JP2019101958A - タッチパネルスイッチおよびタッチパネル複合スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造でタッチ範囲を検知するタッチパネルスイッチおよびタッチパネル複合スイッチを提供する。【解決手段】互いに対向配置された一対の基材５ａおよび５ｂと、一方の基材５ａに設定された基準位置Ｐ近傍から線状に延びるように配置された抵抗体１１を有し、抵抗体１１への給電により基準位置Ｐの周りに電位勾配が広がるように一方の基材５ａに配置された給電電極部６と、給電電極部６に沿って延びるように一方の基材５ａに配置された検知電極部７と、他方の基材５ｂに給電電極部６および検知電極部７に対向して配置され、他方の基材５ｂをタッチしたタッチ範囲Ｓに対応する給電電極部６を検知電極部７に接続する接続部１０とを備え、タッチ範囲Ｓに対応する給電電極部６の電位を測定してタッチ範囲Ｓを検知する。【選択図】図１

Description

この発明は、タッチパネルスイッチおよびタッチパネル複合スイッチに係り、特に、タッチした際のタッチ範囲を抵抗方式で検知するタッチパネルスイッチおよびタッチパネル複合スイッチに関する。

従来から、表面へのタッチを抵抗方式で検知して装置のオン／オフなどを切り換えるタッチパネルスイッチが実用化されている。抵抗方式のタッチパネルスイッチは、例えば、２つの導電膜が対向配置されており、指でタッチされた一方の導電膜が湾曲して他方の導電膜に接触する。これにより、接触位置に応じた導電膜の電位を測定してタッチの有無を検知することができる。
この抵抗方式のタッチパネルスイッチにおいて、近年、表面をタッチした際に指が接触しているタッチ範囲を検知することが求められている。

そこで、タッチ範囲を検知する技術として、例えば、特許文献１には、押されている領域の大きさを検知可能な抵抗膜方式のタッチパネルが提案されている。このタッチパネルは、抵抗膜を電圧源に接続する接続経路に相異なる電気抵抗値を有する第１経路部及び第２経路部を配置し、この経路を切り換えて第１電圧値及び第２電圧値を検出する。これにより、第１電圧値及び第２電圧値に基づいて２つの抵抗膜が接触する領域の長さを求め、タッチ範囲を検知することができる。

特開２００５−１９６３１０号公報

しかしながら、特許文献１のタッチパネルは、第１経路部と第２経路部を切り換える切り換え手段を配置するなど、構造が複雑化するといった問題があった。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、簡単な構造でタッチ範囲を検知するタッチパネルスイッチおよびタッチパネル複合スイッチを提供することを目的とする。

この発明に係るタッチパネルスイッチは、互いに対向配置された一対の基材と、一方の基材に設定された基準位置近傍から線状に延びるように配置された抵抗体を有し、抵抗体への給電により基準位置の周りに電位勾配が広がるように一方の基材に配置された給電電極部と、給電電極部に沿って延びるように一方の基材に配置された検知電極部と、他方の基材に給電電極部および検知電極部に対向して配置され、他方の基材をタッチしたタッチ範囲に対応する給電電極部を検知電極部に接続する接続部とを備え、タッチ範囲に対応する給電電極部の電位を測定してタッチ範囲を検知するものである。

ここで、給電電極部は、基準位置から同心状に電位勾配が広がるように配置されることが好ましい。

また、抵抗体は、直線状に延びるように形成され、給電電極部は、抵抗体より低い抵抗値を有すると共に、基準位置を互いに間隔を隔てて順次囲むように延在し且つ一方の端部がそれぞれ抵抗体に接続された複数の給電電極延長部を有し、検知電極部は、複数の給電電極延長部の間をそれぞれ延びるように形成された複数の検知電極延長部を有するように形成できる。
また、抵抗体は、基準位置近傍から渦巻き状に延びるように形成され、検知電極部は、抵抗体の間を渦巻き状に延びるように形成することもできる。

この発明に係るタッチパネル複合スイッチは、上記のいずれかに記載のタッチパネルスイッチを第１のタッチパネルスイッチとして配置すると共に、第２のタッチパネルスイッチをさらに備え、第２のタッチパネルスイッチは、抵抗体を有し、第１のタッチパネルスイッチの一方の基材に配置された給電電極部と、一方の基材に配置された検知電極部と、第１のタッチパネルスイッチの他方の基材に配置され、タッチに応じて給電電極部を検知電極部に接続する接続部とを有し、第２のタッチパネルスイッチの抵抗体は、第１のタッチパネルスイッチの抵抗体と接続されるものである。

この発明によれば、給電電極部が抵抗体への給電により基準位置の周りに電位勾配が広がるように一方の基材に配置されると共に検知電極部が給電電極部に沿って延びるように一方の基材に配置され、接続部が他方の基材をタッチしたタッチ範囲に対応する給電電極部を検知電極部に接続するので、簡単な構造でタッチ範囲を検知するタッチパネルスイッチおよびタッチパネル複合スイッチを提供することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係るタッチパネルスイッチを備えたタッチパネル装置の構成を示す図である。 給電電極部、検知電極部および接続部の構成を示す断面図である。 実施の形態２に係るタッチパネルスイッチの構成を示す図である。 実施の形態３に係るタッチパネル複合スイッチの構成を示す図である。 実施の形態４に係るタッチパネル複合スイッチの構成を示す図である。 実施の形態４の変形例に係るタッチパネル複合スイッチの構成を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係るタッチパネルスイッチを備えたタッチパネル装置の構成を示す。このタッチパネル装置は、タッチパネルスイッチ１と、給電部２と、測定部３と、演算部４とを有する。

タッチパネルスイッチ１は、互いに対向配置された一対の基材５ａおよび５ｂを有し、この一方の基材５ａに給電電極部６と、検知電極部７と、給電用端子８ａおよび８ｂと、検知用端子９とが配置されている。また、他方の基材５ｂには、接続部１０が配置されている。

基材５ａおよび５ｂは、透明な絶縁性基材からなり、可撓性を有すると共にフィルム状に薄く形成されている。基材５ａおよび５ｂは、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂材料から形成することができる。また、基材５ａおよび５ｂには、タッチされる箇所に円状の検知領域Ｒが設定されると共に検知領域Ｒの中心部に基準位置Ｐが設定されている。検知領域Ｒは、例えば１４ｍｍの直径を有するように設定することができる。

給電電極部６は、抵抗体１１と、３つの給電電極延長部１２ａ，１２ｂおよび１２ｃとを有する。
抵抗体１１は、比較的高い抵抗値を有し、基準位置Ｐ近傍から検知領域Ｒの外側まで直線状に延びるように配置されている。また、抵抗体１１は、長手方向に均一な抵抗分布となるように一定の幅と厚みで形成されている。抵抗体１１は、例えばカーボンから構成することができる。

給電電極延長部１２ａ〜１２ｃは、抵抗体１１への給電により基準位置Ｐの周りに電位勾配が広がるように配置されている。具体的には、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃは、基準位置Ｐを互いに間隔を隔てて順次囲むように延在する。この時、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃは、それぞれ円状に延びて基準位置Ｐを同心円状に等間隔で囲むように配置されている。また、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃは検知領域Ｒを満たすように配置されており、給電電極延長部１２ａが基準位置Ｐ近傍に配置されると共に、給電電極延長部１２ｃが検知領域Ｒの外縁部近傍に配置され、給電電極延長部１２ｂが給電電極延長部１２ａと給電電極延長部１２ｃとの中間部に配置されている。

また、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃの一方の端部が、それぞれ抵抗体１１に互いに間隔を隔てて接続されている。ここで、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃは、それぞれ、抵抗体１１との接続部分とほぼ同じ電位となるように、すなわち給電電極延長部１２ａ〜１２ｃの長手方向に電位勾配が生じないように抵抗体１１より非常に低い抵抗値を有する。例えば、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃは、銀などから構成することができる。

検知電極部７は、連絡部１３と、３つの検知電極延長部１４ａ，１４ｂおよび１４ｃとを有する。
連絡部１３は、抵抗体１１の近傍に配置され、基準位置Ｐ近傍から検知領域Ｒの外側まで直線状に延びるように形成されている。

検知電極延長部１４ａ〜１４ｃは、それぞれ給電電極延長部１２ａ〜１２ｃの間を給電電極延長部１２ａ〜１２ｃに沿って円状に延びるように形成されている。すなわち、検知電極延長部１４ａが基準位置Ｐと給電電極延長部１２ａとの間を給電電極延長部１２ａに沿って延びるように配置されると共に、検知電極延長部１４ｂが給電電極延長部１２ａと給電電極延長部１２ｂとの間を給電電極延長部１２ａおよび１２ｂに沿って延びるように配置され、検知電極延長部１４ｃが給電電極延長部１２ｂと給電電極延長部１２ｃとの間を給電電極延長部１２ｂおよび１２ｃに沿って延びるように配置されている。そして、検知電極延長部１４ａ〜１４ｃの一方の端部が、それぞれ連絡部１３に接続されている。
なお、連絡部１３および検知電極延長部１４ａ〜１４ｃは、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃとほぼ同じ抵抗値を有し、例えば銀などから構成することができる。

接続部１０は、検知領域Ｒを面状に覆うように配置されている。すなわち、接続部１０は、給電電極部６と検知電極部７を覆うように配置されている。これにより、接続部１０は、基材５ｂの外側から検知領域Ｒが指でタッチされると、指が接触したタッチ範囲Ｓに対応する給電電極部６を検知電極部７に電気的に接続する。接続部１０は、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃとほぼ同じ抵抗値を有し、例えば銀などから構成することができる。
なお、抵抗体１１、連絡部１３、および抵抗体１１と給電用端子８ａとを接続する配線部は、接続部１０と接触して短絡しないように、絶縁材料などからなる図示しないオーバーコート部で覆われている。

給電用端子８ａおよび８ｂは、抵抗体１１に給電するためのもので、抵抗体１１より低い抵抗値を有する銀などから構成された配線部を介して、給電用端子８ａが抵抗体１１の一端部に接続されると共に給電用端子８ｂが抵抗体１１の他端部に接続されている。
検知用端子９は、タッチ範囲Ｓに対応する給電電極部６の電位を測定するように検知電極部７の連絡部１３の一端部に接続されている。

給電部２は、給電用端子８ａおよび８ｂに接続されており、給電用端子８ａおよび８ｂを介して抵抗体１１に給電するものである。
測定部３は、検知用端子９に接続されており、検知用端子９を介してタッチ範囲Ｓに対応する給電電極部６の電位を測定するものである。
演算部４は、測定部３に接続されており、測定部３で測定された給電電極部６の電位に基づいてタッチ範囲Ｓを演算するものである。

次に、給電電極部６、検知電極部７および接続部１０の構成について詳細に説明する。
図２（ａ）に示すように、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃおよび検知電極延長部１４ａ〜１４ｃに対して接続部１０は、所定の隙間を空けて対向配置されている。なお、一方の基材５ａと他方の基材５ｂとの間に配置された図示しないスペーサにより隙間が形成されている。
ここで、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃ、検知電極延長部１４ａ〜１４ｃおよび接続部１０には、保護部１５ａ、１５ｂおよび１５ｃがそれぞれ覆うように配置されている。この保護部１５ａ〜１５ｃは、マイグレーションを抑制するためのもので、例えばカーボン、カーボンと銀の混合物などから構成することができる。なお、保護部１５ａ〜１５ｃで用いられるカーボンは、抵抗体１１で用いられるカーボンより一桁以上小さい抵抗値を有することが好ましい。

このように、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃおよび検知電極延長部１４ａ〜１４ｃに対して接続部１０が対向配置されることにより、図２（ｂ）に示すように、他方の基材５ｂが指Ｆでタッチされると、指Ｆが接触するタッチ範囲Ｓにおいて他方の基材５ｂと共に接続部１０が湾曲し、タッチ範囲Ｓに対応する給電電極延長部１２ａおよび１２ｂと検知電極延長部１４ａおよび１４ｂとが接続部１０により接続される。

次に、この実施の形態の動作について説明する。
まず、図１に示すように、給電部２から給電用端子８ａおよび８ｂを介して抵抗体１１に給電され、抵抗体１１に電位勾配が形成される。ここで、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃは、それぞれ、抵抗体１１との接続部分とほぼ同じ電位となるように抵抗体１１より低い抵抗値を有する。このため、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃは、抵抗体１１の電位を検知領域Ｒに断続的に引き出し、抵抗体１１と同じ電位勾配が検知領域Ｒに広がるように形成される。これにより、検知領域Ｒには、基準位置Ｐから周りに広がるような電位勾配が形成されることになる。

続いて、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、他方の基材５ｂの検知領域Ｒが指Ｆでタッチされると、指Ｆのタッチ範囲Ｓに対応する給電電極延長部１２ａおよび１２ｂと検知電極延長部１４ａおよび１４ｂとが接続部１０により接続される。これにより、給電電極延長部１２ｂにより引き出された抵抗体１１の電位が、検知電極延長部１４ｂを介して測定部３により測定される。

この時、接続部１０は、タッチに応じて抵抗体１１に直接接続されずに、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃに接続される。接続部１０が、高い抵抗値を有する抵抗体１１に直接接続されて抵抗体１１を押圧すると、その押圧力に応じて測定部３で測定される電位が変動するおそれがある。そこで、接続部１０が給電電極延長部１２ａ〜１２ｃに接続されることにより測定部３で測定される電位の変動を抑制し、抵抗体１１の電位を正確に測定することができる。また、検知電極部７は、抵抗体１１に対して非常に低い抵抗値を有するため、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃの電位を変動させることなく正確に測定することができる。

また、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃは、抵抗体１１の電位を断続的に引き出すように形成されている。このため、タッチ範囲Ｓに対応する給電電極延長部１２ｂの電位をその他の給電電極延長部１２ａおよび１２ｃの電位と明確に区別することができ、タッチ範囲Ｓを高い再現性で検知することができる。

また、抵抗体１１に接続された給電電極延長部１２ａ〜１２ｃと検知電極延長部１４ａ〜１４ｃとを検知領域Ｒに交互に配置した簡単な構造を有するため、タッチパネルスイッチ１を小型化することができる。また、給電電極部６、検知電極部７および接続部１０を基材５ａおよび５ｂに沿って平面的に形成するため、タッチパネルスイッチ１を薄型化することができる。

さらに、給電電極部６および検知電極部７は基材５ａに配置され、タッチされる基材５ｂには接続部１０のみが配置されている。接続部１０は、給電電極部６と検知電極部７の一部分だけでも接続できればよく、その機能は劣化に応じて大きく低下するものではない。このような接続部１０を基材５ｂに配置することで、タッチによる基材５ｂの湾曲により接続部１０が多少劣化してもタッチパネルスイッチ１の機能を維持することができ、タッチパネルスイッチ１の故障を抑制することができる。
このようにして、測定部３で測定された抵抗体１１の電位は、測定部３から演算部４に出力される。演算部４は、入力された抵抗体１１の電位に基づいてタッチ範囲Ｓを演算する。

本実施の形態によれば、抵抗体１１への給電により基準位置Ｐの周りに電位勾配が広がるように給電電極延長部１２ａ〜１２ｃが基材５ａに配置されると共に、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃに沿って延びるように検知電極延長部１４ａ〜１４ｃが基材５ａに配置され、接続部１０が給電電極延長部１２ａ〜１２ｃおよび検知電極延長部１４ａ〜１４ｃに対向して基材５ｂに配置されているため、タッチ範囲Ｓを検知するタッチパネルスイッチ１を簡単な構造で形成することができる。

実施の形態２
上記の実施の形態１では、給電電極部６は、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃが抵抗体１１に接続するように配置されたが、抵抗体１１への給電により基準位置Ｐの周りに電位勾配が広がるように形成できればよく、給電電極延長部１２ａ〜１２ｃの配置に限られるものではない。
例えば、図３に示すように、実施の形態１の給電電極部６および検知電極部７に換えて給電電極部２１および検知電極部２２を配置することができる。

給電電極部２１は、比較的高い抵抗値からなる抵抗体２３を有する。この抵抗体２３は、基準位置Ｐ近傍から渦巻き状に延びるように配置、すなわち基準位置Ｐを同心円状に順次囲むように配置されている。また、抵抗体２３は、検知領域Ｒを満たすように基準位置Ｐ近傍から検知領域Ｒの外縁部近傍まで等間隔で延びるように配置されている。抵抗体２３は、例えばカーボンから構成することができる。

検知電極部２２は、抵抗体２３の間を抵抗体２３に沿って渦巻き状に延びるように形成されている。すなわち、検知電極部２２は、検知領域Ｒを満たすように基準位置Ｐ近傍から検知領域Ｒの外縁部近傍まで等間隔で延びるように配置されている。検知電極部２２は、長手方向に電位勾配が生じないように抵抗体２３より非常に低い抵抗値を有し、例えば銀などから構成することができる。

また、抵抗体２３を給電用端子８ａに接続する配線部２４ａと、抵抗体２３を給電用端子８ｂに接続する配線部２４ｂと、検知電極部２２を検知用端子９に接続する配線部２４ｃとが配置されている。
配線部２４ａは、基準位置Ｐ近傍に位置する抵抗体２３の一端部と給電用端子８ａを接続するように配置されている。なお、配線部２４ａが抵抗体２３の一端部から検知領域Ｒの外側に延びる部分には、抵抗体２３および検知電極部２２と接触して短絡しないように、抵抗体２３および検知電極部２２との間に絶縁材料などからなるアンダーコート部２５が配置されている。同様に、配線部２４ａが抵抗体２３の一端部から検知領域Ｒの外側に延びる部分には、接続部１０と接触して短絡しないように、接続部１０との間に絶縁材料などからなる図示しないオーバーコート部が配置されている。

配線部２４ｂは、検知領域Ｒの外縁部近傍に位置する抵抗体２３の他端部と給電用端子８ｂを接続するように配置されている。
配線部２４ｃは、検知電極部２２において検知領域Ｒの外縁部近傍に位置する部分と検知用端子９を接続するように配置されている。
配線部２４ａ〜２４ｃは、検知電極部２２とほぼ同じ抵抗値を有し、例えば銀などから構成することができる。

このような構成により、検知領域Ｒが指Ｆでタッチされると、指Ｆのタッチ範囲Ｓに対応する抵抗体２３の一部と検知電極部２２とが接続部１０により接続される。これにより、タッチ範囲Ｓに対応する部分の抵抗体２３の電位を測定部で測定することができる。ここで、抵抗体２３は、渦巻き状に延びるように形成されているため、基準位置Ｐの周りに連続的に広がる電位勾配を形成することができ、タッチ範囲Ｓの変化を連続的に検知することができる。
本実施の形態によれば、抵抗体２３が渦巻き状に延びるように形成されているため、タッチ範囲Ｓの変化を連続的に検知することができ、タッチ範囲Ｓの細かい変化を検知することができる。

実施の形態３
上記の実施の形態１および２では、１つのタッチパネルスイッチ１が配置されたが、複数のタッチパネルスイッチを接続してタッチパネル複合スイッチを構成することもできる。
図４に、この発明の実施の形態３に係るタッチパネル複合スイッチの構成を示す。このタッチパネル複合スイッチは、実施の形態１のタッチパネルスイッチ１と、新たなタッチパネルスイッチ３１とを有する。

タッチパネルスイッチ３１は、タッチパネルスイッチ１と同様の構成を有し、基材５ａに給電電極部３２および検知電極部３３が配置され、基材５ｂに接続部３４が配置されている。
給電電極部３２は、抵抗体３５と、３つの給電電極延長部３６ａ，３６ｂおよび３６ｃとを有する。抵抗体３５は、基準位置Ｐａ近傍から検知領域Ｒａの外側まで直線状に延びるように配置されている。給電電極延長部３６ａ〜３６ｃは、基準位置Ｐａを互いに間隔を隔てて順次円状に囲むように延在し、一方の端部がそれぞれ抵抗体３５に接続されている。

検知電極部３３は、連絡部３７と、３つの検知電極延長部３８ａ，３８ｂおよび３８ｃとを有する。連絡部３７は、基準位置Ｐａ近傍から検知領域Ｒａの外側まで直線状に延びるように配置されている。検知電極延長部３８ａ〜３８ｃは、給電電極延長部３６ａ〜３６ｃの間を給電電極延長部３６ａ〜３６ｃに沿ってそれぞれ円状に延びるように形成され、一方の端部が連絡部３７に接続されている。
接続部３４は、タッチ範囲Ｓａに対応する給電電極部３２を検知電極部３３に接続するもので、給電電極部３２と検知電極部３３を覆うように基材５ｂに配置されている。

また、タッチパネルスイッチ１の抵抗体１１とタッチパネルスイッチ３１の抵抗体３５とを直列に接続する連結部３９が配置されている。連結部３９は、抵抗体１１および３５と同様に、比較的高い抵抗値を有する抵抗体からなり、抵抗体１１と抵抗体３５の間を線状に延びるように形成されている。そして、連結部３９の一端部が検知領域Ｒの外側に位置する抵抗体１１の他端部に接続されると共に連結部３９の他端部が検知領域Ｒａの外側に位置する抵抗体３５の他端部に接続されている。連結部３９は、長手方向に均一な抵抗分布となるように一定の幅と厚みで形成され、例えばカーボンから構成することができる。
また、抵抗体１１の一端部は給電用端子８ａに接続され、抵抗体３５の一端部は給電用端子８ｂに接続されている。一方、タッチパネルスイッチ１の連絡部１３の一端部とタッチパネルスイッチ３１の連絡部３７の一端部が、それぞれ検知用端子９に接続されている。

このような構成により、検知領域Ｒのタッチ範囲Ｓに対応する抵抗体１１の電位と検知領域Ｒａのタッチ範囲Ｓａに対応する抵抗体３５の電位とをそれぞれ測定することができ、タッチ範囲ＳおよびＳａをそれぞれ検知することができる。ここで、給電電極部６および３２と検知電極部７および３３を基材５ａに配置することで、連結部３９を介してタッチパネルスイッチ１とタッチパネルスイッチ３１を容易に接続することができる。また、抵抗体１１と抵抗体３５を直列に接続することで、それぞれの電位を１つの測定部で測定することができ、タッチパネル複合スイッチの構造を簡単化することができる。さらに、連結部３９を抵抗体から構成することにより、測定部で測定される抵抗体１１の電位と抵抗体３５の電位との差を大きくすることができ、タッチ範囲Ｓとタッチ範囲Ｓａの測定値を明確に区別することができる。

なお、タッチパネルスイッチ１とタッチパネルスイッチ３１が同時にタッチされた場合には、抵抗膜方式タッチパネルにおいて用いられている従来の方法によりタッチ範囲ＳおよびＳａをそれぞれ演算することができる。例えば、タッチパネルスイッチ１のタッチ範囲Ｓとタッチパネルスイッチ３１のタッチ範囲Ｓａの組み合わせに対応する電位情報をルックアップテーブルとして予め格納し、測定部で測定された電位に基づいてルックアップテーブルを探索することでタッチ範囲ＳおよびＳａをそれぞれ算出することができる。

本実施の形態によれば、タッチパネルスイッチ１の給電電極部６とタッチパネルスイッチ３１の給電電極部３２を基材５ａのみに配置するため、連結部３９を介してタッチパネルスイッチ１とタッチパネルスイッチ３１を容易に接続することができ、タッチパネル複合スイッチを簡単な構造で形成することができる。

実施の形態４
上記の実施の形態３では、タッチパネルスイッチ３１は、タッチパネルスイッチ１と同様の構成を有したが、給電電極部３２および検知電極部３３を基材５ａに配置すると共に抵抗体３５をタッチパネルスイッチ１の抵抗体１１と接続することができればよく、この構成に限られるものではない。
例えば、図５に示すように、実施の形態３のタッチパネルスイッチ３１に換えてタッチパネルスイッチ４１を配置することができる。

タッチパネルスイッチ４１は、給電電極部４２と、検知電極部４３と、接続部４４とを有する。給電電極部４２は、基材５ａに配置され、抵抗体４５と、複数の給電電極延長部４６とを有する。
抵抗体４５は、比較的高い抵抗値を有し、直線状に延びるように配置されている。また、抵抗体４５は、長手方向に均一な抵抗分布となるように一定の幅と厚みで形成され、例えばカーボンから構成することができる。なお、抵抗体４５は、抵抗体１１より幅が広くなるよう形成することが好ましく、全長の抵抗値が１．５ｋΩ〜１５ｋΩの範囲であることが好ましい。

給電電極延長部４６は、それぞれ直線状に延びるように形成され、抵抗体４５に沿って等間隔で配列されると共に一端部が抵抗体４５に接続されている。すなわち、給電電極延長部４６は、抵抗体４５から櫛歯状に延びるように形成されている。給電電極延長部４６は、それぞれ、抵抗体４５の接続部分とほぼ同じ電位となるように抵抗体４５より非常に低い抵抗値を有し、例えば銀などから構成することができる。

検知電極部４３は、基材５ａに配置され、連絡部４７と、複数の検知電極延長部４８とを有する。連絡部４７は、検知用端子９から抵抗体４５に沿って直線状に延びるように配置されている。また、検知電極延長部４８は、それぞれ直線状に延びるように形成され、連絡部４７に沿って等間隔で配列されると共に一端部が連絡部４７に接続されている。すなわち、検知電極延長部４８は、連絡部４７から抵抗体４５に向かって給電電極延長部４６の間を櫛歯状に延びるように形成されている。
連絡部４７および検知電極延長部４８は、給電電極延長部４６とほぼ同じ抵抗値を有し、例えば銀などから構成することができる。

接続部４４は、給電電極延長部４６と検知電極延長部４８を面状に覆うように基材５ｂに配置されている。このため、接続部４４は、基材５ｂがタッチされることにより局所的に湾曲して、タッチ位置Ｔに応じた給電電極延長部４６ａを検知電極延長部４８ａに電気的に接続する。接続部４４は、給電電極延長部４６とほぼ同じ抵抗値を有し、例えば銀などから構成することができる。

また、タッチパネルスイッチ１の抵抗体１１とタッチパネルスイッチ４１の抵抗体４５とを直列に接続する連結部４９が配置されている。連結部４９は、線状に延びるように形成されて一端部が抵抗体１１の一端部に接続されると共に他端部が抵抗体４５の一端部に接続されている。連結部４９は、給電電極延長部４６とほぼ同じ抵抗値を有し、例えば銀などから構成することができる。
また、抵抗体４５の他端部は給電用端子８ａに接続され、抵抗体１１の他端部は給電用端子８ｂに接続されている。一方、タッチパネルスイッチ１の連絡部１３がタッチパネルスイッチ４１の連絡部４７を介して検知用端子９に接続されている。

このような構成により、タッチパネルスイッチ１のタッチ範囲Ｓに対応する抵抗体１１の電位とタッチパネルスイッチ４１のタッチ位置Ｔに応じた給電電極延長部４６ａの電位とをそれぞれ測定することができ、互いに機能が異なるタッチパネルスイッチ１とタッチパネルスイッチ４１を容易に接続することができる。

ここで、タッチパネルスイッチ４１は、タッチに応じて接続部４４と抵抗体４５を直接的に接続せずに、接続部４４と給電電極延長部４６を接続するため、測定部で測定される電位の変動を抑制し、抵抗体４５の電位を正確に測定することができる。また、給電電極延長部４６は、抵抗体４５の電位を断続的に引き出すように形成されているため、タッチ位置Ｔにおける電位を隣接する部分の電位と明確に区別することができ、タッチ位置Ｔを高い再現性で検知することができる。また、タッチする指が抵抗体４５に沿う方向にスライドされた場合には、測定部で連続的な電位の変化が検知され、その電位の変化に基づいてタッチ位置Ｔを順次算出することにより、指をスライドさせるスライド操作を認識することができる。

本実施の形態によれば、基準位置Ｐの周りに電位勾配が広がるように配置されたタッチパネルスイッチ１の給電電極部６と、電位勾配を一方向に形成するように配置されたタッチパネルスイッチ４１の給電電極部４２とを接続するため、タッチ範囲Ｓとタッチ位置Ｔを簡単な構造で検知することができる。

なお、実施の形態４において、図６に示すように、タッチパネルスイッチ１に換えて実施の形態２のタッチパネルスイッチ１をタッチパネルスイッチ４１に接続することもできる。ここで、タッチパネルスイッチ１の抵抗体２３とタッチパネルスイッチ４１の抵抗体４５は、連結部５１により直列に接続されている。このように、タッチパネルスイッチ１のタッチ範囲Ｓに対応する電位と、タッチパネルスイッチ４１のタッチ位置Ｔに応じた電位とを簡単な構造で測定することができる。この時、連結部５１は、抵抗体２３と同様の抵抗値を有する抵抗体から構成することが好ましく、これにより測定部で測定される抵抗体２３の電位と抵抗体４５の電位を明確に区別することができる。

また、上記の実施の形態１〜４のタッチパネルスイッチ１は、基準位置Ｐから円状に電位勾配が広がるように給電電極部を配置したが、基準位置Ｐの周りに電位勾配が広がるように給電電極部を配置することができればよく、電位勾配が円状に広がるものに限られるものではない。例えば、タッチパネルスイッチ１は、基準位置Ｐから正方形状に電位勾配が広がるように給電電極部を配置することができる。
また、上記の実施の形態１〜４のタッチパネルスイッチ１は、基準位置Ｐを円状に囲む電位勾配を形成するように給電電極部が配置されたが、基準位置Ｐの周りに電位勾配を形成することができればよく、基準位置Ｐの全周を囲む電位勾配を形成するものに限られるものではない。給電電極部は、基準位置Ｐの周りに指がほぼ収まる範囲で電位勾配を形成することができ、例えば基準位置Ｐの周りに約４５度の範囲で電位勾配を形成するように給電電極部を配置することができる。

また、上記の実施の形態１〜４のタッチパネルスイッチ１は、基準位置Ｐから同心状に電位勾配が広がるように給電電極部を配置したが、基準位置Ｐの周りに電位勾配が広がるように給電電極部を配置することができればよく、電位勾配が同心状に広がるものに限られるものではない。例えば、タッチパネルスイッチ１は、指の先端側に対応する部分より指の根元側に対応する部分において電位勾配が大きく広がるように給電電極部を配置することもできる。

また、上記の実施の形態１〜４のタッチパネルスイッチ１は、検知領域Ｒの中心部に基準位置Ｐを設定したが、基準位置Ｐの周りに電位勾配が広がるように給電電極部を配置できればよく、検知領域Ｒの中心部からずれた位置に基準位置Ｐを設定してもよい。
また、上記の実施の形態１〜４では、接続部１０が、給電電極部と検知電極部を面状に覆うように配置されたが、給電電極部と検知電極部に対向して配置されてタッチ範囲Ｓに対応する給電電極部を検知電極部に接続できればよく、面状に配置されたものに限られるものではない。例えば、接続部１０は、給電電極部と検知電極部に対向しつつ線状に延びるように配置することもできる。

１，３１，４１ タッチパネルスイッチ、２ 給電部、３ 測定部、４ 演算部、５ａ，５ｂ 基材、６，２１，３２，４２ 給電電極部、７，２２，３３，４３ 検知電極部、８ａ，８ｂ 給電用端子、９ 検知用端子、１０，３４，４４ 接続部、１１，２３，３５，４５ 抵抗体、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，４６，４６ａ 給電電極延長部、１３，３７，４７ 連絡部、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，４８，４８ａ 検知電極延長部、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 保護部、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 配線部、３９，４９，５１ 連結部、Ｒ，Ｒａ 検知領域、Ｐ，Ｐａ 基準位置、Ｆ 指、Ｓ，Ｓａ タッチ範囲、Ｔ タッチ位置。

Claims (5)

1. 互いに対向配置された一対の基材と、
   一方の基材に設定された基準位置近傍から線状に延びるように配置された抵抗体を有し、前記抵抗体への給電により前記基準位置の周りに電位勾配が広がるように前記一方の基材に配置された給電電極部と、
   前記給電電極部に沿って延びるように前記一方の基材に配置された検知電極部と、
   他方の基材に前記給電電極部および前記検知電極部に対向して配置され、前記他方の基材をタッチしたタッチ範囲に対応する前記給電電極部を前記検知電極部に接続する接続部と
   を備え、
   前記タッチ範囲に対応する前記給電電極部の電位を測定して前記タッチ範囲を検知するタッチパネルスイッチ。
2. 前記給電電極部は、前記基準位置から同心状に電位勾配が広がるように配置される請求項１に記載のタッチパネルスイッチ。
3. 前記抵抗体は、直線状に延びるように形成され、
   前記給電電極部は、前記抵抗体より低い抵抗値を有すると共に、前記基準位置を互いに間隔を隔てて順次囲むように延在し且つ一方の端部がそれぞれ前記抵抗体に接続された複数の給電電極延長部を有し、
   前記検知電極部は、前記複数の給電電極延長部の間をそれぞれ延びるように形成された複数の検知電極延長部を有する請求項１または２に記載のタッチパネルスイッチ。
4. 前記抵抗体は、前記基準位置近傍から渦巻き状に延びるように形成され、
   前記検知電極部は、前記抵抗体の間を渦巻き状に延びるように形成される請求項１または２に記載のタッチパネルスイッチ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチパネルスイッチを第１のタッチパネルスイッチとして配置すると共に、第２のタッチパネルスイッチをさらに備え、
   前記第２のタッチパネルスイッチは、
   抵抗体を有し、前記第１のタッチパネルスイッチの一方の基材に配置された給電電極部と、
   一方の基材に配置された検知電極部と、
   前記第１のタッチパネルスイッチの他方の基材に配置され、タッチに応じて前記給電電極部を前記検知電極部に接続する接続部とを有し、
   前記第２のタッチパネルスイッチの抵抗体は、前記第１のタッチパネルスイッチの抵抗体と接続されるタッチパネル複合スイッチ。