JP2004146174A

JP2004146174A - 入力パネル装置

Info

Publication number: JP2004146174A
Application number: JP2002309216A
Authority: JP
Inventors: Mikio Sekine; 関根　幹夫; Kazuyoshi Yamagata; 山縣　一芳
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】タッチパネル内の接点電極や導電線に非透光性の材料を使用しても、外部から接点電極や導電線が見えない入力パネル装置を提供する。
【解決手段】タッチパネル１２とシート１４との間に光拡散部材１３を設けたことにより、タッチパネル１２を透過した光を光拡散部材１３で光拡散させることができる。よって、シート１４の表面が均一に照光されるため、外部からシート１４を見たときに、シート１４を通してタッチパネル１２内に設けられている非透光性の材料からなる金属接点電極２３ａ，２３ａや導電線２１，２２が見えなくなる。
【選択図】　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印字された部分を押すとスイッチが切り換わる照光式の入力パネル装置に係わり、特に透明電極を用いなくとも内部の配線や電極が見えないようにした入力パネル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の入力パネル装置を示す断面図である。
【０００３】
図５に示す入力パネル装置１では、バックライトとなる光源２が設けられ、その隣接する位置には前記光源２から放たれた光を図示Ｚ１方向の上層に導く導光部材３が設けられている。前記導光部材３の上部には、文字、図形または記号などの印字情報が印刷された表示部４ａ，４ａを有するシート４が設けられ、このシート４の上部に透明タッチパネル５が対向して設けられている。
【０００４】
前記透明タッチパネル５は、下部透明シート５Ａと上部透明シート５Ｂとからなる２枚の透明シートを積層した構成である。前記下部透明シート５Ａの内面には導電性材料で形成された導電線５ａが設けられ、上部透明シート５Ｂの内面には同じく導電線５ｂと金属接点電極５ｃが設けられている。前記導電線５ａと導電線５ｂおよび金属接点電極５ｃとが対向させられた状態で前記上部透明シート５Ｂの下に下部透明シート５Ａが設けられている。
【０００５】
前記光源２を点灯させ、光源２の光を導光部材３を通してシート４および透明タッチパネル５に当てると、透明タッチパネル５の表面に前記シート４に設けられた表示部４ａが表示される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−６０２５７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記入力パネル装置では、タッチパネルが最上層に設けられているため、外部から見たときに前記導電線や接点スイッチなどが目立ち、外観上の品質が低下し商品価値が落ちるという問題がある。また、光が前記導電線や接点スイッチに遮られるため、入力パネル装置の表面が均一に照光されず、タッチパネルの表面に光のむらが生じるという問題もある。
【０００８】
そこで従来は、前記導電線や接点スイッチなどをＩＴＯなどの透明電極で形成することにより、上記品質の問題や光むらの問題を解決していたが、透明電極を使用すると入力パネル装置のコストが高騰しやすくなる。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、タッチパネル内の接点電極や導電線に非透光性の材料を使用しても、外部から接点電極や導電線が見えないようにした入力パネル装置を提供することを目的としている。
【００１０】
また本発明は、入力パネル装置の表面に光のむらが生じないようにした入力パネル装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、照光部材を有するとともに、下層より上層に向かって以下の部材が積層されていることを特徴とするものである。
【００１２】
（１）前記照光部材から放たれた光を上層に導く導光部材
（２）透明な上部シートと下部シートを有し、前記両シートの対向面に非透光性の導電線が形成されているタッチパネル
（３）可撓性を有するとともに入射した光を拡散させる光拡散部材
【００１３】
本発明では、タッチパネルの上層に光拡散部材を設けたことにより、タッチパネル内に設けられている非透光性の接点電極や導電線を外部から見えにくくすることができる。
【００１４】
上記において、前記タッチパネルと前記光拡散部材との間に空気層が設けられているものが好ましい。
【００１５】
上記構成では、空気層の屈折率が１．０と小さいため、導光部材からタッチパネル内に進入した光を接点電極や導電線の上部に導き、これらの陰影をぼかすことができる。よって、光拡散層部材の板厚寸法を薄く形成した場合であっても、外部から前記接点電極や導電線が見えなくなる。
【００１６】
また前記光拡散部材の下面にレンズ部が形成されているものが好ましく、例えば前記レンズ部は凸レンズであり、前記凸レンズが前記金属接点電極と対向する位置に形成されているもの、または前記レンズ部は凹レンズであり、前記凹レンズが前記金属接点電極と対向しない位置に形成されているもの、若しくは前記レンズ部は凸レンズおよび凹レンズからなり、前記凸レンズは前記金属接点電極と対向する位置に形成され、前記凹レンズは前記金属接点電極と対向しない位置に形成されているものとすることができる。
【００１７】
上記構成では、電極の陰影を小さくし、または拡散の度合いを大きくすることができるため、電極の隠蔽性を高めることができる。
【００１８】
上記において、前記光拡散部材の上層にシートが設けられており、このシートに印字情報が印刷された表示部が形成されているもの、または前記光拡散部材の表面に、印字情報が印刷された表示部が形成されているものとすることができる。
【００１９】
また、前記タッチパネルの上部シートまたは／および下部シートの対向面に金属接点電極が設けられているものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の入力パネル装置の第１の実施の形態を示す断面図、図２は入力パネル装置の第２の実施の形態を示す断面図、図３Ａは入力パネル装置の第２の実施の形態を示す断面図、図３Ｂは第３の実施の形態の主要部を示す拡大断面図、図４は第４の実施の形態として、図３Ｂ同様の主要部を示す拡大断面図である。なお、図１ないし図３では、中央のＯ−Ｏ線の左側が表示部を押した加圧状態、右側が非加圧状態を示している。
【００２１】
図１の第１の実施の形態に示す入力パネル装置１０は、図示Ｚ２側の第１層に導光部材１１が設けられている。前記導光部材１１は、ガラス板、またはアクリルなどの透明な樹脂材料によって形成されている。
【００２２】
前記導光部材１１の上部の第２層には、ユニット化されたタッチパネル１２が設けられている。前記タッチパネル１２は、下部透明シート１２Ａと上部透明シート１２Ｂとが透光性および可撓性を有する材料で形成されており、周縁部に設けられたスペーサ１２Ｃを介して互いに平行な状態で対向している。
【００２３】
前記下部透明シート１２Ａの内面（対向面）には導電線２１が形成されている。前記導電線２１は、図示Ｘ方向に延びる複数の細線が紙面と直交する方向に間隔を置いてパターン配列されたものである。また前記上部透明シート１２Ｂの内面（対向面）には導電線２２と金属接点電極２３ａ，２３ａが形成されている。前記導電線２２は、紙面と直交する方向に延びる複数の細線が図示Ｘ方向に間隔を置いてパターン配列されたものである。すなわち、図示上方から見ると、前記導電線２１と導電線２２は互いにマトリックス状にパターン配列されている。前記導電線２１，２２は、例えば金、銀、銅、または低抵抗の炭素などの非透光性の材料から形成されており、その太さは約０．１ｍｍである。
【００２４】
前記金属接点電極２３ａは、例えば０．０６ｍｍ程度の極めて薄いステンレス板を精密加工プレス技術などを用いて外径寸法数ｍｍで形成したメタルドームと呼ばれるものである。前記金属接点電極２３ａは前記導電線２２と導電線２２との間に設けられており、前記導電線２１，２２と同様に非透光性である。
【００２５】
なお、下部透明シート１２Ａの導電線２１と上部透明シート１２Ｂの導電線２２および金属接点電極２３ａ，２３ａとは所定の隙間を介して対向している。
【００２６】
また前記金属接点電極２３ａ，２３ａは、下部透明シート１２Ａの対向面に形成されているものであってもよく、あるいは下部透明シート１２Ａと上部透明シート１２Ｂの各対向面に互いに対向するように設けたものであってもよい。
【００２７】
前記タッチパネル１２の上部の第３層には、光拡散部材１３が設けられている。前記光拡散部材１３は、透光性を有し且つ可撓性に優れた樹脂材料に顔料を含有させたものであり、全体として乳白色に形成されている。
【００２８】
前記光拡散部材１３の上部の第４層にはシート１４が設けられている。前記シート１４は、透光性で且つ可撓性に優れた合成樹脂材料で形成されており、図２に示すものではシート１４の表面で且つ前記金属接点電極２３ａ，２３ａの真上の位置に表示部１４ａ、１４ａが形成されている。表示部１４ａは、シート１４の表面に文字、図形又は記号などの印字情報を印刷などの手段によって形成したものである。
【００２９】
ただし、前記表示部１４ａは、シート１４の表面に形成されたものに限られるものではなく、シート１４の下面に形成されていてもよいし、あるいは前記光拡散部材１３の表面に形成されているものであってもよい。
【００３０】
なお、前記第１層の導電部材１１の近傍には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、あるいは蛍光ランプなどからなる発光部材１６が設けられている。
【００３１】
図２の第２の実施の形態に示す入力パネル装置１０は、前記第１の実施の形態に示す入力パネル装置１０とほぼ同様の構成であるが、光拡散部材１３とタッチパネル１２の上部透明シート１２Ｂとが対向する領域に、所定の隙間寸法ｔからなる空気層３０が設けられている点で異なっている。
【００３２】
図１および図２の左図に示すように、第１および第２の実施の形態に示す入力パネル装置１０では、例えば上記入力パネル装置１０の表示部１４ａを指で加圧すると、前記シート１４、光拡散部材１３およびタッチパネル１２の上部透明シート１２Ｂが図示Ｚ２方向に一緒に弾性変形して可撓することができるため、上部透明シート１２Ｂの下面に設けられた金属接点電極２３ａを下部透明シート１２Ａに設けられた導電線２１に接触させることができる。
【００３３】
前記第１の実施の形態に示す入力パネル装置１０では、前記発光部材１６から放たれた光が、側面１１Ａから導光部材１１内に入射し、導光部材１１内で反射させられて導光部材１１の上面１１Ｂから図示上方に出射される。この光は、下部透明シート１２Ａ→上部透明シート１２Ｂ→光拡散部材１３→シート１４の順で入力パネル装置１０の外部に至る。
【００３４】
また、第２の実施の形態に示す入力パネル装置１０では、発光部材１６→導光部材１１→下部透明シート１２Ａ→上部透明シート１２Ｂ→空気層３０→光拡散部材１３→シート１４の順で入力パネル装置１０の外部に至る。
【００３５】
ここで、前記導電線２１，２２や金属接点電極２３ａなどは非透光性であるため、タッチパネル１２の上部透明シート１２Ｂの表面にはそれらの陰影が現れる。ただし、上部透明シート１２Ｂの上層に設けられた光拡散部材１３が、前記上部透明シート１２Ｂを透過し且つ光拡散部材１３に入射してきた光を拡散させるため、前記陰影をぼかすことが可能である。よって、シート１４が均一な光で照らし出されるため、外部からシート１４の表面を見たときに、前記導電線２１，２２や金属接点電極２３ａなどの陰影がシート１４を通して見えることを防止できる。
【００３６】
また図２に示すように、第２の実施の形態の入力パネル装置１０では上部透明シート１２Ｂと光拡散部材１３との間に空気層３０を有しているが、前記空気層３０の屈折率ｎ２（≒１．０）と第２層のタッチパネルの上部透明シート１２Ｂの屈折率ｎ１を比較すると、両者はｎ１＞ｎ２の関係にある。
【００３７】
前記の関係は、タッチパネル１２内の導電線２１，２２や金属接点電極２３ａを照光した光を、上部透明シート１２Ｂと空気層３０との境界を通過する際に屈折させる。このとき、前記光は空気層３０内を図示Ｚ軸方向の最短距離（隙間寸法ｔ）で通過するのではなく、前記Ｚ軸に対してそれぞれ任意の角度を持つようになる。すなわち空気層３０内で傾斜方向に拡散させられる光の量が多くなり、これらの光は前記導電線２１，２２や金属接点電極２３ａ，２３ａの上部に導かれる。よって、外部から見たときに前記第１の実施の形態以上に前記導電線２１，２２や金属接点電極２３ａの存在を隠すことが可能である。
【００３８】
しかも、前記空気層３０を通過した光は、その上部に位置する光拡散部材１３によってさらに均一に拡散させられるため、さらに外部から前記導電線２１，２２や金属接点電極２３ａを見えにくくできる。
【００３９】
このため、空気層３０の上部に位置する光拡散部材１３の板厚寸法を薄くしても、前記導電線２１，２２や金属接点電極２３ａなどの陰影が見えることがない。
【００４０】
ただし、前記金属接点電極２３ａの外径寸法が大きくなると、上記の第１または第２の実施の形態に示した入力パネル装置では充分に前記金属接点電極２３ａを隠しきれない場合がある。
【００４１】
そこで、図３に示す第３の実施の形態では、前記光拡散部材１３の下面で且つ金属接点電極２３ａ，２３ａの真上の位置に前記空気層３０方向に突出する凸レンズ（レンズ部）１３ａ，１３ａが形成されており、この点で前記第２の実施の形態の入力パネル装置と異なっている。なお、前記空気層３０の屈折率ｎ２（≒１．０）と光拡散部材１３の屈折率ｎ３を比較すると、両者はｎ３＞ｎ２の関係にある。
【００４２】
図３Ｂに示すように、第３の実施の形態では、上部透明シート１２Ｂを透過して空気層３０で拡散させられた光のうち、前記金属接点電極２３ａによって遮られる光以外の光（電極周辺の光で特にＺ軸に平行な光）を前記凸レンズ１３ａが集光して前記金属接点電極２３ａの上部に導くため、シート１４の表面に形成される前記金属接点電極２３ａの陰影（像）を小さくできる。そして、この陰影は表示部１４ａの下に隠れてしまうため、外部から見たときに金属接点電極２３ａの陰影が目立つことがない。
【００４３】
次に、図４に示す第４の実施の形態では、電極と対向しない位置、すなわち隣合う電極と電極との間に凹レンズ１３ｂ（レンズ部）が形成されている点で前記第２、第３の実施の形態と異なっている。なお、前記空気層３０の屈折率ｎ２（≒１．０）と光拡散部材１３の屈折率ｎ３を比較すると、両者はｎ３＞ｎ２の関係にある。
【００４４】
第４の実施の形態では、前記空気層３０で拡散させられた光を、前記凹レンズ１３ｂによってさらに拡散させることができるため、光拡散部材１３内における光拡散の度合いを上記第１ないし第３の実施の形態の中で最大とすることができる。よって、金属接点電極２３ａの陰影のほとんどをぼかすことができるため、外部から前記金属接点電極２３ａを全く見えなくすることが可能である。
【００４５】
さらには、光拡散部材１３の下面に前記第３の実施に形態における凸レンズ１３ａと第３の実施の形態における凹レンズ１３ｂを一体に組み合わせたものであってもよく、この場合には前記金属接点電極２３ａも隠蔽性を高めることが可能である。
【００４６】
なお、前記シート１４の表面に光反射性を有する塗料を塗布すると、光拡散部材１３から出射された光を反射させることが可能となる。上記各実施の形態にこのような手段を組み合わせると、前記導電線２１，２２や金属接点電極２３ａ，２３ａの隠蔽性をさらに高めることが可能である。
【００４７】
以上のように、上記各実施の形態では、非透光性の材料を用いて形成した接点電極や導電線を見え難くすることができる。よって、従来のような透明電極を用いる必要がなくなり、入力パネル装置のコストダウンを促進することができる。
【００４８】
またシート１４を均一な光で照光することができ、シート１４に印刷された表示部１４ａを鮮明に見分けることが可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように本発明では、表面が均一な光で照光され、外部から非透光性の材料で形成された接点電極および導電線が見えることのない入力パネル装置を提供できる。
【００５０】
またタッチパネル内の接点電極および導電線をコストの高い透明電極を使用する必要がなくなるため、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の入力パネル装置の第１の実施の形態を示す断面図、
【図２】入力パネル装置の第２の実施の形態を示す断面図、
【図３】Ａは入力パネル装置の第３の実施の形態を示す断面図、Ｂは第３の実施の形態の主要部を示す拡大断面図、
【図４】第４の実施の形態として、図３Ｂ同様の主要部を示す拡大断面図、
【図５】従来の入力パネル装置を示す断面図、
【符号の説明】
１０　入力パネル装置
１１　導光部材
１２　タッチパネル
１２Ａ　下部透明シート
１２Ｂ　上部透明シート
１３　光拡散部材
１３ａ　凸レンズ（レンズ部）
１３ｂ　凹レンズ（レンズ部）
１４　シート
１４ａ　表示部
１６　照光部材
２１，２２　導電線
２３ａ　金属接点電極
３０　空気層

Claims

照光部材を有するとともに、下層より上層に向かって以下の部材が積層されていることを特徴とする入力パネル装置。
（１）　前記照光部材から放たれた光を上層に導く導光部材
（２）　透明な上部シートと下部シートを有し、前記両シートの対向面に非透光性の導電線が形成されているタッチパネル
（３）　可撓性を有するとともに入射した光を拡散させる光拡散部材
前記タッチパネルと前記光拡散部材との間に空気層が設けられている請求項１記載の入力パネル装置。
前記光拡散部材の下面にレンズ部が形成されている請求項２記載の入力パネル装置。
前記レンズ部は凸レンズであり、前記凸レンズが前記金属接点電極と対向する位置に形成されている請求項３記載の入力タッチパネル装置。
前記レンズ部は凹レンズであり、前記凹レンズが前記金属接点電極と対向しない位置に形成されている請求項３記載の入力タッチパネル装置。
前記レンズ部は凸レンズおよび凹レンズからなり、前記凸レンズは前記金属接点電極と対向する位置に形成され、前記凹レンズは前記金属接点電極と対向しない位置に形成されている請求項２記載の入力タッチパネル装置。
前記光拡散部材の上層にシートが設けられており、このシートに印字情報が印刷された表示部が形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の入力タッチパネル装置。
前記光拡散部材の表面に、印字情報が印刷された表示部が形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の入力タッチパネル装置。
前記タッチパネルの上部シートまたは／および下部シートの対向面に金属接点電極が設けられている請求項１ないし８のいずれかに記載の入力パネル装置。