JPWO2013047227A1 - 電子機器 - Google Patents

Abstract

操作者のタッチによるタッチパネルへのノイズの混入を防止し、タッチパネルシステムの誤動作を排除することができる電子機器を提供する。電子機器（１）は、静電容量方式タッチパネルを有するタッチパネルシステム（２）を備え、タッチパネルシステム（２）の電気的グラウンド（ＧＷＤ）に接続されたグラウンド端子（４）を露出させた。

Description

本発明は、静電容量方式タッチパネルを有するタッチパネルシステムを備えた電子機器に関する。

スマートフォン、タブレット端末の入力インターフェースとして静電容量方式のタッチパネルが普及している。この静電容量方式のタッチパネルは、充電機及びインバータ蛍光灯等のノイズ発生の多い機器の近くで用いると誤動作するという問題がある。

この誤動作の問題の原因は、タッチパネル及びそのコントローラの電気的グラウンドとタッチ操作する操作者の人体とが、低いインピーダンスで繋がっておらず、操作者の人体と電気的グラウンドとの間のインピーダンスが高いために、操作者の人体が受けた電磁波等が、電気的グラウンドに抜けず、タッチパネルへのタッチを通じてノイズとして混入することに起因する。

図６は理想的なタッチ状態を示す電子機器の構成を模式的に示す図であり、図７は上記電子機器による容量分布検出結果を示す図である。

電子機器９１は、タッチパネルシステム９２を備えている。タッチパネルシステム９２は、タッチパネル３とタッチパネルコントローラ８２とを有している。タッチパネル３は、所定の間隔を空けて互いに平行に配置されたドライブラインＤＬ１、ＤＬ２、…、ＤＬＭと、各ドライブラインに垂直に設けられ、所定の間隔を空けて互いに平行に配置されたセンスラインＳＬ１、ＳＬ２、…、ＳＬＮと、各ドライブライン及び各センスラインの間に形成された静電容量Ｃ１１、…、ＣＮＭとを有している。

タッチパネルコントローラ８２は、駆動信号発生部１３を有している。駆動信号発生部１３は、ドライブラインＤＬ１、ＤＬ２、…、ＤＬＭを駆動するための駆動信号を生成し、オペアンプ１７を介して駆動信号をドライブラインＤＬ１、ＤＬ２、…、ＤＬＭに印加する。

タッチパネルコントローラ８２には、容量値分布検出部１５が設けられている。容量値分布検出部１５は、各センスラインＳＬ１、ＳＬ２、…、ＳＬＮの静電容量に蓄積された電荷を積分容量Ｃｉｎｔを有する増幅器１４を介して読み出し、タッチパネル３上の静電容量分布を検出し、タッチ認識部１６に供給する。各オペアンプ１７及び各増幅器１４は、タッチパネルシステム９２の電気的グラウンドＧＷＤに接続されている。タッチ認識部１６は、容量値分布検出部１５により検出された静電容量分布に基づいて、タッチパネル３上へのタッチの態様を認識する。

このように構成されたタッチパネルシステム９２を操作する操作者Ｐが、タッチパネルシステム９２の電気的グラウンドＧＷＤと低いインピーダンスＬｉｍｐにより繋がっていると、操作者Ｐの人体が受けた電磁ノイズＮｚは、低いインピーダンスＬｉｍｐを通って、タッチパネルシステム９２の電気的グラウンドＧＷＤに抜ける。

図７を参照すると、Ｘ軸及びＹ軸はタッチパネル３の表面上の位置を示しており、Ｚ軸は静電容量値を示している。前述したような理想的なタッチ状態では、図７に示すように、容量分布検出においてノイズはほとんど現れない。

図８はタッチの誤認識が生じる従来の電子機器の構成を模式的に示す図であり、図９は上記電子機器による容量分布検出結果を示す図である。前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要素の説明は繰り返さない。

図８に示すように、静電容量型タッチパネル３を操作する操作者Ｐが、タッチパネルシステム９２の電気的グラウンドＧＷＤと繋がっていない状態（即ち、高いインピーダンスＨｉｍｐにより接続された状態）であると、充電機及びインバータ蛍光灯等から電磁ノイズＮｚを受けた場合、その電磁ノイズＮｚが、操作者Ｐがタッチしたタッチパネル３の場所の容量結合を通じてタッチパネル３に注入され、容量分布検出結果に電磁ノイズＮｚが混入してタッチパネルシステム９２の誤動作の原因となる。このように、操作者Ｐがタッチした場所の容量結合を通じて外来ノイズが混入すると、図９に示すように、タッチした場所に対応するセンスラインの位置に沿ってノイズが現れる。

この問題を解消するために、例えば特許文献１のFig. 4bに開示してあるように、ノイズの少ない周波数を探索し、ノイズの影響を受けない周波数でタッチセンサーシステムを駆動する方法が知られている。

米国特許第2008/0309628号公報（2008年12月18日）

しかし、上記特許文献１に記載された方法では、タッチセンサーシステムの駆動に適した周波数帯にノイズが存在している場合、ノイズを避けることができないという課題がある。

操作者のタッチによってタッチパネルへノイズが混入すること自体を防止することができれば、上記課題を解消することができると考えられる。

本発明の目的は、操作者のタッチによるタッチパネルへのノイズの混入を防止し、タッチパネルシステムの誤動作を排除することができる電子機器を提供することにある。

本発明に係る電子機器は、静電容量方式タッチパネルを有するタッチパネルシステムを備えた電子機器であって、前記タッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された端子を露出させたことを特徴とする。

この特徴により、タッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された端子が露出しているので、この端子に、タッチパネルシステムの操作者の人体が触れることにより、操作者の人体がアースされ、タッチパネルの容量結合を通じてのノイズの混入を防止し、タッチパネルシステムの誤動作を排除することができる。

本発明に係る電子機器は、静電容量方式タッチパネルを有するタッチパネルシステムと、前記タッチパネルに接触して情報を入力するペン形状の入力装置とを備えた電子機器であって、前記タッチパネルシステムの電気的グラウンドに前記入力装置を接続したことを特徴とする。

この特徴により、ペン形状の入力装置がタッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続されているので、タッチパネルの操作者が受けた外来ノイズは、ペン形状の入力装置を経由してタッチパネルシステムのグラウンドに抜ける。このため、タッチパネルシステムの誤動作を防止することができる。

本発明に係る電子機器は、静電容量方式タッチパネルを有するタッチパネルシステムを備えた電子機器であって、前記タッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された端子を露出させているので、この端子に、タッチパネルシステムの操作者の人体が触れることにより、操作者の人体がアースされ、タッチパネルの容量結合を通じてのノイズの混入を防止し、タッチパネルシステムの誤動作を排除することができる。

実施の形態１に係る電子機器の構成を模式的に示す図である。 実施の形態２に係るスマートフォンの構成を示す図である。 （ａ）は実施の形態３に係るスマートフォンの構成を示す図であり、（ｂ）は実施の形態３に係る電子黒板システムの構成を示す図である。 （ａ）は実施の形態４に係る電子黒板システムの構成を示す図であり、（ｂ）は実施の形態４に係る他の電子黒板システムの構成を示す図である。 （ａ）は実施の形態５に係るスマートフォンの構成を示す図であり、（ｂ）は実施の形態５に係る電子黒板システムの構成を示す図である。 理想的なタッチ状態を示す電子機器の構成を模式的に示す図である。 上記電子機器による容量分布検出結果を示す図である。 タッチの誤認識が生じる従来の電子機器の構成を模式的に示す図である。 上記電子機器による容量分布検出結果を示す図である。

本発明の電子機器に関する実施の一形態について図１〜図５に基づいて説明すれば以下のとおりである。操作者のタッチによるタッチパネルへのノイズの混入に基づくタッチパネルシステムの誤動作を排除するという課題を解決するために、本発明では、ノイズの混入自体が起こらない方法を提供する。

スマートフォン、タブレット端末、電子黒板等のタッチパネルを搭載する電子機器本体に、タッチパネルのグラウンドに接続された端子を設け、この端子を触りながらタッチ操作を行うことにより、操作者の人体が受けたノイズをグラウンドに逃がし、タッチパネルへのノイズの混入を防止する。

（実施の形態１）
（電子機器の構成）
図１は、実施の形態１に係る電子機器１の構成を模式的に示す図である。電子機器１は、タッチパネルシステム２を備えている。タッチパネルシステム２は、タッチパネル３とタッチパネルコントローラ１２とを有している。電子機器１は、例えば、スマートフォン、タブレット端末である。電子機器１は、タッチパネルシステムを備えた電子黒板システムであってもよい。

タッチパネル３は、所定の間隔を空けて互いに平行に配置されたドライブラインＤＬ１、ＤＬ２、…、ＤＬＭと、各ドライブラインに垂直に設けられ、所定の間隔を空けて互いに平行に配置されたセンスラインＳＬ１、ＳＬ２、…、ＳＬＮと、各ドライブライン及び各センスラインの間に形成された静電容量Ｃ１１、…、ＣＮＭとを有している。

タッチパネルコントローラ１２は、駆動信号発生部１３を有している。駆動信号発生部１３は、ドライブラインＤＬ１、ＤＬ２、…、ＤＬＭを駆動するための駆動信号を生成し、オペアンプ１７を介して駆動信号をドライブラインに印加する。

タッチパネルコントローラ１２には、容量値分布検出部１５が設けられている。容量値分布検出部１５は、各センスラインの静電容量に蓄積された電荷を、積分容量Ｃｉｎｔを有する増幅器１４を介して読み出し、タッチパネル３上の静電容量分布を検出し、タッチ認識部１６に供給する。各オペアンプ１７及び各増幅器１４は、タッチパネルシステム９２の電気的グラウンドＧＷＤに接続されている。

タッチ認識部１６は、容量値分布検出部１５により検出された静電容量分布に基づいて、タッチパネル３上へのタッチの態様を認識する。

（グラウンド端子の構成）
タッチパネルコントローラ１２には、電気的グラウンドＧＷＤに接続されたグラウンド端子４が設けられている。グラウンド端子４は、電子機器１の外部に露出して設けられており、タッチパネル３に一方の手を触れて操作している操作者Ｐの他方の手で触れることが可能である。

（グラウンド端子の効果）
このように、タッチパネル３をタッチ操作している操作者Ｐの人体がグラウンド端子４に触れることにより、操作者Ｐの人体がアースされ、操作者Ｐのタッチ操作によるタッチパネル３へのノイズの混入を防止することができる。

（実施の形態２）
（スマートフォンの裏面に設けたグラウンド端子の構成）
図２は、実施の形態２に係るスマートフォン８の構成を示す図である。スマートフォン８は、実施の形態１の電子機器１と同様にタッチパネルシステム２を備えている。スマートフォン８の表面には、タッチパネルが設けられている。そして、スマートフォン８の裏面には、タッチパネルシステム２の電気的グラウンドに接続されたグラウンド端子４ａが設けられている。

スマートフォン８の裏面に設けられたこのグラウンド端子４ａは、表面を保護するため、絶縁物によりコーティングされている。他の実施の形態のグラウンド端子の表面も、絶縁物によりコーティングすることができる。

スマートフォン８の操作者が、裏面に設けられたこのグラウンド端子４ａに指等で触れながら、表面に設けられたタッチパネルを他の指等でタッチ操作することにより、操作者の指からタッチパネルへのノイズの混入を防止して、タッチパネルシステム２の誤動作を防止することができる。

（実施の形態３）
（周縁部に設けたグラウンド端子の構成）
図３の（ａ）は実施の形態３に係るスマートフォン８ｂの構成を示す図であり、（ｂ）は実施の形態３に係る電子黒板システム９ｂの構成を示す図である。

図３の（ａ）を参照すると、スマートフォン８ｂは、板状の筐体５を備えており、タッチパネルシステム２を有している。タッチパネルシステム２のタッチパネル３は、筐体５の表面に設けられている。筐体５の表面の周縁には、タッチパネルシステム２の電気的グラウンドに接続されたグラウンド端子４ｂａが全周に渡って設けられている。

スマートフォン８ｂの操作者が、筐体５の表面の周縁に設けられたグラウンド端子４ｂａに触れながら、筐体５の表面に設けられたタッチパネルを操作することにより、操作者の指からタッチパネルへのノイズの混入を防止して、タッチパネルシステム２の誤動作を防止することができる。

なお、筐体５の表面の周縁の全周に渡ってグラウンド端子４ｂａが設けられている例を示したが、本発明はこれに限定されない。周縁の一部にのみグラウンド端子４ｂａを設けてもよい。

図３の（ｂ）を参照すると、電子黒板システム９ｂは、８０インチ程度の広さの表示部１０を有する板状のボード部１８と、ボード部１８を支持する脚部１１とを備えている。電子黒板システム９ｂには、タッチパネルシステム２が設けられており、タッチパネルシステム２のタッチパネル３は、ボード部１８の表示部１０の上に設けられている。ボード部１８の表示部１０の周縁には、タッチパネルシステム２の電気的グラウンドに接続されたグラウンド端子４ｂｂが全周に渡って設けられている。

電子黒板システム９ｂの操作者が、ボード部１８の表示部１０の周縁に設けられたグラウンド端子４ｂｂに触れながら、ボード部１８の表示部１０の表面に設けられたタッチパネル３を操作することにより、操作者の指からタッチパネル３へのノイズの混入を防止して、タッチパネルシステム２の誤動作を防止することができる。

なお、ボード部１８の表示部１０の周縁の全周に渡ってグラウンド端子４ｂｂが設けられている例を示したが、本発明はこれに限定されない。周縁の一部にのみグラウンド端子４ｂｂを設けてもよい。

（実施の形態４）
（棒状、紐状のグラウンド端子の構成）
図４の（ａ）は実施の形態４に係る電子黒板システム９ｃの構成を示す図であり、（ｂ）は実施の形態４に係る他の電子黒板システム９ｄの構成を示す図である。前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。

図４の（ａ）を参照すると、電子黒板システム９ｃのボード部１８の側面には、タッチパネルシステム２の電気的グラウンドに接続された棒状のグラウンド端子４ｃが接続されている。電子黒板システム９ｃの操作者が、ボード部１８の側面に接続された棒状のグラウンド端子４ｃに触れながら、ボード部１８の表示部１０の表面に設けられたタッチパネル３をタッチ操作すると、操作者が受けたノイズはグラウンド端子４ｃを通って、タッチパネルシステム２の電気的グラウンドに抜ける。このため、操作者の指からタッチパネル３へのノイズの混入を防止して、タッチパネルシステム２の誤動作を防止することができる。

図４の（ｂ）を参照すると、電子黒板システム９ｄのボード部１８の側面に設けられたグラウンド端子４ｄは、紐状に形成されている。グラウンド端子４ｄは、タッチパネルシステム２の電気的グラウンドに接続されている。

電子黒板システム９ｄの操作者が、紐状のグラウンド端子４ｄに触れながら、ボード部１８の表面に設けられたタッチパネル３をタッチ操作することにより、操作者の指からタッチパネル３へのノイズの混入を防止して、タッチパネルシステム２の誤動作を防止することができる。

（実施の形態５）
（ペン形状の入力装置の構成）
図５の（ａ）は実施の形態５に係るスマートフォン８ｅの構成を示す図であり、（ｂ）は実施の形態５に係る電子黒板システム９ｅの構成を示す図である。

図５の（ａ）を参照すると、スマートフォン８ｅは、タッチパネル３を有するタッチパネルシステム２を備えている。タッチパネル３は、スマートフォン８ｅの板状の筐体の表面に設けられている。

スマートフォン８ｅは、タッチパネル３に接触して情報を入力するペン形状の入力装置７を有している。入力装置７は、タッチパネルシステム２の電気的グラウンドに接続されている。

スマートフォン８ｅの操作者が、ペン形状の入力装置７を保持しながら、筐体の表面に設けられたタッチパネル３をタッチ操作すると、操作者が受けた外来ノイズは、ペン形状の入力装置７を経由してタッチパネルシステム２の電気的グラウンドに抜け、タッチパネルシステム２の誤動作を防止することができる。

図５（ｂ）を参照すると、電子黒板システム９ｅは、８０インチ程度の広さの表示部１０を有する板状のボード部１８と、ボード部１８を支持する脚部１１とを備えている。電子黒板システム９ｅには、タッチパネルシステム２が設けられており、タッチパネルシステム２のタッチパネル３は、ボード部１８の表示部１０の上に設けられている。

電子黒板システム９ｅは、タッチパネル３に接触して情報を入力するペン形状の入力装置７を有している。入力装置７は、タッチパネルシステム２の電気的グラウンドに接続されている。

電子黒板システム９ｅの操作者が、ペン形状の入力装置７を保持しながら、ボード部１８の表面に設けられたタッチパネル３をタッチ操作すると、操作者が受けた外来ノイズは、ペン形状の入力装置７を経由してタッチパネルシステム２の電気的グラウンドに抜け、タッチパネルシステム２の誤動作を防止することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る電子機器では、前記端子は、前記タッチパネルシステムの操作者に接触可能に設けられていることが好ましい。

上記構成により、タッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された端子に、タッチパネルシステムの操作者が接触し、操作者の人体がアースされる。このため、タッチパネルの容量結合を通じてのノイズの混入を防止し、タッチパネルシステムの誤動作を防止することができる。

本発明に係る電子機器では、前記端子は、板状に形成されていることが好ましい。

上記構成により、タッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された端子が板状に形成されていれば、スマートフォン、タブレット端末の裏面にこの端子を設け、タッチパネルシステムの操作者が、タブレット端末の裏面のこの端子に触れながら、表面のタッチパネルを操作することによりタッチパネルシステムの誤動作を防止することができる。

本発明に係る電子機器では、前記タッチパネルを搭載した筐体をさらに備え、前記端子は、前記筐体の周縁に配置されていることが好ましい。

上記構成により、スマートフォン、タブレット端末、または電子黒板システムの周縁部の少なくとも一部に、タッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された端子を設け、タッチパネルの操作者がこの端子に触れながらタッチパネルを操作することにより、タッチパネルシステムの誤動作を防止することができる。

本発明に係る電子機器では、前記端子は、棒状に形成されていることが好ましい。

上記構成により、例えば、電子黒板に、タッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された端子を棒状に設けることにより、電子黒板に設けられたタッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された棒状の端子に、電子黒板の操作者が触れながらタッチパネルを操作することができ、タッチパネルシステムの誤動作を防止することができる。

本発明に係る電子機器では、前記端子は、紐状に形成されていることが好ましい。

上記構成により、例えば、電子黒板に、タッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された端子を紐状に設けることにより、電子黒板に設けられたタッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された紐状の端子に、電子黒板の操作者が触れながらタッチパネルを操作することができ、タッチパネルシステムの誤動作を防止することができる。

本発明に係る電子機器では、前記端子の表面は、絶縁物によりコーティングされていることが好ましい。

上記構成により、タッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された端子の表面が、絶縁物によりコーティングされているので、タッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された端子の表面を保護することができる。

本発明は、静電容量方式タッチパネルを有するタッチパネルシステムを備えた電子機器に利用することができる。

１ 電子機器
２ タッチパネルシステム
３ タッチパネル
４ グラウンド端子（端子）
５ 筐体
７ 入力装置
８ スマートフォン（電子機器）
９ 電子黒板システム（電子機器）
１０ 表示部
１１ 脚部
１２ タッチパネルコントローラ
１３ 駆動信号発生部
１４ 増幅器
１５ 容量値分布検出部
１６ タッチ認識部
１７ オペアンプ
１８ ボード部
ＧＷＤ グラウンド

Claims (8)

1. 静電容量方式タッチパネルを有するタッチパネルシステムを備えた電子機器であって、
   前記タッチパネルシステムの電気的グラウンドに接続された端子を露出させたことを特徴とする電子機器。
2. 前記端子は、前記タッチパネルシステムの操作者に接触可能に設けられている請求項１に記載の電子機器。
3. 前記端子は、板状に形成されている請求項１に記載の電子機器。
4. 前記タッチパネルを搭載した筐体をさらに備え、
   前記端子は、前記筐体の周縁に配置されている請求項１に記載の電子機器。
5. 前記端子は、棒状に形成されている請求項１に記載の電子機器。
6. 前記端子は、紐状に形成されている請求項１に記載の電子機器。
7. 前記端子の表面は、絶縁物によりコーティングされている請求項１に記載の電子機器。
8. 静電容量方式タッチパネルを有するタッチパネルシステムと、
   前記タッチパネルに接触して情報を入力するペン形状の入力装置とを備えた電子機器であって、
   前記タッチパネルシステムの電気的グラウンドに前記入力装置を接続したことを特徴とする電子機器。