JP2005222091A

JP2005222091A - 電子機器

Info

Publication number: JP2005222091A
Application number: JP2004026174A
Authority: JP
Inventors: Takeo Komiyama; 剛男小味山
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2004-02-03
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2005-08-18

Abstract

【課題】タッチパネルを搭載した電子機器は、シールド体を設けて静電気やノイズを遮蔽しようとすると薄型化が困難だった。また、シールド体とタッチパネルとの間に明確な位置決め手段がないと、タッチパネルの誤動作防止のためにシールド体の開口を大きくする必要があった。
【解決手段】シールド体に、このシールド体とモジュールとを位置決めする位置決め部と、タッチパネルを押圧しモジュールとタッチパネルとを位置決めするための押圧片部とを設ける。このような構成とすることによって、シールド体を介して、シールド体とモジュールとタッチパネルとの相互の位置決めを行うとともに、シールド体がモジュールとタッチパネルの縁部分を囲うことから、静電気やノイズを効果的に遮断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネルを備えた電子機器に関する。さらに詳しくは、静電気やノイズから保護する対策を施した電子機器に関する。

従来、携帯情報端末や時計型情報端末、ペン入力式パソコン等の電子機器に用いられるタッチパネルには、主に抵抗膜方式が採用されている。図７は一般的な抵抗膜方式タッチパネルと電子機器のケースを説明する断面図である。２００は表示窓を有する電子機器のケース、２０１はケースの表示窓周縁部に設けた段差、１００は一般的な抵抗膜方式のタッチパネル、１１０はタッチパネルの下側パネル、１１１は下側パネルの下側電極パターン、１２０はタッチパネルの上側パネル、１２１は上側電極パターン、１３０はタッチパネルの接着剤である。
抵抗膜方式タッチパネル１００とは、下面に上側電極パターン１２１を形成した上側パネル１２０と、上面に下側電極パターン１１１を形成した下側パネル１１０と、上側パネル１２０と下側パネル１１０とを接合すると共に上側電極パターン１２１と下側電極パターン１１１との間にクリアランスを設定するスペーサとしての役割も担う接着剤１３０等により概略構成されたものである。
上側パネル１２０は弾性変形可能な材質からなり、上側パネルの所定位置を下方向に押圧した際、上電極パンターン１２１のうちの所定のパターンが前期クリアランスを介して下電極パターン１１１に当接して導通する事で、押圧場所の位置を検出するようになっている。

このようなタッチパネルを機器に搭載した場合、ケース２００がタッチパネル１００の上側パネル１２０を押圧して誤動作させてしまわぬように、タッチパネル１００外周の接着剤１３０の境界部分付近（図７の領域Ａ）には、ケース裏面に段差２０１を設け、領域Ａの部分を押圧しないように間隙を設ける構造を採用するのが一般的である。

しかしながらこの構造は、ケース２００をプレス加工で成形する場合は段差２０１を設けるために、ケースの加工工数が増えるなどの問題があった。また、段差の分だけ厚みが余計に必要なため総厚が増し、機器の薄型化が困難になるという問題があった。

また、タッチパネルを備えた電子機器は多く提案されており、特に静電気やノイズから電子機器の内部の回路基板などを保護する目的で、電子機器内部にシールド体を備える提案も多くなされている（例えば、特許文献１参照）。

図８は、特許文献１に示す従来の電子機器の一例を示す断面図である。３００は表示窓を有するケース、４００は表示部材、５００は回路基板、６００はタッチパネル、７００は裏蓋である。ここで８００はタッチパネル６００の周縁部全周に亘るリング状の形状を有する導電材料のシールド体であり、可撓性を有する接続片８１０が一体形成されている。
接続片８１０を回路基板５００のグランド端子や裏蓋７００に当接することにより、帯電したユーザーの操作時等によって回路基板内のＩＣやその他部品に加わる静電気やノイズを遮蔽している。ここで、タッチパネル６００は両面接着テープにより本体ケース３００の上面の周縁部に形成された溝部に対して貼り付けられており、シールド体８００は両面接着テープによりタッチパネル６００の上面に貼り付けられている。

特開２０００−１０６２９７号公報（第２−７頁、第３図）

しかしながら、特許文献１に示した従来技術では、タッチパネルをケースに設けた溝部の底面に貼り付ける構造ゆえ溝部の底の厚みが必要で、その分どうしても機器の総厚が増えてしまい薄型化が困難であった。
また、ユーザーが操作を加えるタッチパネルと、操作対象や操作結果を表示する表示部材とが溝部の底面の厚みを隔てて離れてしまう事により、タッチパネル操作に違和感を受ける場合があった。これは特にユーザーがタッチパネル上を指やペンでなぞり文字や図形を入力する「手書き入力」という操作の際に顕著に感じる問題で、ユーザーが書くという動作をするタッチパネル上のペン先と、表示部材が入力の結果として表示する文字や図形とが距離的に離れていると、書く場所と表示の場所とのずれが生じてしまい、書くという操作に違和感を受けるというものである。

更に、タッチパネル上面に貼り付けられるシールド体とタッチパネルとの間に明確な位置決め手段がなく、タッチパネルの誤動作防止のためには、シールド体のタッチパネル外周にある接着剤の境界部分を押圧せぬようシールド体の開口を大幅に大きくする必要があった。このため、機器の小型化のために外周にある接着剤の幅を狭くした小型タッチパネルを採用することが困難であるという問題があった。

そこで本発明が解決しようとする課題は、電子機器の総厚を増す必要がないタッチパネルの位置決め手段を提供すること、また静電気対策用のシールド体とタッチパネルとを精度良く位置決めすることで小型のタッチパネルを採用できるようにすること、更にはタッチパネルの手書き入力の際の違和感を軽減すること、つまりは、より小型で薄型で使いやすい電子機器を提供する事にある。

上記課題を解決するために本発明の電子機器は次のような構成を採用する。

表示窓を有するケースに表示部材と回路基板とを有するモジュールと、モジュール上にタッチパネルを載置して収納し、表示部が開口した枠形状部とケースとモジュールとを電気的に接続するための接続片を備えたシールド体を設け、モジュールに加わる静電気やノイズを遮蔽する電子機器において、
シールド体には、シールド体とモジュールとを位置決めする位置決め部と、タッチパネルを付勢し、モジュールとタッチパネルとを位置決めするための押圧片部と、を設けたことを特徴とする。

枠形状部がケースの表示窓周縁部とタッチパネルの上面とに配置されることにより、表示窓周縁部とタッチパネルの上面との間に空隙部を形成することを特徴とする。

シールド体に位置決め部を設けてモジュールとの位置を決めつつ、シールド体の押圧片部によりタッチパネルの側面を付勢することでモジュールとタッチパネルを位置決めする。つまり、本発明の電子機器は、シールド体に表示部が開口した枠形状部とケースとモジュールとを電気的に接続するための接続片を備えてモジュールに加わる静電気やノイズを遮蔽するだけでなく、モジュールとタッチパネルとの位置決めをシールド体を介して行うことで従来技術のようにタッチパネルを位置決め固定するためにケースに特別な溝／底面を設ける必要がなくなり、その分薄型化が可能となる。
また、同時にシールド体とタッチパネルの位置も正確に決まるので、シールド体の開口はタッチパネル外周にある接着剤の境界部分を押圧しないよう必要最小限の大きさに設定
できるので、接着剤の幅を狭くした小型のタッチパネルを採用することができるようになり、その分電子機器の小型化が可能となる。また、タッチパネルと表示部材の距離を近くできるので手書き入力の際の違和感も軽減される。

以下に、本発明の実施形態を図１から図６に基づいて説明する。図１は、本発明を適用した電子機器の各構成要素の分解斜視図であり、図２は、要部の拡大断面図、図３は、本発明に係るシールド体を説明する斜視図であり、図４から図６は、シールド体の押圧片部を説明する断面図である。

[全体の構造説明：図１]
本発明の実施形態の電子機器の構成を図に基づいて説明する。図１に示すごとく、１は電子機器のケースであり上面に表示窓６１を有している、２は電子機器のモジュールで表示装置３と回路基板４とを有している。８はモジュール２に載置されたタッチパネル、９はモジュールに加わる静電気やノイズを遮断するためのシールド体、１０は裏蓋である。

ケース１は、金属のプレス成型品であり表示窓６１を有するカバー６と、ＡＢＳやＰＯＭ等のプラスチック成型品である外フレーム７とにより構成されており、両者は両面接着テープや接着剤等で接合されている。
カバー６を金属にする事で必要な強度を保ちつつ薄型化できると共に、ユーザーが普段目にする外装に金属の光沢感を持たせて外観品質を向上することができる。また同様の目的で裏蓋１０も金属のプレス成型品にすることが好ましく、裏面からネジ等でケース１に固定する。
また、外フレーム７は、裏蓋１０を取り付けるネジ穴や収納するモジュールの位置決めボスやコネクタの穴など非常に複雑な構造となるため、プラスチック成型品であることが望ましい。さらにケース１は、本発明の実施形態のように必ずしも金属のカバーとプラスチックの外フレームの接合体である必要はなく、組み立て工数の削減やコストダウンのために一体型のプラスチック成型品にしても構わないし、高級感を出すために一体型の金属成型品にしても構わない。

モジュール２は、プラスチック成型品である内フレーム５に電子機器の機能に必要な部品を位置決め固定したものであり、表示部材３や回路基板４を有している。また必要によってはスピーカーや振動モータや充電池等（いずれも図示せず）も取り付けられる場合がある。
ここで情報表示手段である表示部材３は、一般的に液晶パネルが採用されており、内フレーム５の内壁に位置決めされ両面接着テープにより貼り付け固定される。回路基板４は、内フレーム５に設けた位置決めピン（図示せず）に対応した位置決め穴（図示せず）を有し、両者を嵌合することにより内フレーム５に位置決めされネジ止め固定される。

タッチパネル８は、一般的な抵抗膜方式のタッチパネルであり、モジュール２上に載置する。ケース１に収納された状態では、表示部材３に表示された情報は透光性材料からなるタッチパネル８を通して表示窓６１より視認できるようになっている。

[シールド体の説明：図２〜図３]
次に本発明の実施形態に係るシールド体９を図２と図３とを用いて説明する。図２は本発明を適用した電子機器の要部の拡大断面図である。ここで、２はモジュール、３は表示部材、４は回路基板、５は内フレーム、６はカバー、７は外フレーム、８はタッチパネル、８１はタッチパネルの上側パネル、８２はタッチパネルの下側パネル、８３はタッチパネルの上側パネル８１と下側パネル８２とを接合する接着剤、１０は裏蓋、２０は空隙部、９１は枠形状部、９２は接続片、９４はタッチパネルを押圧する押圧片部である。

図３はシールド体を示す斜視図である。図３に示すように、表示部が開口した枠形状部９１、ケース１の主にカバー６とモジュール２の主に回路基板４と裏蓋１０とを電気的に接続するための接続片９２、シールド体９とモジュール２とを位置決めする位置決め部９３、タッチパネル８を付勢してモジュール２とタッチパネル８とを位置決めするための押圧片部９４とを備えた可撓性を有する導電部材で形成されている。

枠形状部９１は、表示部が開口してタッチパネル８の周縁部の全周に亘る額縁状の形状を有するものであり、図２に示すようにカバー６の表示窓６１周縁部とタッチパネル８の上面とに配置することにより、表示窓６１の周縁部とタッチパネル８の上面との間に空隙部２０を形成する。

この空隙部２０は、カバー６に不測の力が加わるなどしてカバー６が変形し、タッチパネルの上側パネル８１を押圧してしまい、タッチパネルを誤動作させてしまうのを防止する効果を生む。このような構造とすることによって、図７に示した一般的なタッチパネル構造のようにカバーの表示窓周縁部に段差２０１を設ける必要がない。したがって、カバー６の加工工数を削減することができる。
タッチパネル上面における枠形状部９１の位置は、タッチパネルの上側パネル８１を押圧し誤動作させぬようにタッチパネル外周部の接着剤８３の境界部部分より外側になるように枠形状部の開口を大きく設定する必要がある。タッチパネルの接着剤８３の幅を狭くした小型タッチパネルを採用しようとすると、タッチパネル誤動作防止のためにはタッチパネル８と枠形状部９１（シールド体９）の位置決め精度が重要になってくる。

接続片９２は、枠形状部９１の延在部をモジュール２の側面に沿うように折り曲げ、回路基板４のグランド端子や裏蓋１０と電気的に接続するためのものである。
具体的には図２に示すように、モジュール２の側面に沿うように折り曲げた後、接続片９２を回路基板の平面方向に折り曲げて回路基板４と当接すると共に、更にＵ字型に折り返して裏蓋１０と接触させる構造となっている。接続片９２は、図３に示すように複数設ける方が好ましい。また、接続片９２と回路基板４との接続は、ハンダ付けもしくはネジ止めするなどの何らかの固定手段を採用する方が好ましい。
なぜならば、接続片９２を複数箇所固定する事により、シールド体９そのものを固定するだけでなく、タッチパネル８も上下方向においてモジュール２とシールド体９に挟む状態となり固定することができるからである。
一方、接続片９２と裏蓋１０との接続部分は、組み立ての際に裏蓋１０が最後に組み込まれることを考慮して、シールド体９の可撓性を利用して接触させるのが好ましい。なお、接続片９２と回路基板４および裏蓋１０との接続形状（Ｕ字型に曲げる部分）は一例であり、付勢力を生じる構造であることが好ましいのであって、多くの変形例が考えられる。

モジュール２をケース１に収納すると枠形状部９１の上面はカバー６と接触するので、シールド体９により、カバー６とタッチパネル８とモジュール２と裏蓋１０とは電気的に接続され、これにより帯電したユーザーの操作等でモジュール２に加わる静電気やノイズを遮蔽することができる。

位置決め部９３は、シールド体９とモジュール２とを位置決めするためのもので、図１に示すように、内フレーム５に設けた位置決めピン５２に対応するように、枠形状部９１の一部に位置決め穴９３を設け、両者を嵌合することによってモジュール２に対してシールド体９を位置決めする。なお、図１に示した本発明の実施形態の例では、位置決め方法に関してはピンと穴との嵌め合いを採用しているが、その他カシメや端面突き当てなどの方法を用いても構わない。

[押圧片部の説明：図３〜図６]
押圧片部９４に関しては図３〜図６を用いて詳しく説明する。押圧片部９４は、タッチパネル８を側面から中心方向に付勢するように、枠形状部９１の一部を曲げ加工して設けたものである。押圧片部９４は、その数が多いほど、より強くタッチパネル８を固定することから、タッチパネル８の寸法にもよるが、タッチパネル８の一側面に対して押圧片部を２〜３カ所設置するのが好ましい。

図４は、タッチパネル８の対向した両側面に対しそれぞれ押圧片部９４を用いた場合を示す図である。ここで距離Ｂはタッチパネル８の幅寸法、距離Ｃは対向する押圧片部９４の曲げ位置の間隔寸法、距離Ｄは対向する押圧片部９４の切片間の間隔寸法とすると、距離Ｃの寸法値を距離Ｂの寸法値よりも大きく、同時に距離Ｄの寸法値を距離Ｂの寸法値よりも小さく設定する。このような構成とすることによって、押圧片部９４はタッチパネル８に対して強い付勢力を生じる。

図５は、タッチパネル８上にシールド体９を載置した時を示す図であるが、可撓性の材料からなるシールド体９の距離Ｄの寸法値を押し広げた状態で載置することで、押圧片部９４によりタッチパネル８の側面が付勢された状態となる。さらにこのように対向する押圧片部の寸法、個数、曲げ角度を同じにすれば、押圧部材によってタッチパネル８の対向する側面は同じ力で中心方向に付勢されるので、タッチパネル８がシールド体９の中央に位置決めされる。
図６は、押圧片部９４の一部を円弧状に曲げたような形状を示したものである。押圧片部９４の形状は、タッチパネル８の側面を中心方向に付勢できればよいから、図６に示した形状以外でも様々な形状とすることができる。

更にタッチパネル８の対向する測面を両面共に押圧片部９４で付勢しなくてもタッチパネル８の位置決めは可能である。シールド体９の平面方向の位置は位置決め部によってモジュール２に対して固定されるので、タッチパネル８の片方の側面を押圧片部９４で付勢して、対向するもう片一方の側面をモジュール２の壁やピン側面に押しつけることで、タッチパネル８の平面方向の位置は、モジュール２に対して決められる。

このようにして、タッチパネル８の平面方向の位置は、シールド体９の押圧片部９４で付勢することで決まり、上下方向の位置はシールド体９の接続片９２を回路基板４にハンダ付けもしくはネジ止めするなどの固定手段により固定してモジュール２とシールド体９との間に挟みこむことで決まるが、平面方向の位置決め後、接続片９２をハンダ付けもしくはネジ止めなどの固定手段を用いる間の補助的な固定の方法として、タッチパネル８とモジュール２とを両面接着テープなどで固定してもよい。

以上、説明した本発明の電子機器は、モジュール２とタッチパネル８との位置決めや固定をシールド体９を介して行うことで、従来技術のようにタッチパネルを位置決め固定するためにケースに特別な溝／底面を設ける必要がなくなり、その分薄型化が可能となる。
また、同時にシールド体９とタッチパネル８との位置も正確に決まるので、シールド体９の枠形状部９１がタッチパネル８の外周にある接着剤の境界部分に干渉せぬよう枠形状部９１の開口を必要最低限の大きさだけ境界部分より外側に大きくすればよいので、接着剤の幅を狭くした小型のタッチパネルを採用することができるようになり、その分、このタッチパネルを搭載した電子機器も小型化が可能となる。

更には、図２のようにタッチパネル８を表示部材３のすぐ上に位置決めして載置することが可能となるので、表示装置３とタッチパネル８との距離が非常に小さくなる。その結
果、ユーザーが指やペン操作で手書き入力操作を行う際、ユーザーが書くタッチパネル上のポイントのすぐ下に表示部材の入力結果が表示されるので、あたかもタッチパネル上に実際に文字や図形を書いているような違和感のない良好な入力操作が行える。

したがって、本発明のような構造を採用する事により、小型、薄型で、良好な入力操作を行える電子機器を提供する事ができる。

本発明の実施形態の電子機器の各構成要素の分解斜視図である。本発明の実施形態の電子機器の要部の拡大断面図である。本発明の実施形態の電子機器のシールド体の斜視図である。本発明の実施形態の電子機器のシールド体の押圧片部の断面図である。本発明の実施形態の電子機器のシールド体の押圧片部の断面図である。本発明の実施形態の電子機器のシールド体の押圧片部の断面図である。一般的な抵抗膜式タッチパネルを説明する断面図である。従来技術の電子機器を示す要部の拡大断面図である。

符号の説明

１ケース
２モジュール
３表示装置
４回路基板
５内フレーム
６カバー
７フレーム
８タッチパネル
９シールド体
１０裏蓋
２０空隙部
５２位置決めピン
９１枠形状部
９２接続片
９３位置決め部
９４押圧片部

Claims

表示窓を有するケースに表示部材と回路基板とを有するモジュールと、該モジュール上にタッチパネルを載置して収納し、表示部が開口した枠形状部と前記ケースと前記モジュールとを電気的に接続するための接続片を備えたシールド体を設け、前記モジュールに加わる静電気やノイズを遮蔽する電子機器において、
前記シールド体には、前記シールド体と前記モジュールとを位置決めする位置決め部と、前記タッチパネルを付勢し、前記モジュールと前記タッチパネルとを位置決めするための押圧片部と、を設けたことを特徴とする電子機器。
前記枠形状部が前記ケースの表示窓周縁部と前記タッチパネルの上面とに配置されることにより、前記表示窓周縁部と前記タッチパネルの上面との間に空隙部を形成することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。