(57)【要約】【課題】  センシング領域以外からの影響を受け難くすることにより、座標の検出精度を高めた静電容量式の検出装置を提供する。【解決手段】  センシング領域Ａから引回し領域Ｂｘ、Ｂｙを介して切換え手段２１Ｘ，２１Ｙまで延びる延長線Ｘａ，Ｙａに静電防護手段として例えばシールド部材を設けたことから、前記引回し領域Ｂｘ、Ｂｙに指などの被検出体が接触しても被検出体の移動に対する静電容量の変化量を小さく抑えることができる。よって、検出されるデータＤに与える影響を小さくでき、座標の検出精度を高めた静電容量式の検出装置を提供することが可能となる。【選択図】  図１
2005337773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出体が接触しまたは接近したことを検出するセンシング領域と、前記センシング領域に配線された複数のセンサ電極と、個々のセンサ電極と前記センシング領域の外部に設けられた外部回路との間を接続する引き回し用の延長線と、前記センシング領域の近傍に設けられるとともに前記延長線が密集配置された引回し領域と、を備えた静電容量式の検出装置において、
前記被検出体が前記引回し領域に接触しまたは接近したときに、前記被検出体と延長線との間に形成される静電容量の変化を抑える静電防護手段が前記引回し領域に設けられていることを特徴とする静電容量式の検出装置。
【請求項２】
前記静電防護手段は、前記延長線が設けられた引回し領域を覆うシールド部材で形成されている請求項１記載の静電容量式の検出装置。
【請求項３】
前記シールド部材が接地されている請求項２記載の静電容量式の検出装置。
【請求項４】
前記センシング領域と前記引回し領域とがカバーシートで一体に覆われており、前記静電防護手段が、前記センシング領域における前記カバーシートの板厚寸法を前記引回し領域における前記カバーシートの板厚寸法よりも厚く形成したことによるものである請求項１記載の静電容量式の検出装置。
【請求項５】
前記センシング領域に設けられた前カバーシートと、前記引回し領域に設けられた前カバーシートとの間に段差が形成されており、前記段差は前記カバーシートの表面と裏面の少なくとも一方に形成されている請求項４記載の静電容量式の検出装置。
【請求項６】
前記センサ電極は、Ｘ方向に延びるとともにＹ方向に所定の間隔で配置された複数のＸ電極と、Ｙ方向に延びるとともにＸ方向に所定の間隔で配置された複数のＹ電極とが、互いに直交しながらマトリックス状に対向対置されたものである請求項１ないし５のいずれか記載の静電容量式の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルやグライドポイントに使用される静電容量式の検出装置に係わり、特にセンシング領域以外からの影響を受け難くして検出精度を高めるようにした静電容量式の検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願発明である静電容量式の検出装置に関連する先行技術としては、例えば以下の特許文献１に示すようなパッド型のポインティングデバイスが存在する。
【０００３】
特許文献１では、フィルム基板１０の下面にＸ方向に延びるとともにＹ方向に所定の間隔で配置された複数のＸ電極ｘ１，ｘ２，…，ｘ１５，ｘ１６からなるはＸ電極層２０Ｘが設けられ、このＸ電極層２０Ｘの表面（下面）に絶縁膜１２が形成され、さらに前記絶縁膜１２の表面（下面）にＹ方向に延びるとともにＸ方向に所定の間隔で配置された複数のＹ電極ｙ１，ｙ２，…，ｙ１５，ｙ１６からなるＹ電極層２０Ｙが形成されている。すなわち、前記Ｘ電極層２０ＸとＹ電極層２０Ｙとが絶縁膜１２を介して互いに直交するマトリック状に対向配置された状態でフィルム基板１０の下面に設けられている。
【０００４】
前記Ｙ電極ｙ１，ｙ２，…，ｙ１５，ｙ１６およびＸ電極ｘ１，ｘ２，…，ｘ１５，ｘ１６は前記絶縁膜１２の縁部に設けられたスルーホール、接点および電極などを介して引き出されており、最終的にはフィルム基板１０の延長部１１の端部Ｄsに集められ、そこから制御基板回路４の導電部５に接続されている。
【特許文献１】特開２００３−９９１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記静電容量式の検出装置は、指などの被検出体を前記Ｘ電極層およびＹ電極層に接近させたときに、前記被検出体と各Ｘ電極の間、および前記被検出体と各Ｙ電極との間に形成される静電容量の変化を検出することにより、前記被検出体のＸ、Ｙ方向の位置を検知するものである。
【０００６】
したがって、Ｘ、Ｙ方向の検出精度を高めるためには、前記被検出体が各Ｘ、Ｙ電極以外の電極に接近にしたとき、それら電極と被検出体との間に静電容量が形成されないこと、あるいは例え前記静電容量が形成されたとしもその変化量が小さいことが必要である。
【０００７】
しかし、上記従来の静電容量式の検出装置では、前記Ｙ電極ｙ１，ｙ２，…，ｙ１５，ｙ１６およびＸ電極ｘ１，ｘ２，…，ｘ１５，ｘ１６の端部から引き出され、スルーホールまで延びる引き出し線が、前記Ｙ電極やＸ電極に隣接して配置される構成であるため、前記引き出し線と被検出体との間に静電容量が形成されやすく、しかもその変化量が小さくすることができないため、被検出体のＸ，Ｙ方向の位置検出の精度を高め難いという問題があった。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、センシング領域の近傍に引き出し用の延長線などを設けた場合であっても、前記センシング領域以外からの影響を受け難くすることにより、被検出体の座標検出の精度を高めた静電容量式の検出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、被検出体が接触しまたは接近したことを検出するセンシング領域と、前記センシング領域に配線された複数のセンサ電極と、個々のセンサ電極と前記センシング領域の外部に設けられた外部回路との間を接続する引き回し用の延長線と、前記センシング領域の近傍に設けられるとともに前記延長線が密集配置された引回し領域と、を備えた静電容量式の検出装置において、
前記被検出体が前記引回し領域に接触しまたは接近したときに、前記被検出体と延長線との間に形成される静電容量の変化を抑える静電防護手段が前記引回し領域に設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、
上記において、前記静電防護手段は、前記延長線が設けられた引回し領域を覆うシールド部材で形成されているものが好ましく、より好ましくは前記シールド部材が接地されているものである。
【００１１】
また前記センシング領域と前記引回し領域とがカバーシートで一体に覆われており、前記静電防護手段が、前記センシング領域における前記カバーシートの板厚寸法を前記引回し領域における前記カバーシートの板厚寸法よりも厚く形成したことによるものとことができる。
【００１２】
上記においては、前記センシング領域に設けられた前カバーシートと、前記引回し領域に設けられた前カバーシートとの間に段差が形成されており、前記段差は前記カバーシートの表面と裏面の少なくとも一方に形成されているものとすることができる。
【００１３】
なお、前記センサ電極は、Ｘ方向に延びるとともにＹ方向に所定の間隔で配置された複数のＸ電極と、Ｙ方向に延びるとともにＸ方向に所定の間隔で配置された複数のＹ電極とが、互いに直交しながらマトリックス状に対向対置されたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の静電容量式の検出装置では、引回し領域をシールドし、またはカバーシートのうち引回し領域部分の板厚寸法を厚く形成するようにしたことから、被検出体と引回し領域内に配線される延長線との間の静電結合を遮断し、その間で静電容量が形成され難くすることができる。
【００１５】
あるいは、たとえ静電容量が形成されたとしても、被検出体の移動に対する変化量を小さく抑えることができるため、検出精度に与える影響を小さくできる。
【００１６】
すなわち、静電容量式の検出装置としての位置検出精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明の実施の形態を示す静電容量式の検出装置を示す概略構成図、図２は本発明の第１の実施の形態として、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図、図３は本発明の第２の実施の形態として図２同様の断面図、図４は本発明の第３の実施の形態として図２同様の断面図である。
【００１８】
図１に示すように、この静電容量式の検出装置１０はＹ方向に延びるとともにＸ方向に所定の間隔で配置された複数のＸ電極（センサ電極）ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎと、同じくＸ方向に延びるとともにＹ方向に所定の間隔で配置された複数のＹ電極（センサ電極）ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎとを有している。
【００１９】
図２に示すように、前記複数のＸ電極ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎは誘電シート１１の一方の面（表面）に設けられており、前記複数のＹ電極ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎは前記誘電シート１１の他方の面（裏面）に設けられている。すなわち、前記複数のＸ電極ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎと前記複数のＹ電極ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎとは前記誘電シート１１を介して互いに直交するマトリックス状に対向対置されている。このため、前記Ｘ電極ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎと前記複数のＹ電極ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎとの間には静電容量Ｃが形成される。
【００２０】
前記誘電シート１１の一方の面の上には、前記複数のＸ電極ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎを覆う絶縁膜１２が形成され、同様に前記誘電シート１１の他方の面の下には、前記複数のＹ電極ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎを覆う絶縁膜１３が形成されている。そして、前記絶縁膜１２の上層にはカバーシート１５が固定されており、前記絶縁膜１３の下層には基板１４が固定されている。前記前記絶縁膜１２とカバーシート１５との間の固定、および前記絶縁膜１３と基板１４との固定は接着剤などを用いて行われるが、前記絶縁膜１２，１３自体が接着剤であってもよい。
【００２１】
前記カバーシート１５は、例えばポリエステル樹脂などで形成されている、その表面（Ｚ１側の面）が指などの被検出体が接触し且つ摺動する操作面１５ａである。前記複数のＸ電極ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎと前記複数のＹ電極ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎとは前記操作面１５ａの下面側の位置にマトリックス状に配置されており、図１に示すようにカバーシート１５が設けられた部分が静電容量式の検出装置のセンシング領域Ａとされている。
【００２２】
図１に示すように前記複数のＸ電極ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎの端部は、センシング領域Ａから図示Ｙ２側の外部にそれぞれ延長線Ｘａとして引き出されている。前記延長線Ｘａは、前記センシング領域Ａに隣接して設けられた引回し領域Ｂｘ内に密集配置されており、前記引回し領域Ｂｘを介してマルチプレクサなどで構成される切換え手段２１Ｘに接続されている。
【００２３】
同様に、前記複数のＹ電極ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎの端部は、センシング領域Ａから図示Ｘ２側の外部にそれぞれ延長線Ｙａとして引き出されており、引回し領域Ｂｙを介して切換え手段２１Ｙに接続されている。
【００２４】
前記一方の切換え手段２１Ｙには発振手段２３に接続されており、この発振手段２３から前記Ｙ電極ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎに対し、所定の電圧を選択的に印加することができるようになっている。また前記他方の切換え手段２１Ｘには増幅手段２４が接続され、その出力がＡ／Ｄ変換手段２５を介して制御手段２６に接続されている。
【００２５】
前記制御手段２６はＣＰＵを主体として構成されており、前記Ａ／Ｄ変換手段２５からデータを取得するだけでなく、例えば前記切換え手段２１Ｘ，２１Ｙの切り換えのタイミングを設定することができるようになっている。
【００２６】
前記増幅手段２４は切換え手段２１Ｘに現れる電圧を所定の利得で増幅する機能を有し、またＡ／Ｄ変換手段２５は増幅後の電圧（アナログ値）を所定のサンプリング周期でディジタル値に変換する機能を有している。なお、前記増幅手段２４とＡ／Ｄ変換手段２５との間に不要なノイズを除去するフィルタ手段を設けた構成であってもよい。
【００２７】
上記静電容量式の検出装置の動作について説明する。
制御手段２６は切換え手段２１Ｙと切換え手段２１Ｘとを動作させ、切換え手段２１ＹのスイッチＳＷ１をオンさせてから切換え手段２１Ｘ側のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎを順次オンさせる。
【００２８】
発振手段２３から前記Ｙ電極ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎに所定の電圧が入力されると、各Ｙ電極ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎとこれに対向してマトリックス状に配置された各Ｘ電極ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎとの間に誘電束が発生して静電容量Ｃがそれぞれ形成されるため、個々の静電容量Ｃを介して前記Ｘ電極ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎに電圧が印加される。
【００２９】
ここで、指などの被検出体を前記カバーシート１５の操作面１５ａ上の任意の位置に接触または接近させると、前記誘電束の一部が被検出体に引き抜かれ、被検出体の近傍に位置する前記静電容量が減少させられる。このため、前記静電容量Ｃの一部が変化するため、その変化量に応じた電圧が前記Ｘ電極ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎから検出される。このとき検出される電圧値は、前記被検出体からの距離が近いほど高い電圧値が検出され、距離が遠い電極ほど低い電圧値として検出される。
【００３０】
各Ｘ電極ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎから出力された電圧は、増幅手段２４を経てＡ／Ｄ変換手段２５に入力され、前記Ａ／Ｄ変換手段２５でデジタルデータＤに変換された後、前記データが制御手段２６に送られる。そして、前記制御手段２６は前記データＤから、被検出体のＹ電極ｙ１上におけるＸ方向の位置を決定する。
【００３１】
そして、前記制御手段２６は前記切換え手段２１ＹのスイッチＳＷ２からＳＷｎまでを順次オンさせ、上記同様切換え手段２１Ｙの各スイッチＳＷごとに前記切換え手段２１Ｘ側のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎを順次オンさせることにより、前記Ｙ電極ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎと前記Ｘ電極ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎの各交点におけるデータＤを取得する。そして、制御手段２６は、これらのデータＤから前記被検出体の座標位置（座標データ）の決定を行っている。
【００３２】
ここで前記図２の第１の実施の形態に示す検出装置では、前記センシング領域Ａに隣接する引回し領域Ｂｙに、静電防護手段としてのシールド部材３１が設けられている。前記シールド部材３１は磁性材料からなる金属板で形成されており、前記延長線Ｙａを覆うように前記引回し領域Ｂｙの表面に固定されている。
【００３３】
前記シールド部材３１は、少なくとも前記被検出体が接近しやすい前記センシング領域Ａの近傍を覆った構成が好ましく、より好ましくは前記Ｙ電極ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎの端部である延長線Ｙａが、センシング領域Ａから外れた位置から前記切換え手段２１Ｙに接続されるまでの間の全長を覆うようにしたものである。なお、さらに優れた効果を期待することができる点では、前記シールド部材３１を接地しおくことが好ましい。
【００３４】
このように、シールド部材３１により延長部Ｙａを覆うことにより、被検出体が引回し領域に接近したときに、前記被検出体と引回し領域Ｂｙに配線されている前記延長線Ｙａとの間に誘電束が発生することがなく、両者の間に静電容量が形成されるのを防止できる。また、例え前記被検出体と各延長線Ｙａとの間に静電容量が形成されることがあるとしても、少なくとも前記被検出体の動きに対する静電容量の変化量を低く抑えることができる。
【００３５】
このため、センシング領域Ａで検出された座標データ、すなわちＸ電極ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎとＹ電極ｙ１，ｙ１，・・・，ｙｎとによって検出された座標データに、引回し領域Ｂｙで発生した電圧が混在するようなことがなく、また混在してもその値を微小とすることができるため、座標データの検出精度を高めることが可能である。
【００３６】
次に、第２の実施の形態について図３を参照しつつ説明する。
図３に示す静電容量式の検出手段１０の構成は、上記第１の実施の構成とほぼ同様である。ただし、前記引回し領域Ｂｙに設けられる静電防護手段がシールド部材３１とは異なっている。
【００３７】
第２の実施の形態に示すものでは、前記カバーシート１５のうち、引回し領域Ｂｙに対応する部分の板厚寸法Ｈ２を、前記操作面１５ａの板厚寸法Ｈ１よりも厚く形成することにより、両者の間に段差１５ｂを設けた点にある。
【００３８】
このように、引回し領域Ｂｙの板厚寸法Ｈ２を他の部分（操作面１５ａ）よりも厚く形成することにより、被検出体が前記引回し領域Ｂｙに接近し、または接触した場合であっても、上記同様に前記被検出体と前記引回し領域Ｂｙの下部に位置する延長線Ｙａとの間に静電容量が形成されるのを防止できる。あるいは例え前記被検出体と各延長線Ｙａとの間に静電容量が形成されることがあるとしても、少なくとも前記被検出体の動きに対する静電容量の変化量を低く抑えることが可能となる。
【００３９】
また第２の実施の形態では、カバーシート１５のうち、センシング領域Ａに対応する操作面１５ａの部分と、引回し領域Ｂｙに対応する部分との板厚寸法を変えるだけでよく、カバーシート１５を同一の部材で一体成形することができるため、部品点数の増加を招くことがなく、製造コストの低減を図ることが可能である。
【００４０】
さらに操作者は、センシング領域と引回し領域を明確に区別することができるようになるため、静電容量式の検出装置１０の操作性を向上させることができる。
【００４１】
図４に示す第３の実施の形態は、前記第２の実施の形態の変形例である。
前記第２の実施の形態では、前記カバーシート１５の引回し領域Ｂｙに対向する部分の板厚寸法Ｈ２をカバーシート１５の底面から外方向（図示Ｚ１方向）に向けて厚くすることで段差を形成したが、第３の実施の形態では、板厚寸法Ｈ３をカバーシート１５の表面から内方向（図示Ｚ２方向）に向けて厚くすることにより段差１５ｂを形成している点で相違している。
【００４２】
図４に示す静電容量式の検出装置１０では、上記第２の実施の形態が有する効果を有するとともに、カバーシート１５の表面をフラットにすることができるため、例えばコンピュータなどの電子機器に前記静電容量式の検出装置１０を取り付けた場合に余計な凹凸が現れず、前記電子機器の全体的な外観上のデザインをスッキリさせることが可能となる。
【００４３】
なお、センシング領域と引回し領域を明確に区別することはできなくなるが、この場合センシング領域と引回し領域の色を変えたり、両者の境目となるカバーシート１５の表面に溝（凹部）やリブ（凸部）を形成したりすることで対応することが可能である。
【００４４】
上記第２および第３の実施の形態では段差１５ｂをカバーシート１５の表面側または裏面側のいずれか一方に形成したもので説明したが、本発明はこれに神楽レルものではなく,カバーシート１５の両面に段差が形成されている構成であってもよく、この場合さらに引回し領域Ｂｙの板厚寸法を厚くすることができるため、さらに被検出体に対する静電容量の変化量を低く抑えることができる。
【００４５】
なお、上記各実施の形態においては、一方の引回し領域Ｂｙについて説明したが、他方の引回し領域Ｂｘについても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態を示す静電容量式の検出装置を示す概略構成図、
【図２】本発明の第１の実施の形態として、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図、
【図３】本発明の第２の実施の形態として図２同様の断面図、
【図４】本発明の第３の実施の形態として図２同様の断面図、
【符号の説明】
【００４７】
１０  静電容量式の検出装置
１１  誘電シート
１２，１３  絶縁膜
１４  基板
１５  カバーシート
１５ａ  操作面
１５ｂ  段差
２１Ｘ，２１Ｙ  切換え手段
２３  発振手段
２４  増幅手段
２５  Ａ／Ｄ変換手段
２６  制御手段
３１  シールド部材
Ａ  センシング領域
Ｂｘ，Ｂｙ  引回し領域
Ｘａ，Ｙａ  延長線
ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ  Ｘ電極（センサ電極）
ｙ１，ｙ２，・・・，ｙｎ  Ｙ電極（センサ電極）
【図１】
2005337773.tif 000003
【図２】
2005337773.tif 000004
【図３】
2005337773.tif 000005
【図４】
2005337773.tif 000006