JP2019003473A - 操作パネル及び表示装置用ケース - Google Patents

Abstract

【課題】爪や手袋で操作しても誤動作の発生を抑制することが可能な操作パネル及び表示装置用ケースを提供する。【解決手段】操作パネル１は、静電容量方式のタッチパネル１１０上に着脱可能に装着される操作パネルであって、タッチパネル１１０の表面１１０ａとの間に互いに独立した複数の空間４を形成するように設けられ、タッチパネル１１０の表面１１０ａに向けて空間４を介して押下される複数の操作部３１ａが形成された導電性を有する操作シート３を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、静電容量式のタッチパネルを有する表示装置に使用される操作パネル及び表示装置用ケースに関する。

従来、静電容量式のタッチパネルを保護するとともに、手袋をしたままでも静電容量式のタッチパネルを操作することが可能な保護カバーガラスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された保護カバーガラスは、静電容量式のタッチパネルに着脱可能に取り付けられる外付けの保護カバーガラスであって、第１の主表面、及びその裏面である第２の主表面を有するガラス板と、該ガラス板の第１の主表面に設けられた導電層と、ガラス板の第１の主表面に設けられ導電層とタッチパネルとを離隔させるためのスペーサ層とを備え、第２の主表面を外側としてタッチパネルに取り付けられた状態では、ガラス板の第２の主表面が押圧された際に該ガラス板がたわむことによって、ガラス板の押圧された位置に反応するようにタッチパネルの静電容量を変化させるものである。

特開２０１５−６９２８０号公報

しかし、従来の保護カバーガラスによると、保護カバーガラスを複数のアイコンを表示する表示装置に装着した場合、１つのアイコンを選択するためにガラス板を押下したときに広い面積で静電容量が変化するため、隣のアイコンが選択されるという誤動作を発生するおそれがある。

したがって、本発明の目的は、爪や手袋で操作しても誤動作の発生を抑制することが可能な操作パネル及び表示装置用ケースを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、静電容量方式のタッチパネル上に着脱可能に装着される操作パネルであって、前記タッチパネルの表面との間に互いに独立した複数の空間を形成するように設けられ、前記タッチパネルの前記表面に向けて前記空間を介して押下される複数の操作部が形成された導電性を有する操作シートを備えた操作パネルを提供する。

また、本発明は、上記目的を達成するため、上記操作パネルと、前記タッチパネルを有する表示装置にその裏面側から着脱可能に装着されるケース本体と、前記表示装置の前記タッチパネルが設けられた表面側から前記操作パネルを間に挟んで前記ケース本体又は前記表示装置に着脱可能に装着されるパネル保持ケースと、を備えた表示装置用ケースを提供する。

本発明によれば、爪や手袋で操作しても誤動作の発生を抑制することが可能になる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る操作パネルを装着した状態の表示装置を示す正面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。 図３は、図１の分解斜視図である。 図４は、図２に示す操作部を押下した状態の表示装置を示す要部断面図である。 図５は、本発明の第２の実施の形態に係る操作パネルを装着した状態の表示装置の要部断面図である。 図６は、本発明の第３の実施の形態に係る操作パネルを装着した状態の要部断面図である。 図７は、本発明の第４の実施の形態に係る操作パネルを装着した状態の要部断面図である。 図８は、本発明の第５の実施の形態に係る操作パネルを装着した状態の表示装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 図９は、本発明の第５の実施の形態に係る操作パネルを装着した状態の表示装置を示し、（ａ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図である。 図１０は、図８及び図９の分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る操作パネルを装着した状態の表示装置を示す正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１の分解斜視図である。

この操作パネル１は、表示装置１００が有する静電容量方式のタッチパネル１１０上に着脱可能に装着される操作パネルであって、タッチパネル１１０の表面１１０ａとの間に互いに独立した複数の空間４を形成するように設けられ、タッチパネル１１０の表面１１０ａに向けて空間４を介して押下される複数の操作部３１ａが形成された操作シート３を備える。

具体的には、操作パネル１は、表示装置１００の表面１００ａに接合されるスペーサ２と、スペーサ２の表面に接合され、透明性及び導電性を有する操作シート３とを備える。表示装置１００上にスペーサ２を介して操作シート３を設けることにより、図２に示すように、タッチパネル１１０の表面１１０ａと操作シート３との間に互いに独立した複数の空間４が形成される。

スペーサ２は、粘着層５Ａによって表示装置１００の表面１００ａ、１１０ａに接合される。操作シート３は、粘着層５Ｂによってスペーサ２に接合される。

（表示装置の構成）
表示装置１００は、本実施の形態では、スマートフォンであるが、タッチパネルとディスプレイを備えたタブレット型パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の他の表示装置でもよい。表示装置１００は、例えば、表面１００ａ側に、タッチパネル１１０、マイク１３０、カメラ１４０、図示しない電源スイッチ等を有して構成されている。

タッチパネル１１０は、図２に示すように、筐体１０１の上部側に配置され、裏側に液晶ディスプレイ等のディスプレイ１１１が重合配置されて構成されている。タッチパネル１１０は、例えば、静電容量方式を用いたものである。タッチパネル１１０は、タッチ操作により静電容量が大きく変化した位置の座標（ｘ座標、ｙ座標）を検出する。タッチ操作は、本実施の形態では、操作部３１ａを押下する操作をいう。

表示装置１００は、表示装置１００の各部を制御する制御部を備える。制御部は、タッチパネル１１０へのタッチ操作や他の操作（フリック、スワイプ、ピンチイン・ピンチアウト等）に基づく制御を行うとともに、ディスプレイ１１１に対する表示制御を行う。すなわち、制御部は、初期画面としてマトリックス状に配列された複数のアイコン１１１ａ（図３参照）をディスプレイ１１１に表示する。いずれかのアイコン１１１ａが操作部３１ａの押下によりタッチ操作されると、タッチパネル１１０は、選択されたアイコン１１１ａの座標を示す座標信号を制御部に送信する。制御部は、送信された座標信号に対応するアイコン１１１ａに割り当てられた機能を実行する。スペーサ２に対してフリック等の他の操作がされた場合は、制御部はディスプレイ１１１に対して他の操作に基づく表示制御を行う。

（スペーサの構成）
スペーサ２は、例えば、表示装置１００の表面１００ａとほぼ同じサイズを有する。スペーサ２で表示装置１００の表面１００ａ全体を覆うことにより、表面１００ａを保護する保護シートとしての機能を果たす。なお、スペーサ２は、保護シートの機能が必要とされない場合には、より小さいサイズ、例えば操作シート３とほぼ同じサイズとしてもよい。また、スペーサ２は、例えば、０．１〜２ｍｍの厚さを有する。スペーサ２により操作シート３の後述する操作部３１ａの押下方向のストロークが定まることから、スペーサ２の厚さは、操作部３１ａのストロークに応じて定めればよい。

スペーサ２には、表示装置１００のディスプレイ１１１に表示される複数のアイコン１１１ａそれぞれに対応した位置に複数の開口２１が形成されている。また、スペーサ２には、マイク１３０及びカメラ１４０それぞれに対応した位置に開口２２、２３が形成されている。複数の開口２１によって形成される複数の空間４は、密閉する必要はなく、隣り合う空間４同士がスリット等によって連通してもよい。

スペーサ２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂等の透明の樹脂材料から形成されている。

（操作シートの構成）
操作シート３は、図２に示すように、シート基材３０と、シート基材３０の裏面に形成された導電層３２とを備える。操作シート３は、シート基材３０に導電層３２を形成した状態で表示装置１００に表示されるアイコン１１１ａを識別できる程度の透明性を有すればよく、例えば半透明でもよい。なお、導電層３２は、シート基材３０の表面に形成してもよい。

（シート基材の構成）
シート基材３０には、スペーサ２の複数の開口２１それぞれに対応した位置に複数の突部３１がタッチパネル１１０と反対側に突出するように形成されている。シート基材３０は、例えば、０．１〜０．５ｍｍの厚さを有する。

突部３１は、図２に示すように、指等が接触して操作される操作部３１ａが平坦になっており、操作部３１ａの周囲が傾斜部３１ｂになっている。操作部３１ａの高さｈは、操作性を考慮して定められる。操作部３１ａの高さｈは、例えば、０．２〜０．７ｍｍとする。傾斜部３１ｂの傾斜角度θは、例えば、１３０〜１７０°とする。空間４の高さＨは、タッチ操作の検出精度や操作性を考慮して定められる。空間４の高さＨは、例えば、０．５〜２．５ｍｍとする。なお、操作部３１ａは、平坦でなくてもよく、例えば、タッチパネル１１０と反対側に膨出したドーム状でもよい。また、ディスプレイ１１１に表示されるアイコン１１１ａの数は、操作部３１ａの数よりも少なくてもよい。

シート基材３０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂等の透明の樹脂材料から形成されている。複数の突部３１は、シート基材３０にエンボス加工を施すことにより形成される。

（導電層の構成）
導電層３２は、例えば、導電性に優れた金、銀等からなる金属粒子を樹脂組成物に分散させた透明の導電性インクをシート基材３０に印刷又は塗布して形成される。導電層３２の厚さは、例えば、０．５〜５μｍとする。導電層３２は、シート基材３０の裏面全面に形成されている。なお、導電層３２は、各突部３１に独立して突部３１の裏面にその面積よりも広い面積に形成されていてもよいが、複数（例えば、４つ以上）の突部３１の裏面に連続するように形成されているのが好ましい。これにより操作部３１ａを押下したとき、静電容量の大きな変化を得ることができる。

（表示装置の動作）
図４は、図２に示すシート基材３０の操作部３１ａを押下した状態の表示装置１００を示す要部断面図である。図２に示すシート基材３０の操作部３１ａを絶縁性の手袋６をした状態で押下すると、図４に示すように、突部３１が下側に突出した形状に変形し、導電層３２がタッチパネル１１０の表面１１０ａに接近あるいは接触する。図４の押圧された部位に対応するタッチパネル１１０の位置１１０ｂにおける静電容量が最も変化する。タッチパネル１１０は、当該位置１１０ｂの座標を示す座標信号を制御部に送信する。制御部は、送信された座標信号に対応するアイコン１１１ａに割り当てられた機能を実行する。なお、突部３１を押下すると、空間４が圧縮されるため、空気逃げを設けるのが望ましい。

（第１の実施の形態の作用、効果）
第１の実施の形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
（１）絶縁性の手袋６をした状態で操作部３１ａを押下しても操作パネル１の導電層３２がタッチパネル１１０に接近するため、静電容量を変化させて対応するアイコン１１１ａを選択することができる。
（２）操作部３１ａごとに独立した空間４を設けない場合、１つの操作部３１ａを押下したときに隣のアイコン１１１ａも選択されたり、無反応状態になるおそれがあるが、操作部３１ａごとに独立した空間４を設けることで、誤動作や無反応状態になるのを抑制することができる。
（３）操作部３１ａを突部３１の頭頂部に設けることにより、操作部３１ａに接触した程度ではタッチパネル１１０へのタッチ操作は検出されず、操作部３１ａを押し込むことでタッチ操作が検出されることから、誤操作の発生を抑制することができる。
（４）操作部３１ａは押下したときに沈むため、クリック感が得られる。

［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る操作パネルを装着した状態の表示装置の要部断面図である。第１の実施の形態では、スペーサ２を用いたが、本実施の形態は、スペーサ２を省略したものである。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。

この第２の実施の形態に係る操作パネル１は、表示装置１００の表面１００ａ、１１０ａに接合される操作シート３を備える。操作シート３は、粘着層５Ｂによって表示装置１００の表面１００ａ、１１０ａに接合される。

操作シート３には、タッチパネル１１０と反対側に突出した突部３１の周囲を表示装置１００の表面１００ａ、１１０ａに接合しているので、図５に示すように、表示装置１００の表面１００ａと操作シート３との間に互いに独立した複数の空間４が形成される。

空間４の高さＨは、第１の実施の形態と同程度となるように、操作部３１ａの高さｈを第１の実施の形態よりも大きくしてもよい。

第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用、効果を奏するとともに、スペーサ２を省くことができることから、部品点数を減らすことができる。

［第３の実施の形態］
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る操作パネルを装着した状態の表示装置の要部断面図である。第１の実施の形態では、操作シート３に突部３１を設けたが、本実施の形態は、突部３１を省略したものである。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。

この第３の実施の形態に係る操作パネル１は、表示装置１００の表面１００ａ、１１０ａに接合されるスペーサ２と、スペーサ２の表面に接合される操作シート３とを備える。第１の実施の形態と同様に、スペーサ２は、粘着層５Ａによって表示装置１００の表面１００ａ、１１０ａに接合され、操作シート３は、粘着層５Ｂによってスペーサ２に接合される。

表示装置１００上にスペーサ２を介して操作シート３を設けることにより、図６に示すように、表示装置１００の表面１００ａ、１１０ａと操作シート３との間に互いに独立した複数の空間４が形成される。

操作シート３は、突部３１を設けていないが、スペーサ２の開口２１に対応する部分が操作部３１ａとなる。

空間４の高さＨは、第１の実施の形態と同程度となるように、スペーサ２の厚さを第１の実施の形態よりも大きくしてもよい。

第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、絶縁性の手袋６をした状態で操作部３１ａを押下してもアイコン１１１ａを選択することができ、誤動作や無反応状態になるのを抑制することができるとともに、シート基材３０に突部３１を形成するためのエンボス加工を省くことができる。

［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る操作パネルを装着した状態の表示装置の要部断面図である。第１の実施の形態では、シート基材３０の裏面に導電層３２を形成したが、本実施の形態は、導電層３２を省略し、シート基材３０を導電性を有する材料に変更したものである。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。

この第４の実施の形態に係る操作パネル１は、表示装置１００の表面１００ａ、１１０ａに接合されるスペーサ２と、スペーサ２の表面に接合される操作シート３とを備える。表示装置１００上にスペーサ２を介して操作シート３を設けることにより、図７に示すように、表示装置１００の表面１００ａ、１１０ａと操作シート３との間に互いに独立した複数の空間４が形成される。スペーサ２は、粘着層５Ａによって表示装置１００の表面１００ａ、１１０ａに接合され、シート基材３０Ａは、粘着層５Ｂによってスペーサ２に接合される。

操作シート３は、図７に示すように、透明性及び導電性を有するシート基材３０Ａによって構成されている。シート基材３０Ａは、導電性に優れた金、銀等からなる金属粒子を樹脂組成物に分散させて形成されたものである。なお、シート基材３０Ａは、３つ以上の層から構成し、中間層を導電層としてもよい。

第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用、効果を奏するとともに、導電性インクを印刷又は塗布する工程を省くことができる。

［第５の実施の形態］
図８及び図９は、本発明の第５の実施の形態に係る操作パネルを装着した状態の表示装置を示し、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は側面図、図９（ａ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図９（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図である。図１０は、図８及び図９の分解斜視図である。

第１の実施の形態では、操作パネル１を表示装置１００に直接装着したが、本実施の形態は、表示装置１００に装着するケースを介して操作パネル１を装着するものである。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。

本実施の形態のケース７は、表示装置１００の裏面１００ｂ側から表示装置１００に装着されるケース本体７０と、表示装置１００の表面１００ａ側から操作パネル１を介してケース本体７０に装着されるパネル保持ケース７１とを備える。なお、パネル保持ケース７１は、表示装置１００に装着される構造でもよい。

本実施の形態の表示装置１００は、側面が外側に弧状に膨らんだ形状になっている点と、３５個のアイコン１１１ａが表示される点が第１の実施の形態の表示装置１００と異なり、他は第１の実施の形態の表示装置１００と同様に構成されている。なお、表示されるアイコン１１１ａの数は３５個よりも少なくてもよい。

（操作パネルの構成）
本実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、操作パネル１は、スペーサ２と、操作シート３とを備えるが、スペーサ２及び操作シート３は、それぞれ第１の実施の形態とは形状が異なる。

スペーサ２は、表示装置１００の表面１００ａ全体を覆うものではなく、アイコン１１１ａが表示される領域よりもやや広いサイズを有する。スペーサ２の開口２１は、第１の実施の形態では、２０個形成されているが、本実施の形態では、３５個形成されている。

シート基材３０の突部３１は、第１の実施の形態では、２０個形成されているが、本実施の形態では、３５個形成されている。

（ケースの構成）
ケース本体７０は、表示装置１００の側面に係止する係止部７０ａ〜７０ｆを有する。係止部７０ａ〜７０ｃは、表示装置１００の側面から表面１００ａに渡って係止する面積を有する。係止部７０ｄ〜７０ｆは、表示装置１００の側面に係止する面積を有する。ケース本体７０は、例えば、ポリカーボネート等の樹脂から形成されている。

パネル保持ケース７１は、全ての操作部３１ａが露出するように開口７１ａを有する。また、パネル保持ケース７１は、ケース本体７０の側面７０ｇ〜７０ｉに係止する係止部７１ｂ〜７０ｄを有する。パネル保持ケース７１は、例えば、ポリカーボネート等の樹脂から形成されている。

（装着方法）
次に、表示装置１００にケース７及び操作パネル１を装着する方法について説明する。

まず、表示装置１００の裏面１００ｂ側からケース本体７０を装着する。ケース本体７０の係止部７０ａ〜７０ｆが表示装置１００の側面に係止する。

次に、表示装置１００の表面１００ａ上にスペーサ２及び操作シート３をこの順で配置し、操作シート３の上からパネル保持ケース７１をケース本体７０に装着する。パネル保持ケース７１の係止部７１ｂ〜７０ｄがケース本体７０の側面７０ｇ〜７０ｉに係止する。

第５の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用、効果を奏するとともに、粘着層を用いなくても操作パネル１を表示装置１００に装着することができる。表示装置１００が表示するアイコン１１１ａの数に応じて操作パネル１を容易に変更することができる。なお、スペーサ２及び操作シート３は、粘着層によって表示装置１００に接合してもよい。

［変形例］
なお、本発明の実施の形態は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形、実施が可能である。例えば、上記各実施の形態では、タッチパネルをディスプレイ上に配置した外付け型の表示装置について説明したが、この構造のものに限られない。例えば、タッチパネルとディスプレイとが一体となっている内蔵型でもよい。

また、上記各実施の形態では、アイコンを選択する場合について説明したが、数字等の文字を入力する場合についても本発明は同様に適用することができる。

また、本発明の要旨を変更しない範囲内で、上記各実施の形態の構成要素の一部を省くことが可能である。

本発明は、スマートフォン、タブレット型ＰＣ、サービス員が使用する自動販売機用のハンディーターミナル、携帯電話機、携帯ゲーム機等の表示装置に適用することができる。

１…操作パネル、２…スペーサ、３…操作シート、４…空間、５Ａ、５Ｂ…粘着層、６…手袋、７…ケース、２１、２２、２３…開口、３０、３０Ａ…シート基材、３１…突部、３１ａ…操作部、３１ｂ…傾斜部、３２…導電層、７０…ケース本体、７０ａ-７０ｆ…係止部、７０ｇ-７０ｉ…側面、７１…パネル保持ケース、７１ａ…開口、７１ｂ-７０ｄ…係止部、１００…表示装置、１００ａ…表面、１００ｂ…裏面、１０１…筐体、１１０…タッチパネル、１１０ａ…表面、１１０ｂ…位置、１１１…ディスプレイ、１１１ａ…アイコン、１３０…マイク、１４０…カメラ

Claims (6)

1. 静電容量方式のタッチパネル上に着脱可能に装着される操作パネルであって、
   前記タッチパネルの表面との間に互いに独立した複数の空間を形成するように設けられ、前記タッチパネルの前記表面に向けて前記空間を介して押下される複数の操作部が形成された導電性を有する操作シートを備えた操作パネル。
2. 前記操作シートは、透明性を有する、
   請求項１に記載の操作パネル。
3. 前記操作シートは、前記複数の操作部が形成されたシート基材と、前記シート基材と前記タッチパネルとの間に設けられ、前記複数の空間を形成する複数の開口を有するスペーサと、
   を備えた請求項１又は２に記載の操作パネル。
4. 前記操作シートは、前記複数の操作部が形成された絶縁性のシート基材と、
   前記シート基材の表面、裏面又は内部に前記複数の操作部のうち少なくとも２つの前記操作部に対応する領域に渡って連続的に形成された導電層と、
   を備えた請求項１から３のいずれか１項に記載の操作パネル。
5. 前記操作部は、前記タッチパネルと反対側に突出するように形成された、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の操作パネル。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の操作パネルと、
   前記タッチパネルを有する表示装置にその裏面側から着脱可能に装着されるケース本体と、
   前記表示装置の前記タッチパネルが設けられた表面側から前記操作パネルを間に挟んで前記ケース本体又は前記表示装置に着脱可能に装着されるパネル保持ケースと、
   を備えた表示装置用ケース。

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