DE102010047686A1

DE102010047686A1 - Elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung

Info

Publication number: DE102010047686A1
Application number: DE102010047686A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Yokoyama; Anthony Mccurdy
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2030-10-07
Also published as: CN102043554B; CN102043554A; JP5255547B2; DE102010047686B4; JP2011085982A

Abstract

Offenbart ist eine Tastfeld-Eingabevorrichtung (10) mit einem Tafelelement (14), einem Elektrodensubstrat (30), das eine Treiberelektrode und eine Detektionselektrode trägt, einem leitfähigen Abschirmelement (50) sowie einer Steuerschaltung zum Detektieren der Annäherung eines Objekts an das Tafelelement auf der Basis einer Änderung in der elektrostatischen Kapazität zwischen der Treiberelektrode und der Detektionselektrode. Das Tafelelement (14), das Elektrodensubstrat (30) und das Abschirmelement (50) sind stapelartig angeordnet. Weiterhin beinhaltet die Tastfeld-Eingabevorrichtung (10) ein Abstandselement (40) zwischen dem Elektrodensubstrat (30) und dem Abschirmelement (50).

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-236234 , eingereicht am 13. Oktober 2009, die durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung für die Eingabe eines Befehls an eine externe Vorrichtung in Abhängigkeit von einer von einem Objekt berührten Position.
Elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtungen werden als Eingabevorrichtung beispielsweise für einen Personalcomputer (PC) häufig verwendet. In der letzten Zeit finden sie zunehmende Verwendung als Eingabevorrichtung für ein in einem Fahrzeug angebrachtes Navigationssystem.
Die elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung weist ein Tafelelement auf, dessen Rückseite mit einer Gruppe von auf diesem angeordneten Elektroden versehen ist. Die Gruppe der Elektroden ist aus Treiberelektroden, die X- und Y-Elektroden beinhalten, sowie einer Detektionselektrode gebildet. Die Treiberelektroden und die Detektionselektrode sind auf einem gemeinsamen Schichtsubstrat oder verschiedenen Schichtsubstraten angeordnet.
Ein gedrucktes Substrat bzw. Schaltungssubstrat, das auf einer Rückseite des Schichtsubstrats gebildet ist, ist mit einer Steuerschaltung zum Detektieren einer Position eines mit dem Tafelelement in Berührung stehenden Objekts in Zusammenwirkung mit den Treiberelektroden und der Detektionselektrode vorgesehen.
Im Spezielleren erfolgt dann, wenn ein dielektrischer Körper, wie z. B. ein Finger eines Benutzers, mit dem Tafelelement in Berührung gebracht wird, eine Veränderung in der elektrostatischen Kapazität zwischen der Treiberelektrode und der Detektionselektrode, so dass die Detektionselektrode das Ergebnis in Abhängigkeit von der Änderung in der elektrostatischen Kapazität erbringt. Auf der Basis des Ergebnisses bzw. Ausgangssignals lokalisiert die Steuerschaltung die Position auf dem Tafelelement, mit der der dielektrische Körper in Berührung steht. Der Befehl in Korrelation mit der erfassten Position wird in eine externe Vorrichtung, wie z. B. einen PC, eingegeben.
Die elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass sie ein Abschirmelement aus Metall aufweist, das zwischen dem Schichtsubstrat und dem Schaltungssubstrat angeordnet ist (siehe z. B. ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. 2007-157107 und 2005-18138 ). Das Abschirmelement dient zum Abschirmen des Rauschens, das von der Rückseite her auf die Treiberelektroden und die Detektionselektrode einwirkt, so dass die Objektberührungsposition auf der Basis der Änderung in der elektrostatischen Kapazität exakt detektiert wird.
Das leitfähige Abschirmelement, das den Treiberelektroden und der Detektionselektrode benachbart angeordnet ist, stellt die Abschirmung gegen Rauschen von der Rückseite her sicher, so dass die Ausgänge von der Detektionselektrode stabilisiert sind. Aus dieser Perspektive betrachtet, verbessert die Verwendung des Abschirmelements die Positionsdetektionsgenauigkeit der elektrostatischen kapazitiven Tastfeld-Eingabevorrichtung.
Das leitfähige Abschirmelement, das den Treiberelektroden und der Detektionselektrode benachbart angeordnet ist, kann jedoch die Ansprechempfindlichkeit der Detektionselektrode unter dem Einfluss der elektrostatischen Kapazität beeinträchtigen, die zwischen dem Abschirmelement und den Treiberelektroden sowie der Detektionselektrode erzeugt wird. Dies kann das Ausgangsniveau der Detektionselektrode vermindern, wobei dies vom Gesichtspunkt einer Verbesserung der Positionsdetektionsgenauigkeit nicht bevorzugt ist.
In Anbetracht des Vorstehenden schafft die vorliegende Erfindung eine elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung mit ausgezeichneter Positionsdetektionsgenauigkeit durch Unterdrücken einer Verminderung des Ausgangsniveaus der Detektionselektrode aufgrund der Verwendung eines leitfähigen Abschirmelements benachbart den Treiberelektroden und der Detektionselektrode.
Gemäß einem Gesichtspunkt weist eine elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: Ein Tafelelement bzw. Plattenelement mit einer oberen Oberfläche, die als Betätigungsfläche eines Betätigungsbereichs dient, mindestens ein Elektrodensubstrat, das eine Treiberelektrode und eine Detektionselektrode trägt, ein leitfähiges Abschirmelement sowie eine Steuerschaltung, die eine Annäherung oder eine Berührung eines Objekts in Bezug auf den Betätigungsbereich auf der Basis einer Veränderung in der elektrostatischen Kapazität zwischen der Treiberelektrode und der Detektionselektrode detektiert, wobei der Betätigungsbereich, das Elektrodensubstrat und das Abschirmelement stapelartig übereinander angeordnet sind. Ferner weist die elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung ein Abstandselement zwischen dem Elektrodensubstrat und dem Abschirmelement auf.
Die elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht dem Abschirmelement eine Stabilisierung des Hintergrunds des Ausgangs von der Detektionselektrode. Die Verwendung des Abstandselements vergrößert die Distanz zwischen dem Elektrodensubstrat und dem Abschirmelement, um dadurch die elektrostatische Kapazität zu vermindern, die zwischen dem Abschirmelement sowie den Treiber- und Detektionselektroden erzeugt wird, um dadurch wiederum eine Verminderung des Ausgangsniveaus bzw. der Detektionsempfindlichkeit der Detektionselektrode zu unterdrücken. Dies ermöglicht die Schaffung einer ausgezeichneten Objektpositions-Detektionsgenauigkeit.
Vorzugsweise ist das Elektrodensubstrat aus einem flexiblen Substrat gebildet, das Flexibilität besitzt. Das Abstandselement ist aus einem elastischen Element gebildet, das Elastizität aufweist. Das elastische Element ist in der Stapelrichtung in einem komprimierten Zustand gehalten.
Die elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet die Reaktionskraft des elastischen Elements in einem komprimierten Zustand, um das flexible Substrat in engen Kontakt mit der rückseitigen Oberfläche des Betätigungsbereichs zu bringen. Dabei ist ein Zwischenraum zwischen dem flexiblen Substrat und dem Betätigungsbereich eliminiert, und somit ist praktisch keine Schicht mit geringer dielektrischer Eigenschaft, wie Luft, dazwischen vorhanden. Die elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung ist in der Lage, eine Verminderung des Ausgangsniveaus der Detektionselektrode in effektiver Weise zu unterdrücken, so dass sich die Objektpositions-Detektionsgenauigkeit noch weiter verbessern lässt.
In dem vorstehend beschriebenen Fall ist die Distanz zwischen den Treiber- und Detektionselektroden sowie dem Betätigungsbereich in der Stapelrichtung über die gesamte Region des Betätigungsbereichs konstant gehalten. Dies kann das Ausgangsniveau der Detektionselektrode über die gesamte Region des Betätigungsbereichs konstant halten, so dass sich Schwankungen in der Detektionsempfindlichkeit vermeiden lassen.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung resultierende elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung besitzt weiterhin eine ausgezeichnete Objektpositions-Detektionsgenauigkeit.
Weiterhin vorzugsweise enthält das elastische Element eine große Menge an Blasen in seinem Inneren.
Das elastische Element enthält in seinem Inneren Luft, und besitzt somit eine Dielektrizitätskonstante, die niedriger ist als die eines elastischen Elements ohne darin enthaltene Blasen. Bei der elektrostatischen kapazitiven Tastfeld-Eingabevorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die zwischen dem Abschirmelement und den Treiber- und Detektionselektroden erzeugte elektrostatische Kapazität bei Vorhandensein von Luft im Inneren des elastischen Elements niedriger gehalten werden. Dies ermöglicht eine weitere Unterdrückung einer Verminderung des Ausgangsniveaus der Detektionselektrode. Als Ergebnis hiervon schafft die elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine weiter verbesserte Objektpositions-Detektionsgenauigkeit.
Weiterhin vorzugsweise weist die elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung Folgendes auf: Ein Steuersubstrat, das auf einer dem flexiblen Substrat entgegengesetzten Seite von dem Abschirmelement angeordnet ist und in dem die Steuerschaltung installiert ist; einen peripheren Wandbereich, der in integraler Weise mit einem äußeren Rand des Betätigungsbereichs verbunden ist und das flexible Substrat, das Abschirmelement, das elastische Element und das Steuersubstrat umschließt; einen Substratbereich, der zwischen dem elastischen Element und dem Steuersubstrat angeordnet ist; mehrere elastische Stücke, die elastisch verformbar sind und in integraler Weise mit einem von dem äußeren Randbereich des Substratbereichs und dem peripheren Wandbereich ausgebildet sind; sowie mehrere Eingriffsbereiche, die in dem jeweils anderen von dem äußeren Randbereich des Substratbereichs und dem peripheren Wandbereich ausgebildet sind und mit den elastischen Stücken in Eingriff gebracht sind. Wenn die elastischen Stücke mit den jeweiligen Eingriffsbereichen in Eingriff gebracht sind, ist das elastische Element in dem komprimierten Zustand zwischen dem flexiblen Substrat und dem Abschirmelement gehalten.
Die elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt sicher, dass das elastische Element unter Verwendung einer einfachen Konstruktion in dem komprimierten Zustand gehalten ist. Dadurch ist es möglich, die Distanz zwischen den Treiber- und Detektionselektroden sowie dem Betätigungsbereich in der Stapelrichtung über die gesamte Region des Betätigungsbereichs konstant zu halten und auch das Ausgangsniveau der Detektionselektrode über die gesamte Region bzw. Erstreckung des Betätigungsbereichs konstant zu halten. Dadurch können Schwankungen in der Detektionsempfindlichkeit des Betätigungsbereichs vermieden werden. Die elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sorgt für eine beträchtlich verbesserte, ausgezeichnete Objektpositions-Detektionsgenauigkeit.
Weiterhin vorzugsweise beinhaltet der Betätigungsbereich mehrere lichtdurchlässige Bereiche, die jeweils lichtdurchlässige Eigenschaft aufweisen. Das flexible Substrat, das elastische Element, das Abschirmelement und der Substratbereich beinhalten entsprechende Öffnungen, die den lichtdurchlässigen Bereich in der Stapelrichtung überlappend angeordnet sind. Das Steuersubstrat ist mit mehreren lichtemittierenden Elementen versehen, die jeweils zum Abstrahlen von Lichtstrahlen zu dem lichtdurchlässigen Bereich durch die jeweiligen Öffnungen hindurch ausgebildet sind.
Die elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erlaubt den lichtemittierenden Elementen ferner das Abstrahlen von Lichtstrahlen zu dem lichtdurchlässigen Bereich, und der Benutzer kann eine visuelle Bestätigung hinsichtlich der Lichtübertragung zu dem lichtdurchlässigen Bereich erhalten. Die Position auf dem Tafelelement kann identifiziert werden, so dass die Bedienbarkeit verbessert ist. Buchstaben, Codes und graphische Darstellungen können auf dem lichtemittierenden Bereich vorgesehen sein, und Befehle an die jeweiligen lichtdurchlässigen Bereiche werden vorab zugeordnet, um eine einfache Eingabe von verschiedenen Arten von Befehlen an der elektrostatischen kapazitiven Tastfeld-Eingabevorrichtung zu ermöglichen.
Die Region des Betätigungsbereichs, die dem lichtdurchlässigen Bereich benachbart ist, welcher in einer überlappenden Anordnung mit den Öffnungen des flexiblen Substrats angeordnet ist, zeigt eine niedrigere Anordnungsdichte in Bezug auf die Treiber- und Detektionselektroden als die übrige Region. Der Ausgang der Detektionselektrode wird im Vergleich zu dem der übrigen Region relativ niedrig. Die zwischen dem Abschirmelement und den Treiber- und Detektionselektroden erzeugte elektrostatische Kapazität ist dabei gering, so dass sich ein relativ höherer Ausgang der Detektionselektrode im Vergleich zu der übrigen Region ergibt.
Die in dem Abschirmelement ausgebildeten Öffnungen dienen zum Unterbinden eines Einflusses auf den Ausgang der Detektionselektrode in der dem lichtdurchlässigen Bereich des Betätigungsbereichs benachbarten Region, so dass Schwankungen im Ausgang der Detektionselektrode in der Ebene des Betätigungsbereichs vermieden werden.
Die vorliegende Erfindung schafft eine elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung mit ausgezeichneter Positionsdetektionsgenauigkeit durch Unterdrücken einer Verringerung des Ausgangs von der Detektionselektrode unter Verwendung des leitfähigen Abschirmelements, das den Treiber- und Detektionselektroden benachbart angeordnet ist.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Perspektivansicht zur Erläuterung einer elektrostatischen kapazitiven Tastfeld-Eingabevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, die in einem vorderen Bereich eines Fahrgastinnenraums eines Fahrzeugs vorgesehen ist;
2 eine schematische Perspektivansicht zur Erläuterung der elektrostatischen kapazitiven Tastfeld-Eingabevorrichtung gemäß 1;
3 eine auseinandergezogene schematische Perspektivansicht zur Erläuterung der in 2 gezeigten elektrostatischen kapazitiven Tastfeld-Eingabevorrichtung;
4 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV in 2;
5 eine schematische Draufsicht zur Erläuterung eines Schichtsubstrats, das für die in 2 gezeigte elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung verwendet wird;
6 eine schematische Draufsicht zur Erläuterung einer gegenüberliegenden Seite des in 5 gezeigten Schichtsubstrats;
7 ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer elektrischen Schaltung der in 2 gezeigten Tastfeld-Eingabevorrichtung;
8 eine auseinandergezogene schematische Perspektivansicht zur Erläuterung einer elektrostatischen kapazitiven Tastfeld-Eingabevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
9 eine schematische Draufsicht zur Erläuterung eines Schichtsubstrats, das für die in 8 gezeigte elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung verwendet wird;
10 eine schematische Draufsicht zur Erläuterung einer gegenüberliegenden Seite des in 9 gezeigten Schichtsubstrats; und
11 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie XI-XI in 8.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Als erstes wird eine elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung 10, die im folgenden kurz als Tastfeld-Eingabevorrichtung bezeichnet wird, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei sind die Größe und die Dicke der jeweiligen Komponenten der Tastfeld-Eingabevorrichtung 10 zum Zweck des einfachen Verständnisses in der Zeichnung geeignet verändert.
1 zeigt eine partielle Ansicht des vorderen Bereichs eines Fahrgastinnenraums. Die Tastfeld-Eingabevorrichtung 10 hat die Funktion einer Eingabevorrichtung, die einem Insassen die Betätigung eines Navigationssystems, eines Klimaanlagensystems, eines Audiosystems und dergleichen gestattet. Die Tastfeld-Eingabevorrichtung 10 ist an einer geeigneten Stelle angebracht, die dem Insassen eine einfache Betätigung ermöglicht, d. h. beispielsweise in dem Bereich von einem Armaturenbrett 12 bis zu einer Mittelkonsole.
Die Tastfeld-Eingabevorrichtung 10, die ein Gehäuse 15 aus einem transparenten oder halbtransparenten lichtdurchlässigen Harzmaterial sowie ein Tafelelement 14 aufweist, dessen Oberfläche als Betätigungsfläche des Betätigungsbereichs dient, ist derart in das Armaturenbrett 12 eingebettet, dass die Betätigungsfläche des Tafelelements 14 freiliegt. Ein Insasse kann externe Vorrichtungen, wie z. B. das Navigationssystem, das Klimaanlagensystems und das Audiosystem, durch Berühren der Betätigungsfläche betätigen.
2 zeigt eine Perspektivansicht zur schematischen Erläuterung eines äußeren Erscheinungsbildes der Tastfeld-Eingabevorrichtung 10. Das Gehäuse 15 ist kastenförmig ausgebildet, hat mit anderen Worten die Form eines hohlen Quaders mit einer geöffneten Oberfläche. Dabei ist die Oberfläche des Tafelelements 14, die der geöffneten Oberfläche gegenüberliegt, als Betätigungsfläche ausgebildet.
Beliebige Buchstaben, Codes oder graphische Darstellungen können direkt auf der Oberfläche bzw. dem Betätigungsbereich des Tafelelements 14 oder auf einem darauf aufzubringenden Aufkleber vorgesehen sein. Bei dem Ausführungsbeispiel ist eine schwarze Beschichtung 17 im Wesentlichen auf die gesamte Oberfläche des Tafelelements 14 mit Ausnahme des Bereichs aufgebracht, in dem sechs Buchstaben 16, d. h. „A”, „B”, „C”, „D”, ”E” und „F” vorgesehen sind. Diese sechs Buchstaben 16 sind alle durch partielles Entfernen der schwarzen Beschichtung 17 durch Laser-Ätzen gebildet, so dass lichtdurchlässige Bereiche gebildet sind.
In der Beschreibung können die auf die Oberfläche des Tafelelements 14 aufgebrachte Beschichtung sowie Aufkleber als Bestandteil der Oberfläche des Tafelelements 14 betrachtet werden.
Die jeweiligen vier Kanten des Tafelelements 14 sind in integraler Weise mit einer Umfangswand 18 ausgebildet, so dass zwischen dem Tafelelement 14 und der jeweiligen Umfangswand 18 ein rechter Winkel gebildet ist. Mehrere Fortsätze 20 sind in integraler Weise an Außenflächen der Umfangswände 18 ausgebildet. In den jeweiligen Fortsätzen 20 sind Schraubenöffnungen 22 gebildet. Die Schraubenöffnungen 22 dienen zum Festlegen der Tastfeld-Eingabevorrichtung 10 an dem Armaturenbrett 12 unter Verwendung von Schrauben.
Ferner sind mehrere Eingriffsöffnungen 24 in den Umfangswänden 18 gebildet.
3 zeigt eine auseinandergezogene Perspektivansicht zur schematischen Erläuterung der Tastfeld-Eingabevorrichtung 10. 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV der 2. Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 weisen die dargestellten Buchstaben 16 die inverse Farbgebung in Bezug auf den übrigen Bereich auf dem Tafelelement 14 auf.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, enthält das Gehäuse 15 ein Schichtsubstrat 30 in Form eines flexiblen Substrats, das auch als Elektrodensubstrat bezeichnet wird, ein Abstandselement 40, eine Abschirmplatte bzw. ein Abschirmelement 50, einen Halter 60, ein erstes gedrucktes Schaltungssubstrat 70 und ein zweites gedruckten Schaltungssubstrat 80.
Das Schichtsubstrat 30 ist aus einem Harz-Flächenmaterial mit Isoliereigenschaften gebildet und besitzt eine rechteckige, äußere Formgebung, die im Wesentlichen der des Tafelelements 14 entspricht. Das Schichtsubstrat 30 beinhaltet sechs quadratische Öffnungen 32 entsprechend der Anordnung der Buchstaben 16.
Eine in integraler Weise mit dem Schichtsubstrat 30 ausgebildete Leitung 33 besitzt eine rechteckige Formgebung und erstreckt sich von einem äußeren Rand des Schichtsubstrats 30 in Richtung auf das zweite gedruckte Schaltungssubstrat 80.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 sind mehrere Treiberelektroden 34 und eine einzige Detektionselektrode 35 in integraler Weise mit dem Schichtsubstrat 30 ausgebildet. Mit anderen Worten trägt das Schichtsubstrat 30 die Treiberelektroden 34 und die Detektionselektrode 35. Die Treiberelektroden 34 und die Detektionselektrode 35 erstrecken sich über einen vollständigen Bereich des Schichtsubstrats 30, um ein vorbestimmtes Muster zum Zweck der Detektion der Position des mit der Oberfläche des Tafelelements 14 in Berührung stehenden Objekts zu bilden.
Im Spezielleren weist die Detektionselektrode 35 eine im Wesentlichen kammförmige Formgebung auf. Ein Reihenbereich 35a, der dem Kammzinkenbereich der Detektionselektrode 35 entspricht, ist in orthogonaler Richtung mit mehreren Zweigbereichen 35b versehen. Ein quadratischer C-förmiger Umgehungsbereich 35c, der eine jeweilige Öffnung 32 umschließt, ist in zwischengeordneter Weise an den Reihenbereichen 35a vorgesehen.
Die Treiberelektrode 34 beinhaltet mehrere Y-Elektroden 36 und X-Elektroden 37. Die mehreren Y-Elektroden 36 sind auf dem Schichtsubstrat 30 in der gleichen Ebene gebildet wie die Detektionselektrode 35.
Die Y-Elektroden sind dabei den Reihenbereichen 35a der Detektionselektrode 35 zwischengeordnet vorgesehen und erstrecken sich parallel zu diesen in zwischen diese eingreifender Weise. Die Y-Elektroden 36 sind mit mehreren Zweigbereichen 36b versehen, die sich orthogonal zu diesen erstrecken und zwischen die Zweigbereiche 35b der Detektionselektrode 35 greifend angeordnet sind.
Die X-Elektroden 37 sind in einer anderen Schicht des Schichtsubstrats 30 als die Detektionselektrode 35 und die Y-Elektroden 36 gebildet und erstrecken sich in einer Richtung orthogonal zu den Reihenbereichen 35a der Detektionselektrode 35 und den Y-Elektroden 36. Die Reihenbereiche 35a der Detektionselektrode 35 und die Y-Elektroden 36 sind in der Längsrichtung der X-Elektroden 37 voneinander beabstandet. Dabei sind die X-Elektroden 37 unter Umgehung der Öffnungen 32 angeordnet. Die X-Elektroden 37 sind in Längsrichtung der Y-Elektroden 36 voneinander beabstandet.
Die Leitungseinrichtung 33 beinhaltet mehrere Signalleitungen 38 zum Verbinden der Treiberelektroden 34 und der Detektionselektrode 35 mit Verbinderanschlüssen 39, die an einem vorderen Ende der Leitungseinrichtung 33 gebildet sind.
Das Schichtsubstrat 30 ist lichtdurchlässig ausgebildet, so dass die Detektionselektrode 35, die Y-Elektroden 36 und die X-Elektroden 37 visuell überprüft werden können, wie dies in den 5 und 6 gezeigt ist. Jedoch sind in 5 die X-Elektroden 37 weggelassen und in 6 die Detektionselektrode 35 sowie die Y-Elektroden 36 weggelassen, um Verwirrung durch sich kreuzende Linien zu vermeiden.
Wie unter Bezugnahme auf die 3 und 4 zu sehen ist, weist das Abstandselement 40 eine rechteckige äußere Formgebung sowie eine vorbestimmte Dicke auf. Die äußere Formgebung des Abstandselements entspricht der des Schichtsubstrats 30. Das Abstandselement 40 besitzt sechs Öffnungen 42 entsprechend der Anordnung der Buchstaben 16. In dem Zustand, in dem das Abstandselement 40 das Schichtsubstrat 30 überlappend angeordnet ist, überlappen die Öffnungen 32 des Schichtsubstrats 30 die Öffnungen 42 des Abstandselements 40.
Das Abstandselement 40 ist aus einem isolierenden elastischen Element, wie z. B. einer Schaumharzmaterial mit darin enthaltenen Blasen (mit Zwischenverbindungsblasen) und einem Gummimaterial gebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel wird Urethanschaum verwendet, bei dem auf eine Oberfläche eine PET-Schicht (nicht gezeigt) aufgebracht ist, um die Formgebung des Abstandselements zu erhalten.
Die Abschirmplatte 50 ist aus einer leitfähigen Platte gebildet, bei der es sich z. B. um eine dünne Metallplatte beispielsweise aus rostfreiem Stahl handelt. Die Abschirmplatte 50 besitzt eine rechteckige äußere Formgebung entsprechend der des Schichtsubstrats 30 und des Abstandselements 40. Die Abschirmplatte 50 beinhaltet sechs Öffnungen 52 entsprechend der Anordnung der Buchstaben 16. In dem Zustand, in dem die Abschirmplatte 50 stapelartig unter dem Abstandselement 40 angeordnet ist, überlappen die Öffnungen 52 der Abschirmplatte 50 die Öffnungen 42 des Abstandselements 40.
Die Abschirmplatte 50 ist in integraler Weise mit einem Verbindungselement 53 ausgebildet, das L-förmig gebogen ist. Das Verbindungselement 53 erstreckt sich von dem äußeren Rand der Abschirmplatte 50 weg, um das erste gedruckte Schaltungssubstrat 70 zu halten.
Der aus einem Harzmaterial gebildete Halter 60 beinhaltet eine Plattform bzw. ein Substrat 61 mit einer rechteckigen äußeren Formgebung, die im Wesentlichen der der Abschirmplatte 50 entspricht. Die Plattform 61 weist mehrere Öffnungen 62 entsprechend der Anordnung der Buchstaben 16 auf.
Die Öffnungen 32, 42, 52 und 62 überlappen einander in der Richtung, in der das Schichtsubstrat 30, das Abstandselement 40, die Abschirmplatte 50 und die Plattform 61 mit jeweils dem gleichen Umriss übereinander gestapelt sind. Die Fläche der Öffnung 52 der Abschirmplatte 50 ist geringfügig größer als die jeweilige Fläche der anderen Öffnungen 32, 42 und 62.
Der Halter 60 ist mit mehreren elastischen Stücken 63 versehen, die in integraler Weise mit der Plattform 61 ausgebildet sind. Die elastischen Stücke 63 erstrecken sich jeweils von dem äußeren Rand der Plattform 61 weg auf die dem Tafelelement 14 in der Stapelrichtung entgegengesetzte Seite. Das vordere bzw. freie Ende des elastischen Stücks 63 ist von dem äußeren Rand der Plattform 61 schräg nach außen gebogen. Die vorderen Enden der elastischen Stücke 63 sind in den Eingriffsöffnungen 24 des Gehäuses 15 aufgenommen.
Beim Anordnen des Halters 60 im Inneren des Gehäuses 50 werden die elastischen Stücke 63 gegen die jeweilige Umfangswand 18 gedrückt und elastisch verformt, während der Halter 60 von der Öffnung des Gehäuses 15 in Richtung auf das Tafelelement 14 gedrückt wird. Wenn das vordere Ende des jeweiligen elastischen Stücks 63 von der jeweiligen Eingriffsöffnung 24 aufgenommen wird, wird die elastische Verformung des elastischen Stücks 63 vermindert. Das vordere Ende des jeweiligen elastischen Stücks 63 ist von der jeweiligen Eingriffsöffnung 24 aufgenommen und steht mit dieser in Eingriff.
Die vorderen Enden der elastischen Stücke 63 können aus den Eingriffsöffnungen 24 gelöst werden. Jedoch kann der Halter 60 nicht weiter in das Gehäuse 15 hinein gedrückt werden, und er kann erst dann entfernt werden, wenn die elastischen Stücke gelöst sind. Das heißt, die elastischen Stücke 63 und die Eingriffsöffnungen 24 dienen als Festlegeeinrichtung zum Festlegen des Halters 60 an dem Gehäuse 15.
Wenn der Halter 60 mittels der elastischen Stücke 63 und der Eingriffsöffnungen 24 an dem Gehäuse 15 festgelegt ist, ist das Abstandselement 40 vorzugsweise in einem in der Stapelrichtung komprimierten Zustand gehalten, und sind das Tafelelement 14, das Schichtsubstrat 30, das Abstandselement 40, die Abschirmplatte 50 und die Plattform 61 ohne jeglichen Zwischenraum in der Stapelrichtung in enger Berührung miteinander gehalten. Die Länge der elastischen Stücke 63 oder die Position der Eingriffsöffnungen 24 können in der Stapelrichtung angemessen vorgegeben werden, so dass das Abstandselement 40 in einem komprimierten Zustand gehalten ist.
Die Dicke des Abstandselements 40 in dem freien Zustand ist mit etwa 1,5 mm vorgegeben, während die Dicke des Abstandselements 40 in dem komprimierten Zustand mit etwa 1 mm vorgegeben ist.
Das erste gedruckte Schaltungssubstrat 70 weist eine rechteckige Formgebung auf, die kleiner ist die der Plattform 61, wobei eine der Plattform 61 zugewandt gegenüberliegende Seite mit sechs LEDs 71 versehen ist, die jeweils als lichtemittierendes Element entsprechend der Anordnung der Buchstaben 16 vorgesehen sind.
Jede LED 71 projiziert Lichtstrahlen in Richtung auf den jeweiligen Buchstaben 16 auf dem Tafelelement 14 durch die Öffnungen 62, 52, 42 und 32 hindurch, die in Stapelrichtung miteinander verbunden sind. Das Tafelelement 14 ist transparent oder semitransparent, und die schwarze Beschichtung 17 ist von der Oberfläche an denjenigen Stellen entfernt, an denen die Buchstaben 16 gebildet sind. Bei Projektion des Lichtstrahls von der jeweiligen LED 71 wird der entsprechende Buchstabe 16 an der Oberfläche des Tafelelements 14 in erkennbar hervorgehobener Weise angezeigt.
Wenn sich die LEDs 71 in einem Aus-Zustand befinden, sind die Buchstaben 16 auf dem Tafelelement 14 nicht wahrzunehmen, da die Innenseite des Gehäuses 15 dunkel ist.
Eine Erhebung 72, die elektrisch mit Masse verbunden ist, ist an dem ersten gedruckten Schaltungssubstrat 70 gebildet. In der Erhebung 72 ist eine Durchgangsöffnung 74 gebildet. Die Erhebung 72 greift in Zusammenwirkung mit der Plattform 61 an dem vorderen Ende des Verbindungselements 53 der Abschirmplatte 50 an. Das vordere Ende des Verbindungselements 53 weist eine Durchgangsöffnung 54 auf, die mit der Durchgangsöffnung 74 in Verbindung zu bringen ist. Die Plattform 61 weist eine Schraubenöffnung 64 auf, die mit diesen Durchgangsöffnungen 54 und 74 in Verbindung steht.
Eine Schraube 65 wird über die Durchgangsöffnungen 54 und 74 in die Schraubenöffnung 64 eingeschraubt, so dass das erste gedruckte Schaltungssubstrat 70 und die Abschirmplatte 50 auf beiden Seiten der Plattform 61 in einem derartigen Zustand festgelegt sind, dass das vordere Ende des Verbindungselements 53 in engem Kontakt mit der Erhebung 72 steht.
Mehrere Klauen 66 sind auf der Seite des ersten gedruckten Schaltungssubstrats 70 in integraler Weise mit der Plattform 61 ausgebildet. Die Klauen 66 greifen an dem äußeren Rand des ersten gedruckten Schaltungssubstrats 70 an, um die Festlegung des ersten gedruckten Schaltungssubstrats 70 an der Plattform 61 noch weiter zu gewährleisten.
Ein nicht gezeigtes elektrisches Bauteil, das eine Beleuchtungsschaltung zum Beleuchten der LEDs 71 bildet, und ein Verbinder 75 zum Verbinden der Beleuchtungsschaltung mit der äußeren Umgebung, sind in dem ersten Schaltungssubstrat 70 auf der der Plattform 61 entgegengesetzten Seite angebracht.
Das zweite gedruckte Schaltungssubstrat 80 weist eine rechteckige Formgebung auf, die im Wesentlichen der des ersten gedruckten Schaltungssubstrats 70 entspricht. Das zweite gedruckte. Schaltungssubstrat 80 weist eine Aussparung auf, die derart ausgebildet ist, dass das Hindurchführen der Leitungseinrichtung 33 ermöglicht ist.
Ein Verbinder 81, mit dem die Leitungseinrichtung 33 verbunden ist, ist an dem zweiten gedruckten Schaltungssubstrat 80 auf der dem ersten gedruckten Schaltungssubstrat 70 entgegengesetzten Seite angebracht. Das zweite gedruckte Schaltungssubstrat 80 ist mit elektrischen Bauteilen versehen, wie z. B. einem integrierten Schaltungschip 82, der die Positionsdetektionsschaltung oder die Steuerschaltung zum Detektieren der Objektposition auf der Basis einer Veränderung in der zwischen den Treiberelektroden 34 und der Detektionselektrode 35 generierten elektrostatischen Kapazität bildet. Weiterhin ist das zweite gedruckte Schaltungssubstrat 80 mit einem weiteren Verbinder 83 auf der gleichen Seite wie der Verbinder 81 versehen, um die Tastfeld-Eingabevorrichtung 10 mit der externen Vorrichtung zu verbinden.
Darüber hinaus ist das zweite gedruckte Schaltungssubstrat 80 auf der Seite des ersten gedruckten Schaltungssubstrats 70 mit einem weiteren Verbinder 84 versehen. Der Verbinder 84 ist mit dem an dem ersten gedruckten Schaltungssubstrat 70 angebrachten Verbinder 75 verbunden.
Das zweite gedruckte Schaltungssubstrat 80 ist auf dem ersten gedruckten Schaltungssubstrat 70 durch diese Verbinder 75 und 84 abgestützt.
Mehrere Abstützeinrichtungen 67, die sich in der Stapelrichtung jeweils entgegengesetzt zu dem Tafelelement 14 erstrecken, sind in integraler Weise mit der Plattform 61 des Halters 60 ausgebildet. Die jeweiligen Abstützeinrichtungen 67 liegen an dem äußeren Rand des zweiten gedruckten Schaltungssubstrats 80 an. Die Abstützeinrichtungen 67 dienen zum Verhindern einer Kippbewegung des zweiten gedruckten Schaltungssubstrats 80 in Bezug auf das erste gedruckte Schaltungssubstrat 70.
7 veranschaulicht die Konstruktion der Positionsdetektionsschaltung und der Beleuchtungsschaltung.
Die Positionsdetektionsschaltung beinhaltet eine Steuereinheit 90, die die an der jeweiligen Treiberelektrode 34 anliegende Spannung abtastet.
Dabei ist die Detektionselektrode 35 mit der Steuerschaltung 90 über einen Verstärker 92 und einen A/D-Wandler 93 verbunden. Der Verstärker 92 liefert die Spannung entsprechend der elektrostatischen Kapazität zwischen den jeweiligen Treiberelektroden 34 und der Detektionselektrode 35 als Ausgänge von diesem. Der A/D-Wandler 93 gibt einen digitalen Wert der von dem Verstärker 92 abgeleiteten Spannung in die Steuereinheit 90 ein. Die Steuereinheit 90 berechnet die Objektberührungsposition auf dem Tafelelement 14 auf der Basis des eingegebenen Werts und gibt den Befehl an die externe Vorrichtung auf der Basis des berechneten Resultats aus.
Die Steuereinheit 90 beleuchtet die LED-Einrichtung 71 über eine LED-Beleuchtungseinheit 94, die die Beleuchtungsschaltung bildet.
Im Folgenden wird eine Tastfeld-Eingabevorrichtung 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Dabei sind die Komponenten mit den gleichen Funktionen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine Wiederholung der Beschreibung von diesen verzichtet wird.
Wie unter Bezugnahme auf 8 zu sehen ist, ist die schwarze Beschichtung 70 auf die gesamte Oberfläche des Tafelelements 14 aufgebracht, ohne dass irgendein Buchstabe auf diesem dargestellt ist. Mit anderen Worten weist die Tastfeld-Eingabevorrichtung 100 keinerlei Funktion zum Ausführen einer hervorgehobenen Anzeige von Buchstaben unter Verwendung der lichtemittierenden Elemente auf, so dass die Tastfeld-Eingabevorrichtung 100 somit kein erstes gedrucktes Schaltungssubstrat 70 besitzt.
Die 9 und 10 zeigen abgewickelte Ansichten eines im Inneren des Gehäuses 15 angeordneten Schichtsubstrats 110. Das als flexibles Substrat ausgebildete Schichtsubstrat bzw. Elektrodensubstrat 110, das keine Öffnungen aufweist, ist mit einer Leitungseinrichtung 112 verbunden.
Treiberelektroden 114 und eine Detektionselektrode 115 sind in integraler Weise mit dem Schichtsubstrat 110 ausgebildet. Die Treiberelektroden 114 beinhalten jeweils eine Y-Elektrode 116 und eine X-Elektrode 117. Da keine Öffnungen vorhanden sind, ist die Detektionselektrode 115 mit keinem Umgehungsbereich und keinen Zweigbereichen versehen, und die Y-Elektrode 116 der Treiberelektrode 114 ist mit keinen Zweigbereichen versehen.
Das Schichtsubstrat 110 ist in integraler Weise mit einer Erdungselektrode 118 ausgebildet, die sich derart erstreckt, dass sie die X-Elektroden 117 entlang des äußeren Rands umgibt. Die Erdungselektrode 118 ist über die Signalleitungen 38 und die Verbinderanschlüsse 39 elektrisch mit Masse verbunden.
Die Leitungseinrichtung 112 ist mit dem anderen Schichtsubstrat 120 über zwei L-förmig gebogene Bereiche 119 in integraler Weise verbunden. Das Schichtsubstrat 120 besitzt eine rechteckige Formgebung mit im Wesentlichen der gleichen Größe wie der des Schichtsubstrats 110. Eine leitfähige Abschirmschicht 121 ist in integraler Weise auf dem Schichtsubstrat 120 über nahezu den gesamten Bereich von diesem ausgebildet. Der gebogene bzw. winkelige Bereich 119 weist eine Metallschicht 122 auf, die in integraler Weise mit der Abschirmschicht 121 verbunden ist. Die Metallschicht 122 ist über die Signalleitungen 38 und die Verbinderanschlüsse 39 elektrisch mit Masse verbunden. Somit ist auch die Abschirmschicht 121 elektrisch mit Masse verbunden.
Wie in 10 gezeigt ist, sind bei Anordnung der Schichtsubstrate 110 und 120 in dem Gehäuse 15 diese einander überlappend vorgesehen, wobei das komprimierte Abstandselement 40 zwischen diesen angeordnet ist. Somit besitzt die Abschirmschicht 121 die gleiche Funktion wie die Abschirmplatte 50.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind keine Öffnungen in dem Abstandselement 40, dem Schichtsubstrat 120 und der Plattform 61 gebildet. Das zweite gedruckte Schaltungssubstrat 80 ist an dem Halter 60 unter Verwendung eines nicht dargestellten Befestigungselements, wie z. B. einer Schraube, festgelegt.
Die elektrostatischen kapazitiven Tastfeld-Eingabevorrichtungen 10 und 100 gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhalten das Abschirmelement, d. h. die Abschirmplatte 50 bzw. die Abschirmschicht 121. Das Abschirmelement besitzt eine Erstreckung parallel zu der des Schichtsubstrats 30, um die Treiberelektroden 34, 114 und die Detektionselektroden 35, 115 gegenüber Rauschen von der Rückseite her, d. h. der Seite des ersten gedruckten Schaltungssubstrats 70 und des zweiten gedruckten Schaltungssubstrats 80 her abzuschirmen. Die Tastfeld-Eingabevorrichtungen 10 und 100 stabilisieren den Hintergrund von Ausgängen von den Detektionselektroden 35 und 115.
Die Verwendung des Abstandselements 40, das aus dem isolierenden elastischen Element gebildet ist, für die Tastfeld-Eingabevorrichtungen 10 und 100 trennt dabei die Schichtsubstrate 30, 110 von dem Abschirmelement. Die resultierende elektrostatische Kapazität, die zwischen dem Abschirmelement sowie den Treiberelektroden 34, 114 und den Detektionselektroden 35, 115 erzeugt wird, lässt sich vermindern, so dass dadurch wiederum der Einfluss des Abschirmelements auf das Ausgangsniveau der Detektionselektroden 35, 115 weiter reduziert kann. Dies ermöglicht ein Unterdrücken einer Verminderung des Ausgangsniveaus der Detektionselektroden 35, 115, d. h. eine Verminderung der Detektionsempfindlichkeit kann verhindert werden.
Jede der Tastfeld-Eingabevorrichtungen 10 und 100 erzielt eine ausgezeichnete Objektpositions-Detektionsgenauigkeit.
Bei den Tastfeld-Eingabevorrichtungen 10 und 100 gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie diese vorstehend beschrieben worden sind, bringt die Reaktionskraft des Abstandselements 40, das in dem komprimierten Zustand gehalten ist, die Schichtsubstrate 30 und 110 in enge Berührung mit der rückseitigen Oberfläche des Tafelelements bzw. Betätigungsbereichs 14. Hierbei wird ein Zwischenraum zwischen den Schichtsubstraten 30, 110 und dem Tafelelement 14 eliminiert. Eine Schicht mit geringen dielektrischen Eigenschaften, wie Luft, ist zwischen den Schichtsubstraten 30, 110 und dem Tafelelement 14 im Wesentlichen nicht vorhanden. Somit verbessert das elektrostatische kapazitive Tastfeld ferner die Ausgänge bzw. Ausgangssignale von den Detektionselektroden 35 und 115.
Hierbei ist die Distanz zwischen der Betätigungsfläche und den Treiberelektroden 34, 114 sowie den Detektionselektroden 35, 115 über den gesamten Bereich der Betätigungsfläche konstant gehalten. In einem Fall, in dem die Objektberührungsposition in der Ebene der Betätigungsfläche unterschiedlich ist, ist das Ausgangsniveau der Detektionselektroden 35, 115 konstant gehalten, so dass Schwankungen in der Detektionsempfindlichkeit in der Betätigungsebene vermieden sind.
Als Ergebnis hiervon sorgen die Tastfeld-Eingabevorrichtungen 10 und 100 für eine weiter verbesserte, ausgezeichnete Objektpositions-Detektionsgenauigkeit.
Das Abstandselement 40 der Tastfeld-Eingabevorrichtung 10 und 100 gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel ist aus einem schäumbaren Harzmaterial gebildet, das eine große Menge an Blasen enthält, wie z. B. Urethanschaum. Das elastische Element, das eine große Menge an Blasen enthält, zeigt eine geringere Dielektrizitätskonstante als ein elastisches Element ohne Blasen. Die niedrige Dielektrizitätskonstante des Abstandselements 40 kann eine Verringerung des Ausgangsniveaus der Detektionselektroden 35 bzw. 115 weiter unterdrücken. Als Ergebnis hiervon erzielen die Tastfeld-Eingabevorrichtungen 10 und 100 eine noch weiter verbesserte Objektpositions-Detektionsgenauigkeit.
Die jeweiligen Tastfeld-Eingabevorrichtungen 10 und 100 gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel sind derart ausgebildet, dass die jeweiligen elastischen Stücke 63 und Eingriffsöffnungen 24 miteinander in Eingriff gebracht sind, so dass dadurch sichergestellt ist, dass das Abstandselement 40 mittels einer einfachen Konstruktion in einem komprimierten Zustand gehalten ist.
Die Tastfeld-Eingabevorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erlaubt den LEDs 71, die als lichtemittierende Elemente dienen, das Abstrahlen von Lichtstrahlen zu den Buchstaben 16 hin, die als lichtdurchlässiger Bereich vorliegen, um dadurch die Bedienbarkeit für die Benutzer zu verbessern. Zum Beispiel kann der Benutzer eine Bestätigung hinsichtlich der Position auf der Betätigungsfläche erhalten, indem er den lichtdurchlässigen Bereich visuell identifiziert. Der Benutzer kann in einfacher Weise verschiedene Arten von Befehlen an der Tastfeld-Eingabevorrichtung 10 eingeben, indem er vorab den Befehl einem jeweiligen der lichtdurchlässigen Bereiche zuordnet.
In der Region des Betätigungsbereichs, die von den Öffnungen 32 des Schichtsubstrats 30 überlappt ist, ist die Anordnungsdichte der Treiberelektroden 34, 114 und der Detektionselektroden 35, 115 geringer als in der übrigen Region. Der Ausgang der Detektionselektrode 35 im Vergleich zu dem übrigen Bereich wird dann relativ niedrig. Die elektrostatische Kapazität, die zwischen dem Abschirmelement sowie den Treiber- und den Detektionselektroden erzeugt wird, ist dabei geringer, und somit werden die Ausgänge der Detektionselektroden 35, 115 relativ höher als in der übrigen Region.
Die in der Abschirmplatte 50 ausgebildeten Öffnungen 52 dienen zum Unterbinden des Einflusses der Detektionselektrode 35 in der dem lichtemittierenden Bereich auf dem Betätigungsbereich benachbarten Region. Dies ermöglicht eine Unterdrückung von Schwankungen bei den Ausgängen der Detektionselektrode 35 in Abhängigkeit von der Position in der Betätigungsebene.
Bei der Tastfeld-Eingabevorrichtung 10 gewährleisten die in der Plattform 61 ausgebildeten Öffnungen 62 sowie die zwischen der Plattform 61 und dem zweiten gedruckten Schaltungssubstrat 80 angeordneten LEDs 71, dass die Lichtstrahlen zu den Buchstaben 16 als lichtdurchlässigen Bereich geführt werden, und dass das Abstandselement 40 unter Verwendung einer einfachen Konstruktion in einem komprimierten Zustand gehalten ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beiden Ausführungsbeispiele beschränkt, wie diese vorstehend beschrieben worden sind. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung auch unter Modifizierung des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels in verschiedenartiger Weise ausgeführt werden kann, ohne dass man dabei den Umfang der Erfindung verlässt.
Beispielsweise sind die jeweiligen Muster der Treiberelektroden 34, 114 und der Detektionselektroden 35, 115 nicht auf das jeweilige bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Muster beschränkt. Die Treiberelektroden 34, 114 und die Detektionselektroden 35, 115 sind alle auf dem einzigen Schichtsubstrat 30 bzw. 110 gebildet. Jedoch können diese Elektroden auch einzeln auf zwei oder mehr Schichtsubstraten gebildet sein.
Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das elastische Stück 63 jeweils in integraler Weise mit der Plattform 61 ausgebildet. Jedoch kann auch ein Schlitz in der Umfangswand 18 des Gehäuses 15 ausgebildet sein und ein solches elastisches Stück bilden. Das vordere Ende des elastischen Stücks 63 wird von der Eingriffsöffnung 24 aufgenommen. Jedoch kann die Erhebung auch an der Umfangswand 18 des Gehäuses 15 ausgebildet sein und von einer Eingriffsöffnung des elastischen Stücks 63 aufgenommen werden.
Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Tastfeld-Eingabevorrichtungen 10 und 100 zum Betätigen eines Navigationssystems, eines Klimaanlagensystems und eines Audiosystems eines Fahrzeugs verwendet. Jedoch können die Tastfeld-Eingabevorrichtungen 10 und 100 auch als Eingabevorrichtung für andere Geräte als in einem Fahrzeug vorgesehene Geräte verwendet werden. Beispielsweise können die Tastfeld-Eingabevorrichtungen 10, 100 bei einem Personalcomputer (PC), einem Verkaufsautomaten, einem Bankautomaten, einer mobilen Vorrichtung oder einer Fernsteuerung zum Fernsteuern eines Fernsehgeräts verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009-236234 [0001]
JP 2007-157107 [0007]
JP 2005-18138 [0007]

Claims

Elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung, aufweisend: ein Tafelelement (14) mit einer oberen Oberfläche, die als Betätigungsfläche eines Betätigungsbereichs dient; mindestens ein Elektrodensubstrat (30, 110), das eine Treiberelektrode (34, 36, 37; 114, 116, 117) und eine Detektionselektrode (35; 115) trägt; ein leitfähiges Abschirmelement (50; 121); und eine Steuerschaltung, die die Annäherung oder die Berührung eines Objekts in Bezug auf den Betätigungsbereich auf der Basis einer Veränderung in der elektrostatischen Kapazität zwischen der Treiberelektrode (34, 36, 37; 114, 116, 117) und der Detektionselektrode (35; 115) detektiert, wobei der Betätigungsbereich, das Elektrodensubstrat (30; 110) und das Abschirmelement (50; 121) stapelartig übereinander angeordnet sind und die elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung ein Abstandselement (40) zwischen dem Elektrodensubstrat (30; 110) und dem Abschirmelement (50; 121) aufweist.
Elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodensubstrat (30; 110) aus einem flexiblen Substrat (30; 110) gebildet ist, das Flexibilität aufweist; dass das Abstandselement (40) aus einem elastischen Element (40) gebildet ist, das Elastizität aufweist; und dass das elastische Element (40) in der Stapelrichtung in einem komprimierten Zustand gehalten ist.
Elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (40) in seinem Inneren eine große Menge an Blasen enthält.
Elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner folgendes aufweist: ein Steuersubstrat (70, 80), das auf einer dem flexiblen Substrat (30; 110) entgegengesetzten Seite von dem Abschirmelement (50; 121) angeordnet ist und in dem die Steuerschaltung installiert ist; einen peripheren Wandbereich (18), der in integraler Weise mit einem äußeren Rand des Betätigungsbereichs verbunden ist und das flexible Substrat (30; 110), das Abschirmelement (50; 121), das elastische Element (40) und das Steuersubstrat (70, 80) umschließt; einen Substratbereich (61), der zwischen dem elastischen Element (40) und dem Steuersubstrat (70, 80) angeordnet ist; mehrere elastische Stücke (63), die elastisch verformbar sind und in integraler Weise mit einem von dem äußeren Randbereich des Substratbereichs (61) und dem peripheren Wandbereich (18) ausgebildet sind; und mehrere Eingriffsbereiche (24), die in dem jeweils anderen von dem äußeren Randbereich des Substratbereichs (61) und dem peripheren Wandbereich (18) ausgebildet sind und mit den elastischen Stücken (63) in Eingriff gebracht sind, wobei dann, wenn die elastischen Stücke (63) mit den jeweiligen Eingriffsbereichen (24) in Eingriff gebracht sind, das elastische Element (40) in dem komprimierten Zustand zwischen dem flexiblen Substrat (30; 110) und dem Abschirmelement (50; 121) gehalten ist.
Elektrostatische kapazitive Tastfeld-Eingabevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsbereich mehrere lichtdurchlässige Bereiche (15) mit jeweils lichtdurchlässiger Eigenschaft aufweist; dass das flexible Substrat (30; 110), das elastische Element (40), das Abschirmelement (50; 121) und der Substratbereich (61) entsprechende Öffnungen 31, 42, 52, 62) beinhalten, die den lichtdurchlässigen Bereich (15) in der Stapelrichtung überlappend angeordnet sind; und dass das Steuersubstrat (70, 80) mit mehreren lichtemittierenden Elementen (71) versehen ist, die jeweils zum Abstrahlen von Lichtstrahlen zu dem lichtdurchlässigen Bereich (15) durch die jeweiligen Öffnungen (31, 42, 52, 62) hindurch ausgebildet sind.