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WO2011142332A1 - 静電容量式の入力装置 - Google Patents

静電容量式の入力装置 Download PDF

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Publication number
WO2011142332A1
WO2011142332A1 PCT/JP2011/060702 JP2011060702W WO2011142332A1 WO 2011142332 A1 WO2011142332 A1 WO 2011142332A1 JP 2011060702 W JP2011060702 W JP 2011060702W WO 2011142332 A1 WO2011142332 A1 WO 2011142332A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
upper electrode
pattern
electrode patterns
lower electrode
electrode pattern
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/060702
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸治 塚本
厚志 松田
潔 小林
Original Assignee
アルプス電気株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルプス電気株式会社 filed Critical アルプス電気株式会社
Priority to JP2012514795A priority Critical patent/JP5390018B2/ja
Priority to KR1020127027375A priority patent/KR101375476B1/ko
Priority to CN201180023854.6A priority patent/CN102893245B/zh
Publication of WO2011142332A1 publication Critical patent/WO2011142332A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer

Definitions

  • the present invention relates to an electrostatic capacitance type input device capable of detecting an input coordinate position, and more particularly to an input device in which an operation surface is formed in a curved surface shape.
  • FIG. 9 is a partial longitudinal sectional view schematically showing a conventional capacitance type input device
  • FIG. 10 is a partial plan view of a lower electrode pattern and an upper electrode pattern provided in a sensor section of the conventional input device. .
  • the capacitive input device 1 includes a lower substrate 2 having a lower electrode pattern formed on the surface, an upper substrate 3 having an upper electrode pattern formed on the surface, and an operation surface 4a on the surface. And a surface member 4 provided.
  • the sensor unit 5 includes a lower substrate 2 and an upper substrate 3.
  • the surface member 4 is provided on the upper surface side of the sensor unit 5, and the surface member 4 and the sensor unit 5 are joined via an adhesive layer 40.
  • the operation surface 4a of the surface member 4 is formed as a convex curved surface.
  • the lower substrate 2 and the upper substrate 3 constituting the sensor unit 5 are formed in a planar shape. Therefore, the distance L1 in the height direction (Z) between the finger F and the sensor unit 5 when the finger F is brought into contact with the operation surface 4a differs depending on the contact position of the finger F on the operation surface 4a. ing.
  • the finger F shown in FIG. 9 is in contact with the operation surface 4a at the position where the distance L1 is the largest.
  • the plurality of lower electrode patterns 6 and the plurality of upper electrode patterns 7 are arranged so as to cross each other.
  • the pattern widths T1 of the lower electrode patterns 6 are all the same size, and similarly, the pattern widths T2 of the upper electrode patterns 7 are all the same size.
  • the lower electrode pattern 6 shown in FIG. 10 is a drive electrode
  • the upper electrode pattern 7 is a detection electrode.
  • FIG. 9 when the finger F (operation body) that is a conductor touches the operation surface 4 a, in the vicinity of the finger F, the electrostatic capacitance generated at the crossing position between the upper and lower electrode patterns 6 and 7 becomes Since the capacitance generated between the finger F and the sensor unit 5 is taken into account, the capacitance changes between when the finger F is touched and when the finger F is not touched. Therefore, in a state where a pulse-like voltage is applied to the lower electrode pattern 6 that is a driving electrode, a change in the time constant of each upper electrode pattern 7 is sequentially detected, and a continuous detection of this time constant change is performed on each lower electrode pattern. By applying the voltage to the pattern 14 in order, the position touched by the finger F on the operation surface 4a can be calculated.
  • the distance L1 in the height direction (Z) between the finger F and the sensor unit 5 varies depending on the contact position of the finger F.
  • the capacitance C11 generated between the finger F and the sensor unit 5 differs depending on the contact position of the finger F, but the capacitance C1 at each intersection position 8 between the electrode patterns 7 and 8 is independent of the location. Since it is constant, the change in capacitance when the finger F is brought into contact with the operation surface 4a varies depending on the contact position of the finger F, and there is a problem that uniform sensor sensitivity cannot be obtained.
  • the curved sensor portion 5 it is very difficult to form the curved sensor portion 5 appropriately and stably.
  • the sensor unit 5 formed in a planar form as shown in FIG. Cannot be bent into a curved surface shape (with no wrinkles). Or even if it uses the base material shape
  • the structure of the input device described in Patent Documents 1 to 3 is the conventional structure shown in FIG. Note that the input devices described in Patent Documents 2 and 3 constitute a resistance-type input device instead of an electrostatic capacitance type ([0002] column of Patent Document 2 and [0003] column of Patent Document 3).
  • the present invention is for solving the above-described conventional problems, and in particular, by adjusting the overlapping area at the intersection of the lower electrode pattern and the upper electrode pattern based on the distance from the operation surface to the sensor unit. It is an object of the present invention to provide a capacitance type input device that improves the uniformity of sensor sensitivity over the entire operation surface easily and appropriately.
  • the capacitance type input device in the present invention is: A plurality of lower electrode patterns and a plurality of upper electrode patterns formed at intervals in the height direction are arranged so as to intersect in plan view, and an intersection position between the lower electrode pattern and the upper electrode pattern A sensor part formed with a capacitance, and a surface member disposed in opposition to the sensor part in the height direction and having an operation surface on the surface, The operation surface is curved so that a distance in a height direction between the operation body and the sensor unit when the operation body is brought into contact with the operation surface varies depending on a contact position of the operation body on the operation surface. Formed with The overlapping area between the lower electrode pattern and the upper electrode pattern at the intersection position is smaller as the distance between the operation surface and the sensor unit is larger.
  • the capacitance at the intersection of each lower electrode pattern and each upper electrode pattern can be reduced as the distance between the operation surface and the sensor unit increases, and the operation body such as a finger can be placed at a different position on the operation surface. It is possible to suppress variation in capacitance change at the time of contact as compared with the conventional case, and it is possible to easily and appropriately improve the uniformity of sensor sensitivity over the entire operation surface.
  • the sensor portion can be formed in a planar shape (flat plate shape) by adjusting the overlapping area at the intersection position between the electrode patterns as described above, the sensor portion is formed as shown in FIG. Compared to the case of forming a curved surface, the sensor part can be formed easily and appropriately. Therefore, it is possible to easily and stably manufacture an input device with excellent uniformity of sensor sensitivity on the entire operation surface. It is.
  • the ratio of the overlapping area at each intersection position is inversely proportional to the ratio of the distance between the operation surface and the sensor unit at each intersection position.
  • each lower electrode pattern is arranged with an interval in the first direction, and is formed to extend in a second direction intersecting the first direction
  • Each upper electrode pattern is spaced apart in the second direction and is formed to extend in the first direction, respectively.
  • the operation surface is formed in a convex curved surface or a concave curved surface toward at least one of the first direction and the second direction
  • the pattern width of each electrode pattern formed in the same direction as the curved surface direction of the operation surface is preferably formed so as to decrease as the distance between the operation surface and the sensor unit increases.
  • the side surfaces of each electrode pattern located on both sides of the pattern width can be formed in a curved shape.
  • each electrode pattern can be formed in a simple shape, and the overlapping area at each intersection position can be adjusted appropriately and easily so as to decrease as the distance between the operation surface and the sensor unit increases. Is possible.
  • the surface member can be preferably applied to a configuration in which the surface member is disposed on the upper surface side of the sensor unit, the lower electrode pattern is a drive electrode, and the upper electrode pattern is a detection electrode.
  • the input device of the present invention it is possible to improve the uniformity of sensor sensitivity over the entire operation surface as compared with the conventional case.
  • FIG. 1 An exploded perspective view of the input device of the present embodiment, It is a figure for demonstrating the surface member in this embodiment, a lower electrode pattern, and an upper electrode pattern, (a) is a top view of a surface member and a surface member along an AA line and a BB line (B) is a plan view of the lower electrode pattern, (c) is a plan view of the upper electrode pattern, and (d) is a lower electrode pattern of (b) and an upper electrode pattern of (c).
  • a plan view of the 2A and 2B are views for explaining a surface member, a lower electrode pattern, and an upper electrode pattern in an embodiment different from FIG. 2 ((a) is a plan view and cross-sectional view, and (b) to (d) are plan views); FIGS.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining a surface member, a lower electrode pattern, and an upper electrode pattern in another embodiment different from FIGS. 2 and 3
  • FIGS. 2A is a plan view and a cross-sectional view
  • FIGS. 2B to 2D are plan views
  • FIGS. 2A to 2D are views for explaining a surface member, a lower electrode pattern, and an upper electrode pattern in another embodiment
  • FIG. 2A is a plan view and a sectional view
  • FIGS. 2B to 4D are plan views.
  • FIG. 2 is a partially enlarged plan view showing an electrode pattern different from those shown in FIGS.
  • FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view when the input device of the present embodiment shown in FIG.
  • FIG. 1 is cut along the X1-X2 direction;
  • the fragmentary longitudinal cross-section of the input device of this embodiment using the surface member different from FIG. A partial longitudinal sectional view schematically showing a conventional capacitance type input device, A partial plan view of a lower electrode pattern and an upper electrode pattern provided in a sensor unit of a conventional input device,
  • FIG. 10 is a partial longitudinal sectional view schematically showing a conventional capacitance type input device having a different form from FIG. 9.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a capacitance-type input device (touch panel) 10 according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a surface member, a lower electrode pattern, and an upper electrode pattern in the present embodiment.
  • (A) is a plan view of the surface member, and a cross-sectional view when the surface member is cut along the lines AA and BB
  • (b) is a plan view of the lower electrode pattern
  • (c) is The top view of an upper electrode pattern
  • (d) is a top view of the state which accumulated the lower electrode pattern of (b), and the upper electrode pattern of (c).
  • 3 to 5 show an embodiment different from that shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6 is a partially enlarged plan view showing an electrode pattern different from those shown in FIGS. 7 is a partial longitudinal sectional view of the input device of this embodiment shown in FIG. 1 cut along the X1-X2 direction, and FIG. 8 is a portion of the input device of this embodiment using a surface member different from FIG. It is a longitudinal cross-sectional view.
  • the input device 10 includes a lower substrate 22 having a plurality of lower electrode patterns formed on the surface of the base material, an adhesive layer 30, and an upper portion having a plurality of upper electrode patterns formed on the surface of the base material.
  • the substrate 21, the adhesive layer 31, and the surface member 20 having the operation surface 20a on the surface are laminated in this order.
  • Each lower electrode pattern and each upper electrode pattern are formed in a region facing the operation surface 20a in the height direction, and each electrode pattern is a wiring portion at the outer peripheral portion 12 of each substrate 21, 22 from the region facing the operation surface 20a. It is connected to the.
  • a flexible printed circuit board 23 is provided in the input device 10 of the present embodiment.
  • the tip of the flexible printed circuit board 23 (the connection side with the connection parts 15 and 17) is separated into a central part 23 a and both side end parts 23 b and 23 b.
  • a plurality of first connection portions (not shown) are formed in the central portion 23a of the flexible printed circuit board 23, and the central portion 23a is overlaid on the upper connection portion 15 so that each first connection portion and each upper connection portion is overlapped. 15 is electrically connected.
  • a plurality of second connection portions are formed on both side end portions 23b of the flexible printed circuit board 23, and both side end portions 23b, 23b are overlapped on the lower connection portion 17 of the input device 10, Each 2nd connection part and each lower connection part 17 are electrically connected.
  • each first connection part and each second connection part are electrically connected to a connector 35 installed on the surface of the flexible printed circuit board 23 via a wiring pattern (not shown).
  • the surface of the surface member 20 is an operation surface 20a by an operation body such as a finger F or a pen.
  • the decorative layer 24 is provided on the outer peripheral portion of the operation surface 20 a and on the lower surface of the surface member 20.
  • the operation surface 20a is a light-transmitting region, and the outer peripheral portion of the operation surface 20a on which the decoration layer 24 is formed is a non-light-transmitting region.
  • FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view of the input device 10 shown in FIG. 1 cut along the X1-X2 direction in the height direction.
  • the lower substrate 22 includes a planar lower base material 32 and a plurality of lower electrode patterns 14 formed on the surface of the lower base material 32.
  • the upper substrate 21 includes a planar upper base material 33 and a plurality of upper electrode patterns 13 formed on the surface of the upper base material 33.
  • the plurality of lower electrode patterns 14 and the plurality of upper electrode patterns 13 intersect in plan view.
  • the lower electrode pattern 14 is a drive electrode (drive electrode), and the upper electrode pattern 13 is a detection electrode.
  • the lower substrate 22 and the upper substrate 21 are bonded via an adhesive layer 30.
  • the lower substrate 22, the adhesive layer 30 and the upper substrate 21 constitute a sensor unit 25.
  • the configuration of the sensor unit 25 is not limited to the structure shown in FIG.
  • the structure etc. which formed the lower electrode pattern 14 and the upper electrode pattern 13 in the upper and lower surfaces of a planar base material may be sufficient.
  • the lower substrate 22 and the upper substrate 21 may be joined with the upper electrode pattern 13 facing the adhesive layer 30 side.
  • the electrode patterns 13 and 14 are both formed on the surface of the substrate by sputtering or vapor deposition with a transparent conductive material such as ITO (IndiumInTin ⁇ Oxide).
  • the base materials 32 and 33 are formed of a film-like transparent base material such as polyethylene terephthalate (PET) or a glass base material.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the lower substrate 22 and the upper substrate 21 are formed in a planar shape and are not formed into a three-dimensional shape as shown in FIG. 11, so that the base materials 32 and 33 have not only a soft film but also a planar glass or the like. Can be used.
  • the surface member 20 is bonded to the upper surface side of the sensor unit 25 via the adhesive layer 31.
  • the adhesive layers 30 and 31 are an acrylic adhesive, a double-sided adhesive tape, or the like.
  • the surface member 20 is not particularly limited in material, but is formed of glass, plastic or the like.
  • the surface member 20 shown in FIG. 7 is formed so that the operation surface 20a is a convex curved surface.
  • the surface shape of the surface member 20 shown in FIG. 1 is shown in FIG. 3A in order to make it easy to see that it is a curved surface in a perspective view.
  • FIG. 2 shows the shapes of the surface member 20, the lower electrode pattern, and the upper electrode pattern in the first embodiment.
  • FIG. 2A shows a plan view of the surface member 20 and a cross section taken along line AA and BB passing through the center O of the surface member 20. A part of the adhesive layer 31 under the surface member 20 as well as the surface member 20 is shown in the AA line cross section and the BB line cross section.
  • the operation surface (surface) 20a of the surface member 20 is formed with a convex curved surface in the Y1-Y2 direction (first direction) and the X1-X2 direction (second direction).
  • the operation surface 20a in this embodiment has a 3D shape in which the center O protrudes most upward and is gradually curved downward as the distance from the center O increases.
  • FIG. 2B is a plan view of the lower electrode pattern 14. As shown in FIG. 2B, a plurality of lower electrode patterns 14a to 14d are formed.
  • each lower electrode pattern and each upper electrode pattern is denoted by “reference numerals 14 a, 14 b... 13b, ... ".
  • the lower electrode patterns 14a to 14d are arranged with a space in the Y1-Y2 direction and are formed to extend in the X1-X2 direction, respectively.
  • Each of the lower electrode patterns 14a to 14d has the narrowest pattern width (dimension in the Y1-Y2 direction) at the center in the X1-X2 direction, and the pattern width gradually increases from the center toward the X1-X2 direction. It is formed in a larger shape.
  • FIG. 2B also shows the center O of the operation surface 20a of the surface member 20 in plan view.
  • the lower electrode patterns 14a and 14b and the lower electrode patterns 14c and 14d are formed point-symmetrically with respect to the center O. That is, the lower electrode pattern 14a and the lower electrode pattern 14d are formed in the same shape, and the lower electrode pattern 14b and the lower electrode pattern 14c are formed in the same shape.
  • the pattern shapes of the lower electrode patterns 14a to 14d will be described in more detail.
  • the pattern width at the center in the X1-X2 direction of the lower electrode patterns 14a, 14d is formed by T3, and the pattern width at the center in the X1-X2 direction of the lower electrode patterns 14b, 14c is formed by T4.
  • the pattern width T4 is formed smaller than the pattern width T3.
  • the pattern widths of the lower electrode patterns 14a to 14d gradually increase as they move away from the positions of the pattern widths T3 and T4 in the X1-X2 direction.
  • the pattern width T6 of the lower electrode patterns 14b and 14c is formed to be always smaller at the same position in the Y1-Y2 direction than the pattern width T5 of the lower electrode patterns 14a and 14d.
  • both side portions 14m located on both sides of the pattern width of each of the lower electrode patterns 14a to 14d are formed to be curved.
  • FIG. 2C is a plan view of the upper electrode pattern 13. As shown in FIG. 2C, a plurality of upper electrode patterns 13a to 13d are formed. As shown in FIG. 2C, each of the upper electrode patterns 13a to 13d is arranged with an interval in the X1-X2 direction and is formed to extend in the Y1-Y2 direction. Each of the upper electrode patterns 13a to 13d has the narrowest pattern width at the center in the Y1-Y2 direction (dimension in the X1-X2 direction), and gradually increases from the center toward the Y1-Y2 direction. Is formed in a shape that increases. FIG. 2C also shows the center O of the surface member 20 in plan view. In the embodiment shown in FIG.
  • the upper electrode patterns 13a and 13b and the upper electrode patterns 13c and 13d are formed point-symmetrically with respect to the center O. That is, the upper electrode pattern 13a and the upper electrode pattern 13d are formed in the same shape, and the upper electrode pattern 13b and the upper electrode pattern 13c are formed in the same shape.
  • the pattern shapes of the upper electrode patterns 13a to 13d will be described in more detail.
  • the pattern width at the center in the Y1-Y2 direction of the upper electrode patterns 13a, 13d is formed by T7
  • the pattern width at the center in the Y1-Y2 direction of the upper electrode patterns 13b, 13c is formed by T8.
  • the pattern width T8 is formed smaller than the pattern width T7.
  • the pattern widths of the upper electrode patterns 13a to 13d gradually increase as they move away from the positions of the pattern widths T7 and T8 in the Y1-Y2 direction.
  • the pattern width T10 of the upper electrode patterns 13b and 13c is formed to be always smaller than the pattern width T9 of the upper electrode patterns 13a and 13d at the same position in the X1-X2 direction.
  • both side portions 13m located on both sides of the pattern width of each of the upper electrode patterns 13a to 13d are curved.
  • FIG. 2D is a plan view in which the plurality of lower electrode patterns 14a to 14d shown in FIG. 2B and the plurality of upper electrode patterns 13a to 13d shown in FIG. As shown in FIG. 7, an adhesive layer 30 and a base material 33 are interposed between the lower electrode patterns 14a to 14d and the upper electrode patterns 13a to 13d, and the lower electrode patterns 14a to 14d and the upper electrode patterns 13a to 13d are interposed. There is a predetermined gap in the height direction between 13d.
  • the lower electrode patterns 14a to 14d and the upper electrode patterns 13a to 13d intersect at a plurality of positions in plan view.
  • the overlapping area at each of the intersection positions 16a to 16p becomes smaller as the center O of the surface member 20 is approached. That is, the overlapping area at each intersection position 16 is formed smaller as the distance L2 in the height direction (Z) between the operation surface 20a and the sensor unit 25 shown in FIG. Therefore, the overlapping area at the intersection positions 16f, 16g, 16j, and 16k closest to the center O is the smallest, and the overlapping area at the intersection positions 16a, 16d, 16m, and 16p farthest from the center O is the largest.
  • the “distance L2” is defined by the distance between the operation surface 20a and the upper electrode pattern 13 of the sensor unit 25.
  • the overlapping area at each of the intersecting positions 16a to 16p can be adjusted as described above, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c).
  • the lower electrode patterns 14a to 14d and the upper electrode patterns This is because the pattern widths 13a to 13d are formed so as to be smaller as they are closer to the center O of the surface member 20.
  • a pulsed voltage is sequentially applied to each lower electrode pattern 14 that is a drive electrode, and at this time, a current flows instantaneously through the upper electrode pattern 13.
  • a finger F operation body
  • Capacitance is added between the finger F and the sensor unit 25, and a capacitance change occurs between when the finger F is touched and when the finger F is not touched.
  • the electrostatic capacitance at each of the intersecting positions 16a to 16p is made smaller as the distance L2 between the operation surface 20a and the sensor unit 25 becomes larger.
  • the capacitances C3 to C10 generated at the respective intersection positions between the electrode patterns shown in FIG. 7 are: capacitance C3 ⁇ capacitance C4, C8 ⁇ capacitance C5, C9 ⁇ capacitance C6. C10 ⁇ capacitance C7.
  • the capacitance at each of the intersecting positions 16a to 16p between the electrode patterns 13 and 14 is also adjusted to be smaller. Therefore, when the finger F comes into contact with the operation surface 20a In addition, it is possible to suppress the change in capacitance (change rate) that occurs in the vicinity of the finger F from varying depending on the contact location, and it is possible to improve the uniformity of sensor sensitivity.
  • the input device 10 having the operation surface 20a formed in a curved surface can be appropriately and easily manufactured as compared with the conventional method, and the operation surface 20a. It is possible to effectively improve the uniformity of the overall sensor sensitivity.
  • FIG. 3 shows the shapes of the surface member 20, the lower electrode pattern, and the upper electrode pattern in the second embodiment.
  • FIG. 3A shows a plan view of the surface member 20 and a cross section taken along line AA and BB passing through the center O of the surface member 20. A part of the adhesive layer 31 under the surface member 20 as well as the surface member 20 is shown in the AA line cross section and the BB line cross section.
  • the operation surface (surface) 20a of the surface member 20 is formed as a convex curved surface in the X1-X2 direction and linearly formed in the Y1-Y2 direction.
  • the line in the Y1-Y2 direction passing through the center O of the operation surface 20a protrudes most upward, and gradually moves downward as it moves away from the line in the Y1-Y2 direction passing through the center O in the X1-X2 direction. It is formed in a curved shape.
  • FIG. 3B is a plan view of the lower electrode pattern 14.
  • Each of the lower electrode patterns 14e to 14h shown in FIG. 3B has the narrowest pattern width at the center in the X1-X2 direction, and the pattern width gradually increases from the center toward the X1-X2 direction. It is formed in the shape.
  • the plurality of lower electrode patterns 14e to 14h all have the same pattern shape. That is, the pattern widths at the centers in the X1-X2 direction of the lower electrode patterns 14e to 14h are all formed by T11.
  • the pattern width T12 that gradually increases from the position of the pattern width T11 of each lower electrode pattern 14e to 14h in the X1-X2 direction is the same at the same position in the Y1-Y2 direction of each lower electrode pattern 14e to 14h. It is formed to become. As shown in FIG. 3B, both side portions 14m located on both sides of the pattern widths of the lower electrode patterns 14e to 14h are formed to be curved.
  • FIG. 3C is a plan view of the upper electrode pattern 13.
  • a plurality of upper electrode patterns 13e to 13h are formed.
  • each of the upper electrode patterns 13e to 13h is arranged with an interval in the X1-X2 direction and is formed to extend in the Y1-Y2 direction.
  • the upper electrode patterns 13e and 13f and the upper electrode patterns 13g and 13h are formed point-symmetrically with respect to the center O. That is, the upper electrode pattern 13e and the upper electrode pattern 13h are formed in the same shape, and the upper electrode pattern 13f and the upper electrode pattern 13g are formed in the same shape.
  • each of the upper electrode patterns 13e to 13h is formed in a band shape having a predetermined width, but the pattern width is narrower as the upper electrode pattern is closer to the center O of the surface member 20. That is, the pattern width T14 of the upper electrode pattern 13f and the upper electrode pattern 13g is formed smaller than the pattern width T13 of the upper electrode pattern 13e and the upper electrode pattern 13h.
  • FIG. 3D is a plan view in which the plurality of lower electrode patterns 14e to 14h shown in FIG. 3B and the plurality of upper electrode patterns 13e to 13h shown in FIG. As shown in FIG. 3D, the lower electrode patterns 14e to 14h and the upper electrode patterns 13e to 13h intersect at a plurality of positions.
  • the overlapping area at each of the intersecting positions 18a to 18p is formed smaller as the distance L2 in the height direction (Z) between the operation surface 20a and the sensor unit 25 shown in FIG.
  • the operation surface 20a of the surface member 20 in FIG. 3 protrudes most on the line in the Y1-Y2 direction passing through the center O of the surface member 20, and gradually curves downward as it moves away from the line in the X1-X2 direction. Yes. That is, the distance L2 (see FIG. 7) between the operation surface 20a and the sensor unit 25 on the line is the largest, and the distance L2 gradually decreases as the distance from the line in the X1-X2 direction increases. Therefore, in FIG. 3D, the overlapping areas at the intersection positions 18b, 18c, 18f, 18g, 18j, 18k, 18n, and 18o that are equidistant from the line are the same area, whereas the intersection positions 18a and 18d.
  • 18e, 18h, 18i, 18l, 18m, and 18p are formed so as to be larger and equal to the overlapping areas at the intersection positions 18b, 18c, 18f, 18g, 18j, 18k, 18n, and 18o. Yes.
  • the lower electrode patterns 14e to 14h shown in FIG. 3B and the upper electrode patterns 13e to 13h shown in FIG. The shape and pattern width were adjusted.
  • FIG. 4 shows the shapes of the surface member 20, the lower electrode pattern, and the upper electrode pattern in the third embodiment.
  • FIG. 4A shows a plan view of the surface member 20 and a cross section taken along line AA and BB passing through the center O of the surface member 20. A part of the adhesive layer 31 under the surface member 20 as well as the surface member 20 is shown in the AA line cross section and the BB line cross section.
  • the operation surface (surface) 20a of the surface member 20 is formed as a concave curved surface in the Y1-Y2 direction (first direction) and the X1-X2 direction (second direction).
  • the In this embodiment, the center O of the operation surface 20a is recessed most downward, and is formed in a 3D shape that gradually curves upward as the distance from the center O increases.
  • FIG. 4B is a plan view of the lower electrode pattern 14. As shown in FIG. 4B, a plurality of lower electrode patterns 14i to 14l are formed. As shown in FIG. 4B, each of the lower electrode patterns 14i to 14l is arranged with an interval in the Y1-Y2 direction and is formed to extend in the X1-X2 direction. Each of the lower electrode patterns 14i to 14l has the largest pattern width at the center in the X1-X2 direction, and is formed in a shape in which the pattern width gradually decreases toward the X1-X2 direction from the center. . FIG. 4B also shows the center O of the operation surface 20a of the surface member 20 in plan view. In the embodiment shown in FIG.
  • the lower electrode patterns 14i and 14j and the lower electrode patterns 14k and 14l are formed point-symmetrically with respect to the center O. That is, the lower electrode pattern 14i and the lower electrode pattern 141 are formed in the same shape, and the lower electrode pattern 14j and the lower electrode pattern 14k are formed in the same shape.
  • the pattern shapes of the lower electrode patterns 14i to 14l will be described in more detail.
  • the pattern width at the center in the X1-X2 direction of the lower electrode patterns 14i, 14l is formed by T15
  • the pattern width at the center in the X1-X2 direction of the lower electrode patterns 14j, 14k is formed by T16.
  • the pattern width T15 is formed smaller than the pattern width T16.
  • the pattern widths of the lower electrode patterns 14i to 14l gradually decrease as they move away from the positions of the pattern widths T15 and T16 in the X1-X2 direction.
  • the pattern width T17 of the lower electrode patterns 14i, 14l is formed to be always smaller than the pattern width T18 of the lower electrode patterns 14j, 14k at the same position in the Y1-Y2 direction.
  • both side portions 14m located on both sides of the pattern width of each of the lower electrode patterns 14i to 14l are formed to be curved.
  • FIG. 4C is a plan view of the upper electrode pattern 13. As shown in FIG. 4C, a plurality of upper electrode patterns 13i to 13l are formed. As shown in FIG. 4C, each of the upper electrode patterns 13i to 13l is arranged with an interval in the X1-X2 direction and is formed to extend in the Y1-Y2 direction. Each of the upper electrode patterns 13i to 13l has the largest pattern width at the center in the Y1-Y2 direction, and is formed in a shape in which the pattern width gradually decreases toward the Y1-Y2 direction from the center. . FIG. 4C also shows the center O of the operation surface 20a of the surface member 20 in plan view. In the embodiment shown in FIG.
  • the upper electrode patterns 13i, 13j and the upper electrode patterns 13k, 13l are formed point-symmetrically with respect to the center O. That is, the upper electrode pattern 13i and the upper electrode pattern 13l are formed in the same shape, and the upper electrode pattern 13j and the upper electrode pattern 13k are formed in the same shape.
  • the pattern shapes of the upper electrode patterns 13i to 13l will be described in more detail.
  • the pattern width at the center in the Y1-Y2 direction of the upper electrode patterns 13i, 13l is formed by T19, and the pattern width at the center in the Y1-Y2 direction of the upper electrode patterns 13j, 13k is formed by T20.
  • the pattern width T19 is formed smaller than the pattern width T20.
  • the pattern widths of the upper electrode patterns 13i to 13l gradually decrease as they move away from the positions of the pattern widths T19 and T20 in the Y1-Y2 direction.
  • the pattern width T21 of the upper electrode patterns 13i and 13l is formed to be always smaller at the same position in the X1-X2 direction than the pattern width T22 of the upper electrode patterns 13j and 13k.
  • both side portions 13m located on both sides of the pattern widths of the upper electrode patterns 13i to 13l are formed to be curved.
  • FIG. 4D is a plan view in which the plurality of lower electrode patterns 14i to 14l shown in FIG. 4B and the plurality of upper electrode patterns 13i to 13l shown in FIG.
  • the lower electrode patterns 14i to 14l and the upper electrode patterns 13i to 13l intersect at a plurality of positions.
  • the overlapping area at each of the intersection positions 19a to 19p increases as the distance from the center O of the operation surface 20a of the surface member 20 increases, that is, the distance L2 in the height direction (Z) between the operation surface 20a and the sensor unit 25 (see FIG. 7; the operation surface 20a in FIG. 4 is a concave curved surface, whereas in FIG. 7, it is a convex curved surface, but the distance L2 is shown in FIG.
  • the overlapping areas at the respective intersection positions 19a to 19p can be adjusted as described above, as shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c), as shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c). This is because the pattern widths 13i to 13l are formed so as to increase toward the center O of the operation surface 20a of the surface member 20.
  • FIG. 5 shows the shapes of the surface member 20, the lower electrode pattern, and the upper electrode pattern in the fourth embodiment.
  • FIG. 5A shows a plan view of the surface member 20, and a cross section taken along line AA and BB passing through the center O of the operation surface 20a of the surface member 20.
  • FIG. A part of the adhesive layer 31 under the surface member 20 as well as the surface member 20 is shown in the AA line cross section and the BB line cross section.
  • the operation surface (surface) 20a of the surface member 20 is formed as a concave curved surface in the X1-X2 direction, but is formed in a straight shape in the Y1-Y2 direction.
  • the line in the Y1-Y2 direction passing through the center O of the operation surface 20a is recessed most downward, and gradually increases upward from the line in the Y1-Y2 direction passing through the center O in the X1-X2 direction. It is formed in a curved shape.
  • FIG. 5B is a plan view of the lower electrode pattern 14.
  • Each of the lower electrode patterns 14n to 14q shown in FIG. 5B has the widest pattern width at the center in the X1-X2 direction, and the pattern width gradually decreases from the center toward the X1-X2 direction. It is formed in the shape.
  • the plurality of lower electrode patterns 14n to 14q all have the same pattern shape. That is, the pattern widths at the centers in the X1-X2 direction of the lower electrode patterns 14n to 14q are all formed by T23.
  • the pattern width T24 that gradually decreases from the position of the pattern width T23 of each of the lower electrode patterns 14n to 14q in the X1-X2 direction is the same position in the Y1-Y2 direction of each of the lower electrode patterns 14n to 14q. It is formed to be the same. As shown in FIG. 5B, both side portions 14r located on both sides of the pattern widths of the lower electrode patterns 14n to 14q are formed to be curved.
  • FIG. 5C is a plan view of the upper electrode pattern 13. As shown in FIG. 5C, a plurality of upper electrode patterns 13n to 13q are formed. As shown in FIG. 5C, each of the upper electrode patterns 13n to 13q is arranged with an interval in the X1-X2 direction and is formed to extend in the Y1-Y2 direction. Of the upper electrode patterns 13n to 13q, the upper electrode patterns 13n and 13o and the upper electrode patterns 13p and 13q are formed point-symmetrically with respect to the center O. That is, the upper electrode pattern 13n and the upper electrode pattern 13q are formed in the same shape, and the upper electrode pattern 13o and the upper electrode pattern 13p are formed in the same shape.
  • each of the upper electrode patterns 13n to 13q is formed in a band shape having a predetermined width, but the pattern width is smaller as the upper electrode pattern is farther from the center O of the operation surface 20a of the surface member 20. It is formed. That is, the pattern width T25 of the upper electrode pattern 13n and the upper electrode pattern 13q is formed smaller than the pattern width T26 of the upper electrode pattern 13o and the upper electrode pattern 13p.
  • FIG. 5 (d) is a plan view in which a plurality of lower electrode patterns 14n to 14q shown in FIG. 5 (b) and a plurality of upper electrode patterns 13n to 13q shown in FIG. 5 (c) are overlapped.
  • the lower electrode patterns 14n to 14q and the upper electrode patterns 13n to 13q intersect at a plurality of positions.
  • the overlapping area at each of the intersection positions 26a to 26p is formed to be smaller as the distance in the height direction (Z) between the operation surface 20a and the sensor unit 5 is larger.
  • the operation surface 20a of the surface member 20 in FIG. 5 is most concave on a line in the Y1-Y2 direction passing through the center O, and gradually curves upward as it moves away from the line in the X1-X2 direction. That is, the distance between the operation surface 20a and the sensor unit 25 on the line is the smallest, and the distance gradually increases as the distance from the line in the X1-X2 direction increases.
  • the overlapping areas at the intersection positions 26a, 26d, 26e, 26h, 26i, 26l, 26m, and 26p that are equidistant from the line are formed with the same area, and the intersection positions 26a, 26d, 26e, 26h, 26i,
  • the overlapping areas at the intersection positions 16b, 26c, 26f, 26g, 26j, 26k, 26n, and 26o closer to the line in the Y1-Y2 direction passing through the center O than the positions 26l, 26m, and 26p are the intersection positions 26a, 26d, 26e, 26h, 26i, 26l, 26m, and 26p are larger than each overlapping area and have the same area.
  • the lower electrode patterns 14n to 14q shown in FIG. 5B and the upper electrode patterns 13n to 13q shown in FIG. The shape and pattern width were adjusted.
  • the distance in the height direction between the operation surface 20a and the sensor unit 25 is large. Indeed, by reducing the overlapping area at the intersection position between the electrode patterns 13 and 14, the uniformity of the sensor sensitivity in the entire operation surface 20a can be improved as compared with the conventional case.
  • each overlapping area it is preferable to adjust each overlapping area so that the ratio of the overlapping area at each intersection position is inversely proportional to the ratio of the distance between the operation surface 20a and the sensor unit 25 at each intersection position. That is, if the distance B between the sensor units 25 at another position b on the operation surface 20a is twice the distance A with respect to the distance A between the sensor units 25 at a certain position a on the operation surface 20a.
  • the overlap area S B at the intersection position at the position b is set to 1 ⁇ 2 of the overlap area S A at the intersection position at the position a.
  • the magnitude of the capacitance is inversely proportional to the distance and proportional to the area.
  • the capacitance generated between the sensor units 25 when the finger F is brought into contact with the position b is the electrostatic capacitance generated between the sensor units 25 when the finger F is brought into contact with the position a.
  • the capacitance generated at the intersection position between the electrode patterns 13 and 14 at the position b is the same as that generated at the intersection position between the electrode patterns 13 and 14 at the position a.
  • the operation surface 20a of the surface member 20 is formed as a convex curved surface or a concave curved surface in both the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction.
  • the lower electrode patterns 14a to 14d and 14i to 14l and the both side portions 14m and 13m of the upper electrode patterns 13a to 13d and 13i to 13l are formed in a curved surface.
  • the sensor portion 25 can be formed to be smaller as the distance is larger. Therefore, as shown in FIGS. 2E and 4E, the lower electrode patterns 14a to 14d and 14i to 14l and the intersecting positions 16a to 16p and 19a to 19p with the upper electrode patterns 13a to 13d and 13i to 13l. It is possible to easily and appropriately reduce each overlapping area at 1) as the distance between the operation surface 20a and the sensor unit 25 increases.
  • each upper electrode pattern 13 is formed in a band shape having a predetermined width, while each lower electrode pattern 14 is formed with a constant width except for an intersection position 14 s with the upper electrode pattern 13. You can also. Then, the size of the intersection position 14a in each lower electrode pattern 14 is formed such that the overlapping area with the upper electrode pattern 13 decreases as the distance in the height direction between the operation surface 20a and the sensor unit 25 increases. Thereby, the larger the distance in the height direction between the operation surface 20a and the sensor unit 25, the smaller the capacitance generated at the intersection between each upper electrode pattern 13 and each lower electrode pattern 14, and the entire operation surface 20a. It is possible to improve the uniformity of sensor sensitivity.
  • the surface member 20 is formed not only on the operation surface 20a but also on the back surface 20b facing the operation surface 20a in a curved shape following the shape of the operation surface 20a, as shown in FIG. Further, the back surface 20b may be formed as a flat surface.

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Abstract

下部電極パターンと上部電極パターンの交差位置での重なり面積を、操作面からセンサ部までの距離に基づいて調整して、センサ感度の均一性を簡単且つ適切に向上させた静電容量式の入力装置を提供することを目的とする。下部電極パターンと上部電極パターンとが平面視にて交差して配置され、下部電極パターンと上部電極パターン間での交差位置に静電容量が生じて成るセンサ部と、センサ部と高さ方向に対向して配置され、表面に操作面を備える表面部材と、を有して構成される。操作面は、操作体を操作面上に接触させたときの操作体と前記センサ部間の距離が操作体の操作面上での接触位置により異なるように曲面を有して形成されている。そして交差位置(１６ａ～１６ｐ)での下部電極パターン(１４ａ～１４ｄ)と上部電極パターン(１３ａ～１３ｄ)との重なり面積は、操作面と前記センサ部間の距離が大きいほど小さく形成されている。

Description

静電容量式の入力装置
　本発明は、入力座標位置を検出可能な静電容量式の入力装置に係り、特に、操作面が曲面状で形成されてなる入力装置に関する。
　図９は従来における静電容量式の入力装置を模式的に示した部分縦断面図、図１０は、従来における入力装置のセンサ部に設けられる下部電極パターンと上部電極パターンの部分平面図である。
　図９に示すように静電容量式の入力装置１は、表面に下部電極パターンが形成された下部基板２と、表面に上部電極パターンが形成された上部基板３と、表面に操作面４ａを備える表面部材４とを備える。センサ部５は、下部基板２と上部基板３とを有して構成される。
　図９に示すように表面部材４はセンサ部５の上面側に設けられ、表面部材４とセンサ部５間が粘着層４０を介して接合されている。
　図９に示す形態では、例えば、表面部材４の操作面４ａが凸曲面で形成されている。一方、センサ部５を構成する下部基板２と上部基板３は互いに平面状で形成されている。このため、指Ｆを操作面４ａ上に接触させたときの指Ｆとセンサ部５間の高さ方向（Ｚ）への距離Ｌ１は、前記指Ｆの操作面４ａ上での接触位置により異なっている。図９に示す指Ｆは、距離Ｌ１が最も大きくなる位置の操作面４ａ上に接触している。
　図１０に示すように複数本の下部電極パターン６と複数本の上部電極パターン７は互いに交差して配置されている。各下部電極パターン６のパターン幅Ｔ１は全て同じ大きさであり、同様に各上部電極パターン７のパターン幅Ｔ２は全て同じ大きさで形成される。
　各下部電極パターン６と各上部電極パターン７との交差位置８では、静電容量Ｃ1が生じている。図９に示すように下部基板２と上部基板３間の高さ方向（Ｚ）の距離は一定でしかも各交差位置８での重なり面積が一定であるから、各交差位置８で生じる静電容量Ｃ１は同じ大きさとなっている。
　図１０に示す下部電極パターン６は駆動用電極で、上部電極パターン７は検出用電極である。図９に示すように、導電体である指Ｆ（操作体）が、操作面４ａに触れると、指Ｆの近傍では、上下電極パターン６，７間の交差位置で生じた静電容量に、指Ｆとセンサ部５間に生じる静電容量が加味されるため、指Ｆを触れたときと触れていないときとで容量変化が生じる。したがって、駆動用電極である下部電極パターン６にパルス状の電圧を与えた状態で、順次、各上部電極パターン７の時定数の変化を検知し、この時定数変化の連続検知を、各下部電極パターン１４に電圧を順に与えながら行うことで、操作面４ａにおける指Ｆが触れた位置を算出することができる。
　しかしながら、図９に示すように、指Ｆを曲面の操作面４ａ上に接触させたとき、指Ｆとセンサ部５間の高さ方向（Ｚ）への距離Ｌ１は指Ｆの接触位置により異なり、指Ｆとセンサ部５間で生じる静電容量Ｃ１１の大きさが指Ｆの接触位置により異なるが、各電極パターン７，８間の各交差位置８での静電容量Ｃ１は場所によらず一定であるため、指Ｆを操作面４ａ上に接触させた際の容量変化が指Ｆの接触位置によりばらつき、均一なセンサ感度を得ることができない問題があった。
　上記したセンサ感度のばらつきを抑制すべく、図１１に示すように、表面部材４の操作面４ａの曲面形状に倣ってセンサ部５も曲面状に形成する構成が考えられる。これにより図９に示す従来の構造に比べて操作面４ａ全体でのセンサ感度を均一化しやすいと考えられた。
　しかしながら図１１に示すように、曲面状のセンサ部５を適切且つ安定して形成することは非常に難しい。表面部材４の操作面４ａが平面内にて直交する２方向のどちらに対しても曲面で形成される３Ｄ形状の場合や曲率によっては、図９のように平面形態で形成されたセンサ部５をきれいに（皺なく）曲面形状に折り曲げることができない。あるいは最初から曲面状に成形された基材を用いても、その基材の表面に電極パターンを所定幅にてパターン形成することが困難である。
　したがって図１１に示すように表面部材４とともにセンサ部５も曲面状にする形態では、簡単且つ安定して、均一なセンサ感度を有する入力装置を製造することができなかった。
特開２００３－９１３６０号公報 特開２００８－４７０２６号公報 特開２００４－２５２６７６号公報 特開２０１０－２０４４３号公報 特開２００８－９７２８３号公報
　特許文献１～３に記載された入力装置の構造は、図１１に示す従来構造である。なお特許文献２，３に記載された入力装置は静電容量式でなく抵抗式の入力装置を構成する（特許文献２の［０００２］欄、特許文献３の［０００３］欄）。
　特許文献４，５に記載された入力装置では、表面部材の操作面が曲面である形態においてセンサ感度の均一性を向上させるための構造は一切、記載されていない。
　そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、下部電極パターンと上部電極パターンの交差位置での重なり面積を、操作面からセンサ部までの距離に基づいて調整することで、操作面全体におけるセンサ感度の均一性を簡単且つ適切に向上させた静電容量式の入力装置を提供することを目的としている。
　本発明における静電容量式の入力装置は、
　高さ方向に間隔を空けて形成された複数本の下部電極パターンと複数本の上部電極パターンとが平面視にて交差して配置され、前記下部電極パターンと前記上部電極パターン間での交差位置に静電容量が生じて成るセンサ部と、前記センサ部と高さ方向に対向して配置され、表面に操作面を備える表面部材と、を有して構成され、
　前記操作面は、操作体を操作面上に接触させたときの前記操作体と前記センサ部間の高さ方向への距離が前記操作体の前記操作面上での接触位置により異なるように曲面を有して形成されており、
　前記交差位置での前記下部電極パターンと前記上部電極パターンとの重なり面積は、前記操作面と前記センサ部間の距離が大きいほど小さく形成されていることを特徴とするものである。これにより、各下部電極パターンと各上部電極パターンとの交差位置での静電容量を、操作面とセンサ部間の距離が大きくなるほど小さくでき、指等の操作体を操作面上の異なる位置に接触させた際の容量変化のばらつきを従来に比べて抑制でき、操作面全体におけるセンサ感度の均一性を簡単且つ適切に向上させることが可能になる。本発明では、各電極パターン間の交差位置での重なり面積を上記のように調整することでセンサ部を平面形状（平板状）で形成することができるため、図１１に示すようにセンサ部を曲面状に形成する場合等に比べてセンサ部を簡単且つ適切に形成することができ、よって、操作面全体におけるセンサ感度の均一性に優れた入力装置を簡単且つ安定して製造することが可能である。
　本発明では、各交差位置での前記重なり面積の比率は、各交差位置における前記操作面と前記センサ部間の距離の比率に反比例していることが好ましい。これにより、より効果的に、均一なセンサ感度を得ることができる。
　また本発明では、各下部電極パターンは、第１の方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、前記第１の方向に交差する第２の方向に延出して形成されており、
　各上部電極パターンは、前記第２の方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、前記第１の方向に延出して形成されており、
　前記操作面は前記第１の方向及び前記第２の方向の少なくともどちらか一方に向けて凸曲面あるいは凹曲面に形成されており、
　前記操作面の曲面方向と同方向に形成された各電極パターンのパターン幅は、前記操作面と前記センサ部間の距離が大きいほど小さくなるように形成されていることが好ましい。このとき、前記パターン幅の両側に位置する各電極パターンの側面部を湾曲形状で形成することができる。これにより、簡単な形状にて各電極パターンを形成することができるとともに、各交差位置での重なり面積を、操作面とセンサ部間の距離が大きいほど小さくなるように適切且つ容易に調整することが可能である。
　また本発明では、前記表面部材は、前記センサ部の上面側に配置され、前記下部電極パターンが駆動電極で、前記上部電極パターンが検出電極である構成に好ましく適用できる。
　本発明の入力装置によれば、従来に比べて、操作面全体でのセンサ感度の均一性を向上させることができる。
本実施形態の入力装置の分解斜視図、 本実施形態における表面部材、下部電極パターン及び上部電極パターンを説明するための図であり、（ａ）は、表面部材の平面図及び、表面部材をＡ－Ａ線及びＢ－Ｂ線に沿って切断した際の断面図、（ｂ）は下部電極パターンの平面図、（ｃ）は上部電極パターンの平面図、（ｄ）は、（ｂ）の下部電極パターンと（ｃ）の上部電極パターンとを重ねた状態の平面図、 図２とは別の実施形態における表面部材、下部電極パターン及び上部電極パターンを説明するための図（（ａ）は、平面図及び断面図、（ｂ）～（ｄ）は平面図）、 図２、図３とは別の実施形態における表面部材、下部電極パターン及び上部電極パターンを説明するための図（（ａ）は、平面図及び断面図、（ｂ）～（ｄ）は平面図）、 図２～図４とは別の実施形態における表面部材、下部電極パターン及び上部電極パターンを説明するための図（（ａ）は、平面図及び断面図、（ｂ）～（ｄ）は平面図）、 図２～図５とは異なる電極パターンを示す部分拡大平面図、 図１に示す本実施形態の入力装置をＸ１－Ｘ２方向に沿って切断したときの部分縦断面図、 図７と異なる表面部材を用いた本実施形態の入力装置の部分縦断面図、 従来における静電容量式の入力装置を模式的に示した部分縦断面図、 従来における入力装置のセンサ部に設けられる下部電極パターンと上部電極パターンの部分平面図、 図９と異なる形態の従来における静電容量式の入力装置を模式的に示した部分縦断面図。
　図１は、本実施形態の静電容量式の入力装置（タッチパネル）１０の分解斜視図、図２は、本実施形態における表面部材、下部電極パターン及び上部電極パターンを説明するための図であり、（ａ）は、表面部材の平面図及び、表面部材をＡ－Ａ線及びＢ－Ｂ線に沿って切断した際の断面図、（ｂ）は下部電極パターンの平面図、（ｃ）は上部電極パターンの平面図、（ｄ）は、（ｂ）の下部電極パターンと（ｃ）の上部電極パターンとを重ねた状態の平面図である。図３～図５は図２とは別の実施形態を示す。図６は、図２～図５とは異なる電極パターンを示す部分拡大平面図である。図７は図１に示す本実施形態の入力装置をＸ１－Ｘ２方向に沿って切断したときの部分縦断面図、図８は図７と異なる表面部材を用いた本実施形態の入力装置の部分縦断面図である。
　図１に示すように入力装置１０は、下から基材表面に複数本の下部電極パターンが形成された下部基板２２、粘着層３０、基材表面に複数本の上部電極パターンが形成された上部基板２１、粘着層３１、及び、表面に操作面２０ａを備えた表面部材２０の順に積層されている。
　各下部電極パターン及び各上部電極パターンは操作面２０ａと高さ方向に対向する領域に形成され、各電極パターンは操作面２０ａとの対向領域から各基板２１，２２の外周部１２にて配線部に接続されている。
　そして各配線部の先端に下部接続部１７や上部接続部１５が形成されている。図１に示すように、本実施形態の入力装置１０には、フレキシブルプリント基板２３が設けられる。図１に示すように、例えば、フレキシブルプリント基板２３の先端（接続部１５，１７との接続側）は、中央部２３ａと、両側端部２３ｂ，２３ｂとに分離している。フレキシブルプリント基板２３の中央部２３ａには複数の第１接続部（図示しない）が形成されており、中央部２３ａが上部接続部１５上に重ねられて、各第１接続部と各上部接続部１５とが電気的に接続されている。また、フレキシブルプリント基板２３の両側端部２３ｂには複数の第２接続部（図示しない）が形成されており、両側端部２３ｂ，２３ｂが入力装置１０の下部接続部１７上に重ねられて、各第２接続部と各下部接続部１７とが電気的に接続されている。
　またフレキシブルプリント基板２３では、各第１接続部及び各第２接続部が、フレキシブルプリント基板２３の表面に設置されたコネクタ３５と、図示しない配線パターンを介して電気的に接続されている。
　図１及び図２（ａ）に示すように、表面部材２０の表面は指Ｆやペン等の操作体による操作面２０ａである。この実施形態では、操作面２０ａの外周部であって表面部材２０の下面に加飾層２４が設けられている。操作面２０ａは透光領域であり、加飾層２４が形成された操作面２０ａの外周部は非透光領域である。
　図７は図１に示す入力装置１０をＸ１－Ｘ２方向に沿って高さ方向に切断したときの部分縦断面図である。
　図７に示すように、下部基板２２は、平面状の下部基材３２と下部基材３２の表面に形成された複数本の下部電極パターン１４とを有して構成される。また上部基板２１は、平面状の上部基材３３と上部基材３３の表面に形成された複数本の上部電極パターン１３とを有して構成される。複数本の下部電極パターン１４と複数本の上部電極パターン１３は平面視にて交差している。
　下部電極パターン１４は、駆動電極（ドライブ電極）であり、上部電極パターン１３は検出電極である。
　図７に示すように下部基板２２と上部基板２１との間は粘着層３０を介して接合されている。下部基板２２，粘着層３０及び上部基板２１にてセンサ部２５が構成される。なおセンサ部２５の構成は図７に示す構造に限定されるものではない。平面状の基材の上下面に下部電極パターン１４及び上部電極パターン１３を形成した構成等であってもよい。また図７と異なって上部電極パターン１３を粘着層３０側に向けて下部基板２２と上部基板２１間を接合してもよい。
　各電極パターン１３，１４はいずれも基材表面にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料でスパッタや蒸着により成膜される。また基材３２，３３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルム状の透明基材やガラス基材等で形成される。本実施形態では下部基板２２及び上部基板２１を平面状に形成し、図１１で示したような立体状に成形しないため、基材３２，３３には軟質なフィルムのみならず平面状のガラス等を用いることが可能である。
　図７に示すように、センサ部２５の上面側に粘着層３１を介して表面部材２０が接合されている。粘着層３０，３１はアクリル系粘着剤、両面粘着テープ等である。表面部材２０は特に材質を限定するものではないが、ガラス、プラスチック等で形成される。図７に示す表面部材２０は、操作面２０ａが凸曲面となるように形成されている。なお図１に示す表面部材２０の表面形状には、曲面であることが斜視図で見やすくするために図３（ａ）の形状を図示することとした。
　図２は第１実施形態における表面部材２０、下部電極パターン及び上部電極パターンの形状を示す。
　図２（ａ）は表面部材２０の平面図と、表面部材２０の中心Ｏを通るＡ－Ａ線断面及びＢ－Ｂ線断面を示す。なおＡ－Ａ線断面及びＢ－Ｂ線断面には表面部材２０のみならず表面部材２０下の粘着層３１についても一部図示した。
　図２（ａ）に示すように表面部材２０の操作面（表面）２０ａは、Ｙ１－Ｙ２方向（第１の方向）及びＸ１－Ｘ２方向（第２の方向）に向って凸曲面で形成される。この実施形態での操作面２０ａは、その中心Ｏが最も上方に突出しており、中心Ｏから離れるにしたがって徐々に下方に向けて湾曲する３Ｄ形状で形成されている。
　図２（ｂ）は下部電極パターン１４の平面図である。図２（ｂ）に示すように下部電極パターン１４ａ～１４ｄは複数本形成される。ここで、図２～図５においては各下部電極パターンや上部電極パターンを個別に説明する必要性から、各下部電極パターンや各上部電極パターンに「符号１４ａ，１４ｂ・・・・，符号１３ａ，１３ｂ，・・・」と付した。
　図２（ｂ）に示すように、各下部電極パターン１４ａ～１４ｄは、Ｙ１－Ｙ２方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、Ｘ１－Ｘ２方向に向けて延出して形成されている。各下部電極パターン１４ａ～１４ｄはいずれもＸ１－Ｘ２方向の中心でのパターン幅（Ｙ１－Ｙ２方向の寸法）が最も細くなり、前記中心からＸ１－Ｘ２方向に離れるに向けて徐々にパターン幅が大きくなる形状で形成されている。図２（ｂ）には平面視にて、表面部材２０の操作面２０ａの中心Ｏも図示した。そして図２（ｂ）に示す実施形態では、下部電極パターン１４ａ，１４ｂと下部電極パターン１４ｃ，１４ｄとが中心Ｏに対して点対称に形成されている。すなわち下部電極パターン１４ａと下部電極パターン１４ｄとは同形状で形成され、下部電極パターン１４ｂと下部電極パターン１４ｃとは同形状で形成される。
　各下部電極パターン１４ａ～１４ｄのパターン形状について更に詳しく説明する。
　下部電極パターン１４ａ，１４ｄのＸ１－Ｘ２方向の中心でのパターン幅はＴ３で形成され、下部電極パターン１４ｂ，１４ｃのＸ１－Ｘ２方向の中心でのパターン幅はＴ４で形成される。ここでパターン幅Ｔ４はパターン幅Ｔ３よりも小さく形成されている。各下部電極パターン１４ａ～１４ｄは、パターン幅Ｔ３，Ｔ４の位置からＸ１－Ｘ２方向に離れるにしたがって、徐々にパターン幅が広がる。このとき、下部電極パターン１４ｂ，１４ｃのパターン幅Ｔ６は、下部電極パターン１４ａ，１４ｄのパターン幅Ｔ５より常にＹ１－Ｙ２方向の同位置にて小さくなるように形成されている。図２（ｂ）に示すように各下部電極パターン１４ａ～１４ｄのパターン幅の両側に位置する両側部１４ｍは湾曲して形成されている。
　図２（ｃ）は上部電極パターン１３の平面図である。図２（ｃ）に示すように上部電極パターン１３ａ～１３ｄは複数本形成される。図２（ｃ）に示すように、各上部電極パターン１３ａ～１３ｄは、Ｘ１－Ｘ２方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、Ｙ１－Ｙ２方向に向けて延出して形成されている。各上部電極パターン１３ａ～１３ｄはいずれもＹ１－Ｙ２方向の中心でのパターン幅（Ｘ１－Ｘ２方向への寸法）が最も細くなり、前記中心からＹ１－Ｙ２方向に離れるに向けて徐々にパターン幅が大きくなる形状で形成されている。図２（ｃ）には平面視にて表面部材２０の中心Ｏも図示した。そして図２（ｃ）に示す実施形態では、上部電極パターン１３ａ，１３ｂと上部電極パターン１３ｃ，１３ｄとが中心Ｏに対して点対称に形成されている。すなわち上部電極パターン１３ａと上部電極パターン１３ｄとは同形状で形成され、上部電極パターン１３ｂと上部電極パターン１３ｃとは同形状で形成される。
　各上部電極パターン１３ａ～１３ｄのパターン形状について更に詳しく説明する。
　上部電極パターン１３ａ，１３ｄのＹ１－Ｙ２方向の中心でのパターン幅はＴ７で形成され、上部電極パターン１３ｂ，１３ｃのＹ１－Ｙ２方向の中心でのパターン幅はＴ８で形成される。ここでパターン幅Ｔ８はパターン幅Ｔ７よりも小さく形成されている。各上部電極パターン１３ａ～１３ｄは、パターン幅Ｔ７，Ｔ８の位置からＹ１－Ｙ２方向に離れるにしたがって、徐々にパターン幅が広がる。このとき、上部電極パターン１３ｂ，１３ｃのパターン幅Ｔ１０は、上部電極パターン１３ａ，１３ｄのパターン幅Ｔ９より常にＸ１－Ｘ２方向の同位置にて小さくなるように形成されている。図２（ｃ）に示すように各上部電極パターン１３ａ～１３ｄのパターン幅の両側に位置する両側部１３ｍは湾曲して形成されている。
　図２（ｄ）は、図２（ｂ）に示す複数本の下部電極パターン１４ａ～１４ｄと図２（ｃ）に示す複数本の上部電極パターン１３ａ～１３ｄとを重ね合わせた平面図である。なお下部電極パターン１４ａ～１４ｄと上部電極パターン１３ａ～１３ｄとの間には図７に示すように、粘着層３０や基材３３等が介在し、下部電極パターン１４ａ～１４ｄと上部電極パターン１３ａ～１３ｄ間には高さ方向に所定の間隔が空いている。
　図２（ｄ）に示すように、平面視にて、下部電極パターン１４ａ～１４ｄと上部電極パターン１３ａ～１３ｄとは複数の位置で交差する。そして各交差位置１６ａ～１６ｐでの重なり面積は、表面部材２０の中心Ｏに近づくほど小さくなっている。すなわち各交差位置１６での重なり面積は、図７に示す操作面２０ａとセンサ部２５間の高さ方向（Ｚ）への距離Ｌ２が大きいほど小さく形成されている。よって、中心Ｏに最も近い交差位置１６ｆ，１６ｇ，１６ｊ，１６ｋでの重なり面積は最も小さくなり、中心Ｏから最も遠い交差位置１６ａ，１６ｄ，１６ｍ，１６ｐでの重なり面積は最も大きく形成されている。なお、図７では、操作面２０ａとセンサ部２５の上部電極パターン１３間の間隔で「距離Ｌ２」が規定されている。
　上記のように各交差位置１６ａ～１６ｐでの重なり面積を上記のように調整できるのは図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように各下部電極パターン１４ａ～１４ｄ及び各上部電極パターン１３ａ～１３ｄのパターン幅を表面部材２０の中心Ｏに近いほど小さくなるように形成したためである。
　本実施形態における入力装置１０は、駆動電極である各下部電極パターン１４にパルス状の電圧が順番に与えられ、このとき上部電極パターン１３に瞬間的に電流が流れる。図７に示すように、導電体である指Ｆ（操作体）が、操作面２０ａに触れると、指Ｆの近傍では、上下電極パターン１３，１４間の交差位置で生じた静電容量に、指Ｆとセンサ部２５間に静電容量が加味されて、指Ｆを触れたときと触れていないときとで容量変化が生じる。したがって、駆動用電極である下部電極パターン１４にパルス状の電圧を与えた状態で、順次、検出用電極である各上部電極パターン１３の時定数の変化を検知し、この時定数変化の連続検知を、各下部電極パターン１４に電圧を順に与えながら行うことで、操作面２０ａにおける指Ｆが触れた位置を算出することができる。
　図７に示すように指Ｆを操作面２０ａ上に接触させたとき、指Ｆの接触位置を変えると、指Ｆとセンサ部２５間の高さ方向（Ｚ）への距離Ｌ２は変化し、指Ｆとセンサ部２５間で生じる静電容量Ｃ２（図７では代表的に上部電極パターンと指Ｆとの間で生じる静電容量を図示している）が指Ｆの接触位置により変化する。このため、本実施形態では、下部電極パターン１４ａ～１４ｄと上部電極パターン１３ａ～１３ｄとの各交差位置１６ａ～１６ｐでの重なり面積を、操作面２０ａとセンサ部５間の距離Ｌ２が大きいほど小さくなるように調整し、各交差位置１６ａ～１６ｐでの静電容量を、操作面２０ａとセンサ部２５間の距離Ｌ２が大きくなるほど小さくなるようにした。例えば、図７に示される各電極パターン間の各交差位置で生じた静電容量Ｃ３～Ｃ１０は、静電容量Ｃ３＜静電容量Ｃ４，Ｃ８＜静電容量Ｃ５，Ｃ９＜静電容量Ｃ６，Ｃ１０＜静電容量Ｃ７となっている。このように本実施形態では、指Ｆとセンサ部２５との間の距離Ｌ２が離れればそれだけ、指Ｆとセンサ部２５で生じる静電容量Ｃ２が小さくなるが、それに合わせて、操作面２０ａとセンサ部２５間の距離Ｌ２が大きくなるほど、各電極パターン１３，１４間の各交差位置１６ａ～１６ｐでの静電容量も小さくなるように調整したので、指Ｆを操作面２０ａに当接したときに、指Ｆの近傍で生じる容量変化（変化率）が接触場所によってばらつくのを従来に比べて抑制でき、センサ感度の均一性を向上させることが可能になる。
　そして本実施形態では、平面状（平板状）のセンサ部２５を用いることができるから、従来に比べて操作面２０ａが曲面に形成された入力装置１０を適切且つ容易に製造できるとともに操作面２０ａ全体でのセンサ感度の均一性を効果的に向上させることが可能である。
　図３は第２実施形態における表面部材２０、下部電極パターン及び上部電極パターンの形状を示す。
　図３（ａ）は表面部材２０の平面図と、表面部材２０の中心Ｏを通るＡ－Ａ線断面及びＢ－Ｂ線断面を示す。なおＡ－Ａ線断面及びＢ－Ｂ線断面には表面部材２０のみならず表面部材２０下の粘着層３１についても一部図示した。
　図３（ａ）に示すように表面部材２０の操作面（表面）２０ａはＸ１－Ｘ２方向に向って凸曲面で形成され、Ｙ１－Ｙ２方向に向けて直線状で形成される。この実施形態では操作面２０ａの中心Ｏを通るＹ１－Ｙ２方向の線上が最も上方に突出しており、中心Ｏを通るＹ１－Ｙ２方向の線上からＸ１－Ｘ２方向に離れるにしたがって徐々に下方に向けて湾曲する形状で形成されている。
　図３（ｂ）は下部電極パターン１４の平面図である。図３（ｂ）に示す各下部電極パターン１４ｅ～１４ｈはいずれもＸ１－Ｘ２方向の中心でのパターン幅が最も細くなり、前記中心からＸ１－Ｘ２方向に離れるに向けて徐々にパターン幅が大きくなる形状で形成されている。図３（ｂ）では、複数本の下部電極パターン１４ｅ～１４ｈが、全て同じパターン形状である。すなわち、各下部電極パターン１４ｅ～１４ｈのＸ１－Ｘ２方向の中心でのパターン幅は全てＴ１１で形成される。また、各下部電極パターン１４ｅ～１４ｈのパターン幅Ｔ１１の位置からＸ１－Ｘ２方向に離れるにしたがって徐々に広がるパターン幅Ｔ１２は、各下部電極パターン１４ｅ～１４ｈのＹ１－Ｙ２方向の同位置にて同じになるように形成されている。図３（ｂ）に示すように各下部電極パターン１４ｅ～１４ｈのパターン幅の両側に位置する両側部１４ｍは湾曲して形成されている。
　図３（ｃ）は上部電極パターン１３の平面図である。図３（ｃ）に示すように上部電極パターン１３ｅ～１３ｈは複数本形成される。図３（ｃ）に示すように、各上部電極パターン１３ｅ～１３ｈは、Ｘ１－Ｘ２方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、Ｙ１－Ｙ２方向に向けて延出して形成されている。各上部電極パターン１３ｅ～１３ｈのうち、上部電極パターン１３ｅ，１３ｆと上部電極パターン１３ｇ，１３ｈとが中心Ｏに対して点対称に形成されている。すなわち上部電極パターン１３ｅと上部電極パターン１３ｈとは同形状で形成され、上部電極パターン１３ｆと上部電極パターン１３ｇとは同形状で形成される。
　図３（ｃ）に示すように、各上部電極パターン１３ｅ～１３ｈは夫々、所定幅の帯状で形成されるが、表面部材２０の中心Ｏに近い上部電極パターンほどパターン幅が狭く形成される。すなわち、上部電極パターン１３ｆと上部電極パターン１３ｇのパターン幅Ｔ１４は、上部電極パターン１３ｅと上部電極パターン１３ｈとのパターン幅Ｔ１３よりも小さく形成される。
　図３（ｄ）は、図３（ｂ）に示す複数本の下部電極パターン１４ｅ～１４ｈと図３（ｃ）に示す複数本の上部電極パターン１３ｅ～１３ｈとを重ね合わせた平面図である。図３（ｄ）に示すように、下部電極パターン１４ｅ～１４ｈと上部電極パターン１３ｅ～１３ｈとは複数の位置で交差する。各交差位置１８ａ～１８ｐでの重なり面積は、図７に示す操作面２０ａとセンサ部２５間の高さ方向（Ｚ）への距離Ｌ２が大きいほど小さく形成されている。
　図３での表面部材２０の操作面２０ａは、表面部材２０の中心Ｏを通るＹ１－Ｙ２方向の線上が最も突出し、前記線上からＸ１－Ｘ２方向に離れるにしたがって徐々に下方向に湾曲している。すなわち前記線上での操作面２０ａとセンサ部２５間の距離Ｌ２（図７参照）が最も大きく、前記線上からＸ１－Ｘ２方向に離れるにしたがって前記距離Ｌ２が徐々に小さくなる。よって図３（ｄ）において、前記線上から等位置にある交差位置１８ｂ，１８ｃ，１８f、１８ｇ，１８ｊ、１８ｋ，１８ｎ，１８ｏでの各重なり面積は同面積であり、一方、交差位置１８ａ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｈ，１８ｉ，１８ｌ，１８ｍ，１８ｐでの各重なり面積は、交差位置１８ｂ，１８ｃ，１８f、１８ｇ，１８ｊ、１８ｋ，１８ｎ，１８ｏでの各重なり面積より大きく且つ同面積で形成されている。図３（ｄ）に示す各交差位置１８ａ～１８ｐでの重なり面積を得るべく、図３（ｂ）に示す各下部電極パターン１４ｅ～１４ｈ及び図３（ｃ）に示す各上部電極パターン１３ｅ～１３ｈの形状やパターン幅に調整した。
　図４は第３実施形態における表面部材２０、下部電極パターン及び上部電極パターンの形状を示す。
　図４（ａ）は表面部材２０の平面図と、表面部材２０の中心Ｏを通るＡ－Ａ線断面及びＢ－Ｂ線断面を示す。なおＡ－Ａ線断面及びＢ－Ｂ線断面には表面部材２０のみならず表面部材２０下の粘着層３１についても一部図示した。
　図４（ａ）に示すように表面部材２０の操作面（表面）２０ａは、Ｙ１－Ｙ２方向（第１の方向）及びＸ１－Ｘ２方向（第２の方向）に向って凹曲面で形成される。この実施形態では操作面２０ａの中心Ｏが最も下方に凹んでおり、中心Ｏから離れるにしたがって徐々に上方に向けて湾曲する３Ｄ形状で形成されている。
　図４（ｂ）は下部電極パターン１４の平面図である。図４（ｂ）に示すように下部電極パターン１４ｉ～１４ｌは複数本形成される。図４（ｂ）に示すように、各下部電極パターン１４ｉ～１４ｌは、Ｙ１－Ｙ２方向に間隔を空けて配置されるとともに夫々、Ｘ１－Ｘ２方向に向けて延出して形成されている。各下部電極パターン１４ｉ～１４ｌはいずれもＸ１－Ｘ２方向の中心でのパターン幅が最も大きくなり、前記中心からＸ１－Ｘ２方向に離れるに向けて徐々にパターン幅が小さくなる形状で形成されている。図４（ｂ）には平面視にて、表面部材２０の操作面２０ａの中心Ｏも図示した。そして図４（ｂ）に示す実施形態では、下部電極パターン１４ｉ，１４ｊと下部電極パターン１４ｋ，１４ｌとが中心Ｏに対して点対称に形成されている。すなわち下部電極パターン１４ｉと下部電極パターン１４ｌとは同形状で形成され、下部電極パターン１４ｊと下部電極パターン１４ｋとは同形状で形成される。
　各下部電極パターン１４ｉ～１４ｌのパターン形状について更に詳しく説明する。
　下部電極パターン１４ｉ，１４ｌのＸ１－Ｘ２方向の中心でのパターン幅はＴ１５で形成され、下部電極パターン１４ｊ，１４ｋのＸ１－Ｘ２方向の中心でのパターン幅はＴ１６で形成される。ここでパターン幅Ｔ１５はパターン幅Ｔ１６よりも小さく形成されている。各下部電極パターン１４ｉ～１４ｌは、パターン幅Ｔ１５，Ｔ１６の位置からＸ１－Ｘ２方向に離れるにしたがって、徐々にパターン幅が小さくなる。このとき、下部電極パターン１４ｉ，１４ｌのパターン幅Ｔ１７は、下部電極パターン１４ｊ，１４ｋのパターン幅Ｔ１８より常にＹ１－Ｙ２方向の同位置にて小さくなるように形成されている。図４（ｂ）に示すように各下部電極パターン１４ｉ～１４ｌのパターン幅の両側に位置する両側部１４ｍは湾曲して形成されている。
　図４（ｃ）は上部電極パターン１３の平面図である。図４（ｃ）に示すように上部電極パターン１３ｉ～１３ｌは複数本形成される。図４（ｃ）に示すように、各上部電極パターン１３ｉ～１３ｌは、Ｘ１－Ｘ２方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、Ｙ１－Ｙ２方向に向けて延出して形成されている。各上部電極パターン１３ｉ～１３ｌはいずれもＹ１－Ｙ２方向の中心でのパターン幅が最も大きくなり、前記中心からＹ１－Ｙ２方向に離れるに向けて徐々にパターン幅が小さくなる形状で形成されている。図４（ｃ）には平面視にて、表面部材２０の操作面２０ａの中心Ｏも図示した。そして図４（ｃ）に示す実施形態では、上部電極パターン１３ｉ，１３ｊと上部電極パターン１３ｋ，１３ｌとが中心Ｏに対して点対称に形成されている。すなわち上部電極パターン１３ｉと上部電極パターン１３ｌとは同形状で形成され、上部電極パターン１３ｊと上部電極パターン１３ｋとは同形状で形成される。
　各上部電極パターン１３ｉ～１３ｌのパターン形状について更に詳しく説明する。
　上部電極パターン１３ｉ，１３ｌのＹ１－Ｙ２方向の中心でのパターン幅はＴ１９で形成され、上部電極パターン１３ｊ，１３ｋのＹ１－Ｙ２方向の中心でのパターン幅はＴ２０で形成される。ここでパターン幅Ｔ１９はパターン幅Ｔ２０よりも小さく形成されている。各上部電極パターン１３ｉ～１３ｌは、パターン幅Ｔ１９，Ｔ２０の位置からＹ１－Ｙ２方向に離れるにしたがって、徐々にパターン幅が小さくなる。このとき、上部電極パターン１３ｉ，１３ｌのパターン幅Ｔ２１は、上部電極パターン１３ｊ，１３ｋのパターン幅Ｔ２２より常にＸ１－Ｘ２方向の同位置にて小さくなるように形成されている。図４（ｃ）に示すように各上部電極パターン１３ｉ～１３ｌのパターン幅の両側に位置する両側部１３ｍは湾曲して形成されている。
　図４（ｄ）は、図４（ｂ）に示す複数本の下部電極パターン１４ｉ～１４ｌと図４（ｃ）に示す複数本の上部電極パターン１３ｉ～１３ｌとを重ね合わせた平面図である。
　図４（ｄ）に示すように、下部電極パターン１４ｉ～１４ｌと上部電極パターン１３ｉ～１３ｌとは複数の位置で交差する。そして各交差位置１９ａ～１９ｐでの重なり面積は、表面部材２０の操作面２０ａの中心Ｏから遠ざかるほど、すなわち、操作面２０ａとセンサ部２５間の高さ方向（Ｚ）への距離Ｌ２（図７参照；なお図４では操作面２０ａが凹曲面であるのに対し図７では凸曲面であるが距離Ｌ２を図面で示すために図７を用いた）が大きくなるほど小さくなっている。
　上記のように各交差位置１９ａ～１９ｐでの重なり面積を上記のように調整できるのは図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように各下部電極パターン１４ｉ～１４ｌ及び各上部電極パターン１３ｉ～１３ｌのパターン幅を表面部材２０の操作面２０ａの中心Ｏに近いほど大きくなるように形成したためである。
　図５は第４実施形態における表面部材２０、下部電極パターン及び上部電極パターンの形状を示す。
　図５（ａ）は表面部材２０の平面図と、表面部材２０の操作面２０ａの中心Ｏを通るＡ－Ａ線断面及びＢ－Ｂ線断面を示す。なおＡ－Ａ線断面及びＢ－Ｂ線断面には表面部材２０のみならず表面部材２０下の粘着層３１についても一部図示した。
　図５（ａ）に示すように表面部材２０の操作面（表面）２０ａはＸ１－Ｘ２方向に向って凹曲面で形成されるが、Ｙ１－Ｙ２方向には直線状で形成される。この実施形態では操作面２０ａの中心Ｏを通るＹ１－Ｙ２方向の線上が最も下方に凹んでおり、中心Ｏを通るＹ１－Ｙ２方向の線上からＸ１－Ｘ２方向に離れるにしたがって徐々に上方に向けて湾曲する形状で形成されている。
　図５（ｂ）は下部電極パターン１４の平面図である。図５（ｂ）に示す各下部電極パターン１４ｎ～１４ｑはいずれもＸ１－Ｘ２方向の中心でのパターン幅が最も広くなり、前記中心からＸ１－Ｘ２方向に離れるに向けて徐々にパターン幅が小さくなる形状で形成されている。図５（ｂ）では、複数本の下部電極パターン１４ｎ～１４ｑが、全て同じパターン形状である。すなわち、各下部電極パターン１４ｎ～１４ｑのＸ１－Ｘ２方向の中心でのパターン幅は全てＴ２３で形成される。また、各下部電極パターン１４ｎ～１４ｑのパターン幅Ｔ２３の位置からＸ１－Ｘ２方向に離れるにしたがって徐々に小さくなるパターン幅Ｔ２４は、各下部電極パターン１４ｎ～１４ｑのＹ１－Ｙ２方向の同位置にて同じになるように形成されている。図５（ｂ）に示すように各下部電極パターン１４ｎ～１４ｑのパターン幅の両側に位置する両側部１４ｒは湾曲して形成されている。
　図５（ｃ）は上部電極パターン１３の平面図である。図５（ｃ）に示すように上部電極パターン１３ｎ～１３ｑは複数本形成される。図５（ｃ）に示すように、各上部電極パターン１３ｎ～１３ｑは、Ｘ１－Ｘ２方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、Ｙ１－Ｙ２方向に向けて延出して形成されている。各上部電極パターン１３ｎ～１３ｑのうち、上部電極パターン１３ｎ，１３ｏと上部電極パターン１３ｐ，１３ｑとが中心Ｏに対して点対称に形成されている。すなわち上部電極パターン１３ｎと上部電極パターン１３ｑとは同形状で形成され、上部電極パターン１３ｏと上部電極パターン１３ｐとは同形状で形成される。
　図５（ｃ）に示すように、各上部電極パターン１３ｎ～１３ｑは夫々、所定幅の帯状で形成されるが、表面部材２０の操作面２０ａの中心Ｏから遠い上部電極パターンほどパターン幅が小さく形成される。すなわち、上部電極パターン１３ｎと上部電極パターン１３ｑのパターン幅Ｔ２５は、上部電極パターン１３ｏと上部電極パターン１３ｐとのパターン幅Ｔ２６よりも小さく形成される。
　図５（ｄ）は、図５（ｂ）に示す複数本の下部電極パターン１４ｎ～１４ｑと図５（ｃ）に示す複数本の上部電極パターン１３ｎ～１３ｑとを重ね合わせた平面図である。図５（ｄ）に示すように、下部電極パターン１４ｎ～１４ｑと上部電極パターン１３ｎ～１３ｑとは複数の位置で交差する。各交差位置２６ａ～２６ｐでの重なり面積は、操作面２０ａとセンサ部５間の高さ方向（Ｚ）への距離が大きいほど小さく形成されている。
　図５での表面部材２０の操作面２０ａは、中心Ｏを通るＹ１－Ｙ２方向の線上が最も凹んでおり、前記線上からＸ１－Ｘ２方向に離れるにしたがって徐々に上方に湾曲している。すなわち前記線上での操作面２０ａとセンサ部２５間の距離が最も小さく、前記線上からＸ１－Ｘ２方向に離れるにしたがって前記距離が徐々に大きくなる。よって前記線上から等位置にある交差位置２６ａ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｈ，２６ｉ，２６ｌ，２６ｍ，２６ｐでの各重なり面積は同面積で形成され、前記交差位置２６ａ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｈ，２６ｉ，２６ｌ，２６ｍ，２６ｐよりも前記中心Ｏを通るＹ１－Ｙ２方向の線上に近い交差位置１６ｂ，２６ｃ，２６f、２６ｇ，２６ｊ、２６ｋ，２６ｎ，２６ｏでの各重なり面積は、交差位置２６ａ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｈ，２６ｉ，２６ｌ，２６ｍ，２６ｐでの各重なり面積より大きく且つ同面積で形成されている。図５（ｄ）に示す各交差位置２６ａ～２６ｐでの重なり面積を得るべく、図５（ｂ）に示す各下部電極パターン１４ｎ～１４ｑ及び図５（ｃ）に示す各上部電極パターン１３ｎ～１３ｑの形状やパターン幅に調整した。
　上記の図２～図５に示したように、操作面２０ａが凸曲面や凹曲面で形成されたいずれの実施形態においても、操作面２０ａとセンサ部２５間の高さ方向への距離が大きくなるほど、各電極パターン１３，１４間の交差位置での重なり面積を小さくすることで、操作面２０ａ全体におけるセンサ感度の均一性を従来に比べて向上させることができる。
　本実施形態では、各交差位置での前記重なり面積の比率が、各交差位置における操作面２０ａとセンサ部２５間の距離の比率に反比例するように各重なり面積を調整することが好適である。すなわち、操作面２０ａ上のある位置ａにおけるセンサ部２５間の距離Ａに対して、操作面２０ａ上の別の位置ｂにおけるセンサ部２５間の距離Ｂが、前記距離Ａの２倍であれば、前記位置ｂでの交差位置の重なり面積ＳBを、前記位置ａでの交差位置での重なり面積ＳAの１／２に設定する。静電容量の大きさは、距離に反比例し、面積に比例する。よって上記のように、位置ｂ上に指Ｆを接触させたときにセンサ部２５間で生じる静電容量は、位置ａ上に指Ｆを接触させたときに生じるセンサ部２５間で生じる静電容量の約１／２になるが、同様に、位置ｂにて電極パターン１３，１４間の交差位置に生じる静電容量を、位置ａにて電極パターン１３，１４間の交差位置に生じる静電容量の１／２に設定できることで、操作面２０ａ全体におけるセンサ感度の均一性をより効果的に向上させることができる。
　図２，図４に示す実施形態では、表面部材２０の操作面２０ａはＸ１－Ｘ２方向及びＹ１－Ｙ２方向の双方において凸曲面あるいは凹曲面で形成されている。このとき、図２，図４に示すように、各下部電極パターン１４ａ～１４ｄ，１４ｉ～１４ｌ及び各上部電極パターン１３ａ～１３ｄ，１３ｉ～１３ｌの両側部１４ｍ，１３ｍを湾曲面状に形成してパターン幅を、操作面２０ａの中心Ｏから離れるほど徐々に変化させることで、簡単且つ適切に、各電極パターン１４ａ～１４ｄ，１４ｉ～１４ｌ，１３ａ～１３ｄ，１３ｉ～１３ｌのパターン幅を操作面２０ａとセンサ部２５間の距離が大きいほど小さくなるように形成することができる。よって図２（ｅ）、図４（ｅ）のように、各下部電極パターン１４ａ～１４ｄ，１４ｉ～１４ｌ及び各上部電極パターン１３ａ～１３ｄ，１３ｉ～１３ｌとの交差位置１６ａ～１６ｐ，１９ａ～１９ｐでの各重なり面積を、操作面２０ａとセンサ部２５間の距離が大きいほど簡単且つ適切に小さく形成することが可能である。
　あるいは図６に示すように、例えば各上部電極パターン１３を所定幅の帯形状で形成し、一方、各下部電極パターン１４を上部電極パターン１３との交差位置１４ｓを除いて一定幅で形成することもできる。そして各下部電極パターン１４における交差位置１４ａの大きさを、上部電極パターン１３との重なり面積が操作面２０ａとセンサ部２５間の高さ方向への距離が大きくなるほど小さくなるように形成する。これにより、操作面２０ａとセンサ部２５間の高さ方向への距離が大きくなるほど、各上部電極パターン１３と各下部電極パターン１４間の交差位置で生じる静電容量を小さくでき、操作面２０ａ全体におけるセンサ感度の均一性を向上させることが可能になる。
　また図７に示す実施形態では、表面部材２０は操作面２０ａのみならず操作面２０ａと対向する裏面２０ｂも操作面２０ａの形状に倣って曲面状で形成されているが、図８に示すように裏面２０ｂは平坦面で形成されてもよい。
Ｃ２～Ｃ１０　静電容量
Ｆ　指
Ｌ２　距離
１０　入力装置
１３、１３ａ～１３ｑ　上部電極パターン
１４　１４ａ～１４ｑ　下部電極パターン
２０　表面部材
２０ａ　操作面
２０ｂ　裏面
２１　上部基板
２２　下部基板
２５　センサ部
１６ａ～１６ｐ、１８ａ～１８ｐ、１９ａ～１９ｐ、２６ａ～６ｐ　交差位置

Claims (5)

  1. 　高さ方向に間隔を空けて形成された複数本の下部電極パターンと複数本の上部電極パターンとが平面視にて交差して配置され、前記下部電極パターンと前記上部電極パターン間での交差位置に静電容量が生じて成るセンサ部と、前記センサ部と高さ方向に対向して配置され、表面に操作面を備える表面部材と、を有して構成され、
    　前記操作面は、操作体を操作面上に接触させたときの前記操作体と前記センサ部間の高さ方向への距離が前記操作体の前記操作面上での接触位置により異なるように曲面を有して形成されており、
    　前記交差位置での前記下部電極パターンと前記上部電極パターンとの重なり面積は、前記操作面と前記センサ部間の距離が大きいほど小さく形成されていることを特徴とする静電容量式の入力装置。
  2. 　各交差位置での前記重なり面積の比率は、各交差位置における前記操作面と前記センサ部間の距離の比率に反比例している請求項１記載の静電容量式の入力装置。
  3. 　各下部電極パターンは、第１の方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、前記第１の方向に交差する第２の方向に延出して形成されており、
    　各上部電極パターンは、前記第２の方向に間隔を空けて配置されるとともに、夫々、前記第１の方向に延出して形成されており、
    　前記操作面は前記第１の方向及び前記第２の方向の少なくともどちらか一方に向けて凸曲面あるいは凹曲面に形成されており、
    　前記操作面の曲面方向と同方向に形成された各電極パターンのパターン幅は、前記操作面と前記センサ部間の距離が大きいほど小さくなるように形成されている請求項１又は２に記載の静電容量式の入力装置。
  4. 　前記パターン幅の両側に位置する各電極パターンの側面部は湾曲して形成されている請求項３記載の静電容量式の入力装置。
  5. 　前記表面部材は、前記センサ部の上面側に配置され、前記下部電極パターンが駆動電極で、前記上部電極パターンが検出電極である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の静電容量式の入力装置。
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