(57)【要約】【課題】駆動電極及び検出電極の近傍に配置された導電性のシールド部材による検出電極の出力レベルの低下が抑制され、優れた位置検出精度を有する静電容量式タッチパッド入力装置を提供する。【解決手段】タッチパッド入力装置(10)は、パネル部材(14)、駆動電極及び検出電極を支持する電極基板(30)、導電性のシールド部材(50)、並びに、駆動電極と検出電極の間の静電容量の変化に基づきパネル部材(14)に対する物体の接近を検出するための制御回路を備える。パネル部材(14)、電極基板(30)及びシールド部材(50)は、この順序で積層されている。タッチパッド入力装置(10)は、電極基板(30)とシールド部材(50)の間に挟まれた非導電性のスペーサ(40)を更に備える。【選択図】図４
2011085982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面としての表面を有するパネル部材、前記パネル部材に対し平行にそれぞれ延びる駆動電極及び検出電極を支持する少なくとも１つの電極基板、前記電極基板に対し平行に広がる導電性のシールド部材、並びに、前記駆動電極と前記検出電極の間の静電容量の変化に基づき前記パネル部材の表面に対する物体の接近を検出するための制御回路を備え、前記パネル部材、前記電極基板及び前記シールド部材がこの順序で積層されている、静電容量式タッチパッド入力装置において、
前記電極基板と前記シールド部材の間に挟まれた非導電性のスペーサを更に備えることを特徴とする静電容量式タッチパッド入力装置。
【請求項２】
前記電極基板は可撓性を有するフレキシブル基板からなり、
前記スペーサは、前記パネル部材、前記電極基板及び前記シールド部材の積層方向にて弾性を有するクッション部材からなり、
前記クッション部材は、前記積層方向にて圧縮された状態に保持され、
前記電極基板は、前記クッション部材の圧縮の反力によって、前記パネル部材に密接している
ことを特徴とする請求項１記載の静電容量式タッチパッド入力装置。
【請求項３】
前記クッション部材は発泡性樹脂からなることを特徴とする請求項２記載の静電容量式ダッチパッド入力装置。
【請求項４】
前記シールド部材に対し前記電極基板とは反対側に設置され、前記制御回路を搭載する制御基板と、
前記パネル部材の外縁に一体に連なり、前記電極基板、前記シールド部材、前記スペーサ及び前記制御基板を囲む周壁と、
前記スペーサと前記制御基板との間に配置されたステージと、
前記ステージの外縁及び前記周壁のうち一方に弾性変形可能に一体にて形成された複数の弾性片と、
前記ステージの外縁及び前記周壁のうち他方に形成され、前記弾性片と解除可能にて係合する複数の係合部とを備え、
前記弾性片が前記係合部に係合したときに、前記電極基板と前記シールド部材との間にて前記クッション部材が圧縮される
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の静電容量式ダッチパッド入力装置。
【請求項５】
前記パネル部材は、透光性を有する複数の発光部を有し、
前記電極基板、前記スペーサ、前記シールド部材及び前記ステージは、前記積層方向でみて前記発光部に重なる開口部をそれぞれ有し、
前記ステージと前記制御基板の間に、前記電極基板、前記スペーサ、前記シールド部材及び前記ステージの前記開口部を通じて前記発光部に光をそれぞれ照射する複数の発光素子を更に備える
ことを特徴とする請求項４に記載の静電容量式タッチパッド入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の触れた位置に応じて外部機器に命令を入力する静電容量式タッチパッド入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量式タッチパッド入力装置は、例えば、パーソナルコンピュータの入力装置として広く使用されており、近年では、車両用ナビゲーションシステム等の入力装置としても使用されている。
静電容量式タッチパッド入力装置はパネル部材を有し、パネル部材の裏側には電極群が配置されている。電極群は、例えば、駆動電極としてのＸ電極及びＹ電極と、検出電極とからなり、駆動電極及び検出電極は、共通もしくは別々のフィルム基板によって支持されている。
【０００３】
そして、フィルム基板の裏側には、プリント基板が配置され、プリント基板には、駆動電極及び検出電極と協働してパネル部材に接触した物体の位置を検出するための制御回路が設けられている。
具体的には、指などの誘電体がパネル部材に触れると、駆動電極と検出電極の間の静電容量が変化し、静電容量の変化に応じた出力が検出電極から得られる。この出力に基づいて、制御回路は、パネル部材上の誘電体の接触位置を特定し、そして、この位置に応じた命令をパーソナルコンピュータ等の外部機器に入力する。
【０００４】
また、静電容量式タッチパッド入力装置には、フィルム基板とプリント基板との間に配置される金属製のシールド部材を有するものがある（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。シールド部材は、駆動電極及び検出電極に対する裏側からのノイズを遮蔽し、これにより、静電容量変化を利用した物体の接触の位置の検出が良好に行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５７１０７号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
確かに、駆動電極及び検出電極の近傍に導電性のシールド部材を配置した場合、裏側からのノイズが遮蔽され、検出電極の出力のバックグランドが安定する。この観点からは、シールド部材によって、静電容量式タッチパッド入力装置の位置検出精度が向上する。
しかしながら、導電性のシールド部材が駆動電極及び検出電極の近傍に配置された場合、駆動電極と検出電極の間の静電容量が低下するため、検出電極の出力レベルが低下してしまう。検出電極の出力レベルの低下は、位置検出精度の向上という観点からは好ましくない。
【０００７】
本発明の目的は、駆動電極及び検出電極の近傍に配置された導電性のシールド部材による検出電極の出力レベルの低下が抑制され、優れた位置検出精度を有する静電容量式タッチパッド入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、操作面としての表面を有するパネル部材、前記パネル部材に対し平行にそれぞれ延びる駆動電極及び検出電極を支持する少なくとも１つの電極基板、前記電極基板に対し平行に広がる導電性のシールド部材、並びに、前記駆動電極と前記検出電極の間の静電容量の変化に基づき前記パネル部材に対する物体の接近を検出するための制御回路を備え、前記パネル部材、前記電極基板及び前記シールド部材がこの順序で積層されている、静電容量式タッチパッド入力装置において、前記電極基板と前記シールド部材の間に挟まれた非導電性のスペーサを更に備えることを特徴とする静電容量式タッチパッド入力装置が提供される（請求項１）。
【０００９】
一態様の静電容量式タッチパッド入力装置では、シールド部材によって、駆動電極及び検出電極に対する裏側からのノイズが遮られる。このため、この静電容量式タッチパッド入力装置では、検出電極の出力のバックグランドが安定する。
一方、この静電容量式タッチパッド入力装置では、スペーサの存在によって、電極基板及びシールド部材が相互に離間させられる。これにより、シールド部材が検出電極の出力レベルに与える影響が低減され、検出電極の出力レベル、即ち検出感度の低下が抑制される。
これらの結果として、この静電容量式タッチパッド入力装置は、物体の位置検出精度において優れ、ひいては操作性に優れている。
【００１０】
好ましくは、前記電極基板は可撓性を有するフレキシブル基板からなり、前記スペーサは、前記パネル部材、前記電極基板及び前記シールド部材の積層方向にて弾性を有するクッション部材からなり、前記クッション部材は、前記積層方向にて圧縮された状態に保持され、前記電極基板は、前記クッション部材の圧縮の反力によって、前記パネル部材に密接している（請求項２）。
【００１１】
好ましい態様の静電容量式タッチパッド入力装置では、圧縮された状態のスペーサからの反力によって、電極基板がパネル部材の裏面に密接させられる。この場合、電極基板とパネル部材の隙間が無くなり、電極基板とパネル部材の間には、空気からなる低誘電率の層が実質的に存在しない。このため、この静電容量式タッチパッド力装置では、検出電極の出力が更に向上する。
またこの場合、駆動電極及び検出電極と操作面との間の積層方向での距離が、操作面の全域に渡って一定になる。このため、操作面内における物体の接触位置が異なっていても、検出電極の出力レベルが一定になり、操作面内における検出感度のばらつきが抑制される。
これらの結果として、この静電容量式タッチパッド入力装置は、更に優れた物体の位置検出精度を有する。
【００１２】
好ましくは、前記クッション部材は発泡性樹脂からなる（請求項３）。
発泡性樹脂は、非発泡性樹脂に比べて空気を多く含むため、発泡性樹脂の誘電率は、非発泡性樹脂の誘電率よりも低い。好ましい態様の静電容量式タッチパッド入力装置では、スペーサの誘電率が低いことによって、検出電極の出力レベルの低下が更に抑制される。この結果として、この静電容量式タッチパッド入力装置は、更に優れた物体の位置検出精度を有する。
【００１３】
好ましくは、前記シールド部材に対し前記電極基板とは反対側に設置され、前記制御回路を搭載する制御基板と、前記パネル部材の外縁に一体に連なり、前記電極基板、前記シールド部材、前記スペーサ及び前記制御基板を囲む周壁と、前記スペーサと前記制御基板との間に配置されたステージと、前記ステージの外縁及び前記周壁のうち一方に弾性変形可能に一体にて形成された複数の弾性片と、前記ステージの外縁及び前記周壁のうち他方に形成され、前記弾性片と解除可能にて係合する複数の係合部とを備え、前記弾性片が前記係合部に係合したときに、前記電極基板と前記シールド部材との間にて前記クッション部材が圧縮される（請求項４）。
【００１４】
好ましい態様の静電容量式タッチパッド入力装置では、弾性片及び係合部が相互に係合することによって、簡単な構成にて、スペーサが圧縮状態に確実に保持される。
【００１５】
好ましくは、前記パネル部材は、透光性を有する複数の発光部を有し、前記電極基板、前記スペーサ、前記シールド部材及び前記ステージは、前記積層方向でみて前記発光部に重なる開口部をそれぞれ有し、前記ステージと前記制御基板の間に、前記電極基板、前記スペーサ、前記シールド部材及び前記ステージの前記開口部を通じて前記発光部に光をそれぞれ照射する複数の発光素子を更に備える（請求項５）。
【００１６】
好ましい態様の静電容量式タッチパッド入力装置によれば、発光素子が発光部に光を照射することによって、利用者の操作性が向上する。例えば、利用者は、発光部を視認することによってパネル部材の位置を確認することができる。更に、例えば、発光部に文字、記号及び図形等を描いておくとともに、発光部毎に命令を予め割り当てておくことで、静電容量式タッチパッド入力装置に対し、多種多様な命令を容易に入力することができる。
【００１７】
一方、発光部に光を導くために、電極基板に開口部を設けた場合、開口部を避けて駆動電極及び検出電極を形成しなければならない。ここで、電極基板の影響のみを考えた場合、電極基板の開口部に重なるパネル部材の発光部では、電極基板の開口部以外の部分に重なるパネル部材の非発光部に比べて、検出電極の出力が低くなる。
これに対し、好ましい態様の静電容量式タッチパッド入力装置では、発光部に対応してシールド板にも開口部が形成されている。ここで、シールド部材の影響のみを考えた場合、シールド板の開口部に重なるパネル部材の発光部では、シールド板の開口部以外の部分に重なるパネル部材の非発光部に比べて、検出電極の出力が高くなる。
【００１８】
これらの結果として、電極基板に開口部を設けたことによる発光部での検出電極の出力低下と、シールド部材に開口部を設けたことによる発光部での検出電極の出力上昇とが打ち消し合うように作用し、操作面内における位置による検出電極の出力のばらつきが抑制される。
その上で、この静電容量式タッチパッド力装置によれば、ステージにも開口部を設け、ステージと制御基板との間に発光素子を配置することで、簡単な構成にて、光が発光部に導かれ、且つ、スペーサが圧縮した状態に確実に保持される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、駆動電極及び検出電極の近傍に配置された導電性のシールド部材による検出電極の出力低下が抑制され、優れた位置検出精度を有する静電容量式タッチパッド入力装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】車両の車室の前側における第１実施形態の静電容量式タッチパッド入力装置の配置を例示する概略的な斜視図である。
【図２】図１の静電容量式タッチパッド入力装置の概略的な斜視図である。
【図３】図２の静電容量式タッチパッド入力装置の概略的な分解斜視図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う概略的な断面図である。
【図５】図２の静電容量式タッチパッド入力装置に用いられたフィルム基板の概略的な平面図である。
【図６】図５のフィルム基板の反対側を示す概略的な平面図である。
【図７】図２のタッチパッド入力装置の電気回路を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態の静電容量式タッチパッド入力装置の概略的な分解斜視図である。
【図９】図８の静電容量式タッチパッド入力装置に用いられたフィルム基板の概略的な平面図である。
【図１０】図９のフィルム基板の反対側を示す概略的な平面図である。
【図１１】図８のＸＩ−ＸＩ線に沿う概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の第１実施形態に係る静電容量式タッチパッド入力装置（以下では、単にタッチパッド入力装置ともいう）１０について、図面を参照して説明する。なお、図面においては、タッチパッド入力装置１０の構成を理解しやすくするために、部材の大きさや厚さが適宜変更して描かれている。
【００２２】
図１は、車両の車室の前側を部分的に示している。タッチパッド入力装置１０は、ナビゲーション装置、空調装置、及び、オーディオ装置等を乗員が操作するための入力装置としての機能を有する。このため、タッチパッド入力装置１０は、乗員が操作し易い位置、例えば、インストルメントパネル１２からセンターコンソールまでの適当な位置に固定される。
タッチパッド入力装置１０は、パネル部材１４を有し、例えば、パネル部材１４が表出した状態にて、インストルメントパネル１２に埋め込まれる。乗員は、操作面としてのパネル部材１４の表面に触ることによって、ナビゲーション装置、空調装置、及び、オーディオ装置等の外部機器を操作可能である。
【００２３】
図２は、タッチパッド入力装置１０の外観を示す概略的な斜視図である。パネル部材１４は、透明若しくは半透明の樹脂からなり、図２に示されるように、例えばハウジング１５の一部を一体に構成している。ハウジング１５は、ボックス形状、即ち中空の直方体形状を有し、ハウジング１５の１つの面は開口している。開口とは反対側のパネル部材１４の表面が操作面となっている。
【００２４】
パネル部材１４の表面には、任意の文字、記号又は図形が直接描かれていてもよく、あるいは、文字、記号又は図形が描かれたシールが貼られていてもよい。例えば本実施形態では、“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｄ”、“Ｅ”及び“Ｆ”の６つの文字１６の部分を除き、パネル部材１４の表面の略全面に黒色塗装１７が施されている。６つの文字１６は、レーザエッチングにより黒色塗装１７を部分的に除去することによって描かれている。
なお、本明細書では、パネル部材１４の表面に付与された塗装やシールも、パネル部材１４の表面の一部とみなす。
【００２５】
パネル部材１４の四つの辺縁には、周壁１８が直角にそれぞれ一体に連なっている。周壁１８の外面には、複数の突出部２０が一体に形成され、突出部２０には螺子孔２２がそれぞれ形成されている。螺子孔２２は、インストルメントパネル１２に対してタッチパッド入力装置１０を螺子で固定するために使用される。
また、周壁１８のパネル部材１４とは反対側には、複数の係合孔２４が形成されている。
【００２６】
図３は、タッチパッド入力装置１０を分解して示す概略的な斜視図であり、図４は、図２のIV-IV線に沿う概略的な断面図である。なお、図２及び図３においては、説明の都合上、パネル部材１４における文字１６の色と文字１６以外の部分の色が反転している。
図３及び図４に示されるように、ハウジング１５の内側には、フィルム基板３０、スペーサ４０、シールド板５０、ホルダ６０、第１のプリント基板７０、及び、第２のプリント基板８０が収容されている。
【００２７】
フィルム基板３０は絶縁性を有する樹脂製のシートからなり、パネル部材１４の形状に略等しい長方形の外径形状を有する。フィルム基板３０には、文字１６の配列に対応して、６つの四角形の開口部３２が形成されている。
また、フィルム基板３０には、リード３３が一体に連なっている。リード３３は長方形形状を有し、フィルム基板３０の外縁から第２のプリント基板８０まで延びている。
【００２８】
ここで図５及び図６に示されるように、フィルム基板３０には、複数の駆動電極３４及び一つの検出電極３５が一体に形成されている。換言すれば、フィルム基板３０は、駆動電極３４及び検出電極３５を支持している。そして、駆動電極３４及び検出電極３５は、パネル部材１４の表面に接触した物体の位置を検出するために、所定のパターンにて、フィルム基板３０の全域に渡ってそれぞれ延びている。
【００２９】
より詳しくは、検出電極３５は略櫛歯形状を有する。ただし、検出電極３５の櫛の歯に相当する直線部３５ａには、直交する複数の枝部３５ｂが設けられるとともに、開口部３２を囲む角張ったＣの字形状の迂回部３５ｃが介挿されている。
駆動電極３４は、複数のＹ電極３６及びＸ電極３７を含み、図５に示されるように、フィルム基板３０において、複数のＹ電極３６が、検出電極３５と同じ層内に形成されている。則ち、フィルム基板３０は多層構造を有する。
Ｙ電極３６は、検出電極３５の直線部３５ａと噛み合うように直線部３５ａ同士の間に配列され、直線部３５ａと並行に延びている。そして、Ｙ電極３６の各々にも直交する複数の枝部３６ｂが設けられ、Ｙ電極３６の枝部３６ｂは、検出電極３５の枝部３５ｂと噛み合うように配列されている。
【００３０】
Ｘ電極３７は、フィルム基板３０において、検出電極３５及びＹ電極３６とは別の層内に形成され、検出電極３５の直線部３５ａ及びＹ電極３６に対して直交する方向に延びている。従って、検出電極３５の直線部３５ａ及びＹ電極３６は、Ｘ電極３７の長手方向にて相互に離間している。Ｘ電極３７は開口部３２を避けて配列され、Ｘ電極３７同士は、Ｙ電極３６の長手方向にて相互に離間している。
【００３１】
リード３３には、複数の信号線３８が形成され、信号線３８は、駆動電極３４及び検出電極３５とリード３３の先端に形成されたコネクタ端子３９とを繋いでいる。
なお、フィルム基板３０は透明であるため、いずれの面においても、検出電極３５、Ｙ電極３６及びＸ電極３７を視認可能であるが、線の錯綜を避けるため、図５においてはＸ電極３７が省略され、図６においては検出電極３５及びＹ電極３６が省略されている。
【００３２】
再び図３及び図４を参照すると、スペーサ４０は、長方形の外形形状を有し、且つ、所定の厚さを有する。スペーサ４０の外形形状は、フィルム基板３０の外形形状に一致し、また、スペーサ４０には、文字１６の配列に対応して６つの開口部４２が形成されている。スペーサ４０がフィルム基板３０に重ね合わされた状態において、フィルム基板３０の開口部３２は、スペーサ４０の開口部４２に重ね合わされる。
【００３３】
スペーサ４０は非導電性であり、好ましくは、クッション部材からなる。クッション部材は、厚さ方向、換言すれば、フィルム基板３０及びスペーサ４０の積層方向にて弾性を有する。このようなクッション部材として、好ましくは、発泡性の樹脂が用いられる。本実施例では、ウレタンフォームが用いられ、図示しないけれども、形態保持のためにウレタンフォームの片面にＰＥＴフィルムが貼られている。
【００３４】
シールド板５０は、導電性の板からなり、例えばステンレス等の金属製の薄板からなる。シールド板５０の外形形状は長方形であり、フィルム基板３０及びスペーサ４０の外形形状に一致する。また、シールド板５０には、文字１６の配列に対応して６つの開口部５２が形成されている。シールド板５０がスペーサ４０に重ね合わされた状態において、シールド板５０の開口部５２は、スペーサ４０の開口部４２に重ね合わされる。
シールド板５０には、Ｌ字形状に曲げられた連結部５３が一体に連なっている。連結部５３は、シールド板５０の外縁から第１のプリント基板７０まで延びている。
【００３５】
ホルダ６０は、樹脂からなるステージ６１を含んでいる。ステージ６１は、シールド板５０と略同じ長方形の外形形状を有し、ステージ６１にも、文字１６の配列に対応して、複数の開口部６２が形成されている。
なお、開口部３２，４２，５２，６２は、フィルム基板３０、スペーサ４０、シールド板５０、及び、ステージ６１の積層方向にて相互に重なり合い、略同じ輪郭を有するが、シールド５０板の開口部５２の面積は、他の開口部３２，４２，６２の面積に比べて若干大である。
【００３６】
そして、ホルダ６０は、ステージ６１と一体に形成された複数の弾性片６３を有する。弾性片６３は、積層方向にて、ステージ６１の外縁から、パネル部材１４とは反対側に向けて延びている。弾性片６３の先端側は、ステージ６１の外縁よりも外側に向けて斜めに曲げられており、弾性片６３の先端は、ハウジング１５の係合孔２４に受け容れられる。
【００３７】
ハウジング１５内にホルダ６０を配置する際、ハウジング１５の開口からパネル部材１４に向けてホルダ６０が押し込まれるのに連れて、弾性片６３は周壁１８によって押されて弾性変形する。そして、弾性片６３の先端が係合孔２４に受け容れられたときに、弾性片６３の弾性変形が緩和される。かくして弾性片６３の先端が係合孔２４に受け容れられると、弾性片６３の先端が係合孔２４と係合する。
【００３８】
弾性片６３の先端と係合孔２４の係合は解除可能であるが、当該係合を解除しない限り、ハウジング１５内にホルダ６０を更に押し込むことはできず、また、ハウジング１５からホルダ６０を取り出すこともできない。つまり、弾性片６３及び係合孔２４は、ハウジング１５に対してホルダ６０を固定する固定手段を構成している。
【００３９】
好ましくは、弾性片６３及び係合孔２４によって、ハウジング１５に対してホルダ６０が固定されているとき、スペーサ４０は積層方向にて圧縮された状態に保持され、パネル部材１４、フィルム基板３０、スペーサ４０、シールド板５０及びステージ６１は、積層方向にて隙間無く密着させられる。このようにスペーサ４０が圧縮状態に保持されるように、積層方向における、弾性片６３の長さ、若しくは、係合孔２４の位置が適宜設定される。
なお、自由状態でのスペーサ４０の厚さは約１.５ｍｍであり、圧縮された状態のスペーサ４０の厚さは、約１ｍｍである。
【００４０】
第１のプリント基板７０は、ステージ６１よりも小の長方形形状を有し、第１のプリント基板７０のステージ６１側には、文字１６の配列に対応して、発光素子としての６つのＬＥＤ７１が配置されている。
ＬＥＤ７１は、積層方向にて相互に連通する開口部６２，５２，４２，３２を通じて、パネル部材１４の文字１６に向けて光を出射する。パネル部材１４は透明若しくは半透明であり、文字１６の部分では、黒色塗装１７が除去されているため、ＬＥＤ７１が光を出射すると、文字１６がパネル部材１４の表面に浮かび上がる。
なお、ＬＥＤ７１が消灯状態にあるときは、ハウジング１５内は暗いため、パネル部材１４において文字１６は目立たない。
【００４１】
また、第１のプリント基板７０には、電気的にグランドに接続されるランド７２が形成され、ランド７２内には貫通孔７４が開口している。ランド７２は、ステージ６１と協働して、シールド板５０の連結部５３の先端を積層方向にて挟み、連結部５３の先端にも、貫通孔７４に連通するように貫通孔５４が形成されている。そして、ステージ６１には、これら貫通孔５４，７４に連通する螺子孔６４が形成されている。
【００４２】
貫通孔５４，７４を通じて螺子孔６４に螺子６５を螺子込むことによって、ランド７２に連結部５３の先端が密着した状態で、ステージ６１の両側に第１のプリント基板７０及びシールド板５０が固定される。
なお、ステージ６１には第１のプリント基板７０側に複数の爪６６が一体に形成されており、爪６６が第１のプリント基板７０の外縁に係合することで、第１のプリント基板７０がステージ６１に対し、より確実に固定される。
【００４３】
更に、第１のプリント基板７０のステージ６１とは反対側には、ＬＥＤ７１を点灯させる点灯回路を構成する電気部品（図示せず）と、点灯回路を外部と接続するためのコネクタ７５が搭載されている。
【００４４】
第２のプリント基板８０は、第１のプリント基板７０と略同じ長方形形状を有する。ただし、第２のプリント基板８０には、リード３３の通過を許容する切欠きが形成されている。
第２のプリント基板８０の第１のプリント基板７０とは反対側には、リード３３が接続されるコネクタ８１が搭載されている。そして、第２のプリント基板８０には、駆動電極３４と検出電極３５の間の静電容量の変化に基づいて物体の位置を検出するための位置検出回路若しくは制御回路を構成するＩＣチップ８２等の電気部品が搭載されている。更に、第２のプリント基板８０には、コネクタ８１と同じ側に、タッチパッド入力装置１０を外部機器と接続するための他のコネクタ８３が搭載されている。
【００４５】
一方、第２のプリント基板８０の第１のプリント基板７０側には、更に別のコネクタ８４が搭載され、コネクタ８４は、第１のプリント基板７０に搭載されたコネクタ７５に連結される。
これらコネクタ７５及びコネクタ８４を介して、第２のプリント基板８０は、第１のプリント基板７０によって支持されるのみならず、位置検出回路と点灯回路とが接続される。
なお、ホルダ６０のステージ６１には、複数の支柱６７が一体に設けられ、支柱６７は、積層方向にて、パネル部材１４とは反対方向に向けて延びている。各支柱６７は、第２のプリント基板８０の外縁に当接しており、支柱６７によって、第１のプリント基板７０に対する第２のプリント基板８０の傾斜が防止される。
【００４６】
図７は、位置検出回路及び点灯回路の構成を示している。
位置検出回路は、制御部９０を備え、制御部９０は、駆動電極３４に印加される電圧を走査する。
一方、検出電極３５は、増幅部９２及びＡ／Ｄ変換部９３を介して制御部９０に接続されている。検出電極３５からの出力として、増幅部９２によって、駆動電極３４の各々と検出電極３５の間の静電容量に対応する電圧が得られる。Ａ／Ｄ変換部９３は、増幅部９２によって得られた電圧を数値化して制御部９０に入力する。制御部９０は、入力された数値に基づいて、パネル部材１４における物体の接触位置を演算し、演算結果に基づいて、外部機器に向けて命令を出力する。
また、制御部９０は、点灯回路を構成するＬＥＤ点灯部９４を介して、ＬＥＤ７１を点灯させる。
【００４７】
以下、第２実施形態に係るタッチパッド入力装置１００について、図面を参照して説明する。
なお、第１実施形態と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
図８に示されるように、パネル部材１４の表面には、文字等が描かれておらず、黒色塗装１７が全面に塗られている。つまり、タッチパッド入力装置１００は、発光素子による文字等の強調表示機能を有さず、このため、第１のプリント基板７０を有さない。
【００４８】
図９及び図１０は、ハウジング１５の内部に配置された、フィルム基板１１０を展開して示している。フィルム基板１１０には、開口部が形成されておらず、リード１１２が一体に連なっている。
フィルム基板１１０には、駆動電極１１４及び検出電極１１５が一体に形成され、駆動電極１１４は、Ｙ電極１１６及びＸ電極１１７を含んでいる。開口部が形成されていないため、検出電極１１５には、迂回部及び枝部が設けられておらず、駆動電極のＹ電極１１６にも枝部が設けられていない。
また、フィルム基板１１０には、外縁に沿って、Ｘ電極１１７を囲むように延びるグランド電極１１８が一体に形成されている。グランド電極１１８は、信号線３８及びコネクタ端子３９を介して電気的にグランドに接続される。
【００４９】
リード１１２には、２つのＬ字形状の折り曲げ部１１９を介して、他のフィルム基板１２０が一体に連なっている。フィルム基板１２０は、フィルム基板１１０と略同じ大きさの長方形形状を有し、フィルム基板１２０には、ほぼ全域に渡って導電性のシールド層１２１が一体に形成されている。折り曲げ部１１９には、シールド層１２１に一体に連なる金属層１２２が形成され、金属層１２２は、信号線３８及びコネクタ端子３９を介して電気的にグランドに接続される。従って、シールド層１２１も電気的にグランドに接続される
【００５０】
図１０に示したように、ハウジング１５内に配置された状態にあるとき、フィルム基板１１０,１２０は、圧縮された状態のスペーサ４０を挟んで重なり合う。従って、シールド層１２１は、シールド板５０と同じ機能を有する。
なお、第２実施形態では、スペーサ４０、フィルム基板１２０及びステージ６１にも開口部は形成されていない。また、第２のプリント基板８０は、図示しない螺子等の固定部材によって、ホルダ６０に対して固定されている。
【００５１】
上述した第１実施形態及び第２実施形態の静電容量式タッチパッド入力装置１０，１００は、シールド部材としてのシールド板５０及びシールド層１２１をそれぞれ有する。シールド部材は、フィルム基板３０に対して平行に広がり、駆動電極３４，１１４及び検出電極３５，１１５に対する裏側、則ち、第１のプリント基板７０及び第２のプリント基板８０側からのノイズを遮る。このため、タッチパッド入力装置１０，１００では、検出電極３５，１１５の出力のバックグランドが安定する。
【００５２】
一方、タッチパッド入力装置１０，１００では、スペーサ４０の存在によって、フィルム基板３０，１１０及びシールド部材が相互に離間させられる。これにより、シールド部材が検出電極３５，１１５の出力レベルに与える影響が低減され、検出電極３５，１１５の出力レベル、即ち検出感度の低下が抑制される。
これらの結果として、タッチパッド入力装置１０，１００は、物体の位置検出精度において優れている。
【００５３】
上述した第１実施形態及び第２実施形態のタッチパッド入力装置１０，１００では、圧縮された状態のスペーサ４０からの反力によって、フィルム基板３０，１１０がパネル部材１４の裏面に密接させられる。この場合、フィルム基板３０，１１０とパネル部材１４の隙間が無くなり、フィルム基板３０，１１０とパネル部材１４の間には、空気からなる低誘電率の層が実質的に存在しない。このため、この静電容量式タッチパッドでは、検出電極３５，１１５の出力が更に向上する。
【００５４】
またこの場合、駆動電極３４，１１４及び検出電極３５，１１５と操作面との間の積層方向での距離が、操作面の全域に渡って一定になる。このため、操作面の面内における物体の接触位置が異なっていても、検出電極３５，１１５の出力レベルが一定になり、操作面内における検出感度のばらつきが抑制される。
これらの結果として、タッチパッド入力装置１０，１００は、更に優れた物体の位置検出精度を有する。
【００５５】
上述した第１実施形態及び第２実施形態のタッチパッド入力装置１０，１００では、スペーサ４０が発泡性樹脂からなる。発泡性樹脂は、非発泡性樹脂に比べて空気を多く含むため、発泡性樹脂の誘電率は、非発泡性樹脂の誘電率よりも低い。スペーサ４０の誘電率が低いことによって、検出電極３５，１１５の出力レベルの低下が更に抑制される。この結果として、タッチパッド入力装置１０，１００は、更に優れた物体の位置検出精度を有する。
【００５６】
上述した第１実施形態及び第２実施形態のタッチパッド入力装置１０，１００では、弾性片６３及び係合孔２４が相互に係合することによって、簡単な構成にて、スペーサ４０が圧縮された状態にて確実に保持される。
【００５７】
上述した第１実施形態タッチパッド入力装置１０によれば、発光素子としてのＬＥＤ７１が発光部としての文字１６に光を照射することによって、利用者の操作性が向上する。例えば、利用者は、発光部を視認することによって操作面の位置を確認することができる。更に、例えば、発光部毎に命令を予め割り当てておくことで、利用者は、タッチパッド入力装置１０に対し、多種多様な命令を容易に入力することができる。
一方、発光部に光を導くために、フィルム基板３０に開口部３２を設けた場合、開口部３２を避けて駆動電極３４及び検出電極３５を形成しなければならない。ここで、フィルム基板３０の影響のみを考えた場合、フィルム基板３０の開口部３２に重なるパネル部材１４の発光部では、フィルム基板３０の開口部３２以外の部分に重なるパネル部材１４の非発光部に比べて、検出電極３５の出力が低くなる。
【００５８】
これに対し、タッチパッド入力装置１０では、発光部に対応してシールド板５０にも開口部５２が形成されている。ここで、シールド板５０の影響のみを考えた場合、シールド板の開口部に重なるパネル部材１４の発光部では、シールド板５０の開口部以外の部分に重なるパネル部材１４の非発光部に比べて、検出電極３５，１１５の出力が高くなる。
これらの結果として、フィルム基板３０に開口部３２を設けたことによる発光部での検出電極３５の出力低下と、シールド板５０に開口部５２を設けたことによる発光部での検出電極３５の出力上昇とが打ち消し合うように作用し、操作面内における位置による検出電極３５の出力のばらつきが抑制される。
【００５９】
その上で、タッチパッド入力装置１０によれば、ステージ６１にも開口部６２を設け、ステージ６１と第２のプリント基板８０との間にＬＥＤ７１を配置することで、簡単な構成にて、光が発光部としての文字１６に導かれ、且つ、スペーサ４０が圧縮した状態に確実に保持される。
【００６０】
本発明は、上述した第１実施形態及び第２実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で、第１実施形態及び第２実施形態に種々の変更を加えた形態も含む。
例えば、駆動電極３４，１１４及び検出電極３５，１１５のパターンは、上記第１実施形態及び第２実施形態に限定されない。また、駆動電極３４，１１４及び検出電極３５，１１５は、１つのフィルム基板３０，１１０に形成されていたが、２つ以上のフィルム基板に別々に形成されていてもよい。
【００６１】
上記した第１実施形態及び第２実施形態では、弾性片６３がステージ６１と一体に形成されていたが、ハウジング１５の周壁１８にスリットを形成して弾性片を形成してもよい。また弾性片６３の先端が、係合孔２４に受け容れられていたけれども、弾性片６３の先端に係合孔を形成し、ハウジング１５の周壁１８に、弾性片６３の係合孔によって受け容れられる突起を形成してもよい。
【００６２】
上記した第１実施形態及び第２実施形態では、タッチパッド入力装置１０，１００が、車両のナビゲーション装置、空調装置、及び、オーディオ装置等の操作に供されているが、タッチパッド入力装置１０，１００は、車載される機器以外の機器のための入力装置にも適用可能である。例えば、タッチパッド入力装置１０，１００は、パーソナルコンピュータ、自動販売機、現金自動預払機（ＡＴＭ）、携帯用機器、又は、テレビジョン受像機を遠隔操作可能なリモートコントローラ等の機器にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０，１００  静電容量式タッチパッド入力装置
１４          パネル部材
１５          ハウジング
１６          文字（発光部）
１７          黒色塗装
１８          周壁
２４          係合孔（係合部）
３０          フィルム基板（電極基板）
３２          フィルム基板の開口部
３３          リード
３４，１１４  駆動電極
３５，１１５  検出電極
３６，１１６  Ｙ電極
３７，１１７  Ｘ電極
４０          スペーサ
４２          スペーサの開口部
５０          シールド板（シールド部材）
５２          シールド板の開口部
６０          ホルダ
６１          ステージ
６２          ステージの開口部
６３          弾性片
７０          第１のプリント基板
７１          ＬＥＤ（発光素子）
８０          第２のプリント基板（制御基板）
１２０          フィルム基板
１２１          シールド層（シールド部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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