导光单元及输入装置的制作方法
专利名称：导光单元及输入装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具备导光构件和传感器电极部的导光单元及使用了所述导光单元的输入装置。
背景技术：
下述的专利文献1、2所记载的发明中，公开了具有电路基板、光源、导光板、电极板、显示板(图形设计板)等而构成的静电电容型的输入装置。来自光源的光入射到导光板，所述光从所述导光板向电极(专利文献I及专利文献2中由透光性的材质形成)、进而向显示板(图形设计板)传播。专利文献I及2所记载的发明中，需要将从电极板延长的布线部引导至与电路基板连接的位置的作业，还需要引导空间，成为阻碍输入装置小型化的要因。另外，专利文献
1、2所记载的发明中，在组装各构件时需要导光板和电极板之间的位置对准。下述的专利文献3所记载的静电电容型的输入装置具有导光板、与导光板的两侧连接的透镜部、设于透镜部的表面的溅射层(金属层)等。专利文献3所记载的发明中，由于是在导光板的两侧配置有透镜部的构成，因此不能促进小型化。另外专利文献3所记载的发明中，将溅射层(金属层)沿透镜部的表背面及侧面形成，因此不能实现例如仅在导光板的大致中央部分形成溅射层(金属层)的构成，溅射层(金属层)的形成位置的自由度较低。或与用于实现上述构成的基板的连接结构等不明确。专利文献4所记载的输入装置中，由于与导光构件的位置关系，传感器电极的形成位置及形成范围(具体而言以环形状形成传感器电极)被限制，不能较大地形成传感器电极，另外不能将传感器电极配置在与手指(操作体)对置的位置，传感器灵敏度容易降低。专利文献5所记载的输入装置中，传感器电极设置在导光构件的下表面侧，手指(操作体)与传感器电极间的距离分离，因此传感器灵敏度容易降低。另外上述的专利文献所记载的发明中，均是从导光构件的上表面的大致全部区域取出光的方式，但图形设计薄膜上通常仅在记号或文字等有限的范围内设有照明部。因此，与图形设计薄膜的方式无关地，在从导光构件的上表面全部区域朝向操作面方向取出光的方式中，在到达图形设计薄膜上所设置的照明部之前的期间光发生分散、衰减等，照明部的亮度容易下降。另外，导光构件的上表面(光出射面)上的亮度在与光源对置的部位增强等，容易产生光不均，照明部的光的均匀性(每单位面积的亮度在光出射面上大致均匀的状态)容易下降。这样，上述专利文献中，未公开根据图形设计薄膜的方式从导光构件高效地取出光的结构。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2003-308768号公报
专利文献2 :日本特开2006-128020号公报专利文献3 :日本特开2008-59787号公报专利文献4 :美国专利申请公开第2009/0090605号说明书专利文献5 :美国专利申请公开第2009/0090611号说明书
发明内容
发明要解决的课题本发明用于解决上述现有技术的课题，目的在于提供一种导光単元及使用了该导光単元的输入装置，该导光単元小型且传感器电极部的形成位置的自由度高，传感器灵敏度优良，而且能够提高从光取出部取出的光的均匀性。
0018]用于解决课题的手段本发明中的一种导光単元，其特征在于，具备导光构件，具有用于取出所入射的光的光取出部；第I传感器电极部，配置于所述导光构件的第I面ー侧；第2传感器电极部，配置干与所述第I面对置的所述导光构件的第2面ー侧；以及导通部，在所述导光构件内贯通，使所述第I传感器电极部和所述第2传感器电极部之间电连接。本发明中，形成在导光构件的双面配置传感器电极部、并利用通过导光构件的内部的导通部使这些传感器电极部电连接的単元结构，由此能够将在导光构件的第2面配置的第2传感器电极部作为向基板的安装面使用，能够简单且适当地进行向导光单元的基板的安装。另外本发明中的导光单元为在导光构件的双面配置有传感器电极部的构成，因此能够使导光単元薄型化，此外利用在导光构件内贯通的导通部使第I传感器电极部和第2传感器电极部之间电连接，因此也能够减小导光单元的平面的大小。因此能够促进组装有导光单元的输入装置的薄型化、小型化。而且本发明中，形成为利用贯通导光构件内而形成的导通部使第I传感器电极部和第2传感器电极部之间电连接的结构，即使导光构件多少具有厚度，也能够抑制传感器灵敏度劣化，另外由于导通部未向外部露出，因此能够确保电气稳定性。另外通过在导光构件内设置导通部，第I传感器电极部的形成位置、形成范围的自由度变高，因此能够根据使用用途、具有操作面的表面的设计(图形设计)等，自由地设计传感器区域(第I传感器电极部的形成区域)和光取出部的形成区域这双方，并且所述导通部的大小也能够形成为不阻碍导光构件内的光的传播的程度。因此本发明中能够根据输入装置上所设置的具有操作面的表面的图形设计而适当地形成传感器区域和光取出区域，而且，能够增大从光取出部射出的光的亮度且有效地提高光的均匀性(每单位面积的亮度在光取出部大致均匀的状态)。特别是在本发明中，所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部能够作为对入射到所述导光构件内的光进行反射的反射层发挥功能，因此能够提高光的传播效率，从光取出部高效地取出光，因此能够增大从光取出部取出的光的亮度且更有效地提高光的均匀性。另外本发明中，所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部优选由光反射率大于光吸收率的材质形成。由此，能够使入射到导光构件内的光被所述传感器电极部反射而朝向光取出部的方向高效地传播，能够提高传播效率。另外本发明中，优选所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部由金属板形成。由此，通过组装导光构件和传感器电极部，能够简单地形成导光单元。另外由于利用金属板形成传感器电极部，因此能够使入射到导光构件内的光被所述传感器电极部反射而朝向光取出部的方向高效地传播，能够提高传播效率。另外本发明中，优选，在所述第I传感器电极部设置有向所述第2传感器电极部的方向延伸的第I爪部，在所述第2传感器电极部设置有向所述第I传感器电极部的方向延伸的第2爪部，在所述导光构件上形成有从所述第I面贯通到所述第2面的贯通孔，所述第I爪部及所述第2爪部分别插入到所述贯通孔内，由所述第I爪部和所述第2爪部构成所述导通部。由此能够将第I传感器电极部及第2传感器电极部简单地组装到导光构件的双面。
另外本发明中，优选，所述第I爪部及所述第2爪部通过将所述金属板切起而形成。由此，能够简单且适当地形成第I爪部及第2爪部。另外本发明中，优选，形成于所述导光构件的贯通孔形成为将与所述第I爪部及所述第2爪部的板厚正交的宽度方向作为长边方向的狭缝状，所述第I爪部及所述第2爪部的宽度方向、及所述贯通孔的长边方向形成为不遮挡在所述导光构件内传播的光的方向。由此，能够较有效地提高从光取出部取出的光的均匀性。另外本发明中，优选，在所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部分别形成有多个所述第I爪部及所述第2爪部，在所述导光构件上形成有多个所述贯通孔，所述第I爪部、所述第2爪部及所述贯通孔分别形成为，将所述第I传感器电极部相对于所述第2传感器电极部每按预定角度改变方向而设置吋，能够将所述第I爪部及所述第2爪部插入各贯通孔。由此即使在使第I传感器电极部的方向相对于第2传感器电极部改变预定角度而设置的情况下，也能够向导光构件的各贯通孔内插入第I爪部及第2爪部而构成导通部，能够使第I传感器电极部及第2传感器电极部的组装容易化。另外本发明中，优选在所述导光构件的所述第I面上，在所述第I传感器电极部的周围形成有所述光取出部，在所述导光构件上与所述第I传感器电极部对置的区域内设置有光的入射面。由此，能够使入射到导光构件内的光向导光构件的外周部的全方位传播，从在第I传感器电极部的周围形成的光取出部高效且容易地取出均匀的光。另外本发明中，也能够构成为，在所述第I传感器电极部从与所述导光构件对置的对置面到所述对置面的相反面形成有光透射部，入射到所述导光构件内的光从所述导光构件的所述光取出部通过所述光透射部而被取出。另外本发明中，也能够构成为，层叠有在所述第I面设置有所述第I传感器电极部且在所述第2面设置有所述第2传感器电极部的第I导光构件、以及隔着所述第I传感器电极部而与所述第I导光构件对置的第2导光构件，在所述第2导光构件的与所述第I导光构件对置的ー侧的相反侧的面上，形成有取出从所述第I导光构件向所述第2导光构件传播的光的光取出部。另外本发明中，能够构成为，具备所述第I传感器电极部、所述第2传感器电极部及所述导通部的多个所述导光构件通过支撑体被连续设置。此时，不需要像现有技术那样从各导光构件的传感器电极拉出布线部，能够将在各导光构件的第2面上配置的第2传感器电极部作为向基板的安装面使用，这样能够简单且适当地将连续设置有多个导光构件的导光单元向基板安装。另外本发明中的一种输入装置，其特征在于，具有上述任一项所记载的导光单元、用于安装所述导光单元的基板、及光源，所述导光单元使所述第2传感器电极部一侧与所述基板对置地安装于所述基板，所述导光单元能够检测操作体和所述第I传感器电极部之间的静电电容变化。使用了本申请的导光单元的输入装置中，能够以比较简单的结构，实现射出的光的均匀性和稳定的传感器灵敏度。另外由于在接近操作面一侧的导光构件的第I面上设置第I传感器电极部，因此能够增大作用于第I传感器电极部和操作体之间的静电电容变化，能够提高传感器灵敏度。本发明中，优选，所述基板为安装所述导光单元及所述光源这双方的共用基板。通 过这样使用共用基板，能够实现输入装置的薄型化。另外本发明中，优选构成为，在所述第I面上除了所述第I传感器电极部的设置区域以外的区域形成有所述光取出部，入射到所述导光构件内的光被所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部反射或被除了所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部以外的反射层反射，向所述光取出部传播。由此能够优先向光取出部引导光，能够增大从光取出部射出的光的亮度且有效地提高光的均匀性。另外本发明中，优选，在所述导光构件的所述第I面上，在所述第I传感器电极部的周围设置有所述光取出部，所述光源与所述第I传感器电极部的大致中心位置在高度方向上对置地设置。由此，能够使入射到导光构件内的光向导光构件的外周部的全方位传播，从在第I传感器电极部的周围形成的光取出部高效且容易地取出均匀的光。另外本发明中，优选，在所述导光单元的所述第I面一侧设置有具有操作面和照明部的表面构件，所述操作面能够实现通过所述操作体进行操作，所述照明部能够使来自所述光取出部的光透射而向外部照射。本发明中，能够根据具有操作面的表面的图形设计的方式，自由地设计传感器区域和光取出区域，而且能够实现可增大从照明部射出的光的亮度且有效地提高光的均匀性的输入装置。发明效果根据本发明，能够实现一种导光单元及使用了该导光单元的输入装置，该导光单元小型且传感器电极部的形成位置的自由度高，传感器灵敏度优良，而且能够提高从光取出部射出的光的均匀性。
图I是本实施方式的导光单元的分解立体图。图2(a)是用于说明第I传感器电极部和第2传感器电极部之间的导通部的结构的局部放大立体图，图2(b)是从相反侧观察图2(a)的导通部时的局部放大立体图。图3是图2所示的所述导通部及插入有所述导通部的设置于导光构件的贯通孔附近的局部放大纵剖视图。图4是图I所示的第I传感器电极部及第2传感器电极部的放大立体图。
图5是本实施方式的输入装置的分解立体图。图6是表示将图5所示的多个导光単元连续设置于支撑体的状态的立体图。图7是表示输入装置的具有操作面的表面的俯视图。图8是将图7所示的输入装置沿A-A线切断而从箭头方向观察时的输入装置的纵首1J视图。图9是表示与图7不同的实施方式的输入装置的具有操作面的表面的俯视图。图10是表示将与图6不同的实施方式的多个导光単元连续设置于支撑体的状态的立体图。图11是与图I不同的实施方式的导光单元的分解立体图。图12是组装图11的导光单元而构成的输入装置的纵剖视图。图13是与图8、图12不同的实施方式的输入装置的纵剖视图。
具体实施例方式图I是本实施方式的导光单元的分解立体图，图2(a)是用于说明第I传感器电极部与第2传感器电极部之间的导通部的结构的局部放大立体图，图2(b)是从相反侧观察图2(a)的导通部时的局部放大立体图，图3是图2所示的所述导通部及插入有所述导通部的设于导光构件的贯通孔附近的局部放大纵剖视图，图4是图I所示的第I传感器电极部及第2传感器电极部的放大立体图，图5是本实施方式的输入装置的分解立体图，图6是表示将图5所示的多个导光単元连续设置于支撑体的状态的立体图，图7是表示输入装置的具有操作面的表面的俯视图，图8是将图7所示的输入装置沿A-A线切断而从箭头方向观察时的输入装置的纵剖视图。各图中的Xl方向是指左方向，X2方向是指右方向，Yl方向是指前方，Y2方向是指后方，Zl方向是指上方向，Z2方向是指下方向。如图I、图8等所示,本实施方式的导光单元(light guide unit) I具有导光构件(light guide) 2、在导光构件2的上表面(第I面)2a设置的第I传感器电极部3、在导光构件2的下表面(第2面)2b设置的第2传感器电极部4、位于第I传感器电极部3的上表面及第2传感器电极部4的下表面的各粘接层5、6。导光构件(light guide)2中，上表面(第I面)2a及下表面(第2面)2b为大致平坦面，由具有预定厚度的板状形成。导光构件2由透光性的材料形成，为透明或半透明，树脂、玻璃等均可。例如，导光构件2由透明或半透明的热塑性树脂形成，可由聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)、聚碳酸(PC)、聚こ烯、聚对苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)、环烯类树脂(C0P/C0C)、热塑性聚氨酯(TPU)等形成。或者也可以由环氧树脂、有机硅树脂、丙烯树脂、聚氨酯等光固化型、热固化型的树脂形成。如图I所示，在导光构件2上，分别在相比中心位置01靠左侧(Xl)及右侧(X2)形成从上表面(第I面)2a向下表面(第2面)2b贯通的贯通孔7、7。此处“中心位置01”是指前后左右方向的中心。各贯通孔7、7形成为相比前后方向(Y1-Y2)向左右方向(X1-X2)较长地延伸的狭缝状。 各贯通孔7、7沿从中心位置01引向左右方向(X1-X2)的直线上形成。图I所示的导光构件2的上表面2a的一部分形成为相比上表面2a上的其他部分取出更多的光的光取出部8。图I中光取出部8形成为以大致矩形状包围上表面2a的周围的形状。上表面2a中由所述光取出部8包围的内侧的部分形成为用于设置第I传感器电极部3的传感器区域2c。如图8所示，从光入射面9入射的光L在导光构件2内传播，从光取出部8向上方(Z2)取出。光取出部8是能够优先取出光L的区域，光取出部8中，也可以加工导光构件2的上表面2a而从光取出部8优先取出光L,或者也可以如图8所不,在光取出部8的正下方的导光构件2的下表面2b侧形成槽或棱镜等反射结构部10，利用所述反射结构部10对在导光构件2内传播来的光L进行折射、反射、散射等，伴随于此优先从光取出部8向上方取出。或者也可以将除了光取出部8以外的上表面区域着色为不透明等，从光取出部8优先取出光L。能够在导光构件2的上表面(第I面)2a、下表面(第2面)2b、或内部、或上述2个以上的部位设置具有槽、棱镜、凹凸、涂工散射体等且发挥从光取出部8优先取出光L的功能的结构部分。图I所示的实施方式中，第I传感器电极部3及第2传感器电极部4为对不锈钢等不透明的金属板进行冲压成型而形成。
如图I所示，第I传感器电极部3上，在相比中心位置02靠左侧(Xl)及右侧(X2)的位置分别形成有第I爪部11、11 (左侧的爪部11虽然在附图上看不到但实际上形成了)。此处“中心位置02”是指前后左右方向的中心。各第I爪部11位于与在导光构件2形成的各贯通孔7、7对置的位置，朝向下方向(Z2)而形成。各第I爪部11、11通过对金属板进行切起加工而形成。如图I所示，相比第I传感器电极部3的中心位置02靠左侧(Xl)形成的第I爪部11在通过切起加工形成的槽部3a的前方(Yl)形成，另一方面，相比中心位置02靠右侧(X2)形成的第I爪部11在通过切起加工形成的槽部3a的后方(Y2)形成，这样一组第I爪部11在槽部3a的前后相互不同地形成。另外，如图I所示，在第2传感器电极部4上，分别在相比中心位置03靠左侧(Xl)及右侧(X2)的位置形成有第2爪部13、13。此处“中心位置03”是指前后左右方向的中心。各第2爪部13在与形成于导光构件2的各贯通孔7、7对置的位置朝向上方向(Zl)形成。各第2爪部13、13通过对金属板进行切起加工而形成。如图I所示，相比中心位置03靠左侧(Xl)形成的第2爪部13在通过切起加工形成的槽部4a的后方(Y2)形成，另一方面，相比中心位置03靠右侧(X2)形成的第2爪部13在通过切起加工形成的槽部4a的前方(Yl)形成，这样一组第2爪部13在槽部4a的前后相互不同地形成。另外，第I爪部11、11和第2爪部13、13分别插入在导光构件2上形成的各贯通孔7、7内时，插入相同贯通孔7、7的第I爪部11和第2爪部13在槽部3a、4a的前后不同的位置形成，即使向各贯通孔7、7分别插入第I爪部11和第2爪部13，也不会相互碰撞。如图I所示，在第2传感器电极部4的包括中心位置03在内的中央区域形成有孔4b。该孔4b为了使来自光源的光入射到导光构件2内是必要的。同样的孔也设置于在第2传感器电极部4下配置的粘接层6。向导光构件2的各贯通孔7、7插入第I传感器电极部3的第I爪部11、11及第2传感器电极部4的第2爪部13、13时，导光构件2、第I传感器电极部3及第2传感器电极部4的各中心位置01、02、03在高度方向上基本一致。
如上所述，设有一组的第I爪部11、11及第2爪部13、13分别在槽部3a、4a的前后相互不同地形成。因此在图4的状态和从图4的状态起如箭头所示使第I传感器电极部3在X-Y平面上旋转了 180度的状态下，位于第I传感器电极部3的中心位置02的左侧的第I爪部11相对于槽部3a —定位于前方(Yl)，位于所述中心位置02的右侧的第I爪部11相对于槽部3a —定位于后方(Y2)。因此，如图3、图4所示，即便使第I传感器电极部3相对于第2传感器电极部4旋转180度设置，插入各贯通孔7的第I爪部11和第2爪部13的配置关系也相同，因此，在组装导光単元I吋，能够不考虑第I传感器电极部3及第2传感器电极部4的向左右方向的朝向而组装，能够容易地组装。另外，第I传感器电极部3及第2传感器电极部4例如为正方形的情况下，将各贯通孔7、各第I爪部11及各第2爪部13从中心位置01、02、03向前后左右分别设置4处，即便使第I传感器电极部3相对于第2传感器电极部4毎次旋转90度设置，也可以使插入各贯通孔的第I爪部11和第2爪部13的配置始終相同。该构成中，即便使第I传感器电 极部3相对于第2传感器电极部4每次按90度改变朝向而设置，也能够使第I传感器电极部3及第2传感器电极部4的各爪部插入导光构件2的各贯通孔内且卡定，由于无需考虑第I传感器电极部3及第2传感器电极部4的前后左右方向的朝向，因此能够使组装容易化。图I、图4等所示的第I爪部11、第2爪部13及贯通孔7的数量及配置是一例，但不限于此。图2(a)、(b)及图3表示在形成于导光构件2的贯通孔7中插入并卡定第I爪部11及第2爪部13的状态。本实施方式中，第I爪部11及第2爪部13构成将第I传感器电极部3及第2传感器电极部4之间电连接的导通部14。如图2(a)、(b)及图3所示，在各第I爪部11上形成对金属板进行切起加工等而朝向第2爪部13的方向突出的卡定突起12。卡定突起12例如如图2(b)、图3所示弯曲成大致V字状。另ー方面，如图2(a)、(b)及图3所示，在第2爪部13上形成卡定孔13a。例如首先，在形成于导光构件2的贯通孔7、7中从上方插入第I爪部11、11而在导光构件2的上表面2a的传感器区域2c设置第I传感器电极部3。接着，向所述贯通孔7、7从下方插入第2爪部13、13,在导光构件2的下表面2b设置第2传感器电极部4。将所述第2爪部13、13插入贯通孔7吋，能够弹性变形的卡定突起12按压于所述第2爪部13而变形，能够使第2爪部13顺利地插入贯通孔7内。马上，卡定突起12与在第2爪部13形成的卡定孔13a对置时,卡定突起12从变形状态复原而卡定突起12进入卡定孔13a内，第I爪部11和第2爪部13成为卡定的状态。由此第I传感器电极部3和第2传感器电极部4之间经由插入导光构件2的贯通孔7的第I爪部11和第2爪部13构成的导通部14而成为电连接的状态。如图3所示，能够使将第I爪部11和第2爪部13的板厚合计后的合计板厚Tl与在导光构件2形成的贯通孔7的前后方向(Y1-Y2)的宽度尺寸(与长边方向正交一侧的长度)T2大致相同或比T2稍大地形成。因此，该情况下，能够使第I爪部11和第2爪部13压入贯通孔7、7内，能够将第I传感器电极部3及第2传感器电极部4适当地固定支撑于导光构件2的上下方。另外，该情况下，在第I传感器电极部3和导光构件2之间、及第2传感器电极部4和导光构件2之间是否设置粘接层是任意的。另外，也可以使所述合计板厚Tl比所述贯通孔7的宽度尺寸T2稍大，该情况下，优选在第I传感器电极部3和导光构件2之间、及第2传感器电极部4和导光构件2之间设置粘接层，对各传感器电极部3、4和导光构件2之间进行固定支撑。另外除了第I传感器电极部3和导光构件2之间、及第2传感器电极部4和导光构件2之间经由粘接层而紧贴的构成以外，也能够形成在第I传感器电极部3和导光构件2之间、及第2传感器电极部4和导光构件2之间介有空气层的构成、或介有其他介质的方式。另外本实施方式中，如图I所示，设于导光构件2的各贯通孔7、7在从中心位置01向左右方向(X1-X2)的直线上形成，且各贯通孔7、7以使左右方向作为长边方向的狭缝状形成。另外在第I传感器电极部3上形成的第I爪部11、11及第2爪部13、13分别在从中心位置02、03向左右方向(X1-X2)的直线上形成，且各爪部11、13以左右方向为宽度方向， 以前后方向(Y1-Y2)为板厚方向而形成。图I所示的实施方式中，对金属板进行切起加工而形成各爪部11、13，由此能够在上述方向上适当地形成各爪部11、13。如后所述光源在导光构件2、传感器电极部3、4的中心位置01、02、03的大致正下方设置。因此，从光源入射到导光构件2内的光在俯视图上从大致中心位置01、02、03向导光构件2的外周部的全方位传播，但此时，从大致中心位置01、02、03向左右方向(X1-X2)传播的光的传播方向和从大致中心位置01、02、03沿左右方向(X1-X2)的直线上形成的各贯通孔7、爪部11、13的长边方向一致，因此各贯通孔7及爪部11、13的长边方向朝向不遮挡光的传播的方向，因此能够形成为传播效率优良的构成。另外，能够抑制成为各贯通孔7及爪部11、13的暗处而导致光取出部8的一部分变暗从而在照明中产生不均。图I所示的粘接层5、6例如为双面粘接带。虽然材质没有限制，但由于第2传感器电极部4是向后述基板的安装面，因此在所述第2传感器电极部4的下表面配置的粘接层6具有导电性时，能够使第2传感器电极部4经由所述粘接层6与基板的布线部电连接。组装图I的各构成构件而成的导光单元I例如设置在设于图5所示的支撑体20的设置孔20a内。导光单元I的侧端部2d例如经由粘接层21 (参照图8)固定支撑于支撑体20。如图5、图6所示，支撑体20沿左右方向(X1-X2)较长地形成，沿左右方向隔出间隔形成多个设置孔20a，构成多个导光单元I设置于各设置孔20a的连续设置结构。支撑体20除了固定支撑导光单元I以外，还具有经由粘接层22、23固定外装壳体24及基板25的作用。而且，支撑体20还具有阻塞从导光构件2的侧端部2d漏出的光而限制照光区域的外缘的作用。支撑体20自身可以由具有遮光性的材质形成，也可以在支撑体20的表面形成遮光层。特别是在本实施方式中为将多个导光单元I连续设置的方式，因此通过使用具有遮光性的支撑体20，能够在各导光单元I之间抑制光泄漏，能够分别使各导光单元I的照光区域适当地独立。另外，通过使支撑体20的与各导光单元I的导光构件2的侧端部2d对置的面具有反射性及散射性，也可以使从导光构件2的端部2d漏出的光再次返回到导光构件2内。粘接层22、23仅设置于支撑体20和外装壳体24、及支撑体20和基板25之间的情况下，材质及透明性没有限制，但为了避免光向相邻的照光区域漏出，优选由具有遮光性的材质形成。或者所述粘接层22不仅在支撑体20的上下涂敷，还在光的透射区域、即光取出部8上涂敷的情况下，需要由光固化性或热固化性的透明树脂形成所述粘接层22，形成光透射层。或者也可以与所述粘接层22不同，使透光性的粘接层介于光取出部8和外装壳体24之间。基板25例如由玻璃环氧树脂形成，但材质不受限制。如图5、图8所示，在基板25上与各导光单元I对置的位置形成有贯通孔25a。如图5所示，贯通孔25a优选形成为其中心位置04与导光单元I的中心位置01、02、03在高度方向(Z1-Z2)上一致。如图8所示，在基板25的下表面25b上与贯通孔25a对置的位置设置有光源26。光源26的中心设置成与贯通孔25a的中心位置04 —致。光源26例如为发光二极管(LED)，但没有特别限制。另外可根据用途选择顶部发射型、顶部反射型、侧部发射型、白色、淡色、复合颜色等，例如顶部发射型或顶部反射型适合。 另夕卜，图8所不的实施方式中，在光源26和导光构件2之间形成空气层27,但为了使从光源26照射的光高效地入射到导光构件2，优选利用光固化性或热固化性的透明树脂填充(密封)空气层27内。通过设置这种密封树脂，不仅能够高效地使从光源26发出的光入射到导光构件2，还能够缓和光源26的安装偏差及产品组装引起的位置偏差等造成的光取入的绝对量或光取入量的方位分布的差距。另外在基板25的表面印刷形成未图的布线部等，另外基板25的下表面25b除了光源26以外还作为IC (未图示)等的安装面使用。第2传感器电极部4及IC等成为与在基板表面形成的布线部电连接的状态。表面构件28由外装壳体24和图形设计薄膜30构成。外装壳体24由透光性的材质形成。对外装壳体24的上表面24a或下表面24b实施图形设计(设计)。例如图8所示的实施方式中，在外装壳体24的上表面24a粘贴图形设计薄膜30。如图7所示在图形设计薄膜30上，在与各导光单元I的光取出部8在高度方向上对置的位置形成由透明或半透明的透光性构成的由大致矩形状包围的形状的照明部30a，所述照明部30a以外的部分形成为着色过的非照明部(遮光部)30b。图5、图7、图8的实施方式中，位于图形设计薄膜30的上表面且由照明部30a包围的非照明部30b成为操作面32。通过组装图5所示的各构件，完成静电电容型的输入装置31。如图8所示，在操作面32上放置手指F(操作体)时，在手指F与第I传感器电极部3之间形成电容。本实施方式中，第I传感器电极部3经由导通部14与位于导光构件2的下表面的第2传感器电极部4电连接。并且，所述第2传感器电极部4与在基板25的表面形成的布线部电连接，所述布线部与设于基板25的IC(未图示)连接。因此，能够基于电容变化，利用与所述第2传感器电极部4电连接的1C，检测出手指F是否与操作面32接触。来自照明部30a的光的照射和手指F (操作体)的检测的动作关联性可任意设定。例如以如下方式进行控制使组装有图5所示的输入装置31的设备主体的开关闭合时，成为光从各照明部30a照射的状态，使手指F接触操作面32时，包围接触的操作面32的周围的照明部30a的光消去，或不发生变化，或变化成不同的顔色的光等。或者以如下方式进行控制使手指F接触操作面32之前，各照明部30a处于灭灯状态，使手指F接触操作面32时，包围接触的操作面32的周围的照明部30a发光。如图8所示光源26点亮时，从光源26发出的光L通过在第2传感器电极部4上形成的孔4b,从位于导光构件2的下表面的光入射面9入射到导光构件2内。此外在图8中光入射面9为平坦面，但为了使来自光源26的光高效地入射到导光构件2内，例如使光入射面9形成为棱镜形状或透镜形状，或使导光构件2的厚度在允许范围内较厚，从而能够提闻照光品质。光源26在导光构件2及传感器电极部3、4的中心位置01、02、03的大致正下方配置，入射到导光构件2内的光L朝向导光构件2的外周部向全方位传播。此时,光L被在导光构件2的上下表面形成的、由不透明的金属板构成的第I传感器电极部3及第2传感器电极部4反射，再次返回到导光构件2内，因此能够提高传播效率。在未形成传感器电极部 3、4的部位(例如图8所示的光入射面9的周边部)，空气层、具有光散射性的粘接层承担反射层。或者也可以使导光单元I经由具有透光性的粘接层固定在被赋予高反射性或散射性的基板25的表面，使所述基板25的表面形成为反射面。此外在空气层的情况下，存在光的一部分透射导光构件2的情况，因此若对基板25的表面赋予反射性或散射性，则能够使光再次返回到导光构件2内，能够提高传播效率。如上所述在导光构件2内朝向外周部传播的光L利用反射结构部10伴随折射、反射、散射等，从位于第I传感器电极部3的外周的光取出部8取出到上方。而且光L透射外装壳体24内从图形设计薄膜30的照明部30a向外部照射。如上所述，本实施方式的导光单元I为如下结构在导光构件2的双面配置传感器电极部3、4，利用通过导光构件2的内部的导通部14将这些传感器电极部3、4电连接。由此如图8所示，能够将在导光构件2的下表面(第2面)2b上配置的第2传感器电极部4用作向基板25的安装面，能够简单且适当地将导光单元I向基板25安装。另外本实施方式的导光单兀I为在导光构件2的双面配置有传感器电极部3、4的构成，因此能够使导光单元薄型化。另外由于利用在导光构件2内贯通的导通部14使第I传感器电极部3和第2传感器电极部4之间电连接，因此也能够减小导光单元I的平面的大小。从而能够促进组装有导光单元I的输入装置31的薄型化、小型化。而且在本实施方式中，形成利用在导光构件2内贯通形成的导通部14使第I传感器电极部3和第2传感器电极部4之间电连接的结构，即使导光构件2多少具有厚度也能够抑制传感器灵敏度的劣化，另外由于导通部14未向外部露出，因此能够确保电气稳定性。另外通过将导通部14设置于导光构件2内，能够提高第I传感器电极部3的形成位置、形成范围的自由度。即，例如图I等所示的第I传感器电极部3的形状及大小为一例，第I传感器电极部3的形状及大小可根据使用用途、具有操作面的表面的设计(图形设计)等适宜变更。例如能够容易地将2个以上的第I传感器电极部3设置于一个导光单元1，或者也能够将第I传感器电极部3避开导光构件2的中央部分而设于其周围等。本实施方式中，在导光构件2的上表面(第I面)2a设置第I传感器电极部3和光取出部8，但通过在贯通孔7内设置导通部14，能够自由地设计传感器区域(第I传感器电极部3的形成区域)和光取出部8的形成区域这双方。并且导通部14的大小也能够形成为不阻碍导光构件2内的光的传播的程度。特别是本实施方式中，如利用图I等说明的那样，使形成于导光构件2的贯通孔7、传感器电极部3、4的各长边方向形成为不遮挡光的传播的方向，因此能够适当地抑制传播效率降低。这样在本实施方式中，能够根据具有施加于输入装置31的操作面的表面上的图形设计方式自由地设计传感器区域和光取出区域，而且，能够以比较简单的结构向光取出部8优先引导光，能够增大从照明部30a向外部照射的光的亮度，且有效地提高光的均匀性(每单位面积的亮度在光取出部均匀的状态)。另外使用了本实施方式的导光单元I的输入装置31中，能够在接近导光构件2的操作面32的第I面(上表面2a)上设置第I传感器电极部3，另外使第I传感器电极部3和操作面32之间适当地紧贴，因此能够増大第I传感器电极部3和在操作面32上操作的手指(操作体)F之间作用的静电电容变化，能够提高传感器灵敏度。另外在使用了本实施方式的导光单元I的输入装置31中，如图5及图8等所示，能够将基板25作为安装导光单元I和光源26这双方的共用基板使用。由此，能够实现输 入装置31的薄型化，另外能够减少部件数量，能够降低制造成本。另外图8所不的实施方式中，在基板25的下表面25b安装光源26。该光源26的上表面侧是作为发光面的LED，通过将光源26、未图示的IC的安装限定于基板25的单面(下表面)，能够实现制造成本降低。本实施方式中，能够使由金属板形成的第I传感器电极部3及第2传感器电极部4作为反射层发挥功能，该反射层使从光入射面9入射的光L反射而向光取出部8的全部区域高效地传播。因此，能够提高传播效率，从光取出部8优先地取出光，能够增大从光取出部8取出的光的亮度且更有效地提高光的均匀性。图5所示的输入装置31中，在构成各导光单元I的第I传感器电极部3的周围设置光取出部8，与第I传感器电极部3的大致中心位置在高度方向上对置而设置光源26，因此能够使从光源26入射到导光构件2内的光L朝向导光构件2的外周在全方位上高效地传播，能够更有效地提高从光取出部8取出的光的均匀性。本实施方式中，未限定光源26的数量，但如图8等所示，在仅使I个光源26与第I传感器电极部3的大致中心位置在高度方向上对置，使用传感器电极部3、4、反射层将光L引导至光取出部8的构成中，能够使从光源26入射到导光构件2的光均匀地导向所述光取出部8的全部区域，能够利用减少部件数量且简单的结构实现从光取出部8取出的光的均匀性。图9是表不另ー实施方式的输入装置的具有操作面的表面的俯视图，图10是表不组装到具备图9的操作面的输入装置的导光单元的构成的立体图。图9所示的输入装置的构件的构成也与图5相同。但是与外装壳体24重叠设置的图形设计薄膜30的照明部由以被大致矩形状包围的形状形成的多个第I照明部30a、位于各第I照明部30a内的由预定的文字等构成的第2照明部30c构成。从第I照明部30a照射光的原理如利用图8说明的那样。图9的实施方式中，为了从第2照明部30c也照射光，例如如图10所示，通过在各第I传感器电极部3形成多个光透射孔40，并将光L2从导光构件2的上表面(第I面)2a通过光透射孔40取出到上方，从第2照明部30c也能够照射光。光透射孔40也可以为空气层，但在光透射孔40内填充透光性的树脂，能够将与所述光透射孔40对置的导光构件2的上表面2a作为光取出部，从而容易地将光L2从所述上表面2a取出到光透射孔40。或者也可以在与第I传感器电极部3对置的导光构件2的下表面侧设置如图8所示的反射结构部10，使得易于从光透射孔40取出在导光构件2内传播的光(该情况下，光透射孔40也可以为空气层)。另外光透射孔40可以是网眼状等规则地形成，也可以随机地形成。另外光透射孔40的形状可以为圆形状、四边形状等，没有特别限定。或者也可以为如下说明的构成。图11是其他实施方式的导光单元50的分解立体图，图12是将图11所示的导光单元50组装后的输入装置的纵剖视图。此外图11及图12中，对与图I及图8相同的构件标注相同标号。如图11所示，导光单元50由第I导光构件2、在第I导光构件2的上下设置的第I传感器电极部3及第2传感器电极部4、位于第I传感器电极部3的上表面的接合层51、位于所述接合层51的上表面的第2导光构件52、位于第2导光构件52的上表面及第2传感器电极部4的下表面的粘接层5、6构成。 接合层51是为了将第I传感器电极部3和第2导光构件52之间接合而设置的。接合层51形成为与第I传感器电极部3大致相同的大小。接合层51为例如双面粘接带。所述接合层51优选为带有粘接层的反射薄膜。在第2导光构件52的上表面52a的大致中央位置形成有第I光取出部53。所述第I光取出部53能够如下构成与在第I导光构件2上形成的光取出部8同样，例如在与第I光取出部53对置的第2导光构件52的下表面侧形成反射结构部，使在第2导光构件52内传播的光L2利用所述反射结构部伴随折射、反射、散射等而从第I光取出部53取出到上方。或者对所述第I光取出部53不特别进行任何加工，例如使透光性的外装壳体24紧贴所述第I光取出部53 (也可以使透光性的粘接层介于第I光取出部53和外装壳体24之间)，由此能够将导向第2导光构件52的光从第I光取出部53导向外装壳体24。另外该 情况下，第I光取出部53也可以为与图10同样除了多个光透射孔的区域以外着色成不透明的方式。另外，第2导光构件52上在第I光取出部53的周围形成有第2光取出部54，第2光取出部54在与形成于第I导光构件2的上表面的光取出部8对置的位置形成。第I光取出部53和第2光取出部54之间的边界部52b也可以不明确地存在，或者也可以形成沿着边界部52b将所述第2导光构件52的上表面着色的遮光层等。如图11、图12所示，在第I导光构件2的大致中央部形成沿上下方向贯通的孔55，孔55的侧壁为光入射面55a。从光入射面55a入射到第I导光构件2内的光L利用第I传感器电极部3及第2传感器电极部4反射并且在第I导光构件2内朝向外周部在所有方向上传播，利用在第I导光构件2的外周部设置的反射结构部10伴随反射、折射、散射等而朝向上方的光L从位于第I传感器电极部3的周围的光取出部8向第2导光构件52内传播。一部分光LI在与第I导光构件2对置的第2导光构件52内朝向上方透射,从第2光取出部54朝向上方取出，进而所述光LI透射外装壳体24，从图9所示的图形设计薄膜30的第I照明部30a照射。此外，孔55可以不一定贯通，另外光入射面55a也可以为透镜面那样的曲面。另外，也可以形成如下结构形成光反射构件、光散射体等而进一步使光朝向外周部分散。
另外如图12所示，在与第I导光构件2的光取出部8对置的第2导光构件52内、或所述光取出部8和所述第2导光构件52的界面上，设置凹凸、棱镜等结构部分56，用于通过使从第I导光构件2向第2导光构件52传播的光L的一部分折射、散射等，使第2导光构件52的内方向具有指向性。并且在第2导光构件52内传播的光L2被从第I光取出部53取出到上方，通过所述外装壳体24内而从图9所示的图形设计薄膜30的第2照明部30c照射。图12所示的实施方式中，介于支撑体20和外装壳体24之间的粘接层57还介于第2光取出部54和外装壳体24之间，因此粘接层57需要由透光性的树脂形成。另外图12中，第2导光构件52的第I光取出部53和外装壳体24之间为空气层，但为了提高传感器灵敏度，优选在第I光取出部53和外装壳体24之间也由透光性的树脂层填满。图13所示的另ー输入装置(对与图8相同的构件标注相同标号)中，在导光构件60的上表面(第I面)及导光构件60的下表面(第2面)上,分别形成光反射率大于光吸收率的金属、半导体、导电性树脂等不透明的传感器电极部61、62。传感器电极部61、62例 如通过溅射等蒸镀法、电镀法、印刷等形成。由此，利用传感器电极部61、62反射的光在导光构件60内传播，能够提高传播效率，能够更有效地提高从光取出部67取出的光的亮度及光的均匀性。如图13所不,第I传感器电极部61和第2传感器电极部62利用贯通导光构件60内的导通部66电连接。导通部66也能够在形成于导光构件60的贯通孔内填充使银、碳等导电性粒子以高密度分散得到的树脂膏，或利用蒸镀法、电镀等形成。另外图13所示的构成中，在导光构件60上形成在下表面具有开ロ部的凹部60a。基板68是光源65及导光单兀69的共用基板,光源65及导光单兀69均安装于在基板68的上表面上设置的布线部的连接位置。图13所示的实施方式中，在导光构件60上形成有在下表面具有开ロ部的凹部60a，因此能够在所述凹部60a内设置所述光源65。另外如图13所示在基板的背面设有IC70等，在基板68的上表面上形成的布线部和IC70例如经由贯通基板68的导通部(未图示)电连接。图13所示的实施方式中，第2传感器电极部62仅形成在限定的区域，在未设有第2传感器电极部62的区域上通过空气层、反射层71使光反射而在导光构件60内传播。第2传感器电极部62在与凹部60a对置的部分具有孔，也能够以与导光构件60的下表面大致相同的大小形成。图13所示的实施方式中，在导光构件60上设有微细的贯通孔，在该贯通孔内埋设将第I传感器电极部61和第2传感器电极部62之间电连接的导通部66，能够以不阻碍导光构件60内的光的传播的程度的大小形成所述导通部66。或者更优选利用透光性的导电层形成所述导通部66。另外本实施方式中，能够利用光透射率大于光吸收率的IT0(Indium Tin Oxide 铟锡氧化物)等透明导电材料形成第I传感器电极部61及第2传感器电极部62。该情况下，即使第I传感器电极部61向光取出部67延伸形成，也能够从光取出部67透射第I传感器电极部61取出光し由于传感器电极部61、62具有透光性，因此需要在第I传感器电极部61的上表面(除了与光取出部67对置的区域)及第2传感器电极部62的下表面设置反射层。此外，反射层也可以为空气层、或与基板68及外装壳体24的粘接层。
另外由透明导电材料形成第I传感器电极部61及第2传感器电极部62的情况下，也能够取代使导通部66贯通导光构件60的内部的方式，而如下构成沿导光构件60的侧端部60b的表面在高度方向上形成导通部，经由所述导通部，在导光构件60的外侧使第I传感器电极部61及第2传感器电极部62之间电连接。能够将本实施方式的输入装置作为便携设备、电气产品等的操作面板来组装。标号说明L、L1、L2 光01、02、03、04 中心位置1,50,69 导光单元 2、52、60 导光构件3、61第I传感器电极部4、62第2传感器电极部7贯通孔8、53、54、67 光取出部9光入射面10反射结构部11、13 爪部14,66 导通部20支撑体24外装壳体25、68 基板26、65 光源28表面构件30图形设计薄膜30a、30c 照明部31输入装置32操作面40光透射孔
权利要求
1.一种导光单元，其特征在于，具备 导光构件，具有用于取出所入射的光的光取出部； 第I传感器电极部，配置于所述导光构件的第I面一侧； 第2传感器电极部，配置于与所述第I面对置的所述导光构件的第2面一侧；以及 导通部，在所述导光构件内贯通，使所述第I传感器电极部和所述第2传感器电极部之间电连接。
2.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于， 所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部作为对入射到所述导光构件内的光进行反射的反射层发挥功能。
3.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于， 所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部由光反射率大于光吸收率的材质形成。
4.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于， 所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部由金属板形成。
5.根据权利要求4所述的导光单元，其特征在于， 在所述第I传感器电极部设置有向所述第2传感器电极部的方向延伸的第I爪部，在所述第2传感器电极部设置有向所述第I传感器电极部的方向延伸的第2爪部，在所述导光构件上形成有从所述第I面贯通到所述第2面的贯通孔，所述第I爪部及所述第2爪部分别插入到所述贯通孔内，由所述第I爪部和所述第2爪部构成所述导通部。
6.根据权利要求5所述的导光单元，其特征在于， 所述第I爪部及所述第2爪部通过将所述金属板切起而形成。
7.根据权利要求6所述的导光单元，其特征在于， 形成于所述导光构件的贯通孔形成为将与所述第I爪部及所述第2爪部的板厚正交的宽度方向作为长边方向的狭缝状，所述第I爪部及所述第2爪部的宽度方向、及所述贯通孔的长边方向形成为不遮挡在所述导光构件内传播的光的方向。
8.根据权利要求5所述的导光单元，其特征在于， 在所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部分别形成有多个所述第I爪部及所述第2爪部，在所述导光构件上形成有多个所述贯通孔， 所述第I爪部、所述第2爪部及所述贯通孔分别形成为，将所述第I传感器电极部相对于所述第2传感器电极部每按预定角度改变方向而设置时，能够将所述第I爪部及所述第2爪部插入各贯通孔。
9.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于， 在所述导光构件的所述第I面上，在所述第I传感器电极部的周围形成有所述光取出部，在所述导光构件上与所述第I传感器电极部对置的区域内设置有光的入射面。
10.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于， 在所述第I传感器电极部，从与所述导光构件对置的对置面到所述对置面的相反面形成有光透射部，入射到所述导光构件内的光从所述导光构件的所述光取出部通过所述光透射部而被取出。
11.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于，层叠有在所述第I面设置有所述第I传感器电极部且在所述第2面设置有所述第2传感器电极部的第I导光构件、以及隔着所述第I传感器电极部而与所述第I导光构件对置的第2导光构件， 在所述第2导光构件的与所述第I导光构件对置的一侧的相反侧的面上，形成有取出从所述第I导光构件向所述第2导光构件传播的光的光取出部。
12.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于， 具备所述第I传感器电极部、所述第2传感器电极部及所述导通部的多个所述导光构件通过支撑体被连续设置。
13.一种输入装置，其特征在于， 具有权利要求I所述的导光单元、用于安装所述导光单元的基板、及光源， 所述导光单元使所述第2传感器电极部一侧与所述基板对置地安装于所述基板，所述导光单元能够检测操作体和所述第I传感器电极部之间的静电电容变化。
14.根据权利要求13所述的输入装置，其特征在于， 所述基板为安装所述导光单元及所述光源这双方的共用基板。
15.根据权利要求13所述的输入装置，其特征在于， 在所述第I面上除了所述第I传感器电极部的设置区域以外的区域形成有所述光取出部，入射到所述导光构件内的光被所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部反射或被除了所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部以外的反射层反射，向所述光取出部传播。
16.根据权利要求13所述的输入装置，其特征在于， 在所述导光构件的所述第I面上，在所述第I传感器电极部的周围设置有所述光取出部，所述光源与所述第I传感器电极部的大致中心位置在高度方向上对置地设置。
17.根据权利要求13所述的输入装置，其特征在于， 在所述导光单元的所述第I面一侧设置有具有操作面和照明部的表面构件，所述操作面能够实现通过所述操作体进行操作，所述照明部能够使来自所述光取出部的光透射而向外部照射。
全文摘要
目的在于提供一种导光单元及使用了该导光单元的输入装置，该导光单元为小型且传感器电极部的形成位置的自由度高，传感器灵敏度优良，并且能够提高从光取出部取出的光的均匀性。本发明的导光单元(1)的特征在于，具备具有用于取出入射的光的光取出部(8)的导光构件(2)；配置于所述导光构件(2)的第1面(上表面(2a))一侧的第1传感器电极部(3)；配置于与所述第1面对置的所述导光构件的第2面(下表面(2b))一侧的第2传感器电极部(4)；以及在所述导光构件(2)内贯通而使所述第1传感器电极部(3)和所述第2传感器电极部(4)之间电连接的导通部(由在第1传感器电极部(3)上形成的第1爪部(11)和在第2传感器电极部(4)上形成的第2爪部(13)构成)。
文档编号G09F13/00GK102714114SQ201080042879
公开日2012年10月3日 申请日期2010年10月13日 优先权日2009年10月29日
发明者下村尚登, 伊藤直树, 相原正巳, 羽山刚 申请人:阿尔卑斯电气株式会社
技术领域：
本发明涉及一种具备导光构件和传感器电极部的导光单元及使用了所述导光单元的输入装置。
背景技术：
下述的专利文献1、2所记载的发明中，公开了具有电路基板、光源、导光板、电极板、显示板(图形设计板)等而构成的静电电容型的输入装置。来自光源的光入射到导光板，所述光从所述导光板向电极(专利文献I及专利文献2中由透光性的材质形成)、进而向显示板(图形设计板)传播。专利文献I及2所记载的发明中，需要将从电极板延长的布线部引导至与电路基板连接的位置的作业，还需要引导空间，成为阻碍输入装置小型化的要因。另外，专利文献
1、2所记载的发明中，在组装各构件时需要导光板和电极板之间的位置对准。下述的专利文献3所记载的静电电容型的输入装置具有导光板、与导光板的两侧连接的透镜部、设于透镜部的表面的溅射层(金属层)等。专利文献3所记载的发明中，由于是在导光板的两侧配置有透镜部的构成，因此不能促进小型化。另外专利文献3所记载的发明中，将溅射层(金属层)沿透镜部的表背面及侧面形成，因此不能实现例如仅在导光板的大致中央部分形成溅射层(金属层)的构成，溅射层(金属层)的形成位置的自由度较低。或与用于实现上述构成的基板的连接结构等不明确。专利文献4所记载的输入装置中，由于与导光构件的位置关系，传感器电极的形成位置及形成范围(具体而言以环形状形成传感器电极)被限制，不能较大地形成传感器电极，另外不能将传感器电极配置在与手指(操作体)对置的位置，传感器灵敏度容易降低。专利文献5所记载的输入装置中，传感器电极设置在导光构件的下表面侧，手指(操作体)与传感器电极间的距离分离，因此传感器灵敏度容易降低。另外上述的专利文献所记载的发明中，均是从导光构件的上表面的大致全部区域取出光的方式，但图形设计薄膜上通常仅在记号或文字等有限的范围内设有照明部。因此，与图形设计薄膜的方式无关地，在从导光构件的上表面全部区域朝向操作面方向取出光的方式中，在到达图形设计薄膜上所设置的照明部之前的期间光发生分散、衰减等，照明部的亮度容易下降。另外，导光构件的上表面(光出射面)上的亮度在与光源对置的部位增强等，容易产生光不均，照明部的光的均匀性(每单位面积的亮度在光出射面上大致均匀的状态)容易下降。这样，上述专利文献中，未公开根据图形设计薄膜的方式从导光构件高效地取出光的结构。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2003-308768号公报
专利文献2 :日本特开2006-128020号公报专利文献3 :日本特开2008-59787号公报专利文献4 :美国专利申请公开第2009/0090605号说明书专利文献5 :美国专利申请公开第2009/0090611号说明书
发明内容
发明要解决的课题本发明用于解决上述现有技术的课题，目的在于提供一种导光単元及使用了该导光単元的输入装置，该导光単元小型且传感器电极部的形成位置的自由度高，传感器灵敏度优良，而且能够提高从光取出部取出的光的均匀性。
0018]用于解决课题的手段本发明中的一种导光単元，其特征在于，具备导光构件，具有用于取出所入射的光的光取出部；第I传感器电极部，配置于所述导光构件的第I面ー侧；第2传感器电极部，配置干与所述第I面对置的所述导光构件的第2面ー侧；以及导通部，在所述导光构件内贯通，使所述第I传感器电极部和所述第2传感器电极部之间电连接。本发明中，形成在导光构件的双面配置传感器电极部、并利用通过导光构件的内部的导通部使这些传感器电极部电连接的単元结构，由此能够将在导光构件的第2面配置的第2传感器电极部作为向基板的安装面使用，能够简单且适当地进行向导光单元的基板的安装。另外本发明中的导光单元为在导光构件的双面配置有传感器电极部的构成，因此能够使导光単元薄型化，此外利用在导光构件内贯通的导通部使第I传感器电极部和第2传感器电极部之间电连接，因此也能够减小导光单元的平面的大小。因此能够促进组装有导光单元的输入装置的薄型化、小型化。而且本发明中，形成为利用贯通导光构件内而形成的导通部使第I传感器电极部和第2传感器电极部之间电连接的结构，即使导光构件多少具有厚度，也能够抑制传感器灵敏度劣化，另外由于导通部未向外部露出，因此能够确保电气稳定性。另外通过在导光构件内设置导通部，第I传感器电极部的形成位置、形成范围的自由度变高，因此能够根据使用用途、具有操作面的表面的设计(图形设计)等，自由地设计传感器区域(第I传感器电极部的形成区域)和光取出部的形成区域这双方，并且所述导通部的大小也能够形成为不阻碍导光构件内的光的传播的程度。因此本发明中能够根据输入装置上所设置的具有操作面的表面的图形设计而适当地形成传感器区域和光取出区域，而且，能够增大从光取出部射出的光的亮度且有效地提高光的均匀性(每单位面积的亮度在光取出部大致均匀的状态)。特别是在本发明中，所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部能够作为对入射到所述导光构件内的光进行反射的反射层发挥功能，因此能够提高光的传播效率，从光取出部高效地取出光，因此能够增大从光取出部取出的光的亮度且更有效地提高光的均匀性。另外本发明中，所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部优选由光反射率大于光吸收率的材质形成。由此，能够使入射到导光构件内的光被所述传感器电极部反射而朝向光取出部的方向高效地传播，能够提高传播效率。另外本发明中，优选所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部由金属板形成。由此，通过组装导光构件和传感器电极部，能够简单地形成导光单元。另外由于利用金属板形成传感器电极部，因此能够使入射到导光构件内的光被所述传感器电极部反射而朝向光取出部的方向高效地传播，能够提高传播效率。另外本发明中，优选，在所述第I传感器电极部设置有向所述第2传感器电极部的方向延伸的第I爪部，在所述第2传感器电极部设置有向所述第I传感器电极部的方向延伸的第2爪部，在所述导光构件上形成有从所述第I面贯通到所述第2面的贯通孔，所述第I爪部及所述第2爪部分别插入到所述贯通孔内，由所述第I爪部和所述第2爪部构成所述导通部。由此能够将第I传感器电极部及第2传感器电极部简单地组装到导光构件的双面。
另外本发明中，优选，所述第I爪部及所述第2爪部通过将所述金属板切起而形成。由此，能够简单且适当地形成第I爪部及第2爪部。另外本发明中，优选，形成于所述导光构件的贯通孔形成为将与所述第I爪部及所述第2爪部的板厚正交的宽度方向作为长边方向的狭缝状，所述第I爪部及所述第2爪部的宽度方向、及所述贯通孔的长边方向形成为不遮挡在所述导光构件内传播的光的方向。由此，能够较有效地提高从光取出部取出的光的均匀性。另外本发明中，优选，在所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部分别形成有多个所述第I爪部及所述第2爪部，在所述导光构件上形成有多个所述贯通孔，所述第I爪部、所述第2爪部及所述贯通孔分别形成为，将所述第I传感器电极部相对于所述第2传感器电极部每按预定角度改变方向而设置吋，能够将所述第I爪部及所述第2爪部插入各贯通孔。由此即使在使第I传感器电极部的方向相对于第2传感器电极部改变预定角度而设置的情况下，也能够向导光构件的各贯通孔内插入第I爪部及第2爪部而构成导通部，能够使第I传感器电极部及第2传感器电极部的组装容易化。另外本发明中，优选在所述导光构件的所述第I面上，在所述第I传感器电极部的周围形成有所述光取出部，在所述导光构件上与所述第I传感器电极部对置的区域内设置有光的入射面。由此，能够使入射到导光构件内的光向导光构件的外周部的全方位传播，从在第I传感器电极部的周围形成的光取出部高效且容易地取出均匀的光。另外本发明中，也能够构成为，在所述第I传感器电极部从与所述导光构件对置的对置面到所述对置面的相反面形成有光透射部，入射到所述导光构件内的光从所述导光构件的所述光取出部通过所述光透射部而被取出。另外本发明中，也能够构成为，层叠有在所述第I面设置有所述第I传感器电极部且在所述第2面设置有所述第2传感器电极部的第I导光构件、以及隔着所述第I传感器电极部而与所述第I导光构件对置的第2导光构件，在所述第2导光构件的与所述第I导光构件对置的ー侧的相反侧的面上，形成有取出从所述第I导光构件向所述第2导光构件传播的光的光取出部。另外本发明中，能够构成为，具备所述第I传感器电极部、所述第2传感器电极部及所述导通部的多个所述导光构件通过支撑体被连续设置。此时，不需要像现有技术那样从各导光构件的传感器电极拉出布线部，能够将在各导光构件的第2面上配置的第2传感器电极部作为向基板的安装面使用，这样能够简单且适当地将连续设置有多个导光构件的导光单元向基板安装。另外本发明中的一种输入装置，其特征在于，具有上述任一项所记载的导光单元、用于安装所述导光单元的基板、及光源，所述导光单元使所述第2传感器电极部一侧与所述基板对置地安装于所述基板，所述导光单元能够检测操作体和所述第I传感器电极部之间的静电电容变化。使用了本申请的导光单元的输入装置中，能够以比较简单的结构，实现射出的光的均匀性和稳定的传感器灵敏度。另外由于在接近操作面一侧的导光构件的第I面上设置第I传感器电极部，因此能够增大作用于第I传感器电极部和操作体之间的静电电容变化，能够提高传感器灵敏度。本发明中，优选，所述基板为安装所述导光单元及所述光源这双方的共用基板。通 过这样使用共用基板，能够实现输入装置的薄型化。另外本发明中，优选构成为，在所述第I面上除了所述第I传感器电极部的设置区域以外的区域形成有所述光取出部，入射到所述导光构件内的光被所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部反射或被除了所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部以外的反射层反射，向所述光取出部传播。由此能够优先向光取出部引导光，能够增大从光取出部射出的光的亮度且有效地提高光的均匀性。另外本发明中，优选，在所述导光构件的所述第I面上，在所述第I传感器电极部的周围设置有所述光取出部，所述光源与所述第I传感器电极部的大致中心位置在高度方向上对置地设置。由此，能够使入射到导光构件内的光向导光构件的外周部的全方位传播，从在第I传感器电极部的周围形成的光取出部高效且容易地取出均匀的光。另外本发明中，优选，在所述导光单元的所述第I面一侧设置有具有操作面和照明部的表面构件，所述操作面能够实现通过所述操作体进行操作，所述照明部能够使来自所述光取出部的光透射而向外部照射。本发明中，能够根据具有操作面的表面的图形设计的方式，自由地设计传感器区域和光取出区域，而且能够实现可增大从照明部射出的光的亮度且有效地提高光的均匀性的输入装置。发明效果根据本发明，能够实现一种导光单元及使用了该导光单元的输入装置，该导光单元小型且传感器电极部的形成位置的自由度高，传感器灵敏度优良，而且能够提高从光取出部射出的光的均匀性。
图I是本实施方式的导光单元的分解立体图。图2(a)是用于说明第I传感器电极部和第2传感器电极部之间的导通部的结构的局部放大立体图，图2(b)是从相反侧观察图2(a)的导通部时的局部放大立体图。图3是图2所示的所述导通部及插入有所述导通部的设置于导光构件的贯通孔附近的局部放大纵剖视图。图4是图I所示的第I传感器电极部及第2传感器电极部的放大立体图。
图5是本实施方式的输入装置的分解立体图。图6是表示将图5所示的多个导光単元连续设置于支撑体的状态的立体图。图7是表示输入装置的具有操作面的表面的俯视图。图8是将图7所示的输入装置沿A-A线切断而从箭头方向观察时的输入装置的纵首1J视图。图9是表示与图7不同的实施方式的输入装置的具有操作面的表面的俯视图。图10是表示将与图6不同的实施方式的多个导光単元连续设置于支撑体的状态的立体图。图11是与图I不同的实施方式的导光单元的分解立体图。图12是组装图11的导光单元而构成的输入装置的纵剖视图。图13是与图8、图12不同的实施方式的输入装置的纵剖视图。
具体实施例方式图I是本实施方式的导光单元的分解立体图，图2(a)是用于说明第I传感器电极部与第2传感器电极部之间的导通部的结构的局部放大立体图，图2(b)是从相反侧观察图2(a)的导通部时的局部放大立体图，图3是图2所示的所述导通部及插入有所述导通部的设于导光构件的贯通孔附近的局部放大纵剖视图，图4是图I所示的第I传感器电极部及第2传感器电极部的放大立体图，图5是本实施方式的输入装置的分解立体图，图6是表示将图5所示的多个导光単元连续设置于支撑体的状态的立体图，图7是表示输入装置的具有操作面的表面的俯视图，图8是将图7所示的输入装置沿A-A线切断而从箭头方向观察时的输入装置的纵剖视图。各图中的Xl方向是指左方向，X2方向是指右方向，Yl方向是指前方，Y2方向是指后方，Zl方向是指上方向，Z2方向是指下方向。如图I、图8等所示,本实施方式的导光单元(light guide unit) I具有导光构件(light guide) 2、在导光构件2的上表面(第I面)2a设置的第I传感器电极部3、在导光构件2的下表面(第2面)2b设置的第2传感器电极部4、位于第I传感器电极部3的上表面及第2传感器电极部4的下表面的各粘接层5、6。导光构件(light guide)2中，上表面(第I面)2a及下表面(第2面)2b为大致平坦面，由具有预定厚度的板状形成。导光构件2由透光性的材料形成，为透明或半透明，树脂、玻璃等均可。例如，导光构件2由透明或半透明的热塑性树脂形成，可由聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)、聚碳酸(PC)、聚こ烯、聚对苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)、环烯类树脂(C0P/C0C)、热塑性聚氨酯(TPU)等形成。或者也可以由环氧树脂、有机硅树脂、丙烯树脂、聚氨酯等光固化型、热固化型的树脂形成。如图I所示，在导光构件2上，分别在相比中心位置01靠左侧(Xl)及右侧(X2)形成从上表面(第I面)2a向下表面(第2面)2b贯通的贯通孔7、7。此处“中心位置01”是指前后左右方向的中心。各贯通孔7、7形成为相比前后方向(Y1-Y2)向左右方向(X1-X2)较长地延伸的狭缝状。 各贯通孔7、7沿从中心位置01引向左右方向(X1-X2)的直线上形成。图I所示的导光构件2的上表面2a的一部分形成为相比上表面2a上的其他部分取出更多的光的光取出部8。图I中光取出部8形成为以大致矩形状包围上表面2a的周围的形状。上表面2a中由所述光取出部8包围的内侧的部分形成为用于设置第I传感器电极部3的传感器区域2c。如图8所示，从光入射面9入射的光L在导光构件2内传播，从光取出部8向上方(Z2)取出。光取出部8是能够优先取出光L的区域，光取出部8中，也可以加工导光构件2的上表面2a而从光取出部8优先取出光L,或者也可以如图8所不,在光取出部8的正下方的导光构件2的下表面2b侧形成槽或棱镜等反射结构部10，利用所述反射结构部10对在导光构件2内传播来的光L进行折射、反射、散射等，伴随于此优先从光取出部8向上方取出。或者也可以将除了光取出部8以外的上表面区域着色为不透明等，从光取出部8优先取出光L。能够在导光构件2的上表面(第I面)2a、下表面(第2面)2b、或内部、或上述2个以上的部位设置具有槽、棱镜、凹凸、涂工散射体等且发挥从光取出部8优先取出光L的功能的结构部分。图I所示的实施方式中，第I传感器电极部3及第2传感器电极部4为对不锈钢等不透明的金属板进行冲压成型而形成。
如图I所示，第I传感器电极部3上，在相比中心位置02靠左侧(Xl)及右侧(X2)的位置分别形成有第I爪部11、11 (左侧的爪部11虽然在附图上看不到但实际上形成了)。此处“中心位置02”是指前后左右方向的中心。各第I爪部11位于与在导光构件2形成的各贯通孔7、7对置的位置，朝向下方向(Z2)而形成。各第I爪部11、11通过对金属板进行切起加工而形成。如图I所示，相比第I传感器电极部3的中心位置02靠左侧(Xl)形成的第I爪部11在通过切起加工形成的槽部3a的前方(Yl)形成，另一方面，相比中心位置02靠右侧(X2)形成的第I爪部11在通过切起加工形成的槽部3a的后方(Y2)形成，这样一组第I爪部11在槽部3a的前后相互不同地形成。另外，如图I所示，在第2传感器电极部4上，分别在相比中心位置03靠左侧(Xl)及右侧(X2)的位置形成有第2爪部13、13。此处“中心位置03”是指前后左右方向的中心。各第2爪部13在与形成于导光构件2的各贯通孔7、7对置的位置朝向上方向(Zl)形成。各第2爪部13、13通过对金属板进行切起加工而形成。如图I所示，相比中心位置03靠左侧(Xl)形成的第2爪部13在通过切起加工形成的槽部4a的后方(Y2)形成，另一方面，相比中心位置03靠右侧(X2)形成的第2爪部13在通过切起加工形成的槽部4a的前方(Yl)形成，这样一组第2爪部13在槽部4a的前后相互不同地形成。另外，第I爪部11、11和第2爪部13、13分别插入在导光构件2上形成的各贯通孔7、7内时，插入相同贯通孔7、7的第I爪部11和第2爪部13在槽部3a、4a的前后不同的位置形成，即使向各贯通孔7、7分别插入第I爪部11和第2爪部13，也不会相互碰撞。如图I所示，在第2传感器电极部4的包括中心位置03在内的中央区域形成有孔4b。该孔4b为了使来自光源的光入射到导光构件2内是必要的。同样的孔也设置于在第2传感器电极部4下配置的粘接层6。向导光构件2的各贯通孔7、7插入第I传感器电极部3的第I爪部11、11及第2传感器电极部4的第2爪部13、13时，导光构件2、第I传感器电极部3及第2传感器电极部4的各中心位置01、02、03在高度方向上基本一致。
如上所述，设有一组的第I爪部11、11及第2爪部13、13分别在槽部3a、4a的前后相互不同地形成。因此在图4的状态和从图4的状态起如箭头所示使第I传感器电极部3在X-Y平面上旋转了 180度的状态下，位于第I传感器电极部3的中心位置02的左侧的第I爪部11相对于槽部3a —定位于前方(Yl)，位于所述中心位置02的右侧的第I爪部11相对于槽部3a —定位于后方(Y2)。因此，如图3、图4所示，即便使第I传感器电极部3相对于第2传感器电极部4旋转180度设置，插入各贯通孔7的第I爪部11和第2爪部13的配置关系也相同，因此，在组装导光単元I吋，能够不考虑第I传感器电极部3及第2传感器电极部4的向左右方向的朝向而组装，能够容易地组装。另外，第I传感器电极部3及第2传感器电极部4例如为正方形的情况下，将各贯通孔7、各第I爪部11及各第2爪部13从中心位置01、02、03向前后左右分别设置4处，即便使第I传感器电极部3相对于第2传感器电极部4毎次旋转90度设置，也可以使插入各贯通孔的第I爪部11和第2爪部13的配置始終相同。该构成中，即便使第I传感器电 极部3相对于第2传感器电极部4每次按90度改变朝向而设置，也能够使第I传感器电极部3及第2传感器电极部4的各爪部插入导光构件2的各贯通孔内且卡定，由于无需考虑第I传感器电极部3及第2传感器电极部4的前后左右方向的朝向，因此能够使组装容易化。图I、图4等所示的第I爪部11、第2爪部13及贯通孔7的数量及配置是一例，但不限于此。图2(a)、(b)及图3表示在形成于导光构件2的贯通孔7中插入并卡定第I爪部11及第2爪部13的状态。本实施方式中，第I爪部11及第2爪部13构成将第I传感器电极部3及第2传感器电极部4之间电连接的导通部14。如图2(a)、(b)及图3所示，在各第I爪部11上形成对金属板进行切起加工等而朝向第2爪部13的方向突出的卡定突起12。卡定突起12例如如图2(b)、图3所示弯曲成大致V字状。另ー方面，如图2(a)、(b)及图3所示，在第2爪部13上形成卡定孔13a。例如首先，在形成于导光构件2的贯通孔7、7中从上方插入第I爪部11、11而在导光构件2的上表面2a的传感器区域2c设置第I传感器电极部3。接着，向所述贯通孔7、7从下方插入第2爪部13、13,在导光构件2的下表面2b设置第2传感器电极部4。将所述第2爪部13、13插入贯通孔7吋，能够弹性变形的卡定突起12按压于所述第2爪部13而变形，能够使第2爪部13顺利地插入贯通孔7内。马上，卡定突起12与在第2爪部13形成的卡定孔13a对置时,卡定突起12从变形状态复原而卡定突起12进入卡定孔13a内，第I爪部11和第2爪部13成为卡定的状态。由此第I传感器电极部3和第2传感器电极部4之间经由插入导光构件2的贯通孔7的第I爪部11和第2爪部13构成的导通部14而成为电连接的状态。如图3所示，能够使将第I爪部11和第2爪部13的板厚合计后的合计板厚Tl与在导光构件2形成的贯通孔7的前后方向(Y1-Y2)的宽度尺寸(与长边方向正交一侧的长度)T2大致相同或比T2稍大地形成。因此，该情况下，能够使第I爪部11和第2爪部13压入贯通孔7、7内，能够将第I传感器电极部3及第2传感器电极部4适当地固定支撑于导光构件2的上下方。另外，该情况下，在第I传感器电极部3和导光构件2之间、及第2传感器电极部4和导光构件2之间是否设置粘接层是任意的。另外，也可以使所述合计板厚Tl比所述贯通孔7的宽度尺寸T2稍大，该情况下，优选在第I传感器电极部3和导光构件2之间、及第2传感器电极部4和导光构件2之间设置粘接层，对各传感器电极部3、4和导光构件2之间进行固定支撑。另外除了第I传感器电极部3和导光构件2之间、及第2传感器电极部4和导光构件2之间经由粘接层而紧贴的构成以外，也能够形成在第I传感器电极部3和导光构件2之间、及第2传感器电极部4和导光构件2之间介有空气层的构成、或介有其他介质的方式。另外本实施方式中，如图I所示，设于导光构件2的各贯通孔7、7在从中心位置01向左右方向(X1-X2)的直线上形成，且各贯通孔7、7以使左右方向作为长边方向的狭缝状形成。另外在第I传感器电极部3上形成的第I爪部11、11及第2爪部13、13分别在从中心位置02、03向左右方向(X1-X2)的直线上形成，且各爪部11、13以左右方向为宽度方向， 以前后方向(Y1-Y2)为板厚方向而形成。图I所示的实施方式中，对金属板进行切起加工而形成各爪部11、13，由此能够在上述方向上适当地形成各爪部11、13。如后所述光源在导光构件2、传感器电极部3、4的中心位置01、02、03的大致正下方设置。因此，从光源入射到导光构件2内的光在俯视图上从大致中心位置01、02、03向导光构件2的外周部的全方位传播，但此时，从大致中心位置01、02、03向左右方向(X1-X2)传播的光的传播方向和从大致中心位置01、02、03沿左右方向(X1-X2)的直线上形成的各贯通孔7、爪部11、13的长边方向一致，因此各贯通孔7及爪部11、13的长边方向朝向不遮挡光的传播的方向，因此能够形成为传播效率优良的构成。另外，能够抑制成为各贯通孔7及爪部11、13的暗处而导致光取出部8的一部分变暗从而在照明中产生不均。图I所示的粘接层5、6例如为双面粘接带。虽然材质没有限制，但由于第2传感器电极部4是向后述基板的安装面，因此在所述第2传感器电极部4的下表面配置的粘接层6具有导电性时，能够使第2传感器电极部4经由所述粘接层6与基板的布线部电连接。组装图I的各构成构件而成的导光单元I例如设置在设于图5所示的支撑体20的设置孔20a内。导光单元I的侧端部2d例如经由粘接层21 (参照图8)固定支撑于支撑体20。如图5、图6所示，支撑体20沿左右方向(X1-X2)较长地形成，沿左右方向隔出间隔形成多个设置孔20a，构成多个导光单元I设置于各设置孔20a的连续设置结构。支撑体20除了固定支撑导光单元I以外，还具有经由粘接层22、23固定外装壳体24及基板25的作用。而且，支撑体20还具有阻塞从导光构件2的侧端部2d漏出的光而限制照光区域的外缘的作用。支撑体20自身可以由具有遮光性的材质形成，也可以在支撑体20的表面形成遮光层。特别是在本实施方式中为将多个导光单元I连续设置的方式，因此通过使用具有遮光性的支撑体20，能够在各导光单元I之间抑制光泄漏，能够分别使各导光单元I的照光区域适当地独立。另外，通过使支撑体20的与各导光单元I的导光构件2的侧端部2d对置的面具有反射性及散射性，也可以使从导光构件2的端部2d漏出的光再次返回到导光构件2内。粘接层22、23仅设置于支撑体20和外装壳体24、及支撑体20和基板25之间的情况下，材质及透明性没有限制，但为了避免光向相邻的照光区域漏出，优选由具有遮光性的材质形成。或者所述粘接层22不仅在支撑体20的上下涂敷，还在光的透射区域、即光取出部8上涂敷的情况下，需要由光固化性或热固化性的透明树脂形成所述粘接层22，形成光透射层。或者也可以与所述粘接层22不同，使透光性的粘接层介于光取出部8和外装壳体24之间。基板25例如由玻璃环氧树脂形成，但材质不受限制。如图5、图8所示，在基板25上与各导光单元I对置的位置形成有贯通孔25a。如图5所示，贯通孔25a优选形成为其中心位置04与导光单元I的中心位置01、02、03在高度方向(Z1-Z2)上一致。如图8所示，在基板25的下表面25b上与贯通孔25a对置的位置设置有光源26。光源26的中心设置成与贯通孔25a的中心位置04 —致。光源26例如为发光二极管(LED)，但没有特别限制。另外可根据用途选择顶部发射型、顶部反射型、侧部发射型、白色、淡色、复合颜色等，例如顶部发射型或顶部反射型适合。 另夕卜，图8所不的实施方式中，在光源26和导光构件2之间形成空气层27,但为了使从光源26照射的光高效地入射到导光构件2，优选利用光固化性或热固化性的透明树脂填充(密封)空气层27内。通过设置这种密封树脂，不仅能够高效地使从光源26发出的光入射到导光构件2，还能够缓和光源26的安装偏差及产品组装引起的位置偏差等造成的光取入的绝对量或光取入量的方位分布的差距。另外在基板25的表面印刷形成未图的布线部等，另外基板25的下表面25b除了光源26以外还作为IC (未图示)等的安装面使用。第2传感器电极部4及IC等成为与在基板表面形成的布线部电连接的状态。表面构件28由外装壳体24和图形设计薄膜30构成。外装壳体24由透光性的材质形成。对外装壳体24的上表面24a或下表面24b实施图形设计(设计)。例如图8所示的实施方式中，在外装壳体24的上表面24a粘贴图形设计薄膜30。如图7所示在图形设计薄膜30上，在与各导光单元I的光取出部8在高度方向上对置的位置形成由透明或半透明的透光性构成的由大致矩形状包围的形状的照明部30a，所述照明部30a以外的部分形成为着色过的非照明部(遮光部)30b。图5、图7、图8的实施方式中，位于图形设计薄膜30的上表面且由照明部30a包围的非照明部30b成为操作面32。通过组装图5所示的各构件，完成静电电容型的输入装置31。如图8所示，在操作面32上放置手指F(操作体)时，在手指F与第I传感器电极部3之间形成电容。本实施方式中，第I传感器电极部3经由导通部14与位于导光构件2的下表面的第2传感器电极部4电连接。并且，所述第2传感器电极部4与在基板25的表面形成的布线部电连接，所述布线部与设于基板25的IC(未图示)连接。因此，能够基于电容变化，利用与所述第2传感器电极部4电连接的1C，检测出手指F是否与操作面32接触。来自照明部30a的光的照射和手指F (操作体)的检测的动作关联性可任意设定。例如以如下方式进行控制使组装有图5所示的输入装置31的设备主体的开关闭合时，成为光从各照明部30a照射的状态，使手指F接触操作面32时，包围接触的操作面32的周围的照明部30a的光消去，或不发生变化，或变化成不同的顔色的光等。或者以如下方式进行控制使手指F接触操作面32之前，各照明部30a处于灭灯状态，使手指F接触操作面32时，包围接触的操作面32的周围的照明部30a发光。如图8所示光源26点亮时，从光源26发出的光L通过在第2传感器电极部4上形成的孔4b,从位于导光构件2的下表面的光入射面9入射到导光构件2内。此外在图8中光入射面9为平坦面，但为了使来自光源26的光高效地入射到导光构件2内，例如使光入射面9形成为棱镜形状或透镜形状，或使导光构件2的厚度在允许范围内较厚，从而能够提闻照光品质。光源26在导光构件2及传感器电极部3、4的中心位置01、02、03的大致正下方配置，入射到导光构件2内的光L朝向导光构件2的外周部向全方位传播。此时,光L被在导光构件2的上下表面形成的、由不透明的金属板构成的第I传感器电极部3及第2传感器电极部4反射，再次返回到导光构件2内，因此能够提高传播效率。在未形成传感器电极部 3、4的部位(例如图8所示的光入射面9的周边部)，空气层、具有光散射性的粘接层承担反射层。或者也可以使导光单元I经由具有透光性的粘接层固定在被赋予高反射性或散射性的基板25的表面，使所述基板25的表面形成为反射面。此外在空气层的情况下，存在光的一部分透射导光构件2的情况，因此若对基板25的表面赋予反射性或散射性，则能够使光再次返回到导光构件2内，能够提高传播效率。如上所述在导光构件2内朝向外周部传播的光L利用反射结构部10伴随折射、反射、散射等，从位于第I传感器电极部3的外周的光取出部8取出到上方。而且光L透射外装壳体24内从图形设计薄膜30的照明部30a向外部照射。如上所述，本实施方式的导光单元I为如下结构在导光构件2的双面配置传感器电极部3、4，利用通过导光构件2的内部的导通部14将这些传感器电极部3、4电连接。由此如图8所示，能够将在导光构件2的下表面(第2面)2b上配置的第2传感器电极部4用作向基板25的安装面，能够简单且适当地将导光单元I向基板25安装。另外本实施方式的导光单兀I为在导光构件2的双面配置有传感器电极部3、4的构成，因此能够使导光单元薄型化。另外由于利用在导光构件2内贯通的导通部14使第I传感器电极部3和第2传感器电极部4之间电连接，因此也能够减小导光单元I的平面的大小。从而能够促进组装有导光单元I的输入装置31的薄型化、小型化。而且在本实施方式中，形成利用在导光构件2内贯通形成的导通部14使第I传感器电极部3和第2传感器电极部4之间电连接的结构，即使导光构件2多少具有厚度也能够抑制传感器灵敏度的劣化，另外由于导通部14未向外部露出，因此能够确保电气稳定性。另外通过将导通部14设置于导光构件2内，能够提高第I传感器电极部3的形成位置、形成范围的自由度。即，例如图I等所示的第I传感器电极部3的形状及大小为一例，第I传感器电极部3的形状及大小可根据使用用途、具有操作面的表面的设计(图形设计)等适宜变更。例如能够容易地将2个以上的第I传感器电极部3设置于一个导光单元1，或者也能够将第I传感器电极部3避开导光构件2的中央部分而设于其周围等。本实施方式中，在导光构件2的上表面(第I面)2a设置第I传感器电极部3和光取出部8，但通过在贯通孔7内设置导通部14，能够自由地设计传感器区域(第I传感器电极部3的形成区域)和光取出部8的形成区域这双方。并且导通部14的大小也能够形成为不阻碍导光构件2内的光的传播的程度。特别是本实施方式中，如利用图I等说明的那样，使形成于导光构件2的贯通孔7、传感器电极部3、4的各长边方向形成为不遮挡光的传播的方向，因此能够适当地抑制传播效率降低。这样在本实施方式中，能够根据具有施加于输入装置31的操作面的表面上的图形设计方式自由地设计传感器区域和光取出区域，而且，能够以比较简单的结构向光取出部8优先引导光，能够增大从照明部30a向外部照射的光的亮度，且有效地提高光的均匀性(每单位面积的亮度在光取出部均匀的状态)。另外使用了本实施方式的导光单元I的输入装置31中，能够在接近导光构件2的操作面32的第I面(上表面2a)上设置第I传感器电极部3，另外使第I传感器电极部3和操作面32之间适当地紧贴，因此能够増大第I传感器电极部3和在操作面32上操作的手指(操作体)F之间作用的静电电容变化，能够提高传感器灵敏度。另外在使用了本实施方式的导光单元I的输入装置31中，如图5及图8等所示，能够将基板25作为安装导光单元I和光源26这双方的共用基板使用。由此，能够实现输 入装置31的薄型化，另外能够减少部件数量，能够降低制造成本。另外图8所不的实施方式中，在基板25的下表面25b安装光源26。该光源26的上表面侧是作为发光面的LED，通过将光源26、未图示的IC的安装限定于基板25的单面(下表面)，能够实现制造成本降低。本实施方式中，能够使由金属板形成的第I传感器电极部3及第2传感器电极部4作为反射层发挥功能，该反射层使从光入射面9入射的光L反射而向光取出部8的全部区域高效地传播。因此，能够提高传播效率，从光取出部8优先地取出光，能够增大从光取出部8取出的光的亮度且更有效地提高光的均匀性。图5所示的输入装置31中，在构成各导光单元I的第I传感器电极部3的周围设置光取出部8，与第I传感器电极部3的大致中心位置在高度方向上对置而设置光源26，因此能够使从光源26入射到导光构件2内的光L朝向导光构件2的外周在全方位上高效地传播，能够更有效地提高从光取出部8取出的光的均匀性。本实施方式中，未限定光源26的数量，但如图8等所示，在仅使I个光源26与第I传感器电极部3的大致中心位置在高度方向上对置，使用传感器电极部3、4、反射层将光L引导至光取出部8的构成中，能够使从光源26入射到导光构件2的光均匀地导向所述光取出部8的全部区域，能够利用减少部件数量且简单的结构实现从光取出部8取出的光的均匀性。图9是表不另ー实施方式的输入装置的具有操作面的表面的俯视图，图10是表不组装到具备图9的操作面的输入装置的导光单元的构成的立体图。图9所示的输入装置的构件的构成也与图5相同。但是与外装壳体24重叠设置的图形设计薄膜30的照明部由以被大致矩形状包围的形状形成的多个第I照明部30a、位于各第I照明部30a内的由预定的文字等构成的第2照明部30c构成。从第I照明部30a照射光的原理如利用图8说明的那样。图9的实施方式中，为了从第2照明部30c也照射光，例如如图10所示，通过在各第I传感器电极部3形成多个光透射孔40，并将光L2从导光构件2的上表面(第I面)2a通过光透射孔40取出到上方，从第2照明部30c也能够照射光。光透射孔40也可以为空气层，但在光透射孔40内填充透光性的树脂，能够将与所述光透射孔40对置的导光构件2的上表面2a作为光取出部，从而容易地将光L2从所述上表面2a取出到光透射孔40。或者也可以在与第I传感器电极部3对置的导光构件2的下表面侧设置如图8所示的反射结构部10，使得易于从光透射孔40取出在导光构件2内传播的光(该情况下，光透射孔40也可以为空气层)。另外光透射孔40可以是网眼状等规则地形成，也可以随机地形成。另外光透射孔40的形状可以为圆形状、四边形状等，没有特别限定。或者也可以为如下说明的构成。图11是其他实施方式的导光单元50的分解立体图，图12是将图11所示的导光单元50组装后的输入装置的纵剖视图。此外图11及图12中，对与图I及图8相同的构件标注相同标号。如图11所示，导光单元50由第I导光构件2、在第I导光构件2的上下设置的第I传感器电极部3及第2传感器电极部4、位于第I传感器电极部3的上表面的接合层51、位于所述接合层51的上表面的第2导光构件52、位于第2导光构件52的上表面及第2传感器电极部4的下表面的粘接层5、6构成。 接合层51是为了将第I传感器电极部3和第2导光构件52之间接合而设置的。接合层51形成为与第I传感器电极部3大致相同的大小。接合层51为例如双面粘接带。所述接合层51优选为带有粘接层的反射薄膜。在第2导光构件52的上表面52a的大致中央位置形成有第I光取出部53。所述第I光取出部53能够如下构成与在第I导光构件2上形成的光取出部8同样，例如在与第I光取出部53对置的第2导光构件52的下表面侧形成反射结构部，使在第2导光构件52内传播的光L2利用所述反射结构部伴随折射、反射、散射等而从第I光取出部53取出到上方。或者对所述第I光取出部53不特别进行任何加工，例如使透光性的外装壳体24紧贴所述第I光取出部53 (也可以使透光性的粘接层介于第I光取出部53和外装壳体24之间)，由此能够将导向第2导光构件52的光从第I光取出部53导向外装壳体24。另外该 情况下，第I光取出部53也可以为与图10同样除了多个光透射孔的区域以外着色成不透明的方式。另外，第2导光构件52上在第I光取出部53的周围形成有第2光取出部54，第2光取出部54在与形成于第I导光构件2的上表面的光取出部8对置的位置形成。第I光取出部53和第2光取出部54之间的边界部52b也可以不明确地存在，或者也可以形成沿着边界部52b将所述第2导光构件52的上表面着色的遮光层等。如图11、图12所示，在第I导光构件2的大致中央部形成沿上下方向贯通的孔55，孔55的侧壁为光入射面55a。从光入射面55a入射到第I导光构件2内的光L利用第I传感器电极部3及第2传感器电极部4反射并且在第I导光构件2内朝向外周部在所有方向上传播，利用在第I导光构件2的外周部设置的反射结构部10伴随反射、折射、散射等而朝向上方的光L从位于第I传感器电极部3的周围的光取出部8向第2导光构件52内传播。一部分光LI在与第I导光构件2对置的第2导光构件52内朝向上方透射,从第2光取出部54朝向上方取出，进而所述光LI透射外装壳体24，从图9所示的图形设计薄膜30的第I照明部30a照射。此外，孔55可以不一定贯通，另外光入射面55a也可以为透镜面那样的曲面。另外，也可以形成如下结构形成光反射构件、光散射体等而进一步使光朝向外周部分散。
另外如图12所示，在与第I导光构件2的光取出部8对置的第2导光构件52内、或所述光取出部8和所述第2导光构件52的界面上，设置凹凸、棱镜等结构部分56，用于通过使从第I导光构件2向第2导光构件52传播的光L的一部分折射、散射等，使第2导光构件52的内方向具有指向性。并且在第2导光构件52内传播的光L2被从第I光取出部53取出到上方，通过所述外装壳体24内而从图9所示的图形设计薄膜30的第2照明部30c照射。图12所示的实施方式中，介于支撑体20和外装壳体24之间的粘接层57还介于第2光取出部54和外装壳体24之间，因此粘接层57需要由透光性的树脂形成。另外图12中，第2导光构件52的第I光取出部53和外装壳体24之间为空气层，但为了提高传感器灵敏度，优选在第I光取出部53和外装壳体24之间也由透光性的树脂层填满。图13所示的另ー输入装置(对与图8相同的构件标注相同标号)中，在导光构件60的上表面(第I面)及导光构件60的下表面(第2面)上,分别形成光反射率大于光吸收率的金属、半导体、导电性树脂等不透明的传感器电极部61、62。传感器电极部61、62例 如通过溅射等蒸镀法、电镀法、印刷等形成。由此，利用传感器电极部61、62反射的光在导光构件60内传播，能够提高传播效率，能够更有效地提高从光取出部67取出的光的亮度及光的均匀性。如图13所不,第I传感器电极部61和第2传感器电极部62利用贯通导光构件60内的导通部66电连接。导通部66也能够在形成于导光构件60的贯通孔内填充使银、碳等导电性粒子以高密度分散得到的树脂膏，或利用蒸镀法、电镀等形成。另外图13所示的构成中，在导光构件60上形成在下表面具有开ロ部的凹部60a。基板68是光源65及导光单兀69的共用基板,光源65及导光单兀69均安装于在基板68的上表面上设置的布线部的连接位置。图13所示的实施方式中，在导光构件60上形成有在下表面具有开ロ部的凹部60a，因此能够在所述凹部60a内设置所述光源65。另外如图13所示在基板的背面设有IC70等，在基板68的上表面上形成的布线部和IC70例如经由贯通基板68的导通部(未图示)电连接。图13所示的实施方式中，第2传感器电极部62仅形成在限定的区域，在未设有第2传感器电极部62的区域上通过空气层、反射层71使光反射而在导光构件60内传播。第2传感器电极部62在与凹部60a对置的部分具有孔，也能够以与导光构件60的下表面大致相同的大小形成。图13所示的实施方式中，在导光构件60上设有微细的贯通孔，在该贯通孔内埋设将第I传感器电极部61和第2传感器电极部62之间电连接的导通部66，能够以不阻碍导光构件60内的光的传播的程度的大小形成所述导通部66。或者更优选利用透光性的导电层形成所述导通部66。另外本实施方式中，能够利用光透射率大于光吸收率的IT0(Indium Tin Oxide 铟锡氧化物)等透明导电材料形成第I传感器电极部61及第2传感器电极部62。该情况下，即使第I传感器电极部61向光取出部67延伸形成，也能够从光取出部67透射第I传感器电极部61取出光し由于传感器电极部61、62具有透光性，因此需要在第I传感器电极部61的上表面(除了与光取出部67对置的区域)及第2传感器电极部62的下表面设置反射层。此外，反射层也可以为空气层、或与基板68及外装壳体24的粘接层。
另外由透明导电材料形成第I传感器电极部61及第2传感器电极部62的情况下，也能够取代使导通部66贯通导光构件60的内部的方式，而如下构成沿导光构件60的侧端部60b的表面在高度方向上形成导通部，经由所述导通部，在导光构件60的外侧使第I传感器电极部61及第2传感器电极部62之间电连接。能够将本实施方式的输入装置作为便携设备、电气产品等的操作面板来组装。标号说明L、L1、L2 光01、02、03、04 中心位置1,50,69 导光单元 2、52、60 导光构件3、61第I传感器电极部4、62第2传感器电极部7贯通孔8、53、54、67 光取出部9光入射面10反射结构部11、13 爪部14,66 导通部20支撑体24外装壳体25、68 基板26、65 光源28表面构件30图形设计薄膜30a、30c 照明部31输入装置32操作面40光透射孔
权利要求
1.一种导光单元，其特征在于，具备 导光构件，具有用于取出所入射的光的光取出部； 第I传感器电极部，配置于所述导光构件的第I面一侧； 第2传感器电极部，配置于与所述第I面对置的所述导光构件的第2面一侧；以及 导通部，在所述导光构件内贯通，使所述第I传感器电极部和所述第2传感器电极部之间电连接。
2.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于， 所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部作为对入射到所述导光构件内的光进行反射的反射层发挥功能。
3.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于， 所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部由光反射率大于光吸收率的材质形成。
4.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于， 所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部由金属板形成。
5.根据权利要求4所述的导光单元，其特征在于， 在所述第I传感器电极部设置有向所述第2传感器电极部的方向延伸的第I爪部，在所述第2传感器电极部设置有向所述第I传感器电极部的方向延伸的第2爪部，在所述导光构件上形成有从所述第I面贯通到所述第2面的贯通孔，所述第I爪部及所述第2爪部分别插入到所述贯通孔内，由所述第I爪部和所述第2爪部构成所述导通部。
6.根据权利要求5所述的导光单元，其特征在于， 所述第I爪部及所述第2爪部通过将所述金属板切起而形成。
7.根据权利要求6所述的导光单元，其特征在于， 形成于所述导光构件的贯通孔形成为将与所述第I爪部及所述第2爪部的板厚正交的宽度方向作为长边方向的狭缝状，所述第I爪部及所述第2爪部的宽度方向、及所述贯通孔的长边方向形成为不遮挡在所述导光构件内传播的光的方向。
8.根据权利要求5所述的导光单元，其特征在于， 在所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部分别形成有多个所述第I爪部及所述第2爪部，在所述导光构件上形成有多个所述贯通孔， 所述第I爪部、所述第2爪部及所述贯通孔分别形成为，将所述第I传感器电极部相对于所述第2传感器电极部每按预定角度改变方向而设置时，能够将所述第I爪部及所述第2爪部插入各贯通孔。
9.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于， 在所述导光构件的所述第I面上，在所述第I传感器电极部的周围形成有所述光取出部，在所述导光构件上与所述第I传感器电极部对置的区域内设置有光的入射面。
10.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于， 在所述第I传感器电极部，从与所述导光构件对置的对置面到所述对置面的相反面形成有光透射部，入射到所述导光构件内的光从所述导光构件的所述光取出部通过所述光透射部而被取出。
11.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于，层叠有在所述第I面设置有所述第I传感器电极部且在所述第2面设置有所述第2传感器电极部的第I导光构件、以及隔着所述第I传感器电极部而与所述第I导光构件对置的第2导光构件， 在所述第2导光构件的与所述第I导光构件对置的一侧的相反侧的面上，形成有取出从所述第I导光构件向所述第2导光构件传播的光的光取出部。
12.根据权利要求I所述的导光单元，其特征在于， 具备所述第I传感器电极部、所述第2传感器电极部及所述导通部的多个所述导光构件通过支撑体被连续设置。
13.一种输入装置，其特征在于， 具有权利要求I所述的导光单元、用于安装所述导光单元的基板、及光源， 所述导光单元使所述第2传感器电极部一侧与所述基板对置地安装于所述基板，所述导光单元能够检测操作体和所述第I传感器电极部之间的静电电容变化。
14.根据权利要求13所述的输入装置，其特征在于， 所述基板为安装所述导光单元及所述光源这双方的共用基板。
15.根据权利要求13所述的输入装置，其特征在于， 在所述第I面上除了所述第I传感器电极部的设置区域以外的区域形成有所述光取出部，入射到所述导光构件内的光被所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部反射或被除了所述第I传感器电极部及所述第2传感器电极部以外的反射层反射，向所述光取出部传播。
16.根据权利要求13所述的输入装置，其特征在于， 在所述导光构件的所述第I面上，在所述第I传感器电极部的周围设置有所述光取出部，所述光源与所述第I传感器电极部的大致中心位置在高度方向上对置地设置。
17.根据权利要求13所述的输入装置，其特征在于， 在所述导光单元的所述第I面一侧设置有具有操作面和照明部的表面构件，所述操作面能够实现通过所述操作体进行操作，所述照明部能够使来自所述光取出部的光透射而向外部照射。
全文摘要
目的在于提供一种导光单元及使用了该导光单元的输入装置，该导光单元为小型且传感器电极部的形成位置的自由度高，传感器灵敏度优良，并且能够提高从光取出部取出的光的均匀性。本发明的导光单元(1)的特征在于，具备具有用于取出入射的光的光取出部(8)的导光构件(2)；配置于所述导光构件(2)的第1面(上表面(2a))一侧的第1传感器电极部(3)；配置于与所述第1面对置的所述导光构件的第2面(下表面(2b))一侧的第2传感器电极部(4)；以及在所述导光构件(2)内贯通而使所述第1传感器电极部(3)和所述第2传感器电极部(4)之间电连接的导通部(由在第1传感器电极部(3)上形成的第1爪部(11)和在第2传感器电极部(4)上形成的第2爪部(13)构成)。
文档编号G09F13/00GK102714114SQ201080042879
公开日2012年10月3日 申请日期2010年10月13日 优先权日2009年10月29日
发明者下村尚登, 伊藤直树, 相原正巳, 羽山刚 申请人:阿尔卑斯电气株式会社
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