JP2014016924A - タッチパネル及びタッチパネルを搭載した電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器の入力操作部などに用いられるタッチパネル及びタッチパネルを搭載した電子機器に関し、静電式のタッチパネルの搭載状態で、その機器を手持ち状態にして操作する場合でも静電容量の変化の影響が抑えられる構成としたものを提供する。
【解決手段】所定操作に応じた静電容量の変化を検出できるタッチパネルであって、そのタッチパネルは、機器の持ち手側となり易い左右の周縁部に配線部７が引き回されると共に、上基板１上に配されたカバー部材１０を備え、そのカバー部材１０に、配線部７と間隔をもって位置するように導体部３５を設けたものとして、持ち手の指による配線部７での静電容量の変化が抑えられる構成のものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に各種電子機器の入力操作部などに用いられるタッチパネル及びタッチパネルを搭載した電子機器に関するものである。

近年、各種電子機器は高機能化や多様化が進んでいる。その代表としてあげられる携帯電話や電子カメラ等の入力操作部としては、液晶等の表示素子上に光透過性のタッチパネルが配され、さらにタッチパネル上に光透過性のカバー部材が配されている構成とされ、それらを介して表示素子の表示内容を見つつ、指等でカバー部材上へのタッチ操作を行うことにより機器の様々な機能を切換えするものが増えている。また、そのタッチパネルとしては、静電容量の変化が検出可能な所謂静電式のタッチパネルが用いられることが多くなってきている。

このような従来の静電式のタッチパネルについて、図８を用いて説明する。

図８は従来の静電式のタッチパネルの分解斜視図であり、同図において、１は外形が略矩形状に形成された光透過性の樹脂フィルムからなる上基板であり、その上面には長手側となる前後方向に沿って伸びる複数の略帯状の上導電層２が左右に定ピッチの平行関係になるように形成されている。各上導電層２は、酸化インジウム錫等から形成されており光透過性を有している。

そして、各上導電層２の後方端は、長手側の後方周縁部に形成されたそれぞれに対応する配線部３に接続されている。そして、それら各配線部３は、後方周縁部内を引き回されて、後方端部に対応して独立状態で設けられた各上電極４に電気的に接続されている。この配線部３や上電極４は、銀や銅、カーボン等の良導電性の材質のものにより形成されている。

また、５は同じく外形が略矩形状に形成された光透過性の樹脂フィルムからなる下基板で、その上面には短手側となる左右方向に沿って伸びる複数の略帯状の下導電層６が前後に定ピッチの平行関係になるように形成されている。各下導電層６も、上導電層２と同様に酸化インジウム錫等から形成されており光透過性を有している。

そして、各下導電層６は、左右端のいずれか一方の位置で短手側の左方周縁部または右方周縁部に形成された配線部７に接続されている。そして、それら各配線部７は、左方周縁部または右方周縁部を後方周縁部に向かって伸びると共に後方周縁部内で引き回されて、後方端部に対応して独立状態で設けられた各下電極８に電気的に接続されている。この配線部７や下電極８も、上電極４などと同様に、銀や銅、カーボン等の良導電性の材質のものにより形成されている。

さらに、１０は、ガラスやプラスチックなどからなる光透過性で矩形平板状に形成されたカバー部材であり、下基板５上面に上基板１、上基板１上面にカバー部材１０が重ねられ、それらの間が各々図示しないＯＣＡ（光学透明両面テープ）等によって貼り合わされて、静電式のタッチパネル１５が構成されている。

このように構成された静電式のタッチパネル１５は、図９の分解斜視図に示すように、液晶などの表示素子２４上に配置されて電子機器に搭載される。そして、その搭載状態では、複数の上電極４および複数の下電極８はフレキシブル配線板１２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。なお、フレキシブル配線板１２の代わりにコネクタ（図示せず）等で接続されることもある。

その搭載状態について、さらに詳細説明をすると、図９において、２０は、機器筐体となるケースであり、そのケース２０内には、制御部などを有する配線基板２２が位置決め収容されており、また、その上方には液晶などの表示素子２４が同じく位置決めして収容状態で配されている。

その表示素子２４上に上述したタッチパネル１５が位置決めして配されている。その配設状態で、上述したように、上電極４や下電極８はフレキシブル配線板１２等を介して、配線基板２２に構成された機器の電子回路に接続されている。そして、カバー部材１０の外周部がケース２０に結合されるなどして当該タッチパネル１５を有する電子機器が構成されている。

以上のように当該タッチパネルを搭載した電子機器は、その使用時には、電子回路から各上電極４と各下電極８へ順次電圧が印加された状態で、使用者がタッチパネル１５を介して視認できる表示素子２４の表示内容に応じてカバー部材１０上面を指等で触れて操作する。そのタッチ操作によって、操作箇所に応じた上導電層２と下導電層６の間の静電容量の変化が発生し、その変化を電子回路が読み取って操作された箇所が検出され、それに応じて機器の様々な機能の切換えが行われる。

例えば、複数のメニュー等が表示素子２４に表示された状態で、所望のメニューにあたるカバー部材１０の上面箇所に指等を触れるタッチ操作をすると、この指等に電荷の一部が導電して、操作箇所に応じた上導電層２と下導電層６の間の静電容量の変化が発生し、これを電子回路が検出することによって、所望のメニューの選択等が行われるようになっ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２０１１−１４６０２３号公報

従来の静電式のタッチパネル１５を搭載した電子機器としては、例えば携帯電話（スマートフォン）があげられ、その外形は一般的に上面視略矩形状であったため、例えば図１０に示したように左手の指でケース２０の左右側面部を挟むように持った手持ち状態として、右手の指でカバー部材１０の上面箇所へのタッチ操作を行うようになる。ここに、ケース２０の左右側面部を挟むように指で持つと、ケース２０を持つ指がケース２０の左右の側壁を介するもののタッチパネル１５に近づくこととなる。言い換えると、指が、タッチパネル１５における下基板５の左右周縁部に長手方向に沿って形成された配線部７に近づくようになるため、配線部７に静電容量の変化が生じる。

通常のタッチ操作であれば、操作箇所での静電容量の変化度合いが大きいため、持ち手の指により配線部７で生じた静電容量の変化を考慮する必要などは殆どなかったが、近年では、上記構成のまま、タッチ操作以外の使用方法も考案されつつある。その代表としては、上記のようにスマートフォンを左手で持った手持ち状態として、右手の指を、カバー部材１０の上面箇所に近接させたのみで、その近接された位置の検出ができるものであり、この場合ではタッチパネル１５で検出する静電容量の変化が小さくなるため、上記配線部７での静電容量の変化が大きく影響してしまうようになるという課題があった。

本発明はこのような課題を解決するものであり、機器への搭載状態で、その機器を手持ち状態にして操作する場合でも静電容量の変化の影響が抑えられる構成としたタッチパネル及びタッチパネルを搭載した電子機器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。

本発明は、所定操作に応じた静電容量の変化を検出できるタッチパネルであって、そのタッチパネルは外形の周縁位置に配線部が引き回されていると共に、その配線部と間隔をもって位置する導体部をさらに有する構成としたことを特徴とするタッチパネルとしたものである。

または、外形の周縁位置に配線部が引き回され、所定操作に応じて静電容量の変化を検出できるタッチパネルを搭載した電子機器であって、電子機器として、そのタッチパネルの配線部と間隔をもって位置する導体部が設けられていることを特徴とするタッチパネルを搭載した電子機器としたものである。

これらであれば、機器に静電式のタッチパネルが搭載されている状態で、そのタッチパネルの配線部が引き回されている側を指で持ったとしても、それによる影響が導体部により緩和され、タッチパネルの検出感度への影響度合いなどが少なく抑えられ、例えば指の近接した静電容量変化を検出する際を含めて感度よく操作位置の検出が可能なものに構成できるという作用を有する。なお、その導体部を機器のアースまたはグランドに落とす構成とすれば、その効果が大きく得られるものに実現できるという作用も有する。

以上のように本発明によれば、静電式のタッチパネルの搭載状態で、その機器を手持ち状態にして操作する場合でも静電容量の変化の影響が抑えられる構成としたタッチパネル及びタッチパネルを搭載した電子機器が得られるという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態による電子機器の断面図 同分解斜視図 同外観斜視図 同電子機器に搭載した静電式のタッチパネルの分解斜視図 同タッチパネルにおける下基板の配線部を示す拡大平面図 同タッチパネルの導体部を装着させる状態を示す図 同電子機器の使用時の状態を説明する図 従来の静電式のタッチパネルの分解斜視図 同タッチパネルを搭載した電子機器の分解斜視図 同電子機器の使用時の状態を説明する図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。なお、従来の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）
図１は本発明の実施の形態による電子機器の断面図、図２は同分解斜視図、図３は同外観斜視図、図４は同電子機器に搭載した静電式のタッチパネルの分解斜視図、図５は同タッチパネルにおける下基板の配線部を示す拡大平面図、図６は同タッチパネルの導体部を装着させる状態を示す図、図７は同電子機器の使用時の状態を説明する図である。

同図に示すように、当該実施の形態による電子機器は、従来同様に機器筐体としてなるケース２０内に、機器の制御をする制御部などを備えた配線基板２２が位置決めして収容配置され、その上方に液晶などの表示素子２４が同じく位置決めして収容状態で配されている。そして、その表示素子２４上に、静電式のタッチパネル３０が位置決めして配されている。なお、図２では図示を省略したが、図１に示したように配線基板２２の下方には電池パック２６が配されている。

タッチパネル３０は、従来のタッチパネルと同一の構成部分を有し、まず、その同一構成部分について簡単に説明すると、上導電層２、配線部３、上電極４が形成された上基板１と、下導電層６、配線部７、下電極８が形成された下基板５との間がＯＣＡ（光学透明両面テープ）等によって粘着固定され、さらに上基板１の上面側にはカバー部材１０が重ねて配され、その間もＯＣＡ（光学透明両面テープ）等によって粘着固定された構成になっている。

カバー部材１０は、上基板１や下基板５の上面視形状よりも一回り大きい外形の矩形状であって、従来のものと異なるのは、図１や図４などに示すように、その長手に沿う左右の対辺部分に導体部３５を有したものとしている点である。

導体部３５は、金属板を断面コの字状に曲げ形成して構成されたものとなっており、そのコの字の開口部内にカバー部材１０の端部がはめ込まれて、カバー部材１０に装着されている（図１や図６などを参照）。そのはめ込み位置の設定は、機器内への搭載状態で手持ちされ易い側となる位置、つまり上述したように長手に沿う左右の対辺部分に装着させたものとしている。

そして、カバー部材１０に装着されている導体部３５は、そのコの字の上部３５Ａでタッチパネル３０の左右の周縁部上を庇状に覆っている。言い換えると、導体部３５のコの字の上部３５Ａの幅寸法は、機器への装着状態で、タッチパネル３０における左右の周縁部を長手方向に沿って伸びる配線部７上を覆える幅寸法で設定されており、配線部７とコの字の上部３５Ａとは、間隔をもって上下に対向する位置関係になっている。一方、コの字の下部３５Ｂは、タッチパネル３０における各基板１、５の左右の外周端に当接しない幅寸法に設定されている（図１参照）。なお、コの字の上部３５Ａと下部３５Ｂは上述した位置関係であるため、両者間を上下に繋ぐ側部３５Ｃは、タッチパネル３０に対して上面視では外方位置に配置された状態になっている。

そして、導体部３５付きのカバー部材１０は、外周部が機器筐体となるケース２０に結合されるなどして当該タッチパネル３０を有する機器が構成されている。なお、タッチパネル３０の上電極４や下電極８はフレキシブル配線板１２等を介して、配線基板２２に構成された機器の電子回路に接続されていることは従来の場合と同じである。

以上のように当該タッチパネル３０を搭載した電子機器は構成されており、その使用状態としては、従来同様に、電子回路から各上電極４と各下電極８へ順次電圧が印加された状態で、使用者が表示素子２４の表示内容に応じて、カバー部材１０上面を指等で触れてタッチ操作する。そして、そのタッチ箇所に対応する上導電層２と下導電層６の間の静電容量の変化を電子回路が読み取って、機器の様々な機能の切換えがそれに応じて行われる。

そして、上記操作時に、例えば携帯電話（スマートフォン）のような携帯機器である場合には、図７に示すようにケース２０の左右側面部を挟むように左手の指で持った手持ち状態で、右手の指によりタッチ操作を行うことが多い。

この状態では、ケース２０を手持ちしている指が、ケース２０の左右の側壁を介するものの下基板５の左右の周縁部に長手方向に沿って伸びるように形成された配線部７に近づくこととなる。しかしながら、当該構成のものでは、カバー部材１０の左右の対辺位置に導体部３５を配したものとして、しかもその導体部３５がタッチパネル３０と持ち手の指との間に位置する構成としているため、持ち手の指による配線部７での静電容量の変化が抑えられる。

また、導体部３５の上部３５Ａを、庇状に上下間距離をもって配線部７上を覆う大きい面積のものとしているため、持ち手の指での上方側からの影響で配線部７の静電容量の変化が生じることも緩和でき、さらには、所謂ビューエリアを操作する操作側の手や指からの影響で配線部７の静電容量の変化が生じることも緩和できる。

以上のように、当該構成のものであれば、電子機器を手持ち状態にして操作する場合でも持ち手などによる配線部７での静電容量の変化が抑えられ、感度よく操作状態が検出できるものに実現することができる。

そして、その操作状態としては、上述したタッチ操作でも所定の効果が得られるが、スマートフォンを左手で持った手持ち状態として、右手の指を、カバー部材１０の上面箇所に近接させたのみで、その近接された位置の検出をする所謂近接操作時に特に有用である。

すなわち、その近接操作の場合には、タッチ操作よりも静電容量の小さい変化を高精度に検出する必要があり、当該構成であれば、持ち手などによる配線部７での静電容量の変化が大きく抑えられたものにできる分、その近接された操作位置が精度高く検出可能となるからである。

なお、導体部３５の配置位置としては、指からの影響が伝わり易い位置に配置すると好ましく、上述したように例えば持ち手の指とタッチパネル３０の配線部７との間に導体部３５が位置すると同時に、その配線部７の少なくとも上方位置を覆うようにしておいて、操作側となる上方からの影響も含めて抑えられる構成とすると好ましい。

さらに好ましくは、導体部３５をアースやグランドに落とした構成とするとよい。

つまり、当該構成の電子機器では、図１や図２に示したように、導体部３５の下部３５Ｂと配線基板２２のグランド（図示せず）との間に、導電ゴム４０を挟み込んだ構成としており、これによって導体部３５を配線基板２２のグランド電位に落とした構成にしている。これであれば、持ち手の指などからの配線部７での静電容量の変化の影響が確実に抑えられる。

なお、導体部３５と配線基板２２のグランドとを電気的に接続させる手段は導電ゴム４０を介在させる構成のみには限定されず、導電ピンを用いたり、その他の手段などを用いてもよい。また、導体部３５をアースやグランドに落とすための電気的接続箇所も配線基板２２のグランドに限られることはなく、機器筐体に設けられているアース部分などであってもよい。

なお、上記の説明では、タッチパネル３０としてカバー部材１０が粘着されて一体化されていると共に、そのカバー部材１０に導体部３５を装着させているもので説明したが、導体部３５が未装着のものを機器メーカ側などに納入し、機器メーカ側などで導体部３５をカバー部材１０に装着させるようにしてもよい。その場合には、機器メーカ側での導体部３５の装着が容易に行えるように、カバー部材などにその装着箇所の目印をつけたものなどとしておくとよい。

または、タッチパネルを、上基板１と下基板５との間が粘着固定されている構成のものとし、別部材としてなるカバー部材１０を後から上記タッチパネルに粘着させて組み合わせるものであってもよい。この場合には、導体部３５装着済みのカバー部材１０を上記タッチパネルに組み合わせてもよいし、上記タッチパネルに別部材としてなるカバー部材１０を粘着させ、その後で導体部３５をカバー部材１０に装着させてもよい。

なお、導体部３５は、上述した形状のみに限定はされない。例えば、導体部３５の上部３５Ａのみの形状の平板からなる金属板を、上述した位置関係になるように、カバー部材１０の上面箇所に固着させたりしてもよい。その代わりの導電テープを貼り合わすなどとしてもよい。または、それをメッキや蒸着などで構成したものとしたり、導電インクや導電塗料で構成したものとしてもよい。言い換えれば、少なくともカバー部材１０が導体部３５の配設箇所を有したものとされ、そこに導体部３５が手段を問わず配されていればよい。

さらに、導体部３５の配設箇所としては、カバー部材１０以外であってよい。例えば、配線部７の配されている左右の周縁部に応じた下基板５の下面位置に導体部が配されていてもよい。または、配線部７上に絶縁部が配され、その上面に導体部が配されたものなどとしてもよい。これらの場合の導体部としては、例えば、導電層を形成したり、導電テープを貼り付けるなどとすればよい。

さらに、ケース２０に導体部３５としてなる金属板がインサート成形されていたり、貼り付けられるなどされていてもよい。または、ケース２０の内壁面などに沿って導電テープが貼り付けられていたり、メッキなどが施されて導体部としてなる部位が構成されているものであってもよい。

または、タッチパネルのフレキシブル配線板１２に導体部３５としてなる部位を付加することも可能である。つまり、フレキシブル配線板の外形を、配線部７上にあたる左右の周縁部位置を覆える形状のものとし、そこにアース用配線を有したものなどとすればよい。当該構成の場合には、他の信号用配線を電子回路に接続させる際に、その左右の周縁部位置のアース用配線を同時に機器のアースに接続させることが容易に行えるものにできる。

なお、以上のいずれの構成のものであっても、導体部３５やそれに相応する部位は、機器のアースやグランドに電気的に接続した構成であれば好ましいことは上述したとおりである。そして、導体部３５やそれに相応する部位をタッチパネルに備えさせる場合には、アースなどへの接続用手段を含めて設けたり、予めアースなどに接続させるための被接続箇所が設定されているもの等とされていてもよい。

なお、本発明は、持ち手側となる周縁位置に形成された配線部に対し、持ち手の指などからの静電容量の変化の影響が抑えられたものとすることを目的としている。このため、タッチパネルとしては、少なくとも静電容量の変化が検出可能であると共に、その外形の周縁位置に引き回される配線部や電極部を有するものであればよい。例えば、上基板の配線部が、長手方向に沿う左右の周縁部に形成されたものであってもよい。

また、導体部３５またはそれに相応する部材は、持ち手の指に対応する側の配線部が形成されている周縁部位置に対応させて配されていれば特に有効であるが、それ以外の周縁部箇所に応じて配されていてもよい。

なお、対象とする電子機器としても、スマートフォンのみに限定されることはなく、例えばパッド式のものなどであってもよい。

本発明によるタッチパネル及びタッチパネルを搭載した電子機器は、静電式のタッチパネルの搭載状態で、その機器を手持ち状態にして操作する場合でも静電容量の変化の影響が抑えられる構成のものとして提供できるという有利な効果を有し、各種電子機器の入力操作部などを構成する際に有用である。

１ 上基板
２ 上導電層
３ 上導電層の配線部
４ 上電極
５ 下基板
６ 下導電層
７ 下導電層の配線部
８ 下電極
１０ カバー部材
１２ フレキシブル配線板
２０ ケース
２２ 配線基板
２４ 表示素子
２６ 電池パック
３０ タッチパネル
３５ 導体部
３５Ａ 上部
３５Ｂ 下部
３５Ｃ 側部
４０ 導電ゴム

Claims (3)

1. 所定操作に応じた静電容量の変化を検出できるタッチパネルであって、そのタッチパネルは外形の周縁位置に配線部が引き回されていると共に、その配線部と間隔をもって位置する導体部をさらに有する構成としたことを特徴とするタッチパネル。
2. 外形の周縁位置に配線部が引き回され、所定操作に応じて静電容量の変化を検出できるタッチパネルを搭載した電子機器であって、電子機器として、そのタッチパネルの配線部と間隔をもって位置する導体部が設けられていることを特徴とするタッチパネルを搭載した電子機器。
3. 導体部が機器のグランドまたはアースに電気的に接続された、請求項２に記載のタッチパネルを搭載した電子機器。

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