(57)【要約】【課題】新たな部品等を設けることなくユーザが意図しない誤操作の発生を防ぐ。【解決手段】人体の指先等の操作体の接近または接触を検出するための電極パッド２０ｃが操作パネル１０の裏面に設けられている。操作パネル１０の裏面の領域のうち、電極パッド２０ｃの他の電極パッドとの間の領域、配線電極３０ａ、３０ｂが設けられた領域に、真空接着を行うための空気溝８０が設けられている。真空接着の際に空気溝８０の空気を吸引する吸引口には、操作体が接近または接触していない場合には静電容量の変化が検出閾値を超えないような誘電率および導電率となるように樹脂材料の表面に形成される金属膜の膜厚が設定されたアクセント部８１が埋め込まれている。空気溝８０内には比誘電率が約１の空気が充填され、操作パネル１０の樹脂材料の比誘電率よりも低いため、操作体が配線電極３０ａ、３０ｂや電極パッド２０ｃ周囲の領域に接近しても誤操作になり難い。【選択図】図７
2013105444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接近する操作体との間で静電結合を行うことにより該操作体の接近または接触を検出するための電極パッドと、前記電極パッドに接続された配線電極とから構成された静電容量センサと、
前記静電容量センサが裏面に設けられた操作パネルを備えた静電容量型タッチパネルにおいて、
前記操作パネルの裏面の領域のうち、前記静電容量センサにおいて操作体の接近または接触に対して反応させたくない領域と対抗する領域に、真空接着を行うための空気溝が設けられていることを特徴とする静電容量型タッチパネル。
【請求項２】
前記静電容量センサにおいて操作体の接近または接触に反応させたくない領域が、前記電極パッドの隣接する他の電極パッドとの間の領域、または、前記配線電極が設けられている領域である請求項１記載の静電容量型タッチパネル。
【請求項３】
前記操作パネルの前記静電容量センサが設けられた面と反対側の表面に、真空接着の際に前記空気溝の空気を吸引するための吸引口が、他の領域よりも厚みが少ない凹部として設けられ、該凹部内に、樹脂材料の表面に蒸着により金属膜が形成されるとともにグランド電位と電気的に接続された装飾部が埋め込まれている請求項１または２記載の静電容量型タッチパネル。
【請求項４】
前記装飾部は、操作体が接近または接触していない場合には静電容量の変化が検出閾値を超えないような誘電率および導電率となるように、樹脂材料の表面に形成される金属膜の膜厚が設定されている請求項３記載の静電容量型タッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の指先等の操作体の接近または接触を静電容量の変化として検出する静電容量型タッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な電子機器の操作部にタッチパネルが広く用いられるようになっている。特に、タッチパネルを実現する様々な方式の中でも静電容量センサを用いて検出を行う静電容量型タッチパネルが各種の電子機器に広く採用されるようになっている。
【０００３】
静電容量センサは、一般的に、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ)等の透明導電膜により形成された電極パッドと、この電極パッドの静電容量の変化を伝達するための配線電極により構成される。このような静電容量センサでは、人体の指先等の操作体が電極パッドに接近すると電極パッドにより構成されるコンデンサの静電容量が変化するため、この静電容量の変化を配線電極を介して制御部に出力することにより、制御部側ではこの電極パッドへの操作が行われたことを検出することが可能となる。
【０００４】
このように、静電容量型タッチパネルは、機械的に動作する機構が不要なため耐久性が高く、また操作感等の調整も不要になるという利点を有する。さらに、静電容量型タッチパネルには、厚みを薄くすることができる点や、操作面をフラットにできることによるレイアウトやデザインの自由度が高いという点や、部品点数を削減することができるという利点もある。
【０００５】
しかし、静電容量型タッチパネルでは、微妙な静電容量の変化により操作体の接近または接触を検出するため、ユーザが意図しない操作を検出してしまう場合がある。例えば、ある電極パッドの端部に操作体が接近した場合、その電極パッドに隣接する電極パッドとの間でも静電結合が発生すると、２つの電極パッドについて操作が行われたものと誤検出してしまうよう可能性がある。また、配線電極上に操作体が接近した場合、配線電極に接続されている電極パッドへの操作が行われたものと誤検出してしまうような可能性もある。
【０００６】
このような操作は、ユーザにとっては意図しない操作であるため、ユーザにとっては誤動作であるように見えてしまい好ましいものではない。
【０００７】
このような誤検出を防止するためには、各電極パッド間の距離や電極パッドと配線電極との間の距離を長くしたり配線電極は操作体が近接できないような場所に設ける必要がある。しかし、操作ボタンの配置や数、操作パネルのデザイン上の制約等から電極パッドや配線電極をこのような配置とすることができない場合も多い。
【０００８】
そのため、例えば、特許文献１に記載された静電容量センサでは、配線ライン上に発泡層を設けることにより配線ラインに操作体が接近した場合の誤操作を防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−８６３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、この特許文献１に開示された技術では、静電容量センサに、発泡層という新たな層を設けているため、静電容量センサの外形寸法が大きくなったり、厚みが厚くなったりするという問題点がある。また、静電容量センサを作成する際の製造コストが増加するという問題点も発生する。さらに、操作パネルのデザインの自由度に制限が生じてしまう可能性があるという問題点もある。
【００１１】
このように従来技術では、ユーザが意図しない操作である誤操作の発生を防ごうとした場合、発泡層のような新たな部品等も設ける必要があり、スペース的にもコスト的にも不利になってしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、新たな部品等を設けることなくユーザが意図しない操作である誤操作の発生を防ぐことが可能な静電容量型タッチパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本願の請求項１に係る発明は、接近する操作体との間で静電結合を行うことにより該操作体の接近または接触を検出するための電極パッドと、前記電極パッドに接続された配線電極とから構成された静電容量センサと、
前記静電容量センサが裏面に設けられた操作パネルを備えた静電容量型タッチパネルにおいて、
前記操作パネルの裏面の領域のうち、前記静電容量センサにおいて操作体の接近または接触に対して反応させたくない領域と対抗する領域に、真空接着を行うための空気溝が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明では、操作パネルの裏面の領域のうち、静電容量センサにおいて操作体の接近または接触に対して反応させたくない領域と対抗する領域には、操作パネルの材質よりも誘電率が小さい空気溝が設けられているため、電極パッド以外の領域に操作体が接近または接触した場合の静電容量の変化量が検出閾値を越える可能性が低くなる。そのため、本発明によれば、真空接着を行うための空気溝を利用するだけで新たな部品等を設けることなくユーザが意図しない操作である誤操作の発生を防ぐことが可能になる。
【００１５】
また、本願の請求項２に係る発明は、前記静電容量センサにおいて操作体の接近または接触に反応させたくない領域が、前記電極パッドの隣接する他の電極パッドとの間の領域、または、前記配線電極が設けられている領域である。
【００１６】
さらに、本願の請求項３に係る発明では、前記操作パネルの前記静電容量センサが設けられた面と反対側の表面に、真空接着の際に前記空気溝の空気を吸引するための吸引口が、他の領域よりも厚みが少ない凹部として設けられ、該凹部内に、樹脂材料の表面に蒸着により金属膜が形成されるとともにグランド電位と電気的に接続された装飾部が埋め込まれている。
【００１７】
本発明によれば、操作パネルに静電気放電ノイズが印加された場合でも、この静電気ノイズはグランド電位と電気的に接続された装飾部経由にて放電されるため、静電容量センサの電極パッド等に静電気放電ノイズが飛び込んで制御部等の電子回路を破壊してしまうような事態の発生を防ぐことが可能となる。
【００１８】
さらに、本願の請求項４に係る発明では、前記装飾部が、操作体が接近または接触していない場合には静電容量の変化が検出閾値を超えないような誘電率および導電率となるように、樹脂材料の表面に形成される金属膜の膜厚が設定されている。
【００１９】
本発明によれば、操作体が接触部に接近または接触していないのに、電極パッドと装飾部との間の静電結合により静電容量の変化が検出閾値を超えてしまい誤作動するような事態の発生を防ぐことが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、透明導電膜等により構成された静電容量センサ上に形成された樹脂等の操作パネルの厚みを所定の値よりも厚くせざるを得ない場合でも、人体の指等の操作体の接近もしくは接触を確実に検出することが可能になるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用する前の一般的な静電容量型タッチパネルを操作面側から見た概観図である
【図２】電極パッド２０ａ〜２０ｄおよび配線電極３０ａ〜３０ｄにより構成されている静電容量センサのみを示す図である。
【図３】図１に示した一般的な静電容量型タッチパネルにおけるＡ−Ａ'断面図である。
【図４】図１に示した一般的な静電容量型タッチパネルにおけるＡ−Ａ'断面図においてエアギャップが発生した場合の様子を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の静電容量型タッチパネルを操作面側から見た概観図である。
【図６】図５に示した本実施形態の静電容量型タッチパネルにおけるＢ−Ｂ'断面図（アクセント部８１が埋め込まれる前）である。
【図７】図５に示した本実施形態の静電容量型タッチパネルにおけるＢ−Ｂ'断面図（アクセント部８１が埋め込まれる後）である。
【図８】操作パネル１０の裏面に設けられた空気溝８０と電極パッド２０ａ〜２０ｄ、配線電極３０ａ〜３０ｄとの関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本実施形態の静電容量型タッチパネルについて説明を行うが、その前に本発明を適用する前の一般的な静電容量型タッチパネルの構成について説明する。
【００２３】
図１はこの一般的な静電容量型タッチパネルを操作面側から見た概観図である。
【００２４】
この一般的な静電容量型タッチパネルは、図１に示されるように、例えば乗用車等の自動車のフロントパネルの一部として構成され、操作パネル１１０と、この操作パネル１１０の裏面に設けられた静電容量センサにより構成されている。操作パネル１１０は、ポリカーボネート、アクリル等の樹脂材料等により構成され、比誘電率が３程度の誘電層として形成されている。ここで、比誘電率とは、真空の誘電率との比を表したものである。
【００２５】
そして、静電容量センサは、図示しない粘着性フィルム上に形成されていて、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ)等の透明導電膜により形成された電極パッド２０ａ〜２０ｄと、この電極パッド２０ａ〜２０ｄの静電容量の変化をそれぞれ伝達するための配線電極３０ａ〜３０ｄにより構成される。
【００２６】
電極パッド２０ａ〜２０ｄは、操作パネル１１０上に印刷された文字に対してそれぞれ対応して配置されていて、人体の指先等の操作体がこの印刷文字に接近した場合、接近する操作体との間で静電結合を行うことによって、この操作体の接近または接触を検出するために設けられている。
【００２７】
そして、４本の配線電極３０ａ〜３０ｄは、コネクタ４０に接続されており、ＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等のケーブル５０により制御基板上のコネクタ６０に接続されている。
【００２８】
そのため、制御基板上に設けられている制御部７０では、電極パッド２０ａ〜２０ｄの静電容量の値を監視することができ、この静電容量の値の変化量が、予め設定されている検出閾値を超えた場合に、その電極パッドに操作体が接近または接触したものと判定するようになっている。
【００２９】
電極パッド２０ａ〜２０ｄおよび配線電極３０ａ〜３０ｄにより構成されている静電容量センサは、例えば粘着性フィルムにより操作パネル１０の裏面に貼り付けられている。この電極パッド２０ａ〜２０ｄおよび配線電極３０ａ〜３０ｄにより構成されている静電容量センサのみを図２に示す。
【００３０】
４つの電極パッド２０ａ〜２０ｄは、それぞれ、上述したように操作パネル１１０の印刷文字に対応した位置に配置されている。そして、配線電極３０ａ〜３０ｄは、それぞれ、４つの電極パッド２０ａ〜２０ｄとコネクタ４０間を電気的に接続している。
【００３１】
次に、図１に示した一般的な静電容量型タッチパネルにおけるＡ−Ａ'断面図を図３に示す。
【００３２】
図３に示されるように、電極パッド２０ｃ、配線電極３０ａ、３０ｂは粘着性フィルム２３により操作パネル１１０の裏面に貼り付けられている。そして、電極パッド２０ｃは、操作パネル１１０の表面に印刷されている印刷文字２１に対応した位置に配置されている。人体の指先等の操作体が操作パネル１１０上の印刷文字２１付近に接近または接触すると、その操作体と電極パッド２０ｃとの間の静電結合によりコンデンサが形成され電極パッド２０ｃの静電容量が変化する。この静電容量の変化を制御部７０が検出することにより操作体により操作が行われたことが判定される。
【００３３】
しかし、このような粘着性フィルム２３を操作パネル１１０の裏面に貼り付ける際に、粘着フィルム２３と操作パネル１１０との間に空気が残ってしまい、電極パッド２０ａと操作パネル１１０との間にエアギャップが生じてしまう場合がある。このようなエアギャップが生じてしまった場合の断面図を図４に示す。
【００３４】
図４に示されるように、このようなエアギャップが生じてしまうと、電極パッド２０ｃと操作パネル１１０との間に空気の層ができてしまうこととなる。そして、空気の比誘電率は約１であり、操作パネル１１０の比誘電率約３と比較して小さな値となっている。また、コンデンサの容量は、２つの電極間に充填された誘電体の誘電率（比誘電率）に比例するため、このようなエアギャップが生じると操作体と電極パッド２０ｃとにより構成されるコンデンサの容量値が小さくなる。その結果、静電容量センサの感度低下および操作不良が発生することになる。
【００３５】
[実施形態]
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の一実施形態の静電容量型タッチパネルを操作面側から見た概観図を図５に示す。
【００３６】
本実施形態の静電容量型タッチパネルは、図１に示した本発明を適用する前の一般的な静電容量型タッチパネルに対して、操作パネル１０を操作パネル１１０に置き換えた構成となっている。本実施形態の静電容量型タッチパネルにおける操作パネル１０は、図１に示した一般的な静電容量型タッチパネルにおける操作パネル１１０に対して、裏面の領域のうち、静電容量センサにおいて操作体の接近または接触に対して反応させたくない領域と対抗する領域に、真空接着（真空チャック）を行うための空気溝８０が設けられている。
【００３７】
この静電容量センサにおいて操作体の接近または接触に反応させたくない領域とは、具体的には、電極パッド２０ａ〜２０ｄの隣接する他の電極パッドとの間の領域、または、配線電極３０ａ〜３０ｄが設けられている領域である。
【００３８】
さらに、本実施形態の操作パネル１０の静電容量センサが設けられた面と反対側の表面には、真空接着の際に空気溝８０の空気を吸引するための吸引口（不図示）にアクセント部（装飾部）８１が埋め込まれている。
【００３９】
本実施形態における操作パネル１０の構成は、裏面に空気溝８０が設けられ、表面にはアクセント部８１が埋め込まれている点以外の構成については図１に示した一般的な静電容量型タッチパネルにおける構成と同じものであるため、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４０】
次に、図５に示した本実施形態の静電容量型タッチパネルにおけるＢ−Ｂ'断面図を図６に示す。この図６は、アクセント部８１が吸引口内に埋め込まれる前の様子を示す図である。
【００４１】
本実施形態における操作パネル１０では、図６に示されるように、真空接着を行うための空気溝８０が操作パネル１０の裏面側に設けられていて、真空接着の際に空気溝８０の空気を吸引するための吸引口９０が、他の領域よりも厚みが少ない凹部として設けられている。
【００４２】
そして、電極パッド２０ａ〜２０ｄや配線電極３０ａ〜３０ｄが設けられた粘着性フィルム２３を操作パネル１０の裏面に貼り付ける際には、吸引口９０から空気が吸引されることにより粘着性フィルム２３と操作パネル１０は真空接着される。
【００４３】
このような真空接着が行われることにより、本実施形態の静電容量型タッチパネルでは、電極パッド２０ａ〜２０ｄにおけるエアギャップの発生を確実に無くすことができ、静電容量センサの感度低下を防ぐことが可能となる
【００４４】
次に、アクセント部８１が操作パネル１０の表面の吸引口９０内に埋め込まれた後の断面図を図７に示す。図７に示すように、凹部として設けられた吸引口９０内には、アクセント部８１が埋め込まれている。このアクセント部８１は、例えばポリカーボネイト、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂等の樹脂材料の表面に、例えば、真空蒸着によってアルミニウム、インジウム等の金属材料が表面金属膜として形成された構造となっている。そして、このアクセント部８１は、自動車のボディシャーシ１００等と電線により接続されることにより、グランド電位と電気的に接続されている。
【００４５】
次に、操作パネル１０の裏面に設けられた空気溝８０と電極パッド２０ａ〜２０ｄ、配線電極３０ａ〜３０ｄとの関係を図８を参照して説明する。
【００４６】
本実施形態では、図８に示すように、電極パッド２０ａ〜２０ｄの周囲および配線電極３０ａ〜３０ｄが設けられた領域に空気溝８０が対向するように形成されている。この空気溝８０には空気が充填されており、この空気の比誘電率は、上記でも説明したように約１であり、操作パネル１０を構成する樹脂材料の比誘電率よりも低い値となっている。そのため、本実施形態では、この空気溝８０が設けられた領域に操作体が近接したとしても、形成されるコンデンサの容量が低くなるため静電容量の変化量が検出閾値を越える可能性が低くなる。
【００４７】
その結果、本実施形態によれば、人体の指先等の操作体が配線電極３０ａ〜３０ｄや電極パッド２０ａ〜２０ｄ周囲の領域に接近したとしても誤操作になることを防ぐことができる。そのため、本実施形態の静電容量型タッチパネルによれば、真空接着を行うための空気溝を利用するだけで新たな部品等を設けることなくユーザが意図しない操作である誤操作の発生を防ぐことが可能になる。
【００４８】
さらに、本実施形態の静電容量型タッチパネルによれば、操作パネル１０にＥＳＤ(Electro Static Discharge：静電気放電）ノイズ等が印加された場合でも、このＥＳＤノイズはボディシャーシ１００を介してグランド電位と電気的に接続されたアクセント部８１経由して放電される。そのため、本実施形態の静電容量型タッチパネルによれば、アクセント部８１が避雷針のような役割を担うことにより、静電容量センサの電極パッド２０ａ〜２０ｄや配線電極３０ａ〜３０ｄ等にＥＳＤノイズが飛び込んで制御部７０等の電子回路を破壊してしまうような事態の発生を防ぐことが可能となる。
【００４９】
なお、本実施形態の静電容量型タッチパネルでは、アクセント部８１は、人体の指先等の操作体が電極パッド２０ｃに接近または接触していない場合には静電容量の変化が制御部７０における検出閾値を超えないような誘電率および導電率となるように、樹脂材料の表面に形成される表面金属膜の膜厚が設定されている。
【００５０】
何故ならば、表面金属膜の膜厚を厚くし過ぎてアクセント部８１の導電率を大きくしてしまうと、アクセント部８１と電極パッド２０ａ〜２０ｄとの間の静電結合により、操作体が接近していないにもかかわらず、操作が行われたものと誤動作してしまい、表面金属膜の膜厚を薄くし過ぎて単なる樹脂材料としてしまうと、操作パネル１０を構成している樹脂材料の一部となってしまいＥＳＤノイズをボディシャーシ１００に導くような避雷針の役割を担うことができないからである。
【００５１】
[変形例]
上記実施形態では、乗用車等の自動車のフロントパネルの一部として設けられる静電容量型タッチパネルに対して本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、静電容量センサを用いて操作体の検出を行うような全ての電子機器に対しても同様に適用することができるものである。
【００５２】
また、上記施形態においては、操作パネル１０に４つのスイッチが構成される場合を用いて説明するが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、スイッチの数はこれより多い場合でも少ない場合でも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１０    操作パネル
２０ａ〜２０ｄ    電極パッド
２１    印刷文字
２３    粘着性フィルム
２４、２５    凹部
３０ａ〜３０ｄ    配線電極
４０    コネクタ
５０    ケーブル
６０    コネクタ
７０    制御部
８０    空気溝
８１    アクセント部
９０    吸引口
１００    ボディシャーシ
１１０    操作パネル
【図１】
2013105444.tif 000003
【図２】
2013105444.tif 000004
【図３】
2013105444.tif 000005
【図４】
2013105444.tif 000006
【図５】
2013105444.tif 000007
【図６】
2013105444.tif 000008
【図７】
2013105444.tif 000009
【図８】
2013105444.tif 000010