静电电容式传感器的制作方法

专利名称：静电电容式传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有传感器功能和导光功能的导光体一体型的静电电容式传感器。
背景技术：
作为与本发明相关的现有技术文献存在以下的专利文献1、2。 专利文献1是在导光部件上安装了静电电容式传感器的现有技术。在专利文献1中，将从光源射出的光通过经由导光体从镜子的背面进行照射，并且设置静电电容式传感器来构成，通过上述传感器进行人体检测而切换光源的开和关。当人体接近静电电容式传感器时，传感器检测到人体而切换光源的动作状态。由此，镜子从背面照光，镜子的前面被昭亮。 另外，专利文献2是涉及使用了导光体的、具有照光功能的电子设备的现有技术。在专利文献2中，发光部被插入到形成在导光体上的收容部中。从发光部产生的光沿着导光板前进，由形成在触摸板上的导光部引导，对在设置于主体侧的各种触摸键进行照明。
专利文献1 :日本专利特开2006-164672号公报；
专利文献2 :日本专利特开2007-068173号公报。 但是，专利文献1所记载的是导光体和静电电容式传感器分开形成的结构。因此，存在难以降低制造成本这样的问题。 另外，在专利文献1的记载中，因为形成静电电容式传感器的电极是平面形状，所以在镜子等固定传感器的面(固定面)是平面的情况下不存在问题，但是所述固定面为曲面的情况下，难以将传感器安装在曲面上。即存在以下问题在电极面和曲面之间形成有不需要的间隙，静电电容式传感器的静电电容量变小，难以提高检测精度。 本发明就是用于解决上述现有的问题的，其目的在于提供一种能够因减少零件个数而使成本降低并提高检测精度的静电电容式传感器。

发明内容
本发明具有如下特征具有导光体以及在导光体的一面上一体形成的电极，并检测接近导光体的另一面的物体与所述电极之间形成的电容。 在本发明中，因为在导光体上一体地形成有静电电容式传感器的电极，所以能够
降低制造成本。并且能够易于向静电电容式传感器的设备内部进行安装。
例如，在上述导光体形成有曲面，在该曲面的内部形成有所述电极。
在上述手段中，能够难以在电极和导光体的曲面之间不易形成不需要的间隙(空
气层)，并能够维持静电传感器的较高的检测精度。 在上述中，优选所述导光体配置在具有光源的基板上，并配置为所述光源发出的光入射到所述导光体上。 上述手段中，将光源发出的光高效率地导入导光体内。 另外，优选在所述导光体的未形成有所述电极的一侧的面上设置有树脂层，使之与安装所述导光体的电子设备的外装壳体贴紧。 在上述手段中，能够使导光体与外装壳体之间贴紧，并能够防止在它们之间形成有空气层。因此，能够防止静电传感器的灵敏度降低，并也能够防止基于折射率的差而导致的光的损耗。 另外，优选上述树脂层包含光扩散剂或者荧光剂的树脂层。 在上述手段中，因为能够使光扩散等，所以可防止光斑(局部过热的形成)。因此，例如能够使外装壳体均匀地发光。 另外，优选的是在所述导光部件设置有用于在所述基板进行固定的卡定部，在所述基板上设置有与所述电极接触的接触件和所述卡定部卡定的被卡定部，在将所述卡定部卡定于所述被卡定部时，所述接触件与所述电极接触，并且所述光源与所述导光部件的入射部相向地配置。 在上述手段中，能够简单地安装导光体一体型的静电电容式传感器。并且，当使光源和入射部相向时，能够同时进行连接器和连接电极之间的接续。 本发明因为在导光体形成静电传感器，所以能够减少部件数，并降低制造成本。
另外，即使在以往形成电极困难的导光体的角或者曲面部等也能够高精度地形成电极。因此能够提高设计的自由度。


图1是部分地示出作为本发明实施方式的搭载有导光体一体型的静电电容式传感器的电子设备的结构的截面图； 图2示出了导光体一体型的静电电容式传感器的立体图； 图3示出从与图2不同方向看的导光体一体型的静电电容式传感器和基板的立体图； 图4示出连接导光体一体型的静电电容式传感器的连接器的截面，(A)是示出接触时的状态的截面图，(B)是示出连接后的状态的截面图； 图5(A)到(C)是使用型内处理法的导光体一体型的静电电容式传感器的制造方
法的工序图。 标号说明 10传感器(导光体一体型静电电容式传感器)，11导光体，11C曲面部，
lla入射部，lib卡定部，12检测电极，13连接电极，14配线，
16树脂层，20外装壳体，30基板，31光源，32卡定孔(被卡定部)，
40连接器，41弹性接触件，51剥离片，52电极。
具体实施例方式
图1是部分地示出作为本发明实施方式的搭载有导光体一体型的静电电容式传感器的电子设备的结构的截面图，图2示出了导光体一体型的静电电容式传感器的立体图，图3示出从与图2不同方向看的导光体一体型的静电电容式传感器和基板的立体图，图4示出连接导光体一体型的静电电容式传感器的连接器的截面，(A)是示出接触时的状态的截面图，(B)是示出连接后的状态的截面图。另外，在图2和图3中省略了外装壳体来示出。 作为图1示出的电子设备例如有便携电话、电子词典、便携型的音乐播放器等，但不限于此。本发明的导光体一体型的静电电容式传感器10(以下简称作"传感器")搭载于这样的电子设备上。 如图2、图3所示，传感器10具有成为基材的导光体11。上述导光体ll由丙烯、聚碳酸酯等透明的树脂材料形成。在导光体11的内表面(图示Z2方向的下表面)上设置有多个检测电极12、多个连接电极13、用于分别连接检测电极12和连接电极13之间的配线14等。上述检测电极12是用于在与人体等的物体之间形成静电电容的电极，具有规定的面积。 各检测电极12、连接电极13以及配线14例如通过型内处理法形成在在导光体11的内表面(下表面)11B、尤其形成在曲面部11C的内表面。另外，对于型内处理法的详细情况在后说明，如图2所示，例如即使对于导光体11不是平面形状、为凹型或凸型等的不规则的曲面部11或角也能柔软地对应，并能够以高精度在这些曲面部或角上形成检测电极。
因此，能够防止在导光体11形成检测电极12时，在导光体11的下表面IIB或曲面部11C与检测电极12的相向面之间形成不需要的间隙(空气层)。由此，能够使由检测电极12形成的静电电容稳定。 这样，上述传感器10被安装于覆盖电子设备的外装壳体20的内侧。 这种情况下，在将上述传感器10安装于内侧的状态下，外装壳体20也可以是嵌合
到其他电子设备的壳体中的结构。 在上述外装壳体20的表面形成有多个照明用的狭缝(使外装涂层的一部分开口 )(未图示)。并且，在上述导光体ll的、与上述狭缝对应的位置处形成有由粗面形成的照光部(未图示)。 如图3所示，电子设备具有基板30，当上述传感器10与外装壳体20 —同被安装于电子设备上时，导光体11与基板30相向配置。 在上述基板30上设置有多个光源31以及连接器40等。这里的光源31优选例如LED等的半导体型光学元件，但不限于此。 各光源31与形成所述传感器10的导光体11的一个端面相向配置。即，导光体11的一个端部11D即曲面部11C的前端侧与所述基板30对向。各光源31与所述导光体11的一个端部对向地配置在基板30上。如图3所示，在导光体11的一个端面上设置有形成为凹状的入射部lla。各光源31与所述入射部lla的内部对向配置。另外，在形成入射部11a的端面的Y方向的两端，一体形成有向Z2方向突出的卡定部llb、llb。另一方面，在基板30上与所述卡定部11b、llb相对的位置设置有卡定孔(被卡定部)32、32。
如图3所示，在基板30的中央附近设置有连接器40。如图4(A)(B)所示，连接器40具有将导电性板簧折弯而形成的多个弹性接触件41、以及容纳这些接触件的绝缘性的保持壳体42。弹性接触件41在Y方向隔着规定的间隔排列，相邻的弹性接触件41之间处于相互绝缘的状态。弹性接触件41的顶端部能够向图示的Z方向发生弹性形变。
如图1所示，在导光体11上的与所述外装壳体20相对的部分设置有树脂层16。所述外装壳体20的下表面20A和导光体11的上表面11A由该树脂层16贴紧固定。因此，在所述外装壳体20的下表面20A和导光层11的上表面IIA之间也没有形成不需要的间隙(空气层)，能使静电电容稳定。 从光源31射出的光从入射部lla入射到导光体11内，通过其内部而传导。并通过形成在导光体11的照光部、进而通过形成在外装壳体20的狭缝(未图示)而射出到电子设备的外部。因此，外装壳体20的狭缝(使外装涂层的一部分开口)被照亮。由此，操作者能够识别照光。 在这里，优选树脂层16比导光体11的折射率大。成为这样的结构时，可提高在导光体ll内传导光的传导效率。 另外，树脂层16也可以是包含光扩散材料、或者荧光材料的构成。在这样的结构中，可在树脂层16通过导光体11的表面侧扩散光或者发出荧光，并能够防止光的斑点(形成过热部分)。 S卩，能够以没有斑点的均一的光照射。 进而，所述树脂层16优选介电常数e为1以上，更优选的是为3以上。在该传感器10中，在操作者的指尖等人体(物体)的一部分接近或者接触外装壳体20的表面时，人体的一部分与某一检测电极12之间形成静电电容。并且，通过使用不图示的静电电容的变化的检测单元来检测，从而可检测出操作者的操作状态。因此，在事先以具有大的介电常数e的材料形成所述树脂层16时，可得到大的静电电容，并能使传感器10的检测动作稳定。
如图3所示，在该传感器10中，通过将导光体ll侧的卡定部11b、llb插入到形成于所述基板30的卡定孔(被卡定部)32、32，从而传感器10被卡定在基板30上而固定。
此时，各个入射部11a和各个光源31相对向。同时，在连接器40侧，设置于所述导光体11的内表面11B的多个连接电极13与连接器40的各个弹性接触件接触(参照图4(A))。 并且，在进一步按传感器10的时候，导光体11的卡定部11b、llb由所述卡定孔32、32卡定。此时，弹性接触件41在保持壳体42内在压縮方向产生大的弹性形变。在该状态下，因为各弹性接触件41对各连接电极13作用向图示Zl方向推回去的力，因此各个弹性接触件41与各个连接电极13电连接。 这样在本发明的导光体一体型的静电电容式传感器中，能够与左右外观设计的外装壳体的形状一致，来成形内部的导光体。并且，在导光体11侧，可自由形成检测电极12。即，在本发明中，在以往难以形成检测电极12的曲面IIC等上也能够高精度地形成检测电极12。因此，可将导光体11的形状与外装壳体20的形状一致。由此，不产生导光体ll的形状影响外装壳体20的设计的这样的阻碍。 接下来，对使用了型内处理法的导光体一体型的静电电容式传感器的制造方法进行说明。 图5(A)至图5(C)是使用了型内处理法的导光体一体型静电电容式传感器的制造方法的工序图。 在图5(A)所示的第一工序中，在由PET薄膜等构成的剥离片51上使用了网版印刷法等而形成有各种电极52(检测电极12、连接电极13以及配线14)。
接下来，在图5(B)示出的第二工序中，向用于形成导光体ll的金属模具(未图示)中插入具有各种电极52的剥离片51，并在该状态下在金属模具内使用树脂材料进行射出成型。此时，在金属模具内，在与导光体ll的射出成型的同时，所述电极52被转印在所述导光体11的表面上，一体形成导光体11和电极52。 另外，在导光体的材料加热为流动的热可塑性树脂的情况下，在金属模具中在高
温且高压状态下进行，但这时使电极52的形状与金属模具形状一致而适度变形。因此，在
完成后的导光体11和在其表面形成的电极52之间不能形成有空气层。 在图5(C)示出的第三工序中，剥离所述剥离片51。于是，完成在导光体ll的内部
具有各种电极52的导光体11。 这样，在本发明中，能够在导光体所有的位置高精度地形成电极。 另外，在第一工序中，在事先形成有贯穿孔的PET薄膜的两面分别形成有电极，在
一个面上形成的电极和在另一个面上形成的电极通过所述贯穿孔而形成导通连接的片的
情况下，如果在上述第二工序中在PET薄膜的一个面上射出模塑成型导光体11，则不需要
之后的第三工序(剥离PET薄膜的工序)。S卩，可在具有PET薄膜的状态下进行使用。
权利要求
一种静电电容式传感器，其特征在于，具有导光体以及在导光体的一面上一体形成的电极，并检测接近导光体的另一面的物体与所述电极之间形成的静电电容。
2. 如权利要求l所述的静电电容式传感器，其特征在于， 在上述导光体形成有曲面部，在该曲面部的内表面形成有所述电极。
3. 如权利要求l所述的静电电容式传感器，其特征在于，所述导光体被配置在具有光源的基板上，并配置为所述光源发出的光入射到所述导光 体上。
4. 如权利要求3所述的静电电容式传感器，其特征在于， 在所述导光体形成有接受所述光源发出的光的入射部。
5. 如权利要求l所述的静电电容式传感器，其特征在于，在所述导光体的未形成有所述电极的一侧的面上设置有树脂层，使之与安装所述导光 体的电子设备的外装壳体贴紧。
6. 如权利要求4所述的静电电容式传感器，其特征在于， 上述树脂层是包含光扩散剂或者荧光剂的树脂层。
7. 如权利要求4所述的静电电容式传感器，其特征在于，在所述导光部件上设置有用于固定在基板上的卡定部，在所述基板上设置有与所述 电极接触的接触点和与所述卡定部卡定的被卡定部，在将所述卡定部卡定到所述被卡定部 时，所述接触点与所述电极连接，并且所述光源与所述导光部件的入射部相对地配置。
全文摘要
提供能够因减少部件个数而使成本降低、和提高检测精度的导光体一体型的静电电容式传感器。在导光体(11)的一面一体地形成有多个检测电极(12)、连接电极(13)、以及布线(14)，成为导光体一体型的静电电容式传感器。因为在导光体(11)配置了检测电极(12)等，所以能够削减部件个数、并降低制造成本。并且，通过在曲面部(11c)也配置了电极，以及在外装壳体(20)和导光体(11)之间由树脂层(16)贴紧固定，从而能够通过防止形成空气层而得到大的静电电容，并能够提高检测精度。
文档编号H01H36/00GK101772819SQ200880101949
公开日2010年7月7日 申请日期2008年8月1日 优先权日2007年8月7日
发明者下村尚登, 岛冈学, 明镇克己, 相原正巳, 羽山刚 申请人:阿尔卑斯电气株式会社