圧力検出部及び圧力検出部を備えた情報入力装置
【課題】情報入力装置において押圧操作により確実な情報入力が行えるよう、感度の精度を向上させた圧力検出部を得る。
【解決手段】情報入力装置においてパネル部材の周縁部に配置され、パネル部材に対する押圧操作を検出する圧力検出部を、第１基板２１と、第１基板２１に対向して配置される第２基板２２と、第１基板２１と第２基板２２との間に配置される感圧層と、感圧層を介した抵抗変化を検出するよう、第１基板２１に設けられた第１電極２１Ａと第２基板２２に設けられた第２電極２２Ａとを備え、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａを、第１基板２１及び第２基板２２の法線上において対向しない位置に設け、第１電極２１Ａ、第２電極２２Ａ、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成した。
【解決手段】情報入力装置においてパネル部材の周縁部に配置され、パネル部材に対する押圧操作を検出する圧力検出部を、第１基板２１と、第１基板２１に対向して配置される第２基板２２と、第１基板２１と第２基板２２との間に配置される感圧層と、感圧層を介した抵抗変化を検出するよう、第１基板２１に設けられた第１電極２１Ａと第２基板２２に設けられた第２電極２２Ａとを備え、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａを、第１基板２１及び第２基板２２の法線上において対向しない位置に設け、第１電極２１Ａ、第２電極２２Ａ、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル部材の押圧操作を検出して情報の入力を可能にする情報入力装置の圧力検出部に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報入力機能を有するパネル部材を備えた情報入力装置として、液晶ディスプレイ上にタッチパネルを配置したものが広く使用されている。液晶モニタを有するデジタルカメラでは、液晶モニタの上面に、接触位置及び押圧力を検知できるパネル部材を設け、接触時の押圧の強さに応じて異なる指示を与えるようにしたものが存在する（例えば、特許文献１、図２５参照）。
【０００３】
こうした情報入力装置に装備される圧力検出部２０は、例えば、図２６に示すように、第１基板２１と第２基板２２との間に第２基板２２の側から第２電極２２Ａ、カーボン２２Ｂ、感圧インク２３ａ、第１電極２１Ａの順で配置されており、タッチパネル等が押下された場合の圧力を計測して、計測された圧力値に応じて情報が入力指示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５５６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２６に示す圧力検出部においては、第２基板２２側の第２電極２２Ａの上にカーボン層２２Ｂが重ねて印刷され、カーボン層２２Ｂに感圧インク層２３ａが被覆され、他方の第１基板２１側に第１電極２１Ａが設けられている。この場合、カーボン層２２Ｂに比べて電極部分２１Ａ，２２Ｂの方が厚みやその表面に凹凸が存在するため、カーボン層２２Ｂの感圧インク層２３ａに接触する面が平滑でない場合があった。そのため、感圧インク層２３ａと電極層２２Ａ，２２Ｂとの接触状態が安定せず、結果として圧力検出部の感度がばらつく要因にもなっていた。
【０００６】
本発明は、情報入力装置において押圧操作により確実な情報入力が行えるよう、感度の精度を向上させた圧力検出部を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る圧力検出部の第１の特徴構成は、情報入力装置においてパネル部材の周縁部に配置され、前記パネル部材に対する押圧操作を検出する圧力検出部であって、
第１基板と、
前記第１基板に対向して配置される第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置される感圧層と、
前記感圧層を介した抵抗変化を検出するよう、前記第１基板に設けられた第１電極と前記第２基板に設けられた第２電極とを備え、
第１電極及び第２電極を、第１基板及び第２基板の法線上において対向しない位置に設け、第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成された点にある。
【０００８】
情報入力装置に圧力検出部を形成する場合、例えば、第１電極の上に感圧層を形成する。これらは、夫々膜形成材料を塗布することにより形成する。このとき、電極部分には厚みやその表面に凹凸が存在するため、仕上がった感圧層の表面は必ずしも平滑面にはならない。同じく、第２電極の上にも必要に応じて感圧層を形成する。その場合、パネル部材に押圧力を作用させ、第１基板と第２基板とで感圧層を挟圧すると、感圧層どうし、あるいは、感圧層と電極とが平面どうしで接触せず、互いに凸部が接触する場合も生じ得る。その結果、互いに当接する部材間の通電状態が安定せず、圧力検出部として不安定なものとなる。
【０００９】
しかし、本構成のものであれば、第１電極及び第２電極を、第１基板及び第２基板の法線上において対向しない位置に設け、第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成されているので、感圧層が受ける電極部分の厚みや表面の凹凸の影響を分散することができる。その結果、感圧層と電極との接触状態が改善された圧力検出部を得ることができる。また、圧力検出部が押圧されても、第１電極及び第２電極が直接押圧し合うことがない。よって、電極どうしが押圧し合うことで損傷するといった不具合が抑制され、圧力検出部の耐久性が向上する。
【００１０】
また、第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成されているので、第１基板及び第２基板の法線上において第１基板の第１電極と第２基板の第２電極とで１列の電極が構成される。よって、第１電極と第２電極とは、感圧層が配置されていない部分においては接触することがないので、第１電極と第２電極との絶縁処理を施す必要がない。
【００１１】
本発明に係る圧力検出部の第２の特徴構成は、情報入力装置においてパネル部材の周縁部に配置され、前記パネル部材に対する押圧操作を検出する圧力検出部であって、
第１基板と、
前記第１基板に対向して配置される第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置される感圧層と、
前記感圧層を介した抵抗変化を検出するよう、前記第１基板及び前記第２基板のいずれか一方の基板であって前記感圧層を設けた側の面に設けられた第１電極及び第２電極とを備え、
前記第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成された点にある。
【００１２】
本構成のように、感圧層を介した抵抗変化を検出するよう、第１基板及び第２基板のいずれか一方の基板であって感圧層を設けた側の面に設けられた第１電極及び第２電極を備え、第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成してあるので、感圧層が受ける電極部分の厚みや表面の凹凸の影響を分散することができる。その結果、感圧層と電極との接触状態が改善された圧力検出部を得ることができる。また、圧力検出部が押圧されても、第１電極及び第２電極が直接押圧し合うことがない。よって、電極どうしが押圧し合うことで損傷するといった不具合が抑制され、圧力検出部の耐久性が向上する。
【００１３】
また、第１基板及び第２基板のいずれか一方の基板であって感圧層を設けた側の面に第１電極及び第２電極を設けたので、第１基板及び第２基板の両方に電極を配置する場合に比べて、基板に電極を配置する工程が１回で済むことになる。よって、圧力検出部の製造工程を簡素化することができる。
【００１４】
本発明に係る圧力検出部の第３の特徴構成は、前記第１電極及び前記第２電極と前記感圧層とが電気的に接続されており、前記感圧層のうち前記第１電極及び前記第２電極の少なくともいずれか一方が重畳しない位置を押圧可能に構成してある点にある。
【００１５】
本構成によれば、いずれか一方の電極が重畳しない位置で感圧層が押圧可能に構成したので、感圧層が押圧される感圧領域において、電極部分の厚みや表面の凹凸の影響を排除することができる。よって、当該領域において少なくとも一方の感圧層の表面が平滑である可能性が高まる。その結果、感圧層と電極との接触状態が改善されて、圧力検出特性が安定し、信頼性の高い圧力検出部を得ることができる。これにより、情報入力装置において押圧操作による確実な情報入力が行えるようになった。
【００１６】
本発明に係る圧力検出部の第４の特徴構成は、前記第１電極及び前記第２電極と前記感圧層とが電気的に接続されており、前記感圧層のうち前記第１電極及び前記第２電極が重畳しない位置を押圧可能に構成してある点にある。
【００１７】
本構成のように、感圧層のうち双方の電極が重畳しない位置を押圧可能に構成したので、第１電極及び第２電極の双方の部材表面をより平滑に仕上げることが可能となる。よって、感圧領域における感圧層の接触がより確実になって信頼性の高い圧力検出部を得ることができる。
【００１８】
本発明に係る圧力検出部の第５の特徴構成は、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくともいずれか一方が通電膜によって被覆されている点にある。
【００１９】
圧力検出部の電極に直接感圧層を被覆して構成した場合には、電極に用いられる材質によっては、電極が圧縮される感圧層によって損傷することがある。しかし、この構成であれば、電極は通電膜に被覆されて保護されるので損傷等を受け難くなる。その結果、圧力検出部の耐久性が向上する。
【００２０】
本発明に係る圧力検出部の第６の特徴構成は、前記第１電極を被覆する第１通電膜と、前記第２電極を被覆する第２通電膜と、を備え、前記第１通電膜が前記第１電極に対して側方に延出した第１延出部を有すると共に、前記第２通電膜が、前記第２電極に対して側方に延出した第２延出部を有し、前記感圧層が、前記第１延出部及び前記第２延出部のうち少なくともいずれか一方を被覆し、当該圧力検出部が押圧された際に、前記感圧層が、前記第１延出部に係る第１通電膜及び前記第２延出部に係る第２通電膜のみによって圧縮されるように構成してある点にある。
【００２１】
この構成により、第１通電膜、及び、第２通電膜を形成する際に、自身が突起物である第１電極あるいは第２電極が存在しない領域には極めて平滑な表面の通電膜を形成することができる。これらいずれかの通電膜の表面に感圧層を形成する場合にも、下地となる通電膜自身が平滑であるため、通電膜と同等の平滑度を持つ感圧層を得ることができる。よって、第１延出部及び第２延出部の領域のみで感圧層を圧縮する構成であれば、より広い面積に亘って適切に接触し、検出特性の安定した圧力検出部を得ることができる。
【００２２】
本発明に係る圧力検出部の第７の特徴構成は、前記第１通電膜及び前記第２通電膜が、バインダーにカーボン粒子を混入したカーボン層で構成してある点にある。
【００２３】
通常、カーボン粒子は、各種の粒径サイズのものが入手可能である。このカーボン粒子をバインダーに混合し、塗布することで、きめ細かな表面性状をもつ平滑な通電膜を得ることができる。よって、前記感圧層を圧縮する際に大きな接触面積を得ることができるため、通電特性に優れた圧力検出部を得ることができる。
【００２４】
本発明に係る圧力検出部の第８の特徴構成は、前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくともいずれか一方の外面に、前記感圧層に集中荷重を作用させる荷重伝達部材を設けてある点にある。
【００２５】
この構成により、圧力検出部に外部からの荷重が加わったとき、荷重伝達部材が圧力検出部を支持して外部からの荷重を分散させることなく集中して受け取り、当該荷重を感圧層に確実に伝達する。こうして、感圧層が確実に押圧されるので、圧力検出部の検出精度を向上させることができる。
【００２６】
本発明に係る情報入力装置の特徴構成は、押圧操作による入力指示が可能なパネル部材と、前記パネル部材の周縁部を支持するよう装置本体に設けられた支持部と、前記パネル部材と前記支持部との間に配置された前記１〜８のいずれかの特徴構成を有する圧力検出部と、を備えた点にある。
【００２７】
この構成により、検出特性が向上した圧力検出部によって、情報入力装置においてパネル部材の押圧操作による情報入力を安定的に行うことができる。また、圧力検出部が、第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成されているので、パネル部材の周縁に配置される圧力検出部の領域を小さくし、パネル部材の押圧操作領域を大きくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る圧力検出部を配置する情報入力装置の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】圧力検出部の分解斜視図である。
【図４】情報入力装置における圧力検出部の配置を示す図である。
【図５】情報入力装置の他の形態を示す断面図である。
【図６】実施形態２の圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図７】実施形態３における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。
【図９】実施形態３における圧力検出部の動作状態を示す拡大断面図である。
【図１０】実施形態４における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１１】他の実施形態における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１２】他の実施形態における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１３】他の実施形態の情報入力装置の斜視図である。
【図１４】他の実施形態の圧力検出部の分解斜視図である。
【図１５】他の実施形態における浮き上がり防止機構の配置を示す平面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ断面図である。
【図１７】図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図である。
【図１８】別形態の浮き上がり防止機構の配置を示す平面図である。
【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ断面図である。
【図２０】別形態の浮き上がり防止機構の配置を示す平面図である。
【図２１】図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ断面図である。
【図２２】他の実施形態における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図２３】他の実施形態における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図２４】他の実施形態における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図２５】従来技術に係る情報入力装置の断面図である。
【図２６】従来技術に係る圧力検出部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る情報入力装置１の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
〔実施形態１〕
図１、図２に示すように、情報入力装置１は、前面に開口部２Ａなどが形成された筐体２に、液晶又は有機ＥＬなどの表示部３Ａを有する表示装置３、接触式の情報入力機能を有するパネル部材４を備えて構成されている。
【００３１】
本発明において、筐体２の開口部２Ａは、図２に示すように、パネル部材４の嵌め込みを許容する段差を有するように筐体２の上面を切り抜いて形成され、その底面に、筐体２の内部に装備された表示装置３の表示部３Ａを外部に臨ませる表示装置用開口部２ａと、パネル部材４の周縁部４Ａを支持する枠状の支持部２ｂとを有している。
【００３２】
開口部２Ａの形状や大きさは、パネル部材４の形状や大きさに応じて種々の変更が可能である。又、開口部２Ａの実装深さは、パネル部材４の厚みなどに応じて種々の変更が可能である。更に、開口部２Ａにおける表示装置用開口部２ａの形状や大きさは、表示部３Ａの形状や大きさなどに応じて種々の変更が可能である。ここでは、開口部２Ａ、表示装置用開口部２ａ、表示部３Ａ、及びパネル部材４の形状を矩形状又は略矩形状とする。ただし、パネル部材４等の形状は特に限定されず、例えば円形であってもよい。開口部２Ａの実装深さは、筐体２の表面とパネル部材４の表面とがほぼ同じ高さになるように設定されていればよい。
【００３３】
情報入力装置１には、パネル部材４に対する押圧操作を検出可能な圧力検出部２０が設けられている。圧力検出部２０は、パネル部材４と筐体２の支持部２ｂとの間に配置されており、圧力検出部２０からの出力信号を処理する図示しない信号処理回路等から構成されている。圧力検出部２０の構成は押圧力を検出できるものであれば特に限定されない。図１及び図４に示すように、圧力検出部２０はパネル部材４の周縁部４Ａに少なくとも１つ以上配置されている。パネル部材４は、パネル部材４へのタッチ操作に基づいて、その操作位置となるＸ−Ｙ座標を検知する所謂タッチ入力機能を備えるものであってもよい。又、タッチ入力機能を備えるものにおいては、抵抗膜方式、静電容量方式、及び電磁誘導方式などから選択できる。
【００３４】
図３に示すように、パネル部材４の下には、上から順に枠状の第１基板２１、対角線上に対向する一対の隅部から両辺に向けて延設された第１電極２１Ａ、上部感圧インク２３ａ、下部感圧インク２３ｂ、対角線上に対向する一対の隅部から両辺に向けて延設された第２電極２２Ａ、第２基板２２、が配置される。枠状の第１基板２１の下面には第１電極２１Ａが対角線上の２つの隅部を交点とするＬ字状に配置され、枠状の第２基板２２の上面には第２電極２２Ａが対角線上の２つの隅部を交点とするＬ字状に配置される。こうして、第１電極２１Ａ、第２電極２２Ａ、上部感圧インク２３ａ、及び下部感圧インク２３ｂにより、ループ状の直列回路が形成されている。
【００３５】
すなわち、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａは第１基板２１及び第２基板２２の法線上において対向しない位置に設けられている。第１電極２１Ａが感圧層２３に押し付けられた場合に、第２電極２２Ａが第１電極２１Ａの押圧の妨げにならない。また、反対に、第２電極２２Ａが感圧層２３に押し付けられた場合に、第１電極２１Ａが第２電極２２Ａの押圧の妨げにならない。その結果、感圧層２３と電極２１Ａ，２２Ａとの接触状態が改善された圧力検出部２０を得ることができる。また、圧力検出部２０が押圧されても、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａが直接押圧し合うことがない。よって、電極どうしが繰り返し押圧されることで起こり得る電極の磨耗損傷が抑制され、圧力検出部２０の耐久性が向上する。
【００３６】
枠状の第１基板２１、第２基板２２の内径は開口部２Ａの寸法に合わせ、外径は別途備えるＸＹ座標検出装置（図示せず）に合わせる。上述のように、第１基板２１の第２基板２２との対向面に配置された第１電極２１Ａと、第２基板２２の第１基板２１との対向面に配置された第２電極２２Ａは、第１基板２１及び第２基板２２の法線上において、ループ状の直列回路を形成する。つまり、第１電極２１Ａと第２電極２２Ａとは、感圧層２３が配置されていない部分においても接触することがないので、第１電極２１Ａと第２電極２２Ａとの絶縁処理を施す必要がない。
【００３７】
圧力検出部２０は、第２基板２２が支持部２ｂの上に、例えば粘着剤（図示せず）により貼着されることで開口部２Ａに取り付けられる。
【００３８】
第１基板２１と第２基板２２との対向領域であって、感圧層２３の両側には接続部２４が配置されている。接続部２４は、例えば弾性を有する粘着性接着剤や両面粘着材であって、第２電極２２Ａ、第２通電膜２２Ｂ、感圧層２３、第１通電膜２１Ｂの合計の厚さと略同じか厚めに構成されている。尚、図４では電極、通電膜、感圧インクと接続部２４とが離間しているが、電極、通電膜、感圧インクと接続部２４とは一部接触していてもよい。
【００３９】
以下、情報入力装置１に装着された圧力検出部２０の動作について説明する。情報入力装置１の内部において、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａはコネクタ（図示せず）に接続されており、コネクタは情報入力装置１に内蔵された荷重検出部（図示せず）に接続されている。
【００４０】
圧力検出部２０は、パネル部材４が押圧操作された時の感圧層２３における、上部感圧インク２３ａ及び下部感圧インク２３ｂを介した第１電極２１Ａと第２電極２２Ａとの間の抵抗の変化を検出する。この抵抗の変化の検出によって、感圧層２３に加えられる外力を検出することができ、パネル部材４への荷重を検出することができる。
【００４１】
第１基板２１及び第２基板２２は、例えばフィルム等であって、材質としては、フレキシブル基板に使用可能な材質、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル系樹脂、ＡＮ樹脂などの汎用樹脂を挙げることができる。また、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂や、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリアリル系耐熱樹脂などのスーパーエンジニアリング樹脂を用いることもできる。
【００４２】
第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａの材料としては、金、銀、銅、若しくはニッケルなどの金属、あるいはカーボン又はこれら材料を複数含む混合物等の導電性を有するペーストを用いることができる。これらの形成方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、若しくはフレキソ印刷などの印刷法、フォトレジスト法などが挙げられる。また、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａは、銅や金などの金属箔を貼り付けて形成することもできる。さらに、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａは、銅などの金属をメッキしたＦＰＣの上にレジストで電極パターンを形成し、レジストで保護されていない部分の金属箔をエッチング処理することによって形成することもできる。電極はここに挙げた形成方法や材料を組合せたり積層してもよい。
【００４３】
上部感圧インク２３ａ及び下部感圧インク２３ｂを構成する組成物は、外力に応じて電気抵抗値などの電気特性が変化する素材で構成されている。組成物としては、例えば、英国のＰｅｒａｔｅｃｈ社製の量子トンネル現象複合材料（商品名「ＱＴＣ」）を用いることができる。上部感圧インク２３ａ及び下部感圧インク２３ｂは、塗布により第１基板２１及び第２基板２２に配置することができる。上部感圧インク２３ａ及び下部感圧インク２３ｂの塗布方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、又はフレキソ印刷などの印刷法を用いることができる。
【００４４】
圧力検出部２０は、情報入力装置１のパネル部材４の下面に、例えば糊等の接着剤、両面粘着テープなどの粘着層によって貼着され、パネル部材４の周縁部４Ａの加飾部に隠蔽されるように少なくとも一つに配置されている。したがって、圧力検出部２０を構成する各部材は、透明な材質で構成されることに限定されず、有色の材質で構成されていてもよい。
【００４５】
なお、情報入力装置１の筐体２は、図５に示すように、パネル部材４の上方にベゼル２ｃを備える形状であってもよい。筐体２にベゼル２ｃが備えてあると、パネル部材４の周縁部４Ａ及び周縁部４Ａに配置される圧力検出部２０を筐体２の支持部２ｂとベゼル２ｃとによって挟持して固定することができる。
〔実施形態２〕
【００４６】
本実施形態では、図６に示すように、第１基板２１に配置された第１電極２１Ａは第１通電膜２１Ｂによって被覆されている。一方、第２基板２２に配置された第２電極２２Ａは第２通電膜２２Ｂによって被覆されており、第２通電膜２２Ｂは感圧層２３である感圧インク２３ａによって被覆されている。
【００４７】
第２通電膜２２Ｂを被覆する感圧インク２３の表面は第１通電膜２１Ｂに対向する。よって、パネル部材４によって圧力検出部２０が押圧されると、第２電極２２Ａと第２通電膜２２Ｂとの間に感圧層２３が圧縮される領域（感圧領域）Ｚが形成される。ここで、第２電極２２Ａは感圧領域Ｚから外れた位置（感圧領域Ｚに重畳しない位置）に配置されている。すなわち、感圧層２３のうち第２電極２２Ａに重畳しない位置が押圧可能となって、感圧領域Ｚの第２基板２２側は第２通電膜２２Ｂのみとなり、この第２通電膜２２Ｂの表面が平滑である可能性が高まる。その結果、圧力検出部２０が押圧された際に、感圧領域Ｚにおいて第２通電膜２２Ｂと感圧インク２３ａとの接触状態が良好となって、圧力検出特性が安定する。
【００４８】
第１通電膜２１Ｂ及び第２通電膜２２Ｂの材料としては、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａとほぼ同様の材料を用いることができるが、上記の導電性を有するペーストを用いる場合には、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａの材料よりも粒径サイズが小さいものを用いるとよい。粒径サイズが小さい材料を通電膜に用いることで、平滑な通電膜を形成しやすい。上記の各種材料のうち、カーボン粒子は、各種の粒径サイズのものが入手可能である。よって、粒径サイズが小さいカーボン粒子をバインダーに混合し、塗布することで、きめ細かな表面性状をもつ平滑な通電膜を得ることができる。
【００４９】
〔実施形態３〕
本実施形態では、図７及び図８に示すように、圧力検出部２０は、第１通電膜２１Ｂを感圧層２３で被覆するように構成されている。感圧層２３の感圧領域Ｚは、第１通電膜２１Ｂと第２通電膜２２Ｂとの間に位置し、第１電極２１Ａが感圧領域Ｚから第１基板２１に沿う方向に外れる位置に設けられている。圧力検出部２０には、第２基板２２の外面に支持部２ｂと当接して感圧層２３に集中荷重を作用させる荷重伝達部材２５として、バンプ２５ａを設けている。バンプ２５ａは感圧領域Ｚに重畳するように配置されており、圧力検出部２０にパネル部材４から荷重が加わったとき、バンプ２５ａが圧力検出部２０を下方から支持し、当該荷重を集中して感圧層２３に伝達する（図９）。
【００５０】
バンプ２５ａの構成として、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を印刷や塗布などで配置して硬化させたもの、圧力検出部に寸法を合わせて裁断し貼合したフィルムや樹脂板、ＰＥフォームやウレタンフォームなどの発泡体、粘着性接着剤や両面粘着材、両面テープなどがある。なお、第２連通膜２２Ｂに感圧層２３が設けられている場合には、バンプ２５ａは第１基板２１の裏側に設けられてパネル部材４と当接する。ここで、バンプ２５ａの高さ寸法は、例えば５０μｍ〜２００μｍ（第２基板２２に接着するための接着層の厚みを含む）である。
【００５１】
バンプ２５ａを形成する代わりに、筐体２における感圧領域Ｚの当該箇所に凸部を形成してもよい。筐体２自体に凸部を設けることで、その凸部が荷重伝達部材２５として機能する。
【００５２】
〔実施形態４〕
圧力検出部２０は、図１０に示すように、第１電極２１Ａを被覆する第１通電膜２１Ｂには反中央側に向けて延出する第１延出部２１ｂ、第２通電膜２２Ｂは中央側に向けて延出する第２延出部２２ｂを有する。第１通電膜２１Ｂと第２通電膜２２Ｂとを上下に略平行に配置し、第２延出部２２ｂの一部を感圧層２３で被覆して、感圧領域Ｚを第１延出部２１ｂと第２延出部２２ｂとの間に配置された感圧層２３とする。その結果、圧力検出部２０は、感圧層２３のうち第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａが重畳しない位置である感圧領域Ｚを押圧可能に構成される。
【００５３】
こうして、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａが感圧領域Ｚに重畳しない位置にあると、第１通電膜２１Ｂ及び第２通電膜２２Ｂの部材表面をより平滑に仕上げることが可能となる。よって、感圧層２３と、第１通電膜２１Ｂ及び第２通電膜２２Ｂとの接触がより確実になって信頼性の高い圧力検出部２０を得ることができる。
【００５４】
特に、感圧層２３は第２通電膜２２Ｂのうち第２延出部２２ｂのみを被覆している。したがって、感圧層２３が圧縮されても、第２電極２２Ａは直接押圧されることがないので、第２電極２２Ａがパネル部材の過度の押圧操作に対しても損傷を受け難い構造となり、圧力検出部２０の耐久性が向上する。
【００５５】
〔他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、第１電極２１Ａは第１基板２１に配置し、第２電極２２Ａは第２基板２２に配置して構成したが、第１基板２１及び第２基板２２のいずれか一方の基板であって感圧層２３を設けた側の面に第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａを配置して、圧力検出部２０を構成してもよい。この場合は、例えば、図１１に示すように、第１基板２１に第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａを配置し、第２基板２２に感圧層２３を配置する。また、図１２に示すように、第１基板２１に第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａを配置し、第１電極２１Ａを第１感圧インク２３ａで被覆し、第２電極２１Ａを第２感圧インク２３ｂで被覆し、第２基板２２には必要に応じて通電膜２２Ｂを配置してもよい。また、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａは、それぞれ通電膜で被覆されていてもよい。
【００５６】
第１基板２１及び第２基板２２の一方に第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａが配置されていると、第１基板２１及び第２基板２２に夫々電極を配置する場合に比べて、基板に電極を配置する工程が１回で済むことになる。よって、圧力検出部２０の製造工程を簡素化することができる。
【００５７】
（２）情報入力装置１において、周縁部４Ａが固定されたパネル部材４を押圧操作すると、パネル部材４のたわみにより周縁部４Ａが浮き上がろうとする。この浮き上がり挙動は、周縁部４Ａに配置されている圧力検出部２０の精度を低下させるおそれがある。そこで、図１３に示す情報入力装置１は、パネル部材４の隅角部４Ｂが筐体２から浮き上がることを防止する浮き上がり防止機構を備える。圧力検出部２０は、矩形状のパネル部材４の周縁部４ａの隅角部４Ｂを除く長辺上に１個ずつ、短辺上に１個ずつ配置されている。ただし、圧力検出部２０の配置形態や配置個数はこれに限られず、例えば隅角部４Ｂに圧力検出部２０を設けること等も可能である。尚、隅角部４Ｂとはパネル部材４の角から一定の範囲を示す。例えば、パネル部材４の角から、パネル部材４の中央とこの中央から最も近くにある圧力検出部２０とを結ぶ直線距離の１／４の距離の範囲とすること等が可能である。
【００５８】
図１４に示すように、パネル部材４の下には、上から順に第１基板２１、第１電極２１Ａ、上部感圧インク部材２３ａ、下部感圧インク部材２３ｂ、第２電極２２Ａ、第２基板２２、バンプ２５ａが配置される。枠状の第１基板２１の下面には第１電極２１Ａが枠状に配置され、枠状の第２基板２２の上面には第２電極２２Ａが枠状に配置される。
【００５９】
図１５は、浮き上がり防止機構の配置を示した平面図である。本実施形態においては、第１基板２１及び第２基板２２の内枠の４隅から、内側に向けて突出する突出部２１ａ，２２ａをそれぞれ設けている（図１４参照）。本実施形態の浮き上がり防止機構は、第１基板２１の突出部２１ａ及び第２基板２２の突出部２２ａに、幅広の接着部材２４ａ、幅広の上部接着部３１ａ及び幅広の下部接着部３２ａを設けることによって構成している。
【００６０】
図１６は、図１５におけるＸＶＩ−ＸＶＩ断面図、即ち圧力検出部２０が形成される周縁部４Ａにおける断面図を示す。圧力検出部２０は、パネル部材４の下面と第１基板２１の上面とが上部接着部３１によって、筐体２の支持部２ｂの上面と第２基板２２の下面とが両面粘着テープからなるバンプ２５ａによって接着される。上部接着部３１及び後述する下部接着部３２には、例えば糊等の接着剤、両面粘着テープ等を用いることができる。
【００６１】
図１７は、図１５におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図、即ち圧力検出部２０が形成されていない隅角部４Ｂにおける断面図を示す。隅角部４Ｂにおいては、第１基板２１及び第２基板２２の内枠から、内側に向けて突出する突出部２１ａ，２２ａを設けている。このような突出部２１ａ，２２ａを設けることにより、幅広の接着部材２４ａ、幅広の上部接着部３１ａ及び幅広の下部接着部３２ａを設けることができ、隅角部４Ｂにおける接着面積を広くすることができる。その結果、隅角部４Ｂにおける接着力が強化され、パネル部材４の浮き上がりが防止可能となる。
【００６２】
隅角部４Ｂにおいては、感圧インク２３ａ，２３ｂを設けていないので、圧力検出部２０として機能しない。従って、仮にパネル部材４の隅角部４Ｂが浮き上がったとしても、隅角部４Ｂにおいては圧力が検出されないので、圧力検出部２０の検出精度を向上させることができる。
【００６３】
第１基板２１及び第２基板２２に突出部を設けず、図１８，図１９に示すように、パネル部材４の隅角部４Ｂにおいて、第１基板２１及び第２基板２２の内枠よりも内側の領域に、パネル部材４と筐体２の支持部２ｂとを直接接着する接着部３３を浮き上がり防止機構として設けてもよい。
【００６４】
接着部３３を設けることによって、隅角部４Ｂにおける接着領域が拡大され、パネル部材４の隅角部４Ｂの浮き上がりを防止することができる。接着部３３は、例えば、弾性を有する粘着性接着剤や両面粘着材とすればよい。尚、必ずしも接着部３３と第１基板２１及び第２基板２２とが接触している必要はなく、接着部３３と第１基板２１及び第２基板２２とは一部離間していてもよい。
【００６５】
また、浮き上がり防止機構として、図２０，図２１に示すように、パネル部材４の隅角部４Ｂにおける側面に凹部４Ｃを設け、凹部４Ｃに係合する凸部２ｄを筐体２に設けてもよい。この構成によれば、凸部２ｄがパネル部材４の隅角部４Ｂの浮き上がりを防止するので、浮き上がりによる圧力検出部２０の検出精度の低下を防止できる。尚、凸部２ｄを凹部にして、凹部４Ｃを凸部にしてもよい。
【００６６】
（３）本発明に係る圧力検出部２０は、感圧層２３に予め初期荷重を付与してもよい。
接続部２４の厚みを、例えば、感圧部分（電極、通電膜、及び感圧層）の厚みより薄くした非弾性のスペーサ（基板２１、２２との接着層を含む、接着剤単体でも可）で構成する。こうすると、第１基板２１または第２基板２２の変形が許容される場合に、第１基板２１または第２基板２２により圧力検出部２０に予め設定した圧力が初期荷重として付与される。接続部２４は、弾性を有する粘着性接着剤や両面粘着材であってもよいし、引張り力を発揮する状態に設定されているゴム、引っ張りコイルばね、板ばね等の各種の弾性部材であってもよい。
【００６７】
接続部２４の材料等により、その厚みを感圧部分の厚みより薄くできない場合には、反対に感圧部分の厚みを増して接続部２４の厚みより大きくなるよう構成して、感圧層２３に初期荷重を付与してもよい。なお、感圧部分の厚みを増すためには、電極２１Ａ，２２Ａ、通電膜２２Ａ，２２Ｂまたは、感圧層２３を通常より厚めに塗付や印刷等する、または重ね塗りを行う等する。
【００６８】
圧力検出部２０の接続部２４をこのように構成すると、情報入力装置１のパネル部材４と支持部２ｂとの間に圧力検出部２０が配置された段階において、接続部２４には当初の厚みを保持しようとする力が働き、この力が第１基板２１と第２基板２２とを互いに近接させる方向に作用する。すなわち、第１基板２１と第２基板２２との間の距離を狭め、感圧層２３の無加圧な状態における厚みを小さくして、結果的に感圧層２３に予め設定した圧力を初期荷重として付与している。
【００６９】
（４）圧力検出部２０において、図２２に示すように、第１通電膜２１Ｂに上部感圧インク２３ａ、第２通電膜２２Ｂに下部感圧インク２３ｂを被覆し、第１電極２１Ａ及び第２電極構成２２Ａが感圧領域Ｚに重畳しない位置に設ける構成であってもよい。
【００７０】
（５）圧力検出部２０は、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａのいずれか一方（図２３では第２電極２２Ａ）を通電膜（図２３では第２通電膜２２Ｂ）で被覆し、第１電極及び第２電極のいずれか他方（図２３では第１電極２１Ａ）を直接、感圧層２３で被覆する構成であってもよい。
【００７１】
（６）上記の実施形態のうち、一部の実施形態の圧力検出部２０にのみ、感圧領域Ｚに重畳するバンプ２５ａ設ける構成を示したが、他の実施形態の圧力検出部２０についても、感圧領域Ｚに重畳するようバンプ２５ａを設けてもよい。
【００７２】
（７）図２４に示すように、圧力検出部２０に設けられる荷重伝達部材２５は、一方の端部２５Ａが感圧領域Ｚに重畳し、他方の端部２５Ｂが感圧領域Ｚと重畳しないように配置してもよい。他方の端部２５Ｂは、感圧領域Ｚに対してパネル部材４の反中央側であってもよいし、反対に感圧領域Ｚに対してパネル部材４の中央側であってもよい。バンプ２５ａが粘着性材料から構成されている場合は、図２４のように、第１基板２１の縁部から荷重伝達部材２５の縁部２５Ｂまでをパネル部材４の最も外側に配置することで、パネル部材４の外周側からの異物の進入や、水分の侵入を排除することができる。よって、当該装置の信頼性・耐久性を向上させることができる。さらに、圧力検出部２０や荷重伝達部材２５の不要な縁部をカットできるので、圧力検出部２０を容易に製造できる。
【００７３】
（８）圧力検出部２０の接続部２４は、パネル部材４の反中央側及び中央側のうちいずれか一方のみに配置される構成であってもよい。特に、接続部２４をパネル部材４の反中央側（外側）に配置すると、パネル部材４と装置本体との隙間から埃や水分が侵入するのを防止することができる。よって、パネル部材４と支持部２ｂとの間に異物が挟まるおそれがなく、また、第１電極２１Ａ、第２電極２２Ａや感圧層２３などの損傷機会も低減することができため装置の耐久性が大幅に向上する。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る情報入力装置は、携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ、カーナビゲーション装置、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、遊技機、及びタブレットなどの電子機器に有効利用され、電子機器の多機能化及び操作性の向上を図るために利用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１ 情報入力装置
２ 筐体
２ｂ 支持部
３ 表示装置
４ パネル部材
４Ａ 周縁部
２０ 圧力検出部
２１ 第１基板
２１Ａ 第１電極
２１Ｂ 第１通電膜
２１ｂ 第１延出部
２２ 第２基板
２２Ａ 第２電極
２２Ｂ 第２通電膜
２２ｂ 第２延出部
２３ 感圧層
２４ 接続部
２５ 荷重伝達部材
Ｚ 感圧領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル部材の押圧操作を検出して情報の入力を可能にする情報入力装置の圧力検出部に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報入力機能を有するパネル部材を備えた情報入力装置として、液晶ディスプレイ上にタッチパネルを配置したものが広く使用されている。液晶モニタを有するデジタルカメラでは、液晶モニタの上面に、接触位置及び押圧力を検知できるパネル部材を設け、接触時の押圧の強さに応じて異なる指示を与えるようにしたものが存在する（例えば、特許文献１、図２５参照）。
【０００３】
こうした情報入力装置に装備される圧力検出部２０は、例えば、図２６に示すように、第１基板２１と第２基板２２との間に第２基板２２の側から第２電極２２Ａ、カーボン２２Ｂ、感圧インク２３ａ、第１電極２１Ａの順で配置されており、タッチパネル等が押下された場合の圧力を計測して、計測された圧力値に応じて情報が入力指示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５５６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２６に示す圧力検出部においては、第２基板２２側の第２電極２２Ａの上にカーボン層２２Ｂが重ねて印刷され、カーボン層２２Ｂに感圧インク層２３ａが被覆され、他方の第１基板２１側に第１電極２１Ａが設けられている。この場合、カーボン層２２Ｂに比べて電極部分２１Ａ，２２Ｂの方が厚みやその表面に凹凸が存在するため、カーボン層２２Ｂの感圧インク層２３ａに接触する面が平滑でない場合があった。そのため、感圧インク層２３ａと電極層２２Ａ，２２Ｂとの接触状態が安定せず、結果として圧力検出部の感度がばらつく要因にもなっていた。
【０００６】
本発明は、情報入力装置において押圧操作により確実な情報入力が行えるよう、感度の精度を向上させた圧力検出部を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る圧力検出部の第１の特徴構成は、情報入力装置においてパネル部材の周縁部に配置され、前記パネル部材に対する押圧操作を検出する圧力検出部であって、
第１基板と、
前記第１基板に対向して配置される第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置される感圧層と、
前記感圧層を介した抵抗変化を検出するよう、前記第１基板に設けられた第１電極と前記第２基板に設けられた第２電極とを備え、
第１電極及び第２電極を、第１基板及び第２基板の法線上において対向しない位置に設け、第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成された点にある。
【０００８】
情報入力装置に圧力検出部を形成する場合、例えば、第１電極の上に感圧層を形成する。これらは、夫々膜形成材料を塗布することにより形成する。このとき、電極部分には厚みやその表面に凹凸が存在するため、仕上がった感圧層の表面は必ずしも平滑面にはならない。同じく、第２電極の上にも必要に応じて感圧層を形成する。その場合、パネル部材に押圧力を作用させ、第１基板と第２基板とで感圧層を挟圧すると、感圧層どうし、あるいは、感圧層と電極とが平面どうしで接触せず、互いに凸部が接触する場合も生じ得る。その結果、互いに当接する部材間の通電状態が安定せず、圧力検出部として不安定なものとなる。
【０００９】
しかし、本構成のものであれば、第１電極及び第２電極を、第１基板及び第２基板の法線上において対向しない位置に設け、第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成されているので、感圧層が受ける電極部分の厚みや表面の凹凸の影響を分散することができる。その結果、感圧層と電極との接触状態が改善された圧力検出部を得ることができる。また、圧力検出部が押圧されても、第１電極及び第２電極が直接押圧し合うことがない。よって、電極どうしが押圧し合うことで損傷するといった不具合が抑制され、圧力検出部の耐久性が向上する。
【００１０】
また、第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成されているので、第１基板及び第２基板の法線上において第１基板の第１電極と第２基板の第２電極とで１列の電極が構成される。よって、第１電極と第２電極とは、感圧層が配置されていない部分においては接触することがないので、第１電極と第２電極との絶縁処理を施す必要がない。
【００１１】
本発明に係る圧力検出部の第２の特徴構成は、情報入力装置においてパネル部材の周縁部に配置され、前記パネル部材に対する押圧操作を検出する圧力検出部であって、
第１基板と、
前記第１基板に対向して配置される第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置される感圧層と、
前記感圧層を介した抵抗変化を検出するよう、前記第１基板及び前記第２基板のいずれか一方の基板であって前記感圧層を設けた側の面に設けられた第１電極及び第２電極とを備え、
前記第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成された点にある。
【００１２】
本構成のように、感圧層を介した抵抗変化を検出するよう、第１基板及び第２基板のいずれか一方の基板であって感圧層を設けた側の面に設けられた第１電極及び第２電極を備え、第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成してあるので、感圧層が受ける電極部分の厚みや表面の凹凸の影響を分散することができる。その結果、感圧層と電極との接触状態が改善された圧力検出部を得ることができる。また、圧力検出部が押圧されても、第１電極及び第２電極が直接押圧し合うことがない。よって、電極どうしが押圧し合うことで損傷するといった不具合が抑制され、圧力検出部の耐久性が向上する。
【００１３】
また、第１基板及び第２基板のいずれか一方の基板であって感圧層を設けた側の面に第１電極及び第２電極を設けたので、第１基板及び第２基板の両方に電極を配置する場合に比べて、基板に電極を配置する工程が１回で済むことになる。よって、圧力検出部の製造工程を簡素化することができる。
【００１４】
本発明に係る圧力検出部の第３の特徴構成は、前記第１電極及び前記第２電極と前記感圧層とが電気的に接続されており、前記感圧層のうち前記第１電極及び前記第２電極の少なくともいずれか一方が重畳しない位置を押圧可能に構成してある点にある。
【００１５】
本構成によれば、いずれか一方の電極が重畳しない位置で感圧層が押圧可能に構成したので、感圧層が押圧される感圧領域において、電極部分の厚みや表面の凹凸の影響を排除することができる。よって、当該領域において少なくとも一方の感圧層の表面が平滑である可能性が高まる。その結果、感圧層と電極との接触状態が改善されて、圧力検出特性が安定し、信頼性の高い圧力検出部を得ることができる。これにより、情報入力装置において押圧操作による確実な情報入力が行えるようになった。
【００１６】
本発明に係る圧力検出部の第４の特徴構成は、前記第１電極及び前記第２電極と前記感圧層とが電気的に接続されており、前記感圧層のうち前記第１電極及び前記第２電極が重畳しない位置を押圧可能に構成してある点にある。
【００１７】
本構成のように、感圧層のうち双方の電極が重畳しない位置を押圧可能に構成したので、第１電極及び第２電極の双方の部材表面をより平滑に仕上げることが可能となる。よって、感圧領域における感圧層の接触がより確実になって信頼性の高い圧力検出部を得ることができる。
【００１８】
本発明に係る圧力検出部の第５の特徴構成は、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくともいずれか一方が通電膜によって被覆されている点にある。
【００１９】
圧力検出部の電極に直接感圧層を被覆して構成した場合には、電極に用いられる材質によっては、電極が圧縮される感圧層によって損傷することがある。しかし、この構成であれば、電極は通電膜に被覆されて保護されるので損傷等を受け難くなる。その結果、圧力検出部の耐久性が向上する。
【００２０】
本発明に係る圧力検出部の第６の特徴構成は、前記第１電極を被覆する第１通電膜と、前記第２電極を被覆する第２通電膜と、を備え、前記第１通電膜が前記第１電極に対して側方に延出した第１延出部を有すると共に、前記第２通電膜が、前記第２電極に対して側方に延出した第２延出部を有し、前記感圧層が、前記第１延出部及び前記第２延出部のうち少なくともいずれか一方を被覆し、当該圧力検出部が押圧された際に、前記感圧層が、前記第１延出部に係る第１通電膜及び前記第２延出部に係る第２通電膜のみによって圧縮されるように構成してある点にある。
【００２１】
この構成により、第１通電膜、及び、第２通電膜を形成する際に、自身が突起物である第１電極あるいは第２電極が存在しない領域には極めて平滑な表面の通電膜を形成することができる。これらいずれかの通電膜の表面に感圧層を形成する場合にも、下地となる通電膜自身が平滑であるため、通電膜と同等の平滑度を持つ感圧層を得ることができる。よって、第１延出部及び第２延出部の領域のみで感圧層を圧縮する構成であれば、より広い面積に亘って適切に接触し、検出特性の安定した圧力検出部を得ることができる。
【００２２】
本発明に係る圧力検出部の第７の特徴構成は、前記第１通電膜及び前記第２通電膜が、バインダーにカーボン粒子を混入したカーボン層で構成してある点にある。
【００２３】
通常、カーボン粒子は、各種の粒径サイズのものが入手可能である。このカーボン粒子をバインダーに混合し、塗布することで、きめ細かな表面性状をもつ平滑な通電膜を得ることができる。よって、前記感圧層を圧縮する際に大きな接触面積を得ることができるため、通電特性に優れた圧力検出部を得ることができる。
【００２４】
本発明に係る圧力検出部の第８の特徴構成は、前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくともいずれか一方の外面に、前記感圧層に集中荷重を作用させる荷重伝達部材を設けてある点にある。
【００２５】
この構成により、圧力検出部に外部からの荷重が加わったとき、荷重伝達部材が圧力検出部を支持して外部からの荷重を分散させることなく集中して受け取り、当該荷重を感圧層に確実に伝達する。こうして、感圧層が確実に押圧されるので、圧力検出部の検出精度を向上させることができる。
【００２６】
本発明に係る情報入力装置の特徴構成は、押圧操作による入力指示が可能なパネル部材と、前記パネル部材の周縁部を支持するよう装置本体に設けられた支持部と、前記パネル部材と前記支持部との間に配置された前記１〜８のいずれかの特徴構成を有する圧力検出部と、を備えた点にある。
【００２７】
この構成により、検出特性が向上した圧力検出部によって、情報入力装置においてパネル部材の押圧操作による情報入力を安定的に行うことができる。また、圧力検出部が、第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成されているので、パネル部材の周縁に配置される圧力検出部の領域を小さくし、パネル部材の押圧操作領域を大きくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る圧力検出部を配置する情報入力装置の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】圧力検出部の分解斜視図である。
【図４】情報入力装置における圧力検出部の配置を示す図である。
【図５】情報入力装置の他の形態を示す断面図である。
【図６】実施形態２の圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図７】実施形態３における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。
【図９】実施形態３における圧力検出部の動作状態を示す拡大断面図である。
【図１０】実施形態４における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１１】他の実施形態における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１２】他の実施形態における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１３】他の実施形態の情報入力装置の斜視図である。
【図１４】他の実施形態の圧力検出部の分解斜視図である。
【図１５】他の実施形態における浮き上がり防止機構の配置を示す平面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ断面図である。
【図１７】図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図である。
【図１８】別形態の浮き上がり防止機構の配置を示す平面図である。
【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ断面図である。
【図２０】別形態の浮き上がり防止機構の配置を示す平面図である。
【図２１】図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ断面図である。
【図２２】他の実施形態における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図２３】他の実施形態における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図２４】他の実施形態における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図２５】従来技術に係る情報入力装置の断面図である。
【図２６】従来技術に係る圧力検出部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る情報入力装置１の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
〔実施形態１〕
図１、図２に示すように、情報入力装置１は、前面に開口部２Ａなどが形成された筐体２に、液晶又は有機ＥＬなどの表示部３Ａを有する表示装置３、接触式の情報入力機能を有するパネル部材４を備えて構成されている。
【００３１】
本発明において、筐体２の開口部２Ａは、図２に示すように、パネル部材４の嵌め込みを許容する段差を有するように筐体２の上面を切り抜いて形成され、その底面に、筐体２の内部に装備された表示装置３の表示部３Ａを外部に臨ませる表示装置用開口部２ａと、パネル部材４の周縁部４Ａを支持する枠状の支持部２ｂとを有している。
【００３２】
開口部２Ａの形状や大きさは、パネル部材４の形状や大きさに応じて種々の変更が可能である。又、開口部２Ａの実装深さは、パネル部材４の厚みなどに応じて種々の変更が可能である。更に、開口部２Ａにおける表示装置用開口部２ａの形状や大きさは、表示部３Ａの形状や大きさなどに応じて種々の変更が可能である。ここでは、開口部２Ａ、表示装置用開口部２ａ、表示部３Ａ、及びパネル部材４の形状を矩形状又は略矩形状とする。ただし、パネル部材４等の形状は特に限定されず、例えば円形であってもよい。開口部２Ａの実装深さは、筐体２の表面とパネル部材４の表面とがほぼ同じ高さになるように設定されていればよい。
【００３３】
情報入力装置１には、パネル部材４に対する押圧操作を検出可能な圧力検出部２０が設けられている。圧力検出部２０は、パネル部材４と筐体２の支持部２ｂとの間に配置されており、圧力検出部２０からの出力信号を処理する図示しない信号処理回路等から構成されている。圧力検出部２０の構成は押圧力を検出できるものであれば特に限定されない。図１及び図４に示すように、圧力検出部２０はパネル部材４の周縁部４Ａに少なくとも１つ以上配置されている。パネル部材４は、パネル部材４へのタッチ操作に基づいて、その操作位置となるＸ−Ｙ座標を検知する所謂タッチ入力機能を備えるものであってもよい。又、タッチ入力機能を備えるものにおいては、抵抗膜方式、静電容量方式、及び電磁誘導方式などから選択できる。
【００３４】
図３に示すように、パネル部材４の下には、上から順に枠状の第１基板２１、対角線上に対向する一対の隅部から両辺に向けて延設された第１電極２１Ａ、上部感圧インク２３ａ、下部感圧インク２３ｂ、対角線上に対向する一対の隅部から両辺に向けて延設された第２電極２２Ａ、第２基板２２、が配置される。枠状の第１基板２１の下面には第１電極２１Ａが対角線上の２つの隅部を交点とするＬ字状に配置され、枠状の第２基板２２の上面には第２電極２２Ａが対角線上の２つの隅部を交点とするＬ字状に配置される。こうして、第１電極２１Ａ、第２電極２２Ａ、上部感圧インク２３ａ、及び下部感圧インク２３ｂにより、ループ状の直列回路が形成されている。
【００３５】
すなわち、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａは第１基板２１及び第２基板２２の法線上において対向しない位置に設けられている。第１電極２１Ａが感圧層２３に押し付けられた場合に、第２電極２２Ａが第１電極２１Ａの押圧の妨げにならない。また、反対に、第２電極２２Ａが感圧層２３に押し付けられた場合に、第１電極２１Ａが第２電極２２Ａの押圧の妨げにならない。その結果、感圧層２３と電極２１Ａ，２２Ａとの接触状態が改善された圧力検出部２０を得ることができる。また、圧力検出部２０が押圧されても、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａが直接押圧し合うことがない。よって、電極どうしが繰り返し押圧されることで起こり得る電極の磨耗損傷が抑制され、圧力検出部２０の耐久性が向上する。
【００３６】
枠状の第１基板２１、第２基板２２の内径は開口部２Ａの寸法に合わせ、外径は別途備えるＸＹ座標検出装置（図示せず）に合わせる。上述のように、第１基板２１の第２基板２２との対向面に配置された第１電極２１Ａと、第２基板２２の第１基板２１との対向面に配置された第２電極２２Ａは、第１基板２１及び第２基板２２の法線上において、ループ状の直列回路を形成する。つまり、第１電極２１Ａと第２電極２２Ａとは、感圧層２３が配置されていない部分においても接触することがないので、第１電極２１Ａと第２電極２２Ａとの絶縁処理を施す必要がない。
【００３７】
圧力検出部２０は、第２基板２２が支持部２ｂの上に、例えば粘着剤（図示せず）により貼着されることで開口部２Ａに取り付けられる。
【００３８】
第１基板２１と第２基板２２との対向領域であって、感圧層２３の両側には接続部２４が配置されている。接続部２４は、例えば弾性を有する粘着性接着剤や両面粘着材であって、第２電極２２Ａ、第２通電膜２２Ｂ、感圧層２３、第１通電膜２１Ｂの合計の厚さと略同じか厚めに構成されている。尚、図４では電極、通電膜、感圧インクと接続部２４とが離間しているが、電極、通電膜、感圧インクと接続部２４とは一部接触していてもよい。
【００３９】
以下、情報入力装置１に装着された圧力検出部２０の動作について説明する。情報入力装置１の内部において、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａはコネクタ（図示せず）に接続されており、コネクタは情報入力装置１に内蔵された荷重検出部（図示せず）に接続されている。
【００４０】
圧力検出部２０は、パネル部材４が押圧操作された時の感圧層２３における、上部感圧インク２３ａ及び下部感圧インク２３ｂを介した第１電極２１Ａと第２電極２２Ａとの間の抵抗の変化を検出する。この抵抗の変化の検出によって、感圧層２３に加えられる外力を検出することができ、パネル部材４への荷重を検出することができる。
【００４１】
第１基板２１及び第２基板２２は、例えばフィルム等であって、材質としては、フレキシブル基板に使用可能な材質、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル系樹脂、ＡＮ樹脂などの汎用樹脂を挙げることができる。また、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂や、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリアリル系耐熱樹脂などのスーパーエンジニアリング樹脂を用いることもできる。
【００４２】
第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａの材料としては、金、銀、銅、若しくはニッケルなどの金属、あるいはカーボン又はこれら材料を複数含む混合物等の導電性を有するペーストを用いることができる。これらの形成方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、若しくはフレキソ印刷などの印刷法、フォトレジスト法などが挙げられる。また、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａは、銅や金などの金属箔を貼り付けて形成することもできる。さらに、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａは、銅などの金属をメッキしたＦＰＣの上にレジストで電極パターンを形成し、レジストで保護されていない部分の金属箔をエッチング処理することによって形成することもできる。電極はここに挙げた形成方法や材料を組合せたり積層してもよい。
【００４３】
上部感圧インク２３ａ及び下部感圧インク２３ｂを構成する組成物は、外力に応じて電気抵抗値などの電気特性が変化する素材で構成されている。組成物としては、例えば、英国のＰｅｒａｔｅｃｈ社製の量子トンネル現象複合材料（商品名「ＱＴＣ」）を用いることができる。上部感圧インク２３ａ及び下部感圧インク２３ｂは、塗布により第１基板２１及び第２基板２２に配置することができる。上部感圧インク２３ａ及び下部感圧インク２３ｂの塗布方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、又はフレキソ印刷などの印刷法を用いることができる。
【００４４】
圧力検出部２０は、情報入力装置１のパネル部材４の下面に、例えば糊等の接着剤、両面粘着テープなどの粘着層によって貼着され、パネル部材４の周縁部４Ａの加飾部に隠蔽されるように少なくとも一つに配置されている。したがって、圧力検出部２０を構成する各部材は、透明な材質で構成されることに限定されず、有色の材質で構成されていてもよい。
【００４５】
なお、情報入力装置１の筐体２は、図５に示すように、パネル部材４の上方にベゼル２ｃを備える形状であってもよい。筐体２にベゼル２ｃが備えてあると、パネル部材４の周縁部４Ａ及び周縁部４Ａに配置される圧力検出部２０を筐体２の支持部２ｂとベゼル２ｃとによって挟持して固定することができる。
〔実施形態２〕
【００４６】
本実施形態では、図６に示すように、第１基板２１に配置された第１電極２１Ａは第１通電膜２１Ｂによって被覆されている。一方、第２基板２２に配置された第２電極２２Ａは第２通電膜２２Ｂによって被覆されており、第２通電膜２２Ｂは感圧層２３である感圧インク２３ａによって被覆されている。
【００４７】
第２通電膜２２Ｂを被覆する感圧インク２３の表面は第１通電膜２１Ｂに対向する。よって、パネル部材４によって圧力検出部２０が押圧されると、第２電極２２Ａと第２通電膜２２Ｂとの間に感圧層２３が圧縮される領域（感圧領域）Ｚが形成される。ここで、第２電極２２Ａは感圧領域Ｚから外れた位置（感圧領域Ｚに重畳しない位置）に配置されている。すなわち、感圧層２３のうち第２電極２２Ａに重畳しない位置が押圧可能となって、感圧領域Ｚの第２基板２２側は第２通電膜２２Ｂのみとなり、この第２通電膜２２Ｂの表面が平滑である可能性が高まる。その結果、圧力検出部２０が押圧された際に、感圧領域Ｚにおいて第２通電膜２２Ｂと感圧インク２３ａとの接触状態が良好となって、圧力検出特性が安定する。
【００４８】
第１通電膜２１Ｂ及び第２通電膜２２Ｂの材料としては、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａとほぼ同様の材料を用いることができるが、上記の導電性を有するペーストを用いる場合には、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａの材料よりも粒径サイズが小さいものを用いるとよい。粒径サイズが小さい材料を通電膜に用いることで、平滑な通電膜を形成しやすい。上記の各種材料のうち、カーボン粒子は、各種の粒径サイズのものが入手可能である。よって、粒径サイズが小さいカーボン粒子をバインダーに混合し、塗布することで、きめ細かな表面性状をもつ平滑な通電膜を得ることができる。
【００４９】
〔実施形態３〕
本実施形態では、図７及び図８に示すように、圧力検出部２０は、第１通電膜２１Ｂを感圧層２３で被覆するように構成されている。感圧層２３の感圧領域Ｚは、第１通電膜２１Ｂと第２通電膜２２Ｂとの間に位置し、第１電極２１Ａが感圧領域Ｚから第１基板２１に沿う方向に外れる位置に設けられている。圧力検出部２０には、第２基板２２の外面に支持部２ｂと当接して感圧層２３に集中荷重を作用させる荷重伝達部材２５として、バンプ２５ａを設けている。バンプ２５ａは感圧領域Ｚに重畳するように配置されており、圧力検出部２０にパネル部材４から荷重が加わったとき、バンプ２５ａが圧力検出部２０を下方から支持し、当該荷重を集中して感圧層２３に伝達する（図９）。
【００５０】
バンプ２５ａの構成として、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を印刷や塗布などで配置して硬化させたもの、圧力検出部に寸法を合わせて裁断し貼合したフィルムや樹脂板、ＰＥフォームやウレタンフォームなどの発泡体、粘着性接着剤や両面粘着材、両面テープなどがある。なお、第２連通膜２２Ｂに感圧層２３が設けられている場合には、バンプ２５ａは第１基板２１の裏側に設けられてパネル部材４と当接する。ここで、バンプ２５ａの高さ寸法は、例えば５０μｍ〜２００μｍ（第２基板２２に接着するための接着層の厚みを含む）である。
【００５１】
バンプ２５ａを形成する代わりに、筐体２における感圧領域Ｚの当該箇所に凸部を形成してもよい。筐体２自体に凸部を設けることで、その凸部が荷重伝達部材２５として機能する。
【００５２】
〔実施形態４〕
圧力検出部２０は、図１０に示すように、第１電極２１Ａを被覆する第１通電膜２１Ｂには反中央側に向けて延出する第１延出部２１ｂ、第２通電膜２２Ｂは中央側に向けて延出する第２延出部２２ｂを有する。第１通電膜２１Ｂと第２通電膜２２Ｂとを上下に略平行に配置し、第２延出部２２ｂの一部を感圧層２３で被覆して、感圧領域Ｚを第１延出部２１ｂと第２延出部２２ｂとの間に配置された感圧層２３とする。その結果、圧力検出部２０は、感圧層２３のうち第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａが重畳しない位置である感圧領域Ｚを押圧可能に構成される。
【００５３】
こうして、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａが感圧領域Ｚに重畳しない位置にあると、第１通電膜２１Ｂ及び第２通電膜２２Ｂの部材表面をより平滑に仕上げることが可能となる。よって、感圧層２３と、第１通電膜２１Ｂ及び第２通電膜２２Ｂとの接触がより確実になって信頼性の高い圧力検出部２０を得ることができる。
【００５４】
特に、感圧層２３は第２通電膜２２Ｂのうち第２延出部２２ｂのみを被覆している。したがって、感圧層２３が圧縮されても、第２電極２２Ａは直接押圧されることがないので、第２電極２２Ａがパネル部材の過度の押圧操作に対しても損傷を受け難い構造となり、圧力検出部２０の耐久性が向上する。
【００５５】
〔他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、第１電極２１Ａは第１基板２１に配置し、第２電極２２Ａは第２基板２２に配置して構成したが、第１基板２１及び第２基板２２のいずれか一方の基板であって感圧層２３を設けた側の面に第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａを配置して、圧力検出部２０を構成してもよい。この場合は、例えば、図１１に示すように、第１基板２１に第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａを配置し、第２基板２２に感圧層２３を配置する。また、図１２に示すように、第１基板２１に第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａを配置し、第１電極２１Ａを第１感圧インク２３ａで被覆し、第２電極２１Ａを第２感圧インク２３ｂで被覆し、第２基板２２には必要に応じて通電膜２２Ｂを配置してもよい。また、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａは、それぞれ通電膜で被覆されていてもよい。
【００５６】
第１基板２１及び第２基板２２の一方に第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａが配置されていると、第１基板２１及び第２基板２２に夫々電極を配置する場合に比べて、基板に電極を配置する工程が１回で済むことになる。よって、圧力検出部２０の製造工程を簡素化することができる。
【００５７】
（２）情報入力装置１において、周縁部４Ａが固定されたパネル部材４を押圧操作すると、パネル部材４のたわみにより周縁部４Ａが浮き上がろうとする。この浮き上がり挙動は、周縁部４Ａに配置されている圧力検出部２０の精度を低下させるおそれがある。そこで、図１３に示す情報入力装置１は、パネル部材４の隅角部４Ｂが筐体２から浮き上がることを防止する浮き上がり防止機構を備える。圧力検出部２０は、矩形状のパネル部材４の周縁部４ａの隅角部４Ｂを除く長辺上に１個ずつ、短辺上に１個ずつ配置されている。ただし、圧力検出部２０の配置形態や配置個数はこれに限られず、例えば隅角部４Ｂに圧力検出部２０を設けること等も可能である。尚、隅角部４Ｂとはパネル部材４の角から一定の範囲を示す。例えば、パネル部材４の角から、パネル部材４の中央とこの中央から最も近くにある圧力検出部２０とを結ぶ直線距離の１／４の距離の範囲とすること等が可能である。
【００５８】
図１４に示すように、パネル部材４の下には、上から順に第１基板２１、第１電極２１Ａ、上部感圧インク部材２３ａ、下部感圧インク部材２３ｂ、第２電極２２Ａ、第２基板２２、バンプ２５ａが配置される。枠状の第１基板２１の下面には第１電極２１Ａが枠状に配置され、枠状の第２基板２２の上面には第２電極２２Ａが枠状に配置される。
【００５９】
図１５は、浮き上がり防止機構の配置を示した平面図である。本実施形態においては、第１基板２１及び第２基板２２の内枠の４隅から、内側に向けて突出する突出部２１ａ，２２ａをそれぞれ設けている（図１４参照）。本実施形態の浮き上がり防止機構は、第１基板２１の突出部２１ａ及び第２基板２２の突出部２２ａに、幅広の接着部材２４ａ、幅広の上部接着部３１ａ及び幅広の下部接着部３２ａを設けることによって構成している。
【００６０】
図１６は、図１５におけるＸＶＩ−ＸＶＩ断面図、即ち圧力検出部２０が形成される周縁部４Ａにおける断面図を示す。圧力検出部２０は、パネル部材４の下面と第１基板２１の上面とが上部接着部３１によって、筐体２の支持部２ｂの上面と第２基板２２の下面とが両面粘着テープからなるバンプ２５ａによって接着される。上部接着部３１及び後述する下部接着部３２には、例えば糊等の接着剤、両面粘着テープ等を用いることができる。
【００６１】
図１７は、図１５におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図、即ち圧力検出部２０が形成されていない隅角部４Ｂにおける断面図を示す。隅角部４Ｂにおいては、第１基板２１及び第２基板２２の内枠から、内側に向けて突出する突出部２１ａ，２２ａを設けている。このような突出部２１ａ，２２ａを設けることにより、幅広の接着部材２４ａ、幅広の上部接着部３１ａ及び幅広の下部接着部３２ａを設けることができ、隅角部４Ｂにおける接着面積を広くすることができる。その結果、隅角部４Ｂにおける接着力が強化され、パネル部材４の浮き上がりが防止可能となる。
【００６２】
隅角部４Ｂにおいては、感圧インク２３ａ，２３ｂを設けていないので、圧力検出部２０として機能しない。従って、仮にパネル部材４の隅角部４Ｂが浮き上がったとしても、隅角部４Ｂにおいては圧力が検出されないので、圧力検出部２０の検出精度を向上させることができる。
【００６３】
第１基板２１及び第２基板２２に突出部を設けず、図１８，図１９に示すように、パネル部材４の隅角部４Ｂにおいて、第１基板２１及び第２基板２２の内枠よりも内側の領域に、パネル部材４と筐体２の支持部２ｂとを直接接着する接着部３３を浮き上がり防止機構として設けてもよい。
【００６４】
接着部３３を設けることによって、隅角部４Ｂにおける接着領域が拡大され、パネル部材４の隅角部４Ｂの浮き上がりを防止することができる。接着部３３は、例えば、弾性を有する粘着性接着剤や両面粘着材とすればよい。尚、必ずしも接着部３３と第１基板２１及び第２基板２２とが接触している必要はなく、接着部３３と第１基板２１及び第２基板２２とは一部離間していてもよい。
【００６５】
また、浮き上がり防止機構として、図２０，図２１に示すように、パネル部材４の隅角部４Ｂにおける側面に凹部４Ｃを設け、凹部４Ｃに係合する凸部２ｄを筐体２に設けてもよい。この構成によれば、凸部２ｄがパネル部材４の隅角部４Ｂの浮き上がりを防止するので、浮き上がりによる圧力検出部２０の検出精度の低下を防止できる。尚、凸部２ｄを凹部にして、凹部４Ｃを凸部にしてもよい。
【００６６】
（３）本発明に係る圧力検出部２０は、感圧層２３に予め初期荷重を付与してもよい。
接続部２４の厚みを、例えば、感圧部分（電極、通電膜、及び感圧層）の厚みより薄くした非弾性のスペーサ（基板２１、２２との接着層を含む、接着剤単体でも可）で構成する。こうすると、第１基板２１または第２基板２２の変形が許容される場合に、第１基板２１または第２基板２２により圧力検出部２０に予め設定した圧力が初期荷重として付与される。接続部２４は、弾性を有する粘着性接着剤や両面粘着材であってもよいし、引張り力を発揮する状態に設定されているゴム、引っ張りコイルばね、板ばね等の各種の弾性部材であってもよい。
【００６７】
接続部２４の材料等により、その厚みを感圧部分の厚みより薄くできない場合には、反対に感圧部分の厚みを増して接続部２４の厚みより大きくなるよう構成して、感圧層２３に初期荷重を付与してもよい。なお、感圧部分の厚みを増すためには、電極２１Ａ，２２Ａ、通電膜２２Ａ，２２Ｂまたは、感圧層２３を通常より厚めに塗付や印刷等する、または重ね塗りを行う等する。
【００６８】
圧力検出部２０の接続部２４をこのように構成すると、情報入力装置１のパネル部材４と支持部２ｂとの間に圧力検出部２０が配置された段階において、接続部２４には当初の厚みを保持しようとする力が働き、この力が第１基板２１と第２基板２２とを互いに近接させる方向に作用する。すなわち、第１基板２１と第２基板２２との間の距離を狭め、感圧層２３の無加圧な状態における厚みを小さくして、結果的に感圧層２３に予め設定した圧力を初期荷重として付与している。
【００６９】
（４）圧力検出部２０において、図２２に示すように、第１通電膜２１Ｂに上部感圧インク２３ａ、第２通電膜２２Ｂに下部感圧インク２３ｂを被覆し、第１電極２１Ａ及び第２電極構成２２Ａが感圧領域Ｚに重畳しない位置に設ける構成であってもよい。
【００７０】
（５）圧力検出部２０は、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａのいずれか一方（図２３では第２電極２２Ａ）を通電膜（図２３では第２通電膜２２Ｂ）で被覆し、第１電極及び第２電極のいずれか他方（図２３では第１電極２１Ａ）を直接、感圧層２３で被覆する構成であってもよい。
【００７１】
（６）上記の実施形態のうち、一部の実施形態の圧力検出部２０にのみ、感圧領域Ｚに重畳するバンプ２５ａ設ける構成を示したが、他の実施形態の圧力検出部２０についても、感圧領域Ｚに重畳するようバンプ２５ａを設けてもよい。
【００７２】
（７）図２４に示すように、圧力検出部２０に設けられる荷重伝達部材２５は、一方の端部２５Ａが感圧領域Ｚに重畳し、他方の端部２５Ｂが感圧領域Ｚと重畳しないように配置してもよい。他方の端部２５Ｂは、感圧領域Ｚに対してパネル部材４の反中央側であってもよいし、反対に感圧領域Ｚに対してパネル部材４の中央側であってもよい。バンプ２５ａが粘着性材料から構成されている場合は、図２４のように、第１基板２１の縁部から荷重伝達部材２５の縁部２５Ｂまでをパネル部材４の最も外側に配置することで、パネル部材４の外周側からの異物の進入や、水分の侵入を排除することができる。よって、当該装置の信頼性・耐久性を向上させることができる。さらに、圧力検出部２０や荷重伝達部材２５の不要な縁部をカットできるので、圧力検出部２０を容易に製造できる。
【００７３】
（８）圧力検出部２０の接続部２４は、パネル部材４の反中央側及び中央側のうちいずれか一方のみに配置される構成であってもよい。特に、接続部２４をパネル部材４の反中央側（外側）に配置すると、パネル部材４と装置本体との隙間から埃や水分が侵入するのを防止することができる。よって、パネル部材４と支持部２ｂとの間に異物が挟まるおそれがなく、また、第１電極２１Ａ、第２電極２２Ａや感圧層２３などの損傷機会も低減することができため装置の耐久性が大幅に向上する。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る情報入力装置は、携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ、カーナビゲーション装置、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、遊技機、及びタブレットなどの電子機器に有効利用され、電子機器の多機能化及び操作性の向上を図るために利用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１ 情報入力装置
２ 筐体
２ｂ 支持部
３ 表示装置
４ パネル部材
４Ａ 周縁部
２０ 圧力検出部
２１ 第１基板
２１Ａ 第１電極
２１Ｂ 第１通電膜
２１ｂ 第１延出部
２２ 第２基板
２２Ａ 第２電極
２２Ｂ 第２通電膜
２２ｂ 第２延出部
２３ 感圧層
２４ 接続部
２５ 荷重伝達部材
Ｚ 感圧領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報入力装置においてパネル部材の周縁部に配置され、前記パネル部材に対する押圧操作を検出する圧力検出部であって、
第１基板と、
前記第１基板に対向して配置される第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置される感圧層と、
前記感圧層を介した抵抗変化を検出するよう、前記第１基板に設けられた第１電極と前記第２基板に設けられた第２電極とを備え、
前記第１電極及び前記第２電極を、前記第１基板及び前記第２基板の法線上において対向しない位置に設け、前記第１電極、前記第２電極、及び前記感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成された圧力検出部。
【請求項２】
情報入力装置においてパネル部材の周縁部に配置され、前記パネル部材に対する押圧操作を検出する圧力検出部であって、
第１基板と、
前記第１基板に対向して配置される第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置される感圧層と、
前記感圧層を介した抵抗変化を検出するよう、前記第１基板及び前記第２基板のいずれか一方の基板であって前記感圧層を設けた側の面に設けられた第１電極と第２電極とを備え、
前記第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成された圧力検出部。
【請求項３】
前記第１電極及び前記第２電極と前記感圧層とが電気的に接続されており、前記感圧層のうち前記第１電極及び前記第２電極の少なくともいずれか一方が重畳しない位置を押圧可能に構成してある請求項１又は２に記載の圧力検出部。
【請求項４】
前記第１電極及び前記第２電極と前記感圧層とが電気的に接続されており、前記感圧層のうち前記第１電極及び前記第２電極が重畳しない位置を押圧可能に構成してある請求項１又は２に記載の圧力検出部。
【請求項５】
前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくともいずれか一方が通電膜によって被覆されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧力検出部。
【請求項６】
前記第１電極を被覆する第１通電膜と、
前記第２電極を被覆する第２通電膜と、を備え、
前記第１通電膜が前記第１電極に対して側方に延出した第１延出部を有すると共に、
前記第２通電膜が、前記第２電極に対して側方に延出した第２延出部を有し、
前記感圧層が、前記第１延出部及び前記第２延出部のうち少なくともいずれか一方を被覆し、
当該圧力検出部が押圧された際に、前記感圧層が、前記第１延出部に係る第１通電膜及び前記第２延出部に係る第２通電膜のみによって圧縮されるように構成してある請求項１又は２に記載の圧力検出部。
【請求項７】
前記通電膜が、バインダーにカーボン粒子を混入したカーボン層で構成してある請求項５又は６に記載の圧力検出部。
【請求項８】
前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくともいずれか一方の外面に、前記感圧層に集中荷重を作用させる荷重伝達部材を設けてある請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧力検出部。
【請求項９】
押圧操作による入力指示が可能なパネル部材と、
前記パネル部材の周縁部を支持するよう装置本体に設けられた支持部と、
前記パネル部材と前記支持部との間に配置された請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧力検出部と、を備えた情報入力装置。
【請求項１】
情報入力装置においてパネル部材の周縁部に配置され、前記パネル部材に対する押圧操作を検出する圧力検出部であって、
第１基板と、
前記第１基板に対向して配置される第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置される感圧層と、
前記感圧層を介した抵抗変化を検出するよう、前記第１基板に設けられた第１電極と前記第２基板に設けられた第２電極とを備え、
前記第１電極及び前記第２電極を、前記第１基板及び前記第２基板の法線上において対向しない位置に設け、前記第１電極、前記第２電極、及び前記感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成された圧力検出部。
【請求項２】
情報入力装置においてパネル部材の周縁部に配置され、前記パネル部材に対する押圧操作を検出する圧力検出部であって、
第１基板と、
前記第１基板に対向して配置される第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置される感圧層と、
前記感圧層を介した抵抗変化を検出するよう、前記第１基板及び前記第２基板のいずれか一方の基板であって前記感圧層を設けた側の面に設けられた第１電極と第２電極とを備え、
前記第１電極、第２電極、及び感圧層によりループ状の直列回路を形成するよう構成された圧力検出部。
【請求項３】
前記第１電極及び前記第２電極と前記感圧層とが電気的に接続されており、前記感圧層のうち前記第１電極及び前記第２電極の少なくともいずれか一方が重畳しない位置を押圧可能に構成してある請求項１又は２に記載の圧力検出部。
【請求項４】
前記第１電極及び前記第２電極と前記感圧層とが電気的に接続されており、前記感圧層のうち前記第１電極及び前記第２電極が重畳しない位置を押圧可能に構成してある請求項１又は２に記載の圧力検出部。
【請求項５】
前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくともいずれか一方が通電膜によって被覆されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧力検出部。
【請求項６】
前記第１電極を被覆する第１通電膜と、
前記第２電極を被覆する第２通電膜と、を備え、
前記第１通電膜が前記第１電極に対して側方に延出した第１延出部を有すると共に、
前記第２通電膜が、前記第２電極に対して側方に延出した第２延出部を有し、
前記感圧層が、前記第１延出部及び前記第２延出部のうち少なくともいずれか一方を被覆し、
当該圧力検出部が押圧された際に、前記感圧層が、前記第１延出部に係る第１通電膜及び前記第２延出部に係る第２通電膜のみによって圧縮されるように構成してある請求項１又は２に記載の圧力検出部。
【請求項７】
前記通電膜が、バインダーにカーボン粒子を混入したカーボン層で構成してある請求項５又は６に記載の圧力検出部。
【請求項８】
前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくともいずれか一方の外面に、前記感圧層に集中荷重を作用させる荷重伝達部材を設けてある請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧力検出部。
【請求項９】
押圧操作による入力指示が可能なパネル部材と、
前記パネル部材の周縁部を支持するよう装置本体に設けられた支持部と、
前記パネル部材と前記支持部との間に配置された請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧力検出部と、を備えた情報入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１１−２５３４３９（Ｐ２０１１−２５３４３９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２８１０３（Ｐ２０１０−１２８１０３）
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（０００２３１３６１）日本写真印刷株式会社 (477)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（０００２３１３６１）日本写真印刷株式会社 (477)
【Ｆターム（参考）】
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