JP5390019B2 - Capacitive input device - Google Patents
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Description
本発明は、入力座標位置を検出可能な静電容量式の入力装置に係り、特に、操作面が曲面状で形成されてなる入力装置に関する。 The present invention relates to a capacitance type input device capable of detecting an input coordinate position, and more particularly to an input device having an operation surface formed in a curved surface shape.
図8は従来における静電容量式の入力装置を模式的に示した部分縦断面図、図9は、従来における入力装置のセンサ部に設けられる下部電極パターンと上部電極パターンの部分平面図である。 FIG. 8 is a partial longitudinal sectional view schematically showing a conventional capacitance type input device, and FIG. 9 is a partial plan view of a lower electrode pattern and an upper electrode pattern provided in a sensor portion of the conventional input device. .
図8に示すように静電容量式の入力装置1は、図9に示す複数本の下部電極パターン6と複数本の上部電極パターン7とが高さ方向に対向して配置されたセンサ部5と、表面に操作面4aを備える表面部材4とを備えて構成される。
As shown in FIG. 8, the
図8に示すように表面部材4はセンサ部5の上面側に設けられ、表面部材4とセンサ部5間が粘着層8を介して接合されている。
As shown in FIG. 8, the
図8に示す形態では、例えば、表面部材4の操作面4aが凸曲面で形成されている。一方、センサ部5は平面状(平板状)で形成されている。このため指Fを操作面4a上に接触させたときの指Fとセンサ部5間の高さ方向(Z)への距離L1は、前記指Fの操作面4a上での接触位置により異なっている。図8に示す指Fは、距離L1が最も大きくなる位置の操作面4a上に接触している。
In the form shown in FIG. 8, for example, the
図9に示すように下部電極パターン6及び上部電極パターン7は夫々、複数本、設けられる。図9に示すように複数本の下部電極パターン6は、Y方向に間隔を空けて配置されている。また各下部電極パターン6は夫々、複数の第1電極部6aがX方向に第1電極部6aよりも細い連結部6bを介して連設されている。各第1電極部6aの電極面積は全て同じ大きさである。
As shown in FIG. 9, a plurality of
また図9に示すように複数本の上部電極パターン7は、X方向に間隔を空けて配置される。また各上部電極パターン7は夫々、複数の第2電極部7aがY方向に第2電極部7aよりも細い連結部7bを介して連設されている。各第2電極部7aの電極面積は全て同じ大きさである。
Further, as shown in FIG. 9, the plurality of upper electrode patterns 7 are arranged at intervals in the X direction. Each upper electrode pattern 7 has a plurality of
図9に示すように、各第1電極部6aと各第2電極部7aは互いに重ならないように配置されている。
As shown in FIG. 9, each
図8に示す入力装置1では、各下部電極パターン6及び各上部電極パターン7はいずれも検出電極である。指Fを操作面4a上に接触させると、指Fと、指Fに近い下部電極パターン6の第1電極部6aとの間、及び指Fと、指Fに近い上部電極パターン7の第2電極部7aとの間に静電容量が生じる。そして、指Fを操作面4a上に接触させたときと接触させないときとの容量変化に基づく電気特性変化が生じた下部電極パターン6及び上部電極パターン7から、指Fの接触位置を検出することができる。
In the
しかしながら、図8に示すように、指Fを曲面の操作面4a上に接触させたとき、指Fの操作面4a上での接触位置により指Fとセンサ部5間の距離L1が異なるが、各電極部6a,7aの電極面積は同じ大きさであるため、指Fを操作面4a上に当接させたときに生じる容量変化が指Fの接触位置によりばらつき、均一なセンサ感度を得ることができない問題があった。
However, as shown in FIG. 8, when the finger F is brought into contact with the
上記したセンサ感度のばらつきを抑制すべく、図10に示すように、表面部材4の操作面4aの曲面形状に倣ってセンサ部5も曲面状に形成する構成が考えられる。これにより図8に示す従来の構造に比べて操作面4a全体でのセンサ感度を均一化しやすいと考えられた。
In order to suppress the above-described variation in sensor sensitivity, a configuration in which the
しかしながら図10に示すように、曲面状のセンサ部5を適切且つ安定して形成することは非常に難しい。表面部材4の操作面4aが平面内にて直交する2方向のどちらに対しても曲面状で形成される3D形状の場合や曲率によっては、図8に示すように平面形態で形成されたセンサ部5をきれいに(皺なく)曲面形状に折り曲げることができない。あるいは最初から曲面状に成形された基材を用いても、その基材の表面に電極パターンを所定幅にてパターン形成することが困難である。
However, as shown in FIG. 10, it is very difficult to appropriately and stably form the
したがって図10に示すように表面部材4とともにセンサ部5も曲面状にする形態では、簡単且つ安定して、均一なセンサ感度を有する入力装置を製造することができなかった。
Therefore, as shown in FIG. 10, in the form in which the
特許文献1〜3に記載された入力装置の構造は、図10に示す従来構造である。なお特許文献2,3に記載された入力装置は静電容量式でなく抵抗式の入力装置を構成する(特許文献2の[0002]欄、特許文献3の[0003]欄)。
The structure of the input device described in
特許文献4,5に記載された入力装置では、表面部材の操作面が曲面状である形態においてセンサ感度の均一性を向上させるための構造は一切、記載されていない。
In the input devices described in
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、各第1電極部及び各第2電極部の電極面積を操作面からセンサ部までの距離に基づいて調整することで、操作面全体におけるセンサ感度の均一性を簡単且つ適切に向上させた静電容量式の入力装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention is for solving the above conventional problems, and in particular, by adjusting the electrode area of each first electrode part and each second electrode part based on the distance from the operation surface to the sensor part, It is an object of the present invention to provide a capacitance type input device in which uniformity of sensor sensitivity over the entire operation surface is improved easily and appropriately.
本発明における入力装置は、
平面内にて交差する第1の方向と第2の方向のうち前記第1の方向に間隔を空けて形成された複数本の下部電極パターンと、前記第2の方向に間隔を空けて形成された複数本の上部電極パターンとが高さ方向に間隔を空けて配置されたセンサ部と、前記センサ部と高さ方向に対向して配置され、表面に操作面を有する表面部材と、を有して構成され、
各下部電極パターンは夫々、複数の第1電極部が前記第2の方向に前記第1電極部よりも細い連結部を介して連設されており、
各上部電極パターンは夫々、複数の第2電極部が前記第1の方向に前記第2電極部よりも細い連結部を介して連設されており、
前記第1電極部と前記第2電極部とは平面視にて重ならないように配置されており、
前記操作面は、操作体を操作面上に接触させたときの前記操作体と前記センサ部間の高さ方向への距離が前記操作体の前記操作面上での接触位置により異なるように曲面を有して形成されており、
前記第1電極部及び前記第2電極部の各電極面積は、前記操作面と前記センサ部間の距離が大きいほど大きく形成されていることを特徴とするものである。The input device in the present invention is
A plurality of lower electrode patterns formed at intervals in the first direction out of a first direction and a second direction intersecting in a plane, and formed at intervals in the second direction. A plurality of upper electrode patterns spaced apart in the height direction, and a surface member disposed opposite to the sensor portion in the height direction and having an operation surface on the surface. Configured,
Each of the lower electrode patterns has a plurality of first electrode portions connected in series in the second direction via a connecting portion that is thinner than the first electrode portion,
Each upper electrode pattern includes a plurality of second electrode portions that are connected in the first direction via a connecting portion that is thinner than the second electrode portion,
The first electrode part and the second electrode part are arranged so as not to overlap in plan view,
The operation surface is curved so that a distance in a height direction between the operation body and the sensor unit when the operation body is brought into contact with the operation surface varies depending on a contact position of the operation body on the operation surface. Formed with
Each electrode area of the first electrode portion and the second electrode portion is formed so as to increase as the distance between the operation surface and the sensor portion increases.
指等の操作体を操作面上に接触させると、操作体と、操作体に近い各電極パターンの電極部との間で静電容量が生じる。本発明では、操作体の操作面上での接触位置により操作体と各電極パターンとの間の距離が異なるが、本発明のように、操作面とセンサ部間の距離が大きいほど電極面積を大きくしたことで、操作体を操作面上の異なる場所に接触させた際の容量変化のばらつきを従来に比べて抑制でき、操作面全体でのセンサ感度の均一性を簡単且つ適切に向上させることが可能になる。本発明では、各電極パターンの電極面積を上記のように調整することでセンサ部を平面形状(平板状)で形成することができるため、図10に示すようにセンサ部を曲面状に形成する場合等に比べてセンサ部を簡単且つ適切に形成することができ、よって、操作面全体におけるセンサ感度の均一性に優れた入力装置を簡単且つ安定して製造することが可能である。 When an operating body such as a finger is brought into contact with the operating surface, a capacitance is generated between the operating body and the electrode portion of each electrode pattern close to the operating body. In the present invention, the distance between the operating body and each electrode pattern varies depending on the contact position on the operating surface of the operating body, but as the distance between the operating surface and the sensor unit increases as in the present invention, the electrode area increases. By making it larger, it is possible to suppress variation in capacitance change when the operating body is brought into contact with a different location on the operation surface, and to improve the uniformity of sensor sensitivity across the entire operation surface easily and appropriately. Is possible. In the present invention, the sensor portion can be formed in a planar shape (flat plate shape) by adjusting the electrode area of each electrode pattern as described above, so the sensor portion is formed in a curved surface shape as shown in FIG. As compared with the case, the sensor unit can be formed easily and appropriately. Therefore, it is possible to easily and stably manufacture an input device having excellent uniformity of sensor sensitivity over the entire operation surface.
本発明では、各第1電極部における電極面積の比率、及び、各第2電極部における電極面積の比率は夫々、各電極部と前記操作面間の距離の比率に比例していることが好ましい。これにより、より効果的に、均一なセンサ感度を得ることができる。 In the present invention, the ratio of the electrode area in each first electrode part and the ratio of the electrode area in each second electrode part are preferably proportional to the ratio of the distance between each electrode part and the operation surface. . Thereby, uniform sensor sensitivity can be obtained more effectively.
また本発明では、前記表面部材の操作面が、前記第1の方向及び前記第2の方向の少なくともどちらか一方に向けて凸曲面状あるいは凹曲面状で形成されている形態に好ましく適用できる。 In the present invention, the operation surface of the surface member can be preferably applied to a form that is formed in a convex curved surface shape or a concave curved surface shape toward at least one of the first direction and the second direction.
本発明の入力装置によれば、従来に比べて、操作面全体でのセンサ感度の均一性を向上させることができる。 According to the input device of the present invention, it is possible to improve the uniformity of sensor sensitivity over the entire operation surface as compared with the conventional case.
図1は、本実施形態の静電容量式の入力装置(タッチパネル)10の分解斜視図、図2は、本実施形態における表面部材、下部電極パターン及び上部電極パターンを説明するための図であり、(a)は、表面部材の部分平面図及び、表面部材をA−A線及びB−B線に沿って切断した際の部分断面図、(b)は下部電極パターンの部分平面図、(c)は上部電極パターンの部分平面図、(d)は、(b)の下部電極パターンと(c)の上部電極パターンとを重ねた状態の部分平面図である。図3〜図5は図2とは別の実施形態を示す。図6は図1に示す本実施形態の入力装置をX1−X2方向に沿って切断したときの部分縦断面図、図7は図6と異なる表面部材を用いた本実施形態の入力装置の部分縦断面図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of a capacitance-type input device (touch panel) 10 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram for explaining a surface member, a lower electrode pattern, and an upper electrode pattern in the present embodiment. , (A) is a partial plan view of the surface member, a partial cross-sectional view when the surface member is cut along the AA line and the BB line, (b) is a partial plan view of the lower electrode pattern, (c) is a partial plan view of the upper electrode pattern, and (d) is a partial plan view of the state in which the lower electrode pattern of (b) and the upper electrode pattern of (c) are overlapped. 3 to 5 show an embodiment different from that shown in FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view of the input device of the present embodiment shown in FIG. 1 cut along the X1-X2 direction, and FIG. 7 is a portion of the input device of the present embodiment using a surface member different from FIG. It is a longitudinal cross-sectional view.
図1に示すように入力装置10は、下から基材表面に複数本の下部電極パターンが形成された下部基板22、粘着層30、基材表面に複数本の上部電極パターンが形成された上部基板21、粘着層31、及び、表面に操作面20aを備えた表面部材20の順に積層されている。
As shown in FIG. 1, the
各下部電極パターン及び各上部電極パターンは操作面20aと高さ方向に対向する領域に形成され、各電極パターンは操作面20aとの対向領域から各基板21,22の外周部12にて配線部に接続されている。
Each lower electrode pattern and each upper electrode pattern are formed in a region facing the
そして各配線部の先端に下部接続部17や上部接続部15が形成されている。図1に示すように、本実施形態の入力装置10には、フレキシブルプリント基板23が設けられる。図1に示すように、例えば、フレキシブルプリント基板23の先端(接続部15,17との接続側)は、中央部23aと、両側端部23b,23bとに分離している。フレキシブルプリント基板23の中央部23aには複数の第1接続部(図示しない)が形成されており、中央部23aが上部接続部15上に重ねられて、各第1接続部と各上部接続部15とが電気的に接続されている。また、フレキシブルプリント基板23の両側端部23bには複数の第2接続部(図示しない)が形成されており、両側端部23b,23bが入力装置10の下部接続部17上に重ねられて、各第2接続部と各下部接続部17とが電気的に接続されている。
And the
またフレキシブルプリント基板23では、各第1接続部及び各第2接続部が、フレキシブルプリント基板23の表面に設置されたコネクタ35と、図示しない配線パターンを介して電気的に接続されている。
Moreover, in the flexible printed
図1及び図2(a)に示すように、表面部材20の表面は指Fやペン等の操作体による操作面20aである。この実施形態では、操作面20aの外周部であって表面部材20の下面に加飾層24が設けられている。操作面20aは透光領域であり、加飾層24が形成された操作面20aの外周部は非透光領域である。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the surface of the
図6は図1に示す入力装置10をX1−X2方向に沿って高さ方向に切断したときの部分縦断面図である。
FIG. 6 is a partial vertical sectional view of the
図6に示すように、下部基板22は、平面状の下部基材32と下部基材32の表面に形成された複数本の下部電極パターン14とを有して構成される。また上部基板21は、平面状の上部基材33と上部基材33の表面に形成された複数本の上部電極パターン13とを有して構成される。複数本の下部電極パターン14と複数本の上部電極パターン13は平面視にて交差している。
As shown in FIG. 6, the
下部電極パターン14及び上部電極パターン13は共に検出電極を構成している。
図6に示すように下部基板22と上部基板21との間は粘着層30を介して接合されている。下部基板22,粘着層30及び上部基板21にてセンサ部25が構成される。なおセンサ部25の構成は図6に示す構造に限定されるものではない。平面状の基材の上下面に下部電極パターン14及び上部電極パターン13を形成した構成等であってもよい。また図6と異なって上部電極パターン13を粘着層30側に向けて下部基板22と上部基板21間を接合してもよい。Both the
As shown in FIG. 6, the
各電極パターン13,14はいずれも基材表面にITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料でスパッタや蒸着により成膜される。また基材32,33は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のフィルム状の透明基材やガラス基材等で形成される。本実施形態では下部基板22及び上部基板21を平面状に形成し、図10で示したような立体状に成形しないため、基材32,33には軟質なフィルムのみならず平面状のガラス等を用いることが可能である。
Each of the
図6に示すように、センサ部25の上面側に粘着層31を介して表面部材20が接合されている。粘着層30,31はアクリル系粘着剤、両面粘着テープ等である。表面部材20は特に材質を限定するものではないが、ガラス、プラスチック等で形成される。図6に示す表面部材20は、操作面20aが凸曲面状となるように形成されている。なお図1に示す表面部材20の表面形状には、曲面であることが斜視図で見やすくするために図3(a)の形状を図示することとした。
As shown in FIG. 6, the
図2は第1実施形態における表面部材20、下部電極パターン及び上部電極パターンの形状を示す。
FIG. 2 shows the shapes of the
図2(a)は表面部材20の部分平面図と、表面部材20の中心Oを通るA−A線断面及びB−B線断面を示す。なおA−A線断面及びB−B線断面には表面部材20のみならず表面部材20下の粘着層31についても一部図示した。
FIG. 2A shows a partial plan view of the
図2(a)に示すように表面部材20の操作面(表面)20aは、Y1−Y2方向(第1の方向)及びX1−X2方向(第2の方向)に向って凸曲面で形成される。この実施形態での操作面20aは、その中心Oが最も上方に突出しており、中心Oから離れるにしたがって徐々に下方に向けて湾曲する3D形状で形成されている。
As shown in FIG. 2A, the operation surface (surface) 20a of the
図2(b)は下部電極パターン14の部分平面図である。図2(b)に示すように下部電極パターン14a〜14dは複数本形成される。ここで、図2〜図5においては各下部電極パターンや上部電極パターンを個別に説明する必要性から、各下部電極パターンや各上部電極パターンに「符号14a,14b・・・・,符号13a,13b,・・・」と付した。
FIG. 2B is a partial plan view of the
図2(b)に示すように、各下部電極パターン14a〜14dは、Y1−Y2方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、X1−X2方向に向けて延出して形成されている。
As shown in FIG. 2B, each of the
各下部電極パターン14a〜14dはいずれも複数の第1電極部40a〜40pがX1−X2方向に、前記第1電極部40a〜40pより細い連結部41を介して連設された形態である。第1電極部40a〜40pの形状は図2(b)に示す略菱形状等に限定するものではないが、操作面20aから電極形状を見えづらくするためには略菱形状を用いるとよい。後述する第2電極部においても同様である。
Each of the
なお図2(b)では連結部41を各下部電極パターン14a〜14dの一箇所にのみ図示した。図2(b)には平面視にて、表面部材20の操作面20aの中心Oも図示した。そして図2(b)に示す実施形態では、下部電極パターン14a,14bと下部電極パターン14c,14dとが中心Oに対して点対称に形成されている。すなわち下部電極パターン14aと下部電極パターン14dとは同形状で形成され、下部電極パターン14bと下部電極パターン14cとは同形状で形成される。
In FIG. 2B, the connecting
各下部電極パターン14a〜14dのパターン形状について更に詳しく説明する。
下部電極パターン14b,14cの中心Oに近く等位置にある第1電極部40f,40g,40j,40kは、いずれも最も大きい電極面積で形成される。下部電極パターン14b,14cの残りの第1電極部40e,40h,40i,40lは、第1電極部40f,40g,40j,40kよりも小さい電極面積で形成される。The pattern shapes of the
The
下部電極パターン14a,14dでは、中心Oから等位置にある第1電極部40b,40c,40n,40oは、第1電極部40e,40h,40i,40lよりも中心Oから離れているため、第1電極部40b,40c,40n,40oの電極面積は、第1電極部40e,40h,40i,40lよりも小さく形成される。下部電極パターン14a,14dの残りの第1電極部40a,40d,40m,40pは、図2(b)に示す全ての第1電極部の中で最も中心Oから離れた位置にあり、よって第1電極部40a,40d,40m,40pの電極面積は最も小さく形成される。
In the
図2(c)は上部電極パターン13の部分平面図である。図2(c)に示すように上部電極パターン13a〜13cは複数本形成される。図2(c)に示すように、各上部電極パターン13a〜13cは、X1−X2方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、Y1−Y2方向に向けて延出して形成されている。
FIG. 2C is a partial plan view of the
各上部電極パターン13a〜13cはいずれも複数の第2電極部42a〜42oがX1−X2方向に、前記第2電極部42a〜42oより細い連結部43を介して連設された形態である。なお図2(c)では連結部43を各上部電極パターン13a〜13dの一箇所にのみ図示した。
Each of the upper electrode patterns 13a to 13c has a configuration in which a plurality of
図2(c)には平面視にて、表面部材20の操作面20aの中心Oも図示した。図2(c)に示す実施形態では、上部電極パターン13aと上部電極パターン13cとが中心Oに対して点対称に形成され同形状となっている。
FIG. 2C also shows the center O of the
各上部電極パターン13a〜13cのパターン形状について更に詳しく説明する。
上部電極パターン13bの中心Oに位置する第2電極部42hは最も大きい電極面積で形成される。上部電極パターン13bを構成する第2電極部42g,42iの電極面積は、第2電極部42hより小さいが、第2電極部42f,42jより大きく形成され、第2電極部42f,42jがより小さく形成される。The pattern shapes of the upper electrode patterns 13a to 13c will be described in more detail.
The
上部電極パターン13a,13cでは、中心Oに近い第2電極部42c,42mが大きく形成されるが、第2電極部42hより小さく形成される。上部電極パターン13a,13cを構成する第2電極部42b,42d,42l,42nの電極面積は、第2電極部42c,42mより小さいが第2電極部42a,42e,42k,42oより大きく形成され、第2電極部42a,42e,42k,42oが最も小さく形成される。第2電極部42a,42e,42k,42oは、第2電極部42f,42jより小さく形成される。
In the
図2(d)は、図2(b)に示す複数本の下部電極パターン14a〜14dと図2(c)に示す複数本の上部電極パターン13a〜13cとを重ね合わせた部分平面図である。なお下部電極パターン14a〜14dと上部電極パターン13a〜13cとの間には図6に示すように、粘着層30や基材33等が介在し、下部電極パターン14a〜14dと上部電極パターン13a〜13c間には高さ方向に所定の間隔が空いている。
2D is a partial plan view in which the plurality of
図2(d)に示すように、下部電極パターン14a〜14dを構成する各第1電極部40a〜40pと、上部電極パターン13a〜13cを構成する第2電極部42a〜42oとは平面視にて重ならないように配置されている。
As shown in FIG. 2D, the
表面部材20での操作面20aの中心Oでは、図6に示すセンサ部25との間の高さ方向への距離が最も大きくなっている。ここで操作面20aとセンサ部25間の距離とは、操作面20aと各第1電極部との間の距離L3、及び、操作面20aと各第2電極部との間の距離L2を指す。なお図6は、ちょうど第2電極部の中心位置で切断した断面図であり、上部電極パターン13として見えている部分は「第2電極部42」(図2では符号42a〜42oと付したがここでは便宜上、符号42とした)である。また図2(d)からもわかるように、第2電極部42のX1−X2方向の中心に沿って切断すると、その切断面に下部電極パターン14は現れないが、図6では、切断面には見えない奥側あるいは手前側に存在する第1電極部40(ここでも便宜的に符号40とした)を有する下部電極パターン14を示すこととした。図6では指Fに近い第1電極部40との距離L3及び第2電極部42との距離L2が示されている。
At the center O of the
図6に示すように指Fを操作面20a上に接触させると、指Fと、指Fに近い各電極パターン13,14の電極部40,42との間で静電容量C2,C3が生じる。このように、指Fを操作面20a上に接触させたときと接触させないときとで容量変化が生じる。例えば、検出電極である各下部電極パターン13にパルス状の電圧を順番に与え、このとき、各下部電極パターン13の電気特性(例えば時定数)を指Fを触れる前と触れた後で比較すれば、変化が見られた下部電極パターン14の上方付近に指Fが存在することがわかる。同様に、各上部電極パターン13においても容量変化に基づく電気特性変化を検知することで、検出電極である各下部電極パターン14及び各上部電極パターン13の検出結果から、指Fの接触位置を算出することが可能である。
As shown in FIG. 6, when the finger F is brought into contact with the
本実施形態では、指Fの操作面20a上での接触位置により指Fと各電極パターンとの間の距離L2,L3が異なるが、静電容量の大きさは、距離に反比例し、面積に比例するため、本実施形態のように、操作面20aとセンサ部25間の距離L2,L3が大きいほど電極面積を大きくしたことで、指Fを操作面20a上の異なる位置に接触させたときの容量変化のばらつきを従来に比べて抑制でき、操作面20a全体でのセンサ感度の均一性を向上させることが可能になる。
In the present embodiment, the distances L2 and L3 between the finger F and each electrode pattern differ depending on the contact position of the finger F on the
そして本実施形態では、平面形状(平板状)のセンサ部25を用いることができるから、従来に比べて操作面20aが曲面状に形成された入力装置10を適切且つ容易に製造できるとともに操作面20a全体でのセンサ感度の均一性を効果的に向上させることが可能である。
In this embodiment, since the
ここで、図2(b)に示す各下部電極パターン14a〜14dの第1電極部40a〜40pと、図2(c)に示す各上部電極パターン13a〜13cの第2電極部42a〜42oとの間での電極面積の調整は必要でない。例えば、図6のように、距離L3は距離L2より大きくなる。しかしながら、距離L3にある第1電極部を、距離L2にある電極部より大きくすることは必要でない。本実施形態では、各下部電極パターン及び各上部電極パターンがいずれも検出電極であり、各下部電極パターン、及び各上部電極パターンの夫々において、別々に指FのX1−X2方向あるいはY1−Y2方向の接触位置を検知するため、各下部電極パターンと各上部電極パターンとの間で電極面積の調整は必要でなく、各第1電極部40a〜40p、あるいは、各第2電極部42a〜42oにおいて、夫々、距離L2,L3に対して電極面積を調整すればよい。図3〜図5における実施形態でも同様である。ただし、平面視において隣接する第1電極部及び第2電極部同士を、ほぼ同じ大きさとなるように形成することが、大きさの異なる第1電極部及び第2電極部をX−Y平面に適切に配列させることができ、また操作面20aから各電極部の形状を透視して見えづらくでき好ましい。
Here, the
図3は第2実施形態における表面部材20、下部電極パターン及び上部電極パターンの形状を示す。
FIG. 3 shows the shapes of the
図3(a)は表面部材20の部分平面図と、表面部材20の中心Oを通るA−A線断面及びB−B線断面を示す。なおA−A線断面及びB−B線断面には表面部材20のみならず表面部材20下の粘着層31についても一部図示した。
FIG. 3A shows a partial plan view of the
図3(a)に示すように表面部材20の操作面(表面)20aはX1−X2方向に向って凸曲面で形成され、Y1−Y2方向に向けて直線状で形成される。この実施形態では操作面20aの中心Oを通るY1−Y2方向の線上が最も上方に突出しており、中心Oを通るY1−Y2方向の線上からX1−X2方向に離れるにしたがって徐々に下方に向けて湾曲する形状で形成されている。
As shown in FIG. 3A, the operation surface (surface) 20a of the
図3(b)は下部電極パターン14の部分平面図である。図3(b)に示す各下部電極パターン14e〜14hはいずれも同形状で形成される。操作面20aの中心Oを通るY1−Y2方向の線上に近い第1電極部44b,44c,44f,44g、44j,44k,44n,44oの電極面積は、操作面20aの中心Oを通るY1−Y2方向の線上から遠い第1電極部44a,44d,44e,44h、44i,44l,44m,44pよりも大きく形成されている。
FIG. 3B is a partial plan view of the
図3(c)は上部電極パターン13の部分平面図である。図3(c)に示すように上部電極パターン13d〜13fは複数本形成される。図3(c)に示すように、各上部電極パターン13d〜13fは、X1−X2方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、Y1−Y2方向に向けて延出して形成されている。平面視にて、操作面20aの中心Oを通るY1−Y2方向の線上に位置する上部電極パターン13fの第2電極部45f,45g,45h,45i,45jの電極面積は、操作面20aの中心Oを通るY1−Y2方向の線上から離れた上部電極パターン13d,13fの第2電極部45a,45b,45c,45d,45e,45k,45l,45m,45n,45oよりも大きく形成されている。
FIG. 3C is a partial plan view of the
図3(d)は、図3(b)に示す複数本の下部電極パターン14e〜14hと図3(c)に示す複数本の上部電極パターン13d〜13fとを重ね合わせた部分平面図である。図3(d)に示すように、各第1電極部44a〜44pと各第2電極部45a〜45oとは平面視にて重ならないように配置されている。
FIG. 3D is a partial plan view in which the plurality of
そして、図3(b)及び図3(c)に示すように各電極パターン14e〜14h,13d〜13fを形成することで、各電極部の電極面積を、操作面20aとセンサ部25間の高さ方向(Z)への距離L2,L3が大きいほど大きくできる。
And as shown in FIG.3 (b) and FIG.3 (c), by forming each
図4は第3実施形態における表面部材20、下部電極パターン及び上部電極パターンの形状を示す。
FIG. 4 shows the shapes of the
図4(a)は表面部材20の部分平面図と、表面部材20の操作面20aの中心Oを通るA−A線断面及びB−B線断面を示す。なおA−A線断面及びB−B線断面には表面部材20のみならず表面部材20下の粘着層31についても一部図示した。
FIG. 4A shows a partial plan view of the
図4(a)に示すように表面部材20の操作面(表面)20aは、Y1−Y2方向(第1の方向)及びX1−X2方向(第2の方向)に向って凹曲面で形成される。この実施形態では操作面20aの中心Oが最も下方に凹んでおり、中心Oから離れるにしたがって徐々に上方に向けて湾曲する3D形状で形成されている。
As shown in FIG. 4A, the operation surface (surface) 20a of the
図4(b)は下部電極パターン14の部分平面図である。図4(b)に示すように下部電極パターン14i〜14lは複数本形成される。図4(b)に示すように、各下部電極パターン14i〜14lは、Y1−Y2方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、X1−X2方向に向けて延出して形成されている。
FIG. 4B is a partial plan view of the
各下部電極パターン14i〜14lはいずれも複数の第1電極部46a〜46pがX1−X2方向に、前記第1電極部46a〜46pより細い連結部41を介して連設された形態である。なお図4(b)では連結部41を各下部電極パターン14i〜14lの一箇所にのみ図示した。図4(b)には平面視にて、表面部材20の操作面20aの中心Oも図示した。そして図4(b)に示す実施形態では、下部電極パターン14i,14jと下部電極パターン14k,14lとが中心Oに対して点対称に形成されている。すなわち下部電極パターン14iと下部電極パターン14lとは同形状で形成され、下部電極パターン14jと下部電極パターン14kとは同形状で形成される。
Each of the lower electrode patterns 14i to 14l has a form in which a plurality of
各下部電極パターン14i〜14lのパターン形状について更に詳しく説明する。
下部電極パターン14j,14kの中心Oに近く等位置にある第1電極部46f,46g,46j,46kは、いずれも最も小さい電極面積で形成される。下部電極パターン14j,14kの残りの第1電極部46e,46h,46i,46lは、第1電極部46f,46g,46j,46kよりも大きい電極面積で形成される。The pattern shapes of the lower electrode patterns 14i to 14l will be described in more detail.
The
下部電極パターン14i,14lでは、中心Oに近く等位置にある第1電極部46b,46c,46n,46oは、第1電極部46a,46d,46m,46pよりも小さい電極面積で形成されている。
In the lower electrode patterns 14i and 14l, the
図4(c)は上部電極パターン13の部分平面図である。図4(c)に示すように上部電極パターン13h〜13jは複数本形成される。図4(c)に示すように、各上部電極パターン13h〜13jは、X1−X2方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、Y1−Y2方向に向けて延出して形成されている。
FIG. 4C is a partial plan view of the
各上部電極パターン13h〜13jはいずれも複数の第2電極部47a〜47oがX1−X2方向に、前記第2電極部47a〜47oより細い連結部43を介して連設された形態である。なお図4(c)では連結部43を各上部電極パターン13h〜13jの一箇所にのみ図示した。
Each of the
図4(c)には平面視にて表面部材20の操作面20aの中心Oも図示した。図4(c)に示す実施形態では、上部電極パターン13hと上部電極パターン13jとが中心Oに対して点対称に形成され同形状となっている。
FIG. 4C also shows the center O of the
各上部電極パターン13h〜13jのパターン形状について更に詳しく説明する。
上部電極パターン13iの中心Oに位置する第2電極部47hは最も小さい電極面積で形成される。上部電極パターン13iを構成する他の第2電極部47g,47iの電極面積は、第2電極部47hより大きいが、第2電極部47f,47jより小さく形成され、第2電極部47f,47jがより大きく形成される。The pattern shapes of the
The
上部電極パターン13h,13jでは、中心Oに近い第2電極部47c,47mが小さく形成されるが、第2電極部47hより大きく形成される。上部電極パターン13h,13jを構成する残りの第2電極部47b,47d,47l,47nの電極面積は、第2電極部47c,47mより大きいが第2電極部47a,47e,47k,47oより小さく形成され、第2電極部47a,47e,47k,47oが最も大きく形成される。
In the
図4(d)は、図4(b)に示す複数本の下部電極パターン14i〜14lと図4(c)に示す複数本の上部電極パターン13h〜13jとを重ね合わせた部分平面図である。
FIG. 4D is a partial plan view in which the plurality of lower electrode patterns 14i to 141 shown in FIG. 4B and the plurality of
図4(d)に示すように、下部電極パターン14i〜14lを構成する各第1電極部46a〜46pと、上部電極パターン13h〜13jを構成する第2電極部47a〜47oとは平面視にて重ならないように配置されている。そして、図4(b)及び図4(c)に示すように各電極パターン14i〜14l,13h〜13jを形成することで、各電極部46a〜46p,47a〜47oの電極面積を、操作面20aとセンサ部25間の高さ方向(Z)への距離が大きいほど大きくすることができる。
As shown in FIG. 4D, the
図5は第4実施形態における表面部材20、下部電極パターン及び上部電極パターンの形状を示す。
FIG. 5 shows the shapes of the
図5(a)は表面部材20の部分平面図と、表面部材20の中心Oを通るA−A線断面及びB−B線断面を示す。なおA−A線断面及びB−B線断面には表面部材20のみならず表面部材20下の粘着層31についても一部図示した。
FIG. 5A shows a partial plan view of the
図5(a)に示すように表面部材20の操作面(表面)20aはX1−X2方向に向って凹曲面で形成され、Y1−Y2方向に向けて直線状で形成される。この実施形態では操作面20aの中心Oを通るY1−Y2方向の線上が最も下方に凹んでおり、中心Oを通るY1−Y2方向の線上からX1−X2方向に離れるにしたがって徐々に上方に向けて湾曲する形状で形成されている。
As shown in FIG. 5A, the operation surface (surface) 20a of the
図5(b)は下部電極パターン14の部分平面図である。図5(b)に示す各下部電極パターン14m〜14pはいずれも同形状で形成される。操作面20aの中心Oを通るY1−Y2方向の線上に近い第1電極部48b,48c,48f,48g、48j,48k,48n,48oの電極面積は、操作面20aの中心Oを通るY1−Y2方向の線上から遠い第1電極部48a,48d,48e,48h、48i,48l,48m,48pよりも小さく形成されている。
FIG. 5B is a partial plan view of the
図5(c)は上部電極パターン13の部分平面図である。図5(c)に示すように上部電極パターン13k〜13mは複数本形成される。図5(c)に示すように、各上部電極パターン13k〜13mは、X1−X2方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、Y1−Y2方向に向けて延出して形成されている。操作面20aの中心Oを通るY1−Y2方向の線上に位置する上部電極パターン13lの第2電極部49f,49g,49h,49i,49jの電極面積は、操作面20aの中心Oを通るY1−Y2方向の線上から離れた上部電極パターン13k,13mの第2電極部49a,49b,49c,49d,49e,49k,49l,49m,49n,49oの電極面積よりも小さく形成されている。
FIG. 5C is a partial plan view of the
図5(d)は、図5(b)に示す複数本の下部電極パターン14m〜14pと図5(c)に示す複数本の上部電極パターン13k〜13mとを重ね合わせた部分平面図である。図5(d)に示すように、各第1電極部48a〜48pと各第2電極部49a〜49oとは平面視にて重ならないように配置されている。そして、図5(d)では、各下部電極パターン14m〜14pの各第1電極部48a〜48p、及び各上部電極パターン13k〜13mの各第2電極部49a〜49oの電極面積は、夫々、操作面20aとセンサ部25間の高さ方向(Z)への距離が大きいほど大きくなっている。
FIG. 5D is a partial plan view in which the plurality of
上記の図2〜図5に示したように、操作面20aが凸曲面や凹曲面で形成されても、操作面20aとセンサ部25間の高さ方向への距離が大きくなるほど、各下部電極パターン13の各第1電極部の電極面積、及び各上部電極パターンの各第2電極部の電極面積が、夫々、大きくなっており、これにより、操作面20a全体におけるセンサ感度を従来に比べて均一化することができる。
As shown in FIGS. 2 to 5 above, even if the
本実施形態では、各第1電極部における電極面積の比率、及び、各第2電極部における電極面積の比率は夫々、各電極部と前記操作面間の距離の比率に比例するように各電極部の電極面積を調整することが好適である。静電容量の大きさは、距離に反比例し、面積に比例する。よって例えば距離が2倍になれば、面積を2倍とするように各電極面積を調整することで、操作面20a全体におけるセンサ感度の均一性をより効果的に向上させることができる。
In the present embodiment, the ratio of the electrode area in each first electrode part and the ratio of the electrode area in each second electrode part are each proportional to the ratio of the distance between each electrode part and the operation surface. It is preferable to adjust the electrode area of the part. The magnitude of the capacitance is inversely proportional to the distance and proportional to the area. Therefore, for example, if the distance is doubled, the uniformity of sensor sensitivity in the
また図6に示す実施形態では、表面部材20は操作面20aのみならず操作面20aと対向する裏面20bも操作面20aの形状に倣って曲面状で形成されているが、図7に示すように裏面20bは平坦面で形成されてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 6, the
C2、C3 静電容量
F 指
L2、L3 距離
10 入力装置
13、13a〜13m 上部電極パターン
14、14a〜14p 下部電極パターン
20 表面部材
20a 操作面
20b 裏面
21 上部基板
22 下部基板
25 センサ部
40、40a〜40p、44a〜44p、46a〜46p、48a〜48p 第1電極部
41、43 連結部
42、42a〜42o、45a〜45o、47a〜47o、49a〜49o 第2電極部C2, C3 Capacitance F Finger L2,
Claims (10)
各下部電極パターンは夫々、複数の第1電極部が前記第2の方向に前記第1電極部よりも細い連結部を介して連設されており、
各上部電極パターンは夫々、複数の第2電極部が前記第1の方向に前記第2電極部よりも細い連結部を介して連設されており、
前記第1電極部と前記第2電極部とは平面視にて重ならないように配置されており、
前記操作面は、操作体を操作面上に接触させたときの前記操作体と前記センサ部間の高さ方向への距離が前記操作体の前記操作面上での接触位置により異なるように曲面を有して形成されており、
前記第1電極部及び前記第2電極部の各電極面積は、前記操作面と前記センサ部間の距離が大きいほど大きく形成されていることを特徴とする静電容量式の入力装置。 A plurality of lower electrode patterns formed at intervals in the first direction out of a first direction and a second direction intersecting in a plane, and formed at intervals in the second direction. A plurality of upper electrode patterns spaced apart in the height direction, and a surface member disposed opposite to the sensor portion in the height direction and having an operation surface on the surface. Configured,
Each of the lower electrode patterns has a plurality of first electrode portions connected in series in the second direction via a connecting portion that is thinner than the first electrode portion,
Each upper electrode pattern includes a plurality of second electrode portions that are connected in the first direction via a connecting portion that is thinner than the second electrode portion,
The first electrode part and the second electrode part are arranged so as not to overlap in plan view,
The operation surface is curved so that a distance in a height direction between the operation body and the sensor unit when the operation body is brought into contact with the operation surface varies depending on a contact position of the operation body on the operation surface. Formed with
The capacitance type input device, wherein each electrode area of the first electrode part and the second electrode part is formed to be larger as a distance between the operation surface and the sensor part is larger.
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