(57)【要約】情報入力装置においてパネル部材４の周縁部４Ａに配置され、パネル部材４に対する押圧操作を検出する圧力検出部２０は、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２３ａ，２３ｂと、感圧層２３ａ，２３ｂ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が、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てある。
2011126020.tif 000002
【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電極が、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てある圧力検出部。
【請求項２】
前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも何れか一方が、当該圧力検出部が押圧されて前記感圧層が圧縮される感圧領域に重畳しない位置に設けてある請求項１記載の圧力検出部。
【請求項３】
前記第１電極及び前記第２電極が、前記感圧領域に重畳しない位置に設けてある請求項２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１〜３のいずれか一項に記載の圧力検出部。
【請求項５】
前記第１電極を被覆する第１通電膜と、
前記第２電極を被覆される第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何れか一方を被覆し、
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記載の圧力検出部。
【請求項６】
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４又は５に記載の圧力検出部。
【請求項７】
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１〜６の何れか一項に記載の圧力検出部。
【請求項８】
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電極とを備えると共に、
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備え、
当該圧力検出部が押圧された際に、前記感圧層を圧縮して形成される感圧領域に対して、前記パネル部材の法線方向視において、荷重伝達部材の縁部の一部が前記感圧領域と重畳し、その他の縁部が前記感圧領域と重畳しないように構成してある圧力検出部。
【請求項９】
前記第１基板と前記第２基板とは、前記感圧領域とは異なる位置において接続部によって互いに接続されており、
前記パネル部材の法線方向視において、前記荷重伝達部材の前記その他の縁部のうちの一部が前記接続部と重畳している請求項８に記載の圧力検出部。
【請求項１０】
前記パネル部材の法線方向視において、前記荷重伝達部材の前記その他の縁部のうちの一部が前記感圧領域に対して前記パネル部材の外縁側に位置すると共に、
当該パネル部材の外縁において、前記第１基板の縁部と、前記接続部と、前記第２基板の縁部と、前記その他の縁部のうちの一部とが重畳配置してある請求項８又は９に記載の圧力検出部。
【請求項１１】
前記第１電極及び前記第２電極が、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てある請求項８〜１０のいずれか一項に記載の圧力検出部。
【請求項１２】
筐体に周縁部が固定されるパネル部材に対する押圧操作を検出するよう、前記周縁部に設けられている請求項１〜１１の何れか一項に記載の圧力検出部と、
前記パネル部材に押圧操作がなされた場合に、前記パネル部材の隅角部が前記筐体から浮き上がることを防止する浮き上がり防止機構と、を備えた感圧センサ。
【請求項１３】
前記浮き上がり防止機構は、前記隅角部を除く前記周縁部における接着領域よりも幅広に設けられた、前記隅角部の接着部である請求項１２に記載の感圧センサ。
【請求項１４】
前記隅角部を除く領域のみに、前記圧力検出部が設けられている請求項１２又は１３に記載の感圧センサ。
【請求項１５】
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１〜１１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１６】
請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の感圧センサを、前記筐体と前記パネル部材との間に挾持してある情報入力装置。
【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及び圧力検出部を備えた情報入力装置に関する。
【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３６参照）。【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３７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】
【０００５】
図３７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】
図３８に示す圧力検出部は、さらに、外部から入力される荷重を感圧インク層２３ａに効果的に伝えるために、荷重伝達部材２５を第２基板２２の第２電極２２Ａの側とは反対側に配置し、荷重伝達部材２５が感圧層２３の真下に位置するよう構成されている。
【０００７】
しかしながら、パネル部材４の周囲に圧力検出部を配置した場合には、パネル部材４の中央部の押圧操作に対して、パネル部材４にはある程度の曲がり変形が生じ、パネル部材４の周縁においても側方からの断面視においてパネル部材４の姿勢が変化する。パネル部材４の姿勢が変化すると第１基板２１及び第２基板２２の姿勢も変化するため、荷重伝達部材２５を第２基板２２に配置していても、外部から入力される荷重が感圧層２３に十分に伝達されない場合があった。
【０００８】
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及び圧力検出部を備えた情報入力装置を得ることを目的としている。
【０００９】
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電極が、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てある点にある。
【００１０】
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。
【００１１】
しかし、本構成のものであれば、第１電極及び第２電極が、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てあるから、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。
【００１２】
本発明に係る圧力検出部の第２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何れか一方が、当該圧力検出部が押圧されて前記感圧層が圧縮される感圧領域に重畳しない位置に設けてある点にある。
【００１３】
本構成によれば、何れか一方の電極が感圧領域に重畳しない位置に設けてあるから、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。
【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電極が、前記感圧領域に重畳しない位置に設けてある点にある。
【００１５】
本構成のように、双方の電極を感圧領域に重畳しない位置に設けることで、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。
【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。
【００１７】
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。
【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電極を被覆する第１通電膜と、前記第２電極を被覆される第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何れか一方を被覆し、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。
【００１９】
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。これら何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。
【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。
【００２１】
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。
【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。
【００２３】
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。
【００２４】
本発明に係る圧力検出部の第８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電極とを備えると共に、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備え、当該圧力検出部が押圧された際に、前記感圧層を圧縮して形成される感圧領域に対して、前記パネル部材の法線方向視において、荷重伝達部材の縁部の一部が前記感圧領域と重畳し、その他の縁部が前記感圧領域と重畳しないように構成してある点にある。
【００２５】
圧力検出部が押圧された際には、第１基板あるいは第２基板が、荷重伝達部材によって局所的な荷重を受ける。パネル部材にはある程度の曲がり変形が生じ、パネル部材の周縁においても側方からの断面視においてパネル部材の姿勢が変化する。これに伴って、第１基板あるいは第２基板の姿勢も変化する。その結果、第１基板あるいは第２基板に対する荷重伝達部材の当接姿勢が変化する。
【００２６】
本発明では、このような第１基板あるいは第２基板と荷重伝達部材との相対姿勢の変化を利用するべく、荷重伝達部材の縁部の一部が、パネル部材の法線方向視において、感圧領域と重畳し、その他の縁部が感圧領域と重畳しないように構成する。つまり、荷重伝達部材に対してこれに当接する第１基板あるいは第２基板が傾斜したとき、荷重伝達部材の縁部が角部となって、第１基板等に対して局所的な押圧力を付与することとなる。これにより、圧力検出部は微弱な押圧力をも確実に検出することが可能となり、圧力検出部の検出特性を向上させることができる。
【００２７】
本発明に係る圧力検出部の第９の特徴構成は、前記第１基板と前記第２基板とは、前記感圧領域とは異なる位置において接続部によって互いに接続されており、
前記パネル部材の法線方向視において、前記荷重伝達部材の前記その他の縁部のうちの一部が前記接続部と重畳している点にある。
【００２８】
本発明に係る圧力検出部の第２の構成において、第１基板と第２基板とは、感圧領域とは異なる位置において接続部によって互いに接続されている。本構成の場合、圧力検出部が押圧された場合、第１基板と第２基板とが相互に押し付けられる際に、接続部があたかも節目のように作用する。つまり、接続部の部分では、第１基板と第２基板とが互いに近接しにくくなる場合がある。その結果、圧力検出部に対する押圧力が感圧領域に十分に伝達されなくなる恐れが生じる。
そこで、本構成のごとく、パネル部材の法線方向視において、荷重伝達部材の縁部の一部を感圧領域と重畳させることで、荷重伝達部材の縁部が角部となり、この部分によって感圧層を確実に押圧することができる。
【００２９】
圧力検出部が押圧された際に、第１基板あるいは第２基板が互いに近接し変形するとき、接続部の部位では、第１基板と第２基板との間隔の変化量は感圧領域の変化量等と比べると少ない。よって、パネル部材が押圧力を受けて変形するとき、第１基板と第２基板とがより接近し易い箇所、つまり、感圧領域に対応する部位おいて大きな荷重が作用する。
【００３０】
このように考えると、本構成のごとく、荷重伝達部材の一方の縁部の位置を接続部の部位とし、この位置を支点として第１基板あるいは第２基板を撓ませるのが、もっとも合理的である。つまり、例えば、荷重伝達部材を当該接続部の部位から感圧領域の側に延出させ、さらにそれを越えるように張り出して構成する必要はなくなる。むしろ、荷重伝達部材を余分に張り出させないことで、第１基板あるいは第２基板を拘束する部材がなくなるから、当該部位での変形自由度が高まる。その結果、第１基板等がより大きく曲がり変形することが可能となり、荷重伝達部材の縁部の一部による感圧領域の押し込み量が増大する。こうして、より検出特性に優れた圧力検出部を得ることができる。
【００３１】
本発明に係る圧力検出部の第１０の特徴構成は、前記パネル部材の法線方向視において、前記荷重伝達部材の前記その他の縁部のうちの一部が前記感圧領域に対して前記パネル部材の外縁側に位置すると共に、当該パネル部材の外縁において前記第１基板の縁部と、前記接続部と、前記第２基板の縁部と、前記その他の縁部のうちの一部とが重畳配置してある点にある。
【００３２】
本構成のごとく、第１基板の縁部と、接続部と、第２基板の縁部と、その他の縁部のうちの一部とを、パネル部材の外縁において重畳配置することで、この部位は、パネル部材に押圧力が作用した場合の反力受け部となる。パネル部材は、この縁部を支点にして中央部が押し込まれる状態に撓み変形する。このような反力受け部をパネル部材の最縁部に設け、パネル部材の中央位置からの距離を大きくとることで、同じ押圧力が加えられた場合にパネル部材を最大限に変形させることができる。
【００３３】
一方、荷重伝達部材のうち、もう一方の縁部は感圧領域の位置にあるから、当該縁部は感圧領域を集中的に押圧する。このとき、上記のごとく、パネル部材の撓み変形量が大きくなるように設定されているから、感圧層に対する押圧程度が高まり、圧力検出部の検出感度が向上する。
ことができる。
【００３４】
本発明に係る圧力検出部の第１１の特徴構成は、前記第１電極及び前記第２電極が、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てある点にある。
【００３５】
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。
【００３６】
しかし、本構成のものであれば、第１電極及び第２電極が、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てあるから、感圧層が受ける電極部分の厚みや表面の凹凸の影響を緩和することができる。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。
【００３７】
本発明に係る感圧センサの第１特徴構成は、筐体に周縁部が固定されるパネル部材に対する押圧操作を検出するよう、前記周縁部に設けられている前記１〜１１のいずれかの特徴構成を有する圧力検出部と、前記パネル部材に押圧操作がなされた場合に、前記パネル部材の隅角部が前記筐体から浮き上がることを防止する浮き上がり防止機構と、を備えた点にある。
【００３８】
本特徴構成によれば、パネル部材の隅角部が筐体から浮き上がることを防止する浮き上がり防止機構が備わっているので、隅角部が浮き上がることによって圧力検出部の出力が不正確となり感圧センサの精度が低下することを防止することができる。又、隅角部の浮き上がりが防止されることによって、パネル部材のたわみが小さくなり、面内感度分布の均一化を図ることができるので、押圧操作の位置による感圧センサの精度の変動を抑制することができる。  
【００３９】
本発明に係る感圧センサの第２特徴構成は、前記浮き上がり防止機構は、前記隅角部を除く前記周縁部における接着領域よりも幅広に設けられた、前記隅角部の接着部である点にある。
【００４０】
本特徴構成のごとく、隅角部の接着部を幅広に設けることにより浮き上がり防止機構を構成すると、感圧センサの製造に際して別部材を設ける必要も新たな製造工程を追加する必要もないので、コストの増加を抑えつつ、感圧センサの精度低下を防止することができる。
【００４１】
本発明に係る感圧センサの第３特徴構成は、前記隅角部を除く領域のみに、前記圧力検出部が設けられている点にある。
【００４２】
本特徴構成によれば、パネル部材の浮き上がりが生じやすい隅角部に圧力検出部が存在しないので、仮に隅角部が浮き上がったとしても、その影響による感圧センサの精度低下を抑制できる。又、圧力検出部が離散的に複数配置されていた場合にはその個数を少なくすることができ、圧力検出部が周縁部全域に亘って設けられていた場合にはその一部が不要となるので、コスト削減を同時に図ることができる。
【００４３】
本発明に係る情報入力装置の第１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１〜１１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。
【００４４】
本発明に係る情報入力装置の第２の特徴構成は、前記１〜３のいずれかの特徴構成を有する感圧センサを、前記筐体と前記パネル部材との間に挾持してある点にある。
【００４５】
これら構成により、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。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】は、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】は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】は、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４】は、図２の圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図５】は、情報入力装置の他の形態を示す断面図である。
【図６】は、実施形態２における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図７】は、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】は、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９】は、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１０】は、実施形態５における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１１】は、実施形態６における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１２】は、実施形態６における別形態の圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１３】は、実施形態７における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１４】は、実施形態７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１５】は、実施形態８における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１６】は、実施形態９における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１７】は、実施形態１０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１８】は、実施形態１１における圧力検出部近傍の拡大断面図である。
【図１９】は、他の実施形態の情報入力装置の斜視図である。
【図２０】は、他の実施形態の圧力検出部の分解斜視図である。
【図２１】は、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２２】は、図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ断面図である。
【図２３】は、図２１のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ断面図である。
【図２４】は、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２５】は、図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ断面図である。
【図２６】は、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２７】は、図２６のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ断面図である。
【図２８】は、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２９】は、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３０】は、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３１】は、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３２】は、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３３】は、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３４】は、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３５】は、本発明に係る情報入力装置の他の実施形態における圧力検出部の配置を示す図である。
【図３６】は、従来技術に係る情報入力装置の断面図である。
【図３７】は、従来技術に係る圧力検出部の断面図である。
【図３８】は、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】
【００４７】
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。
【００４８】
〔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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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３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。
【００５２】
圧力検出部２０は、図４に示すように、パネル部材４の側に枠状の第１基板２１が配置され、第１基板２１に対向しつつ支持部２ｂの側に枠状の第２基板２２が配置されている。第１基板２１には第１電極２１Ａがパネル部材４の内側寄りに配置され、第１電極２１Ａは感圧層２３である上部感圧インク２３ａによって被覆されている。一方、第２基板２２には第２電極２２Ａがパネル部材４の外側寄りに設けられ、感圧層２３である下部感圧インク２３ｂによって被覆されている。
【００５３】
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。
【００５４】
図３及び図４に示すように、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。第１基板２１の第２基板２２との対向面には、第１電極２１Ａが枠状に配置されている。第２基板２２の第１基板２１との対向面には、第２電極２２Ａが第１電極２１Ａに対してパネル部材４の反中央側の位置に対向するように枠状に配置されている。つまり、枠状の第１基板２１及び第２基板２２の間において、第１電極２１Ａと第２電極２２Ａとが水平方向に離間して配置されているので、圧力検出部２０が配置されていない部分での第１電極２１Ａと第２電極２２Ａとの絶縁処理を軽減することができる。
【００５５】
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。
【００５６】
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、下部感圧インク２３ｂ、上部感圧インク２３ａ、第１電極２１Ａ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、感圧インクと接続部２４とが離間しているが、電極、感圧インクと接続部２４とは一部接触していてもよい。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
圧力検出部２０の第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。
【００６０】
圧力検出部２０の第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。
【００６１】
圧力検出部２０の上部感圧インク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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
〔実施形態２〕
本実施形態では、図６に示すように、圧力検出部２０は、パネル部材４の側に枠状の第１基板２１が配置され、第１基板２１に対向しつつ支持部２ｂの側に枠状の第２基板２２が配置されている。第１基板２１には第１電極２１Ａがパネル部材４の内側寄りに配置され、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には第２電極２２Ａがパネル部材４の外側寄りに設けられ、第２電極２２Ａは第２通電膜２２Ｂによって被覆されている。さらに、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。
【００６５】
第２通電膜２２Ｂを被覆する感圧インク２３ａ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１電極２１Ａは感圧領域Ｚからパネル部材４の中央側（図６において右側）に外れた位置（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、感圧領域Ｚの第１基板２１側は第１通電膜２１Ｂのみとなり、この第１通電膜２１Ｂ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１通電膜２１Ｂ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。  
【００６６】
圧力検出部２０の第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。
【００６７】
〔実施形態３〕
本実施形態では、図７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８）。
【００６８】
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通電膜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。
【００６９】
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。
【００７０】
〔実施形態４〕
図９に示すように、圧力検出部２０は、第２通電膜２２Ｂを感圧層２３で被覆して、上記の実施形態とは反対に、第２電極２２Ａを感圧領域Ｚに重畳しない位置に設ける構成にしてもよい。
【００７１】
〔実施形態５〕
圧力検出部２０は、図１０に示すように、第１電極２１Ａをパネル部材４の中央寄り、第２電極２２Ａをパネル部材４の反中央寄りに互い違いに配置し、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、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａを感圧領域Ｚに重畳しない位置に設けることとなる。
【００７２】
こうして、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａを感圧領域Ｚに重畳しない位置に設けることで、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。
【００７３】
特に、感圧インク２３ａ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。
【００７４】
〔実施形態６〕
圧力検出部２０は、図１１に示すように、第１電極２１Ａをパネル部材４の中央寄り、第２電極２２Ｂをパネル部材４の反中央寄りに互い違いに配置して、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。ここで、第１通電膜２１Ｂと第２通電膜２２Ｂとを上下にお互いの延出部２１ｂ、２２ｂのみが重なりあるように配置し、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とし、双方の電極２１Ａ，２２Ａを感圧領域Ｚに重畳しない位置に設ける。
【００７５】
このように圧力検出部２０を構成すると、第１電極２１Ａが第２基板２２に対して法線上に対向する位置には第２通電膜２２Ｂが存在せず、第２電極２２Ａが第１基板２１に対して法線上に対向する位置には第１通電膜２１Ｂが存在しない。よって、第１電極２１Ａと第２通電膜２２Ｂ及び、第２電極２２Ａと第１通電膜２１Ｂとの接触がより確実に回避されるので、圧力検出部２０の検出精度が向上する。
さらに、図１２に示すように、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａの対向面に感圧層２３が配置されないように構成すると、第１電極２１Ａと第２通電膜２２Ｂ、及び第２電極２２Ａと第１通電膜２１Ｂとの接触をより確実に回避することができる。
【００７６】
〔実施形態７〕
圧力検出部２０は、図１３に示すように、パネル部材４の側に枠状の第１基板２１が配置され、第１基板２１に対向しつつ支持部２ｂの側に枠状の第２基板２２が配置されている。第１基板２１には第１電極２１Ａが配置され、第２基板２２には、第２電極２２Ａが配置されている。第１電極２１Ａは上部感圧インク２３ａによって被覆されており、第２電極２２Ａは下部感圧インク２３ｂによって被覆されている。電極２１Ａ，２２Ａは、それぞれ通電膜２１Ｂ，２２Ｂに被覆されていてもよい。また、感圧層２３は、感圧インクを１層にして構成してもよい。
【００７７】
図１３に示すように、第１基板２１の第２基板２２との対向面には、第１電極２１Ａが枠状に配置されている。第２基板２２の第１基板２１との対向面には、第２電極２２Ａが第１電極２１Ａと対向するように配置されている。第１基板２１のコーナー部分や周縁部分には、第１電極２１Ａを被覆するようにドット状の上部感圧インク２３ａが配置されている。第２基板２２のコーナー部分や、その周縁部分には、第２電極２２Ａを被覆し且つ上部感圧インク２３ａと対向するようにドット状の下部感圧インク２３ｂが配置されている。感圧インク部分の電極は、感圧インク印刷寸法より若干小さくなるように設計してある。貼着されることで開口部２Ａに取り付けられる。
【００７８】
圧力検出部２０は、さらに、第２基板２２と筐体の支持部２ｂとの間に、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を備える。パネル部材４が押圧操作された際に、第１電極２１Ａと第２電極２２Ａとが感圧層２３を圧縮して感圧領域Ｚが形成される。バンプ２５ａは、第２基板２２と筐体の支持部２ｂとの間において、荷重伝達領域Ａを形成する。ここで、パネル部材４の法線方向視において、感圧領域Ｚに対して、バンプ２５ａの縁部のうち、パネル部４の中央側の縁部２５Ａが重畳し、パネル部材４の反中央側の縁部２５Ｂは重畳していない。すなわち、荷重伝達部材２５は、パネル部材４の法線方向視において、縁部の一部が感圧領域Ｚと重畳し、その他の縁部が感圧領域Ｚと重畳しないように構成してある。
【００７９】
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圧力検出部２０に伝達する（図１４）。さらに、パネル部材４の中央側の縁部２５Ａが角部となって、第２基板２２に対して局所的な押圧力が付与される。これにより、圧力検出部２０は微弱な押圧力をも確実に検出することが可能となる。
【００８０】
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。バンプ２５ａは第１基板２１とパネル部材４との間に設けられていてもよいし、第１基板２１とパネル部材４との間と、第２基板２２と筐体の支持部２ｂとの間の両方に設けられていてもよい。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。
【００８１】
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。
【００８２】
〔実施形態８〕
圧力検出部２０が、第１基板２１と第２基板２２とが、感圧領域Ｚとは異なる位置において接続部２４によって互いに接続されていると、パネル部材４に押圧力が作用して第１基板及び第２基板が相互に押し付けられる際に、接続部２４があたかも節目のように作用し、第１基板と第２基板とが互いに近接し難くなる場合がある。
【００８３】
そこで、本実施形態の圧力検出部２０では、図１５に示すように、パネル部材４の法線方向視において、荷重伝達部材２５の縁部の一部２５Ａが感圧領域Ｚと重畳し、その他の縁部の一部２５Ｂが接続部２４と重畳するよう構成されている。
【００８４】
パネル部材４の押圧に際して、第１基板２１あるいは第２基板２２が互いに近接し変形するとき、接続部２４の部位では、第１基板２１と第２基板２２との間隔の変化量は感圧領域Ｚの変化量等と比べると少ない。よって、パネル部材４が押圧力を受けて変形するとき、第１基板２１と第２基板２２とがより接近し易い箇所、つまり、感圧領域Ｚに対応する部位おいて大きな荷重が作用する。
【００８５】
荷重伝達部材２５を当該接続部２４の部位から感圧領域Ｚの側に延出させ、さらにそれを越えるように張り出して構成する必要はない。荷重伝達部材２５が余分に張り出さないことで、第１基板２１あるいは第２基板２２を拘束する部材がなくなり、当該部位での変形自由度が高まる。その結果、第１基板２１等がより大きく曲がり変形することが可能となり、荷重伝達部材２５の縁部２５Ａの一部による感圧領域Ｚの押し込み量が増大する。
【００８６】
〔実施形態９〕
本実施形態では、図１６に示すように、パネル部材４の法線方向視において、荷重伝達部材２５の縁部２５Ａの一部が感圧領域Ｚと重畳し、その他の縁部２５Ｂのうちの一部が感圧領域Ｚに対してパネル部材４の外縁側に位置する。また、パネル部材４の外縁において、第１基板２１の縁部と、接続部２４と、第２基板２２の縁部と、荷重伝達部材２５のその他の縁部のうちの一部２５Ｂが重畳配置されている。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。
【００８７】
これにより、パネル部材４の外縁である、この部位は、パネル部材４に押圧力が作用した場合の反力受け部となる。パネル部材４は、この縁部を支点にして中央部が押し込まれる状態に撓み変形する。このような反力受け部をパネル部材４の最縁部に設け、パネル部材４の中央位置からの距離を大きくとることで、同じ押圧力であってもパネル部材４を最大限に変形させることができる。
【００８８】
一方、荷重伝達部材２５の縁部２５Ａは感圧領域Ｚの位置にあるから、当該縁部２５Ａは感圧領域Ｚを集中的に押圧する。このとき、上記のごとく、パネル部材４の撓み変形量が大きくなるように設定されているから、感圧層２３に対する押圧程度が高まり、圧力検出部２０の検出感度が向上する。
【００８９】
尚、第１基板２１の縁部から荷重伝達部材２５までの接続部をパネル部材４の最も外側に配置すると共に、荷重伝達部材２５を粘着性部材により構成し、さらに当該粘着性部材をパネル部材４の全周に亘って設けた場合には、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。
【００９０】
〔実施形態１０〕
本実施形態では、図１７に示すように、圧力検出部２０は、第１基板２１に第１電極２１Ａがパネル部材４の内側寄りに配置され、第２基板２２に第２電極２２Ａがパネル部材４の外側寄りに設けられている。つまり、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａが、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てある。第１電極２１Ａは感圧層２３である上部感圧インク２３ａによって被覆されている。一方、第２電極２２Ａは感圧層２３である下部感圧インク２３ｂによって被覆されている。
【００９１】
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。こうすると、感圧層２３が受ける電極部分２１Ａ，２２Ａの厚みや表面の凹凸の影響を緩和することができる。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。尚、第１電極２１Ａを第１基板２１におけるパネル部材４の反中央側に配置し、第２電極２２Ａを第２基板２２におけるパネル部材４の中央側に配置してもよい。
【００９２】
〔実施形態１１〕
図１８に示すように、圧力検出部２０は、第１基板２１に第１電極２１Ａがパネル部材４の内側寄りに配置され、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に第２電極２２Ａがパネル部材４の外側寄りに設けられ、第２電極２２Ａは第２通電膜２２Ｂによって被覆されている。つまり、本実施形態においても、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａが、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てある。さらに、第１通電膜２１Ｂ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。
【００９３】
第１通電膜２１Ｂを被覆する感圧インク２３ａの表面は第２通電膜２２Ｂに対向する。よって、パネル部材４が押圧操作されると、第１通電膜２１Ｂと第２通電膜２２Ｂとの間に感圧層２３が圧縮される感圧領域Ｚが形成される。ここで、第１電極２１Ａは感圧領域Ｚからパネル部材４の中央側（図１０において右側）に外れた位置に配置されている。つまり、第１電極２１Ａが、感圧領域Ｚに重畳しない位置に設けてある。よって、感圧領域Ｚの第１基板２１側は第１通電膜２１Ｂのみとなり、感圧領域Ｚにおいて第１電極２１Ａの厚みや表面の凹凸の影響を排除でき、第１通電膜２１Ｂの表面が平滑である可能性が高まる。その結果、パネル部材４を押圧操作した際に、感圧領域Ｚにおいて第１通電膜２１Ｂ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。尚、第１電極２１Ａを第１基板２１におけるパネル部材４の反中央側に配置し、第２電極２２Ａを第２基板２２におけるパネル部材４の中央側に配置してもよい。
【００９４】
〔他の実施形態〕
（１）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１９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３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。
【００９５】
図２０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。
【００９６】
図２１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２０参照）。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。尚、幅広の接着部材３０ａ及び幅広の下部接着部３２ａを覆う第１基板２１及び第２基板２２の領域は、必ずしも突出部２１ａ，２２ａとして構成する必要はなく、突出部２１ａ，２２ａを有しない一定幅の枠状の第１基板２１及び第２基板２２の一部として構成してもよい。
【００９７】
図２２は、図２１におけるＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ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。
【００９８】
図２３は、図２１におけるＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ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。
【００９９】
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。
【０１００】
第１基板２１及び第２基板２２に突出部を設けず、図２４，図２５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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
また、浮き上がり防止機構として、図２６，図２７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。
【０１０３】
（２）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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
（３）圧力検出部２０において、図２８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。
【０１０７】
（４）圧力検出部２０は、図２９に示すように、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａを通電膜２１Ｂ，２２Ｂで被覆せずに、直接、上部感圧インク２３ａ及び下部感圧インク２３ｂで被覆し、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。
【０１０８】
（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３０では第２電極２２Ａ）を通電膜（図３０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３０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。
【０１０９】
（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。
【０１１０】
（７）図３１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３１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。
【０１１１】
（８）図３２に示すように、荷重伝達部材２５は、パネル部材４の法線方向視において、パネル部４の反中央側の縁部が感圧領域Ｚと重畳し、パネル部材４の中央側の縁部が感圧領域Ｚと重畳しないように構成してもよい。
【０１１２】
（９）上記の実施形態１１では、第１電極２１Ａを感圧領域Ｚに重畳しない位置に設けたが、第２電極２２Ａが感圧領域Ｚに重畳しない位置に設けてもよいし、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａの双方を感圧領域Ｚに重畳しない位置に設けてもよい。第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａの双方を感圧領域Ｚに重畳しない位置に設ける場合には、例えば、図３３に示すように、第１通電膜２１Ｂは第１電極２１Ａに対して側方に延出した第１延出部２１ｂを有し、第２通電膜２２Ｂは第２電極２２Ａに対して側方に延出した第２延出部２２ｂを有するよう構成する。
【０１１３】
上部感圧インク２３ａを第１通電膜２１Ｂのうち第１延出部２１ｂのみに被覆して、感圧層２３を第１延出部２１ｂと第２延出部２２ｂとの間に配置すると、パネル部材４が押圧操作される際に、第１延出部２１ｂと第２延出部２２ｂとで感圧層２３が圧縮される。つまり、感圧層２３が圧縮されても、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａは直接押圧されることがないので、第１電極２１Ａ及び第２電極２２Ａがパネル部材４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。
【０１１４】
（１０）バンプ２５ａを備える圧力検出部２０は、第１基板２１あるいは第２基板２２の何れか一方に配置された一対の電極と、第１基板２１あるいは第２基板２２の他方を当該一対の電極を覆うように配置する構成であってもよい。こうすると、電極層が１層になるので圧力検出部２０の厚さがさらに薄くなり、結果として情報入力装置１の薄型化を図ることができる。この場合、一対の電極を櫛歯状、渦巻状等に形成して感圧インク部材との接触面積を制御することで、望ましい検出範囲の信号を得る事ができる。
【０１１５】
（１１）図３４に示した圧力検出部２０は、バンプ部材２５をパネル部材４と第１基板２１との間に配置したことを除けば、図２２に示した圧力検出部２０と同様である。バンプ２５ａの端部のうちパネル部材４の中央側の端部２５Ａが、第１電極２１Ａと第２電極２２２Ａとの間に位置するように構成しておけば、パネル部材４が押圧された時に、押圧力がバンプ２５ａの端部２５Ａから集中的に上部感圧インク２３ａ及び下部感圧インク２３ｂに伝達されるので好適である。
【０１１６】
（１２）上記の実施形態においては、バンプ２５ａを圧力検出部２０の外側半分に設ける形態としたが、例えば感圧インク部材２４ａ，２４ｂよりも幅の小さいバンプ２５ａを感圧インク２３ａ，２３ｂの下方に配置してもよい。又、バンプ２５ａを、第２基板２２と下部感圧インク２３ｂとの間に配置してもよいし、第１基板２１と上部感圧インク２３ａとの間に設けてもよい。さらに、これらのうち複数の箇所にバンプ２５ａを設けてもよい。
【０１１７】
（１３）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。
【０１１８】
（１４）上記の実施形態の圧力検出部２０では、第１電極２１Ａをパネル部材４の中央側に配置し、第２電極２２Ａをパネル部材４の反中央側に配置しているが、反対に、第１電極２１Ａをパネル部材４の反中央側に配置し、第２電極２２Ａをパネル部材４の中央側に配置してもよい。
【０１１９】
（１５）感圧層２３は、パネル部材４の周縁部４Ａの少なくとも一部に設けられていればよく、接続部２４は、図３５に示すように、感圧層２３の近傍にのみ配置されていてもよい。このように、接続部２４をパネル部材４の周縁部４Ａの一部に設けるようにすると、接続部２４を必要な箇所のみに設けることができ、パネル部材４に配置される圧力検出部２０が少ない場合等には、情報入力装置１を製造する上で好都合となる。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明に係る圧力検出ユニットは、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。
【図１】
2011126020.tif 000003
【図２】
2011126020.tif 000004
【図３】
2011126020.tif 000005
【図４】
2011126020.tif 000006
【図５】
2011126020.tif 000007
【図６】
2011126020.tif 000008
【図７】
2011126020.tif 000009
【図８】
2011126020.tif 000010
【図９】
2011126020.tif 000011
【図１０】
2011126020.tif 000012
【図１１】
2011126020.tif 000013
【図１２】
2011126020.tif 000014
【図１３】
2011126020.tif 000015
【図１４】
2011126020.tif 000016
【図１５】
2011126020.tif 000017
【図１６】
2011126020.tif 000018
【図１７】
2011126020.tif 000019
【図１８】
2011126020.tif 000020
【図１９】
2011126020.tif 000021
【図２０】
2011126020.tif 000022
【図２１】
2011126020.tif 000023
【図２２】
2011126020.tif 000024
【図２３】
2011126020.tif 000025
【図２４】
2011126020.tif 000026
【図２５】
2011126020.tif 000027
【図２６】
2011126020.tif 000028
【図２７】
2011126020.tif 000029
【図２８】
2011126020.tif 000030
【図２９】
2011126020.tif 000031
【図３０】
2011126020.tif 000032
【図３１】
2011126020.tif 000033
【図３２】
2011126020.tif 000034
【図３３】
2011126020.tif 000035
【図３４】
2011126020.tif 000036
【図３５】
2011126020.tif 000037
【図３６】
2011126020.tif 000038
【図３７】
2011126020.tif 000039
【図３８】
2011126020.tif 000040
【国際調査報告】
2011126020.tif 000041
2011126020.tif 000042