JPH11161428A - タッチパネルセンサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 従来の構造のタッチパネルセンサ装置では第１層面を押
圧すると、第１層だけでなく第２層もわずか変形し、正
確なアドレス信号が得られず誤信号を発生したり分解能
の低下を来す問題点がある。本発明ではタッチパネルセ
ンサ装置の第２層にカ−ボン板や鉄板，パ−マロイ等か
らなる一連の機械的な剛性体板を用い、押圧過程で生じ
る第２層の歪みを回避することや、第１層と第２層のし
わをなくすことによって抵抗値のばらつきを除去し、電
磁波雑音のなどの誤動作がない高分解能、高信頼なタッ
チパネルセンサ装置。 【目的】高分解能で高信頼性を持つタッチパネルセンサ
装置を得る。 【構成】人の指あるいは鉛筆状押圧体で押圧するパネル
面を構成する第１層２１を有すること、第１層に対峙し
て配置した第２層２２を剛性体や磁性剛性体によって構
成すること、第１層面と第２層面との電気的接触点２
４，２４’を良導体や抵抗体で構成したり、第１層のタ
ッチ面をド−ム状に湾曲成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【００１】

【産業上の利用分野】タッチパネルセンサ装置は、コン
ピュ−タの入力装置や制御装置等に多用されてインプッ
ト装置として有望視されている。特に、この種タッチパ
ネルセンサ装置は、ラップトップコンピュタ−に用いら
れようになってこの方、益々多用される趨勢にある。さ
らに、タッチパネルセンサは、文字入力装置としての要
望が強くなり、リニアリテイや分解能の向上とか、より
高度な信頼性を持つタッチパネルセンサの出現が望まれ
ている。このような背景と、近年に至りこの種装置の小
型化の要求がさらに強くなり、押圧点を示す抵抗値のば
らつきをより小さくすることが重要になってきた。本発
明は、コンピュ−タやこの種類似装置の入力装置に適合
する信頼性、リニアリテイ、分解能の良いタッチパネル
センサ装置に依るものである。

【００２】

【従来の技術】図１（イ）、（ロ）、（ハ）（ニ）に、
従来から多用されているタッチパネルセンサ装置の説明
図を示した。図１（イ）は、従来例の側断面図で、図１
（イ）に於て１は第１層を示し、２は第２層をそれぞれ
示す。当該タッチパネルセンサでは第一層は第２層に対
して空隙部６を形成する。第１層の表面、つまり、人の
指などで第１層の表面を押圧したり、こすることによっ
て、空隙８がパネル面に対して選択的に移動可能な構造
とし、また、パネル面を押圧する事によって押圧された
部位の空隙が消滅し、第１層の導体４あるいは抵抗体４
が第２層の抵抗体あるいは導体４’にそれぞれ接触し、
この接触位置が電気的接点部となり、位置信号が図示し
てない外部回路に図１の（イ）、（ロ）に図示したリ−
ド線７，７’を介して送出される。この種タッチパネル
センサ装置では、第１層或いは第２層面上に構成された
導体層に比較的抵抗率の高い導体を用い、導体面上の押
圧位置の差に応じて異なった抵抗値が得られるように構
成し、その抵抗値を読みとる事によってタッチパネル面
の押圧された位置を求める手法が用いられている。ま
た、図（ニ）に示すように、従来から多用されているマ
ウス用を始めとしたタッチパネルセンサ装置では、第１
層１の基体がポリエステルフィルムで構成され、かつ、
図示したように第２層２に対向する面には、薄い金属や
カ−ボン等の導体が固着されているばかりでなく、第２
層２も第１層１と同様にポリエステルフィルムのような
弾力性を持つ一連の樹脂で構成され、当該第２層上には
第１層の導体に対峙する面に抵抗率の比較的高いカ−ボ
ンやその類似な材料による導体膜を構成し、電気的抵抗
体部を形成したり、平板状電極や格子状電極が形成され
ている。さらに、第２層の裏面には図示してない筐体な
どに固着するための両面テ−プからなる接着層９が構成
されている。このように構成すると、温度差などの環境
変化によって図１（ハ）に誇張して示したように、第１
層、第２層のいずれにもわずかなうねりができる易くな
る。そこで、従来から多用されているある種のタッチパ
ネルセンサ装置では、図１（イ）の側断面図や（ロ）で
示すように、導体層３’にスペ−サドット７が構成さ
れ、第１層が押圧されてない時に、第１、２層面上にそ
れぞれ形成された導体が接触し、接触エラ−が生じない
考慮がなされているものの、このような構造のタッチパ
ネルではリニアリテイや分解能が低下したり、特性の劣
化が起こり易いことも良く知られている。

【００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の構造のタッチパ
ネルセンサで図１（ニ）に示すように、指あるいはペ
ン、鉛筆状等の押圧体３０を用いてパネル面を押圧する
と、第１層だけでなく第２層もわずか変形し、この第２
層の変形は、押圧力や、移動速度や押圧体の角度差など
のパネル面に対する接触状態によって微妙に変化する。
つまり、アドレスを示す抵抗値が不正確になるため、意
図した正確なアドレス信号が得られず誤信号を発生した
りリニアリテイや分解能の低下を来す問題点がある。ま
た、電磁波雑音がパネル面を通過して装置外に発散した
り、装置内に外部雑音が誘導したりして機器に誤動作を
生じさせる問題点もある。

【００４】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明ではタ
ッチパネルセンサ装置の第２層にカ−ボン板や鉄板，パ
−マロイ等からなる一連の機械的な剛性体板を用い、押
圧過程で生じる第２層の歪みを回避することや、しわを
除去することで、高信頼性や耐久性、さらに、リニアリ
テイや分解能を確保したタッチパネルセンサ装置を提供
するものである。さらに、剛性体板を磁性体や電気的な
導電体で構成し、電磁波雑音に強いタッチパネルセンサ
装置を得ようとするものである。

【００５】

【作 用】図２は本発明に依るタッチパネルセンサ装置
の基本構造を示したもので、第１層２１は、従来から多
用されているポリエステルフィルムや一連のプラッスチ
ックフィルム２３で構成し、第２層２２に対向した面に
カ−ボン、銀ぺ−スト、銅箔、などの良導体金属２４が
面状あるいはすだれ状に構成されてる。また、第２層２
２は、鉄、銅、パ−マロイ、カ−ボン、ステンレスなど
からなる剛性を持つ一連の導体板４０によって構成し、
第１層２１の第２層に対峙する表面には、導体２４’を
印刷、蒸着、メッキ、接着などの方法を用いて固着す
る。また、剛性を持つ導体板４０は用途、目的によって
後述するように適宜その材質を決定すが、当該導体板４
０が良導体で構成された時には、当該剛体の面上にはミ
クロンオ−ダの絶縁膜５０を固着して導体２４’と電気
的絶縁を計る。図３は本発明によるタッチパネルセンサ
装置の表面、謂ゆるパネル面をペンや鉛筆などの押圧体
３０で押圧した状態の模式側断面図を図示たもので、上
述した剛性体板上に導体２４’を固着すればパネル面が
押圧されても第２層２２は、前述した従来例のように、
湾曲や歪みが全く生じさせない作用を付与することがで
きる。さらに、図２に示すように上方にド−ム状に湾曲
成形することで、ペンなどの押圧に対して良好なクリッ
クアクションやバックアクションを付与することがで
き、押圧したときの押圧感や押圧を解除したときの復帰
動作が良好になるばかりでなく、分解能やリニアリテイ
の向上につながる。

【００６】

【構 造】

【実施例１】以下図面にしたがって本発明に依るタッチ
パネルセンサ装置の第１の実施例について詳述する。図
２は本願に依るタッチパネルセンサ装置の側断面図を示
したもので、２１は、弾力性を持ち厚み約０、２ｍｍの
ポリエステル系樹脂からなる第１層で、当該、第１層の
表面には絵柄や文字などの目視情報が印刷されているも
のもあるが、マウス用タッチパネルのように全面を黒色
で構成したり等する。さらに、図２、３に於いて第１層
２１の裏面には、タッチパネル面に対峰して導体膜ある
いは抵抗体膜２４を構成する。パネル面が押圧されない
ときには、図２に示すように、第１層２１と第２層２２
はスペ−サ２５、２５’、によって空隙２６が構成され
ると共に、さらに、当該第１層を図示したように上方に
熱成形などの手法を用い、わずかド−ム状に湾曲すれば
弾性が増加するばかりでなく、図１ですでに述べたよう
にスペ−サドットを使用しなくても、第２層面に構成し
た導体２４’と第１層面の導体２４は、接触することは
ない。加えるに、このように成形することで、押圧に対
して良好なクリックアクションやバックアクションを付
与することができ、押圧したときの押圧感や押圧を解除
したときの復帰動作が良好になるばかりでなく、分解能
やリニアリテイの向上につながる。また、リニアリテイや
分解能はわずか劣るが、押圧されない時には第１層と第
２層を接触を避けるために、さらに、第１層か第２層の
いずれかの導体表面に直径０．０５ｍｍ程度の絶縁物に
よるスペ−サドットを構成することもある。図４は本発
明による第２層の詳細正面図と側面図を示したものであ
る。図に置いて２８は、剛性導体板２４’上に構成した
導体ドットを示し、当該導体ドットは、抵抗率が０．１
Ω−ｃｍ以下の電気的良導体で、かつ、直径０．１ｍｍ
以下の円状あるいは、０．１×０．１ｍｍ以下の寸法で
角形に印刷したり銀ぺ−ストを焼成したり、良導体金属
をメッキしたり、蒸着したり等して剛性抵抗体板２４’
上に固着する。さらに、２７は引き出し線を示し、当該
引出線２７を導電率が０．１Ωｃｍ以下の電気的良導体
で構成すると共に、抵抗率が０．１Ω−ｃｍ以下の電気
的良導体で構成した体端子部１４、１４’、１４’’、
１４’’’と剛性抵抗体２４を介して導体ドット２６に
結合した。当該剛性導体の材質は、抵抗率が０１Ω−ｃ
ｍ以上で０．０５から０．５ｍｍの厚みを持ったカ−ボ
ン板を適宜選定して用いる。

【００７】

【実施例２】図５は本発明による第２の実施例のタッチ
パネルセンサ装置を図示したものであって、第２層の正
面図と側面図を詳細に図示したものである。図５ではす
でに述べたタッチパネルセンサと同一機能を持つものを
同一番号を付番してある。図５に示す実施例では、剛性
体板２４’を磁性体で構成し、当該剛性体板２４’上に
は電気的絶縁膜４２を１μｍから５０μｍの範囲で塗布
し、さらに当該絶縁体上に抵抗率０．１Ωｃｍ以上の導
体２４’が図示したように印刷、メッキ、蒸着、スパッ
タ等して面状に固着されている。引き出し線２７には、
電気的良導体電極３４、３４｀を通じて図示していない
外部回路に、前述したように、第１層と第２層の接触点
に応じた抵抗値、つまり、接触信号を送出するように構
成する。図５の実施例では良導体電極３４、３４’を導
体面２４’に対して図面上部と下部の２カ所設けている
が、図４、１４に示したように４隅に４ヶ設けても良
い。また、導体面２４’の材質は、１０μｍから１００
μｍの厚みを持ったカ−ボンインキを用いる場合や、μ
ｍオ−ダの厚みの金属皮膜抵抗体等が温度特性や所望す
るタッチパネルセンサ装置の出力抵抗値の仕様に従って
適宜決定される。また、剛性体板２として磁気シ−ルド
に重点を置く場合には、鉄、パ−マロイ、珪素鋼板、フ
ェライト、などの磁性材を適宜選定して用いることが好
ましく、さらに、高周波電磁シ−ルドを配慮する時には
上記磁性体板４０に加え、図示していない銅、アルミ板
などのように抵抗率が０．０５Ωｍｍ以下の良導体を前
記鉄板などに積層する。さらに、剛性体板２を磁気シ−
ルドと導体板として兼用するときには、例えば、絶縁物
に近いニケッルジンク系フェライトよりも抵抗率が低い
マンガンジンク系フェライトのように、抵抗値検出に適
合する抵抗値を持った磁性体を用いれば、剛性体板２と
抵抗体２４’が同一物で構成でき、さらに、体絶縁膜４
２が省略できる。次いでタッチパネル全面を透明にする
ためには、ド−ム状第１層と、本願主旨の剛性体板より
落下強度が劣り剛性体板と定義するにはちゅうちょうす
るが、周知なように剛性体板２２にガラスを用い、その
第１層と第２層が対峙する面にそれぞれ透明導体、例え
ばネサ膜を固着するとよい。第１層と第２層の関係で特
に注意すべき事は、図３に示した剛性体板４０とパネル
面に用いるポリエステル樹脂層２１との熱膨張係数差に
あり、理想的にはこの両者の熱膨張係がほぼ等しいこと
が望まれるが、実際にはこの熱膨張の関係を全く等しい
のもので構成することは難しく、また、熱膨張は、第１
層に用いる素材と第２層の素材の厚みに微妙な関係があ
り、当該実施例では剛性体板２１に厚み０．２から０．
６ｍｍの鉄板用いたことで信頼性の良いタッチパネルセ
ンサ装置が得られた。

【００８】

【実施例３】図６は本願に依るタッチパネルセンサ装置
の別の実施例の側断面図を示したもので、当該タッチパ
ネルセンサ装置は、すでに述べたように図示してない第
１層と第２層で構成されている。図６は、本発明に依る
第４の実施例で第２層を抽出し、その詳細正面図と側面
図を示したものである。図に置いて４８は、剛性導体板
２４’上に構成したセパレ−タを示し、当該セパレ−タ
は、剛性導体板２４’の第１層に面する表面に図示した
ように巾０．１ｍｍで深さ０．１ｍｍ程度の溝を何本か
作り、当該溝には、プラスチックスなどからなる一連の
電気的な絶縁物と呼ばれるもを埋め込み、第２層に対峙
する面の平滑性を得ることで、図２、３の第１層２１の
パネル面をなぞる時に生じる違和感を無くすものであ
る。２７は引き出し線を示し、当該引出線２７は、端子
部１４、１４’、１４’’、１４’’’と剛性導体板２
４をとを介して、第１層と第２層との接触点の抵抗値を
図示していない外部回路に送出するように構成した。剛
性導体板の材質は、０．０５から０．５ｍｍまでの厚み
を持ったカ−ボン板を装置の仕様に提示された抵抗値応
じて適宜選定して用いた。

【発明の効果】本発明によるタッチパネルセンサ装置で
は、第２層に全くうねりもなく、（１）．信頼性か良
い、（２）．押圧位置の検出精度が高い、（３）．経年
変化が少ない、（４）．高リニアリテイで高分解能であ
る、（５）．非押圧時に第１層と第２層との接触誤動作
を生じさせない、（６）剛体の材質が仕様に応じて種々
選定できる、（７）．接触感が良い、（８）．Ｓ／Ｎが
良い等の効果を有するタッチパネルセンサ装置が安価に
提供できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図１（イ）は、従来のタッチパネルセンサ装置の構成図
である。 図１（ロ）は、従来のタッチパネルセンサ装置の鳥瞰図
である。 図１（ハ）は、従来のタッチパネルセンサ装置の説明図
である。 図１（ニ）は、従来のタッチパネルセンサ装置の欠点を
示す説明図である。 図２は、本願に依るタッチパネルセンサ装置の基本構造
図である。 図３は、第２層の動作説明するための側面図である。 図４は、本願に依るタッチパネルセンサ装置の正面と側
面を示す構造図である。 図５は、本願に依るタッチパネルセンサ装置の別の実施
例の正面と側面を示す構造図である。 図６は、本願に依るタッチパネルセンサ装置の更に別の
実施例の正面と側面を示す構造図である。

【符号の説明】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人の指あるいは鉛筆状押圧体で押圧するパ
   ネル面が第１層に構成され、かつ、当該パネル面の裏面
   には電気接点を構成するための電気的導体膜を付与し、
   第１層の裏面の空隙に狭間して対峙した第２層の表面に
   は電気的導体部を構成したタッチパネルセンサ装置に於
   いて、第２層を剛性体によって構成し、第１層面と第２
   層面との接触位置を示す抵抗値のばらつきを低減したこ
   とを特徴としたタッチパネルセンサ装置。
2. 【請求項２】第２層を磁性剛性体で構成したことを特徴
   とした請求項１記載のタッチパネルセンサ装置。
3. 【請求項３】第１層をド−ム状に湾曲成形したことを特
   徴をした請求項１記載のタッチパネルセンサ装置。
4. 【請求項４】第２層を磁性体と良導体で積層状に構成し
   た剛性体と、第１層に対峙した第２層面上に導体膜を構
   成し、剛性体面と当該導体膜の間に電気的絶縁物を固着
   して剛性体と導体膜を電気的に分離したことを特徴とし
   た請求項１記載のタッチパネルセンサ装置。
5. 【請求項５】第１層、第２層共に透明媒体で構成したこ
   とを特徴とした請求項１、３記載のタッチパネルセンサ
   装置。