JP5093018B2

JP5093018B2 - 入力装置

Info

Publication number: JP5093018B2
Application number: JP2008239132A
Authority: JP
Inventors: 樹之藤井; 朗中西
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-09-18
Also published as: JP2010072906A

Description

本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられる入力装置に関するものである。

近年、携帯電話やカーナビ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むに伴い、光透過性のタッチパネルの側方にスイッチ接点が形成された入力装置を、液晶表示素子等の表示素子の前面に装着し、タッチパネルを通して背面の表示素子の表示を視認しながら、指やペン等でタッチパネルやスイッチ接点を押圧操作することによって、機器の様々な機能の切換えを行うものが増えており、小型・薄型化が図れ、多様な操作を行えるものが求められている。

このような従来の入力装置について、図７及び図８を用いて説明する。

なお、構成を判り易くするために、各図面は部分的に寸法を拡大して表している。

図７は従来の入力装置の断面図、図８は同分解斜視図であり、同図において、１は光透過性の上基板、２は同じく光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が各々形成されている。

そして、下導電層４上面には絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には一対の上電極（図示せず）が、下導電層４の両端には、上電極とは直交方向の一対の下電極（図示せず）が各々形成されている。

また、５は下基板２の上面外周に形成された略額縁状で絶縁樹脂製のスペーサで、このスペーサ５上面に塗布形成された接着層６によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向している。

さらに、７は上下面に複数の導電パターン（図示せず）が形成されたフィルム状のフレキ基板で、後端が上基板１と下基板２の間に挟持されると共に、合成樹脂内に導電粒子を分散した異方導電接着剤（図示せず）等によって、複数の導電パターンが上電極や下電極に各々接着接続されて、タッチパネル８が構成されている。

また、９は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された板状の配線基板、１０は操作軸１０Ａの上下動によって電気的接離を行うスイッチで、複数のスイッチ１０が配線基板９上面に実装され、複数の配線パターンに電気的に接続されて、スイッチ接点１１が形成されている。

さらに、１２は上下面に複数の導電パターン（図示せず）が形成されたフィルム状のフレキ基板で、異方導電接着剤等によってフレキ基板１２の導電パターンが、配線基板９の配線パターンに接着接続されると共に、この配線基板９がタッチパネル８の前端部に載置され、接着剤１３によって上基板１上面に接着固定されて、入力装置が構成されている。

そして、このように構成された入力装置が、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、フレキ基板７や１２の前端が、接続用コネクタや半田付け等によって、機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、タッチパネル８背面の表示素子に、例えば複数のメニュー等が表示された状態で、所望のメニュー上の上基板１上面を指或いはペン等で押圧操作すると、上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、電子回路からフレキ基板７の導電パターンを介して、上電極と下電極へ順次電圧が印加され、これらの電極間の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、例えば押圧操作した箇所のメニューの選択が行われる。

また、タッチパネル８前端部のスイッチ接点１１の、所定の操作軸１０Ａを押圧操作すると、このスイッチ１０の電気的接離が行われると共に、電子回路がフレキ基板１２を介してどのスイッチ１０の押圧操作が行われたかを検出し、例えば機器の電源の入／切や音量の増減等が行われる。

つまり、機器の前面に装着された入力装置のタッチパネル８の操作によって、この背面の表示素子に表示されたメニュー等の選択を行うと共に、スイッチ接点１１の操作によって、機器の様々な機能の切換えが行われるように構成されているものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００７−３１０５４０号公報

しかしながら、上記従来の入力装置においては、タッチパネル８前端部にスイッチ接点１１が載置されて入力装置が構成されているため、装置全体の高さ寸法が大きなものとなり、薄型化を図ることが困難であるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、薄型化が図れ、多様な操作が可能な入力装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、上基板端部に切欠部を設けると共に、この切欠部下方の下基板上面に、スイッチ接点を形成して入力装置を構成したものであり、装置全体の薄型化が図れると共に、タッチパネルとスイッチ接点によって、多様な操作が可能な入力装置を得ることができるという作用を有するものである。

以上のように本発明によれば、薄型化が図れ、多様な操作が可能な入力装置を実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。

また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１記載の発明について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態による入力装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、２１はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等のフィルム状で光透過性の上基板、２２は厚さ０．５〜１．５ｍｍ前後のガラスやアクリル等の薄板状で光透過性の下基板で、上基板２１の下面には略矩形状で酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２２の上面には同じく下導電層４が各々形成されている。

そして、下導電層４上面にはエポキシやシリコーン等の絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には銀やカーボン等の一対の上電極（図示せず）が、下導電層４の両端には、上電極とは直交方向の一対の下電極（図示せず）が各々形成されている。

また、２５は下基板２２の上面外周に形成された略額縁状でポリエステルやエポキシ等の絶縁樹脂製のスペーサで、このスペーサ２５上面に塗布形成されたアクリルやゴム等の接着層２６Ａによって、上基板２１と下基板２２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向している。

さらに、上基板２１の前端部には略矩形状の切欠部２１Ａが設けられると共に、この切欠部２１Ａ下方の下基板２２上面には、接着層２６Ａと同様の接着層２６Ｂが形成されている。

そして、７はポリイミドやポリエチレンテレフタレート等のフィルム状のフレキ基板で、上下面に銅や銀等の複数の導電パターン（図示せず）が形成されると共に、後端が上基板２１と下基板２２の間に挟持され、エポキシやアクリル、ポリエステル等の合成樹脂内に、ニッケルや樹脂等に金メッキを施した複数の導電粒子を分散した異方導電接着剤（図示せず）等によって、複数の導電パターンが上電極や下電極に各々接着接続されて、タッチパネル２７が構成されている。

また、２８はポリイミドやポリエチレンテレフタレート等のフィルム状のフレキ基板、１０は操作軸１０Ａの上下動によって電気的接離を行うスイッチで、複数のスイッチ１０がフレキ基板２８上面に実装され、フレキ基板２８上下面の銅や銀等の複数の導電パターン（図示せず）に電気的に接続されて、スイッチ接点２９が形成されている。

さらに、フレキ基板２８には複数の導電パターンが延出したテール部２８Ａが設けられると共に、このフレキ基板２８が切欠部２１Ａ下方の下基板２２の前端部に載置され、接着層２６Ｂによって下基板２２上面に接着固定されて、入力装置が構成されている。

つまり、上基板２１の前端部に切欠部２１Ａを設けると共に、この切欠部２１Ａ下方の下基板２２上面に、フレキ基板２８を接着してスイッチ接点２９を形成することで、操作軸１０Ａ上端から下基板２２下面までの高さ寸法を小さくし、装置全体の薄型化を図った構成となっている。

そして、このように構成された入力装置が、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、フレキ基板７や２８の前端やテール部２８Ａが、接続用コネクタや半田付け等によって機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、タッチパネル２７背面の表示素子に、例えば複数のメニュー等が表示された状態で、所望のメニュー上の上基板２１上面を指或いはペン等で押圧操作すると、上基板２１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

また、タッチパネル２７前端部のスイッチ接点２９の、所定の操作軸１０Ａを押圧操作すると、このスイッチ１０の電気的接離が行われると共に、電子回路がフレキ基板２８を介してどのスイッチ１０の押圧操作が行われたかを検出し、例えば機器の電源の入／切や音量の増減等が行われる。

つまり、機器の前面に装着された入力装置のタッチパネル２７の操作によって、この背面の表示素子に表示されたメニュー等の選択を行うと共に、スイッチ接点２９の操作によって、機器の様々な機能の切換えを行うことで、多様な操作が可能なように構成されている。

そして、上述したように、上基板２１の前端部に切欠部２１Ａを設けると共に、この切欠部２１Ａ下方の下基板２２上面に、フレキ基板２８を接着してスイッチ接点２９が設けられているため、装置全体の高さ寸法が小さなものとなり、薄型化を図った構成となっている。

さらに、フレキ基板２８を下基板２２上面に貼付する接着層２６Ｂは、下導電層４が形成された下基板２２上面に、印刷等によってドットスペーサや略額縁状のスペーサ２５を形成した後、スペーサ２５上面に接着層２６Ａを形成する際に、同時に塗布形成できるため、別途接着剤を塗布する等の手間は不要となり、短い時間で容易に製作を行えるようになっている。

このように本実施の形態によれば、上基板２１の前端部に切欠部２１Ａを設けると共に、この切欠部２１Ａ下方の下基板２２上面に、スイッチ接点２９を形成することによって、装置全体の薄型化が図れると共に、タッチパネル２７とスイッチ接点２９により、多様な操作が可能な入力装置を得ることができるものである。

なお、以上の説明では、操作軸１０Ａの上下動によって電気的接離を行う複数のスイッチ１０を、フレキ基板２８上面に実装してスイッチ接点２９を形成した構成について説明したが、図３の断面図に示すように、フレキ基板２８上面にカーボンや銀等の複数の固定接点２８Ｂを形成すると共に、この上面に下方に略ドーム状の薄肉部が設けられ、下面に固定接点２８Ｂと所定の間隙を空けて対向する可動接点３０Ａが形成された、ゴムやエラストマー等の複数の操作体３０を載置してスイッチ接点２９Ａを形成し、これを切欠部２１Ａ下方の下基板２２上面に配置した構成としても、本発明の実施は可能である。

（実施の形態２）
実施の形態２を用いて、本発明の他の実施の形態について説明する。

なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図４は本発明の第２の実施の形態による入力装置の断面図、図５は同分解斜視図であり、同図において、下面に上導電層３が形成された上基板２１と、上面に下導電層４が形成された下基板２２が、略額縁状のスペーサ２５上面に塗布形成された接着層２６Ａによって、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向するように貼り合わされていることは、実施の形態１の場合と同様である。

また、上基板２１の前端部に略矩形状の切欠部２１Ａが設けられていることや、フレキ基板７の複数の導電パターンが異方導電接着剤等によって、上電極や下電極に各々接着接続されて、タッチパネル２７Ａが構成されていることも、実施の形態１の場合と同様であるが、切欠部２１Ａ下方の下基板２２上面には、カーボンや銀等によって、略円形状の中央固定接点３１Ａと、これを囲む略馬蹄状または略リング状の外側固定接点３１Ｂから形成された、複数の固定接点３１が設けられている。

そして、３２は略ドーム状で銅合金や鋼等の導電金属薄板製の可動接点で、複数の可動接点３２が、各々の外周が外側固定接点３１Ｂ上に載置され、下面中央が中央固定接点３１Ａと所定の間隙を空けて対向するように、フィルム状のカバーシート３３によって貼付されて、スイッチ接点３４が形成されている。

さらに、３５はフィルム状のフレキ基板で、このフレキ基板３５の上下面に形成された複数の導電パターンが異方導電接着剤等によって、下基板２２上面の複数の固定接点３１や配線パターン（図示せず）に接着接続されて、入力装置が構成されている。

つまり、本実施の形態においては、上基板２１の前端部に切欠部２１Ａを設けると共に、この切欠部２１Ａ下方の下基板２２上面に複数の固定接点３１を設け、この固定接点３１上に可動接点３２を載置してスイッチ接点３４を形成することによって、実施の形態１の場合に比べ、さらに高さ寸法を小さくし、より装置全体の薄型化を図った構成となっている。

そして、このように構成された入力装置が、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置され、可動接点３２上方に押釦（図示せず）等が設けられて電子機器に装着されると共に、フレキ基板７や３５の前端が、接続用コネクタや半田付け等によって機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、タッチパネル２７Ａの上基板２１上面を指或いはペン等で押圧操作すると、実施の形態１の場合と同様に、上基板２１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触して、これらの電極間の電圧比によって押圧された箇所を電子回路が検出し、例えば、背面の表示素子に表示された複数のメニュー等の選択が行われる。

また、側方の所定の押釦を押圧操作すると、押釦下面が可動接点３２の略ドーム状の中央部を押圧し、所定の押圧力が加わると、可動接点３２がクリック感を伴って下方へ弾性反転し、可動接点３２の下面中央が中央固定接点３１Ａに接触することによって、中央固定接点３１Ａと外側固定接点３１Ｂが、可動接点３２を介して電気的に接続された状態となる。

なお、押釦への押圧力を解除すると、弾性復帰力によって可動接点３２が上方へ弾性反転し、可動接点３２の下面中央が中央固定接点３１Ａから離れて、中央固定接点３１Ａと外側固定接点３１Ｂが電気的に切断された状態となる。

そして、このような固定接点３１の電気的接離を、電子回路がフレキ基板３５を介して検出し、例えば機器の電源の入／切や音量の増減等が行われる。

つまり、機器の前面に装着された入力装置のタッチパネル２７Ａの操作によって、この背面の表示素子に表示されたメニュー等の選択を行うと共に、スイッチ接点３４の操作によって、機器の様々な機能の切換えを行うことで、多様な操作が可能なように構成されている。

このように本実施の形態によれば、上基板２１の前端部に切欠部２１Ａを設けると共に、この切欠部２１Ａ下方の下基板２２上面に、スイッチ接点３４を形成することによって、さらに装置全体の薄型化が図れると共に、タッチパネル２７Ａとスイッチ接点３４により、多様な操作が可能な入力装置を得ることができるものである。

なお、以上の説明では、下基板２２の前端部上面に複数の固定接点３１を設け、この固定接点３１上に可動接点３２を載置してスイッチ接点３４を形成した構成について説明したが、図６の断面図に示すように、切欠部２１Ａ下方の下基板２２上面に複数の固定接点３１Ｃを設けると共に、フィルム状の可動シート３６をスペーサ３７によって下基板２２上面に貼付し、この下面の可動接点３６Ａと固定接点３１Ｃを所定の間隙を空けて対向させた、いわゆるメンブレン型のスイッチ接点３８としても本発明の実施は可能である。

本発明による入力装置は、薄型化が図れ、多様な操作が可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。

本発明の第１の実施の形態による入力装置の断面図同分解斜視図同他の実施の形態による断面図本発明の第２の実施の形態による入力装置の断面図同分解斜視図同他の実施の形態による断面図従来の入力装置の断面図同分解斜視図

符号の説明

３上導電層
４下導電層
７、２８、３５フレキ基板
１０スイッチ
１０Ａ操作軸
２１上基板
２１Ａ切欠部
２２下基板
２５スペーサ
２６Ａ、２６Ｂ接着層
２７、２７Ａタッチパネル
２８Ａテール部
２８Ｂ、３１、３１Ｃ固定接点
２９、２９Ａ、３４、３８スイッチ接点
３０操作体
３０Ａ、３６Ａ可動接点
３１Ａ中央固定接点
３１Ｂ外側固定接点
３２可動接点
３３カバーシート
３６可動シート

Claims

下面に上導電層が形成された光透過性の上基板と、上面に上記上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層が形成された光透過性の下基板からなり、上記上基板端部に切欠部を設けると共に、この切欠部下方の上記下基板上面にスイッチ接点を形成した入力装置。