JPS63133410A - 透明タツチスイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ベンタッチ等によるシートの変位を利用し
た接点方式のタッチスイッチに関し、特に、可視光線に
対して透明な透明タッチスイッチに関するものである。

［従来の技術］ 一般に、透明タッチスイッチは、抑圧位置の検出方式に
よって、ディジタル／ディジタル方式とディジタル／ア
ナログ方式とに分類されるが、これらの方式は、いずれ
も基本構成、動作ともほぼ同じであるため、以下の説明
では、後者（接触部がディジタル、検出部がアナログの
場合）の方式を例にとって記載する。

弾性を有する透明な絶縁シートの厚さ方向の変位を利用
して電極を開閉するようにした透明タッチスイッチの従
来例としては、例えば第８図に示すようなものが提案さ
れている。

この第８図は日本工業技術センター主催のセミ。

ナー「タッチ入力システムの開発動向と用途開発」のテ
キストに記載された従来の透明タッチスイッチを示す側
面図である。また、第９〜１３図も上記従来の透明タッ
チスイッチを示すもので、第９図はその可動電極シート
の平面図、第、１０図は第９図のＸ−Ｘ矢視断面図、第
１１図はその固定電極シートの平面図、第１２図は第１
１図の■−■矢視断面図、第１３図はその全体構成を示
す分解斜視図である。

これらの図において、１はボールペンＰ等による応力（
押圧力）により厚さ方向に容易に変位する透明な第１の
絶縁性シート、２はこの第１の絶縁性シート１の内面よ
り一部露出するように所定間隔で平行に同第１の絶縁性
シート１に埋設された多数のワイヤから成る可動電極、
３はこの可動電極２と直交する方向に例えばカーボンの
ような抵抗体を印刷したＸ軸抵抗帯、４はこのＸ軸抵抗
帯３の一方の信号取出し部であるＸ軸す−ド、５はＸ軸
抵抗帯３の他方の信号取出し部であるＸ軸す−ド、６は
上記第１の絶縁性シート１に対向して配設される透明な
第２の絶縁性シート、７はこの第２の絶縁性シート６の
内面より一部露出するように所定間隔で平行に同第２の
絶縁性シート６に埋設された多数のワイヤから成る固定
電極であり、固定電極７は、第１の絶縁性シートｌの可
動電極２と直交する方向に配設されている。

また、８は固定電極７と直交する方向に例えばカーボン
のような抵抗体を印刷したＹ軸抵抗帯、９はこのＹ軸抵
抗ＩＦ８の一方の信号取出し部であるＹ軸す−ド、１０
は、Ｙ軸抵抗帯８の他方の信号取出し部であるＹ軸す−
ド、１１は第１の絶縁性シート１．可動電極２．Ｘ軸抵
抗帯３およびＸ軸す−ド４，５から構成される可動電極
シート、１２は同様に第２の絶縁性シート６、固定電極
７．Ｙ軸抵抗１＃８およびＹ軸す−ド９，１０から構成
される固定電極シート、１３は固定電極シート１２上に
多数段けられ電極２．７間を分離するための絶縁材製の
ドツトスペーサである。

このような可動電極シート１１．固定電極シート１２お
よびドツトスペーサ１３を積層することによって、透明
タッチスイッチが構成されている。

次に動作について説明する。上述のような透明タッチス
イッチにおいて、ボールペンＰ等のような筆記具を使っ
て、第１の絶縁性シート１に圧力を加えると、この圧力
により第１の絶縁性シート１が下方へ押圧され、同第１
の絶縁性シート１に固着されている可動電極２もドツト
スペーサ１３を介して下方へ移動する。これに伴い、可
動電極２と固定電極７とが接触し、スイッチは導通状態
となる。

また、ボールペンＰによって第１の絶縁性シート１に加
えられている外部応力が減少すると、この第１の絶縁性
シート１の厚さ方向の変位も元の状態に戻り始める。そ
して、最終的には、可動電極２と固定電極７とは非導通
状態となり、一定の間隙をもつようになる。

このように、第１の絶縁性シート１に外部応力を加えた
り取り除いたりすることによって、電極２．７が開閉し
、閉状態になったときの電流または電圧を外部回路にて
検出することで、透明タッチスイッチ平面内における押
圧点座標位置が検出されるようになっている。

すなわち、このような透明タッチスイッチでは。

例えば第１３図に示すように、Ｘ軸す−ド４，５および
Ｙ軸す−ド９，１０を定電流源に接続して、Ｘ軸す−ド
４と５とに流入する電流比（Ｘ座標）を求めるとともに
、Ｙ軸す−ド９と１０とに流入する電流比（Ｙ座標）を
求め、これらをＡ／Ｄ変換することによって、下式のよ
うに透明タッチスイッチ平面内における押圧点のＸ−Ｙ
座標位置が決定される。

Ｉ、　　　　　　Ｉ。

ここで、■。は定電流源からの全電流、ＩｘはＸ軸す−
ド５への流入電流、工ｙはＹ軸す−ド１０からの流出電
流である。

なお、Ｘ軸す−ド４，５およびＹ軸す−ド９゜１０を定
電圧源に接続しても、同様にして座標位置を求めること
ができる。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、上述のような従来の透明タッチスイッチ
においては、可動電極シート１１と固定電極シート１２
との間にドツトスペーサ１３が存在しているため、この
ドツトスペーサ１３の近傍では、同ドットスペーサ１３
自体の高さにより可動電極２と固定電極７とが接触でき
ない不感帯域を生じる。この不感帯域の数は、スイッチ
における実装密度を高めれば高めるほど増加する。

不感帯域の発生を防止する対策としては１例えばドツト
スペーサ１３の形状を小さくすることが考えられ、これ
により多少の改菩を得ることができるが、ドットスペー
サ１３自体の基材への密着性や製造上の問題などがあり
、しかも形状が小さくなったといっても、絶縁物である
ドツトスペーサ１３が可動電極シート１１と固定電極シ
ート１２との間に残るため、根本的な対策とはいえない
。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、簡素な構成でスイッチの実装密度を容易に高
めることができるとともに、安価で信頼性の高い透明タ
ッチスイッチを得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る透明タッチスイッチは、第１゜第２の絶
縁性シートの各内面に透明導電膜層を設けるとともに、
上記の第１．第２の絶縁性シート間のスペーサを感圧導
電性スペーサとして構成したものである。

［作　　　用］ この発明における透明タッチスイッチでは、圧力を受け
たときのみ導電性を呈する感圧導電性スペーサを介して
、可動電極と固定電極とが対向しており、しかも第１．
第２の絶縁性シート上には透明導電膜層が設けられてい
るため、上記スペーサ近傍における面電極どうしも、同
スペーサや透明導電膜層を介して確実に導通状態となる
。

［発明の実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
〜７図はこの発明の一実施例による透明タッチスイッチ
を示すもので、第１図はその側面図、第２図はその可動
電極シートの平面図、第３図は第２図の■−■矢視断面
図、第４図はその固定電極シートの平面図、第５図は第
４図の■−ｖ矢視断面図、第６，７図はいずれも本装置
の動作状態を説明するための側面図である。なお、これ
らの図において、第８〜１３図に示す従来装置と同一の
部分については同一の符号を付して示す。

図において、１はボールペンＰ等による応力（押圧力）
により厚さ方向に容易に変位する透明な第１の絶縁性シ
ート、２はこの第１の絶縁性シート１の内面より一部露
出するように所定間隔で平行に同第１の絶縁性シート１
に埋設された多数のワイヤ（幅は数１０μｍ）から成る
可動電極、３はこの可動電極２と直交する方向に例えば
カーボンのような抵抗体を印刷したＸ軸抵抗帯、４はこ
のＸ軸抵抗帯３の一方の信号取出し部であるＸ軸り一ド
、５はＸ軸抵抗帯３の他方の信号取出し部であるＸ軸す
−ド、６は上記第１の絶縁性シート１に対向して配設さ
れる透明な第２の絶縁性シート、７はこの第２の絶縁性
シート６の内面より一部露出するように所定間隔で平行
に同第２の絶縁性シート６に埋設された多数のワイヤ（
幅は数１０μｍ）から成る固定電極であり、固定電極７
は、第１の絶縁性シート１の可動電極２と直交する方向
に配設されている。また、８は固定電極７と直交する方
向に例えばカーボンのような抵抗体を印刷したＹ軸抵抗
帯、９はこのＹ軸抵抗帯８の一方の信号取出し部である
Ｙ軸す−ド、１０はＹ軸抵抗帯８の他方の信号取出し部
であるＹ軸す−ドである。

そして、本実施例において、１４は第１の絶縁性シート
１の表面に塗布されたＸ軸透明導電膜層、１５は第１の
絶縁性シート１．可動電極２．Ｘ軸抵抗帯３．Ｘ軸す−
ド４，５およびＸ軸透明導電膜Ｆ１１４から構成される
可動電極シート、１６は可動電極２の表面に塗布された
Ｙ軸透明導電膜層、１７はＹ軸透明導電膜層１６上に形
成された感圧導電性スペーサとしての感圧スペーサ、１
８は第２の絶縁性シート６、固定電極７．Ｙ軸抵抗帯８
゜Ｙ軸す−ド９，１０．Ｙ軸透明導電膜Ｊ１１６および
感圧スペーサ１７から構成される固定電極シートである
。

このような可動電極シート１５．固定電極シート１８お
よび感圧スペーサ１７を積層することによって、透明タ
ッチスイッチが構成されている。

なお、透明導電膜層１４，１６は、酸化インジウム、酸
化スズ、ヨウ化銅、金、パラジウム、銀。

ニッケル、クロムのいずれかで構成されている。

また、感圧スペーサ１７は、約４本／ｍｒｘの分解能を
もつもので、感圧導電ゴム製で構成されるか、あるいは
感圧導電性塗料を基材表面に塗布されて構成されている
。

さらに、電極２，７を構成するワイヤは、ステンレス、
洋白、タングステン、ニッケル、金、銀。

銅、アルミニウムなどのうちのいずれかの材質で構成さ
れるか、あるいは上記の材質によりメッキ処理を施した
もので構成さ九る。

次に動作について説明する。上述のように構成された本
実施例の透明タッチスイッチにおいては、従来装置と同
様に、ボールペンＰ等の筆記具を使って、第１の絶縁性
シート１に圧力（外部応力）を加えると、この圧力によ
り感圧スペーサ１７で保持されていた第１の絶縁性シー
ト１と第２の絶縁性シート６との間隔が減少し、最終的
には可動電極シート１５と固定電極シート１８とが接触
する。

このとき、押圧点位置が感圧スペーサ１７の存在しない
箇所であれば、その接触部での信号（電流または電圧）
は、第６図に示すように、可動電極２．Ｘ軸透明導電膜
層１４．Ｙ軸透明導電膜層１６、固定電極７等を通じて
流れる。

一方、上記押圧点位置が感圧スペーサ１７またはその近
傍であれば、可動電極２．Ｘ軸透明導電膜層１４．感圧
スペーサ１７．Ｙ軸透明導電膜層１６、固定電極７等を
通じて上記信号が流れる。

従って、第１の絶縁性シート１上のどこを押圧しても確
実に可動電極２と固定電極７とがその押圧点で導通状態
になるのである。

これは、第１の絶縁性シート１および第２の絶縁性シー
ト６上に透明導電膜層１４，１６をそれぞれ塗布したこ
とによって、可動電極２や固定電極７を構成する微細な
ワイヤと、分解能の高い感圧スペーサ１７との接触の確
率を１００％にしたことによる。

また、ボールペンＰによる外部応力が減少すると、第１
の絶縁性シート１の変位も元の状態に戻り始めるため、
最終的に、この第１の絶縁性シート１は、感圧スペーサ
１７によって設定された電極間隔にまで復帰する。

このように、本実施例では、従来のように絶縁体により
構成されるドツトスペーサ１３が存在しないので、不感
帯域をなくすことができ、スイッチの実装密度を高めて
も、第１の絶縁性シート１上の筆跡に追従した座標デー
タを途切れることなく出力することができるようになる
。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、第１．第２の絶縁性
シートの各内面に透明導電膜層が設けられるとともに、
上記の第１．第２の絶縁性シート間のスペーサが感圧導
電性スペーサとして構成されているので、第１の絶縁性
シート上のどの部分を押圧しても、その押圧点において
可動電極と固定電極とが導通状態となる。従って、従来
のようなスペーサ近傍での不感帯域（動作不能域）によ
る座標の不連続がなくなり、スイッチの実装密度を高め
ても第１の絶縁性シート上の筆跡に対応した座標データ
を得ることでき、本装置を描画入力用として利用できる
ほか、安価で信頼性の高い透明タッチスイッチを提供で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１〜７図はこの発明の一実施例による透明りッチスイ
ッチを示すもので、第１図はその側面図、第２図はその
可動電極シートの平面図、第３図は第２図のＩｎ−ｌ１
１矢視断面図、第４図はその固定電極シートの平面図、
第５図は第４図のｖ−■矢視断面図、第６，７図はいず
れも本装置の動作状態を説明するための側面図であり、
第８〜１３図は従来の透明タッチスイッチを示すもので
、第８図はその側面図、第９図はその可動電極シートの
平面図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ矢視断面図、第１１
図はその固定電極シートの平面図、第１２図は第１１回
の■−店矢視断面図、第１３図はその全体構成を示す分
解斜視図である。 図において、１・・−第１の絶縁性シート、２・・−可
動電極、６−・−第２の絶縁性シート、７−固定電極、
１４−Ｘ軸透明導電膜層、１６＝Ｙ軸透明導電膜層、１
７−感圧導電性スペーサとしての感圧スペーサ。 なお、図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）弾性を有する透明な第１の絶縁性シートと、同第
   １の絶縁性シートの内面より一部露出するごとく所定間
   隔で平行に上記第１の絶縁性シートに埋設された複数の
   ワイヤから成る可動電極と、上記第１の絶縁性シートに
   対向して配設される第２の絶縁性シートと、同第２の絶
   縁性シートの内面より一部露出するごとく上記可動電極
   と直交する方向に所定間隔で平行に上記第２の絶縁性シ
   ートに埋設された複数のワイヤから成る固定電極と、上
   記の可動電極と固定電極とを分離すべく上記の第１、第
   ２の絶縁性シート間に介装されたスペーサとを積層して
   成る透明タッチスイッチにおいて、上記の第１、第２の
   絶縁性シートの各内面に透明導電膜層が設けられるとと
   もに、上記スペーサが感圧導電性スペーサとして構成さ
   れていることを特徴とする透明タッチスイッチ。
2. （２）上記透明導電膜層が、酸化インジウム、酸化スズ
   、ヨウ化銅、金、パラジウム、銀、ニッケル、クロムの
   いずれかで構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の透明タッチスイッチ。
3. （３）上記感圧導電性スペーサが感圧導電ゴム製である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の透明タ
   ッチスイッチ。
4. （４）上記感圧導電性スペーサが感圧導電性塗料を基材
   表面に塗布されて成ることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の透明タッチスイッチ。