(57)【要約】  【課題】入力装置のパッドの感度をより向上する。  【解決手段】入力装置のパッド構造は、前記入力装置の操作面である外側に面する基材と、前記入力装置の内側に前記基材に対向配置される基板と、前記基板上に、前記基材と対向配置され、静電容量を検出するパッドと、前記パッドと前記基材との間に配置される誘電体の部材と、を備える。ここで、前記パッドと前記誘電体の部材とは、導電性の接着手段により接着される。【選択図】図１
2012174034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置のパッド構造であって、
前記入力装置の操作面である外側に面する基材と、
前記入力装置の内側に前記基材に対向配置される基板と、
前記基板上に、前記基材と対向配置され、静電容量を検出するパッドと、
前記パッドと前記基材との間に配置される誘電体の部材と、を備え、
前記パッドと前記誘電体の部材とは、導電性の接着手段により接着される、
ことを特徴とするパッド構造。
【請求項２】
請求項１に記載のパッド構造であって、
前記接着手段は、導電性の両面テープ、又は導電性の接着剤である、
ことを特徴とするパッド構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパッド構造であって、
前記誘電体の部材は、前記接着手段と接する面に凹凸の加工が施されている、
ことを特徴とするパッド構造。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか一項に記載のパッド構造であって、
前記パッドは、前記接着手段と接する面に凹凸の加工が施されている、
ことを特徴とするパッド構造。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか一項に記載のパッド構造であって、
前記誘電体の部材は、前記基板に配置された照明の光を前記基材へ導く導光体であり、
前記接着手段は、前記照明の光を前記基材側へ反射する反射性の構成を有する、
ことを特徴とするパッド構造。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか一項に記載のパッド構造を備える入力装置。
【請求項７】
請求項１〜５いずれか一項に記載のパッド構造を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量方式のタッチセンサーのパッド構造、及びこれを備える入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量の変化を検出することにより、ユーザーの指などのタッチを検出する静電容量方式のタッチセンサー（タッチパネル、タッチパッド、タッチスイッチなどを含む。）が知られている（例えば、特許文献１）。このタッチセンサーは、例えば、電子機器の筐体の操作パネルに使用され、ユーザーの手入力を受け付ける入力装置として電子機器を機能させる。
【０００３】
タッチセンサーの一つとして、例えば、静電容量を検出して出力するパッド（例えば、静電パッド、タッチパッドともいう）と、パッドから出力された静電容量の変化を検出してＣＰＵ等に出力するコントローラー（例えば、コントロールＩＣともいう）とを備えるものが知られている。該コントローラーは、例えば、パッドから出力される信号をＣＰＵで処理可能な信号（例えば、電位を示す値や周波数）に変換して出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５２５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のタッチセンサーを用いた入力装置では、例えば、ユーザーが操作する操作面を構成する基材（筐体）の下に導光体を配置し、該導光体の下にパッドを配置する。パッドは、操作面を構成する基板の下に配置されたタッチセンサー基板の上に設けられている。タッチセンサー基板には、さらに、ＬＥＤなどの照明が設けられている。導光体は、前記照明からの光を操作面へと導く。操作面が発光することにより、ユーザーはタッチなどの操作の対象領域を認識することができる。
【０００６】
ところで、パッドは、電子機器がユーザーの指示を検出するために使用されるものであるため、できる限り感度が高い（例えば、軽いタッチでも電子機器が反応する）方がよい。しかし、上記のような入力装置の構造においては、パッドと操作面の距離が長くなるほど、静電容量の変化が検出されにくくなり、感度が低くなる。また、導光体とパッドとの接着が、何らかの原因により剥がれたり緩んだりした場合、感度が低くなる。
【０００７】
そこで、本発明は、パッドの感度をより向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための本発明の一態様は、入力装置のパッド構造であって、前記入力装置の操作面である外側に面する基材と、前記入力装置の内側に前記基材に対向配置される基板と、前記基板上に、前記基材と対向配置され、静電容量を検出するパッドと、前記パッドと前記基材との間に配置される誘電体の部材と、を備え、前記パッドと前記誘電体の部材とは、導電性の接着手段により接着される、ことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記接着手段は、導電性の両面テープ、又は導電性の接着剤である、ことを特徴としていてもよい。
【００１０】
また、上記のいずれかのパッド構造において、前記誘電体の部材は、前記接着手段と接する面に凹凸の加工が施されている、ことを特徴としていてもよい。
【００１１】
また、上記のいずれかのパッド構造において、前記パッドは、前記接着手段と接する面に凹凸の加工が施されている、ことを特徴としていてもよい。
【００１２】
また、上記のいずれかのパッド構造において、前記誘電体の部材は、前記基板に配置された照明の光を前記基材へ導く導光体であり、前記接着手段は、前記照明の光を前記基材側へ反射する反射性の構成を有する、ことを特徴としていてもよい。
【００１３】
上記の課題を解決するための本発明の他の態様は、上記のいずれかのパッド構造を備える入力装置であってもよい。
【００１４】
上記の課題を解決するための本発明の他の態様は、上記のいずれかのパッド構造を備える電子機器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施形態の一例に係る入力装置のハードウェアの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態の一例に係るパッド構造を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態の変形例１に係るパッド構造を示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態の変形例２に係るパッド構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の第一実施形態の一例について、図面を参照して説明する。
【００１７】
本実施形態では、タッチセンサーを備える入力装置は、例を挙げると、プリンター、スキャナー、コピー機、複合機、携帯端末、ＰＣ（Personal Computer）などの電子機器である。もちろん、電子機器は、例えば、その筐体（基材）の外側に、ユーザーが電子機器への入力を行うための操作パネルなどの操作面を備える。操作面の下（筐体の内側、電子機器の内部）には、操作面と対向してタッチセンサー基板が設けられており、操作面のユーザーのタッチ操作を検出できるようになっている。
【００１８】
操作面には、例えば、ユーザーがタッチするための複数のキー（キー領域）が配置される。また、タッチセンサー基板上には、各キーに対応して、導光体と、パッドと、照明とが設けられる。各キーは、タッチセンサー基板上の照明により、電子機器内部から照らされ、キー領域の周りよりも明るく光るようになっている。キーが発光することにより、ユーザーはタッチなどの操作の対象を認識することができる。
【００１９】
以下、上記の入力装置の構造を、パッド構造を中心に、より具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第一実施形態の一例に係る入力装置のハードウェアの概略構成を示す図である。本図は、タッチセンサー基板３０が入力装置の筐体１０の内部に取り付けられた状態を側面から見た図である。なお、本図は、パッド構造を中心に説明するためのものであり、主要でない構成は省略している。また、キーは、複数設けられていてもよいが、各キーは同様の構成であるので、一つのキーを代表的に図示する。
【００２１】
タッチセンサー基板３０は、キー２０に対応して、導光体４０と、パッド６０と、ＬＥＤ（light emitting diode）７０とを備える。また、タッチセンサー基板３０は、パッド６０を制御するパッド制御回路８０と、ＬＥＤ７０を制御するＬＥＤ制御回路９０とを備える。パッド制御回路８０とパッド６０とは、信号線により接続される。ＬＥＤ制御回路９０とＬＥＤ７０とは、信号線により接続される。
【００２２】
パッド６０は、いわゆる静電パッドであり、例えば、電極から構成される。パッド６０は、例えば、人の指などの誘電体が接近することにより蓄積される電荷を検出し、パッド制御回路８０に出力する。
【００２３】
パッド６０と筐体１０との間には、導光体４０が配置される。導光体４０の上端は、筐体１０の内側の面に接着され、下端は、パッド６０の上側の面に接着される。導光体４０と筐体１０とは、両面テープにより接着される（不図示）。導光体４０とパッド６０とは、両面テープ（両面粘着テープ）５０により接着される。なお、後述するように、本実施形態では、両面テープ（両面粘着テープ）５０が特徴的な要素である。導光体４０の一部は、ＬＥＤ６０の発光する部分の少なくとも一部を挿入できる挿入口が形成されている。
【００２４】
タッチセンサー基板３０のパッド６０の近隣には、キー２０の照明であるＬＥＤ７０が配置されている。ＬＥＤ７０の発光する部分の少なくとも一部は、導光体４０の挿入口に挿入されている。
【００２５】
導光体４０は、ＬＥＤ７０の光を筐体１０へと導く。すなわち、筐体１０の少なくとも導光体４０と接着されている部分（キー２０に対応する領域）の少なくとも一部は、光を透過する材質又は構成となっており、ユーザーはこの光により操作対象であるキー２０を確認できる。導光体４０は、パッド６０が静電容量の変化を検出できるように、誘電体である。
【００２６】
パッド制御回路８０は、パッド６０を制御するユニットであり、例えば、専用のコントロールＩＣである。タッチセンサー基板３０は、例えば、電子機器を制御するメインコントローラー基板（不図示）などに接続されている。メインコントローラー基板には、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどが設けられている。パッド制御回路８０は、例えば、パッド６０の出力を測定し、ＣＰＵが処理可能な信号に変換して出力する。
【００２７】
なお、ＣＰＵは、例えば、パッド６０から所定時間ごとに測定値を取得し、ある時点の測定値と所定時間後のある時点の測定値との差分を算出し、該差分が予め定められた値を超えている場合に当該パッド６０がタッチされた判定する。もちろん、タッチされたか否かの判定をパッド制御回路８０が行い、タッチされているか否かを示す信号をＣＰＵに出力するようにしてもよい。
【００２８】
ＬＥＤ制御回路９０は、ＬＥＤ７０を制御するユニットであり、例えば、専用のコントロールＩＣである。ＬＥＤ制御回路９０は、例えば、ＬＥＤ７０の点灯／消灯を制御することができる。なお、ＣＰＵは、例えば、ＬＥＤ７０の点灯／消灯を示す信号をＬＥＤ制御回路９０に出力する。そして、ＬＥＤ制御回路９０は、ＣＰＵの指示に従って、ＬＥＤ７０を点灯／消灯する。
【００２９】
もちろん、上記の入力装置１の構成は一例である。例えば、タッチセンサー基板３０とコントローラー基板は一体となっていてもよい。また、例えば、導光体４０、パッド６０、及びＬＥＤ７０と、パッド制御回路８０及びＬＥＤ制御回路９０とは、別々の基板に搭載されていてもよい。また、照明は、ＬＥＤに限られず、他の照明装置であってもよい。
【００３０】
以上が、本発明の第一実施形態の一例に係る入力装置の、ハードウェアの概略構成の一例である。ただし、この構成は、本願発明の特徴を説明するにあたって主要構成を説明したのであって、上記の構成に限られない。また、一般的な入力装置が備える構成を排除するものではない。
【００３１】
次に、本実施形態の特徴的なパッド構造について説明する。図２は、本発明の第一実施形態の一例に係るパッド構造を示す図である。
【００３２】
本実施形態では、両面テープ５０として、導電性（又は導電性の高い）の両面粘着テープを使用する。導電性の両面粘着テープは、例えば、導電性の箔状の芯材の両面に、粘着剤を塗布したものである。芯材の材料としては、例えば、アルミや銅などの金属が用いられる。粘着剤としては、例えば、アクリル系導電性粘着剤などが用いられる。なお、芯材や粘着剤の材料は、両面テープを導電性にできればこれらに限られない。
【００３３】
もちろん、接着手段は、上記のような導電性の両面粘着テープに限られず、導電性を持つ機能性接着部材であってもよい。例えば、ゲル状や液状の導電性接着剤である。この場合、導電性を持たせるために、接着剤には、例えば、アルミや銅などの金属の粉末が混ざっている。
【００３４】
さて、パッドは静電容量を検出するものであるため、一般的に、ユーザーの指などが接する位置（筐体１０の表面）とパッド（パッド６０の表面）との距離が長くなると、感度が低くなる。一方、当該距離が短くなると、感度が高くなる。本図では、便宜上、筐体１０の厚みを除いて考えると、距離ｄ´が短いほど感度が高くなる。
【００３５】
そこで、本実施形態では、上述のように、導光体４０とパッド６０とを、導電性の両面テープ５０により接着する。このようにすることで、電極であるパッド６０と両面テープ５０とが電気的に一体化し、距離ｄ´よりも短い距離ｄで静電容量を検出できるようになる。その結果、感度が向上する。
【００３６】
なお、従来は、導光体とパッドの接着には、例えば、絶縁性の（又は導電性の低い）両面粘着テープが使用される。絶縁性の両面粘着テープは、例えば、絶縁性の箔状の芯材の両面に、粘着剤を塗布したものである。芯材の材料としては、例えば、ポリエステルなどの高分子化合物が用いられる。粘着剤には、例えば、導電性の低い又は絶縁性のアクリル系粘着剤、やシリコン系粘着剤が使用される。そのため、パッド６０と両面テープ５０とが電気的に一体化せず、距離ｄ´で静電容量が検出される。そのため、本実施形態と比べて、感度が低い。
【００３７】
以上が本発明の第一実施形態での一例ある。本実施形態によれば、パッドの感度をより向上することができる。
【００３８】
なお、上記の本発明の各実施形態は、本発明の要旨と範囲を例示することを意図し、限定するものではない。多くの代替物、修正および変形例が当業者にとって明らかである。
【００３９】
以下、各種変形例を、上記の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４０】
＜変形例１＞
変形例１では、図３に示すように、導光体４０ａの両面テープ５０に接する面に、凹凸加工が施されている。凹凸加工は、例えば、シボ加工やエッチング加工等である。凹凸があることにより、該凹部に両面テープ５０の粘着剤が入り込み、接着面積が大きくなるとともに、接着強度が増す。
【００４１】
このような構成により、導光体４０ａが両面テープ５０から剥がれにくくなるので、パッド６０の感度が低下するのをより効果的に防ぐことができる。
【００４２】
＜変形例２＞
変形例２では、変形例１とは異なり、図４に示すように、パッド６０ａの両面テープ５０に接する面（電極）に、凹凸加工が施されている。凹凸加工は、例えば、シボ加工やエッチング加工等である。凹凸があることにより、該凹部に両面テープ５０の粘着剤が入り込み、接着面積が大きくなるとともに、接着強度が増す。
【００４３】
このような構成により、パッド６０ａが両面テープ５０から剥がれにくくなるので、パッド６０の感度が低下するのをより効果的に防ぐことができる。もちろん、変形例２と変形例１とを組み合わせてもよい。
【００４４】
＜変形例３＞
変形例３では、導電性の両面テープ５０として、光の反射率のより高い反射性のものを使用する。反射率の高い両面粘着テープは、例えば、箔状の芯材として、反射率の高い金属などの材料を使用すればよい。また、例えば、箔状の芯材の少なくとも導光体側に、反射率が高まるような加工を施してもよい。また、例えば、芯材の少なくとも導光体側の粘着剤に、反射率が高まる金属などの材料を混ぜてもよい。なお、接着手段として、ゲル状などの接着剤を使用する場合は、例えば、反射率が高まる金属などの材料を混ぜてもよい。
【００４５】
このような構成により、ＬＥＤ７０からの光の反射率が高まり、キー２０に対応する領域がより明るくなる。また、ユーザーがよりキー領域を認識し易くなるとともに、より精度よく指をキー領域に接触することができる。その結果、キー領域からずれた位置で指が接触する場合が少なくなり、パッドの感度がより高くなる。
【００４６】
なお、上記の第一実施形態の一例と、各種変形例とは、少なくとも一以上を適宜組み合わせてもよい。
【００４７】
また、上記のパッド構造では、パッドと筐体との間に導光体を設けているが、キーを発光させる必要がない形態では、導光体でなく、誘電体の部材であればよい。
【符号の説明】
【００４８】
１：入力装置、１０：筐体、２０：キー、３０：タッチセンサー基板、４０：導光体、４０ａ：導光体、５０：両面テープ、６０：パッド、６０ａ：パッド、７０：ＬＥＤ、８０：パッド制御回路、９０：ＬＥＤ制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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