WO2014174900A1

WO2014174900A1 - タッチペン、タッチパネル、タッチパネルシステム、およびタッチパネル付き表示装置

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Publication number: WO2014174900A1
Application number: PCT/JP2014/055325
Authority: WO
Inventors: 伸一宮崎
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2014-10-30

Abstract

　先端部を細くしてもタッチパネルに検出され易いタッチペンを提供する。タッチペン（１）は、軸部（１２）と、前記軸部（１２）の一方の端部に形成され、前記軸部（１２）よりも誘電率の高い誘電体によって形成された先端部（１１）とを備える。

Description

タッチペン、タッチパネル、タッチパネルシステム、およびタッチパネル付き表示装置

　本発明は、タッチペン、タッチパネル、タッチパネルシステム、およびタッチパネル付き表示装置に関する。本発明は、より詳しくは、静電容量方式のタッチパネルに用いられるタッチペン、タッチパネル、タッチパネルシステム、およびタッチパネル付き表示装置に関する。

　従来、静電容量方式のタッチパネルの構成が知られている。静電容量方式のタッチパネルは、センサ部に形成された電極の静電容量の変化を測定することによって、センサ部に接触または接近した物体の座標を検出する。また、静電容量方式のタッチパネルに用いられるタッチペンとして、様々な構成が提案されている。

　特開２０１１－２４２９０３号公報には、導電性のペン本体の先端部に連接し電気的に導通された、最小包含円の直径が３ｍｍ以上のパネル接触部を備える静電容量方式ペンが開示されている。

　特開２０１２－１３８０６４号公報には、導電性を有するペン本体と、前記ペン本体の一端に固定され、カーボンナノチューブ構造体を含むペン先とを含むタッチペンが開示されている。

　登録実用新案第３１７６４５４号公報には、絶縁ボディと、絶縁ボディ内に設置する静電誘導発生部と、絶縁ボディの一端に設置し、なおかつ静電誘導発生部に連結し、静電誘導発生部の提供する誘導電荷を受け取る働きをするペン先端感知部とを含む絶縁タッチペンが開示されている。

　上記の文献に記載されているタッチペンは、いずれも先端部（パネル接触部、ペン先、ペン先端感知部）が細くなるほど、タッチパネルによって検知されにくくなる。また、タッチペンからの入力と、指からの入力とを識別することが困難である。なお、上記の文献に記載されているタッチペンの先端部は、いずれも導電体で構成されている。

　本発明の目的は、先端部を細くしてもタッチパネルに検出され易いタッチペンを提供することである。

　ここに開示するタッチペンは、軸部と、前記軸部の一方の端部に形成され、前記軸部よりも誘電率の高い誘電体によって形成された先端部とを備える。

　本発明によれば、先端部を細くしてもタッチパネルに検出され易いタッチペンが得られる。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかるタッチペンの概略構成を示す模式図である。図２は、タッチペンとともに用いられる装置の一例としてのタッチパネル付き表示装置の概略構成を示す断面図である。図３は、タッチパネルの機能的構成を示す機能ブロック図である。図４は、タッチパネルの具体的な構成の一例を示す平面図である。図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。図６は、タッチパネルの構成の一部を抜き出して等価回路として示す図である。図７は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図であって、タッチパネルを指によって操作した場合の交点容量の変化を説明するための図である。図８は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図であって、タッチパネルを比較例にかかるタッチペンによって操作した場合の交点容量の変化を説明するための図である。図９は、センサイメージを模式的に示す斜視図である。図１０は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図であって、タッチパネルを本発明の第１の実施形態にかかるタッチペンによって操作した場合の交点容量の変化を説明するための図である。図１１は、先端部の比誘電率ε_ｒと、先端部がタッチパネルに接触したときのシグナルＳの絶対値との関係を表すグラフである。図１２は、座標演算部による座標の算出を説明するための図である。図１３Ａは、座標演算部による座標の算出を説明するための図である。図１３Ｂは、座標演算部による座標の算出を説明するための図である。図１４は、本発明の第２の実施形態にかかるタッチペンの概略構成を示す模式図である。

　本発明の一実施形態にかかるタッチペンは、軸部と、前記軸部の一方の端部に形成され、前記軸部よりも誘電率の高い誘電体によって形成された先端部とを備える（第１の構成）。

　静電容量方式のタッチパネルは、電極の静電容量の変化に基づいてタッチパネルに接触または接近した物体の座標を算出する。上記の構成によれば、先端部は誘電体によって形成されている。タッチパネルの電極によって形成されている電界に、誘電体である先端部が挿入されると、電極の静電容量は増加する。これに対し、誘電体以外の物質が電界に挿入されると、電界が遮られ、電極の静電容量は減少する。すなわち、上記の構成によるタッチペンからのシグナルは、ノイズと符号が異なるため、検出し易い。そのため、タッチパネルは、タッチペンの先端部が細い場合でも、タッチペンを検出することができる。

　上記第１の構成において、前記先端部の比誘電率は、１２０以上であることが好ましい（第２の構成）。

　上記第１または第２の構成において、前記先端部は、チタン酸バリウムを含むことが好ましい（第３の構成）。

　上記第１～第３のいずれかの構成において、前記先端部は、誘電体を含んだ繊維によって構成されていても良い（第４の構成）。

　上記の構成によれば、筆のようなタッチペンが得られる。

　本発明の一実施形態にかかるタッチパネルは、タッチペンと指とからの入力を受け取るタッチパネルであって、複数の電極を含むセンサ部と、前記センサ部の静電容量を測定する測定部と、前記静電容量に基づいてタッチ座標を算出する座標算出部とを備える。前記座標算出部は、前記測定部によって測定された静電容量が所定値から増加している場所を前記タッチペンから入力された座標として処理し、前記測定部によって測定された静電容量が前記所定値から減少している場所を前記指から入力された座標として処理する（タッチパネルの構成）。

　上記の構成によれば、タッチパネルは、タッチペンからの入力と指からの入力とを分離することができる。

　本発明の一実施形態にかかるタッチパネルシステムは、上記第１～第４のいずれかの構成のタッチペンと、上記の構成のタッチパネルとを備える（タッチパネルシステムの構成）。

　本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置は、液晶表示パネルと、上記の構成のタッチパネルシステムとを備える（タッチパネル付き表示装置の構成）。

　［実施の形態］
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

　［第１の実施形態]
　［タッチペンの構成]
　図１は、本発明の第１の実施形態にかかるタッチペン１の概略構成を示す模式図である。タッチペン１は、先端部１１と、軸部１２とを備えている。

　先端部１１は、軸部１２の一方の端部に形成されている。先端部１１の横断面の面積（軸部１２の軸方向に垂直な断面の面積）は、軸部１２の横断面の面積よりも小さいことが好ましい。

　先端部１２の比誘電率は、軸部１２の比誘電率よりも高い。先端部１２の比誘電率は、好ましくは１２０以上であり、さらに好ましくは４５０以上であり、さらに好ましくは１０００以上である。比誘電率が１０００以上である物質として、例えばチタン酸バリウム（比誘電率：約１２００）を用いることができる。

　軸部１２は、比誘電率が先端部１１の比誘電率よりも低ければよく、材質は特に限定されない。軸部１２は、絶縁体であっても良いし、導体であっても良い。また、軸部１２は、絶縁体と導体とを組み合わせたものであっても良い。軸部１２の誘電率は、低い方が好ましい。軸部１２の比誘電率は、好ましくは５０以下であり、さらに好ましくは１０以下であり、さらに好ましくは５以下である。比誘電率が５以下である物質として、例えばポリアセタール（比誘電率：約３．７）を用いることができる。

　［タッチパネル付き表示装置の構成]
　図２は、タッチペン１とともに用いられる装置の一例としてのタッチパネル付き表示装置１００の概略構成を示す断面図である。タッチパネル付き表示装置１００は、タッチパネル１０と、液晶表示パネル２０と、バックライトユニット２５とを備えている。

　タッチパネル１０は、液晶表示パネル２０のバックライトユニット２５側と反対側の面に重ねて配置されている。タッチパネル１０は、液晶表示装置２０と、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｌｅａｒ　Ａｄｈｅｓｉｖｅ）によって接着されている。

　タッチパネル１０は、詳しい構成は後述するが、強化ガラス製の基板と、この基板の一方の面に形成された電極群とを備えている。タッチパネル１０は、電極群が形成された面が液晶表示パネル２０側になるように配置されている。タッチパネル１０の基板は、タッチパネル付き表示装置１００のカバーガラスを兼ねている。すなわち、タッチパネル１０は、カバーガラス一体型のタッチパネルである。

　液晶表示パネル２０は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板２１と、ＣＦ（Ｃｏｌｏｒ　Ｆｉｌｔｅｒ）基板２２と、液晶２３と、シール材２４とを備えている。ＴＦＴ基板２１とＣＦ基板２２とは、互いに対向するように配置されている。ＴＦＴ基板２１とＣＦ基板２２とが向かい合う面の周縁部にはシール材２４が形成されており、ＴＦＴ基板２１とＣＦ基板２２との間に液晶２３が封入されている。

　詳しい構成は図示していないが、ＴＦＴ基板２１は、複数の画素電極を備えている。液晶表示パネル２０は、これらの画素電極の電位を制御することによって、液晶２３の配向を制御する。これによって、液晶表示パネル２０は、バックライトユニット２５から照射される光の挙動を制御して階調を表現する。

　［タッチパネルの構成］
　図３は、タッチパネル１０の機能的構成を示す機能ブロック図である。タッチパネル１０は、センサ部３０と、測定部（送信部４０および受信部５０）と、制御部６０とを備えている。

　センサ部３０は、ｍ本のドライブ電極３１と、ｎ本のセンサ電極３２とを備えている（ｍ、ｎは、正の整数）。ドライブ電極３１と、センサ電極３２とは、互いに交差するように配置されている。これによって、ドライブ電極３１とセンサ電極３２との交点に、交点容量が形成される。以下、ｉ番目のドライブ電極３１（ｉは１～ｍの整数）と、ｊ番目のセンサ電極３２（ｊは１～ｎの整数）との交点に形成される交点容量を、交点容量Ｃ_ｉ，jと呼んで参照する。

　図４は、タッチパネル１０の具体的な構成の一例を示す平面図である。図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。タッチパネル１０は、ドライブ電極３１およびセンサ電極３２に加えて、基板３００と、絶縁膜３３と、保護膜３４とをさらに備えている。

　基板３００は、例えば強化ガラスである。基板３００は、既述のように、タッチパネル付き表示装置１のカバーガラスを兼ねている。透明電極３１および３２は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）の膜である。絶縁膜３３は、例えばアクリル系樹脂の膜である。保護膜３４は、例えばアクリル樹脂である。保護膜３４は、ドライブ電極３１およびセンサ電極３２、ならびに絶縁膜３３を覆って形成されている。

　ドライブ電極３１のそれぞれは、概略矩形の島状部３１１と、隣接する島状部３１１同士を接続する接続部３１２とを含んでいる。同様に、センサ電極３２のそれぞれは、概略矩形の島状部３２１と、隣接する島状部３２１同士を接続する接続部３２２とを含んでいる。

　ドライブ電極３１の島状部３１１および接続部３１２、ならびにセンサ電極３２の島状部３２１は、基板１１上に形成され、絶縁膜３３に覆われている。センサ電極３２の接続部３２２は、絶縁膜３３上に形成されている。センサ電極３２の島状部３２１と接続部３２２とは、絶縁膜３３に形成されたコンタクトホール３３ａを介して接続している。すなわち、ドライブ電極３１とセンサ電極３２とは、絶縁膜３３を間に挟んで交差している。

　以上、タッチパネル１０の具体的な構成の一例を説明した。しかし、タッチパネル１０の具体的な構成はこれに限定されず、図３に示す機能的構成を実現できるあらゆる構成を取り得る。

　再び図３を参照して、タッチパネル１０の機能的構成の説明を続ける。後述するように、交点容量Ｃ_ｉ，jの静電容量は、センサ部３０に指またはタッチペン等が接触または接近することによって変化する。そのため、交点容量Ｃ_ｉ，jの静電容量を測定することによって、センサ部３０に接触または接近した物体の座標を求めることができる。

　制御部６０は、測定部（送信部４０および受信部５０）を制御して、センサ部３０の交点容量Ｃ_ｉ，ｊの静電容量を測定する。

　送信部４０は、マルチプレクサ４１と、駆動信号生成部４２とを備えている。マルチプレクサ４１は、ｍ本のドライブ電極３１から１本の電極を選択し、駆動信号生成部４２に接続する。駆動信号生成部４２は、駆動信号を生成し、マルチプレクサ４１によって選択されたドライブ電極３１に供給する。

　受信部５０は、マルチプレクサ５１と、積分器５２と、アナログ・ディジタル変換部（ＡＤＣ（Ａ／Ｄ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ））５３とを備えている。マルチプレクサ５１は、ｎ本のセンサ電極３２から１本の電極を選択し、積分器５２に接続する。積分器５２は、マルチプレクサ５１によって選択されたセンサ電極３２から信号を受け取り、受け取った信号を積分して、ＡＤＣ５３に供給する。ＡＤＣ５３は、受け取った信号をアナログ信号からディジタル信号に変換して、制御部６０に供給する。

　この構成によって、制御部６０は、マルチプレクサ４１によって選択されたドライブ電極３１と、マルチプレクサ５１によって選択されたセンサ電極３２との交点の交点容量を測定することができる。制御部６０は、すべてのドライブ電極３１と、すべてのセンサ電極センサ電極３２とを走査して、ｎ×ｍ個の交点容量を測定する。

　制御部６０は、交点容量をドライブ電極３１ごとに測定する構成であっても良いし、交点容量をセンサ電極３２ごとに測定する構成であっても良い。すなわち、制御部６０は、交点容量をＣ_１，１～Ｃ_１，ｎ、Ｃ_２，１～Ｃ_２，ｎ、・・・、Ｃ_ｍ，１～Ｃ_ｍ，ｎという順番で測定する構成であっても良いし、Ｃ_１，１～Ｃ_ｍ，１、Ｃ_１，２～Ｃ_ｍ，２、・・・、Ｃ_１，ｎ～Ｃ_ｍ，ｎという順番で測定する構成であっても良い。あるいは、これらと異なる任意の順番で測定する構成であっても良い。

　制御部６０は、制御信号生成部６１と、座標演算部６２とを備えている。制御信号生成部６１は、送信部４０および受信部５０を制御するための制御信号を生成する。座標演算部６２は、受信部５０から交点容量Ｃ_ｉ，jの静電容量に関連したシグナルを受け取る。座標演算部６２は、図示しない記憶装置を備え、受信部５０から順次供給されるシグナルを記憶する。座標演算部６２は、記憶装置に記憶されたシグナルの分布に基づいて所定の演算を行い、センサ部３０に接触または接近した物体の座標を算出する。座標演算部６２は、算出した座標を、タッチパネル１０の外部に供給する。

　座標演算部６２は、タッチペン１からの入力と、指からの入力とを、識別して分離することができる。詳細は後述する。

　図６は、タッチパネル１０の構成の一部を抜き出して等価回路として示す図である。より具体的には、図６は、ｉ番目のドライブ電極３１と、ｊ番目のセンサ電極３２と、これらに接続された回路とを抜き出して等価回路として示す図である。

　積分器５２は、オペアンプＯＰと、積分容量Ｃｓとを備えている。オペアンプＯＰの反転入力端子は、センサ電極３２と、積分容量Ｃｓの一方の電極とに並列に接続されている。オペアンプＯＰの非反転入力端子は、グランドに接続されている。オペアンプＯＰの出力端子は、積分容量Ｃｓの他方の電極と、ＡＤＣ５３とに並列に接続されている。

　駆動信号生成部４２は、制御部６０からの制御信号にしたがって、交点容量Ｃ_ｉ，jの検出期間の間、ドライブ電極３１に電圧Ｖを印加する。これによって交点容量Ｃ_ｉ，jが充電される。このとき、積分器５２に過渡電流が流れる。積分器５２は、過渡電流を積分してＶｏｕｔとして出力する。

　制御部６０は、検出期間が終了する直前のＶｏｕｔの値をサンプリングする。交点容量Ｃ_ｉ，jが十分に長い時間充電されている場合、Ｖｏｕｔは、次の式で表される。
　　Ｖｏｕｔ＝－Ｃ_ｉ，j×Ｖ／Ｃｓ
　上式において、Ｃｓは積分容量Ｃｓの静電容量、Ｃ_ｉ，jは交点容量Ｃ_ｉ，jの静電容量である。ＶおよびＣｓの値は既知であるため、Ｖｏｕｔを測定することによって、Ｃ_ｉ，jを求めることができる。

　タッチパネル１０に指またはタッチペン１等が接近する前の静電容量をＣｄｓ、指またはタッチペン１等が接近したときの静電容量をＣｄｓ’とすると、シグナルＳは、次の式で表される。
　Ｓ＝ΔＣｄｓ×Ｖ／Ｃｓ
　ΔＣｄｓ＝Ｃｄｓ－Ｃｄｓ’

　ここで、本実施形態にかかるタッチペン１の効果を説明するため、比較として、タッチパネル１０を指によって操作した場合と、比較例にかかるタッチペンによって操作した場合とを説明する。

　図７は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図であって、タッチパネル１０を指９１によって操作した場合の交点容量の変化を説明するための図である。図７に模式的に示すように、タッチパネル１０に指９１が接近することによって、ドライブ電極３１とセンサ電極３２との間の電界が遮られる。これによって、ドライブ電極３１とセンサ電極３２との間の交点容量が減少する。

　図８は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図であって、タッチパネル１０を比較例にかかるタッチペン９２によって操作した場合の交点容量の変化を説明するための図である。比較例にかかるタッチペン９２は、導体で形成された先端部９２１と、絶縁体で形成された軸部９２２とを備えている。この例では、タッチペン９２の先端部９２１によって、ドライブ電極３１とセンサ電極３２との間の電界が遮られる。これによって、ドライブ電極３１とセンサ電極３２との間の交点容量が減少する。

　図７および図８を参照して、タッチパネル１０をタッチペン９２によって操作した場合、指９２によって操作した場合と比較して、ドライブ電極３１とセンサ電極３２との間の電界が遮られる面積が小さくなる。そのため、交点容量の変化量ΔＣｄｓが小さくなり、シグナルＳも小さくなる。そのため、タッチパネル１０をタッチペン９２によって操作した場合、指９２によって操作した場合と比較して、座標検出の精度が低下する。

　また、タッチパネル１０をタッチペン９２によって操作した場合、ドライブ電極３１とセンサ電極３２との間の電界は、絶縁体である軸部９２２によっても多少は遮蔽される。そのため、シグナルＳは、軸部９２２の影響を受ける。

　図９は、センサイメージ（シグナルＳの分布）ＳＩを模式的に示す斜視図である。図９に示すように、タッチペン９２がタッチパネル１０の操作面（基板３００）に対して傾いている場合、センサイメージＳＩの重心Ｐ２は、軸部９２２の影響によって、先端部９２１が基板３００に接触している位置Ｐ１からずれる。このずれの量は、タッチペン９２の傾斜角θに依存するため、補正が困難である。

　先端部９２１が小さいほど、軸部９２２の影響が相対的に大きくなるため、ずれ量が大きくなる。すなわち、タッチペン９２１がペンらしい形状（先端が尖った形状）であるほど、ずれ量が大きくなる。

　また、タッチパネル１０は、指９１がタッチパネル１０の操作面から離れていて、タッチペン９２からのシグナルＳと指９１からのシグナルＳとが同等のとき、タッチペン９２からのシグナルＳと、指９１からのシグナルＳとを区別できない。そのため、タッチパネル１０をタッチペン９２で操作中に指がタッチパネル１０に接近することによって、意図しない動作をする場合がある。

　図１０は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図であって、タッチパネル１０を本実施形態にかかるタッチペン１によって操作した場合の交点容量の変化を説明するための図である。タッチペン１は、誘電体で形成された先端部１１を備えている。ドライブ電極３１とセンサ電極３２との間に誘電体である先端部１１が挿入されることによって、ドライブ電極３１とセンサ電極３２との間の静電容量は増加する。これによって、先端部９２１が小さくても、大きなシグナルＳを得ることができる。

　図１１は、先端部１１の比誘電率ε_ｒと、先端部１１がタッチパネル１０に接触したときのシグナルＳの絶対値との関係を表すグラフである。ここで、シグナルＳ１は、比較例にかかるタッチペン９２の先端部９２１がタッチパネル１０に接触したときのシグナルＳの大きさを示している。シグナルＳ２は、タッチパネル１０の表面に水滴等が付着したときの外乱ノイズの大きさを示している。シグナルＳ３は、指９１がタッチパネル１０に接触したときのシグナルＳの大きさを示している。

　図１１に示すように、先端部１１の比誘電率ε_ｒが大きいほど、シグナルＳが大きくなる。そのため、先端部１１に比誘電率ε_ｒは、大きいほど好ましい。比誘電率ε_ｒが１２０以上であれば、比較例にかかるタッチペン９２による入力と同等以上のシグナルＳが得られる。比誘電率ε_ｒが４５０以上であれば、水滴等による外乱ノイズがある状態でもタッチペン１による操作を認識することができる。比誘電率ε_ｒが１０００以上であれば、指９１による入力と同等以上のシグナルＳが得られる。

　一方、軸部１２の比誘電率は、低いほど好ましい。軸部１２の比誘電率が低いほど、軸部１２がシグナルＳに与える影響が小さくなる。これによって、先端部１１がタッチパネル１０に接触している位置と、センサイメージの重心とのずれを小さくすることができる。軸部１２の比誘電率は、好ましくは５０以下であり、さらに好ましくは１０以下であり、さらに好ましくは５以下である。例えば、先端部１１をチタン酸バリウムで形成した場合、重心のずれ量はセンサーピッチに対して、軸部１２の比誘電率が５０のとき約５％、１５のとき約１．５％、５のとき約０．５％となる。センサーピッチが４～６ｍｍの場合、ずれ量は概略それぞれ０．３ｍｍ、０．１ｍｍ、０．０６ｍｍとなる。そのため、軸部１２の比誘電率が５以下であれば、重心のずれは殆どわからなくなる。

　タッチペン１によるシグナルＳは、指９１または比較例にかかるタッチペン９２によるシグナルＳと、符号が異なる。すなわち、指９１またはタッチペン９２がタッチパネル１０に近づいた場合、ドライブ電極３１とセンサ電極３２との間の静電容量が減少する（ΔＣｄｓの符号がプラス）。これに対し、本実施形態にかかるタッチペン１がタッチパネル１０に近づいた場合、ドライブ電極３１とセンサ電極３２との間の静電容量が増加する（ΔＣｄｓの符号がマイナス）。

　これによって、タッチパネル１０は、タッチペン１からのシグナルＳと、指からのシグナルＳとを区別することができる。すなわち、タッチパネル１０の座標演算部６２（図３）は、マイナスのシグナルＳをタッチペン１からのシグナルＳであると認識し、プラスのシグナルＳを指９１からの入力であると認識して、両者を分離することができる。

　図１２、図１３Ａ、および図１３Ｂを用いて、座標演算部６２による座標の算出の一例を説明する。図１２、図１３Ａ、および図１３Ｂは、座標演算部６２による座標の算出を説明するための図である。

　図１２のＳＩ１は、シグナルＳがマイナスの領域を示し、ＳＩ２は、シグナルＳがプラスの領域を示している。座標演算部６２は、図１２に示すように、ＳＩ１の重心Ｐ３とＳＩ２の重心Ｐ４との間の距離が所定値以上の場合には、重心Ｐ３をタッチペン１によって入力された座標であると認識し、重心Ｐ４を指９１によって入力された座標であると認識する。

　図１３ＡのＳＩ３は、シグナルＳがマイナスの領域を示し、ＳＩ４は、シグナルＳがプラスの領域を示している。座標演算部６２は、図１３Ａに示すように、ＳＩ３の重心Ｐ５とＳＩ４の重心Ｐ６との距離が所定値未満の場合には、タッチペン１からの入力されたシグナルＳの分布と指９１からの入力されたシグナルＳの分布とが重なっていると判断する。

　そして、図１３Ｂに示すように、タッチペン１からの入力されたシグナルＳの分布であるＳＩ５と、指９１からの入力されたシグナルＳの分布であるＳＩ６とを推測する。そして、ＳＩ５の重心Ｐ７をタッチペン１によって入力された座標であると認識し、ＳＩ６の重心Ｐ８を指９１によって入力された座標であると認識する。

　以上、本発明の第１の実施形態にかかるタッチペン１、およびタッチペン１とともに用いられる装置の一例としてのタッチパネル付き表示装置１００について説明した。

　タッチパネル１０の受信部５０は、マルチプレクサ５１によって、ｎ本のセンサ電極３２を順次測定する。すなわち、タッチパネル１０は、ｎ×ｍ個の交点容量を点順次で測定する。しかし、タッチパネル１０は、ｎ×ｍ個の交点容量を線順次で測定する構成であっても良い。すなわち、タッチパネル１０の受信部５０は、ｎ個の積分器５２およびｎ個のＡＤＣ５３を備え、ｎ本のセンサ電極３２を並列に測定する構成であっても良い。

　タッチパネル１０は、ドライブ電極３１から駆動信号を印加してセンサ電極３２によって検出する、いわゆる相互誘導方式のタッチパネルである。しかし、タッチペン１は、いわゆる自己誘導方式のタッチパネルにも用いることができる。また、タッチペン１は、タッチパネル１０のようないわゆる投影型静電容量のタッチパネルだけではなく、表面型静電容量方式のタッチパネルにも用いることができる。

　［第２の実施形態］
　図１４は、本発明の第２の実施形態にかかるタッチペン２の概略構成を示す模式図である。タッチペン２は、先端部１１に代えて、先端部１３を備えている。先端部１３は、誘電体を含んだ繊維によって構成されている。より詳しくは、先端部１３は、誘電体を含んだ複数の繊維を、ブラシのように束ねて構成されている。

　本実施形態においても、先端部１３の比誘電率は、軸部１２の比誘電率よりも高い。これによって、先端部１３の横断面の面積が小さくても、大きなシグナルＳを得ることができる。また、シグナルＳの符号が異なることから、タッチペン２による入力と、指による入力とを分離することができる。

　本実施形態によれば、タッチペン２を筆のように使用することができる。

　［その他の実施形態］
　以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。また、各実施形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。

　例えば、タッチパネル付き表示装置１００は、タッチパネル１０に代えて、液晶表示パネル２０のＣＦ基板２２にセンサ部３０が形成された構成であっても良い。また、タッチパネル付き表示装置１は、液晶表示パネル２０に代えて、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルや、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）パネル、プラズマ表示パネルを備えていても良い。

　本発明は、タッチペン、タッチパネル、タッチパネルシステム、およびタッチパネル付き表示装置として産業上の利用が可能である。

Claims

　軸部と、
　前記軸部の一方の端部に形成され、前記軸部よりも誘電率の高い誘電体によって形成された先端部とを備える、タッチペン。
　前記先端部の比誘電率は、１２０以上である、請求項１に記載のタッチペン。
　前記先端部は、チタン酸バリウムを含む、請求項１または２に記載のタッチペン。
　前記先端部は、誘電体を含んだ繊維によって構成される、請求項１～３のいずれか一項に記載のタッチペン。
　タッチペンと指とからの入力を受け取るタッチパネルであって、
　複数の電極を含むセンサ部と、
　前記センサ部の静電容量を測定する測定部と、
　前記静電容量に基づいてタッチ座標を算出する座標算出部とを備え、
　前記座標算出部は、前記測定部によって測定された静電容量が所定値から増加している場所を前記タッチペンから入力された座標として処理し、前記測定部によって測定された静電容量が前記所定値から減少している場所を前記指から入力された座標として処理する、タッチパネル。
　請求項１～４のいずれか一項に記載のタッチペンと、
　請求項５に記載のタッチパネルとを備える、タッチパネルシステム。
　液晶表示パネルと、
　請求項６に記載のタッパネルシステムとを備える、タッチパネル付き表示装置。