(57)【要約】【課題】グランド電極の接続を安定して行なうことができ、シールド層の電位を安定させることにより入力装置の操作性能を安定させ、さらに、可撓性を損ねることのない入力装置を提供する。【解決手段】それぞれ略四角形状の第１のフィルム基板２ａと第２のフィルム基板２ｂを折曲部２ｃを介して接続して形成した絶縁性を有する合成樹脂からなるフィルム基板２の表面に、少なくとも前記第２のフィルム基板２ｂ部分を覆うようにして形成されたグランド電極３と、前記第１のフィルム基板２ａ部分に形成された一方の配線パターンからなる第１の電極層４を形成し、この第１の電極層４の表面に、絶縁性樹脂からなる絶縁膜８を形成し、さらに、前記絶縁膜８の前記第１のフィルム基板２ａ部分に相当する表面に、他方の配線パターンからなる第２の電極層６を形成し、前記フィルム基板２、第１の電極層４および絶縁膜８を前記折曲部２ｃにおいて前記フィルム基板２ａ，２ｂの裏面同士が対面するように折曲して形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に２種類の配線パターンが形成され、静電容量を検出する入力装置であって、
それぞれ略四角形状の第１のフィルム基板と第２のフィルム基板を折曲部を介して接続して形成した絶縁性を有する合成樹脂からなるフィルム基板の表面に、少なくとも前記第２のフィルム基板部分を覆うようにして形成されたグランド電極と、前記第１のフィルム基板部分に形成された一方の前記配線パターンからなる第１の電極層を形成し、
この第１の電極層の表面に、絶縁性樹脂からなる絶縁膜を形成し、
さらに、前記絶縁膜の前記第１のフィルム基板部分に相当する表面に、他方の前記配線パターンからなる第２の電極層を形成し、
前記フィルム基板、第１の電極層および絶縁膜を前記折曲部において前記フィルム基板の裏面同士が対面するように折曲して形成されることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記第１のフィルム基板の周縁部には前記一方の配線パターンを囲むグランド電極が形成されており、当該グランド電極は前記折曲部を介して前記第２のフィルム基板に形成されたグランド電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパーソナルコンピュータのポインティングデバイスとして使用される静電容量方式の入力装置に係り、特に、可撓性を確保するとともに、製品側グランド電極との接続を安定させ、シールド層の電位を安定させることができる入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の入力装置は、検出基板としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の絶縁性の合成樹脂シートからなるフィルム基板を有しており、このフィルム基板の一辺には側方に突出した延長部が形成されている。このフィルム基板上には２種類の配線パターンとしてのＸ電極層およびＹ電極層が形成され、静電容量を検出するようにされている。
【０００３】
更に説明すると、前記フィルム基板の下面には、Ｘ方向に複数本のＸ電極が所定の間隔を設けて形成されＸ方向駆動電極が形成されたＸ電極層が配設されている。また、前記各Ｘ電極の一端は、前記延長部まで延びて形成されている。さらに、前記各Ｘ電極間には、それぞれダミー電極が形成されている。
【０００４】
また、前記フィルム基板の前記Ｘ方向駆動電極が形成された面には、前記フィルム基板の周縁部に沿って前記延長部まで延びるグランド電極が形成されている。さらに、前記Ｘ方向駆動電極と前記グランド電極との間には、複数本の電極で構成されるＸ切換電極が形成されている。
【０００５】
前記各電極の表面は、絶縁性樹脂を塗布または印刷して形成された絶縁膜が設けられており、この絶縁膜には、複数個のスルーホールが形成されている。
【０００６】
前記絶縁膜の表面には、前記Ｘ方向駆動電極と直交する方向に複数本のＹ電極が形成されＹ方向駆動電極が形成されたＹ電極層が配設されている。また、前記Ｙ電極のうちの一部の電極の一端は、Ｘ方向の両側から所定のスルーホールの位置まで延びて形成されている。
【０００７】
また、前記絶縁膜の前記Ｙ方向駆動電極が形成された同一層には、検出電極が形成されている。前記検出電極は２つのくし歯状電極から構成されており、各くし歯状電極の先端は、互いに左右逆向きに形成されている。さらに、各くし歯状電極は、Ｙ方向の中央において１本の電極にまとめられ、所定のスルーホールの位置まで延びている。
【０００８】
そして、前記Ｙ方向駆動電極を含む表面全体に前記絶縁膜と同様の材料からなる絶縁膜が形成されている。また、前記フィルム基板の上面には、表面シートが粘着材等により貼付される。
【０００９】
前記Ｙ電極層に形成された各Ｙ電極の一端は、前記絶縁膜に形成された所定のスルーホールを介してそれぞれ前記Ｘ切換電極と接続されている。
【００１０】
また、前記Ｙ電極層に形成された前記検出電極から延びて形成された端部が所定のスルーホールを介して前記Ｘ切換電極と接続されている。
【００１１】
さらに、接続された各電極の端部は、Ｙ電極層において前記フィルム基板の延長部の端部にまで延びて形成されている。
【００１２】
そして、前記フィルム基板の延長部の端部にまで延びて形成された各電極の端部は、制御回路基板の導電部と接続される（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
このようにして形成された入力装置は、裏面となるフィルム基板の下面にアルミシートが貼付され、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）のキーボード等のグランド電極に接続して配設される。
【００１４】
そして、キーボード等に接続された入力装置は、前記表面シートを指等の導電体により触れることにより、その触れた位置において各Ｘ電極およびＹ電極の間の静電容量が変化し、Ｘ座標データおよびＹ座標データが検出される。そして、得られた検出出力をアンプで増幅し、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換して制御部において所定の演算が行なわれ、ＰＣ等において制御が行なわれる。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００３−９９１８５号公報  （第３−５頁、第１−４図）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の入力装置は、ＰＣのキーボード等に配設する際に、形成された入力装置の裏面にシールド用アルミシートを貼付し、そして、このアルミシートをキーボード等のグランド電極に接続していたため、接続不良が生じ易く、このためシールド層の電位が安定せず、入力装置の操作性能に悪影響を与えていた。さらに、入力装置の裏面にアルミシートを貼付することにより、入力装置の可撓性が損なわれてしまうという問題があった。
【００１７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、グランド電極の接続を安定して行なうことができ、シールド層の電位を安定させることにより入力装置の操作性能を安定させ、さらに、可撓性を損ねることのない入力装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため本発明に係る入力装置の特徴は、それぞれ略四角形状の第１のフィルム基板と第２のフィルム基板を折曲部を介して接続して形成した絶縁性を有する合成樹脂からなるフィルム基板の表面に、少なくとも前記第２のフィルム基板部分を覆うようにして形成されたグランド電極と、前記第１のフィルム基板部分に形成された一方の前記配線パターンからなる第１の電極層を形成し、この第１の電極層の表面に、絶縁性樹脂からなる絶縁膜を形成し、さらに、前記絶縁膜の前記第１のフィルム基板部分に相当する表面に、他方の前記配線パターンからなる第２の電極層を形成し、前記フィルム基板、第１の電極層および絶縁膜を前記折曲部において前記フィルム基板の裏面同士が対面するように折曲して形成される点にある。
【００１９】
このような構成を採用したことにより、第１のフィルム基板の表面に絶縁膜を介して２種類の配線パターン、具体的には例えば、Ｘ電極層およびＹ電極層を形成し、折曲部より第２のフィルム基板を第１のフィルム基板の裏面側に折曲させ貼付することにより、第２のフィルム基板の表面に形成されたグランド電極によりシールド層が形成され、従来のように入力装置の裏面にアルミシートを貼付してシールド層を形成する必要がないので、キーボード等のグランド電極との接続が安定し、シールド層の電位が安定するため、入力装置の操作性能を安定させることができる。さらに、入力装置の可撓性を確保することができる。
【００２０】
また、本発明に係る入力装置の他の特徴は、前記第１のフィルム基板の周縁部には前記一方の配線パターンを囲むグランド電極が形成されており、当該グランド電極は前記折曲部を介して前記第２のフィルム基板に形成されたグランド電極と電気的に接続されている点にある。
【００２１】
このような構成を採用したことにより、キーボード等に配設された入力装置の周囲に発生する静電気による、第１のフィルム基板の表面に形成された配線パターンへの影響を防止し、入力装置の操作性能を安定させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明に係る入力装置の実施形態について説明する。
【００２３】
図１は本発明に係る入力装置のフィルム基板の実施形態を示した平面図、図２は本実施形態のフィルム基板を折曲した背面図、図３は配線パターンの１種を示すＹ電極層を示す回路配線図、図４は本実施形態における絶縁膜を示した平面図、図５は他の配線パターンのを示すＸ電極層の回路配線のみを示す図、図６は本実施形態における入力装置の分解斜視図である。
【００２４】
本実施形態の入力装置１のシールド層は、図１に示すように、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の絶縁性の合成樹脂からなるフィルム基板２を、折曲部２ｃを介して略四角形状の第１のフィルム基板２ａと第２のフィルム基板２ｂを、それぞれ長手方向の一辺を接続して形成する。なお、前記第２のフィルム基板２ｂは、図２に示すように、折曲時に前記第１のフィルム基板２ａからはみ出さないように、第１のフィルム基板の面積よりも小さく形成されている。また、前記第１のフィルム基板２ａの前記折曲部２ｃが形成された辺と対向する一辺には、側方に突出した延長部２ｄが形成されている。
【００２５】
前記フィルム基板２の第１のフィルム基板２ａの表面には、図３に示すように、Ｙ方向に複数本（１２本）のＹ電極ｙ０，ｙ１．．．ｙ１０，ｙ１１が形成されたＹ方向駆動電極４Ｙｄと、複数本のＹ切換電極５が形成され、前記第２のフィルム基板２ｂおよび前記折曲部２ｃの表面全面と、前記第１のフィルム基板２ａの前記延長部２ｄの端部２ｅに至る周縁部には、静電対策用の銀等からなるグランド電極３が印刷により形成されたＹ電極層４が形成されている。さらに、このＹ電極層４には、検出電極Ｓが形成されている。前記検出電極Ｓは、先端が互いに逆向きに形成され、各電極ｙｓが前記各Ｙ電極ｙと交互に配置され、Ｙ方向の中央において１本の電極にまとめられて後述する所定のスルーホールｈの位置まで延びている、くし歯状電極ｓａ，ｓｂから構成されている。なお、前記各Ｙ電極ｙ０，ｙ１．．．ｙ１０，ｙ１１、前記各Ｙ切換電極５および各電極ｙｓは、いずれも銀ペーストあるいは銀系ペーストを用いてスクリーン印刷法により形成されている。
【００２６】
そして、前記Ｙ電極層４の表面には、絶縁性樹脂からなる絶縁膜８が形成されている。前記絶縁膜８は、図４に示すように、前記フィルム基板２とほぼ同様の形状に形成されており、折曲部８ｃにより略四角形状の絶縁膜８ａ，８ｂが接続して形成され、前記絶縁膜８ａの前記折曲部８ｃが形成された辺と対向する辺には、側方に突出した延長部８ｄが形成されている。さらに、前記絶縁膜８ａには、複数個（３６個）のスルーホールｈが形成されている。なお、前記延長部８ｄは、前記第１のフィルム基板２ａの延長部２ｄよりも短く形成されている。
【００２７】
さらに、前記絶縁膜８ａの表面には、図５に示す、Ｘ方向に複数本（１６本）のＸ電極ｘ０，ｘ１．．．ｘ１４，ｘ１５が形成されたＸ方向駆動電極６Ｘｄと、複数本のＸ切換電極７が形成されたＸ電極層６が形成されている。なお、前記各Ｘ電極ｘ０，ｘ１．．．ｘ１４，ｘ１５および前記各Ｘ切換電極７は、いずれも銀ペーストあるいは銀系ペーストを用いてスクリーン印刷法により形成されている。
【００２８】
そして、本実施形態においては、前記Ｘ電極層６に形成された各電極を前記Ｙ電極層４が形成された面へ導くとともに、前記延長部２ｄの端部２ｅに各電極を集めている。その形成手段について以下説明する。
【００２９】
前記Ｙ電極ｙ０，ｙ２，ｙ４，ｙ６，ｙ８，ｙ１０の各端部ｂ０，ｂ２，ｂ４，ｂ６，ｂ８，ｂ１０は、それぞれ前記絶縁膜８ａに形成された所定のスルーホールｈを介して前記Ｘ切換電極７の各端部ａ０，ａ２，ａ４，ａ６，ａ８，ａ１０と接続され、さらに、前記Ｘ切換電極７の各端部ａ０，ａ２，ａ４，ａ６，ａ８，ａ１０の逆側に形成された各端部ｃ０，ｃ２，ｃ４，ｃ６，ｃ８，ｃ１０において、それぞれ所定のスルーホールｈを介して前記Ｙ切換電極５の各端部ｄ０，ｄ２，ｄ４，ｄ６，ｄ８，ｄ１０と接続され、前記Ｙ切換電極５は前記第１のフィルム基板２ａの端部２ｅまで延びて形成されている。
【００３０】
また、前記Ｙ電極ｙ７，ｙ９，ｙ１１の各端部ｂ７，ｂ９，ｂ１１は、それぞれ所定のスルーホールｈを介して前記Ｘ切換電極７の各端部ａ７，ａ９，ａ１１に接続され、さらに、前記Ｘ切換電極７の各端部ａ７，ａ９，ａ１１の逆側に形成された各端部ｃ７，ｃ９，ｃ１１において、それぞれ所定のスルーホールｈを介して前記Ｙ切換電極５の各端部ｄ７，ｄ９，ｄ１１と接続され、前記Ｙ切換電極５は前記第１のフィルム基板２ａの端部２ｅまで延びて形成されている。なお、前記Ｙ電極ｙ１，ｙ３，ｙ５および前記グランド電極３は、そのまま前記第１のフィルム基板２ａの端部２ｅまで延びて形成されている。さらに、前記検出電極Ｓの端部ｂｓは、所定のスルーホールｈを介して前記Ｘ切換電極７の端部ａｓと接続され、さらに、前記Ｘ切換電極７の端部ａｓの逆側に形成された端部ｃｓにおいて、所定のスルーホールを介して前記Ｙ切換電極５の端部ｄｓと接続され、前記Ｙ切換電極５は前記第１のフィルム基板２ａの端部２ｅまで延びて形成されている。
【００３１】
さらに、前記Ｘ電極ｘ０，ｘ１．．．ｘ１４，ｘ１５の各端部ｅ０，ｅ１．．．ｅ１５，ｅ１５は、それぞれ所定のスルーホールを介して前記Ｙ切換電極５の各端部ｆ０，ｆ１．．．ｆ１４，ｆ１５と接続され、前記Ｙ切換電極５は前記第１のフィルム基板２ａの端部まで延びて形成されている。
【００３２】
このようにして、Ｙ電極層４およびＸ電極層６の全ての電極が前記第１のフィルム基板２ａの延長部２ｄの端部２ｅに集められる。
【００３３】
そして、図６に示すように、前記フィルム基板２の第２のフィルム基板２ｂの裏面にアドヒースィブシート等の粘着材１０を貼付し、前記第２のフィルム基板２ｂを前記折曲部２ｃから裏側へ折曲させて、前記前記第１のフィルム基板２ａの裏面に貼着される。
【００３４】
また、前記Ｘ電極層６の表面に、操作者が操作する際に指やペンが触れる部分となる表面シート９がポリエステル粘着テープ等の粘着材１１により貼付される。前記表面シート９は、絶縁性の合成樹脂からなる略四角形状のフィルム基板９ａからなり、一辺に側方に突出した延長部９ｂが形成されている。なお、前記フィルム基板９ａは、前記第１のフィルム基板２ａと同寸法に形成され、前記延長部９ｂは、前記延長部２ｄよりも短く、前記絶縁膜８の延長部８ｄと同じ長さに形成されており、前記延長部２ｄの端部２ｅに集められた各電極を露出するように形成されている。
【００３５】
そして、前記端部２ｅに集められた各電極が、例えば、エポキシ樹脂等の導電性粒子を含まない絶縁性を有する熱硬化性の接着剤により、制御回路基板（図示せず）に形成された導電部（図示せず）と接続される。
【００３６】
このようにして形成された入力装置１は、Ｘ方向駆動電極６ＸｄとＹ方向駆動電極４Ｙｄ、そして検出電極Ｓによって検出されるようになっている。
【００３７】
すなわち、全てのＸ方向駆動電極６Ｘｄ（Ｘ電極ｘ０，ｘ１．．．ｘ１４，ｘ１５）とＹ方向駆動電極４Ｙｄ（Ｙ電極ｙ０，ｙ１．．．ｙ１０，ｙ１１）の間に所定の電位の電界が与えられた状態で、表面シート９に指などの導電体が触れると、その触れた位置においてＸ方向駆動電極６ＸｄとＹ方向駆動電極４Ｙｄとの間の静電容量が変化する。
【００３８】
Ｘ座標データを得るときには、Ｘ方向駆動電極６Ｘｄが２本を１束として選択され、Ｘ方向駆動電極６Ｘｄと検出電極Ｓとの間での静電容量の変化に対応する検出出力を得る。また、Ｙ座標データを得るときには、Ｙ方向駆動電極４Ｙｄが２本を１束として選択され、Ｙ方向駆動電極４Ｙｄと検出電極Ｓとの間での静電容量の変化に対応する検出出力を得る。そして、Ｘ方向検出電極４Ｘｄの全ての電極からの検出出力と、Ｙ方向検出電極４Ｙｄの全ての電極からの検出出力が、時分割にて交互に行われる。
【００３９】
このようにして得られた検出出力を、アンプ（図示せず）で増幅し、Ａ／Ｄ変換部（図示せず）でデジタル信号に変換し、そして制御部（図示せず）で所定の演算を行ってＰＣ本体（図示せず）に送ることで、ＰＣ本体側で前記演算結果に基づく制御が行われる。
【００４０】
以上説明したように、本発明の入力装置によれば、フィルム基板２の第２のフィルム基板２ｂの表面全面に形成されたグランド電極３が、第１のフィルム基板２ａの裏面に貼着されてシールドしているため、ＰＣのキーボード等のグランド電極とグランド電極３との接続を安定させることができ、このため、シールドの電位を安定させることができ、入力装置１の操作性能を安定させることができる。さらに、従来のように、ＰＣのキーボード等のグランド電極と接続する際に、形成された入力装置の裏面にアルミシートを貼付して接続する必要がないので、入力装置の可撓性を確保することができる。
【００４１】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、本実施形態において、第１のフィルム基板２ａの表面にＹ電極層３を形成し、Ｙ電極層３の表面に絶縁膜８を形成して、絶縁膜８の表面にＸ電極層６を形成し、各スルーホールｈにおいて各電極を接続して前記第１のフィルム基板２ａの延長部２ｂの端部２ｄに各電極を集めて形成しているが、前記第１のフィルム基板２ａの表面にＸ電極層６を形成し、Ｘ電極層６の表面に絶縁膜８を形成して、絶縁膜８の表面にＹ電極層３を形成し、各スルーホールｈにおいて各電極を接続して前記第１のフィルム基板２ａの延長部２ｂの端部２ｄに各電極を集めて形成してもよい。また、本実施形態において第１のフィルム基板２ａと第２のフィルム基板２ｂを、それぞれの長手方向の一辺において折曲部２ｃにより接続しているが、折曲部２ｃにより接続される辺は長手方向の辺に限定するものではない。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表面の全面にグランド電極が形成された第２のフィルム基板を折曲させてシールド層を形成することにより、ＰＣのキーボード等のグランド電極との接続が安定し、シールド層の電位を安定させることができ、また、第１のフィルム基板の周縁部に形成されたグランド電極により、入力装置の周囲に発生する静電気による配線パターンへの影響を防止することができるため、入力装置の操作性能を安定させることができる。さらに、入力装置の裏面にアルミシートを貼付してシールド層を形成する必要がないため、入力装置の可撓性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る入力装置のフィルム基板の実施形態を示した平面図
【図２】本実施形態のフィルム基板を折曲した背面図
【図３】配線パターンの１種を示すＹ電極層を示す回路配線図
【図４】本実施形態における絶縁膜を示した平面図
【図５】他の配線パターンのを示すＸ電極層の回路配線のみを示す図
【図６】本実施形態における入力装置の分解斜視図
【符号の説明】
１  入力装置
２  フィルム基板
３  グランド電極
４  Ｙ電極層
５  Ｙ切換電極
６  Ｘ電極層
７  Ｘ切換電極
８  絶縁膜
９  表面シート
１０  粘着材
１１  粘着材
Ｓ  検出電極
ｈ  スルーホール
【図１】
2005018138.tif 000003
【図２】
2005018138.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005018138.tif 000006
【図５】
2005018138.tif 000007
【図６】
2005018138.tif 000008