JP2006221829A - 光透過性タッチパネル及びこれを用いた検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器の操作に用いられる光透過性タッチパネル及びこれを用いた検出装置に関し、指の近接距離と押圧位置の、両方の検出能力を高めると共に、近接と押圧を明確に区分して検出できるものを提供することを目的とするものである。
【解決手段】下面に上導電層１２が形成された上基板１１と、上面にこの上導電層１２と所定の間隙を空けて対向する下導電層１４が形成された下基板１３からなり、この上基板１１の上面に表面導電層１９と対に複数の表面導電層１７Ａ〜１７Ｄを形成して光透過性タッチパネルを構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器の操作に用いられる光透過性タッチパネル、及び、これへの伝導物体である操作者の指などの近接や押圧を検出する検出装置に関するものである。

近年、ＬＣＤ等の表示素子の前面に装着され、操作面である光透過性タッチパネルを通して表示素子に表示された文字や記号、絵柄等の視認を行うと共に、上記操作面を押圧して文字などの選択や決定を行うカーナビゲーション等の電子機器が増えている。

そして、特にカーナビゲーションの操作において、操作者の指が光透過性タッチパネルの操作面にある程度近接し、かつ押圧された位置の、近接と押圧両方の検出精度が高いものが求められている。

このような従来の光透過性タッチパネルについて、図３を用いて説明する。

図３は従来の光透過性タッチパネルの断面図であり、同図において、１はガラス等の光透過性の基板で、この上面の操作面には、導電性で線状の複数の上パターン２が前後方向に平行に形成されている。

また、基板１の下面には、上パターン２と同様に複数の下パターン３が上パターン２と直交する左右方向に平行に形成されて、光透過性タッチパネルが構成されている。

そして、このように構成された光透過性タッチパネルは、図示しない表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、複数の上パターン２及び下パターン３の各パターンそれぞれが電子機器の検出回路（図示せず）に接続される。

以上の構成において、光透過性タッチパネルの操作面に指が近接、または指により押圧されると、検出回路は、指と対向したパターンとの間に形成される静電容量を計測することで、指の近接または押圧位置を検出する。

例えば、指が上パターン２のｎ番目に一番近接した場合、検出回路は、上パターン２の端部から１個ずつパターンを順送りしながら、隣合う２つのパターン間の静電容量値を順番に計測し、指と対向する上パターン２のｎ−１とｎ番目、及びｎとｎ＋１番目の容量値から、指の近接がｎ番目に一番近いことを認識する。

一方、指が一番近接し上パターン２のｎ番目と直交する下パターン３のｍ番目は、上記同様に、指と対向する下パターン３のｍ−１とｍ番目、及びｍとｍ＋１番目の容量値から、指の近接がｍ番目に一番近いことを認識する。

この結果、検出回路は上パターン２のｎ番目と下パターン３のｍ番目が交差する個所を指の近接位置と検出する。

同様に、指の押圧位置も隣合う２つのパターン間の静電容量値を順番に計測し、上パターン２と下パターン３の交差する個所を指の押圧位置と検出し、近接位置や押圧位置に応じて電子機器の様々な機能の切換えが行われるように構成されているものであった。

ここで、静電容量値は、指とパターンの互いに対向する面積の大きさに比例し大きくなり、指とパターンの互いに対向する距離に反比例し距離が小さいほど大きくなる、つまり、パターン幅が広いほど、指がパターンに近づくほど大きくなる。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特表２００３−５１１７９９号公報

しかしながら、上記従来の光透過性タッチパネルにおいては、押圧位置の検出精度を高めるためには、上パターン２及び下パターン３の本数を増やす必要が有るが、その分、パターン幅が狭くなり容量値も小さくなって、ある程度離れた指の近接の検出が困難になる。

一方、パターン幅を広くしてある程度離れた指の近接の検出を可能にすると、パターンの本数が少なくなるため押圧位置の検出精度が低くなる。

つまり、指の近接距離と押圧位置の、両方の検出能力を高めることが困難であるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、指の近接距離と押圧位置の、両方の検出能力を高めると共に、近接と押圧を明確に区分して検出できる光透過性タッチパネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、下面に上導電層が形成された上基板と、上面にこの上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層が形成された下基板からなり、この上基板の上面の所定の箇所に対に複数の表面導電層を形成して光透過性タッチパネルを構成したものであり、対に形成された複数の表面導電層により指の近接の検出をある程度離れた所からでもできると共に、押圧の有無及びこの押圧位置の検出を、上導電層及び下導電層間の接触及びこの箇所の上導電層及び下導電層間の抵抗比の検出によって行うことで、指等の伝導物体がある程度離れた所からでも近接の検出が可能で、押圧された位置の検出精度が高く、近接と押圧を明確に区分して検出できる光透過性タッチパネルを得ることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光透過性タッチパネルと、この光透過性タッチパネルの複数の各表面導電層及び上導電層、下導電層に接続された検出回路からなり、この検出回路が複数の各表面導電層からの信号により伝導物体の近接を検出すると共に、上導電層及び下導電層からの信号により押圧の有無とこの押圧位置を検出するようにして検出装置を構成したものであり、指等の伝導物体の近接の検出と、押圧の有無とこの押圧位置の高精度な検出が可能な検出装置を実現することができるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、伝導物体の近接や押圧に応じて、音や光、振動等を発生する報知手段を設けたものであり、例えば、カーナビゲーションの操作において、操作者が表示素子の所定の表示の上面に指を近づけた場合に、検出回路がこの指の近接を検出して、この検出の信号を報知手段に出力し、報知手段がこの信号を入力して音や光、振動等を発生することによって、操作者が都度、表示の視認を行わなくても、その上面に指を近づけるだけで所定の表示の確認が行えるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、指等の伝導物体がある程度離れた所からでも近接の検出が可能で、押圧された位置の検出精度が高く、近接と押圧を明確に区分して検出できる光透過性タッチパネルを提供することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による光透過性タッチパネルの断面図であり、同図において、１１はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートフィルム等の光透過性の上基板で、この下面には、酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層１２が真空スパッタ等によって形成されている。

そして、この上導電層１２の両端には銀やカーボン等のペーストによって印刷形成された対に複数の上電極（図示せず）が設けられている。

また、１３はガラスまたはアクリルやポリカーボネート樹脂等の光透過性の下基板で、この上面には、上導電層１２と同様にして、酸化インジウム錫の光透過性の下導電層１４が形成されている。

そして、この下導電層１４上面には、上電極と同様に対に複数の下電極（図示せず）が上電極とは直交方向の両端に設けられると共に、上導電層１２と所定の間隔を保つための複数のドットスペーサー（図示せず）が所定の間隔で形成されている。

また、１６は不織布やポリエステルフィルム等の額縁状のスペーサで、このスペーサ１６の上下面に、熱可塑性樹脂からなる接着層（図示せず）が塗布形成されている。

そして、これら上基板１１と下基板１３が、上導電層１２と下導電層１４が所定の間隔を空けて対向するように、スペーサ１６を介して外周が貼り合わされている。

また、１７Ａ〜１７Ｄ，１９は酸化インジウム錫等の光透過性の表面導電層で、上基板１１の上面の所定の箇所に真空スパッタ等によって形成されている。

そして、図２の上面視の平面図に示すように、略櫛歯状の表面導電層１７Ａ〜１７Ｄが略櫛歯状の表面導電層１９と、互いに対になるように上基板１１上面の左右上下の所定の箇所に形成されると共に、各々の所定の箇所の一端には、銀やカーボン等のペーストによって印刷形成された上電極１８Ａ，１８Ｂと下電極１８Ｃ，１８Ｄ及び中央電極２０が設けられて、光透過性タッチパネルが構成されている。

また、この光透過性タッチパネルと、この光透過性タッチパネルの表面導電層１７Ａ〜１７Ｄ，１９及び上導電層１２、下導電層１４の各電極に接続されたマイコン等で構成される検出回路（図示せず）と、この検出回路に接続されたブザーや発光ダイオード、モータ等で構成される報知手段（図示せず）から検出装置（図示せず）が構成されている。

そして、このように構成された光透過性タッチパネルは、例えばカーナビゲーションの表示素子の上面に配置され、検出回路及び報知手段がこのカーナビゲーションに組み込まれると共に、この検出回路がカーナビゲーションの制御回路（図示せず）に接続される。

以上の構成において、検出回路は各表面導電層１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄと表面導電層１９間とのそれぞれの互いに対向する２つの表面導電層間の容量値を順番に繰り返し検出する。

例えば、カーナビゲーションの表示を視認しながら、指を表面導電層１７Ａと１９間の領域ａ１に近づけると、指と対向する表面導電層１７Ａ，１９間に形成される静電容量を、これらの上電極１８Ａと中央電極２０間で計測することで、指が近接した事を検出する。

そして、この時、検出回路がこの検出信号を報知手段に出力し、報知手段はこの信号を入力して「ピッ」という音や、この音と連動するような光や振動等を発生し、操作者に領域ａ１に指が近接した事を報知する。

なお、操作者が領域ａ２，ａ３，ａ４に近接させた場合には、検出回路は、同様にして、大きくなった容量値を検出して、指が接近した事を検出すると共に、各領域に対応した検出信号を報知手段に出力する。

そして、報知手段は、上記検出信号に対応して「ピピッ」や「ピピピッ」、又は「ピピピピッ」という音や、この音と連動する光や振動等を発生し、操作者に報知する。

つまり、操作者が指を近づけた場合、検出回路は近接位置を検出して、報知手段がこれに対応した音や光、振動等を発生するため、操作者は都度、表示の視認を行わなくても表示の確認が行える。

そして、例えば、操作者が指で領域ａ１の範囲内のどこかの位置を押圧すると、上基板１１が撓み、この押圧された箇所の上導電層１２が下導電層１４に接触し、検出回路が押圧が有ったことを近接と明確に区分して検出すると共に、上電極間及び下電極間に電圧を印加し、これらの電極間の抵抗比を検出して、この押圧された箇所の位置を詳細に検出するように構成されている。

従って、例えば、領域ａ１に対応するカーナビゲーションの表示素子の表示が「交通情報」のスイッチであれば、操作者はこの表示の視認を行わなくても、その上面に指を近づけ、「ピッ」という音等を確認するだけで「交通情報」の箇所に指があることの確認が行える。

そして、この確認後、そのまま指を近づけ領域ａ１を押圧すると、検出回路がこの押圧された箇所を検出して、検出信号をカーナビゲーションの制御回路に出力し、例えば制御回路が「交通情報」の内容を音等で出力させ、操作者は「交通情報」の内容を聞く事ができる。

このように本実施の形態によれば、下面に上導電層１２が形成された上基板１１の上面の所定の箇所に表面導電層１７Ａ〜１７Ｄ，１９を形成して光透過性タッチパネルを構成することによって、各表面導電層１７Ａ〜１７Ｄと表面導電層１９間の静電容量値を大きくでき、検出回路が近接の検出をある程度離れた所からでもできると共に、押圧の有無及びこの押圧位置は上導電層１２と下導電層１４間で検出できるため、指等の伝導物体が有る程度離れた所からでも近接の検出が可能で、押圧された位置の検出精度が高く、近接と押圧を明確に区分して検出できる。

そして、この検出装置に、指の近接や押圧に応じて、音や光、振動等を発生する報知手段を設けることによって、例えば、カーナビゲーションの操作において、操作者が指を近づけ、その近接を検出し、報知手段が音や光、振動等を発生するため、操作者が表示の視認を都度行わなくても、所定の操作を行うことができる。

なお、以上の説明における近接は、上基板１１が撓まない程度の、指等の伝導物体による弱い接触も含むものである。

本発明による光透過性タッチパネル及びこれを用いた検出装置は、指等の伝導物体がある程度離れた所からでも近接の検出が可能で、押圧された位置の検出精度が高く、近接と押圧を明確に区分して検出できるという有利な効果を有し、各種電子機器の操作等に有用である。

本発明の一実施の形態による光透過性タッチパネルの断面図 同上面視の平面図 従来の光透過性タッチパネルの断面図

符号の説明

１１ 上基板
１２ 上導電層
１３ 下基板
１４ 下導電層
１６ スペーサ
１７Ａ〜１７Ｄ，１９ 表面導電層
１８Ａ〜１８Ｄ，２０ 電極

Claims (3)

1. 下面に上導電層が形成された上基板と、上面に上記上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層が形成された下基板からなり、上記上基板の上面の所定の箇所に、対に複数の表面導電層を形成した光透過性タッチパネル。
2. 請求項１記載の光透過性タッチパネルと、この光透過性タッチパネルの対に形成された複数の各表面導電層及び上導電層、下導電層に接続された検出回路からなり、この検出回路が上記表面導電層からの信号により伝導物体の近接を検出すると共に、上記上導電層及び下導電層からの信号により押圧の有無とこの押圧位置を検出する検出装置。
3. 伝導物体の近接や押圧に応じて、音や光、振動等を発生する報知手段を設けた請求項２記載の検出装置。

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