JP2012059168A - Panel type input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話機や携帯型の情報端末機等に搭載されるパネル型入力装置に関するものである。 The present invention relates to a panel type input device mounted on a mobile phone, a portable information terminal or the like.
従来、携帯電話機等の薄型の電子機器には、シート状の入力装置が多く用いられている。このような入力装置の多くは、表面に固定接点電極が形成された基板と、前記固定接点電極と対向する位置にドーム型の可動接点電極とを有した指示入力部(キースイッチ部)を備えている。また、前記キースイッチ部上に導光板を配置し、この導光板の側面に向けて発光素子を配置することによって、照光機能を備えた構成とすることができる(特許文献1,2)。 Conventionally, sheet-shaped input devices are often used for thin electronic devices such as cellular phones. Many of such input devices include an instruction input unit (key switch unit) having a substrate having a fixed contact electrode formed on the surface and a dome-shaped movable contact electrode at a position facing the fixed contact electrode. ing. Moreover, it can be set as the structure provided with the illumination function by arrange | positioning a light-guide plate on the said key switch part, and arrange | positioning a light emitting element toward the side surface of this light-guide plate (patent documents 1, 2).
このような従来の入力装置にあっては、前記基板、可動接点電極あるいは導光板を薄く形成することによって、入力装置全体の薄型化を図っていた。 In such a conventional input device, the overall thickness of the input device is reduced by thinly forming the substrate, the movable contact electrode, or the light guide plate.
上記従来のキースイッチ部にあっては、ドーム型の可動接点電極を用いていることで、一定のストロークを確保するよう構成されている。しかしながら、固定接点電極と可動接点電極とがショートするおそれがあることや、十分なクリック感が得られなくなることから、薄型化には限界があった。 The conventional key switch unit is configured to ensure a certain stroke by using a dome-shaped movable contact electrode. However, since there is a possibility that the fixed contact electrode and the movable contact electrode may be short-circuited and a sufficient click feeling cannot be obtained, there is a limit to reducing the thickness.
また、前記ドーム型の可動接点電極によって、キースイッチ部の上面が凹凸状となるため、導光板が密接して配置できないといった問題があった。このように、キースイッチ部と導光板とが密接せず、間に空気層が入ると、導光板内を導光してきた光が前記空気層に吸収されてしまい、発光輝度が低下するおそれがあった。また、前記空気層によって、導光板内を導光してくる光が不規則に屈折あるいは反射して発光にムラが生じるといった問題もあった。 In addition, since the upper surface of the key switch portion is uneven due to the dome-shaped movable contact electrode, there is a problem in that the light guide plate cannot be disposed closely. As described above, when the key switch portion and the light guide plate are not in close contact with each other and an air layer is interposed between them, the light guided through the light guide plate is absorbed by the air layer, and the light emission luminance may be reduced. there were. In addition, there is a problem in that light that is guided through the light guide plate is irregularly refracted or reflected by the air layer, causing unevenness in light emission.
さらに、前記キースイッチ部は、所定のキースイッチをクリックすることによって、単一な指示を選択するようになっているため、指示機能が限られたものとなる。したがって、複数の指示機能を有した高機能型の入力装置を形成するためには、キースイッチの配列数を増加しなければならず、入力装置の小型化が図られないといった問題があった。 Further, since the key switch unit selects a single instruction by clicking a predetermined key switch, the instruction function is limited. Therefore, in order to form a highly functional input device having a plurality of instruction functions, the number of key switches must be increased, and there is a problem that the input device cannot be reduced in size.
そこで、本発明の目的は、指示入力部を平面且つ薄型化することによって、導光板との密着性を高め、入力装置全体の薄型化及び導光作用の向上化を図ると共に、複雑な指示機能を持たせることのできるパネル型入力装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to increase the adhesion with the light guide plate by making the instruction input section flat and thin, thereby reducing the thickness of the entire input device and improving the light guide function, and also providing a complicated instruction function. It is providing the panel type input device which can have.
上記課題を解決するために、本発明のパネル型入力装置は、複数のセンサ電極を有するセンサユニットと、該センサユニットの上方に配置される導光ユニットとを備え、前記センサユニットは、基板上に前記センサ電極を複数平面状に配置して形成され、該センサ電極上を覆うようにして、前記導光ユニットの下面が密着していることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a panel-type input device of the present invention includes a sensor unit having a plurality of sensor electrodes and a light guide unit disposed above the sensor unit, and the sensor unit is mounted on a substrate. The sensor electrode is formed in a plurality of planes, and the lower surface of the light guide unit is in close contact so as to cover the sensor electrode.
本発明に係るパネル型入力装置によれば、センサユニットが、基板上に平面配置される複数のセンサ電極によって構成されるため、薄型且つ平面状の形成することができる。これによって、前記センサユニットと密着するようにして導光ユニットを配置することができるので、全体の薄型化と導光効率の向上効果が図られる。 According to the panel-type input device according to the present invention, the sensor unit is constituted by a plurality of sensor electrodes arranged in a plane on the substrate, so that it can be formed thin and flat. As a result, the light guide unit can be disposed so as to be in close contact with the sensor unit, so that the overall thickness can be reduced and the light guide efficiency can be improved.
また、前記センサ電極によって、静電容量方式のタッチセンサを構成することができるので、薄型でありながら複雑且つ多様な入力機能を持たせることができる。 In addition, since the capacitive touch sensor can be configured by the sensor electrode, it is possible to provide a complicated and various input function while being thin.
以下、添付図面に基づいて本発明に係るパネル型入力装置の実施形態を詳細に説明する。図1は第1実施形態におけるパネル型入力装置11の要部の断面構成を示したものである。このパネル型入力装置11は、センサユニット12と、このセンサユニット12の上に配置される導光ユニット13と、この導光ユニット13の上に配置される表示シート14とを備えて構成される。
Hereinafter, embodiments of a panel type input device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of a main part of a panel
図2は前記センサユニット12の平面構成を示したものである。このセンサユニット12は、投影型静電容量タイプのタッチパネルであり、基板16と、この基板16の略全面に形成されるタッチ式の複数のセンサ電極17とによって構成されている。前記基板16は、ガラス、PET、ポリイミド、ガラスエポキシ等によって薄く平面状に形成され、前記センサ電極17が配列されるタッチ入力部18と、前記センサ電極17から引き出されるリードパターンが形成されるリード部19とを有する。
FIG. 2 shows a planar configuration of the
前記センサ電極17は、それぞれが透明電極(ITO)、銅、銀ペースト、導電性ポリマー電極(PEDOT)等によって方形状に形成される。このセンサ電極17は、前記基板16上に設けられているタッチ入力部18のX軸と直交する方向に一列に繋がるように配列することでX軸電極21が形成され、Y軸と直交する方向に一列に繋がるように配列することでY軸電極22を構成している。
Each of the
前記X軸電極21はY軸方向に電気的に接続され、Y軸電極22はジャンパー23を介し、X軸電極21が連結する部分の一部を跨ぐようにしてX軸方向に電気的に接続されている。また、前記各タッチ電極片は、タッチする指先よりも小さな方形サイズに形成され、タッチ入力部18のサイズに応じてX軸方向及びY軸方向に複数配列して構成されている。
The
前記X軸電極21及びY軸電極22は、エッチング、印刷、蒸着あるいはスパッタリング等によって、X軸座標及びY軸座標からなるマトリクス状に平面形成される。このようにして形成されたX軸電極21及びY軸電極22の一端は、リードパターンとして前記基板16の一端から突出して設けられているリード部19に引き出され、静電容量を計測するための制御部(図示せず)に接続される。
The
前記X軸電極21及びY軸電極22がマトリクス状に配列されたタッチ入力部18上の所定位置を指先でタッチすることによって、このタッチした部分のセンサ電極17の静電容量が変化する。この変化によって、タッチした位置座標を検知することができると共に、このタッチ位置に設定されている各種の指示を実行することができる。
By touching a predetermined position on the
このような静電容量方式のセンサ電極17からなるセンサユニット12にあっては、指先が触れた際に、その付近の複数のセンサ電極17による静電容量の比率を計測することで、タッチしている位置座標を精密に判別することができる。また、タッチする指先によって、各タッチ電極片を多点で検出するため、指先の動きによって、より複雑且つ多様な指示命令を行わせることができる。
In the
前記導光ユニット13は、図1に示したように、センサユニット12上に配置される発光素子15と、導光板31とを備える。前記発光素子15は、前記タッチ入力部18の外周部に沿って複数設けられ、前記導光板31の側面に光が照射するように配置される。また、導光板31は、マトリクス状に配列されているX軸電極21及びY軸電極22の上を覆うようにして配置されている。この導光板31は、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の導光性に優れた材料によって、形成される。
As shown in FIG. 1, the
また、前記導光板31の上面及び下面には、必要に応じて透明樹脂膜32,33やこの透明樹脂膜32,33の内部あるいは外側面に反射膜34,35を設けることができる。なお、反射膜34,35の代わりに、プリズムのような凹凸面を有した透明部材を設けてもよい。前記透明樹脂膜32,33を付加することによって、導光板31からセンサユニット12又は表示シート14に向けて発せられる光量を微調整することができる。これによって、表示シート14が眩し過ぎたり、暗過ぎたりしないように、視認しやすい明るさに調整することができる。この透明樹脂膜32,33は、導光板31よりも光屈折率の低いアクリル樹脂等によって形成され、透明接着剤あるいは透明な両面テープなどを用いて前記導光板31の上面又は下面、あるいは上下両面に接合される。
Further, on the upper and lower surfaces of the
また、前記反射膜35を設けることによって、導光板31の下方から発せられる光のセンサユニット12への吸収や複数のセンサ電極17による乱反射を抑えることができるので、表示シート14を均一且つムラなく照光させることができる。
Further, by providing the
前記表示シート14は、薄いガラス材あるいはプラスチックシートによって形成され、前記センサユニット12のタッチ入力部18の各座標位置に設定される指示機能に応じた数字や記号等が透光性の窓部36に印刷されている。この窓部36近辺を指先で軽くタッチしたり、なぞるように移動させたりすることで、前記タッチ入力部18の各座標に設定されている指示を実行させることができる。
The
このように、導光ユニット13を挟んだ下方にセンサユニット12、上方に表示シート14を配置しているため、導光ユニット13によって、発光素子15から導光されてくる光がセンサユニット12で遮られることなく、表示シート14を広範囲に明るく照光することができる。
As described above, the
図3は第2実施形態におけるパネル型入力装置41の要部の断面構成を示したものである。このパネル型入力装置41は、センサユニット42と、このセンサユニット42の上に配置される導光ユニット43と、この導光ユニット43の上に配置される表示シート44とを備えて構成される。
FIG. 3 shows a cross-sectional configuration of a main part of the panel-
前記センサユニット42は、基板46と、この基板46上に配置される複数のセンサ電極(第1タッチ電極47及び第2タッチ電極48)とを備えて構成されている。前記それぞれのタッチ電極47,48は、それぞれ極性の異なる一対の櫛歯状の微小な電極指(47a,47a)、(48a,48b)を組み合わせて形成されている。本実施形態では、第1タッチ電極47がテンキーに対応させるため四角形状に、第2タッチ電極48がカーソルキーに対応させるため円形状に形成されているが、これらの形状はキーの種類や配置によって任意に設定される。前記極性の異なる電極指同志は、輪郭部が絶縁ラインを介して入り組むように形成されており、指先でタッチする電極指上の静電容量比を検知することによって、入力指示を切り替えるようになっている。
The
図4に示すように、前記センサユニット42は、前記第1タッチ電極47及び第2タッチ電極48によって平面状に形成されており、第1タッチ電極47及び第2タッチ電極48の一端は、リードパターンとして前記基板46の一端から突出して設けられているリード部49に引き出され、静電容量を計測するための制御部(図示せず)に接続される。
As shown in FIG. 4, the
また、前記第1タッチ電極47及び第2タッチ電極48は、基板46上に一定の隙間を有して配列されるため、この隙間上に発光素子45を配置することができる。このように、発光素子45を基板46上に複数点在させ、第1タッチ電極47及び第2タッチ電極48をより近くで照射させることができるので、入力位置の視認性及び操作性をより向上させることができる。
Further, since the
導光ユニット43は、図3に示したように、前記発光素子45と、この発光素子45を露出させる孔部50を有して、前記センサユニット42上に載置される導光板51とを備える。前記孔部50は、発光素子45の外周部に沿って一定の隙間を設けて開設される。また、前記導光板51の上面又は下面には、第1実施形態と同様に、この導光板51よりも光屈折率の低い透明樹脂膜52,53が必要に応じて被着される。さらに、前記導光板51の下面に直接あるいは透明電極膜53を介して反射膜54,55を設けることで、第1タッチ電極47及び第2タッチ電極48の上方をより明るく照光させることができる。
As shown in FIG. 3, the light guide unit 43 includes the
前記第1タッチ電極47及び第2タッチ電極48は、導光板51と密接して配置されるため、この導光板51の上面でのタッチ操作に対応した静電容量比の変化を容易に検知することができる。また、前記センサユニット42が導光板51の下面に反射膜55を介して配置されているため、導光板51から照射させる光が遮られることなく、上方に配置されている表示シート44を明るく照光させることができる。
Since the
前記表示シート44は、発光素子45が露出する孔部50を覆うようにして導光板51上に載置される。この表示シート44は、上記第1実施形態と同様な部材で形成され、前記センサユニット42を構成する第1タッチ電極47及び第2タッチ電極48に割り当てられている指示機能を表わす数字や記号等が透光性を有した窓部56に記されている。この窓部56を中心に指先で軽くタッチしたり、なぞるように移動させたりすることで、前記第1タッチ電極47及び第2タッチ電極48に設定されている入力操作を行うことができる。
The display sheet 44 is placed on the
なお、本実施形態のセンサユニット42では、第1タッチ電極47及び第2タッチ電極48によって全ての入力エリアをタッチ電極によって形成したが、例えば、前記第1タッチ電極47又は第2タッチ電極48のいずれか一方を薄型のタクトスイッチやメンブレンスイッチのようなクリック式の電極によって構成してもよい。このように、タッチ式の電極とクリック式の電極とを適宜組み合わせることで、搭載する電子機器の入力機能に合った入力操作を行わせることが可能となる。
In the
図5及び図6は第3実施形態のパネル型入力装置61の断面構成を示したものである。このパネル型入力装置61は、センサユニット62と、このセンサユニット62の上に配置される導光ユニット63と、この導光ユニット63の上に配置されるキーシート64とを備えて構成される。
5 and 6 show a cross-sectional configuration of the panel
前記センサユニット62は、折り重なるようにして対向する下面66a及び上面66bからなるフレキシブル基板66と、前記下面66aと上面66bに対向配置される一対のセンサ電極(平面電極)67,68とを有して構成される。前記フレキシブル基板66は、弾性を有した長方形状の一枚の薄いフィルム部材によって形成され、長手方向を略二分する位置で折り返すことによって、上面66bが下面66aと対向するように成形される。前記折り返された下面66aと上面66bは、一定の厚みを有して粘着する両面テープ69等を介して、一対の平面電極67,68が接触しない程度の僅かな隙間が保持される。この隙間はスイッチングを行わせるためのスペースとなっており、平面電極68が形成されている部分を外側から指で軽く押圧することによって、下側の平面電極67に上側の平面電極68が接触して電気的導通が図られる。この状態から指を離すと、フレキシブル基板66に備わる弾性によって、上側の平面電極68が元の水平位置に戻り、電気的導通が解除される。
The
導光ユニット63は、前記折り重なるように成形されたフレキシブル基板66の上面に透明な両面テープ等を介して密着するようにして載置される導光板71と、この導光板71の側面を照らすように配置される発光素子65とを備える。また、前記導光板71の下面に反射膜72を配置して、前記センサユニット62に密着させることによって、キーシート64をさらに明るく照光させることができる。
The light guide unit 63 illuminates the
前記キーシート64は、第1実施形態と同様に形成され、前記一対の平面電極67,68に対する入力操作を示す数字や記号等が記される。また、前記キーシート64の平面電極67,68に対応する箇所の一部に透光性の窓部73を設けると共に、この窓部73と対向する導光板71の上面に反射膜74をパターン形成することによって、クリックする位置をさらに明るく照光させることができる。
The
また、図5に示したように、前記キーシート64の下面に押圧突起75を有したクリックシート76を設けることによって、クリック性を向上させることができる。このクリックシート76は、柔軟性を有した透光性の樹脂材によって形成され、前記キーシート64の下面に接着剤や両面テープなどを使用して貼り合わせることができる。前記押圧突起75は、樹脂を厚くして形成され、平面電極67,68と対応する位置に設けられる。
In addition, as shown in FIG. 5, the clickability can be improved by providing a
以上説明したように、本発明のパネル型入力装置にあっては、センサユニットが静電容量方式のタッチセンサあるいはフレキシブル基板を折り重ねて形成される薄型のクリック型のスイッチとして形成され、この上に導光ユニットを密着して配置した構造となっているため、薄型でありながら高い導光効率による照光効果を得ることができる。 As described above, in the panel type input device of the present invention, the sensor unit is formed as a thin click type switch formed by folding a capacitive touch sensor or a flexible substrate. Since the light guide unit is disposed in close contact with each other, an illumination effect with high light guide efficiency can be obtained while being thin.
なお、上記実施形態では、センサユニットを構成するセンサとして静電容量方式のタッチパネルを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、抵抗膜式等の他の方式によるタッチパネルを用いて構成してもよい。 In the above embodiment, a capacitive touch panel is used as a sensor constituting the sensor unit. However, the present invention is not limited to this, and for example, a touch panel using another method such as a resistive film type is used. May be.
11 パネル型入力装置。
12 センサユニット
13 導光ユニット
14 表示シート
15 発光素子
16 基板
17 センサ電極
18 タッチ入力部
19 リード部
21 X軸電極
22 Y軸電極
23 ジャンパー
31 導光板
32,33 透明樹脂膜
34,35 反射膜
36 窓部
41 パネル型入力装置。
42 センサユニット
43 導光ユニット
44 表示シート
45 発光素子
46 基板
47 第1タッチ電極
47a,47b 電極指
48 第2タッチ電極
48a,48b 電極指
49 リード部
50 孔部
51 導光板
52,53 透明樹脂膜
54,55 反射膜
56 窓部
61 パネル型入力装置。
62 センサユニット
63 導光ユニット
64 キーシート
65 発光素子
66 フレキシブル基板
66a 下面
66b 上面
67,68 平面電極
69 両面テープ
71 導光板
72 反射膜
73 窓部
74 反射膜
75 押圧突起
76 クリックシート
11 Panel type input device.
DESCRIPTION OF
42 sensor unit 43 light guide unit 44
62 Sensor unit 63
Claims (7)
該センサユニットの上方に配置される導光ユニットとを備え、
前記センサユニットは、基板上に前記センサ電極を複数平面状に配置して形成され、該センサ電極上を覆うようにして、前記導光ユニットの下面が密着していることを特徴とするパネル型入力装置。 A sensor unit having a plurality of sensor electrodes;
A light guide unit disposed above the sensor unit,
The sensor unit is formed by arranging a plurality of sensor electrodes on a substrate in a plane, and the lower surface of the light guide unit is in close contact so as to cover the sensor electrodes. Input device.
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