WO2015029376A1 - センサ構造体および検出方法 - Google Patents

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WO2015029376A1
WO2015029376A1 PCT/JP2014/004225 JP2014004225W WO2015029376A1 WO 2015029376 A1 WO2015029376 A1 WO 2015029376A1 JP 2014004225 W JP2014004225 W JP 2014004225W WO 2015029376 A1 WO2015029376 A1 WO 2015029376A1
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琢磨 別司
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G06F3/0448—Details of the electrode shape, e.g. for enhancing the detection of touches, for generating specific electric field shapes, for enhancing display quality

Definitions

  • the present invention relates to a sensor structure that can be mounted on various electronic devices and a detection method thereof.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a conventional capacitive touch panel 500 described in Patent Document 1.
  • the capacitive touch panel 500 includes an upper substrate 1, a plurality of substantially strip-shaped upper conductive layers 2 provided on the upper substrate 1, and a plurality of substantially strip-shaped bottom conductive layers extending substantially orthogonal to the plurality of upper conductive layers 2.
  • a conductive layer 5 and a lower substrate 4 on which a plurality of lower conductive layers 5 are formed are provided.
  • the upper substrate 1 and the lower substrate 4 are bonded together so that the upper conductive layer 2 and the lower conductive layer 5 face upward.
  • the capacitive touch panel 500 further includes a cover film 7 for protecting the upper conductive layer 2 exposed upward.
  • Each of the plurality of upper conductive layers 2 is routed through a plurality of wiring portions 3 provided on the outer periphery of the upper substrate 1 and connected to a corresponding individual upper electrode 3A.
  • Each of the plurality of lower conductive layers 5 is also routed through the wiring portion 6 provided on the outer periphery of the lower substrate 4 and connected to the corresponding lower electrode 6A.
  • the capacitance value changes at the touched location.
  • the change in the capacitance value is detected by the control unit mounted on the device from the conductive layers 2 and 5 through the electrodes 3A and 6A, and the operation position is discriminated. Activate the specified function.
  • the sensor structure includes a plurality of electrodes arranged so as not to overlap each other in the detection region.
  • the detection region includes a plurality of sections divided into a matrix shape having three or more rows and three or more columns.
  • Each of the plurality of electrodes is located in a plurality of sections of a plurality of rows and a plurality of rows of a plurality of rows and a plurality of columns of a plurality of columns.
  • This sensor structure can easily detect the operation position with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a plan view of a sensor structure according to an embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view of the sensor structure shown in FIG. 1 taken along line II-II.
  • FIG. 3 is a block diagram of an electronic device equipped with the sensor structure according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the sensor structure according to the embodiment.
  • FIG. 5A is a diagram for specifying the operated section of the sensor structure according to the embodiment.
  • FIG. 5B is a diagram for specifying the operated section of the sensor structure according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of another sensor structure according to the embodiment.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a conventional capacitive touch panel.
  • FIG. 1 is a plan view of a sensor structure 20 according to an embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the sensor structure 20 shown in FIG. 1.
  • the sensor structure 20 is a capacitive sensor.
  • the sensor structure 20 includes a substrate 22 and four electrodes 31 to 34 disposed on the upper surface of the substrate 22 and independent of each other.
  • the substrate 22 is made of an insulating material such as a resin sheet material such as PET or PC.
  • the electrodes 31 to 34 are made of a conductive material such as silver. As shown in FIG.
  • the sensor structure 20 is provided on the insulating resist 23 provided on the upper surface 22A of the substrate 22 so as to cover the upper surfaces 31A to 34A of the electrodes 31 to 34, and on the upper surface 23A of the insulating resist 23.
  • the cover member 24 is further provided.
  • the cover member 24 is made of an insulating material such as ABS resin and has a flat upper surface 24A.
  • the cover member 24, the insulating resist 23, the substrate 22, and the electrodes 31 to 34 are integrated so that the distance L24 in the thickness direction T20 from the upper surface 24A of the cover member 24 to each of the upper surfaces 31A to 34A of the electrodes 31 to 34 is constant. It has become.
  • the cover member 24 is preferably integrated with the insulating resist 23 in advance, but may be combined with the insulating resist 23 later.
  • Each of the electrodes 31 to 34 has a substantially fan shape of the same size obtained by dividing a circle 20A having a center 20C at an angular interval of approximately 90 degrees.
  • the electrodes 31 and 32 are separated by a straight line L11 passing through the center 20C.
  • the electrodes 32 and 34 are separated by a straight line L12 perpendicular to the straight line L11 and passing through the center 20C.
  • the electrodes 33 and 34 are separated by a straight line L13 that is perpendicular to the straight line L12 and passes through the center 20C.
  • the electrodes 31 and 33 are separated by a straight line L14 that is perpendicular to the straight lines L11 and L13 and passes through the center 20C.
  • the straight lines L11 and L13 extend in the same direction to form one straight line L1, and the straight lines L12 and L14 extend in the same direction to form one straight line L2.
  • the upper surfaces 31A to 34A are arranged so as not to overlap each other so that the outer circumferences of the electrodes 31 to 34 form a circle.
  • the electrode 31, the electrode 32, the electrode 34, and the electrode 33 are arranged in this order counterclockwise around the center 20C as viewed from above.
  • the electrode 31 is arranged in front of the center 20C, the electrode 32 is arranged to the left of the center 20C, the electrode 33 is arranged to the right of the center 20C, and the electrode 34 is arranged behind the center 20C.
  • the tail portion 122 protrudes from the substrate 22.
  • Wiring portions 35 to 38 are routed from the electrodes 31 to 34 to the tail portion 122 along the periphery of the upper surface 22 A of the substrate 22.
  • the ends of the wiring portions 35 to 38 are covered with a coating for connecting portion such as carbon, and the end portion 122A of the tail portion 122 is configured to be connected to the connector.
  • the insulating resist 23 also covers the wiring portions 35 to 38 except for the end portion 122A of the tail portion 122.
  • a circle 20A in which the electrodes 31 to 34 are arranged constitutes a detection region 20P where the position can be detected.
  • FIG. 3 is a block diagram of an electronic device 1000 equipped with the sensor structure 20 according to the embodiment.
  • the electronic device 1000 is, for example, a mobile communication device, an information terminal device, a home appliance (particularly a remote controller), a vehicle-mounted device, or a steering switch.
  • the control unit 50 of the electronic device 1000 detects a change in the capacitance value of the electrodes 31 to 34.
  • the control unit 50 controls the function unit 51 (51A, 51B,...) And the external device 52 (52A, 52B,).
  • the capacitance value changes in accordance with the operated position of the electrodes 31 to 34 and in the vicinity thereof.
  • the control unit 50 detects the change in the capacitance value via the wiring units 35 to 38, and determines the operated position.
  • the sensor structure 20 has a simple structure in which electrodes 31 to 34 having simple outer shapes are arranged side by side on the substrate 22 and the upper part thereof is covered with the insulating resist 23 and the cover member 24, the sensor structure 20 can be made thin and can be reduced in cost.
  • I can plan. 7 has a structure in which three substrates are stacked, the sensor structure 20 according to the embodiment has a structure in which two members are stacked even if the cover member 24 is included.
  • the electronic apparatus 1000 in the embodiment can detect an operation of movement in at least eight directions using the sensor structure 20.
  • a detection method using the sensor structure 20 will be described below.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the detection region 20P of the sensor structure 20.
  • the detection area 20P is virtually divided into 25 sections A1 to A25 in a matrix shape of five rows Y1 to Y5 and five columns X1 to X5.
  • sections A1 to A5 are virtually arranged horizontally from the left to the right.
  • the sections A6 to A10 are virtually arranged horizontally from the left to the right.
  • the sections A11 to A15 are virtually arranged horizontally from the left to the right.
  • the section A13 is arranged at the center 20C of the detection area 20P.
  • the sections A16 to A20 are arranged from the left to the right.
  • the sections A21 to A25 are virtually arranged from the left to the right.
  • the sections A1 to A25 are divided into a plurality of straight lines M1 arranged at equal pitches in the front-rear direction and extending in parallel with each other, and straight lines M2 arranged at equal pitches in the left-right direction and extending in parallel with each other.
  • Each has a square shape.
  • the straight lines L1 and L2 that divide the electrodes 31 to 34 are inclined with respect to at least one of the straight lines M1 and M2 that divide the sections A1 to A25.
  • the size of the section A13 located at the center 20C of the detection area 20P is determined.
  • the section A13 is located at the center 20C of the detection region 20P, and has a square shape in which the electrodes 31 to 34 occupy a predetermined range of the section A13.
  • the other sections A1 to A12 and A14 to A25 have a square shape so as to be arranged in a matrix shape with no gap around the section A13.
  • the numbers of rows Y1 to Y5 and columns X1 to X5 in the matrix shape in the detection region 20P are all odd numbers of 3 or more.
  • the electrodes adjacent to each other occupy a predetermined range in a section positioned on the boundary between the adjacent electrodes, that is, a section positioned on at least one straight line of the straight lines L1 and L2.
  • the section A13 located at the center 20C is preferably square, but depending on the shape and arrangement of the electrodes, a rectangular shape or a polygon other than the square shape is preferred. You may have a shape.
  • One of the electrodes 31 to 34 is provided in a predetermined range of each of the adjacent sections of the sections A1 to A25.
  • the detection area 20P having a circular shape is divided into sections A1 to A25 arranged in a matrix shape including five rows and five columns so as to satisfy the above-described conditions.
  • the electrode 31 is virtually divided into sections A1 to A5, A7 to A9, and A13.
  • the electrode 32 is virtually divided into sections A1, A6, A7, A11 to A13, 16.
  • the electrode 33 is virtually divided into sections A5, A9, A10, A13 to A15, A19, A20, A25.
  • the electrode 34 is virtually divided into sections A13, A17 to A19, and A21 to A25.
  • 5A and 5B are tables for specifying the operated sections A1 to A25 of the sensor structure 20.
  • FIG. These tables show the section operated, the section contributing to the change in the capacitance value of the electrodes 31 to 34 by the operation to the section, and the detection level obtained by the electrodes 31 to 34 by the operation to the section. .
  • the change in the capacitance value of the electrode 31 due to the operation to the partition A1 is the change of the capacitance value in the partitions A2 and A7 adjacent to the partition A1 in the vicinity of the partition A1.
  • the change is detected by the control unit 50 as a change.
  • a change in capacitance value in other sections of the electrode 31 is not detected.
  • the capacitance value and the detection level based on the capacitance value are position information signals corresponding to the matrix shape.
  • the change in the capacitance value is detected by the control unit 50 and subjected to calculation processing, and a detection level D1 corresponding to the change in the capacitance value is obtained at the electrode 31 as a result of the calculation.
  • the change in the capacitance value of the electrode 32 due to the operation to the section A1 is a change obtained by adding the change in the capacitance value in the sections A6 and A7 adjacent to the section A1 in the vicinity of the section A1 to the change in the capacitance value in the section A1. It is detected by the control unit 50. A change in capacitance value in other sections of the electrode 32 is not detected. The change in the capacitance value is detected and calculated by the control unit 50, and a detection level D1 corresponding to the change in the capacitance value is obtained at the electrode 32 as a result of the calculation.
  • the number and total area of the plurality of sections A1, A2, A7 that contribute to the change in the capacitance value of the electrode 31 due to the operation of the section A1 are the plurality of sections A1 that contribute to the change in the capacitance value of the electrode 32 due to the operation of the section A1. , A6, A7 and the total area are the same. Therefore, the control unit 50 can obtain the same detection level D1 of the electrodes 31 and 32 by the change in the capacitance value of the electrodes 31 and 32.
  • the predetermined detection level is 0.
  • the control unit 50 stores in advance as a table the detection levels corresponding to the changes in the capacitance values at the electrodes 31 to 34 and the positions (sections) corresponding to the detection levels at the electrodes 31 to 34, respectively. Yes.
  • the table is obtained, for example, by excluding the item “section that contributes to the change in capacitance value of each electrode” from the items shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the controller 50 refers to the table based on the detection level corresponding to the change in the capacitance value of the electrodes 31 to 34, and identifies the operated position (section).
  • control unit 50 refers to the table based on the predetermined detection level D1 at the electrodes 31 and 32 and the predetermined detection level (0) at the electrodes 33 and 34 obtained by the operation to the section A1. Then, it is determined that the section A1 has been operated. Even when another section is operated, the control unit 50 refers to the table with the same operation and specifies the operated section based on the change in the capacitance value of the electrodes 31 to 34.
  • the change in the capacitance value of the electrode 31 is the detection level D2 obtained by adding the change in the capacitance value in the sections A1, A3, A7, and A8 adjacent to the section A2 in the vicinity of the section A2 to the change in the capacitance value in the section A2. It is detected by the control unit 50.
  • the detection level D2 is higher than the predetermined detection level D1.
  • the change in the capacitance value at the electrode 32 is detected by the control unit 50 as the total detection level D3 of the capacitance value changes in the sections A1, A6, and A7 adjacent to the section A2 in the vicinity of the section A2.
  • the detection level D3 is smaller than the predetermined detection level D1. Since the section A2 is away from the electrodes 33 and 34, a change in the capacitance value of the electrodes 33 and 34 is not detected by the operation of the section A2, and the detection level obtained by the electrodes 33 and 34 is zero.
  • the capacitance value change is detected only by the electrode 31, and the capacitance value change is not detected by the electrodes 32 to 34.
  • the change in the capacitance value at the electrode 31 is the detection level D4 obtained by adding the change in the capacitance value in the sections A2, A4, A7 to A9 adjacent to the section A3 in the vicinity of the section A3 to the change in the capacitance value in the section A3. Is detected by the control unit 50. Since the outer periphery of the detection region 20P has a circular shape, the area of the electrode 31 that contributes to the change in the capacitance value in the section A3 is the area of the portion that contributes to the change in the capacitance value in the section A2.
  • the detection level D4 due to the change in the capacitance value of the electrode 31 when the section A3 is operated is larger than the detection level D2 due to the change in the capacitance value of the electrode 31 when the section A2 is operated. can do. Therefore, it is preferable because the operation in the section A2 and the operation in the section A3 can be more accurately distinguished.
  • the control unit 50 Is detected by the control unit 50 as the detection level D2 to which the change of the capacitance value in the sections A3, A5, A8, and A9 adjacent to the section A4 is added.
  • the change in the capacitance value of the electrode 33 when the section A4 is operated is detected by the control unit 50 as the total detection level D3 of the changes in the capacitance values in the sections A5, A9, and A10 adjacent to the section A4 in the vicinity of the section A4. Is done.
  • both the detection levels of the electrodes 31 are the detection level. It becomes the same at D2. However, in addition to the detection level D2 obtained from the electrode 31, whether the control unit 50 has operated the section A2 or A4 based on the table depending on which of the electrodes 33 and 32 has obtained the predetermined detection level D3. Can be specified.
  • the section A5 When the section A5 is operated, changes in the capacitance values of the electrodes 31 and 33 are detected instead of the electrodes 31 and 32 when the section A1 is operated, and changes in the capacitance values of the electrodes 32 and 34 are not detected.
  • the detection level at the electrode 31 is the same as the detection level D1 when the section A1 is operated, but a predetermined detection level D1 is obtained from either the electrode 32 or 33 in addition to the electrode 31.
  • the controller 50 can specify which of the sections A1 and A5 is operated based on the table depending on whether or not it has been done.
  • the change in the capacitance value of the electrode 31 is a detection level in which a change in the capacitance value in the section A7 and a change in the capacitance value in the sections A1, A2, A3, A8, and A13 adjacent to the section A7 in the vicinity of the section A7 are added. It is detected by the control unit 50 as D5.
  • the change in the capacitance value of the electrode 32 is the detection level obtained by adding the change in the capacitance value in the sections A1, A6, A11, A12, and A13 adjacent to the section A7 in the vicinity of the section A7 to the change in the capacitance value in the section A7. It is detected by the control unit 50 as D5.
  • the change in the capacitance value of the electrode 31 is a detection level obtained by adding the change in the capacitance value of the sections A2, A3, A4, A7, A9, and A13 adjacent to the section A8 in the vicinity of the section A8 to the change of the capacity value of the section A8. It is detected by the control unit 50 as D6.
  • the change in the capacitance value of the electrode 32 is detected by the control unit 50 as a detection level D7 that is the sum of changes in the capacitance values of the sections A7, A12, and A13 adjacent to the section A8 in the vicinity of the section A8.
  • the change in the capacitance value of the electrode 33 is detected by the control unit 50 as a total detection level D7 of changes in the capacitance values of the sections A9, A13, and A14 adjacent to the section A8 in the vicinity of the section A8.
  • the detection level D7 is higher than the predetermined detection level D6.
  • the area of the section A8 is different from any of the sections A2 to A4.
  • the detection is performed by the same amount of change as the change in the capacitance value of the electrode 32 in the operation of the section A7.
  • Level D5 is detected at electrode 33 instead of electrode 32. Changes in the capacitance values of the electrodes 32 and 34 are not detected, and the detection level at the electrodes 32 and 34 is zero.
  • the change in the capacitance value of the electrode 31 is a detection level D8 obtained by adding a change in the capacitance value in the sections A7, A8, and A9 adjacent to the section A13 in the vicinity of the section A13 to the change in the capacitance value in the section A13. 50 is detected.
  • the change in the capacitance value of the electrode 32 is detected as a detection level D8 obtained by adding the change in the capacitance value in the sections A7, A12, and A17 adjacent to the section 13 in the vicinity of the section A13 to the change in the capacitance value of the section A13. .
  • the change in the capacitance value of the electrode 33 is detected as a detection level D8 obtained by adding the change in the capacitance value in the sections A9, A14, and A19 adjacent to the section A13 in the vicinity of the section A13 to the change in the capacitance value in the section A13.
  • the change in the capacitance value of the electrode 34 is detected as a detection level D8 obtained by adding the change in the capacitance value in the sections A17, A18, and A19 adjacent to the section A13 in the vicinity of the section A13 to the change in the capacitance value in the section A13.
  • the control unit 50 determines the correspondence between the detected level of each of the electrodes 31 to 34 according to the change in the capacitance value of the electrodes 31 to 34 and the operated section, for example, FIG. 5A and FIG. Is stored in advance as a table shown in FIG.
  • the control unit 50 refers to this table on the basis of the detection levels at the electrodes 31 to 34 and identifies the section.
  • the touch operation on the other electrodes 32 to 34 can specify the section where the touch operation has been performed, similarly to the electrode 31. It is preferable to set the number of the plurality of rows and the number of the plurality of columns in the matrix shape to an odd number of 3 or more because the section A13 of the center 20C of the detection region 20P can be detected.
  • the section touched by the above method is specified, and the control unit 50 performs predetermined control of the function unit 51 and the external device 52 according to the section.
  • the conventional capacitive touch panel 500 shown in FIG. 7 has a large number of component parts, so it is difficult to reduce the thickness. Further, since the position of the touch operation and the movement operation of the finger or the like in the touch operation state are determined by detecting all of the belt-like upper conductive layer 2 and the belt-like lower conductive layer 5, all directions are detected. It is possible to detect with high accuracy including the moving direction.
  • the upper conductive layer 2, the lower conductive layer 5 and the plurality of upper electrodes 3A and the lower electrodes 6A corresponding to the upper conductive layer 2 and the lower conductive layer 5 that are arranged in an overlapping manner are necessary and easily expensive, and are basically limited to a rectangular shape. It is difficult to make the shape other than the shape.
  • the sensor structure 20 in the embodiment can discriminate the moving operation even if the finger or the like is moved in the touch operation state.
  • the touch operation to the section A3 is performed with time transition from the state in which the touch operation to the section A8 is specified. Change to the specified state. That is, since the position (section) specified with a time difference changes, the control unit 50 can determine that a moving operation from the section A8 to the section A3 is performed forward. In addition, even when a movement operation is performed across a plurality of electrodes 31 to 34, the control unit can specify a similarly operated section, and a movement operation toward the left and right directions and the rear, a movement toward the 45 degrees direction Similarly, the control unit 50 can determine the operation. As described above, in the sensor structure 20 according to the embodiment, the moving operation toward the eight directions can be easily determined, and the control unit 50 performs predetermined control of the corresponding functional unit 51 and the external device 52 according to the determination result. Do.
  • the sensor structure 20 in the embodiment has four fan-shaped electrodes 31 to 34, and can identify 25 sections A1 to A25 that are virtually divided from each other.
  • the number of electrodes and compartments may be other than that.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of another sensor structure 70 in the embodiment.
  • the sensor structure 70 includes three electrodes 61 to 63 instead of the four electrodes 31 to 34 of the sensor structure 20 shown in FIG.
  • the three electrodes 61 to 63 are arranged in a detection region 20P having a circular shape centered on the center 20C.
  • Each of the electrodes 61 to 63 has a substantially fan shape of the same size obtained by dividing a circle 20A having a center 20C at an angular interval of approximately 120 degrees.
  • the detection area 20P is virtually divided into nine sections B1 to B9 in a matrix shape composed of three rows and three columns.
  • the control unit 50 stores in advance the detection levels at the electrodes 61 to 63 corresponding to the touch operations on the sections B1 to B9 as a table.
  • the sensor structure 20 by obtaining a detection level that is a change in the capacitance value of the electrodes 61 to 63, it is possible to identify the touch scanned section of the sections B1 to B9, and further to eight directions. Movement can be detected.
  • the sensor structure according to the embodiment may include five fan-shaped electrodes arranged in a detection region having a circular shape centered on the center 20C, instead of the electrodes 31 to 34.
  • the detection area 20P is preferably divided into 25 sections in a matrix shape including five rows Y1 to Y5 and five columns X1 to X5.
  • the sensor structure in the embodiment includes, instead of the electrodes 31 to 34, one electrode arranged at the center 20C of the detection region 20P and four electrodes arranged in a ring shape around the electrode and surrounding the electrode. May be.
  • the detection region 20P is virtually divided into 25 sections A1 to A25 in a matrix shape including five rows Y1 to Y5 and five columns X1 to X5.
  • the sensor structure in the embodiment may include eight fan-shaped electrodes arranged in the detection region 20P having a circular shape centered on the center 20C, instead of the electrodes 31 to 34.
  • the detection region 20P is virtually divided into 49 sections in a matrix shape including seven rows and seven columns.
  • the outer shape of the detection region 20P of the sensor structures 20 and 70 is preferably substantially circular.
  • the outer shape of the detection region 20P may be an ellipse.
  • the outer shape of the electrode has an elliptic arc shape.
  • the shape of the electrode may be other than a sector shape.
  • the number of rows and columns in a matrix shape obtained by virtually dividing the detection region 20P is an odd number of 3 or more. If the center of the partition does not need to be positioned at the center 20C of the detection region 20P, the number of rows and columns in the matrix shape may be an even number. Further, the number of rows and columns of the matrix shape may be different.
  • the sensor structures 20 and 70 may include an operation member disposed on the cover member 24.
  • the sensor structure in the embodiment may be operated by an operating body other than the finger as long as the capacitance value of the electrode is changed.
  • the sensor structures 20 and 70 may be arranged on the display surface of a display element such as a liquid crystal display.
  • the sensor structure 20 includes a plurality of electrodes 31 to 34.
  • the plurality of electrodes 31 to 34 are mutually connected to a detection region 20P composed of a plurality of sections A1 to A25 divided into a matrix having three or more rows Y1 to Y5 and three or more columns X1 to X5. They are arranged so as not to overlap.
  • Each of the plurality of electrodes 31 to 34 includes a plurality of certain rows Y1 to Y5 of the plurality of rows Y1 to Y5 and a plurality of certain columns of the plurality of columns X1 to X5 of the plurality of sections A1 to A25. And located in a plurality of certain sections.
  • the electrode 31 includes a plurality of rows Y1 to Y3 of the plurality of rows Y1 to Y5 and a plurality of columns X1 to X5 of the plurality of sections A1 to A25. Are located in a plurality of certain sections A1 to A5, A7 to A9, A13 with a certain row X1 to X5.
  • the electrode 32 includes a plurality of rows Y1 to Y5 among a plurality of rows Y1 to Y5 and a plurality of columns X1 to X3 among a plurality of columns X1 to X5. Are located in certain sections A1, A6, A7, A11 to A13, A16, A17, A21.
  • the electrode 33 includes a plurality of rows Y1 to Y5 in a plurality of rows Y1 to Y5 and a plurality of columns X3 to X5 in a plurality of columns X1 to X5. Are located in certain sections A5, A9, A10, A13 to A15, A19, A20, A25.
  • the electrode 34 includes a plurality of rows Y3 to Y5 among a plurality of rows Y1 to Y5 and a plurality of columns X1 to X5 among a plurality of columns X1 to X5. Are located in certain sections A13, A17 to A19, A21 to A25.
  • one of the plurality of sections A1 to A25 of the detection region 20P is operated to obtain position information signals from the plurality of electrodes 31 to 34. Based on the obtained position information signal, one operated section among the plurality of sections A1 to A25 is specified.
  • terms indicating directions such as “upper surface” and “upward” indicate relative directions determined only by the relative positional relationship of the constituent members of the sensor structure 20 such as the substrate 22 and the electrodes 31 to 34. It does not indicate an absolute direction such as a vertical direction.
  • the sensor structure in the present invention can easily detect the operation position with a simple configuration and is useful for various electronic devices.

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Abstract

　センサ構造体は、検出領域に互いに重ならないように並べられた複数の電極を備える。検出領域は、３つ以上の複数の行と３つ以上の複数の列を有するマトリクス形状に分割された複数の区画よりなる。複数の電極のそれぞれは、複数の区画のうちの、複数の行のうち複数の或る行と複数の列のうち複数の或る列との複数の或る区画に位置する。検出領域の複数の区画のそれぞれが操作された時に、複数の電極は複数の区画のそれぞれに対応してかつ互いに異なる信号を出力する。このセンサ構造体は、簡素な構成で容易に操作位置を検出できる。

Description

センサ構造体および検出方法
　本発明は、各種電子機器に搭載可能なセンサ構造体およびその検出方法に関するものである。
　近年、静電容量式タッチパネルを搭載した電子機器が普及しており、その代表としては、スマートフォンなどの移動体通信機器があげられる。そして、上記移動体通信分野以外の機器に対しても、入力操作部に静電容量式タッチパネルなどを搭載して所定の入力操作で機器を作動するものも増えている。
　図７は特許文献１に記載されている従来の静電容量式タッチパネル５００の分解斜視図である。静電容量式タッチパネル５００は、上基板１と、上基板１に設けられた複数の略帯状の上導電層２と、複数の上導電層２に対して略直交に延びる複数の略帯状の下導電層５と、複数の下導電層５が形成された下基板４とを備える。上導電層２と下導電層５とが上方に向くようにして上基板１と下基板４が貼り合わせられている。静電容量式タッチパネル５００は、上方に露出した上導電層２を保護するためのカバーフィルム７をさらに備える。
　複数の上導電層２のそれぞれは、上基板１の外周に設けられた複数の配線部３を介して引き回され、対応する個々の上電極３Ａに接続されている。複数の下導電層５のそれぞれも下基板４の外周に設けられた配線部６を介して引き回され、対応する個々の下電極６Ａに接続されている。
　指などがカバーフィルム７上に触れているタッチ操作状態になると、触れた箇所に静電容量値の変化が生じる。その静電容量値の変化は、各導電層２、５から各電極３Ａ、６Ａを通じて機器に搭載された制御部で検出されて上記操作位置の判別がされ、その判別結果に応じて制御部は所定機能を作動させる。
特開２０１３－１２０１９号公報
　センサ構造体は、検出領域に互いに重ならないように並べられた複数の電極を備える。検出領域は、３つ以上の複数の行と３つ以上の複数の列を有するマトリクス形状に分割された複数の区画よりなる。複数の電極のそれぞれは、複数の区画のうちの、複数の行のうち複数の或る行と複数の列のうち複数の或る列との複数の或る区画に位置する。検出領域の複数の区画のそれぞれが操作された時に、複数の電極は複数の区画のそれぞれに対応してかつ互いに異なる信号を出力する。
　このセンサ構造体は、簡素な構成で容易に操作位置を検出できる。
図１は実施の形態によるセンサ構造体の平面図である。 図２は図１に示すセンサ構造体の線ＩＩ－ＩＩにおける断面図である。 図３は実施の形態によるセンサ構造体を搭載した電子機器のブロック構成図である。 図４は実施の形態によるセンサ構造体の模式平面図である。 図５Ａは実施の形態によるセンサ構造体の操作された区画を特定するための図である。 図５Ｂは実施の形態によるセンサ構造体の操作された区画を特定するための図である。 図６は実施の形態による他のセンサ構造体の模式平面図である。 図７は従来の静電容量式タッチパネルの分解斜視図である。
　図１は実施の形態によるセンサ構造体２０の平面図である。図２は図１に示すセンサ構造体２０の線ＩＩ－ＩＩにおける断面図である、図１に示すように、センサ構造体２０は静電容量式センサである。センサ構造体２０は、基板２２と、基板２２の上面に配置されて互いに独立した４つの電極３１～３４を備える。基板２２は、ＰＥＴやＰＣなどの樹脂製シート材等の絶縁材料よりなる。電極３１～３４は銀等の導電材料よりなる。図２に示すように、センサ構造体２０は、電極３１～３４の上面３１Ａ～３４Ａを覆うように基板２２の上面２２Ａに設けられた絶縁レジスト２３と、絶縁レジスト２３の上面２３Ａ上に設けられたカバー部材２４をさらに備える。カバー部材２４はＡＢＳ樹脂等の絶縁材料よりなり、平坦な上面２４Ａを有する。カバー部材２４の上面２４Ａから電極３１～３４の上面３１Ａ～３４Ａのそれぞれまでの厚み方向Ｔ２０の距離Ｌ２４が一定になるように、カバー部材２４と絶縁レジスト２３と基板２２と電極３１～３４が一体化されている。なお、カバー部材２４は絶縁レジスト２３と予め一体化されていると好ましいが、後から絶縁レジスト２３と組み合わせられてもよい。
　電極３１～３４のそれぞれは、中心２０Ｃを有する円２０Ａを略９０度の角度間隔で分割して得られた同じ大きさの略扇形状を有する。電極３１、３２は中心２０Ｃを通る直線Ｌ１１で分けられている。電極３２、３４は直線Ｌ１１に直角で中心２０Ｃを通る直線Ｌ１２で分けられている。電極３３、３４は直線Ｌ１２に直角で中心２０Ｃを通る直線Ｌ１３で分けられている。電極３１、３３は直線Ｌ１１、Ｌ１３に直角で中心２０Ｃを通る直線Ｌ１４で分けられている。直線Ｌ１１、Ｌ１３は同じ方向に延びて１つの直線Ｌ１を形成し、直線Ｌ１２、Ｌ１４は同じ方向に延びて１つの直線Ｌ２を形成する。図１に示すように、電極３１～３４の外周が円を構成するように、上面３１Ａ～３４Ａが互いに重ならないように配置されている。実施の形態では、上方から見て中心２０Ｃを中心に反時計回りに電極３１、電極３２、電極３４、電極３３がこの順で配置されている。電極３１が中心２０Ｃの前方に配され、電極３２が中心２０Ｃの左方に配され、電極３３が中心２０Ｃの右方に配され、電極３４が中心２０Ｃの後方に配されている。
　基板２２からテール部１２２が突出している。電極３１～３４から配線部３５～３８が基板２２の上面２２Ａの周囲に沿ってテール部１２２まで引き回されている。配線部３５～３８の先端はカーボンなどの接続部用皮膜で覆われており、テール部１２２の端部１２２Ａはコネクタに接続されるように構成されている。絶縁レジスト２３は、テール部１２２の端部１２２Ａを除いて配線部３５～３８も覆う。
　センサ構造体２０では、電極３１～３４が配された円２０Ａ内は、位置を検出できる検出領域２０Ｐを構成する。
　図３は実施の形態におけるセンサ構造体２０を搭載した電子機器１０００のブロック図である。電子機器１０００は、例えば移動体通信機器、情報端末機器、家電（特にリモコン）、車載用の機器やステアリングスイッチである。電子機器１０００の制御部５０は電極３１～３４の静電容量値の変化を検出する。制御部５０は機能部５１（５１Ａ、５１Ｂ、・・・）や外部機器５２（５２Ａ、５２Ｂ、・・・）を制御する。
　検出領域２０Ｐ内のカバー部材２４上の位置を指などでタッチして操作すると、それに応じて電極３１～３４の操作された位置およびその近傍に静電容量値の変化が生じる。制御部５０はその静電容量値の変化を配線部３５～３８を介して検出し、操作された位置を判定する。
　センサ構造体２０は、基板２２上に簡単な外形形状の電極３１～３４を並べて配し、その上方を絶縁レジスト２３とカバー部材２４で覆う簡素な構造を有するので、薄くできかつ低コスト化が図れる。図７に示す従来のタッチパネル５００は基板を三枚重ねた構造を有するが、実施の形態によるセンサ構造体２０は、カバー部材２４を含めても二枚の部材を重ねた構造を有する。
　実施の形態における電子機器１０００は、センサ構造体２０を用いて少なくとも８方向の移動の操作を検出できる。センサ構造体２０を用いた検出方法について以下に説明する。
　上述したように、センサ構造体２０をタッチして操作した場合、上述したように、電極３１～３４での静電容量値の変化を制御部５０で検出し所定の演算処理を行う。そして、制御部５０は、上記演算処理で得られた検出レベルを基にセンサ構造体２０の操作された位置を特定する。図４はセンサ構造体２０の検出領域２０Ｐの模式平面図である。検出領域２０Ｐは仮想的に５つの行Ｙ１～Ｙ５と５つの列Ｘ１～Ｘ５のマトリクス形状に２５の区画Ａ１～Ａ２５に分割されている。
　具体的には、図４に示すように、前方側の１番目の行Ｙ１には左方から右方にかけて区画Ａ１～区画Ａ５が仮想的に横に並べられている。その後方の２番目の行Ｙ２目には左方から右方にかけて区画Ａ６～区画Ａ１０が仮想的に横に並べられている。さらに、行Ｙ２目の後方の３番目の行Ｙ３には左方から右方にかけて区画Ａ１１～区画Ａ１５が仮想的に横に並べられている。区画Ａ１３は検出領域２０Ｐの中心２０Ｃに配されている。行Ｙ３の後方の４番目の行Ｙ４には左方から右方にかけて区画Ａ１６～区画Ａ２０が並べられている。行Ｙ４の後方の５番目の行Ｙ５には左方から右方にかけて区画Ａ２１～区画Ａ２５が仮想的に並べられている。区画Ａ１～Ａ２５は、図４に示すように、前後方向に等ピッチで配されて互いに平行に延びる複数の直線Ｍ１と、左右方向に等ピッチで配されて互いに平行に延びる直線Ｍ２で分けられ、正方形状をそれぞれ有する。電極３１～３４を分ける直線Ｌ１、Ｌ２は、区画Ａ１～Ａ２５を分ける直線Ｍ１、Ｍ２の少なくとも１つに対して傾斜している。
　検出領域２０Ｐの区画に分割する際には、まず、検出領域２０Ｐの中心２０Ｃに位置する区画Ａ１３の大きさを決定する。具体的には、区画Ａ１３は検出領域２０Ｐの中心２０Ｃに位置して、かつ電極３１～３４が区画Ａ１３の所定範囲を占める正方形状を有する。他の区画Ａ１～Ａ１２、Ａ１４～Ａ２５は区画Ａ１３を中心に隙間なくマトリクス形状に並べられるように正方形状を有する。検出領域２０Ｐ内でのマトリクス形状の行Ｙ１～Ｙ５および列Ｘ１～Ｘ５の数はいずれも３以上の奇数である。さらに、電極３１～３４のうちの互いに隣り合う電極は、互いに隣り合う電極の境に位置する区画、すなわち直線Ｌ１、Ｌ２の少なくとも１つの直線上に位置する区画内の所定範囲を占める。なお、実施の形態におけるセンサ構造体２０の電極３１～３４の形状や配置では中心２０Ｃに位置する区画Ａ１３は正方形状が好ましいが、電極の形状や配置に応じて長方形状や正方形状以外の多角形状を有していてもよい。電極３１～３４のうちの１つは、区画Ａ１～Ａ２５のうちの互いに隣り合う区画のそれぞれの所定の範囲に設けられている。
　センサ構造体２０では円形状を有する検出領域２０Ｐが、上述した条件を満たすように５つの行と５つの列よりなるマトリクス形状に配された区画Ａ１～Ａ２５に分割されている。
　電極３１は、区画Ａ１～Ａ５、Ａ７～Ａ９、Ａ１３に仮想的に分割されている。電極３２は、区画Ａ１、Ａ６、Ａ７、Ａ１１～Ａ１３、１６に仮想的に分割されている。電極３３は、区画Ａ５、Ａ９、Ａ１０、Ａ１３～Ａ１５、Ａ１９、Ａ２０、Ａ２５に仮想的に分割されている。電極３４は、区画Ａ１３、Ａ１７～Ａ１９、Ａ２１～Ａ２５に仮想的に分割されている。
　次に、センサ構造体２０を用いた検出方法について、電極３１が設けられている区画を操作した際の動作について説明する。図５Ａと図５Ｂはセンサ構造体２０の操作された区画Ａ１～Ａ２５を特定するためのテーブルである。これらのテーブルは、操作された区画と、その区画への操作により電極３１～３４の容量値の変化に寄与する区画と、その区画への操作により電極３１～３４で得られる検出レベルとを示す。
　区画Ａ１を操作した場合には、電極３１、３２の容量値の変化が検出され、電極３３、３４の容量値の変化は検出されない。
　区画Ａ１への操作による電極３１の容量値の変化は、図５Ａに示すように、区画Ａ１での容量値の変化に区画Ａ１の近傍で区画Ａ１に隣り合う区画Ａ２、Ａ７での容量値の変化が加わった変化として制御部５０で検出される。電極３１の他の区画での容量値の変化は検出されない。上記の容量値やそれに基づく検出レベルはマトリクス形状に応じた位置情報信号である。容量値の変化は制御部５０で検出されて演算処理され、その演算結果で容量値の変化に応じた検出レベルＤ１が電極３１で得られる。
　区画Ａ１への操作による電極３２の容量値の変化は、区画Ａ１での容量値の変化に、区画Ａ１の近傍で区画Ａ１に隣り合う区画Ａ６、Ａ７での容量値の変化が加わった変化として制御部５０で検出される。電極３２の他の区画での容量値の変化は検出されない。容量値の変化は制御部５０で検出されて演算処理され、その演算結果で容量値の変化に応じた検出レベルＤ１が電極３２で得られる。区画Ａ１の操作による電極３１の容量値の変化に寄与する複数の区画Ａ１、Ａ２、Ａ７の数と合計の面積は、区画Ａ１の操作による電極３２の容量値の変化に寄与する複数の区画Ａ１、Ａ６、Ａ７の数と合計の面積とそれぞれ同じである。したがって、制御部５０は、電極３１、３２の容量値の変化により電極３１、３２の互いに同じ検出レベルＤ１が得られる。
　区画Ａ１は電極３３、３４から離れているので、電極３３、３４の容量値の変化は０でありすなわち所定の検出レベルは０である。
　電子機器１０００では、電極３１～３４での容量値の変化に応じた検出レベルと、電極３１～３４での検出レベルにそれぞれ対応する位置（区画）とを制御部５０はテーブルとして予め格納している。そのテーブルは例えば図５Ａと図５Ｂに示すテーブルの項目のうち「各電極の容量値の変化に寄与する区画」の項目を除いたものである。制御部５０は、電極３１～３４の容量値の変化に対応する検出レベルに基づきそのテーブルを参照して、操作された位置（区画）を特定する。
　具体的には、制御部５０は、区画Ａ１への操作で得られる電極３１、３２での所定の検出レベルＤ１と、電極３３、３４での所定の検出レベル（０）とに基づきテーブルを参照して、区画Ａ１が操作されたと特定する。他の区画を操作したときでも制御部５０は同様の動作でテーブルを参照して電極３１～３４の容量値の変化に基づいて操作された区画を特定する。
　区画Ａ２が操作された場合には、電極３１、３２の容量値の変化が検出され、電極３３、３４の容量値の変化は検出されない。電極３１の容量値の変化は、区画Ａ２での容量値の変化に、区画Ａ２の近傍で区画Ａ２に隣り合う区画Ａ１、Ａ３、Ａ７、Ａ８での容量値の変化が加わった検出レベルＤ２として制御部５０で検出される。検出レベルＤ２は上記の所定の検出レベルＤ１より大きい。電極３２での容量値の変化は、区画Ａ２の近傍で区画Ａ２に隣り合う区画Ａ１、Ａ６、Ａ７での容量値の変化の合計の検出レベルＤ３として制御部５０で検出される。検出レベルＤ３は上記の所定の検出レベルＤ１より小さい。区画Ａ２は電極３３、３４から離れているので、区画Ａ２の操作により電極３３、３４の容量値の変化は検出されず、電極３３、３４で得られる検出レベルは０である。
　区画Ａ３を操作した場合には、電極３１のみで容量値の変化が検出され、電極３２～３４では容量値の変化は検出されない。電極３１での容量値の変化は、区画Ａ３での容量値の変化に、区画Ａ３の近傍で区画Ａ３に隣り合う区画Ａ２、Ａ４、Ａ７～Ａ９での容量値の変化が加わった検出レベルＤ４として制御部５０で検出される。なお、検出領域２０Ｐの外周が円形状を有するので、電極３１のうち、区画Ａ３での容量値の変化に寄与する部分の面積は、区画Ａ２での容量値の変化に寄与する部分の面積と異なる、具体的には大きくなるので、区画Ａ３を操作したときの電極３１の容量値の変化による検出レベルＤ４を、区画Ａ２を操作したときの電極３１の容量値の変化よる検出レベルＤ２より大きくすることができる。したがって、区画Ａ２の操作と区画Ａ３の操作をより正確に区別できるので好ましい。
　区画Ａ４を操作した場合には、電極３１、３３の容量値の変化が検出され、電極３２、３４の容量値の変化は検出されない。検出領域２０Ｐの外周が円形状であるので、区画Ａ２への操作時と同様に、区画Ａ４を操作した場合の電極３１の容量値の変化は、区画Ａ４での容量値の変化に、区画Ａ４の近傍で区画Ａ４に隣り合う区画Ａ３、Ａ５、Ａ８、Ａ９での容量値の変化が加わった検出レベルＤ２として制御部５０で検出される。区画Ａ４を操作した場合の電極３３の容量値の変化は、区画Ａ４の近傍で区画Ａ４に隣り合う区画Ａ５、Ａ９、Ａ１０での容量値の変化の合計の検出レベルＤ３として制御部５０で検出される。
　区画Ａ４への操作時における電極３１の容量値の変化の大きさは、区画Ａ２への操作時における電極３１の容量値の変化の大きさと同じになるので、電極３１の検出レベルは共に検出レベルＤ２で同じになる。しかし、電極３１で得られた検出レベルＤ２に加えて、電極３３、３２のいずれから所定の検出レベルＤ３が得られたかによって制御部５０はテーブルに基づいて区画Ａ２、Ａ４のいずれを操作したかを特定することができる。
　区画Ａ５を操作した場合には、区画Ａ１を操作した場合の電極３１、３２に代わり、電極３１、３３の容量値の変化が検出され、電極３２、３４の容量値の変化は検出されない。区画Ａ５を操作した場合には、電極３１での検出レベルは区画Ａ１を操作した場合と同じ検出レベルＤ１であるが、電極３１に加えて電極３２、３３のいずれから所定の検出レベルＤ１が得られたかによって制御部５０はテーブルに基づいて区画Ａ１、Ａ５のいずれを操作したかを特定することができる。
　区画Ａ７を操作した場合には、電極３１、３２の容量値の変化が検出され、電極３３、３４の容量値の変化は検出されない。電極３１の容量値の変化は、区画Ａ７での容量値の変化と、区画Ａ７の近傍で区画Ａ７に隣り合う区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ８、Ａ１３での容量値の変化が加わった検出レベルＤ５として制御部５０で検出される。電極３２の容量値の変化は、区画Ａ７での容量値の変化に、区画Ａ７の近傍で区画Ａ７に隣り合う区画Ａ１、Ａ６、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３での容量値の変化が加わった検出レベルＤ５として制御部５０で検出される。
　区画Ａ８を操作した場合には、電極３１～３３の容量値の変化が検出され、電極３４の容量値の変化は検出されない。電極３１の容量値の変化は、区画Ａ８の容量値の変化に、区画Ａ８の近傍で区画Ａ８に隣り合う区画Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ７、Ａ９、Ａ１３の容量値の変化が加わった検出レベルＤ６として制御部５０で検出される。電極３２の容量値の変化は、区画Ａ８の近傍で区画Ａ８に隣り合う区画Ａ７、Ａ１２、Ａ１３の容量値の変化の合計である検出レベルＤ７として制御部５０で検出される。電極３３の容量値の変化は、区画Ａ８近傍で区画Ａ８に隣り合う区画Ａ９、Ａ１３、Ａ１４の容量値の変化の合計の検出レベルＤ７として制御部５０で検出される。検出レベルＤ７は上記の所定の検出レベルＤ６より大きい。なお、区画Ａ８の面積は、区画Ａ２～Ａ４のいずれとも異なる。
　区画Ａ９を操作した場合には区画Ａ７の操作と同様の電極３１の容量値の変化による検出レベルＤ５に加えて、区画Ａ７の操作での電極３２の容量値の変化と同じ量の変化による検出レベルＤ５が電極３２の代わりに電極３３で検出される。電極３２、３４の容量値の変化は検出されず、電極３２、３４での検出レベルは０である。
　区画Ａ１３を操作した場合には、電極３１～３４の容量値の変化が検出される。電極３１の容量値の変化は、区画Ａ１３での容量値の変化に、区画Ａ１３の近傍で区画Ａ１３に隣り合う区画Ａ７、Ａ８、Ａ９での容量値の変化が加わった検出レベルＤ８として制御部５０で検出される。電極３２の容量値の変化は、区画Ａ１３の容量値の変化に、区画Ａ１３の近傍で区画１３に隣り合う区画Ａ７、Ａ１２、Ａ１７での容量値の変化が加わった検出レベルＤ８として検出される。電極３３の容量値の変化は、区画Ａ１３での容量値の変化に、区画Ａ１３の近傍で区画Ａ１３に隣り合う区画Ａ９、Ａ１４、Ａ１９での容量値の変化が加わった検出レベルＤ８として検出される。電極３４の容量値の変化は、区画Ａ１３での容量値の変化に、区画Ａ１３の近傍で区画Ａ１３に隣り合う区画Ａ１７、Ａ１８、Ａ１９での容量値の変化が加わった検出レベルＤ８として検出される。
　以上の説明のように、電極３１が位置する各区画の操作時には、電極３１～３４から得られる容量値の変化すなわち検出レベルＤ１～Ｄ８は全て異なる。制御部５０は、上述したように、電極３１～３４の容量値の変化の状態に応じた電極３１～３４のそれぞれでの検出レベルと、操作された区画との対応を例えば図５Ａと図５Ｂに示すテーブルとしてあらかじめ格納している。制御部５０は電極３１～３４での検出レベルに基づきこのテーブルを参照して、区画を特定する。この方法により、タッチ操作された区画を容易にしかも短時間で特定できる。なお、他の電極３２～３４へのタッチ操作でも電極３１と同様に、タッチ操作された区画を特定することができる。マトリクス形状の複数の行の数および複数の列の数を３以上の奇数にすることで、検出領域２０Ｐの中心２０Ｃの区画Ａ１３を検出できるので好ましい。上記の方法でタッチ操作された区画が特定され、その区画に応じて制御部５０は機能部５１や外部機器５２の所定制御を行う。
　図７に示す従来の静電容量式タッチパネル５００は、構成部品点数が多いため薄型化を図ることが難しい。さらに、タッチ操作された位置、そのタッチ操作状態のままでの指などの移動操作を、帯状の上導電層２および帯状の下導電層５の全てを検出することによって判別するので、全方位への移動方向を含めた精度高い検出は可能である。しかし、重なって配された上導電層２、下導電層５およびそれらに対応する複数の上電極３Ａ、下電極６Ａが必要で高価になりやすく、かつ基本的には矩形状に限定され、矩形状以外の形状にすることは困難である。
　実施の形態におけるセンサ構造体２０は、指などをタッチ操作状態のまま移動させたとしても、その移動操作の判別が可能である。
　例えば、区画Ａ８へタッチ操作した状態から区画Ａ３に指をセンサ構造体２０にタッチしたまま移動させると、区画Ａ８へのタッチ操作が特定されている状態から時間推移と共に区画Ａ３へのタッチ操作が特定される状態に変わる。すなわち、時間差をもって特定される位置（区画）が変わるので、区画Ａ８から区画Ａ３への前方に向かう移動操作がされたと制御部５０は判別することが可能となる。なお、電極３１～３４のうちの複数の電極を跨って移動操作された場合でも同様に操作した区画を制御部は特定でき、また、左右方向や後方に向かう移動操作、４５度方向に向かう移動操作についても同様に制御部５０は判別できる。以上のように、実施の形態におけるセンサ構造体２０では８方向に向かう移動操作を容易に判別でき、その判別結果に応じて、制御部５０は対応する機能部５１や外部機器５２の所定制御を行う。
　この検出方法を用いると、センサ構造体２０が４つの電極３１～３４を有する薄型で安価なものであっても、４つの電極３１～３４で得られる容量値変化を検出し所定の処理をすることによって容易に操作した位置が検出でき、さらには８方向の移動操作の検出も可能となる。
　実施の形態におけるセンサ構造体２０は４つの扇形の電極３１～３４を有し、仮想的に分割された２５の区画Ａ１～Ａ２５を互いに区別して特定できる。電極や区画の数はそれ以外であってもよい。
　図６は実施の形態における他のセンサ構造体７０の模式平面図である。図６において、図１から図４に示すセンサ構造体２０と同じ部分には同じ参照番号を付す。センサ構造体７０は、図４に示すセンサ構造体２０の４つの電極３１～３４の代わりに、３つの電極６１～６３を備える。３つの電極６１～６３は中心２０Ｃを中心とする円形状を有する検出領域２０Ｐに配置されている。電極６１～６３のそれぞれは、中心２０Ｃを有する円２０Ａを略１２０度の角度間隔で分割して得られた同じ大きさの略扇形状を有する。図６に示すように、検出領域２０Ｐは仮想的に３つの行と３つの列よりなるマトリクス形状で９つの区画Ｂ１～Ｂ９に分割されている。センサ構造体７０を備えた電子機器では、区画Ｂ１～Ｂ９のそれぞれへのタッチ操作に応じた電極６１～６３での検出レベルをテーブルとして制御部５０は予め格納する。これにより、センサ構造体２０と同様に、電極６１～６３の容量値の変化である検出レベルを得ることで、区画Ｂ１～Ｂ９のうちのタッチ走査された区画を特定でき、さらには８方向への移動を検出することができる。
　実施の形態におけるセンサ構造体は、電極３１～３４の代わりに、中心２０Ｃを中心とする円形状を有する検出領域に配置された５つの扇形の電極を備えてもよい。この場合には検出領域２０Ｐは５つの行Ｙ１～Ｙ５と５つの列Ｘ１～Ｘ５よりなるマトリクス形状に２５個の区画に分割されることが好ましい。
　実施の形態におけるセンサ構造体は、電極３１～３４の代わりに、検出領域２０Ｐの中心２０Ｃ配された１つの電極と、その電極を中心にリング状配されてその電極を囲む４つの電極を備えてもよい。この場合には、検出領域２０Ｐは仮想的に５つの行Ｙ１～Ｙ５と５つの列Ｘ１～Ｘ５よりなるマトリクス形状に２５の区画Ａ１～Ａ２５に分割されることが好ましい。
　実施の形態におけるセンサ構造体は、電極３１～３４の代わりに、中心２０Ｃを中心とする円形状を有する検出領域２０Ｐに配置された８つの扇形の電極を備えてもよい。この場合では、検出領域２０Ｐは仮想的に７つの行と７つの列よりなるマトリクス形状に４９の区画に分割されることが好ましい。
　センサ構造体２０、７０の検出領域２０Ｐの外形は略円形状が好ましい。検出領域２０Ｐの外形は、それ以外に楕円であってもよく、その場合には電極の外形は楕円弧形状を有する。電極の形状は扇形以外であってもよい。
　検出領域２０Ｐを仮想的に分割して得られる区画のマトリクス形状の行の数と列の数はいずれも３以上の奇数である。検出領域２０Ｐの中心２０Ｃに区画の中心が位置する必要のない場合には、マトリクス形状の行の数と列の数を偶数にしてもよい。さらにマトリクス形状の行の数と列の数とが異なってもいてよい。
　センサ構造体２０、７０はカバー部材２４上に配置された操作部材を備えてもよい。実施の形態におけるセンサ構造体は、電極の容量値の変化を伴う限り、指以外の他の操作体で操作してもよい。
　センサ構造体２０、７０は液晶表示器などの表示素子の表示面に配置してもよい。
　上述のように、センサ構造体２０は複数の電極３１～３４を備える。複数の電極３１～３４は、３つ以上の複数の行Ｙ１～Ｙ５と３つ以上の複数の列Ｘ１～Ｘ５を有するマトリクス形状に分割された複数の区画Ａ１～Ａ２５よりなる検出領域２０Ｐに互いに重ならないように並べられている。複数の電極３１～３４のそれぞれは、複数の区画Ａ１～Ａ２５のうちの、複数の行Ｙ１～Ｙ５のうち複数の或る行Ｙ１～Ｙ５と複数の列Ｘ１～Ｘ５のうち複数の或る列との複数の或る区画に位置する。実施の形態におけるセンサ構造体２０では、電極３１は、複数の区画Ａ１～Ａ２５のうちの、複数の行Ｙ１～Ｙ５のうち複数の或る行Ｙ１～Ｙ３と複数の列Ｘ１～Ｘ５のうち複数の或る列Ｘ１～Ｘ５との複数の或る区画Ａ１～Ａ５、Ａ７～Ａ９、Ａ１３に位置する。電極３２は、複数の区画Ａ１～Ａ２５のうちの、複数の行Ｙ１～Ｙ５のうち複数の或る行Ｙ１～Ｙ５と複数の列Ｘ１～Ｘ５のうち複数の或る列Ｘ１～Ｘ３との複数の或る区画Ａ１、Ａ６、Ａ７、Ａ１１～Ａ１３、Ａ１６、Ａ１７、Ａ２１に位置する。電極３３は、複数の区画Ａ１～Ａ２５のうちの、複数の行Ｙ１～Ｙ５のうち複数の或る行Ｙ１～Ｙ５と複数の列Ｘ１～Ｘ５のうち複数の或る列Ｘ３～Ｘ５との複数の或る区画Ａ５、Ａ９、Ａ１０、Ａ１３～Ａ１５、Ａ１９、Ａ２０、Ａ２５に位置する。電極３４は、複数の区画Ａ１～Ａ２５のうちの、複数の行Ｙ１～Ｙ５のうち複数の或る行Ｙ３～Ｙ５と複数の列Ｘ１～Ｘ５のうち複数の或る列Ｘ１～Ｘ５との複数の或る区画Ａ１３、Ａ１７～Ａ１９、Ａ２１～Ａ２５に位置する。検出領域２０Ｐの複数の区画Ａ１～Ａ２５のそれぞれが操作された時に、複数の電極３１～３４は複数の区画Ａ１～Ａ２５のそれぞれに対応してかつ互いに異なる信号を出力する。
　また、センサ構造体２０を用いた検出方法では、検出領域２０Ｐの複数の区画Ａ１～Ａ２５のうちの１つの区画が操作されて、複数の電極３１～３４から位置情報信号を得る。得られた位置情報信号に基づき、複数の区画Ａ１～Ａ２５のうちの操作された１つの区画を特定する。
　実施の形態において、「上面」「上方」等の方向を示す用語は基板２２や電極３１～３４等のセンサ構造体２０の構成部材の相対的な位置関係によってのみ決まる相対的な方向を示し、鉛直方向等の絶対的な方向を示すものではない。
　本発明におけるセンサ構造体は、簡素な構成で操作位置を容易に検出でき、各種電子機器に有用である。
２０，７０　　センサ構造
２０Ｐ　　検出領域
３１～３４　　電極
６１～６３　　電極
５０　　制御部
Ａ１～Ａ２５　　区画

Claims (6)

  1. ３つ以上の複数の行と３つ以上の複数の列を有するマトリクス形状に分割された複数の区画よりなる検出領域に互いに重ならないように並べられた複数の電極を備え、
    前記複数の電極のそれぞれは、前記複数の区画のうちの、前記複数の行のうち複数の或る行と前記複数の列のうち複数の或る列との複数の或る区画に位置し、
    検出領域の複数の区画のそれぞれが操作された時に、前記複数の電極は前記複数の区画のそれぞれに対応してかつ互いに異なる信号を出力する、センサ構造体。
  2. 前記複数の電極を分ける直線は、前記複数の区画を分ける複数の直線の少なくとも１つに対して傾斜している、請求項１に記載のセンサ構造体。
  3. 前記複数の電極のうちの１つは、前記複数の区画のうちの互いに隣り合う区画のそれぞれの所定範囲を占める、請求項１または２に記載のセンサ構造体。
  4. 前記検出領域の外周は円弧形状を含む、請求項１に記載のセンサ構造体。
  5. 前記複数の行は奇数であり、前記複数の列の数は奇数である、請求項１に記載のセンサ構造体。
  6. ３つ以上の複数の行と３つ以上の複数の列を有するマトリクス形状に分割された複数の区画よりなる検出領域に互いに重ならないように並べられた複数の電極を備えたセンサ構造体を準備するステップと、
    前記検出領域の前記複数の区画のうちの１つの区画が操作されて、前記複数の電極から位置情報信号を得るステップと、
    前記得られた位置情報信号に基づき、前記複数の区画のうちの前記操作された１つの区画を特定するステップと、
    を含む、センサ構造体を用いた検出方法。
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