JP2018022363A - Three-dimensional capacitance sensor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional capacitance sensor which allows a touch sensor manipulation surface to be irradiated at high intensity from inside a device.SOLUTION: A three-dimensional capacitance sensor 1 is configured to detect input in an X-Y plane direction and in a depth Z direction, and comprises an XY electrode body 40 for detecting input in the X-Y plane direction, a deformable body 30 including a sheet-like elastic body 32, and a Z electrode body 20 for detecting input in the depth Z direction arranged in the described order such that they all overlap with each other viewing from the depth Z direction. The sensor also includes a light guide sheet 70 disposed between the XY electrode body and the Z electrode body.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、操作面が内部から照らされる静電容量式3次元センサに関する。   The present invention relates to a capacitive three-dimensional sensor whose operation surface is illuminated from the inside.

タッチセンサとして使用される静電容量式センサは、2次元方向(X方向及びY方向)の静電容量の変化を検出するものが主流であったが、近年では、3次元方向の(X方向、Y方向及びZ方向)の静電容量の変化を検出するものが提案されている(例えば特許文献1)。   Capacitance sensors used as touch sensors are mainly used to detect changes in capacitance in two-dimensional directions (X direction and Y direction), but in recent years, in the three-dimensional direction (X direction) , Y direction, and Z direction) have been proposed (for example, Patent Document 1).

特開2016−91149号公報JP-A-2016-911149

タッチセンサの操作面の視認性、操作性、装飾性等を向上させる目的で、センサ装置の内部にLED等の光源を配置し、操作面を内部から外部へ向けて照らすことが求められている。しかし、センサ装置の底部に光源を配置した場合、その上方に配置された操作面との間には、X,Y,Zの各方向をセンシングする電極シート等が3層以上介在しているため、光源から操作面に到達する光の輝度(光量)が低下する問題がある。   For the purpose of improving the visibility, operability, decorativeness, etc. of the operation surface of the touch sensor, it is required to arrange a light source such as an LED inside the sensor device and illuminate the operation surface from the inside to the outside. . However, when a light source is arranged at the bottom of the sensor device, there are three or more layers of electrode sheets or the like that sense the X, Y, and Z directions between the operation surface arranged above the light source. There is a problem that the luminance (light quantity) of light reaching the operation surface from the light source is lowered.

本発明は、タッチセンサの操作面を装置内部から高輝度で照らすことができる静電容量式3次元センサの提供を目的とする。   It is an object of the present invention to provide a capacitive three-dimensional sensor that can illuminate the operation surface of a touch sensor with high brightness from the inside of the apparatus.

[1] 平面XY方向及び奥行きZ方向の入力を検知する静電容量式3次元センサであって、前記平面XY方向の入力を検知するXY電極体と、シート状の弾性体を有する易変形体と、前記奥行きZ方向の入力を検知するZ電極体と、をこの順で、前記奥行きZ方向に見て重なるように備え、さらに、前記XY電極体と前記Z電極体の間に、導光シートを備えている、静電容量式3次元センサ。
[2] 光源を備え、前記導光シートの端部が前記XY電極体より外方に延長されてなる光誘導部は、前記光源の光出射部に対向する位置に配置されている、[1]に記載の静電容量式3次元センサ。
[3] 前記導光シートは、前記XY電極体と前記易変形体の間に配置されている、[1]又は[2]に記載の静電容量式3次元センサ。
[4] 前記導光シートは、前記XY電極体に密着して配置されている、[1]〜[3]の何れか一項に記載の静電容量式3次元センサ。
[5] 光源と、前記光源を支持する基板を備え、前記Z電極体は、前記基板と一体化している、[1]〜[4]の何れか一項に記載の静電容量式3次元センサ。
[6] 前記XY電極体の前記導光シートとは反対側にカバープレートを備え、前記カバープレートには、その厚さ方向に光を透過させる透明な透光部と、不透明な遮光部とが形成されており、前記導光シートから放射され、前記XY電極体を透過した光の少なくとも一部が、前記透光部を透過して外部へ出射される、[1]〜[5]の何れか一項に記載の静電容量式3次元センサ。
[1] An electrostatic capacity type three-dimensional sensor for detecting inputs in the plane XY direction and the depth Z direction, and an easily deformable body having an XY electrode body for detecting inputs in the plane XY direction and a sheet-like elastic body. And a Z electrode body for detecting an input in the depth Z direction so as to overlap in this order when viewed in the depth Z direction, and further, a light guide is provided between the XY electrode body and the Z electrode body. A capacitive three-dimensional sensor provided with a sheet.
[2] A light guide portion that includes a light source and has an end portion of the light guide sheet extended outward from the XY electrode body is disposed at a position facing the light emitting portion of the light source. ] The capacitance-type three-dimensional sensor of description.
[3] The capacitive three-dimensional sensor according to [1] or [2], wherein the light guide sheet is disposed between the XY electrode body and the easily deformable body.
[4] The capacitive three-dimensional sensor according to any one of [1] to [3], wherein the light guide sheet is disposed in close contact with the XY electrode body.
[5] The capacitive three-dimensional device according to any one of [1] to [4], further including a light source and a substrate that supports the light source, wherein the Z electrode body is integrated with the substrate. Sensor.
[6] A cover plate is provided on the opposite side of the XY electrode body from the light guide sheet, and the cover plate includes a transparent light transmitting portion that transmits light in a thickness direction thereof and an opaque light shielding portion. Any one of [1] to [5], wherein at least a part of the light emitted from the light guide sheet and transmitted through the XY electrode body is transmitted through the light transmitting portion and emitted to the outside. The capacitive three-dimensional sensor according to claim 1.

本発明の静電容量式3次元センサによれば、Z電極体よりも操作面に近い側に導光シートを配置しているので、操作面を従来よりも高輝度で照らすことができる。これにより、操作面の視認性、操作性、装飾性等を向上させることができる。   According to the capacitance type three-dimensional sensor of the present invention, since the light guide sheet is disposed closer to the operation surface than the Z electrode body, the operation surface can be illuminated with higher brightness than in the past. Thereby, the visibility of the operation surface, operability, decorativeness, etc. can be improved.

本発明に係る第一実施形態の静電容量式3次元センサ1の断面の分解図である。It is an exploded view of the section of capacitance type three-dimensional sensor 1 of a first embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第一実施形態の静電容量式3次元センサ1の平面図である。It is a top view of capacitance type three-dimensional sensor 1 of a first embodiment concerning the present invention. 図2の平面図から、カバープレート50及びXY電極体40を取り除いた平面図である。It is the top view which removed the cover plate 50 and the XY electrode body 40 from the top view of FIG. 本発明に係る第二実施形態の静電容量式3次元センサ2の断面の分解図である。It is an exploded view of the section of capacitance type three-dimensional sensor 2 of a second embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第三実施形態の静電容量式3次元センサ3の断面の分解図である。It is an exploded view of the section of capacitance type three-dimensional sensor 3 of a third embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第四実施形態の静電容量式3次元センサ4の断面の分解図である。It is an exploded view of the section of capacitance type three-dimensional sensor 4 of a 4th embodiment concerning the present invention.

《第一実施形態》
本発明の静電容量式3次元センサ(以下、「3次元センサ」と略す。)の第一実施形態について、図面を参照して説明する。
以下の全ての図面において、各構成要素の厚さや寸法の比率は、必ずしも実際の比率と一致しておらず、図面を見やすくするために適宜調整している。
図1は第一実施形態の3次元センサ1の断面図であり、図2はその平面図である。図2のG−G線で切断した断面が図1の断面図である。
図1では、紙面の右手方向がX方向、紙面の下方向がZ方向、X方向及びZ方向に対して垂直な紙面の手前方向がY方向である。
図2では、紙面の右手方向がX方向、紙面の下方向がY方向、X方向及びY方向に対して垂直な紙面の奥行き方向がZ方向である。
<< first embodiment >>
A first embodiment of a capacitance type three-dimensional sensor (hereinafter abbreviated as “three-dimensional sensor”) of the present invention will be described with reference to the drawings.
In all of the following drawings, the ratios of the thicknesses and dimensions of the constituent elements do not necessarily match the actual ratios, and are appropriately adjusted to make the drawings easy to see.
FIG. 1 is a sectional view of the three-dimensional sensor 1 of the first embodiment, and FIG. 2 is a plan view thereof. 2 is a cross-sectional view taken along line GG in FIG. 2.
In FIG. 1, the right-hand direction of the paper surface is the X direction, the downward direction of the paper surface is the Z direction, and the front direction of the paper surface perpendicular to the X direction and the Z direction is the Y direction.
In FIG. 2, the right-hand direction of the paper surface is the X direction, the downward direction of the paper surface is the Y direction, and the depth direction of the paper surface perpendicular to the X direction and the Y direction is the Z direction.

図1〜2に示す3次元センサ1は、平面XY方向及び奥行きZ方向を検知する静電容量式3次元センサであって、光が透過する透光部51が設けられた操作面を有するカバープレート50と、前記平面XY方向の入力を検知するシート状のXY電極体40と、シート状の弾性体32を有する易変形体30と、前記奥行きZ方向の入力を検知するシート状のZ電極体20と、を備えている。   A three-dimensional sensor 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a capacitive three-dimensional sensor that detects a plane XY direction and a depth Z direction, and has a cover having an operation surface provided with a translucent portion 51 through which light passes. A plate 50, a sheet-like XY electrode body 40 for detecting input in the plane XY direction, an easily deformable body 30 having a sheet-like elastic body 32, and a sheet-like Z electrode for detecting input in the depth Z direction And a body 20.

3次元センサ1を奥行きZ方向(センサの厚さ方向)に見て、カバープレート50、XY電極体40、易変形体30、及びZ電極体20が、この順で重なるように、支持部材11の前面11aに積層されている。この積層体の近傍には、支持部材11の前面11aにLED等の光源60が設置されている。   The support member 11 is arranged such that the cover plate 50, the XY electrode body 40, the easily deformable body 30, and the Z electrode body 20 overlap in this order when the three-dimensional sensor 1 is viewed in the depth Z direction (the sensor thickness direction). Are stacked on the front surface 11a. A light source 60 such as an LED is installed on the front surface 11a of the support member 11 in the vicinity of the laminate.

本明細書では、カバープレート50側を「前側」又は「前面側(表側)」といい、支持部材11側を「裏側」又は「裏面側」という。   In this specification, the cover plate 50 side is referred to as “front side” or “front side (front side)”, and the support member 11 side is referred to as “back side” or “back side”.

導光シート70は透明部材からなる。導光シート70の光源60に近い側の端部は、XY電極体40より外方に(XY電極体から離れるように)延長されてなる部分(光誘導部)70aを有する。光誘導部70aは、支持部材11の前面11aに設置された光源60に向かって延設され、その側面(端面)70bが光源60の光出射部に対向して配置されている。この配置により、光源60から出射した光は端面70bから導光シート70に容易に入射し、光誘導部70aを介してさらに導光シート70の本体へ伝搬する。このように導光された入射光は、カバープレート50へ向けて導光シート70の前面から出射される。   The light guide sheet 70 is made of a transparent member. The end of the light guide sheet 70 on the side close to the light source 60 has a portion (light guiding portion) 70a that extends outward from the XY electrode body 40 (away from the XY electrode body). The light guiding portion 70 a is extended toward the light source 60 installed on the front surface 11 a of the support member 11, and its side surface (end surface) 70 b is disposed to face the light emitting portion of the light source 60. With this arrangement, the light emitted from the light source 60 easily enters the light guide sheet 70 from the end face 70b, and further propagates to the main body of the light guide sheet 70 through the light guiding portion 70a. The incident light guided in this manner is emitted from the front surface of the light guide sheet 70 toward the cover plate 50.

導光シート70は、XY電極体40とZ電極体20の間において、XY電極体40と易変形体30の間に備えられている。この配置によれば、カバープレート50と導光シート70の間に、易変形体30及びZ電極体20は介在せず、易変形体30及びZ電極体20によって導光シート70の前面からカバープレート50へ向けて出射される光が遮られることがない。   The light guide sheet 70 is provided between the XY electrode body 40 and the easily deformable body 30 between the XY electrode body 40 and the Z electrode body 20. According to this arrangement, the easily deformable body 30 and the Z electrode body 20 are not interposed between the cover plate 50 and the light guide sheet 70, and the cover is covered from the front surface of the light guide sheet 70 by the easily deformable body 30 and the Z electrode body 20. The light emitted toward the plate 50 is not blocked.

さらに、本実施形態における導光シート70は、XY電極体40の第一基材シート41の裏面に密着して配置されている。この配置によれば、導光シート70の前面から出射した光が空気層を介在せずに第一基材シート41の裏面へ入射するので、第一基材シート41の空気層を介在した場合に比べて界面反射の影響を受け難い。   Furthermore, the light guide sheet 70 in the present embodiment is disposed in close contact with the back surface of the first base sheet 41 of the XY electrode body 40. According to this arrangement, since the light emitted from the front surface of the light guide sheet 70 enters the back surface of the first base sheet 41 without interposing an air layer, the air layer of the first base sheet 41 is interposed. Is less susceptible to interfacial reflections.

図2に示すように、カバープレート50の前面が構成する操作面Tには、ベタ塗りの印刷によって不透明とされた遮光部52と、その遮光部52を背景として印刷が抜かれて透明とされた、矩形及び十字形の透光部51が形成されている。導光シート70の前面から放射され、XY電極体40を透過した光の少なくとも一部は、透光部51を透過して外部へ出射される。
矩形の透光部51は、指やスタイラスペン等を接触させる入力領域に対応している。入力領域の外側は、3次元センサ1を搭載する装置の筐体枠が取り囲むため、上方から見た場合、光源60はその筐体枠によって目隠しされる。
As shown in FIG. 2, the operation surface T formed by the front surface of the cover plate 50 has a light shielding portion 52 made opaque by solid printing, and the printing is removed with the light shielding portion 52 as a background to be transparent. A rectangular and cross-shaped light-transmitting portion 51 is formed. At least a part of the light emitted from the front surface of the light guide sheet 70 and transmitted through the XY electrode body 40 is transmitted through the light transmitting portion 51 and emitted to the outside.
The rectangular translucent part 51 corresponds to an input area in which a finger, a stylus pen or the like is brought into contact. Since the outside of the input area is surrounded by a casing frame of a device on which the three-dimensional sensor 1 is mounted, the light source 60 is hidden by the casing frame when viewed from above.

光源60は、導光シート70の側面70bに光を入射させることが可能な発光体であれば特に限定されず、例えば、発光ダイオード(LED)、冷陰極管等が挙げられる。
光源60は、支持部材11の前面11aに備えられ、支持部材11を構成する基板によって支持されている。
The light source 60 is not particularly limited as long as it is a light emitter capable of making light incident on the side surface 70b of the light guide sheet 70, and examples thereof include a light emitting diode (LED) and a cold cathode tube.
The light source 60 is provided on the front surface 11 a of the support member 11 and is supported by a substrate constituting the support member 11.

[3次元センサの積層構造]
支持部材11とZ電極体20とは、接着剤からなる接着層81を介して貼り合わされている。Z電極体20と易変形体30とは、接着剤からなる接着層82を介して貼り合わされている。易変形体30とXY電極体40とは、導光シート70を介して貼り合わされている。XY電極体40とカバープレート50とは、接着剤からなる接着層84を介して貼り合わされている。
以下、支持部材11側から順に各構成の詳細を説明する。
[Laminated structure of 3D sensor]
The support member 11 and the Z electrode body 20 are bonded together via an adhesive layer 81 made of an adhesive. The Z electrode body 20 and the easily deformable body 30 are bonded together through an adhesive layer 82 made of an adhesive. The easily deformable body 30 and the XY electrode body 40 are bonded together via a light guide sheet 70. The XY electrode body 40 and the cover plate 50 are bonded together through an adhesive layer 84 made of an adhesive.
Hereinafter, the details of each component will be described in order from the support member 11 side.

[支持部材]
3次元センサ1の支持部材11は、基板と、その表面に形成されたシールド層(不図示)とを備える。基板の構成材料は特に限定されず、例えば、紙エポキシ基板、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板等が挙げられる。シールド層は、金属層であり、例えば、銅、アルミニウム、銀等から構成される。シールド層はパターンを有さず、ベタ塗りの金属層である。また、シールド層は、光反射性を有することが好ましいが、光反射性を有さなくてもよい。基板及びシールド層を備える支持部材11として、例えばプリント基板を用いることができる。また、後述する第三実施形態及び第四実施形態で例示するように、支持部材11の基板とZ電極体とが一体化された構成を採用する場合には、前記シールド層の代わりに、Z電極体の導電膜を形成することができる。
支持部材11の厚さは、その表面に設置される光源60や電極体を構造的に支持可能な厚さが好ましく、例えば、0.1〜10mm程度とすることができる。
支持部材11の形状は板状に限定されず、他の構成部材を支持できる形状であれば任意の形状を採用できる。
[Support member]
The support member 11 of the three-dimensional sensor 1 includes a substrate and a shield layer (not shown) formed on the surface thereof. The constituent material of a board | substrate is not specifically limited, For example, a paper epoxy board | substrate, a glass epoxy board | substrate, a paper phenol board | substrate etc. are mentioned. The shield layer is a metal layer and is made of, for example, copper, aluminum, silver, or the like. The shield layer has no pattern and is a solid metal layer. Moreover, although it is preferable that a shield layer has light reflectivity, it does not need to have light reflectivity. As the support member 11 including the substrate and the shield layer, for example, a printed circuit board can be used. Further, as exemplified in the third embodiment and the fourth embodiment to be described later, when adopting a configuration in which the substrate of the support member 11 and the Z electrode body are integrated, Z is used instead of the shield layer. A conductive film of an electrode body can be formed.
The thickness of the support member 11 is preferably a thickness that can structurally support the light source 60 and the electrode body installed on the surface thereof, and can be, for example, about 0.1 to 10 mm.
The shape of the support member 11 is not limited to a plate shape, and any shape can be adopted as long as the shape can support other constituent members.

[Z電極体]
Z電極体20は、Z方向の入力を検出する電極体であり、第三基材シート21と、その前面に形成されたパターン状の導電膜22と、第三基材シート21及び導電膜22の前面を被覆する絶縁膜23とを有する電極シートである。
[Z electrode body]
The Z electrode body 20 is an electrode body that detects an input in the Z direction. The third base sheet 21, the patterned conductive film 22 formed on the front surface thereof, the third base sheet 21 and the conductive film 22. It is an electrode sheet which has the insulating film 23 which coat | covers the front surface of this.

本明細書において、導電膜の「導電」とは、電気抵抗値が1MΩ未満、好ましくは0.1MΩ未満であることを意味し、絶縁膜の「絶縁」とは、電気抵抗値が1MΩ以上、好ましくは10MΩ以上であることを意味する。   In this specification, “conductive” of the conductive film means that the electric resistance value is less than 1 MΩ, preferably less than 0.1 MΩ, and “insulation” of the insulating film means that the electric resistance value is 1 MΩ or more, Preferably, it means 10 MΩ or more.

第三基材シート21の構成材料としては、例えば、プラスチックフィルム、ガラス板等が挙げられる。プラスチックフィルムを構成する樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、トリアセチルセルロース、環状ポリオレフィン、アクリル樹脂等を使用することができる。これらの中でも、耐熱性及び寸法安定性が高く、低コストであることから、ポリエチレンテレフタレート(PET)又はポリカーボネートが好ましい。
第三基材シート21の厚さとしては、例えば10〜100μmが挙げられる。
第三基材シート21は透明であってもよいし、不透明であってもよい。
As a constituent material of the 3rd base material sheet 21, a plastic film, a glass plate, etc. are mentioned, for example. As the resin constituting the plastic film, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyimide, triacetyl cellulose, cyclic polyolefin, acrylic resin, or the like can be used. Among these, polyethylene terephthalate (PET) or polycarbonate is preferable because of its high heat resistance and dimensional stability and low cost.
As thickness of the 3rd base material sheet 21, 10-100 micrometers is mentioned, for example.
The third base sheet 21 may be transparent or opaque.

導電膜22としては、例えば、金粒子、銀粒子、銅粒子、ニッケル粒子、アルミニウム粒子、クロム粒子、錫ドープ酸化インジウム等を含む導電性ペーストにより形成された膜;ポリチオフェン等の導電性高分子を含む膜;金や銀等の金属ナノワイヤーを含む膜;カーボンナノファイバー、カーボンナノバッド、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン等の導電性カーボン材料を含む膜;金、銀、錫ドープ酸化インジウム等の金属蒸着膜等が挙げられる。
導電膜22の表面には、プラズマ処理、紫外線照射処理、コロナ処理、エキシマ光処理等の各種表面処理が施されてもよい。導電膜22に表面処理が施されていると、絶縁膜23との密着性が向上し、接触抵抗が低くなる。
導電膜22の厚さとしては、例えば、0.01μm〜25μm程度が挙げられる。
Examples of the conductive film 22 include a film formed of a conductive paste containing gold particles, silver particles, copper particles, nickel particles, aluminum particles, chromium particles, tin-doped indium oxide, and the like; a conductive polymer such as polythiophene. Films containing metal nanowires such as gold and silver; Films containing conductive carbon materials such as carbon nanofibers, carbon nanobuds, carbon black, carbon nanotubes, graphene; Gold, silver, tin-doped indium oxide, etc. A metal vapor deposition film etc. are mentioned.
The surface of the conductive film 22 may be subjected to various surface treatments such as plasma treatment, ultraviolet irradiation treatment, corona treatment, and excimer light treatment. When the surface treatment is performed on the conductive film 22, the adhesion with the insulating film 23 is improved, and the contact resistance is lowered.
As thickness of the electrically conductive film 22, about 0.01 micrometer-25 micrometers are mentioned, for example.

導電膜22のパターン形状は、Z方向の入力を検知可能な公知のパターンが適用され、例えば、特許文献1に記載されたように、矩形又は線形の導電部が任意のピッチで配置されたパターンが挙げられる。
導電膜22のパターンで検出した信号を外部へ出力するための、引き回し配線、外部接続端子等の配線も、第三基材シート21上に形成されている。
As the pattern shape of the conductive film 22, a known pattern that can detect input in the Z direction is applied. For example, as described in Patent Document 1, a pattern in which rectangular or linear conductive portions are arranged at an arbitrary pitch is used. Is mentioned.
Wirings such as routing wirings and external connection terminals for outputting signals detected by the pattern of the conductive film 22 to the outside are also formed on the third base material sheet 21.

絶縁膜23は絶縁性樹脂からなる膜であり、接着層82及び易変形体30に対する密着性を向上させ、導電膜22や前記配線の酸化を防止し得る。
絶縁性樹脂としては、例えば、熱硬化型樹脂、可視光線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂が挙げられる。これらのうち、硬化時の熱収縮が小さい観点から、紫外線硬化型樹脂が好ましい。
絶縁膜23の厚さとしては、例えば0.5〜50μm程度が挙げられる。
The insulating film 23 is a film made of an insulating resin and can improve the adhesion to the adhesive layer 82 and the easily deformable body 30 and prevent the conductive film 22 and the wiring from being oxidized.
Examples of the insulating resin include a thermosetting resin, a visible light curable resin, an electron beam curable resin, and an ultraviolet curable resin. Of these, ultraviolet curable resins are preferred from the viewpoint of low thermal shrinkage during curing.
As thickness of the insulating film 23, about 0.5-50 micrometers is mentioned, for example.

[易変形体]
易変形体30は、カバープレート50の操作面Tの一部が支持部材11側へ押圧(圧縮)された際に弾性変形可能とされたシートであり、弾性体用基材シート31と、その前面に設けられたシート状の弾性体32とを備える。
[Easily deformable body]
The easily deformable body 30 is a sheet that can be elastically deformed when a part of the operation surface T of the cover plate 50 is pressed (compressed) to the support member 11 side. And a sheet-like elastic body 32 provided on the front surface.

弾性体用基材シート31としては、例えば、Z電極体20の第三基材シート21と同様のシートを適用することができる。弾性体用基材シート31と第三基材シート21とは、その材料及び厚さについて、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
弾性体用基材シート31の厚さとしては、例えば10〜100μmが挙げられる。
As the base material sheet 31 for elastic bodies, the sheet | seat similar to the 3rd base material sheet 21 of the Z electrode body 20 can be applied, for example. The base material sheet 31 for an elastic body and the third base material sheet 21 may be the same as or different from each other with respect to the material and thickness thereof.
As thickness of the base material sheet 31 for elastic bodies, 10-100 micrometers is mentioned, for example.

弾性体32は、弾性材料からなるシートであって、その表面に突起状の弾性スペーサ32aが多数設けられたものである。各弾性スペーサ32aは、その天面がXY電極体40側(前面側)に向くように設けられている。また、複数の弾性スペーサ32aは、弾性体32の前面の全体に均一に分散して配置されている。したがって、弾性体32の前面を平面視すると、弾性スペーサ32aの天面が一面に均一に分散したドット柄(水玉模様)が見える。
弾性スペーサ32aの天面の形状としては、例えば、円形、楕円形、矩形、その他の多角形等が挙げられる。
The elastic body 32 is a sheet made of an elastic material, and has a large number of protruding elastic spacers 32a on the surface thereof. Each elastic spacer 32a is provided such that its top surface faces the XY electrode body 40 side (front surface side). Further, the plurality of elastic spacers 32 a are arranged uniformly distributed over the entire front surface of the elastic body 32. Therefore, when the front surface of the elastic body 32 is viewed in plan, a dot pattern (polka dot pattern) in which the top surface of the elastic spacer 32a is uniformly distributed on one surface can be seen.
Examples of the shape of the top surface of the elastic spacer 32a include a circle, an ellipse, a rectangle, and other polygons.

弾性体32の厚みを1cmとして測定した際のショアA硬度は85以下であることが好ましい。上記ショアA硬度が85以下であれば、押圧された際に容易に弾性変形することができる。ただし、過度に軟らかいと、弾性変形後の回復が遅くなるため、上記のショアA硬度は10以上であることが好ましい。   The Shore A hardness when the thickness of the elastic body 32 is measured as 1 cm is preferably 85 or less. If the Shore A hardness is 85 or less, it can be easily elastically deformed when pressed. However, if it is excessively soft, recovery after elastic deformation is delayed, so the Shore A hardness is preferably 10 or more.

3次元センサ1において、カバープレート50の操作面Tが押圧されていない場合、XY電極体40とZ電極体20との間隔は、易変形体30及び導光シート70に支持されて、易変形体30及び導光シート70の厚さで離間するように保たれている。
一方、カバープレート50の操作面Tを支持部材11側へ押圧すると、押圧された箇所において、弾性体32、特に弾性スペーサ32aが押し潰されるように変形し、XY電極体40とZ電極体20との離間距離が、部分的に縮まる。これにより、Z方向の入力(位置変化)が、Z電極体20の静電容量の変化として検出される。
In the three-dimensional sensor 1, when the operation surface T of the cover plate 50 is not pressed, the distance between the XY electrode body 40 and the Z electrode body 20 is supported by the easily deformable body 30 and the light guide sheet 70 and easily deformed. The body 30 and the light guide sheet 70 are kept apart from each other in thickness.
On the other hand, when the operation surface T of the cover plate 50 is pressed toward the support member 11, the elastic body 32, particularly the elastic spacer 32 a is deformed so as to be crushed at the pressed position, and the XY electrode body 40 and the Z electrode body 20 are deformed. The separation distance from is partially reduced. Thereby, the input (position change) in the Z direction is detected as a change in the capacitance of the Z electrode body 20.

弾性体32を構成する弾性材料としては、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴム等の熱硬化性エラストマー;ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系又はフッ素系等の熱可塑性エラストマー;或いはそれらの複合物等などが挙げられる。弾性体32の構成材料としては、繰り返しの押圧に対する寸法変化が小さい、即ち圧縮永久歪が小さい、シリコーンゴムが好ましい。   Examples of the elastic material constituting the elastic body 32 include thermosetting elastomers such as urethane rubber, isoprene rubber, ethylene propylene rubber, natural rubber, ethylene propylene diene rubber, styrene butadiene rubber, and silicone rubber; urethane, ester, and styrene , Olefin-based, butadiene-based or fluorine-based thermoplastic elastomers; or composites thereof. As a constituent material of the elastic body 32, a silicone rubber having a small dimensional change with repeated pressing, that is, a small compression set is preferable.

弾性スペーサ32aの高さは30μm以上150μm以下であることが好ましく、40μm以上100μm以下であることがより好ましい。弾性スペーサ32aの高さが上記下限値以上であれば、カバープレート50の操作面Tの押圧時にXY電極体40がより撓みやすくなって充分な変位量を確保でき、前記上限値以下であれば、非押圧時の保持力が高められる。   The height of the elastic spacer 32a is preferably 30 μm or more and 150 μm or less, and more preferably 40 μm or more and 100 μm or less. If the height of the elastic spacer 32a is not less than the above lower limit value, the XY electrode body 40 can be more easily bent when the operation surface T of the cover plate 50 is pressed, and a sufficient amount of displacement can be secured. The holding power when not pressed is increased.

弾性体32の表面における複数の弾性スペーサ32aの配列としては、例えば、60度千鳥状、角千鳥状、並列状、格子状の配列が挙げられる。
隣接する弾性スペーサ同士のピッチは、0.1mm以上2.0mm以下であることが好ましく、0.1mm以上1.0mm以下であることがより好ましい。隣接する弾性スペーサ同士のピッチが上記下限値以上であれば、カバープレート50の操作面Tを押圧したときにXY電極体40をより容易に撓ませることができる。
Examples of the arrangement of the plurality of elastic spacers 32a on the surface of the elastic body 32 include a 60-degree zigzag pattern, a square zigzag pattern, a parallel pattern, and a grid pattern.
The pitch between the adjacent elastic spacers is preferably from 0.1 mm to 2.0 mm, and more preferably from 0.1 mm to 1.0 mm. If the pitch between adjacent elastic spacers is equal to or greater than the lower limit value, the XY electrode body 40 can be bent more easily when the operation surface T of the cover plate 50 is pressed.

[導光シート]
導光シート70は、シート状の透明材料からなる。本実施形態においては、シリコーンゴムからなる透明シートが導光シート70を構成している。
[Light guide sheet]
The light guide sheet 70 is made of a sheet-like transparent material. In the present embodiment, a transparent sheet made of silicone rubber constitutes the light guide sheet 70.

シリコーンゴム、シリコーン樹脂は、透明性が高く、屈折率が空気に近いために光の入射率及び出射効率が高いので、導光シート70の材料として特に好ましい。
その他の透明材料としては、例えば、透明プラスチック、ガラス、ウレタンゴムを使用することができる。透明プラスチックとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、トリアセチルセルロース、環状ポリオレフィン、アクリル樹脂等を使用することができる。これらの中でも、光学特性に優れることから、ポリカーボネート、アクリル樹脂又は環状ポリオレフィンが好ましい。
導光シート70は、易変形体32と同一の材料で形成されていても良いし、易変形体32と異なる材料であっても良い。同一の材料であると、導光シート70と易変形体32の界面における光の屈折差による光の減衰を低下できる。また、部材費も安価になる。
Silicone rubber and silicone resin are particularly preferable as the material of the light guide sheet 70 because they have high transparency and a refractive index close to that of air, and thus have high light incidence and emission efficiency.
As other transparent materials, for example, transparent plastic, glass, urethane rubber can be used. As the transparent plastic, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyimide, triacetyl cellulose, cyclic polyolefin, acrylic resin and the like can be used. Among these, polycarbonate, acrylic resin, or cyclic polyolefin is preferable because of excellent optical characteristics.
The light guide sheet 70 may be formed of the same material as the easily deformable body 32, or may be a material different from the easily deformable body 32. When the same material is used, attenuation of light due to light refraction difference at the interface between the light guide sheet 70 and the easily deformable body 32 can be reduced. Also, the member cost is reduced.

導光シート70の厚さは、出射する光量を高める観点から厚いほど好ましいが、Z方向に入力される押圧力を易変形体30に伝達する観点から薄いほど好ましい。これらの相反する条件を考慮して、導光シート70の厚さは、例えば、10μm以上1000μm以下が好ましく、100μm以上500μm以下がより好ましく、200μm以上400μm以下がさらに好ましい。   The thickness of the light guide sheet 70 is preferably as thick as possible from the viewpoint of increasing the amount of light emitted, but is preferably as thin as possible to transmit the pressing force input in the Z direction to the easily deformable body 30. Considering these conflicting conditions, the thickness of the light guide sheet 70 is preferably, for example, 10 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 100 μm or more and 500 μm or less, and further preferably 200 μm or more and 400 μm or less.

導光シート70の裏面には、光を散乱させる塗料を用いてスクリーン印刷で形成された、ドット状の散乱透過模様と、その模様の上に、クリア層(透明層)及び白ベタ層(白色塗料のベタ塗り層)とが順に重ねられていても良い。
導光シート70の裏面には、易変形体30の弾性スペーサ32aが密着される以外の箇所において、クリア層(透明層)及び白ベタ層(白色塗料のベタ塗り層)が順に重ねられていても良い。この場合、導光シート70の裏面に密着された弾性スペーサ32aは、その裏面において光を散乱する模様として機能し得る。
On the back surface of the light guide sheet 70, a dot-like scattered transmission pattern formed by screen printing using a paint that scatters light, and a clear layer (transparent layer) and a white solid layer (white color) on the pattern And a solid coating layer of paint) may be sequentially stacked.
On the back surface of the light guide sheet 70, a clear layer (transparent layer) and a white solid layer (solid coating layer of white paint) are sequentially stacked at a place other than the elastic spacer 32a of the easily deformable body 30 being in close contact. Also good. In this case, the elastic spacer 32a in close contact with the back surface of the light guide sheet 70 can function as a pattern that scatters light on the back surface.

図3は、図2の3次元センサ1から、カバープレート50及びXY電極40を取り除いた、導光シート70の平面図である。導光シート70はカバープレート50の裏面全体に重なるように配置されている。導光シート70の光誘導部70aは、導光シート70の中央付近の本体70cに対して、光源60側に延設された端部である。導光シート70の光誘導部70aは、光源60と本体70cの間だけでなく、Y方向に配列された複数の光源60同士の間にも配置されて、各光源60の3方向を囲んでいる。この配置により、光誘導部70aの側面70bは、各光源60の3方向を囲んで、各光源60の光出射部に対向して配置されている。   FIG. 3 is a plan view of the light guide sheet 70 with the cover plate 50 and the XY electrodes 40 removed from the three-dimensional sensor 1 of FIG. The light guide sheet 70 is disposed so as to overlap the entire back surface of the cover plate 50. The light guiding portion 70 a of the light guide sheet 70 is an end portion that extends toward the light source 60 with respect to the main body 70 c near the center of the light guide sheet 70. The light guiding portion 70a of the light guide sheet 70 is disposed not only between the light source 60 and the main body 70c but also between the plurality of light sources 60 arranged in the Y direction, and surrounds the three directions of each light source 60. Yes. With this arrangement, the side surface 70 b of the light guiding portion 70 a is disposed so as to face the light emitting portion of each light source 60 so as to surround the three directions of each light source 60.

[XY電極体]
XY電極体40は、X方向及びY方向の入力を検出する際に使用される電極体であり、易変形体30よりも前面側に設けられている。本実施形態のXY電極体40は、第一電極シート40xと第二電極シート40yとが積層された電極シート積層体である。
[XY electrode body]
The XY electrode body 40 is an electrode body used when detecting inputs in the X direction and the Y direction, and is provided on the front side of the easily deformable body 30. The XY electrode body 40 of this embodiment is an electrode sheet laminate in which a first electrode sheet 40x and a second electrode sheet 40y are laminated.

第一電極シート40xは、第一基材シート41と、その前面に形成されたパターン状の導電膜42と、第一基材シート41及び導電膜42の前面を被覆する絶縁膜43とを有する。
第一基材シート41としては、可撓性を有する透明シートであれば特に限定されず、例えば、Z電極体20の第三基材シート21として例示したシートと同様のものが挙げられる。
導電膜42の構成材料としては、例えば、導電膜22と同様の材料が挙げられる。XY電極体40の光透過性を高める観点から、導電膜42は、ITO、ZnO等の金属酸化物からなる公知の透明導電膜であることが好ましい。また、透明導電膜の電気抵抗を低減する目的で、透明導電膜に接して極細の金属細線をメッシュ状に配置した複合型の導電膜も好ましい。また、XY電極体40の可撓性を高める観点から、導電膜42は、例えばポリチオフェン系等の導電性ポリマーが好ましい。
絶縁膜43としては、可撓性を有する透明膜であれば特に限定されず、例えば、絶縁膜23と同様の材料が挙げられる。
第一電極シート40xの厚さとしては、例えば、10μm〜100μmが挙げられる。
The first electrode sheet 40x includes a first substrate sheet 41, a patterned conductive film 42 formed on the front surface thereof, and an insulating film 43 covering the first substrate sheet 41 and the front surface of the conductive film 42. .
The first base sheet 41 is not particularly limited as long as it is a transparent sheet having flexibility, and examples thereof include the same sheet as the third base sheet 21 of the Z electrode body 20.
As a constituent material of the conductive film 42, for example, the same material as that of the conductive film 22 can be given. From the viewpoint of increasing the light transmittance of the XY electrode body 40, the conductive film 42 is preferably a known transparent conductive film made of a metal oxide such as ITO or ZnO. In addition, for the purpose of reducing the electrical resistance of the transparent conductive film, a composite conductive film in which ultrafine metal wires are arranged in a mesh shape in contact with the transparent conductive film is also preferable. Further, from the viewpoint of increasing the flexibility of the XY electrode body 40, the conductive film 42 is preferably a conductive polymer such as polythiophene.
The insulating film 43 is not particularly limited as long as it is a transparent film having flexibility. For example, the same material as that of the insulating film 23 can be used.
As thickness of the 1st electrode sheet 40x, 10 micrometers-100 micrometers are mentioned, for example.

導電膜42のパターン形状は、X方向の入力を検知可能な公知のパターンが適用され、例えば、特許文献1に記載されたように、矩形又は線形の導電部が任意のピッチで配置されたパターンが挙げられる。
導電膜42のパターンとともに、そのパターンで検出した信号を外部へ出力するための、引き回し配線、外部接続端子等の配線も、第一基材シート41上に形成されている。
The pattern shape of the conductive film 42 is a known pattern that can detect input in the X direction. For example, as described in Patent Document 1, a pattern in which rectangular or linear conductive portions are arranged at an arbitrary pitch is used. Is mentioned.
Along with the pattern of the conductive film 42, wiring such as routing wiring and external connection terminals for outputting a signal detected in the pattern to the outside is also formed on the first base sheet 41.

導電膜42及び前記配線の構成材料が不透明である場合、第一基材シート41を平面視したとき、第一基材シート41の総面積Sに対する、導電膜42のパターン及び前記配線の合計面積Uの占有率(U÷S×100)は0%に近いほど、第一電極シート40xの光透過性が高まる。したがって、その光透過性だけを考慮すれば、前記占有率は0%近くになるように設計することが好ましく、例えば1〜2%が下限値として挙げられる。一方、前記占有率の上限値は、90〜98%程度である。前記占有率が高い場合であっても、光源60からの光量が多ければ、XY電極体40を透過してカバープレート50まで光が到達し得る。ここで、第一基材シート41の光透過性と検出感度との両立を勘案すると、前記占有率は、20〜80%が好ましく、30〜70%がより好ましく、40〜60%がさらに好ましい。
また、導電膜42のパターンは第一基材シート41の全面にほぼ均一に配置されていることが好ましい。均一な配置であると、カバープレート50を平面視したときに、カバープレート50に到達する光の量が、操作面Tの領域ごとに大きく異なることを防止できる。
When the constituent material of the conductive film 42 and the wiring is opaque, the pattern of the conductive film 42 and the total area of the wiring with respect to the total area S of the first base sheet 41 when the first base sheet 41 is viewed in plan The closer the U occupancy (U ÷ S × 100) is to 0%, the higher the light transmittance of the first electrode sheet 40x. Therefore, considering only the light transmittance, it is preferable to design the occupation ratio to be close to 0%, and for example, 1 to 2% is given as the lower limit value. On the other hand, the upper limit of the occupation rate is about 90 to 98%. Even when the occupation ratio is high, if the amount of light from the light source 60 is large, light can pass through the XY electrode body 40 and reach the cover plate 50. Here, considering the compatibility between the light transmittance and the detection sensitivity of the first base sheet 41, the occupancy is preferably 20 to 80%, more preferably 30 to 70%, and further preferably 40 to 60%. .
In addition, the pattern of the conductive film 42 is preferably disposed almost uniformly on the entire surface of the first base sheet 41. With the uniform arrangement, it is possible to prevent the amount of light reaching the cover plate 50 from greatly differing for each region of the operation surface T when the cover plate 50 is viewed in plan.

第二電極シート40yは、第二基材シート45と、その前面に形成されたパターン状の導電膜46と、第二基材シート45及び導電膜46の表面を被覆する絶縁膜47とを有する。
第二基材シート45、導電膜46及び絶縁膜47の説明は、第一電極シート40xの第一基材シート41、導電膜42及び絶縁膜43の説明と同様であるので、省略する。
The second electrode sheet 40y includes a second substrate sheet 45, a patterned conductive film 46 formed on the front surface thereof, and an insulating film 47 that covers the surfaces of the second substrate sheet 45 and the conductive film 46. .
The description of the second base sheet 45, the conductive film 46, and the insulating film 47 is the same as the description of the first base sheet 41, the conductive film 42, and the insulating film 43 of the first electrode sheet 40x, and will be omitted.

XY電極体40を構成する第一電極シート40xと第二電極シート40yとは、それぞれがX方向の入力及びY方向の入力のいずれか一方を分担して検知する構成であってもよいし、両方の電極シート40x,40yが協働して、X方向の入力及びY方向の入力の両方を検知する構成(例えば、一方が送信型、他方が受信型)であってもよい。   The first electrode sheet 40x and the second electrode sheet 40y constituting the XY electrode body 40 may each be configured to share and detect either the input in the X direction or the input in the Y direction, Both electrode sheets 40x and 40y may cooperate to detect both the input in the X direction and the input in the Y direction (for example, one is a transmission type and the other is a reception type).

[接着層]
3次元センサ1を構成する各層、各シート同士を接着する接着層81,82,83,84として、公知の硬化型接着剤(接着前は液状の接着剤)又は粘着剤(接着前はゲル状の感圧性接着剤)を用いた接着層が適用される。また、接着層は、基材層の両面に接着剤又は粘着剤が配置された基材型接着層であってもよい。基材型接着層としては、例えば公知の両面テープが挙げられる。
前記接着剤、粘着剤としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。前記硬化型接着剤は硬化時に揮発する溶剤を含む溶剤型であってもよいし、ホットメルト型であってもよい。
[Adhesive layer]
As each of the layers constituting the three-dimensional sensor 1 and the adhesive layers 81, 82, 83, 84 for adhering the sheets, a known curable adhesive (a liquid adhesive before adhesion) or an adhesive (a gel before adhesion) An adhesive layer using a pressure sensitive adhesive) is applied. Further, the adhesive layer may be a base material type adhesive layer in which an adhesive or a pressure-sensitive adhesive is disposed on both surfaces of the base material layer. As a base material type adhesive layer, a well-known double-sided tape is mentioned, for example.
Examples of the adhesive and pressure-sensitive adhesive include acrylic resin, urethane resin, and ethylene / vinyl acetate copolymer. The curable adhesive may be a solvent type containing a solvent that volatilizes during curing, or may be a hot melt type.

接着層の光透過性について次に説明する。導光シート70とカバープレート50の間に配置される接着層83,84は、透明であることが好ましい。一方、導光シート70と支持部材11の間に配置される接着層81,82は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。接着層の光透過性は、主に接着層を構成する接着剤の種類と、接着層の厚さによって影響される。
各接着層の個々の厚みとしては、例えば1μm〜75μmが挙げられる。前記硬化型接着剤を用いた接着層の厚みは、1μm〜20μmが好ましい。前記粘着剤を用いた接着層の厚みは、10μm〜75μmが好ましい。
Next, the light transmittance of the adhesive layer will be described. The adhesive layers 83 and 84 disposed between the light guide sheet 70 and the cover plate 50 are preferably transparent. On the other hand, the adhesive layers 81 and 82 disposed between the light guide sheet 70 and the support member 11 may be transparent or opaque. The light transmittance of the adhesive layer is mainly affected by the type of adhesive constituting the adhesive layer and the thickness of the adhesive layer.
As individual thickness of each contact bonding layer, 1 micrometer-75 micrometers are mentioned, for example. The thickness of the adhesive layer using the curable adhesive is preferably 1 μm to 20 μm. As for the thickness of the contact bonding layer using the said adhesive, 10 micrometers-75 micrometers are preferable.

[カバープレート]
カバープレート50は、XY電極体40の導光シート70とは反対側に備えられている。カバープレート50には、その厚さ方向に光を透過させる透明な透光部51と、光の一部又は全部を遮る不透明な遮光部52とが形成されている。導光シート70の前面から放射され、XY電極体40を透過した光の少なくとも一部は、透光部51を透過して外部へ出射される。
[Cover plate]
The cover plate 50 is provided on the opposite side of the light guide sheet 70 of the XY electrode body 40. The cover plate 50 is formed with a transparent light-transmitting part 51 that transmits light in the thickness direction and an opaque light-shielding part 52 that blocks part or all of the light. At least a part of the light emitted from the front surface of the light guide sheet 70 and transmitted through the XY electrode body 40 is transmitted through the light transmitting portion 51 and emitted to the outside.

本明細書において、「透明」とは、JIS K7105に従って測定した光線透過率が50%以上のことを意味する。また、「不透明」とは、上記光線透過率が50%未満のことを意味する。   In this specification, “transparent” means that the light transmittance measured according to JIS K7105 is 50% or more. “Opaque” means that the light transmittance is less than 50%.

透光部51及び遮光部52は、操作面Tに任意の図柄又は文字が形成されるように形成されている。図2の例では、操作面Tにおいて、操作領域を囲む四角形と、その中央を示す十字とが、透光部51によって描かれ、遮光部52を背景として抜き文字として現れている。   The light transmitting part 51 and the light shielding part 52 are formed so that arbitrary symbols or characters are formed on the operation surface T. In the example of FIG. 2, on the operation surface T, a quadrangle surrounding the operation area and a cross indicating the center are drawn by the translucent part 51, and appear as extracted characters with the light-shielding part 52 as the background.

カバープレート50は、光拡散層53と、光拡散層53の前面側に設けられた遮光層54と、遮光層54の前面側に設けられた透明層55と、を備える。
カバープレート50の厚さとしては、例えば50μm〜500μmが挙げられる。
The cover plate 50 includes a light diffusion layer 53, a light shielding layer 54 provided on the front side of the light diffusion layer 53, and a transparent layer 55 provided on the front side of the light shielding layer 54.
Examples of the thickness of the cover plate 50 include 50 μm to 500 μm.

光拡散層53は、裏面側に配置された導光シート70から入射した光を拡散させて前面側へ出射させる。光拡散層53を備えていると、操作面Tにおける透光部51の輝度を均一化することができる。光拡散層53を構成する透明材料は、透明な樹脂でもよいし、ガラスでもよい。透明材料を用いた光拡散層53としては、例えば、光を拡散する微細な凹凸が少なくとも一方の面に形成された透明層や、光拡散性粒子を含む透明層等が挙げられる。
なお、別の実施形態として、カバープレート50に光拡散層53を設けず、第二電極シート40yに設けられた絶縁膜47に、光を拡散する構成(光拡散性の凹凸や粒子)を付与して、絶縁膜47を光拡散膜として機能させてもよい。
The light diffusion layer 53 diffuses the light incident from the light guide sheet 70 disposed on the back side and emits it to the front side. When the light diffusion layer 53 is provided, the luminance of the light transmitting portion 51 on the operation surface T can be made uniform. The transparent material constituting the light diffusion layer 53 may be a transparent resin or glass. Examples of the light diffusing layer 53 using a transparent material include a transparent layer in which fine irregularities for diffusing light are formed on at least one surface, a transparent layer containing light diffusing particles, and the like.
As another embodiment, the light diffusing layer 53 is not provided on the cover plate 50, and a structure (light diffusing irregularities and particles) for diffusing light is imparted to the insulating film 47 provided on the second electrode sheet 40y. Then, the insulating film 47 may function as a light diffusion film.

遮光層54は、光拡散層53の前面に配置され、遮光部52を形成している。遮光層54の配置パターン、すなわち透光部51及び遮光部52の配置パターンは、操作面Tに表す図柄や文字に応じて適宜設定される。
遮光層54は、印刷層でもよいし、着色された又は打ち抜きされた樹脂層あってもよい。ここで、本明細書における「印刷」には、顔料や色素を含む塗膜だけでなく、不連続蒸着膜も含まれる。
なお、別の実施形態として、遮光層54は、透明層55の前面又は光拡散層53の裏面に配置されていてもよい。
The light shielding layer 54 is disposed on the front surface of the light diffusion layer 53 and forms a light shielding portion 52. The arrangement pattern of the light shielding layer 54, that is, the arrangement pattern of the light transmitting portion 51 and the light shielding portion 52 is appropriately set according to the design and characters represented on the operation surface T.
The light shielding layer 54 may be a printed layer or a colored or stamped resin layer. Here, “printing” in the present specification includes not only a coating film containing pigments and dyes but also a discontinuous vapor deposition film.
As another embodiment, the light shielding layer 54 may be disposed on the front surface of the transparent layer 55 or the back surface of the light diffusion layer 53.

透明層55の構成材料としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、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等が挙げられる。   Examples of the constituent material of the transparent layer 55 include polycarbonate, acrylic resin, ABS resin, polystyrene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate.

上記の構成に代えて、操作面Tの全面から光を出射する場合には、カバープレート50に、遮光層54を設ける必要はなく、光拡散層53だけが備えられている構成でもよいし、光拡散層53及びその前面の透明層55が備えられた構成であってもよい。   In the case of emitting light from the entire operation surface T instead of the above configuration, the cover plate 50 does not need to be provided with the light shielding layer 54, and may be configured to include only the light diffusion layer 53, The light diffusing layer 53 and the transparent layer 55 on the front surface thereof may be provided.

《第二実施形態》
図4に、本発明の第二実施形態の3次元センサ2の断面の分解図を示す。第一実施形態の3次元センサ1と同じ部材には同じ符号を付けて、その説明を省略する。
本実施形態における導光シート70は、XY電極体40とZ電極体20の間において、易変形体30とZ電極体20の間に備えられている。
また、第一実施形態の易変形体30の弾性体用基材シート31が除かれ、その機能を導光シート70が代替している。
導光シート70は、易変形体32と同一の材料で形成されていても良いし、易変形体32と異なる材料であっても良い。同一の材料であると、導光シート70と易変形体32の界面における光の屈折差による光の減衰を低下できる。また、部材費も安価になる。
<< Second Embodiment >>
In FIG. 4, the exploded view of the cross section of the three-dimensional sensor 2 of 2nd embodiment of this invention is shown. The same members as those of the three-dimensional sensor 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The light guide sheet 70 in this embodiment is provided between the easily deformable body 30 and the Z electrode body 20 between the XY electrode body 40 and the Z electrode body 20.
Moreover, the base material sheet 31 for elastic bodies of the easily deformable body 30 of the first embodiment is removed, and the light guide sheet 70 substitutes for the function.
The light guide sheet 70 may be formed of the same material as the easily deformable body 32, or may be a material different from the easily deformable body 32. When the same material is used, attenuation of light due to light refraction difference at the interface between the light guide sheet 70 and the easily deformable body 32 can be reduced. Also, the member cost is reduced.

易変形体30とXY電極体40とは、シリコーンゴムシート33を介して貼り合わされている。
なお、シリコーンゴムシート33に代えて、接着層を介して弾性体32とXY電極体40とを接着してもよいし、シリコーンゴム以外の材料からなるシート部材を用いても構わない。
The easily deformable body 30 and the XY electrode body 40 are bonded together via a silicone rubber sheet 33.
Instead of the silicone rubber sheet 33, the elastic body 32 and the XY electrode body 40 may be bonded via an adhesive layer, or a sheet member made of a material other than silicone rubber may be used.

《第三実施形態》
図5に、本発明の第三実施形態の3次元センサ3の断面の分解図を示す。第一実施形態の3次元センサ1と同じ部材には同じ符号を付けて、その説明を省略する。
本実施形態における導光シート70は、第一実施形態と同様に、XY電極体40とZ電極体(不図示)の間において、XY電極体40と易変形体30の間に備えられている。
第一実施形態との相違点は、本実施形態における支持部材11は、Z電極体と一体化した基板を有している点である。つまり、本実施形態のZ電極体の導電膜(不図示)は、支持部材11を構成するプリント基板に形成されている。
本実施形態の3次元センサ3においては、Z電極体が支持部材11と一体化しているため、Z電極体の厚み分だけ薄くなり、センサ装置が薄型化されている。さらに、導光シート70の積層された位置(高さ)が支持部材11の前面11aに近くなっており、導光シート70の光誘導部70aの湾曲の程度が少なくなっている。
<< Third embodiment >>
In FIG. 5, the exploded view of the cross section of the three-dimensional sensor 3 of 3rd embodiment of this invention is shown. The same members as those of the three-dimensional sensor 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The light guide sheet 70 in this embodiment is provided between the XY electrode body 40 and the easily deformable body 30 between the XY electrode body 40 and the Z electrode body (not shown), as in the first embodiment. .
The difference from the first embodiment is that the support member 11 in this embodiment has a substrate integrated with the Z electrode body. That is, the conductive film (not shown) of the Z electrode body of the present embodiment is formed on the printed board that constitutes the support member 11.
In the three-dimensional sensor 3 of the present embodiment, since the Z electrode body is integrated with the support member 11, the sensor device is thinned by the thickness of the Z electrode body. Further, the position (height) at which the light guide sheet 70 is stacked is close to the front surface 11a of the support member 11, and the degree of bending of the light guiding portion 70a of the light guide sheet 70 is reduced.

《第四実施形態》
図6に、本発明の第四実施形態の3次元センサ4の断面の分解図を示す。第二実施形態の3次元センサ2と同じ部材には同じ符号を付けて、その説明を省略する。
本実施形態における導光シート70は、第二実施形態と同様に、XY電極体40とZ電極体(不図示)の間において、易変形体30とZ電極体の間に備えられている。
第二実施形態との相違点は、本実施形態における支持部材11は、Z電極体と一体化した基板を有している点である。つまり、本実施形態のZ電極体の導電膜(不図示)は、支持部材11を構成するプリント基板に形成されている。
本実施形態の3次元センサ4においては、Z電極体が支持部材11と一体化しているため、Z電極体の厚み分だけ薄くなり、センサ装置が薄型化されている。さらに、導光シート70の積層された配置(高さ)が支持部材11の前面11aに近くなっており、導光シート70の光誘導部70aの湾曲の程度が少なく(第三実施形態と比べても少なく)なっている。
<< 4th embodiment >>
FIG. 6 shows an exploded view of a cross section of the three-dimensional sensor 4 of the fourth embodiment of the present invention. The same members as those of the three-dimensional sensor 2 of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The light guide sheet 70 in this embodiment is provided between the easily deformable body 30 and the Z electrode body between the XY electrode body 40 and the Z electrode body (not shown), as in the second embodiment.
The difference from the second embodiment is that the support member 11 in this embodiment has a substrate integrated with the Z electrode body. That is, the conductive film (not shown) of the Z electrode body of the present embodiment is formed on the printed board that constitutes the support member 11.
In the three-dimensional sensor 4 of the present embodiment, since the Z electrode body is integrated with the support member 11, the sensor apparatus is thinned by the thickness of the Z electrode body. Further, the arrangement (height) of the light guide sheets 70 is close to the front surface 11a of the support member 11, and the degree of bending of the light guiding portion 70a of the light guide sheet 70 is small (compared to the third embodiment). (It is less).

《3次元センサの製造方法》
第一〜第四実施形態の3次元センサの製造方法としては、公知の積層シートの製造方法、公知の導電膜の成膜方法、公知の静電容量式3次元センサの製造方法等が適用可能であり、例えば、特許文献1に記載された3次元センサの製造方法が挙げられる。
具体例として、XY電極体の作製工程と、Z電極体の作製工程と、易変形体の作製工程と、導光シートの作製工程と、カバープレートの作製工程と、接合工程と、を有する製造方法が挙げられる。以下、各工程の一例について、第一実施形態の3次元センサ1を製造する場合を説明する。
<< Method for manufacturing a three-dimensional sensor >>
As a manufacturing method of the three-dimensional sensor of the first to fourth embodiments, a known laminated sheet manufacturing method, a known conductive film forming method, a known capacitance type three-dimensional sensor manufacturing method, etc. can be applied. For example, the manufacturing method of the three-dimensional sensor described in patent document 1 is mentioned.
As a specific example, a manufacturing process including an XY electrode body manufacturing process, a Z electrode body manufacturing process, an easily deformable body manufacturing process, a light guide sheet manufacturing process, a cover plate manufacturing process, and a joining process. A method is mentioned. Hereinafter, the case where the three-dimensional sensor 1 of 1st embodiment is manufactured is demonstrated about an example of each process.

[XY電極体の作製工程]
本工程では、第一電極シート40xと第二電極シート40yを作製する。
第一基材シート41の前面に、導電膜42を構成する透明導電膜と金属細線と引き回し配線と外部接続用端子とを形成し、これらの上に絶縁膜43を形成することにより、第一電極シート40xを得る。
より詳しくは、第一基材シート41の前面の少なくとも一部に、透明導電膜を形成する。透明導電膜の形成方法としては、各種コーター(例えばバーコーター等)を用いた塗工法、各種印刷機(例えばグラビア印刷機等)を用いた印刷法のいずれであってもよい。透明導電膜のパターニング方法としては、例えば、フォトリソグラフィ等のウェットエッチング、レーザ又はプラズマを用いたドライエッチング等が挙げられる。前記透明導電膜は、パターンを有するものでもよいし、パターンのないものでもよい。
次いで、その透明導電膜の表面に、金属粒子を含むインクを印刷する方法、金属箔又は金属蒸着膜をパターニングする方法等によって、金属細線を形成する。さらに、金属細線の形成方法と同様の方法により引き回し配線を形成する。続いて、引き回し配線の端部に導電性ペーストをスクリーン印刷した後、硬化させて、外部接続用端子を形成する。その後、第一基材シート41及び導電膜42を覆うように、スクリーン印刷、インクジェット印刷等の各種印刷方法によって、絶縁膜43を形成し、第一電極シート40xを得る。第二電極シート40yも、上記の第一電極シート40xと同様に作製する。
得られた第一電極シート40xと第二電極シート40yを、前記硬化型接着剤からなる接着層83を介して接着する。
[XY electrode body manufacturing process]
In this step, the first electrode sheet 40x and the second electrode sheet 40y are produced.
By forming the transparent conductive film constituting the conductive film 42, the fine metal wire, the lead-out wiring, and the external connection terminal on the front surface of the first base sheet 41, and forming the insulating film 43 thereon, the first An electrode sheet 40x is obtained.
More specifically, a transparent conductive film is formed on at least a part of the front surface of the first base sheet 41. As a method for forming the transparent conductive film, any of a coating method using various coaters (for example, a bar coater) and a printing method using various printing machines (for example, a gravure printer) may be used. Examples of the method for patterning the transparent conductive film include wet etching such as photolithography, dry etching using laser or plasma, and the like. The transparent conductive film may have a pattern or may have no pattern.
Next, a thin metal wire is formed on the surface of the transparent conductive film by a method of printing ink containing metal particles, a method of patterning a metal foil or a metal vapor-deposited film, or the like. Further, the lead wiring is formed by a method similar to the method for forming the fine metal wire. Subsequently, a conductive paste is screen-printed on the end portion of the routing wiring and then cured to form an external connection terminal. Thereafter, the insulating film 43 is formed by various printing methods such as screen printing and ink jet printing so as to cover the first base sheet 41 and the conductive film 42 to obtain the first electrode sheet 40x. The second electrode sheet 40y is also produced in the same manner as the first electrode sheet 40x.
The obtained first electrode sheet 40x and second electrode sheet 40y are bonded via an adhesive layer 83 made of the curable adhesive.

[Z電極体の作製工程]
第三基材シート21の前面に、導電膜22を構成する透明導電膜と、金属細線と引き回し配線と外部接続用端子とを形成し、これらの上に絶縁膜23を形成することにより、Z電極体20を得る。具体的には、第一電極シート40xと同様に作製する。
また、Z電極体20は導光シート70よりも支持部材11側にあるので、不透明な金属電極によって導電膜22を形成しても良い。
[Production process of Z electrode body]
By forming a transparent conductive film constituting the conductive film 22, a thin metal wire, a lead-out wiring, and an external connection terminal on the front surface of the third base sheet 21, and forming an insulating film 23 thereon, Z An electrode body 20 is obtained. Specifically, it is produced in the same manner as the first electrode sheet 40x.
In addition, since the Z electrode body 20 is closer to the support member 11 than the light guide sheet 70, the conductive film 22 may be formed of an opaque metal electrode.

[易変形体の作製工程]
本工程では、シート状の弾性体32を作製し、弾性体32を弾性体用基材シート31に貼合して易変形体30を得る。具体的には、例えば、円柱状の弾性スペーサ32aが一方の面に多数設けられたシート状の弾性体32を作製可能な射出成形用金型を用い、弾性体用基材シート31を金型の内部に配置して、熱硬化性の液状シリコーンを射出成形する方法が挙げられる。この方法によれば、シリコーンゴムからなる弾性体32を成形及び硬化すると同時に、その裏面に弾性体用基材シート31を貼合することができる。
[Manufacturing process of easily deformable body]
In this step, a sheet-like elastic body 32 is produced, and the elastic body 32 is bonded to the elastic base material sheet 31 to obtain the easily deformable body 30. Specifically, for example, an injection mold that can produce a sheet-like elastic body 32 in which a large number of columnar elastic spacers 32a are provided on one surface is used, and the elastic base material sheet 31 is formed as a mold. And a method of injection molding thermosetting liquid silicone. According to this method, the elastic body 32 made of silicone rubber can be molded and cured, and at the same time, the elastic body substrate sheet 31 can be bonded to the back surface thereof.

[導光シートの作製工程]
本工程では、導光シート70を構成する透明シートとして、導光性に優れるシリコーンゴムシートを用いる。この前面には処理を施さず、裏面に、光を散乱させる塗料を用い、散乱透過模様をスクリーン印刷によって形成し、さらに、クリア層(透明層)、白ベタ層を印刷し、導光シート70を得る。この導光シート70内を伝搬する光は、裏面で散乱及び反射し、前面の全体から出射する。
[Production process of light guide sheet]
In this step, a silicone rubber sheet having excellent light guiding properties is used as the transparent sheet constituting the light guiding sheet 70. The front surface is not treated, the back surface is coated with a light scattering paint, a scattered transmission pattern is formed by screen printing, and a clear layer (transparent layer) and a white solid layer are printed. Get. The light propagating in the light guide sheet 70 is scattered and reflected on the back surface and emitted from the entire front surface.

[カバープレートの作製工程]
本工程では、光拡散層53として、透明樹脂に光を散乱させる微粒子を含有させた透明シートを用いる。また、透明層55を構成する透明シートの裏面に、公知の印刷方法によって、透光部51及び遮光部52を構成する塗料を印刷し、遮光層54を形成する。得られた遮光層54の裏面に、光拡散層53の前面を熱融着、接着剤等の公知方法により接着して、カバープレート50を得る。
[Cover plate manufacturing process]
In this step, a transparent sheet containing fine particles that scatter light in a transparent resin is used as the light diffusion layer 53. In addition, the light shielding layer 54 is formed on the back surface of the transparent sheet constituting the transparent layer 55 by printing the paint constituting the light transmitting portion 51 and the light shielding portion 52 by a known printing method. The cover plate 50 is obtained by bonding the front surface of the light diffusion layer 53 to the back surface of the obtained light shielding layer 54 by a known method such as heat fusion or adhesive.

[接合工程]
本工程では、支持部材11の前面11aに、前記粘着剤を用いた両面テープからなる接着層81を介してZ電極体20の第三基材シート21の裏面を接着する。次いで、Z電極体20の絶縁膜23の前面に、前記粘着剤からなる接着層82を介して易変形体30の弾性体用基材シート31の裏面を接着する。次いで、易変形体30の複数の弾性スペーサ32aの天面に、表面がプラズマ処理されたシリコーンゴムシートからなる導光シート70の裏面を載置し、さらにその前面に、XY電極体40の第一基材シート41の裏面を載置して、易変形体30、導光シート70及びXY電極体40を互いに密着させる。続いて、XY電極体40の絶縁膜47の前面に、粘着剤が基材層の両面に配された両面テープからなる接着層84を介して、カバープレート50の光拡散層53の裏面を接着する。
[Joint process]
In this step, the back surface of the third substrate sheet 21 of the Z electrode body 20 is bonded to the front surface 11a of the support member 11 via an adhesive layer 81 made of a double-sided tape using the pressure-sensitive adhesive. Next, the back surface of the elastic material base sheet 31 of the easily deformable body 30 is bonded to the front surface of the insulating film 23 of the Z electrode body 20 through the adhesive layer 82 made of the pressure-sensitive adhesive. Next, the back surface of the light guide sheet 70 made of a silicone rubber sheet whose surface is plasma-treated is placed on the top surface of the plurality of elastic spacers 32a of the easily deformable body 30, and the second surface of the XY electrode body 40 is further placed on the front surface. The back surface of the base material sheet 41 is placed, and the easily deformable body 30, the light guide sheet 70, and the XY electrode body 40 are brought into close contact with each other. Subsequently, the back surface of the light diffusion layer 53 of the cover plate 50 is bonded to the front surface of the insulating film 47 of the XY electrode body 40 via an adhesive layer 84 made of a double-sided tape in which an adhesive is disposed on both surfaces of the base material layer. To do.

次に、支持部材11の前面11aに光源60を公知方法により設置し、光源60の光出射部が、上記の接着により既に設置された導光シート70の側面70bに対向するように配置する。これにより、光源60からの光が側面70bから導光シート70内に入射可能とされる。
以上の工程により、第一実施形態の3次元センサ1が得られる。その他の実施形態についても、同様に、各層を公知方法により接合することによって作製することができる。
なお、各部材の接着、設置順序は上記に限定されず、任意の順序で行うことができる。
Next, the light source 60 is installed on the front surface 11a of the support member 11 by a known method, and the light emitting portion of the light source 60 is disposed so as to face the side surface 70b of the light guide sheet 70 already installed by the above-described adhesion. Thereby, the light from the light source 60 can enter the light guide sheet 70 from the side surface 70b.
The three-dimensional sensor 1 of the first embodiment is obtained by the above process. Other embodiments can be similarly produced by bonding the layers by a known method.
In addition, the adhesion | attachment of each member and an installation order are not limited above, It can carry out in arbitrary orders.

(導光シートと易変形体の接着方法)
[方法1] 導光シート70の裏面に、ドット状散乱透過模様、クリア層、白ベタ層が順に形成されている場合、まず、白ベタ層にシランカップリング剤を用いたプライマー処理を施す。この処理を施したプライマー処理面と、易変形体30の弾性スペーサ32aの表面とにそれぞれ、紫外線照射、エキシマ光照射、コロナ処理、プラズマ処理等の易接着処理を施す。次いで、プライマー処理を施した導光シート70の裏面と弾性スペーサ32aの表面を圧着することにより、導光シート70と易変形体30を接合することができる。
[方法2] 導光シート70の裏面に、易変形体30の弾性スペーサ32aが密着される以外の箇所において、クリア層及び白ベタ層が順に形成されている場合、まず、白ベタ層及び白ベタ層が形成されていない露出した導光シート70の裏面に前記プライマー処理及び易接着処理を施す。これらの処理を施した導光シート70の裏面に、前記易接着処理を施した易変形体30の弾性スペーサ32aの表面を圧着することにより、導光シート70と易変形体30を接合することができる。
上記の方法1及び方法2によれば、前記硬化型接着剤や前記粘着剤を介さずに、導光シート70と易変形体30を接合できるので、導光シート70と易変形体30の界面における光透過性を向上させることができる。
(Adhesion method of light guide sheet and easily deformable body)
[Method 1] When a dot-like scattered transmission pattern, a clear layer, and a white solid layer are sequentially formed on the back surface of the light guide sheet 70, first, a primer treatment using a silane coupling agent is performed on the white solid layer. Easy-adhesion treatment such as ultraviolet irradiation, excimer light irradiation, corona treatment, plasma treatment, etc. is performed on the primer-treated surface subjected to this treatment and the surface of the elastic spacer 32a of the easily deformable body 30, respectively. Next, the light guide sheet 70 and the easily deformable body 30 can be joined by pressure-bonding the back surface of the light guide sheet 70 subjected to the primer treatment and the surface of the elastic spacer 32a.
[Method 2] When the clear layer and the white solid layer are sequentially formed in a portion other than the elastic spacer 32a of the easily deformable body 30 in close contact with the back surface of the light guide sheet 70, first, the white solid layer and the white solid layer The primer treatment and the easy adhesion treatment are performed on the exposed back surface of the light guide sheet 70 on which no solid layer is formed. The light guide sheet 70 and the easily deformable body 30 are joined by pressure-bonding the surface of the elastic spacer 32a of the easily deformable body 30 that has been subjected to the easy adhesion treatment to the back surface of the light guide sheet 70 that has undergone these processes. Can do.
According to the above method 1 and method 2, since the light guide sheet 70 and the easily deformable body 30 can be joined without using the curable adhesive or the pressure sensitive adhesive, the interface between the light guide sheet 70 and the easily deformable body 30. Can improve the light transmittance.

<作用効果>
第一実施形態の3次元センサ1において、導光シート70は、XY電極体40とZ電極体20の間で、XY電極体40と易変形体30の間に備えられている。この配置によれば、カバープレート50と導光シート70の間に、易変形体30及びZ電極体20は介在せず、易変形体30及びZ電極体20によって導光シート70から出射される光が遮られることがない。つまり、導光シート70から出射した光がカバープレート50に到達する前に、易変形体30及びZ電極体20によって低減されることがない。この結果、カバープレート50に到達する光の輝度を高めて、操作面Tの操作性、視認性、装飾性等を高めることができる。
さらに、第一実施形態の3次元センサ1における導光シート70は、XY電極体40の第一基材シート41の裏面に密着して配置されている。この配置によれば、導光シート70から出射した光が空気層を介在せずに第一基材シート41へ入射するので、第一基材シート41の裏面による界面反射の影響を受け難い。この結果、第一基材シート41に入射する光の輝度が高くなり(光の量が多くなり)、カバープレート50に到達する光の輝度をさらに高めて、操作面Tの操作性、視認性、装飾性等をさらに一層高めることができる。
<Effect>
In the three-dimensional sensor 1 of the first embodiment, the light guide sheet 70 is provided between the XY electrode body 40 and the easily deformable body 30 between the XY electrode body 40 and the Z electrode body 20. According to this arrangement, the easily deformable body 30 and the Z electrode body 20 are not interposed between the cover plate 50 and the light guide sheet 70, and are emitted from the light guide sheet 70 by the easily deformable body 30 and the Z electrode body 20. The light is not blocked. That is, the light emitted from the light guide sheet 70 is not reduced by the easily deformable body 30 and the Z electrode body 20 before reaching the cover plate 50. As a result, the brightness of the light reaching the cover plate 50 can be increased, and the operability, visibility, decoration, etc. of the operation surface T can be improved.
Furthermore, the light guide sheet 70 in the three-dimensional sensor 1 of the first embodiment is disposed in close contact with the back surface of the first base sheet 41 of the XY electrode body 40. According to this arrangement, the light emitted from the light guide sheet 70 is incident on the first base sheet 41 without interposing an air layer, so that it is difficult to be affected by interface reflection by the back surface of the first base sheet 41. As a result, the brightness of the light incident on the first base sheet 41 is increased (the amount of light is increased), the brightness of the light reaching the cover plate 50 is further increased, and the operability and visibility of the operation surface T are increased. Further, the decorativeness and the like can be further enhanced.

第二実施形態の3次元センサ2において、導光シート70は、XY電極体40とZ電極体20の間で、易変形体30とZ電極体20の間に備えられている。この配置によれば、カバープレート50と導光シート70の間に、Z電極体20は介在せず、Z電極体20によって導光シート70から出射される光が遮られることがない。したがって、カバープレート50に到達する光の輝度を高めて、操作面Tの操作性、視認性、装飾性等を高めることができる。
また、導光シート70と易変形体30とが接着剤層を介さずに接合されるか、導光シート70と易変形体とが一体物であることが可能である。これらの場合、導光シート70の裏面に散乱透過模様を意図的に弾性スペーサ32aに対向する位置に形成すれば、その模様で散乱した光が導光シート70の前面から弾性スペーサ32aへ向かって出射して易変形体30に入射し、さらに易変形体32aの前面の弾性スペーサ32aから容易に出射する。この際、弾性体32とシリコーンゴムシート33の界面において、弾性スペーサ32aはシリコーンゴムシート33に密着しているため、空気層による光の減衰を防止することができ、輝度を高めることができる。
In the three-dimensional sensor 2 of the second embodiment, the light guide sheet 70 is provided between the XY electrode body 40 and the Z electrode body 20 and between the easily deformable body 30 and the Z electrode body 20. According to this arrangement, the Z electrode body 20 is not interposed between the cover plate 50 and the light guide sheet 70, and light emitted from the light guide sheet 70 is not blocked by the Z electrode body 20. Therefore, the brightness of the light reaching the cover plate 50 can be increased, and the operability, visibility, decoration, etc. of the operation surface T can be improved.
Moreover, the light guide sheet 70 and the easily deformable body 30 can be joined without an adhesive layer, or the light guide sheet 70 and the easily deformable body can be integrated. In these cases, if a scattered transmission pattern is intentionally formed on the back surface of the light guide sheet 70 at a position facing the elastic spacer 32a, the light scattered by the pattern travels from the front surface of the light guide sheet 70 toward the elastic spacer 32a. The light exits and enters the easily deformable body 30 and then easily exits from the elastic spacer 32a on the front surface of the easily deformable body 32a. At this time, since the elastic spacer 32a is in close contact with the silicone rubber sheet 33 at the interface between the elastic body 32 and the silicone rubber sheet 33, light attenuation due to the air layer can be prevented and the luminance can be increased.

第三実施形態の3次元センサ3においては、板状のZ電極体が支持部材11と一体化しているため、第一実施形態と比べて積層体の厚みがZ電極体の厚み分だけ薄くなり、センサ装置が薄型化されている。さらに、導光シート70の積層された配置(高さ)が支持部材11の前面11aに近くなっているので、導光シート70の光誘導部70aの湾曲の程度が少なく、光誘導部70aを介した光源60と導光シート70の接続の機械的安定性が高められている。   In the three-dimensional sensor 3 of the third embodiment, since the plate-shaped Z electrode body is integrated with the support member 11, the thickness of the laminated body is reduced by the thickness of the Z electrode body compared to the first embodiment. The sensor device is thinned. Further, since the stacked arrangement (height) of the light guide sheet 70 is close to the front surface 11a of the support member 11, the degree of bending of the light guide part 70a of the light guide sheet 70 is small, and the light guide part 70a is The mechanical stability of the connection between the light source 60 and the light guide sheet 70 is enhanced.

第四実施形態の3次元センサ4においては、板状のZ電極体が支持部材11と一体化しているため、第二実施形態と比べて積層体の厚みがZ電極体の厚み分だけ薄くなり、センサ装置が薄型化されている。さらに、導光シート70の積層された配置(高さ)が支持部材11の前面11aに近くなっているので、導光シート70の光誘導部70aの湾曲の程度が少なく(第三実施形態と比べても少なく)、光誘導部70aを介した光源60と導光シート70の接続の機械的安定性がさらに高められている。   In the three-dimensional sensor 4 of the fourth embodiment, since the plate-shaped Z electrode body is integrated with the support member 11, the thickness of the laminated body is reduced by the thickness of the Z electrode body compared to the second embodiment. The sensor device is thinned. Further, since the stacked arrangement (height) of the light guide sheet 70 is close to the front surface 11a of the support member 11, the degree of bending of the light guiding portion 70a of the light guide sheet 70 is small (as in the third embodiment). The mechanical stability of the connection between the light source 60 and the light guide sheet 70 via the light guiding portion 70a is further enhanced.

1〜4…3次元センサ、11…支持部材、
20…Z電極体、21…第三基材シート、22…導電膜、23…絶縁膜、
30…易変形体、31…弾性体用基材シート、32…弾性体、32a…弾性スペーサ、
33…シリコーンゴムシート、40…XY電極体、40x…第一電極シート、
40y…第二電極シート、41…第一基材シート、42…導電膜、43…絶縁膜、
45…第二基材シート、46…導電膜、47…絶縁膜、
50…カバープレート、51…透光部、52…遮光部、
53…光拡散層、54…遮光層、55…透明層、60…光源、
70…導光シート、70a…光誘導部、70b…側面、70c…本体、
81〜84…接着層
1-4 ... 3D sensor, 11 ... support member,
20 ... Z electrode body, 21 ... third substrate sheet, 22 ... conductive film, 23 ... insulating film,
30 ... easily deformable body, 31 ... base material sheet for elastic body, 32 ... elastic body, 32a ... elastic spacer,
33 ... Silicone rubber sheet, 40 ... XY electrode body, 40x ... First electrode sheet,
40y ... second electrode sheet, 41 ... first substrate sheet, 42 ... conductive film, 43 ... insulating film,
45 ... second base sheet, 46 ... conductive film, 47 ... insulating film,
50 ... Cover plate, 51 ... Translucent part, 52 ... Light-shielding part,
53 ... Light diffusion layer, 54 ... Light shielding layer, 55 ... Transparent layer, 60 ... Light source,
70 ... light guide sheet, 70a ... light guiding portion, 70b ... side surface, 70c ... main body,
81-84 ... Adhesive layer

Claims (6)

平面XY方向及び奥行きZ方向の入力を検知する静電容量式3次元センサであって、
前記平面XY方向の入力を検知するXY電極体と、
シート状の弾性体を有する易変形体と、
前記奥行きZ方向の入力を検知するZ電極体と、をこの順で、前記奥行きZ方向に見て重なるように備え、
さらに、前記XY電極体と前記Z電極体の間に、導光シートを備えている、静電容量式3次元センサ。
A capacitance type three-dimensional sensor that detects inputs in a plane XY direction and a depth Z direction,
An XY electrode body for detecting input in the plane XY direction;
An easily deformable body having a sheet-like elastic body;
The Z electrode body that detects the input in the depth Z direction, and in this order, provided to overlap in the depth Z direction,
Furthermore, a capacitive three-dimensional sensor comprising a light guide sheet between the XY electrode body and the Z electrode body.
光源を備え、
前記導光シートの端部が前記XY電極体より外方に延長されてなる光誘導部は、前記光源の光出射部に対向する位置に配置されている、請求項1に記載の静電容量式3次元センサ。
With a light source,
The electrostatic capacitance according to claim 1, wherein a light guiding portion in which an end portion of the light guide sheet is extended outward from the XY electrode body is disposed at a position facing a light emitting portion of the light source. Formula 3D sensor.
前記導光シートは、前記XY電極体と前記易変形体の間に配置されている、請求項1又は2に記載の静電容量式3次元センサ。   The capacitive three-dimensional sensor according to claim 1, wherein the light guide sheet is disposed between the XY electrode body and the easily deformable body. 前記導光シートは、前記XY電極体に密着して配置されている、請求項1〜3の何れか一項に記載の静電容量式3次元センサ。   The capacitive three-dimensional sensor according to claim 1, wherein the light guide sheet is disposed in close contact with the XY electrode body. 光源と、前記光源を支持する基板を備え、
前記Z電極体は、前記基板と一体化している、請求項1〜4の何れか一項に記載の静電容量式3次元センサ。
A light source and a substrate for supporting the light source,
The capacitive three-dimensional sensor according to claim 1, wherein the Z electrode body is integrated with the substrate.
前記XY電極体の前記導光シートとは反対側にカバープレートを備え、
前記カバープレートには、その厚さ方向に光を透過させる透明な透光部と、不透明な遮光部とが形成されており、
前記導光シートから放射され、前記XY電極体を透過した光の少なくとも一部が、前記透光部を透過して外部へ出射される、請求項1〜5の何れか一項に記載の静電容量式3次元センサ。
A cover plate is provided on the opposite side of the light guide sheet of the XY electrode body,
The cover plate is formed with a transparent light transmitting portion that transmits light in the thickness direction and an opaque light shielding portion,
The static electricity according to any one of claims 1 to 5, wherein at least a part of the light emitted from the light guide sheet and transmitted through the XY electrode body is transmitted through the light transmitting part and emitted to the outside. Capacitive 3D sensor.
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