CN111381735A - 按钮状薄片和触摸面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在操作人员进行了接触的情况和进行了按压的情况下获得不同的输入结果的按钮状薄片和触摸面板。按钮状薄片具有能够向规定的按压方向弯曲的至少一个凸状的反应区域，该按钮状薄片包括：第1电极，其设于反应区域的凸状表面；第2电极，其在按压方向上设于第1电极的下方且设于反应区域内，并且与第1电极电连接；以及第3电极，其设于第2反应区域的内部，该按钮状薄片构成为在反应区域弯曲时第2电极和第3电极导通。

Description

按钮状薄片和触摸面板
技术领域
本发明涉及按钮状薄片和具备该按钮状薄片的触摸面板。
背景技术
对于在便携式终端等所使用的触摸面板，公知有一种在触摸面板表面上设置半球状的圆顶等凸部从而即使操作人员不目视该触摸面板也能够识别并接触该触摸面板上的规定的位置的技术(例如参照日本特开2011－086491号公报、日本特开2012－195254号公报、日本特开平09－017278号公报)。
另一方面，还公知有如下技术：通过在触摸面板的显示画面(检测区域)外设置操作按钮，并将与该操作按钮电连接的检测用电极配置在该检测区域内，从而在操作了该操作按钮时，能够检测为该检测用电极被操作了的状态(例如参照日本特开2017－021471号公报)。
在进行机器人的示教时，作业人员可能一边目视机器人一边操作所携带的示教操作盘。该情况下，作业人员必须仅利用指尖的感觉来把握示教操作盘的按钮的位置。在此，在像专用的示教操作盘等那样使按钮形成为凸状的情况下，作业人员能够仅利用指尖(触觉)来把握该按钮的位置。但是，以往，对于形成为凸状的按钮，作业人员仅触摸到该按钮而不会使该按钮反应，若不按下该按钮则不反应的情况较多。
另一方面，在将平板电脑等具备平面的触摸面板的市售的便携式终端作为示教操作盘使用的情况下，作业者无法利用触觉来把握按钮的位置。另外，例如，还存在具备作业人员触摸到规定的位置则进行振动的功能的示教操作盘，但特别是在作业人员穿着手套的情况下，难以识别该振动。
或者，还能够设为作业人员仅触摸到该按钮就产生反应，但该情况下，可能导致作业人员误操作。另外，还能够粘贴形成为凸状的按钮状薄片，并在按压该按钮时进行反应，但在出于示教操作盘以外的目的来使用平板电脑等的情况下，凸状的薄片反而成为妨碍，因而，需要去除该凸状的薄片的工作。
发明内容
本公开的一技术方案为一种按钮状薄片，该按钮状薄片具有能够向规定的按压方向弯曲的至少一个凸状的反应区域，该按钮状薄片包括：第1电极，其设于所述反应区域的凸状表面；第2电极，其在所述按压方向上设于所述第1电极的下方且设于所述反应区域内，并且与所述第1电极电连接；以及第3电极，其设于所述按钮状薄片的除所述反应区域以外的部分，该按钮状薄片构成为，在所述反应区域向所述按压方向弯曲时，所述第2电极和所述第3电极导通。
本公开的另一技术方案为一种具备上述按钮状薄片的触摸面板。
附图说明
利用与附图相关的以下的实施方式的说明能够更加明确本发明的目的、特征以及优点。在该附图中，
图1是表示具备本公开所涉及的按钮状薄片的触摸面板的结构例的图。
图2是按钮状薄片的概略结构图。
图3是表示按钮状薄片的各反应区域的其他的结构例的图。
图4a是用于说明操作人员接触到按钮状薄片的某一反应区域时的、触摸面板的检测结果的一个例子的图。
图4b是用于说明操作人员按压了按钮状薄片的某一反应区域时的、触摸面板的检测结果的一个例子的图。
图5是示意性地表示多个反应区域的电极的配置以及电连接关系的图。
图6a是示意性地表示电极构造的较佳的具体例的立体图。
图6b是示意性地表示电极构造的较佳的具体例的侧视图。
图7a是表示防止触摸面板的误反应的构造的一个例子的图。
图7b是表示防止触摸面板的误反应的构造的另一例子的图。
图8a是示意性地表示电极构造的较佳的另一具体例的立体图。
图8b是示意性地表示电极构造的较佳的另一具体例的侧视图。
图9a是在按压方向上观察电极形状的较佳的具体例的图。
图9b是在按压方向上观察电极形状的另一具体例的图。
图9c是在按压方向上观察电极形状的又一具体例的图。
图10是用于说明具备按钮状薄片的触摸面板的应用例的图。
具体实施方式
图1是较佳的实施方式所涉及的便携式终端(平板电脑)10的概略图。平板电脑10具有：主体12；显示部14，其为液晶屏幕等，设于主体12；触摸面板16，其与显示部14的至少一部分重叠配置；按钮状薄片18，其设于(在此，粘贴于)触摸面板16的表面的至少一部分；以及控制部20，其为处理器等，根据操作人员(作业人员)对触摸面板16或按钮状薄片18的操作(触摸、按压等)来进行在显示部14显示规定的图像等的各种处理。此外，按钮状薄片18以外的构成要素可以与以往的构成要素等同。
图2是表示触摸面板16和粘贴于触摸面板16的按钮状薄片18的概略结构的侧视剖视图。触摸面板16例如为表面型或投影型的电容式触摸面板，该触摸面板16具有层叠保护盖22、透明电极膜或电极图案层24、以及玻璃基板26而成的构造，通过利用传感器等测量操作人员的指尖等接触或接近时的电容的变化，能够检测指尖等是否接触或靠近了触摸面板16上的哪一位置(即触摸位置)。此外，作为本实施例中的触摸面板16，操作人员需要物理性地使触摸面板表面(导电性物质)变形的阻抗膜型等被除外。
按钮状薄片18包括：软性树脂等具有挠性和一定的粘性的、优选为透明的薄片构件28、以及由金属等导电性材料形成的、用于实现后述的单接触(日文：シングルタップ)和多接触(日文：マルチタップ)的导电体(电极)30。薄片构件28具有能够向规定的按压方向(在此，与薄片表面或触摸面板16的表面大致垂直的方向)32弯曲的至少一个凸状的反应区域，如图1所示，在本实施例中，四个中空凸部34a～34d分别形成为第1反应区域～第4反应区域。
中空凸部中的至少一个(图示例中，中空凸部34a)作为导电体30而具有：第1电极(电极层)36，其设于反应区域34a的凸状表面(更具体而言，凸状部的上面)；以及第2电极(电极层)40，其在按压方向32上设于第1电极36的下方(更具体而言，薄片构件28的下面侧)且设于反应区域34a内，并且该第2电极40利用透明、或肉眼无法识别的粗细的极细配线38等与第1电极36电连接。因而，在操作人员的指尖等接触或靠近了第1电极36时，第2电极40产生电反应(更具体而言，触摸面板16的表面的静电经由第1电极36和第2电极40流向操作人员的指尖等、或触摸面板16与第2电极40之间的电容变化)，从而触摸面板16的电容变化，而能够获得与操作人员接触或靠近了触摸面板16的位于反应区域34a的正下方的部位时同样的效果。此外，实际上，还具有在第1电极36的上面还设有保护片等的情况，但该保护片省略图示。
另外，按钮状薄片18包括设于按钮状薄片18的除第1反应区域34a以外的部分(在此，第2反应区域34b的内部)的第3电极42，该按钮状薄片18构成为在反应区域34a的凸状表面(第1电极36)被向按压方向32时，第2电极40和第3电极42导通(互相电连接)。更具体而言，在第1反应区域34a内还设有第4电极46，该第4电极46设于第1电极36与第2电极40之间并且利用极细配线44等与第3电极42电连接，第4电极46构成为通过将第1反应区域34a向按压方向32按压并使其弯曲，从而能够与第2电极40抵接。因而，在第4电极46抵接于第2电极40时，触摸面板16的表面的静电经由第3电极42和第4电极46流向操作人员的指尖等(或触摸面板表面的电容变化)，因此能够获得与操作人员接触或靠近了触摸面板16的位于反应区域34b的正下方的部位时同样的效果。
此外，在图2的例子中，各反应区域(中空凸部)形成为半球(圆顶)状，第1电极～第4电极均构成为层状的导电体(电极层)，而且，第1电极36和第4电极46分别形成于构成第1反应区域34a的凸状部的薄片构件的外表面(正面)和内表面(背面)，但电极构造并不限定于此。例如图3所示，既可以将各反应区域(图3中，仅图示第1反应区域34a)形成为能够向按压方向32弯曲的棱柱或圆柱状，也可以将第4电极46设为在反应区域34a的内部将该电极的周缘支承于薄片构件28。
图4a和图4b分别是用于说明操作人员对第1反应区域34a进行了接触(触摸)和进行了按压时的触摸面板16的检测结果的一个例子的图。如图4a所示，在操作人员的指尖48等与第1反应区域34a(第1电极36)接触时，仅与第1反应区域34a相对应的一个触摸面板部位成为被输入了触摸的状态。
接着，如图4b所示，在操作人员的指尖48等按压第1反应区域(中空凸部)34a并使其弯曲时，如上所述，第2反应区域34b内的第3电极42也进行电反应，分别对应于第1反应区域34a和第2反应区域34b的两个触摸面板部位成为被输入了触摸的状态。这样，在本实施方式中，在对同一反应区域进行了接触的情况和进行了按压的情况下，能够获得不同的触摸输入结果。
在本公开中，将操作人员接触到第1电极36(但是，未将中空凸部34a按压至一定量以上)时那样的、仅与操作人员接触到的反应区域相对应的触摸面板部位进行反应(输入检测)的情况称作“单接触”，将操作人员向按压方向32按压中空凸部34a并使其弯曲一定量以上时那样的、不仅操作人员接触到的反应区域进行反应而且与另一反应区域(在此，第2反应区域34b)相对应的触摸面板部位也进行反应的情况称作“多接触”。因而，能够通过使操作人员仅接触到任一反应区域来产生单接触，但若操作人员不按下任一反应区域则不会产生多接触。
另外，在本公开中，将按钮状薄片的粘贴于触摸面板的一侧称作下部(下面)，将与该下部相反的一侧称作上部(上面)。
图5是用于说明上述的多接触的应用例的图，更具体而言，其示意性地表示四个反应区域34a～34d的电极的配置和电连接关系(配线)。在此，分别将第1电极36称作A层，将第4电极46称作B层，将第2电极40称作C层，反应区域34a～34d设为具有同样的电极构造的反应区域。
如参照图2说明了的那样，第1反应区域34a的B层电连接于第2反应区域34b的C层，因此，在按压了第1反应区域34a时，第1反应区域34a的C层和第2反应区域34b的C层导通，而能够实现图4b所示那样的多接触。同样地，由于第2反应区域34b的B层电连接于第3反应区域34c的C层，因此，在按压了第2反应区域34b时，第2反应区域34b的C层和第3反应区域34c的C层导通，而能够实现多接触。
而且，由于第3反应区域34c的B层电连接于第1反应区域34a的C层40，因此，在按压了第3反应区域34c时，第3反应区域34c的C层和第1反应区域34a的C层导通，而能够实现多接触。另外，而且，由于第4反应区域34d的B层电连接于第2反应区域34b的C层42，因此，在按压了第4反应区域34d时，第4反应区域34d的C层和第2反应区域34b的C层导通，而能够实现多接触。
在图5的例子中，在仅接触到某一反应区域的情况下，仅与该接触到的反应区域相对应的触摸面板部位被检测为触摸位置(单接触)，但在按压某一反应区域并使其弯曲时，与包含被按压的反应区域在内的多个反应区域相对应的触摸面板部位被检测为触摸位置(多接触)。此外，在图5的例子中，在按压了一个反应区域时，进行与两个反应区域相关的多接触，但利用电极之间的配线，还能够在按压了一个反应区域时实现与三个以上的反应区域相关的多接触。
图6a和图6b是示意性地表示电极构造的较佳的具体例的图，图6a是A层～C层的立体图，图6b是侧视图。如上所述，在仅接触到某一反应区域的第1电极(A层)的情况下，操作人员正在意图进行单接触，因此，连接于另一反应区域的电极的第4电极(B层)进行电反应(更具体而言，A层与B层接触、或触摸面板表面的静电经由B层流向A层、或A层与B层之间的电容变化)并不理想。
而且，如图6a和图6b所示，第4电极46以在按压方向32上不位于第1电极36的后方投影区域内的方式构成、配置。通过这样地确定第1电极36的形状和配置以及第4电极46的形状和配置，即使第1电极36(A层)向按压方向32位移，也能够防止其与第4电极46(B层)抵接，另外，能够通过尽可能地增大第1电极36与第4电极46之间的距离，来防止操作人员在接触到第1电极36时使电流经过B层(第4电极)流向A层(第1电极)的情况(也就是说，误检测为第2反应区域34b被触摸)。
另一方面，第2电极40以其至少一部分在按压方向32上位于第4电极46的后方投影区域(在图示例中，第1电极36和第4电极46这两者的后方投影区域)内的方式构成、配置。通过这样地确定第2电极40的形状和配置以及第4电极46的形状和配置，能够在按压了第1反应区域34a时使B层(第4电极46)可靠地与C层(第2电极40)接触(也就是说，执行多接触)。
图7a和图7b表示用于防止在操作人员接触到第1电极(A层)时使第4电极(B层)以及与其电连接的另一电极进行反应的、反应区域的构造的另一具体例。在图7a的例子中，使薄片构件28的在正面和背面分别配置有第1电极36和第4电极46的部分(凸状上部)50的厚度(按压方向距离)大于图2的例子，从而防止操作人员接触到第1电极36时的误检测。
另外，如图3所示，通过将第4电极46与凸状上部的背面分离开，而在第1电极36与第4电极46之间设置空气层52，也能够防止操作人员接触到第1电极36时的误检测。
而且，如图7b所示，通过在第1电极36与第4电极46之间(图示例中，第1电极36与薄片构件28(凸状表面)之间)配置由聚酰亚胺树脂、氟树脂或环氧树脂等的、相对介电常数低于构成薄片构件28的材料的相对介电常数的低介电常数材料等构成的间隔件(图示例中，层状体)54，也能够防止操作人员接触到第1电极36时的误检测。另一方面，由于一般的电容器所使用的那样的高介电常数材料可能传递指尖的接触(电荷的变化)，因而并不优选。这样，通过以不会由操作人员与第1电极36接触而导致第4电极46进行电反应(更具体而言，触摸面板表面的静电不会自第1电极36经由第4电极46而被指尖等吸收、或第4电极46与第1电极36之间的电容不产生变化)的方式来选择、确定位于第1电极36与第4电极46之间的物体的形状、尺寸以及材质中的至少一者，能够防止仅在操作人员接触到第1电极36的情况下就产生多接触。
图8a和图8b是示意性地表示电极构造的较佳的另一具体例的图，图8a是A层～C层的立体图，图8b是侧视图。在本实施例中，第2电极40(C层)具有：利用极细配线38等与第1电极36(A层)电连接的第1电极片40a、以及利用极细配线44等与另一反应区域的电极(例如图2所示的第3电极42)电连接的第2电极片40b，第4电极46(B层)构成为通过将反应区域34a向按压方向32按压并使其弯曲从而将第1电极片40a与第2电极片40b电连接。
更具体而言，第4电极46以其至少一部分在按压方向32上位于第1电极片40a和第2电极片40b这两者的前方投影区域内的方式构成、配置。通过这样地确定第2电极40的形状和配置以及第4电极46的形状和配置，从而在按压了第1反应区域34a时，B层(第4电极46)与第1电极片40a和第2电极片40b这两者抵接而将两个电极片互相电连接，因此，能够执行多接触。另外，由于第4电极46未与其他的电极电连接，因此，即使操作人员接触第1电极36，也不会产生与第4电极46相关的电容的变化(多接触)。
此外，如图6a或图8a所示，为了确保按钮状薄片的透明性，优选一个反应区域(在此，第1反应区域34a)的各层具有多个(图示例中，五个)电极(电极片)。
图9a～图9c表示沿着反应区域的按压方向观察电极形状的较佳的具体例的情况。在图6a(6b)所示的例子中，与A层～C层相当的电极分别具有圆形形状，在沿着按压方向32(自上方)观察的情况下，如图9a所示，成为在C层的内部包含A层和B层的结构。
但是，电极构造并不限定于此，例如图9b所示，也可以设为如下结构：与A层～C层相当的电极分别具有棒状或矩形形状，在沿着按压方向32(自上方)观察的情况下，C层与A层以及与B层分别局部重叠。
或者，如图9c所示，还可以设为如下结构：与A层～C层相当的电极分别具有由极细细线形成的网格形状，在沿着按压方向32(自上方)观察的情况下，C层与A层以及与B层分别局部重叠。这样，只要能够实现上述的单接触和多接触，各电极可以具备任何形状、构造。
图10是用于说明具备本公开所涉及的按钮状薄片的触摸面板的应用例的图。在此，将具备触摸面板16的平板电脑等便携式终端10作为用于利用无线通信等进行多关节机器人56的示教的示教操作盘来使用。另外，机器人56设为包括以在互相正交的三个驱动轴(X、Y、Z)上能够移动且能够旋转的方式构成的手等可动部58的机器人。
触摸面板16具有：六个触摸按钮(触摸开关)60(X+、X－、Y+、Y－、Z+、Z－)，其用于使可动部58分别在机器人56的X轴、Y轴以及Z轴上平移移动；以及六个触摸按钮(触摸开关)62(在X+、X－、Y+、Y－、Z+、Z－分别附加弧线而成的附图标记)，其用于使可动部58分别沿着机器人56的X轴、Y轴以及Z轴旋转。触摸按钮60和触摸按钮62分别通过将具备12个上述那样的反应区域(中空凸部)的按钮状薄片18粘贴于触摸面板16上，从而作为能够进行单接触和多接触的按钮发挥功能。
例如，在操作人员于仅利用指尖的感觉寻找X+按钮的位置的过程中接触到了X－按钮时，机器人56的可动部58不移动。另外，例如在操作人员按压了X+按钮时，可动部58成为仅能够向X轴的+方向平移移动的状态。这样，能够防止操作人员错误地接触到反应区域的情况下的误操作。另外，在出于浏览器、文本编辑等的除示教操作盘以外的目的来使用便携式终端10的情况下，也能够保持将按钮状薄片18粘贴于触摸面板16的状态而使用该便携式终端10。例如，在想要单接触显示于反应区域34a的浏览器的链接的情况下，只要以不按压反应区域34a的方式进行接触(单接触)，就能够进行与未粘贴按钮状薄片18的情况同样的操作。也就是说，在不将平板电脑作为示教操作盘使用的情况下，能够省去剥离按钮状薄片的工作。
这样，通过将本公开所涉及的按钮状薄片18使用于触摸面板16，能够在操作人员对同一按钮进行了接触的情况和进行了按压的情况下获得不同的输入结果，与以往相比，能够进行多种输入。另外，通过适当地选择按钮状薄片18(薄片构件28)的材质，还能够设为相对于触摸面板16可装卸，因此，即使触摸面板16为市售的触摸面板，也能够根据其用途来提供使用方便的触摸面板。
根据本公开，能够在操作人员对按钮状薄片的反应区域进行了接触的情况和进行了按压的情况下使输入结果不同，因此，在反应区域的个数较少的情况下，也能够获得多种输入结果，另外，通过设定触摸面板，还能够防止操作人员错误地接触到反应区域而导致的误操作。

Claims (7)

1.一种按钮状薄片，该按钮状薄片具有能够向规定的按压方向弯曲的至少一个凸状的反应区域，其中，
该按钮状薄片包括：
第1电极，其设于所述反应区域的凸状表面；
第2电极，其在所述按压方向上设于所述第1电极的下方且设于所述反应区域内，并且与所述第1电极电连接；以及
第3电极，其设于所述按钮状薄片的除所述反应区域以外的部分，
该按钮状薄片构成为，在所述反应区域向所述按压方向弯曲时，所述第2电极和所述第3电极导通。
2.根据权利要求1所述的按钮状薄片，其中，
该按钮状薄片还具有第4电极，该第4电极设于所述第1电极与所述第2电极之间，并且与所述第3电极电连接，
所述第4电极构成为通过使所述反应区域向所述按压方向弯曲而能够与所述第2电极抵接。
3.根据权利要求2所述的按钮状薄片，其中，
所述第4电极以在所述按压方向上不包含于所述第1电极的下方投影区域内的方式配置。
4.根据权利要求2或3所述的按钮状薄片，其中，
以不会由于操作人员接触所述第1电极而导致所述第1电极与所述第4电极之间的电容变化的方式确定位于所述第1电极与所述第4电极之间的物体的形状、尺寸以及材质中的至少一者。
5.根据权利要求1所述的按钮状薄片，其中，
该按钮状薄片还具有第4电极，该第4电极设于所述第1电极与所述第2电极之间，
所述第2电极具有：与所述第1电极电连接的第1电极片、以及不与所述第1电极电连接而与所述第3电极连接的第2电极片，
所述第4电极构成为通过使所述反应区域向所述按压方向弯曲而将所述第1电极片与所述第2电极片电连接。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的按钮状薄片，其中，
所述第1电极形成于构成中空凸部的薄片材料的凸状部的外表面，所述第4电极形成于所述薄片材料的所述凸状部的内表面，其中，所述中空凸部划定所述反应区域。
7.一种触摸面板，其中，
该触摸面板具备权利要求1～6中任一项所述的按钮状薄片。
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