(57)【要約】【課題】操作パネルと静電容量センサシートを接近させることにより、これらの間に空気が介在して検出に支障を来たすのを安価に抑制できる静電容量型入力装置を提供する。【解決手段】ユーザの指に接近される光透過性のフロントパネル１１と、フロントパネル１１に接近した指とＸ検出電極あるいはＹ検出電極との間の静電容量の変化を検出する静電容量センサシート１２と、静電容量センサシート１２のフロントパネル１１に対向する対向面とは反対側の裏面側に設置されるライトガイド２２とを備える。静電容量センサシート１２の少なくとも裏面周縁部とライトガイド２２とを圧縮変形可能な弾性接着材２５により接着してモジュール化し、フロントパネル１１に静電容量センサシート１２を弾性接着材２５により密接する。フロントパネル１１と静電容量センサシート１２の隙間に空気が流入し、検出感度の低下を招くおそれがない。【選択図】図１
2012238129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体に接近される光透過性の操作パネルと、この操作パネルに接近した導体とパターン層の検出電極との間の静電容量の変化を検出する静電容量センサシートと、この静電容量センサシートの操作パネルに対向する対向面とは反対側の非対向面側に設けられるバックアップ材とを含み、
静電容量センサシートの少なくとも非対向面周縁部とバックアップ材とを圧縮変形可能な弾性接着材により接着してモジュール化し、操作パネルに静電容量センサシートを弾性接着材により接近させるようにしたことを特徴とする静電容量型入力装置。
【請求項２】
静電容量センサシートは、操作パネルの裏面に対向する絶縁性の基材層と、この基材層に少なくとも複数の検出電極が配列形成されるパターン層とを含み、基材層に可撓性を付与して操作パネルの裏面形状に応じて屈曲可能とした請求項１記載の静電容量型入力装置。
【請求項３】
静電容量センサシートの基材層と複数の検出電極とに光透過性をそれぞれ付与し、静電容量センサシートとバックアップ材との間に空隙を区画形成し、バックアップ材を、光源からの光線を静電容量センサに照射するライトガイドとした請求項２記載の静電容量型入力装置。
【請求項４】
弾性接着材を、発泡スポンジの両面に両面粘着層をそれぞれ粘着して形成した請求項１、２、又は３記載の静電容量型入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家電機器や情報通信機器等に使用される静電容量型入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報通信機器１は、例えば図６に示すように構成され、手軽で扱い易く、薄型化等が可能な静電容量型入力装置１０が操作用に組み込まれている。この種の静電容量型入力装置１０は、図７に示すように、導体であるユーザの指に接近されるフロントパネル１１と、このフロントパネル１１に接近した指とパターン層の検出電極との間の静電容量の変化を検出する静電容量センサシート１２と、この静電容量センサシート１２のフロントパネル１１に対向する対向表面とは反対側の裏面側に設置されるライトガイド２２とを備えて構成されている。
【０００３】
フロントパネル１１と静電容量センサシート１２とは、それぞれ光透過性が付与され、フロントパネル１１の裏面に静電容量センサシート１２が柔軟な透明の粘着シート３０を介して粘着されている。静電容量センサシート１２は、例えば絶縁性を有する光透過性の基材層に導電性のパターン層が積層形成され、このパターン層が光透過性を有する複数の検出電極により形成されており、この複数の検出電極に接続された引き回しラインが制御装置に接続されている（特許文献１、２、３参照）。
【０００４】
静電容量センサシート１２は、フロントパネル１１から離れると、指の検出感度が低下するので、指の検出感度を確保する観点から、フロントパネル１１の裏面側に可能な限り密接することが好ましい。また、ライトガイド２２は、光源２３から入射した光線を内部に導いて静電容量センサシート１２方向に照射し、フロントパネル１１と静電容量センサシート１２とを照光する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９‐１８７８５４号公報
【特許文献２】特開２００９‐２５９６９２号公報
【特許文献３】特開２００８‐３１０５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来における静電容量型入力装置１０は、以上のように構成され、フロントパネル１１の裏面側に静電容量センサシート１２を隙間なく密接させる必要がある。しかしながら、隙間なく密接させる作業は、薄く撓み易い粘着シート３０の取扱性や情報通信機器１の周辺部品との位置関係等から容易ではないので、フロントパネル１１、静電容量センサシート１２、及び粘着シート３０の間に隙間が不規則に生じ、この隙間に空気が流入して検出感度の低下を招いたり、見苦しい空気溜まりの生じることがある。
【０００７】
特に、粘着シート３０を使用する場合、一度粘着シート３０を粘着すると、フロントパネル１１と粘着シート３０の間や静電容量センサシート１２と粘着シート３０の間に流入した空気を除去するのは容易なことではない。係る空気の流入を防止する手法としては、真空ポンプ等で真空の環境を形成し、この真空の環境下でフロントパネル１１に静電容量センサシート１２を粘着シート３０で密着する方法が考えられる。しかし、この方法を採用する場合には、大掛かりな設備等を必要とし、コストが増大するという新たな問題が生じる。また、静電容量センサシート１２とライトガイド２２とが接触すると、接触した箇所で不要な光線の散乱（光漏れ）を招くことがある。
【０００８】
本発明は上記に鑑みなされたもので、操作パネルと静電容量センサシートとを接近させることにより、これらの間に空気が介在して検出に支障を来たすのを安価に抑制することのできる静電容量型入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明においては上記課題を解決するため、導体に接近される光透過性の操作パネルと、この操作パネルに接近した導体とパターン層の検出電極との間の静電容量の変化を検出する静電容量センサシートと、この静電容量センサシートの操作パネルに対向する対向面とは反対側の非対向面側に設けられるバックアップ材とを含み、
静電容量センサシートの少なくとも非対向面周縁部とバックアップ材とを圧縮変形可能な弾性接着材により接着してモジュール化し、操作パネルに静電容量センサシートを弾性接着材により接近させるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
なお、静電容量センサシートは、操作パネルの裏面に対向する絶縁性の基材層と、この基材層に少なくとも複数の検出電極が配列形成されるパターン層とを含み、基材層に可撓性を付与して操作パネルの裏面形状に応じて屈曲可能とすることができる。
また、静電容量センサシートの基材層と複数の検出電極とに光透過性をそれぞれ付与し、静電容量センサシートとバックアップ材との間に空隙を区画形成し、バックアップ材を、光源からの光線を静電容量センサに照射するライトガイドとすることができる。
【００１１】
また、弾性接着材を、発泡スポンジの両面に両面粘着層をそれぞれ粘着して形成することもできる。
また、弾性接着材を、弾性ゴムの両面に両面粘着層をそれぞれ粘着して形成することも可能である。
さらに、弾性接着材を、発泡樹脂フィルムの両面に両面粘着層をそれぞれ粘着して形成することも可能である。
【００１２】
ここで、特許請求の範囲における静電容量センサシートは、基材層の表裏いずれかの面にパターン層の複数のＸ検出電極とＹ検出電極とが配列されたタイプ、基材層の表面にパターン層の複数のＸ検出電極が配列され、基材層の裏面にパターン層の複数のＹ検出電極が配列されたタイプ、第一の基材層にパターン層の複数のＸ検出電極が配列され、第二の基材層にパターン層の複数のＹ検出電極が配列されたタイプ等があるが、特に限定されるものではない。
【００１３】
バックアップ材は、静電容量センサシートを支持できる構成であれば良く、少なくとも板形や枠形の支持板、ライトガイド等が含まれる。また、弾性接着材は、単数複数を特に問うものではなく、必要に応じて枠形、細い線形、紙片形等に形成される。光源の種類や数は、必要に応じ、増減変更することができる。
【００１４】
本発明によれば、静電容量センサシートとバックアップ材とを弾性接着材により接着してモジュール化し、このモジュール化したモジュール品の静電容量センサシートを操作パネルに対向して接近させれば、静電容量型入力装置を得ることができる。弾性接着材が操作パネル方向に静電容量センサシートを押し付けるので、操作パネルと静電容量センサシートとが接近し、操作パネルに静電容量センサシートが隙間なく密接したり、僅かな隙間をおいて対向することとなる。したがって、操作パネルと静電容量センサシートとの間に空気が少なからず流入して空気溜まりが生じるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、操作パネルと静電容量センサシートとを接近させることにより、これらの間に空気が介在して検出に支障を来たすのを安価に抑制することができるという効果がある。また、大掛かりな設備を用いることなく、空気が介在するのを抑制することができる。
【００１６】
また、請求項２記載の発明によれば、例え操作パネルの裏面が湾曲していたり、裏面に凹凸等が形成されていても、操作パネルの裏面に静電容量センサシートを柔軟に対応させて接近させることができる。したがって、操作パネルと静電容量センサシートとの間に大きな隙間が生じるのを防ぐことができる。
【００１７】
また、請求項３記載の発明によれば、静電容量センサシートの検出電極や操作パネルを照光して静電容量センサシートの操作の便宜を確保したり、意匠性や装飾性を向上させることができる。また、静電容量センサシートとライトガイドとの間に弾性接着材を介在させて空隙を区画すれば、静電容量センサシートとライトガイドとの接触に伴う光線の散乱・光漏れ等を防ぎ、ライトガイドから静電容量センサ方向に光線を適切に照射することが可能になる。
【００１８】
さらに、請求項４記載の発明によれば、静電容量センサシートとバックアップ材の組み立てが容易になり、静電容量センサシートやバックアップ材に接着剤等を個々に塗布しなくても簡単に接着してモジュール化することが可能になる。また、弾性接着材の発泡スポンジが弾性や圧縮性に優れ、多少の寸法誤差等を吸収するので、周辺との寸法精度等に特に配慮しなくても、操作パネルに静電容量センサシートを適切に接近させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態を模式的に示す部分断面説明図である。
【図２】本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態における静電容量センサシートを模式的に示す平面説明図である。
【図３】本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態における静電容量センサシートを模式的に示す断面説明図である。
【図４】本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態における弾性接着材を模式的に示す平面説明図である。
【図５】本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態における弾性接着材を模式的に示す説明図である。
【図６】情報通信機器を模式的に示す斜視説明図である。
【図７】従来の静電容量型入力装置を模式的に示す部分断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態における静電容量型入力装置１０は、図１ないし図５に示すように、ユーザの指に接近されるフロントパネル１１と、このフロントパネル１１に接近した指とＸ検出電極１６あるいはＹ検出電極１９との間の静電容量の変化を検出する可撓性の静電容量センサシート１２と、この静電容量センサシート１２のフロントパネル１１に対向する対向表面とは反対側の裏面側に対向するライトガイド２２とを備え、静電容量センサシート１２とライトガイド２２とを弾性接着材２５により接着してモジュール化するようにしている。
【００２１】
フロントパネル１１は、図１に示すように、例えば光透過性を有する透明な平板に形成され、情報通信機器１の筐体に組み込まれて表面にユーザの指が圧接する。このフロントパネル１１の裏面には、光透過性の加飾層や光線を部分的に遮光する遮光層が選択的に積層形成される。フロントパネル１１は、平板に形成される他、必要に応じ、光透過性の湾曲板等に形成され、裏面に必要数の凹部や凸部が配設される。
【００２２】
静電容量センサシート１２は、図１ないし図３に示すように、相対向する第一、第二の基材層１３・１３Ａを備え、第一の基材層１３の周縁部を除く実用領域に導電性のＸパターン層１５が積層形成されるとともに、第二の基材層１３Ａの周縁部を除く実用領域に導電性のＹパターン層１８が積層形成され、絶縁性の透明粘着シート２１により粘着固定されており、フロントパネル１１の裏面に対向する。
【００２３】
第一、第二の基材層１３・１３Ａは、例えば耐熱性や強度に優れるポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート製の透明フィルム等により平面矩形に形成され、絶縁性と可撓性とが付与される。第一の基材層１３は、第二の基材層１３Ａの下方に位置して対向し、後部周縁から細長いテール部１４が突出形成されており、このテール部１４が図示しない制御装置に着脱自在に接続される。
【００２４】
Ｘパターン層１５は、Ｘ方向に並ぶ複数のＸ検出電極１６と、この複数のＸ検出電極１６用の引き回しライン１７とを備えて形成される。複数のＸ検出電極１６は、第一の基材層１３の表面Ｙ方向に一列に連接して並べられるとともに、所定の間隔でＸ方向に配列される。複数のＸ検出電極１６の大部分は平面視で略ダイヤモンドパターンの薄膜に形成され、列の末端に位置する残部のＸ検出電極１６が平面視で略半ダイヤモンドパターンの薄膜に形成される。
【００２５】
Ｙ方向に並んだ複数のＸ検出電極１６のうち、末端のＸ検出電極１６の表面周縁部には、導電性を有する細長い低抵抗の引き回しライン１７が電気的に重ねて接続され、この引き回しライン１７が第一の基材層１３のテール部１４に伸長形成されて制御装置に電気的に導通接続される。
【００２６】
このようなＸパターン層１５は、第一の基材層１３の表面に複数のＸ検出電極１６が光透過性の導電インク（例えば、導電性ポリマー等）によりスクリーン印刷され、乾燥硬化することにより透明に形成され、第一の基材層１３の表面に銀ペースト等がスクリーン印刷され、乾燥硬化することで複数本の引き回しライン１７が形成される。
【００２７】
Ｙパターン層１８は、Ｙ方向に並ぶ複数のＹ検出電極１９と、この複数のＹ検出電極１９用の引き回しライン２０とを備える。複数のＹ検出電極１９は、第二の基材層１３Ａの表面Ｘ方向に一列に連接して並べられるとともに、所定の間隔でＹ方向に配列される。この複数のＹ検出電極１９の大部分は平面視で略ダイヤモンドパターンの薄膜に形成され、列の端に位置する残部のＹ検出電極１９が平面視で略半ダイヤモンドパターンの薄膜に形成される。
【００２８】
Ｘ方向に並んだ複数のＹ検出電極１９のうち、末端のＹ検出電極１９の表面周縁部には、導電性の細長い低抵抗の引き回しライン２０が電気的に重ねて接続され、この引き回しライン２０が第二の基材層１３Ａの側部周縁からスルーホールを経由して第一の基材層１３の後部周縁に伸び、第一の基材層１３のテール部１４に伸長形成されて制御装置に導通接続される。
【００２９】
このようなＹパターン層１８は、第二の基材層１３Ａの表面に複数のＹ検出電極１９が光透過性の導電インク（導電性ポリマー等）によりスクリーン印刷され、乾燥硬化することにより透明に形成され、第二の基材層１３Ａの表面に銀ペースト等がスクリーン印刷され、乾燥硬化することで複数本の引き回しライン２０が形成される。
【００３０】
ライトガイド２２は、図１に示すように、隣接するＬＥＤ等の光源２３から周面に入射した光線（図１の矢印参照）を内部ＸＹ方向に導いて静電容量センサシート１２方向に照射し、フロントパネル１１と静電容量センサシート１２とを照光して操作の便宜を図るようよう機能する。
【００３１】
ライトガイド２２は、例えば光導光性のポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を使用して静電容量センサシート１２に対応する大きさの平板に成形され、静電容量センサシート１２の裏面に対向する対向面、すなわち表面に、導光されて来た光線を外部に拡散照射する複数の拡散模様２４が並べてドット印刷される。
【００３２】
弾性接着材２５は、図１、図４、図５に示すように、例えば平面略溝形の平板に成形された圧縮変形可能な発泡スポンジ２６を備え、この発泡スポンジ２６の表裏両面に、両面粘着テープ等からなる両面粘着層２７がそれぞれ粘着して形成されており、静電容量センサシート１２の実用領域ではない裏面周縁部（非対向面周縁部）とライトガイド２２の表面周縁部との間に介在して接着される。
【００３３】
このような弾性接着材２５は、比較的小さな弾性作用によりフロントパネル１１の裏面側に静電容量センサシート１２を隙間なく密接させるとともに、静電容量センサシート１２とライトガイド２２との間に空隙２８を区画形成し、静電容量センサシート１２とライトガイド２２とを非接触の関係にして接触に伴う不要な光線の散乱（光漏れ）を防止する。
【００３４】
上記構成において、静電容量型入力装置１０を組み立てる場合には、静電容量センサシート１２とライトガイド２２とを弾性接着材２５により接着してモジュール化し、このモジュール化したモジュール品の静電容量センサシート１２をフロントパネル１１の裏面に対向して接近させれば、静電容量型入力装置１０を組み立てることができる。
【００３５】
この際、弾性接着材２５の発泡スポンジ２６の表裏面に両面粘着層２７がそれぞれ粘着されているので、組み立てが実に容易であり、静電容量センサシート１２やライトガイド２２に接着剤等を特に塗布しなくても簡易に接着することができる。また、弾性接着材２５がフロントパネル１１の裏面に静電容量センサシート１２を適切に押圧するので、フロントパネル１１の裏面に静電容量センサシート１２が隙間なく密接することとなる。したがって、フロントパネル１１と静電容量センサシート１２との大きな隙間に空気が流入するのを防止し、体裁に悪影響を及ぼす空気溜まりが発生するのを防ぐことができる。
【００３６】
また、弾性接着材２５の押圧力が小さいので、フロントパネル１１と静電容量センサシート１２とに大きな押圧力が作用し、フロントパネル１１や静電容量センサシート１２を損傷させるおそれを有効に排除することができる。また、静電容量センサシート１２が撓むので、例えフロントパネル１１の裏面が湾曲していたり、裏面に凹部や凸部が形成されていても、フロントパネル１１の裏面形状に応じ、静電容量センサシート１２が柔軟、かつ適切に屈曲して密接する。したがって、フロントパネル１１と静電容量センサシート１２との間に大きな隙間が生じたり、この隙間に空気が流入するのを有効に防止することができる。
【００３７】
静電容量型入力装置１０が組み立てられ、光源２３が発光すると、光線は、ライトガイド２２の周面から内部に入射してＸＹ方向に導光され、ライトガイド２２の各拡散模様２４から静電容量センサシート１２に拡散照射される。この際、静電容量センサシート１２とライトガイド２２との間にスペーサとして介在した弾性接着材２５により、静電容量センサシート１２とライトガイド２２との間に空隙２８が区画されているので、光線は、乱反射することなく静電容量センサシート１２方向に適切に照射される。
【００３８】
静電容量センサシート１２に照射された光線は、静電容量センサシート１２の第一、第二の基材層１３・１３Ａ、Ｘ検出電極１６、Ｙ検出電極１９、透明粘着シート２１を通過してフロントパネル１１に照射され、静電容量センサシート１２のＸ検出電極１６、Ｙ検出電極１９、及びフロントパネル１１をそれぞれ照光する。
【００３９】
このような静電容量型入力装置１０は、フロントパネル１１の表面にユーザの指が圧接し、選択されたＸパターン層１５のＸ検出電極１６あるいはＹパターン層１８のＹ検出電極１９に指が接近して対向すると、指との間の静電容量が変化するので、この静電容量の変化を検出して制御装置に出力し、情報通信機器１の操作に資することとなる。
【００４０】
上記構成によれば、フロントパネル１１の裏面に静電容量センサシート１２を弾性接着材２５が圧接して隙間なく密接させるので、フロントパネル１１と静電容量センサシート１２の隙間に空気が流入し、検出感度の低下を招くおそれがなく、検出感度の安定化を図ることができる。また、弾性接着材２５の発泡スポンジ２６が弾性や圧縮性に優れ、多少の寸法誤差等を吸収可能なので、情報通信機器１の周辺部品との位置関係や寸法精度に特に配慮しなくても、フロントパネル１１に静電容量センサシート１２を圧接して密接させることができる。
【００４１】
また、取り扱いの不便な従来の粘着シート３０を静電容量センサシート１２の密接に使用する必要がないので、組立作業の円滑化、迅速化、容易化が大いに期待できる。さらに、真空ポンプ等で真空の環境を形成し、真空の環境下でフロントパネル１１に静電容量センサシート１２を密接させる必要もないので、大掛かりな設備等を省略し、コスト削減を図ることが可能になる。
【００４２】
なお、上記実施形態では弾性接着材２５を、発泡スポンジ２６の表裏両面に両面粘着層２７をそれぞれ粘着して形成したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、弾性接着材２５を、薄い発泡樹脂フィルムの表裏両面に両面粘着層２７をそれぞれ粘着して形成しても良い。
【００４３】
また、静電容量センサシート１２の周縁部とライトガイド２２の周縁部との間に線状の弾性接着材２５を複数並べて接着しても良い。また、光線の透過に支障を来たさないのであれば、静電容量センサシート１２の周縁部以外の箇所に必要数の弾性接着材２５を接着しても良い。例えば、Ｘ検出電極１６と引き回しライン１７との間、Ｙ検出電極１９と引き回しライン２０との間等に弾性接着材２５を接着することもできる。さらに、光線の透過に支障を来たさないのであれば、静電容量センサシート１２とライトガイド２２との間に弾性のサポート材を介在して接着することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る静電容量型入力装置は、音響機器、テレビ電話を含む家電機器、携帯機器、コンピュータ機器、情報通信機器、自動車の車載機器、電子機器等の製造分野で使用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１        情報通信機器
１０      静電容量型入力装置
１１      フロントパネル（操作パネル）
１２      静電容量センサシート
１３      第一の基材層（基材層）
１３Ａ    第二の基材層（基材層）
１５      Ｘパターン層（パターン層）
１６      Ｘ検出電極（検出電極）
１８      Ｙパターン層（パターン層）
１９      Ｙ検出電極（検出電極）
２２      ライトガイド（バックアップ材）
２３      光源
２５      弾性接着材
２６      発泡スポンジ
２７      両面粘着層
２８      空隙
【図１】
2012238129.tif 000003
【図２】
2012238129.tif 000004
【図３】
2012238129.tif 000005
【図４】
2012238129.tif 000006
【図５】
2012238129.tif 000007
【図６】
2012238129.tif 000008
【図７】
2012238129.tif 000009