(57)【要約】【課題】タッチパネルとエスカッションとの間隙に異物が混入して誤動作を生じることを防止するタッチパネル装置及びそれを用いた入力座標検出装置を提供する。【解決手段】第一の導電膜を有する第一基板と、その第一の導電膜と対向する第二の導電膜を有する第二基板との間隙に、第一の導電膜と第二の導電膜とを絶縁する絶縁部を備える。その絶縁部は、第一基板の第一の導電膜を有する面と反対の操作圧力が加えられる操作面の、外周領域を覆う外枠であるエスカッションの内周縁より外側の領域の、第二基板上の第二の導電膜上に形成される。【選択図】図３
2006202042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の導電膜と第二の導電膜とが対向配置されて、前記第一の導電膜に加えられる操作圧力により前記第一の導電膜が前記第二の導電膜に部分的に接触して電気信号を出力するタッチパネル装置において、
前記第一の導電膜を有する第一基板と、
その第一の導電膜と対向する前記第二の導電膜を有する第二基板と、
前記第一基板の外縁より内側に入り込んだ内周縁を基準としてその内周縁より外側の外周領域の一部領域の、前記第一基板と前記第二基板との間隙に配置されて、前記第一の導電膜と前記第二の導電膜とを絶縁する絶縁部と、
を備えることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記絶縁部は、前記外周領域の、前記第一基板の前記第一の導電膜を有する面と反対の操作圧力が加えられる操作面を覆うエスカッションにより覆われた領域の、前記第一基板と前記第二基板との間隙に配置されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記絶縁部は、前記第二基板上に積層される前記第二の導電膜上に、積層されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記導電膜は、Ｓｎをドープした酸化インジウム膜であるＩＴＯ膜で形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
少なくとも画像を表示する表示部と、
その表示部上に設置された、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のタッチパネル装置と、
前記外周領域の、前記第一基板の前記第一の導電膜を有する面と反対の操作圧力が加えられる操作面を覆うエスカッションと、
前記操作面が押下されるとその押下位置を判定し所定の処理を行う判定処理手段と、
を備えることを特徴とする入力座標検出装置。
【請求項６】
前記エスカッションは、前記第一基板の前記操作面との間に間隙を有して配置されることを特徴とする請求項５に記載の入力座標検出装置。
【請求項７】
車両の現在地を指示する電子地図を表示画面に表示して車両の走行を助ける車両用ナビゲーション装置に適用されることを特徴とする請求項５又は６に記載の入力座標検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル装置及びそれを用いた入力座標検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用ナビゲーション装置において、ナビゲーション画面上を手などによってタッチすることにより、地図の経路案内の目的地を地図上に設定したり、システム接続されたオーディオ装置に対してラジオ受信選局を設定したりするタッチ式のスイッチ装置が搭載されている。タッチ式スイッチは、ユーザによって操作されると、選択・押下した画面上の位置を電気信号に変換して出力する。
【０００３】
このようなタッチ式スイッチ装置には、抵抗膜を上下の基板上に対向させた抵抗膜式タッチスイッチが用いられる。これは、ガラス面がタッチされるとその圧力で上ガラスと下ガラスの電極が接触し電気が流れ、その際上ガラスと下ガラスのそれぞれの透明電極（抵抗膜）の抵抗による分圧比を測定することで押された位置を検出し、スイッチとしての機能を果たすものである。
【０００４】
車載用ディスプレイでは、このタッチパネルの周りにエスカッションと呼ばれる枠を組付けているが、図８に示すように、エスカッション６０とタッチパネル４５との間にはエスカッション６０を押した時にタッチパネル４５が反応しないように隙間６７が設けられている。しかし、図９に示すように、この隙間６７に異物７５等が混入することがあり、異物７５等が進入すると、タッチパネルが押下された状態となって、誤作動する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の課題は、タッチパネルとエスカッションとの間隙に異物が混入して誤動作を生じることを防止するタッチパネル装置及びそれを用いた入力座標検出装置を提供する。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明のタッチパネル装置は、
第一の導電膜と第二の導電膜とが対向配置されて、第一の導電膜に加えられる操作圧力により第一の導電膜が第二の導電膜に部分的に接触して電気信号を出力するタッチパネル装置において、
第一の導電膜を有する第一基板と、
その第一の導電膜と対向する第二の導電膜を有する第二基板と、
第一基板の外縁より内側に入り込んだ内周縁を基準としてその内周縁より外側の外周領域の一部領域の、第一基板と第二基板との間隙に配置されて、第一の導電膜と第二の導電膜とを絶縁する絶縁部と、
を備える。
【０００７】
第一基板と第二基板との間隙の外周領域に絶縁部を有する上記構成により、その絶縁部を有する領域において、第一基板が押された場合に、第一の導電膜と第二の導電膜との接触が妨げられて、タッチパネル装置が誤作動をすることが防止される。絶縁部は、第一の導電膜と第二の導電膜とを電気的に絶縁できる材料で構成され、特に限定されない。
【０００８】
そして絶縁部は、外周領域の、第一基板の第一の導電膜を有する面と反対の操作圧力が加えられる操作面を覆うエスカッションにより覆われた領域の、第一基板と第二基板との間隙に配置される構成とすることができる。これにより第一基板のエスカッションによって覆われた領域が、何らかの原因で押下された場合に（例えば、異物が挟まって押下された場合）、タッチパネル装置が誤作動することを防ぐことができる。
【０００９】
そして絶縁部は、前記第二基板上に積層される前記第二の導電膜上に、積層されている構成とすることができる。このような構成により、エスカッションの内周縁より外周領域において、第一導電膜と第二導電膜との接触が妨げられ、タッチパネル装置の誤動作を防止することができる。
【００１０】
そして導電膜は、Ｓｎをドープした酸化インジウム膜であるＩＴＯ膜で形成することができる。ＩＴＯ膜は、透明導電膜であり、透明でかつ電気を通すとともに紫外線を吸収する。したがって、ＩＴＯ膜を透して、タッチパネル装置が設置された表示装置を見ることができる。
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の入力座標検出装置は、
少なくとも画像を表示する表示部と、
その表示部上に設置されたタッチパネル装置と、
外周領域の、第一基板の第一の導電膜を有する面と反対の操作圧力が加えられる操作面を覆うエスカッションと、
操作面が押下されるとその押下位置を判定し所定の処理を行う判定処理手段と、を備える。
【００１２】
エスカッションは、第一基板上からタッチパネル装置を覆う外枠としての機能を有するものである。そして上記のタッチパネル装置を備えることにより、第一基板の外周領域が押されることによる第一の導電膜と第二の導電膜との接触、それに伴う誤作動が防止され、判定処理手段によって、タッチパネルの押下位置を判定して所定の処理を行うことができる。
【００１３】
エスカッションは、第一基板の第一面との間に間隙を有して配置される。これにより、入力座標検出装置の振動によりエスカッションが第一基板の第一面と接触して異音を発することを防ぐことができる。
【００１４】
そして本発明の入力座標検出装置は、車両の現在地を指示する電子地図を表示画面に表示して車両の走行を助ける車両用ナビゲーション装置に適用することができる。また、車両用ナビゲーション装置に限られず、ＰＤＡ、ＡＴＭ、自動販売機、複写機などの各種端末等に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のタッチパネルを含むナビゲーション装置１００の概略を示す。ナビゲーション機能を有する制御部等が収納された本体部５２に、液晶ディスプレイ等の画像表示機５１が備えられる。さらに、画像表示機５１上に、タッチパネル部４５を構成する第二基板３４、第一基板３１が備えられる。
【００１６】
そしてこれらの外周部を外枠であるエスカッション６０が覆っている。エスカッション６０は、画像表示機５１の表示領域以外の部分を覆い隠す役割を有し、これによりナビゲーション装置１００の意匠性も向上する。
【００１７】
液晶ディスプレイ等によって構成される画像表示機５１は、道路地図や各種案内等を表示するものである。そしてその画像表示機５１上の第一基板３１、第二基板３４によって構成されるタッチパネル部４５をユーザが指等で押下することにより、ナビゲーション装置１００に所望の指示を行うことができる。
【００１８】
タッチパネル部１００を構成する第一基板（上部基板）３１は、プラスチックフイルムなどの透明な可撓性絶縁基材である。そして、その下面（第二基板と対向する面）に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）など透明導電膜からなる抵抗膜（図２参照）と、両端に帯状電極３２が形成されている。また第二基板（下部基板）３４は、ガラスなどの透明な基板である。そして、その上面（第一基板と対抗する面）にＩＴＯなど透明導電膜からなる抵抗膜（図２参照）と、両端に帯状電極３５が形成されている。
【００１９】
タッチパネル部４５は、第一基板３１と第二基板３４との間に、ドット状などのスペーサ（図２参照）を有し、第一基板３１の第一抵抗膜と第二基板３４の第二抵抗膜との間に間隙が形成されている。そして、第一基板３１の帯状電極３２間方向と第二基板３４の帯状電極３５間の方向とが９０度ずらして重ね合わされている。
【００２０】
そして第一基板３１が指などにより押下されて変形し、第一基板３１の抵抗膜と第二基板３４の抵抗膜とが接触することにより、その押下された位置によって出力される電圧を、帯状電極３２,３５が接続されたナビゲーション装置１００の制御部が検出して、押下された位置を特定することができる。
【００２１】
図２は、タッチパネル部４５を含む表示装置の断面図である。信号処理をするＣＰＵを含む制御装置を含んだ本体部５２上に、地図画面やナビ操作画面を表示する液晶パネルディスプレイなどの画像表示機５１が備えられている。そしてその画像表示機５１上に、本発明のタッチパネル部４５が備えられている。タッチパネル部４５は、半透明に構成され、ユーザは、タッチパネル部４５を通して、液晶画面を見ることができる。
【００２２】
タッチパネル部４５は、対向する抵抗膜（透明導電膜）４１,４３を内面側に備えたガラス基板などの透明基板（第一、第二基板）３１,３４、透明基板３１,３４間に湿度や異物を流入させないための樹脂等の材質による封止部４０、対向基板間の間隔を一定値以上に保持するためのスペーサ４２、第二基板の第二抵抗膜４３上に形成された絶縁部４８を含んで構成される。
【００２３】
第一基板３１は、透明な薄板ガラスや透明なプラスチックフイルムが用いられる。耐久性や耐熱性が必要な場合は、可撓性を有するガラスを使用する。プラスチックフイルムとしては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルである。
【００２４】
第二基板３４は、透明なガラスで形成される。ガラスとしては、ソーダガラスや石英ガラス、アルカリガラス、ほうけい酸ガラス、普通板ガラス等が利用できる。
【００２５】
第一基板３１および第二基板３４に形成された抵抗膜４１,４３は、透明導電膜である、スズ（Ｓｎ）をドープした酸化インジウムのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜である。ＩＴＯ膜は、透明でかつ電気を通すとともに紫外線を吸収する。これは、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、印刷法等で形成される。
【００２６】
スペーサ４２は、透明なエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の透明な樹脂材料をスクリーン印刷等の方法で印刷して形成する。スペーサ４２は、第一基板３１と第二基板３４との間隙を保持し、第一基板３１が押下された場合に、押下された領域以外の領域の抵抗膜同士が接触することを防ぐためのものである。
【００２７】
封止部４０は、第一基板と第二基板の間隙を一定に保ち、その間隙に異物が混入することも防ぐ機能を有し、絶縁性の樹脂が用いられる。
【００２８】
第一基板３１、第二基板３４等によって構成されるタッチパネル部４５は、第二基板が、板金６８,６９によって本体部５２に固定されている。
【００２９】
エスカッション６０は、第一基板３１の第一抵抗膜４１を有する面とは反対の外部圧力（操作圧力）が加えられる第一面（操作面）３７上からタッチパネル装置を覆う外枠としての機能を有するものである。そしてリブ当て部６１が、タッチパネル部４５を固定する板金６９に固定されている。またその先端部６３は、第一基板３１との間に間隙６７を有するように設置されている。この間隙６７は、エスカッション６０が押された場合に、誤反応しないように設けられたものであるが、この間隙６７に異物が入った場合の誤作動を防止するために絶縁部４８が形成されたことにより、装置の振動に伴うエスカッション６０と第一面３７との接触による異音発生を防止する役割を有する。例えば、車両用ナビゲーション装置の場合には、車両の走行による振動で、エスカッション６０の先端部６３が第一基板３１と接触して異音を発することを防止することができる。なおエスカッション６０の形状は、図の実施例に限られないが、先端部６３が、第一基板３１の第一面３７と接触しないように設置される。
【００３０】
絶縁部４８は、第二基板３４上の、少なくともエスカッション６０の内周縁６２よりも外周領域に形成されている。したがって先端部６３の内周縁６７より外側の領域がタッチパネル無反応領域、内側がタッチパネル反応領域となる。絶縁部４８は、エスカッション６０の内周縁６２より内周領域側にも形成されていてもよいが、広く内周領域まで形成されると、表示を見ることのできる可視領域、押下することにより入力が可能な入力可能領域が減少する。また絶縁部４８は、第二基板３４上に、第二抵抗膜４３、絶縁部４８の順に積層されて形成されている。絶縁部を構成する材料は、絶縁性物質であれば、限定されないが、例えば、絶縁樹脂材料を用いることができる。さらに具体的には、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などにより構成することができる。
【００３１】
なお、エスカッション６０が押された場合の誤動作を防止するには、第一基板３１と第二基板３４の、エスカッション６０の先端部６３の下の領域（エスカッション６０の内周縁６２より外周領域）に、絶縁部４８を形成する替わりに、抵抗膜４１,４３を形成しない方法もあるが、抵抗膜４１,４３を決められた範囲内に少ないばらつきで配置するのは困難なため、抵抗膜４３上に絶縁部４８を形成する方法が望ましい。
【００３２】
図３は、入力座標検出装置の平面図である。第一基板３１の第一面３７の外周領域が、エスカッション６０によって覆われ、内周領域が露出している。そして第一基板３１の外縁３８より内側で、エスカッション６０の内周縁６２より外側の外周領域の第一抵抗膜４１と第二抵抗膜４３との間に、絶縁部４８が形成されている。なお絶縁部４８は、この部分の全領域に形成される必要はなく、一部領域であっても、外周領域の第一抵抗膜４１と第二抵抗膜４３との接触が防止されるのであればよい。
【００３３】
図４に示すように、以上の構成のタッチパネル部４５が、液晶パネルの画面表示機５１上に配置され、地図を表示して進路を案内するナビゲーションの画面上に操作画面が表示されると、ユーザが画面表示に従い、タッチパネル部４５を第一基板３１側から指等によって押すことにより操作する。ナビゲーション装置１００は、その際の、ユーザの指等によって押下された荷重位置をタッチパネル部４５で検出して、液晶画面上に表示したスイッチ機能に対応した処理を行う。
【００３４】
そして図５に示すようにエスカッション６０とタッチパネル部４５との間隙に、異物７５が混入して、タッチパネル部４５の第一基板が押下された状態となった場合においても、第一抵抗膜４１が、第二抵抗膜４０へ接触することが絶縁部４８によって防止される。これによって、間隙６７への異物７５混入によるタッチパネルの誤動作を防ぐことができる。
【００３５】
図６を用いて本発明のタッチパネルを用いた入力座標検出装置を備えた車両用ナビゲーション装置について説明する。本ナビゲーション装置１００は、位置検出器１、地図データ入力器６、操作スイッチ群７、リモートコントロール（以下リモコンと称する）センサ１１、音声案内などを行うスピーカ（音声出力部）１５、外部メモリ９、表示装置１０、通信ユニット１９、これらの接続された制御回路８、リモコン端末１２を備えている。
【００３６】
現在位置検出手段としての位置検出器１は、周知の地磁気センサ２、ジャイロスコープ３、距離センサ４、および衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳのためのＧＰＳ受信機５を有している。これらのセンサ等２，３，４，５は各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。
【００３７】
地図データ入力器６は、位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、道路の接続を表した道路データを含む各種データを記憶媒体２０から入力するための装置である。記憶媒体としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ，ハードディスクドライブ（以降、ＨＤＤと称する）を用いるのが一般的であるが、例えばメモリカード等の他の媒体を用いてもよい。
【００３８】
地図データは、表示用となる所定の地図画像情報を記憶すると共に、リンク情報やノード情報等を含む道路網情報を記憶する。リンク情報は、各道路を構成する所定の区間情報であって、位置座標、距離、所要時間、道幅、車線数、制限速度等から構成される。また、ノード情報は、交差点（分岐路）等を規定する情報であって、位置座標、右左折車線数、接続先道路リンク等から構成される。
【００３９】
操作スイッチ群７は、表示装置１０と一体になった本発明のタッチパネルを用いたタッチスイッチが用いられる。またメカニカルなスイッチを併用してもよい。操作スイッチ群７およびリモコン端末１２によって、種々の指示を入力することが可能である。
【００４０】
表示部としての表示装置１０はカラー液晶表示器により構成されており、表示装置１０の画面には位置検出器１から入力された車両現在位置マークと、情報センタ１４から受信した情報、更に地図上に表示する誘導経路等付加データとを重ね合わせて表示すると共に、本画面に経路案内の設定および経路誘導中の案内や画面の切り換え操作を行うためのボタンが表示される。
【００４１】
送信部、受信部としての送受信機１３は、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）等の情報センタ１４から提供される情報を受信し、また情報センタ１４へ情報を送信するための装置である。
【００４２】
また、本車両用ナビゲーション装置１００は、通信ユニット１９を介して、携帯電話機１７など移動体通信機器により、外部ネットワーク１８との接続が可能で、インターネットに接続したり、専用の情報センタに接続することができる。
【００４３】
さらに、外部メモリ９には、本ナビゲーション装置の動作に必要なデータが記憶される。なお、外部メモリ９は、車両のイグニッションスイッチがオフ状態になっても（即ち、ナビゲーション装置１００がオフ状態）、記憶内容が保持される。
【００４４】
制御部としての制御回路８は通常のコンピュータとして構成されており、周知のＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２，ＲＡＭ８３，Ｉ／Ｏ８４およびこれらの構成を接続するバスライン８５が備えられている。制御回路８は、タッチパネルが押下された場合にその位置を判定し所定の処理を行う判定処理手段を構成する。
【００４５】
ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２およびＲＡＭ８３に記憶されたプログラムおよびデータにより制御を行う。図６のように、ＲＯＭ８２にはオペレーティングシステム（以下、ＯＳと称する）８２ｓと、ナビゲーションプログラム（以下、ナビプログラムと称する）８２ｐが格納される。また、ＲＡＭ８３には、ＯＳワークメモリ８３ｓ、ナビゲーション用ワークメモリ８３ｗが形成される。
【００４６】
このような構成を持つことにより、本ナビゲーション装置１００は、運転者が目的地を入力すると、ＧＰＳ受信機５から得られる衛星のデータに基づき車両の現在地が求められ、情報センタ１４から情報を受信し、表示装置１０上に道路地図を表示し、運転者に適切な経路を案内する。上記の動作は、ナビプログラム８２ｐにより制御されている。
【００４７】
図７に画面表示の例を示す。表示装置１０には、ナビプログラム８２ｐによって道路地図９２が表示され、現在位置から目的地までの推奨経路も示されている。また、この地図上に重ね合わせるように、操作スイッチ９１が表示されている。操作スイッチ９１は、表示画面に表示され、タッチパネル装置を透してユーザが見ることができる。そして、その操作スイッチ９１上のタッチパネル装置をユーザが押下することにより、その押下位置がタッチパネル部４５により検出されて、その操作スイッチ９１に相当する処理がナビゲーション装置１００によって行われる。
【００４８】
本発明のタッチパネルは、ナビゲーション装置に使用するのみならず、ＰＤＡ、ＡＴＭ、自動販売機、複写機などの各種端末等に使用することができる。そして、異物等がタッチパネルとエスカッションとの間隙に入った場合においても誤動作を生じることなく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の入力座標検出装置が一体とされたナビゲーション装置を示す図。
【図２】タッチパネル装置の断面を説明する図。
【図３】絶縁部の形成された領域を説明する図。
【図４】タッチパネル装置の押下を説明する図。
【図５】エスカッションとタッチパネル部との間の異物混入を説明する図。
【図６】本発明の入力座標検出装置が一体とされたナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図。
【図７】表示装置の表示画面の実施例の図。
【図８】従来のタッチパネル装置の断面を説明する図。
【図９】従来のエスカッションとタッチパネル部との間の異物混入を説明する図。
【符号の説明】
【００５０】
３１    第一基板
３２    第一の電極
３４    第二基板
３５    第二の電極
３８,３９  電極膜
４１    第一抵抗膜（第一の導電膜）
４２    スペーサ
４３    第二抵抗膜（第二の導電膜）
４５    タッチパネル装置
４８    絶縁部
５１    画像表示機
６０    エスカッション
６２    内周縁
６３    先端部
６７    間隙
７５    異物
１００  ナビゲーション装置
【図１】
2006202042.tif 000003
【図２】
2006202042.tif 000004
【図３】
2006202042.tif 000005
【図４】
2006202042.tif 000006
【図５】
2006202042.tif 000007
【図６】
2006202042.tif 000008
【図７】
2006202042.tif 000009
【図８】
2006202042.tif 000010
【図９】
2006202042.tif 000011