DE212019000293U1

DE212019000293U1 - Druckempfindlicher Berührungssensor und druckempfindliches Berührungssensormodul

Info

Publication number: DE212019000293U1
Application number: DE212019000293.5U
Authority: DE
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2021-01-22
Anticipated expiration: 2029-05-28
Also published as: JP2023113971A; WO2019230634A1; JP7321155B2; US11561114B2; KR102492393B1; US20210199472A1; KR20210002625A; CN213691873U; JPWO2019230634A1

Abstract

Druckempfindlicher Berührungssensor einer kapazitiven Art, der dazu konfiguriert ist, ein Drücken auf eine Operationsoberfläche zu erfassen, wobei der druckempfindliche Berührungssensor aufweist:
eine Basismaterialfolie;
eine erste Elektrode;
eine zweite Elektrode; und
eine elastische Schicht,
wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode auf irgendeiner Oberfläche der Basismaterialfolie bereitgestellt sind,
wobei die Basismaterialfolie zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gefaltet wird, sodass sich eine Oberfläche der ersten Elektrode und eine Oberfläche der zweiten Elektrode gegenüberliegen,
wobei die Basismaterialfolie an einem Faltungslinienabschnitt, in dem ein Schlitz geformt ist, gefaltet wird,
wobei die elastische Schicht zwischen gefalteten Teilen der Basismaterialfolie bereitgestellt ist, und
wobei das Drücken auf die Operationsoberfläche basierend auf einer Änderung in der Kapazität erfasst wird, die verursacht wird, wenn die elastische Schicht in eine Dickenrichtung durch eine Drückkraft komprimiert und deformiert wird, um einen Abstand zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode zu reduzieren.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft einen druckempfindlichen Berührungssensor und ein druckempfindliches Berührungssensormodul.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-102735 , eingereicht am 29. Mai 2018, deren Inhalte hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit miteingeschlossen sind.
Hintergrund
In einem Gebiet von fahrzeugseitigen elektronischen Geräten oder anderen verschiedenen Gebieten wurde als ein Sensormodul, das dazu konfiguriert ist, eine Operation zu erfassen, die auf einer Operationsoberfläche durchgeführt wird, ein druckempfindliches Berührungssensormodul der kapazitiven Art vorgeschlagen, das eine druckempfindliche Erfassung ermöglicht. In der Patentliteratur 1 ist zum Beispiel ein druckempfindliches Berührungssensormodul mit einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode, die auf einer Oberfläche einer Basismaterialfolie bereitgestellt sind, offenbart. Die Basismaterialfolie ist teilweise gefaltet, sodass verursacht wird, dass die erste Elektrode und die zweite Elektrode einander gegenüberliegen. Das druckempfindliche Berührungssensormodul umfasst weiterhin eine elastische Folie, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode bereitgestellt ist. Wenn in dem druckempfindlichen Berührungssensormodul die Operationsoberfläche gedrückt wird, wird die elastische Folie komprimiert und deformiert, um zu veranlassen, dass sich die erste Elektrode und die zweite Elektrode einander annähern. Ein Strom der zweiten Elektrode ändert sich demnach, um eine Kapazität zu ändern.
Wenn die Änderung in der Kapazität erfasst wird, kann das Drücken auf die Operationsoberfläche erkannt werden.
Liste des Standes der Technik
Patentliteratur
[PTL 1] JP 2010-217967 A
Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
In dem druckempfindlichen Berührungssensormodul wie in Patentliteratur 1 könnte jedoch eine Berührung auf der Operationsoberfläche fehlerhaft erfasst werden und somit könnte die Operation nicht korrekt erkannt werden.
Es ist eine Aufgabe dieser Offenbarung, einen druckempfindlichen Berührungssensor der kapazitiven Art, mit dem eine Berührung auf einer Operationsoberfläche weniger anfällig für eine fehlerhafte Erfassung ist, und ein druckempfindliches Berührungssensormodul, das den druckempfindlichen Berührungssensor umfasst, bereitzustellen.
Lösung des Problems
Diese Offenbarung weist die folgende Struktur auf.

[1] Ein druckempfindlicher Berührungssensor einer kapazitiven Art, der dazu konfiguriert ist, ein Drücken auf eine Operationsoberfläche zu erfassen, umfasst: eine Basismaterialfolie; eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode; und eine elastische Schicht. Die erste Elektrode und die zweite Elektrode sind jeweils auf einer Oberfläche der Basismaterialfolie bereitgestellt. Die Basismaterialfolie ist zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gefaltet, sodass eine Oberfläche der ersten Elektrode und eine Oberfläche der zweiten Elektrode einander gegenüberliegen. Die Basismaterialfolie ist an einem Faltungslinienabschnitt, in dem ein Schlitz geformt ist, gefaltet. Die elastische Schicht ist zwischen den gefalteten Teilen der Basismaterialfolie bereitgestellt. Das Drücken auf die Operationsoberfläche wird basierend auf einer Änderung in der Kapazität erfasst, die verursacht wird, wenn die elastische Schicht in eine Dickenrichtung durch eine Drückkraft komprimiert und deformiert wird, um einen Abstand zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode zu reduzieren.
[2] In dem druckempfindlichen Berührungssensor, der in Element [1] beschrieben ist, ist der Schlitz zumindest zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode in der Basismaterialfolie geformt.
[3] In dem druckempfindlichen Berührungssensor, der in Element [1] oder Element [2] beschrieben ist, befindet sich die elastische Schicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode.
[4] In dem druckempfindlichen Berührungssensor, der in einem der Elemente [1] bis [3] beschrieben ist, ist die elastische Schicht ein gummiartiger elastischer Körper, mit: einem Paar von Folienabschnitten; und einem Säulenabschnitt, der zwischen dem Paar von Folienabschnitten angeordnet ist.
[5] In dem druckempfindlichen Berührungssensor, der in irgendeinem der Elemente [1] bis [4] beschrieben ist, ist die elastische Schicht ein gummiartiger elastischer Körper, mit: einem Paar von Folienabschnitten; einer Vielzahl von Säulenabschnitten, die zwischen dem Paar von Folienabschnitten angeordnet sind; und einem rahmenförmigen Abschnitt, der bereitgestellt ist, um die Vielzahl von Säulenabschnitten zu umgeben.
[6] In dem druckempfindlichen Berührungssensor, der in irgendeinem der Elemente [1] bis [5] beschrieben ist, ist die elastische Schicht ein gummiartiger elastischer Körper, mit: einem Paar von Folienabschnitten; einer Vielzahl von Säulenabschnitten, die zwischen dem Paar von Folienabschnitten angeordnet sind; und einem hervorstehenden Abschnitt oder einem überstehenden Abschnitt, der zwischen dem Paar von Folienabschnitten angeordnet ist und eine Höhe aufweist, die kleiner als eine Höhe von jedem der Vielzahl von Säulenabschnitten ist.
[7] In dem druckempfindlichen Berührungssensor, der in irgendeinem der Elemente [1] bis [5] beschrieben ist, ist die elastische Schicht ein gummiartiger elastischer Körper, mit: einem Paar von Folienabschnitten; einer Vielzahl von Säulenabschnitten, die zwischen dem Paar von Folienabschnitten angeordnet sind; und hervorstehenden Abschnitten, die zwischen dem Paar von Folienabschnitten angeordnet sind und die in einem Gittermuster angeordnet sind, sodass diese die Vielzahl von Säulenabschnitten einzeln umgeben.
[8] Der druckempfindliche Berührungssensor, der in irgendeinem der Elemente [1] bis [7] beschrieben ist, umfasst weiterhin eine dritte Elektrode, die auf einer ersten Oberfläche der Basismaterialfolie bereitgestellt ist. Der druckempfindliche Berührungssensor ist dazu konfiguriert, einen Kontakt eines Leiters auf der Operationsoberfläche basierend auf einer Änderung in der Kapazität der dritten Elektrode, die verursacht wird, wenn der Leiter in Kontakt mit der Operationsoberfläche gebracht wird, zu erfassen.
[9] Druckempfindliches Berührungssensormodul, mit: einem Operationspanel mit einer Operationsoberfläche; einem Rahmenelement; und dem druckempfindlichen Berührungssensor gemäß einem der Elemente [1] bis [8]. Der druckempfindliche Berührungssensor ist zwischen dem Operationspanel und dem Rahmenelement angeordnet.
[10] In dem druckempfindlichen Berührungssensormodul, das in Element [9] beschrieben ist, umfasst das Rahmenelement einen Vorsprung, und einen Teil des druckempfindlichen Berührungssensors, an dem sich die elastische Schicht befindet, ist zwischen dem Operationspanel und dem Vorsprung angeordnet.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß dieser Offenbarung können der druckempfindliche Berührungssensor der kapazitiven Art und das druckempfindliche Berührungssensormodul bereitgestellt werden, mit denen die Berührung auf der Operationsoberfläche weniger anfällig für eine fehlerhafte Erfassung ist.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Beispiels eines druckempfindlichen Berührungssensors dieser Offenbarung.
2 ist eine A-A-Querschnittsansicht des druckempfindlichen Berührungssensors von 1.
3 ist eine B-B-Querschnittsansicht des druckempfindlichen Berührungssensors von 1.
4 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustandes des druckempfindlichen Berührungssensors von 1, bevor die Faltungsabschnitte von diesem gefaltet werden.
5 ist eine C-C-Querschnittsansicht des druckempfindlichen Berührungssensors von 4.
6 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustandes einer elastischen Schicht in dem druckempfindlichen Berührungssensor von 1, bevor die elastische Schicht zwischen den gefalteten Teilen bereitgestellt wird.
7 ist eine D-D-Querschnittsansicht der elastischen Schicht von 6.
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Darstellen eines Beispiels eines druckempfindlichen Berührungssensormoduls dieser Offenbarung.
9 ist eine Querschnittsansicht zum Darstellen eines Beispiels des druckempfindlichen Berührungssensormoduls dieser Offenbarung.
10 ist ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Ablaufs einer Verarbeitung zum Erkennen einer Berührung auf einer Operationsoberfläche durch den druckempfindlichen Berührungssensor dieser Offenbarung.
11 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustandes eines anderen Beispiels des druckempfindlichen Berührungssensors dieser Offenbarung, bevor ein Faltungsabschnitt von diesem gefaltet wird.
12 ist eine Querschnittsansicht zum Darstellen eines Zustandes, in dem der Faltungsabschnitt des druckempfindlichen Berührungssensors von 11 gefaltet ist.
13 ist eine Querschnittsansicht zum Darstellen eines Zustandes eines anderen Beispiels der elastischen Schicht in dem druckempfindlichen Berührungssensor dieser Offenbarung, bevor die elastische Schicht zwischen den gefalteten Teilen bereitgestellt wird.
14 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustandes eines anderen Beispiels der elastischen Schicht in dem druckempfindlichen Berührungssensor dieser Offenbarung, bevor die elastische Schicht zwischen den gefalteten Teilen bereitgestellt wird.
15 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustandes eines anderen Beispiels der elastischen Schicht in dem druckempfindlichen Berührungssensor dieser Offenbarung, bevor die elastische Schicht zwischen den gefalteten Teilen bereitgestellt wird.
16 ist eine E-E-Querschnittsansicht der elastischen Schicht von 15.
17 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustandes eines anderen Beispiels des druckempfindlichen Berührungssensors dieser Offenbarung, bevor ein Faltungsabschnitt von diesem gefaltet wird.
18 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustandes eines anderen Beispiels des druckempfindlichen Berührungssensors dieser Offenbarung, bevor ein Faltungsabschnitt von diesem gefaltet wird.
19 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustandes eines anderen Beispiels des druckempfindlichen Berührungssensors dieser Offenbarung, bevor ein Faltungsabschnitt von diesem gefaltet wird.
20 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustandes eines anderen Beispiels des druckempfindlichen Berührungssensors dieser Offenbarung, bevor ein Faltungsabschnitt von diesem gefaltet wird.
21 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustandes eines anderen Beispiels des druckempfindlichen Berührungssensors dieser Offenbarung, bevor ein Faltungsabschnitt von diesem gefaltet wird.
22 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustandes eines anderen Beispiels des druckempfindlichen Berührungssensors dieser Offenbarung, bevor ein Faltungsabschnitt von diesem gefaltet wird.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
[Druckempfindlicher Berührungssensor]
Ein druckempfindlicher Berührungssensor dieser Offenbarung ist ein druckempfindlicher Berührungssensor der kapazitiven Art, der dazu konfiguriert ist, ein Drücken auf eine Operationsoberfläche zu erfassen. Nun wird ein Beispiel des druckempfindlichen Berührungssensors dieser Offenbarung beschrieben.
In der folgenden Beschreibung sind Dimensionen oder ähnliches, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind, lediglich Beispiele und diese Offenbarung ist nicht notwendiger Weise auf diese Dimensionen oder ähnliches beschränkt. Modifikationen können nach Bedarf vorgenommen werden, ohne sich von dem Geist dieser Offenbarung zu entfernen.
1 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines druckempfindlichen Berührungssensors 1 dieses Ausführungsbeispiels. 2 und 3 sind entsprechend eine A-A-Querschnittsansicht und eine B-B-Querschnittsansicht des druckempfindlichen Berührungssensors 1 von 1. 4 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustandes des druckempfindlichen Berührungssensors 1 dieses Ausführungsbeispiels, bevor Faltungsabschnitte 1b von diesem gefaltet werden. 5 ist eine C-C-Querschnittsansicht des druckempfindlichen Berührungssensors 1 von 4.
Der druckempfindliche Berührungssensor 1 dieses Ausführungsbeispiels umfasst, wie in 1 bis 5 dargestellt ist, eine Basismaterialfolie bzw. Basismaterialplatte bzw. Basismaterialschicht 10, eine Schutzschicht 12, eine druckempfindliche Klebeschicht 14, ein Trennpapier 16, vier erste Elektroden 18, vier zweite Elektroden 20, drei dritte Elektroden 22, drei Hilfselektroden 24 und vier elastische Schichten 26.
Der druckempfindliche Berührungssensor 1 in diesem Beispiel umfasst einen Hauptkörperabschnitt 1a, vier Faltungsabschnitte 1b und einen bandförmigen Abschnitt 1c. Der Hauptkörperabschnitt 1a weist in der Draufsicht eine rechteckige Form auf. Die Faltungsabschnitte 1b weisen in der Draufsicht jeweils eine rechteckige Form auf und sind gebildet, um in eine Breitenrichtung von vier Eckabschnitten des Hauptkörperabschnitts 1a nach außen hervorzustehen. Der bandförmige Abschnitt 1c weist eine Bandform auf, die sich von einer kurzen Seite des Hauptkörperabschnitts 1a erstreckt.
Auf einer ersten Oberfläche 10a der Basismaterialfolie 10 sind die ersten Elektroden 18, die zweiten Elektroden 20, die dritten Elektroden 22 und die Hilfselektroden 24 bereitgestellt und die Schutzschicht 12 ist laminiert, um diese Elektroden abzudecken. Die Schutzschicht 12 ist auf der Seite der ersten Oberfläche 10a der Basismaterialfolie 10 vollständig über dem Hauptkörperabschnitt 1a, die Faltungsabschnitte 1b und den bandförmigen Abschnitt 1c in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1 laminiert. Auf einer Seite einer zweiten Oberfläche 10b der Basismaterialfolie 10 ist das Trennpapier 16 durch ein dazwischen legen der druckempfindlichen Klebeschicht 14 verklebt. Die druckempfindliche Klebeschicht 14 und das Trennpapier 16 sind auf den Faltungsabschnitten 1b des druckempfindlichen Berührungssensors 1 nicht bereitgestellt und sind an Teilen des Hauptkörperabschnitts 1a und des bandförmigen Abschnitts 1c bereitgestellt.
Die Form der Basismaterialfolie 10 ist nicht auf die Form in diesem Beispiel beschränkt und kann nach Bedarf in Abhängigkeit der Verwendung eingestellt werden. Die Dimension der Basismaterialfolie 10 ist ebenso nicht besonders begrenzt und kann nach Bedarf in Abhängigkeit der Verwendung eingestellt werden.
Als die Basismaterialfolie bzw. Basismaterialschicht kann ein transparenter isolierender Harzfilm bzw. eine transparente isolierende Harzschicht verwendet werden. In diesem Fall bedeutet „transparent“, dass eine Lichtstrahldurchlässigkeit, die basierend auf JIS K7136 gemessen wird, gleich 50% oder mehr ist. Weiterhin bedeutet „isolierend“, dass ein elektrischer Widerstandswert gleich 1 MΩ oder mehr, vorzugsweise 10 MΩ oder mehr ist.
Als ein Material zum Bilden der Basismaterialfolie sind zum Beispiel Polyester, wie etwa Polyethylenterephthalat (PET), Polykarbonat (PC), ein Acrylharz, ein zyklisches Polyolefinharz und Triacetylcellulose gegeben.
Diese Materialien zum Bilden der Basismaterialfolie können alleine oder in Kombination verwendet werden.
Die durchschnittliche Dicke der Basismaterialfolie ist vorzugsweise von 10 µm bis 250 µm und bevorzugter von 25 µm bis 188 µm. Wenn die Durchschnittsdicke der Basismaterialfolie gleich oder größer als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, wird es einfacher, eine ausreichende Stärke und Festigkeit sicherzustellen. Wenn die Durchschnittsdicke der Basismaterialfolie gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs wird, kann der druckempfindliche Berührungssensor in der Dicke einfach reduziert werden.
Der numerische Bereich, der durch „von... bis...“ bzw. „zwischen ... und ...“ ausgedrückt wird, stellt hierin einen numerischen Bereich dar, wobei numerische Werte vor und nach „bis“ bzw. „und“ als der untere Grenzwert und der obere Grenzwert beschrieben sind.
Die Form und die Dimension der Schutzschicht 12 sind nicht auf die in diesem Beispiel begrenzt und können nach Bedarf in Abhängigkeit der Verwendung eingestellt werden.
Die Schutzschicht ist nicht besonders beschränkt und kann zum Beispiel der gleiche transparente isolierende Harzfilm sein, wie der, der für die Basismaterialfolie gegeben ist.
Die durchschnittliche Dicke der Schutzschicht ist vorzugsweise von 10 µm bis 250 µm und bevorzugter von 10 µm bis 188 µm. Wenn die durchschnittliche Dicke der Schutzschicht gleich oder größer als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, wird es einfacher, eine ausreichende Stärke und Festigkeit sicherzustellen. Wenn die durchschnittliche Dicke der Schutzschicht gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, kann der druckempfindliche Berührungssensor einfacher in seiner Dicke reduziert werden.
In dem druckempfindlichen Berührungssensor 1, wie in 1 und 2 dargestellt ist, werden die vier Faltungsabschnitte 1b in Richtung des Hauptkörperabschnitts 1a gefaltet. Weiterhin, wie in 1, 2, 4 und 5 dargestellt ist, ist in jedem Faltungslinienabschnitt 1d, an dem der Faltungsabschnitt 1b des druckempfindlichen Berührungssensors 1 gefaltet wird, das heißt, in Teilen der Basismaterialfolie 10 und der Schutzschicht 12 an der Grenzlinie zwischen dem Hauptkörperabschnitt 1a und dem Faltungsabschnitt 1b, ein linearer Schlitz 28 entlang einer Längsrichtung des Faltungslinienabschnitts 1d gebildet. Auf diese Weise, wie in 1 und 2 dargestellt ist, kann in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1 jeder Faltungsabschnitt 1b in Richtung der Seite des Hauptkörperabschnitts 1a unter Verwendung des Schlitzes 28 einfach gefaltet werden. Weiterhin wird dadurch, dass der Schlitz 28 gebildet ist, in einem Zustand, in dem der Faltungsabschnitt 1b gefaltet wird, eine Kraft des Faltungsabschnitts 1b, der versucht, zu seinem ursprünglichen Zustand vor dem Falten zurückzukehren, abgeschwächt.
In diesem Beispiel ist der Schlitz 28 kontinuierlich als eine durchgezogene Linie gebildet, aber der Schlitz 28 könnte periodisch als eine gestrichelte Linie gebildet sein.
Die Länge des Schlitzes 28 kann nach Bedarf in Abhängigkeit der Länge des Faltungslinienabschnitts an dem Teil, der zu falten ist, eingestellt werden.
Die Breite des Schlitzes 28 kann nach Bedarf eingestellt werden und kann zum Beispiel zwischen 0,5 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 5 mm und bevorzugter zwischen 1 mm und 3 mm liegen. Wenn die Breite des Schlitzes 28 gleich oder größer als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, wird es einfacher, dass die elastische Schicht dazwischenliegt. Wenn die Breite des Schlitzes 28 gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, ist das Produkt weniger dafür anfällig, dass sich die Größe erhöht.
Wie in 2 dargestellt ist, ist es vorzuziehen, dass die druckempfindliche Klebeschicht 14 und das Trennpapier 16 nicht an dem Faltungslinienabschnitt 1d des druckempfindlichen Berührungssensors 1 bereitgestellt sind. Wenn die druckempfindliche Klebeschicht 14 oder das Trennpapier 16 an dem Faltungslinienabschnitt 1d bereitgestellt sind, könnte die druckempfindliche Klebeschicht 14 oder das Trennpapier 16 den gefalteten Faltungsabschnitt 1b beinträchtigen, um die Kraft des Faltungsabschnitts 1b, der versucht, zu seinem ursprünglichen Zustand zurückzukehren, zu erhöhen. Wenn die druckempfindliche Klebeschicht 14 und das Trennpapier 16 an dem Faltungslinienabschnitt 1b nicht bereitgestellt sind, wird die Kraft des gefalteten Faltungsabschnitts 1b, der versucht, zu seinem ursprünglichen Zustand zurückzukehren, abgeschwächt, und die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 können in einem stabilen Abstand verbleiben. Deshalb wird die Genauigkeit des Erfassens der Kapazitätsänderung, die durch das Drücken verursacht wird, weiter erhöht. Weiterhin wird es einfacher, ein Brechen beziehungsweise eine Beschädigung der druckempfindlichen Klebeschicht 14 und eine Beschädigung des Trennpapiers zu vermeiden, wenn der Faltungsabschnitt 1b gefaltet wird. Weiterhin, wenn zum Beispiel der druckempfindliche Berührungssensor 1 an ein Operationspanel geklebt wird oder wenn eine Druckoperation durchgeführt wird, ist der druckempfindliche Berührungssensor 1 weniger dafür anfällig, dass ein unerwarteter Abschnitt an das Operationspanel geklebt wird. Somit wird ein Verlust einer Wiederherstellbarkeit der elastischen Schicht 26, um komprimiert und deformiert zu werden, verhindert.
Die ersten Elektroden 18 und die zweiten Elektroden 20 sind druckempfindliche Elektroden zum Erfassen eines Drückens auf die Operationsoberfläche. Jede erste Elektrode 18 und jede zweite Elektrode 20 sind über Verdrahtungsleitungen 2a und 2b entsprechend mit einem Verbindungsanschlussabschnitt 30, der an einem vorderen Endteil des bandförmigen Abschnitts 1c gebildet ist, verbunden, und sind weiterhin mit einem (nicht gezeigten) Kapazitätserfassungsabschnitt über den Verbindungsanschlussabschnitt 30 verbunden.
In dem druckempfindlichen Berührungssensor 1 sind die zweiten Elektroden 20 entsprechend in den vier Faltungsabschnitten 1b auf der ersten Oberfläche 10a der Basismaterialfolie 10 bereitgestellt. Weiterhin sind die ersten Elektroden 18 an Positionen, die zu den zweiten Elektroden 20 mit Bezug auf die Schlitze 28 liniensymmetrisch sind, an vier Ecken des Hauptkörperabschnitts 1a auf der ersten Oberfläche 10a der Basismaterialfolie 10 bereitgestellt. Wie vorstehend beschrieben ist in diesem Beispiel der Schlitz 28 zwischen der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 in der Basismaterialfolie 10 und der Schutzschicht 12 gebildet. Wie in 2 dargestellt ist, in einem Zustand, in dem der Faltungsabschnitt 1b in Richtung der Seite des Hauptkörperabschnitts 1a gefaltet wird, sodass die erste Oberfläche 10a der Basismaterialfolie 10 sich auf der inneren Seite befindet, überlappen die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 einander, wenn von der Dickenrichtung der Basismaterialfolie 10 aus betrachtet, und Oberflächen dieser Elektroden liegen einander gegenüber.
In dem druckempfindlichen Berührungssensor dieser Offenbarung kann der Faltungsabschnitt 1b gefaltet werden, sodass sich die zweite Oberfläche 10b der Basismaterialfolie 10 auf der Innenseite befindet.
In diesem Beispiel sind die Formen der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 in der Draufsicht rechteckige Formen. Die Formen der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 sind nicht auf die rechteckigen Formen begrenzt und können nach Bedarf eingestellt werden.
Die Dimensionen der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 sind ebenso nicht besonders begrenzt und können zum Beispiel ungefähr 10 mm mal 10 mm vertikal und horizontal sein. Wenn die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 größer werden, wird die Erfassungsempfindlichkeit der Drückkraft verbessert.
In dieser Offenbarung kann von der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode diejenige Elektrode, die auf der Seite vorhanden ist, die von der Operationsoberfläche weiter entfernt ist, eine Größe aufweisen, die kleiner ist als die der Elektrode, die auf der Seite vorhanden ist, die näher zu der Operationsoberfläche ist. Zum Beispiel könnte in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1 die zweite Elektrode 20 eine Größe aufweisen, die kleiner ist als die der ersten Elektrode 18. Auf diese Weise, wenn von der Dickenrichtung aus betrachtet, ist die Elektrode, die auf der Seite vorhanden ist, die von der Operationsoberfläche weiter entfernt ist, weniger dafür anfällig, von der Elektrode, die auf der Seite vorhanden ist, die näher zu der Operationsoberfläche ist, überzustehen, und folglich wird es viel einfacher eine fehlerhafte Erfassung zu unterdrücken.
Die erste Elektrode 18 wird vorzugsweise geerdet. Auf diese Weise, auch wenn sich ein Finger der ersten Elektrode 18 nähert, dient die erste Elektrode 18 als eine Abschirmung zur Unterdrückung der Änderung der Kapazität. Auf diese Weise kann ein Einfluss, der verursacht wird, wenn der Finger, der versucht die Operationsoberfläche zu berühren, sich der ersten Elektrode 18 nähert, von der Änderung in der Kapazität der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 eliminiert werden und die Änderung kann auf die begrenzt werden, die durch einen Einfluss der Drückkraft verursacht wird. Deshalb kann eine fehlerhafte Erfassung des Drückens weiter unterdrückt werden.
Als die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 können druckempfindliche Elektroden von bekannten Arten eingesetzt werden und die Elektroden können ein Eigenkapazitätssystem oder ein Gegenseitigkeitskapazitätssystem einsetzen.
Als das Eigenkapazitätssystem ist zum Beispiel eine Art gegeben, in der die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 beide feste Elektroden sind und die erste Elektrode 18 geerdet ist.
Als das Gegenseitigkeitskapazitätssystem ist zum Beispiel eine Art gegeben, in der die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 beide feste Elektroden sind und diese Elektroden als eine Übertragungselektrode und eine Empfangselektrode eingestellt sind. Weiterhin kann ebenso eine Art eingesetzt werden, in der die erste Elektrode 18 als eine geerdete feste Elektrode gebildet ist und die zweite Elektrode 20 als eine Elektrode gebildet ist, in der die Übertragungselektrode und die Empfangselektrode in einer Kammform angeordnet sind.
Die Materialien der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 sind nicht besonders begrenzt und Elektroden, die allgemein als druckempfindliche Elektroden verwendet werden, können verwendet werden. Beispiele von diesen umfassen Kupfer und Silber. In Abhängigkeit der Verwendung können ein Indium-dotiertes Zinnoxid (ITO), ein leitfähiges Polymer, Silbernanodrähte, eine Silberpaste, Karbon bzw. Kohlenstoff, Graphit, Kohlenstoff-Nanoröhrchen, und ähnliches als die Elektrodenmaterialien verwendet werden. Von diesen wird eine Silberpaste als die Elektrodenmaterialien für die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 bevorzugt.
In diesem Fall deutet „leitfähig“, dass der elektrische Widerstandswert kleiner als 1 MΩ ist.
Die durchschnittliche Dicke der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 kann nach Bedarf in Abhängigkeit des Materials eingestellt werden und der bevorzugte Bereich der durchschnittlichen Dicke der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 ist ähnlich zu dem bevorzugten Bereich der durchschnittlichen Dicke der dritten Elektrode, die später beschrieben wird.
In diesem Ausführungsbeispiel sind vier erste Elektroden 18 und vier zweite Elektroden 20 bereitgestellt, aber die Anzahl der ersten Elektroden 18 und die Anzahl der zweiten Elektroden 20 sind nicht besonders begrenzt. Die Anzahl der ersten Elektrode 18 kann 3 oder weniger oder 5 oder mehr sein. Ähnlich kann die Anzahl der zweiten Elektroden 20 3 oder weniger oder 5 oder mehr sein.
Die Materialien der Verdrahtungsleitungen 2a und 2b können zum Beispiel die gleichen Materialien sein, wie die der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20, und eine Silberpaste wird bevorzugt.
Der bevorzugte Bereich der durchschnittlichen Dicken der Verdrahtungsleitungen 2a und 2b ist ähnlich zu dem bevorzugten Bereich der durchschnittlichen Dicke der dritten Elektrode, die später beschrieben wird.
Weiterhin ist in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1, in einem Zustand, in dem die vier Faltungsabschnitte 1b gefaltet sind, die elastische Schicht 26 zwischen dem Hauptkörperabschnitt 1a und jedem Faltungsabschnitt 1b bereitgestellt. In diesem Beispiel, in einem Zustand, in dem die vier Faltungsabschnitte 1b gefaltet sind, befindet sich jede elastische Schicht 26 zwischen der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20.
Die elastische Schicht 26 ist eine Schicht mit einem elastischen Körper und wird durch Drücken komprimiert und deformiert. Wenn der druckempfindliche Berührungssensor 1 in die Dickenrichtung gedrückt wird, wird die elastische Schicht 26 in die Dickenrichtung komprimiert und deformiert und somit reduziert sich der Abstand zwischen der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20, um die Kapazität zu ändern. Das Drücken auf die Operationsoberfläche wird erkannt, wenn diese Änderung in der Kapazität erfasst wird.
Allgemein, wenn die Basismaterialfolie teilweise gefaltet ist, versucht der gefaltete Teil, sich zu öffnen, um zu seinem ursprünglichen ungefalteten Zustand zurückzukehren. Deshalb, wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor in der Patentliteratur 1, verursacht die Kraft des gefalteten Teils, der versucht, zu seinem ursprünglichen Zustand zurückzukehren, eine Schwierigkeit beim Beibehalten eines konstanten Abstandes zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode. Deshalb wird davon ausgegangen, dass die Genauigkeit des Erfassens der Kapazitätsänderung, die durch das Drücken verursacht wird, verringert wird.
Im Gegensatz dazu ist in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1, wie vorstehend beschrieben, der Schlitz 28 in dem Faltungslinienabschnitt 1d, in dem der Faltungsabschnitt 1b für die Basismaterialfolie 10 und die Schutzschicht 12 gefaltet werden, gebildet. Auf diese Weise wird die Kraft des Faltungsabschnitts 1b, der versucht, zu seinem ursprünglichen Zustand zurückzukehren, abgeschwächt, und die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 können einen stabilen Abstand beibehalten. Deshalb wird die Genauigkeit des Erfassens der Kapazitätsänderung, die durch den Druck verursacht wird, erhöht und eine fehlerhafte Erfassung des Drückens wird unterdrückt.
In dieser Offenbarung, wie in diesem Beispiel, wird der Schlitz vorzugsweise zumindest zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode in der Basismaterialfolie gebildet. Auf diese Weise wird die Kraft des gefalteten Teils, der versucht, zu seinem ursprünglichen Zustand zurückzukehren, mehr abgeschwächt und die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 können einen stabileren Abstand beibehalten. Deshalb wird die Genauigkeit des Erfassens des Drückens weiter verbessert.
Die elastische Schicht 26 in diesem Beispiel ist, wie in 6 und 7 dargestellt ist, ein gummiartiger elastischer Körper mit einem Paar eines ersten Folienabschnitts bzw. Plattenabschnitts 26a und eines zweiten Folienabschnitts bzw. Plattenabschnitts 26b und einer Vielzahl von Säulenabschnitten 26c, die zwischen dem ersten Folienabschnitt 26a und dem zweiten Folienabschnitt 26b angeordnet sind. Der erste Folienabschnitt 26a, der zweite Folienabschnitt 26b und die Vielzahl von Säulenabschnitten 26c sind einstückig gebildet.
Ein Schwamm oder andere elastische Elemente können an anderen Raumabschnitten als den Säulenabschnitten 26c zwischen dem ersten Folienabschnitt 26a und dem zweiten Folienabschnitt 26b angeordnet sein. Auf diese Weise wird es einfacher, eine übermäßige Komprimierung und Deformierung der elastischen Schicht 26, die eine Beschädigung des Faltungslinienabschnitts 1b in der Basismaterialfolie 10 oder der Schutzschicht 12 verursachen, zu unterdrücken.
Der erste Folienabschnitt 26a, der zweite Folienabschnitt 26b und die Vielzahl von Säulenabschnitten 26c können aus dem gleichen Material oder unterschiedlichen Materialien gebildet sein. In der elastischen Schicht 26 müssen nur die Säulenabschnitte 26c, die zum Komprimieren und zum Deformieren sind, als ein elastischer Körper gebildet sein. Der erste Folienabschnitt 26a und der zweite Folienabschnitt 26b können aus einem elastischen Material gebildet sein oder können aus einem nicht elastischen harten Material gebildet sein. Beispiele des harten Materials umfassen ein anderes Harz als ein Elastomer, Glas, Metall, Keramik und Holz.
Als das elastische Material, das den elastischen Körper der elastischen Schicht 26 bildet, ist es vorzuziehen, ein Material zu verwenden, das einen moderaten Grad einer Komprimierung und Deformierung in die Dickenrichtung durch Drücken erlaubt, und ein befriedigendes Drückgefühl bereitstellt. Beispiele des elastischen Materials umfassen ein wärmehärtendes Elastomer, ein thermoplastisches Elastomer und ein Verbundstoff daraus. Beispiele für wärmehärtende Elastomere sind Urethankautschuk (bzw. -gummi), Isoprenkautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Naturkautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk und Silikonkautschuk. Beispiele für das thermoplastische Elastomer sind ein Elastomer auf Urethanbasis, ein Elastomer auf Estherbasis, ein Elastomer auf Styrolbasis, ein Elastomer auf Olefinbasis, ein Elastomer auf Butadienbasis und ein Elastomer auf Fluorbasis. Unter diesen ist der Silikonkautschuk von dem Gesichtspunkt des Aufweisens einer kleinen dimensionalen Änderung mit Bezug auf ein wiederholtes Drücken, das heißt eine kleine Druckverformung bzw. Komprimierungssatz, vorzuziehen. Das elastische Material kann ein geschäumtes Material sein, das Blasen darin enthält, oder kann ein nicht geschäumtes Material sein, das im Wesentlichen keine Blasen enthält.
Die Shore-A-Härte, die bei der Messung mit einer auf 1 cm eingestellten Dicke (Höhe) des elastischen Körpers, der die elastische Schicht 26 bildet, erreicht werden soll, ist vorzugsweise 85 oder weniger. Wenn die Shore-A-Härte 85 oder weniger ist, wird eine elastische Deformierung zur Zeit des Drückens einfach erreicht. Jedoch verursacht eine übermäßig niedrige Härte eine langsame Wiederherstellung nach der elastischen Deformierung, und folglich ist die Shore-A-Härte vorzugsweise 10 oder mehr.
Die durchschnittliche Dicke des ersten Folienabschnitts 26a ist vorzugsweise zwischen 5 µm und 100 µm und mehr vorzugsweise zwischen 10 µm und 100 µm. Wenn die durchschnittliche Dicke des ersten Folienabschnitts 26a gleich oder größer als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, kann die Klebestärke des Klebens beziehungsweise die Verbindungsstärke des Verbindens zu den Säulenabschnitten 26c erhöht werden. Wenn die durchschnittliche Dicke des ersten Folienabschnitts 26a gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, wird es einfacher, den Abstand zwischen der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 zu reduzieren, in einem Zustand, in dem die Operationsoberfläche nicht gedrückt wird, und die Genauigkeit des Erfassens des Drückens kann weiter verbessert werden.
Der bevorzugte Bereich der durchschnittlichen Dicke des zweiten Folienabschnitts 26b ist der gleiche wie der bevorzugte Bereich der durchschnittlichen Dicke des ersten Folienabschnitts 26a. Der erste Folienabschnitt 26a und der zweite Folienabschnitt 26b können die gleiche durchschnittliche Dicke oder unterschiedliche durchschnittliche Dicken aufweisen.
Die Form der Säulenabschnitte 26c ist nicht besonders begrenzt und Beispiele der Form umfassen eine Zylinderform, eine Kegelstumpfform, eine Prismaform, und andere säulenartige Formen. Unter diesen sind die Zylinderform und die Kegelstumpfform vom Gesichtspunkt des Aufweisens einer hervorragenden Haltbarkeit bevorzugt. Die Vielzahl von Säulenabschnitten 26c können die gleiche Form oder unterschiedliche Formen aufweisen.
Der Querschnittsbereich von einem Säulenabschnitt 26c in eine Richtung senkrecht zu der Höhenrichtung von diesem ist nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel könnte der Querschnittsbereich zwischen 0,005 mm² und 4 mm², vorzugsweise zwischen 0,02 mm² und 0,8 mm² liegen. Wenn der Querschnittsbereich des Säulenabschnitts 26c gleich oder größer als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, wird es einfacher, eine Komprimierung und Deformierung in die Höhenrichtung zu erreichen, wenn eine Drückkraft aufgebracht wird, und es wird einfach verhindert, dass sich der Säulenabschnitt 26c biegt, ohne komprimiert zu werden. Wenn der Querschnittsbereich des Säulenabschnitts 26c gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, kann die Komprimierung und Deformierung durch eine moderate Drückkraft bei einem Grad eines Drückens mit einem Finger bzw. Fingerdrückens einfach erreicht werden.
In diesem Fall bedeutet der Querschnittsbereich des Säulenabschnitts einen Bereich eines Querschnitts senkrecht zu der Höhenrichtung an einer Position der Hälfte der Höhe des Säulenabschnitts. Der Querschnittsbereich des Säulenabschnitts kann durch eine optische Mikroskopmessmaschine oder eine andere bekannte Feinstrukturbeobachtungseinrichtung gemessen werden.
Der Gesamtquerschnittsbereich von allen Säulenabschnitten 26c, die in der elastischen Schicht 26 umfasst sind, kann nach Bedarf in Abhängigkeit der physikalischen Eigenschaft des elastischen Materials und des eingestellten Druckgefühls eingestellt werden. Wenn der Bereich des ersten Folienabschnitts 26a oder des zweiten Folienabschnitts 26b gleich 100% ist, ist der vorstehend erwähnte Gesamtquerschnittsbereich vorzugsweise zwischen 0,1% bis 30%, bevorzugt zwischen 0,5% bis 20%, und weiterhin mehr bevorzugt zwischen 1% und 10%. Wenn der vorstehend erwähnte Gesamtquerschnittsbereich innerhalb des vorstehend erwähnten Bereichs liegt, kann die Komprimierung und Deformierung durch eine moderate Drückkraft bei dem Grad eines Fingerdrückens einfach verwirklicht werden.
Speziell kann zum Beispiel der vorstehend erwähnte Gesamtquerschnittsbereich zwischen 1 mm² bis 100 mm² liegen.
Die durchschnittliche Höhe des Säulenabschnitts 26c ist vorzugsweise zwischen 1 µm und 3.000 µm, bevorzugt zwischen 50 µm und 2.000 µm, und weiter bevorzugt zwischen 200 µm und 1.000 µm und insbesondere bevorzugt zwischen 300 µm und 1.000 µm. Wenn die durchschnittliche Höhe des Säulenabschnitts 26c gleich oder kleiner als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, wird es einfacher, den Abstand zwischen der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 in einem Zustand, in dem die Operationsoberfläche nicht gedrückt ist, zu reduzieren, und die Genauigkeit des Erfassens der Drückkraft kann weiter erhöht werden. Weiterhin wird es einfacher, das Gefühl zu unterdrücken, dass sich die Operationsoberfläche eindellt, wenn die Operationsoberfläche gedrückt wird, und eine Operation kann mit dem gleichen Gefühl durchgeführt werden, als dem, das erhalten wird, wenn eine harte Oberfläche wie die eines allgemeinen Berührungspanels berührt wird.
In diesem Fall umfasst die Höhe des Säulenabschnitts 26c nicht die Dicke des ersten Folienabschnitts 26a und die Dicke des zweiten Folienabschnitts 26b. Die Höhe des Säulenabschnitts 26c kann durch eine optische Mikroskopmessmaschine oder eine andere bekannte Feinstrukturbeobachtungseinrichtung gemessen werden.
Der Säulenabschnitt 26c ist ein Element, das mit dem ersten Folienabschnitt 26a und dem zweiten Folienabschnitt 26b verbunden ist, und dazu konfiguriert ist, die Dicke der elastischen Schicht 26 zu unterstützen. Wenn die elastische Schicht 26 unabhängig von einem Teil die gleiche Dicke aufweist, weisen die Vielzahl von Säulenabschnitten 26c im Wesentlichen die gleiche Höhe an.
Das Anordnungsmuster der Vielzahl von Säulenabschnitten 26c in diesem Beispiel in der Draufsicht ist ein Muster, in dem in einer ebenen Richtung des rechteckigen ersten Folienabschnitts 26a und des zweiten Folienabschnitts 26b fünfundzwanzig (5x5) Säulenabschnitte 26c in Intervallen in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung angeordnet sind. Das Anordnungsmuster der Vielzahl von Säulenabschnitten 26c ist nicht durch dieses Muster begrenzt und kann zum Beispiel ein Muster sein, in dem die Vielzahl von Säulenabschnitten 26c auf eine versetzte Weise beziehungsweise im Zickzack angeordnet sind.
Die Anzahl von Säulenabschnitten 26c, die in der elastischen Schicht 26 enthalten sind, können eine Vielzahl sein oder 1. Zum Beispiel könnte eine Art eingesetzt werden, in der ein Säulenabschnitt 26c mit einer rechteckigen Form in der Draufsicht in mittleren Bereichen des ersten Folienabschnitts 26a und des zweiten Folienabschnitts 26b in der ebenen Richtung bereitgestellt ist. In dem Fall dieser Art ist es vorzuziehen, dass der elastische Körper, der den Säulenabschnitt 26c bildet, ein geschäumtes Material ist, das Blasen darin enthält.
Die Anzahl der Säulenabschnitte 26c, die in der elastischen Schicht 26 enthalten sind, ist vorzugsweise zwischen 1 und 1.000, bevorzugt zwischen 3 und 100, und weiter bevorzugt zwischen 4 und 50. Wenn die vorstehend erwähnte Anzahl gleich oder größer als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, kann die elastische Schicht 26 durch eine moderate Drückkraft bei einem Grad des Drückens der Operationsoberfläche durch den Finger komprimiert und deformiert werden. Wenn die vorstehend erwähnte Anzahl gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, kann die Genauigkeit des Erfassens des Drückens bei dem Grad des Drückens eines Fingers verbessert werden.
Der durchschnittliche Abstand der Säulenabschnitte 26c nebeneinander ist vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 5 mm und bevorzugt zwischen 0,5 mm und 3 mm. Wenn der vorstehend erwähnte durchschnittliche Abstand gleich oder größer als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, kann die elastische Schicht 26 durch eine moderate Drückkraft bei einem Grad des Drückens der Operationsoberfläche durch den Finger komprimiert und deformiert werden. Wenn der vorstehend erwähnte durchschnittliche Abstand gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, kann die Genauigkeit des Erfassens des Drückens bei dem Grad des Fingerdrückens verbessert werden.
Wie in 2 dargestellt ist, ist die elastische Schicht 26 in diesem Beispiel zwischen Teilen angeordnet, an denen der Faltungsabschnitt 1b für die Basismaterialfolie 10 und die Schutzschicht 12 gefaltet wird, in einem Zustand, in dem die elastische Schicht 26 zwischen einem ersten Basismaterialfilm 32 und einem zweiten Basismaterialfilm 34 angeordnet ist. Es wird veranlasst, dass die elastische Schicht 26 an der Schutzschicht 12 durch ein dazwischen legen von Klebeschichten 36 und 38 haftet. Es wird veranlasst, dass die elastische Schicht 26 an der Schutzschicht 12 haftet, durch Verwendung der Klebeschichten 36 und 38, sodass sich eine Seitenkante der elastischen Schicht 26 auf der Seite des Faltungslinienabschnitts 1d näher zu dem Faltungslinienabschnitt 1d befindet, als Seitenkanten der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 auf der Seite des Faltungslinienabschnitts 1d. Wie vorstehend beschrieben ist die elastische Schicht 26 verklebt beziehungsweise verbunden, sodass diese sich näher an dem Faltungslinienabschnitt 1d befindet als die erste Elektrode 18 und zweite Elektrode 20 und somit wird es einfacher, eine Wölbung und ein Öffnen eines Teils des gefalteten Faltungsabschnitts 1b auf der Seite des Faltungslinienabschnitts 1d zu unterdrücken. Deshalb können die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 einen stabilen Abstand beibehalten und kann die Erfassungsgenauigkeit verbessert werden.
Bevor die elastische Schicht 26 zwischen den Teilen angeordnet wird, an denen der Faltungsabschnitt 1b gefaltet wird, wie in 6 und 7 dargestellt ist, werden Trennpapiere 40 und 42 entsprechend auf die Oberflächen der Klebeschichten 36 und 38 laminiert.
Die Klebeschichten 36 und 38 könnten jeweils in nur einem Teil einer Nahkontaktfläche des ersten Basismaterialfilms 32 und des zweiten Basismaterialfilms 34 bereitgestellt sein, um in engen Kontakt mit der Schutzschicht 12 gebracht zu werden, oder könnten jeweils ganz auf der Nahkontaktfläche bereitgestellt werden. Es ist vorzuziehen, jede der Klebeschichten 36 und 38 vollständig auf der Nahkontaktfläche bereitzustellen, von dem Gesichtspunkt aus, dass die Drückkraft mit Bezug auf die elastische Schicht 26 in die ebene Richtung einfach ausgeglichen werden kann.
Die Materialien der Klebeschichten 36 und 38 können unabhängig voneinander sein, zum Beispiel ein öffentlich bekannter härtbarer Klebstoff (Klebstoff, der vor dem Verkleben flüssig ist) oder ein druckempfindlicher Kleber (druckempfindlicher Kleber, der vor dem Vorkleben ein Gel ist). Außerdem kann die Klebeschicht eine Basismaterialklebeschicht sein, in der ein Klebstoff oder ein druckempfindlicher Klebstoff auf beiden Seiten einer Basismaterialschicht angeordnet ist. Beispiele der Basismaterialklebeschicht umfassen ein öffentlich bekanntes doppelseitiges Klebeband.
Beispiele des Klebstoffs und des druckempfindlichen Klebstoffs umfassen Acrylharz, Polyurethanharz und Ethylen-Vinylazetat-Copolymer. Der härtbare Klebstoff kann ein lösungsmittelhaltiger Klebstoff sein, der ein Lösungsmittel enthält, das sich beim Aushärten verflüchtigt, oder ein Heißschmelzklebstoff.
Die Dicken der Klebeschichten 36 und 38 können unabhängig voneinander sein, zum Beispiel zwischen 1 µm und 75 µm. Die Dicke der Klebeschichten 36 und 38 unter Verwendung des härtbaren Klebstoffs sind vorzugsweise zwischen 1 µm und 20 µm. Die Dicke der Klebeschichten 36 und 38 unter Verwendung des druckempfindlichen Klebstoffs sind vorzugsweise zwischen 10 µm und 75 µm.
Als jedes von Materialen zum Bilden des ersten Basismaterialfilms 32 und des zweiten Basismaterialfilms 34 könnte ein isolierendes Harzmaterial verwendet werden. Beispiele des Materials umfassen jeweils unabhängig voneinander PET, Polybutylenterephthalat (PBT), Polykarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polymethylmethacrylat (PMMA) und Urethan. Diese Harze zum Bilden des ersten Basismaterialfilms 32 und des zweiten Basismaterialfilms 34 können allein oder in Kombination verwendet werden.
Die durchschnittlichen Dicken des ersten Basismaterialfilms 32 und des zweiten Basismaterialfilms 34 können unabhängig zum Beispiel zwischen 10 µm und 200 µm sein. Wenn das vorstehend erwähnte Harzmaterial verwendet wird, sind die Dicken vorzugsweisen zwischen 10 µm und 200 µm, bevorzugt zwischen 25 µm und 150 µm, und weiter bevorzugt zwischen 25 µm und 100 µm. Wenn die durchschnittlichen Dicken gleich oder größer als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs sind, wird es einfacher, die Drückkraft mit Bezug auf die elastische Schicht 26 in der ebenen Richtung auszugleichen. Wenn die durchschnittlichen Dicken gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des vollständig erwähnten Bereichs sind, kann die Genauigkeit des Erfassens der Eingabe mit Bezug auf die Operationsoberfläche erhöht werden.
Es könnte veranlasst werden, dass der erste Basismaterialfilm 32 und der zweite Basismaterialfilm 34 an einer äußeren Oberfläche des ersten Folienabschnitts 26a und einer äußeren Oberfläche des zweiten Folienabschnitts 26b der elastischen Schicht 26 entsprechend anhaften. Es könnte veranlasst werden, dass diiese Basismaterialfilme unter Verwendung von (nicht gezeigten) Klebeschichten daran anzuhaften, oder es könnte veranlasst werden, dass diese unter Verwendung einer öffentlichen bekannten Oberflächenbehandlung oder eine Hitzebehandlung direkt daran anhaften.
Die Klebeoberflächen des ersten Basismaterialfilms 32 und des zweiten Basismaterialfilms 34 könnten einer öffentlich bekannten physikalischen oder chemischen Oberflächenbehandlung zum Zweck des Verbesserns der Klebekraft unterzogen werden.
Der erste Basismaterialfilm 32 und der zweite Basismaterialfilm 34 weisen mit Bezug auf die elastische Schicht 26 jeweils eine glatte Oberfläche auf, sodass die Drückkraft, die auf die Operationsoberfläche aufgebracht wird, gleichförmig an die elastische Schicht 26 übertragen wird. Wenn der erste Basismaterialfilm 32 und der zweite Basismaterialfilm 34 nicht vorhanden sind, könnten Unregelmäßigkeiten in Teilen, an denen die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 bereitgestellt sind, einen nicht gleichförmigen Druck mit Bezug auf die elastische Schicht 26 verursachen. In diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Basismaterialfilm 32 und der zweite Basismaterialfilm 34 bereitgestellt und folglich kann ein Einfluss, der auftritt, wenn die Unregelmäßigkeit der Teile, an denen die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 bereitgestellt sind, einen nicht gleichmäßigen Druck mit Bezug auf die elastische Schicht 26 veranlasst, reduziert werden. Weiterhin kann eine lokale Beschädigung der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20, die sich von einer Belastung ergibt, die von dem Säulenabschnitt 26c der elastischen Schicht 26 empfangen wird, verhindert werden.
Der druckempfindliche Berührungssensor 1 umfasst, an einem Mittelabschnitt in der Breitenrichtung auf der ersten Oberfläche 10a der Basismaterialfolie 10, drei dritte Elektroden 22, die in Intervallen in der Längsrichtung bereitgestellt sind. Die dritten Elektroden 22 sind Berührungselektroden zum Erfassen eines Kontakts eines Leiters auf der Operationsoberfläche.
In dieser Offenbarung ist es wünschenswert, die dritten Elektroden, die als Berührungselektroden dienen, weiterhin, auf der ersten Oberfläche der Basismaterialfolie, wie vorstehend beschrieben, zusätzlich zu den ersten Elektroden und den zweiten Elektroden zum Erfassen des Drückens auf die Operationsoberfläche bereitzustellen. Auf diese Weise kann die Operation auf der Operationsoberfläche auf zwei Ebenen eines Fingerkontakts und eines Drückens bestimmt und erkannt werden, und somit kann eine fehlerhafte Erfassung stabiler unterdrückt werden.
In diesem Beispiel ist die Form der dritten Elektrode 22 in der Draufsicht eine rechteckige Form. Die Form der dritten Elektrode 22 ist nicht auf die rechteckige Form begrenzt und kann nach Bedarf eingestellt werden. Die Dimension der dritten Elektroden 22 ist ebenso nicht besonders begrenzt und kann zum Beispiel ungefähr 10 mm mal 10 mm vertikal und horizontal betragen.
Die dritte Elektrode 22 kann ein Eigenkapazitätssystem oder ein Gegenseitigkeitskapazitätssystem einsetzen.
Die Art der dritten Elektrode 22, die das Gegenseitigkeitskapazitätssystem einsetzt, ist nicht besonders begrenzt und kann zum Beispiel eine kreisförmige, ellipsenförmige oder rechteckige feste Elektrode, eine Kammelektrode, ein Kreuzelektrodenmuster, bei dem eine bandförmige Übertragungselektrode auf einer Oberfläche eines Basismaterials gebildet ist, und eine Vielzahl von bandförmigen Empfangselektroden, die sich in eine Richtung senkrecht zu der Übertragungselektrode erstrecken, auf einer anderen Oberfläche davon geformt sind, oder ein Diamantmuster sein.
Die Art der dritten Elektrode 22, die das Eigenkapazitätssystem einsetzt, ist nicht besonders begrenzt und kann zum Beispiel eine kreisförmige, eine ellipsenförmige oder eine rechteckige feste Elektrode oder ein Diamantmuster sein.
Als die dritte Elektrode 22 kann ein transparenter leitender Film verwendet werden.
Beispiele des transparenten leitenden Films umfassen einen Film, der leitende Polymere enthält, einen Film, der leitende Nanodrähte enthält, einen Film, der Metallpartikel oder leitende Metalloxidpartikel enthält, einen Film, der Kohlenstoff enthält, und einen Metallablagerungsfilm bzw. Abscheidungsfilm, der durch eine Metallablagerung bzw. Metallabscheidung gebildet wird. Als der transparente leitende Film wird der Film, der leitende Polymere umfasst, von dem Gesichtspunkt des Aufweisens eines hervorragenden Biegungswiderstands bevorzugt.
Beispiele für das leitfähige Polymer umfassen Polythiophen, Polypyrrol und Polyanilin. Von diesen leitfähigen Polymeren wird Polythiophen bevorzugt und Poly (3,4-Ethylendioxythiophen), das mit Polystyrolsulfonat dotiert ist, wird besonders bevorzugt.
Beispiele der leitenden Nanodrähte umfassen Silbernanodrähte, Goldnanodrähte und Kohlenstoffnanoröhren.
Beispiele der Metallpartikel umfassen Partikel von Metallen, wie etwa Silber, Kupfer und Gold.
Beispiele der leitenden Metalloxidpartikel umfassen Partikel von Indiumdotiertem Zinnoxid.
Beispiele des Kohlenstoffs umfassen Ruß und Graphit.
Als ein Metall zum Bilden des Metallablagerungsfilms sind zum Beispiel Kupfer, Aluminium, Nickel, Chrom, Zink und Gold gegeben. Von diesen wird Kupfer bevorzugt, da es einen niedrigen elektrischen Widerstandswert aufweist und kostengünstig ist.
Die durchschnittliche Dicke der dritten Elektrode 22, die von dem transparenten leitfähigen Film, der leitfähige Polymere enthält, gebildet wird, ist vorzugsweise zwischen 0,1 µm und 5,0 µm und bevorzugter zwischen 0,1 µm und 2,0 µm.
Die durchschnittliche Dicke der dritten Elektrode 22, die von dem transparenten leitfähigen Film, der Metallnanodrähte umfasst, gebildet wird, ist vorzugsweise zwischen 20 nm und 1.000 nm und bevorzugter zwischen 50 nm und 300 nm.
Die durchschnittliche Dicke der dritten Elektrode 22, die von dem transparenten leitfähigen Film, der Metallpartikel, leitfähige Metalloxidpartikel oder Kohlenstoff enthält, gebildet wird, ist vorzugsweise zwischen 0,01 µm und 25 µm und bevorzugter zwischen 0,1 µm und 15 µm.
Die durchschnittliche Dicke der dritten Elektrode 22, die von dem transparenten leitfähigen Film, der einen Metallablagerungsfilm umfasst, gebildet wird, ist vorzugsweise zwischen 0,01 µm und 1,0 µm und bevorzugter zwischen 0,05 µm und 0,3 µm.
Wenn die durchschnittliche Dicke der dritten Elektrode 22 gleich oder größer als der untere Grenzwert des vorstehenden erwähnten Bereichs ist, wird es einfacher, eine Trennung aufgrund einer Fehlstelle („pinhole“) zu unterdrücken.
Wenn die durchschnittliche Dicke der dritten Elektrode 22 gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, wird eine Reduzierung der Dicke einfacher.
Das Verfahren des Messens der Dicke der Elektroden variiert in Abhängigkeit des Dickenbereichs. Wenn zum Beispiel die Filmdicke in der Größenordnung von µm ist, kann die Dicke durch ein Mikrometer oder einen digimatischen Indikator oder durch eine Laserversatzmessung gemessen werden. Weiterhin, wenn die Filmdicke dünner als die Größenordnung von µm ist, kann die Dicke durch eine Querschnittbeobachtung unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops oder eines Röntgenfluoreszenzspektrometers gemessen werden.
Die durchschnittliche Dicke ist ein durchschnittlicher Wert der Dicke, die in der Umgebung der Mitte in der Elektrode gemessen wird.
In diesem Beispiel ist die Anzahl von dritten Elektroden 22 gleich 3, aber die Anzahl von dritten Elektroden 22 ist nicht besonders begrenzt. Die Anzahl der dritten Elektroden 22 kann 2 oder weniger oder 4 oder mehr sein.
In dem druckempfindlichen Berührungssensor ist jede der Hilfselektroden 24 in Kontakt mit der dritten Elektrode 22 entlang seines gesamten Umfangs bereitgestellt, um die dritte Elektrode 22 zu umgeben. Jede der Hilfselektroden 24 ist über eine Verdrahtungsleitung 2c mit dem Verbindungsanschlussabschnitt 30 verbunden, der an einem vorderen Endteil des bandförmigen Abschnitts 1c gebildet ist, und ist weiterhin mit dem Kapazitätserfassungsabschnitt (nicht gezeigt) über den Verbindungsanschlussabschnitt 30 elektrisch verbunden. Auf diese Weise kann die dritte Elektrode 22 mit dem Kapazitätserfassungsabschnitt verbunden werden.
Wenn die Hilfselektroden 24 bereitgestellt sind, im Vergleich mit dem Fall, in dem die dritte Elektrode 22 und die Verdrahtungsleitung 2c in einen Punktkontakt miteinander gebracht werden, kann ein Einfluss eines Widerstands reduziert werden. Deshalb, auch wenn die dritten Elektroden 22 jeweils von einem leitfähigen Polymer mit einem relativ hohen Widerstand gebildet sind, kann eine hohe Erfassungsgenauigkeit sicher gestellt werden.
Das Material der Hilfselektrode 24 kann zum Beispiel das gleiche Material sein, wie das der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 und eine Silberpaste ist bevorzugt.
Der bevorzugte Bereich der durchschnittlichen Dicke der Hilfselektrode 24 ist ähnlich zu dem bevorzugten Bereich der durchschnittlichen Dicke der dritten Elektrode 22.
Der druckempfindliche Kleber, der die druckempfindliche Klebeschicht 14 bildet, ist nicht besonders begrenzt und kann zum Beispiel ein druckempfindlicher Kleber sein, der für die Klebeschichten 36 und 38 gegeben ist.
Das Trennpapier 16 ist nicht besonders begrenzt und ein öffentlich bekanntes Trennpapier kann verwendet werden.
Das Verfahren des Herstellens des druckempfindlichen Berührungssensors 1 ist nicht besonders begrenzt und ein öffentlich bekanntes Verfahren kann verwendet werden.
Die ersten Elektroden 18, die zweiten Elektroden 20, die dritten Elektroden 22 und die Hilfselektroden 24 können zum Beispiel durch Bilden eines Musters auf der Basismaterialfolie 10 unter Verwendung eines Elektrodenmaterials durch Drucken oder andere Verfahren hergestellt werden. Weiterhin können Elektroden auf einer Oberfläche oder beiden Oberflächen eines Basismaterials gebildet werden und diese Elektroden könnten mit der Basismaterialfolie 10 unter Verwendung von zum Beispiel einem Klebstoff oder einem doppelseitigen Klebeband verbunden beziehungsweise verklebt werden. Beispiele des Verfahrens des Bildens der Elektroden umfassen ein Verfahren des Druckens einer leitfähigen Paste und dann Erhitzen und Aushärten der Paste, ein Verfahren des Druckens von Tinte, die Metallpartikel enthält, und ein Verfahren des Bildens einer Metallfolie oder eines Metallablagerungsfilms und dann Bemustern der Folie oder des Films.
Nachdem die ersten Elektroden 18, die zweiten Elektroden 20, die dritten Elektroden 22 und die Hilfselektroden 24 gebildet sind, wird die Schutzschicht 12 unter Verwendung von zum Beispiel einem Klebstoff auf der Seite der ersten Oberfläche 10a der Basismaterialfolie 10 verbunden beziehungsweise verklebt und laminiert. Weiterhin wird ein druckempfindlicher Klebstoff auf die Seite der zweiten Oberfläche 10b der Basismaterialfolie 10 aufgebracht, um die druckempfindliche Klebeschicht 14 zu bilden.
Die elastische Schicht 26 kann zum Beispiel durch folgendes Verfahren hergestellt werden. Speziell wird der zweite Folienabschnitt 26b auf einer Oberfläche des zweiten Basismaterialfilms 34 durch Rasterdruck beziehungsweise Siebdruck oder andere Verfahren gebildet. Ultraviolette Strahlen werden auf die Oberfläche des zweiten Folienabschnitts 26b und eine Oberfläche von jedem Säulenabschnitt 26c, der mit dem zweiten Folienabschnitt 26b in Kontakt zu bringen ist, bestrahlt, und diese Oberflächen werden überlagert und unter Druck gesetzt. Somit werden der zweite Folienabschnitt 26b und jeder Säulenabschnitt 26c miteinander verbunden beziehungsweise verklebt. Weiterhin wird der erste Folienabschnitt 26a auf einer Oberfläche des ersten Basismaterialfilms 32 durch Siebdruck oder andere Verfahren gebildet. Ultraviolette Strahlen werden auf die Oberfläche des ersten Folienabschnitts 26a und eine Oberfläche von jedem Säulenabschnitt 26c, der mit dem ersten Folienabschnitt 26a in Kontakt zu bringen ist, bestrahlt, und diese Oberflächen werden überlagert und unter Druck gesetzt. Somit werden der erste Folienabschnitt 26a und jeder Säulenabschnitt 26c miteinander verbunden beziehungsweise verklebt. Auf diese Weise kann die elastische Schicht 26, die zwischen dem ersten Basismaterialfilm 32 und dem zweiten Basismaterialfilm 34 liegt, gebildet werden.
Der Faltungsabschnitt 1b für die Basismaterialfolie 10 und die Schutzschicht 12 wird an den Faltungslinienabschnitt 1d gefaltet, sodass sich die erste Oberfläche 10a der Basismaterialfolie 10 auf der Innenseite befindet, um dadurch zu veranlassen, dass die Oberfläche der ersten Elektrode 18 und die Oberfläche der zweiten Elektrode 20 aneinander gegenüberliegen. Dann wird die elastische Schicht 26 zwischen den gefalteten Teilen angeordnet, sodass veranlasst wird, dass die elastische Schicht 26 an der Schutzschicht 12 durch dazwischen legen der Klebeschichten 36 und 38 haftet. Auf diese Weise kann der druckempfindliche Berührungssensor 1 erhalten werden.
[Druckempfindliches Berührungssensormodul]
Ein druckempfindliches Berührungssensormodul gemäß diese Offenbarung ist eine Einrichtung, die umfasst: ein Operationspanel mit einer Operationsoberfläche; ein Rahmenelement; und den druckempfindlichen Berührungssensor dieser Offenbarung, wobei der druckempfindliche Berührungssensor dieser Offenbarung zwischen dem Operationspanel und dem Rahmenelement liegt. Als ein Beispiel des druckempfindlichen Berührungssensormoduls dieser Offenbarung wird ein nun druckempfindliches Berührungssensormodul 100 (nachstehend ebenso als ein „Modul 100“ bezeichnet), das den druckempfindlichen Berührungssensor 1 umfasst, mit Bezug auf 8 und 9 beschrieben.
Das Modul 100 umfasst ein Operationspanel 110, ein Rahmenelement 120 und den druckempfindlichen Berührungssensor 1. Das Operationspanel 110 umfasst eine Operationsoberfläche 112. Das Rahmenelement 120 umfasst vier Vorsprünge bzw. Überstände 122. Der druckempfindliche Bewegungssensor 1 liegt zwischen dem Operationspanel 110 und dem Rahmenelement 120 in einem Zustand, in dem die Faltungsabschnitte 1b gefaltet sind und die elastischen Schichten 26 jeweils zwischen den gefalteten Teilen bereitgestellt sind. Das Rahmenelement 120 ist auf der Seite bereitgestellt, auf der die Faltungsabschnitte 1b des druckempfindlichen Berührungssensors 1 gefaltet sind, und das Operationspanel 110 ist auf der entgegengesetzten Seite der Seite, auf der die Faltungsabschnitte 1b gefaltet sind, bereitgestellt. In diesem Beispiel sind das Operationspanel 110 und das Rahmenelement 120 miteinander über Federn 130 verbunden.
Die Oberfläche des Operationspanels 110 auf der entgegengesetzten Seite des druckempfindlichen Bewegungssensors 1 entspricht der Operationsoberfläche 112.
Als das Operationspanel 110 kann ein Panel mit solch einer Festigkeit verwendet werden, dass, wenn das Panel durch einen Finger gedrückt wird, die elastische Schicht, die sich an einer Position befindet, die von einer Fingerdrückposition entfernt ist, durch das Panel komprimiert werden kann. Wenn jedoch die Drückposition und die Position, an der die elastische Schicht bereitgestellt sind, nahe zueinander sind, kann ein Panel mit einer niedrigen Festigkeit als das Operationspanel 110 verwendet werden. Beispiele des Operationspanels 110 umfassen ein Panel inklusive einer Abdeckungsschicht, die die Oberfläche des druckempfindlichen Berührungssensors 1 abdeckt, und einer dekorativen Schicht, die auf der Oberfläche der Abdeckungsschicht gebildet ist. Die Abdeckungsschicht kann eine Schicht sein, die ebenso als eine Lichtführungsschicht dient, die dazu konfiguriert ist, einen Lichtstrahl, der von einer Lichtquelle abgegeben wird, in eine ebene Richtung zu führen.
Als ein Material für die Abdeckungsschicht sind zum Beispiel Glas und ein Harz gegeben.
Beispiel des Harzes umfassen PC, ein Acrylharz, ein ABS-Harz, Polystyrol (PS), PVC, PET, PBT und Polyethylennaphthalat (PEN). Diese Harze können allein oder in Kombination verwendet werden
Die durchschnittliche Dicke der Abdeckungsschicht ist vorzugsweise zwischen, 0,05 mm und 10 mm und bevorzugter zwischen 2 mm und 5 mm. Wenn die durchschnittliche Dicke der Abdeckungsschicht gleich oder größer als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, wird es einfacher, eine ausreichende Stärke zu erhalten. Wenn die durchschnittliche Dicke der Abdeckungsschicht gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, wird es einfacher, eine übermäßige Erhöhung der Dicke des Moduls 100 zu unterdrücken. Weiterhin ändert sich die Kapazität der dritten Elektrode ausreichend, wenn ein Finger die Elektrode berührt, und somit wird es einfacher, eine zufriedenstellende Erfassungsgenauigkeit zu erhalten.
Die dekorative Schicht ist eine Schicht, die mit Dekorationen, Buchstaben, Figuren, Symbolen, Mustern oder einer Kombination davon dekoriert ist, oder irgendeine Dekoration, die durch Kombinieren von diesen mit Farben erhalten wird. Die dekorative Schicht kann zum Beispiel durch Bedrucken der Abdeckungsschicht gebildet werden.
Das Operationspanel 110 muss die dekorative Schicht nicht umfassen.
Das Rahmenelement 120 umfasst die vier Vorsprünge 122, die jeweils eine rechteckige Form in einer Draufsicht aufweisen. Die vier Vorsprünge 122 sind an Positionen entsprechend den entsprechenden elastischen Schichten 26 des druckempfindlichen Berührungssensors 1 auf der Oberfläche auf der Seite des druckempfindlichen Berührungssensors 1 bereitgestellt. In einem Zustand, in dem der druckempfindliche Berührungssensor 1 zwischen dem Operationspanel 110 und dem Rahmenelement 120 liegt, werden die vier Vorsprünge 122 in Druckkontakt mit den Faltungsabschnitten 1b, an denen die elastischen Schichten 26 in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1 positioniert sind, gebracht. Wie vorstehend beschrieben sind die Teile des druckempfindlichen Berührungssensors 1, an denen sich die elastischen Schichten 26 befinden, zwischen dem Operationspanel 110 und den Vorsprüngen 122 des Rahmenelements 120 angeordnet.
Es kann veranlasst werden, dass die Vorsprünge 122 an dem druckempfindlichen Berührungssensor 1 unter Verwendung eines druckempfindlichen Klebstoffs oder ähnlichem haften. Auch wenn veranlasst wird, dass die Vorsprünge 122 an dem druckempfindlichen Berührungssensor 1 unter Verwendung eines druckempfindlichen Klebstoffs haften, ist es vorzuziehen, den druckempfindlichen Klebstoff zur Haftung an den Vorsprüngen 122 nicht an den Faltungslinienabschnitten 1d bereitzustellen, an denen die Faltungsabschnitte 1b des druckempfindlichen Berührungssensors 1 gefaltet sind. Speziell ist es vorzuziehen, den druckempfindlichen Klebstoff an Teilen der Faltungslinienabschnitte 1d des druckempfindlichen Berührungssensors 1, an denen keine Schlitze 28 bereitgestellt sind, nicht bereitzustellen. Auf diese Weise wird die Kraft des gefalteten Faltungsabschnitts 1b, der versucht, zu seinem ursprünglichen Zustand zurückzukehren, in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1 abgeschwächt.
In diesem Beispiel ist eine Steuerungsplatine 124 inklusive des Kapazitätserfassungsabschnitts (IC) auf der Oberfläche des Rahmenelements 120 auf der Seite des druckempfindlichen Berührungssensors 1 auf der Innenseite mit Bezug auf die vier Vorsprünge 122 fixiert. Die Steuerungsplatine 124 kann mit dem Verbindungsanschlussabschnitt 30 des druckempfindlichen Berührungssensors 1 über einen (nicht gezeigten) Konnektor verbunden sein. Weiterhin sind auf der Steuerungsplatine 124 zusätzlich zu dem Kapazitätserfassungsabschnitt (IC) LEDs 126 für eine Buchstabenbeleuchtung angebracht. Die LEDs 126 sind dazu konfiguriert, Buchstaben durch die dritten Elektroden 22 und das Operationspanel 110 des druckempfindlichen Berührungssensors 1 als Reaktion auf einen Berührungsbestimmungszustand zu beleuchten.
In dieser Offenbarung ist es vorzuziehen, dass, wie vorstehend beschrieben, das Rahmenelement die Vorsprünge umfasst, und die Teile des druckempfindlichen Berührungssensors, an dem sich die elastischen Schichten befinden, zwischen dem Operationspanel und den Vorsprüngen des Rahmenelements liegen. Auf diese Weise wird es einfacher, die elastische Schicht 26 auch bei einem Grad eines Fingerdrückens zu komprimieren und zu deformieren und die Genauigkeit einer Erfassung der Berührungsoperation kann weiter erhöht werden.
Beispiele des Materials zum Bilden des Rahmenelements umfassen ein Harz, Glas und anorganische Substanzen.
Das Harz zum Bilden des Rahmenelements kann zum Beispiel das gleiche Harz sein, wie das, das zum Bilden der Abdeckungsschicht gegeben ist. Das Rahmenelement kann durch Verwendung von nur einer Art von Harz alleine oder unter Verwendung von zwei oder mehr Arten von Harz in Kombination gebildet sein.
Nun wird eine Verarbeitung zum Bestimmen der Berührungsoperation unter Verwendung des Moduls 100 mit Bezug auf 10 beschrieben.
In dem Modul 100 sind vier Paare der ersten Elektroden 18 und der zweiten Elektroden 20 des druckempfindlichen Berührungssensors 1 mit einem Kapazitätserfassungsabschnitt verbunden und die drei dritten Elektroden 22 sind individuell mit unterschiedlichen Kapazitätserfassungsabschnitten verbunden. Weiterhin ist ein erster Schwellenwert für jeden Erfassungswert, der durch den Kapazitätserfassungsabschnitt erfasst wird, der mit jeder dritten Elektrode 22 verbunden ist, eingestellt. Wenn ein Teil entsprechend einer spezifischen dritten Elektrode 22 in der Operationsoberfläche 112 des Operationspanels 110 berührt wird, wird der Erfassungswert entsprechend der spezifischen dritten Elektrode 22 gleich oder höher als der erste Schwellenwert. Weiterhin ist ein zweiter Schwellenwert für einen Erfassungswert, der durch den Kapazitätserfassungsabschnitt, der mit den vier Paaren der ersten Elektroden 18 und der zweiten Elektroden 20 verbunden ist, erfasst wird, eingestellt. Wenn die Operationsoberfläche 112 mit einer vorbestimmten Drückkraft oder mehr gedrückt wird, wird der Erfassungswert gleich oder höher als der zweite Schwellenwert.
Die vier Paare der ersten Elektroden 18 und der zweiten Elektroden 20 können individuell mit unterschiedlichen Kapazitätserfassungsabschnitten verbunden werden. In diesem Fall kann der zweite Schwellenwert für einen Gesamtwert der Erfassungswerte, die durch die vier Kapazitätserfassungsabschnitte erfasst werden, eingestellt werden.
In diesem Zustand wird ein Teil entsprechend einer dritten Elektrode 22 in der Operationsoberfläche 112 des Operationspanels 110 durch einen Finger gedrückt. Dann ändert sich zuerst die Kapazität in dieser dritten Elektrode 22 und der Erfassungswert, der durch den entsprechenden Kapazitätserfassungsabschnitt erfasst wird, wird gleich oder höher als der erste Schwellenwert. Weiterhin, wenn die elastische Schicht 26 durch Drücken komprimiert und deformiert wird und die Abstände zwischen den vier Paaren der ersten Elektroden 18 und der zweiten Elektroden 22 verringert werden, um die Kapazität zu ändern, wird der Erfassungswert, der durch den Kapazitätserfassungsabschnitt erfasst wird, der mit diesen Elektroden verbunden ist, gleich oder höher als der zweite Schwellenwert. In diesem Fall wird bestimmt, dass ein Drücken mit einer Intention einer Operation durchgeführt wird und somit wird der momentane Zustand als ein Berührungszustand bestimmt.
Andererseits, wenn sich ein Finger der Operationsoberfläche 112 des Operationspanels 110 nur nähert ohne diese zu berühren ist der Erfassungswert, der durch den Kapazitätserfassungsabschnitt entsprechend jeder dritten Elektrode 22 erfasst wird, niedriger als der erste Schwellenwert. Somit wird der momentane Zustand als ein Nichtberührungszustand bestimmt.
Weiterhin, wenn der Teil entsprechend einer dritten Elektrode 22 in der Operationsoberfläche 112 des Operationspanels 110 nur berührt wird und dieser Teil nicht gedrückt wird, wird der Erfassungswert, der durch den Kapazitätserfassungsabschnitt entsprechend dieser dritten Elektrode 22 erfasst wird, gleich oder höher als der erste Schwellenwert, aber der Erfassungswert, der durch den Kapazitätserfassungsabschnitt entsprechend den vier Paaren der ersten Elektroden 18 und der zweiten Elektroden 20 erfasst wird, ist niedriger als der zweite Schwellenwert. Deshalb wird der momentane Zustand als der Nichtberührungszustand bestimmt, wenn der Finger die Operationsoberfläche nur berührt, ohne eine Intention einer Operation.
Weiterhin, wenn ein Teil, der der dritten Elektrode 22 in der Operationsoberfläche 112 des Operationspanels 110 nicht entspricht, gedrückt wird, ist der Erfassungswert, der durch den Kapazitätserfassungsabschnitt entsprechend jeder dritten Elektrode 22 erfasst wird, niedriger als der erste Schwellenwert und der momentane Zustand wird als der Nichtberührungszustand bestimmt.
Wie vorstehend beschrieben ist in dieser Offenbarung ein Schlitz in dem Faltungslinienabschnitt zum Veranlassen, dass die erste Elektrode und die zweite Elektrode einander gegenüberliegen, in der Basismaterialfolie des druckempfindlichen Berührungssensors gebildet. Auf diese Weise wird die Kraft des gefalteten Teils der Basismaterialfolie, die versucht, zu ihrem ursprünglichen Zustand zurückzukehren, abgeschwächt und die erste Elektrode und die zweite Elektrode können einen stabilen Abstand beibehalten. Somit wird eine fehlerhafte Erfassung des Drückens unterdrückt.
Weiterhin wird in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1 dieser Offenbarung verursacht, dass die Oberfläche der ersten Elektrode und die Oberfläche der zweiten Elektrode einander gegenüberliegen, dadurch dass die Basismaterialfolie zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gefaltet wird. Deshalb, im Vergleich mit der Betriebsrat, in der der Faltungsabschnitt, auf dem die zweite Elektrode bereitgestellt ist, als ein einzelnes Element laminiert wird, ist die Herstellung einfacher und es gibt ebenso einen Vorteil hinsichtlich der Kosten.
Weiterhin ist der druckempfindliche Berührungssensor dieser Offenbarung aus weichen Elementen gebildet, und weist folglich eine zufriedenstellende Anschmiegsamkeit an gekrümmte Oberflächen und eine hohe Haftstärke an das Operationspanel auf. Somit wird es einfacher, eine Mischung von Blasen zwischen dem druckempfindlichen Berührungssensor und dem Operationspanel zu unterdrücken.
Weiterhin ist die Art, in der die ersten und zweiten Elektroden zum Erfassen eines Drückens und die dritte Elektrode zum Erfassen eines Fingerkontakts miteinander kombiniert, das heißt, die Art mit unabhängigen druckempfindlichen Elektroden und unabhängigen Berührungselektroden, dazu in der Lage, einen Berührungszustand unter Verwendung von zwei Ebenen von Schwellenwerten für einen Fingerkontakt und eine Druckerfassung zu bestimmen, und somit weiterhin dazu in der Lage, eine fehlerhafte Erfassung zu unterdrücken.
Der druckempfindliche Berührungssensor und das druckempfindliche Berührungssensormodul dieser Offenbarung sind nicht auf den vorstehend beschriebenen druckempfindlichen Berührungssensor 1 begrenzt.
Wie zum Beispiel in 11 und 12 dargestellt ist, kann ein druckempfindlicher Berührungssensor 1A bereitgestellt werden, der den Hauptkörperabschnitt 1a und den Faltungsabschnitt 1e aufweist, die die gleiche rechteckige Form aufweisen, und in der Mitte zwischen dem Hauptkörperabschnitt 1a und dem Faltungsabschnitt 1e zu falten ist. In 11 und 12 sind die gleichen Teile wie die in 4 und 2 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung von diesen wird hier weggelassen. 12 ist eine Querschnittsansicht eines Teils, an dem sich die ersten Elektroden 18 und die zweiten Elektroden 20 befinden, in einem Zustand, in dem der Faltungsabschnitt 1e des druckempfindlichen Berührungssensors 1A von 11 gefaltet ist und eine elastische Schicht 26A ist bereitgestellt.
In dem druckempfindlichen Berührungssensor 1A entspricht ein Teil an einer Grenzlinie zwischen dem Hauptkörperabschnitt 1a und dem Faltungsabschnitt 1e dem Faltungslinienabschnitt 1d und ein linearer Schlitz 28A ist entlang dem Faltungslinienabschnitt 1d gebildet.
Weiterhin, anstelle der vier elastischen Schichten 26 ist eine elastische Schicht 26A zwischen dem Hauptkörperabschnitt 1a und dem Faltungsabschnitt 1e bereitgestellt. Die elastische Schicht 26A umfasst die Vielzahl von Säulenabschnitten 26c an Teilen entsprechend den ersten Elektroden 18 und den zweiten Elektroden 20 und ein anderer Teil der elastischen Schicht 26A als der Säulenabschnitt 26c ist als ein fester Abschnitt 27 gebildet, der den Raum auffüllt. Dadurch, dass die elastische Schicht 26A den festen Abschnitt 27 umfasst, kann eine zufriedenstellende Lichtdurchlässigkeit sichergestellt werden, während ein Erzeugen einer Leveldifferenz unterdrückt wird.
In dem druckempfindlichen Berührungssensor 1 wird eine Leveldifferenz an einer Grenze zwischen einem Teil des Hauptkörperabschnitts 1a, an dem sich der Faltungsabschnitt 1b befindet, und einem Teil von diesem, an dem sich der Faltungsabschnitt 1b nicht befindet, erzeugt. Jedoch wird in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1A solch eine Leveldifferenz in einem Zustand, in dem der Faltungsabschnitt 1e gefaltet wird, nicht erzeugt. Deshalb ist es weniger wahrscheinlich, dass Blasen gemischt werden, wenn der druckempfindliche Berührungssensor auf das Operationspanel geklebt beziehungsweise mit diesem verbunden wird, und es gibt einen Vorteil, dass die Verbindungsarbeit einfacher ist. Weiterhin gibt es ebenso einen Vorteil darin, dass die ersten Elektroden 18 und die zweiten Elektroden 20 relativ frei angeordnet werden können.
Unterdessen, in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1, im Vergleich mit dem druckempfindlichen Berührungssensor 1A, ist der Faltungsabschnitt der Basismaterialfolie kleiner und kann die elastische Schicht gebildet werden, sodass diese eine minimale notwendige Größe aufweist, was niedrigere Kosten ermöglicht. Weiterhin weist ein Teil, an dem die dritte Elektrode bereitgestellt ist (Buchstabenbeleuchtungsabschnitt) eine zufriedenstellende Lichtdurchlässigkeit und eine hervorragende Buchstabensichtbarkeit auf, weil keine elastische Schicht an diesem Teil dazwischen liegt.
Weiterhin können ein druckempfindlicher Berührungssensor und ein druckempfindliches Berührungssensormodul mit einer elastischen Schicht 26B, die in 13 veranschaulicht ist, anstelle der elastischen Schicht 26 bereitgestellt werden. In 13 sind die gleichen Teile wie die in 7 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und die Beschreibung von diesen wird hier weggelassen.
Die elastische Schicht 26B ist ein gummiartiger elastischer Körper, der das Paar des ersten Folienabschnitts 26a und des zweiten Folienabschnitts 26b, die Vielzahl von Säulenabschnitten 26c und einen rahmenförmigen Abschnitt 26d, der bereitgestellt ist, um alle der Vielzahl von Säulenabschnitten 26 zu umgeben, aufweist. In der elastischen Schicht 26B sind die Vielzahl von Säulenabschnitten 26c und der rahmenförmige Abschnitt 26d zwischen dem Paar des ersten Folienabschnitts 26a und des zweiten Folienabschnitts 26b angeordnet.
Die Kraft des gefalteten Faltungsabschnitts 1b, der versucht, in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren, ist größer wenn der Teil näher an dem Faltungslinienabschnitt 1d liegt. Wenn jedoch die elastische Schicht 26B inklusive des rahmenförmigen Abschnitts 26b verwendet wird, im Vergleich mit der elastischen Schicht 26, die den rahmenförmigen Abschnitt 26b nicht umfasst, wird verursacht, dass ein Teil der elastischen Schicht 26B, der näher zu dem Faltungslinienabschnitt 1d ist, an der Basismaterialfolie 10 und der Schutzschicht 12 mit einer höheren Klebestärke anhaftet. Deshalb können die erste Elektroden 18 die zweite Elektrode 20 einen stabileren Abstand beibehalten und die Genauigkeit des Erfassens eines Drückens wird weiter erhöht. Weiterhin wird eine Stärke gegenüber Scherkräften, die auf die elastische Schicht 26B in die ebene Richtung wirken, ebenso erhöht.
Weiterhin, wie in 14 dargestellt ist, können ein druckempfindlicher Berührungssensor und ein druckempfindliches Berührungssensormodul mit einer elastischen Schicht 26C bereitgestellt werden, in der, in der elastischen Schicht 26B, ein teilweise ausgeschnittener Abschnitt 26e in dem rahmenförmigen Abschnitt 26d gebildet ist. In 14 sind die gleichen Teile wie die in 13 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung von diesen wird hier weggelassen. In dem Fall der elastischen Schicht 26C kann eine Luft, die sich in dem rahmenförmigen Abschnitt 26d befindet, zur Zeit der Komprimierung und Deformierung einfach nach außen freigegeben werden und folglich kann die elastische Schicht 26C in die Dickenrichtung im Vergleich mit der elastischen Schicht 26B einfacher komprimiert und deformiert werden.
Weiterhin, wie in 15 und 16 dargestellt ist, können ein druckempfindlicher Berührungssensor und ein druckempfindliches Berührungssensormodul mit einer elastischen Schicht 26D bereitgestellt werden, in der eine Vielzahl von hervorstehenden Abschnitten 26f, die von der oberen Oberfläche des zweiten Folienabschnitts 26b hervorstehen, in einem Gittermuster bereitgestellt sein, um die Vielzahl von Säulenabschnitten 26c entsprechend zu umgeben. In 15 und 16 sind die gleichen Teile wie die in 6 und 7 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung von diesen wird hier weggelassen.
In dem Fall der elastischen Schicht 26D kann eine übermäßige Komprimierung und Deformierung der elastischen Schicht 26D in die Dickenrichtung durch die hervorstehenden Abschnitte 26f unterdrückt werden und somit kann die Drücktiefe einfach gesteuert werden. Somit wird es einfacher, die Druckverformung der elastischen Schicht 26D, die durch ein übermäßiges Drücken verursacht wird, zu reduzieren.
Die Höhe des hervorstehenden Abschnitts 26f ist eingestellt, sodass diese mit Bezug auf die Höhe des Säulenabschnitts 26c relativ niedriger ist. Wenn die Höhe des Säulenabschnitts 26c gleich 100% ist, ist die Höhe des hervorstehenden Abschnitts 26f vorzugsweise 80% oder weniger. Wenn der Grad des Drückens der Operationsoberfläche groß eingestellt ist, zum Beispiel, kann die Höhe des hervorstehenden Abschnitts 26f auf 50% oder weniger oder 30% oder weniger eingestellt sein.
Von dem Gesichtspunkt des Reduzierens der Druckverformung des Säulenabschnitts 26c ist die Höhe des hervorstehenden Abschnitts 26f vorzugsweise 10% oder mehr, bevorzugt 20% oder mehr, und weiterhin bevorzugt 30% oder mehr und insbesondere bevorzugt 50% oder mehr mit Bezug auf die Höhe des Säulenabschnitts 26c, die 100% beträgt. Von dem Gesichtspunkt des Verwendens eines initialen Komprimierungsbereichs, in dem die Linearität der Eigenschaft (Komprimierungscharakteristik) bezüglich der Komprimierung des Säulenabschnitts 26c zufriedenstellend ist, ist die Höhe des hervorstehenden Abschnitts 26f vorzugsweise 30% oder mehr, und bevorzugter 50% oder mehr, mit Bezug auf die Höhe des Säulenabschnitts 26c, die 100% beträgt. Wenn die Höhe des hervorstehenden Abschnitts 26f größer wird, kann der Abstand zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode unter Verwendung des initialen Komprimierungsbereichs des Säulenabschnitts 26c gesteuert werden.
Die Höhe des hervorstehenden Abschnitts 26f kann zum Beispiel in einem Bereich von 10% bis 80%, einem Bereich von 20% bis 70%, einem Bereich von 30% bis 60%, einem Bereich von 10% bis 50%, einem Bereich von 20% bis 50% oder einem Bereich von 30% bis 50% eingestellt werden, wobei die Höhe des Säulenabschnitts 26c 100% beträgt.
Als ein spezifisches Beispiel, wenn die Höhe des Säulenabschnitts 26c 200 µm überschreitet, ist der Säulenabschnitt 26c relativ hoch und folglich wird die Höhe des hervorstehenden Abschnitts 26f zum Beispiel auf 80% mit Bezug auf die Höhe des Säulenabschnitts 26c (100%) eingestellt. In diesem Fall überschreitet der bewegliche Bereich (erlaubte Bereich) durch Drücken 40 µm. Ein ausreichendes Drücken ist möglich, wenn der bewegliche Bereich 40 µm überschreitet.
In diesem Fall umfasst die Höhe des hervorstehenden Abschnitts 26f nicht die Dicke des zweiten Folienabschnitts 26b. Die Höhe des hervorstehenden Abschnitts 26f kann durch eine optische Mikroskopmessmaschine oder eine andere öffentlich bekannte Feinstrukturbeobachtungseinrichtung gemessen werden.
Der Gesamtbereich von oberen Oberflächen (Oberflächen auf der Seite des ersten Folienabschnitt 26a) von allen hervorstehenden Abschnitten 26f, die in der elastischen Schicht 26D umfasst sind, wird nach Bedarf angepasst, sodass ein übermäßiges Drücken des Säulenabschnitts 26c unterdrückt werden kann. Wenn der Bereich des ersten Folienabschnitts 26a oder des zweiten Folienabschnitts 26b 100 % ist, liegt der Gesamtbereich der oberen Oberflächen von allen hervorstehenden Abschnitten 26f vorzugsweise zwischen 1% und 70 %, bevorzugter zwischen 6% und 60%, und noch bevorzugter zwischen 8% und 50%. Wenn die vorstehend erwähnte Prozentzahl gleich oder größer als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, in einem Fall, in dem die Operationsoberfläche übermäßig gedrückt wird, widerstehen die oberen Oberflächen der hervorstehenden Abschnitte 26f, die mit dem ersten Folienabschnitt 26a in Kontakt gebracht werden, der Drückkraft, und ein weiteres Drücken kann einfach unterdrückt werden. Wenn die vorstehend erwähnte Prozentzahl gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, kann ein Installationsbereich der Säulenabschnitte 26c, welche Hauptkomponenten sind, die die elastische Kraft der elastischen Schicht 26D bestimmen, ausreichend sichergestellt werden. Weiterhin ist es möglich, zu verhindern, dass sich der Kontaktbereich zwischen dem ersten Folienabschnitt 26a und dem hervorstehenden Abschnitt 26f übermäßig erhöht und somit zu verhindern, dass der erste Folienabschnitt 26a und der hervorstehenden Abschnitt 26f sich an der Kontaktoberfläche gegenseitig anlagern. Wenn der erste Folienabschnitt 26a und die hervorstehenden Abschnitte 26f von Materialien gebildet werden, die eine Klebrigkeit aufweisen, ist es wichtig die vorstehend erwähnte Anlagerung von dem Gesichtspunkt des gleichmäßigen Durchführens von wiederholten Druckoperationen zu verhindern.
Speziell kann zum Beispiel der Gesamtbereich der oberen Oberflächen von allen hervorstehenden Abschnitten 26f zwischen 0,1 mm² und 10 mm² liegen.
In der elastischen Schicht 26D ist ein Verhältnis des Gesamtbereichs S2 der oberen Oberflächen von allen hervorstehenden Abschnitten 26f zu einem Gesamtbereich S1 von Querschnitten von allen Säulenabschnitten 26c in eine Richtung senkrecht zu der Höhenrichtung (S2/S1) vorzugsweise 0,1 oder mehr und bevorzugter 1 oder mehr. Der obere Grenzwert des Verhältnisses von S2/S1 ist grob und zum Beispiel ungefähr 50. Wenn S2/S1 gleich oder größer als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, in einem Fall, in dem die Operationsoberfläche übermäßig gedrückt wird, widerstehen die oberen Oberflächen der hervorstehenden Abschnitte 26f, die mit dem ersten Folienabschnitt 26a in Kontakt gebracht werden, ausreichend der Drückkraft und ein weiteres Drücken kann einfach unterdrückt werden. Wenn S2/S1 gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, kann ein Installationsbereich der Säulenabschnitte 26c, welche Hauptkomponenten sind, die die elastische Kraft der elastischen Schicht 26D bestimmen, ausreichend sichergestellt werden.
In der elastischen Schicht 26D ist der Gesamtbereich S2 vorzugsweise größer als der Gesamtbereich S1. Mit dieser Beziehung kann einem übermäßigen Drücken ausreichend widerstanden werden und die Druckverformung des Säulenabschnitts 26c kann einfacher reduziert werden.
Weiterhin sind die hervorstehenden Abschnitte nicht darauf beschränkt, ein Gittermuster aufzuweisen. Zum Beispiel kann die elastische Schicht eine elastische Schicht mit einem ringförmigen hervorstehenden Abschnitt sein, der eine Höhe aufweist, die kleiner ist als die Höhe der Säulenabschnitte. Der hervorstehende Abschnitt kann entlang einer äußeren Kante der elastischen Schicht (äußere Kanten des Paars der Folienabschnitte) in einer Draufsicht auf der äußeren Seite der Vielzahl von Säulenabschnitten bereitgestellt werden, um alle Säulenabschnitte zu umgeben.
Weiterhin kann eine elastische Schicht bereitgestellt werden, in der eine Vielzahl von Säulenabschnitten entlang der äußeren Kante der elastischen Schicht (äußere Kanten des Paars der Folienabschnitte) in der Draufsicht bereitgestellt sind, und einer oder mehrere hervorstehende Abschnitte, die jeweils eine Höhe aufweisen, die kleiner ist als die Höhe der Säulenabschnitte, sind auf der inneren Seite der Vielzahl von Säulenabschnitten bereitgestellt. Die bevorzugten Arten der Höhe des hervorstehenden Abschnitts und des Gesamtbereichs der oberen Oberflächen der vorstehenden Abschnitte auf der Seite des ersten Folienabschnitts 26a sind ähnlich zu der bevorzugten Art der vorstehenden Abschnitte.
Weiterhin, wie in 17 dargestellt ist, kann ein druckempfindlicher Berührungssensor 1B bereitgestellt werden, in dem rahmenförmige erste Elektroden 18A in dem Hauptkörperabschnitt 1a bereitgestellt sind, um die dritten Elektroden 22 und die Hilfselektroden 24 zu umgeben, und zweite Elektroden 20A, die die gleiche Form wie die ersten Elektroden 18A aufweisen, an Positionen entsprechend den ersten Elektroden 18A in dem Faltungsabschnitt 1e bereitgestellt sind. In 17 sind die gleichen Teile wie die in 11 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung von diesen wird hier weggelassen.
Es ist nicht erforderlich, dass der druckempfindliche Berührungssensor dieser Offenbarung die dritten Elektroden, die als Berührungselektroden dienen, umfasst. Wie zum Beispiel in 18 dargestellt ist, könnte ein druckempfindlicher Berührungssensor 1C bereitgestellt werden, der den Hauptkörperabschnitt 1a und einen Faltungsabschnitt 1f, der in der Mitte zu falten ist, aufweist, und weiterhin die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 aufweist, die auf dem Hauptkörperabschnitt 1a und dem Faltungsabschnitt 1f entsprechend bereitgestellt sind. Die dritten Elektroden 22 und die Hilfselektroden 24 sind nicht bereitgestellt. In 18 sind die gleichen Teile wie die in 4 durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung davon wird hier weggelassen.
Die Positionen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode in dem druckempfindlichen Berührungssensor dieser Offenbarung sind nicht auf die Positionen in den druckempfindlichen Berührungssensoren 1 und 1A bis 1C begrenzt und können nach Bedarf eingestellt werden. Die Positionen der dritten Elektroden in dem druckempfindlichen Berührungssensor dieser Offenbarung sind ebenso nicht auf die Positionen in den druckempfindlichen Berührungssensoren 1, 1A und 1B begrenzt und können nach Bedarf eingestellt werden.
Die Art des Schlitzes in dem druckempfindlichen Berührungssensor dieser Offenbarung ist nicht auf die Schlitze 28 und 28A, wie vorstehend beschrieben, begrenzt. Der Schlitz kann an einem anderen Teil als dem Teil zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode der Basismaterialfolie in dem Faltungslinienabschnitt des druckempfindlichen Berührungssensors gebildet werden.
Zum Beispiel könnten die druckempfindlichen Berührungssensoren 1D bis 1G, die in 19 bis 22 veranschaulicht sind, bereitgestellt werden. In 19 bis 22 sind die gleichen Teile wie die in 18 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung von diesen wird hier weggelassen.
In dem druckempfindlichen Berührungssensor 1D, wie in 19 dargestellt ist, ist ein Schlitz 28B gebildet, sodass sich dieser von einem Endabschnitt in die Richtung eines anderen Endabschnitts des Faltungslinienabschnitts 1d für den Hauptkörperabschnitt 1a und den Faltungsabschnitt 1f erstreckt und der Hauptkörperabschnitt 1a und der Faltungsabschnitt 1f sind miteinander an einem Endabschnitt des Faltungslinienabschnitts 1d auf einer Seite verbunden.
In dem druckempfindlichen Berührungssensor 1E, der in 20 dargestellt ist, sind Schlitze 28C gebildet, sodass sich diese in Richtung der Mitte von Endabschnitten auf beiden Seiten des Faltungslinienabschnitts 1d für den Hautkörperabschnitt 1a und den Faltungsabschnitt 1f erstrecken und der Hauptkörperabschnitt 1a und der Faltungsabschnitt 1f sind miteinander an einem Mittelabschnitt des Faltungslinienabschnitts 1d verbunden.
In dem druckempfindlichen Berührungssensor 1F wie in 21 dargestellt, ist ein Schlitz 28D gebildet, um sich von einem Endabschnitt in Richtung eines anderen Endabschnitts des Faltungslinienabschnitts 1d für den Hauptkörperabschnitt 1a und den Faltungsabschnitt 1f zu erstrecken, und weiterhin um sich nach einem Biegen bei einem rechten Winkel in Richtung der Seite der Faltungsabschnitts 1f zu erstrecken. Der Hauptkörperabschnitt 1a und der Faltungsabschnitt 1f sind miteinander an einem Endabschnitt des Faltungslinienabschnitts 1d auf einer Seite verbunden.
In dem druckempfindlichen Berührungssensor 1G, wie in 22 dargestellt, sind Schlitze 28E, die jeweils eine Breite aufweisen, die breiter ist als die des Schlitzes 28C, gebildet, sodass sich diese in Richtung der Mitte von Endabschnitten auf beiden Seiten des Faltungslinienabschnitts 1d für den Hauptkörperabschnitt 1a und den Faltungsabschnitt 1f erstrecken. Der Hauptkörperabschnitt 1a und der Faltungsabschnitt 1f sind miteinander an einem Mittelabschnitt des Faltungslinienabschnitts 1d verbunden.
Die Art, in der der Hauptkörperabschnitt 1a und der Faltungsabschnitt 1f an den Endabschnitten des Faltungslinienabschnitts 1d auf beiden Seiten verbunden sind, wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1C, weist einen Vorteil auf, dass, im Vergleich mit der Art, in der der Hauptkörperabschnitt 1a und der Faltungsabschnitt 1f miteinander an dem Mittelabschnitt des Faltungslinienabschnitts 1d oder einem Endabschnitt des Faltungslinienabschnitts 1d auf einer Seite verbunden sind, wie in den druckempfindlichen Berührungssensoren 1D bis 1G, eine Fehlausrichtung mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit verursacht wird, wenn der Faltungsabschnitt 1f gefaltet und verbunden beziehungsweise verklebt wird.
In der Art, in der der Hauptkörperabschnitt 1a und der Faltungsabschnitt 1f miteinander an dem Endabschnitt des Faltungslinienabschnitts 1d auf einer Seite verbunden werden, wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1D, im Gegensatz zu der Art, in der der Hauptkörperabschnitt 1a und der Faltungsabschnitt 1f miteinander an dem Mittelabschnitt des Faltungslinienabschnitts 1d verbunden werden, wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1E, ist die Verdrahtungsleitung 2b nicht zwischen der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 20 angeordnet. Auf diese Weise ist es unwahrscheinlicher, dass die Kraft des gefalteten Faltungsabschnitts 1f, der versucht, zu seinem ursprünglichen Zustand zurückzukehren, die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 weniger beeinträchtigt. Deshalb ist die Art wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1D bevorzugt zu der Art wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1E, weil die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 einen stabileren Abstand beibehalten können und die Erfassungsgenauigkeit höher ist.
In der Art wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1F, sind ein rechteckiger Teil des Faltungsabschnitts 1f, an dem die zweite Elektrode 20 breitgestellt ist, und der Endabschnitt des Faltungslinienabschnitts 1d auf einer Seite, auf der Hauptköperabschnitt 1 und der Faltungsabschnitt 1f verbunden sind, durch ein dazwischen legen eines Teils mit einer verlängerten Bandform verbunden. Auf diese Weise ist es weniger wahrscheinlich, dass die Kraft des gefalteten Faltungsabschnitts 1f, der versucht, zu seinem ursprünglichen Zustand zurückzukehren, die zweite Elektrode 20 beeinträchtigt. Deshalb ist die Art wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1F bevorzugt zu der Art wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1D, weil die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 einen stabileren Abstand beibehalten können und die Erfassungsgenauigkeit höher ist. Von dem Gesichtspunkt aus, dass die Verdrahtungsleitung verkürzt werden kann, ist die Art wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1D zu der Art wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1F bevorzugt.
In der Art wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1G, kann ein langer Abstand zwischen der ersten Elektrode 18 und dem Faltungslinienabschnitt 1d und zwischen der zweiten Elektrode 20 und dem Faltungslinienabschnitt 1d sichergestellt werden und folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass die Kraft des gefalteten Faltungsabschnitts 1f, der versucht, zu seinem ursprünglichen Zustand zurückzukehren, die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 beeinträchtigt. Deshalb ist diese Art bevorzugt, weil die erste Elektrode 18 und die zweite Elektrode 20 einen stabileren Abstand beibehalten können und eine Erfassungsgenauigkeit höher ist. Unterdessen, von dem Gesichtspunkt einer Einfachheit des Verringerns der Produktgröße gesehen, sind die Arten wie in den druckempfindlichen Berührungssensoren 1C bis 1F bevorzugt zu der Art wie in dem druckempfindlichen Berührungssensor 1G.
Wenn die druckempfindlichen Berührungssensoren 1C bis 1G miteinander verglichen werden, sind die druckempfindlichen Berührungssensoren 1C und 1D bezüglich den druckempfindlichen Berührungssensoren 1E bis 1G bevorzugt, und der druckempfindliche Berührungssensor 1C ist besonders bevorzugt.
Der druckempfindliche Berührungssensor dieser Offenbarung ist nicht auf die Art begrenzt, bei der die erste Elektrode und die zweite Elektrode auf der gleichen Oberfläche der Basismaterialfolie bereitgestellt sind, und die Basismaterialfolie gefaltet wird, sodass die Oberfläche, auf der die erste Elektrode und die zweite Elektrode bereitgestellt sind, sich auf der Innenseite befindet. Zum Beispiel kann ein druckempfindlicher Berührungssensor bereitgestellt werden, bei dem die erste Elektrode und die zweite Elektrode auf der gleichen Oberfläche der Basismaterialfolie bereitgestellt sind, und die Basismaterialfolie gefaltet wird, sodass die Oberfläche, auf der die erste Elektrode und die zweite Elektrode bereitgestellt sind, sich auf der Außenseite befindet, wodurch verursacht wird, dass sich die Oberfläche der ersten Elektrode und die Oberfläche der zweiten Elektrode einander gegenüberliegen.
Weiterhin können in dem druckempfindlichen Berührungssensor dieser Offenbarung die erste Elektrode und die zweite Elektrode auf unterschiedlichen Oberflächen der Basismaterialfolie bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann ein druckempfindlicher Berührungssensor bereitgestellt werden, in dem die erste Elektrode auf der ersten Oberfläche der Basismaterialfolie bereitgestellt ist, die zweite Elektrode auf der zweiten Oberfläche von dieser bereitgestellt ist, und die Basismaterialfolie gefaltet wird, sodass verursacht wird, dass die Oberfläche der ersten Elektrode und die Oberfläche der zweiten Elektrode einander gegenüberliegen.
Im Vergleich mit der Art, bei der die erste Elektrode und die zweite Elektrode auf unterschiedlichen Oberflächen der Basismaterialfolie bereitgestellt sind, weist die Art, in der die erste Elektrode und die zweite Elektrode auf der gleichen Oberfläche der Basismaterialfolie bereitgestellt sind, die Vorteile auf, dass die Anzahl von Herstellungsschritten reduziert werden kann und die Kosten niedriger sind. Weiterhin, von dem Gesichtspunkt aus, dass der Abstand zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode weiter reduziert werden kann und eine höhere Empfindlichkeit erreicht werden kann, ist es besonders vorteilhaft, die Art einzusetzen, in der die erste Elektrode und die zweite Elektrode auf der gleichen Oberfläche der Basismaterialfolie bereitgestellt sind und die Basismaterialfolie gefaltet wird, sodass die Oberfläche, auf der die erste Elektrode und die zweite Elektrode bereitgestellt sind, sich auf der Innenseite befindet, wodurch verursacht wird, dass sich die Oberfläche der ersten Elektrode und die Oberfläche der zweiten Elektrode einander gegenüberliegen.
Bezugszeichenliste

1: Druckempfindlicher Berührungssensor,
1a: Hauptkörperabschnitt,
1b: Faltungsabschnitt,
1c: bandförmiger Abschnitt,
2a bis 2c: Verdrahtungsleitung,
10: Basismaterialfolie,
12: Schutzschicht,
14: druckempfindliche Klebeschicht,
16: Trennpapier,
18: erste Elektrode,
20: zweite Elektrode,
22: dritte Elektrode,
24: Hilfselektrode,
26: elastische Schicht,
26a: erster Folienabschnitt,
26b: zweiter Folienabschnitt,
26c: Säulenabschnitt,
28: Schlitz,
100: druckempfindliches Berührungssensormodul,
110: Operationspanel,
112: Operationsoberfläche,
120: Rahmenelement,
122: Vorsprung.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018102735 [0002]
JP 2010217967 A [0005]

Claims

Druckempfindlicher Berührungssensor einer kapazitiven Art, der dazu konfiguriert ist, ein Drücken auf eine Operationsoberfläche zu erfassen, wobei der druckempfindliche Berührungssensor aufweist: eine Basismaterialfolie; eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode; und eine elastische Schicht, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode auf irgendeiner Oberfläche der Basismaterialfolie bereitgestellt sind, wobei die Basismaterialfolie zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gefaltet wird, sodass sich eine Oberfläche der ersten Elektrode und eine Oberfläche der zweiten Elektrode gegenüberliegen, wobei die Basismaterialfolie an einem Faltungslinienabschnitt, in dem ein Schlitz geformt ist, gefaltet wird, wobei die elastische Schicht zwischen gefalteten Teilen der Basismaterialfolie bereitgestellt ist, und wobei das Drücken auf die Operationsoberfläche basierend auf einer Änderung in der Kapazität erfasst wird, die verursacht wird, wenn die elastische Schicht in eine Dickenrichtung durch eine Drückkraft komprimiert und deformiert wird, um einen Abstand zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode zu reduzieren.
Druckempfindlicher Berührungssensor gemäß Anspruch 1, wobei der Schlitz zumindest zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode in der Basismaterialfolie gebildet ist.
Druckempfindlicher Berührungssensor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die elastische Schicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode positioniert ist.
Druckempfindlicher Berührungssensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die elastische Schicht ein gummiartiger elastischer Körper ist, mit: einem Paar von Folienabschnitten; und einem Säulenabschnitt, der zwischen dem Paar der Folienabschnitte angeordnet ist.
Druckempfindlicher Berührungssensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die elastische Schicht ein gummiartiger elastischer Körper ist, mit: einem Paar von Folienabschnitten; einer Vielzahl von Säulenabschnitten, die zwischen dem Paar der Folienabschnitte angeordnet sind; und einem rahmenförmigen Abschnitt, der bereitgestellt ist, um die Vielzahl von Säulenabschnitte zu umgeben.
Druckempfindlicher Berührungssensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die elastische Schicht ein gummiartiger elastischer Körper ist, mit: einem Paar von Folienabschnitten; einer Vielzahl von Säulenabschnitten, die zwischen dem Paar der Folienabschnitte angeordnet sind; und einem hervorstehenden Abschnitt oder einem überstehenden Abschnitt, der zwischen dem Paar von Folienabschnitten angeordnet ist und eine Höhe aufweist, die kleiner ist als die Höhe von jeder der Vielzahl von Säulenabschnitten.
Druckempfindlicher Berührungssensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die elastische Schicht ein gummiartiger elastischer Körper ist, mit: einem Paar von Folienabschnitten; einer Vielzahl von Säulenabschnitten, die zwischen dem Paar der Folienabschnitten angeordnet sind; und hervorstehenden Abschnitten, die zwischen dem Paar von Folienabschnitten angeordnet sind und in einem Gittermuster bereitgestellt sind, um die Vielzahl von Säulenabschnitten einzeln zu umgeben.
Druckempfindlicher Berührungssensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin mit einer dritten Elektrode, die auf einer ersten Oberfläche der Basismaterialfolie bereitgestellt ist, wobei der druckempfindliche Berührungssensor dazu konfiguriert ist, einen Kontakt eines Leiters auf der Operationsoberfläche basierend auf einer Änderung der Kapazität der dritten Elektrode, die verursacht wird, wenn der Leiter mit der Operationsoberfläche in Kontakt gebracht wird, zu erfassen.
Druckempfindliches Berührungssensormodul, mit: einem Operationspanel mit einer Operationsoberfläche; einem Rahmenelement; und dem druckempfindlichen Berührungssensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der druckempfindliche Berührungssensor zwischen dem Operationspanel und dem Rahmenelement angeordnet ist.
Druckempfindliches Berührungssensormodul gemäß Anspruch 9, wobei das Rahmenelement einen Vorsprung umfasst, und wobei ein Teil des druckempfindlichen Berührungssensors, an dem sich die elastische Schicht befindet, zwischen dem Operationspanel und dem Vorsprung angeordnet ist.