JP2013222443A

JP2013222443A - タッチ入力装置

Info

Publication number: JP2013222443A
Application number: JP2012095821A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakajima; 孝中島
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-10-28
Anticipated expiration: 2032-04-19
Also published as: JP6199541B2; US9076609B2; US20130277192A1

Abstract

【課題】操作性を向上させること。
【解決手段】上方向に膨らんだ膨出部１２から平坦面１４に延在するフィルム１０と、前記膨出部に形成され、対象物が前記フィルムの表面に接触することにより第１方向と前記第１方向に交差する第２方向との座標を検出する第１検出領域１３と、前記第１検出領域以外において、前記対象物が前記フィルムの表面に接触することにより前記座標は検出せず接触の有無を検出する第２検出領域１８と、を具備するタッチ入力装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチ入力装置に関し、例えば膨出部を備えるタッチ入力装置に関する。

近年、情報通信機器や業務用端末市場の拡大に伴い、容易に座標検出可能なタッチパネルやタッチパッド等のタッチ入力装置の需要が拡大している。タッチ面に上方向に突出したドーム状の膨出部を備えたタッチ入力装置が知られている（例えば特許文献１から３）。

特開２００２−２０２８５５号公報特開平９−３０５２９６号公報特開２０１０−１４６２０６号公報

上方向に突出したドーム状の構造のタッチ入力装置により、立体的な操作感覚を得ることができる。しかしながら、操作性を向上させるため、スイッチ機能を備えることが求められている。本発明は、操作性を向上させることを目的とする。

本発明は、上方向に膨らんだ膨出部から平坦面に延在するフィルムと、前記膨出部に形成され、対象物が前記フィルムの表面に接触することにより第１方向と前記第１方向に交差する第２方向との座標を検出する第１検出領域と、前記第１検出領域以外において、前記対象物が前記フィルムの表面に接触することにより前記座標は検出せず接触の有無を検出する第２検出領域と、を具備することを特徴とするタッチ入力装置である。本発明によれば、操作性を向上させることができる。

上記構成において、前記第１検出領域と前記第２検出領域との間の領域は、前記フィルムの表面に前記対象物が接触されても検出されない不感領域である構成とすることができる。

上記構成において、第１下部導電膜および第２下部導電膜と、前記第１下部導電膜直上に離間し設けられた前記第１上部導電膜と、前記第２下部導電膜直上に離間し設けられた前記第２上部導電膜と、前記第１検出領域において、前記第１上部導電膜と前記第１下部導電膜とが接触した箇所から前記座標を検出する第１検出部と、前記第２検出領域において、前記第２上部導電膜と前記第２下部導電膜が接触したことを検出する第２検出部と、を具備する構成とすることができる。

上記構成において、前記第１検出領域および前記第２検出領域以外において、前記対象物が前記フィルムの表面に接触することにより一方向の座標を検出する第３検出領域を具備する構成とすることができる。

上記構成において、前記第２検出領域は、前記平坦面に設けられている構成とすることができる。

上記構成において、前記第１検出領域は、前記平坦面には設けられていない構成とすることができる。

上記構成において、前記第２検出領域は、前記膨出部に設けられている構成とすることができる。

上記構成において、前記第１検出領域は、表示画面上のカーソルの移動に用いられ、前記第２検出領域は、マウスボタンに対応する構成とすることができる。

本発明によれば、操作性を向上させることができる。

図１（ａ）および図１（ｂ）は、実施例１に係るタッチ入力装置のタッチ部の平面図および斜視図である。図２は、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。図３は、実施例１のタッチ部の解体斜視図である。図４は、実施例１に係るタッチ入力装置を示す図である。図５は、第２検出領域における検出を説明する図である。図６（ａ）は、実施例１の変形例１のタッチ部の斜視図であり、図６（ｂ）は、実施例１の変形例２のタッチ部の斜視図である。図７は、表示画面を示す図である。図８は、実施例２のタッチ部の斜視図である。図９は、実施例２のタッチ部の解体斜視図である。図１０は、第３検出領域における検出を説明する図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施例を説明する。

図１（ａ）および図１（ｂ）は、実施例１に係るタッチ入力装置のタッチ部の平面図および斜視図である。タッチ部１５はフィルム１０で覆われている。フィルム１０は、上方向に膨らんだ膨出部１２から平坦面１４に延在している。フィルム１０の表面には、第１検出領域１３と第２検出領域１８が形成されている。第１検出領域１３は、膨出部１２に形成され、第２検出領域１８は、平坦面に形成されている。第１検出領域１３は、指等の対象物が接触することによりＸ方向（第１方向）とＸ方向に交差するＹ方向（第２方向）との座標を検出する。第１検出領域１３は、膨出部１２内に設け、平坦面１４には設けなくてもよい。また、第１検出領域１３は膨出部１２と平坦面１４に設けられてもよい。第２検出領域１８は、第１検出領域１３以外において、対象物がフィルム１０の表面に接触することにより座標は検出せず接触の有無を検出する。フィルムタッチ部１５には信号を入出力するためのケーブル１６が接続されている。

図２は、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。タッチ部１５は、樹脂台座２０、下部フィルム２２、下部導電膜３１、ドットスペーサ２６、上部導電膜３３および上部フィルム１０が積層して設けられている。樹脂台座２０上に下部フィルム２２、下部フィルム２２上に下部導電膜３１が設けられている。樹脂台座２０の代わりにフィルムが用いられてもよい。ドットスペーサ２６は互いに離間しており、上部導電膜３３はドットスペーサ２６と離間している。下部導電膜３１と上部導電膜３３とは貼付部材２８により貼り付けられている。下部導電膜３１と上部導電膜３３との間には空隙２３が形成される。

樹脂台座２０は、例えばプラスチック等の変形を抑制する材料を用いる。下部フィルム２２および上部フィルム１０は、例えば透明なフィルムであり、ポリエチレンテレフタレートを用いることができる。下部導電膜３１および上部導電膜３３は、例えば透明導電膜であり、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）を用いることができる。ドットスペーサ２６は、例えば絶縁性の材料であり、アクリル樹脂を用いることができる。貼付部材２８は、例えば両面テープである。

タッチ部１５においては、通常は、第１上部導電膜３３と第１下部導電膜３１とは接触していない。上部フィルム１０に指等の対象物が接触すると、上部フィルム１０および上部導電膜３３が撓む。上部導電膜３３がドットスペーサ２６の隙間から下部導電膜３１に接触する。上部導電膜３３と下部導電膜３１とが接触した位置を検出することにより、対象物が接触した座標を検出できる。

例えば平坦面１４におけるドットスペーサ２６の間隔は、膨出部１２における間隔より狭い。これにより、膨出部１２においては、指等の対象物の接触により、下部導電膜３１と上部導電膜３３とが接触し易く、平坦部１４においては、下部導電膜３１と上部導電膜３３とを接触し難くすることができる。このように、ドットスペーサ２６の間隔を狭くする領域を設定することにより、第１上部導電膜３３と第１下部導電膜３１とが設けられた領域においても、対象物の接触しても検出しない不感領域とすることもできる。また、ドットスペーサ２６は、下部導電膜３１および上部導電膜３３の少なくとも一方側に設けられていればよい。

平坦面１４と膨出部１２との境界において、上部フィルム１０および上部導電膜３３が曲線状２５をしている。これにより、境界における応力を緩和し、応力に起因した上部フィルム１０および上部導電膜３３の破損を抑制できる。

図３は、実施例１のタッチ部の解体斜視図である。図３においては、上部フィルム１０と下部フィルム２２とを分離して図示している。なお、第１上部導電膜３３、第２上部導電膜３４、上部端子３５および３６並びに配線５９は、上部フィルム１０を透視して図示している。上部フィルム１０の下面には、第１上部導電膜３３および第２上部導電膜３４が形成されている。第１上部導電膜３３および第２上部導電膜３４は、それぞれ導電性の配線５９を介し導電性の上部端子３５および３６に電気的に接続されている。下部フィルム２２の上面には、第１下部導電膜３１および第２下部導電膜３２が形成されている。第１下部導電膜３１の４辺には、Ｘ方向に対向したＸ電極４０および４１、Ｙ方向に対向したＹ電極４２および４３が設けられている。下部フィルム２２の上面に、上部端子３５および３６と電気的に接続するための下部端子３７および３８が形成されている。Ｘ電極４０および４１、Ｙ電極４２および４３、第２下部導電膜３２、並びに下部端子３７および３８は、導電性の配線５８を介しケーブル１６と電気的に接続されている。

第１下部導電膜３１、第２下部導電膜３２、下部端子３７および３８は、例えば下部フィルム２２上に導電膜を形成し、導電膜をレーザエッチング等で選択的に除去することにより形成できる。第１上部導電膜３３、第２上部導電膜３４、上部端子３５および３６も同様に形成できる。

図４は、実施例１に係るタッチ入力装置を示す図である。タッチ入力装置１００は、タッチ部１５と制御部５０とを備える。タッチ部１５は、図３において説明した構成とほぼ同じであり説明を省略する。制御部５０は、検出部５２および５４、負荷Ｚ、スイッチＳＷ１およびＳＷ２並びに電源Ｖ１およびＶ２を備えている。電源Ｖ１は直流電圧をＸ電極４０および４１間に印加する。スイッチＳＷ１は、電源Ｖ１とＸ電極４０または４１との間に設けられている。電源Ｖ２は直流電圧をＹ電極４２および４３間に印加する。スイッチＳＷ２は、電源Ｖ２とＹ電極４２または４３との間に設けられている。

第１検出領域１３において、対象物がフィルム１０に接触し、フィルム１０の第１検出領域１３内の座標Ｐに応力Ｆが加わった場合について説明する。第１下部導電膜３１の点Ｑにおいて、第１下部導電膜３１と第１上部導電膜３３とが電気的に接触する。まず、スイッチＳＷ２をオフ、スイッチＳＷ１をオンする。Ｘ電極４０と４１との間に電圧Ｖ１が印加される。第１下部導電膜３１は、点ＱにおいてＸ方向の抵抗Ｒ０とＲ１とに分割される。よって、第１上部導電膜３３の電位は、電圧Ｖ１が抵抗Ｒ０とＲ１とで抵抗分割された電圧Ｖｘとなる。検出部５２は、電圧Ｖｘから座標ＰのＸ座標を検出する。次にスイッチＳＷ１をオフ、スイッチＳＷ２をオンする。Ｙ電極４２と４３との間に電圧Ｖ２が印加される。第１下部導電膜３１は、点ＱにおいてＸ方向の抵抗Ｒ２とＲ３とに分割される。よって、第１上部導電膜３１の電位は、電圧Ｖ２が抵抗Ｒ２とＲ４とで抵抗分割された電圧Ｖｙとなる。検出部５２は、電圧Ｖｙから座標ＰのＹ座標を検出する。以上のように、対象物がフィルム１０に接触した座標Ｐ（Ｘ，Ｙ）を検出できる。このように、第１検出領域１３を、５線式抵抗膜方式を用い形成することができる。

図５は、第２検出領域における検出を説明する図である。図４および図５に示すように、第２下部導電膜３２はグランドに電気的に接続されている。第２上部導電膜３４は、検出部５４に電気的に接続されている。第２上部導電膜３４と検出部５４と間のノードは負荷Ｚを介し電源Ｖｄｄに電気的に接続されている。フィルム１０の第２検出領域１８内に応力が加わった場合、第２上部導電膜３４が第２下部導電膜３２に接触する。これにより、検出部５４にはグランドレベルが入力する。一方、第２上部導電膜３４と第２下部導電膜３２とが接触していない場合、検出部５４には電源レベルが入力する。これにより、検出部５４は、第２検出領域１８において、対象物がフィルム１０に接触したか否かを検出できる。なお、グランドと電源Ｖｄｄは、２つの電位差のある電源であればよい。

実施例１によれば、第１検出領域１３が膨出部１２に形成されている。これにより、ユーザがカーソル等を移動させる際に、立体的な感覚で操作できる。膨出部１２としては半球形以外にもドーム状または多面体等でもよい。さらに、第１検出領域１３と同一フィルム１０の表面に第２検出領域１８が形成されている。第２検出領域１８は、座標は検出せず、対象物の接触の有無を検出する。これにより、スイッチ機能を設けることができる。同じフィルムの表面に第１検出領域１３と第２検出領域１８を設けているため、操作性を向上できる。

また、第１検出領域１３と第２検出領域１８との間の領域は、フィルム１０の表面に対象物が接触されても検出されない不感領域である。これにより、第１検出領域１３を操作するつもりで第２検出領域１８を操作してしまう等の誤動作を抑制できる。よって、より操作性が向上する。

図３のように、第１上部導電膜３３は、第１下部導電膜３１直上に離間し設けられている。第２上部導電膜３４は、第２下部導電膜３２直上に離間し設けられている。検出部５２は、第１検出領域１３において、第１上部導電膜３３と第１下部導電膜３１とが接触した箇所から座標を検出する。検出部５４は、第２検出領域１８において、第２上部導電膜３４と第２下部導電膜３２が接触したことを検出する。このように、第１検出領域１３と第２検出領域１８との上部導電膜は電気的に分離され、下部導電膜も電気的に分離されている。これにより、第１検出領域１３を操作するつもりで第２検出領域１８を操作してしまう等の誤動作を抑制できる。よって、より操作性が向上する。

図６（ａ）は、実施例１の変形例１のタッチ部の斜視図である。図６（ａ）に示すように、第１検出領域１３を膨出部１２以外には設けず、第２検出領域１８を平坦面１４に設けることもできる。さらに、複数の第２検出領域１８を膨出部１２の同じ方向に設けてもよい。

実施例１および変形例１においては、第２検出領域１８が平坦面１４に設けられている。これにより、ユーザは、第２検出領域１８と第１検出領域１３とを間違えて操作することを抑制できる。例えば、実施例１の変形例１のように、第１検出領域１３は平坦面１４に設けられていない。例えば、第１検出領域１３と膨出部１２とが一致している。これにより、ユーザは、第２検出領域１８と第１検出領域１３とを感触により区別することができる。また、第１検出領域１３と第２検出領域１８との距離を片手で操作できる範囲とすることが好ましい。

図６（ｂ）は、実施例１の変形例２のタッチ部の斜視図である。図６（ｂ）に示すように、第２検出領域１８を膨出部１２に設けてもよい。

実施例１の変形例１および２のように、複数の第２検出領域１８を膨出部１２の同一方向に設けることにより、第２検出領域１８をマウスボタンとして用いることができる。

図７は、表示画面を示す図である。図７に示すように、表示画面７０にカーソル７２が表示されている。表示画面７０は、例えば検出部５２および５４からの出力信号が入力する表示装置の表示画面である。第１検出領域１３を用い、表示画面７０上のカーソル７２を移動させる。一方、第２検出領域１８を、マウスボタンに対応させることができる。このように、膨出部１２を用い、ＸＹ方向にカーソルを動かす操作を行ない、第２検出領域１８を用いマウスの右クリックおよび左クリックを行なうことができる。これにより、タッチ入力装置をマウス感覚で操作することができる。

図８は、実施例２のタッチ部の斜視図である。図８に示すように、実施例１の変形例１に比べ、平坦面１４に第３検出領域６０が設けられている。その他の構成は、実施例１の変形例１と同じであり、説明を省略する。

図９は、実施例２のタッチ部の解体斜視図である。上部フィルム１０の下面には、第３上部導電膜６２が形成されている。第３上部導電膜６２は、配線５９を介し導電性の上部端子６５に接続されている。下部フィルム２２の上面には、第３下部導電膜６１が形成されている。第３下部導電膜６１には、Ｙ方向に対向したＹ電極６３および６４が設けられている。下部フィルム２２上に、上部端子６５と電気的に接続するための下部端子６６。Ｙ電極６３および６４、並びに下部端子６６は、導電性の配線５８を介しケーブル１６と電気的に接続されている。その他の構成は、実施例１の図３と同じであり説明を省略する。

図１０は、第３検出領域における検出を説明する図である。制御部５０は、スイッチＳＷ３および電源Ｖ３を備えている。電源Ｖ３は直流電圧をＹ電極６３および６４間に印加する。スイッチＳＷ３は、電源Ｖ３とＹ電極６３または６４との間に設けられている。第３検出領域６０において、対象物がフィルム１０に接触した場合について説明する。第３下部導電膜６１の点Ｒにおいて、第３下部導電膜６１と第３上部導電膜６２とが電気的に接触する。まず、スイッチＳＷ３をオンする。Ｙ電極６３と６４との間に電圧Ｖ３が印加される。第３下部導電膜６１は、点ＲにおいてＹ方向の抵抗Ｒ４とＲ５とに分割される。よって、第３上部導電膜６２の電位は、電圧Ｖ３が抵抗Ｒ４とＲ５とで抵抗分割された電圧Ｖｙとなる。検出部６８は、電圧Ｖｙから点ＲのＹ座標を検出する。このように、第３検出領域６０は、３線式抵抗膜方式のタッチパネルである。なお、図１０では、第３検出領域６０は、Ｙ方向の座標を検出しているが、第３検出領域６０は、任意の一方向の座標を検出できる。このように、第３検出領域６０を、３線式抵抗膜方式を用い形成することができる。

実施例２によれば、第３検出領域６０は、第１検出領域１３および第２検出領域１８以外において、対象物がフィルム１０の表面に接触することにより一方向の座標を検出する。第３検出領域６０は、例えば、表示画面の輝度、カーソルの移動量を設定するためのスライドボリュームとして用いることができる。このように、一方向の座標を検出できる第３検出領域６０を設けることにより、ユーザの操作性を向上できる。

第３検出領域６０と、を第１検出領域１３および第２検出領域１８と、の間の領域を不感領域とする。これにより、第１検出領域１３または第２検出領域１８を操作するつもりで、第３検出領域６０を操作してしまう等の誤動作を抑制できる。

実施例１から２においては、主にタッチパネルを例に説明したが、タッチパッドであってもよいことは言うまでもない。また、５線抵抗方式を例に説明したが、静電容量方式等他の方式のタッチパネルまたはタッチパッドであってもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０フィルム
１２膨出部
１３第１検出領域
１４平坦面
１５タッチ部
１８第２検出領域
３１第１下部導電膜
３２第２下部導電膜
３３第１上部導電膜
３４第２上部導電膜
６０第３検出領域
７０表示画面
７２カーソル

Claims

上方向に膨らんだ膨出部から平坦面に延在するフィルムと、
前記膨出部に形成され、対象物が前記フィルムの表面に接触することにより第１方向と前記第１方向に交差する第２方向との座標を検出する第１検出領域と、
前記第１検出領域以外において、前記対象物が前記フィルムの表面に接触することにより前記座標は検出せず接触の有無を検出する第２検出領域と、
を具備することを特徴とするタッチ入力装置。
前記第１検出領域と前記第２検出領域との間の領域は、前記フィルムの表面に前記対象物が接触されても検出されない不感領域であることを特徴とする請求項１記載のタッチ入力装置。
第１下部導電膜および第２下部導電膜と、
前記第１下部導電膜直上に離間し設けられた前記第１上部導電膜と、
前記第２下部導電膜直上に離間し設けられた前記第２上部導電膜と、
前記第１検出領域において、前記第１上部導電膜と前記第１下部導電膜とが接触した箇所から前記座標を検出する第１検出部と、
前記第２検出領域において、前記第２上部導電膜と前記第２下部導電膜が接触したことを検出する第２検出部と、
を具備することを特徴とする請求項１または２記載のタッチ入力装置。
前記第１検出領域および前記第２検出領域以外において、前記対象物が前記フィルムの表面に接触することにより一方向の座標を検出する第３検出領域を具備することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のタッチ入力装置。
前記第２検出領域は、前記平坦面に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のタッチ入力装置。
前記第１検出領域は、前記平坦面には設けられていないことを特徴とする請求項５記載のタッチ入力装置。
前記第２検出領域は、前記膨出部に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のタッチ入力装置。
前記第１検出領域は、表示画面上のカーソルの移動に用いられ、前記第２検出領域は、マウスボタンに対応することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のタッチ入力装置。