JP5020050B2

JP5020050B2 - 操作スイッチ用カバー部材

Info

Publication number: JP5020050B2
Application number: JP2007322406A
Authority: JP
Inventors: 崇川村; 和房横山; 博登小松
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-12-13
Also published as: JP2009146707A

Description

この発明は、接触操作可能な操作面を有すると共に、背面側から照光されて表面側から光を放射可能な操作スイッチ用カバー部材に関する。

従来より、操作部を押圧することなく、指を接触させたり、摺動させる接触操作により、その操作が内部の回路に入力されて各種の処理が実行されるように構成された操作スイッチが多数存在する。このような操作スイッチには、接触操作が行われる同一の操作部を押圧することにより、その押圧操作で内部に設けられた接点の導通を行い、接触操作とは別の処理が実行されるように構成されたものが存在する。

例えば、下記特許文献１には、メンブレンスイッチの上方に可撓性を有するタッチパネルスイッチを配置し、タッチパネル上に指を接触させて摺動させることで接触操作による入力が行えると共に、タッチパネルスイッチを押圧することで、押圧操作による入力が行えるように構成された電子機器が提案されている。

ここでは、タッチパネルスイッチが、互いに離間して対向された一対の絶縁基材と、各導電基板の対向面にそれぞれ積層された導電被膜とからなり、一方の絶縁基材を押圧して変形させることで、タッチパネルスイッチの接触操作による入力が行なえるようになっている。

また、タッチパネルスイッチを支持する面に凹部が設けられ、この凹部に配線基板の接点部分が配置されており、タッチパネルスイッチの２枚の絶縁基板を押圧して変形させることで、押圧操作による入力が行えるようになっている。

更に、この電子機器では、タッチパネルスイッチが光透過性部材で構成されており、背面側に配置された照光部により照光することで、光がタッチパネルスイッチを透過して表面側から放射されるようになっている。
特開２００１−７６５８２号公報

しかしながら、このような装置では、タッチパネルスイッチが複数の絶縁基材及び導電被膜を離間して配置することで形成されており、接触操作を行わない間は導電被膜間を確実に離間させなければならず、薄型化し難かった。

また、背面側から照光された光がタッチパネルスイッチの絶縁基材及び導電被膜等を多数透過して表面側から放射されるため、光が減衰され易い上、導電被膜間に設けられている間隙等で光が乱反射して減衰され易く、表面側に放射される光が不足し易かった。

そこで、この発明は、確実な接触操作が可能であって、薄肉化し易いと共に十分な光を表面側から放射させ易い操作スイッチ用カバー部材を提供することを課題とする。

上記課題を解決する請求項１に記載の発明は、接触操作可能な操作面を表面側に有する表面操作部を備えると共に、該表面操作部の背面側に前記表面操作部に対する接触操作を静電容量の変化として検出可能な静電容量検出部と、前記表面操作部を背面側から照光可能な照光部とを備え、前記照光部からの放射された光が前記表面操作部を透過して表面側に放射されるように構成された操作スイッチ用カバー部材であって、前記表面操作部と前記静電容量検出部との間に前記照光部が配置されており、前記照光部は、コア層と、該コア層の表面を覆うクラッド層とを備えてシート状に形成され、光源からの光が前記クラッド層との界面で反射されつつ前記コア層の内部で面方向に導かれて放射部から放射されるように構成されており、前記表面操作部は、操作キーを備え、前記静電容量検出部は、複数の検出部位を備え、該複数の検出部位は、それぞれ扇形に形成されると共に、全体として円形となるように、互いに非接続に配置され、１個の前記操作キーに対応する位置に、複数の前記検出部位が配置され、前記静電容量検出部の下に、前記操作キーに押圧されるドーム型のスイッチが設けられたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記静電容量検出部は、金属からなる検出子、又は、樹脂に金属粉若しくはカーボン粒子を分散した導電性樹脂塗膜からなる検出子を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記静電容量検出部と前記照光部との間に、実質的に導電性を有しない非導電遮光層を備えていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記表面操作部は、接触操作及び押圧操作可能な前記操作面を有し、前記静電容量検出部の背面側の前記操作面に対応する位置には、被押圧部を押圧可能な押圧部を備えていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の構成に加え、前記押圧部は、前記静電容量検出部の背面側を被覆する被覆部を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載の操作スイッチ用カバー部材によれば、表面操作部と静電容量検出部との間に照光部が配置された状態でこれらが積層されているので、表面操作部に照光部を近接配置できて、照光部から表面操作部側に放射された光が静電容量検出部により阻害されることがなく、操作スイッチ用カバー部材の表面側から十分な光を放射させ易い。また、表面操作部や静電容量検出部と照光部との間を離間させないため、操作スイッチ用カバー部材を薄肉化し易くて、静電容量検出部を操作面に近接配置できるため、検出精度を向上して確実な接触操作が可能である。

更に、請求項１に記載の操作スイッチ用カバー部材によれば、光源からの光がクラッド層との界面で反射されつつコア層の内部で面方向に導かれるように照光部が構成されているので、照光部に表面操作部や静電容量検出部を直接接触させて積層していても、コア層内で導かれる光がこれらとの接触部分で乱反射して減衰され難くでき、導光性能を確保しつつ、表面操作部や静電容量検出部を積層することが可能である。そのため、操作スイッチ用カバー部材の表面側からより十分な光を放射させ易いと共に、操作スイッチ用カバー部材の薄肉化を図り易い。

請求項２に記載の操作スイッチ用カバー部材によれば、
静電容量検出部が金属からなる検出子、又は、樹脂に金属粉若しくはカーボン粒子を分散した導電性樹脂塗膜からなる検出子を有するので、検出子の電気抵抗を十分に小さく抑えることができ、接触操作の検出精度を向上することが可能である。しかも、検出子が不透明な金属又はカーボンであっても、照光部が静電容量検出部より表面操作部側に配置されているため、照光部から放射される光の透過は何ら阻害されることがなく、十分な光を放射させ易い。

請求項３に記載の操作スイッチ用カバー部材によれば、静電容量検出部と照光部との間に、実質的に導電性を有しない非導電遮光層を備えているので、照光部から漏れた光や放射部で乱反射された光が静電容量検出部に到達することを阻止できる。そのため、これらの光が静電容量検出部で反射されることにより、静電容量検出部の形状が表面操作部の表面側から視認されるようなことを防止できる。

請求項４に記載の操作スイッチ用カバー部材によれば、表面操作部が接触操作及び押圧操作可能な操作面を有し、静電容量検出部の背面側の操作面に対応する位置に被押圧部を押圧可能な押圧部を備えているので、静電容量検出部を押圧部や被押圧部より操作面に近接して配置することが可能で、接触操作と押圧操作とが同一位置で行えるように構成していても、静電容量検出部の検出精度を確保し易い。

請求項５に記載の操作スイッチ用カバー部材によれば、押圧部が静電容量検出部の背面側を被覆する被覆部を備えているので、被覆部により静電容量検出部を背面側から補強でき、押圧操作により繰り返し操作スイッチ用カバー部材が弾性変形させられても、静電容量検出部の疲労による剥離や劣化を防止して耐久性を向上し易い。

以下、この発明の実施の形態について説明する。
［実施の形態１］

図１乃至図４は、この実施の形態１の操作スイッチ用カバー部材を用いた操作スイッチを示している。

この実施の形態１の操作スイッチは、携帯電話機に使用されるもので、図１及び図２に示すように、開口部１０ａを有する筐体１０と、筐体１０の開口部１０ａに配置された操作スイッチ用シート部材としての操作パネル１１と、筐体１０の内部に操作パネル１１と離間して対向配設された基体部１２とを備えている。

操作パネル１１は、表面側に配置され表面シート１３と、表面シート１３の開口１３ａに配置されて接触操作及び押圧操作が可能な操作面１５を有する表面操作部としての接触押圧操作部１７と、表面シート１３及び接触押圧操作部１７の背面側である基体部１２側に配置されてこれらを背面側から照光可能な照光部１９と、照光部１９の背面側に配置されて接触押圧操作部１７に対する接触操作を静電容量の変化として検出可能な静電容量検出部２１と、静電容量検出部２１の背面側の略全面を被覆する被覆部２３とを備えており、これらが積層一体化されている。ここでは、被覆部２３の接触押圧操作部１７に対応する部位が、接触押圧操作部１７に対する押圧操作により、基体部１２の所定位置を押圧可能な押圧部となっている。

この操作パネル１１では、詳細な図示は省略しているが、接触押圧操作部１７以外の部位に押圧操作可能な多数の押圧操作部２５が設けられており、静電容量検出部２１を設けることなく、表面シート１３の背面側に照光部１９が積層されている。

このような操作パネル１１の表面シート１３は、操作パネル１１の形状を維持できる程度の強度を有すると共に、光を透過可能な硬質樹脂等から平板状に形成されている。この実施の形態１では、接触押圧操作部１７以外の部位に押圧操作部２５が設けられているため、表面シート１３は弾性変形可能なポリカーボネート、アクリル、ＰＥＴ等の樹脂から形成されている。

接触押圧操作部１７は、互いに離間した中央キー２７と複数の方向キー２９からなり、図２に示すように、表面シート１３の開口１３ａに配置されて照光部１９の表面に接合されている。中央キー２７及び方向キー２９の各操作面１５は、それぞれ独立に押圧操作可能であると共に、個々に又は複数連続して接触操作可能となっている。

このような中央キー２７及び方向キー２９は、光を透過可能であって、操作面１５に対する接触操作時に、静電容量の変化を静電容量検出部２１により検出可能な材料から形成されており、この実施の形態１では、ポリカーボネート、アクリル、ＰＥＴ等の樹脂から形成されている。

表面シート１３及び接触押圧操作部１７の背面側には遮光層３１が設けられると共に、遮光層３１の一部に文字、図形、記号等の各種のデザインで抜かれた抜き開口が設けられており、この開口により背面側からの光を操作パネル１１の表面側から放射する透光表示部３３が形成されている。これらの表面シート１３及び接触押圧操作部１７の遮光層３１及び透光表示部３３より表面側に他の加飾層７１が外部から視認可能に設けられていてもよい。

次に、操作パネル１１の照光部１９は、コア層３５と、コア層３５の両表面を覆うクラッド層３７、３９とを備えてシート状に形成され、光源４１からの光がクラッド層３７、３９との界面で反射されつつコア層３５の内部で面方向に導かれ、透光表示部３３に対応する位置に設けられた放射部４３から放射されるように構成されている。

コア層３５の材料は、光を面方向に透過可能な程度の透明性を有することが必要であり、透過率が高い程、導光される光の減衰を抑えることができて好適である。例えば、可視光領域の光の全光線透過率が８０％以上であるとしてもよい。

また、コア層３５の材料は、屈折率が高いもの程好ましく、例えば１．３以上とするのが好適である。クラッド層３７、３９として使用可能な材料の選択の幅を広げられるからである。

更に、コア層３５の材料は、可撓性を有することが好ましい。表面シート１３及び接触押圧操作部１７と積層された状態で表面シート１３及び接触押圧操作部１７と共に押圧操作される際に変形し易くできるからである。

このようなコア層３５を構成する材料としては、例えば、シリコーン、ポリウレタン、アクリル、ＰＥＴ、ポリカーボネート等の樹脂やエラストマーなどを使用することができる。

このコア層３５は、光源４１から光が入射される部位を除いて一定の厚さでシート状に形成されている。ここでは、シート状とは、コア層３５が独立してシート状の形状を呈していてもよく、他の部材の表面に付着された層であってもよい。

コア層３５の縁部側の一部には、図２に示すように、光源４１からの光が入射するための入射部４５が設けられている。この入射部４５はコア層３５の他の部位と同一の厚さに形成されていてもよいが、ここでは光源４１側程厚肉となるようにテーパ形状に形成されている。

この実施の形態１では、各光源４１と入射部４５の入射面との間は密着されるのが好ましく、光源４１と入射部４５の入射面との間に間隙が形成される場合には、その間にシリコーンゲルなどが充填されていてもよい。このようにすれば、光源４１から発光された光を、空気層を経由することなくコア層３５に入射させることができ、入射時に光が散乱されて減衰することを防止し易い。

このコア層３５の各入射部４５を除く部位は略均一な厚さに形成されている。このコア層３５の厚さは、放射部４３において放射される光により所望の輝度が確保できる範囲で出来るだけ薄肉に形成されることが好ましく、例えば０．０５〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０７〜０．３ｍｍとしてもよい。

また、コア層３５の放射部４３を除く部位の表面は鏡面に形成されていることが好ましい。鏡面であれば、導光される光がコア層３５とクラッド層３７、３９との各界面で乱反射して、コア層３５内で導かれる光が放射されることを抑制でき、導光性能を向上させることができるからである。

この鏡面とは、表面粗さが小さく抑えられている状態である。鏡面は、例えば成形型を用いてコア層３５を成形する場合には、型面の表面粗さを小さく抑えることにより作製することが可能である。この型面の表面粗さとしては、例えば、三次元形状測定装置等により測定される算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１〜０．８μｍの範囲となるものが好適である。

コア層３５の放射部４３は、それぞれコア層３５内で導かれた光が到達することにより乱反射可能に構成されている。例えば、コア層３５の透光表示部３３に対応する位置の少なくとも一方の表面、好ましくは表面シート１３側の表面を粗面にして微細な多数の凹凸を形成したものとしてもよい。

一方、照光部１９のクラッド層３７、３９は、コア層３５の表面に接着剤等の他の層を介在させることなく直接密着した状態で積層一体化された層である。

このクラッド層３７、３９は、コア層３５内で導かれる光を界面においてコア層３５側により多く反射させるための層であるため、コア層３５の放射部４３の部位に積層しない場合には、透明性を有しない材料から形成されていてもよい。コア層３５の放射部４３の部位に積層する場合には、コア層３５から放射された光が透過可能な程度の透明性を有することが必要であり、出来るだけ透明度が高いものが好適である。

また、このクラッド層３７、３９は、密着しているコア層３５の屈折率より小さいことが必要であり、コア層３５の屈折率に対して０．１％以上小さくなることが好ましく、特に、１％以上小さくすることが好適である。クラッド層３７、３９の屈折率が大きい程、コア層３５内を導光される光の全反射の条件が狭くなり、導光性能が低下するからである。

更に、このクラッド層３７、３９も可撓性を有することが好ましい。他の層と積層されて操作パネル１１を構成した状態で、押圧操作される際に変形し易くできるからである。

このようなクラッド層３７、３９を構成する材料としては、接着剤等の他の材料を介在させることなくコア層３５と積層一体化できる材料であることが要求される。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂や他の樹脂、フッ化シリコーンゴム等のエラストマーなどを使用することができる。シリカ等のように多孔質空間内に空気を保持することで見かけの屈折率を小さくできる材料であってもよい。

このクラッド層３７、３９は、出来るだけ薄肉に形成されることが好ましい。クラッド層３７、３９は、コア層３５との界面においてコア層３５内で導かれた光を反射させるために使用される層であるため、導光性能に対する厚さの影響が少ないからである。

次に、操作パネル１１の静電容量検出部２１は、図３に示すように、多数の検出子としての検出部位２１ａと、各検出部位２１ａに接続されたリード線２１ｂとを備えている。これらが照光部１９のクラッド層３９に各種の導電性被膜を直接付着することにより形成されていれば、静電容量検出部２１の厚さを薄く形成し易くて好適である。

この実施の形態１の静電容量検出部２１では、複数の扇形の検出部位２１ａが、それぞれ中央キー２７の略中心部から方向キー２９の外周縁に至る大きさで放射方向に形成されており、各検出部位２１ａが互いに平面視において異なる位置に全体で円形となるように配置され、互いに非接続状態となっている。ここでは、各中央キー２７及び方向キー２９に対応する位置に、それぞれ複数の検出部位２１ａが配置されている。なお、リード線２１ｂは各検出部位２１ａの弧状の端縁から延びており、全てのリード線２１ｂが一箇所で集束されて、図示しない回路まで延長されて接続されている。

検出部位２１ａ及びリード線２１ｂを構成する導電性被膜層は、接触操作時の検出精度を向上するため、十分な導電性を有するものが好ましい。この導電性被膜層では、静電容量検出部２１が中央キー２７及び方向キー２９に近接して配置されているため、例えば、面抵抗４０００Ω／□以下であっても使用可能である。その場合、面内の抵抗値ばらつき（距離と抵抗値のリニアリティー）が３０％以下であることが望まれる。また、検出部位２１ａまでのリード線２１ｂの面抵抗が１００Ω／□とすることで高い感度の静電容量検出が可能となる。なお、導電性被膜層全ての面抵抗が１００Ω／□以下、更に好ましくは１０Ω／□以下であればより好適である。

また、この導電性被膜層は、押圧操作時には繰返し局部的な変形を受けるため、変形に対する柔軟性を有するものが好ましい。

このような導電性被膜としては、静電容量検出部は、各種の金属薄板、金属蒸着膜、金属箔等の金属に形成してもよく、樹脂に金属粉若しくはカーボン粒子を分散させた導電性樹脂塗膜により形成してもよく、カーボンインク、銀系インク等の導電性インク、酸化インジウム錫、導電性高分子等の透明インクなどにより形成してもよい。この導電性被膜は照光部１９より基体部１２側に設けられるものであるため、透光性は要求されないため、不透明な材料に形成することが可能である。この実施の形態１では、柔軟性を得易く抵抗値を十分に低減し易いという理由で、金属又は樹脂に金属粉若しくはカーボン粒子を分散させた導電性樹脂塗膜を用いるのが好ましい。導電性被膜を金属薄膜により形成する場合、例えば、照光部１９の表面にシルクスクリーン等の印刷法や化学蒸着、スパッタリングまたはホットスタンプ等の転写により金属薄膜を形成し、場合によっては、所定の形状にエッチングするなどにより形成することが可能である。

次に、操作パネル１１の被覆部２３は、静電容量検出部２１の少なくとも接触押圧操作部１７に対応する位置の基体部１２側を検出部位２１ａを周囲の照光部１９の表面と共に連続して被覆する層である。この被覆部２３は、各接触押圧操作部１７が繰り返し押圧操作された際、後述するプランジャ部５９が検出部位２１ａと直接接触することで、各検出部位２１ａを構成する導電性被膜が劣化されることを防止するために設けられている。

このような被覆部２３を構成する材料としては、検出部位２１ａの表面及び照光部１９の表面と密着した状態を維持可能な各種のインク、塗料等により形成することができる。特に、導電性被膜を銀系のインクを用いて形成した場合は、酸化又は硫化による劣化を防止するため、防湿性やガス透過性を低減する表面保護層を設けることが望ましい。例えばフッ素系のインクである。
なお、この被覆部２３の導電性が高いと静電容量検出部２１の検出精度を低下させ易いという理由で、導電性が低い材料を用いるのが好適である。

次に、この操作スイッチの基体部１２は、硬質樹脂製の板材からなる基板４９と、弾性ドームシート５１とを備えている。

基板４９は、この実施の形態１では、硬質樹脂等からなる板材からなり、中央キー２７及び各方向キー２９或いは押圧操作部２５の押圧操作時に変形を防止できる構造となっている。この基板４９には、図示しない回路が設けられ、静電容量検出部２１のリード線２１ｂが接続され、中央キー２７及び方向キー２９の接触操作により検出される静電容量の変化が入力されて処理可能に構成されると共に、中央キー２７及び方向キー２９の押圧操作による入力が処理可能に構成され、更に、押圧操作部２５からの押圧操作による入力が処理可能に構成されている。

このような基板４９には、操作パネル１１の接触押圧操作部１７及び押圧操作部２５に対応する各位置に、図示しない回路と接続されて互いに離間して配置された接点端子５３が設けられている。また、操作パネル１１の遮光層３１に覆われる位置に、側面発光型のＬＥＤ等からなる光源４１が台座４９ａに固定された状態で設けられている。

弾性ドームシート５１は、シート状に形成されて基板４９の表面に密着して固定されており、接触押圧操作部１７及び押圧操作部２５と対向する各位置には、弾性変形可能な中空立体形状を有するドーム部５５が設けられている。ドーム部５５の操作パネル１１側には、中央キー２７及び各方向キー２９の操作面１５と対応する位置並びに押圧操作部２５と対応する位置にプランジャ部５９が突設されており、このプランジャ部５９及びドーム部５５により、中央キー２７及び各方向キー２９並びに押圧操作部２５が押圧操作された際、操作パネル１１により押圧される被押圧部が構成されている。また、プランジャ部５９の頂部が静電容量検出部２１の背面に設けられた被覆部２３に当接して配置されており、被覆部２３のプランジャ部５９の頂部が当接する部位により押圧部が構成されている。

この弾性ドームシート５１としては、ＰＥＴなどの樹脂からなるものでもよいが、シリコーンゴム等のエラストマーからなるものであってもよい。

ドーム部５５の基板４９側には、成形された金属ドーム、金属蒸着膜、カーボン印刷層等からなる導電層５７が各ドーム部５５毎に設けられている。この導電層５７は周縁で一方の接点端子５３に常時接触し、中央部で他方の接点端子５３と離間した状態で配置されている。

このような弾性ドームシート５１では、接触押圧操作部１７や押圧操作部２５が押圧操作されると、プランジャ部５９を介してドーム部５５が押圧されて弾性変形し、導電層５７により接点端子５３間が接続され、また、解除されると復元するように構成されている。

次に、このような構成を有する操作スイッチの使用方法について説明する。

まず、光源４１が発光しない間は、中央キー２７及び方向キー２９ではそれぞれ遮光層３１や遮光層３１より表面側に設けられた各種の加飾層７１が外部から視認されている。このとき、操作スイッチ内部は、遮光層３１により遮蔽されているため外部からは視認されない。

また、光源４１が発光すると、入射部４５からコア層３５内に光が入射し、クラッド層３７、３９により反射されつつ内部で面方向に導かれ、接触押圧操作部１７、押圧操作部２５等の透光表示部３３に対応する位置に設けられた放射部４３に到達する。この放射部４３に到達した光が乱反射してコア層３５から放射され、この光がクラッド層３７と、表面シート１３、中央キー２７、又は方向キー２９とを略厚さ方向に透過して、各透光表示部３３において操作パネル１１から外部に放射される。そのため、外部からは透光表示部３３に対応した光が視認される。

そして、接触押圧操作部１７においてスイッチ操作を行うには、まず、指を中央キー２７又は方向キー２９の上に近接又は接触させることで瞬時の接触操作を行う。すると、静電容量検出部２１において、静電容量の変化が検出される。次に、必要に応じ、指を中央キー２７又は方向キー２９上で移動することで更なる接触操作を行う。すると、その際の静電容量の変化が検出され、初期値との差から各種の選択或いは変化が実施される。

また、指で中央キー２７、方向キー２９、或いは押圧操作部２５を押圧することにより押圧操作を行うと、中央キー２７又は方向キー２９と共に、照光部１９、静電容量検出部２１、及び被覆部２３が基板４９側へ下降し、プランジャ部５９によりドーム部５５が弾性変形される。これにより、導電層５７が接点端子５３に接触し、クリック動作感が得られた状態で、接点端子５３間が導通される。この押圧操作により、各種の処理や上述の接触操作と組み合わされた所望の処理が実行される。

以上のような操作パネル１１を有する携帯電話によれば、光源４１からの光がクラッド層３７、３９との界面で反射されつつコア層３５の内部で面方向に導かれて放射部４３から放射されるように照光部１９が構成されているので、照光部１９に表面シート１３、中央キー２７、方向キー２９、或いは遮光層３１や静電容量検出部２１を直接接触させて積層していても、コア層３５内で導かれる光がこれらとの接触部分で乱反射され難い。そのため、照光部１９の放射部４３以外から光を放射し難くでき、照光部１９の導光性能を確保しつつ、表面シート１３、中央キー２７、方向キー２９、或いは静電容量検出部２１を照光部１９に積層することが可能である。

その結果、操作パネル１１の透光表示部３３から十分な光を放射させ易いと共に、表面シート１３、中央キー２７、又は方向キー２９と照光部１９との間、及び、静電容量検出部２１と照光部１９との間に、間隙を設けて互いに離間させる必要がないため、操作パネル１１を薄肉化し易い。しかも、静電容量検出部２１を操作面１５に近接配置することができるため、静電容量検出部２１の検出精度を向上し易く、確実な接触操作を可能にできる。

また、この操作パネル１１によれば、静電容量検出部２１が金属からなる検出部位２１ａを有するので、検出部位２１ａの電気抵抗を十分に小さく抑えることができ、接触操作の検出精度を向上することができる。

しかも、このように検出部位２１ａを不透明な金属で形成していても、照光部１９が静電容量検出部２１より表面シート１３側に配置されているため、照光部１９から放射される光の透過は何ら阻害されることはない。同時に、金属からなる検出部位２１ａが照光部１９に積層されていても、光が導かれるコア層３５の表面がクラッド層３７、３９により被覆されているため、コア層３５内で導かれる光が検出部位２１ａにより乱反射されて減衰されることを防止でき、照光部１９の導光性能を確保することが可能である。

更に、この操作パネル１１によれば、中央キー２７及び方向キー２９が接触操作及び押圧操作可能な操作面１５を有していて、静電容量検出部２１の背面側の操作面１５に対応する位置に設けられた被覆部２３によりプランジャ部５９及びドーム部５５を押圧可能に構成されているので、静電容量検出部２１をプランジャ部５９及びドーム部５５等より操作面１５に近接して配置することが可能で、接触操作と押圧操作とが同一位置で行えるように構成していても、静電容量検出部２１の検出精度を確保することができる。

また、この操作パネル１１によれば、静電容量検出部２１の背面側を被覆する被覆部２３を備えているので、被覆部２３により静電容量検出部２１を背面側から補強したり、照光部１９との接合強度を向上することができ、押圧操作により繰り返し操作パネル１１が弾性変形させられても、静電容量検出部２１の疲労による剥離や劣化を防止することができて耐久性を向上し易い。

なお、上記実施の形態１では、携帯電話の操作パネル１１にこの発明を適用した例について説明したが、特に限定されるものではなく、各種のスイッチの表面に配置されるカバー部材に適宜適用することが可能である。

また、上記実施の形態１では、操作面１５が押圧操作及び接触操作可能な例について説明したが、接触操作のみ可能な面であってもよい。

更に、上記では、静電容量検出部２１を照光部１９の表面に導電性被膜層を直接設けることにより形成した例について説明したが、他のシート部材等の表面に導電性被膜層を担持させ、その状態で照光部１９と接合してもよい。更に、金属板等のそれ自体で形状保持可能な状態で形成することも可能である。

また、上記では、入射部を照光部１９の縁部に設けて、側面発光型の光源４１により光をコア層３５内に導入させる例について説明したが、特に限定されるものではなく、例えば上面発光型のＬＥＤ等の光源をコア層３５の周縁より内側に配置してコア層３５の中間位置から光を導入することも可能である。
［実施の形態２］

図４は、この実施の形態２の操作パネルを備えた携帯電話を示す。

この実施の形態２の操作パネル１１は、接触押圧操作部１７及び押圧操作部２５を一体に有する１枚のフィルムキー６１を備え、フィルムキー６１の基体部１２側には照光部１９及び静電容量検出部２１が積層され、これらのフィルムキー６１、照光部１９及び静電容量検出部２１が、立体形状に形成された弾性体シート６３に一体に接合されて支持されている。

フィルムキー６１は、ポリカーボネート等により変形自在に形成された本体フィルムの基体部１２側である背面側に、遮光層３１及び透光表示部３３を設けたものであり、透光表示部３３により、文字、図形、記号等の各種のデザインと共に、図１の中央キー２７及び方向キー２９が線図により区画されて設けられており、これにより接触押圧操作部１７が形成されている。

操作パネル１１の照光部１９には、透光表示部３３に対応する位置の基体部１２側の面にコア層３５の放射部４３が設けられている。この放射部４３は円柱状、円錐状、角柱状、角錐状等の各種の凹形状に凹ませて形成されており、底部に微細な凹凸が形成されている。ここでは、光源４１からの距離に応じて、凹形状の大きさや深さ、底部の凹凸の密度等を変化させることで、各放射部４３から均一な照光ができるように構成されている。更に、クラッド層３９の放射部４３に対応する位置が開口されており、放射部４３の底部と非導電遮光層６５の表面との間に微小な空気層７３が設けられている。

操作パネル１１の弾性体シート６３は、基板４９に周縁部６３ａにおいて固定され、筐体１０の開口部１０ａに対応する部位において静電容量検出部２１の背面に接合されて被覆している。更に、中央キー２７及び方向キー２９に対応する位置の基体部１２側に、弾性ドームシート５１のドーム部５５を押圧可能なプランジャ部５９が突設されている。このような弾性体シート６３は、シリコーンゴム、ポリウレタン、熱可塑性エラストマー等の弾性を有する材料から形成されている。

また、静電容量検出部２１の検出部位２１ａ及びリード線２１ｂは、弾性体シート６３の表面に直接付着して形成されている。

更に、静電容量検出部２１と照光部１９との間には、実質的に導電性を有しない不透明な印刷層等の非導電遮光層６５が設けられており、静電容量検出部２１の検出部位２１ａ及びリード線２１ｂが被覆されている。ここで、実質的に導電性を有しないとは、非導電遮光層６５が静電容量検出部２１の複数の検出部位２１ａ間に連続して接触していても、接触操作時に静電容量検出部２１により静電容量が検出可能な程度に検出部位２１ａ間を絶縁できる絶縁性を有することを意味する。

その他は実施の形態１と同様である。

このような構成を有する操作スイッチも実施の形態１の操作スイッチと同様に使用することができ、同様の作用効果を得ることが可能である。

しかも、この実施の形態２の操作パネル１１では、操作パネル１１のドーム部５５と対向する位置に、ドーム部５５を押圧可能に突設したプランジャ部５９を備えているが、このプランジャ部５９より静電容量検出部２１を操作面１５に近接配置することができるため、静電容量検出部２１の検出精度を確保することができる。

また、この操作パネル１１では、静電容量検出部２１と照光部１９との間に、実質的に導電性を有しない非導電遮光層６５を備えているので、コア層３５から漏れた光や放射部４３で乱反射された光が、静電容量検出部２１に到達することを阻止できる。そのため、これらの光が静電容量検出部２１で反射されることにより、静電容量検出部２１の形状がフィルムキー６１の表面側から視認されるようなことを防止できる。

更に、この操作パネル１１では、放射部４３の底部と非導電遮光層６５の表面との間に微小な空気層７３が設けられているので、空気層７３がクラッド層となるため、屈折率の差がより大きくなり、導光された光が放射部４３で効率よく反射され、表示部３３がより明るく視認可能となる。
［実施の形態３］

図５は、この実施の形態３の操作パネルを備えた携帯電話を示している。

この実施の形態３では、照光部１９がコア層３５からなり、照光部１９の外側表面に、フィルムキー６１が接着剤等を介在させることなく、直接密着された状態で積層されている。

また、フィルムキー６１は透明な樹脂等の材料により形成されている。ここでは、コア層３５の屈折率より小さい屈折率を有するものが好適である。より好ましくは、コア層３５の屈折率に対して０．１％以上小さくすること、特に、１％以上小さくすることが好適である。フィルムキー６１の屈折率がコア層３５の屈折率より小さければ、フィルムキー６１がクラッド層３９と同様の作用を奏することが可能となり、他の実施の形態のクラッド層３９と同様に、コア層３５内で導かれる光をフィルムキー６１との間の界面における全反射の条件を大きくしてコア層３５の導光性能を向上できるからである。

更に、フィルムキー６１の外側表面、即ち、基体部１２とは反対側の表面に、遮光層３１が透光表示部３３を形成するように設けられており、この遮光層３１の表面と透光表示部３３のフィルムキー６１の表面とに、図示しない下地層を介して不連続錫蒸着等により絶縁性半透光性金属調層７７が積層されており、この絶縁性半透光性金属調層７７の表面全面に保護層７９が積層されている。

その他は、実施の形態２と同様である。

このような操作パネル１１であっても、実施の形態２と同様の作用効果を得ることが可能である。しかも、ここでは、照光部１９がコア層３５の単独層からなり、その表面にクラッド層を設けないため、操作パネル１１の薄肉化をより図り易く、また、積層数を少なくすることが可能であるため、容易に製造し易くできる。

また、絶縁性半透光性金属調層７７が表面側に積層されているので、光源４１の非点灯時には、操作パネル１１の外側面全面が絶縁性半透光性金属調層７７の金属調光沢を示し、透光表示部３３が外部から視認されない。そして、光源４１の点灯時には、透光表示部３３を透過した光が絶縁性半透光性金属調層７７を透過して外側に放射されることで、この光により透光表示部３３の形状が外部から視認される。これにより、例えば、接触操作部１５に一度接触することで光源４１を点灯させて透光表示部３３を表示することもできる。そのため、光源４１の点灯時と消灯時とで外観を大きく変化させることができ、優れた意匠性が得られる。

なお、上記実施の形態３では、フィルムキー６１が透明材料からなり、その外側表面に遮光層３１及び透光表示部３３を設けた例について説明したが、コア層３５内で光を導光可能である限り、フィルムキー６１の照光部１９側表面に遮光層３１及び透光表示部３３を設けることや、フィルムキー６１を不透明材料により形成することも可能である。

また、上記実施の形態２又は３では、静電容量検出部２１と照光部１９との間に非導電遮光層６５を備えた例について説明したが、非導電遮光層６５を設けることなく、直接静電容量検出部２１と照光部１９とを積層することも可能である。

この発明の実施の形態１の操作パネルを備えた携帯電話の一部の平面図である。この発明の実施の形態１の操作パネルを備えた携帯電話を示す図１のＡ−Ａ断面図である。この発明の実施の形態１の操作パネルの静電容量検出部を示す平面図である。この発明の実施の形態２の操作パネルを備えた携帯電話を示す図１のＡ−Ａ断面図相当図である。この発明の実施の形態３の操作パネルを備えた携帯電話を示す図１のＡ−Ａ断面図相当図である。

符号の説明

１０筐体
１１操作パネル
１２基体部
１３表面シート
１５操作面
１７接触押圧操作部
１９照光部
２１静電容量検出部
２３被覆部
３１遮光層
３３透光表示部
３５コア層
３７、３９クラッド層
４１光源
１放射部

Claims

接触操作可能な操作面を表面側に有する表面操作部を備えると共に、該表面操作部の背面側に前記表面操作部に対する接触操作を静電容量の変化として検出可能な静電容量検出部と、前記表面操作部を背面側から照光可能な照光部とを備え、前記照光部からの放射された光が前記表面操作部を透過して表面側に放射されるように構成された操作スイッチ用カバー部材であって、
前記表面操作部と前記静電容量検出部との間に前記照光部が配置された状態で積層されており、
前記照光部は、コア層と、該コア層の表面を覆うクラッド層とを備えてシート状に形成され、光源からの光が前記クラッド層との界面で反射されつつ前記コア層の内部で面方向に導かれて放射部から放射されるように構成されており、
前記表面操作部は、操作キーを備え、
前記静電容量検出部は、複数の検出部位を備え、
該複数の検出部位は、それぞれ扇形に形成されると共に、全体として円形となるように、互いに非接続に配置され、
１個の前記操作キーに対応する位置に、複数の前記検出部位が配置され、
前記静電容量検出部の下に、前記操作キーに押圧されるドーム型のスイッチが設けられた、
ことを特徴とする操作スイッチ用カバー部材。
前記静電容量検出部は、金属からなる検出子、又は、樹脂に金属粉若しくはカーボン粒子を分散した導電性樹脂塗膜からなる検出子を有することを特徴とする請求項１に記載の操作スイッチ用カバー部材。
前記静電容量検出部と前記照光部との間に、実質的に導電性を有しない非導電遮光層を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の操作スイッチ用カバー部材。
前記表面操作部は、接触操作及び押圧操作可能な前記操作面を有し、前記静電容量検出部の背面側の前記操作面に対応する位置には、被押圧部を押圧可能な押圧部を備えていることを特徴とする１乃至３の何れか一つに記載の操作スイッチ用カバー部材。
前記押圧部は、前記静電容量検出部の背面側を被覆する被覆部を備えていることを特徴とする請求項４に記載の操作スイッチ用カバー部材。