JP2015153369A - ３次元形状を有するタッチパネル、タッチパネルの駆動方法およびタッチパネルのキャリブレーション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対向する複数の検出電極が配置された導電性フィルムからなり、表示部とその他の部分で構成した３次元形状を有するタッチパネル、このタッチパネルの駆動方法およびタッチパネルのキャリブレーション方法を提供する。
【解決手段】対向する複数の検出電極が配置された３次元形状を有するタッチパネルである。表示装置が配置される表示部と、操作部とを有する。表示部と操作部の少なくとも一部に検出電極が設けられる。表示部と操作部とは複数の検出電極のうち、少なくとも１つの検出電極が共通していることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置等の表示装置とともに用いられる３次元形状を有するタッチパネル、このタッチパネルの駆動方法およびキャリブレーション方法に関し、特に、対向する複数の検出電極が配置された導電性フィルムを３次元成型して、表示部とその他の部分で構成したタッチパネル、さらにメカニカルなスイッチを配置できるタッチパネル、これらのタッチパネルの駆動方法およびキャリブレーション方法に関する。

近年、タッチパネルを使用した機器が数多く上市されている。これらのタッチパネルは、接触を検出する検出電極およびカバーガラス等を貼り合わせて作られている。
特許文献１には、複数の電極が配置された薄膜からなり、電極の静電容量の変化に基づいて薄膜上におけるユーザの操作位置を検出する操作位置検出センサと、押圧面に対するユーザの押圧操作を検出し、キー入力信号を生成するキー入力手段とを有し、操作位置検出センサの薄膜がキー入力手段の押圧面の少なくとも一部に重複させて形成されている携帯情報端末が記載されている。

特許文献２には、静電容量型又は電界効果型のタッチパネルを備え、車両のインストルメントパネルに搭載されるタッチパネル装置が記載されている。特許文献２に記載のタッチパネルには、タッチスイッチ、ボリューム等の可変抵抗器やロータリースイッチ等の電子部品が配置されている。
特許文献３には、前面板の一部に設けた開口部に押圧によるメカニカルなスイッチを設置することができる静電容量型入力装置が記載されている。

特開２００８−２５８８０５号公報 特開２００８−３３７０１号公報 特開２０１３−７７０９８号公報

上述のように特許文献１〜３には、静電容量を利用した指示入力可能なものにメカニカルスイッチが設けられたものが記載されている。特許文献１〜３では、指示入力等に利用されるスイッチ等の操作部の変更について何ら考慮されておらず、スイッチの増減がある場合、変更されたスイッチを配置するために再度スイッチを設計する必要があり、設計自由度が低く、少量多品種に対応することが難しいという問題点がある。

本発明の目的は、前述の従来技術に基づく問題点を解消し、特に、対向する複数の検出電極が配置された導電性フィルムからなり、表示部とその他の部分で構成した３次元形状を有するタッチパネル、このタッチパネルの駆動方法およびタッチパネルのキャリブレーション方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、対向する複数の検出電極が配置された３次元形状を有するタッチパネルであって、表示装置が配置される表示部と、操作部とを有し、表示部と操作部の少なくとも一部に検出電極が設けられることを特徴とする３次元形状を有するタッチパネルを提供するものである。
検出電極は、少なくとも一部が１〜３０μｍ幅の金属細線で構成されることが好ましい。
例えば、表示部と操作部とは、複数の検出電極のうち、少なくとも１つの検出電極が共通している。

表示部ではない部分に配置された検出電極は、表示部に配置された検出電極に比して太いことが好ましい。また、表示部ではない部分に配置された検出電極の間隔は、表示部に配置された検出電極の間隔に比して広いことが好ましい。さらにメカニカルなスイッチを有する構成でもよい。例えば、表示部ではない部分の少なくとも一部に、意匠が施されている。

また、本発明では、対向する複数の検出電極が配置された３次元形状を有するタッチパネルの駆動方法であって、タッチパネルには、表示装置が配置される表示部と、操作部とが設けられており、表示部および操作部については、タッチ検出のためのスキャンをし、表示部および操作部ではない部分については、タッチ検出のためのスキャンをしないことを特徴とする３次元形状を有するタッチパネルを提供するものである。

さらに、本発明では、対向する複数の検出電極が配置された３次元形状を有するタッチパネルのキャリブレーション方法であって、タッチパネルには、表示装置が配置される表示部と、操作部とが設けられており、タッチパネルを３次元形状の状態で、タッチテストでキャリブレーションすることを特徴とする３次元形状を有するタッチパネルのキャリブレーション方法を提供するものである。

本発明によれば、少量多品種への対応を容易にした上で一体成型で表示部と操作部を有する３次元形状のタッチパネルを実現することができる。
また、タッチパネルの駆動方法によれば、効率よくタッチ検出することが可能となる。
さらには、タッチパネルのキャリブレーション方法により、３次元状態での正確な位置検出が可能となる。

（ａ）は、本発明の第１の実施形態の３次元形状を有するタッチパネルを備えた操作盤を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は、３次元形状を有するタッチパネルのスイッチの一例を示す模式的斜視図であり、（ｃ）は、３次元形状を有するタッチパネルのスイッチの他の例を示す模式的斜視図である。 （ａ）は、本発明の実施形態の３次元形状を有するタッチパネルの導電性フィルムの第１の例を示す模式的平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のタッチパネルの導電性フィルムを示す模式的断面図であり、（ｃ）は、タッチパネルの導電性フィルムの他の例を示す模式的断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態の３次元形状を有するタッチパネルの導電性フィルムの第２の例を示す模式的平面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態の３次元形状を有するタッチパネルの導電性フィルムの第３の例を示す模式的平面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態の３次元形状を有するタッチパネルを備えた操作盤を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は、３次元形状を有するタッチパネルの操作部の構成を示す模式図である。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の３次元形状を有するタッチパネル、タッチパネルの駆動方法およびタッチパネルのキャリブレーション方法を詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の３次元形状を有するタッチパネルを備えた操作盤を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は、３次元形状を有するタッチパネルのスイッチの一例を示す模式的斜視図であり、（ｃ）は、３次元形状を有するタッチパネルのスイッチの他の例を示す模式的斜視図である。図２（ａ）は、本発明の実施形態の３次元形状を有するタッチパネルの導電性フィルムの第１の例を示す模式的平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のタッチパネルの導電性フィルムを示す模式的断面図であり、（ｃ）は、タッチパネルの導電性フィルムの他の例を示す模式的断面図である。

本実施形態では、図１（ａ）に示すように、３次元形状を有するタッチパネル１２と表示装置２０とを組み合わせた操作盤１０を例にして説明する。操作盤１０は、各種機器を操作するために利用されるものであり、各種機器への入力インターフェースとして利用できるものである。なお、本発明の３次元形状を有するタッチパネルの使用形態は、本実施形態の操作盤１０に限定されるものではなく、これ以外にタッチパネル付表示器またはタッチパネル機能を用いた操作スイッチとして用いることができる。
図１（ａ）に示す操作盤１０は、タッチパネル１２と、表示装置２０と、検出部２２と、表示制御部２４と、音声発生部２６と、制御部２８とを有する。

タッチパネル１２は、ほぼ全面に対向する複数の検出電極が配置された導電性フィルム３０（図２（ａ）参照）で構成されている。タッチパネル１２は、例えば、静電容量式である。タッチパネル１２は、一枚の長い板材を長手方向の途中で曲げられた表面部１２ａと、表面部１２ａの両側が折り曲げられた側面部１２ｂとを有する。なお、タッチパネル１２は図１（ａ）に示すものに限定されるものではない。本発明の３次元形状とは、平板ではなく、少なくとも一部を曲げる等の変形が加えられた立体的な形状を有するものである。

タッチパネル１２は、検出部２２に接続されており、タッチパネル１２への接触は検出部２２で検出される。例えば、静電容量式であれば、検出部２２によりタッチパネル１２で静電容量が変化した位置が検出される。検出部２２での位置検出結果が制御部２８に出力される。制御部２８で検出部２２での検出結果に基づいて表示制御部２４および音声発生部２６を制御する。
検出部２２は、静電容量が変化した位置を特定することができれば、その構成は特に限定されるものではなく、公知の静電容量式の検出部を適宜用いることができる。タッチパネル１２は、静電容量式のものに限定されるものではなく、例えば、抵抗膜式等の他の検出方式を採用することができる。この場合、検出部２２もタッチパネル１２の構成および検出方式に応じたものが適宜用いられる。

タッチパネル１２では、表面部１２ａに表示装置２０が設けられる表示部１４と、操作部として機能するスイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃが導電性フィルムの別々の位置に設けられている。各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、それぞれオンオフにより生じる所定の動作が予め割り当てられている。
なお、操作部は、表示装置２０の制御のための指示入力、および他の機器が接続されていれば、その機器の制御をするための指示入力を行うためのものである。本実施形態では、操作部としてスイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃを例示したが、上記指示入力を行う機能を発揮することができれば、これに限定されるものではない。

各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃのオンオフの判定基準として、接触の有無、接触の回数等が予め制御部２８に設定されている。制御部２８で、検出部２２による位置検出に基づき、各判定基準に応じて各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃオンオフが判定される。また、制御部２８では、各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃのオンオフに応じて割り当てられた動作を発揮させる。
スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、接触の有無によりオンまたはオフと判定されるものが一般的であるが、これに限定されるものではなく、例えば、スライドスイッチ、ロータリースイッチのような構成とすることもできる。

各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの構成としては、例えば、図１（ｂ）に示すように突出した突出部１９ａで構成してもよく、図１（ｃ）に示すようにシート１９ｂとしてもよい。突出部１９ａで構成した場合、突出部１９ａの素材、硬さ等で所定のクリック感を達成することができる。また、シート１９ｂで構成した場合、目立たないようにすることができ、余分な突起がない等、スタイリッシュな操作盤１０を実現できる。
いずれの場合も、各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、位置と動作を制御部２８で対応付ければ、タッチパネル１２上のどこにでも、すなわち、表面部１２ａおよび側面部１２ｂのどこにでも作製することができるため、タッチパネル１２上の所定の位置に操作部として、スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃを容易に作製することができる。なお、スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの形状は、図示例のように円形に限定されるものではなく、所定の形状とすることができる。

タッチパネル１２を構成する導電性フィルム３０は、その全域に亘り、図２（ａ）に示すように、第１の検出電極３２と第２の検出電極３４とが平面視で交差して配置されている。図１（ａ）および図２（ａ）では、詳細に図示していないが、表面部１２ａも側面部１２ｂにも第１の検出電極３２と第２の検出電極３４とが配置されている。第１の検出電極３２と第２の検出電極３４とが配置されている領域を配線領域という。
上述の表示部１４と、各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃは配線領域に配置されている。例えば、図１（ａ）の構成では、表示部１４とスイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃが第２の検出電極３４の延在方向に配置されているため、表示部１４と各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、それぞれ少なくとも１つの第２の検出電極３４が共通することとなる。また、スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、第１の検出電極３２の延在方向に沿って配置されているため、少なくとも１つの第１の検出電極３２が共通することとなる。

導電性フィルム３０は、図２（ｂ）に示すように、第１の検出電極３２が基体３１の表面３１ａに形成され、第２の検出電極３４は基体３１の裏面３１ｂに形成されている。第１の検出電極３２に粘着層３５を介して保護部材３６が設けられている。
なお、第１の検出電極３２と第２の検出電極３４は、図２（ｂ）に示すように基体３１の各面に形成されるものに限定されるものではなく、図２（ｃ）に示すように、第１の検出電極３２および第２の検出電極３４に保護膜３８を設ける構成でもよい。この場合、保護膜３８に粘着層３５を介して保護部材３６が設けられている。保護膜３８には、例えば、フッ素樹脂が用いられる。また、保護膜３８として、ＰＥＴフィルム等の樹脂フィルムを用いることもできる。

基体３１は、第１の検出電極３２と第２の検出電極３４を支持するものである。この基体３１は、表示装置２０の画面に表示された画像を認識することができる程度の透過度を有するものであればよい。基体３１には、例えば、プラスチックフィルム、プラスチック板、ガラス板等を用いることができる。プラスチックフィルムおよびプラスチック板は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル類、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）／シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）／シクロオレフィンポリマー（ＣＯＣ）等のポリオレフィン類、ビニル系樹脂、その他、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等で構成することができる。光透過性および加工性等の観点から、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で構成することが好ましい。

第１の検出電極３２と第２の検出電極３４は、導電性を有する導体で構成される。この導体は、特に限定されるものではなく、例えば、ＩＴＯ、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕで形成される。第１の検出電極３２と第２の検出電極３４を構成する導体は、上記ＩＴＯ、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕに、さらにバインダを含むもので構成してもよい。導体は、バインダを含むことにより、曲げ加工しやすくなり、かつ曲げ耐性が向上する。このため、第１の検出電極３２と第２の検出電極３４はバインダを含む導体で構成することが好ましい。バインダとしては、導電性フィルムの配線に利用されるものを適宜用いることができ、例えば、特開２０１３−１２６０４号公報に記載されているものを用いることができる。検出電極としては、抵抗が低くできること、３次元成型の際に断線しにくいことから、金属細線で構成される電極を採用することがより好ましい。また、断線が発生した場合にも検出電極の抵抗値への影響を低減できるため、金属細線が交差してメッシュ状となったメッシュ電極を採用することが好ましい。

なお、メッシュ電極としては、例えば、特開２０１１−１２９５０１号公報、および特開２０１３−１４９２３６号公報等に開示されている格子状のメッシュ配線を用いることができる。これ以外にも、例えば、静電容量式のタッチパネルに用いられる検出電極を適宜用いることができる。
メッシュ電極を採用した場合の金属細線の幅については、表示部１４では表示の綺麗さ、明るさ等の表示品質を確保するためにできるだけ細い線幅が求められ、また視認性の点からも細い方が好ましい。この点から、金属細線の場合、第１の検出電極３２の幅と第２の検出電極３４の幅は、例えば、少なくとも一部が１〜３０μｍであるが、７μｍ未満であることが好ましく、より好ましくは５μｍ以下である。
金属細線の幅については、表示部１４では上述の通りであるが、表示部１４以外の操作部およびその他の領域では１〜１００μｍであることが好ましい。

第１の検出電極３２と第２の検出電極３４の形成方法は、特に限定されるものではない。例えば、感光性ハロゲン化銀塩を含有する乳剤層を有する感光材料を露光し、現像処理を施すことによって形成することができる。また、基体３１の表面に、それぞれ金属箔を形成し、各金属箔上にレジストをパターン状に印刷するか、または全面塗布したレジストを露光し、現像することでパターン化して、開口部の金属をエッチングすることにより第１の検出電極３２と第２の検出電極３４を形成することができる。これ以外にも、第１の検出電極３２と第２の検出電極３４の形成方法としては、上述の導体を構成する材料の微粒子を含むペーストを印刷し、ペーストに金属めっきを施す方法、および上述の導体を構成する材料の微粒子を含むインクを用いたインクジェット法を用いる方法が挙げられる。

表面部１２ａでは、表示部１４に表示装置２０が設けられる。このため、表示部１４は表示装置２０で表示される画像を認識するために透明である。なお、透明とは、表示部１４において表示装置２０の画面に表示される画像を認識することができる程度の透過度を有することをいう。操作盤１０の使用形態および使用環境等に応じて表示部１４の透過度が適宜設定される。
表示装置２０は、動画等を含めて所定の画像を画面に表示することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、液晶表示装置および有機ＥＬ装置等で構成される。表示装置２０は、表示制御部２４に接続されており、表示制御部２４で、その画面表示が制御される。表示制御部２４は、表示装置２０の構成に応じて適宜決定されるものであり、表示装置２０が液晶表示装置であれば、液晶表示装置の表示制御ドライバーが用いられ、有機ＥＬ素子であれば、有機ＥＬ素子の表示制御ドライバーが用いられる。

音声発生部２６は、各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの操作、表示装置２０の画面に表示されたアイコン等を表示部１４に接触することで操作した場合に、予め設定された所定の音声を発生するものである。この音声発生部２６には音声を発生するためのスピーカ（図示せず）とスピーカに音声信号を電気信号として印加するためのドライバー（図示せず）を備える。

制御部２８において、タッチパネル１２の位置情報と表示装置２０の画像表示とを予め対応付けておくことにより、検出部２２で特定された位置情報に基づいて、制御部２８は表示制御部２４に所定の画像表示をさせる指示信号を出力し、表示装置２０に所定の画像を表示させる。また、音声についても、各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの操作、表示装置２０の画面に表示されたアイコン等を表示部１４に接触することで操作した場合に、制御部２８からの制御信号により、音声発生部２６から予め設定された所定の音声を発生させる。
また、操作盤１０は、他の機器とともに利用される場合には、表示部１４での操作、および各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃに、それぞれ他の機器の動作を制御部２８に予め設定しておくことで、制御部２８を介して他の機器を操作することもできる。

タッチパネル１２では、表示部１４ではない部分１６（以下、非表示部１６という）は表示装置の画像を認識できる必要がなく、透明である必要がない。このため、非表示部１６は透明であっても透明でなくてもよい。なお、図示例では、非表示部１６は表面部１２ａの表示部１４以外の部分と側面部１２ｂを含めたものである。
上述のことから、非表示部１６については、少なくとも一部に操作盤１０が設置される場所に応じて意匠を施したり、色変えたり、透過度を変えてもよい。これにより、意匠性を向上させることができる。ここで、意匠とは、模様もしくは色彩またはこれらの結合したものである。
意匠を施すとは、具体的には非表示部１６の少なくとも一部に、例えば、化粧印刷を施す。化粧印刷は、例えば、所定の意匠を公知の印刷法を用いて形成するか、所定の意匠が印刷された粘着シートを貼り付けることでなされる。または、凹凸形状を付与する。凹凸形状は、例えば、トレードマークを浮き彫りの様な形状にするでもよく、触覚で位置を判断できるようにガイドマークを凹凸で付与するでもよい。なお、表示部１４では、表示の綺麗さ、明るさ等の表示品質を確保するためにできるだけ細い線幅が求められるが、非表示部１６では、そのようなことを考慮する必要がないため、第１の検出電極３２および第２の検出電極３４が視認されてもよく、電極の幅は太くてもよい。

タッチパネル１２を構成する導電性フィルム３０は、図２（ａ）に示すような全面に第１の検出電極３２と第２の検出電極３４が対向して配置された構成に限定されるものではない。例えば、図３（ａ）に示す導電性フィルム３０ａのように、表示部１４を第１の検出電極３２と第２の検出電極３４とを直交して配置した配線パターン領域４０で構成し、非表示部１６に配線パターン領域４０の第１の検出電極３２および第２の検出電極３４よりも太い検出電極４２を設ける構成のものを用いることができる。太い検出電極４２を設けることで、各検出電極４２の間に第１の検出電極３２間および第２の検出電極３４間よりも広い隙間４３が生じる。これにより、配線レイアウトの自由度を高くすることができる。なお、太いとは、電極を構成する導体の厚さが厚いことと導体の幅の広いことの両方を指し、幅は、例えば、５μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。

これ以外にも、図３（ｂ）に示す導電性フィルム３０ｂのように、表示部１４を第１の検出電極３２と第２の検出電極３４とを平面視で直交して配置した配線パターン領域４０で構成し、非表示部１６に配線パターン領域４０の第１の検出電極３２の間隔および第２の検出電極３４の間隔よりも広い間隔の検出電極４４を設ける構成のものを用いることができる。この場合でも、広い間隔の検出電極４４を設けることで、各検出電極４４の間に第１の検出電極３２間および第２の検出電極３４間よりも広い隙間４３が生じる。これにより、配線レイアウトの自由度を高くすることができる。
各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃでは、その領域への接触の有無、接触の回数等により、スイッチのオン、オフが検出され、多くの検出電極を必要としない。このため、図３（ａ）に示す導電性フィルム３０ａでも、図３（ｂ）に示す導電性フィルム３０ｂでも、十分に各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃを設けることができる。
なお、図３（ａ）に示す導電性フィルム３０ａでも、図３（ｂ）に示す導電性フィルム３０ｂでも、表示部１４と各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃとは少なくとも１つの検出電極が共通していることが好ましい。

操作盤１０では、タッチパネル１２で接触された位置が検出部２２で検出され、制御部２８で、各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃのいずれかであることと判定されれば、各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃに割り当てられた所定の動作を生じさせる。例えば、所定の画像の表示、表示画像の切り替え、表示装置２０の画面の消灯、音声発生部２６からの音声の発生、音声発生部２６から発生する音の音量を変えること等である。
また、表示部１４に接触されて、位置が検出部２２で検出され、接触された位置が制御部２８で、予め設定された動作をさせるものであれば、表示装置２０での表示画像の内容に応じた所定の処理がなされる。例えば、表示装置２０に各種のアイコンを表示させておいて、アイコンに相当する位置が接触されたことが検出されると、各アイコンに割り当てられた所定の動作が実行される。例えば、所定の画像の表示、表示画像の切り替え、機器動作等である。また、表示部１４が接触された状態で表示部１４を移動されると、表示装置２０の表示画面がスクロールすることもある。これ以外にも、いわゆるマルチタッチに対しても、表示画像が拡大または縮小される。これらのタッチパネル１２の接触により生じる機器の動作は、予め設定されており、制御部２８に設定され、制御部２８により、表示制御部２４が制御されて、表示装置２０での表示画面の切り替え等がなされる。

本実施形態では、１つのタッチパネル１２に一体的に表示部１４と各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃを設けている。上述のように、各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、タッチパネル１２上の所定の位置に容易に作製することができるため、スイッチ部を設ける位置の自由度が高い。操作性の向上およびコストダウンが見込まれる形状を自由に設計できる。さらには、レイアウトに応じてスイッチ部が増減しても、それに応じてスイッチ部を容易に設けることができ、少量多品種に対応することができる。

次に、本発明の第２の実施形態のタッチパネルについて説明する。
図４（ａ）は、本発明の第２の実施形態の３次元形状を有するタッチパネルを備えた操作盤を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は、３次元形状を有するタッチパネルのスイッチ部の構成を示す模式図である。
なお、本実施形態においては、図１（ａ）に示す第１の実施形態の操作盤１０と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
本実施形態では、図４（ａ）に示すように、３次元形状を有するタッチパネル５０と表示装置２０とを組み合わせた操作盤１０ａを例にして説明する。この場合でも、本発明の３次元形状を有するタッチパネルの使用形態は、本実施形態の操作盤１０ａに限定されるものではなく、これ以外にタッチパネル付表示器またはタッチパネル機能を用いた操作スイッチとして用いることができる。

本実施形態の３次元形状を有するタッチパネル５０は、第１の実施形態のタッチパネル１２に比して、タッチパネル１２の表面部１２ａに、さらにメカニカルスイッチ１９が設けられている点、およびメカニカルスイッチ１９の操作の検出を行うための基板５２が設けられている点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態のタッチパネル１２と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。

タッチパネル５０では、上述のようにメカニカルスイッチ１９が設けられている。メカニカルスイッチ１９も、上述のスイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃと同様に、そのオンオフに対して所定の動作が割り当てられており、制御部２８に予め設定されている。
例えば、メカニカルスイッチ１９の操作により、表示装置２０の画面を消灯させたり、音声発生部２６から発生する音の音量を変えたりする。
このメカニカルスイッチ１９は、図４（ｂ）に示すように、タッチパネル１２の表面部１２ａを貫通して配置されており、表面部１２ａの下面に対向して設けられた基板５２に接続されている。基板５２はメカニカルスイッチ１９用であり、検出部２２に接続されている。メカニカルスイッチ１９が操作されると、基板５２でその操作を電気信号に変換され、その電気信号が検出部２２で検出されて制御部２８にてメカニカルスイッチ１９の操作の有無が判定される。制御部２８では、予め設定された動作内容を実行させる。

メカニカルスイッチ１９と基板５２は、公知の種々のものを用いることができる。メカニカルスイッチ１９としては、例えば、押ボタンスイッチ、プッシュスイッチ、タクタイルスイッチ、ロッカースイッチ、トグルスイッチおよびロータリースイッチを用いることができる。なお、メカニカルスイッチを設ける位置および数は、特に限定されるものではなく、使用形態および用途等により適宜決定されるものである。

タッチパネル５０では、タッチパネル１２と同様に、表示部と操作部を有し、少なくとも１つの検出電極が共通であることが好ましいものである。一定のデザインルールに則った検出電極が平面視で直交する配線領域が全面にある。さらに検出電極に金属細線を用いた場合には、表示部１４では、表示の綺麗さ、明るさ等の表示品質を確保するためにできるだけ細い線幅が求められるのは、上述の通りである。本実施形態では、メカニカルスイッチ１９を設けるには、タッチパネル５０の全面に形成された図２（ａ）に示す第１の検出電極３２および第２の検出電極３４の一部を切り欠いて切欠部を形成し、この切欠部にメカニカルスイッチ１９を設ける。切欠部には環境影響を排除するために絶縁シールを施す。この場合、非表示部１６でのメカニカルスイッチ１９の設置箇所をあらかじめ決定しておき、その箇所は切り欠き加工が可能なように第１の検出電極３２と第２の検出電極３４の配置を決定しておくことが好ましい。

本実施形態では、図３（ａ）に示す導電性フィルム３０ａおよび（ｂ）に示す導電性フィルム３０ｂの隙間４３にメカニカルスイッチを設ける構成とすれば、検出電極の配置を変更せずにメカニカルスイッチ１９を設けることができる。このため、メカニカルスイッチ１９を設ける本実施形態のタッチパネル５０には、図３（ａ）に示す導電性フィルム３０ａおよび（ｂ）に示す導電性フィルム３０ｂの構成が好ましい。

本実施形態のタッチパネル５０も、第１の実施形態のタッチパネル１２と同様の効果を得ることができる。
また、一部の操作には、自動車でのハザードスイッチのような機械的なロック機構が望まれるスイッチ、オーディオのボリュームのようにブラインドで手の感覚で操作するスイッチを設置する場合、全面の操作が静電容量によるタッチパネルには困難である。しかし、タッチパネル５０では、上述のようにメカニカルスイッチも同時に設置することができる。これにより、第１の実施形態のタッチパネル１２よりもさらに設計自由度を高くできる。

第１の実施形態のタッチパネル１２および第２の実施形態のタッチパネル５０では、配線領域を全体に形成している。このため、静電容量式の場合、検出部２２による静電容量の変化を見るためのスキャンの範囲が広い。そこで、表示部１４および各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの位置を特定しておき、表示部１４および各スイッチ部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの位置だけをスキャンするようにしてもよい。これにより、スキャンの効率化を図ることができ、特に、タッチパネルが大型化した場合には有効である。また、検出部２２に要求される能力を低くすることもできる。

第１の実施形態のタッチパネル１２および第２の実施形態のタッチパネル５０では、３次元形状を有するものであり、成型前の状態と成型後とでは、検出電極の交点の位置等がずれることがあり、結果として検出位置がずれるため、成型後に、３次元形状の状態でキャリブレーションをする必要がある。この場合、スタイラスペンを用いたタッチテストにより、キャリブレーションを行う。キャリブレーション方法は、タッチパネルに利用される公知の方法を適宜用いることができる。また、スイッチ部の位置については、タッチテストにより、スイッチ部の位置を制御部２８に記憶させて、設定するティーチングを行う。なお、本発明において、キャリブレーションにはティーチングも含まれる。

本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の３次元形状を有するタッチパネル、タッチパネルの駆動方法およびタッチパネルのキャリブレーション方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。

１０、１０ａ 操作盤
１２，５０ タッチパネル
１４ 表示部
１６ 表示部ではない部分（非表示部）
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ スイッチ部
１９ メカニカルスイッチ
２０ 表示装置
２２ 検出部
２４ 表示制御部
２６ 音声発生部
２８ 制御部
３０、３０ａ、３０ｂ 導電性フィルム
３１ 基体
３２ 第１の検出電極
３４ 第２の検出電極
３５ 粘着層
３６ 保護部材
３８ 保護膜
４０ 配線パターン領域
４２、４４ 検出電極
４３ 隙間
５２ 基板

Claims (9)

1. 対向する複数の検出電極が配置された３次元形状を有するタッチパネルであって、
   表示装置が配置される表示部と、操作部とを有し、
   前記表示部と前記操作部の少なくとも一部に前記検出電極が設けられることを特徴とする３次元形状を有するタッチパネル。
2. 前記検出電極は、少なくとも一部が１〜３０μｍ幅の金属細線で構成される請求項１に記載の３次元形状を有するタッチパネル。
3. 前記表示部と前記操作部とは、前記複数の検出電極のうち、少なくとも１つの検出電極が共通している請求項１または２に記載の３次元形状を有するタッチパネル。
4. 前記表示部ではない部分に配置された検出電極は、前記表示部に配置された検出電極に比して太い請求項１〜３のいずれか１項に記載の３次元形状を有するタッチパネル。
5. 前記表示部ではない部分に配置された検出電極の間隔は、前記表示部に配置された検出電極の間隔に比して広い請求項１〜３のいずれか１項に記載の３次元形状を有するタッチパネル。
6. さらにメカニカルなスイッチを有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の３次元形状を有するタッチパネル。
7. 前記表示部ではない部分の少なくとも一部に、意匠が施されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の３次元形状を有するタッチパネル。
8. 対向する複数の検出電極が配置された３次元形状を有するタッチパネルの駆動方法であって、
   前記タッチパネルには、表示装置が配置される表示部と、操作部とが設けられており、
   前記表示部および前記操作部については、タッチ検出のためのスキャンをし、
   前記表示部および前記操作部ではない部分については、前記タッチ検出のためのスキャンをしないことを特徴とする３次元形状を有するタッチパネルの駆動方法。
9. 対向する複数の検出電極が配置された３次元形状を有するタッチパネルのキャリブレーション方法であって、
   前記タッチパネルには、表示装置が配置される表示部と、操作部とが設けられており、
   前記タッチパネルを３次元形状の状態で、タッチテストでキャリブレーションすることを特徴とする３次元形状を有するタッチパネルのキャリブレーション方法。

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