JP3769847B2 - タッチパネル及び電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子腕時計、携帯電話、電子手帳、パソコン等に設けられ、指のタッチによって信号を出力するタッチパネル及びタッチパネルを有した電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タッチパネルは、表示画面に指をタッチすることにより、画面上から信号を直接に入力できる入力装置である。このタッチパネルは、押釦スイッチ等の他のスイッチに比べ、画面を見ながら入力できる便利性を有しているため、上述した各種電子機器に設けられている。
【０００３】
かかるタッチパネルは、対向する一対の透明フィルムの対抗面に、透明電極が印刷等によって形成されることによって構成されている。そして、この透明電極形成部位を指やタッチ部材によってタッチして透明電極を接触させ、この接触によって信号を入力することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タッチパネルは対向している透明フィルムの間隔が小さいため、僅かな外力によって接触し易く、この接触によって不必要な信号が出力される問題を有している。そして、信号の出力により、電子機器内に配置してあるエレクトロルミネッセンス等の照明部材や液晶表示部材、さらには回路基板のＬＳＩが作動して無用な電力を消費する不都合がある。
【０００５】
このようなことは、特に、電子腕時計、携帯電話等の小型で常時、携帯する電子機器に頻繁に発生し易く、携帯型電子機器に対してタッチパネルを設ける点での問題点となっていた。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題点を考慮してなされたものであり、透明フィルムの不用意な接触を防止して、不必要な信号の出力及び電力の消費を防止でき、これにより携帯型の電子機器に好適に組み込むことが可能なタッチパネルを提供することを目的とする。
又、本発明は、組み込まれたタッチパネルの変形を防止することができる構造の電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のタッチパネルは、一対の可撓性のフィルムが対向して配置され、このフィルムの対向面に対向して形成された複数の透明電極からなる透明電極部（例えば、図２，３の透明電極１９，２０，２１，２２）と、前記一対のフィルムのうち、上方のフィルムに形成された複数の透明電極（例えば、図２，３の透明電極１９，２０）と下方のフィルムに形成された複数の透明電極（例えば、図２，３の透明電極２１，２２）とが交差する交差部（例えば、アイコン１２，１３）と、隣接する透明電極の間に設けられ、且つ、前記交差部の周囲に位置するように前記下方のフィルム上に形成されたスペーサからなるスペーサ部（例えば、図４のスペーサ２３）と、前記交差部のうち、上方のフィルムに形成された透明電極の幅と下方のフィルムに形成された透明電極の幅が他の交差部の透明電極の幅よりも小さく形成された特定部（例えば、図２，３のアイコン１２）と、を備え、前記特定部の周囲の前記スペーサは、該特定部を囲む周壁状に形成されている（例えば、図５のスペーサ２４）ことを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明では、上方のフィルムに形成された複数の透明電極と下方のフィルムに形成された複数の透明電極とが交差する交差部のうち、透明電極の幅を小さくした特定部を設けたことにより、特別なときや重要なときにのみ特定部を使用することで、誤入力を防止することができる。また、特定部の周囲の前記スペーサは特定部を囲む周壁状に形成されているため、特定部のタッチ入力時の機械的抵抗力が他の交差部のタッチ入力より大きくなり、従って、特定部に外力が作用しにくくなり、不用意な外力に起因した不必要な信号の出力を防止することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のタッチパネルにおいて、前記交差部は、前記上方のフィルムに形成された透明電極と下方のフィルムに形成された透明電極とが直角に交差するとともに、前記特定部のスペーサが他の部位のスペーサより高くなるように形成されている（例えば、図６のスペーサ２５）ことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明では、特定部のスペーサが他の部位のスペーサよりも高くなるように形成されているため、特定部に対して外力が作用しにくくなり、特定部への誤入力を防止することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載のタッチパネルにおいて、前記交差部及び前記特定部にアイコンが配置されると共に、該特定部のアイコンは前記交差部のアイコンより小さくなるように表示される（例えば、図２，３のアイコン１２）ことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明では、交差部と特定部とにアイコンが配置されるが、且つ特定部のアイコンが交差部のアイコンより小さくなるように表示されるため、特別なときや重要なときにのみ特定部を使用する態様とすることができ、特定部への誤入力を防止することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１に記載のタッチパネルにおいて、前記特定部における上方のフィルムに形成された透明電極と下方のフィルムに形成された透明電極との間に、電気抵抗値が加圧力の大きさに反して変化する導電性シート（例えば、図７，８加圧シート２６）が配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明では、特定部における上方のフィルムに形成された透明電極と下方のフィルムに形成された透明電極との間に、電気抵抗値が加圧力の大きさに反して変化する導電性シートを配置されるため、特定部のタッチ入力を他の交差部のタッチ入力より大きな力で行う必要がある。従って、不用意な外力に対して特定部が作用することがなくなる。
【００１５】
請求項５の発明の電子機器は、機器ケース（例えば、図１，２の機器ケース１）と、この機器ケースの内部に設けられたモジュール（例えば、図１のモジュール２）と、このモジュールの上面に設けられた表示部材（例えば、図１の表示部材９）と、一対の可撓性のフィルムが対向して配置されこのフィルムの対向面に対向して形成された複数の透明電極からなる透明電極部（例えば、図２，３の透明電極１９，２０，２１，２２）、前記一対のフィルムのうち上方のフィルムに形成された複数の透明電極（例えば、図２，３の透明電極１９，２０）と下方のフィルムに形成された複数の透明電極（例えば、図２，３の透明電極２１，２２）とが交差する交差部（例えば、アイコン１２，１３）、隣接する透明電極の間に設けられ、且つ、前記交差部の周囲に位置するように前記下方のフィルム上に形成されたスペーサ（例えば、図４のスペーサ２３）からなるスペーサ部及び前記交差部のうち、上方のフィルムに形成された透明電極の幅と下方のフィルムに形成された透明電極の幅が他の交差部の透明電極の幅よりも小さく形成され、周囲の前記スペーサが該交差部を囲む周壁状に形成されている（例えば、図５のスペーサ２４）特定部とを有するタッチパネルと、を備え、該タッチパネルが前記機器ケースの上部に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明では、タッチパネルが機器ケースの上部に配置されるため、タッチパネルへの操作を容易に行うことができる。また、タッチパネルの特定部への誤操作を防止することができるため、不必要な信号を出力することがなく、不必要な信号の出力による誤作動や電力の消費を防止することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は本発明を電子腕時計に適用した第１の実施形態であり、図１及び図２に示すように、時計ケースとなる機器ケース１と、機器ケース１の内部に設けられたモジュール２と、機器ケース１の上部に配置されたタッチパネル３とを備えている。
【００２８】
機器ケース１は、１２時及び６時方向の端部にバンド取付部１ａが一体的に形成されており、上面の外周部分に装飾用のベゼル４が超音波溶着等によって取り付けられる一方、下面には裏蓋５が取り付けられている。
【００２９】
モジュール２は、ＬＳＩが実装された回路基板（図示省略）と、回路基板を挟んだ状態で固定する上下のハウジング（図示省略）と、ハウジングに取り付けられた電池７と、上下のハウジングを組み付けると共に、立ち上がった端部６ａが機器ケース１の内面に係合してモジュール２全体を機器ケース１内に固定する地板６とを備えている。モジュール２の回路基板は、導電性樹脂からなるインターコネクタ等の接続部材８によってタッチパネル３の接続電極（図示省略）と接続されており、これによりタッチパネル３へのタッチ入力によって、モジュール２に信号を出力することができる。
【００３０】
このモジュール２の上面には、液晶表示パネルからなる表示部材９がモジュール２との接続状態で取り付けられている。表示部材９は図２に示すように、時刻、計算結果、モジュール２が記憶しているメッセージ等を７セグメントの形態及びシンボル、文字、記号等によって表示するものであり、図２において、１０はその表示部である。
【００３１】
この表示部材９の表示部１０に対し、機器ケース１の６時方向には、アイコン表示領域１１が設けられている。このアイコン表示領域１１には、絵文字、図形等を表示するアイコン１２、１３が複数、整列状態で表示されている。各アイコン１２、１３は電子腕時計の作動モードを表示するものである。一方、タッチパネル３には後述するように、このようなアイコン１２、１３と対応した位置で交差する透明電極が形成されている。なお、アイコン１３は通常に使用されるものであり、アイコン１２は特定な時又は重要な時にのみ使用されるものである。このため、使用頻度がアイコン１３に比べて少なくなっている、又は、誤入力を防止しなければならないものである。
【００３２】
図１において、１４はタッチパネル３の下方に配置された支持パネルである。この支持パネル１４は、機器ケース１の内方に延びるように形成された支持板部１５に外周部分が支持されるように取り付けられており、タッチパネル３を下面から支持することにより、タッチ操作によるタッチパネル３の凹みを受けるようになっている。かかる支持パネル１４としては、透明ガラスの表面に印刷が施された時計ガラスを使用することができる。
【００３３】
タッチパネル３は、図１に示すように、機器ケース１の一部を構成するベゼル４に上面外周部分が接合されることにより、支持パネル１４の上方に固定されている。この接合は、粘着フィルム１６によって上面外周部分をベゼル４に接合することによってなされ、タッチパネル３は上面外周部分がベゼル４に接合されるため、上面外周部分の気密性を確保することができる。
【００３４】
図３及び図４はタッチパネル３を示し、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の一対の可撓性の透明フィルム１７、１８と、この透明フィルム１７、１８の対向面に印刷等によって形成された透明電極１９、２０及び２１、２２とを有している。この内、透明電極１９、２０は３時及び９時方向に沿うように、上方の透明フィルム１７下面に形成されている。これに対して、透明電極２１、２２は下方の透明フィルム１８の上面に、６時及び１２時方向に沿うように形成されている。
【００３５】
これらの透明電極１９、２０及び２１、２２が交差する部分に、上述したアイコン１２、１３が配置され、これによりアイコン１２、１３をタッチすることにより、対応した透明電極１９、２０、２１、２２が接触して導通する。そして、この導通信号がモジュール２の回路基板に出力される。
【００３６】
この実施形態において、下方の透明フィルム１８に形成されている透明電極２１、２２の内、９時側に位置する透明電極２１は図２、図３及び図４に示すように、１２時側の先端部分２１ａの幅ｈが、同電極２１の６時側の部分の幅及び透明電極２２の幅Ｈに比べて狭くなっている。又、上方の透明フィルム１７における透明電極１９、２０の内、１２時側に位置する透明電極１９は、９時側の先端部分１９ａの幅が、同電極１９の３時側の部分の幅及び透明電極２０の幅に比べて、同様に狭くなっている。
【００３７】
このように、透明電極２１における幅が狭くなっている先端部分２１ａ及び透明電極１９における幅が狭くなっている先端部分１９ａが重なる部分は、使用頻度が他の部位よりも少ない特定部位、又は、その操作結果が重要な意味を持つ部位とすることができ、先端部分２１ａ、１９ａが接触することにより出力される信号としては、使用頻度が少ない信号、又は、重要な意味を持つ信号を選択できる。例えば、透明電極２１、１９の先端部分２１ａ、１９ａが接触することによって出力される信号としては、機器ケース１内に設けたエレクトロルミネッセンス等の照明部材（図示省略）の駆動などの電力を多く消費するモードを選択する信号とすることができる。なお、この特定部位を表示するアイコン１２は、図２に示すように、電極の先端部分２１ａ、１９ａと同様に、他の部位のアイコン１３よりも小さくなるように表示される。
【００３８】
以上の構造では、透明電極２１、１９の先端部分２１ａ、１９ａの交差部分が構成する特定部位（アイコン１２）の電極の幅ｈが他の部位の透明電極（アイコン１３）の幅Ｈよりも小さくなっており、この特定部位に対しては外力が作用しにくくなっている。このため、不用意に外力が作用することがなく、不必要な信号の出力を防止することができる。従って、小型で常時、携帯する電子腕時計においては、タッチパネルの誤作動を防止できる点で、特に有用となる。
【００３９】
この実施形態では、以上の構成に加え、透明電極１９、２０、２１、２２の間にスペーサ２３が設けられている。スペーサ２３は図２及び図３に示すように、アイコン１２、１３を単位とした透明電極１９、２０、２１、２２の交差部分の周囲に位置するように、下方の透明フィルム１８上に形成されている（図４参照）。このスペーサ２３は、一のアイコン１２、１３に対してタッチ入力した場合、隣接するアイコン１２、１３部分の透明電極１９、２０、２１、２２が接触することを防止するものであり、これにより誤信号の出力を防止することができる。図示する形態では、スペーサ２３はドット状に形成されて、上述した作用を行うようになっている。
【００４０】
かかるスペーサ２３において、透明電極２１、１９の先端部分２１ａ、１９ａが交差する特定部位（アイコン１２）に配置されているスペーサ２３は、他の部位（アイコン１３）の透明電極に配置されているスペーサ２３に比べて、間隔が狭くなっている。すなわち、図４に示すように、特定部位の周囲に設けられるスペーサ２３の間隔ｄが、他の部位の周囲に設けられるスペーサ２３の間隔Ｄに比べて小さくなるように設定されるものである。
【００４１】
このように透明電極における特定部位の周囲のスペーサ２３の間隔が、他の部位の周囲のスペーサ２３の間隔に比べて狭くなっている状態では、特定部位のスペーサ２３の密度が大きくなっており、特定部位のアイコン１２へのタッチ入力時の機械的抵抗力が他の部位のアイコン１３へのタッチ入力時の機械的抵抗力よりも大きなものとなる。このため、不用意な外力が作用しても、特定部位の透明電極が接触しにくくなり、不必要な信号の出力を防止することができる。
【００４２】
図５は本発明の第２の実施形態を示す。この実施形態では、第１の実施形態と同様に、特定部位（アイコン１２）である透明電極２１、１９の先端部分２１ａ、１９ａの幅が他の部位（アイコン１３）の透明電極の幅よりも小さくなっている。 これに加えて、特定部位の周囲のスペーサ２４は、特定部位を囲む周壁状に形成されている。一方、他の部位の周囲のスペーサ２３は、第１の実施形態と同様の間隔で配置されたドット状となっている。
【００４３】
このようにスペーサ２４を周壁状に形成することにより、特定部位のアイコン１２へのタッチ入力時の機械的抵抗力が、他の部位のアイコン１３へのタッチ入力時の機械的抵抗力よりも大きくなる。このため特定部位に外力が作用しにくくなり、不用意な外力に起因した不必要な信号の出力を防止することができる。
【００４４】
図６は本発明の第３の実施形態を示し、特定部位（アイコン１２）である透明電極２１、１９の先端部分２１ａ、１９ａの幅が他の部位（アイコン１３）の透明電極の幅よりも小さくなっている。さらに、特定部位の周囲にドット状のスペーサ２５が設けられるが、このスペーサ２５は他の部位の周囲のドット状のスペーサ２３に比べて高くなるように形成されている。
【００４５】
このようにスペーサ２５が高くなることにより、特定部位のアイコン１２へのタッチ入力を他の部位のアイコン１３へのタッチ入力よりも強くする必要がある。すなわち特定部位のアイコン１２へのタッチ入力時の機械的抵抗力が、他の部位のアイコン１３へのタッチ入力時の機械的抵抗力よりも大きくなるものであり、これにより特定部位に外力が作用しにくくなり、不用意な外力に起因した不必要な信号の出力を防止することができる。
【００４６】
図７及び図８は本発明の第４の実施形態を示し、２６は一対の透明フィルム１７、１８の間に配置された加圧導電シートである。この加圧導電シート２６は加圧力が小さい場合に電気抵抗値が大きく、加圧力が大きくなると電気抵抗値が小さくなる特性を有した導電性シートであり、電気抵抗値が加圧力の大きさに反して変化する。
【００４７】
この加圧導電シート２６は、使用頻度が少ないアイコンに対応した透明電極間に位置するように、すなわち特定部位の透明電極間に位置するように設けられる。従って、特定部位へのタッチ入力に際しては、加圧導電シート２６の電気抵抗値が小さくなるように、他の部位へのタッチ入力よりも大きな力で行う必要がある。これに対し、不用意な外力は、一般的に加圧力が小さいため、加圧導電シート２６の電気抵抗値を小さくすることができない。このため、不用意な外力が作用しても、特定部位の透明電極が導通することがなく、不必要な信号の出力を防止することができる。
【００４８】
以上の実施形態において、ドット状のスペーサ２３の間隔を小さくしたり（第１の実施形態）、周壁状のスペーサ２４としたり（第２の実施形態）、スペーサ２５の高さを高くした（第３の実施形態）場合には、特定部位の透明電極への不用意な外力による電極の接触を防止できるため、特定部位の透明電極の幅を小さくすることなく、他の部位の幅と同等としても良い。又、加圧導電シート２６を使用した第４の実施形態の場合においては、透明電極２１、１９の先端部分２１ａ、１９ａ及びスペーサ２３、２４、２５を第１〜第３の実施形態と同様な構造としても良い。
【００４９】
図９及び図１０は本発明の第５の実施形態を示し、図１と同一の部分は同一の符号を付して対応させてある。この実施形態において、タッチパネル３は第１の実施形態乃至第４の実施形態と同様のものが使用されるが、通常のタッチパネルであっても良い。このタッチパネル３は、その上面外周部分が粘着フィルム１６によってベゼル４に接合されており、これによりタッチパネル３の上面側の気密性が確保されている。
【００５０】
この実施形態において、３１はタッチパネル３とモジュール２との電気的接続を行うインターコネクタ等の接続部材である。この接続部材３１は弾性を有した中実の導電性樹脂によって成形されており、モジュール２の回路基板（図示省略）に形成された接続端子２７及びタッチパネル３の上方の透明フィルム１７に形成された接続電極（図示省略）を導通させる。
【００５１】
この接続部材３１は、図９に示すように、機器ケース１を上下方向に貫通するように形成した貫通穴２８内に挿入されて、モジュール２とタッチパネル３とを電気的に接続する。
【００５２】
接続部材３１は図１０に示すように、長い長円形に形成された上端面がタッチパネル３に当接する上側接続部３２となっていると共に、短い長円形に形成された下端面がモジュール２の回路基板に当接する下側接続部３３となっている。上側接続部３２は、タッチパネル３の紙面貫通方向の幅と同等か幾分長くなっており、タッチパネル３の上方の透明フィルム１７の全幅に対して接触することができる。
【００５３】
さらに、接続部材３１における上側接続部３２及び下側接続部３３の間には、上方に向かって広がるテーパ形状の密着部３４が一体的に形成されていると共に、機器ケース１の貫通穴２８には、接続部材３１の密着部３４が密着するテーパ形状の密着部２９が形成されている。
【００５４】
このような組み立ては、機器ケース１の貫通穴２８に接続部材３１を挿入し、粘着フィルム１７によってタッチパネル３が接合されたベゼル４を上方から機器ケース１に取り付け、ベゼル４を機器ケース１に超音波溶着して固定することによって行われる。このベゼル４の固定によって接続部材３１は上下方向から圧縮され、接続部材３１の密着部３４と貫通穴２８の密着部２９とが相互に確実に密着する。
【００５５】
従って、タッチパネル３と機器ケース１の内部とが遮断されて、これらの間の気密性が確保されるため、温度上昇によって、機器ケース１内部の空気が膨張しても、タッチパネル３の内部及び機器ケース１上部のタッチパネル３の装着部分に空気が入り込むことがなくなる。これによりタッチパネル３が変形することがなく、表示しているアイコンの変形がなくなり、アイコンが見易くなる。
【００５６】
本発明は以上の実施形態に限定されることなく、種々変形が可能であり、例えば、携帯電話、電子手帳、パソコン等の電子腕時計以外の電子機器に同様に適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明のタッチパネルは、不用意な外力によって透明電極が接触することを防止できる。このため、このタッチパネルを組み込んだ電子機器は、不必要な信号を出力することがなく、不必要な信号の出力による誤作動や電力の消費を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の断面図である。
【図２】第１の実施形態の正面図である。
【図３】第１の実施形態のタッチパネルの正面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線におけるタッチパネルの部分断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の斜視図である。
【図８】第４の実施形態の断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態の断面図である。
【図１０】第５の実施形態の接続部材の斜視図である。
【符号の説明】
１ 機器ケース
２ モジュール
３ タッチパネル
１７ １８ 透明フィルム
１９、２０、２１、２２ 透明電極
２３、２４、２５ スペーサ
２６ 加圧導電シート

Claims (5)

1. 一対の可撓性のフィルムが対向して配置され、このフィルムの対向面に対向して形成された複数の透明電極からなる透明電極部と、
   前記一対のフィルムのうち、上方のフィルムに形成された複数の透明電極と下方のフィルムに形成された複数の透明電極とが交差する交差部と、
   隣接する透明電極の間に設けられ、且つ、前記交差部の周囲に位置するように前記下方のフィルム上に形成されたスペーサからなるスペーサ部と、
   前記交差部のうち、上方のフィルムに形成された透明電極の幅と下方のフィルムに形成された透明電極の幅が他の交差部の透明電極の幅よりも小さく形成された特定部と、を備え、
   前記特定部の周囲の前記スペーサは、該特定部を囲む周壁状に形成されていることを特徴とするタッチパネル。
2. 前記交差部は、前記上方のフィルムに形成された透明電極と下方のフィルムに形成された透明電極とが直角に交差するとともに、前記特定部のスペーサが他の部位のスペーサより高くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記交差部及び前記特定部にアイコンが配置されると共に、該特定部のアイコンは前記交差部のアイコンより小さくなるように表示されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
4. 前記特定部における上方のフィルムに形成された透明電極と下方のフィルムに形成された透明電極との間に、電気抵抗値が加圧力の大きさに反して変化する導電性シートが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
5. 機器ケースと、
   この機器ケースの内部に設けられたモジュールと、
   このモジュールの上面に設けられた表示部材と、
   一対の可撓性のフィルムが対向して配置されこのフィルムの対向面に対向して形成された複数の透明電極からなる透明電極部、前記一対のフィルムのうち上方のフィルムに形成された複数の透明電極と下方のフィルムに形成された複数の透明電極とが交差する交差部、隣接する透明電極の間に設けられ、且つ、前記交差部の周囲に位置するように前記下方のフィルム上に形成されたスペーサからなるスペーサ部及び前記交差部のうち、上方のフィルムに形成された透明電極の幅と下方のフィルムに形成された透明電極の幅が他の交差部の透明電極の幅よりも小さく形成され、周囲の前記スペーサが該交差部を囲む周壁状に形成されている特定部とを有するタッチパネルと、を備え、
   該タッチパネルが前記機器ケースの上部に配置されていることを特徴とする電子機器。

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