タッチパッドおよび静電容量センサーシート
【課題】薄型なタッチパッドおよび静電容量センサーシートを提供すること。
【解決手段】入力体１００が近接した際に入力体１００が近接したことと入力体１００の位置とを検出するタッチパッド１であって、光透過性を有する板状の保護板２と、保護板２に設けられ保護板２に照明光Ｌを伝送するライトガイド４と、ライトガイド４に設けられ照明光Ｌを保護板２側へ反射する反射面６ａを有する反射部材６と、反射部材６における反射面６ａと反対側である裏面６ｂに設けられ、入力体１００との間の静電容量の変化を検出するための電極部７と、を備える。
【解決手段】入力体１００が近接した際に入力体１００が近接したことと入力体１００の位置とを検出するタッチパッド１であって、光透過性を有する板状の保護板２と、保護板２に設けられ保護板２に照明光Ｌを伝送するライトガイド４と、ライトガイド４に設けられ照明光Ｌを保護板２側へ反射する反射面６ａを有する反射部材６と、反射部材６における反射面６ａと反対側である裏面６ｂに設けられ、入力体１００との間の静電容量の変化を検出するための電極部７と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパッドおよび静電容量センサーシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器などに対する入力操作を静電容量の変化を用いて検出する入力装置が知られている。このような入力装置の例として、たとえば電子機器などを操作する操作者の指などの入力体が近接した際に、入力体が近接したことと入力体の位置とを検出する静電容量式のタッチパッドを挙げることができる。
静電容量式のタッチパッドは、入力体との間の静電容量の変化を検出するためのセンサーシートを備えるのが一般的である。たとえば特許文献１には、基体シートに導電性インキ層が形成されたインサートシート（センサーシート）をインサート成形によって成形樹脂と一体化させたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願２００９−２３８６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のインサートシートは、導電性インキ層を支持する基材シートが必須であるので、インサートシートの厚さを薄くするのには限界があり、タッチパッドを薄型にするのが困難であった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は薄型なタッチパッドおよび静電容量センサーシートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のタッチパッドは、入力体が近接した際に前記入力体が近接したことと前記入力体の位置とを検出するタッチパッドであって、光透過性を有する板状の保護板と、前記保護板に設けられ前記保護板に照明光を伝送するライトガイドと、前記ライトガイドに設けられ前記照明光を前記保護板側へ反射する反射面を有する反射部材と、前記反射部材における前記反射面と反対側である裏面に設けられ、前記入力体との間の静電容量の変化を検出するための電極部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記ライトガイドは前記保護板の板厚方向に厚さを有する板状に形成されているとともに前記保護板の厚さ方向の一方側に設けられ、前記反射部材の前記反射面は前記ライトガイドにおける前記保護板の取付面と反対側の面に接触していてもよい。
【０００８】
また、前記ライトガイドは前記保護板の板厚方向に厚さを有する板状に形成されているとともに前記保護板の厚さ方向の一方側に設けられ、前記反射部材と前記ライトガイドとの間には、前記反射部材と前記ライトガイドとを貼り合わせるための接着層が配置されていてもよい。
【０００９】
本発明の静電容量センサーシートは、入力体が近接した際に前記入力体が近接したことと前記入力体の位置とを検出するタッチパッドに用いられる静電容量センサーシートであって、光を拡散して反射する反射面を厚さ方向の一方の面に有する反射部材と、前記入力体との間の静電容量の変化を検出するために前記反射部材の厚さ方向の他方の面に直接形成された電極部と、前記電極部に接続された配線と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のタッチパッドおよび静電容量センサーシートによれば、反射部材における反射面の反対側に電極部が直接形成されているので、薄型なタッチパッドおよび静電容量センサーシートとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）は、本発明の一実施形態のタッチパッドの斜視図、（Ｂ）は、同タッチパッドの平面図である。
【図２】図１（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同タッチパッドにおける反射部材を示す図で、（Ａ）は反射面、（Ｂ）は裏面を示している。
【図４】同タッチパッドにおける静電容量センサーシートの電極配置を示す図である。
【図５】（Ａ）はタッチパッドの作用を説明するための図で、図１（Ｂ）のＡ−Ａ断面図、（Ｂ）は一般的なタッチパッドの構成を比較のために示す図である。
【図６】（Ａ）は本発明のタッチパッドの他の構成例を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態のタッチパッド１および静電容量センサーシート５について、図面を参照して説明する。
図１（Ａ）は、タッチパッド１の斜視図である。図１（Ｂ）は、タッチパッド１の平面図である。図２は、図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、図２においては、説明を容易にするために各構成要素の隙間を強調して示している。
【００１３】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、および図２に示すように、タッチパッド１は、入力体１００が近接したことと、入力体１００の位置とを検出するためのものである。タッチパッド１とともに用いる入力体１００は導体からなり、たとえば、スタイラスペンや人の指などを入力体１００として用いることができる。タッチパッド１に対して入力操作を行う操作者は、後述する保護板２の上面に入力体１００を近接あるいは接触させたり、タッチパッド１の上面に沿って入力体１００をスライド移動させたりすることができる。
【００１４】
タッチパッド１は、保護板２と、光源３およびライトガイド４と、静電容量センサーシート５とを備えて構成されている。保護板２とライトガイド４と静電容量センサーシート５とは、いずれも薄板、シート、あるいはフィルム状であり、上から下へとこの順に重ねて配置されている。タッチパッド１の形状は、保護板２、ライトガイド４、および静電容量センサーシート５の厚さ方向と同方向に厚さを有する略板状になっている。
【００１５】
保護板２は、その上面が硬質であり、入力操作を行うための入力体１００を上面に接触させることができるものである。保護板２は、光透過性を有する矩形板状の部材であり、保護板２の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタンなどが挙げられる。保護板２の上面は、平滑にしたり、凹凸や着色などによって適宜の装飾を設けたりすることができる。保護板２の下面は平滑に形成されている。なお、保護板２の下面を、たとえばサンドブラストやエッチングなどによって粗面としてもよい。保護板２とライトガイド４とが密着していると、保護板２とライトガイド４とが密着した部分から光漏れが起こる可能性があるが、保護板２の下面を粗面にすることにより、保護板２とライトガイド３とが密着することを防ぐことができる。
【００１６】
光源３は、ライトガイド４に対して照明光Ｌを照射するためのものであり、本実施形態では光源３には発光ダイオード（ＬＥＤ）が採用されている。光源３は、ライトガイド４の側面に照明光Ｌを照射し、ライトガイド４の側面から照明光Ｌをライトガイド４に入射させるようになっている。
【００１７】
ライトガイド４は、保護板２の下面に設けられ、保護板２の厚さ方向に厚さを有する矩形板状の部材である。ライトガイド４は光透過性を有し、光源３から出射された照明光Ｌが入射するようになっている。ライトガイド４内に入射した照明光Ｌは、ライトガイド４の内部を伝わりライトガイド４の厚さ方向の両面からライトガイド４の外へ出射される。ライトガイド４の上面から出射された照明光Ｌは保護板２を通って保護板２の上面から上側へ出射され、ライトガイド４の下面から出射された照明光Ｌは静電容量センサーシート５へ照射される。ライトガイド４の材料としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ウレタン、シリコーンゴムなどを採用することができる。また、光拡散インクを用いてライトガイド４の表面に文字や模様などのパターンを設けてもよい。この場合、パターンが形成された部分が、タッチパッドの厚さ方向の上から下へ見たときに明るく見える。
【００１８】
図３は、静電容量センサーシート５の反射部材６を示す図で、（Ａ）は反射面６ａ、（Ｂ）は裏面６ｂを示している。
図２および図３に示すように、静電容量センサーシート５は、反射部材６と、反射部材６の下面に直接形成された電極部７および配線１０とを備える。
【００１９】
反射部材６は、薄板、シート、あるいはフィルム状に形成されており、図１（Ａ）に示すようにライトガイド４の下面に接して配置されている。図２に示すように、反射部材６の上面は、ライトガイド４の下面から出射された照明光Ｌを上側へ反射する反射面６ａになっている。図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、反射部材６は、厚さ方向から見たときに保護板２と略同形の略矩形形状であり、反射部材６を厚さ方向から見たときの周縁の一箇所から矩形状に張り出した接続部６ｃが形成されている。反射部材６の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ウレタンなどを採用することができる。
【００２０】
図３（Ａ）に示すように、反射面６ａは、微細な凹凸を有する粗面状に形成されている。反射面６ａを粗面化するためには、たとえばサンドブラストやエッチングなどによって表面を荒らしたり、反射部材６の上面にシリカビーズなどの微粒子を固定したりすることができる。これにより、ライトガイド４の下面から出射された照明光Ｌが反射面６ａの粗面状部分において拡散し、図２に示すように、タッチパッド１の厚さ方向上側に向く照明光Ｌの成分がライトガイド４および保護板２を通って保護板２の上面から出射されるようになっている。
反射面６ａは、文字や模様などのパターン状に粗面化されていてもよい。この場合、パターン形成された部分が、タッチパッド１の厚さ方向の上から下へ見たときに明るく見える。
【００２１】
図４は、静電容量センサーシート５の電極配置を示す図である。なお、図４は静電容量センサーシート５の裏面６ｂから見た状態を示したものである。
図３および図４に示すように、電極部７は、入力体１００（図２参照）との間の静電容量の変化を検出するために、反射面６ａの反対側である裏面６ｂ（下面）に設けられたものであり、第一検出電極８と、第二検出電極９と、絶縁材１３と、を備える。
【００２２】
図３（Ｂ）に示すように、第一検出電極８は、反射部材６の下面（反射面６ａの裏面６ｂ）に、一方向にかつ互いに平行に延びるように複数形成されている。第一検出電極８は５個形成されており、各第一検出電極８は、第一検出電極８の厚さ方向から見たときの輪郭形状が正方形状でその対角の頂点が互いに接続された複数の第一電極要素８ａを有する。
【００２３】
本実施形態では、第一電極要素８ａは各第一検出電極８あたり７個設けられている。各第一電極要素８ａは、各第一検出電極８において一列に並べて配置されている。互いに隣り合う第一検出電極８は、第一電極要素８ａの頂点が隙間を空けて隣接するように配置されている。また、各第一検出電極８の間には、略正方形状の隙間が空けられている。各第一検出電極８の間の略正方形状の隙間の大きさは、後述する第二電極要素９ａを第二電極要素９ａの厚さ方向から見たときの輪郭よりも大きい。
【００２４】
第一検出電極８の材質は、導電性を有する導電性材料であればよく、たとえば銅、金、銀、アルミニウムなどの薄板あるいは金属箔、あるいは金属粒子を含有するペーストなどを採用することができる。本実施形態では、第一検出電極８は銀ペーストからなる。
【００２５】
図３（Ｂ）に示すように、第二検出電極９は、反射部材６の下面（反射面６ａの裏面６ｂ）に、各第一検出電極８が延びる方向に対して交差する一方向に平行に揃えて複数形成されている。第二検出電極９は６個形成されており、各第二検出電極９は、第二検出電極９の厚さ方向から見たときの輪郭形状が正方形状でその対角の頂点が互いに接続された複数の第二電極要素９ａを有する。
【００２６】
第二電極要素９ａは各第二検出電極９において一列に並べて配置されている。本実施形態では、第二電極要素９ａは各第二検出電極９あたり６個設けられている。また、互いに隣り合う第二検出電極９は、第二電極要素９ａの頂点が隙間を空けて隣接するように配置されており、隣り合う第二検出電極９の間には略正方形状の隙間が空けられている。各第二検出電極９の間の略正方形状の隙間の大きさは、上述の第一電極要素８ａを第一電極要素８ａの厚さ方向から見たときの輪郭より大きい。
第二検出電極９の材質は、第一検出電極８の材質と同様に導電性材料から適宜選択することができる。
【００２７】
配線１０は、各第一検出電極８に接続された第一配線１１と、各第二検出電極９に接続された第二配線１２とを有する。
第一配線１１は、反射部材６の下面（反射面６ａの裏面６ｂ）に設けられており、第一検出電極８と接続された導体パターンからなる配線である。第一配線１１の一端は各第一検出電極８に接続され、第一配線１１の他端は複数の第一検出電極８の外側領域を通って接続部６ｃの先端まで延びている。接続部６ｃの先端では、第一配線１１の他端はフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）やフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）用のコネクタにおける接点端子のピッチに合わせて等間隔に整列して配置されている。
【００２８】
反射部材６の面方向に沿って測った第一配線１１の線幅は、第一電極要素８ａの面方向の最大寸法よりも小さい。第一配線１１の材質としては、第一検出電極８と同様の導電性材料を適宜選択して採用することができる。本実施形態では、第一配線１１は第一検出電極８と同一の銀ペーストからなる。第一配線１１を第一検出電極８と同一の材料で形成すると、第一配線１１と第一検出電極８とを同一工程で一括して形成することができる。さらに、第一配線１１を第一検出電極８と同一の材料で形成すれば、異種金属が接触する場合と比較して第一検出電極８と第一配線１１との接触部における電食を抑えることもできる。
【００２９】
第二配線１２は、反射部材６の下面（反射面６ａの裏面６ｂ）に設けられており、第二検出電極９に接続された導体パターンからなる配線である。第二配線１２の一端は各第二検出電極９に接続され、第二配線１２の他端は複数の第二検出電極９の外側領域を通って接続部６ｃの先端まで延びている。第二配線１２は、接続部６ｃにおいては第一配線１１と平行に延びている。接続部６ｃの先端において、第二配線１２の他端は第一配線１１の他端と同ピッチで等間隔に整列して配置されている。
また、反射部材６の面方向に沿って測った第二配線１２の線幅は、第二電極要素９ａの最大寸法よりも小さい。第二配線１２の材質は、第一配線１１の材質と同様に導電性材料から適宜選択することができる。
【００３０】
図４に示すように、第一検出電極８と第二検出電極９とは、各第一検出電極８の間に空けられた正方形状の隙間の中に第二検出電極９の第二電極要素９ａが納まるようになっている。
絶縁材１３は、反射部材６の厚さ方向から見たときに第一検出電極８と第二検出電極９とが重なる位置に設けられた絶縁性の薄板状部材である。絶縁材１３は、第一検出電極８と第二検出電極９との間に挟まれて第一検出電極８と第二検出電極９とを非接触状態で支持している。これにより、第一検出電極８と第二検出電極９とが交差する部分において、第一検出電極８と第二検出電極９とは絶縁されている。
【００３１】
以上に説明した構成のタッチパッド１および静電容量センサーシート５の作用について説明する。
図５（Ａ）は、タッチパッド１の作用を説明するための図で、図１（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。図５（Ｂ）は、本実施形態のタッチパッド１と異なる一般的なタッチパッド１Ｘの構成を比較のために示す図である。
図５（Ａ）に示すように、タッチパッド１の使用時には、光源３からライトガイド４へ照明光Ｌが照射される。ライトガイド４に照射された照明光Ｌは、ライトガイド４の内部を伝送され、反射部材６の反射面６ａにおいて拡散するとともに上側へと反射する。すると、反射光はライトガイド４の下面からライトガイド４に入射し、ライトガイド４の内部を通ってライトガイド４の上面から出射して保護板２の下面に入射される。保護板２の下面に入射した照明光Ｌは保護板２の内部を通って保護板２の上面から出射される。
【００３２】
図５（Ｂ）に本発明の静電容量センサーシート５と異なる一般的な静電容量センサーシート５Ｘを備えるタッチパッド１Ｘを示す。このタッチパッド１Ｘは、反射部材６には電極が形成されておらず、入力体１００との間の静電容量の変化を検出するための電極部７Ｘが基材シート１５Ｘの上面に設けられている。従来の静電容量センサーシート５Ｘに本願のような反射部材６を設ける場合には、上面に反射面６ａＸが形成された反射部材６Ｘの裏面６ｂＸに電極部７Ｘを貼り合わせるのが一般的である。
【００３３】
従来はこのような構成の静電容量センサーシート５Ｘが採用されているので、タッチパッド１Ｘの厚さＨ１Ｘは、基材シート１５Ｘの分だけ本実施形態のタッチパッド１の厚さＨ１よりも厚くなってしまう。また、図示していないが、たとえば従来の静電容量センサーシート５Ｘを反射部材６の裏面６ｂに固定しようとすると、接着剤や粘着シートなどの分だけタッチパッド１Ｘがさらに厚くなってしまう。
【００３４】
本実施形態のタッチパッド１は、保護板２の上面と電極部７との間の距離Ｈ２が従来のタッチパッド１Ｘにおける保護板２と電極部７Ｘとの間の距離Ｈ２Ｘと変わらないので、タッチパッド１は、入力体１００が近接した際に前記入力体１００が近接したことと前記入力体１００の位置とを従来のタッチパッド１Ｘと同等の検出感度で検出することができる。
その結果、従来と同等の検出感度を維持しつつより薄型にタッチパッド１を構成することができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態のタッチパッド１および静電容量センサーシート５によれば、反射部材６における反射面６ａの反対側に電極部７が直接形成されているので、薄型なタッチパッド１および静電容量センサーシート５とすることができる。
【００３６】
また、電極部７が反射部材６の下面（反射面６ａの裏面６ｂ）に設けられているので、電極部７の材質によらず反射面６ａにおいて好適に照明光Ｌを反射させることができる。
また、第一検出電極８および第二検出電極９がともに反射部材６の下面に設けられてるので、保護板２の上面から第一検出電極８までの最短距離と保護板２の上面から第二検出電極９までの最短距離が等しい。これにより、第一検出電極８における検出感度と第二検出電極９における検出感度を同程度にするのが容易となる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態およびその変形例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態および変形例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００３８】
たとえば、上述の実施形態では、ライトガイド４の下面と反射部材６の上面（反射面６ａ）とが接している例を説明したが、ライトガイド４の下面と反射部材６の上面との間には空間があってもよい。図６（Ａ）および図６（Ｂ）に、タッチパッド１の他の構成例を示す。図６（Ａ）は、本構成例のタッチパッド１Ａを示す平面図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００３９】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、反射部材６とライトガイド４との間には、ライトガイド４の周縁部に沿って配置された接着層１６が設けられている。
接着層１６は、ライトガイド４の周縁部と重なる位置のみを残して中央部が矩形状に切り取られた形状の薄板、膜、シート、あるいはフィルム状部材であり、厚さ方向の両面が粘着性を有する。これにより、反射部材６とライトガイド４との間には空間が空けられている。反射部材６とライトガイド４との間に空間を空けることにより、ライトガイド４と空気の屈折率差によりライトガイド４から下面に光が漏れることを抑制することができる。
【００４０】
また、接着層１６としては、液状の接着剤を硬化させて反射部材６とライトガイド４とを貼り合わせるものであってもよい。
また、接着層１６は、ライトガイド４の下面および反射部材６の上面（反射面６ａ）の全てを覆うものであってもよい。この場合には、接着層１６は、ライトガイド４と同等の屈折率、あるいはライトガイド４よりも低い屈折率となる光透過性部材であることが好ましい。接着層１６の屈折率をライトガイド６の屈折率よりも低くすることにより、ライトガイド４から下面に光が漏れることを抑制することができる。
反射部材６とライトガイド４との間に接着層１６を設けることにより、反射部材６とライトガイド４とを確実に固定することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１、１Ａ タッチパッド
２ 保護板
３ 光源
４ ライトガイド
５ 静電容量センサーシート
６ 反射部材
７ 電極部
８ 第一検出電極
９ 第二検出電極
１０ 配線
１１ 第一配線
１２ 第二配線
１３ 絶縁材
１６ 接着層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパッドおよび静電容量センサーシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器などに対する入力操作を静電容量の変化を用いて検出する入力装置が知られている。このような入力装置の例として、たとえば電子機器などを操作する操作者の指などの入力体が近接した際に、入力体が近接したことと入力体の位置とを検出する静電容量式のタッチパッドを挙げることができる。
静電容量式のタッチパッドは、入力体との間の静電容量の変化を検出するためのセンサーシートを備えるのが一般的である。たとえば特許文献１には、基体シートに導電性インキ層が形成されたインサートシート（センサーシート）をインサート成形によって成形樹脂と一体化させたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願２００９−２３８６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のインサートシートは、導電性インキ層を支持する基材シートが必須であるので、インサートシートの厚さを薄くするのには限界があり、タッチパッドを薄型にするのが困難であった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は薄型なタッチパッドおよび静電容量センサーシートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のタッチパッドは、入力体が近接した際に前記入力体が近接したことと前記入力体の位置とを検出するタッチパッドであって、光透過性を有する板状の保護板と、前記保護板に設けられ前記保護板に照明光を伝送するライトガイドと、前記ライトガイドに設けられ前記照明光を前記保護板側へ反射する反射面を有する反射部材と、前記反射部材における前記反射面と反対側である裏面に設けられ、前記入力体との間の静電容量の変化を検出するための電極部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記ライトガイドは前記保護板の板厚方向に厚さを有する板状に形成されているとともに前記保護板の厚さ方向の一方側に設けられ、前記反射部材の前記反射面は前記ライトガイドにおける前記保護板の取付面と反対側の面に接触していてもよい。
【０００８】
また、前記ライトガイドは前記保護板の板厚方向に厚さを有する板状に形成されているとともに前記保護板の厚さ方向の一方側に設けられ、前記反射部材と前記ライトガイドとの間には、前記反射部材と前記ライトガイドとを貼り合わせるための接着層が配置されていてもよい。
【０００９】
本発明の静電容量センサーシートは、入力体が近接した際に前記入力体が近接したことと前記入力体の位置とを検出するタッチパッドに用いられる静電容量センサーシートであって、光を拡散して反射する反射面を厚さ方向の一方の面に有する反射部材と、前記入力体との間の静電容量の変化を検出するために前記反射部材の厚さ方向の他方の面に直接形成された電極部と、前記電極部に接続された配線と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のタッチパッドおよび静電容量センサーシートによれば、反射部材における反射面の反対側に電極部が直接形成されているので、薄型なタッチパッドおよび静電容量センサーシートとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）は、本発明の一実施形態のタッチパッドの斜視図、（Ｂ）は、同タッチパッドの平面図である。
【図２】図１（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同タッチパッドにおける反射部材を示す図で、（Ａ）は反射面、（Ｂ）は裏面を示している。
【図４】同タッチパッドにおける静電容量センサーシートの電極配置を示す図である。
【図５】（Ａ）はタッチパッドの作用を説明するための図で、図１（Ｂ）のＡ−Ａ断面図、（Ｂ）は一般的なタッチパッドの構成を比較のために示す図である。
【図６】（Ａ）は本発明のタッチパッドの他の構成例を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態のタッチパッド１および静電容量センサーシート５について、図面を参照して説明する。
図１（Ａ）は、タッチパッド１の斜視図である。図１（Ｂ）は、タッチパッド１の平面図である。図２は、図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、図２においては、説明を容易にするために各構成要素の隙間を強調して示している。
【００１３】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、および図２に示すように、タッチパッド１は、入力体１００が近接したことと、入力体１００の位置とを検出するためのものである。タッチパッド１とともに用いる入力体１００は導体からなり、たとえば、スタイラスペンや人の指などを入力体１００として用いることができる。タッチパッド１に対して入力操作を行う操作者は、後述する保護板２の上面に入力体１００を近接あるいは接触させたり、タッチパッド１の上面に沿って入力体１００をスライド移動させたりすることができる。
【００１４】
タッチパッド１は、保護板２と、光源３およびライトガイド４と、静電容量センサーシート５とを備えて構成されている。保護板２とライトガイド４と静電容量センサーシート５とは、いずれも薄板、シート、あるいはフィルム状であり、上から下へとこの順に重ねて配置されている。タッチパッド１の形状は、保護板２、ライトガイド４、および静電容量センサーシート５の厚さ方向と同方向に厚さを有する略板状になっている。
【００１５】
保護板２は、その上面が硬質であり、入力操作を行うための入力体１００を上面に接触させることができるものである。保護板２は、光透過性を有する矩形板状の部材であり、保護板２の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタンなどが挙げられる。保護板２の上面は、平滑にしたり、凹凸や着色などによって適宜の装飾を設けたりすることができる。保護板２の下面は平滑に形成されている。なお、保護板２の下面を、たとえばサンドブラストやエッチングなどによって粗面としてもよい。保護板２とライトガイド４とが密着していると、保護板２とライトガイド４とが密着した部分から光漏れが起こる可能性があるが、保護板２の下面を粗面にすることにより、保護板２とライトガイド３とが密着することを防ぐことができる。
【００１６】
光源３は、ライトガイド４に対して照明光Ｌを照射するためのものであり、本実施形態では光源３には発光ダイオード（ＬＥＤ）が採用されている。光源３は、ライトガイド４の側面に照明光Ｌを照射し、ライトガイド４の側面から照明光Ｌをライトガイド４に入射させるようになっている。
【００１７】
ライトガイド４は、保護板２の下面に設けられ、保護板２の厚さ方向に厚さを有する矩形板状の部材である。ライトガイド４は光透過性を有し、光源３から出射された照明光Ｌが入射するようになっている。ライトガイド４内に入射した照明光Ｌは、ライトガイド４の内部を伝わりライトガイド４の厚さ方向の両面からライトガイド４の外へ出射される。ライトガイド４の上面から出射された照明光Ｌは保護板２を通って保護板２の上面から上側へ出射され、ライトガイド４の下面から出射された照明光Ｌは静電容量センサーシート５へ照射される。ライトガイド４の材料としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ウレタン、シリコーンゴムなどを採用することができる。また、光拡散インクを用いてライトガイド４の表面に文字や模様などのパターンを設けてもよい。この場合、パターンが形成された部分が、タッチパッドの厚さ方向の上から下へ見たときに明るく見える。
【００１８】
図３は、静電容量センサーシート５の反射部材６を示す図で、（Ａ）は反射面６ａ、（Ｂ）は裏面６ｂを示している。
図２および図３に示すように、静電容量センサーシート５は、反射部材６と、反射部材６の下面に直接形成された電極部７および配線１０とを備える。
【００１９】
反射部材６は、薄板、シート、あるいはフィルム状に形成されており、図１（Ａ）に示すようにライトガイド４の下面に接して配置されている。図２に示すように、反射部材６の上面は、ライトガイド４の下面から出射された照明光Ｌを上側へ反射する反射面６ａになっている。図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、反射部材６は、厚さ方向から見たときに保護板２と略同形の略矩形形状であり、反射部材６を厚さ方向から見たときの周縁の一箇所から矩形状に張り出した接続部６ｃが形成されている。反射部材６の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ウレタンなどを採用することができる。
【００２０】
図３（Ａ）に示すように、反射面６ａは、微細な凹凸を有する粗面状に形成されている。反射面６ａを粗面化するためには、たとえばサンドブラストやエッチングなどによって表面を荒らしたり、反射部材６の上面にシリカビーズなどの微粒子を固定したりすることができる。これにより、ライトガイド４の下面から出射された照明光Ｌが反射面６ａの粗面状部分において拡散し、図２に示すように、タッチパッド１の厚さ方向上側に向く照明光Ｌの成分がライトガイド４および保護板２を通って保護板２の上面から出射されるようになっている。
反射面６ａは、文字や模様などのパターン状に粗面化されていてもよい。この場合、パターン形成された部分が、タッチパッド１の厚さ方向の上から下へ見たときに明るく見える。
【００２１】
図４は、静電容量センサーシート５の電極配置を示す図である。なお、図４は静電容量センサーシート５の裏面６ｂから見た状態を示したものである。
図３および図４に示すように、電極部７は、入力体１００（図２参照）との間の静電容量の変化を検出するために、反射面６ａの反対側である裏面６ｂ（下面）に設けられたものであり、第一検出電極８と、第二検出電極９と、絶縁材１３と、を備える。
【００２２】
図３（Ｂ）に示すように、第一検出電極８は、反射部材６の下面（反射面６ａの裏面６ｂ）に、一方向にかつ互いに平行に延びるように複数形成されている。第一検出電極８は５個形成されており、各第一検出電極８は、第一検出電極８の厚さ方向から見たときの輪郭形状が正方形状でその対角の頂点が互いに接続された複数の第一電極要素８ａを有する。
【００２３】
本実施形態では、第一電極要素８ａは各第一検出電極８あたり７個設けられている。各第一電極要素８ａは、各第一検出電極８において一列に並べて配置されている。互いに隣り合う第一検出電極８は、第一電極要素８ａの頂点が隙間を空けて隣接するように配置されている。また、各第一検出電極８の間には、略正方形状の隙間が空けられている。各第一検出電極８の間の略正方形状の隙間の大きさは、後述する第二電極要素９ａを第二電極要素９ａの厚さ方向から見たときの輪郭よりも大きい。
【００２４】
第一検出電極８の材質は、導電性を有する導電性材料であればよく、たとえば銅、金、銀、アルミニウムなどの薄板あるいは金属箔、あるいは金属粒子を含有するペーストなどを採用することができる。本実施形態では、第一検出電極８は銀ペーストからなる。
【００２５】
図３（Ｂ）に示すように、第二検出電極９は、反射部材６の下面（反射面６ａの裏面６ｂ）に、各第一検出電極８が延びる方向に対して交差する一方向に平行に揃えて複数形成されている。第二検出電極９は６個形成されており、各第二検出電極９は、第二検出電極９の厚さ方向から見たときの輪郭形状が正方形状でその対角の頂点が互いに接続された複数の第二電極要素９ａを有する。
【００２６】
第二電極要素９ａは各第二検出電極９において一列に並べて配置されている。本実施形態では、第二電極要素９ａは各第二検出電極９あたり６個設けられている。また、互いに隣り合う第二検出電極９は、第二電極要素９ａの頂点が隙間を空けて隣接するように配置されており、隣り合う第二検出電極９の間には略正方形状の隙間が空けられている。各第二検出電極９の間の略正方形状の隙間の大きさは、上述の第一電極要素８ａを第一電極要素８ａの厚さ方向から見たときの輪郭より大きい。
第二検出電極９の材質は、第一検出電極８の材質と同様に導電性材料から適宜選択することができる。
【００２７】
配線１０は、各第一検出電極８に接続された第一配線１１と、各第二検出電極９に接続された第二配線１２とを有する。
第一配線１１は、反射部材６の下面（反射面６ａの裏面６ｂ）に設けられており、第一検出電極８と接続された導体パターンからなる配線である。第一配線１１の一端は各第一検出電極８に接続され、第一配線１１の他端は複数の第一検出電極８の外側領域を通って接続部６ｃの先端まで延びている。接続部６ｃの先端では、第一配線１１の他端はフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）やフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）用のコネクタにおける接点端子のピッチに合わせて等間隔に整列して配置されている。
【００２８】
反射部材６の面方向に沿って測った第一配線１１の線幅は、第一電極要素８ａの面方向の最大寸法よりも小さい。第一配線１１の材質としては、第一検出電極８と同様の導電性材料を適宜選択して採用することができる。本実施形態では、第一配線１１は第一検出電極８と同一の銀ペーストからなる。第一配線１１を第一検出電極８と同一の材料で形成すると、第一配線１１と第一検出電極８とを同一工程で一括して形成することができる。さらに、第一配線１１を第一検出電極８と同一の材料で形成すれば、異種金属が接触する場合と比較して第一検出電極８と第一配線１１との接触部における電食を抑えることもできる。
【００２９】
第二配線１２は、反射部材６の下面（反射面６ａの裏面６ｂ）に設けられており、第二検出電極９に接続された導体パターンからなる配線である。第二配線１２の一端は各第二検出電極９に接続され、第二配線１２の他端は複数の第二検出電極９の外側領域を通って接続部６ｃの先端まで延びている。第二配線１２は、接続部６ｃにおいては第一配線１１と平行に延びている。接続部６ｃの先端において、第二配線１２の他端は第一配線１１の他端と同ピッチで等間隔に整列して配置されている。
また、反射部材６の面方向に沿って測った第二配線１２の線幅は、第二電極要素９ａの最大寸法よりも小さい。第二配線１２の材質は、第一配線１１の材質と同様に導電性材料から適宜選択することができる。
【００３０】
図４に示すように、第一検出電極８と第二検出電極９とは、各第一検出電極８の間に空けられた正方形状の隙間の中に第二検出電極９の第二電極要素９ａが納まるようになっている。
絶縁材１３は、反射部材６の厚さ方向から見たときに第一検出電極８と第二検出電極９とが重なる位置に設けられた絶縁性の薄板状部材である。絶縁材１３は、第一検出電極８と第二検出電極９との間に挟まれて第一検出電極８と第二検出電極９とを非接触状態で支持している。これにより、第一検出電極８と第二検出電極９とが交差する部分において、第一検出電極８と第二検出電極９とは絶縁されている。
【００３１】
以上に説明した構成のタッチパッド１および静電容量センサーシート５の作用について説明する。
図５（Ａ）は、タッチパッド１の作用を説明するための図で、図１（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。図５（Ｂ）は、本実施形態のタッチパッド１と異なる一般的なタッチパッド１Ｘの構成を比較のために示す図である。
図５（Ａ）に示すように、タッチパッド１の使用時には、光源３からライトガイド４へ照明光Ｌが照射される。ライトガイド４に照射された照明光Ｌは、ライトガイド４の内部を伝送され、反射部材６の反射面６ａにおいて拡散するとともに上側へと反射する。すると、反射光はライトガイド４の下面からライトガイド４に入射し、ライトガイド４の内部を通ってライトガイド４の上面から出射して保護板２の下面に入射される。保護板２の下面に入射した照明光Ｌは保護板２の内部を通って保護板２の上面から出射される。
【００３２】
図５（Ｂ）に本発明の静電容量センサーシート５と異なる一般的な静電容量センサーシート５Ｘを備えるタッチパッド１Ｘを示す。このタッチパッド１Ｘは、反射部材６には電極が形成されておらず、入力体１００との間の静電容量の変化を検出するための電極部７Ｘが基材シート１５Ｘの上面に設けられている。従来の静電容量センサーシート５Ｘに本願のような反射部材６を設ける場合には、上面に反射面６ａＸが形成された反射部材６Ｘの裏面６ｂＸに電極部７Ｘを貼り合わせるのが一般的である。
【００３３】
従来はこのような構成の静電容量センサーシート５Ｘが採用されているので、タッチパッド１Ｘの厚さＨ１Ｘは、基材シート１５Ｘの分だけ本実施形態のタッチパッド１の厚さＨ１よりも厚くなってしまう。また、図示していないが、たとえば従来の静電容量センサーシート５Ｘを反射部材６の裏面６ｂに固定しようとすると、接着剤や粘着シートなどの分だけタッチパッド１Ｘがさらに厚くなってしまう。
【００３４】
本実施形態のタッチパッド１は、保護板２の上面と電極部７との間の距離Ｈ２が従来のタッチパッド１Ｘにおける保護板２と電極部７Ｘとの間の距離Ｈ２Ｘと変わらないので、タッチパッド１は、入力体１００が近接した際に前記入力体１００が近接したことと前記入力体１００の位置とを従来のタッチパッド１Ｘと同等の検出感度で検出することができる。
その結果、従来と同等の検出感度を維持しつつより薄型にタッチパッド１を構成することができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態のタッチパッド１および静電容量センサーシート５によれば、反射部材６における反射面６ａの反対側に電極部７が直接形成されているので、薄型なタッチパッド１および静電容量センサーシート５とすることができる。
【００３６】
また、電極部７が反射部材６の下面（反射面６ａの裏面６ｂ）に設けられているので、電極部７の材質によらず反射面６ａにおいて好適に照明光Ｌを反射させることができる。
また、第一検出電極８および第二検出電極９がともに反射部材６の下面に設けられてるので、保護板２の上面から第一検出電極８までの最短距離と保護板２の上面から第二検出電極９までの最短距離が等しい。これにより、第一検出電極８における検出感度と第二検出電極９における検出感度を同程度にするのが容易となる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態およびその変形例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態および変形例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００３８】
たとえば、上述の実施形態では、ライトガイド４の下面と反射部材６の上面（反射面６ａ）とが接している例を説明したが、ライトガイド４の下面と反射部材６の上面との間には空間があってもよい。図６（Ａ）および図６（Ｂ）に、タッチパッド１の他の構成例を示す。図６（Ａ）は、本構成例のタッチパッド１Ａを示す平面図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００３９】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、反射部材６とライトガイド４との間には、ライトガイド４の周縁部に沿って配置された接着層１６が設けられている。
接着層１６は、ライトガイド４の周縁部と重なる位置のみを残して中央部が矩形状に切り取られた形状の薄板、膜、シート、あるいはフィルム状部材であり、厚さ方向の両面が粘着性を有する。これにより、反射部材６とライトガイド４との間には空間が空けられている。反射部材６とライトガイド４との間に空間を空けることにより、ライトガイド４と空気の屈折率差によりライトガイド４から下面に光が漏れることを抑制することができる。
【００４０】
また、接着層１６としては、液状の接着剤を硬化させて反射部材６とライトガイド４とを貼り合わせるものであってもよい。
また、接着層１６は、ライトガイド４の下面および反射部材６の上面（反射面６ａ）の全てを覆うものであってもよい。この場合には、接着層１６は、ライトガイド４と同等の屈折率、あるいはライトガイド４よりも低い屈折率となる光透過性部材であることが好ましい。接着層１６の屈折率をライトガイド６の屈折率よりも低くすることにより、ライトガイド４から下面に光が漏れることを抑制することができる。
反射部材６とライトガイド４との間に接着層１６を設けることにより、反射部材６とライトガイド４とを確実に固定することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１、１Ａ タッチパッド
２ 保護板
３ 光源
４ ライトガイド
５ 静電容量センサーシート
６ 反射部材
７ 電極部
８ 第一検出電極
９ 第二検出電極
１０ 配線
１１ 第一配線
１２ 第二配線
１３ 絶縁材
１６ 接着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力体が近接した際に前記入力体が近接したことと前記入力体の位置とを検出するタッチパッドであって、
光透過性を有する板状の保護板と、
前記保護板に設けられ前記保護板に照明光を伝送するライトガイドと、
前記ライトガイドに設けられ前記照明光を前記保護板側へ反射する反射面を有する反射部材と、
前記反射部材における前記反射面と反対側である裏面に設けられ、前記入力体との間の静電容量の変化を検出するための電極部と、
を備えることを特徴とするタッチパッド。
【請求項２】
前記ライトガイドは前記保護板の板厚方向に厚さを有する板状に形成されているとともに前記保護板の厚さ方向の一方側に設けられ、
前記反射部材の前記反射面は前記ライトガイドにおける前記保護板の取付面と反対側の面に接触している
ことを特徴とする請求項１に記載のタッチパッド。
【請求項３】
前記ライトガイドは前記保護板の板厚方向に厚さを有する板状に形成されているとともに前記保護板の厚さ方向の一方側に設けられ、
前記反射部材と前記ライトガイドとの間には、前記反射部材と前記ライトガイドとを貼り合わせるための接着層が配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のタッチパッド。
【請求項４】
入力体が近接した際に前記入力体が近接したことと前記入力体の位置とを検出するタッチパッドに用いられる静電容量センサーシートであって、
光を拡散して反射する反射面を厚さ方向の一方の面に有する反射部材と、
前記入力体との間の静電容量の変化を検出するために前記反射部材の厚さ方向の他方の面に直接形成された電極部と、
前記電極部に接続された配線と、
を備えることを特徴とする静電容量センサーシート。
【請求項１】
入力体が近接した際に前記入力体が近接したことと前記入力体の位置とを検出するタッチパッドであって、
光透過性を有する板状の保護板と、
前記保護板に設けられ前記保護板に照明光を伝送するライトガイドと、
前記ライトガイドに設けられ前記照明光を前記保護板側へ反射する反射面を有する反射部材と、
前記反射部材における前記反射面と反対側である裏面に設けられ、前記入力体との間の静電容量の変化を検出するための電極部と、
を備えることを特徴とするタッチパッド。
【請求項２】
前記ライトガイドは前記保護板の板厚方向に厚さを有する板状に形成されているとともに前記保護板の厚さ方向の一方側に設けられ、
前記反射部材の前記反射面は前記ライトガイドにおける前記保護板の取付面と反対側の面に接触している
ことを特徴とする請求項１に記載のタッチパッド。
【請求項３】
前記ライトガイドは前記保護板の板厚方向に厚さを有する板状に形成されているとともに前記保護板の厚さ方向の一方側に設けられ、
前記反射部材と前記ライトガイドとの間には、前記反射部材と前記ライトガイドとを貼り合わせるための接着層が配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のタッチパッド。
【請求項４】
入力体が近接した際に前記入力体が近接したことと前記入力体の位置とを検出するタッチパッドに用いられる静電容量センサーシートであって、
光を拡散して反射する反射面を厚さ方向の一方の面に有する反射部材と、
前記入力体との間の静電容量の変化を検出するために前記反射部材の厚さ方向の他方の面に直接形成された電極部と、
前記電極部に接続された配線と、
を備えることを特徴とする静電容量センサーシート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−４８３５５（Ｐ２０１２−４８３５５Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８８０６２（Ｐ２０１０−１８８０６２）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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