JP4975196B2 - 入力デバイス、入力方法および集合体 - Google Patents

Description

本発明は、例えば静電容量式のタッチパネルに用いられる入力デバイス等に関する。

近年、表示装置の表示画面に触れることで、情報の入力を行なうことができるタッチパネルが重要度を増している。タッチパネルには、接触を検出するセンサが表示画面に装着されており、このセンサが表示画面上で指等が接触した位置を検出することで情報の入力を行なう。そしてセンサとして、指等と導電膜との間での静電容量の変化を捉えて位置を検出する方式のものを使用した、いわゆる静電容量式のタッチパネルが普及しつつある。

特許文献１には、握り部を、略円形断面の棒状とし、その左右にそれぞれ窪んだ凹溝（維持手段）を形成して円周方向に対して方向性のある断面形状にするタッチペンが開示されている。
また特許文献２には、コンピューターのタッチパネルに接触させて装置に情報入力を行うためのタッチペンであって、指に装着が可能な治具と、その治具に取り付けられたペン先部とを備えるものが開示されている。

特開２００９−２３０１７９号公報 特開２００９−２５９０６２号公報

ここでタッチパネルに指を使用して入力を行なう場合、タッチパネルと指とが直接接触することから、例えば、タッチパネル面が皮脂で汚れて表示が見にくくなったり、長時間の使用によりユーザが指の摩滅感を感じることなどがある。また指を使用する場合は、指とタッチパネルとの接触面積を小さくすることが困難であり、タッチパネルが検出する位置の精度が低下しやすい。
一方、例えばスタイラスペンなどのペン方式の入力デバイスは、紛失しやすく、紛失した場合、タッチパネルへの入力の手段を失うことがある。
上記の問題に鑑み、本発明の目的は、ユーザが指の摩滅感を感じにくくなると共にタッチパネルが検出する位置の精度を向上することができ、また紛失しても入力の手段を失いにくい静電容量式のタッチパネル用の入力デバイス等を提供することである。

本発明の入力デバイスは、静電容量式のタッチパネルに接触させることで、タッチパネル上の位置を入力するための入力デバイスであって、可撓性を有する絶縁層と、絶縁層に積層されている導電層と、を備え、絶縁層および導電層を一体として筒状の形状としたことを特徴とする。

ここで、絶縁層および導電層の少なくとも一部に設けられる粘着層を更に備えることが好ましい。また筒状の形状は、導電層よりも絶縁層を外側とすることが好ましく、更にこの形状は、指に装着するための形状として決定することができる。

また本発明の入力デバイスは、静電容量式のタッチパネルに接触させることで、タッチパネル上の位置を入力するための入力デバイスであって、可撓性を有する絶縁層と、絶縁層に積層されている導電層と、を備え、絶縁層および導電層は、支持体の形状に合わせるために一体として湾曲自在であることを特徴とする。

ここで、絶縁層および導電層の少なくとも一部に設けられる粘着層を更に備えることが好ましい。また支持体は、指とすることができる。更に絶縁層および導電層は、一体として五角形または六角形の形状をなすことが好ましい。

また本発明の入力方法は、上記の入力デバイスを静電容量式のタッチパネルに接触させることでタッチパネル上の位置を入力することを特徴とする。

更に本発明の集合体は、静電容量式のタッチパネルに接触させることで、タッチパネル上の位置を入力するための入力デバイスを集合させた集合体であって、入力デバイスは、可撓性を有する絶縁層と、絶縁層に積層されている導電層と、を備え、以下の（１）〜（３）の何れか１つにより集合させることを特徴とする。
（１）絶縁層または導電層の少なくとも一部に設けられる粘着層を更に備え、入力デバイスを粘着層を介して積層させること
（２）入力デバイスを平面状に結合させること
（３）入力デバイスを筒状の形状とし、筒状の形状の入力デバイスを積層させること

本発明によれば、ユーザが指の摩滅感を感じにくくなると共にタッチパネルが検出する位置の精度を向上することができ、また紛失しても入力の手段を失いにくい静電容量式のタッチパネル用の入力デバイス等を提供できる。

（ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態が適用される入力デバイスの一例について説明した図である。 （ａ）〜（ｃ）は、入力デバイスの使用形態の第１〜第３の例について説明した図である。 （ａ）〜（ｃ）は、入力デバイスの集合体の第１〜第３の例について説明した図である。

＜入力デバイスの説明＞
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１（ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態が適用される入力デバイスの一例について説明した図である。
入力デバイス１０は、静電容量式（静電容量方式、静電容量結合方式）のタッチパネルに接触させることで、このタッチパネル上の位置を入力するための入力デバイスである。ここで図１（ａ）は、入力デバイス１０の全体を説明した斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ断面図である。
図１（ａ）〜（ｂ）に示すように入力デバイス１０は、可撓性を有する絶縁層１１と、絶縁層１１に積層して形成される導電層１２と、導電層１２上の一部に設けられる粘着層１３とを備える。そして絶縁層１１および導電層１２は、一体として平面状の六角形をなす。

絶縁層１１は、導電層１２を形成するための基材となるものであり、絶縁性である。また可撓性を有し、湾曲自在である。そのため入力デバイス１０を装着するための支持体の形状に合わせることができる。ここで支持体とは、詳しくは後述するが、指や筆記具である。そしてこの指や筆記具に、例えば入力デバイス１０を巻き付けることで支持体の形状に入力デバイス１０の形状を合わせることができる。

このような条件を満たす絶縁層１１の材料としては、例えば樹脂シートを用いることができる。より具体的には、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、ナイロン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなる樹脂シートを用いることができる。そしてこのような樹脂シートの厚さとしては、例えば、１０μｍ〜３００μｍのものを使用することができる。

導電層１２は、導電性であり、タッチパネルと人体の間に微弱電流を流すために設けられる。そしてこれにより入力デバイス１０は、静電容量式のタッチパネル用の入力デバイスとして機能する。本実施の形態では、導電層１２には、金属または導電性高分子が含有されており、これにより導電層１２は、導電性となる。ここで金属としては、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）等が挙げられる。このうち後述する蒸着等が容易であるという観点、また製造費用が低いという観点から導電層１２は、アルミニウム（Ａｌ）からなることが好ましい。

導電層１２の厚さは、薄すぎると導電性が確保できないが、厚すぎる場合は、入力デバイス１０を支持体の形状に合わせたときに屈曲し塑性変形が生じやすくなる。実際には、入力デバイス１０を使用した際に、この屈曲に起因してシワが生じる。そして、入力デバイス１０とタッチパネルとの接触する箇所である先端部１４においてこの屈曲が生じると、入力デバイス１０とタッチパネルとの間が点接触となりやすい。しかしながら入力デバイス１０とタッチパネルとの間は、面接触である方が、接触不良が生じにくい。よって導電性を確保しつつ接触不良がより生じにくくなるという観点から、本実施の形態では導電層１２は、金属薄膜により形成することが好ましい。そしてその厚さは、例えば、１０ｎｍ〜１００μｍとすることができる。なお導電性が確保できる限りにおいて導電層１２は、絶縁層１１の一部にのみ設けてもよい。

このような導電層１２は、絶縁層１１上に蒸着等によりコーティングすることで形成することができる。この場合、絶縁層１１と導電層１２とは、併せて金属ラミネートフィルムとして捉えることができる。

粘着層１３は、入力デバイス１０を支持体の形状に合わせたときに、入力デバイス１０の形状を維持するため、あるいは支持体に入力デバイス１０を接着する際に支持体と入力デバイス１０とを固定するために設けられる。
このような機能を発揮するため粘着層１３は、感圧接着剤からなることが好ましい。即ち、接着箇所を張り合わせた瞬間に、接着が終了することが好ましい。また支持体に入力デバイス１０を接着して固定する場合、支持体と入力デバイス１０との接着は、強固である必要はなく、入力デバイス１０を支持体から簡単に離脱させることができる方が、むしろ好ましい。本実施の形態では、入力デバイス１０の六角形状の１つの辺に沿った位置とその辺に対向する辺に沿った位置の２箇所に粘着層１３を配している。

このような入力デバイス１０を使用することで、タッチパネルを操作する際に、ユーザは、タッチパネルに直接指を接触させる必要がなく、指の摩滅感を感じにくくなる。更に指を使用する場合よりタッチパネルへの接触面積を小さくすることができる。そのためタッチパネルに接触する箇所の位置の精度を向上させることができる。
また本実施の形態では、絶縁層１１および導電層１２の二層構造にすることで、入力デバイス１０を構成する。これが絶縁層１１のみであると、タッチパネルと人体との間に、微弱電流を流すことが困難となり、入力デバイスとして機能しない。また導電層１２のみであると、導電層１２を金属で形成した場合には、上述の通り、先端部１４において点接触となりやすく接触不良が生じやすい。一方、本実施の形態の入力デバイス１０では、絶縁層１１は可撓性を有する樹脂シート等からなるため、先端部１４において弾性変形し、湾曲してタッチパネルに接触する。このため面接触となりやすく、微弱電流をより流しやすくすることができる。

また本実施の形態の入力デバイス１０では、硬い先端部を有するスタイラスペン等に対し、タッチパネル表面に傷等が生じにくく、タッチパネルを傷めにくい。
更に近年のタッチパネルは、複数の接触点を検知することができるものが多い。つまりいわゆるマルチタッチが可能となっており、これを利用してタッチパネルに対し予め定められた動作を行なうことで、例えば、画面の拡大や縮小などの種々の機能を実現させることができる。しかしながら入力デバイスとしてスタイラスペン等を使用した場合、タッチパネルの複数の箇所をタッチすることは、困難である。一方、本実施の形態の入力デバイス１０では、複数の指に入力デバイス１０を装着することで、タッチパネルの複数の箇所をタッチすることは容易である。

また本実施の形態の入力デバイス１０を用いることで、いわゆる使い捨ての入力デバイスが実現できる。
例えば、後述する入力デバイス１０の集合体は、持ち運びは容易であり、必要なときに必要枚数を取り出してペンや指に装着して使用すればよい。使用済みの入力デバイス１０は廃棄してもよい。
あるいは、使用したい場所にこの入力デバイス１０を予め装備することで、ユーザが入力デバイス１０を持ち歩く必要性が低くなる。また紛失しても代わりの入力デバイス１０を用意することはスタイラスペン等に比較してより容易である。
更に本実施の形態の入力デバイス１０は、絶縁層１１として樹脂シートを用いた場合、印刷が可能である。即ち、入力デバイス１０の商品名や使用方法、あるいは種々の模様などを印刷できるため意匠として優れたものを作製しやすい。

なお本実施の形態では絶縁層１１および導電層１２は、それぞれ１層により構成されていたが、２層以上であってもよい。即ち、絶縁層１１および導電層１２を交互に積層した構造にしてもよい。

更に本実施の形態では、粘着層１３は、導電層１２に設けられていたが、これに限られるものではなく、絶縁層１１に設けてもよい。
また粘着層１３は、個々の支持体の形状に合わせるためにユーザが筒状の入力デバイス１０の形状を自由に設定できるという点では、設けた方がより好ましい。ただし入力デバイス１０を予め筒状の形状とした状態で、流通させる場合も考えられる。この場合は、粘着層１３を設けず、圧着等により接着し筒状の形状を維持させる方式も考えられる。この場合粘着層１３は、必ずしも必要とはなくなる。

＜入力デバイスの使用形態の説明＞
次に上述した入力デバイス１０の具体的な使用形態について説明を行なう。

図２（ａ）〜（ｃ）は、入力デバイス１０の使用形態の第１〜第３の例について説明した図である。
ここで図２（ａ）は、入力デバイス１０の使用形態の第１の例を説明した図である。
図２（ａ）では、図１で示した入力デバイス１０を筆記具２０の形状に合わせて巻回させることで筒状の形状とした場合を示している。なおここではこの筒状の形態とした入力デバイス１０を、区別のため便宜上入力デバイス１０ａと呼ぶ。この入力デバイス１０ａは、入力デバイス１０を絶縁層１１を外側とし、導電層１２を内側として巻回させ、そして入力デバイス１０の端部に配された粘着層１３により接着して固定を行なうことにより筒状の形状を維持している。また入力デバイス１０ａは、筆記具２０を先端部１４に対向する位置にある先端部１５の側から挿入し、筆記具２０に装着した状態で使用する。

また本実施の形態では、入力デバイス１０を筒状の形状にする際に、先端部１５から先端部１４にかけて絞り形状となるようにしている。そのため筆記具２０は、先端部１５から挿入する際には、余裕を有して挿入が可能であるが、筆記具２０は、先端部１４の方へは、貫通することができない。これにより入力デバイス１０ａを安定して筆記具２０に装着することができる。またこの際に粘着層１３を導電層１２の全面に設けておけば、この粘着層１３と筆記具２０とが接着することで固定され、更に安定させることが可能である。

なお、入力デバイス１０を、筆記具２０に装着してから巻回し、筒状の形態として得た入力デバイス１０ａであっても上記と同様に使用できる。この際、入力デバイス１０を筆記具２０に装着する際、入力デバイス１０に位置決め用のマーク（例えば、筆記具２０の先端位置を合わせるとマークなど）が記されていることが好ましい。
そしてタッチパネルを使用するユーザは、筆記具２０に装着した入力デバイス１０ａを把持し、入力デバイス１０ａの先端部１４をタッチパネルに接触させることで、タッチパネルに情報の入力を行なうことができる。この際、入力デバイス１０ａの少なくとも一部は、筆記具２０を把持する手に接触していることが好ましい。
この場合、筆記具２０は、ボールペン等の通常の筆記具でよい。そのためこの形態の場合、ユーザは、使い慣れた筆記具、または手近にある筆記具を使用してタッチパネルへの情報の入力を行なうことができる。この場合、タッチパネルへの入力と通常の筆記とを両方できるデバイスが得られる。

また図２（ｂ）は、入力デバイス１０の使用形態の第２の例を説明した図である。
図２（ｂ）では、図２（ａ）で示した入力デバイス１０ａを、図２（ａ）におけるＩＩｂ−ＩＩｂにおいて切断したものである。ここでは、この入力デバイス１０を、区別のため便宜上入力デバイス１０ｂと呼ぶ。入力デバイス１０ｂは、指３０を切断部の側から挿入し、指３０に装着した状態で使用する。なお本実施の形態では、入力デバイス１０ｂは、上述の通り切断部から先端部１４にかけて絞り形状となるようにしている。そのため指３０は、先端部１４の方へは、貫通することができない。これにより入力デバイス１０ｂを安定して筆記具２０に装着することができる。更に図１（ａ）の場合と同様に、粘着層１３を導電層１２の全面に設けておけば、この粘着層１３と指３０とが接着することで固定され、更に安定させることが可能である。

そしてタッチパネルを使用するユーザは、指３０に装着した入力デバイス１０ｂの先端部１４をタッチパネルに接触させることで、タッチパネルに情報の入力を行なうことができる。

更に図２（ｃ）は、入力デバイス１０の使用形態の第３の例を説明した図である。
図２（ｃ）では、図２（ｂ）で示した入力デバイス１０ｂを、図２（ｂ）におけるＩＩｃ−ＩＩｃにおいて更に切断したものである。ここでは、この入力デバイス１０を、区別のため便宜上入力デバイス１０ｃと呼ぶ。入力デバイス１０ｃは、指３０全体を巻回するだけの幅はなく、指３０の一部に接触して装着した状態で使用する。この場合、粘着層１３により入力デバイス１０ｃと指３０とは、接着され固定されている。

そしてタッチパネルを使用するユーザは、指３０に装着した入力デバイス１０ｃの先端部１４をタッチパネルに接触させることで、タッチパネルに情報の入力を行なうことができる。

このように本実施の形態の入力デバイス１０は、絶縁層１１および導電層１２は、一体として湾曲自在であるため、容易に支持体の形状に合わせることができる。更にタッチパネルへの入力をより行ないやすくするために、上述した入力デバイス１０ｂ，１０ｃのように切断等によりその長さを合わせることが容易である。なお入力デバイス１０ｂ，１０ｃを展開した場合は、例えば、図１（ａ）においてＩｂ−Ｉｂで切断した形状となり、この場合、五角形の形状をなす。

なお本実施の形態では、導電層１２を内側として巻回させているため、絶縁層１１は外側となる。そのためタッチパネルと直接接触するのは、絶縁層１１となるが、この場合でも静電容量式のタッチパネルから、入力デバイス１０ａ，１０ｂ，１０ｃおよび人体を通し、微弱電流を流すことが可能である。よって入力デバイス１０ａ，１０ｂ，１０ｃによりタッチパネルに情報の入力を行なうことに支障はない。
また入力デバイス１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、図１に示した入力デバイス１０を絶縁層１１を外側とし、導電層１２を内側として巻回させることで作製したが、絶縁層１１を内側とし、導電層１２を外側として巻回させることで作製してもよい。

なお以上のような入力デバイス１０ａ，１０ｂ，１０ｃを使用してタッチパネルに情報の入力を行なう方法は、入力デバイス１０ａ，１０ｂ，１０ｃを静電容量式のタッチパネルに接触させることでタッチパネル上の位置を入力することを特徴とする入力方法として捉えることができる。

＜入力デバイスの集合体の説明＞
次に入力デバイス１０を集合させた集合体について説明を行なう。

図３（ａ）〜（ｃ）は、入力デバイスの集合体の第１〜第３の例について説明した図である。
ここで図３（ａ）は、入力デバイス１０の集合体の第１の例を説明した図である。
図３（ａ）に示した集合体１００は、入力デバイス１０をその厚み方向に積層させたものである。そして入力デバイス１０を粘着層１３を介して積層させることで集合体１００としている。このような形態とすることで、入力デバイス１０を流通させる場合において、集合体１００としてまとめた形で流通させることができる。そして入力デバイス１０を使用するユーザは、集合体１００から１枚ずつ入力デバイス１０をはぎ取り、支持体である筆記具２０や指３０に装着することで入力デバイス１０を使用することができる。

また図３（ｂ）は、入力デバイス１０の集合体の第２の例を説明した図である。
図３（ｂ）に示した集合体２００は、台形状とした入力デバイス１０を平面状に結合させることで集合体２００としている。本実施の形態では、各入力デバイス１０の間は、ミシン目となっており、これにより各入力デバイス１０は結合している。そして入力デバイス１０を使用するユーザは、集合体２００からミシン目の部分を破ることで入力デバイス１０を分離し、支持体である筆記具２０や指３０に装着することで入力デバイス１０を使用することができる。
本実施の形態では、各入力デバイス１０の向きを互いに逆にして結合させることで、集合体２００をテープ状とすることができる。そしてこのテープ状の集合体２００を巻き取る形態で、集合体２００を流通させることができる。

また図３（ｃ）は、入力デバイス１０の集合体の第３の例を説明した図である。
図３（ｃ）に示した集合体３００は、筒状の形状の入力デバイス１０ｂを積層させることで集合体３００としている。このような形態とすることで入力デバイス１０ｂを使用するユーザは、入力デバイス１０ｂを集合体３００から１つずつ取り外し、支持体である筆記具２０や指３０に装着することで入力デバイス１０ｂを使用することができる。またこの形態では、支持体である筆記具２０や指３０に装着する際に巻回させる必要はない。そのためユーザは、即座に入力デバイス１０ｂを使用することができる。

このように入力デバイス１０を集合体とし、ユーザが、この集合体を持ち歩くことで、入力デバイス１０を紛失しても代わりの入力デバイス１０がすぐに用意できることになる。そのためユーザは、入力デバイス１０を紛失してもタッチパネルへの入力の手段をより失いにくくなる。

１０…入力デバイス、１１…絶縁層、１２…導電層、１３…粘着層、２０…筆記具、３０…指、１００，２００，３００…集合体

Claims (9)

1. 静電容量式のタッチパネルに接触させることで、当該タッチパネル上の位置を入力するための入力デバイスであって、
   可撓性を有する絶縁層と、
   前記絶縁層に積層されている導電層と、
   を備え、
   前記導電層よりも前記絶縁層を外側として当該絶縁層および当該導電層を一体として筒状の形状とした入力デバイス。
2. 前記絶縁層および前記導電層の少なくとも一部に設けられる粘着層を更に備える請求項１に記載の入力デバイス。
3. 前記形状は、指に装着するための形状として決定される請求項１または２に記載の入力デバイス。
4. 静電容量式のタッチパネルに接触させることで、当該タッチパネル上の位置を入力するための入力デバイスであって、
   可撓性を有する絶縁層と、
   前記絶縁層に積層されている導電層と、
   を備え、
   前記絶縁層が樹脂シートであり、
   前記絶縁層および前記導電層は、支持体の形状に合わせるために一体として湾曲自在である入力デバイス。
5. 前記絶縁層および前記導電層の少なくとも一部に設けられる粘着層を更に備える請求項４に記載の入力デバイス。
6. 前記支持体は、指である請求項４または５に記載の入力デバイス。
7. 前記絶縁層および前記導電層は、一体として五角形または六角形の形状をなす請求項４乃至６の何れか１項に記載の入力デバイス。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の入力デバイスを静電容量式のタッチパネルに接触させることで当該タッチパネル上の位置を入力する入力方法。
9. 静電容量式のタッチパネルに接触させることで、当該タッチパネル上の位置を入力するための入力デバイスを集合させた集合体であって、
   前記入力デバイスは、
   可撓性を有する絶縁層と、
   前記絶縁層に積層されている導電層と、
   を備え、
   以下の（１）〜（３）の何れか１つにより集合させる集合体。
   （１）前記絶縁層または前記導電層の少なくとも一部に設けられる粘着層を更に備え、前記入力デバイスを当該粘着層を介して積層させること
   （２）前記入力デバイスを平面状に結合させること
   （３）前記入力デバイスを筒状の形状とし、筒状の形状の当該入力デバイスを積層させること

Images