JP2009283181A - 静電容量センサ - Google Patents

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Abstract

【課題】絶縁層裏面のグランドを容易にして電子機器の誤動作を排し、グランド部に対して簡単に接続できる静電容量センサを提供する。
【解決手段】絶縁層10表裏面にセンサパターン14・14Aを形成し、絶縁層表面のセンサパターン14に指を接近させてコンデンサを形成するセンサであって、絶縁層10から伸びる接続用突片13と、センサパターン14・14Aに接続されて絶縁層10から接続用突片13まで伸びる複数のセンサ用導電ライン16と、センサパターン14を包囲して絶縁層10から接続用突片13まで伸びるグランド用導電ライン19と、絶縁層10に積層されてセンサパターン14・14Aを覆う一対のカバー層22・22Aと、絶縁層裏面のカバー層22Aに積層されるグランド層25とを備える。絶縁層10からグランド用接続片11を伸長し、グランド用接続片11の裏面にカバー層22Aとグランド層25の一部24・26を延長積層する。
【選択図】図2

Description

本発明は、携帯電話やノートパソコン等の操作に使用される静電容量センサに関するものである。
例えば図3に示すノートパソコン1には、様々な技術が使用されているが、その一つとしてタッチパッド2用の静電容量センサ(タッチセンサともいう)があげられる(特許文献1、2参照)。
この種の静電容量センサは、図示しないが、ノートパソコン1の筐体3のタッチ板4に裏面側から対向する絶縁層を備え、この絶縁層の表裏面に、導電性のセンサパターンがそれぞれ配列形成されており、絶縁層表面のセンサパターンとタッチ板4上の導電体である指とによりコンデンサを形成してセンサパターンのどの位置に指が存在するかを静電容量の変化として検出し、この静電容量の検出をマウスポインタの動作に関連付けるよう機能する。
絶縁層からは筐体3の回路基板に接続される接続用突片が伸長形成され、絶縁層から接続用突片にかけては、センサパターンに接続される複数のセンサ用導電ラインが配列形成されている。また、絶縁層から接続用突片の周縁部にかけては、絶縁層表面のセンサパターンを包囲するノイズ信号除去用のグランド用導電ラインが形成されている。このような静電容量センサは、ジョイスティックやトラックボール等に比べ、構成部品が少なく、小型化や薄型化を図ることができ、しかも、腱鞘炎等にかかりにくいという特徴がある。
特開2005−63107号公報 特開2004−272641号公報
従来における静電容量センサは、以上のように構成され、絶縁層表面のセンサパターンのグランドがグランド用導電ラインにより容易であるものの、絶縁層裏面のセンサパターンのグランドが容易ではないので、ノートパソコン1の誤動作を招くおそれがあり、しかも、ノートパソコン1の設計上の制約から回路基板のグランド部に対する接続が実に困難であるという問題がある。
本発明は上記に鑑みなされたもので、絶縁層裏面のグランドを容易にして電子機器の誤動作を排除し、回路基板等のグランド部に対して簡単に接続することのできる静電容量センサを提供することを目的としている。
本発明においては上記課題を解決するため、絶縁層の表裏面に導電性のセンサパターンをそれぞれ形成し、絶縁層表面のセンサパターンに導電体を接近させてコンデンサを形成し、センサパターンのどの位置に導電体が存在するかを静電容量の変化として検出するものであって、
絶縁層から伸びる接続用突片と、センサパターンに接続されて絶縁層から接続用突片まで伸びる複数のセンサ用導電ラインと、絶縁層表面のセンサパターンを包囲して絶縁層から接続用突片まで伸びるグランド用導電ラインと、少なくとも絶縁層に積層されて絶縁層裏面のセンサパターンを覆う絶縁性のカバー層と、このカバー層に積層される導電性のグランド層とを含み、
絶縁層からグランド用接続片を伸ばし、このグランド用接続片の裏面にカバー層とグランド層の一部をそれぞれ延長して積層したことを特徴としている。
なお、絶縁層に着脱自在に粘着されて絶縁層表面のセンサパターンを覆う絶縁性のカバー層を含むと良い。
また、グランド用接続片の表面に補強層を積層することができる。
ここで、特許請求の範囲における絶縁層には、少なくとも可撓性のシートとフィルムのいずれもが含まれる。導電体には、少なくとも操作者の指と導電性の筆記具とが含まれる。また、絶縁層から伸びる接続用突片は、単数複数を特に問うものではない。グランド用導電ラインは、例えば折り返された平面略C字形、略U字形、あるいはこれらに類似する形等に形成することができる。さらに、本発明に係る静電容量センサは、少なくともパソコンのタッチパッド、携帯電話、デジタルオーディオプレーヤ、タッチパッドリモコン等に利用することができる。
本発明によれば、絶縁層裏面のグランドを容易にして電子機器の誤動作を排除し、しかも、回路基板等のグランド部に対して比較的簡単に接続することができるという効果がある。
また、絶縁層に着脱自在に粘着されて絶縁層表面のセンサパターンを覆う絶縁性のカバー層を備えれば、このカバー層により、絶縁層表面のセンサパターンを保護して傷付くのを未然に防ぐことができる。
また、グランド用接続片の表面に補強層を積層すれば、この補強層により、グランド用接続片に剛性を付与してコネクタ部等に対する接続を容易化することが可能になる。
以下、図面を参照して本発明に係る静電容量センサの好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における静電容量センサは、図1ないし図3に示すように、ノートパソコン1のタッチ板4に裏面側から対向する絶縁層10の表裏面に導電性のセンサパターン14・14Aをそれぞれ形成し、絶縁層10表面のセンサパターン14に指を接近させてコンデンサを形成するセンサであり、絶縁層10から伸長される接続用突片13と、センサパターン14・14Aに接続される複数のセンサ用導電ライン16と、絶縁層10表面のセンサパターン14を包囲するグランド用導電ライン19と、少なくとも絶縁層10に積層される絶縁性で一対のカバー層22・22Aと、カバー層22Aに積層されるグランド層25とを備える。
絶縁層10は、例えば光や熱に対して安定で可撓性のポリエチレンテレフタレート製フィルムを使用してタッチ板4に対応する大きさの平面略多角形に形成され、周縁部の先端から回路基板30のグランドコネクタ部31に嵌挿される細長い矩形のグランド用接続片11が伸長形成されており、周縁部の末端からはアルミニウム製の筐体3の回路基板に接続される細長い矩形の接続用突片13が屈曲可能に伸長形成される。
グランド用接続片11の表面には図2に示すように、樹脂フィルム製の補強層12が積層され、この補強層12が撓み易いグランド用接続片11の剛性を確保して回路基板30のグランドコネクタ部31に対する嵌挿を容易化するよう機能する。また、接続用突片13の裏面には図2に示すように、樹脂フィルム製の補強層12が積層され、この補強層12が撓み易い接続用突片13に剛性を付与して回路基板30に対する接続を円滑にするよう機能する。
センサパターン14・14Aは、例えば導電性のインクを使用して絶縁層10の表裏面XY方向にそれぞれパターン形成され、コンデンサの形成によりどの位置に指が存在するかを静電容量の変化として検出し、この静電容量の検出をマウスポインタの動作に関連付けるよう機能する。
絶縁層10表面のセンサパターン14は、図1に示すように、複数のパターン15が導電性の接続ラインを介して相互に接続され、各パターン15が絶縁層10裏面のパターン15よりも一回り小さい矩形に形成されており、例えばX軸用として機能する。また、絶縁層10裏面のセンサパターン14Aは、複数のパターン15が導電性の接続ラインを介して相互に接続され、例えばY軸用として機能する。
複数のセンサ用導電ライン16は、図1に示すように、例えば導電性のインクを用い、センサパターン14に接続されて絶縁層10から接続用突片13にかけてスクリーン印刷されており、検出された信号をセンサパターン14・14Aから回路基板に伝送する。この複数のセンサ用導電ライン16は、絶縁層10の隅に位置する屈曲部に接続用のスルーホール17が複数穿孔され、接続用突片13の長手方向に並べてスクリーン印刷される。各センサ用導電ライン16の先端部は、接続用突片13の端部に位置し、回路基板に接続される接続部18とされる。
グランド用導電ライン19は、例えば導電性のインクを用いて折り返された細長い線条にスクリーン印刷され、絶縁層10表面の周縁部に屈曲形成されて表面のセンサパターン14を包囲するとともに、絶縁層10から接続用突片13まで伸長形成されており、センサパターン14周辺の指の動きに伴うノイズ信号の発生を抑制防止する。導電性のインクは、例えば銀粒子や銀とカーボンとの混合物等が用いられる。
接続用突片13のグランド用導電ライン19は、複数のセンサ用導電ライン16を左右から挟持するよう接続用突片13の両側部に位置し、両端部が接続用突片13の端部に位置して回路基板用の接続部20とされる。接続部20と接続部18とには、保護用のカーボンコート層21が上方から積層される。
一対のカバー層22・22Aは、図2に示すように、例えば絶縁性の平坦な薄いポリエチレンテレフタレート製フィルムからなり、絶縁層10表裏面のセンサパターン14・14Aを絶縁性の粘着材23を介しそれぞれ被覆する。表面側のカバー層22は、絶縁層10表面のセンサパターン14、接続用突片13の複数のセンサ用導電ライン16とグランド用導電ライン19とを着脱自在に被覆し、接続用突片13のカーボンコート層21に部分的に積層されており、静電容量センサのセット時に剥離される。
裏面側のカバー層22Aは、絶縁層10裏面のセンサパターン14A、接続用突片13裏面の一部を被覆する。このカバー層22Aの一部24は、グランド用接続片11の裏面にまで延長して積層粘着される。
グランド層25は、例えば導電性の平坦なアルムニウム箔からなり、絶縁層10裏面のカバー層22Aに積層してアクリル粘着される。このグランド層25の一部26は、グランド用接続片11の裏面にまで延長してカバー層22Aの一部24に積層粘着され、グランド用接続片11に導電性を付与するよう機能する。
上記構成によれば、グランド層25がグランド機能を発揮するので、絶縁層10裏面のセンサパターン14Aのグランドが容易となり、ノートパソコン1の誤動作を招くおそれが全くない。また、絶縁層10から導電性の接続用突片13が突出し、この接続用突片13にグランド層25が延長されるので、回路基板30のグランドコネクタ部31に接続用突片13、換言すれば、グランド層25に複雑な加工を施したり、湾曲等させることなく、簡単に導通接続することができる。
なお、上記実施形態ではカバー層22Aにグランド層25を積層して粘着したが、カバー層22Aにグランド層25を積層して蒸着しても良いし、カバー層22Aとグランド層25とを別体ではなく、一体化しても良い。
本発明に係る静電容量センサの実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサの実施形態を模式的に示す断面説明図である。 本発明に係る静電容量センサの実施形態におけるノートパソコンを模式的に示す斜視説明図である。
符号の説明
1 ノートパソコン
2 タッチパッド
4 タッチ板
10 絶縁層
11 グランド用接続片
12 補強層
13 接続用突片
14 センサパターン
14A センサパターン
15 パターン
16 センサ用導電ライン
19 グランド用導電ライン
22 カバー層
22A カバー層
24 カバー層の一部
25 グランド層
26 グランド層の一部

Claims (3)

  1. 絶縁層の表裏面に導電性のセンサパターンをそれぞれ形成し、絶縁層表面のセンサパターンに導電体を接近させてコンデンサを形成し、センサパターンのどの位置に導電体が存在するかを静電容量の変化として検出する静電容量センサであって、
    絶縁層から伸びる接続用突片と、センサパターンに接続されて絶縁層から接続用突片まで伸びる複数のセンサ用導電ラインと、絶縁層表面のセンサパターンを包囲して絶縁層から接続用突片まで伸びるグランド用導電ラインと、少なくとも絶縁層に積層されて絶縁層裏面のセンサパターンを覆う絶縁性のカバー層と、このカバー層に積層される導電性のグランド層とを含み、
    絶縁層からグランド用接続片を伸ばし、このグランド用接続片の裏面にカバー層とグランド層の一部をそれぞれ延長して積層したことを特徴とする静電容量センサ。
  2. 絶縁層に着脱自在に粘着されて絶縁層表面のセンサパターンを覆う絶縁性のカバー層を含んでなる請求項1記載の静電容量センサ。
  3. グランド用接続片の表面に補強層を積層した請求項1又は2記載の静電容量センサ。
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