する。センサコントローラ４は、このようにずれの有無、ずれの方向、ずれの大きさを順次判定し、その結果に基づいてペン先１０ａのｘ座標の検出を行う。
ここで、このような位置検出の方法によれば、外側電極５ｘａで最大の受信強度が観測された場合、センサコントローラ４は、ｘ座標を決定することができない。外側電極５ｘａのｘ方向一方側には他の線状電極５ｘが存在しないため、ずれの方向を判定することができないからである。そこでセンサコントローラ４は、外側電極５ｘａで最大の受信強度が観測された場合には、内側電極５ｘ－１の存在する方向をずれの方向とみなすように構成される。ただし、センサコントローラ４をこのように構成するだけでは、外側電極５ｘａの中心線から外側（隣接する線状電極５ｘの存在しない側）については、ｘ座標を検出できないことになるので、さらに、外側電極５ｘａのｘ方向の中心線がアクティブエリアＡの外周辺Ａａと重なる（すなわち、一致する）か又は外周辺Ａａよりも外側に位置するように複数の線状電極５ｘの配置が決定される。このような線状電極の配置方式を、本願の発明者は「アクティブエリア外周辺カバー方式」と呼んでいる。反対側の端に位置する外側電極５ｘｂ、及び、複数の線状電極５ｙの外側電極５ｙａ，５ｙｂについても、同様である。
アクティブエリア外周辺カバー方式によれば、アクティブエリアＡの端まで、座標揺れなく好適に座標を検出することが可能になるが、一方で、アクティブエリアＡの外側にも線状電極を配置しなければならないことから、センサパネル５のうちアクティブエリアＡ外に設置しなければならない部分の面積が大きくなる。このことは、近年進展中の狭ベゼル化を阻害する要因となり得る。本実施の形態は、このような課題を解決し、タブレット型の電子機器１の狭ベゼル化を実現できるセンサパネル５を提供するものである。
図１～図３の説明に戻る。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のアクティブエリアＡ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。
ここまで、電子機器１の基本的な構成について説明した。次に、センサパネル５の本発明にかかる特徴部分について説明するが、以下では、初めに背景技術の課題について図面を参照しながら説明し、その後、センサパネル５の本発明にかかる特徴部分について詳しく説明することとする。
図１１は、本発明の背景技術によるセンサパネル５の一部分を模式的に拡大した図である。また、図１２は、図１１に示したＣ－Ｃ線に対応する電子機器１の模式的な断面図である。
図１１及び図１２に示すように、背景技術によるセンサパネル５においては、複数の線状電極５ｘのｘ方向の幅、及び、複数の線状電極５ｙのｙ方向の幅がいずれも固定値Ｗ１（例えば４ｍｍ）とされている。したがって、例えば外側電極５ｘａのｘ方向の中心線がアクティブエリアＡの外周辺Ａａと重なるように複数の線状電極５ｘの配置を決定した場合、外側電極５ｘａの幅Ｗ１のうちアクティブエリアＡの外側にはみ出す分の幅ＷＰは、Ｗ１／２（例えば２ｍｍ）に等しくなる。他の外側電極５ｘｂ，５ｙａ，５ｙｂについても同様である。
しかしながら、このように外側電極５ｘａ，５ｘｂ，５ｙａ，５ｙｂをＷ１／２もアクティブエリアＡの外側にはみ出させていたのでは、センサパネル５のうちアクティブエリアＡ外に設置しなければならない部分の面積が大きくなってしまう。これは、近年進展中の電子機器１の狭ベゼル化を阻害するものであるため、改善が必要とされていた。本実施の形態によるセンサパネル５はこのような課題に鑑みて発明されたもので、背景技術に比べ、センサパネル５のうちアクティブエリアＡ外に設置しなければならない部分の面積を小さくすることを実現し、もって電子機器１の狭ベゼル化を実現するものである。
以下、再び図２を参照しながら、センサパネル５の本発明にかかる特徴部分について、詳しく説明する。
本実施の形態によるセンサパネル５においては、各内側電極５ｘ，５ｙの幅は、図１１及び図１２に示したセンサパネル５と同様に、いずれも固定値Ｗ１である。一方、各外側電極５ｘａ，５ｘｂ，５ｙａ，５ｙｂの幅は、固定値Ｗ１より小さい固定値Ｗ２（＜Ｗ１）とされる。したがって、例えば外側電極５ｘａのｘ方向の中心線がアクティブエリアＡの外周辺Ａａと重なるように複数の線状電極５ｘの配置を決定した場合、外側電極５ｘａの幅Ｗ２のうちアクティブエリアＡの外側にはみ出す分の幅ＷＰは、Ｗ２／２に等しくなる。他の外側電極５ｘｂ，５ｙａ，５ｙｂについても同様である。
Ｗ２／２は、Ｗ１／２よりも小さな値である。したがって、本実施の形態によるセンサパネル５によれば、各外側電極５ｘａ，５ｘｂ，５ｙａ，５ｙｂのうちアクティブエリアＡ外に設置しなければならない部分の幅を、図１１及び図１２に示した背景技術に比べて小さくすることが実現されていると言える。
以上説明したように、本実施の形態によるセンサパネル５によれば、各外側電極５ｘａ，５ｘｂ，５ｙａ，５ｙｂのうちの少なくとも１つについて、アクティブエリアＡ外に設置しなければならない部分の幅を従来より小さくすることができる。したがって、センサパネル５のうちアクティブエリアＡ外に設置しなければならない部分の面積を従来より小さくすることができるので、タブレット型の電子機器１の狭ベゼル化を実現することが可能になる。
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は、本実施の形態によるセンサパネル５の一部分を模式的に拡大した図である。また、図６は、図５に示したＢ－Ｂ線に対応する電子機器１の模式的な断面図である。
本実施の形態は、各外側電極５ｘａ，５ｘｂの少なくとも一方を複数の配線６ｙの少なくとも一部と重なるように配置し、各外側電極５ｙａ，５ｙｂの少なくとも一方を配線６ｘの少なくとも一部と重なるように配置する点で、第１の実施の形態と異なる。その他の点は第１の実施の形態と同様であるので、以下では、第１の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、第１の実施の形態との相違点に着目して説明する。
図５及び図６に示すように、外側電極５ｘａは、複数の配線６ｙの少なくとも一部（好ましくは２本以上）を覆うカバー部Ｃｘ（第１のカバー部）を有するように配設される。図示していないが、外側電極５ｘｂについても同様である。また、図５に示すように、外側電極５ｙａは、複数の配線６ｘの少なくとも一部（好ましくは２本以上）を覆うカバー部Ｃｙ（第２のカバー部）を有するように配設される。外側電極５ｙｂについては、図１から理解されるように対応する領域に配線６ｘがないので、カバー部を設けなくてもよい。なお、本実施の形態における各外側電極５ｘａ，５ｘｂ，５ｙａ，５ｙｂの幅は、第１の実施の形態と同様、内側電極５ｘ，５ｙの幅Ｗ１より小さいＷ２である。
本実施の形態によれば、各外側電極５ｘａ，５ｘｂ，５ｙａ，５ｙｂのうちの少なくとも１つを配線６ｘ，６ｙと重ねて配置することができるので、センサパネル５のうちアクティブエリアＡ外に設置しなければならない部分の面積を従来より小さくすることができる。したがって、本実施の形態によっても、タブレット型の電子機器１の狭ベゼル化を実現することが可能になる。
また、本実施の形態によれば、ベゼル領域内の大部分の領域に線状電極５ｘ，５ｙが配置されることになるので、ベゼル領域内に位置しているアクティブペン１０にも上述したアップリンク信号を受信させることができる、という更なる効果も得ることが可能になる。
図７は、本実施の形態の第１の変形例によるセンサパネル５の一部分を模式的に拡大した図である。本実施の形態では、各外側電極５ｘａ，５ｘｂ，５ｙａ，５ｙｂの幅を第１の実施の形態と同じＷ２としたが、本変形例においては、各外側電極５ｘａ，５ｘｂ，５ｙａ，５ｙｂの幅を内側電極５ｘ，５ｙと同じＷ１としている。このようにしても、センサパネル５のうちアクティブエリアＡ外に設置しなければならない部分の面積を従来より小さくするという効果は本実施の形態と同様に得られるので、タブレット型の電子機器１の狭ベゼル化を実現することが可能になる。
なお、本実施の形態によれば、全く別の課題が発生する可能性がある。そこで以下では、この課題と、それを解決するためのセンサパネル５の構成について説明する。
図８は、本実施の形態によるセンサパネル５で生じ得る課題を説明する図である。上述したように、複数のＦＰＣ接続端子Ｔは、矩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を参照）。その結果、外側電極５ｘａと重なる領域のうち、複数のＦＰＣ接続端子Ｔが配置される領域（以下、端子領域ＴＡと称する）からの距離が相対的に遠い遠隔エリアＡｒと、端子領域ＴＡからの距離が相対的に近い近傍エリアＡｎとで配線６ｙの密度が異なってくるが、このことは、ペン信号の受信強度のエリア間での差を生む。つまり、遠隔エリアＡｒにおいては、近傍エリアＡｎに比べて配線６ｙとの間に生ずる寄生容量が小さいため、ペン信号がより強く受信されることになる。
このように、遠隔エリアＡｒと近傍エリアＡｎとでペン信号の受信強度に差があると、両エリアで算出されるｘ座標に違いが出ることになる。つまり、実際にはｘ方向に見て同じ位置にアクティブペン１０のペン先があったとしても、遠隔エリアＡｒの近傍では、近傍エリアＡｎの近傍に比べてより外側のｘ座標が検出されることになる。このように、遠隔エリアＡｒと近傍エリアＡｎとで算出されるｘ座標に違いが出ることは好ましくないので、改善が必要となる。
図９（ａ）～（ｃ）はそれぞれ、本発明の第２の実施の形態の第２乃至第４の変形例によるセンサパネル５の一部分を模式的に拡大した図である。これらはいずれも、遠隔エリアＡｒと近傍エリアＡｎとで算出される座標に違いが出ることを防止する構成を備えている。なお、これらの図では、外側電極５ｘａ以外の線状電極５ｘの描画を省略している。以下、１つずつ詳しく説明する。
図９（ａ）に示した第２の変形例によるセンサパネル５は、外側電極５ｘａと重畳配置されたダミー配線Ｄを含んで構成される。ダミー配線Ｄは、複数の配線６ｙと同じ層に、複数の配線６ｘ，６ｙのいずれにも接続されないように設置された配線であり、配線６ｙの密度が疎な領域ほど密に配置される。ダミー配線Ｄには、上述したガード配線ＬＧと同様、センサコントローラ４からグランド電位が供給される。
本変形例によれば、遠隔エリアＡｒと、近傍エリアＡｎとで、外側電極５ｘａとそれに重畳する配線との間に生ずる寄生容量の大きさを揃えることができる。したがって、ペン信号の受信強度を揃えることができるので、遠隔エリアＡｒと近傍エリアＡｎとで算出されるｘ座標に違いが出ることが防止される。
図９（ｂ）（ｃ）に示した第３及び第４の変形例によるセンサパネル５は、遠隔エリアＡｒにおけるｘ方向の幅Ｗｒが近傍エリアにおけるｘ方向の幅Ｗｎより小さくなるよう外側電極５ｘａを形成したものである。第３の変形例と第４の変形例の違いは、第３の変形例では、配線６ｙの数に応じて段階的に外側電極５ｘａが細くなるのに対し、第４の変形例では、端子領域ＴＡからの距離に応じて外側電極５ｘａが細くなる点にある。
第３及び第４の変形例のいずれによっても、遠隔エリアＡｒと、近傍エリアＡｎとで、外側電極５ｘａとそれに重畳する配線との間に生ずる寄生容量の大きさを揃えることができる。したがって、ペン信号の受信強度を揃えることができるので、遠隔エリアＡｒと近傍エリアＡｎとで算出されるｘ座標に違いが出ることが防止される。
なお、第２乃至第４の変形例では外側電極５ｘａに着目して説明したが、これらの変形例は、外側電極５ｘｂ，５ｙａにも同様に適用可能である。なお、外側電極５ｙｂに関しては、図１から理解されるように重畳配置される配線６ｘが存在しないので、第２乃至第４の変形例を適用する必要はない。ただし、外側電極５ｙａ，５ｙｂの間でペン信号の受信強度を揃える必要がある場合には、外側電極５ｙｂに関してもダミー配線Ｄを設けることとしてもよく、また、外側電極５ｙｂを外側電極５ｙａに比べて細く形成することとしてもよい。
また、エリアによって座標に違いが生ずる現象が発生するのはアクティブエリアＡの一部に限定されるため、求められる座標の精度によっては、第２乃至第４の変形例を適用することなく第２の実施の形態を使用することも可能である。さらに、遠隔エリアＡｒと近傍エリアＡｎとで算出される座標の違いの具体的な程度はセンサパネル５の構成が決定した時点で決定されるので、第２乃至第４の変形例のような物理的な構成による補正ではなく、センサコントローラ４の座標算出処理に補正処理を組み込むことにより対応することとしてもよい。
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１０は、本実施の形態によるセンサパネル５の一部分を模式的に拡大した図である。本実施の形態では、複数の線状電極５ｘ，５ｙがそれぞれメッシュ状の導体によって構成される場合に特に採用可能な構成について、説明する。電子機器１の全体的な構成は、センサパネル５の構成が図１１及び図１２に示したものになる点を除き第１の実施の形態で説明したものと同一であるので、以下では、第１の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、第１の実施の形態との相違点に着目して説明する。
図１０には、複数の線状電極５ｘのそれぞれを構成するメッシュ状の導体を具体的に描いている。複数の線状電極５ｙのそれぞれも同様にメッシュ状の導体であるが、図面が煩雑になるため、描画を省略している。
図１０に示すように、本実施の形態では、アクティブエリアＡ外におけるメッシュ密度がアクティブエリアＡ内におけるメッシュ密度より高くなるように形成されたメッシュ状の導体によって、外側電極５ｘａを構成する。より具体的には、アクティブエリアＡ内からアクティブエリアＡ外に向かって徐々に又は段階的にメッシュ密度が高くなるように、外側電極５ｘａを構成することが好ましい。図示していないが、外側電極５ｘｂ，５ｙａ，５ｙｂについても同様である。
本実施の形態によれば、一様なメッシュ状導体又は一様な板状導体により外側電極５ｘａを構成する場合に比べ、外側電極５ｘａ近傍におけるペン信号の強度分布を外側に移動させることができる。その結果、センサコントローラ４は、外側電極５ｘａのｘ方向の中心線よりもさらに外側までｘ座標を好適に検出できるようになるので、外側電極５ｘａのうちアクティブエリアＡ外にはみ出して設置する必要のある部分の幅ＷＰを、図１０に示すようにＷ１／２より小さな値にすることが可能になる。このことは、アクティブエリアＡを背景技術に比べて外側に広げることが可能になることを意味するので、本発明によれば、第１及び第２の実施の形態と同様に、タブレット型の電子機器１の狭ベゼル化を実現することが可能になると言える。
なお、第３の実施の形態は、メッシュ電極でない外側電極にも適用可能である。すなわち、外側電極は、アクティブペン１０のペン先１０ａがアクティブエリアＡの外側に位置する場合に、アクティブエリアＡの内側に位置する場合に比してペン先１０ａに設けられる電極と外側電極との間に形成される結合容量が大きくなるように構成されていればよい。
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、センサパネルは、外側電極のさらに外側にも、線状電極を有していてもよい。このような線状電極は、例えばベゼル領域内にアクティブペンが存在することを検出するために用いられるが、この場合に本発明でいう外側電極は、アクティブエリア内の座標検出のために用いる複数の線状電極の中で最も端に位置するものとなる。
また、外側電極は、その全部がアクティブエリアの外側に位置するものであってもよい。第２の実施の形態で説明したセンサパネル５は、そのように構成した外側電極を有するセンサパネルの一例である。
１ 電子機器
２ ホストコントローラ
３ 表示パネル
４ センサコントローラ
５ センサパネル
５ｘ，５ｙ 線状電極（内側電極）
５ｘａ，５ｘｂ，５ｙａ，５ｙｂ 外側電極
６ｘ，６ｙ 配線
１０ アクティブペン
１０ａ アクティブペン１０のペン先
２３，２５ 粘着シート
２４ フィルム
２６ カバーガラス
２６ａ タッチ面
Ａ アクティブエリア
Ａａ アクティブエリアＡの外周辺
Ａｎ 近傍エリア
Ａｒ 遠隔エリア
Ｂ ベゼル領域
Ｃｘ，Ｃｙ カバー部
Ｄ ダミー配線
ＬＧ ガード配線
Ｔ ＦＰＣ接続端子
ＴＡ 端子領域

Claims (7)

  1. 表示装置に重畳配置されて使用され、少なくとも前記表示装置のアクティブエリア内におけるアクティブペンの位置を検出する集積回路に接続されるセンサパネルであって、
    それぞれ第１の方向に延在し、かつ、前記第１の方向と異なる第２の方向に並べて配設され、互いに異なる第１のルーティング線によって前記集積回路に接続された複数の第１の電極と、
    それぞれ前記第２の方向に延在し、かつ、前記第１の方向に並べて配設され、互いに異なる第２のルーティング線によって前記集積回路に接続された複数の第２の電極と、
    を含み、
    前記複数の第１の電極のうち最も端に位置する第１及び第２の外側電極の少なくとも一方は、前記アクティブエリアの外において前記第２のルーティング線の少なくとも一部を覆う第１のカバー部を有するように配設される、
    センサパネル。
  2. 前記第１のカバー部は、複数の前記第２のルーティング線のうちの少なくとも２本以上を覆うように形成される、
    請求項１に記載のセンサパネル。
  3. 前記第１及び第２の外側電極の前記少なくとも一方と重畳配置されたダミー配線をさらに含む、
    請求項１又は２に記載のセンサパネル。
  4. 前記ダミー配線は、前記複数の第１の電極及び前記複数の第２の電極のいずれにも接続されていない、
    請求項３に記載のセンサパネル。
  5. 前記ダミー配線にはグランド電位が供給される、
    請求項４に記載のセンサパネル。
  6. それぞれ複数の前記第２のルーティング線のうちの１つに接続された複数の端子が配置された端子領域を含み、
    前記第１及び第２の外側電極の前記少なくとも一方は、相対的に前記端子領域からの距離が遠い遠隔エリアにおける前記第２の方向の幅が相対的に前記端子領域からの距離が近い近傍エリアにおける前記第２の方向の幅より小さくなるよう形成される、
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載のセンサパネル。
  7. 前記複数の第２の電極のうち最も端に位置する第３及び第４の外側電極の少なくとも一方は、前記第１のルーティング線の少なくとも一部を覆う第２のカバー部を有するように配設される、
    請求項１乃至６のいずれか一項に記載のセンサパネル。
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