JPH0329224A - 透明フラットスイッチ - 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、透明フラットスイッチ、例えばタッチパネ
ルなどに用いられる透明フラットスイッチに関するもの
である． ［従来の技術］ 第３図は例えばｒ入力装置開発．設計，応用の要点Ｊ　
（昭和６０年１１月３０日，日本工業技術センター発行
）第１７０頁に示されたものと同種の従来の透明フラッ
トスイッチの断面図である。

図において、符号（１）は透明なポリエステルフィルム
（熱膨張係数；　２　ｘ　１０−’ｅＩＩＩ／ｃｍ／’
Ｃ　）からなる第１の絶縁シート、（２）は第１の絶縁
シート（１）の片面に設けられ透明な導電膜からなる可
動電極、（３）及び（４）は第４図及び第５図に示すよ
うに可動電極（２）の互いに対向する辺部にそれぞれ設
けられている信号取出電極である第１及び第２の可動リ
ード、（５〉は第１の絶縁シ一ト（１）１可動電極（２
〉，第１及び第２の可動リード（３）．（４）からなる
可動電極シートである． （６）は可動電極シート〈５）に対向して設けられガラ
ス材（熱ｍ張係数；　Ｉ　Ｘ　１０−’ｃｍ／ｃ瀧／’
Ｃ）からなる透明な第２の絶縁シート、（７）は第２の
絶縁シート（６〉の可動電極（２〉に対向する面に設け
られ透明な導電膜からなる固定電極、（８）及び（９）
は第６図及び第７図に示すように固定電極（７〉の互い
に対向する辺部にそれぞれ設けられている信号取出電極
である第１及び第２の固定リードである。（１０）は第
２の絶縁シート（６），固定電＆（７），第１及び第２
の固定リード（８），（９）からなる固定電極シートで
ある。

（１ｌ）は可動電極シ一ト（５）と固定電極シート（１
０）との間に設けられ両シ一ト（　５　’）　，（１０
）を分離する枠スベーサであり、この枠スペーサ（１１
〉は、第８図及び第９図に示すように、中央部が空間部
にされている。また、この枠スペーサ（１１）による両
シート（　５　）　，（１０）間のスベーサギャップは
、０．２０程度以下である。（ｌ２）は固定電極（７）
の表面から突起するように配列して設けられた絶縁ドッ
トスペーサである。

次に、動作について説明する。第１の絶縁シート（１）
を、ボールペン等の筆記具（Ｐ）や指などで押圧すると
、第１の絶縁シート（１）とともに可動電極〈２〉がた
わんで、第１０図に示すように、固定電極（７）に接触
し、導通状態となる。

また、この押圧力を除去すると、第１の絶縁シート（１
）及び可動電極（２）は、第１の絶縁シ一ト（１〉の弾
力により元の状態に戻り、非導通状態になる。

導通状邪においては、両電極（２），（７）間の抵抗値
は、２〜３ｋΩで安定するため、この抵抗値を外部回路
（図示せず）で確３２することにより導通状態を検出で
きる。

また、可動電極（２）及び固定電極〈７〉は、均一な抵
抗分布となるように構成されているので、第１１図に示
すように、この透明フラットスイッチを定電流源（Ｓ）
に接続し、両可動リード（３〉，（４〉に流入する電流
比（Ｘ座標）と、両固定リード（８），（９）から流出
する電流比（Ｙ座標）とを求め、これらをアナログ・デ
ジタル”Ｒ　ｔ’Ａすることによって、押圧した位置の
座標（ｘ，ｙ）が次のような式から求められる。

１２ Ｘ　＝　−　Ｘ　　ａ ■ ｙ＝−ｘｂ Ｉ Ｉ　＝　ｉ＋＋　ｉ２＝　ｉ＊＋　Ｌ １旦　し　、 ａ；両可動リード（３），（４）間の寸法ｂ；両固定リ
ード（８），（９）間の寸法Ｉ；全電流 ｉ，；第１の可動リード（３）からの流入電流１２；第
２の可動リード〈４）からの流入電流ｉ３・第１の固定
リード（８）からの流出電流ｉ，；第２の固定リード（
９〉からの流出電流。

なお、透明フラットスイッチを定電圧源に接続しても、
押圧した位置の座標（Ｘ．Ｙ）を求めることができる． ［発明が解決しようとする課題］ 上記のように構成された従来の透明フラットスイッナに
おいては、両電極シート（　５　）　，（１０）の基材
である第１の絶縁シート（１）と第２の絶縁シート〈６
〉との熱膨張係数が互いに異なっており、周囲の温度が
大きく上昇（高温衝撃時）すると、可動電極シート（５
）は固定電極シート（１０）よりも大きく膨張するため
、自重によって固定電極（７）側にたわむ。これに対し
て、スペーサギャップがＯ’，２ｘｍ程度以下と小さい
ため、可動電極（２）が固定電極（７〉に接触し、無加
圧状態でスイッチがＯＮになることがあるという問題点
があった。この対策として、例えば両ｆ８縁シート（　
１　）　，（６　）ともポリエステルフィルムからなる
ものを用いると、強度的に弱くなるため、別部品として
補強板が必要となってしまい、この補強板との熟１ｉｉ
ｊ張係数の関係が新たに問題になってしまう．また、両
絶縁シート（１），（６）ともガラス材からなるものを
用いると、操作性の問題が生じてしまう。このため、こ
れらのような新たな問題を生じさせることなく上記の問
題点を解決しなければならないという課題を有していた
．この発明は、上記のような課題を解決するためになさ
れたもので、第ｌ及び第２の絶縁シートの材質を同じに
することなく、無加圧状態で可動電極が固定電極に接触
するのを防止することができる透明フラットスイッチを
得ることを目的とする。

［課題を解決するための千段１ この発明に係る透明フラットスイッチは、可動電極シー
トに、第１の絶縁シートよりも熱膨張係数の小さい透明
な材質からなる絶縁層を設けたものである。

［作用］ この発明においては、第１の絶縁シートよりも熱膨張係
数の小さい絶縁層が、可動電極シートの熱膨張による変
形を抑える． ［実施例］ 以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する． 第ｌ図はこの発明の一実施例による透明フラットスイッ
チの断面図であり、第３図と同一又は相当部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。

図において、（２１）は第１の絶縁シート（１）の可動
電極（２）が設けられている面の反対面（操作面）に塗
布されている透明な絶縁層であり、この絶縁層（２１）
は第１の絶縁シート〈１〉よりも熱１Ｍ張係数の小さな
例えばガラス材などからなっている。

上記のように横成された透明フラットスイッチにおいて
は、温度上昇を受けた場今、第ｌの絶縁シ一ト（１）の
膨張により、可動電極シート（５）には、第２図に示す
ように、固定電極（７）に接しようとする変位力Ｐ，が
作用する．しかし、可動電極シ一ト（５〉には、可動電
極シ一ト（５）よりも熱膨張係数の小さい絶縁層（２１
）が設けられているため、第１の絶縁シ一ト（１〉の膨
張による変形を抑制する力、即ち第２図の抑制力Ｐ２が
同時に作用する。この抑制力Ｐ２によって、無加圧状態
で可動電極（２）が固定電極（７）に接触するのが防止
される。

実際にスイッチがＯＮ状態になるために必要な力を動作
力ＰＯとすると、この透明フラットスイッチでは、 動作力ｐ．＞変位力Ｐ，一抑制力Ｐ２ となれば、無加圧状態でスイッチがＯＮになることはな
い。従って、従来と同じ動作力Ｐ０であっても、従来よ
り変位力Ｐ１が抑制力Ｐ２分だけ大きくなるまでスイッ
チがＯＮにならない。つまり、従来より温度変化が大き
くても、誤動作しにくくなる． また、この実施例では、絶縁層（２１）を町動電極シー
ト（５）の操作面に設けたので、保護層の働きを兼ね、
可動電極シート（５〉の傷の発生も防止できる。

さらに、第１の絶縁シ一ト（１〉はポリエステルフィル
ムからなっているため、完全な平板状ではなく、このた
め従来は、周囲の温度が大きく低下（低温衝撃時）した
場合にも、収縮により変形が大きくなり、無加圧状態で
スイッチがＯＮになることがあった．しかし、この実施
例のものでは、絶縁層（２１）により、可動電極シ一ト
（５〉の収縮による変形をも抑えるので、上記した膨張
時と同様に、誤動作は防止される。

なお、上記実施例ではアナログ式の透明フラ・ットスイ
ッチを示したが、デジタル式やデジタル・？ナログ式の
ものであっても、この発明は適用できる， また、上記実施例では第１の絶縁シー１−　（　１　）
としてポリエステルフィルムからなるものを示したが、
可撓性で透明な絶縁材であれば他のものがらなっていて
もよい。但し、第ｌの絶縁シート（１）は操作性の潰れ
たものが好ましい。

さらに、上記実施例では第２の絶縁シート（６）として
ガラス材からなるものを示したが、第１の絶縁シ一ト（
１〉よりも熱膨張係数が小さく透明な絶縁材であれば他
のものからなっていてもよい．だが、第２の絶縁シート
（６）は強度的に強いものが好ましい。

さらにまた、絶縁層（２ｌ〉の材質も、熟１■張係数が
第１の絶縁シ一ト（１〉よりも小さく透明なものであれ
ば他のものであってもよい。

また、上記実施例では絶縁層（２１）を塗布したが、他
の方法により設けてもよい。

さらに、上記実施例では第ｌの絶縁シ一ト（１）の全面
に絶縁層（２１）を塗布したが、必要と思われる部分の
みに設けてもよい。

さらにまた、上記実施例では第１の絶縁シ一ト（１〉の
操作面側に絶縁層（２１）を設けたが、例えば第１の絶
縁シ一ト（１）と可動電極（２）との間など、スイッチ
ングに支障のない位置であれば、絶縁層〈２１〉は可動
電極シート（５）の他の位置に設けてもよい． ［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の透明フラットスイッチ
は、可動電極シートに、第１の絶縁シートよりも熱膨張
係数の小さい透明な材質からなる絶縁層を設け、可動電
極シートの熱膨張による変形を抑えるようにしたので、
第１及び第２の絶縁シートの材質を同じにすることなく
、無加圧状態で可動電極が固定電極に接触するのを防止
することができ、これにより信頼性及び耐環境性を向上
させることができるという効果がある．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による透明フラットスイッ
チの断面図、第２図は第１図の透明フラットスイッチの
温度上昇時の状態の概略の断面図、第３図は従来の透明
フラットスイッチの一例の断面図、第４図は第３図の可
動電極シートを示す正面図、第５図は第４図のＶ一■線
に沿う矢視断面図、第６図は第３図の固定電極シートを
示す正面図、第７図は第６図の■一■線に沿う矢視断面
図、第８図は第３図の枠スベーサを示す正面図、第９図
は第８図のＩＸ−ＩＸ線に沿う矢視断面図、第１０図は
第３図のスイッチＯＮ状態を示す概略の断面図、第１１
図は第３図の透明フラットスイッチのスイッチ位置検出
方法を説明する説明図である．図において、（１）は第
１の絶縁シート、（２）は可動電極、（５）は可動電極
シート、（６）は第２の絶縁シート、（７）は固定電極
、（１０）は固定電極シート、（２１〉は絶縁層である
。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す． ＩＩＩ図 第３図 第４図 第５図 １　吊１の絶縁シート ２１　　絶ｎＨ 第６図 第７図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の絶縁シートとこの第１の絶縁シートの一方の面に
   設けられている可動電極とを有する可撓性の透明な可動
   電極シート、前記可動電極に対向して設けられ、熱膨張
   係数が前記第１の絶縁シートよりも小さい第２の絶縁シ
   ートとこの第２の絶縁シートの前記可動電極に対向する
   面に設けられている固定電極とを有する透明な固定電極
   シート、及び前記可動電極シートに設けられ、前記第１
   の絶縁シートよりも熱膨張係数の小さい透明な材質から
   なる絶縁層を備えていることを特徴とする透明フラット
   スイッチ。