JP2014235893A - コントロールパネル - Google Patents

Abstract

【課題】 筐体に対する静電容量センサの一体化を容易に行うことができ、製造の効率を向上させたコントロールパネルを提供する。【解決手段】 表面に釦領域２０を有する筐体３０と、前記筺体３０の裏面に形成され、前記釦領域２０における静電容量の変化を検知する静電容量センサ６０と、を有し、前記静電容量センサ６０は、少なくとも、前記筺体３０の前記各釦領域２０に対向する裏面に被着された電極７０と、前記電極７０と電気的に接続され、前記筺体３０の裏面に被着された配線層８０と、を備え、前記電極７０および前記配線層８０は、印刷で形成されている。【選択図】図１

Description

本発明はコントロールパネルに係り、たとえば車載用のコントロールパネルに関する。

ユーザが指を近接させることにより、それを感知し、スイッチ動作をさせる技術として、たとえば特許文献１、２が知られている。

特許文献１には、基板（スペーサ）上に、静電容量センサシートと、表面カバーを積層させて形成し、照明部からの光を、該基板、該静電容量センサシート、および該表面カバーを透過させる構成からなる入力装置の記載がある。
特許文献２には、静電容量タッチセンサと意匠付きシートをインジェクション成形金型内にセットし、同時成形する成形方法の記載がある。
これらは、いずれも、ユーザが表面カバーあるいは意匠付きシートに指を近接（あるいは接触）させることにより、静電容量タッチセンサがそれを感知し、スイッチ動作させるようになっている。

特開２０１２−１７８０８０号公報 特開２０１１−００３５１７号公報

このような特許文献１、２に記載された技術に基づき、たとえば車載用のコントロールパネルを構成する場合、たとえば、図４（ａ）、（ｂ）に示すような構成を想定することができる。図４（ａ）はコントロールパネル１０の斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のｂ−ｂ線における断面図である。
すなわち、表面に複数の釦領域２０が加飾された樹脂の筐体３０の裏面に、該筐体３０と別体として形成される静電容量センサシート４０を取り付けるようにする。この場合、静電容量センサシート４０は配線基板５０と一体に形成するようにする。
各釦領域２０は、それぞれ、エアコン、オーディオ等の各スイッチを示す図形が表示され、該釦領域２０に指を近接させることにより、該釦領域２０における静電容量の変化を静電容量センサシート４０によって検知し、いずれかのスイッチが選択されたかを判定できるようにする。
ここで、筐体３０に対する静電容量センサシート４０の取り付けは、たとえば、筐体３０の成形型に該静電容量センサシート４０を挿入する一体成形によって行うことができる。
しかし、このように構成されるコントロールパネルは、表面に釦領域を有する筐体に対して静電容量センサシートが別体として形成されるものであるため、筐体の成形型に該静電容量センサシートを挿入して筐体と静電容量センサシートの一体成形を行うようにした場合、その成形条件の範囲が狭くなることから、適正な一体化が困難となり、製造の効率化が充分でないという不都合を有する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、筐体に対する静電容量センサの一体化を容易に行うことができ、製造の効率を向上させたコントロールパネルを提供することにある。

本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明のコントロールパネルは、表面に釦領域を有する筐体と、前記筺体の裏面に形成され、前記釦領域における静電容量の変化を検知する静電容量センサと、を有し、前記静電容量センサは、少なくとも、前記筺体の前記各釦領域に対向する裏面に被着された電極と、前記電極と電気的に接続され、前記筺体の裏面に被着された配線層と、を備え、前記電極および前記配線層は、印刷で形成されていることを特徴とする。
（２）本発明のコントロールパネルは、（１）の構成において、前記配線層は、複数からなり、前記複数の配線層は、前記筺体の裏面の一部で収束される終端部を有し、配線基板が前記終端部に接続されていることを特徴とする。
（３）本発明のコントロールパネルは、（２）の構成において、前記配線基板は、ゴムコネクタを介して前記終端部に接続されていることを特徴とする。
（４）本発明のコントロールパネルは、（２）の構成において、前記配線基板は、異方性導電膜を介して前記終端部に接続されていることを特徴とする。

このように構成したコントロールパネルは、筐体に対する静電容量センサの一体化を容易に行うことができ、製造の効率を向上させることができるようになる。

（ａ）は本発明のコントロールパネルの平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における断面図、（ｃ）は筐体の裏面側から観た静電容量センサを示した平面図である。 本発明のコントロールパネルの実施態様２の構成を示す断面図である。 本発明のコントロールパネルの実施態様３の構成を示す断面図である。 従来の技術に基づいて想定されるコントロールパネルの例を示す構成図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
（実施形態１）
図１（ａ）は本発明のコントロールパネル１０の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ線における断面図である。
まず、図１（ｂ）に示すように、箱状の矩形からなる筐体３０があり、この筐体３０は、その底部における外側の面を表面にして用いられるようになっている。筐体３０は、たとえばポリカーボネート、アクリル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリケトン、シクロオレフィン・コポリマーなどの樹脂材からなり、成形によって形成されるようになっている。

筐体３０の表面には、加飾層３１が形成されている。この加飾層３１は、たとえばポリカーボネートやアクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィン・コポリマー等の樹脂フィルムの表面に所定の模様に印刷された加飾フィルムをインサート成形、あるいはインモールド成形の方法を用いることによって、筐体３０の成形時に該筐体３０に積層されて形成されるようになっている。
加飾層３１の表面には、図１（ａ）に示すように、たとえば１２個（４×３）の釦領域２０を有し、これら釦領域２０には、それぞれ、車両に搭載されるエアコン、オーディオ等を操作する各スイッチの機能が図形化して表示されている。

ここで、加飾層３１における釦領域２０は透光領域となっており、釦領域２０以外の領域は非透光領域となっている。そして、釦領域２０に表示される図形は非透光材によって描画されている。このように図形を除く釦領域２０を透光領域とするのは、筐体３０内に配置させる光源（図示せず）からの光を透過させることによって釦領域２０を明るくでき、夜間でも釦領域２０の図形を明瞭に目視できるようにするためである。

該釦領域２０に指を近接（あるいは当接）させることにより、該釦領域２０における静電容量の変化を後述する静電容量センサ（図中符号６０によって示す）によって検知し、いずれかのスイッチが選択されたかを判定できるようになっている。
筐体３０の加飾層３１が形成された面と反対の面である裏面には静電容量センサ６０が形成されている。図１（ｃ）は、筐体３０の裏面側から観た静電容量センサ６０を示した平面図である。

静電容量センサ６０は、筐体３０の裏面に被着されて形成される透明電極７０と配線層８０とから構成されている。
図１（ｃ）から明らかとなるように、釦領域２０と同数である１２個（４×３）の透明導電材からなる透明電極７０が形成され、これら各透明電極７０は、筺体３０の各釦領域２０に対向する裏面に印刷によって該筐体３０に直接形成されている。透明電極７０を電極として用いるのは、筐体３０の裏面に配置される光源（図示せず）からの光を透過させることによって釦領域２０を明るくでき、夜間でも釦領域２０の図形を明瞭に目視できるようにするためである。各透明電極７０は、たとえばポリスチレンスルホン酸をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）を含む有機透明導電材料の印刷によって形成されている。

なお、図１（ａ）には、各釦領域２０に対する透明電極７０（図中点線で示す）の形成領域を点線で示している。透明電極７０は、各釦領域２０に描画された図形よりも外側へ約０．１ｍｍから約３ｍｍの範囲で隔てた箇所に外輪郭を有して形成されている。
各透明電極７０の筐体３０への印刷による形成は、たとえば、スクリーン印刷、ＰＡＤ印刷（シリコーンゴムのパッドを利用する印刷）、タンポ印刷、あるいはオフセット印刷等でなされるようになっている。

各透明電極７０は、該透明電極７０と電気的に接続され、隣接する他の透明電極７０との間の領域に走行する配線層８０を介し、各透明電極７０を包絡する領域の外側の領域にまで引き出され、互いに収束された終端部９０を有するようになっている。ここで、各配線層８０および終端部９０は、筐体３０の裏面に印刷によって該筐体３０に直接形成されている。各配線層８０および終端部９０は、たとえば銀ペーストの印刷によって形成されている。
各配線層８０の終端部９０は、図示しないたとえばフレキシブルな配線基板（たとえば図２にて符号５０’、図３にて符号５０’’で示す）と電気的に接続される部分となっている。
各配線層８０の筐体３０への印刷による形成は、たとえば、スクリーン印刷、ＰＡＤ印刷、タンポ印刷、あるいはオフセット印刷等でなされるようになっている。

そして、透明電極７０および配線層８０が形成された筐体３０の裏面には、該透明電極７０および配線層８０を被って保護膜１００が形成されている。この保護膜１００は、たとえばポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、ポリカーボネート系、エポキシ系、ウレタンアクリル系、エポキシアクリル系等の透明な電気絶縁性樹脂からなり、スクリーン印刷、ＰＡＤ印刷、タンポ印刷、あるいはオフセット印刷等で形成されるようになっている。
このように形成された静電容量センサ６０は、筐体３０の表面に形成された加飾層３１に描画されている所定の釦領域２０に指を近接することにより、該釦領域２０と対向する筐体３０の裏側の透明電極７０の容量が変化し、この変化が該透明電極７０と電気的に接続された配線層８０を介して取り出せるようになっている。

そして、静電容量センサ６０は、その透明電極７０および配線層８０を印刷によって筐体３０に直接形成するようにしていることから、筐体３０に対する静電容量センサ６０の一体化を容易に行うことができ、製造の効率を向上させることができる効果を奏する。
また、透明電極７０を筐体３０に直接に印刷で形成することにより、該透明電極７０と加飾層３１の釦領域２０との距離を縮めることができ、静電容量センサ６０の感度を向上させる効果を奏する。

（実施形態２）
図２は、実施形態１によって構成されたコントロールパネル１０に、たとえばフレキシブルな配線基板５０’を取り付けた構成を示している。
図２において、筐体３０の各配線層８０が収束された終端部９０にはゴムコネクタ１１０が接続されている。ゴムコネクタ１１０は、ゴム状弾性体からなる絶縁層と導電層を交互に積層した異方導電性コネクタ又はゴム状弾性体中に導電細線や導電粒子が配列した異方導電性コネクタからなる。ゴムコネクタ１１０は、終端部９０の筐体の近傍から延出する一対のＬ字状は又はコの字状の固定部１１１により終端部９０と配線層８０を圧接することで保持できるようになっている。固定部１１１は、筐体３０の凹部に装着するが予め筐体３０に形成されていてもよい。

この場合、配線基板５０’の前記一方の面には該配線基板５０’の長手方向に延在される複数の配線層（図示せず）が形成され、前記終端部９０の各配線層８０は、配線基板５０’の各配線層（図示せず）に電気的に接続されるようになっている。
このようにした場合、筐体３０に対する配線基板５０’の組み立てを容易に行うことができ、該配線基板５０’を図示しない容量検出回路に接続させる効果を奏する。

（実施形態３）
図３は、図２の場合と同様に、実施形態１によって構成されたコントロールパネル１０に、フレキシブルな配線基板５０’’を取り付けた構成を示している。
図３において、図２の場合と異なる構成は、筐体３０の各配線層８０が収束された終端部９０と配線基板５０’’との接続は異方性導電膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)１２０を介在させた圧着によってなされていることにある。異方性導電膜１２０には多数の導電粒子を含み、これら導電粒子を介して終端部９０の各配線層８０と配線基板５０’’の各配線層（図示せず）とを電気的に接続させるようになっている。
このようにした場合、筐体３０に対する配線基板５０’’の組み立てを容易に行うことができ、該配線基板５０’’を図示しない容量検出回路に接続させる効果を奏する。

（実施形態４）
上述した各実施形態では、静電容量センサ６０の電極として透明電極７０を用いたものである。しかし、これに限定されることはなく、非透明性の電極であってもよいことはもちろんである。
この場合の電極の材料としては、たとえば、銀ペースト、あるいはカーボンペースト等を使用することができる。
また保護膜の材料としては透明に限らず、非透明性の電気絶縁性樹脂を使用することができる。

（実施形態５）
上述した実施形態では、釦領域は、いわゆるＯＮ／ＯＦＦの切替え操作ができる場合を示したものであるが、これに限定されることはなく、エアコンの温度調節や音量調節などの指が触れて操作する方法に応じてリニアに連続するスクロール操作ができるように構成してもよいことはもちろんである。
（実施形態６）
加飾層の形成方法は、上述した方法に限定されることはなく、たとえば、筐体の表面に、所定の印刷や塗装、レーザー処理等により形成してもよいことはもちろんである。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０ コントロールパネル
２０ 釦領域
３０ 筐体
３１ 加飾層
４０ 静電容量センサシート
５０ 配線基板
５０’ 配線基板
５０’’ 配線基板
６０ 静電容量センサ
７０ 透明電極
８０ 配線層
９０ 終端部
１００ 保護膜
１１０ ゴムコネクタ
１１１ 固定部
１２０ 異方性導電膜

Claims (4)

1. 表面に釦領域を有する筐体と、
   前記筺体の裏面に形成され、前記釦領域における静電容量の変化を検知する静電容量センサと、
   を有し、
   前記静電容量センサは、
   少なくとも、
   前記筺体の前記各釦領域に対向する裏面に被着された電極と、
   前記電極と電気的に接続され、前記筺体の裏面に被着された配線層と、
   を備え、
   前記電極および前記配線層は、印刷で形成されていることを特徴とするコントロールパネル。
2. 前記配線層は、複数からなり、
   前記複数の配線層は、前記筺体の裏面の一部で収束される終端部を有し、
   配線基板が前記終端部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のコントロールパネル。
3. 前記配線基板は、ゴムコネクタを介して前記終端部に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のコントロールパネル。
4. 前記配線基板は、異方性導電膜を介して前記終端部に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のコントロールパネル。
   

Images