JP5875928B2 - Capacitive touchpad - Google Patents
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Description
本発明は、静電容量型タッチパッドに係わり、特に、三次元形状の外観をもつ静電容量型タッチパッドに関する。 The present invention relates to a capacitive touch pad, and more particularly to a capacitive touch pad having a three-dimensional appearance.
静電容量型のタッチパネルは、例えば車載用や携帯機用などの各種の電気機器に多用されている。この種の従来のタッチパネルの一例としては、例えば操作面が曲面である三次元形状をなす曲面タッチパネルが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Capacitance type touch panels are widely used in various electric devices such as in-vehicle devices and portable devices. As an example of this type of conventional touch panel, for example, a curved touch panel having a three-dimensional shape whose operation surface is a curved surface has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1記載の従来の曲面タッチパネルは、三次元形状を実現するために、凸状に形成された曲面基板と、その曲面基板に成膜される透明導電膜と、その透明導電膜に成膜される保護膜とを備えている。この透明導電膜と保護膜とが形成された面は、操作面として用いられており、この操作面への検出物体の接近又は接触を検出物体と透明導電膜との間の静電容量の変化として検出する構成となっている。
In order to realize a three-dimensional shape, the conventional curved touch panel described in
しかしながら、上記特許文献1に記載された従来の曲面タッチパネルでは、曲面基板の曲面に沿って透明導電膜を均一に成膜することは困難であり、透明導電膜の感度調整をも困難になるという問題点があった。
However, with the conventional curved touch panel described in
従って、本発明の目的は、三次元形状のタッチパッドの感度のばらつきを抑えることを可能とした静電容量型タッチパッドを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a capacitive touch pad that can suppress variations in sensitivity of a three-dimensional touch pad.
[1]本発明は、基板と、前記基板の表面に複数の電極が設けられた電極部と、前記電極部に対向して設けられたタッチ部材と、を備えており、前記タッチ部材は、段差を介して段違い状に形成され、上段に位置する上段側の操作面と、前記上段側の操作面よりも下段に位置する下段側の操作面とを有するとともに、前記上段側の操作面を形成する上部保持片、及び前記上部保持片に対する下部保持片の間に導電部材を挟み固定する嵌合凹溝とを有しており、前記上部保持片の肉厚と前記下部保持片の肉厚との和が、前記下段側の操作面を形成する肉厚と同程度に設定され、前記導電部材により、前記上段側の操作面をタッチ操作する検出物体の静電容量が、前記下段側の操作面をタッチ操作する検出物体の静電容量と同等になるように構成されたことを特徴とする静電容量型タッチパッドにある。 [1] The present invention includes a substrate, an electrode portion provided with a plurality of electrodes on the surface of the substrate, and a touch member provided to face the electrode portion, and the touch member includes: It is formed in a stepped shape via a step, and the upper side of the operation surface located above stage, and having a lower side of the operation surface located lower than the operating surface of the upper side, the upper side operation An upper holding piece that forms a surface, and a fitting groove that sandwiches and fixes a conductive member between the lower holding piece with respect to the upper holding piece, and the thickness of the upper holding piece and the lower holding piece The sum of the thickness and the thickness that forms the lower operation surface is set to be approximately the same, and the capacitance of the detection object that touches the upper operation surface by the conductive member is set to the lower step. Configured to be equivalent to the capacitance of the sensing object that touches the operation surface on the side In capacitive touch pad characterized in that it.
[2]上記[1]記載の発明にあって、前記上段側の操作面及び前記導電部材の間の対向距離と、前記下段側の操作面及び前記電極の間の対向距離とは、同程度に設定されたことを特徴とする。 [2] In the invention described in [1] above, the facing distance between the upper operation surface and the conductive member and the facing distance between the lower operation surface and the electrode are approximately the same. It is characterized by being set to.
本発明によれば、三次元形状の外観をもつタッチパッドの感度のばらつきを抑えることを可能とし、タッチ入力装置の操作性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress the dispersion | variation in the sensitivity of the touchpad which has a three-dimensional-shaped external appearance, and can improve the operativity of a touch input device.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施の形態]
図1(a)〜(c)において、全体を示す符号1は、この第1の実施の形態に係る典型的なタッチパッドの一例を例示している。このタッチパッド1としては、例えば操作者の手指などの検出物体が操作面をタッチ操作した際の静電容量の変化を電圧の変化として検出する静電容量型のタッチパッド(タッチパネル)が用いられる。ここで、図1(a)において、Z軸は操作面に対する入力方向を示しており、X軸及びY軸のそれぞれはZ軸に交差する方向を示している。
[First Embodiment]
1A to 1C,
このタッチパッド1を備えた入力装置は、構成を限定するものではない。この入力装置は、例えば図示しない操作者の指先などで操作面をなぞりながら移動させたり、操作面に接近させたり、あるいは操作面に接触させたりするタッチ操作をタッチパッド1が検出し、その検出信号を図示しない制御部へ出力することで、同じく図示を省略した表示モニタに表示されたカーソルの移動や選択、あるいは表示モニタに表示されたアイコンのドラッグやドロップ等の指示を行うことができるように構成されたタッチ入力装置である。
The input device including the
(タッチパッドの全体構成)
このタッチパッド1は、図1(a)〜(c)に示すように、絶縁性の基板2と、その基板2の表面に複数の電極がパターン形成された電極部であるパターン電極3,…,3と、そのパターン電極3を保護する保護部材(保護層)10とを備えている。
(Overall configuration of touchpad)
As shown in FIGS. 1A to 1C, the
この基板2としては、例えばガラスや合成樹脂等の一般的な素材が用いられる。一方のパターン電極3としては、例えば銅等の金属あるいは透明なITO(酸化インジウム)等の導電性金属酸化物などの一般的な素材が用いられる。このパターン電極3は、特に限定されるものではないが、図1(a)〜(c)に示すように、第1の方向(X軸方向)に沿って配置されるとともに、X軸方向とは交差する第2の方向(Y軸方向)に同一ピッチで配列されている一次元配列パターンにより構成されている。
As the substrate 2, for example, a general material such as glass or synthetic resin is used. As the
この保護部材10は、図1(a)〜(c)に示すように、上段側の平面部11と、その上段側の平面部11の端縁から所定の高さだけ下傾斜した段差をもつ下段側の平面部12とが水平に延設されており、これらの平面部11,12が段差を介して段違い状に連結された三次元形状に形成されている。この平面部11,12の表面のそれぞれは、上段に位置するタッチ部材の操作面13、及び上段側の操作面13よりも下段に位置する下段側の操作面14として構成される。保護部材10としては、例えばガラスや樹脂などの一般的な絶縁材料が用いられる。
As shown in FIGS. 1A to 1C, the
(電極部の構造)
ところで、タッチパッド1の静電容量は、パターン電極3と、保護部材10の操作面13,14をタッチ操作する操作者の指先等の検出物体との間に形成され、パターン電極3と検出物体との間の対向距離に応じて変化する。タッチパッド1の操作面13,14が段差を介して段違い状に形成されると、検出物体の静電容量は大きく変化する。その結果、上段側の操作面13と下段側の操作面14とにおける静電容量が同じように得られない。従って、パターン電極3と検出物体との間の対向距離を一定に設定することが必要となる。
(Structure of electrode part)
By the way, the electrostatic capacitance of the
この第1の実施の形態にあっては、上段側の操作面13をタッチ操作する検出物体の静電容量が下段側の操作面14をタッチ操作する検出物体の静電容量と同等になるように、上段側の操作面13及び電極部の間の対向距離と、下段側の操作面14及び電極部の間の対向距離とを一定に設定する電極構造が形成されている。従って、この第1の実施の形態に係るタッチパッド1は、上段側の操作面13の領域に対応する電極構造に最も主要な構成を有している。
In the first embodiment, the capacitance of the detected object that touches the
図示例によれば、上段側の平面部11の下面には、図1(b)及び(c)に示すように、導電部材からなる導電層15と絶縁部材からなる絶縁層16とをY軸方向に交互に積層した導電絶縁物質層を有する導電絶縁積層体17が基板2のパターン電極3に重ね合わされて配置されている。この導電絶縁積層体17とパターン電極3とにより電極部が構成される。この導電層15の材質としては、一般的な導電性のゴム材料、樹脂材料や金属材料などが用いられており、一方の絶縁層16の材質としては、一般的な絶縁材料が用いられる。
According to the illustrated example, the
この導電層15は、パターン電極3と接触することで電極として作用しており、操作者の指先等の検出物体の静電容量を伝える役割を有するとともに、パターン電極3と検出物体との間に発生する静電容量の低下を抑制する機能を有している。上段側の平面部11とパターン電極3との間に導電層15を配置しているため、上段側の平面部11とパターン電極3との間の対向距離が、下段側の平面部12とパターン電極3との間の対向距離と近似的に同等となり、保護部材10の上段側の操作面13と下段側の操作面14とは、同程度に静電容量の変化を検出することが可能となる。
The
この上段側の保護部材10の肉厚T1と下段側の保護部材10の肉厚T3とは、T1=T3の寸法関係を有することが肝要である。これにより、上段側の操作面13と、パターン電極3及び導電絶縁積層体17からなる電極部の上面との間の対向距離が、下段側の操作面14とパターン電極3の上面との間の対向距離とは変わらないので、上段側の操作面13は、下段側の操作面14と同程度に静電容量の変化を検出することが可能となる。上段側の平面部11とパターン電極3との間に導電層15を配置した構成と相まって、三次元形状のタッチパッド1における上段側の操作面13の検出感度が向上する。
It is important that the thickness T1 of the
この導電層15としては、図1(b)及び(c)に示すように、パターン電極3に対応するピッチをもってパターン電極3毎に配置されることが好適である。導電層15の断面は、X軸方向に長い直方体形状に形成されている。導電層15のY軸方向の幅は、パターン電極3の幅と同一に設定されている。
As shown in FIGS. 1B and 1C, the
一方の絶縁層16は、導電層15とは同じ形状及び幅をもって、互いに隣接する導電層15の間に挟まれて積層されている。導電層15と絶縁層16とをY軸方向に交互に配置することにより、例えば操作者の指先におけるY軸方向のタッチ位置を検出することが可能となり、操作者の指先によるなぞり入力にも、指先の動きを検出することができる。導電層15及び絶縁層16の形状や大きさ等については、使用目的、使用箇所や使用用途等に応じて適宜選択することができる。
One insulating
(導電絶縁積層体の製造方法)
この導電絶縁積層体17の製法の一例としては、定法に従い、一回の製造プロセスで多数個取りする製造方法が用いられる。図示例による導電絶縁積層体17を製作するにあたり、先ず、導電層15と絶縁層16とのそれぞれを矩形状に製作する。次に、図2(a)に示すように、導電層15と絶縁層16とを交互に積み重ねて積層することで、導電絶縁積層体17を製作する。次に、導電層15及び絶縁層16同士が重なる面とは交差する面に沿って切断する。
(Method for producing conductive insulating laminate)
As an example of the manufacturing method of this electrically conductive insulating
この導電絶縁積層体17は、図2(b)に示すように、二つに分離されて、短冊状の導電絶縁積層体17,17が得られる。従って、低コストで、複数の導電絶縁積層体17を効率的に製造することができる。
As shown in FIG. 2B, the conductive insulating
(第1の実施の形態の効果)
以上のように構成されたタッチパッド1の電極構造を採用することで、上記効果に加えて以下の効果が得られる。
(Effects of the first embodiment)
By adopting the electrode structure of the
(1)三次元形状の外観をもつタッチパッド1の感度のばらつきを抑えることができるようになり、タッチ入力装置の操作性を向上させることができる。
(2)三次元形状を有する操作面13,14において静電容量の変化を正常に検出することができ、タッチ入力装置の感度を確保することができる。
(3)導電層15により静電容量を高めることが可能であり、通常では検出不能な対向距離のタッチ入力を検出することができる。
(1) It is possible to suppress variations in sensitivity of the
(2) Capacitance change can be normally detected on the operation surfaces 13 and 14 having a three-dimensional shape, and the sensitivity of the touch input device can be ensured.
(3) Capacitance can be increased by the
[第2の実施の形態]
図3(a)及び(b)を参照すると、これらの図には、第2の実施の形態に係るタッチパッド1の電極構造の一構成例が示されている。図3(a)は、図1(b)の断面に対応する断面、図3(b)は、図1(c)の断面に対応する断面をそれぞれ表している。なお、これらの図において、上記第1の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Referring to FIGS. 3A and 3B, these drawings show a configuration example of the electrode structure of the
この第2の実施の形態に係る電極構造は、上段側の保護部材10の内部に導電層15及び絶縁層16を配置した点で、上記第1の実施の形態に係る電極構造とは異なっている。
The electrode structure according to the second embodiment is different from the electrode structure according to the first embodiment in that the
上段側の保護部材10は、図3(a)及び(b)に示すように、略コ字断面状の保持片18を有している。この保持片18には、導電層15を挟み込み固定する嵌合凹溝18aが形成されている。この嵌合凹溝18aは、上段側の操作面11を形成する上部保持片10aと、その上部保持片10aに対する下部保持片10bとにより構成されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
この上部保持片10aの肉厚T1、下部保持片10bの肉厚T2、及び下段側の保護部材10の肉厚T3は、(T1+T2)=T3の寸法関係を有することが肝要である。図示例では、上部保持片10aの肉厚T1と下部保持片10bの肉厚T2とは、互いに同一寸法に形成されている。
It is important that the thickness T1 of the
上部保持片10aの肉厚T1と下部保持片10bの肉厚T2との和が、下段側の保護部材10の肉厚T3とは変わらないので、上段側の操作面13と下段側の操作面14とは、同程度に静電容量の変化を検出することができる。
Since the sum of the thickness T1 of the
(第2の実施の形態の効果)
上記のように構成された第2の実施の形態では、上記第1の実施の形態の効果に加えて、以下の効果が得られる。
(Effect of the second embodiment)
In the second embodiment configured as described above, in addition to the effects of the first embodiment, the following effects can be obtained.
導電層15を押し付ける構造ではないので、この導電層15の変形による導電率の変化が起こり難くなり、安定したタッチ検出を実現することができるようになる。
Since the structure is not a structure in which the
[第3の実施の形態]
図4を参照すると、同図には、第3の実施の形態に係る電極構造の一構成例が示されている。この第3の実施の形態に係るタッチパッド1は、上段側の保護部材10が曲面形状を有する点で、上記各実施の形態とは異なっている。従って、同図において、上記第1の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付しており、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
Referring to FIG. 4, one configuration example of the electrode structure according to the third embodiment is shown. The
図4において、上段側の保護部材10の操作面13が放物線形状に形成されている。この上段側の保護部材10の肉厚T1、及び下段側の保護部材10の肉厚T3は、下段側の操作面14と同じように静電容量の変化を検出することが可能となるように、上記第1の実施の形態と同様に、T1=T3の寸法関係を有している。
In FIG. 4, the
この上段側の操作面13は、下段側の操作面14と同等に静電容量の変化を検出することが可能となるので、曲面形状のタッチパッド1における上段側の操作面13の検出感度を向上させることが可能となる。
Since the
(第3の実施の形態の効果)
上記のように構成された第3の実施の形態では、上記第1の実施の形態の効果に加えて、以下の効果が得られる。
(Effect of the third embodiment)
In the third embodiment configured as described above, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
この上段側の保護部材10が平面以外の曲面形状や凹凸形状等に形成されていても、上段側の操作面13と下段側の操作面14とにおいて、パターン電極3と検出物体との間の対向距離を一定とすることができる導電層15が形成されていることから、上段側の操作面13は、下段側の操作面14と同等に静電容量の変化を検出することが可能となる。
Even if the
[変形例]
上記各実施の形態にあっては、例えば次に示すような変形例も可能である。
[Modification]
In each of the above embodiments, for example, the following modifications are possible.
(1)タッチパッド1の形状や大きさ等については特に限定されるものではない。形状としては、例えば曲面と平面との組み合わせや平面同士の組み合わせなどの各種の三次元状の保護部材10に適用することができる。大きさとしては、使用目的、使用箇所や使用用途等に応じて適宜選択することができる。
(2)導電層15と絶縁層16とは、Y軸方向に交互に積層した導電絶縁物質層を有する導電絶縁積層体17に限定されるものではなく、例えば導電層15と絶縁層16とを格子状等に配置する構成であっても構わない。
(3)車両の三次元状を有するインストルメントパネル、ステアリングホイールや運転席と助手席の間のセンターコンソールなどの各種の内装品に装着することができる。
(4)タッチパッド1は、車載機器を遠隔操作するための入力装置、携帯電話機やカメラなどの各種の携帯情報端末装置の入力デバイスとして効果的に用いることができることは勿論である。
(1) The shape and size of the
(2) The
(3) It can be mounted on various interior parts such as an instrument panel having a three-dimensional shape of a vehicle, a steering wheel, and a center console between a driver seat and a passenger seat.
(4) Needless to say, the
以上の説明からも明らかなように、本発明のタッチパッド1を上記各実施の形態、変形例、及び図示例に基づいて説明したが、本発明は上記各実施の形態、変形例、及び図示例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。
As is clear from the above description, the
本発明にあっては更に、上記各実施の形態、変形例、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが本発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 Further, in the present invention, not all the combinations of features described in the above embodiments, modifications, and illustrated examples are necessarily essential to the means for solving the problems of the present invention. Should be noted.
1…タッチパッド、2…基板、3…パターン電極、10…保護部材、10a…上部保持片、10b…下部保持片、11,12…平面部、13,14…操作面、15…導電層、16…絶縁層、17…導電絶縁積層体、18…保持片、18a…嵌合凹溝、T1〜T3…肉厚
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記基板の表面に複数の電極が設けられた電極部と、
前記電極部に対向して設けられたタッチ部材と、
を備えており、
前記タッチ部材は、段差を介して段違い状に形成され、上段に位置する上段側の操作面と、前記上段側の操作面よりも下段に位置する下段側の操作面とを有するとともに、前記上段側の操作面を形成する上部保持片、及び前記上部保持片に対する下部保持片の間に導電部材を挟み固定する嵌合凹溝とを有しており、
前記上部保持片の肉厚と前記下部保持片の肉厚との和が、前記下段側の操作面を形成する肉厚と同程度に設定され、前記導電部材により、前記上段側の操作面をタッチ操作する検出物体の静電容量が、前記下段側の操作面をタッチ操作する検出物体の静電容量と同等になるように構成されたことを特徴とする静電容量型タッチパッド。 A substrate,
An electrode part provided with a plurality of electrodes on the surface of the substrate;
A touch member provided to face the electrode portion;
With
The touch member is formed in a stepped shape via a step, and the upper side of the operation surface located above stage, and having a lower side of the operation surface located lower than the operating surface of the upper stage, An upper holding piece that forms the operation surface on the upper side, and a fitting groove that holds and fixes a conductive member between the lower holding piece with respect to the upper holding piece,
The sum of the thickness of the upper holding piece and the thickness of the lower holding piece is set to be approximately the same as the thickness that forms the lower operation surface, and the upper operation surface is set by the conductive member. A capacitance-type touch pad configured such that a capacitance of a detection object to be touched is equal to a capacitance of a detection object to be touch-operated on the lower operation surface.
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