JP5425959B2 - タッチパネル構造用ジャケット - Google Patents

Description

本発明は、静電容量方式が適用されるタッチパネル構造を適用したタッチパネル構造用ジャケットに関する。

現在、タッチパネルのタッチ点の検出には、主に抵抗膜方式と静電容量方式がある。抵抗膜方式のタッチパネルは、ベースとなるガラス面にスペーサを挟んでフィルムを設け、ガラス面とフィルムの内面とに電極を設けた構成を有している。そして、フィルム面を指等で押圧することによって電極同士が接触し、電気的に導通が起こって押圧点の位置（座標）を検出する。

一方、静電容量方式のタッチパネルでは、抵抗膜に高周波電圧をかける構成を有している。このような抵抗膜に指が近づくと、指と抵抗膜との間の静電容量が変化して高周波の放電が起こる。静電容量方式では、この放電が起こった位置をタッチパネル上の指が近づいた位置（座標）として検出する。静電容量方式には、表面型静電容量方式と投影型静電容量方式とがあるが、いずれも指が近接する側の面（抵抗膜や電極）と指との間の静電容量の変化を検出するものである。

なお、本明細書では、タッチパネルの面に指等が接触すること、またはタッチパネルの面に、面と指との間の静電容量の変化が検出できるほど指が近接することを「タッチ」と記す。そして、タッチが行われた点を「タッチ点」とも記す。
現在、携帯型の情報端末を中心に、静電容量方式のタッチパネルの普及が進んでいる。特に投影型の静電容量方式は、複数の電極を配置しておき、電極ごとに静電容量の変化を検出することから、同時に二点のタッチ点を検出すること（マルチタッチ検出）が可能である。このような静電容量方式のタッチパネルは、抵抗膜方式よりも高い操作性を得ることができるため、タッチパネル市場において、将来的に抵抗膜方式よりも大きなシェアを占めるようになるものと予測される。

ところで、近年、デジタルカメラ等の電子機器を防水し、水中で使用可能にしたものがある。前記した抵抗膜方式と静電容量方式とのうち、電気抵抗膜方式のタッチパネルは、水中でも使用することができる。しかし、静電容量方式のタッチパネルは、タッチパネルの表面が常に水と接している水中においては、指がタッチパネルの面に近接したことによって生じる静電容量の変化を検出することができない。このため、静電容量方式のタッチパネルは、水中においてホームボタンや撮影ボタン等以外の使用をすることができなくなる。

また、静電容量方式と抵抗膜方式とを併用したタッチパネルがある。このようなタッチパネルは、例えば、特許文献１、特許文献２に記載されている。特許文献載されたタッチパネルは、静電容量方式のタッチパネルと抵抗膜方式のタッチパネルとを基板の表裏に設けている。特許文献２に記載されたタッチパネルは、静電容量方式のタッチパネルと抵抗膜方式のタッチパネルとを同じ面の異なる領域に設けている。

特許文献１、特許文献２記載のタッチパネルによれば、通常使用（水中での使用ではない）時には操作性の高い静電容量方式のタッチパネルを使用し、水中では抵抗膜方式のタッチパネルを使用することにより、水中、水中以外のいずれにおいてもタッチ操作が可能なタッチパネルを提供することができる。なお、ここで、「水中」には、水の中に限らず、シャワールームの中など湿度が高いために静電容量の変化が検出できない場所も含まれる。

特開２０１０−８６５１０号公報 特開２００９−１１６８５０号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載のタッチパネルでは、静電容量方式のタッチパネルと抵抗膜方式のタッチパネルとを基盤の表裏に設けているため、タッチパネルを面上に置く場合には、タッチパネルの一方が面と接し、傷付く可能性がある。また、基盤の両面にタッチパネルを設ける構成では、一方の面にカバーを取り付けることができないため、タッチパネル面が傷付く可能性はいっそう高くなる。さらに、引用文献１記載のタッチパネルは、タッチパネルの操作にあたって操作すべき面を確かめる必要がある。このような引用文献１の構成は、タッチパネルの感覚的な操作性を損なうことになる。

また、特許文献２記載の発明は、静電容量方式のタッチパネルと抵抗膜方式のタッチパネルとを、基盤の同一面上の別個の領域に設けている。このため、静電容量方式のタッチパネルと抵抗膜方式のタッチパネルとのいずれにおいても、そのディスプレイのサイズが制限される。
さらに、多くのユーザにとって、タッチパネルを水中で使用する頻度は、タッチパネルを水中以外で使用する頻度に比べて低いと考えられる。しかし、水中での使用に備えて特許文献１、特許文献２記載の発明のタッチパネルを購入すると、傷が付きやすい、あるいはディスプレイのサイズが小さい等の欠点を持ったタッチパネルを高い頻度で使用しなければならないことになる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、水中では抵抗膜方式によってタッチを検出し、水中以外では静電容量方式を使ってタッチを検出することができ、しかも、抵抗膜方式と静電容量方式のタッチパネルの両方を設けたことによるタッチパネルの直感的な操作性の低下、ディスプレイのサイズの制限を回避することができる、タッチパネル構造を適用したタッチパネル構造用ジャケットを提供することを目的とする。

本発明の一態様のタッチパネル構造用ジャケットは、水中においてタッチパネル構造と共に使用されるタッチパネル構造用ジャケットであって、互いに絶縁されて、かつ、等間隔に配置された複数の小導電膜と、複数の前記小導電膜と一定の間隔を隔てて対向して設けられた第１平面導電膜と、前記第１平面導電膜に接続され、前記第１平面導電膜が前記小導電膜と対向する側とは反対の側から押圧され、前記小導電膜と接触したときに、蓄積している電荷を前記第１平面導電膜側から該第１平面導電膜と接触した前記小導電膜に供給する容量素子と、を含むタッチパネル構造（例えば図５に示したタッチパネル構造１０）と、前記タッチパネル構造を、タッチパネルを有する電子機器の前記タッチパネルに固定する固定部材（例えば図５に示したジャケット部５２２）と、を含むことを特徴とする。

このような態様によれば、上記したタッチパネル構造を、既存の電子機器に取り付けて一体的に構成することができる。このため、上記したタッチパネル構造を必要な場合にだけ電子機器に取り付け、この電子機器をタッチによる静電容量の変化が検出できない環境下で使用できるようにすることができる。
さらに、このような態様によれば、タッチパネルを備えた既存の電子機器の上に取り付けて使用するタッチパネル構造を提供することができる。このため、基盤の表裏にタッチパネル構造と既存のタッチパネルとを設けることがなく、タッチパネルの直感的な操作が妨げられることがない。また、基盤の同一面上にタッチパネル構造と既存のタッチパネルとを設けることによる、ディスプレイのサイズの制限を受けることがない。

また、上記態様のタッチパネル構造用ジャケットは、前記固定部材が、前記タッチパネル構造を、静電容量方式のタッチパネルを有する電子機器の前記タッチパネルに固定することが望ましい。
このような態様によれば、タッチパネル構造の容量素子から供給された電荷によって生じる静電容量の変化を、タッチパネル構造下の静電容量方式タッチパネルで検出することができる。
また、上記態様のタッチパネル構造用ジャケットは、複数の前記小導電膜が、等間隔に配置され、かつ、互いに絶縁された複数の第１小導電膜（例えば図１〜３、図５に示したドット状導電膜１０１）と、前記第１小導電膜の表面と接触する平面を有する第２平面導電膜（例えば図１〜３、図５に示した導電膜１０３）と、前記第２平面導電膜を、一定の範囲ごとに絶縁する絶縁部材（例えば図１〜３、図５に示した絶縁部材１０２）と、を含むことが望ましい。
このような態様によれば、小導電膜を比較的簡易に製造し、また、小導電膜同士の絶縁性を確保することができる。

上記した態様によれば、タッチによるタッチ面上の静電容量の変化を検出することができない環境（例えば水中）でも、静電容量方式のタッチパネルを使用できるタッチパネル構造、このタッチパネル構造を他のタッチパネルを有する機器に装着するためのタッチパネル構造用ジャケットを提供することができる。
さらに、上記態様によれば、抵抗膜方式と静電容量方式のタッチパネルの両方を設けたことによるタッチパネルの直感的な操作性の低下、ディスプレイのサイズの制限を回避することができるタッチパネル構造、このタッチパネル構造を他のタッチパネルを有する機器に装着するためのタッチパネル構造用ジャケットを提供することができる。

本発明の一実施形態のタッチパネル構造を説明するための模式的な断面図である。 本発明の一実施形態のタッチパネル構造の模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態のタッチパネル構造にユーザがタッチした状態を示す図である。 本発明の一実施形態の、小導電膜と座標とを対応付けたデータを例示した図である。 本発明の一施形態のタッチパネル構造用ジャケットの断面図である。

以下、本発明のタッチパネル構造の一実施形態について説明する。
・構成
図１は、本実施形態のタッチパネル構造を説明するための模式的な断面図であって、タッチパネル構造１０と、タッチパネル構造が取り付けられた携帯型の電子機器１１と、を示している。なお、図１中に示した基盤１は、電子機器のディスプレイ画面の表面に相当し、ディスプレイ画面は、一般的にガラス等の透明な絶縁部材でなる。

本実施形態のタッチパネル構造１０は、一定の面積で基盤１と接触し、かつ、互いに絶縁されて等間隔に配置された複数の小導電膜２と、複数の小導電膜２と一定の間隔を隔てて対向して設けられた導電膜１０６と、導電膜１０６が小導電膜２と対向する側とは反対の側（矢線Ａで示す）から押圧され、小導電膜２と接触したときに、導電膜１０６の側からこの導電膜１０６と接触した小導電膜２に電荷を供給するコンデンサ１０５と、を含んでいる。
一方、電子機器１１は、既存の静電容量方式のタッチパネル（以下、静電容量方式タッチパネル１１１と記す）を有する例えばデジタルカメラ等である。電子機器１１は、タッチパネル構造１０、静電容量方式タッチパネル１１１のいずれについても、タッチ点を検出する制御回路１１０を備えている。

タッチパネル構造１０において、タッチがなされたとき、コンデンサ１０５からの電荷の供給によって導電膜１０６とタッチ点下の小導電膜２との間に電気的な導通が生じる。このとき、導電膜１０６と電気的に導通した小導電膜２下の静電容量方式タッチパネル１１１表面で静電容量の変化が起こる。制御回路１１０は、静電容量方式タッチパネル１１１において静電容量の変化を検出した電極を検出することにより、導電膜１０６が押圧された点であるタッチ点を検出する。さらに、本実施形態のタッチパネル構造は、導電膜１０６上に透明絶縁膜１０７を備えている。透明絶縁膜１０７は、導電膜１０６等の保護膜として機能している。

また、本実施形態では、制御回路１１０がタッチ点の検出と共に、検出されたタッチ点に基づいてディスプレイ画面に表示された画像やテキストをも制御する。なお、画像やテキストの制御とは、タッチ点に対応するアイコンにしたがって画像やテキストを変更、更新する処理や、タッチ点の軌跡に応じて画像やテキストを拡大、縮小する処理を含む。
本実施形態では、小導電膜２と導電膜１０６との間に、透明な絶縁部材でなるスペーサ１０４が設けてある。スペーサ１０４により、小導電膜１は導電膜１０６と離れていて、矢線Ａの側から押圧されたときにだけ導電膜１０６が変形し、小導電膜１と導電膜１０６とが接触する。なお、図１では、コンデンサ１０５を模式的に図示しているが、コンデンサ１０５は、例えばスペーサ１０４の内部に設けられるものとする。

ここで、小導電膜２の構成について詳述する。
図２は、本実施形態のタッチパネル構造の模式的な斜視図である。なお、図２中に示した構成のうち、図１に示した構成と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を一部略すものとする。
図２に示すように、小導電膜２の各々は、一定の面積で基盤１と接触し、かつ、等間隔に配置された複数のドット（ｄｏｔ）状のドット状導電膜１０１と、ドット状導電膜１０１の表面と接触する平面を有する導電膜部１０３ａと、によって構成されている。本実施形態では、各導電膜部１０３ａを、導電膜１０３を一定の範囲ごとに絶縁部材１０２によって絶縁することによって構成している。このため、複数の小導電膜２は、ドット状導電膜１０１の表面と接触する平面を有する導電膜１０３と、導電膜１０３を一定の範囲ごとに絶縁する絶縁部材１０２と、によって構成されることになる。

以上説明した部材は、例えば、以下のような材料で形成される。すなわち、透明絶縁膜１０７、スペーサ１０４、絶縁部材１０２はいずれも透明な絶縁膜であって、例えば、透明ガラス／ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）の層構造を有する部材が使用される。また、ドット状導電膜１０１、導電膜１０３、導電膜１０６はいずれも透明な導電膜であって、例えば、インジウム／スズ酸化膜（ＩＴＯ）の層構造、アンチモン／スズ酸化膜（ＡＴＯ）／酸化亜鉛（ＺＯ）／アルミニウムをドープした酸化亜鉛（ＡＺＯ）の層構造を有する部材で構成される。

・動作
以上説明した構成は、以下のように動作する。
図３は、本実施形態のタッチパネル構造に対し、ユーザが透明絶縁膜１０７上にタッチした状態を示す図である。タッチにより、透明絶縁膜１０７及び導電膜１０６が図中の下方にたわみ、小導電膜２と接触する。このとき、コンデンサ１０５に蓄積されている電荷が導電膜１０６を通って小導電膜２に向かう放電路Ｄが形成される。放電路Ｄを介して放電電圧が静電容量方式タッチパネル表面上で静電容量の変化を生じる。このため、静電容量方式タッチパネル１１１上において、小導電膜２のうちのタッチがされたものの直上にタッチがされた場合と同様の静電容量の変化が起こる。

制御回路１１０は、小導電膜２の各々と透明絶縁層１０７上の座標とを対応付けたデータを予め有している。図４は、制御回路１１０が有する、小導電膜２の各々と透明絶縁層１０７上の座標とを対応付けたデータを例示した図である。図４に示したデータでは、ｘ方向にＭ個、ｙ方向にＮ個の合計Ｍ×Ｎ個の座標が配列されていて、各座標に小導電膜２が１つずつ対応付けられている。

制御回路１１０は、タッチがされた小導電膜２を特定し、この小導電膜２に対応する座標をタッチ点の座標として検出する。このような本実施形態のタッチパネル構造によれば、水中以外の環境下では電子機器１１の静電容量方式のタッチパネルを使用する一方、水中ではタッチパネル構造１０を電子機器１１に取り付け、電子機器１１をタッチパネル構造１０によって操作することができる。
また、制御回路１１０は、図示しないメモリを有していて、タッチされた座標を時系列に順次記録しておくこともできる。このような構成によれば、本実施形態のタッチパネル構造１０は、タッチによって描かれた軌跡を検出し、タッチによる画像やテキストの拡大や縮小、さらには軌跡の形状を検出することができる。

以上説明した本実施形態によれば、静電容量の変化を検出することができない環境（例えば水中）下においても、タッチ点に対応する小導電膜２と導電膜１０６との間に電気伝導を起こすことができる。このため、タッチ点に対応する小導電膜２下に静電容量の変化を起こすことができる。このことから、本実施形態は、水中等においても、静電容量方式のタッチパネルを持った電子機器においてタッチを検出することができる、タッチパネル構造を提供することができる。

図５は、以上説明した本実施形態のタッチパネル構造１０を、電子機器１１に固定するタッチパネル用ジャケットを説明するための断面図である。なお、図５において、図１〜図３に示した構成と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を一部略すものとする。
本実施形態のタッチパネル構造用ジャケットは、タッチパネル構造１０と、タッチパネル構造１０を電子機器１１上に固定するジャケット部５２２と、を有している。ジャケット部５２２は、タッチパネル構造１０の一部と電子機器１１とを覆うことにより、電子機器１１上にタッチパネル構造１０を固定している。

このような本実施形態のタッチパネル構造用ジャケットによれば、タッチパネル構造用ジャケットを、一般的な（水中では静電容量の変化が検出できない）静電容量方式のタッチパネルを備えた電子機器に装着し、この電子機器を水中でタッチパネル操作できるようにすることができる。このため、ユーザは、水中以外では操作性の高い静電容量方式のタッチパネルを使用し、電子機器を水中で利用する機会にだけ、電子機器に本実施形態のタッチパネル構造用ジャケットを装着することにより、普段使用しているデジタルカメラ等を水中においてもタッチパネルにより操作することができるようになる。
また、以上説明した本実施形態のジャケット部５２２は、図５に示したように、電子機器１１を内部に挿入するものに限定されるものではない。例えば、ジャケット部５２２は、タッチパネル構造１０を、電子機器１１上に接着するものであってもよい。

本発明は、静電容量方式のタッチパネルを有する機器に適用することができる。

２ 小導電膜
１０ タッチパネル構造
１１ 電子機器
１０１ ドット状導電膜
１０２ 絶縁部材
１０３、１０６ 導電膜
１０３ａ 導電膜部
１０４ スペーサ
１０５ コンデンサ
１０７ 透明絶縁膜
１１０ 制御回路
１１１ 静電容量方式タッチパネル
５２２ ジャケット部

Claims (3)

1. 水中においてタッチパネル構造と共に使用されるタッチパネル構造用ジャケットであって、
   互いに絶縁され、かつ、等間隔に配置された複数の小導電膜と、
   複数の前記小導電膜と一定の間隔を隔てて対向して設けられた第１平面導電膜と、
   前記第１平面導電膜に接続され、前記第１平面導電膜が前記小導電膜と対向する側とは反対の側から押圧され、前記小導電膜と接触したときに、蓄積している電荷を前記第１平面導電膜側から該第１平面導電膜と接触した前記小導電膜に供給する容量素子と、を含むタッチパネル構造と、
   前記タッチパネル構造を、タッチパネルを有する電子機器の前記タッチパネルに固定する固定部材と、
   を含むことを特徴とするタッチパネル構造用ジャケット。
2. 前記固定部材は、前記タッチパネル構造を、静電容量方式のタッチパネルを有する電子機器の前記タッチパネルに固定することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル構造用ジャケット。
3. 複数の前記小導電膜は、
   互いに絶縁され、かつ、等間隔に配置された複数の第１小導電膜と、
   前記第１小導電膜の表面と接触する平面を有する第２平面導電膜と、
   前記第２平面導電膜を、一定の範囲ごとに絶縁する絶縁部材と、
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル構造用ジャケット。

Images