JP2012048472A - Touch sensor and touch pad for electronic apparatus having the same - Google Patents

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Hitoshi Ando
均 安藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a touch sensor that can be operated with any input medium, can detect plural operation points and can easily detect strength in a pressing direction, and to provide a touch pad for an electronic apparatus having the touch sensor.SOLUTION: The present invention relates to a touch sensor 1 that includes an insulative substrate 20 and a sheet sensor 10 placed facing the substrate 20. Plural electrode groups 21 each having plural electrodes adjacent to each other are placed on a surface facing the sheet sensor 10 of the substrate 20. The sheet sensor 10 receives a press on a side opposite to a side with the substrate 20 to come into contact with the one or plural electrode groups 21, and then makes the space between the electrodes composing the electrode groups 21 conductive.

Description

本発明は、抵抗膜方式のタッチセンサおよびそのタッチセンサを備える電子機器用タッチパッドに関するものである。   The present invention relates to a resistive film type touch sensor and an electronic device touch pad including the touch sensor.

従来から、ディスプレイへのタッチ操作にて入力を実行するタッチセンサが知られている。タッチセンサは、相対座標入力方式であるマウス形状のポインティングデバイスと異なり、ディスプレイ上の絶対座標を入力できるため、操作が簡単で、かつ操作者の感覚に適合した入力が可能である。このため、タッチセンサは、駅などの券売機、液晶ディスプレイを備える携帯型のゲーム機器や携帯通信機器の多くに搭載されている。タッチセンサは、その検出方法により、抵抗膜方式、静電容量方式、光学方式、超音波表面弾性波方式、電磁誘導方式などの多くのタイプに分けられるが、代表的なタッチセンサとして、抵抗膜方式および静電容量方式が挙げられる。   2. Description of the Related Art Conventionally, touch sensors that perform input by a touch operation on a display are known. Unlike a mouse-shaped pointing device, which is a relative coordinate input method, the touch sensor can input absolute coordinates on the display, so that it is easy to operate and can be input in accordance with the operator's senses. For this reason, the touch sensor is mounted on many ticket machines such as stations, portable game devices and portable communication devices having a liquid crystal display. There are many types of touch sensors depending on the detection method, such as resistive film type, capacitance type, optical type, ultrasonic surface acoustic wave type, electromagnetic induction type, etc. Examples include a method and a capacitance method.

抵抗膜方式タッチセンサの一例は、2枚の絶縁基板の各対向面に、ITO等による透明導電膜を形成し、電位勾配が形成された一方の透明導電膜と、他方の透明導電膜とが非接触状態となっている。一方から押圧すると、当該一方の透明導電膜と他方の透明導電膜とが接触し、他方の面側にて検出した電圧値に基づき、押圧された面上の絶対座標が特定される。このような抵抗膜方式タッチセンサは、例えば、特許文献1に開示されている。   An example of a resistive film type touch sensor is that a transparent conductive film made of ITO or the like is formed on each facing surface of two insulating substrates, and one transparent conductive film in which a potential gradient is formed and the other transparent conductive film are It is in a non-contact state. When pressed from one side, the one transparent conductive film and the other transparent conductive film come into contact with each other, and the absolute coordinates on the pressed surface are specified based on the voltage value detected on the other surface side. Such a resistive film type touch sensor is disclosed in Patent Document 1, for example.

一方、静電容量方式タッチセンサは、表面型静電容量方式、インナー型静電容量方式、投影型静電容量方式などのいくつかの方式に分けられるが、いずれも、センサ側の電極と、操作者の指(もう一方の電極に相当)との間の静電容量の変化に基づき、操作位置の絶対座標が特定される。これらの中でも、投影型静電容量方式のタッチセンサは、最近、注目を集めており、操作者が2本の指にて操作面上の2点を押圧したときに、その両座標を特定できる工夫がなされ、2本の指を使った画像の拡大若しくは縮小の操作が可能なものが知られている。このようなマルチタッチを可能とする静電容量方式タッチセンサは、例えば、特許文献2に開示されている。   On the other hand, the capacitive touch sensor is divided into several methods such as a surface capacitive method, an inner capacitive method, and a projected capacitive method. Based on the change in capacitance between the operator's finger (corresponding to the other electrode), the absolute coordinates of the operation position are specified. Among these, the projected capacitive touch sensor has recently attracted attention, and when the operator presses two points on the operation surface with two fingers, both coordinates can be specified. A device has been devised, and an image that can be enlarged or reduced using two fingers is known. Such a capacitive touch sensor that enables multi-touch is disclosed in Patent Document 2, for example.

特開2006−039667JP 2006-039667 A 特開2002−501271JP 2002-501271 A

抵抗膜方式タッチセンサは、一般的に、操作媒体を選ばず、スタイラスペン、指など如何なる入力媒体を用いた操作であっても検出できる。また、価格の面でも、抵抗膜方式タッチセンサは、静電容量方式タッチセンサと比べて安価である。しかし、その反面、抵抗膜方式タッチセンサは、異なる2点の操作(いわゆる、マルチタッチ)を行っても、それを検出することはできない、あるいは極めて特殊な構成を採らない限り検出困難である。このため、2本の指を使って、例えば、指を互いに反対方向に離し、あるいは互いに近づけるような操作を検出することは難しい。   In general, the resistive touch sensor can detect an operation using any input medium such as a stylus pen and a finger without selecting an operation medium. In terms of price, the resistive touch sensor is less expensive than the capacitive touch sensor. However, on the other hand, the resistive touch sensor cannot detect even if two different operations (so-called multi-touch) are performed, or it is difficult to detect unless a very special configuration is adopted. For this reason, it is difficult to detect an operation using two fingers, for example, separating the fingers in opposite directions or bringing them closer to each other.

これに対して、静電容量方式タッチセンサの場合には、マルチタッチへの対応が可能なものも開発されており、操作者の操作感覚と検出後の出力結果とを近づけることが可能である。しかし、その反面、操作者が指若しくは導電性の高い特殊なペンを用いて操作する必要がある。このため、例えば、操作者が手袋(絶縁性のもの)をはめて操作する場合には、検出が困難になりやすい。   On the other hand, capacitive touch sensors have been developed that can handle multi-touch, making it possible to bring the operator's sense of operation closer to the output result after detection. . However, on the other hand, it is necessary for the operator to operate using a finger or a special pen having high conductivity. For this reason, for example, when an operator operates with gloves (insulating material), detection is likely to be difficult.

また、押圧方向の強さを検出する点に関して、抵抗膜方式タッチセンサでは押圧方向の強さを検出できない。静電容量方式タッチセンサでは、押圧の強さに応じて、一方の電極である指とセンサ内部の電極との距離が変化するため、理論的には、その変化に基づき押圧の強さを検出可能ではあるが、押圧の強さに基づく静電容量の変化は極めて微弱であるため、その検出は困難である。   Also, regarding the point of detecting the strength in the pressing direction, the resistance touch sensor cannot detect the strength in the pressing direction. In the capacitive touch sensor, the distance between the finger, which is one of the electrodes, and the electrode inside the sensor changes according to the strength of the pressure. Theoretically, the strength of the pressure is detected based on the change. Although possible, the change in capacitance based on the strength of the press is extremely weak, so that detection is difficult.

本発明は、入力媒体を選ばず、複数の操作点を検出可能であって、押圧方向の強さを容易に検出可能なタッチセンサおよびそれを備えるタッチパッドを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a touch sensor that can detect a plurality of operating points without selecting an input medium and can easily detect the strength in a pressing direction, and a touch pad including the touch sensor.

上記目的を解決するため、本発明の一形態は、絶縁性の基板と、当該基板と対向配置されるシートセンサとを備え、基板には、シートセンサと対向する面に、複数の電極を近接させて構成される電極群を複数配置し、シートセンサを、基板と反対側からの押圧を受けて、1または2以上の電極群に接触し、その電極群を構成する電極間を導通可能に構成するタッチセンサである。   In order to solve the above-described object, one embodiment of the present invention includes an insulating substrate and a sheet sensor disposed to face the substrate, and a plurality of electrodes are provided close to the surface facing the sheet sensor. A plurality of electrode groups are arranged, and the sheet sensor receives pressure from the side opposite to the substrate and comes into contact with one or more electrode groups so that the electrodes constituting the electrode groups can be electrically connected. It is the touch sensor which comprises.

本発明の別の形態は、さらに、基板およびシートセンサの少なくともいずれか一方に、シートセンサから押圧操作しないときに基板上の電極群とシートセンサとが接触して電極間が導通するのを防止する絶縁性の突出部を備えるタッチセンサである。   According to another aspect of the present invention, the electrode group on the substrate and the sheet sensor are prevented from contacting each other when at least one of the substrate and the sheet sensor is not pressed from the sheet sensor. It is a touch sensor provided with the insulation protrusion part which performs.

本発明の別の形態は、さらに、シートセンサの基板と対向する面あるいは全体を、電極間を導通させる抵抗性材料にて構成するタッチセンサである。   Another aspect of the present invention is a touch sensor in which a surface or the entire surface of the sheet sensor facing the substrate is made of a resistive material that conducts between electrodes.

本発明の別の形態は、さらに、電極群を、複数の歯を持つ電極を互いに接触しないように噛み合わせた形態を持つ構成としたタッチセンサである。   Another embodiment of the present invention is a touch sensor having a configuration in which an electrode group is configured such that electrodes having a plurality of teeth are meshed so as not to contact each other.

本発明の一形態は、電子機器を操作する電子機器用タッチパッドであって、ハーフミラーとして機能し、表側から面操作可能な操作板と、当該操作板の裏側に配置されると共に、外部光源からの光を導光して当該操作板に向けて照光可能な導光板と、当該導光板の裏側に配置され、操作板上での面操作によって操作位置を特定可能なタッチセンサとを積層して備え、タッチセンサには、絶縁性の基板と、当該基板と対向配置されるシートセンサとを備え、基板には、シートセンサと対向する面に、複数の電極を近接させて構成される電極群を複数配置し、シートセンサを、基板と反対側からの押圧を受けて、1または2以上の電極群に接触し、その電極群を構成する電極間を導通可能に構成する電子機器用タッチパッドである。   One embodiment of the present invention is an electronic device touchpad for operating an electronic device, which functions as a half mirror and can be operated on the surface from the front side, and is disposed on the back side of the operation plate, and an external light source A light guide plate capable of guiding light from the light guide and illuminating it toward the operation plate, and a touch sensor disposed on the back side of the light guide plate and capable of specifying the operation position by surface operation on the operation plate. The touch sensor includes an insulating substrate and a sheet sensor disposed to face the substrate, and the substrate includes an electrode configured by bringing a plurality of electrodes close to a surface facing the sheet sensor. An electronic device touch in which a plurality of groups are arranged, the sheet sensor receives pressure from the side opposite to the substrate, contacts one or more electrode groups, and allows conduction between the electrodes constituting the electrode groups It is a pad.

本発明の別の形態は、さらに、基板およびシートセンサの少なくともいずれか一方に、シートセンサから押圧操作しないときに基板上の電極群とシートセンサとが接触して電極間が導通するのを防止する絶縁性の突出部を備える電子機器用タッチパッドである。   According to another aspect of the present invention, the electrode group on the substrate and the sheet sensor are prevented from contacting each other when at least one of the substrate and the sheet sensor is not pressed from the sheet sensor. It is a touchpad for electronic devices provided with the insulation protrusion part to perform.

本発明の別の形態は、さらに、シートセンサの基板と対向する面あるいは全体を、電極間を導通させる抵抗性材料にて構成する電子機器用タッチパッドである。   Another embodiment of the present invention is a touch pad for an electronic device in which a surface or the entire surface of the sheet sensor facing the substrate is made of a resistive material that conducts between electrodes.

本発明の別の形態は、さらに、導光板の一部に、操作板の方向に導光しやすい凹凸領域を形成した電子機器用タッチパッドである。   Another embodiment of the present invention is a touch pad for an electronic device in which an uneven region that is easy to guide light in the direction of the operation plate is formed on a part of the light guide plate.

本発明の別の形態は、さらに、凹凸領域を、導光板のタッチセンサ側の面に形成した電子機器用タッチパッドである。   Another embodiment of the present invention is a touch pad for an electronic device in which an uneven region is further formed on the surface of the light guide plate on the touch sensor side.

本発明によれば、タッチセンサおよびそれを備える電子機器用タッチパッドを、入力媒体を選ばず、複数の操作点を検出可能であって、押圧方向の強さを容易に検出可能とする。   According to the present invention, a touch sensor and an electronic device touch pad including the touch sensor can detect a plurality of operation points without selecting an input medium, and can easily detect the strength in the pressing direction.

図1は、本発明の実施の形態に係るタッチセンサの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a touch sensor according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示すタッチセンサを構成する基板から、当該基板と対向配置されるシートセンサを分離し、当該シートセンサを裏返した状態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the sheet sensor arranged opposite to the substrate is separated from the substrate constituting the touch sensor shown in FIG. 1 and the sheet sensor is turned upside down. 図3は、図2に示すシートセンサのA部分を拡大して示す拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing an A portion of the sheet sensor shown in FIG. 図4は、図2に示す基板のB部分を拡大して示す拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view showing a B portion of the substrate shown in FIG. 図5は、図1に示すタッチセンサの一部の断面を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a partial cross section of the touch sensor shown in FIG. 図6は、図1に示すシートセンサの上から基板に向かって押圧したときの状況を、シートセンサ側から透過的に示す図である。FIG. 6 is a view transparently showing the situation when pressing from above the sheet sensor shown in FIG. 1 toward the substrate. 図7は、図2に示す基板上の各電極群からの信号に基づいて押圧位置を検出する制御部の基本構成を模式的に示す図である。FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a basic configuration of a control unit that detects a pressed position based on signals from each electrode group on the substrate illustrated in FIG. 2. 図8は、図6に基づいて説明した押圧位置の検出方法と異なる別の検出方法を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining another detection method different from the detection method of the pressed position described based on FIG. 図9は、図1に示すタッチセンサを構成するシートセンサ上から操作する状況を、シートセンサ上から透過的に示す図である。FIG. 9 is a diagram transparently showing the state of operation from above the sheet sensor that constitutes the touch sensor shown in FIG. 図10は、本発明の実施の形態に係る電子機器用タッチパッドと、当該タッチパッドからの操作を受け付けて画像の表示を変える電子機器とを示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an electronic device touchpad according to an embodiment of the present invention and an electronic device that receives an operation from the touchpad and changes an image display. 図11は、図10に示すタッチパッドの斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of the touch pad shown in FIG. 図12は、図10に示すタッチパッドの平面図である。FIG. 12 is a plan view of the touch pad shown in FIG. 図13は、図10に示すタッチパッドの分解斜視図である。13 is an exploded perspective view of the touch pad shown in FIG. 図14は、図12に示すタッチパッドのF−F線断面図である。14 is a cross-sectional view of the touch pad shown in FIG. 12 taken along line FF. 図15は、図14に示す操作板の詳細な構成を示す断面図である。15 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the operation plate shown in FIG. 図16は、図10に示すタッチパッドを構成する操作板上から操作する状況を、操作板上から透過的に示す図である。FIG. 16 is a diagram transparently showing the state of operation from the operation plate constituting the touch pad shown in FIG.

次に、本発明に係るタッチセンサおよびそれを備える電子機器用タッチパッドの実施の形態について説明する。   Next, an embodiment of a touch sensor according to the present invention and a touch pad for electronic equipment including the same will be described.

1.タッチセンサ
図1は、本発明の実施の形態に係るタッチセンサの斜視図である。図2は、図1に示すタッチセンサを構成する基板から、当該基板と対向配置されるシートセンサを分離し、当該シートセンサを裏返した状態を示す斜視図である。図3は、図2に示すシートセンサのA部分を拡大して示す拡大図である。図4は、図2に示す基板のB部分を拡大して示す拡大図である。
1. Touch Sensor FIG. 1 is a perspective view of a touch sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the sheet sensor arranged opposite to the substrate is separated from the substrate constituting the touch sensor shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged view showing an A portion of the sheet sensor shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged view showing a B portion of the substrate shown in FIG.

図1に示すように、本発明の実施の形態に係るタッチセンサ1は、矩形の平面を有する薄板状のセンサであって、薄いシート状のシートセンサ10と、これと対向配置される絶縁性の基板20とから、主に構成される。   As shown in FIG. 1, a touch sensor 1 according to an embodiment of the present invention is a thin plate-like sensor having a rectangular plane, and a thin sheet-like sheet sensor 10 and an insulating property disposed so as to be opposed thereto. The substrate 20 is mainly configured.

シートセンサ10は、その母材として柔軟性に富む材料、好適には、熱可塑性エラストマーあるいは熱硬化性エラストマー、より好ましくはシリコーンゴムで構成されている。また、シートセンサ10の母材中には、シリコーンゴムに導電性を付与して所望の抵抗性を有する抵抗性材料とするために、導電性材料が分散されている。導電性材料としては、カーボンブラック、金属等を例示できるが、径の小さな粒子(ナノレベルの粒子)の製造が容易で、取り扱いも容易なカーボンブラックが、より好ましい。導電性材料の混合量は、導電性を高めかつシートセンサ10の弾性を維持する観点から、母材と当該導電性材料の総重量に対して5〜50重量%であるのが好ましく、さらには、15〜35重量%がより好ましい。シートセンサ10は、これと対向する基板20との接触抵抗として、好ましくは、100〜1700オーム、より好ましくは170〜1000オームの範囲の電気抵抗を有する。なお、シートセンサ10を複数の層から成る基材とし、基板20との対向面側の層を、導電性を付与した抵抗性材料で形成し、そこに絶縁材料から構成される層を貼付しても良い。   The sheet sensor 10 is made of a flexible material as a base material, preferably a thermoplastic elastomer or a thermosetting elastomer, more preferably silicone rubber. In addition, in the base material of the sheet sensor 10, a conductive material is dispersed in order to impart conductivity to the silicone rubber to obtain a desired resistance material. Examples of the conductive material include carbon black, metal, and the like, but carbon black that can easily manufacture particles with a small diameter (nano-level particles) and is easy to handle is more preferable. The mixing amount of the conductive material is preferably 5 to 50% by weight based on the total weight of the base material and the conductive material, from the viewpoint of enhancing the conductivity and maintaining the elasticity of the sheet sensor 10. 15 to 35% by weight is more preferable. The sheet sensor 10 preferably has an electric resistance in the range of 100 to 1700 ohms, more preferably 170 to 1000 ohms, as the contact resistance with the substrate 20 facing the sheet sensor 10. Note that the sheet sensor 10 is a base material composed of a plurality of layers, the layer facing the substrate 20 is formed of a resistive material imparted with conductivity, and a layer composed of an insulating material is pasted thereon. May be.

また、シートセンサ10は、基板20と対向する面に、多くの絶縁性の突出部11を分散して備える。突出部11は、絶縁性に優れた熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂の他、エラストマー等から好適に構成され、例えば、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、シリコーンゴムから、より好適に構成される。突出部11は、例えば、絶縁性樹脂製の塗料から成るインクをドット状にパターン印刷した後に乾燥および硬化させることにより、好適に形成できる。なお、突出部11は、シートセンサ10との接着性を確保できるのであれば、上記以外の材料として、例えば、ガラス、セラミックス等から構成しても良い。突出部11は、シートセンサ10から押圧操作しないときに、基板20上の電極群21(後述する)とシートセンサ10とが接触して、電極群21を構成する電極21,21b間が導通するのを防止するためのスペーサーである。突出部11は、その突出面を基板20側に向けた略半球形状を有し、この実施の形態では、直径0.1mm、高さ0.03mmの薄い半球体である。ただし、突出部11の形状、大きさは、適宜変更可能であり、また、複数分散させずに、ルート状若しくは網目状につながっていても良い。なお、突出部11は、シートセンサ10側に形成せず、基板20側に形成しても良い。 Further, the sheet sensor 10 includes a large number of insulating protrusions 11 dispersed on the surface facing the substrate 20. The protrusion 11 is preferably composed of a thermosetting resin, a thermoplastic resin, an ultraviolet curable resin, an electron beam curable resin, an elastomer, or the like excellent in insulating properties. For example, a polycarbonate (PC) resin, polyethylene terephthalate It is more preferably composed of (PET) resin and silicone rubber. The protruding portion 11 can be suitably formed by, for example, drying and curing an ink made of an insulating resin paint in a dot shape and then drying and curing. In addition, as long as the protrusion part 11 can ensure adhesiveness with the sheet | seat sensor 10, you may comprise from glass, ceramics etc. as materials other than the above, for example. When the protrusion 11 is not pressed from the sheet sensor 10, an electrode group 21 (described later) on the substrate 20 and the sheet sensor 10 come into contact with each other, and the electrodes 21 and 21 b constituting the electrode group 21 are electrically connected. It is a spacer for preventing the above. The protruding portion 11 has a substantially hemispherical shape with the protruding surface facing the substrate 20 side. In this embodiment, the protruding portion 11 is a thin hemisphere having a diameter of 0.1 mm and a height of 0.03 mm. However, the shape and size of the protruding portion 11 can be changed as appropriate, and may be connected in a route shape or a mesh shape without being dispersed. Note that the protruding portion 11 may be formed not on the sheet sensor 10 side but on the substrate 20 side.

基板20は、上記シートセンサ10に比べて剛性の高い材料で構成され、好適には、ガラス繊維で編んだクロスにエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ製の基板である。ただし、基板20は、ガラスコンポジット基板、アルミナ等から成るセラミックス基板であっても良い。基板20は、シートセンサ10と対向する面に、複数の電極を近接して構成した多数の電極群21を備える。この実施の形態では、電極群21は、図4に示すように、複数の歯を持つ略櫛型の電極21a,21bを2つ備え、それら電極21a,21bを互いに接触しないように噛み合わせた形態を有する。電極21a,21bは、銅、銀等の導電性に優れた材料から成る薄膜であって、蒸着、印刷等の手段にて好適に形成可能である。電極群21は、シートセンサ10を基板20と対向配置させた際に、シートセンサ10に形成した突出部11が電極群21の周囲に存在するように、基板20上において格子の角部の位置に形成されている。この実施の形態では、電極群21の仮想外接円の直径は、約3mmであって、縦若しくは横方向に隣接する電極群21との距離は、約0.1mmであるが、これらの数値に限定されるものではない。また、必ずしも、電極群21は、格子の角部の位置に配置されなくても良い。   The substrate 20 is made of a material having higher rigidity than the sheet sensor 10 and is preferably a glass epoxy substrate in which a cloth knitted with glass fiber is impregnated with an epoxy resin. However, the substrate 20 may be a glass composite substrate, a ceramic substrate made of alumina or the like. The substrate 20 includes a large number of electrode groups 21 each having a plurality of electrodes arranged close to each other on the surface facing the sheet sensor 10. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the electrode group 21 includes two substantially comb-shaped electrodes 21a and 21b having a plurality of teeth, and these electrodes 21a and 21b are meshed so as not to contact each other. It has a form. The electrodes 21a and 21b are thin films made of a material having excellent conductivity such as copper and silver, and can be suitably formed by means such as vapor deposition and printing. The electrode group 21 is positioned at the corners of the lattice on the substrate 20 so that the protrusions 11 formed on the sheet sensor 10 exist around the electrode group 21 when the sheet sensor 10 is disposed opposite to the substrate 20. Is formed. In this embodiment, the diameter of the virtual circumscribed circle of the electrode group 21 is about 3 mm, and the distance from the electrode group 21 adjacent in the vertical or horizontal direction is about 0.1 mm. It is not limited. In addition, the electrode group 21 does not necessarily have to be arranged at the corners of the lattice.

図5は、図1に示すタッチセンサの一部の断面を示す断面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a partial cross section of the touch sensor shown in FIG.

シートセンサ10の上方から矢印方向に押圧すると、当該押圧される位置にて、シートセンサ10の基板20との対向面が電極群21と接触し、当該電極群21を構成する電極21aと電極21bとが電気的に接続する。この結果、押圧した位置を特定することが可能となる。   When the sheet sensor 10 is pressed in the direction of the arrow from above, the surface of the sheet sensor 10 facing the substrate 20 comes into contact with the electrode group 21, and the electrode 21a and the electrode 21b constituting the electrode group 21 are brought into contact with each other. And are electrically connected. As a result, the pressed position can be specified.

図6は、図1に示すシートセンサの上から基板に向かって押圧したときの状況を、シートセンサ側から透過的に示す図である。   FIG. 6 is a view transparently showing the situation when pressing from above the sheet sensor shown in FIG. 1 toward the substrate.

シートセンサ10からの押圧面積が電極群21の面積に対して極めて大きい場合、シートセンサ10は、複数の電極群21に接触し得る。図6に示す例は、シートセンサ10が4個の電極群21と、それぞれ、接触領域12、13、14および15にて接触した例である。この実施の形態では、4個の接触領域の内、接触領域12の面積が最も大きく、接触領域13、接触領域14、接触領域15の順に面積が小さくなっていく例で説明する。最も簡便な位置検出方法は、最も面積の大きな接触領域12の位置にある電極群21にて押圧されたものと決定することである。この検出方法を採用すると、例えば、指でシートセンサ10を押圧操作した場合に、接触領域が複数存在していても、最も面積が大きく、その結果、最も検出電圧が小さくなった電極群21の位置を押圧位置と決定することになる。したがって、シートセンサ10が他の電極群21に接触していても、その位置は無視される。   When the pressing area from the sheet sensor 10 is extremely large with respect to the area of the electrode group 21, the sheet sensor 10 can contact the plurality of electrode groups 21. The example shown in FIG. 6 is an example in which the sheet sensor 10 is in contact with the four electrode groups 21 in the contact regions 12, 13, 14, and 15, respectively. In this embodiment, an example in which the area of the contact area 12 is the largest of the four contact areas, and the area decreases in the order of the contact area 13, the contact area 14, and the contact area 15 will be described. The simplest position detection method is to determine that the electrode group 21 is pressed at the position of the contact area 12 having the largest area. When this detection method is employed, for example, when the sheet sensor 10 is pressed with a finger, even if there are a plurality of contact regions, the area of the electrode group 21 having the largest area and, as a result, the smallest detection voltage is obtained. The position is determined as the pressed position. Therefore, even if the sheet sensor 10 is in contact with the other electrode group 21, the position is ignored.

図7は、図2に示す基板上の各電極群からの信号に基づいて押圧位置を検出する制御部の基本構成を模式的に示す図である。   FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a basic configuration of a control unit that detects a pressed position based on signals from each electrode group on the substrate illustrated in FIG. 2.

図7に示す制御部30は、中央処理装置(CPU)31と、読み書き可能なメモリ(RAM)32と、アナログ・デジタル変換器(A/Dコンバータ)33とを備える。制御部30は、基板20上あるいは基板20以外のいずれに設けても良い。CPU31は、シートセンサ10と電極群21との接触により変化する電極21a,21b間の電気抵抗値、あるいは当該電気抵抗値により変化する電圧値(この実施の形態では、代表して、「電圧値」とする)に基づき、シートセンサ10上の押圧位置を特定する。さらに具体的には、電圧値が所定の閾値を超えると押圧されたものと判定され、超えていなければ押圧されていないものと判定される。この結果、一点のみならず多点の検出が可能である。RAM32は、基板20上の複数の電極群21に対して、その位置情報(例えば、X−Y座標)を対応づけて記憶している記憶部である。CPU31は、電圧値に基づき特定の電極群21を選ぶと、RAM32内に記憶される情報を参照することにより、その電極群21の座標を決定することができる。A/Dコンバータ33は、アナログ信号をデジタル信号に変換する部分である。制御部30は、抵抗R1と抵抗R2とを直列につなぐ回路を有する。抵抗R1は、可変抵抗34であり、実際には、電極群21に相当する。抵抗R2は、固定の抵抗値を持つ抵抗35である。ある電極群21を一例に挙げると、電極群21を構成する電極21a,21b間の電圧(VOut)は、A/Dコンバータ33にてデジタル値に変換される。CPU31は、RAM32内の情報を参照して、押圧位置を特定する。   The control unit 30 shown in FIG. 7 includes a central processing unit (CPU) 31, a readable / writable memory (RAM) 32, and an analog / digital converter (A / D converter) 33. The control unit 30 may be provided either on the substrate 20 or other than the substrate 20. The CPU 31 has an electrical resistance value between the electrodes 21a and 21b that changes due to contact between the sheet sensor 10 and the electrode group 21, or a voltage value that changes according to the electrical resistance value (in this embodiment, representatively, “voltage value ”), The pressing position on the sheet sensor 10 is specified. More specifically, if the voltage value exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the pressure has been applied, and if not, it is determined that the voltage value has not been pressed. As a result, not only one point but also multiple points can be detected. The RAM 32 is a storage unit that stores positional information (for example, XY coordinates) in association with a plurality of electrode groups 21 on the substrate 20. When the CPU 31 selects a specific electrode group 21 based on the voltage value, the CPU 31 can determine the coordinates of the electrode group 21 by referring to the information stored in the RAM 32. The A / D converter 33 is a part that converts an analog signal into a digital signal. The control unit 30 includes a circuit that connects the resistor R1 and the resistor R2 in series. The resistor R1 is a variable resistor 34, and actually corresponds to the electrode group 21. The resistor R2 is a resistor 35 having a fixed resistance value. Taking an electrode group 21 as an example, the voltage (VOut) between the electrodes 21a and 21b constituting the electrode group 21 is converted into a digital value by the A / D converter 33. The CPU 31 refers to the information in the RAM 32 and specifies the pressed position.

図8は、図6に基づいて説明した押圧位置の検出方法と異なる別の検出方法を説明するための図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining another detection method different from the detection method of the pressed position described based on FIG.

図8では、4個の電極群21に、(X1,Y1)、(X2,Y1)、(X1,Y2)、(X2,Y2)の各座標が対応し、座標(X1,Y2)に対応する電極群21にてシートセンサ10と接触する接触領域12が最も大きな面積を有し、座標(X2,Y2)に対応する電極群21での接触領域13、座標(X1,Y1)に対応する電極群21での接触領域14、座標(X2,Y1)での接触領域15の順に、面積が小さくなっていく例で説明する。接触領域12の面積、接触領域13の面積、接触領域14の面積、接触領域15の面積を、それぞれ、S12、S13、S14、S15とし、S12:S13:S14:S15=0.5:0.2:0.16:0.14とする。このとき、CPU31が決定する押圧位置の座標(X,Y)は、上記4か所の座標にそれぞれの接触面積の比率を掛け合わせて、4か所の座標に重みづけを行い算出される。すなわち、X=X1*0.5+X2*0.2+X1*0.16+X2*0.14であり、Y=Y2*0.5+Y2*0.2+Y1*0.16+Y1*0.14である。この結果、指でシートセンサ10を押圧操作した場合に、接触領域が複数存在した場合、各接触面積の大きさを考慮し、接触面積の大きな位置に近い座標を、押圧位置と決定することができる。すなわち、先に説明したような最も接触領域の面積が大きな位置を押圧位置と決定する場合と異なり、アナログ的に、電極群21ごとに割り当てられた座標以外の座標を、押圧位置と決定することが可能になる。 In FIG. 8, the coordinates of (X1, Y1), (X2, Y1), (X1, Y2), (X2, Y2) correspond to the four electrode groups 21, and correspond to the coordinates (X1, Y2). The contact area 12 in contact with the sheet sensor 10 in the electrode group 21 that has the largest area corresponds to the contact area 13 and the coordinates (X1, Y1) in the electrode group 21 corresponding to the coordinates (X2, Y2). An example in which the area decreases in the order of the contact region 14 in the electrode group 21 and the contact region 15 in the coordinates (X2, Y1) will be described. The area of the contact region 12, the area of the contact region 13, the area of the contact region 14, and the area of the contact region 15 are S 12 , S 13 , S 14 , and S 15, and S 12 : S 13 : S 14 : S. 15 = 0.5: 0.2: 0.16: 0.14. At this time, the coordinates (X, Y) of the pressing position determined by the CPU 31 are calculated by multiplying the four coordinates by the ratio of the respective contact areas and weighting the four coordinates. That is, X = X1 * 0.5 + X2 * 0.2 + X1 * 0.16 + X2 * 0.14, and Y = Y2 * 0.5 + Y2 * 0.2 + Y1 * 0.16 + Y1 * 0.14. As a result, when the sheet sensor 10 is pressed with a finger and there are a plurality of contact areas, it is possible to determine the coordinates close to the position where the contact area is large as the pressing position in consideration of the size of each contact area. it can. That is, unlike the case where the position having the largest contact area as described above is determined as the pressing position, analogly, coordinates other than the coordinates assigned to each electrode group 21 are determined as the pressing position. Is possible.

図9は、図1に示すタッチセンサを構成するシートセンサ上から操作する状況を、シートセンサ上から透過的に示す図である。   FIG. 9 is a diagram transparently showing the state of operation from above the sheet sensor that constitutes the touch sensor shown in FIG.

シートセンサ10上に2本の指を接触させ(接触領域C1,C2)、その位置から互いに2本の指を近づける方向に移動させると、電極群21への接触箇所が互いに近づく方向に移動する。この結果、CPU31は、かかる2本の指の動きを検出することができる。同様に、シートセンサ10上に2本の指を接触させ(接触領域D1,D2)、その位置から互いに2本の指を遠ざける方向に移動させると、電極群21への接触箇所が互いに遠ざかる方向に移動する。この結果、CPU31は、かかる2本の指の動きを検出することができる。2点の座標の動きによって、画像の表示方式を変えるようにプログラミングした場合、例えば、2本の指を近づける場合には画像の縮小を行い、2本の指を遠ざける場合には画像の拡大を行うようにすることも可能である。基板20には、多くの電極群21が分散配置されているので、シートセンサ10上からの押圧箇所が2か所以上あっても、それらの押圧位置を正確に検出可能である。   When two fingers are brought into contact with the sheet sensor 10 (contact areas C1 and C2) and the two fingers are moved closer to each other from the position, the contact points to the electrode group 21 move in a direction closer to each other. . As a result, the CPU 31 can detect the movement of the two fingers. Similarly, when two fingers are brought into contact with the sheet sensor 10 (contact areas D1 and D2) and the two fingers are moved away from the position, the contact points with the electrode group 21 move away from each other. Move to. As a result, the CPU 31 can detect the movement of the two fingers. When programming to change the image display method according to the movement of the coordinates of two points, for example, when two fingers are brought closer, the image is reduced, and when two fingers are moved away, the image is enlarged. It is also possible to do so. Since many electrode groups 21 are distributed on the substrate 20, even if there are two or more pressed portions from the sheet sensor 10, those pressed positions can be accurately detected.

2.タッチパッド
次に、本発明の実施の形態に係る電子機器用タッチパッドについて、図面を参照しながら説明する。
2. Touchpad Next, an electronic device touchpad according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図10は、本発明の実施の形態に係る電子機器用タッチパッドと、当該タッチパッドからの操作を受け付けて画像の表示を変える電子機器とを示す概略図である。   FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an electronic device touchpad according to an embodiment of the present invention and an electronic device that receives an operation from the touchpad and changes an image display.

電子機器用タッチパッド(以後、単に、「タッチパッド」という)100は、有線若しくは無線にて電子機器200に操作信号を送信することができる操作機器であって、電子機器200と別体にて構成されている。例えば、タッチパッド100の操作面上を右斜め上方(Eで示す方向)に操作すると、電子機器200のディスプレイ210に表示されるオブジェクト211は、表示211aの状態(図10にて点線で表示)から、右斜め上方(Eで示す方向)の表示211bへと移動する。このように、電子機器200に表示される画像は、タッチパッド100からの操作を受け付けて、移動、さらには回転、拡大・縮小、選択等も可能である。   An electronic device touchpad (hereinafter simply referred to as “touchpad”) 100 is an operation device capable of transmitting an operation signal to the electronic device 200 by wire or wirelessly, and is separate from the electronic device 200. It is configured. For example, when the operation surface of the touch pad 100 is operated diagonally right upward (direction indicated by E), the object 211 displayed on the display 210 of the electronic device 200 is in the state of the display 211a (displayed with a dotted line in FIG. 10). To the display 211b diagonally right upward (direction indicated by E). As described above, the image displayed on the electronic device 200 can be moved, rotated, enlarged / reduced, selected, and the like by receiving an operation from the touch pad 100.

図11は、図10に示すタッチパッドの斜視図である。図12は、図10に示すタッチパッドの平面図である。図13は、図10に示すタッチパッドの分解斜視図である。   FIG. 11 is a perspective view of the touch pad shown in FIG. FIG. 12 is a plan view of the touch pad shown in FIG. 13 is an exploded perspective view of the touch pad shown in FIG.

タッチパッド100は、上側ハウジング110と下側ハウジング160を、互いの開口面を合わせて形成される空間に、上側ハウジング110側から順に、操作板120、導光板130、タッチセンサ1’(シートセンサ10’および基板20’)を積層して備える。   The touch pad 100 includes, in order from the upper housing 110 side, an operation plate 120, a light guide plate 130, a touch sensor 1 ′ (sheet sensor) in a space formed by aligning the upper housing 110 and the lower housing 160 with each other. 10 ′ and the substrate 20 ′) are stacked.

上側ハウジング110は、好適にはポリプロピレン等の硬質樹脂から構成される薄型で矩形のケースであって、その面内略中央に矩形の貫通孔111を有する。貫通孔111の周囲には、上側ハウジング110の上面から貫通孔111に向かって緩やかに下方傾斜する傾斜部112が形成されている。また、上側ハウジング110の一側面は、小さな貫通孔113を有しており、貫通孔113から内部に光を入れることができるようになっている。   The upper housing 110 is a thin and rectangular case preferably made of a hard resin such as polypropylene, and has a rectangular through-hole 111 at substantially the center in the surface thereof. Around the through hole 111, an inclined portion 112 is formed that gently inclines downward from the upper surface of the upper housing 110 toward the through hole 111. In addition, one side surface of the upper housing 110 has a small through hole 113 so that light can enter the inside through the through hole 113.

下側ハウジング160は、上側ハウジング110とほぼ同じ開口面積を有し、好適にはポリプロピレン等の硬質樹脂から構成される薄型で矩形のケースであって、その面内略中央に矩形の貫通孔161を有する。貫通孔161は、タッチセンサ1’と、外部の回路基板や電源等と電気的に接続するための孔である。   The lower housing 160 has a substantially the same opening area as that of the upper housing 110, and is preferably a thin and rectangular case made of a hard resin such as polypropylene. Have The through hole 161 is a hole for electrically connecting the touch sensor 1 ′ to an external circuit board, a power source, or the like.

操作板120は、ハーフミラーとして機能し、タッチパッド100の表側から面操作可能である。操作板120は、後述するように、樹脂製若しくはガラス製の透明板に膜を形成した多層の板である。操作板120は、その表側から指等でタッチ操作したときに、その操作を内部に伝達可能なレベルに薄く形成されている。例えば、操作板120の好適な厚さは、80〜150μmである。   The operation plate 120 functions as a half mirror and can be operated from the front side of the touch pad 100. As will be described later, the operation plate 120 is a multilayer plate in which a film is formed on a transparent plate made of resin or glass. The operation plate 120 is thinly formed to a level at which the operation can be transmitted to the inside when a touch operation is performed with a finger or the like from the front side. For example, a suitable thickness of the operation plate 120 is 80 to 150 μm.

導光板130は、操作板120の裏側に配置されると共に、外部光源からの光を導光して操作板120に向けて照光可能な部材である。導光板130は、透明性の高い樹脂、例えば、アクリル樹脂から好適に構成されている。ただし、導光板130をガラスにて構成しても良い。導光板130は、操作板120の方向からの操作を裏側に伝達可能なレベルに薄く形成されている。例えば、導光板130の好適な厚さは、100〜150μmである。導光板130は、その一部に、操作板120の方向に導光しやすく形成される凹凸領域131を備える。凹凸領域131は、この実施の形態では、平面視にて文字「P」の形状に、導光板130の裏側の面に形成されている。ただし、凹凸領域131は、導光板130の表側の面あるいは内部に形成されていても良い。凹凸領域131の凹凸面の粗さは、光源からの光量、導光板130の透明度、操作板120からの距離などにより適宜変更できるが、一例として、凹凸の山谷間の高さにて1〜20μm程度の範囲が好ましい。凹凸領域131は、金型の転写、レーザーエッチング等にて好適に形成できる。導光板130の表側の面の外周には、突状の接着領域132が形成されている。当該接着領域132は、例えば、両面テープなどで好適に形成可能である。接着領域132を形成することにより、操作板120と導光板130との間に空気層を形成することができ、その結果、凹凸領域131にて反射した光を、操作板120から見やすくすることができる。   The light guide plate 130 is a member that is disposed on the back side of the operation plate 120 and that can guide light from an external light source and illuminate the operation plate 120. The light guide plate 130 is preferably made of a highly transparent resin such as an acrylic resin. However, the light guide plate 130 may be made of glass. The light guide plate 130 is thinly formed to a level at which an operation from the direction of the operation plate 120 can be transmitted to the back side. For example, a suitable thickness of the light guide plate 130 is 100 to 150 μm. The light guide plate 130 includes, in part, an uneven region 131 that is easily formed in the direction of the operation plate 120. In this embodiment, the uneven region 131 is formed on the back surface of the light guide plate 130 in the shape of the letter “P” in plan view. However, the uneven region 131 may be formed on the front surface or inside of the light guide plate 130. The roughness of the concavo-convex surface of the concavo-convex region 131 can be changed as appropriate depending on the amount of light from the light source, the transparency of the light guide plate 130, the distance from the operation plate 120, and the like. A range of about is preferred. The uneven area 131 can be suitably formed by mold transfer, laser etching, or the like. On the outer periphery of the front surface of the light guide plate 130, a protruding adhesive region 132 is formed. The adhesion region 132 can be suitably formed with, for example, a double-sided tape. By forming the adhesive region 132, an air layer can be formed between the operation plate 120 and the light guide plate 130. As a result, the light reflected by the uneven region 131 can be easily seen from the operation plate 120. it can.

タッチセンサ1’を構成するシートセンサ10’は、先に説明したシートセンサ10とほぼ同じ構成である。タッチセンサ1’を構成する基板20’は、先に説明した基板20と異なり、縦7列、横7行の合計49個の電極群が基板20’上の中央部分に集中配置した構成を有する。基板20’の他の構成は、基板20と共通する。基板20上の電極群21よりも数を減らし、かつそれら電極群を基板20’の中央に集めて配置したのは、上側ハウジング110の貫通孔11の領域に電極群が存在すれば、操作上の支障が無く、無駄な電極群を形成しなくて済むからである。   The sheet sensor 10 ′ constituting the touch sensor 1 ′ has substantially the same configuration as the sheet sensor 10 described above. Unlike the substrate 20 described above, the substrate 20 ′ constituting the touch sensor 1 ′ has a configuration in which a total of 49 electrode groups of 7 columns and 7 rows are concentrated in the central portion on the substrate 20 ′. . Other configurations of the substrate 20 ′ are the same as those of the substrate 20. The reason why the number of the electrode groups 21 is smaller than that of the electrode groups 21 on the substrate 20 and the electrodes 20 are gathered and arranged in the center of the substrate 20 ′ is that if the electrode groups exist in the region of the through hole 11 of the upper housing 110, This is because the useless electrode group does not need to be formed.

図14は、図12に示すタッチパッドのF−F線断面図である。   14 is a cross-sectional view of the touch pad shown in FIG. 12 taken along line FF.

図14に示すように、上側ハウジング110の一側面に形成される貫通孔113は、導光板130の側端面の高さに形成されている。貫通孔113には、外部に配置される回路基板170上に固定される外部光源(この実施の形態では、LED)171が挿入されている。この結果、LED171からの光は、導光板130の側端面から入光し、凹凸領域131にて反射され、操作板120側へと向かうことができる。なお、貫通孔113は、下側ハウジング160側に形成されていても良い。   As shown in FIG. 14, the through hole 113 formed in one side surface of the upper housing 110 is formed at the height of the side end surface of the light guide plate 130. An external light source (LED in this embodiment) 171 fixed on a circuit board 170 disposed outside is inserted into the through hole 113. As a result, the light from the LED 171 enters from the side end face of the light guide plate 130, is reflected by the uneven region 131, and can go to the operation plate 120 side. The through hole 113 may be formed on the lower housing 160 side.

図14では、見やすさを考慮して、シートセンサ10’の基板20’との対向面に形成される突出部は省略されているが、シートセンサ10’の上方からの押圧がない状態において、シートセンサ10’の当該対向面は、多くの突出部をスペーサーとして、どの電極群21’とも非接触状態に保持されている。   In FIG. 14, the protrusion formed on the surface facing the substrate 20 ′ of the sheet sensor 10 ′ is omitted for ease of viewing, but in a state where there is no pressure from above the sheet sensor 10 ′, The facing surface of the sheet sensor 10 ′ is held in a non-contact state with any electrode group 21 ′ using a number of protrusions as spacers.

図15は、図14に示す操作板の詳細な構成を示す断面図である。   15 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the operation plate shown in FIG.

操作板120は、その表側から順に、ハードコート層121、透明基材122、反射層123、隠蔽層124を積層して構成される。ハードコート層121は、操作時に透明基材122を傷から守るために形成される層であり、例えば、UV硬化型アクリル系樹脂、あるいはメラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂などから好適に形成される。ハードコート層121の好適な厚さは、1〜20μmである。   The operation plate 120 is configured by laminating a hard coat layer 121, a transparent substrate 122, a reflective layer 123, and a concealing layer 124 in this order from the front side. The hard coat layer 121 is a layer formed to protect the transparent substrate 122 from scratches during operation. For example, UV curing acrylic resin, or thermosetting of melamine resin, epoxy resin, phenol resin, silicone resin or the like. It is preferably formed from a functional resin. A suitable thickness of the hard coat layer 121 is 1 to 20 μm.

透明基材122は、好適には、PET系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂とポリエステル系樹脂からなるポリマーアロイ、ABS系樹脂、AS系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、あるいは塩化ビニル系樹脂から成り、特に、PET系樹脂により好適に構成される。透明基材122の好適な厚さは、80〜100μmである。   The transparent substrate 122 is preferably a PET resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a polymer alloy composed of a polycarbonate resin and a polyester resin, an ABS resin, an AS resin, a polystyrene resin, a polyolefin resin, Alternatively, it is made of a vinyl chloride resin, and is particularly preferably constituted by a PET resin. A suitable thickness of the transparent substrate 122 is 80 to 100 μm.

反射層123は、LED171の消灯時において、表側からの光を反射して、透光領域の輪郭が薄く見えることを防ぐ機能を有する。また、反射層123が設けられることにより、使用面を平滑かつ光沢を有する平面に見せることができるため、より好ましい。反射層123には、無機顔料粒子あるいは金属粒子を分散させた樹脂バインダを用いることができる。分散させる材料としては、例えば、インジウムの他、天然若しくは合成雲母に酸化チタンあるいは酸化鉄等の金属酸化物を被覆した顔料(パール顔料)を好適に用いることができる。反射層123の好適な厚さは、0.1〜10μmである。反射層123を構成する無機顔料粒子あるいは金属粒子は、密接状態で存在していても、また島状に分散していても良い。   The reflective layer 123 has a function of reflecting light from the front side when the LED 171 is turned off and preventing the outline of the light-transmitting region from appearing thin. Further, the provision of the reflective layer 123 is more preferable because the surface to be used can be made smooth and glossy. For the reflective layer 123, a resin binder in which inorganic pigment particles or metal particles are dispersed can be used. As a material to be dispersed, for example, a pigment (pearl pigment) obtained by coating natural or synthetic mica with a metal oxide such as titanium oxide or iron oxide in addition to indium can be suitably used. A suitable thickness of the reflective layer 123 is 0.1 to 10 μm. The inorganic pigment particles or metal particles constituting the reflective layer 123 may exist in close contact or may be dispersed in an island shape.

隠蔽層124は、LED171の消灯時において、凹凸領域131の存在を操作面側から視認できないように隠蔽するための層である。隠蔽層124は、所定の光量の光を吸収できるため、光量が少ない場合には光を透過しない。一方、光量が多い場合には、隠蔽層124は、吸収可能な光量を超えた分の光を透過する。すなわち、隠蔽層124は、光半透過機能を有する層である。隠蔽層124は、例えば、全光線透過率が約20%になるよう調整された、黒色あるいは黒色に白色を混合した灰色等のインクによって好適に構成される。なお、内部光源の光の強度に合わせてその黒色の濃度を調整することで、全光線透過率を調整することが望ましい。また、黒色の顔料としては、例えば、カーボンブラックのような微粒子状の炭素材料を用いることができ、その含有量および分散状態の制御により、所望の透過率に調整することができる。隠蔽層124の好適な厚さは、0.1〜10μmである。隠蔽層124も、反射層123と同様、その構成粒子を密接状態で存在させても、また島状に分散させても良い。   The concealing layer 124 is a layer for concealing the presence of the uneven region 131 from the operation surface side when the LED 171 is turned off. Since the concealing layer 124 can absorb a predetermined amount of light, it does not transmit light when the amount of light is small. On the other hand, when the amount of light is large, the concealing layer 124 transmits light that exceeds the amount of light that can be absorbed. That is, the concealing layer 124 is a layer having a light semi-transmissive function. The concealing layer 124 is preferably composed of, for example, black or a gray ink in which white is mixed with black, adjusted to have a total light transmittance of about 20%. It is desirable to adjust the total light transmittance by adjusting the black density in accordance with the light intensity of the internal light source. In addition, as the black pigment, for example, a particulate carbon material such as carbon black can be used, and the desired transmittance can be adjusted by controlling the content and dispersion state thereof. A suitable thickness of the masking layer 124 is 0.1 to 10 μm. Similar to the reflective layer 123, the concealing layer 124 may have its constituent particles in close contact or may be dispersed in an island shape.

図16は、図10に示すタッチパッドを構成する操作板上から操作する状況を、操作板上から透過的に示す図である。   FIG. 16 is a diagram transparently showing the state of operation from the operation plate constituting the touch pad shown in FIG.

タッチセンサ1’による押圧位置の検出方法は、先に説明したタッチセンサ1のそれと共通する。このため、タッチパッド100は、図7に示す制御部30と同様の制御部を有する。タッチパッド100の操作板120上に2本の指を接触させ(接触領域G1,G2)、その位置から互いに2本の指を近づける方向に移動させると、電極群21’への接触箇所が互いに近づく方向に移動する。この結果、CPU31は、かかる2本の指の動きを検出することができる。同様に、操作板120上に2本の指を接触させ(接触領域H1,H2)、その位置から互いに2本の指を遠ざける方向に移動させると、電極群21’への接触箇所が互いに遠ざかる方向に移動する。この結果、CPU31は、かかる2本の指の動きを検出することができる。2点の座標の動きによって、画像の表示方式を変えるようにプログラミングした場合、例えば、2本の指を近づける場合には画像の縮小を行い、2本の指を遠ざける場合には画像の拡大を行うようにすることも可能である。基板20’には、多くの電極群21’が分散配置されているので、操作板120上からの押圧箇所が2か所以上あっても、それらの押圧位置を正確に検出可能である。   The detection method of the pressed position by the touch sensor 1 ′ is common to that of the touch sensor 1 described above. For this reason, the touch pad 100 includes a control unit similar to the control unit 30 illustrated in FIG. When two fingers are brought into contact with the operation plate 120 of the touch pad 100 (contact areas G1, G2) and moved in the direction in which the two fingers are brought closer to each other, the contact points with the electrode group 21 ′ are mutually changed. Move in the direction of approach. As a result, the CPU 31 can detect the movement of the two fingers. Similarly, when two fingers are brought into contact with the operation plate 120 (contact areas H1 and H2), and the two fingers are moved away from the position, the contact points to the electrode group 21 ′ move away from each other. Move in the direction. As a result, the CPU 31 can detect the movement of the two fingers. When programming to change the image display method according to the movement of the coordinates of two points, for example, when two fingers are brought closer, the image is reduced, and when two fingers are moved away, the image is enlarged. It is also possible to do so. Since many electrode groups 21 ′ are distributed on the substrate 20 ′, even if there are two or more pressed locations from the operation plate 120, those pressed positions can be detected accurately.

3.その他の実施の形態
本発明のタッチセンサおよびタッチパッドは、上述の実施の形態に限定されず、例えば、次のような変形実施も可能である。
3. Other Embodiments The touch sensor and the touch pad of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modified implementation is possible.

タッチセンサ1,1’を構成するシートセンサ10,10’は、上述の実施の形態では、突出部11を除き平板形状であるが、基板20,20’と対向する面に、基板20,20’上の電極群21,21’の位置に対応して各電極群21,21’に向けて突出する導電性突出部を備えたものでも良い。その場合、シートセンサ10,10’上から押圧していないときに、当該導電性突出部が電極群21,21’に接触しないように、シートセンサ10,10’の基板20,20’との対向面に、絶縁性の突出部11を備えるのが好ましい。かかる場合、突出部11は、シートセンサ10,10’の基板20,20’との対向面の周囲に形成されるだけでも良い。また、電極群21,21’の略中央部分に、電極21a,21bを形成していない絶縁領域を形成しておき、シートセンサ10,10’上から押圧していないときに導電性突出部の先端が基板20,20’に接触しても、電極群21,21’を構成する電極21a,21b間を導通しないようにしても良い。   The sheet sensors 10 and 10 ′ constituting the touch sensors 1 and 1 ′ have a flat plate shape except for the protruding portion 11 in the above-described embodiment, but the substrates 20 and 20 are disposed on the surfaces facing the substrates 20 and 20 ′. A conductive protrusion that protrudes toward each electrode group 21, 21 ′ corresponding to the position of the “upper electrode group 21, 21 ′” may be provided. In that case, when the sheet sensor 10, 10 'is not pressed from above, the conductive protrusions are not in contact with the electrode groups 21, 21' so that the sheet sensor 10, 10 'is connected to the substrates 20, 20'. It is preferable to provide an insulating protrusion 11 on the opposite surface. In such a case, the protrusion 11 may be formed only around the surface of the sheet sensor 10, 10 'facing the substrate 20, 20'. In addition, an insulating region in which the electrodes 21a and 21b are not formed is formed in a substantially central portion of the electrode groups 21 and 21 ′, and the conductive protrusions are not pressed from above the sheet sensors 10 and 10 ′. Even if the tip contacts the substrates 20 and 20 ′, the electrodes 21a and 21b constituting the electrode groups 21 and 21 ′ may not be electrically connected.

シートセンサ10,10’における基板20,20’との対向面と反対側の面が黒色でない場合、導光板130とシートセンサ10,10’との間に、LED171からの光をシートセンサ10,10’側に透過させない隠蔽層124を配置するのが好ましい。一方、シートセンサ10,10’の上記反対側の面が黒色である場合には、必ずしも、隠蔽層124を配置することを要しない。例えば、シートセンサ10,10’自体がカーボンブラックを分散させた抵抗性材料で構成されているような場合には、別途、隠蔽層124を配置しなくても、LED171からの光をシートセンサ10,10’側に透過させないようにできるからである。ハードコート層121は、透明基材122をガラスにて構成する場合には、必ずしも要しない。   When the surface opposite to the surface facing the substrates 20 and 20 ′ in the sheet sensors 10 and 10 ′ is not black, the light from the LED 171 is transmitted between the light guide plate 130 and the sheet sensors 10 and 10 ′. It is preferable to dispose a concealing layer 124 that does not transmit light on the 10 ′ side. On the other hand, when the opposite surface of the sheet sensor 10 or 10 ′ is black, it is not always necessary to dispose the concealing layer 124. For example, in the case where the sheet sensors 10 and 10 ′ themselves are made of a resistive material in which carbon black is dispersed, the light from the LED 171 is transmitted to the sheet sensor 10 without separately providing the concealing layer 124. This is because it can be prevented from transmitting to the 10 ′ side. The hard coat layer 121 is not necessarily required when the transparent substrate 122 is made of glass.

本発明は、電子機器の操作を行う操作機器またはその主要部として利用できる。   The present invention can be used as an operating device for operating an electronic device or a main part thereof.

1,1’ タッチセンサ
10,10’ シートセンサ
11 突出部
20,20’ 基板
21a,21b 電極
21,21’ 電極群
100 タッチパッド(電子機器用タッチパッド)
120 操作板
130 導光板
131 凹凸領域
171 LED(外部光源)
200 電子機器
1, 1 'touch sensor 10, 10' sheet sensor 11 protrusion 20, 20 'substrate 21a, 21b electrode 21, 21' electrode group 100 touch pad (touch pad for electronic equipment)
120 Operation plate 130 Light guide plate 131 Concavity and convexity region 171 LED (external light source)
200 Electronic equipment

Claims (9)

絶縁性の基板と、
当該基板と対向配置されるシートセンサと
を備え、
上記基板は、上記シートセンサと対向する面に、複数の電極を近接させて構成される電極群を複数配置し、
上記シートセンサは、上記基板と反対側からの押圧を受けて、1または2以上の上記電極群に接触し、その電極群を構成する上記電極間を導通可能に構成されることを特徴とするタッチセンサ。
An insulating substrate;
A sheet sensor disposed opposite to the substrate,
The substrate has a plurality of electrode groups configured by bringing a plurality of electrodes in proximity to a surface facing the sheet sensor,
The sheet sensor is configured to receive pressure from the side opposite to the substrate and to contact one or two or more electrode groups, and to be able to conduct between the electrodes constituting the electrode groups. Touch sensor.
前記基板および前記シートセンサの少なくともいずれか一方に、前記シートセンサから押圧操作しないときに前記基板上の前記電極群と前記シートセンサとが接触して前記電極間が導通するのを防止する絶縁性の突出部を備えることを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサ。   Insulation that prevents the electrode group on the substrate and the sheet sensor from coming into contact with each other when the electrode is not pressed from the sheet sensor to at least one of the substrate and the sheet sensor. The touch sensor according to claim 1, further comprising: a protruding portion. 前記シートセンサは、前記基板と対向する面あるいは全体を、前記電極間を導通させる抵抗性材料にて構成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のタッチセンサ。   3. The touch sensor according to claim 1, wherein the sheet sensor is configured by a resistive material that conducts between the electrodes, or the entire surface facing the substrate. 4. 前記電極群は、複数の歯を持つ前記電極を互いに接触しないように噛み合わせた形態を持つことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のタッチセンサ。   The touch sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrode group has a form in which the electrodes having a plurality of teeth are meshed so as not to contact each other. 電子機器を操作する電子機器用タッチパッドであって、
ハーフミラーとして機能し、表側から面操作可能な操作板と、
当該操作板の裏側に配置されると共に、外部光源からの光を導光して当該操作板に向けて照光可能な導光板と、
当該導光板の裏側に配置され、上記操作板上での面操作によって操作位置を特定可能なタッチセンサと、
を積層して備え、
上記タッチセンサは、絶縁性の基板と、当該基板と対向配置されるシートセンサとを備え、
上記基板は、上記シートセンサと対向する面に、複数の電極を近接させて構成される電極群を複数配置し、
上記シートセンサは、上記基板と反対側からの押圧を受けて、1または2以上の上記電極群に接触し、その電極群を構成する上記電極間を導通可能に構成されることを特徴とする電子機器用タッチパッド。
An electronic device touchpad for operating an electronic device,
An operation plate that functions as a half mirror and can be operated from the front side.
A light guide plate that is disposed on the back side of the operation plate, guides light from an external light source, and illuminates the operation plate;
A touch sensor disposed on the back side of the light guide plate and capable of specifying an operation position by a surface operation on the operation plate;
With a stack,
The touch sensor includes an insulating substrate and a sheet sensor disposed to face the substrate.
The substrate has a plurality of electrode groups configured by bringing a plurality of electrodes in proximity to a surface facing the sheet sensor,
The sheet sensor is configured to receive pressure from the side opposite to the substrate and to contact one or two or more electrode groups, and to be able to conduct between the electrodes constituting the electrode groups. Touchpad for electronic equipment.
前記基板および前記シートセンサの少なくともいずれか一方に、前記シートセンサから押圧操作していないときに前記基板上の前記電極群と前記シートセンサとが接触して前記電極間が導通するのを防止する絶縁性の突出部を備えることを特徴とする請求項5に記載の電子機器用タッチパッド。   The electrode group on the substrate and the sheet sensor are prevented from contacting each other when the electrode sensor is not pressed from the sheet sensor to at least one of the substrate and the sheet sensor. The touch pad for electronic devices according to claim 5, further comprising an insulating protrusion. 前記シートセンサは、前記基板と対向する面あるいは全体を、前記電極間を導通させる抵抗性材料にて構成されることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の電子機器用タッチパッド。   The touch pad for an electronic device according to claim 5, wherein the sheet sensor is configured by a resistive material that conducts between the electrodes, or the entire surface facing the substrate. 前記導光板の一部に、前記操作板の方向に導光しやすい凹凸領域を形成していることを特徴とする請求項5から請求項7に記載の電子機器用タッチパッド。   The touch pad for electronic devices according to claim 5, wherein an uneven region that is easy to guide light in a direction of the operation plate is formed in a part of the light guide plate. 前記凹凸領域は、前記導光板の前記タッチセンサ側の面に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の電子機器用タッチパッド。   The touch pad for electronic devices according to claim 8, wherein the uneven area is formed on a surface of the light guide plate on the touch sensor side.
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