パネル型入力装置
【課題】 指示入力部を平面且つ薄型化することによって、導光板との密着性を高め、入力装置全体の薄型化及び導光作用の向上化を図ると共に、複雑な指示機能を持たせることのできるパネル型入力装置を提供することである。
【解決手段】 複数のセンサ電極１７を有するセンサユニット１２と、該センサユニット１２の上方に配置される導光ユニット１３とを備え、前記センサユニット１２は、基板１６上に前記センサ電極１７を複数平面状に配置して形成され、該センサ電極１７上を覆うようにして、前記導光ユニット１３の下面が密着している。
【解決手段】 複数のセンサ電極１７を有するセンサユニット１２と、該センサユニット１２の上方に配置される導光ユニット１３とを備え、前記センサユニット１２は、基板１６上に前記センサ電極１７を複数平面状に配置して形成され、該センサ電極１７上を覆うようにして、前記導光ユニット１３の下面が密着している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機や携帯型の情報端末機等に搭載されるパネル型入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機等の薄型の電子機器には、シート状の入力装置が多く用いられている。このような入力装置の多くは、表面に固定接点電極が形成された基板と、前記固定接点電極と対向する位置にドーム型の可動接点電極とを有した指示入力部（キースイッチ部）を備えている。また、前記キースイッチ部上に導光板を配置し、この導光板の側面に向けて発光素子を配置することによって、照光機能を備えた構成とすることができる（特許文献１，２）。
【０００３】
このような従来の入力装置にあっては、前記基板、可動接点電極あるいは導光板を薄く形成することによって、入力装置全体の薄型化を図っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３４００８号公報
【特許文献１】特開２００９−２１１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のキースイッチ部にあっては、ドーム型の可動接点電極を用いていることで、一定のストロークを確保するよう構成されている。しかしながら、固定接点電極と可動接点電極とがショートするおそれがあることや、十分なクリック感が得られなくなることから、薄型化には限界があった。
【０００６】
また、前記ドーム型の可動接点電極によって、キースイッチ部の上面が凹凸状となるため、導光板が密接して配置できないといった問題があった。このように、キースイッチ部と導光板とが密接せず、間に空気層が入ると、導光板内を導光してきた光が前記空気層に吸収されてしまい、発光輝度が低下するおそれがあった。また、前記空気層によって、導光板内を導光してくる光が不規則に屈折あるいは反射して発光にムラが生じるといった問題もあった。
【０００７】
さらに、前記キースイッチ部は、所定のキースイッチをクリックすることによって、単一な指示を選択するようになっているため、指示機能が限られたものとなる。したがって、複数の指示機能を有した高機能型の入力装置を形成するためには、キースイッチの配列数を増加しなければならず、入力装置の小型化が図られないといった問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、指示入力部を平面且つ薄型化することによって、導光板との密着性を高め、入力装置全体の薄型化及び導光作用の向上化を図ると共に、複雑な指示機能を持たせることのできるパネル型入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のパネル型入力装置は、複数のセンサ電極を有するセンサユニットと、該センサユニットの上方に配置される導光ユニットとを備え、前記センサユニットは、基板上に前記センサ電極を複数平面状に配置して形成され、該センサ電極上を覆うようにして、前記導光ユニットの下面が密着していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るパネル型入力装置によれば、センサユニットが、基板上に平面配置される複数のセンサ電極によって構成されるため、薄型且つ平面状の形成することができる。これによって、前記センサユニットと密着するようにして導光ユニットを配置することができるので、全体の薄型化と導光効率の向上効果が図られる。
【００１１】
また、前記センサ電極によって、静電容量方式のタッチセンサを構成することができるので、薄型でありながら複雑且つ多様な入力機能を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る第１実施形態のパネル型入力装置の断面図である。
【図２】上記パネル型入力装置を構成するセンサユニットの平面図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態のパネル型入力装置の断面図である。
【図４】上記パネル型入力装置を構成するセンサユニットの平面図である。
【図５】本発明に係る第３実施形態のパネル型入力装置の断面図である。
【図６】上記パネル型入力装置を構成するセンサユニットの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて本発明に係るパネル型入力装置の実施形態を詳細に説明する。図１は第１実施形態におけるパネル型入力装置１１の要部の断面構成を示したものである。このパネル型入力装置１１は、センサユニット１２と、このセンサユニット１２の上に配置される導光ユニット１３と、この導光ユニット１３の上に配置される表示シート１４とを備えて構成される。
【００１４】
図２は前記センサユニット１２の平面構成を示したものである。このセンサユニット１２は、投影型静電容量タイプのタッチパネルであり、基板１６と、この基板１６の略全面に形成されるタッチ式の複数のセンサ電極１７とによって構成されている。前記基板１６は、ガラス、ＰＥＴ、ポリイミド、ガラスエポキシ等によって薄く平面状に形成され、前記センサ電極１７が配列されるタッチ入力部１８と、前記センサ電極１７から引き出されるリードパターンが形成されるリード部１９とを有する。
【００１５】
前記センサ電極１７は、それぞれが透明電極（ＩＴＯ）、銅、銀ペースト、導電性ポリマー電極（ＰＥＤＯＴ）等によって方形状に形成される。このセンサ電極１７は、前記基板１６上に設けられているタッチ入力部１８のＸ軸と直交する方向に一列に繋がるように配列することでＸ軸電極２１が形成され、Ｙ軸と直交する方向に一列に繋がるように配列することでＹ軸電極２２を構成している。
【００１６】
前記Ｘ軸電極２１はＹ軸方向に電気的に接続され、Ｙ軸電極２２はジャンパー２３を介し、Ｘ軸電極２１が連結する部分の一部を跨ぐようにしてＸ軸方向に電気的に接続されている。また、前記各タッチ電極片は、タッチする指先よりも小さな方形サイズに形成され、タッチ入力部１８のサイズに応じてＸ軸方向及びＹ軸方向に複数配列して構成されている。
【００１７】
前記Ｘ軸電極２１及びＹ軸電極２２は、エッチング、印刷、蒸着あるいはスパッタリング等によって、Ｘ軸座標及びＹ軸座標からなるマトリクス状に平面形成される。このようにして形成されたＸ軸電極２１及びＹ軸電極２２の一端は、リードパターンとして前記基板１６の一端から突出して設けられているリード部１９に引き出され、静電容量を計測するための制御部（図示せず）に接続される。
【００１８】
前記Ｘ軸電極２１及びＹ軸電極２２がマトリクス状に配列されたタッチ入力部１８上の所定位置を指先でタッチすることによって、このタッチした部分のセンサ電極１７の静電容量が変化する。この変化によって、タッチした位置座標を検知することができると共に、このタッチ位置に設定されている各種の指示を実行することができる。
【００１９】
このような静電容量方式のセンサ電極１７からなるセンサユニット１２にあっては、指先が触れた際に、その付近の複数のセンサ電極１７による静電容量の比率を計測することで、タッチしている位置座標を精密に判別することができる。また、タッチする指先によって、各タッチ電極片を多点で検出するため、指先の動きによって、より複雑且つ多様な指示命令を行わせることができる。
【００２０】
前記導光ユニット１３は、図１に示したように、センサユニット１２上に配置される発光素子１５と、導光板３１とを備える。前記発光素子１５は、前記タッチ入力部１８の外周部に沿って複数設けられ、前記導光板３１の側面に光が照射するように配置される。また、導光板３１は、マトリクス状に配列されているＸ軸電極２１及びＹ軸電極２２の上を覆うようにして配置されている。この導光板３１は、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の導光性に優れた材料によって、形成される。
【００２１】
また、前記導光板３１の上面及び下面には、必要に応じて透明樹脂膜３２，３３やこの透明樹脂膜３２，３３の内部あるいは外側面に反射膜３４，３５を設けることができる。なお、反射膜３４，３５の代わりに、プリズムのような凹凸面を有した透明部材を設けてもよい。前記透明樹脂膜３２，３３を付加することによって、導光板３１からセンサユニット１２又は表示シート１４に向けて発せられる光量を微調整することができる。これによって、表示シート１４が眩し過ぎたり、暗過ぎたりしないように、視認しやすい明るさに調整することができる。この透明樹脂膜３２，３３は、導光板３１よりも光屈折率の低いアクリル樹脂等によって形成され、透明接着剤あるいは透明な両面テープなどを用いて前記導光板３１の上面又は下面、あるいは上下両面に接合される。
【００２２】
また、前記反射膜３５を設けることによって、導光板３１の下方から発せられる光のセンサユニット１２への吸収や複数のセンサ電極１７による乱反射を抑えることができるので、表示シート１４を均一且つムラなく照光させることができる。
【００２３】
前記表示シート１４は、薄いガラス材あるいはプラスチックシートによって形成され、前記センサユニット１２のタッチ入力部１８の各座標位置に設定される指示機能に応じた数字や記号等が透光性の窓部３６に印刷されている。この窓部３６近辺を指先で軽くタッチしたり、なぞるように移動させたりすることで、前記タッチ入力部１８の各座標に設定されている指示を実行させることができる。
【００２４】
このように、導光ユニット１３を挟んだ下方にセンサユニット１２、上方に表示シート１４を配置しているため、導光ユニット１３によって、発光素子１５から導光されてくる光がセンサユニット１２で遮られることなく、表示シート１４を広範囲に明るく照光することができる。
【００２５】
図３は第２実施形態におけるパネル型入力装置４１の要部の断面構成を示したものである。このパネル型入力装置４１は、センサユニット４２と、このセンサユニット４２の上に配置される導光ユニット４３と、この導光ユニット４３の上に配置される表示シート４４とを備えて構成される。
【００２６】
前記センサユニット４２は、基板４６と、この基板４６上に配置される複数のセンサ電極（第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８）とを備えて構成されている。前記それぞれのタッチ電極４７，４８は、それぞれ極性の異なる一対の櫛歯状の微小な電極指（４７ａ，４７ａ）、（４８ａ，４８ｂ）を組み合わせて形成されている。本実施形態では、第１タッチ電極４７がテンキーに対応させるため四角形状に、第２タッチ電極４８がカーソルキーに対応させるため円形状に形成されているが、これらの形状はキーの種類や配置によって任意に設定される。前記極性の異なる電極指同志は、輪郭部が絶縁ラインを介して入り組むように形成されており、指先でタッチする電極指上の静電容量比を検知することによって、入力指示を切り替えるようになっている。
【００２７】
図４に示すように、前記センサユニット４２は、前記第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８によって平面状に形成されており、第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８の一端は、リードパターンとして前記基板４６の一端から突出して設けられているリード部４９に引き出され、静電容量を計測するための制御部（図示せず）に接続される。
【００２８】
また、前記第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８は、基板４６上に一定の隙間を有して配列されるため、この隙間上に発光素子４５を配置することができる。このように、発光素子４５を基板４６上に複数点在させ、第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８をより近くで照射させることができるので、入力位置の視認性及び操作性をより向上させることができる。
【００２９】
導光ユニット４３は、図３に示したように、前記発光素子４５と、この発光素子４５を露出させる孔部５０を有して、前記センサユニット４２上に載置される導光板５１とを備える。前記孔部５０は、発光素子４５の外周部に沿って一定の隙間を設けて開設される。また、前記導光板５１の上面又は下面には、第１実施形態と同様に、この導光板５１よりも光屈折率の低い透明樹脂膜５２，５３が必要に応じて被着される。さらに、前記導光板５１の下面に直接あるいは透明電極膜５３を介して反射膜５４，５５を設けることで、第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８の上方をより明るく照光させることができる。
【００３０】
前記第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８は、導光板５１と密接して配置されるため、この導光板５１の上面でのタッチ操作に対応した静電容量比の変化を容易に検知することができる。また、前記センサユニット４２が導光板５１の下面に反射膜５５を介して配置されているため、導光板５１から照射させる光が遮られることなく、上方に配置されている表示シート４４を明るく照光させることができる。
【００３１】
前記表示シート４４は、発光素子４５が露出する孔部５０を覆うようにして導光板５１上に載置される。この表示シート４４は、上記第１実施形態と同様な部材で形成され、前記センサユニット４２を構成する第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８に割り当てられている指示機能を表わす数字や記号等が透光性を有した窓部５６に記されている。この窓部５６を中心に指先で軽くタッチしたり、なぞるように移動させたりすることで、前記第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８に設定されている入力操作を行うことができる。
【００３２】
なお、本実施形態のセンサユニット４２では、第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８によって全ての入力エリアをタッチ電極によって形成したが、例えば、前記第１タッチ電極４７又は第２タッチ電極４８のいずれか一方を薄型のタクトスイッチやメンブレンスイッチのようなクリック式の電極によって構成してもよい。このように、タッチ式の電極とクリック式の電極とを適宜組み合わせることで、搭載する電子機器の入力機能に合った入力操作を行わせることが可能となる。
【００３３】
図５及び図６は第３実施形態のパネル型入力装置６１の断面構成を示したものである。このパネル型入力装置６１は、センサユニット６２と、このセンサユニット６２の上に配置される導光ユニット６３と、この導光ユニット６３の上に配置されるキーシート６４とを備えて構成される。
【００３４】
前記センサユニット６２は、折り重なるようにして対向する下面６６ａ及び上面６６ｂからなるフレキシブル基板６６と、前記下面６６ａと上面６６ｂに対向配置される一対のセンサ電極（平面電極）６７，６８とを有して構成される。前記フレキシブル基板６６は、弾性を有した長方形状の一枚の薄いフィルム部材によって形成され、長手方向を略二分する位置で折り返すことによって、上面６６ｂが下面６６ａと対向するように成形される。前記折り返された下面６６ａと上面６６ｂは、一定の厚みを有して粘着する両面テープ６９等を介して、一対の平面電極６７，６８が接触しない程度の僅かな隙間が保持される。この隙間はスイッチングを行わせるためのスペースとなっており、平面電極６８が形成されている部分を外側から指で軽く押圧することによって、下側の平面電極６７に上側の平面電極６８が接触して電気的導通が図られる。この状態から指を離すと、フレキシブル基板６６に備わる弾性によって、上側の平面電極６８が元の水平位置に戻り、電気的導通が解除される。
【００３５】
導光ユニット６３は、前記折り重なるように成形されたフレキシブル基板６６の上面に透明な両面テープ等を介して密着するようにして載置される導光板７１と、この導光板７１の側面を照らすように配置される発光素子６５とを備える。また、前記導光板７１の下面に反射膜７２を配置して、前記センサユニット６２に密着させることによって、キーシート６４をさらに明るく照光させることができる。
【００３６】
前記キーシート６４は、第１実施形態と同様に形成され、前記一対の平面電極６７，６８に対する入力操作を示す数字や記号等が記される。また、前記キーシート６４の平面電極６７，６８に対応する箇所の一部に透光性の窓部７３を設けると共に、この窓部７３と対向する導光板７１の上面に反射膜７４をパターン形成することによって、クリックする位置をさらに明るく照光させることができる。
【００３７】
また、図５に示したように、前記キーシート６４の下面に押圧突起７５を有したクリックシート７６を設けることによって、クリック性を向上させることができる。このクリックシート７６は、柔軟性を有した透光性の樹脂材によって形成され、前記キーシート６４の下面に接着剤や両面テープなどを使用して貼り合わせることができる。前記押圧突起７５は、樹脂を厚くして形成され、平面電極６７，６８と対応する位置に設けられる。
【００３８】
以上説明したように、本発明のパネル型入力装置にあっては、センサユニットが静電容量方式のタッチセンサあるいはフレキシブル基板を折り重ねて形成される薄型のクリック型のスイッチとして形成され、この上に導光ユニットを密着して配置した構造となっているため、薄型でありながら高い導光効率による照光効果を得ることができる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、センサユニットを構成するセンサとして静電容量方式のタッチパネルを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、抵抗膜式等の他の方式によるタッチパネルを用いて構成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１１ パネル型入力装置。
１２ センサユニット
１３ 導光ユニット
１４ 表示シート
１５ 発光素子
１６ 基板
１７ センサ電極
１８ タッチ入力部
１９ リード部
２１ Ｘ軸電極
２２ Ｙ軸電極
２３ ジャンパー
３１ 導光板
３２，３３ 透明樹脂膜
３４，３５ 反射膜
３６ 窓部
４１ パネル型入力装置。
４２ センサユニット
４３ 導光ユニット
４４ 表示シート
４５ 発光素子
４６ 基板
４７ 第１タッチ電極
４７ａ，４７ｂ 電極指
４８ 第２タッチ電極
４８ａ，４８ｂ 電極指
４９ リード部
５０ 孔部
５１ 導光板
５２，５３ 透明樹脂膜
５４，５５ 反射膜
５６ 窓部
６１ パネル型入力装置。
６２ センサユニット
６３ 導光ユニット
６４ キーシート
６５ 発光素子
６６ フレキシブル基板
６６ａ 下面
６６ｂ 上面
６７，６８ 平面電極
６９ 両面テープ
７１ 導光板
７２ 反射膜
７３ 窓部
７４ 反射膜
７５ 押圧突起
７６ クリックシート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機や携帯型の情報端末機等に搭載されるパネル型入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機等の薄型の電子機器には、シート状の入力装置が多く用いられている。このような入力装置の多くは、表面に固定接点電極が形成された基板と、前記固定接点電極と対向する位置にドーム型の可動接点電極とを有した指示入力部（キースイッチ部）を備えている。また、前記キースイッチ部上に導光板を配置し、この導光板の側面に向けて発光素子を配置することによって、照光機能を備えた構成とすることができる（特許文献１，２）。
【０００３】
このような従来の入力装置にあっては、前記基板、可動接点電極あるいは導光板を薄く形成することによって、入力装置全体の薄型化を図っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３４００８号公報
【特許文献１】特開２００９−２１１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のキースイッチ部にあっては、ドーム型の可動接点電極を用いていることで、一定のストロークを確保するよう構成されている。しかしながら、固定接点電極と可動接点電極とがショートするおそれがあることや、十分なクリック感が得られなくなることから、薄型化には限界があった。
【０００６】
また、前記ドーム型の可動接点電極によって、キースイッチ部の上面が凹凸状となるため、導光板が密接して配置できないといった問題があった。このように、キースイッチ部と導光板とが密接せず、間に空気層が入ると、導光板内を導光してきた光が前記空気層に吸収されてしまい、発光輝度が低下するおそれがあった。また、前記空気層によって、導光板内を導光してくる光が不規則に屈折あるいは反射して発光にムラが生じるといった問題もあった。
【０００７】
さらに、前記キースイッチ部は、所定のキースイッチをクリックすることによって、単一な指示を選択するようになっているため、指示機能が限られたものとなる。したがって、複数の指示機能を有した高機能型の入力装置を形成するためには、キースイッチの配列数を増加しなければならず、入力装置の小型化が図られないといった問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、指示入力部を平面且つ薄型化することによって、導光板との密着性を高め、入力装置全体の薄型化及び導光作用の向上化を図ると共に、複雑な指示機能を持たせることのできるパネル型入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のパネル型入力装置は、複数のセンサ電極を有するセンサユニットと、該センサユニットの上方に配置される導光ユニットとを備え、前記センサユニットは、基板上に前記センサ電極を複数平面状に配置して形成され、該センサ電極上を覆うようにして、前記導光ユニットの下面が密着していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るパネル型入力装置によれば、センサユニットが、基板上に平面配置される複数のセンサ電極によって構成されるため、薄型且つ平面状の形成することができる。これによって、前記センサユニットと密着するようにして導光ユニットを配置することができるので、全体の薄型化と導光効率の向上効果が図られる。
【００１１】
また、前記センサ電極によって、静電容量方式のタッチセンサを構成することができるので、薄型でありながら複雑且つ多様な入力機能を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る第１実施形態のパネル型入力装置の断面図である。
【図２】上記パネル型入力装置を構成するセンサユニットの平面図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態のパネル型入力装置の断面図である。
【図４】上記パネル型入力装置を構成するセンサユニットの平面図である。
【図５】本発明に係る第３実施形態のパネル型入力装置の断面図である。
【図６】上記パネル型入力装置を構成するセンサユニットの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて本発明に係るパネル型入力装置の実施形態を詳細に説明する。図１は第１実施形態におけるパネル型入力装置１１の要部の断面構成を示したものである。このパネル型入力装置１１は、センサユニット１２と、このセンサユニット１２の上に配置される導光ユニット１３と、この導光ユニット１３の上に配置される表示シート１４とを備えて構成される。
【００１４】
図２は前記センサユニット１２の平面構成を示したものである。このセンサユニット１２は、投影型静電容量タイプのタッチパネルであり、基板１６と、この基板１６の略全面に形成されるタッチ式の複数のセンサ電極１７とによって構成されている。前記基板１６は、ガラス、ＰＥＴ、ポリイミド、ガラスエポキシ等によって薄く平面状に形成され、前記センサ電極１７が配列されるタッチ入力部１８と、前記センサ電極１７から引き出されるリードパターンが形成されるリード部１９とを有する。
【００１５】
前記センサ電極１７は、それぞれが透明電極（ＩＴＯ）、銅、銀ペースト、導電性ポリマー電極（ＰＥＤＯＴ）等によって方形状に形成される。このセンサ電極１７は、前記基板１６上に設けられているタッチ入力部１８のＸ軸と直交する方向に一列に繋がるように配列することでＸ軸電極２１が形成され、Ｙ軸と直交する方向に一列に繋がるように配列することでＹ軸電極２２を構成している。
【００１６】
前記Ｘ軸電極２１はＹ軸方向に電気的に接続され、Ｙ軸電極２２はジャンパー２３を介し、Ｘ軸電極２１が連結する部分の一部を跨ぐようにしてＸ軸方向に電気的に接続されている。また、前記各タッチ電極片は、タッチする指先よりも小さな方形サイズに形成され、タッチ入力部１８のサイズに応じてＸ軸方向及びＹ軸方向に複数配列して構成されている。
【００１７】
前記Ｘ軸電極２１及びＹ軸電極２２は、エッチング、印刷、蒸着あるいはスパッタリング等によって、Ｘ軸座標及びＹ軸座標からなるマトリクス状に平面形成される。このようにして形成されたＸ軸電極２１及びＹ軸電極２２の一端は、リードパターンとして前記基板１６の一端から突出して設けられているリード部１９に引き出され、静電容量を計測するための制御部（図示せず）に接続される。
【００１８】
前記Ｘ軸電極２１及びＹ軸電極２２がマトリクス状に配列されたタッチ入力部１８上の所定位置を指先でタッチすることによって、このタッチした部分のセンサ電極１７の静電容量が変化する。この変化によって、タッチした位置座標を検知することができると共に、このタッチ位置に設定されている各種の指示を実行することができる。
【００１９】
このような静電容量方式のセンサ電極１７からなるセンサユニット１２にあっては、指先が触れた際に、その付近の複数のセンサ電極１７による静電容量の比率を計測することで、タッチしている位置座標を精密に判別することができる。また、タッチする指先によって、各タッチ電極片を多点で検出するため、指先の動きによって、より複雑且つ多様な指示命令を行わせることができる。
【００２０】
前記導光ユニット１３は、図１に示したように、センサユニット１２上に配置される発光素子１５と、導光板３１とを備える。前記発光素子１５は、前記タッチ入力部１８の外周部に沿って複数設けられ、前記導光板３１の側面に光が照射するように配置される。また、導光板３１は、マトリクス状に配列されているＸ軸電極２１及びＹ軸電極２２の上を覆うようにして配置されている。この導光板３１は、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の導光性に優れた材料によって、形成される。
【００２１】
また、前記導光板３１の上面及び下面には、必要に応じて透明樹脂膜３２，３３やこの透明樹脂膜３２，３３の内部あるいは外側面に反射膜３４，３５を設けることができる。なお、反射膜３４，３５の代わりに、プリズムのような凹凸面を有した透明部材を設けてもよい。前記透明樹脂膜３２，３３を付加することによって、導光板３１からセンサユニット１２又は表示シート１４に向けて発せられる光量を微調整することができる。これによって、表示シート１４が眩し過ぎたり、暗過ぎたりしないように、視認しやすい明るさに調整することができる。この透明樹脂膜３２，３３は、導光板３１よりも光屈折率の低いアクリル樹脂等によって形成され、透明接着剤あるいは透明な両面テープなどを用いて前記導光板３１の上面又は下面、あるいは上下両面に接合される。
【００２２】
また、前記反射膜３５を設けることによって、導光板３１の下方から発せられる光のセンサユニット１２への吸収や複数のセンサ電極１７による乱反射を抑えることができるので、表示シート１４を均一且つムラなく照光させることができる。
【００２３】
前記表示シート１４は、薄いガラス材あるいはプラスチックシートによって形成され、前記センサユニット１２のタッチ入力部１８の各座標位置に設定される指示機能に応じた数字や記号等が透光性の窓部３６に印刷されている。この窓部３６近辺を指先で軽くタッチしたり、なぞるように移動させたりすることで、前記タッチ入力部１８の各座標に設定されている指示を実行させることができる。
【００２４】
このように、導光ユニット１３を挟んだ下方にセンサユニット１２、上方に表示シート１４を配置しているため、導光ユニット１３によって、発光素子１５から導光されてくる光がセンサユニット１２で遮られることなく、表示シート１４を広範囲に明るく照光することができる。
【００２５】
図３は第２実施形態におけるパネル型入力装置４１の要部の断面構成を示したものである。このパネル型入力装置４１は、センサユニット４２と、このセンサユニット４２の上に配置される導光ユニット４３と、この導光ユニット４３の上に配置される表示シート４４とを備えて構成される。
【００２６】
前記センサユニット４２は、基板４６と、この基板４６上に配置される複数のセンサ電極（第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８）とを備えて構成されている。前記それぞれのタッチ電極４７，４８は、それぞれ極性の異なる一対の櫛歯状の微小な電極指（４７ａ，４７ａ）、（４８ａ，４８ｂ）を組み合わせて形成されている。本実施形態では、第１タッチ電極４７がテンキーに対応させるため四角形状に、第２タッチ電極４８がカーソルキーに対応させるため円形状に形成されているが、これらの形状はキーの種類や配置によって任意に設定される。前記極性の異なる電極指同志は、輪郭部が絶縁ラインを介して入り組むように形成されており、指先でタッチする電極指上の静電容量比を検知することによって、入力指示を切り替えるようになっている。
【００２７】
図４に示すように、前記センサユニット４２は、前記第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８によって平面状に形成されており、第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８の一端は、リードパターンとして前記基板４６の一端から突出して設けられているリード部４９に引き出され、静電容量を計測するための制御部（図示せず）に接続される。
【００２８】
また、前記第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８は、基板４６上に一定の隙間を有して配列されるため、この隙間上に発光素子４５を配置することができる。このように、発光素子４５を基板４６上に複数点在させ、第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８をより近くで照射させることができるので、入力位置の視認性及び操作性をより向上させることができる。
【００２９】
導光ユニット４３は、図３に示したように、前記発光素子４５と、この発光素子４５を露出させる孔部５０を有して、前記センサユニット４２上に載置される導光板５１とを備える。前記孔部５０は、発光素子４５の外周部に沿って一定の隙間を設けて開設される。また、前記導光板５１の上面又は下面には、第１実施形態と同様に、この導光板５１よりも光屈折率の低い透明樹脂膜５２，５３が必要に応じて被着される。さらに、前記導光板５１の下面に直接あるいは透明電極膜５３を介して反射膜５４，５５を設けることで、第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８の上方をより明るく照光させることができる。
【００３０】
前記第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８は、導光板５１と密接して配置されるため、この導光板５１の上面でのタッチ操作に対応した静電容量比の変化を容易に検知することができる。また、前記センサユニット４２が導光板５１の下面に反射膜５５を介して配置されているため、導光板５１から照射させる光が遮られることなく、上方に配置されている表示シート４４を明るく照光させることができる。
【００３１】
前記表示シート４４は、発光素子４５が露出する孔部５０を覆うようにして導光板５１上に載置される。この表示シート４４は、上記第１実施形態と同様な部材で形成され、前記センサユニット４２を構成する第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８に割り当てられている指示機能を表わす数字や記号等が透光性を有した窓部５６に記されている。この窓部５６を中心に指先で軽くタッチしたり、なぞるように移動させたりすることで、前記第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８に設定されている入力操作を行うことができる。
【００３２】
なお、本実施形態のセンサユニット４２では、第１タッチ電極４７及び第２タッチ電極４８によって全ての入力エリアをタッチ電極によって形成したが、例えば、前記第１タッチ電極４７又は第２タッチ電極４８のいずれか一方を薄型のタクトスイッチやメンブレンスイッチのようなクリック式の電極によって構成してもよい。このように、タッチ式の電極とクリック式の電極とを適宜組み合わせることで、搭載する電子機器の入力機能に合った入力操作を行わせることが可能となる。
【００３３】
図５及び図６は第３実施形態のパネル型入力装置６１の断面構成を示したものである。このパネル型入力装置６１は、センサユニット６２と、このセンサユニット６２の上に配置される導光ユニット６３と、この導光ユニット６３の上に配置されるキーシート６４とを備えて構成される。
【００３４】
前記センサユニット６２は、折り重なるようにして対向する下面６６ａ及び上面６６ｂからなるフレキシブル基板６６と、前記下面６６ａと上面６６ｂに対向配置される一対のセンサ電極（平面電極）６７，６８とを有して構成される。前記フレキシブル基板６６は、弾性を有した長方形状の一枚の薄いフィルム部材によって形成され、長手方向を略二分する位置で折り返すことによって、上面６６ｂが下面６６ａと対向するように成形される。前記折り返された下面６６ａと上面６６ｂは、一定の厚みを有して粘着する両面テープ６９等を介して、一対の平面電極６７，６８が接触しない程度の僅かな隙間が保持される。この隙間はスイッチングを行わせるためのスペースとなっており、平面電極６８が形成されている部分を外側から指で軽く押圧することによって、下側の平面電極６７に上側の平面電極６８が接触して電気的導通が図られる。この状態から指を離すと、フレキシブル基板６６に備わる弾性によって、上側の平面電極６８が元の水平位置に戻り、電気的導通が解除される。
【００３５】
導光ユニット６３は、前記折り重なるように成形されたフレキシブル基板６６の上面に透明な両面テープ等を介して密着するようにして載置される導光板７１と、この導光板７１の側面を照らすように配置される発光素子６５とを備える。また、前記導光板７１の下面に反射膜７２を配置して、前記センサユニット６２に密着させることによって、キーシート６４をさらに明るく照光させることができる。
【００３６】
前記キーシート６４は、第１実施形態と同様に形成され、前記一対の平面電極６７，６８に対する入力操作を示す数字や記号等が記される。また、前記キーシート６４の平面電極６７，６８に対応する箇所の一部に透光性の窓部７３を設けると共に、この窓部７３と対向する導光板７１の上面に反射膜７４をパターン形成することによって、クリックする位置をさらに明るく照光させることができる。
【００３７】
また、図５に示したように、前記キーシート６４の下面に押圧突起７５を有したクリックシート７６を設けることによって、クリック性を向上させることができる。このクリックシート７６は、柔軟性を有した透光性の樹脂材によって形成され、前記キーシート６４の下面に接着剤や両面テープなどを使用して貼り合わせることができる。前記押圧突起７５は、樹脂を厚くして形成され、平面電極６７，６８と対応する位置に設けられる。
【００３８】
以上説明したように、本発明のパネル型入力装置にあっては、センサユニットが静電容量方式のタッチセンサあるいはフレキシブル基板を折り重ねて形成される薄型のクリック型のスイッチとして形成され、この上に導光ユニットを密着して配置した構造となっているため、薄型でありながら高い導光効率による照光効果を得ることができる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、センサユニットを構成するセンサとして静電容量方式のタッチパネルを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、抵抗膜式等の他の方式によるタッチパネルを用いて構成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１１ パネル型入力装置。
１２ センサユニット
１３ 導光ユニット
１４ 表示シート
１５ 発光素子
１６ 基板
１７ センサ電極
１８ タッチ入力部
１９ リード部
２１ Ｘ軸電極
２２ Ｙ軸電極
２３ ジャンパー
３１ 導光板
３２，３３ 透明樹脂膜
３４，３５ 反射膜
３６ 窓部
４１ パネル型入力装置。
４２ センサユニット
４３ 導光ユニット
４４ 表示シート
４５ 発光素子
４６ 基板
４７ 第１タッチ電極
４７ａ，４７ｂ 電極指
４８ 第２タッチ電極
４８ａ，４８ｂ 電極指
４９ リード部
５０ 孔部
５１ 導光板
５２，５３ 透明樹脂膜
５４，５５ 反射膜
５６ 窓部
６１ パネル型入力装置。
６２ センサユニット
６３ 導光ユニット
６４ キーシート
６５ 発光素子
６６ フレキシブル基板
６６ａ 下面
６６ｂ 上面
６７，６８ 平面電極
６９ 両面テープ
７１ 導光板
７２ 反射膜
７３ 窓部
７４ 反射膜
７５ 押圧突起
７６ クリックシート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサ電極を有するセンサユニットと、
該センサユニットの上方に配置される導光ユニットとを備え、
前記センサユニットは、基板上に前記センサ電極を複数平面状に配置して形成され、該センサ電極上を覆うようにして、前記導光ユニットの下面が密着していることを特徴とするパネル型入力装置。
【請求項２】
前記センサ電極は、方形状に形成され、Ｙ軸方向に連結されたＸ軸電極と、Ｘ軸方向に連結されたＹ軸電極とが前記基板上にマトリクス状に配列して構成される請求項１に記載のパネル型入力装置。
【請求項３】
前記センサ電極は、極性の異なる複数の櫛歯状の電極指が入り組むように形成され、前記基板上の所定位置に配置される請求項１に記載のパネル型入力装置。
【請求項４】
前記基板が折曲げ可能なフレキシブル基板によって形成され、折曲げられた内側面の上下に対向するように一対の平面電極が設けられる請求項１に記載のパネル型入力装置。
【請求項５】
前記導光ユニットは、前記センサユニットと略同じ平面形状を有して形成される導光板と、この導光板の側面に向けて配置される発光素子とを備える請求項１に記載のパネル型入力装置。
【請求項６】
前記導光板の上面及び下面の少なくともいずれか一方に、該導光板より低屈折率を有する透明樹脂膜が被覆形成される請求項５に記載のパネル型入力装置。
【請求項７】
前記導光板は、反射膜を介して前記センサユニット上に密接配置される請求項５に記載のパネル型入力装置。
【請求項１】
複数のセンサ電極を有するセンサユニットと、
該センサユニットの上方に配置される導光ユニットとを備え、
前記センサユニットは、基板上に前記センサ電極を複数平面状に配置して形成され、該センサ電極上を覆うようにして、前記導光ユニットの下面が密着していることを特徴とするパネル型入力装置。
【請求項２】
前記センサ電極は、方形状に形成され、Ｙ軸方向に連結されたＸ軸電極と、Ｘ軸方向に連結されたＹ軸電極とが前記基板上にマトリクス状に配列して構成される請求項１に記載のパネル型入力装置。
【請求項３】
前記センサ電極は、極性の異なる複数の櫛歯状の電極指が入り組むように形成され、前記基板上の所定位置に配置される請求項１に記載のパネル型入力装置。
【請求項４】
前記基板が折曲げ可能なフレキシブル基板によって形成され、折曲げられた内側面の上下に対向するように一対の平面電極が設けられる請求項１に記載のパネル型入力装置。
【請求項５】
前記導光ユニットは、前記センサユニットと略同じ平面形状を有して形成される導光板と、この導光板の側面に向けて配置される発光素子とを備える請求項１に記載のパネル型入力装置。
【請求項６】
前記導光板の上面及び下面の少なくともいずれか一方に、該導光板より低屈折率を有する透明樹脂膜が被覆形成される請求項５に記載のパネル型入力装置。
【請求項７】
前記導光板は、反射膜を介して前記センサユニット上に密接配置される請求項５に記載のパネル型入力装置。
【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２０１２−５９１６８（Ｐ２０１２−５９１６８Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０３９９４（Ｐ２０１０−２０３９９４）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
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