(57)【要約】【課題】構造が簡易で安定した導通を得られるカード検出スイッチを備えたカードコネクタを提供する。【解決手段】タッチセンサ用基板２と、タッチセンサ用基板２に敷設されたタッチセンサ用電極３と、タッチセンサ用電極３の出力に基づき物体の近接を検出するタッチセンサ用制御手段５を備え、タッチセンサ用基板３の下方に通信用アンテナコイル２０２を配置可能なタッチセンサモジュール１００であって、タッチセンサ用電極３と通信用アンテナコイル２０２の間に配置された検出用コイルと前記検出用コイルに接続されタッチセンサ用制御手段５に検出信号を出力する検出回路７とからなるアンテナ出力検出手段６を備えた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチセンサ用基板と、
前記タッチセンサ用基板に敷設されたタッチセンサ用電極と、
前記タッチセンサ用電極の出力に基づき物体の近接を検出するタッチセンサ用制御手段と、を備え、
前記タッチセンサ用基板の下方に通信用アンテナコイルを配置可能なタッチセンサモジュールであって、
前記タッチセンサ用電極と前記通信用アンテナコイルの間に配置された検出用コイルと、前記検出用コイルに接続され前記タッチセンサ用制御手段に検出信号を出力する検出回路とからなるアンテナ出力検出手段を備えたことを特徴とするタッチセンサモジュール。
【請求項２】
前記タッチセンサ用電極と前記通信用アンテナコイルの間に配置された制御用コイルと、前記制御用コイルに接続され前記タッチセンサ用制御手段により制御される制御回路とからなるアンテナ出力制御手段を備え、
前記検出用コイルと前記制御用コイルは同一の兼用コイルからなり、前記検出回路と前記制御回路は前記兼用コイルの一端からそれぞれ分岐して接続されたことを特徴とする請求項１および２記載のタッチセンサモジュール。
【請求項３】
前記検出回路は、前記検出用コイルの一端に接続された半端整流回路および前記半端整流回路に接続された平滑化回路を含むことを特徴とする請求項１および２記載のタッチセンサモジュール。
【請求項４】
前記タッチセンサ用制御手段は、前記検出回路からの前記検出信号に基づき前記通信用アンテナが駆動していると判断したとき、前記タッチセンサ用電極の出力を基準出力として記憶するキャリブレーション処理を行なわないようにすることを特徴とする請求項１〜３記載のタッチセンサモジュール。
【請求項５】
タッチセンサ用基板と、
前記タッチセンサ用基板に敷設されたタッチセンサ用電極と、
前記タッチセンサ用電極の出力に基づき物体の近接を検出するタッチセンサ用制御手段と、を備え、
前記タッチセンサ用基板の下方に通信用アンテナコイルを配置可能なタッチセンサモジュールであって、
前記タッチセンサ用電極と前記通信用アンテナコイルの間に配置された制御用コイルと、前記制御用コイルに接続され前記タッチセンサ用制御手段により制御される制御回路とからなるアンテナ出力制御手段を備えたことを特徴とするタッチセンサモジュール。
【請求項６】
前記タッチセンサ用電極と前記通信用アンテナコイルの間に配置された検出用コイルと、前記検出用コイルに接続され前記タッチセンサ用制御手段に検出信号を出力する検出回路とからなるアンテナ出力検出手段を備え、
前記制御用コイルと前記検出用コイルは同一の兼用コイルからなり、前記制御回路と前記検出回路は前記兼用コイルの一端からそれぞれ分岐して接続されたことを特徴とする請求項５記載のタッチセンサモジュール。
【請求項７】
前記制御回路は、前記制御用コイルの一端と他端が抵抗を介して接続された状態と接続されていない状態を切換可能なスイッチ回路を含むことを特徴とする請求項５および６記載のタッチセンサモジュール。
【請求項８】
前記タッチセンサ用制御手段は、物体の近接を検出したとき、前記制御用コイルに電流が流れるように前記制御回路を制御することを特徴とする請求項５〜７記載のタッチセンサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信用アンテナを併設可能なタッチセンサモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、タッチセンサ用基板にアンテナを一体に形成したアンテナ付きタッチパッドが開示されている。このような構成において、例えば、アンテナの駆動状況を直接的に検出し、アンテナの駆動状況に応じてタッチセンサの制御（例えばキャリブレーションの実行または禁止）を行なうことが考えられる。また、このような構成において、例えば、アンテナの駆動を直接的に制御し、アンテナが発生する磁界を弱くしてタッチセンサによる検出に悪影響を及ぼさないようにすることが考えられる。
【０００３】
特許文献１では、タッチセンサ用基板にアンテナを一体に形成しているが、これとは異なり、タッチセンサ用基板とは別のアンテナ用基板を有するアンテナモジュールを用意し、アンテナモジュールをタッチセンサモジュールの下側に取り付けるという構成が考えられる。このような構成において、アンテナの駆動状況の検出およびアンテナの駆動の制御を直接的に行うために、コネクタやケーブル等を介してタッチセンサモジュールとアンテナモジュールを電気的に接続することが考えられる。しかし、部品点数が増えて構造が複雑化するという問題があった。また、アンテナの特性が悪化する恐れがあるという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５３９５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、タッチセンサモジュールとアンテナモジュールを電気的に接続しなくても通信用アンテナコイルの駆動状況を検出することができるタッチセンサモジュールを提供することを目的とする。
また、本発明は、タッチセンサモジュールとアンテナモジュールを電気的に接続しなくても通信用アンテナコイルからタッチセンサ用電極に届く磁界を弱くすることができるタッチセンサモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のタッチセンサモジュールにおいては、タッチセンサ用基板と、前記タッチセンサ用基板に敷設されたタッチセンサ用電極と、前記タッチセンサ用電極の出力に基づき物体の近接を検出するタッチセンサ用制御手段と、を備え、前記タッチセンサ用基板の下方に通信用アンテナコイルを配置可能であって、前記タッチセンサ用電極と前記通信用アンテナコイルの間に配置された検出用コイルと前記検出用コイルに接続され前記タッチセンサ用制御手段に検出信号を出力する検出回路とからなるアンテナ出力検出手段を備えた、という特徴を有する。
【０００７】
請求項２に記載のタッチセンサモジュールにおいては、前記タッチセンサ用電極と前記通信用アンテナコイルの間に配置された制御用コイルと前記制御用コイルに接続され前記タッチセンサ用制御手段により制御される制御回路とからなるアンテナ出力制御手段を備え、前記検出用コイルと前記制御用コイルは同一の兼用コイルからなり、前記検出回路と前記制御回路は前記兼用コイルの一端からそれぞれ分岐して接続された、という特徴を有する。
【０００８】
請求項３に記載のタッチセンサモジュールにおいては、前記検出回路は、前記検出用コイルの一端に接続された半端整流回路および前記半端整流回路に接続された平滑化回路を含む、という特徴を有する。
【０００９】
請求項４に記載のタッチセンサモジュールにおいては、前記タッチセンサ用制御手段は、前記検出回路からの前記検出信号に基づき前記通信用アンテナが駆動していると判断したとき、前記タッチセンサ用電極の出力を基準出力として記憶するキャリブレーション処理を行なわないようにする、という特徴を有する。
【００１０】
請求項５に記載のタッチセンサモジュールにおいては、タッチセンサ用基板と、前記タッチセンサ用基板に敷設されたタッチセンサ用電極と、前記タッチセンサ用電極の出力に基づき物体の近接を検出するタッチセンサ用制御手段と、を備え、前記タッチセンサ用基板の下方に通信用アンテナコイルを配置可能であって、前記タッチセンサ用電極と前記通信用アンテナコイルの間に配置された制御用コイルと前記制御用コイルに接続され前記タッチセンサ用制御手段により制御される制御回路とからなるアンテナ出力制御手段を備えた、という特徴を有する。
【００１１】
請求項６に記載のタッチセンサモジュールにおいては、前記タッチセンサ用電極と前記通信用アンテナコイルの間に配置された検出用コイルと前記検出用コイルに接続され前記タッチセンサ用制御手段に検出信号を出力する検出回路とからなるアンテナ出力検出手段を備え、前記制御用コイルと前記検出用コイルは同一の兼用コイルからなり、前記制御回路と前記検出回路は前記兼用コイルの一端からそれぞれ分岐して接続された、という特徴を有する。
【００１２】
請求項７に記載のタッチセンサモジュールにおいては、前記制御回路は、前記制御用コイルの一端と他端が接続された状態と接続されていない状態を切換可能なスイッチ回路を含む、という特徴を有する。
【００１３】
請求項８に記載のタッチセンサモジュールにおいては、前記タッチセンサ用制御手段は、物体の近接を検出したとき、前記制御用コイルに電流が流れるように前記制御回路を制御する、という特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、通信用アンテナコイルが発生する磁界を検出用コイルが検出することで通信用アンテナコイルの駆動状況を検出することができる。そのため、タッチセンサモジュールとアンテナモジュールを電気的に接続しなくても通信用アンテナコイルの駆動状況を検出することができる、という効果を奏する。
【００１５】
請求項２の発明によれば、検出用コイルと制御用コイルを兼用したので、構造を簡素化することができる、という効果を奏する。
【００１６】
請求項３の発明によれば、検出回路からは直流電圧信号が出力されるので、タッチセンサ用制御手段に特別な信号処理回路を設けることなく通信用アンテナコイルの駆動状況を検出することができる、という効果を奏する。
【００１７】
請求項４の発明によれば、通信用アンテナが駆動してタッチセンサ用電極からノイズ成分が多く出力されるときにはキャリブレーション処理が行なわれない。そのため、不適切なキャリブレーション処理を防止することができる、という効果を奏する。
【００１８】
請求項５の発明によれば、通信用アンテナコイルが発生する磁界を制御用コイルが減衰させる。そのため、タッチセンサモジュールとアンテナモジュールを電気的に接続しなくても通信用アンテナコイルからタッチセンサ用電極に届く磁界を弱くすることができる、という効果を奏する。
【００１９】
請求項６の発明によれば、制御用コイルと検出用コイルを兼用したので、構造を簡素化することができる、という効果を奏する。
【００２０】
請求項７の発明によれば、制御用コイルに電流が流れる状態と流れない状態の切換制御を行うことができ、通信用アンテナコイルによる給電と通信を支障なく行なえる状態と通信用アンテナコイルからタッチセンサ用電極に届く磁界が弱くなりタッチセンサ用電極による物体の検出を支障なく行なえる状態の切換制御を容易に行うことができる、という効果を奏する。
【００２１】
請求項８の発明によれば、物体検出時のノイズが少なくなり、高精度な物体検出を行なうことができる。
【００２２】
以上より、本発明によれば、タッチセンサモジュールとアンテナモジュールを電気的に接続しなくても通信用アンテナコイルの駆動状況を検出することができる。また、タッチセンサモジュールとアンテナモジュールを電気的に接続しなくても通信用アンテナコイルからタッチセンサ用電極に届く磁界を弱くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】タッチセンサモジュール１００にアンテナモジュール２００を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図２】タッチセンサモジュール１００およびアンテナモジュール２００の分解斜視図であって上側から見た図ある。
【図３】タッチセンサモジュール１００およびアンテナモジュール２００の分解斜視図であって下側から見た図ある。
【図４】タッチセンサモジュール１００およびアンテナモジュール２００のシステム構成を示す図である。
【図５】タッチセンサモジュール１００における検出回路７および制御回路９の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、タッチセンサモジュール１００にアンテナモジュール２００を取り付けた状態を示す斜視図である。タッチセンサモジュール１００およびアンテナモジュール２００は、例えばノートＰＣのキーボードの手前のスペースに設置されるものである。
【００２５】
図２は、タッチセンサモジュール１００およびアンテナモジュール２００の分解斜視図であって上側から見た図ある。タッチセンサモジュール１００は、タッチセンサ用基板２の上側に操作パネル１を貼付して構成される。タッチセンサ用基板２の上面にはタッチセンサ用電極３が敷設されている。タッチセンサ用電極３は、操作パネル１上に近接する指等による静電容量の変化を検出する。アンテナモジュール２００は、アンテナ用基板２０１の上面に通信用アンテナコイル２０２を敷設して構成される。アンテナ用基板２０１の上面には両面テープ２０３が貼り付けられ、両面テープ２０３を介してアンテナ用基板２０１がタッチセンサ用基板２の下面に貼り付けられる。両面テープ２０３は厚みを有しており、タッチセンサ用基板２とアンテナ用基板２０１の間に空間を設けて両者を貼り付けるようになっている。
【００２６】
図３は、タッチセンサモジュール１００およびアンテナモジュール２００の分解斜視図であって下側から見た図ある。タッチセンサ用基板２の下面には兼用コイル４が敷設されている。この兼用コイル４は、検出用コイルでもあり、制御用コイルでもある。兼用コイル４は、通信用アンテナコイル２０２とほぼ同形状に形成され、タッチセンサ用電極３と通信用アンテナコイル２０２の間であって通信用アンテナコイル２０２に重なる位置に配置される。兼用コイル４と通信用アンテナコイル２０２の形状および位置関係をこのようにすることによって兼用コイル４は通信用アンテナコイル２０２の発生した磁界を検出することができるとともに、通信用アンテナコイル２０２の発生した磁界を減衰させることができる。ただし、兼用コイル４と通信用アンテナコイル２０２の形状および位置関係は、磁界の検出と減衰ができれば、これに限定されるものでなく、例えば兼用コイル４を通信用アンテナコイル２０２よりも大型に形成してもよい。
タッチセンサ用基板２の下面にはタッチセンサ用ＩＣ１０が実装されている。タッチセンサ用ＩＣ１０は、後述するタッチセンサ用制御手段５の一部を構成するものである。
【００２７】
図４は、タッチセンサモジュール１００およびアンテナモジュール２００のシステム構成を示す図である。タッチセンサ用電極３は、横方向に延設される電極群と縦方向に延設される電極群が交差されてなるマトリクス電極からなり、それぞれの電極は配線パターンを介してタッチセンサ用制御手段５に接続されている。タッチセンサ用制御手段５は、タッチセンサ用電極３の出力に基づき操作パネル１上への指等の物体の近接を検出し、近接位置を算出する。
【００２８】
アンテナモジュール２００は、通信用アンテナコイル２０２と、通信用アンテナコイル２０２を駆動するアンテナ駆動回路２０４と、アンテナ駆動回路２０４の制御を行うアンテナ用制御手段２０５から構成される。通信用アンテナコイル２０２は、例えばスマートカード等への給電と通信を行なうものである。なお、タッチセンサモジュール１００とアンテナモジュール２００とは電気的に接続されていないものとなっている。
【００２９】
アンテナ出力検出手段６は、兼用コイル４と、兼用コイル４の一端に接続された検出回路７から構成される。通信用アンテナコイル２０２が磁界を発生したときには兼用コイル４には誘導電流が流れる。そのため、兼用コイル４は検出コイルとして機能する。検出回路７は兼用コイル４の出力を半波整流後に平滑化して直流電圧信号を生成しタッチセンサ用制御手段５に出力する。
【００３０】
アンテナ出力制御手段８は、兼用コイル４と、兼用コイル４の一端に接続された制御回路９から構成される。通信用アンテナコイル２０２が磁界を発生したときには兼用コイル４には誘導電流が流れる。そのため、兼用コイル４は、制御用コイルとしても機能し、通信用アンテナコイル２０２の発生する磁界を減衰させることができる。制御回路９は検出回路７に対して並列に接続されている。制御回路９は、スイッチ回路からなり、タッチセンサ用制御手段５からの制御信号により、兼用コイル４に電流が流れる状態と流れない状態を切り換えることができる。兼用コイル４に電流が流れない状態では、通信用アンテナコイル２０２の発生する磁界は減衰されず、通信対象機器への給電および通信を支障なく行なうことができる。
【００３１】
本実施例によれば、通信用アンテナコイル２０２が発生する磁界を兼用コイル４（検出用コイル）が検出することで通信用アンテナコイル２０２の駆動状況を検出することができる。そのため、タッチセンサモジュール１００とアンテナモジュール２００を電気的に接続しなくても通信用アンテナコイル２０２の駆動状況を検出することができる。
【００３２】
また、本実施例によれば、検出用コイルと制御用コイルを兼用したので、構造を簡素化することができる。
【００３３】
また、本実施例によれば、通信用アンテナコイル２０２が発生する磁界を制御用コイルが減衰させる。そのため、タッチセンサモジュール１００とアンテナモジュール２００を電気的に接続しなくても通信用アンテナコイル２０２からタッチセンサ用電極３に届く磁界を弱くすることができる。
【００３４】
図５は、タッチセンサモジュール１００における検出回路７および制御回路９の具体例を示す図である。検出回路７は、兼用コイル４の一端に接続されたダイオードＤ１を備えており、これが半波整流回路を構成している。また、検出回路７は、ダイオードＤ１に接続された抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１に直列接続された抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の間から分岐して接続され接地されるコンデンサＣ１と、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の間から分岐して接続され接地される抵抗Ｒ３を備えており、平滑化回路を構成している。これにより、タッチセンサ用制御手段５に対して直流電圧信号が出力される。なお、兼用コイルの他端は、接地されている。また、検出回路７は、抵抗Ｒ２とタッチセンサ用制御手段５の間から分岐して接続され電源電圧Ｖに接続されるダイオードＤ２を備えており、タッチセンサ用制御手段５に過電圧が印加されることを防止している。このように、検出回路７は、検出用コイルの一端に接続された半端整流回路および半端整流回路に接続された平滑化回路を含んでいる。
【００３５】
本実施例によれば、検出回路７からは直流電圧信号が出力されるので、タッチセンサ用制御手段５に特別な信号処理回路を設けることなく通信用アンテナコイル２０２の駆動状況を検出することができる。
【００３６】
制御回路９は、兼用コイル４の一端に接続された抵抗Ｒ４と、抵抗Ｒ４から分岐してそれぞれ接続されたダイオードＤ３およびＤ４と、ダイオードＤ３およびＤ４に対して並列に接続されたダイオードＤ５およびＤ６を備えており、ダイオードＤ５とＤ６の間が接地されている。また、制御回路９は、ダイオードＤ４とＤ６の間にコレクタが接続されダイオードＤ３とＤ５の間にエミッタが接続されるＮＰＮトランジスタＴ１と、タッチセンサ用制御手段５の制御信号を分圧してＮＰＮトランジスタＴ１のベースに印加するための抵抗Ｒ５およびＲ６を備えている。タッチセンサ用制御手段５からＮＰＮトランジスタＴ１のベースに電圧が印加されていないときは、方向Ａの電流はダイオードＤ３、Ｄ６およびＮＰＮトランジスタＴ１に阻止されて流れず、方向Ｂの電流は、ダイオードＤ５、Ｄ４およびＮＰＮトランジスタＴ１に阻止されて流れない。タッチセンサ用制御手段５からＮＰＮトランジスタＴ１のベースに電圧が印加されているときは、方向Ａの電流はダイオードＤ４、ＮＰＮトランジスタＴ１、ダイオードＤ５、を介して流れ、方向Ｂの電流は、ダイオードＤ６、ＮＰＮトランジスタＴ１、ダイオードＤ３を介して流れる。このように、制御回路９は、制御用コイルの一端と他端が接続された状態と接続されていない状態を切換可能なスイッチ回路として機能している。
【００３７】
本実施例によれば、制御用コイルに電流が流れる状態と流れない状態の切換制御を行うことができ、通信用アンテナコイルによる給電と通信を支障なく行なえる状態と通信用アンテナコイルからタッチセンサ用電極に届く磁界が弱くなりタッチセンサ用電極による物体の検出を支障なく行なえる状態の切換制御を容易に行うことができる、という効果を奏する。
【００３８】
次に、タッチセンサ用制御手段５の動作の一例を説明する。タッチセンサ用制御手段５は、検出回路７からの検出信号に基づき通信用アンテナが駆動していると判断したときは、例えば、タッチセンサ用電極３の出力を基準出力として記憶するキャリブレーション処理を行なわないようにする、という動作を行なう。このようにすれば、通信用アンテナコイル２０２が駆動してタッチセンサ用電極３からノイズ成分が多く出力されるときにはキャリブレーション処理が行なわれないので、不適切なキャリブレーション処理を防止することができる。
【００３９】
また、タッチセンサ用制御手段５は、物体の近接を検出したときは、兼用コイル４（制御用コイル）に電流が流れるように制御回路９を制御する、という動作を行う。このようにすれば、物体検出時のノイズが少なくなり、高精度な物体検出や位置算出を行なうことができる。
【００４０】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない範囲で変形して実施可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４１】
１      操作パネル
２      タッチセンサ用基板
３      タッチセンサ用電極
４      兼用コイル（検出用コイル、制御用コイル）
５      タッチセンサ用制御手段
６      アンテナ出力検出手段
７      検出回路
８      アンテナ出力制御手段
９      制御回路
１０    タッチセンサ用ＩＣ
１００  タッチセンサモジュール
２００  アンテナモジュール
２０１  アンテナ用基板
２０２  通信用アンテナコイル
２０３  両面テープ
２０４  アンテナ駆動回路
２０５  アンテナ用制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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