JPH0723856Y2

JPH0723856Y2 - 透明フラットスイッチ

Info

Publication number: JPH0723856Y2
Application number: JP1988075579U
Authority: JP
Inventors: 清八木田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-06-07
Filing date: 1988-06-07
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2003-06-07
Also published as: JPH01177837U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、押圧による絶縁シートの変位を利用した接
点方式の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14図は、例えば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章透明タッチパネルに
記載されているものであり、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14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績もほとんどないのが実状であ
る。そのため、ここではペンタッチ用に置き換えて説明
する。

各図において、５は可動電極シートである。この可動電
極シート５は、弾性を有する透明な第１の絶縁シート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、第９図および第10図に
示すように信号取出しのための電極である細幅の第1,第
２の可動リード3,4が設けられている。10は固定電極シ
ートである。この固定電極シート10は、透明な第２の絶
縁シート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、第11図および第12図に示すように
この電極層７上には細幅の第1,第２の固定リード8,9が
設けられている。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が複数個植設されている。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
に上記スペーサ11を介して積層され、透明フラットスイ
ッチを構成している。

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
イッチの動作を説明する。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ト５の第１の絶縁
シート１側から圧力を加えると、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。これより、第13図に示すように電極層
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、上記可動電極
シート５の第１の絶縁シート１の弾性により上記可動電
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イッ
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の第１の可動リード
３と第２の可動リード４に流入する電流比（Ｘ座標）、
固定電極シート10の第１の固定リード８と第２の固定リ
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、全電流は式（３）の関係で示され、Ｉ＝i₁＋i₂＝i₃＋i₄・・・・（３）ここでａ＝可動リード３・４間の寸法ｂ＝固定リード８・９間の寸法Ｉ＝全電流 i₁＝可動リード３よりの流入電流 i₂＝可動リード４よりの流入電流 i₃＝固定リード８よりの流入電流 i₄＝固定リード９よりの流入電流である。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。

［考案が解決しようとする課題］従来のアナログ式の透明フラットスイッチは以上のよう
に構成されているので、各電極層2,7間に絶縁物で成る
φ150μｍ以上と大きいスペーサ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自身の大きさによって電極層２と電極層７とが
接触不可能になる不感帯域Ｅが生じる。この不感帯域Ｅ
の面積はスペーサ11の大きさ、印刷ピッチ等である程度
決定され、φ3mm以上の時もある。そのため、高分解能
用のスペーサとしては不都合であるなどの問題点があっ
た。

また、上記不感帯域Ｅを減少させる方法としてはスペー
サ11の形状を小さくすることが考えられる。しかし単に
小さくしただけでは不感帯域Ｅを減少できても耐久性能
が得られないという問題点が新たに発生する。

この考案は、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を無くし、かつ信頼性の高い透
明フラットスイッチを得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］この考案に係る透明フラットスイッチは、スペーサとし
て、直径50μｍ以下の絶縁体から成る突起群とともに、
感圧特性を有した透明導電性塗料を塗布して成る薄膜層
を設けたものである。

［作用］薄膜層であるスペーサ層12,14は電極面の耐磨耗性の向
上、透明性の改善などを主目的とするものであるが、こ
こに用いる透明導電性塗料に感圧特性を付与してスペー
サ機能を持たせる。また突起群であるマイクロドットス
ペーサ13はスペーサ機能を主目的とするものであるが、
スペーサ層12,14にスペーサ機能を付与することによ
り、これと共同してスペーサ機能を分担する役目を持た
せる。すなわち、感圧特性を有した薄膜層とともにマイ
クロドットスペーサ13を介して各電極層2,7間にはギャ
ップが存在しているためスイッチは確実にOFF状態にあ
り、可動電極シート14にペン等で外部応力を加えると電
極層2,7間のギャップが減少するとともに、感圧特性を
有した薄膜層が導通し、上記各電極層が接触することに
よってスイッチはON状態となって座標を検出する。

［実施例］以下、この考案の一実施例である透明フラットスイッチ
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図と同一部分は同じ符号を付してその説明
を省略する。

各図において、15は可動電極シートであり、この可動電
極シート15は、透明導電膜を付加した電極層（可動電
極）２上に感圧性を有した透明導電性塗料を塗布して成
る第１のスペーサ層12と、この第１のスペーサ層12の全
面に多数個分散させたφ50μｍ以下の樹脂で成るマイク
ロドットスペーサ13とを設けたものである。16は固定電
極シートであり、この固定電極シート16は、透明導電膜
を付加した電極層（固定電極）７上に特に耐磨耗性に優
れた透明導電性塗料を塗布してなる第２のスペーサ層14
を設けたものである。上記各電極シート15,16はマイク
ロドットスペーサ13及びスペーサ層12,14を介して積層
され透明フラットスイッチを構成する。

次に動作について説明する。座標を入力する際には、ペ
ンＰ等によって第１の絶縁シート１を押圧していく。こ
れにより各電極シート15,16間のギャップは減少し、最
終的にスペーサ層12,14を介して可動電極２と固定電極
７とが電気的に導通して、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ってス
イッチの導通状態を定義できる。

また、ペンＰ等による外部応力が減少すると、電極同士
の接触が解かれ、最終的に元の10⁶Ω以上の非導通状態
となるところでマイクロドットスペーサ13はφ50μｍと微細な
形状をしているため２〜４本/mm程度の分解能に対して
十分対応できる。しかも、マイクロドットスペーサ13に
よって劣化を受ける電極層2,7上には耐磨耗性に優れた
透明導電性塗料から成るスペーサ層12,14を設けてある
ため、タブレット自体の耐久性能を向上できる。

なお、本実施例では感圧特性をスペーサ層14に付加して
いないが、感圧特性を付加することによって、スペーサ
機能を各スペーサ層12,14に分担させることができる。
またマイクロドットスペーサ13、スペーサ層12,14を一
方の電極層2,7上に設け、他方を透明導電性ガラスでな
る電極シートとしてもよい。また、上記マイクロドット
スペーサ13を樹脂からなるとしたが、絶縁体であればよ
い。

なお、上記実施例ではアナログ方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・アナログ方式、デ
ジタル方式であっても良い。

［考案の効果］以上説明したように、この考案によればスペーサとし
て、直径50μｍ以下の絶縁体から成る突起群とともに、
感圧特性を有した透明導電性塗料を塗布して成る薄膜層
を設けたので、上記突起群は電極間のギャップを生じさ
せ、上記薄膜層はマイクロドットスペーサによる接触，
摺動等による電極面上の劣化防止する。

以上突起群は従来のスペーサのφ150μｍ以上からφ50
μｍ以下と大幅に小さくなっており、これによって生じ
る不感帯域も大幅に減少し、２〜４本/mm程度の分解能
に対しては連続した正確な座標データを出力することが
可能となる。そのため、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。

また、上記薄膜層の材料として、感圧特性を有する透明
導電性塗料を採用したので、これ自身もスペーサ機能を
有することになる。このため、電極間近接による異常接
触の不具合を生じることなく上記突起群の大きさをさら
に小さくすることが可能となり、分解能もさらに向上す
る。しかも、突起群によって確実に電極間の絶縁性能も
優れており、歩留りを向上させて信頼性の高い製品を得
ることができるとともに、製造コストが安くなるという
効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である透明フラットスイッチ
の可動電極シートの平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ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Ｂ−Ｂ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ッチの等価回路図、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図は従来の透明フラッ
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Ｃ−Ｃ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Ｄ−Ｄ断面図、第13
図は動作状態図、第14図は定電流源に接続した時の等価
回路を示した説明図である。１は第１の絶縁シート、２は電極層（可動電極）、３は
第１の可動リード、４は第２の可動リード、5,15は可動
電極シート、６は第２の絶縁シート、７は電極層（固定
電極）、８は第１の固定リード、９は第２の固定リー
ド、10,16は固定電極シート、11はスペーサ、12は第１
のスペーサ層、13はマイクロドットスペーサ、14は第２
のスペーサ層。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】弾性を有する第１の絶縁シートの片面に透
明導電膜を付加して成る可動電極と一組の対向した可動
リードとを設けた可動電極シートと、第２の絶縁シート
の片面に透明導電膜を付加して成る固定電極と二組の対
向した固定リードとを設けた固定電極シートと、上記可
動電極と固定電極とを分離するスペーサとから構成され
た透明フラットスイッチにおいて、上記スペーサを、上
記可動電極と固定電極との少なくとも一方に感圧特性を
有した透明導電性塗料を塗布して成る薄膜層と、この薄
膜層上あるいは薄膜層が片面の場合にはこれと対向する
電極上の全面にわたり多数個分散させた直径が50μｍ以
下の大きさの絶縁体から成る突起群とから構成したこと
を特徴とする透明フラットスイッチ。