(57)【要約】【課題】タッチパネルからキー入力操作を行う際の入力時に、指先に違和感が無く確かに入力したことの感触が得られるようにする。【解決手段】タッチスイッチ付表示装置１は、表示面を有する表示装置５と、表示面の上に設置され、情報を入力するためのタッチ部４を備えたタッチパネル２と、タッチパネル２の、情報を入力する側の表面に設置された透光性シート３とを備える。透光性シート３は、タッチ部４に対応する領域が、タッチパネル２の側とは反対側に膨出する膨出部６を備え、この膨出部６は、押下したときにタッチパネル２の側に変形する弾性材料から形成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面を有する表示装置と、
前記表示面の上に設置され、情報を入力するためのタッチ部を備えたタッチパネルと、
前記タッチパネルの、情報を入力する側の表面に設置された透光性シートと、を備え、
前記透光性シートは、前記タッチ部に対応する領域が、前記タッチパネルが位置する側とは反対側に膨出する膨出部を備え、
前記膨出部は、押下したときに前記タッチパネルの側に変形する弾性材料から形成されているタッチスイッチ付表示装置。
【請求項２】
前記膨出部は、前記透光性シートにエンボス加工を施して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチスイッチ付表示装置。
【請求項３】
前記透光性シートと前記タッチパネルとの間であって前記膨出部の周辺部にはスペーサが設置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチスイッチ付表示装置。
【請求項４】
前記透光性シートの前記タッチパネル側の表面であって前記膨出部の周辺部には文字又は絵柄が印刷されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載のタッチスイッチ付表示装置。
【請求項５】
前記膨出部の頂部には凸部又は凹部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチスイッチ付表示装置。
【請求項６】
前記膨出部の頂部には表面が平坦な透光板が設置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチスイッチ付表示装置。
【請求項７】
前記膨出部の頂部であって前記タッチパネルの側の表面には透光材が設置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか1項に記載のタッチスイッチ付表示装置。
【請求項８】
前記膨出部を押下して変形させるときに、又は、前記変形した膨出部が押下する前の形状に復帰するときに音を発生することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のタッチスイッチ付表示装置。
【請求項９】
前記透光性シートは、前記タッチパネルの表面に着脱可能に設置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のタッチスイッチ付表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示画面の上面にタッチパネルを備え、表示画面上から入力可能なタッチスイッチ付表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や券売機、携帯用ゲーム機などの表示入力装置にタッチスイッチを組み合わせた、タッチスイッチ付表示装置が広く実用化されている。タッチスイッチ付表示装置は、表示装置にタッチするボタンが表示され、その部分を指やペンなどで押すと、タッチスイッチがその押したことを検出して情報が入力される。制御部は、入力された情報に基づいて、表示装置が表示する画像を切替え、次の入力や他の動作を行なう。タッチスイッチ付表示装置は、表示装置の表示画面上にタッチスイッチが一体的に構成されているので、省スペースである。また、入力ボタンの位置や機能を自由に変更することができるので、操作性がよい。
【０００３】
しかし、従来から利用されているタッチパネルは、入力部の表面が平坦であることからタッチパネルの表面を指でタッチしても入力したという確かな感触が得られない。そのため、入力したことを確認するには表示画面を見て判断する必要があった。
【０００４】
特許文献１では、タッチセンサにタッチしたときに、電磁コイル等を使用してタッチ部に衝撃を引き起こす衝撃発生機構を構成している。操作者がタッチセンサにタッチすると、コイルに電流が流れてタッチセンサに衝撃を与え、この衝撃の感触により操作者は入力したことを体験する。また、特許文献２では、タッチパネルの上面にガイダンスを設けて、タッチ部のキー位置を指の感覚で認識できるようにしている。
【０００５】
図９は、特許文献２に記載されるタッチパネル入力方式キーボード５１の断面図である。表示部５２の上にはタッチパネル５３が重畳して設けられている。タッチパネル５３の上面にはタッチ部５３ａに対応する位置に穴５５を有するガイダンス５４が設置されている。ガイダンス５４に穴５５を形成したことにより、キー入力するときの基準となるキー位置５２ａを指の感覚で認識することができる。これにより、従来のタッチパネル入力方式キーボードで必要であった目視確認の負担が軽減され、ブラインドタッチも可能となり、タッチ入力の操作性が著しく向上する、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−６４７２３号公報
【特許文献２】特開２００１−１１７７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、タッチパネルに衝撃発生機構を設置すると装置が大きくなり、軽量薄型でコンパクトに構成することができるタッチパネル付表示装置の利点が失われ、更に消費電力も増大する。
【０００８】
また、図９に示されるタッチパネル入力方式キーボード５１においては、穴５５が形成されたガイダンス５４は平板である。ガイダンス５４の板厚を薄くする、又はタッチパネル５３とガイダンス５４との間の間隙を狭くすると、指でタッチするときの位置の感触が希薄になり、ガイダンス５４を設置した目的が達成できなくなる。また、ガイダンス５４の板厚を厚くする、又はタッチパネル５３とガイダンス５４との間の間隙を広くすると、タッチしたときに指が穴５５に引っかかる感触となり、指先に違和感を生じて操作性がよくない。また、ガイダンス５４が平板で硬いことからキーを押して確かに入力した、という感触が得られない、などの操作性に課題があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決して、タッチパネルの入力を通常のキーボードと同様のタッチ感触により入力することができるタッチスイッチ付表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明においては、表示面を有する表示装置と、前記表示面の上に設置され、情報を入力するためのタッチ部を備えたタッチパネルと、前記タッチパネルの、情報を入力する側の表面に設置された透光性シートと、を備え、前記透光性シートは、前記タッチ部に対応する領域が、前記タッチパネルが位置する側とは反対側に膨出する膨出部を備え、前記膨出部は、押下したときに前記タッチパネルの側に変形する弾性材料から形成されているタッチスイッチ付表示装置とした。
【００１１】
また、前記膨出部は、前記透光性シートにエンボス加工を施して形成されていることとした。
【００１２】
また、前記透光性シートと前記タッチパネルとの間であって前記膨出部の周辺部にはスペーサが設置されていることとした。
【００１３】
また、前記透光性シートの前記タッチパネル側の表面であって前記膨出部の周辺部には文字又は絵柄が印刷されていることとした。
【００１４】
また、前記膨出部の頂部には凸部又は凹部が形成されていることとした。
【００１５】
また、前記膨出部の頂部には表面が平坦な透光板が設置されていることとした。
【００１６】
また、前記膨出部の頂部であって前記タッチパネルの側の表面には透光材が設置されていることとした。
【００１７】
また、前記膨出部を押下して変形させるときに、又は、前記変形した膨出部が押下する前の形状に復帰するときに音を発生することとした。
【００１８】
また、前記透光性シートは、前記タッチパネルの表面に着脱可能に設置されていることとした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のタッチスイッチ付表示装置は、表示面を有する表示装置と、表示面の上に設置され、情報を入力するためのタッチ部を備えたタッチパネルと、タッチパネルの、情報を入力する側の表面に設置された透光性シートと、を備え、透光性シートは、タッチ部に対応する領域が、タッチパネルが位置する側とは反対側に膨出する膨出部を備え、この膨出部は、押下したときにタッチパネルの側に変形する弾性材料から形成されている。これにより、キー入力操作を行う際に、入力時に指先に違和感が無く確かに入力したことの感触が得られるので、軽量小型で操作性の優れたタッチスイッチ付表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のタッチスイッチ付表示装置を設置した携帯電話の模式的な斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置の説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置の模式的な縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置の模式的な縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置の模式的な縦断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置の模式的な縦断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置の模式的な縦断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置の模式的な縦断面図である。
【図９】従来公知のタッチパネル入力方式キーボードの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のタッチスイッチ付表示装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本体２１に対して蓋２０を開いたときの携帯電話１０の模式的な斜視図である。携帯電話１０の蓋２０の内面には、メールやインターネットからの画像を表示するための表示部１３が設置されている。携帯電話１０の本体２１の内面には、本発明の第１実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置１が設置されている。
【００２３】
図２は、本発明の第１実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置１の説明図であり、図２（ａ）は、図１のＡＡ’部分の模式的な縦断面図であり、（ｂ）は、透光性シート３に形成される膨出部６を押下した状態を表す。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、タッチスイッチ付表示装置１は、上面が表示面である表示装置５と、その表示面の上に設置されたタッチパネル２と、タッチパネル２の、情報を入力する側に設置された透光性シート３から構成されている。透光性シート３には、タッチパネル２のタッチ部４に対応する領域が、タッチパネル２の側とは反対側に膨出する膨出部６が形成されている。タッチパネル２と透光性シート３との間にはスペーサ７が挟まれている。なお、本第１実施形態では透光性シート３とタッチパネル２との間にスペーサ７を挿入しているが、スペーサ７を挿入しないタッチスイッチ付表示装置１も本発明に含まれる。
【００２５】
表示装置５として、液晶表示装置、プラズマ表示装置、有機ＥＬ表示装置などの平面型表示装置を使用することができる。表示装置５は、その表示面に文字や画像を表示する。タッチパネル２が透光性であるため、表示装置５に表示されたタッチすべき位置や機能を上方から視認することができる。
【００２６】
タッチパネル２として、抵抗膜方式、容量結合方式、赤外線走査方式などのタッチパネルを使用することができる。抵抗膜方式のタッチパネルは、内面に透明電極が形成された２枚の透明基板が間隙を設けて貼り合わされている。透明電極の周辺部には電極が形成され、その電極には電圧が印加されている。従って、透明電極には電位勾配が形成される。タッチパネルの表面が押下されると対向する透明電極同士が接触する。その接触点の電位を検出して、押下された位置を特定する。また、他の抵抗膜方式として、ストライプ状に分離した複数の透明電極を互いに直交するよう対向させて構成したタッチパネルを使用することができる。この方式の場合も、透明基板の表面が押下されることにより対向する透明電極同士が接触し、その接触した電極を検出して、押下された位置を特定する。
【００２７】
また、容量結合方式のタッチパネルは、ストライプ状に分離する複数の透明電極を設けた２枚の透明基板が、透明電極を内側にして間隙を設けて貼り合わされている。各透明基板上のストライプ状の透明電極は互いに直交するように配置されている。このタッチパネルに指が近づくと透明電極と人体との間の静電容量が変化し、この静電容量の変化を検出して指が近づいた位置を特定する。
【００２８】
また、他の容量結合方式として、一枚の透明基板の表面に透明電極を形成し、その周辺部の複数個所に電極を形成したタッチパネルを使用することができる。指が透明電極に近づくと、透明電極と人体との間の静電容量が変化する。静電容量が変化すると透明電極に電流が流れる。この電流を複数個所の電極で検出し、その大きさを比較して、指が接近した位置を特定する。この方式のタッチパネルは一枚の透明基板から構成されるので、厚さを薄く、また、透過率を高くすることができる。
【００２９】
透光性シート３として、透光性のシリコーン、ポリエステル、ポリカーボネイト、塩化ビニール、ポリウレタン等の樹脂を使用することができる。透光性シート３の膨出部６は、透光性材料にエンボス加工を施してドーム状に形成されている。透光性シート３は光を透過するので、下部の表示装置５に表示された文字や記号等の画像を上部から視認することができる。透光性シート３は弾力性を備え、膨出部６を押下すれば凹状に窪み、指を離すと元の形状に復帰する。この弾力性により、押下によるキー入力を指先の感触により確認することができる。透光性シート３の厚さ及び弾力性を適切に設定することにより、膨出部６を押下したとき、又は、元の形状に復帰するとき、膨出部６が振動して音を発生するように構成することができる。これにより、利用者は、膨出部６から発する音により聴覚的にも押下によるキー入力を確認することができ、入力の操作性が向上する。
【００３０】
スペーサ７として、透光性のシリコーン等の樹脂板を使用することができる。スペーサ７は、タッチ部４に対応する領域、即ち透光性シート３の膨出部６の領域が開口している。このスペーサ７を設けたことにより、透光性シート３の膨出部６を押下したときのストロークを確保することができる。スペーサ７は、透光性の樹脂により形成している。透光性であるために、下部に位置する表示装置５の表示画像を上部から視認することができる。
【００３１】
スペーサ７と透光性シート３とを接着材により接着し、スペーサ７とタッチパネル２とを弱粘着性の粘着材により接着すれば、タッチパネル２に対する透光性シート３の着脱が容易となる。例えば、スペーサ７としてシリコーン樹脂を使用すれば、タッチパネル２の表面にスペーサ７と透光性シート３を容易に粘着させることができるとともに、その剥離も容易となる。また、透光性シート３とスペーサ７とを同一材料により一体的に形成することができる。この場合は改めてスペーサ７を挿入する必要はない。
【００３２】
図２（ｂ）は指１５によりタッチパネル２のタッチ部４を押下している状態を表す模式図である。表示装置５の表示面にタッチ部４の機能を表示させる。利用者は透光性シート３を介して当該タッチ部４の機能を読み取ることができる。利用者は、タッチ部４の膨出部６を指１５やペンなどで押下すると、透光性シート３は弾性体であるために、膨出部６はタッチパネル２側へ窪み、離すと元の状態に復帰する。抵抗膜方式のタッチパネル２を使用した場合は、指１５で押下したときに膨出部６の内表面がタッチパネル２の上面を押下して、情報を入力することができる。タッチパネル２が容量結合方式である場合には、膨出部６の内表面がタッチパネル２の上面に必ずしも接触しなくとも、情報を入力することができる。表示装置５は、情報が入力されたときに、当該入力されたタッチ部４の表示状態を変更する。これにより、利用者はタッチ部４の膨出部６を押下したときに入力されたかどうかを視覚的に確認することができる。
【００３３】
上記のように、タッチパネル２のタッチ部４に弾力性のある膨出部６を形成し、この膨出部６を押下して入力操作を行うようにしたので、指先に違和感が無く、入力したという感触を確実に得ることができる。また、膨出部６を押下したときに、又は、離したときに音を発生するようにすれば、聴覚的にも押下を確認することができるので、ブラインド入力が容易となる。また、スペーサ７を粘着性材料により形成する、或いはタッチパネル２との接触面に粘着材を形成することにより、タッチパネル２の上に透光性シート３とスペーサ７とを必要に応じて設置することができる。
【００３４】
なお、膨出部６は、必ずしもドーム状の形状である必要はなく、断面形状が台形状に膨出する形状であってもよいし、台形の上辺がタッチパネル２側に窪んだ形状であってもよい。また、膨出部６の頂部とは膨出部６の上面部を意味し、必ずしも膨出部６の上部先端部を意味しない。
【００３５】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置１の模式的な縦断面図である。第１実施形態と異なる部分は、透光性シート３のタッチパネル２側の内面に絵柄等からなる印刷層８が形成されている点である。その他の構成は第１実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００３６】
図３に示すように、透光性シート３の膨出部６の周辺であって、タッチパネル２側の内面に、絵柄等からなる印刷層８が印刷により形成されている。印刷層８は、遮光性のインクを使用して上面から読み取ることができる。印刷層８は、タッチ部４の機能を表す文字や図形であってもよいし、デザイン性を向上させるための絵柄等であってもよい。図３においては膨出部６の周辺部に印刷層８を形成したが、膨出部６のタッチパネル２側に印刷層８を形成してもよいし、また、膨出部６の周辺部に形成した印刷層８と組み合わせてもよい。
【００３７】
また、既に説明したように、透光性シート３とスペーサ７を接着し、スペーサ７とタッチパネル２とを弱粘着性の粘着材により固定する。或いは、タッチパネル２とスペーサ７とを接着し、透光性シート３とスペーサ７とを弱粘着性の粘着材により固定することができる。この場合に、異なる絵柄等を印刷した透光性シート３を複数用意しておき、必要に応じて透光性シート３を張り替えるようにすれば、携帯電話１０等に異なるデザインを簡単に付与することができる。
【００３８】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置１の模式的な縦断面図である。第１実施形態と異なる部分は、膨出部６の頂部に凸部９が形成されている点である。その他の構成は第１実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００３９】
図４に示すように、透光性シート３の膨出部６の頂部には凸部９が形成されている。この凸部９を形成することにより、入力キーの基準位置を指先で確認することができる。また、複数の膨出部６に、夫々の入力キーの機能に応じて凸部９の数や形状を変化させて形成することができる。その結果、ブラインド入力が容易となる。また、膨出部６の頂部に点字からなる凸部９を形成すれば、目の不自由な利用者が容易に入力することができる。なお、凸部９はエンボス加工により膨出部６と同時に形成することができる。
【００４０】
（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置１の模式的な縦断面図である。第３実施形態と異なる部分は、膨出部６の頂部に凹部９’が形成されている点である。その他の構成は第１実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００４１】
図５に示すように、透光性シート３の膨出部６の頂部には凹部９’が形成されている。この凹部９’もエンボス加工により膨出部６と同時に形成することができる。膨出部６の頂部に凹部９’を形成することにより、入力キーの基準位置を指先で確認することができる。その結果、ブラインド入力が容易となる。
【００４２】
（第５実施形態）
図６は、本発明の第５実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置１の模式的な縦断面図である。第５実施形態においては透光性シート３の膨出部６の頂部に表面が平坦な透光板１１が貼り付けられている。透光板１１とこの下部の透光性シート３の厚さの合計はほぼ均一である。そのため、表示装置５に表示された文字や画像を、透光性シート３を通しても、歪みの少ない像として見ることができる。また、情報の入力操作の際に指１５がタッチする表面が平面であるために、通常のキーボードと類似する感触で入力操作を行うこと画できる。また、透光板１１に指でタッチしたときに透光板１１がタッチパネル２側に沈み込むので、指先に違和感が無く確かに入力したことの感触が得られる。
【００４３】
透光板１１は透光性の高分子材料やガラス等の無機材料を使用することができる。また、透光板１１は透光性シート３と同一材料から一体的に形成することができる。この場合は、高分子材料を金型やプレス加工により同時に形成することができる。
【００４４】
（第６実施形態）
図７は、本発明の第６実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置１の模式的な縦断面図である。第６実施形態においては第５実施形態と異なる部分は、透光板１１’が、透光性シート３の内表面に設置されている点であり、その他の構成は第５実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００４５】
これにより、膨出部６の頂部の外側表面には角部の無い滑らかな平面であり、入力操作をよりスムーズに行うことができる。また、透光板１１’と透光性シート３との厚さの合計はほぼ均一なので、表示装置５に表示された文字や画像が歪まない。また、膨出部６の表面にタッチしたときに沈み込むので、指先に違和感無く確かに入力した感触が得られる。
【００４６】
（第７実施形態）
図８は、本発明の第７実施形態に係るタッチスイッチ付表示装置１の模式的な縦断面図である。本第７実施形態に置いては、透光性シート３の膨出部６の頂部内表面には透光材１２が充填されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４７】
透光材１２はタッチパネル２側とは反対側の外側に向かって凸状形状を備えている。透光材１２のタッチパネル２側は平坦な表面を有している。透光材１２は、透光性シート３の膨出部６に凸レンズの機能を付与するので、表示装置５のタッチ部４に表示された文字や画像を上部から拡大して見ることができる。透光材１２は、膨出部６の頂部の高さを確保し、かつ、膨出部６が押下されたときの変位ストロークを減少させるので、キー入力時の押し込み量が減少して操作性が向上する。透光材１２として、透光性の高分子材料やガラス等からなる無機材料を使用することができる。透光材１２は、透光性シート３と同一の材料により同時に一体的に形成することができる。
【００４８】
以上、第１実施形態から第７実施形態について説明したが、これらの実施形態を複数組み合わせてタッチスイッチ付表示装置１を構成することができることはいうまでもない。本発明によれば、表示装置５の上面にタッチパネル２を設置し、その上にタッチパネル２側とは反対側の外部に膨出する膨出部６を弾力性のある弾性材料により形成したので、タッチパネル２に入力する際に確かに入力した感触を得ることができる。また、膨出部６の周辺部に文字や絵柄を印刷しておくことにより、デザイン性に富んだ表面を構成することができる。また、膨出部６の頂部に凸部９や凹部９’を形成することにより、基準となるキーの位置や特定のキーの位置が指の感触により得られるので、ブラインドタッチにより入力操作を行うことが容易となる。
【００４９】
本発明によるタッチスイッチ付表示装置１は、携帯電話、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等に使用するのが好適である。また、ＡＴＭや券売機、自動販売機、リモコンなどの多様な情報端末に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  タッチスイッチ付表示装置
２  タッチパネル
３  透光性シート
４  タッチ部
５  表示装置
６  膨出部
７  スペーサ
８  印刷層
９  凸部９
１０  携帯電話
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010176438.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010176438.tif 000008
【図７】
2010176438.tif 000009
【図８】
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【図９】
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