JP2009199318A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 検出部を構成する層の数を少なくして製造コストを低減し、しかも感圧式検出部よりも上の層が変形しやすい入力装置を提供する。
【解決手段】 下部基材シート２１に形成された下側検出層２５と上部基材シート２２に形成された上側検出層２７を有する感圧式検出部２０の上に、静電容量の変化で指の接触位置を検知する静電容量式検出部３０が重ねられている。感圧式検出部２０と静電容量式検出部３０との間に金属シールド層が設けられていないため、感圧式検出部２０の上の層の数を減らすことができ、また上の層を変形しやすくできる。感圧式検出部２０への通電と静電容量式検出部３０への通電を、時間が重複しないように設定することで、両検出部の検出動作の干渉を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、抵抗値の変化で押圧位置を検知する感圧式検出部と、静電容量の変化で指などの指示体の接近位置を検知する静電容量式検出部とが重ねられている入力装置に係り、薄型で軟質に構成でき、しかも両検出部の検出精度を高く維持できる入力装置に関する。

以下の特許文献１には、パーソナルコンピュータなどに搭載される入力装置が開示されている。この入力装置は、押圧位置を抵抗値の変化で検出する感圧式検出部の上に、指などの導電性の指示体の接近を静電容量の変化で検出する静電容量式検出部が重ねられて設けられている。上側に位置する静電容量式検出部では、可撓性の樹脂フィルムに電極が形成されている。

入力装置の表面に指などの指示体が触れたときは、静電容量式検出部によってその接触位置を検知できる。さらに、この入力装置の表面を入力ペンなどで押圧すると、静電容量式検出部が変形しその下に位置する感圧式検出部が動作して、入力ペンなどで押圧した位置を検出することができる。

この入力装置では、感圧式検出部の導電層または抵抗層に通電されていると、その電荷の影響により、静電容量式検出部における静電容量の変化の検出精度が極端に低下し、実質的に静電容量式検出部を使用できなくなる。そこで、感圧式検出部と静電容量式検出部との間に、接地電位とされた導電体層で形成されたシールド層を介在させているのが一般的である。
特開２００１−２４３０１０号公報

前記のように感圧式検出部と静電容量式検出部との間にシールド層を設けると、両検出部を構成する層の数が多くなって、コストが高くなり、また薄型化が困難となる。

前記シールド層は一般に金属層で形成されるが、感圧式検出部の上に金属層が設けられていると、この金属層の存在により感圧式検出部よりも上に位置する層の剛性が高くなる。よって、入力装置の表面が入力ペンなどで押圧されたときに全体が変形しにくくなり、感圧式検出部の検出精度が低下する問題点がある。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、検出部を構成する層の数を減らすことができ、しかも感圧検出部よりも上の層の剛性を低くして変形しやすくすることが可能な入力装置を提供することを目的としている。

本発明は、下側検出層と上側検出層とが隙間を介して対向し前記下側検出層と前記上側検出層とが接触した位置を抵抗値の変化によって検出可能な感圧式検出部と、絶縁層を挟んで互いに直交する向きに延びる複数のＸ駆動電極と複数のＹ駆動電極を有して電極間の静電容量の変化により指示体が接近した位置を検出可能な静電容量式検出部とが設けられ、
前記感圧式検出部の上に前記静電容量式検出部が重ねられ、前記静電容量式検出部の上に可撓性のカバーシートが設置されており、
前記上側検出層が可撓性の樹脂シートに形成され、前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極および前記絶縁層が可撓性の樹脂シートに形成されており、前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極のうちの下側に位置している駆動電極と前記上側検出層とが、他の金属層を介在させることなく上下に配置されていることを特徴とするものである。

本発明の入力装置は、感圧式検出部とその上の静電容量式検出部との間に、シールドのための金属層が設けられていない。そのため、両検出部を構成するための層の数を少なくして薄型化を実現でき、また低コストで製造できるようになる。さらに、金属層が設けられていないため、感圧式検出部よりも上の層の剛性を低くでき、入力装置の表面を押したときに感圧式検出部を動作させやすくなる。

例えば、本発明は、下面に前記上側検出層が形成された可撓性の樹脂シートの上面と、上面に前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極および前記絶縁層が形成された樹脂シートの下面とが接着されているものである。

または、本発明は、共通の樹脂シートの下面に前記上側検出層が形成され、上面に前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極および前記絶縁層が形成されているものである。このように共通の樹脂シートを使用すると、さらに層の数を少なくでき、低コスト化と薄型化を実現できる。

本発明は、前記カバーシートは、複数枚の樹脂シートが重ねられて形成されていることが好ましい。

カバーシートを複数の樹脂シートを重ねたもので形成すると、カバーシートの剛性を低くでき、入力装置の表面を押したときの感圧式検出部を変形させやすくなる。

例えば、本発明は、前記下側検出層と前記上側検出層とが対面している感圧検出領域は、前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極が対向している静電検出領域よりも広くなっているものである。

上記発明は、指などで操作するときは静電検出領域の限られたスペースを使用してコンパクトな入力装置として使用することができ、入力ペンなどで押圧して入力操作を行なうときには、広い面積の感圧検出領域を利用することができる。

この場合に、前記静電容量式検出部に前記静電検出領域よりも側方へ延びる延長部が設けられ、前記延長部に前記絶縁層が前記静電検出領域から連続して延びており、この絶縁層内に空気逃げ通路が形成されていることが好ましい。

前記空気逃げ通路を形成すると、貼り合わせ作業の際に延長部の内部に空気が溜まるのを防止できる。

また、前記延長部を有する入力装置においては、前記静電検出領域で、前記カバーシートの表面が隆起していることが好ましい。このように構成すると、静電検出領域を指で操作しているときに、その操作領域の範囲を指の感触で認識しやすくなる。

本発明は、前記Ｘ駆動電極または前記Ｙ駆動電極に通電されているときに、前記下側検出層と前記上側検出層に通電しない制御部が設けられているものとして構成される。

例えば、前記制御部では、前記下側検出層と前記上側検出層とが接触したことを検知したときに、前記Ｘ駆動電極および前記Ｙ駆動電極への通電を停止し、前記下側検出層と前記上側検出層に通電する。

上記のように、感圧式検出部と静電容量式検出部とに同時に通電しないように制御することにより、シールド用の金属層を設けなくても、静電容量式検出部の検出精度が極端に低下する不都合を解消できる。

本発明は、感圧式検出部と静電容量式検出部の両検出部を構成する層の数を減らすことができ、材料コストと組み立てコストを低減できる。また、全体を軟質にでき、感圧式検出部が動作しやすくなる。また、駆動回路で通電タイミングを設定することで、静電容量式検出部の検出動作を感度良く行なうことができる。

図１は本発明の第１の実施の形態の入力装置の分解斜視図、図２は、前記入力装置に含まれる感圧式検出部の構造を示す分解斜視図、図３は第１の実施の形態の入力装置の横断面図を図１に示すＩＩＩ矢視で見た部分断面拡大図である。

図１と図２に示すように、第１の実施の形態の入力装置１は、長辺がＸ方向に向けられ、短辺がＹ方向に向けられた長方形状である。入力装置１は、Ｘ方向での中央部が静電検出領域２であり、その両側が延長部３，３である。そして、静電検出領域２と延長部３，３を含むほぼ全域が感圧検出領域４である。図３の断面図は、静電検出領域２での横断面図である。

図１と図３に基づいて、入力装置１の積層構造を説明する。
入力装置１の最下部には基板１１が設けられている。この基板１１は金属板であり、感圧検出領域４のいずれかの箇所を上方から押圧したときに、入力装置１を容易に変形しないように下側から支持している。基板１１の下面には両面接着テープ１２が貼られている。入力装置１は、最下部の両面接着テープ１２を介して、パーソナルコンピュータの操作ボードなどに固定される。両面接着テープ１２は、薄い合成樹脂フィルムの両面に感圧接着剤層が形成された３層構造であるが、図３の断面図では、両面接着テープ１２および他の両面接着テープ１３，１４，１５，２３を単一の層として図示している。

基板１１の上面には両面接着テープ１３が設けられ、両面接着テープ１３の上に、感圧式検出部２０を構成する各層が積層されている。感圧式検出部２０の上には両面接着テープ１４が設けられ、その上に静電容量式検出部３０が重ねられている。さらに静電容量式検出部３０の上面には両面接着テープ１５を挟んでカバーシート４０が接着されている。

なお、各両面接着テープ１２，１３，１４，１５の代わりに接着剤のみの層を使用し、この接着剤層で上下の層の接着を行なってもよい。

感圧式検出部２０には、下部基材シート２１とその上に位置する上部基材シート２２とが設けられている。下部基材シート２１と上部基材シート２２は両面接着テープ２３を介して接着されている。図１に示すように、前記両面接着テープ２３は、下部基材シート２１の周囲部分と上部基材シート２２の周囲部分とを互いに接着する枠形状である。

なお、両面接着テープ２３の代わりに、枠形状に塗布した接着剤層、または枠形状のフィルム状の接着剤を使用することができる。両面接着テープ２３は、下部基材シート２１と上部基材シート２２との間の上下の間隔を維持する機能を有するため、両面接着テープ２３の代わりに、枠形状の樹脂シートなどのスペーサを使用し、このスペーサを接着剤で接着してもよい。

下部基材シート２１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）などのオレフィン系樹脂やポリイミド樹脂などの合成樹脂シートまたは合成樹脂フィルムである。図３に示すように、下部基材シート２１の上面２１ａには、枠形状にパターニングされた絶縁層２４が設けられている。絶縁層２４はポリイミド系やオレフィン系などの絶縁樹脂でありレジストと称されるものである。絶縁層２４は、下部基材シート２１の上面２１ａにおいて、前記両面接着テープ２３の枠形状と同じパターンで形成されている。下部基材シート２１の上面２１ａにおいて絶縁層２４の枠で囲まれた領域内に、下側検出層２５が形成されている。図１に示すように、前記上面２１ａにはＸ１側で下側検出層２５に導通するＸ１通電電極２６ａが設けられ、Ｘ２側で下側検出層２５に導通するＸ２通電電極２６ｂが形成されている。

上部基材シート２２もＰＥＴやＰＥＮあるいはポリイミドなどの合成樹脂シートまたは合成樹脂フィルムで形成されており、可撓性である。上部基材シート２２の下面２２ａには、枠形状の両面接着テープ２３で囲まれた内側の領域内に、上側検出層２７が形成されている。図１に示すように、前記下面２２ａには、Ｙ１側で上側検出層２７に導通するＹ１通電電極２８ａと、Ｙ２側で上側検出層２７に導通するＹ２通電電極２８ｂとが設けられている。

下側検出層２５の上面には、一定の間隔で複数のスペーサ凸部２９が形成されている。このスペーサ凸部２９は、絶縁層２４と同じレジストで形成されている。複数のスペーサ凸部２９によって、下側検出層２５と上側検出層２７との間に隙間が形成されている。また、上方から上部基材シート２２に局部的な押圧力が与えられて、上部基材シート２２が局部的に下向きに変形すると、隣り合うスペーサ凸部２９とスペーサ凸部２９との間で、上側検出層２７と下側検出層２５とが部分的に接触する。

下側検出層２５と上側検出層２７は、抵抗体層であり、バインダー樹脂にカーボンなどの導電体粉が混入されて形成されている。下側検出層２５は、下部基材シート２１の上面２１ａで且つ枠状の絶縁層２４で囲まれた領域内で一定の厚さで面状に形成されている。同様に、上側検出層２７は、上部基材シート２２の下面２２ａで且つ枠状の両面接着テープ２３で囲まれた領域内で一定の厚さで面状に形成されている。

Ｘ１通電電極２６ａとＸ２通電電極２６ｂは、アルミニウムや銅箔のテープ、あるいは銀粉などの導電性金属粉がバインダー樹脂に混ぜられた導電層を焼き付けたもの、または銀粉や金粉が混ぜられたペーストで印刷形成されたもの、あるいは銀層で電極のパターンが形成された樹脂シートを貼着したものなどである。Ｘ１通電電極２６ａとＸ２通電電極２６ｂは下側検出層２５よりも比抵抗が小さい。Ｙ１通電電極２８ａとＹ２通電電極２８ｂも、同様に形成されており、上側検出層２７よりも比抵抗が小さい。

感圧式検出部２０は、両面接着テープ２３の枠形状と絶縁層２４の枠形状とで囲まれた領域のほぼ全域で、下側検出層２５と上側検出層２７とが対面しており、枠内のほぼ全面が押圧位置を検出できる領域すなわち感圧検出領域４である。

図２と図３に示すように、静電容量式検出部３０は、基材シート３１を有している。基材シート３１はＰＥＴやＰＥＮまたはポリイミドなどの合成樹脂シートまたは合成樹脂フィルムで形成されており、可撓性である。基材シート３１は、下面３１ａが前記両面接着テープ１４に直接に接着されており、上面３１ｂに、静電容量の変化を検出するための層が積層されている。

図２と図３に示すように、基材シート３１の上面３１ｂには、複数のＹ駆動電極３２および複数の検出電極３３が形成されている。Ｙ駆動電極３２はＹ方向へ一定のピッチで複数本形成され、それぞれがＸ方向へ直線的に延びて形成されている。基材シート３１の上面３１ｂには、複数のＹ駆動電極３２に対して順番に駆動電力を与えるリードパターンがＹ駆動電極３２と同じ数だけ設けられているが、図２ではリードパターンの図示を省略している。

検出電極３３は、隣り合うＹ駆動電極３２の間に位置し、Ｙ方向へ一定のピッチで配列しＸ方向へ直線的に延びている。複数の検出電極３３は、１本の検出ライン３３ａにまとめられて外部へ引き出されている。Ｙ駆動電極３２と検出電極３３は、感圧式検出部２０に設けられた前記Ｘ１通電電極２６ａやＸ２通電電極２６ｂなどと同様にして、低抵抗の導電性材料でパターニングされている。

基材シート３１の上面３１ｂにＹ駆動電極３２と検出電極３３とがパターンニングされた後に、その上に絶縁層３４が形成される。絶縁層３４はレジストなどの絶縁性樹脂で形成された層であり、液状のものでＹ駆動電極３２と検出電極３３とを覆うように塗布された後に硬化させられたものである。または、合成樹脂の保護シートを、Ｙ駆動電極３２と検出電極３３とを覆うように感圧接着剤で接着して前記絶縁層３４を形成することもできる。

絶縁層３４が硬化した後に、この絶縁層３４の上にＸ駆動電極３５が形成される。図２に示すように、Ｘ駆動電極３５はＸ方向へ一定のピッチで配列しＹ方向へ直線的に延びている。Ｘ駆動電極３５は、絶縁層３４の上面において、前記Ｙ駆動電極３２と同様の手段でパターニングされている。絶縁層３４の上面には、複数のＸ駆動電極３５に対して順番に駆動電力を与えるリードパターンがＸ駆動電極３５と同じ数だけ設けられているが、図２ではリードパターンの図示を省略している。

図２に示すように、静電容量式検出部３０では、Ｙ駆動電極３２および検出電極３３と、Ｘ駆動電極３５とが絶縁層３４を挟んで対向している領域が静電検出領域２である。静電容量式検出部３０には、静電検出領域２の左右両側に延びる延長部３，３が形成されているが、この延長部３，３は静電容量の検出機能を有していない。

前記絶縁層３４は、静電検出領域２から延長部３，３にかけて同じ厚さ寸法で設けられている。静電検出領域２と延長部３，３は、共に感圧検出領域４の上に配置されているが、静電検出領域２と延長部３，３に同じ厚さの絶縁層３４が形成されていることにより、静電検出領域２の上から入力装置１を入力ペンで押圧したときと、延長部３，３の上から入力装置１を入力ペンで押圧したときとで、感圧検出領域４において上部基材シート２２を変形させるのに要する押圧感触を同等にできる。

図２に示すように、延長部３，３では、絶縁層３４に複数の溝または複数の線状の欠損部がパターン形成され、これら溝または欠損部が空気逃げ通路３４ａとなっている。静電容量式検出部３０の上に両面接着テープ１５を介してカバーシートを接着する際に、静電容量式検出部３０と両面接着テープ１５との間に挟まれる空気が、空気逃げ通路３４ａ内を通過して外部へ逃げやすくなり、接着境界面に空気溜まりが生じにくくなっている。

延長部３，３では、複数の空気逃げ通路３４ａが互いに交叉し、それぞれがＸ方向とＹ方向に対して傾斜して形成されている。よって、長方形で細長い形状の静電容量式検出部３０の上に両面接着テープ１５を介してカバーシート４０をＸ１方向またはＸ２方向へ向けて接着させていく過程で、空気が空気逃げ通路３４ａ内を通過して外部に押し出されやすくなっている。

図３に示すように、静電容量式検出部３０の上に、カバーシート４０が両面接着テープ１５によって接着固定されている。または、静電容量式検出部３０の上部に現れている前記カバーシート４０は、複数枚のＰＥＴやポリカーボネートなどの可撓性の樹脂シート（または樹脂フィルム）４１が積層され、それぞれの樹脂シート４１がアクリル系の感圧接着剤層４２を介して接着されて構成されている。カバーシート４０を複数枚の樹脂シート４１を積層して形成することで、カバーシート４０を変形しやすい軟質なものにできる。しかも、静電容量式検出部３０と、カバーシート４０の表面との距離を、指などが触れたときに静電容量式検出部３０で検出される静電容量の変化の感度が良好となるように最適な寸法に設定することが可能である。

例えば、それぞれの樹脂シート４１の厚みが０．１〜０．２ｍｍ程度であり、これを４枚程度重ねることにより、０．５〜０．８ｍｍ程度の厚さの軟質なカバーシート４０を構成することができる。

カバーシート４０の最表面には、アクリル樹脂などのハードコート層４３が形成されており、カバーシート４０の表面が傷つきにくくなっている。なお、このハードコート層４３は省略することができる。

なお、感圧式検出部２０よりも上に位置している上部基材シート２２と、基材シート３１の厚さ寸法は、それぞれ０．１〜０．５ｍｍ程度であり、これら基材シートは上部からの圧力で容易に変形しやすいように構成されている。特に、感圧式検出部２０と静電容量式検出部３０との間に、シールドのための金属層が介在していないため、カバーシート４０の表面から入力ペンなどで押圧したときに、感圧式検出部２０において、下側検出層２５と上側検出層２７とが局部的に接触しやすくなる。

また、図１に示すように、入力装置１は、基板１１の上に下部基材シート２１、上部基材シート２２、静電容量式検出部３０を構成する基材シート３１およびカバーシート４０を順に重ね、これら各層を両面接着テープ１２，２３，１４，１５で接着することで簡単に組み立てることができる。

図４は本発明の第２の実施の形態の入力装置１０１を示す、図３と同じ箇所の断面図である。図４に示す入力装置１０１のうち第１の実施の形態の入力装置１と同じ部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

図４に示す入力装置１０１では、ＰＥＴなどの合成樹脂シートである基材シート１３１の下面１３１ａに、前記上側検出層２７とＹ１通電電極２８ａおよびＹ２通電電極２８ｂが形成されており、この基材シート１３１の上面１３１ｂに、Ｙ駆動電極３２と検出電極３３が形成されている。さらにその上に絶縁層３４が形成され、絶縁層３４の上にＸ駆動電極３５が形成されている。また図２と同様に、延長部３，３では、絶縁層３４に空気逃げ通路３４ａが形成されている。

図４に示す入力装置１０１は、感圧式検出部２０Ａが下部基材シート２１と前記基材シート１３１との間に形成され、静電容量式検出部３０Ａが、前記基材シート１３１の上に形成されている。すなわち、図３に示した入力装置１に使用されている上部基材シート２２と基材シート３１とが１枚の基材シート１３１で兼用されている。

したがって、図４に示す入力装置１０１は、図３に示す入力装置１から、１枚の基材シート１枚と１枚の両面接着テープ１４を省くことができる。そのため、感圧式検出部２０Ａよりも上側に設けられた層の数を少なくでき、低コスト化と薄型化を実現できる。また、同じ基材シート１３１の下面１３１ａに、感圧式検出部２０Ａを構成する上側検出層２７を形成し、上面１３１ｂに静電容量式検出部３０Ａを構成するＹ駆動電極３２および検出電極３３を形成したので、感圧式検出部２０Ａと静電容量式検出部３０Ａとの間にシールド層のためのシートを介在させたものに比べて薄型化と軟質化を実現できる。

図５は、前記入力装置１のための回路構成を示すブロック図である。この回路構成は、図４に示す入力装置１０１においても同様に使用することができる。

図５に示す回路には、感圧式検出部２０のＸ１通電電極２６ａおよびＸ２通電電極２６ｂに接続されている通電・検出部５１と、Ｙ１通電電極２８ａおよびＹ２通電電極２８ｂに接続されているＹ通電・検出部５２とが設けられている。また、静電容量式検出部３０の複数のＸ駆動電極３５に順番に駆動電力を与えるＸドライバ５３と、複数のＹ駆動電極３２に順番に駆動電力を与えるＹドライバ５４が設けられている。また、複数の検出電極３３に共通に接続されている検出ライン３３ａの電流値の変化を検出する検出部５５が設けられている。

なお、図５では省略しているが、Ｘ通電・検出部５１とＹ通電・検出部５２に電力を与える感圧式検出部用の電源回路と、Ｘドライバ５３とＹドライバ５４に電力を与える静電容量式検出部用の電源回路がそれぞれ設けられている。

制御部６０には、駆動切換え部６１とデータ処理部６２とが設けられている。Ｘ通電・検出部５１からＸ１通電電極２６ａおよびＸ２通電電極２６ｂへの通電タイミングと、Ｙ通電・検出部５２からＹ１通電電極２８ａおよびＹ２通電電極２８ｂへの通電タイミングは駆動切換え部６１により切換えられる。同様に、Ｘドライバ５３からＸ駆動電極３５への駆動電力の通電タイミングと、Ｙドライバ５４からＹ駆動電極３２への駆動電力の通電タイミングも、駆動切換え部６１によって切換えられる。

また、検出部５５で生成された検出信号と、Ｘ通電・検出部５１およびＹ通電・検出部５２で生成された検出信号は、データ処理部６２に与えられる。

次に、入力装置１の動作について説明する。
感圧式検出部２０では、Ｘ１通電電極２６ａとＸ２通電電極２６ｂとの間に電圧が与えられ、Ｙ１通電電極２８ａとＹ２通電電極２８ｂとの間に電圧が与えられる。ただし、Ｘ１通電電極２６ａとＸ２通電電極２６ｂへの通電と、Ｙ１通電電極２８ａとＹ２通電電極２８ｂへの通電は、時間的に重ならないように交互に行なわれる。

Ｘ１通電電極２６ａとＸ２通電電極２６ｂとの間に一定の電圧が与えられているときに、カバーシート４０の表面が入力ペンで局部的に押されて、感圧検出領域４内のいずれかの箇所で、上側検出層２７と下側検出層２５とが接触すると、Ｙ１通電電極２８ａおよびＹ２通電電極２８ｂと、Ｘ１通電電極２６ａまたはＸ２通電電極２６ｂとの間でその抵抗値の変化に応じて電圧が変化する。この電圧の変化によって接触箇所のＸ方向の位置を認識できる。また、Ｙ１通電電極２８ａとＹ２通電電極２８ｂとの間に一定の電圧が与えられているときに、感圧検出領域４内のいずれかの箇所で、上側検出層２７と下側検出層２５とが接触すると、Ｘ１通電電極２６ａとＸ２通電電極２６ｂと、Ｙ１通電電極２８ａまたはＹ２通電電極２８ｂとの間の電圧が変化する。この電圧の変化によって接触箇所のＹ方向の位置を認識できる。

前記電圧の変化は、Ｘ通電・検出部５１またはＹ通電・検出部５２からデータ処理部６２に与えられ、データ処理部６２において、上側検出層２７と下側検出層２５の接触箇所、すなわち感圧検出領域４において、入力ペンなどで押圧された箇所の位置を認識することができる。

静電容量式検出部３０では、Ｘドライバ５３から複数のＸ駆動電極３５に対してパルス状の電圧が順番に印加され、これとは時間的に重複しないタイミングで、Ｙドライバ５４から複数のＹ駆動電極３２に対してパルス状の電圧が順番に与えられる。Ｘ駆動電極３５と検出電極３３との間には静電容量が形成されているため、いずれかのＸ駆動電極３５にパルス状の電圧が与えられると、そのＸ駆動電極３５と検出電極３３との間に瞬間的に電流が流れる。ただし、カバーシート４０の表面にほぼ接地電位の導電体の指示体である指が接触していると、この指と、指に最も近いＸ駆動電極３５と間に、電極間の静電容量よりも十分に大きな静電容量が形成される。そのため、指に最も近いＸ駆動電極３５にパルス状の電圧が与えられたときに、指側に電流が流れ、Ｘ駆動電極３５と検出電極３３との間に瞬間的に流れるべき電流量が低下する。

Ｘ駆動電極３５と検出電極３３の間に流れる電流値は検出部５５において電圧値に変換されてデータ処理部６２に与えられる。データ処理部６２では、どのＸ駆動電極３５にパルス状の電圧が印加されているかの情報と、検出部５５から得られる電圧値とで、指が接近している箇所のＸ座標を認識することができる。同様に、データ処理部６２では、どのＹ駆動電極３２にパルス状の電圧が印加されているかの情報と、検出部５５から得られる電圧値とで、指が接近している箇所のＹ座標を認識することができる。

ここで、駆動切換え部６１では、Ｘドライバ５３からＸ駆動電極３５に電圧が与えられているときと、Ｙドライバ５４からＹ駆動電極３２に電圧が与えられているときに、Ｘ１通電電極２６ａとＸ２通電電極２６ｂおよびＹ１通電電極２８ａとＹ２通電電極２８ｂに電圧が印加されないように切換えられる。

例えば、駆動切換え部６１によって、Ｘ駆動電極３５への通電タイミング、Ｙ駆動電極３２への通電タイミング、Ｘ１通電電極２６ａとＸ２通電電極２６ｂへの通電タイミング、およびＹ１通電電極２８ａとＹ２通電電極２８ｂへの通電タイミングが互いに重複しないように一定の時間で順番に繰り返される。

よって、静電容量式検出部３０において、指の接触箇所を静電容量の変化に基づいて検出しているときに、感圧式検出部２０に通電されていないため、感圧式検出部２０への通電によって、静電容量の変化の検出精度が極端に低下するなどの問題の発生を防止できる。

そのため、入力装置１のカバーシート４０の表面において、静電検出領域２を指で軽く触れると、Ｘ−Ｙ座標の入力動作が可能である。また感圧検出領域４の広い範囲で、カバーシート４０の表面を入力ペンなどで強く押すことで、感圧式検出部２０を動作させて、Ｘ−Ｙ座標の入力を行なうことができる。

また、他の切換え方法として、Ｘ駆動電極３５とＹ駆動電極３２に交互に電圧を与えるとともに、感圧式検出部２０に対しては、Ｘ駆動電極３５とＹ駆動電極３２への通電タイミングよりも長い時間間隔で、しかもＸ駆動電極３５とＹ駆動電極３２への通電と重複しないように間欠的に通電しておく。

この場合、静電容量式検出部３０の動作が優先となり、常に指の接触を静電容量の変化で検出できる。そして、カバーシート４０が入力ペンなどで局部的に強く押されたことが、感圧式検出部２０の間欠動作で検出されたときに、Ｘ駆動電極３５とＹ駆動電極３２への通電を停止し、Ｘ１通電電極２６ａとＸ２通電電極２６ｂ、およびＹ１通電電極２８ａとＹ２通電電極２８ｂへの交互の通電を開始する。これにより、感圧式検出部２０の検知動作に移行できる。この場合、感圧式検出部２０から検出出力が得られなくなってから一定時間を経過したら、Ｘ駆動電極３５とＹ駆動電極３２とに交互に電圧を与えて、静電容量式検出部３０の検知動作を開始するように切換えられる。

なお、前記カバーシート４０の表面は、静電検出領域２と延長部３，３とで同一面であり、静電検出領域２と延長部３，３との間に境界線が印刷されている。または、カバーシート４０の表面において、静電検出領域２を延長部３，３よりもやや隆起させて、静電検出領域２の範囲を指の感触で認識しやすくしてもよい。

また、図４に示す入力装置１０１の変形例として、基材シート１３１の下面１３１ａにＹ駆動電極３２および検出電極３３を形成し、基材シート１３１の上面１３１ｂにＸ駆動電極３５を形成して静電容量式検出部を構成し、基材シート１３１の下面１３１ａに形成されたＹ駆動電極３２および検出電極３３の下側をさらに絶縁層で覆い、この絶縁層の下面に上側検出層２７およびＹ１通電電極２８ａとＹ２通電電極２８ｂを形成してもよい。

また、感圧式検出部２０の構成として、下側検出層と上側検出層の一方を抵抗体膜とし、他方をそれよりも抵抗値の低い導電体膜とし、抵抗体膜にＸ方向への電圧とＹ方向への電圧を交互に印加し、導電体膜から電位の変化を取り出すことによって、下側検出層と上側検出層との接触位置をＸ−Ｙ座標上で認識できるものであってもよい。または、感圧式検出部２０の構造として、前記抵抗体膜の４隅に電極を設けて、電圧を印加し、導電体膜との接触位置を検出できるものであってもよい。

本発明の第１の実施の形態の入力装置を示す分解斜視図、 第１の実施の形態の入力装置の静電容量式検出部の構造を示す分解斜視図、 本発明の第１の実施の形態の入力装置を示す、図１のＩＩＩ矢視の断面図、 本発明の第２の実施の形態の入力装置を示す、図１のＩＩＩ矢視の断面図、 入力装置の回路ブロック図、

符号の説明

１ 入力部
２ 静電検出領域
３ 延長部
４ 感圧検出領域
１１ 基板
１２，１３，１４，１５，２３ 両面接着テープ
２０ 感圧式検出部
２１ 下部基材シート
２２ 上部基材シート
２４ 絶縁層
２５ 下側検出層
２７ 上側検出層
３０ 静電容量式検出部
３１ 基材シート
３２ Ｙ駆動電極
３２ 検出電極
３４ 絶縁層
３４ａ 空気逃げ通路
３５ Ｘ駆動電極
４０ カバーシート
６０ 制御部

Claims (9)

1. 下側検出層と上側検出層とが隙間を介して対向し前記下側検出層と前記上側検出層とが接触した位置を抵抗値の変化によって検出可能な感圧式検出部と、絶縁層を挟んで互いに直交する向きに延びる複数のＸ駆動電極と複数のＹ駆動電極を有して電極間の静電容量の変化により指示体が接近した位置を検出可能な静電容量式検出部とが設けられ、
   前記感圧式検出部の上に前記静電容量式検出部が重ねられ、前記静電容量式検出部の上に可撓性のカバーシートが設置されており、
   前記上側検出層が可撓性の樹脂シートに形成され、前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極および前記絶縁層が可撓性の樹脂シートに形成されており、前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極のうちの下側に位置している駆動電極と前記上側検出層とが、他の金属層を介在させることなく上下に配置されていることを特徴とする入力装置。
2. 下面に前記上側検出層が形成された可撓性の樹脂シートの上面と、上面に前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極および前記絶縁層が形成された樹脂シートの下面とが接着されている請求項１記載の入力装置。
3. 共通の樹脂シートの下面に前記上側検出層が形成され、上面に前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極および前記絶縁層が形成されている請求項１記載の入力装置。
4. 前記カバーシートは、複数枚の樹脂シートが重ねられて形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の入力装置。
5. 前記下側検出層と前記上側検出層とが対面している感圧検出領域は、前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極が対向している静電検出領域よりも広くなっている請求項１ないし４のいずれかに記載の入力装置。
6. 前記静電容量式検出部に前記静電検出領域よりも側方へ延びる延長部が設けられ、前記延長部に前記絶縁層が前記静電検出領域から連続して延びており、この絶縁層内に空気逃げ通路が形成されている請求項５記載の入力装置。
7. 前記静電検出領域では、前記カバーシートの表面が隆起している請求項５または６記載の入力装置。
8. 前記Ｘ駆動電極または前記Ｙ駆動電極に通電されているときに、前記下側検出層と前記上側検出層に通電しない制御部が設けられている請求項１ないし７のいずれかに記載の入力装置。
9. 前記制御部では、前記下側検出層と前記上側検出層とが接触したことを検知したときに、前記Ｘ駆動電極および前記Ｙ駆動電極への通電を停止し、前記下側検出層と前記上側検出層に通電する請求項８記載の入力装置。