觸摸式開關(guān)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種觸摸式開關(guān)裝置，該觸摸式開關(guān)裝置具有：觸摸板(10)，其在表面具有多個開關(guān)操作部(11～17)；薄膜傳感器(20)，其被配置在上述觸摸板中與上述開關(guān)操作部的相反側(cè)，并且具有與上述多個開關(guān)操作部分別對置配置的電極(21～27)；以及調(diào)整板(30)，其在上述觸摸板與上述薄膜傳感器之間由介電常數(shù)與上述觸摸板的介電常數(shù)不同的材質(zhì)形成，對上述開關(guān)操作部的上述接觸操作基于上述電極的電位變化而被檢測。在與上述多個開關(guān)操作部分別相對應的位置，上述調(diào)整板具有不同的板厚。
【專利說明】觸摸式開關(guān)裝置
[0001]關(guān)聯(lián)申請的相互參照
[0002]本公開是基于2012年7月13日申請的日本申請?zhí)?012 — 157874號的公開，在此引用其記載內(nèi)容。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及通過對觸摸板進行操作來操作開關(guān)的接通斷開的觸摸式開關(guān)裝置。

【背景技術(shù)】
[0004]專利文獻1、2等所記載的觸摸式開關(guān)裝置是層疊觸摸板和薄膜傳感器而成的結(jié)構(gòu)(參照專利文獻1、2)。在觸摸板的表面形成有由操作者的指尖等接觸操作的多個開關(guān)操作部。薄膜傳感器被配置在觸摸板的背面?zhèn)龋⒕哂信c多個開關(guān)操作部分別對置配置的電極。而且，基于通過電極上使指尖接觸開關(guān)操作部而產(chǎn)生的靜電電容變化，來檢測接觸操作的有無。
[0005]另外，對應于觸摸板的設(shè)計面(表面)的凹凸，開關(guān)操作部的深度位置不同。這樣，觸摸板的板厚尺寸對應于設(shè)計面的凹凸而不同。其結(jié)果，電極上板厚尺寸小的部位的靜電電容與電極上板厚尺寸大的部位的靜電電容相比變得較小。這樣，與靜電電容大的開關(guān)操作部相比，接觸操作靜電電容小的開關(guān)操作部時的操作靈敏度成為高靈敏度。
[0006]另外，根據(jù)電極面積的不同，操作靈敏度也不同。因此，若欲使多個開關(guān)操作部彼此操作靈敏度相等，則需要根據(jù)電極面積的不同來改變并調(diào)整觸摸板的板厚尺寸。但是，若像這樣調(diào)整板厚尺寸，則不能使觸摸板的設(shè)計面形狀成為所希望的形狀。換言之，若鑒于操作靈敏度的調(diào)整來設(shè)定觸摸板的板厚尺寸，則設(shè)計面形狀的設(shè)計自由度下降。另一方面，若鑒于設(shè)計面形狀來設(shè)計上述板厚尺寸，則難于將操作靈敏度設(shè)計成所希望的靈敏度。
[0007]專利文獻1:日本特開2010 - 86385號公報
[0008]專利文獻2:日本特開昭61 - 64031號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本公開的目的在于提供一種觸摸式開關(guān)裝置，在實施觸摸板的設(shè)計面形狀的設(shè)計或者操作靈敏度的設(shè)計時，提高他們的設(shè)計自由度。
[0010]在本公開的第一方式中，觸摸式開關(guān)裝置具有:觸摸板，其在表面具有被接觸操作的多個開關(guān)操作部；薄膜傳感器，其被配置在上述觸摸板中與上述開關(guān)操作部相反的背面?zhèn)申虿⒕哂信c上述多個開關(guān)操作部分別對置配置的電極；以及調(diào)整板，其在上述觸摸板與上述薄膜傳感器之間，由介電常數(shù)與上述觸摸板的介電常數(shù)不同的材質(zhì)形成，對上述開關(guān)操作部的上述接觸操作基于上述電極的電位變化而被檢測得到。在與上述多個開關(guān)操作部分別對應的位置，上述調(diào)整板具有不同的板厚。
[0011]根據(jù)上述觸摸式開關(guān)裝置，根據(jù)是否位于多個開關(guān)操作部中的任意一個的背面?zhèn)葋碚{(diào)整調(diào)整板的板厚尺寸，由此能夠調(diào)整每個開關(guān)操作部的靜電電容從而能夠調(diào)整操作靈敏度。換言之，像這樣調(diào)整后的結(jié)果，調(diào)整板的板厚尺寸根據(jù)是否位于多個開關(guān)操作部中的任意一個的背面?zhèn)榷辉O(shè)定成不同的尺寸。而且，如果根據(jù)調(diào)整板的板厚尺寸來調(diào)整觸摸板的板厚尺寸，則能夠使觸摸板表面?zhèn)鹊男螤?即設(shè)計面形狀)為所希望的形狀，并且還能夠調(diào)整靜電電容來調(diào)整至所希望的靈敏度。綜上所述，在實施觸摸板的設(shè)計面形狀的設(shè)計或者操作靈敏度的設(shè)計時，通過調(diào)整調(diào)整板以及觸摸板的板厚尺寸，能夠提高他們的設(shè)計自由度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]關(guān)于本公開的上述目的和其他目的、特征、優(yōu)點，通過一邊參照添加的附圖一邊進行的下述詳細的記述，得以更加明確。這些附圖是:
[0013]圖1是第I實施方式所涉及的觸摸式開關(guān)裝置的主視圖。
[0014]圖2是圖1的II — II截面圖。
[0015]圖3是圖1的III — III截面圖。
[0016]圖4是圖2所示的薄膜傳感器的主視圖。
[0017]圖5是表不第2實施方式的截面圖。
[0018]圖6是表不第3實施方式的截面圖。
[0019]圖7是表示用于比較的裝置，表示本發(fā)明人他們研究過的觸摸式開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。

【具體實施方式】
[0020]以下，關(guān)于本公開所涉及的觸摸式開關(guān)裝置的各實施方式，參照附圖進行說明。其中，在以下的各實施方式彼此中，圖中的賦予了相同標記的部分的結(jié)構(gòu)相互相同或者均等，引用其說明。
[0021](第I實施方式)
[0022]圖1所示的觸摸式開關(guān)裝置是搭載于車輛的裝置，具體而言被安裝于車廂內(nèi)的儀表板。觸摸式開關(guān)裝置具備樹脂制的觸摸板10。觸摸板10在車廂內(nèi)露出并構(gòu)成設(shè)計面，具有由操作者的指尖接觸操作的多個開關(guān)操作部11、12L、12R、13、14、15、16、17。例如，若操作者用指尖觸摸開關(guān)操作部11，則空調(diào)裝置啟動，空調(diào)裝置的運轉(zhuǎn)狀態(tài)被顯示于液晶顯示部50。
[0023]如圖2及圖3所示，觸摸式開關(guān)裝置具備薄膜傳感器20。薄膜傳感器20是從操作者處觀察被配置于觸摸板10的背側(cè)，層疊3層薄膜F1、F2、F3而成的構(gòu)造。另外，在觸摸板10與薄膜傳感器20之間配置有調(diào)整板30，薄膜傳感器20借助雙面帶等粘合材料40被粘合于調(diào)整板30。
[0024]圖4是構(gòu)成薄膜傳感器20的薄膜Fl的主視圖。薄膜Fl在與開關(guān)操作部11?17對置的位置，具有電極21、22L、22R、23、24、25、26、27和與這些電極21?27連接的布線20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h。薄膜Fl?F3是具有電絕緣性的樹脂薄膜。通過用薄膜F2、F3夾入具有上述的電極21?27和布線20a?20h的薄膜Fl的背面和表面，來形成薄膜傳感器20。
[0025]其中，布線20a?20h與圖1所示的微型計算機(微機60)連接，從電極21?27輸出的檢測信號通過布線20a?20h向微機60輸入。
[0026]觸摸板10和調(diào)整板30是樹脂制的板形狀。但是，在兩板10、30中采用不同介電常數(shù)的材質(zhì)的樹脂。作為樹脂的具體例子，舉出丙烯酸、聚碳酸酯、尼龍(注冊商標)、ABS等。在本實施方式中，以觸摸板10的介電常數(shù)比調(diào)整板30的介電常數(shù)高的方式來選定材質(zhì)。
[0027]觸摸板10和調(diào)整板30通過對觸摸板10的樹脂材料和調(diào)整板30的樹脂材料進行雙色成型，一體地樹脂成形即可?；蛘?，也可以由粘合劑粘合單獨樹脂成型的觸摸板10和調(diào)整板30。
[0028]若將指尖置于開關(guān)操作部11?17，則伴隨著電極21?27與指尖之間的靜電電容發(fā)生變化，電極21?27的電位發(fā)生變化。表示該電位變化的信號相當于上述檢測信號。微機60(判定單元)根據(jù)基于檢測信號的電位是否在閾值以上來判定有無開關(guān)操作部11?17的操作。該判定所使用的閾值相對于所有的電極21?27被設(shè)定為共同的值。
[0029]這里，在未將指尖置于開關(guān)操作部11?17的狀態(tài)下，電極21?27上的靜電電容C用以下的公式表示。
[0030]C= ε I.ε 2.S/L
[0031]其中，公式中的ε I是觸摸板10的介電常數(shù)，ε 2是調(diào)整板30的介電常數(shù)，如上述所述，ε I > ε 2。另外，S表示電極21?27的面積，L表示從電極21?27至開關(guān)操作部11?17的距離(參照圖3)。L是兩板10、30、粘合材料40以及薄膜F2的厚度尺寸的合計，但因為粘合材料40以及薄膜F2的厚度尺寸能夠小到忽視程度，所以由兩板10、30的厚度尺寸支配。
[0032]因此，如果調(diào)整圖3中的標記al、a2、a3、a4所例示的觸摸板10的厚度尺寸和標記bl、b2、b3、b4所例示的調(diào)整板30的厚度尺寸之間的比例，則能夠不改變距離L地改變靜電電容C。例如，在使距離L相同的條件下，調(diào)整板30越厚，介電常數(shù)ε I大的觸摸板10變得越薄，靜電電容C變得越小。其結(jié)果是，檢測信號(電位)成為閾值以上從而易于判定為具有操作。即，在操作開關(guān)操作部11?17時，其操作靈敏度變高。
[0033]另外，關(guān)于如開關(guān)操作部15、12L、12R那樣在設(shè)計上比其他開關(guān)操作部距離L長的部位，按照使觸摸板10的厚度尺寸a4相對于距離L的比例較大，并且使調(diào)整板30的厚度尺寸b4相對于距離L的比例較小的方式來設(shè)定。由此，能夠在距離L較長部位的開關(guān)操作部15、12L、12R和距離L較短部位的開關(guān)操作部11、13、14，將靜電電容C調(diào)整為相同，進而能夠調(diào)整成操作靈敏度相同。
[0034]總之，將觸摸板10和調(diào)整板30的板厚尺寸設(shè)定成根據(jù)開關(guān)操作部11?17(觸摸板10上的部位)而不同的尺寸，由此調(diào)整每個開關(guān)操作部11?17的靜電電容，進而調(diào)整操作靈敏度?？梢园疵總€開關(guān)操作部11?17來將操作靈敏度調(diào)整成不同，也可以調(diào)整成相同。
[0035]這里，將觸摸板10上的開關(guān)操作部11?17以外的部位且與布線20a?20h對置的部位稱為布線對置部10ab、10cd、1ef、10gh、10g、1h0而且，按照布線對置部1ab?1h中的靜電電容C比開關(guān)操作部11?17中的靜電電容C大的方式，來設(shè)定觸摸板10的板厚尺寸al?a4和調(diào)整板30的板厚尺寸bl?b4。具體而言，調(diào)整板30的板厚尺寸bl?b4中在布線對置部10g、10h的尺寸bl、b3被設(shè)定成比在與該布線對置部10g、10h相鄰的開關(guān)操作部14、15的尺寸b2、b4大。
[0036]綜上所述，根據(jù)本實施方式,通過調(diào)整調(diào)整板30和觸摸板10的板厚尺寸，能夠使觸摸板10的表面?zhèn)鹊男螤?即設(shè)計面形狀)為所希望的形狀，并且還能夠按每個開關(guān)操作部11?17來調(diào)整靜電電容從而調(diào)整成所希望的操作靈敏度。因此，在實施觸摸板10的設(shè)計面形狀的設(shè)計或者操作靈敏度的設(shè)計時，能夠提高他們的設(shè)計自由度。
[0037]并且，根據(jù)本實施方式，也能夠發(fā)揮以下的(a) (b)所涉及的效果。
[0038](a)這里，若將指尖置于布線對置部10g、10h，則有可能從電極24?25輸出的檢測信號發(fā)生變化，而被誤判定為有接觸操作。因此本發(fā)明人他們?nèi)鐖D7所示，研究了在布線對置部10g、10h的背面?zhèn)仍谟|摸板10與粘合材料40之間設(shè)置空氣層CL。根據(jù)此，能夠抑制在將指尖置于布線對置部10g、10h時產(chǎn)生的靜電電容變化，從而防止上述誤判定。但是，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，觸摸板10與薄膜傳感器20之間的粘合面積小了空氣層CL對應的量，導致粘合力下降。
[0039]在鑒于該點的本實施方式中，按照使布線對置部1ab?1h中的靜電電容C變得比開關(guān)操作部11?17中的靜電電容C大的方式，來設(shè)定觸摸板10的板厚尺寸al?a4以及調(diào)整板30的板厚尺寸bl?b4。因此，即使不設(shè)置空氣層CL或者使空氣層CL的面積較小，也能夠?qū)崿F(xiàn)抑制在將指尖置于布線對置部10g、10h時產(chǎn)生的靜電電容變化。因此，能夠充分地確保薄膜傳感器20相對于觸摸板10和調(diào)整板30的粘合力，并且能夠防止上述誤判定。
[0040](b)具備根據(jù)電極的電位是否為閾值以上來判定有無開關(guān)操作部11?17的操作的微機60 (判定單元)，按每一個開關(guān)操作部11?17來設(shè)定調(diào)整板30的板厚尺寸，以使相對于多個電極21?27各自的接觸操作有無的判定閾值為相同的值。
[0041]這里，如果調(diào)整上述判定閾值則能夠調(diào)整操作靈敏度。但是，需要進行按每個開關(guān)操作部11?17來調(diào)整判定閾值以使成為所希望的操作靈敏度的作業(yè)，該作業(yè)繁雜。在鑒于該點的本實施方式中，調(diào)整調(diào)整板30的板厚尺寸來使與開關(guān)操作部11?17各自相關(guān)的判定閾值為相同的值，所以能夠不需要上述作業(yè)。
[0042](第2實施方式)
[0043]在上述第I實施方式中，在同一開關(guān)操作部14的范圍內(nèi)，觸摸板10的板厚尺寸a2以及調(diào)整板30的板厚尺寸b2被均勻地設(shè)定。相對于此，在圖5所示的本實施方式中，按照位于開關(guān)操作部14的端部分14b的部位的靜電電容比位于同一開關(guān)操作部14的中央部分14a的部位的靜電電容小的方式，來設(shè)定觸摸板10的板厚尺寸a5、a6以及調(diào)整板30的板厚尺寸b5、b6。
[0044]具體而言，將與端部分14b相對應的觸摸板10的板厚尺寸a6設(shè)定得比與中央部分14a相對應的觸摸板10的板厚尺寸a5大，并且將與端部分14b相對應的調(diào)整板30的板厚尺寸b6設(shè)定得比與中央部分14a相對應的調(diào)整板30的板厚尺寸b5更小。由此，端部分14b的操作靈敏度與中央部分14a的操作靈敏度相比變高。
[0045]這里，在操作者將指尖置于端部分14b的情況下，存在難于檢測該操作的情況。尤其是，在位于圖5中左側(cè)的開關(guān)操作部14中，因觸摸板10的表面呈凹狀，所以有可能端部分14b變得難于被檢測到。
[0046]鑒于該點，在本實施方式中，提高端部分14b的操作靈敏度，所以能夠容易地消除上述擔憂。即，開關(guān)操作部14的端部分14b的靈敏度變高，所以即使在將手指置于端部分14b的情況下，也能夠提高檢測為有接觸操作的準確性。
[0047](第3實施方式)
[0048]在圖6所示的本實施方式中，使用LED、燈泡等光源74、75來對開關(guān)操作部14、15進行透過照明。光源74、75被安裝于配置在薄膜傳感器20背側(cè)的基板70，在電極24、25采用具有透光性的電極。另外，在薄膜F1、F2、F3、40、粘合材料40以及兩板10、30，也采用具有透光性的材質(zhì)。由此，從光源74、75射出的光透過薄膜傳感器20、粘合材料40以及兩板
10、30，從而開關(guān)操作部14、15被透過照明(參照箭頭L1、L2)。
[0049]此外，為了使觸摸板10中開關(guān)操作部14、15以外的部分(非透過照明部)不透過照明，在調(diào)整板30的背面中與非透過照明部相對應的部分，涂敷遮光涂料。
[0050]并且，在包括布線對置部10ab、10cd、10ef、10gh、10g、10h的非透過照明部中，為了提高遮光性，對調(diào)整板30使用與觸摸板10相比透過性低的材質(zhì)。
[0051]S卩，為了防止開關(guān)操作部11?17的誤檢測，在非透過照明部調(diào)整板30的板厚尺寸被設(shè)定得較大。因此，在非透過照明部，與開關(guān)操作部11?17相比，透過性變低。因此，能夠提高在非透過照明部的遮光性。這樣，根據(jù)本實施方式，提高調(diào)整觸摸板10以及調(diào)整板30的板厚尺寸，能夠調(diào)整透過性，進而能夠調(diào)整觸摸板10的視覺效果。
[0052](第4實施方式)
[0053]在本實施方式中，多個開關(guān)操作部11?17、18、19(參照圖1中的點劃線)之中，設(shè)定兩板10、30的板厚尺寸，以使越是操作面積小的開關(guān)操作部，位于該開關(guān)操作部的部位的靜電電容越小。具體而言，與開關(guān)操作部16相比，開關(guān)操作部18、19中的靜電電容被設(shè)定得較小。
[0054]由此，操作面積小的開關(guān)操作部18、19的操作靈敏度與操作面積大的開關(guān)操作部17的操作靈敏度相比變高。因此，在操作者將指尖置于操作面積小的開關(guān)操作部18、19的情況下，能夠降低該操作未被檢測出的可能性。
[0055](其他實施方式)
[0056]本公開并不限定于上述實施方式的記載內(nèi)容，也可以如以下那樣進行變更來實施。另外，也可以分別任意地組合各實施方式的特征結(jié)構(gòu)。
[0057]?在上述各實施方式中，按照觸摸板10的介電常數(shù)比調(diào)整板30的介電常數(shù)高的方式來選定材質(zhì)，但是與此相反，也可以按照調(diào)整板30的介電常數(shù)比觸摸板10的介電常數(shù)高的方式來選定材質(zhì)。
[0058]?在上述各實施方式中，將開關(guān)操作部11?17的操作有無判定所使用的閾值設(shè)定為相對于所有的電極21?27共同的值，但是也可以設(shè)定成按每個開關(guān)操作部11?17而不同的值。
[0059]?在上述各實施方式中，調(diào)整板30的背面構(gòu)成為平坦形狀、沒有階梯差的形狀。換言之，基于粘合材料40的薄膜傳感器20與調(diào)整板30的粘合面平坦。相對于此，調(diào)整板30的背面也可以是具有階梯差的形狀，是在上述粘合面產(chǎn)生階梯差的結(jié)構(gòu)。
[0060].在上述各實施方式中，拋棄了在調(diào)整板30的背面?zhèn)刃纬煽諝鈱拥那闆r。相對于此，尤其在欲使靜電電容較大的位置，如圖2中的點劃線CL所示，也可以在調(diào)整板30的背面?zhèn)鹊囊徊糠中纬煽諝鈱印?br> [0061].在上述各實施方式中，假設(shè)由用戶的指尖接觸操作開關(guān)操作部11?17，但也可以是通過觸控筆等操作體來接觸操作開關(guān)操作部11?17的觸摸式開關(guān)裝置。
[0062]本公開遵照實施例進行了記述，但是應理解本公開并不限定于該實施例、結(jié)構(gòu)。本公開也包括各種各樣的變形例、均等范圍內(nèi)的變形。除此之外，各種各樣的組合、方式，并且在其中僅包括一個要素或更多或更少的其他組合、方式也包含于本公開的范疇、思想范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種觸摸式開關(guān)裝置，具有: 觸摸板(10)，其在表面具有被接觸操作的多個開關(guān)操作部(11?17)； 薄膜傳感器(20)，其被配置在所述觸摸板中與所述開關(guān)操作部相反的背面?zhèn)龋⑶揖哂信c所述多個開關(guān)操作部分別對置配置電極(21?27);以及 調(diào)整板(30)，其在所述觸摸板與所述薄膜傳感器之間，由介電常數(shù)與所述觸摸板的介電常數(shù)不同的材質(zhì)形成， 對所述開關(guān)操作部的所述接觸操作基于所述電極的電位變化而被檢測得到， 在與所述多個開關(guān)操作部分別對應的位置，所述調(diào)整板具有不同的板厚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸式開關(guān)裝置，其中， 所述薄膜傳感器具有與所述電極連接的布線， 按照由所述觸摸板和所述調(diào)整板形成的靜電電容中與所述布線對置的位置的靜電電容比與所述電極對置的位置的靜電電容大的方式，來設(shè)定所述調(diào)整板的板厚尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的觸摸式開關(guān)裝置，其中， 還具備判定單元(60)，所述判定單元檢測所述電極的電位是否在閾值以上，來判定有無所述開關(guān)操作部的操作， 按照相對于多個所述電極各自的所述閾值為相同值的方式，對每個開關(guān)操作部設(shè)定所述調(diào)整板的板厚尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的觸摸式開關(guān)裝置，其中， 按照由所述觸摸板和所述調(diào)整板形成的靜電電容中與所述開關(guān)操作部的端部部分對置的位置的靜電電容比與所述開關(guān)操作部的中央部分對置的位置的所述靜電電容小的方式，來設(shè)定所述調(diào)整板的板厚尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的觸摸式開關(guān)裝置，其中， 按照越是操作面積小的開關(guān)操作部，由所述觸摸板和所述調(diào)整板形成的靜電電容越小的方式，來設(shè)定所述調(diào)整板的板厚尺寸。
【文檔編號】H01H36/00GK104246954SQ201380020851
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月13日
【發(fā)明者】久次信輔 申請人:株式會社電裝