JPH061651B2

JPH061651B2 - 透明フラツトスイツチ

Info

Publication number: JPH061651B2
Application number: JP6297887A
Authority: JP
Inventors: 清八木田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1987-03-18
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPS63228539A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ペンタッチによってシートを変位させて接
点を開閉する透明フラットスイッチに関し、特に、スペ
ーサによる不感帯域をなくして正確な座標検出動作を行
うものに関する。

〔従来の技術〕

押圧位置の座標検出方法は、アナログ，デジタル，デジ
タルアナログに分類できるが、基本構成・動作は同じで
あるため、ここではアナログを例にして説明する。

弾性を有する絶縁性シートの厚さ方向への変位を利用し
て、電極を開閉するようにしたこの種の従来のアナログ
式透明フラットスイッチとしては、例えば第１４図に示
すようなものが提案されている。これは、日本工業技術
センター発行の「入力装置開発設計・応用の要点」の第
７章透明タイチパネルに記載されているものであり、第
８図ないし第１４図は各構成を説明する図である。以
下、従来の透明フラットスイッチを第８図ないし第１４
図に基づいて説明する。なお、これら第８図ないし第１
４図は本来指タッチ用として説明されているが、ペンタ
ッチ用としても使用でき、しかもペンタッチ用はその使
用実的もほとんどないのが実情である。そのため、ここ
ではペンタッチ用におきかえて説明する。

各図において、５は可動電極シートを示している。これ
は、弾性を有する透明な絶縁性シート１の内面に、透明
な導電性材料から成る電極層２を付加したもので、この
電極層２上には、信号取出しのための電極である細幅の
可動リード３，４が設けられている。１０は固定電極シ
ートを示している。これは、透明な絶縁性シート６の内
面に、透明な導電性材料から成る電極層７を付加したも
ので、この電極層７上には細幅の固定リード８，９が設
けられる（第１１図，第１２図参照）。上記可動リード
３，４と固定リード８，９は、両絶縁シート１，６の両
端部あるいは上下端部に設けられ、両絶縁シート１，６
を積層する際に、可動リード３，４と固定リード８，９
は９０゜位置がずれた関係となるように設けられてい
る。上記電極層７上には突起状の絶縁ドットとしてのス
ペーサ１１が複数個値設されている。上記可動電極シー
ト５と固定電極シート１０は第８図に示すように該スペ
ーサ１１を介して積層され、透明フラットスイッチを構
成する。

次に以上のように構成されたアナログ式透明フラットス
イッチの作用を説明する。

ボールペン等のペンＰを使用して第１３図に示すように
可動電極シー５の絶縁性シート１側から圧力を加える
と、該可動電極シート５は下方に押され、それに伴って
電極層２もスペーサ１１を介して下方へたわむ。これに
より、第１３図に示すように該電極層２と固定電極シー
ト１０の電極層７は当接し、スイッチは導通状態とな
る。

また、ペンＰによる圧力を減少させると、絶縁性シート
１の弾性により該可動電極シート５は元の状態に戻り始
め、電極層２は電極層７と離反して、スイッチは非導通
状態となる。このように電極層２と電極層７が当接，離
反することによりスッチがＯＮ−ＯＦＦ状態になり、こ
れをペンＰで操作することにより座標を入力する。

ところで、各電極層２，７は抵抗分布が均一となってい
るため、座標検出は、例えば第１４図のように定電流源
にスイッチを接続し、可動電極シート５の可動リード３
と可動リード４に流入する電流比（Ｘ座標）、固定電極
シート１０の固定リード８と固定リード９より流出する
電流比（Ｙ座標）を求め、これらをＡ／Ｄ変換すること
により座標が決定される。

つまり、Ｘ，Ｙ座標は式(1)，(2)より求まり、全電流式は式(3)の関係で示され、Ｉ＝ｉ_１＋ｉ_２＝ｉ_３＋ｉ・・・・(3) である。

また、定電圧源にスイッチを接続しても同様に座標が求
まる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のような従来のアナログ式透明フラ
ットスイッチにあっては、各電極層２，７間に絶縁物で
成るスペーサ１１が介在するため、このスペーサ１１近
傍では、第１３図の斜線で示すように、スペーサ１１自
身の高さによって電極層２と電極層７とが溶解不可能に
なる不感帯域Ｅが生じる。この不感帯域Ｅをスイッチの
実装密度（Ａ／Ｄ変換器のビット数）で割ったものが、
実際に動作しないスイッチの数となる。つまり、不感帯
域Ｅが同じであってもスイッチの実装密度を高めれば、
高めるほどこれによって動作しなくなるスイッチの数は
増大する。この対策としては、スペーサ１１の形状を小
さくして不感帯域Ｅを狭めることが考えられるが、これ
によっても、スペーサ１１自身の基材への密着性及び製
造上の問題があり、またスペーサ１１の形状を小さくし
ても不感帯域Ｅは存在するので根本的な解決にはならな
いという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するために成され
たもので、不感帯域Ｅをなくした信頼性の高い透明フラ
ット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〕

この発明の透明フラットスイッチは、絶縁性シート１の
内面に導電性材料から成る電極層２ａを被着して成る可
動電極シート１３と、絶縁性シート６の内面に導電性材
料から成る電極層７ａを被着して成る固定電極シート１
５と、上記電極層２ａ，７ａの各内面に機械的に面接触
する如く両電極層２ａ，７ａ間に介在された少なくとも
一層のスペーサ層とを備え、上記電極層２ａ，７ａ及び
スペーサ層を透明導電性塗料の塗布膜により形成した。

〔作用〕

スペーサ層を介して各電極層２ａ，７ａ間は機械的には
接触しているが、電気的には大きな接触抵抗が存在して
いるためスイッチはＯＦＦ状態にあり、可動電極シート
１３にペン等で外部応力を加えるとスペーサ層の接触抵
抗が減少し、スイッチはＯＮ状態となって座標を検出す
る。また、スペーサ層は電極層２ａ，７ａ間の全面にわ
たって設けられているため、各電極シート１３，１５間
には突起状のスペーサは介在せず、座標入力の際に特定
の箇所だけ不感帯域Ｅとなることがなくなり、正確な座
標入力が行える。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図ないし第７図に基づ
いて説明する。なお、第８図ないし第１４図の従来例と
同一部分は同符号を付してその説明は省略する。

各図において、１３は本発明の可動電極シートであり、
これは導電性塗料を塗布した塗膜層から成る電極層２ａ
上にさらに導電性塗料を塗布した塗膜層から成るスペー
サ層１２を設けたものである。１５は本発明の固定電極
シートであり、導電性塗料を塗布した塗膜層から成る電
極層７ａ上にさらに導電性塗料を塗布した塗膜層から成
るスペーサ１４を設けたものである。上記スペーサ層１
２，１４は圧力を受けることにより抵抗が小さくなる。
上記各電極シート１３，１５は各スペーサ層１２，１４
を介して積層される。すなわち、電極層２ａ，７ａの各
内面の各スペーサ層１２，１４が機械的に面接触してお
り、各電極層２ａ，７ａ及びスペーサ層１２，１４はす
べて機械的に面接触された構成となって、本発明の透明
フラットスイッチを構成する。また、上記両電極層２
ａ，７ａとスペーサ層１２，１４はいずれも耐スクラッ
チ性の優れた透明導電性塗料でできあがっているため、
スイッチとしての信頼性も高いものとなっている。

次に作用について説明する。

座標を入力する際には、ペンＰ等で絶縁性シート１を押
圧していく。これにより各電極シート１３，１５間の接
触抵抗は第７図に示すようにだんだん減少していき最終
的に２〜３ｋΩの安定した値となる。この安定した電極
間抵抗を検出することによりスイッチの導通状態は定義
できる。各電極シート１３，１５間の抵抗の変化はスペ
ーサ層１２，１４を設けたことにより発生する接触抵抗
（電極シート１３，１５間抵抗の大部分を占める）の変
化によるもので、スイッチは外部応力によって電極シー
ト１３，１５間抵抗が変化するように構成されている。
つまり、このスペーサ層１２，１４を設けたことによっ
て電極シート１３，１５間に感圧特性を持たせたことに
なる。また、ペン等による外部応力が減少すると、スペ
ーサ層１２，１４が復元し始め、電極シート１３，１５
間抵抗もだんだん大きくなり、最終的に元の数１０ｋΩ
の比導通状態となる。

なお、上記実施例ではアナログ式の透明フラットスイッ
チについて説明したが、デジタル，デジタルアナログ式
であっても良い。また、電極の一方のみにスペーサ層を
設けるようにしても同様な効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、透明導電性材
料を塗布膜より成る電極層２ａ，７ａとスペーサ層とを
設けたことにより、両電極シート１３，１５間に感圧特
性を生じさせて、これによるスペーサ層の電気的接触抵
抗の大小によってスイッチのＯＮ−ＯＦＦ状態を定義し
ているが、両電極シート１３，１５間はスペーサ層によ
り機械的に接触しており、電極シート１３，１５間にお
いては不感帯域はなくなって連続した正確な座標データ
を出力することが可能になることから描画入力用として
も利用でき、スイッチの密度を高めても信頼性の高い透
明フラットスイッチを得ることができる。また、電極層
２ａ，７ａとスペーサ層はともに耐スクラッチ性に優れ
た透明導電性塗料を用いて印刷してあるため取扱中及び
組立て作業中にこれらにきずの付くことがなく、歩留り
を向上させて信頼性を高い製品を得ることができる。さ
らに、各種作業は一連の印刷工程だけで済むことから製
造コストが安くなるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１図は本発明の透明フラットスイッチの
一実施例を示し、第１図は可動電極シートの平面図、第
２図は第１図のＩ−Ｉ断面図、第３図は固定電極シート
の平面図、第４図は第３図のII−II断面図、第５図は透
明フラットスイッチの構成図、第６図は透明フラットス
イツチの等価回路図、第７図は透明フラットスイッチの
加圧力に対する接触抵抗の変化を示した特性曲線図、第
８図ないし第１４図は従来の透明フラットスイッチの一
例を示し、第８図は透明フラットスイッチの構成図、第
９図は可動電極シートの平面図、第１０図は第９図のII
I−III断面図、第１１図は固定電極シートの平面図、第
１２図は第１１図のIV−IV断面図、第１３図は動作状態
図、第１４図は定電源に接続した時の等価回路を示した
説明図である。１，６・・・絶縁性シート、２ａ，７ａ・・・電極層、
１２，１４・・・スペーサ層、１３・・・可動電極シー
ト、１５・・・固定電極シート。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性シート１の内面に導電性材料から成
る電極層２ａを被着して成る可動電極シート１３と、絶
縁性シート６の内面に導電性材料から成る電極層７ａを
被着して成る固定電極シート１５と、上記電極層２ａ，
７ａの各内面に機械的に面接触する如く両電極層２ａ，
７ａ間に介在された少なくとも一層のスペーサ層とを備
え、上記電極層２a,７ａ及びスペーサ層を透明導電性塗
料の塗布膜により形成したことを特徴とする透明フラッ
トスイッチ。
【請求項２】各電極層２ａ，７ａの各内面に透明導電性
塗料の塗布膜より成るスペーサ層を設け、各スペーサ層
１２，１４を機械的に面接触させて成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の透明フラットスイッチ。