(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地したループ回路がセンサ電極を囲うように形成された静電誘導式タッチシートであって、
前記ループ回路に、ＲＦＩＤ通信用磁場を抑制する遮蔽電流が流れることを防止するフィルタが設けられていることを特徴とする静電誘導式タッチシート。
【請求項２】
前記フィルタが抵抗素子であることを特徴とする請求項１に記載の静電誘導式タッチシート。
【請求項３】
ＲＦＩＤアンテナと、
前記ＲＦＩＤアンテナに近接して設けられ、接地したループ回路がセンサ電極を囲うように形成されるとともに当該ループ回路に、ＲＦＩＤ通信用磁場を抑制する遮蔽電流が流れることを防止するフィルタが設けられた静電誘導式タッチシートと、
を備えることを特徴とするＲＦＩＤ装置。
【請求項４】
前記フィルタが抵抗素子であることを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤ装置。
【請求項５】
前記ＲＦＩＤアンテナおよび前記静電誘導式タッチシートを裏面側に配置したタッチパネルを備え、
前記ＲＦＩＤアンテナは、前記タッチパネルの表面にかざされた非接触ＩＣカードのリーダライタ用アンテナからなることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のＲＦＩＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電誘導式タッチシートおよびこれを備えたＲＦＩＤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）アンテナコイルを有するインターフェース機器にタッチスイッチシート（以降単にタッチシートという）を組み込む場合、抵抗膜式のタッチシートが広く使用されている。しかし、抵抗膜式の場合にはタッチシートをタッチパネルの表面側に配する必要があるため、１）外部に露出して、指が直接触れるために、耐久性・耐候性が劣る、２）タッチシートの通信線がタッチパネルの表面側に配されるために、この通信線を隠すための縁スペースをタッチ部の周囲に設ける必要が生じ、タッチパネル周りのデザインの制約を受ける、等の問題がある。
【０００３】
これに対し、静電誘導式のタッチシートを使用すれば、タッチシートをタッチパネルの裏面側に配しても指の接触を検知できるため、上記問題点を解消できる。
なお、静電誘導式のタッチシートをＲＦＩＤと組み合わせた技術の従来例としてはたとえば特許文献１、２に記載のものが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２９４８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、静電誘導式のタッチシートは、ＲＦＩＤアンテナコイルを有するインターフェースへの組み込みにはほとんど用いられていないのが実状である。なぜなら、静電誘導式のタッチシートの場合、接地用のループ回路がセンサ電極を囲うようにタッチシートの外周に配されたものが多く用いられているが、このループ回路とＲＦＩＤアンテナコイルとが近接してレイアウトされると、ＲＦＩＤアンテナコイルの磁界により前記ループ回路にはＲＦＩＤアンテナコイルの磁界を打ち消すような遮蔽電流が流れ、これがＲＦＩＤアンテナコイルからのデータ信号を含む磁束を阻害する要因となり得るからである。
【０００６】
なお、特許文献１の技術は、導体であるＲＦＩＤアンテナコイルがタッチ部の感知面積を減少させてしまうことを課題とした技術であり、接地回路の遮蔽電流の発生に関する記載は一切ない。一方、特許文献２は、タッチシート側からの影響によりＲＦＩＤアンテナコイルの通信感度が低下することを解決課題とした技術であり、ＲＦＩＤアンテナコイルの内側にタッチシートを配したうえで、ＲＦＩＤアンテナコイルを４５〜９０度の角度で傾斜させる構造が記載されている。しかしこの構造では、タッチシートの周りにＲＦＩＤアンテナコイルを配する構造のため、ＲＦＩＤアンテナコイルの大型化および機器の筐体のパネル面積の大型化を招き、ＲＦＩＤアンテナコイルを傾斜配置させることから筐体の奥行き寸法も厚くなる。特に液晶パネルとタッチシートとを積層させてパネル表示部全体をタッチ検知範囲とするような場合には、パネル表示部の周囲にＲＦＩＤアンテナコイルを配するための縁スペースが必要となり、機器の筐体形状の設計自由度が低下しやすい構造となる。
【０００７】
本発明は、このような問題を解消するために創作されたものであり、ＲＦＩＤアンテナとの位置関係およびそれによるＲＦＩＤ通信への影響を配慮することなく自由に組み付けることが可能な静電誘導式タッチシートおよびこの静電誘導式タッチシートを備えたＲＦＩＤ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の静電誘導式タッチシートは、接地したループ回路がセンサ電極を囲うように形成された静電誘導式タッチシートであって、前記ループ回路に、ＲＦＩＤ通信用磁場を抑制する遮蔽電流が流れることを防止するフィルタが設けられていることを特徴とする。
また、本発明のＲＦＩＤ装置は、ＲＦＩＤアンテナと、前記ＲＦＩＤアンテナに近接して設けられ、接地したループ回路がセンサ電極を囲うように形成されるとともに当該ループ回路に、ＲＦＩＤ通信用磁場を抑制する遮蔽電流が流れることを防止するフィルタが設けられた静電誘導式タッチシートと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の眼目は、静電誘導式タッチシートを単体で最も性能を発揮しやすい構成で配置し、一方でＲＦＩＤアンテナもそれ自体として最も性能を発揮しやすい構成で配置した場合でも、前者から後者への影響を低減して両者それぞれの機能を高レベルに維持することにある。
本発明の静電誘導式タッチシートおよびＲＦＩＤ装置によれば、ループ回路に、ＲＦＩＤ通信用磁場を抑制する遮蔽電流が流れることを防止するフィルタを設けることで、遮蔽電流によるＲＦＩＤ通信の影響を簡単な構成で低減できる。したがって、静電誘導式タッチシートを、ＲＦＩＤアンテナとの位置関係およびそれによるＲＦＩＤ通信への影響を配慮することなく自由に組み付けることができる。ＲＦＩＤ装置にあっては、機器の筐体形状の設計自由度を高めることができる。
【００１０】
また、本発明の静電誘導式タッチシートおよびＲＦＩＤ装置は、前記フィルタが抵抗素子であることを特徴とする。
【００１１】
フィルタとしては、インダクタなどを使ったローパスフィルタ等も考えられるが、周波数依存性のある素子や回路を使用すると波形ひずみが生じるおそれがある。これに対し、抵抗素子は周波数特性が安定しているため波形ひずみをもたらすおそれがなく、タッチの検知機能を損ねることがない。また、抵抗は安価かつ簡便な素子であるため、経済的なフィルタとなる。
【００１２】
また、本発明のＲＦＩＤ装置は、前記ＲＦＩＤアンテナおよび前記静電誘導式タッチシートを裏面側に配置したタッチパネルを備え、前記ＲＦＩＤアンテナは、前記タッチパネルの表面にかざされた非接触ＩＣカードのリーダライタ用アンテナからなることを特徴とする。
【００１３】
このＲＦＩＤ装置によれば、筐体形状の設計自由度の高いカードリーダライタを実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、静電誘導式タッチシートを、ＲＦＩＤアンテナとの位置関係およびそれによるＲＦＩＤ通信への影響を配慮することなく自由に組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用したカードリーダライタの分解斜視図である。
【図２】本発明を適用したカードリーダライタの平断面図である。
【図３】カードリーダライタを正面視したときのループ回路とＲＦＩＤアンテナの位置関係を示す説明図である。
【図４】カードリーダライタの構成ブロック図である。
【図５】本発明を適用した静電誘導式タッチシートの正面図である。
【図６】ＲＦＩＤアンテナの磁界によりループ回路に遮蔽電流が発生する様子を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ＲＦＩＤ装置を、非接触ＩＣカードの読み書きを行うカードリーダライタとした形態について説明する。図１に示すように、カードリーダライタ１は、前部筐体２および後部筐体３を筐体とし、その内部に、非接触ＩＣカードのリーダライタ用アンテナコイルであるＲＦＩＤアンテナコイル（以降単にＲＦＩＤアンテナという）４と、静電誘導式タッチシート５と、タッチシート制御基板６と、リーダライタ部７と、コントロール基板８とを備える。
【００１７】
前部筐体２はたとえばガラス製（飛散防止フィルム付きの強化ガラスなど）であり、その前面は、指で暗証番号等をタッチ入力するための数字や文字が付されてタッチパネルとして機能する。ガラス（特に強化ガラス）やアクリルなどは耐久性、耐候性に優れているため、正面のタッチパネルとしてこれらガラスやアクリルを用いることで耐久性、耐候性に優れたカードリーダライタ１となる。ＲＦＩＤアンテナ４は、略矩形状のフィルム基板であるアンテナシート９に薄膜に形成され、たとえば図６にも示すように数回程度周回した矩形ループとして形成されている。したがって、概ねこの矩形ループ内の範囲が非接触ＩＣカードの読み取り可能範囲となる。前部筐体２を正面視したときのＲＦＩＤアンテナ４の位置は図３に太破線で示す通りである。
【００１８】
図１において、静電誘導式タッチシート５は、略矩形状のフィルム基板からなり、前部筐体２に付された数字、文字に対応する複数のセンサ電極１０と、センサ電極１０を囲う接地用のループ回路１１とが形成されている。センサ電極１０、ループ回路１１は共に薄膜として形成される。センサ電極１０はたとえば格子状に配された多数の電極線からなり、指で触れた数字や文字を検出する。ループ回路１１は矩形ループ状に形成された閉ループ回路である。前部筐体２を正面視したときのループ回路１１の位置は図３に細破線で示す通りである。ループ回路１１はたとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）や銀ペーストなどで形成される。
【００１９】
図２に示すように、アンテナシート９および静電誘導式タッチシート５は互いに接着剤により重ねられて、タッチパネルを構成する前部筐体２の裏面に接着剤により貼付される。図２では前部筐体２の裏面に対してアンテナシート９、静電誘導式タッチシート５の順で貼付された態様を示しているが、静電誘導式タッチシート５、アンテナシート９の順で貼付しても差し支えない。アンテナシート９と静電誘導式タッチシート５との重ね合わせにより、本実施形態では、図３に示すように、ＲＦＩＤアンテナ４とループ回路１１の各上辺部同士、各下辺部同士が略重なるように配置される。
【００２０】
アンテナシート９（ＲＦＩＤアンテナ４）の引出し部は図２に示すように配線１２を介してリーダライタ部７に接続される。リーダライタ部７は配線１３を介してコントロール基板８に接続される。静電誘導式タッチシート５（センサ電極１０、ループ回路１１）の引出しは配線１４を介してタッチシート制御基板６に接続される。タッチシート制御基板６は配線１５を介してコントロール基板８に接続される。
【００２１】
図４はカードリーダライタ１の構成ブロック図である。アンテナシート９は非接触ＩＣカードに対して電磁誘導方式のＲＦＩＤ通信を行う。非接触ＩＣカードから送信されたＩＤデータが許可されたＩＤデータであった場合、必要に応じてコントロール基板８の制御によりコントロール基板８からリーダライタ部７に各種コマンドが送信される。リーダライタ部７は、そのコマンドに応じたデータを変調してアンテナシート９から非接触ＩＣカードに送信し、非接触ＩＣカードから受信したデータを復調してコントロール基板８に送信する。
【００２２】
タッチシート制御基板６は、静電誘導式タッチシート５に低電圧を印加し、センサ電極１０と接地回路であるループ回路１１との静電容量の変化を検知することにより、指で触れた数字や文字を特定する。この特定されたデータはコントロール基板８に送信される。
【００２３】
さて、アンテナシート９と静電誘導式タッチシート５との重ね合わせにより、ＲＦＩＤアンテナ４で囲まれた部分とループ回路１１で囲まれた部分とは互いに重なることとなる。このような配置構成では、図６に示すように、ＲＦＩＤアンテナ４で囲まれた部分に発生する磁界Ｈによって、ループ回路１１に遮蔽電流Ｉが生ずる。この遮蔽電流Ｉは、ＲＦＩＤ通信用磁場を抑制し、前記磁界Ｈを打ち消すような反作用磁束を発生して、ＲＦＩＤアンテナ４からのデータ信号を含む磁束を阻害する要因となる。
【００２４】
この問題に対し本発明の静電誘導式タッチシート５は、そのループ回路１１に、遮蔽電流Ｉが流れることを防止するフィルタとして抵抗素子１６が設けられる。ループ回路１１に抵抗素子１６を設けることで遮蔽電流Ｉが低下し、その分ＲＦＩＤ通信への影響を抑えることができる。図５ではループ回路１１の一対の引出し部にそれぞれ抵抗素子１６を入れた態様を示しているが、抵抗素子１６の配設位置や個数はこれに限定されない。
【００２５】
静電誘導式タッチシート５の機能において重要なことは、接地回路であるループ回路１１と各タッチポイントのセンサ電極１０との静電容量の変化である。そのため、ループ回路１１が抵抗素子１６の抵抗値を持ったとしても、その抵抗値がループ回路１１からタッチポイントのセンサ電極１０までの等価抵抗よりも十分に小さければ、タッチの検知機能が損なわれることはない。本発明者が行った試験の一例としては、抵抗素子１６を入れていない状態のループ回路１１自体の抵抗値と同程度の抵抗（複数の抵抗を入れた場合はその合計抵抗を指す）を入れて、遮蔽電流Ｉの抑制とタッチの検知機能確保の両立を図ることができた。
【００２６】
ループ回路１１の抵抗を上げる方法としては回路の配線幅を狭くすることが思い浮かぶが、この方法では製造上のばらつきや局所的な経年劣化の影響が出やすくなり、これら問題の配慮はループ回路１１本来のタッチ検知機能に関する設計自由度を低下させることとなる。これに対して、ループ回路１１に抵抗素子１６等のフィルタを設ける構成とすれば、ループ回路１１の配線幅を狭くするなどループ回路１１自体の抵抗値を上げる方法に比して、装置の信頼性、設計の自由度などを高めることができる。
【００２７】
抵抗素子１６以外のフィルタとしては、ＲＦＩＤアンテナ４が１３．５６ＭＨｚの周波数帯の通信を行うものである場合、１３．５６ＭＨｚの周波数帯を遮蔽してタッチ信号の周波数帯を通すローパスフィルタなどが挙げられる。しかし、これらローパスフィルタはインダクタ素子等の周波数依存性のある素子や回路から構成されることが多いため、波形ひずみの問題に留意しなければならない。これに対し、抵抗素子１６は他のフィルタに比べて周波数特性が安定しているため波形ひずみをもたらすおそれがなく、さらに最も安価かつ簡便な素子であるため、本発明に使用するフィルタとして好適である。
【００２８】
抵抗素子１６としては、たとえば表面実装用のメタルグレーズチップ抵抗器が挙げられるが、これに限定されず、炭素被膜抵抗などの薄膜抵抗でもよい。
【００２９】
以上のように本発明によれば、アンテナシート９と静電誘導式タッチシート５との積層或いは併設によりＲＦＩＤアンテナ４とループ回路１１とが近接して配置される場合であっても、ＲＦＩＤアンテナ４の通信機能と静電誘導式タッチシート５のタッチ検知機能の両立を図ることができる。
【００３０】
本発明によれば、前部筐体２のようなタッチパネルを備えたＲＦＩＤ装置においては、タッチパネルの裏面側にＲＦＩＤアンテナ４と静電誘導式タッチシート５とを近接させて配置できる。したがって、抵抗膜式タッチシートをタッチパネルの表面に配した構造の問題点、すなわち、外部に露出することによるタッチシートの耐久性・耐候性の問題や、タッチ部の周囲にタッチシートとの通信線を配する必要があるためにタッチ部周りにその配線を隠すための額スペースが必要になる問題が解消される。なお前者の問題について、本発明ではタッチシートの代わりにタッチパネルの表面が外部に露出することになるものの、タッチパネルを強化ガラスやアクリルなど耐久性、耐候性に優れた材質から構成することで、耐久性、耐候性に優れたカードリーダライタ１を実現できる。
【００３１】
また、本発明によれば、静電誘導式タッチシート５を、ＲＦＩＤアンテナ４との位置関係およびそれによるＲＦＩＤ通信への影響を配慮することなく自由に組み付けることができ、ひいては機器の筐体形状の設計自由度を高めることができる。特許文献２のようにタッチシートの周りにＲＦＩＤアンテナを配する必要もなくなり、前部筐体２の正面視方向から見てループ回路１１とＲＦＩＤアンテナ４とを重ねて配置することが可能となる。したがって、ＲＦＩＤアンテナ４の大型化および前部筐体２のタッチパネル面積の大型化を抑制でき、さらに、ＲＦＩＤアンテナを傾斜配置する必要もないため、前部筐体２、後部筐体３の奥行き寸法の大型化も抑制できる。
【００３２】
以上、本発明の好適な実施形態を説明した。説明した実施形態ではＲＦＩＤアンテナ４をシート状のものとしているが、ＲＦＩＤアンテナ４はシート状のものに限定されず、金属線をループ状に加工したものや、基板上にエッチングで形成したものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１      カードリーダライタ（ＲＦＩＤ装置）
２      前部筐体（タッチパネル）
４      ＲＦＩＤアンテナ
５      静電誘導式タッチシート
６      タッチシート制御基板
７      リーダライタ部
８      コントロール基板
９      アンテナシート
１０      センサ電極
１１      ループ回路
【図１】
0005806921.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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