JP2016197497A - 操作検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを抑制しつつ電磁両立性を向上させることができる操作検出装置を提供する。
【解決手段】操作検出装置１は、操作がなされる操作領域７２を有する操作パネル７と、操作パネル７の操作領域７２になされた操作を検出する検出電極３と、検出電極３が配置された基板２と、基板２に配置された接地電極４と、基板２と操作パネル７の間に配置され、表面６ａに接する部材と裏面６ｂに接する部材とを一体とする複数の粘着剤によって形成され、検出電極３に対応して非導電性粘着剤６０によって形成される非導電部６１、及び接地電極４に対応して導電性粘着剤６２によって形成される導電部６３を有する接合部６と、を備えて概略構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、操作検出装置に関する。

従来の技術として、互いに平行に配置された複数の第１の帯状電極を第１の対向面側に有する第１の基板と、第１の帯状電極に対して絶縁されていると共に、第１の帯状電極とは異なる方向に沿って互いに平行に配置された複数の第２の帯状電極を、第１の対向面に対向する第２の対向面側に有する第２の基板と、を備える入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この入力装置は、第２の基板の裏面にシールド層が配置され、このシールド層がグランド端子に接続されている。

特開２０１０−１２８６４８号公報

しかし、従来の入力装置は、シールド層が第２の基板の裏面に配置されているので、第１の帯状電極及び第２の帯状電極から第１の基板の表面に向かって電磁波が放出されたり、当該表面から外来の電磁波が入射したりするようなエミッションやイミュニティといった電磁両立性（electromagnetic compatibility：EMC）に問題がある。また従来の入力装置において、電磁両立性を高めるために当該表面近くにシールド層を設けると製造コストが増加する問題がある。

従って、本発明の目的は、製造コストを抑制しつつ電磁両立性を向上させることができる操作検出装置を提供することにある。

本発明の一態様は、操作がなされる操作領域を有する操作パネルと、操作パネルの操作領域になされた操作を検出する検出電極と、検出電極が配置された基体と、基体に配置された接地電極と、基体と操作パネルの間に配置され、表面に接する部材と裏面に接する部材とを一体とする複数の接合剤によって形成され、検出電極に対応して非導電性接合剤によって形成される非導電部、及び接地電極に対応して導電性接合剤によって形成される導電部を有する接合部と、を備えた操作検出装置を提供する。

本発明によれば、製造コストを抑制しつつ電磁両立性を向上させることができる。

図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る操作検出装置１の展開図の一例であり、図１（ｂ）は、操作検出装置の一例を示す上面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示すI（ｃ）-I（ｃ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図の一例である。 図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る操作検出装置の接合部の一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、変形例１に係る接合部の一例を示す概略図であり、図２（ｃ）は、変形例２に係る接合部の一例を示す概略図である。 図３は、第２の実施の形態に係る操作検出装置の一例を示す要部断面図である。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操作検出装置は、操作がなされる操作領域を有する操作パネルと、操作パネルの操作領域になされた操作を検出する検出電極と、検出電極が配置された基体と、基体に配置された接地電極と、基体と操作パネルの間に配置され、表面に接する部材と裏面に接する部材とを一体とする複数の接合剤によって形成され、検出電極に対応して非導電性接合剤によって形成される非導電部、及び接地電極に対応して導電性接合剤によって形成される導電部を有する接合部と、を備えて概略構成されている。

この操作検出装置は、導電部が検出電極から放出される電磁波を抑制すると共に操作パネルの表面から入射する電磁波を抑制することができる。また操作検出装置は、導電部が部材を接合する接合剤によって形成されるので、導電部材を配置する場合と比べて、部品点数が少なくなって製造コストが抑制される。従って操作検出装置は、製造コストを抑制しつつ電磁両立性を向上させることができる。

[第１の実施の形態]
（操作検出装置１の構成）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る操作検出装置１の展開図の一例であり、図１（ｂ）は、操作検出装置の一例を示す上面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示すI（ｃ）-I（ｃ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図の一例である。図１（ｂ）では、一例として、電子回路部の一部を図示している。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。

操作検出装置１は、導電性を有する検出対象の接触や接近を検出するセンサ装置である。この操作検出装置１は、一例として、車両に搭載された電子機器の操作を可能に構成されている。本実施の形態では、検出対象が指であり、後述する操作領域７２になされたタッチ操作を検出する。

この操作検出装置１は、図１（ａ）に示すように、操作がなされる操作領域７２を有する操作パネル７と、操作パネル７の操作領域７２になされた操作を検出する検出電極３と、検出電極３が配置された基体と、基体に配置された接地電極４と、基体と操作パネル７の間に配置され、表面６ａに接する部材と裏面６ｂに接する部材とを一体とする複数の接合剤によって形成され、検出電極３に対応して非導電性接合剤によって形成される非導電部６１、及び接地電極４に対応して導電性接合剤によって形成される導電部６３を有する接合部６と、を備えて概略構成されている。

基体は、一例として、図１（ａ）に示す基板２である。非導電性接合剤は、一例として、後述する非導電性粘着剤６０である。導電性接合剤は、一例として、後述する導電性粘着剤６２である。

（基板２の構成）
基板２は、例えば、ガラスエポキシなどを用いて形成されるリジット基板である。この基板２は、例えば、図１（ｃ）に示すように、検出電極３、接地電極４及び電子回路部５が裏面２１に配置されている。なお基体は、リジット基板に限定されず、柔軟性が高いフレキシブル基板などであっても良い。

検出電極３は、一例として、図１（ｂ）に示すように、基板２の中央に配置されている。接地電極４は、一例として、検出電極３の周囲に配置されている。電子回路部５は、一例として、図１（ｃ）に示すように、接地電極４の外側に配置されている。

（検出電極３の構成）
検出電極３は、例えば、銅、銀などの導電性金属を用いて形成されている。この検出電極３は、矩形状を有している。また検出電極３は、例えば、図１（ｂ）に示すように、配線３０を備えている。この配線３０は、例えば、電子回路部５に電気的に接続されている。

検出電極３は、例えば、操作パネル７の操作領域７２を検出範囲としている。検出電極３は、例えば、電子回路部５によって駆動され、操作領域７２に操作者の指が接触した際、操作者の指との間に静電容量が発生する。この静電容量は、例えば、電子回路部５によって読み取られる。電子回路部５は、例えば、この静電容量がしきい値以上である場合、操作領域７２にタッチ操作がなされたと判定するように構成されている。

なお本実施の形態の検出電極３は、一つの電極であったがこれに限定されず、複数の検出電極が絶縁性を保ちながら交差する構成であっても良い。

（接地電極４の構成）
接地電極４は、例えば、銅、銀などの導電性金属を用いて形成されている。この接地電極４は、例えば、操作パネル７などを透過して検出電極３に影響を与える電磁波を抑制するために配置されている。接地電極４は、例えば、図１（ｂ）に示すように、配線４０を備えている。この配線４０は、例えば、電子回路部５に電気的に接続されている。

この接地電極４は、接合部６の導電部６３が上方に位置している。従って接地電極４と導電部６３とは、静電結合を行う。

（電子回路部５の構成）
電子回路部５は、複数の電子部品によって形成された電子回路である。この電子回路部５は、基板２の裏面２１に配置され、検出電極３及び接地電極４と電気的に接続されているが、接合部６の導電部６３とは、電気的に接続されない。この電子回路部５は、その上方に導電部６３が位置している。

（接合部６の構成）
図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る操作検出装置の接合部の一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、変形例１に係る接合部の一例を示す概略図であり、図２（ｃ）は、変形例２に係る接合部の一例を示す概略図である。

接合部６は、図２（ａ）に示すように、基材を有しておらず、非導電性粘着剤６０からなる非導電部６１と、導電性粘着剤６２からなる導電部６３と、から構成されている。接合部６は、例えば、粘着層をフィルムで挟み、一方のフィルムを剥がして露出した粘着面を一方の部材に貼り付け、続いて他方のフィルムを剥がして露出した粘着面に他方の部材を貼り付けることで部材と部材を一体とするものである。

非導電性粘着剤６０は、例えば、アクリル系、シリコーン系などの粘着剤である。また導電性粘着剤６２は、例えば、アクリル系、シリコーン系などの粘着剤に、導電性を有する球状やフレーク状の導電フィラーを混ぜて導電性が付与されている。この導電フィラーは、例えば、金、銀、銅、ニッケル、カーボン、グラファイトなどを用いて形成される。

非導電部６１は、操作領域７２になされた操作の検出精度を低下させないようにするため、検出電極３の上方に配置される。従って非導電部６１は、検出電極３の形状に応じた矩形状を有している。また非導電部６１は、図１（ｃ）に示すように、導電部６３の外側にも配置される。この外側の非導電部６１は、図１（ｂ）に示すように、矩形のリング形状を有している。なお非導電部６１は、検出電極３の上方のみに配置されても良い。

導電部６３は、図１（ｃ）に示すように、少なくとも接地電極４の上方に配置される。本実施の形態の導電部６３は、電子回路部５の上方にも配置されている。従って導電部６３は、図１（ｂ）に示すように、接地電極４及び電子回路部５の上方を覆うに十分な幅を有する矩形のリング形状を有している。

ここで、検出電極３の配線３０は、その殆どが導電部６３の下方に位置している。また接地電極４の配線４０は、全てが導電部６３の下方に位置している。従って操作者が意図せず検出電極３の配線３０の上方の操作パネル７に接触した場合、配線３０の上方に導電部６３が位置するので、誤検出が抑制される。

導電部６３は、いかなる回路とも直流的に接続されていない。つまり、導電部６３は、接地電極４とは静電結合を行うが、導電部６３が物理的な配線によって電子回路部５などに電気的に接続されていない。

本実施の形態の接合部６は、表面６ａに接する部材が操作パネル７であり、裏面６ｂに接する部材が基板２である。

以下に、接合部６の変形例１及び変形例２について説明する。

・変形例１について
変形例１の接合部６は、図２（ｂ）に示すように、基材としてのフィルム６５を有している。このフィルム６５は、一例として、ポリイミド、ポリエステルなどの樹脂フィルムである。

このフィルム６５の表面６５ａには、非導電性粘着剤６０が全面に配置されている。またフィルム６５の裏面６５ｂには、検出電極３に応じて非導電性粘着剤６０からなる非導電部６１と接地電極４及び電子回路部５に応じて導電性粘着剤６２からなる導電部６３とが配置されている。この導電部６３の周囲には、非導電部６１が配置されている。

なお変形例１の接合部６は、例えば、非導電性粘着テープと導電性粘着テープとを組み合わせて構成されても良い。

・変形例２について
変形例２の接合部６は、図２（ｃ）に示すように、フィルム６５の表面６５ａに非導電性接着剤６６が塗布され、裏面６５ｂに非導電性接着剤６６と導電性接着剤６７が塗布されている。

具体的には、表面６５ａの全面には、非導電性接着剤６６が塗布されている。裏面６５ｂには、検出電極３に応じて非導電性接着剤６６からなる非導電部６１と接地電極４及び電子回路部５に応じて導電性接着剤６７からなる導電部６３とが位置している。この導電部６３の周囲には、非導電性接着剤６６が塗布されて非導電部６１が位置している。

この非導電性接着剤６６は、一例として、アクリル系、シリコーン系、エポキシ系などの接着剤である。また導電性接着剤６７は、一例として、アクリル系、シリコーン系、エポキシ系などの接着剤に、導電性を有する球状やフレーク状の導電フィラーを混ぜて導電性が付与されている。この導電フィラーは、例えば、金、銀、銅、ニッケル、カーボン、グラファイトなどを用いて形成される。

なお変形例２の接合部６は、例えば、非導電性接着テープと導電性接着テープとを組み合わせて構成されても良い。

なお変形例１及び変形例２の接合部６は、表面６ａに接する部材が操作パネル７であり、裏面６ｂに接する部材が基板２であるが、これに限定されない。また変形例１及び変形例２の接合部６は、図２（ｂ）及び図２（ｃ）の紙面における表裏を逆にして操作パネル７と基板２に貼り付けられても良い。さらに変形例１及び変形例２の接合部６は、基板２の表面２０に検出電極３などが配置された場合、表面６ａと裏面６ｂとが逆になるように配置される。

（操作パネル７の構成）
操作パネル７は、矩形状を有している。この操作パネル７は、例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチルなどの樹脂材料、又はガラス材料を用いて形成されている。

この操作パネル７の表面７０には、検出電極３に対応した操作領域７２が形成される。またその裏面７１は、接合部６の表面６ａが貼り付けられている。

（筐体シールド８の構成）
筐体シールド８は、例えば、導電性を有する金属材料を用いて箱形状に形成されている。この筐体シールド８は、操作検出装置１の接地回路と電気的に接続され、操作検出装置１の基板２の裏面２１の法線方向に放出される電磁波をシールドするように構成されている。

（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作検出装置１は、製造コストを抑制しつつ電磁両立性を向上させることができる。具体的には、操作検出装置１は、検出電極３よりも操作領域７２側に接合部６の導電部６３が位置しているので、この導電部６３が、検出電極３から放出される電磁波を抑制すると共に操作パネル７の表面７０から入射する電磁波を抑制することができる。また操作検出装置１は、導電部６３が部材を接合する導電性粘着剤６２によって形成されるので、導電部材を配置する場合と比べて、部品点数が少なくなって製造コストが抑制される。従って操作検出装置１は、製造コストを抑制しつつ電磁両立性を向上させることができる。

操作検出装置１は、導電部６３がいかなる回路にも直流的に接続されていないので、直流的に接続された導電部を有する場合と比べて、配線する工程が必要なく、製造コストが抑制される。

操作検出装置１は、導電部６３が電子回路部５の上方にも位置しているので、電子回路部５が受ける外来の電磁波などによる影響を抑制することができる。

操作検出装置１は、検出電極３の配線３０が導電部６３の下方に位置していることから、配線３０の上方の操作パネル７に対する接触を検出しないので、操作者の意図しない接触を検出する誤検出が抑制される。

[第２の実施の形態]
第２の実施の形態は、基板と操作パネルとの間位にライトガイドを備える点で上述の実施の形態と異なっている。

図３は、第２の実施の形態に係る操作検出装置の一例を示す要部断面図である。なお以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。

本実施の形態の操作検出装置９は、図３に示すように、基板２ａと、検出電極３と、接地電極４と、電子回路部５と、接合部６と、操作パネル７と、ライトガイド９０と、粘着シート９１と、ＬＥＤ（light emitting diode）９３と、を備えて概略構成されている。

基板２ａは、両面実装基板である。この基板２ａは、表面２０ａの端部にＬＥＤ９３が配置されている。このＬＥＤ９３は、ライトガイド９０を介して操作パネル７を照明する。

また表面２０ａには、図３に示すように、検出電極３と接地電極４が配置されている。この検出電極３と接地電極４の位置関係は、一例として、第１の実施の形態と同じである。

この基板２ａの裏面２１ａには、接地電極４と電子回路部５が配置されている。裏面２１ａの接地電極４は、表面２０ａの検出電極３と接地電極４に対応した形状を有している。裏面２１ａの接地電極４は、検出電極３の下方から放出される電磁波をシールドするために配置されている。従って操作検出装置９は、第１の実施の形態の筐体シールド８が無くても良い。

接合部６は、ＬＥＤ９３及びライトガイド９０を介して伝搬した光９４が透過するように、少なくとも非導電部６１の透明度が高くなっている。この非導電部６１は、透明度の高い非導電性粘着剤６０によって形成されている。この透明度は、一例として、９０％以上である。

操作検出装置９は、一例として、操作パネル７の操作領域７２の外側を遮光領域として、操作領域７２が照明される構成としても良い。この遮光領域は、ＬＥＤ９３の光９４を透過させない領域であり、印刷によって形成される。また操作検出装置９は、操作領域７２に意匠が印刷されても良い。

操作パネル７は、例えば、ライトガイド９０を介したＬＥＤ９３による照明がなされるように、透明度が高いポリカーボネートなどの樹脂材料、又はガラス材料を用いて形成されている。この透明度は、一例として、９０％以上である。

ライトガイド９０は、例えば、シリコーンなどの透明度が高い材料を用いて形成されている。ライトガイド９０の表面９０ａは、接合部６の裏面６ｂと接触している。この透明度は、一例として、９０％以上である。

また裏面９０ｂは、粘着シート９１と接触している。つまりライトガイド９０は、接合部６によって操作パネル７と一体とされ、粘着シート９１によって基板２ａと一体とされている。なおライトガイド９０は、その内部に、光を散乱する粒子が含まれていても良い。

粘着シート９１は、例えば、アクリル系、シリコーン系などの粘着剤で形成されたシートである。なお粘着シート９１は、アクリル系、シリコーン系、エポキシ系などの接着剤からなるシートであっても良い。

ＬＥＤ９３は、一例として、白色系の光９４を出力ように構成されている。このＬＥＤ９３は、ライトガイド９０の側面に向けて光９４を出力する。

（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態の操作検出装置１は、基板２ａの裏面２１ａに接地電極４が配置されているので、検出電極３の下方に放出される電磁波をシールドする筐体シールドが必要なく、製造コストが抑制される。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…操作検出装置、２，２ａ…基板、３…検出電極、４…接地電極、５…電子回路部、６…接合部、６ａ…表面、６ｂ…裏面、７…操作パネル、８…筐体シールド、９…操作検出装置、２０，２０ａ…表面、２１，２１ａ…裏面、３０，４０…配線、６０…非導電性粘着剤、６１…非導電部、６２…導電性粘着剤、６３…導電部、６５…フィルム、６５ａ…表面、６５ｂ…裏面、６６…非導電性接着剤、６７…導電性接着剤、７０…表面、７１…裏面、７２…操作領域、９０…ライトガイド、９０ａ…表面、９０ｂ…裏面、９１…粘着シート、９４…光

Claims (4)

1. 操作がなされる操作領域を有する操作パネルと、
   前記操作パネルの前記操作領域になされた操作を検出する検出電極と、
   前記検出電極が配置された基体と、
   前記基体に配置された接地電極と、
   前記基体と前記操作パネルの間に配置され、表面に接する部材と裏面に接する部材とを一体とする複数の接合剤によって形成され、前記検出電極に対応して非導電性接合剤によって形成される非導電部、及び前記接地電極に対応して導電性接合剤によって形成される導電部を有する接合部と、
   を備えた操作検出装置。
2. 前記接地電極が前記検出電極の周囲に形成された、
   請求項１に記載の操作検出装置。
3. 前記導電部がいかなる回路とも直流的に接続されない、
   請求項１又は２に記載の操作検出装置。
4. 前記検出電極と電気的に接続される電子回路部が前記基体に配置され、
   前記導電部が前記接地電極及び前記電子回路部の上方に位置する、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の操作検出装置。

Images