JP2012032985A - タッチパネル及びこれを用いた入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誤操作を防ぎ、確実な操作が可能なタッチパネル及びこれを用いた入力装置を提供する。
【解決手段】下面に加熱導電層９が形成された加熱基板８を、下面に上導電層３が形成された上基板１の上面に載置すると共に、制御手段が加熱導電層９に所定時間電圧を印加することによって、上導電層３下面等に結露が生じにくくなると共に、結露が生じた場合にも、加熱導電層９に電圧を印加して加熱し、上導電層３下面の水滴を乾燥し除去できるため、背面の表示素子の表示が見づらくなった状態での誤操作を防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられるタッチパネル及びこれを用いた入力装置に関するものである。

近年、携帯電話や電子カメラ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むなか、液晶表示素子等の表示素子の前面に光透過性のタッチパネルを装着し、このタッチパネルを通して背面の表示素子の表示を見ながら、指やペン等でタッチパネルを押圧操作することによって、機器の様々な機能の切換えを行うものが増えており、確実で、多様な操作を行えるものが求められている。

このような従来のタッチパネルについて、図４を用いて説明する。

なお、この図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。

図４は従来のタッチパネルの断面図であり、同図において、１はフィルム状で光透過性の上基板、２はガラス等の光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が各々形成されている。

また、下導電層４上面には絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には一対の上電極５Ａと５Ｂが、下導電層４の上導電層３とは直交方向の両端には、一対の下電極６Ａと６Ｂが各々形成されている。

さらに、７は上基板１と下基板２間の外周内縁に形成された略額縁状のスペーサで、このスペーサ７の上下面または片面に塗布形成された接着剤（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向するようにして、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タッチパネルが、液晶表示素子等の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、一対の上電極５Ａ、５Ｂと下電極６Ａ、６Ｂの端部が配線基板やコネクタ（図示せず）等を介して、機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、タッチパネル背面の表示素子の表示を見ながら、上基板１上面を指或いはペン等で押圧操作すると、上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、電子回路から一対の上電極５Ａと５Ｂや下電極６Ａと６Ｂへ順次電圧が印加され、上導電層３両端及びこれと直交方向の下導電層４両端の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われる。

つまり、タッチパネル背面の表示素子に、例えば複数のメニュー等が表示された状態で、所望のメニュー上の上基板１上面を押圧操作すると、上電極５Ａと５Ｂ及び下電極６Ａと６Ｂ間の電圧比によって、この操作した位置を電子回路が検出し、複数のメニューの中から所望のメニューの選択等が行えるように構成されているものであった。

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。

特開２００９−９３３９８号公報

しかしながら、上記従来のタッチパネルにおいては、携帯電話や電子カメラ等の持ち運びが可能な携帯機器や、自動車のカーナビ等に用いられ、特に高温高湿の状態から急に室温あるいは低温に冷却された場合、上導電層３と下導電層４間の間隙内の空気が冷やされ、この水分が上導電層３下面等に結露となって水滴が付着してしまい、これによってタッチパネル背面の表示素子の表示が見づらくなり、誤操作も生じ易くなってしまう場合が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、誤操作を防ぎ、確実な操作が可能なタッチパネル、及びこれを用いた入力装置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、下面に加熱導電層が形成された光透過性の加熱基板を設けると共に、この加熱基板を下面に上導電層が形成された上基板の上面に載置してタッチパネルを構成したものであり、上導電層下面等に結露が生じにくくなると共に、結露が生じた場合にも、加熱導電層に電圧を印加して加熱し、上導電層下面の水滴を乾燥し除去できるため、背面の表示素子の表示が見づらくなった状態での誤操作を防ぎ、確実な操作が可能な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記載のタッチパネルに制御手段を接続し、この制御手段が押圧操作時には上導電層両端、及びこれと直交方向の下導電層両端の電圧から押圧位置を検出すると共に、加熱導電層に所定時間電圧を印加するようにして入力装置を構成したものであり、上導電層下面等に結露が生じにくくなると共に、結露が生じた場合にも、これを加熱導電層の熱によって乾燥し除去できるため、誤操作を防ぎ、確実な操作が可能な入力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、下面に上導電層が設けられた上基板と、上面に下導電層が設けられた下基板から形成されたタッチパネルに、制御手段を接続し、制御手段が押圧操作時には上導電層両端、及びこれと直交方向の下導電層両端の電圧から押圧位置を検出すると共に、上導電層に所定時間電圧を印加するようにして入力装置を構成したものであり、上導電層下面等に結露が生じにくくなると共に、結露が生じた場合にも、上導電層に電圧を印加して加熱することで、水滴を乾燥し除去できるため、誤操作を防ぎ、確実な操作が可能な入力装置を実現することができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、誤操作を防ぎ、確実な操作が可能なタッチパネル、及びこれを用いた入力装置を実現することができるという有利な効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態によるタッチパネルの断面図 同入力装置の分解斜視図 本発明の第２の実施の形態による入力装置の分解斜視図 従来のタッチパネルの断面図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。

なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。

また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１及び２記載の発明について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態によるタッチパネルの断面図、図２は同入力装置の分解斜視図であり、同図において、１はポリエチレンテレフタレートやポリエーテルサルホン、ポリカーボネート等のフィルム状で光透過性の上基板、２は同じくフィルム状またはガラスやアクリル等の薄板状で光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が、各々スパッタ法等によって形成されている。

また、上導電層３の左右端には銀やカーボン等の一対の上電極５Ａと５Ｂが、下導電層４の上導電層３とは直交方向の前後端には、一対の下電極６Ａと６Ｂが各々印刷等によって形成されると共に、この上電極５Ａ、５Ｂや下電極６Ａ、６Ｂの端部が、上基板１や下基板２の外周前端に延出している。

そして、下導電層４上面にはエポキシやシリコーン等の絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上基板１と下基板２間の外周内縁には、略額縁状でポリエステルやエポキシ、不織布等の絶縁樹脂製のスペーサ７が設けられ、このスペーサ７の上下面または片面に塗布形成されたアクリルやゴム等の接着剤（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向している。

さらに、８は上基板１と同様のフィルム状で光透過性の加熱基板で、下面には酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の加熱導電層９が、スパッタ法等によって形成されると共に、この加熱導電層９の左右端には加熱基板８の外周前端に延出する、銀やカーボン等の一対の加熱電極１０Ａと１０Ｂが、印刷等によって設けられている。

また、この加熱基板８が上基板１の上面に載置され、アクリルやゴム等の接着層１１によって貼付されて、タッチパネルが形成されると共に、一対の上電極５Ａ、５Ｂや下電極６Ａ、６Ｂ、加熱電極１０Ａ、１０Ｂの端部が、マイコン等の制御手段１２に接続されて、入力装置が構成されている。

そして、このように構成された入力装置が、液晶表示素子等の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、制御手段１２が配線基板やコネクタ（図示せず）等を介して、機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、別途設けられたスイッチ（図示せず）等によって機器の電源が入れられると、電子回路からタッチパネル背面の表示素子に電圧が印加されて、表示素子に所定の表示が行われると共に、制御手段１２から上電極５Ａと５Ｂの間、及び下電極６Ａと６Ｂの間に所定の電圧、例えばＤＣ５Ｖの電圧が印加される。

また、この状態でタッチパネル背面の表示素子の表示を見ながら、加熱基板８上面を指或いはペン等で押圧操作すると、加熱基板８及び上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、制御手段１２から一対の上電極５Ａと５Ｂの間、及び下電極６Ａと６Ｂの間に所定の電圧、例えばＤＣ５Ｖの電圧が順次印加され、上導電層３両端及びこれと直交方向の下導電層４両端の電圧比によって、押圧された箇所を制御手段１２が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われる。

つまり、例えば、先ず下導電層４前後端の下電極６Ａと６Ｂ間に電圧が印加された状態での、上電極５Ａまたは５Ｂからの電圧によって前後方向の押圧位置を、次に、上導電層３左右端の上電極５Ａと５Ｂ間に電圧が印加された状態での、下電極６Ａまたは６Ｂからの電圧によって左右方向の押圧位置を、制御手段１２が各々検出する。

すなわち、タッチパネル背面の表示素子に、例えば複数のメニュー等が表示された状態で、所望のメニュー上の加熱基板８上面を押圧操作すると、上電極５Ａと５Ｂや下電極６Ａと６Ｂ間の電圧比によって、この操作した位置を制御手段１２が検出して、複数のメニューの中から所望のメニューの選択等が行えるように構成されている。

また、上記のような押圧操作が行われていない非操作時に、電子機器が使用されている温度が、高温高湿の状態から急に室温あるいは低温に冷却される等、急激に変化した場合には、これを別途設けられた温度センサ（図示せず）等によって電子回路が検出し、制御手段１２から一対の加熱電極１０Ａと１０Ｂに各々所定の電圧、例えばＤＣ５Ｖの電圧が所定時間印加される。

そして、この左右端に印加された電圧によって、加熱導電層９全体が所定の温度、例えば３０〜８０度前後の温度に発熱し、この熱によって上基板１の急激な温度変化による結露の発生を防ぐと共に、結露が生じた場合には、この熱によって上導電層３下面に生じた水滴の乾燥が行われる。

つまり、このような入力装置が携帯電話や電子カメラ等の持ち運びが可能な携帯機器や、自動車のカーナビ等に用いられ、特に高温高湿の状態から急に室温あるいは低温に冷却された場合でも、制御手段１２から加熱導電層９両端の加熱電極１０Ａと１０Ｂに所定時間電圧を印加し、加熱導電層９を発熱させることによって、上導電層３下面等への結露の発生を防ぐと共に、上導電層３と下導電層４間の間隙内の空気が冷やされ、この水分が上導電層３下面等に結露となって水滴が付着した場合にも、加熱導電層９の熱によって水滴の乾燥除去が行われるようになっている。

なお、以上の説明では、周囲の温度の急激な変化を温度センサ等によって電子回路が検出して、加熱導電層９を発熱させる構成について説明したが、スイッチ等によって機器の電源が入った直後、あるいは所定時間毎の間隔で、制御手段１２から加熱導電層９両端に所定時間電圧を印加して、上導電層３の乾燥を行う構成としても、本発明の実施は可能である。

また、このように加熱導電層９によって上導電層３の乾燥が行われている間は、タッチパネル背面の表示素子に、例えば「しばらくお待ち下さい」等の、所定のメッセージを表示するようにすれば、上導電層３下面に水滴が付着し背面の表示が見づらくなった状態で、誤った操作が行われることを防ぐこともできる。

このように本実施の形態によれば、下面に加熱導電層９が形成された加熱基板８を、下面に上導電層３が形成された上基板１の上面に載置すると共に、制御手段１２が加熱導電層９に所定時間電圧を印加することによって、上導電層３下面等に結露が生じにくくなると共に、結露が生じた場合にも、加熱導電層９に電圧を印加して加熱し、上導電層３下面の水滴を乾燥し除去できるため、背面の表示素子の表示が見づらくなった状態での誤操作を防ぎ、確実な操作が可能なタッチパネル、及びこれを用いた入力装置を得ることができるものである。

（実施の形態２）
実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３記載の発明について説明する。

なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図３は本発明の第２の実施の形態による入力装置の分解斜視図であり、同図において、光透過性の上基板１下面に上導電層３が、光透過性の下基板２上面に下導電層４が各々形成されていることは、実施の形態１の場合と同様である。

そして、上導電層３の左右端には一対の上電極５Ａと５Ｂが、下導電層４の上導電層３とは直交方向の前後端には、一対の下電極６Ａと６Ｂが各々形成され、これらの端部が、上基板１や下基板２の外周前端に延出している。

また、下導電層４上面には複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、略額縁状のスペーサ７によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向して、タッチパネルが形成されている。

さらに、このタッチパネルの一対の上電極５Ａ、５Ｂと下電極６Ａ、６Ｂの端部が、マイコン等の制御手段１２に接続されて、入力装置が構成されている。

そして、このように構成された入力装置が、実施の形態１の場合と同様に、液晶表示素子等の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、制御手段１２が機器の電子回路に電気的に接続される。

以上の構成において、別途設けられたスイッチ（図示せず）等によって機器の電源が入れられると、タッチパネル背面の表示素子に所定の表示が行われると共に、制御手段１２から上電極５Ａと５Ｂの間、及び下電極６Ａと６Ｂの間に所定の電圧、例えばＤＣ５Ｖの電圧が印加される。

そして、この状態でタッチパネル背面の表示素子の表示を見ながら、上基板１上面を指或いはペン等で押圧操作すると、上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触すると共に、実施の形態１の場合と同様に、制御手段１２から一対の上電極５Ａと５Ｂの間、及び下電極６Ａと６Ｂの間に順次電圧が印加され、上導電層３両端及びこれと直交方向の下導電層４両端の電圧比によって、押圧された箇所を制御手段１２が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われる。

つまり、タッチパネル背面の表示素子に、例えば複数のメニュー等が表示された状態で、所望のメニュー上の上基板１上面を押圧操作すると、上電極５Ａと５Ｂや下電極６Ａと６Ｂ間の電圧比によって、この操作した位置を電子回路が検出し、複数のメニューの中から所望のメニューの選択等が行えるように構成されている。

また、上記のような押圧操作が行われていない非操作時に、周囲の温度が急激に変化して、これを温度センサ（図示せず）等によって電子回路が検出した場合や、スイッチ等によって機器の電源が入った直後、あるいは所定時間毎の間隔で、制御手段１２から一対の上電極５Ａと５Ｂに各々所定の電圧、例えばＤＣ５Ｖの電圧が所定時間印加される。

そして、この左右端に印加された電圧によって、上導電層３全体が所定の温度、例えば３０〜８０度前後の温度に発熱し、この熱によって上基板１の急激な温度変化による結露の発生を防ぐと共に、結露が生じた場合には、この熱によって上導電層３下面に生じた水滴の乾燥が行われる。

すなわち、入力装置が携帯電話や電子カメラ等の携帯機器や、自動車のカーナビ等に用いられ、特に高温高湿の状態から急に室温あるいは低温に冷却された場合でも、制御手段１２から上導電層３両端の上電極５Ａと５Ｂに所定時間電圧を印加し、上導電層３を発熱させることによって、上導電層３下面等への結露の発生を防ぐと共に、上導電層３と下導電層４間の間隙内の空気が冷やされ、この水分が上導電層３下面等に結露となって水滴が付着した場合にも、この熱によって水滴の乾燥除去が行われるようになっている。

つまり、本実施の形態においては、押圧操作時には上導電層３両端、及びこれと直交方向の下導電層４両端の電圧から、制御手段１２が押圧位置を検出すると共に、実施の形態１の加熱導電層９が形成された加熱基板８に代えて、制御手段１２が上導電層３両端に所定時間電圧を印加し、上導電層３を発熱させることで、上導電層３下面等への結露の発生を防ぐと共に、結露が生じた場合でも、この上導電層３の熱によって水滴の乾燥除去が行われるように構成されている。

すなわち、制御手段１２が上導電層３両端に所定時間電圧を印加し、上導電層３を発熱させることによって、上導電層３下面等に結露が生じにくくなると共に、結露が生じた場合にも、上導電層３の熱によって水滴を乾燥し除去することで、上導電層３下面等に水滴が付着し、タッチパネル背面の表示素子の表示が見づらくなった状態での、誤った操作が行われることを防ぐようになっている。

さらに、本実施の形態においては、上基板１下面の上導電層３そのものを発熱させて、結露を防ぐように構成されているため、実施の形態１の場合のような加熱導電層９が形成された加熱基板８が不要になると共に、制御手段１２への接続も簡易なものとなり、安価に入力装置を実現することが可能なように形成されている。

なお、上記のように制御手段１２から両端の上電極５Ａと５Ｂに電圧が印加され、上導電層３が発熱した状態で、上基板１上面が押圧操作された場合には、上基板１が撓み、この押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触して、下電極６Ａまたは６Ｂから、押圧位置に応じた電圧が制御手段１２に出力される。

そして、この場合には、制御手段１２が上電極５Ａと５Ｂへの電圧印加を中止すると共に、上述したように、一対の上電極５Ａと５Ｂの間、及び下電極６Ａと６Ｂの間に制御手段１２から順次電圧を印加して、押圧位置の検出が行われるようになっている。

また、押圧操作が終了し、上電極５Ａと５Ｂからも、下電極６Ａと６Ｂからも電圧が出力されていない場合には、制御手段１２から再び上電極５Ａと５Ｂに電圧を印加し、所定時間上導電層３を発熱させて、結露の防止と除去を行うように構成されている。

このように本実施の形態によれば、下面に上導電層３が設けられた上基板１と、上面に下導電層４が設けられた下基板２から形成されたタッチパネルに、制御手段１２を接続し、制御手段１２が押圧操作時には上導電層３両端、及びこれと直交方向の下導電層４両端の電圧から押圧位置を検出すると共に、上導電層３に所定時間電圧を印加することによって、上導電層３下面等に結露が生じにくくなると共に、結露が生じた場合にも、上導電層３に電圧を印加して加熱することで、水滴を乾燥し除去できるため、誤操作を防ぎ、確実な操作が可能な入力装置を実現することができるものである。

なお、以上の説明では、タッチパネルの各電極を制御手段１２に接続すると共に、この制御手段１２を機器の電子回路に接続した構成について説明したが、制御手段１２を電子回路に一体に形成し、これにタッチパネルの各電極を接続した構成としても、本発明の実施は可能である。

本発明によるタッチパネル及びこれを用いた入力装置は、誤操作を防ぎ、確実な操作が可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。

１ 上基板
２ 下基板
３ 上導電層
４ 下導電層
５Ａ、５Ｂ 上電極
６Ａ、６Ｂ 下電極
７ スペーサ
８ 加熱基板
９ 加熱導電層
１０Ａ、１０Ｂ 加熱電極
１１ 接着層
１２ 制御手段

Claims (3)

1. 下面に上導電層が形成された光透過性の上基板と、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光透過性の下基板からなり、下面に加熱導電層が形成された光透過性の加熱基板を設けると共に、この加熱基板を上記上基板上面に載置したタッチパネル。
2. 請求項１記載のタッチパネルと、これに接続された制御手段からなり、上記制御手段が押圧操作時には上導電層両端、及びこれと直交方向の下導電層両端の電圧から押圧位置を検出すると共に、加熱導電層に所定時間電圧を印加する入力装置。
3. 下面に上導電層が設けられた光透過性の上基板、及び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設けられた、光透過性の下基板から形成されたタッチパネルと、このタッチパネルに接続された制御手段からなり、上記制御手段が押圧操作時には上記上導電層両端、及びこれと直交方向の上記下導電層両端の電圧から押圧位置を検出すると共に、上記上導電層に所定時間電圧を印加する入力装置。

Images