JP2003075277A - Sheetlike pressure sensor - Google Patents
Sheetlike pressure sensorInfo
- Publication number
- JP2003075277A JP2003075277A JP2001269143A JP2001269143A JP2003075277A JP 2003075277 A JP2003075277 A JP 2003075277A JP 2001269143 A JP2001269143 A JP 2001269143A JP 2001269143 A JP2001269143 A JP 2001269143A JP 2003075277 A JP2003075277 A JP 2003075277A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure sensor
- electrode
- planar
- electrodes
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は面状圧力センサ、特
に、超薄型の静電容量式面状圧力センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar pressure sensor, and more particularly to an ultrathin electrostatic capacitance type planar pressure sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、静電容量式圧力センサとしては、
例えば、特開平７−５５６１５号公報に記載のものがあ
る。すなわち、コンデンサ素子の対向電極間に、加圧に
より弾性変化する弾性誘電体を介装したことを特徴とす
る静電容量型圧力センサである。そして、このセンサに
圧力が加わると、弾性誘電体が弾性変化し、対向電極間
の距離が変化する。このため、コンデンサ素子の静電容
量が変化し、この静電容量の変化を測定することによ
り、圧力を検出できる。2. Description of the Related Art Conventionally, as a capacitance type pressure sensor,
For example, there is one described in JP-A-7-55615. That is, the electrostatic capacitance type pressure sensor is characterized in that an elastic dielectric material that elastically changes by pressurization is interposed between the opposing electrodes of the capacitor element. When pressure is applied to this sensor, the elastic dielectric body elastically changes, and the distance between the opposing electrodes changes. Therefore, the capacitance of the capacitor element changes, and the pressure can be detected by measuring the change in the capacitance.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧力センサでは、弾性誘電体を厚さ方向に弾性変形させ
る必要があるので、弾性誘電体に所定の厚さを必要と
し、圧力センサの薄型化に限界がある。また、弾性誘電
体の厚さ方向の弾性変形に応じて片側の対向電極も変形
し、機械的疲労が蓄積しやすいので、寿命が短い。さら
に、前記弾性誘電体の誘電率は外部温度の影響によって
変化しやすく、特性が不安定である。このため、温度変
化による影響を回避するための構造が必要であり、構造
が複雑になるという問題点がある。However, in the conventional pressure sensor, since it is necessary to elastically deform the elastic dielectric in the thickness direction, the elastic dielectric needs to have a predetermined thickness, and the pressure sensor can be made thinner. Is limited. Further, the counter electrode on one side is also deformed in accordance with the elastic deformation of the elastic dielectric in the thickness direction, and mechanical fatigue is likely to accumulate, resulting in a short life. Furthermore, the dielectric constant of the elastic dielectric material is likely to change due to the influence of external temperature, and the characteristics are unstable. Therefore, a structure for avoiding the influence of temperature change is required, and there is a problem that the structure becomes complicated.
【０００４】本願発明は、前記問題点に鑑み、構造が簡
単で、耐久性に優れた超薄型の面状圧力センサを提供す
ることを目的とする。In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an ultrathin planar pressure sensor having a simple structure and excellent durability.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明にかかる面状圧力
センサは、前記目的を達成するため、圧力によって誘電
率が変化する感圧層を、対向する電極間に形成して積層
一体化した構成としてある。したがって、本発明によれ
ば、従来例のように厚さ方向の弾性変形を考慮する必要
がなく、超薄型の圧力センサが得られる。また、従来例
のように弾性変形する部分がないので、対向する電極に
機械的疲労が蓄積せず、耐久性が向上する。さらに、従
来例のように温度の影響を受けやすい弾性誘電体を使用
する必要がなく、外部温度の影響を考慮する必要がな
い。このため、構造が簡単で、製造が容易な面状圧力セ
ンサを得られるという効果がある。In order to achieve the above-mentioned object, a planar pressure sensor according to the present invention has a pressure-sensitive layer whose permittivity changes with pressure, formed between electrodes facing each other and laminated and integrated. It is as a configuration. Therefore, according to the present invention, it is not necessary to consider elastic deformation in the thickness direction as in the conventional example, and an ultrathin pressure sensor can be obtained. Further, unlike the conventional example, since there is no elastically deformable portion, mechanical fatigue is not accumulated in the opposing electrodes, and durability is improved. Further, unlike the conventional example, it is not necessary to use an elastic dielectric that is easily affected by temperature, and it is not necessary to consider the effect of external temperature. Therefore, there is an effect that a planar pressure sensor having a simple structure and easy to manufacture can be obtained.
【０００６】また、対向する電極のうち、一方側の電極
が所定のピッチで並設されている一方、他方側の電極が
所定のピッチで並設され、かつ、前記一方側の電極に交
差するように配置されていてもよい。本実施形態によれ
ば、電極が交差する位置でコンデンサが形成され、押圧
力の検出のみならず、押圧位置も検出できる。Of the electrodes facing each other, one electrode is arranged in parallel at a predetermined pitch, while the other electrode is arranged in parallel at a predetermined pitch and intersects the one electrode. May be arranged as follows. According to the present embodiment, the capacitor is formed at the position where the electrodes intersect, and it is possible to detect not only the pressing force but also the pressing position.
【０００７】対向する電極のうち、少なくともいずれか
一方が、複数に分割されていてもよい。本実施形態によ
れば、分割された電極ごとにコンデンサが形成され、押
圧力の検出のみならず、押圧位置も検出できる。At least one of the facing electrodes may be divided into a plurality of parts. According to the present embodiment, a capacitor is formed for each divided electrode, so that not only the pressing force can be detected but also the pressing position can be detected.
【０００８】さらに、対向する電極は、フレキシブルで
透明な基材の対向面に形成してもよく、あるいは、感圧
層は透明であってもよい。本実施形態によれば、透明で
フレキシブルな超薄型の面状圧力センサが得られ、使い
勝手が良くなるという効果がある。Further, the opposing electrodes may be formed on the opposing surfaces of a flexible and transparent substrate, or the pressure sensitive layer may be transparent. According to this embodiment, a transparent and flexible ultra-thin planar pressure sensor can be obtained, and there is an effect that usability is improved.
【０００９】本発明にかかる面状圧力センサは、圧力に
よって誘電率が変化する感圧層を、対向する導電層間に
形成して積層一体化した構成としてある。本発明によれ
ば、従来例のように厚さ方向の弾性変形を考慮する必要
がなく、超薄型の圧力センサが得られる。また、従来例
のように弾性変形する部分がないので、対向する電極に
機械的疲労が蓄積せず、耐久性が向上する。さらに、従
来例のように温度の影響を受けやすい弾性誘電体を使用
する必要がなく、外部温度の影響を考慮する必要がな
い。このため、構造が簡単で、製造が容易な面状圧力セ
ンサを得られる。そして、基材上に多数本の電極を形成
する必要がないので、生産工数が少なく、生産性の高い
面状圧力センサが得られる。The planar pressure sensor according to the present invention has a structure in which pressure-sensitive layers whose permittivity changes with pressure are formed between opposing conductive layers and are laminated and integrated. According to the present invention, unlike the conventional example, it is not necessary to consider elastic deformation in the thickness direction, and an ultrathin pressure sensor can be obtained. Further, unlike the conventional example, since there is no elastically deformable portion, mechanical fatigue is not accumulated in the opposing electrodes, and durability is improved. Further, unlike the conventional example, it is not necessary to use an elastic dielectric that is easily affected by temperature, and it is not necessary to consider the effect of external temperature. Therefore, a planar pressure sensor having a simple structure and easy to manufacture can be obtained. Moreover, since it is not necessary to form a large number of electrodes on the base material, a planar pressure sensor having a small number of production steps and high productivity can be obtained.
【００１０】実施形態としては、導電層はフレキシブル
で透明な基材から構成されていてもよく、あるいは、感
圧層は透明であってもよい。本実施形態によれば、透明
でフレキシブルな超薄型の面状圧力センサが得られ、使
い勝手が良くなるという効果がある。In embodiments, the conductive layer may be composed of a flexible, transparent substrate, or the pressure sensitive layer may be transparent. According to this embodiment, a transparent and flexible ultra-thin planar pressure sensor can be obtained, and there is an effect that usability is improved.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を添付図面に従
って説明する。第１実施形態は、図１ないし図６に示す
ように、樹脂フイルム製基材１１の表面にマトリックス
回路を形成してタッチシート１０を構成した場合であ
る。すなわち、基材１１の表面に並設した多数本の第１
電極１２と、格子状に配置され、かつ、前記第１電極１
２の表面を別々に被覆する多数の感圧層１３と、前記感
圧層１３を介して前記第１電極１２に直交するように並
設された多数本の第２電極１４とからなるタッチシート
１０である。ただし、前記タッチシート１０は図示しな
い絶縁フィルムで被覆されている。Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 to 6, the touch sheet 10 is configured by forming a matrix circuit on the surface of the resin film base material 11. That is, a large number of first lines arranged in parallel on the surface of the substrate 11
The electrode 12 and the first electrode 1 arranged in a grid pattern.
A touch sheet including a large number of pressure-sensitive layers 13 that separately cover two surfaces, and a large number of second electrodes 14 that are arranged in parallel so as to be orthogonal to the first electrodes 12 via the pressure-sensitive layers 13. It is 10. However, the touch sheet 10 is covered with an insulating film (not shown).
【００１２】前記基材１１の樹脂フィルムとしては、例
えば、ポリイミド，ポリエチレンテレフタレート，ポリ
カーボネイト，ポリフェニレンサルファイド等のフィル
ムが挙げられる。さらに、前記樹脂フイルムは透光性を
有していてもよく、あるいは、透明であってもよい。な
お、前記基材１１は樹脂フイルムに限らず、金属フイル
ム，無機質基板であってもよい。金属フィルムとして
は、例えば、ステンレス，りん青銅を代表とする銅合
金，アルミニウム，チタン等のフィルムが挙げられる。
また、無機質基板としては、例えば、単結晶セラミッ
ク、多結晶セラミック（ＭｏＳｉ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉ
Ｃ，Ｓｉ３Ｎ４）、あるいは、ガラス等が挙げられる。Examples of the resin film of the base material 11 include films of polyimide, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyphenylene sulfide and the like. Further, the resin film may have translucency or may be transparent. The base material 11 is not limited to the resin film and may be a metal film or an inorganic substrate. Examples of the metal film include films of stainless steel, copper alloys typified by phosphor bronze, aluminum, titanium and the like.
Further, as the inorganic substrate, for example, a single crystal ceramic, a polycrystalline ceramic (MoSi 2 , Al 2 O 3 , Si
C, Si 3 N 4 ), glass, or the like.
【００１３】第１電極１２はコンデンサー素子の一部を
構成するものであり、前記基材１１および後述する感圧
層１３との相性を考慮して選択すればよく、例えば、Ｃ
ｒ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｔａ等の他、ＡｇＮｉ等
の合金が挙げられる。第１電極１１の形成方法として
は、例えば、印刷，薄膜処理，スパッタ，蒸着，イオン
プレーティング等の既存の方法から任意に選択できる。The first electrode 12 constitutes a part of the capacitor element, and may be selected in consideration of compatibility with the base material 11 and the pressure-sensitive layer 13 described later.
In addition to r, Au, Cu, Ag, Al, Ta and the like, alloys such as AgNi can be given. The method for forming the first electrode 11 can be arbitrarily selected from existing methods such as printing, thin film processing, sputtering, vapor deposition, and ion plating.
【００１４】感圧層１３は圧力によって誘電率が変化す
るものであり、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）の
他、ＧａＮ，ＩｎＮ，ＮｂＮ，ＴａＮが挙げられる。な
お、感圧層１３は、必ずしも単一の素材で形成する必要
はなく、必要に応じて前述の材料を組み合わせ、あるい
は、積層して形成してもよい。また、感圧層１３の厚さ
は必要に応じて選択できるが、厚さ１μｍないし１０μ
ｍ、特に、２μｍないし５μｍが好適である。１μｍ未
満であると、絶縁不良を発生するからであり、１０μｍ
を越えると、静電容量が小さく、製造コストがアップす
るからである。特に、窒化アルミニウムで感圧層１３を
形成する場合には、厚さ３μｍないし５μｍが好適であ
る。３μｍ未満であると、ピンホールが発生し、絶縁不
良が発生するからであり、５μｍを越えると、静電容量
が小さく、製造コストがアップするからである。さら
に、感圧層１３の形成方法としては、例えば、スパッタ
リング法，イオンプレーティング法，ＣＶＤ法，ＰＶＤ
法などの既存の方法から任意に選択できる。The pressure-sensitive layer 13 has a dielectric constant that changes with pressure, and examples thereof include GaN, InN, NbN, and TaN in addition to AlN (aluminum nitride). The pressure-sensitive layer 13 does not necessarily need to be formed of a single material, and may be formed by combining or stacking the above-mentioned materials as needed. The thickness of the pressure sensitive layer 13 can be selected as necessary, but the thickness is 1 μm to 10 μm.
m, especially 2 μm to 5 μm is preferred. If it is less than 1 μm, insulation failure will occur.
This is because if the value exceeds, the capacitance is small and the manufacturing cost is increased. Particularly when the pressure sensitive layer 13 is formed of aluminum nitride, a thickness of 3 μm to 5 μm is suitable. This is because if it is less than 3 μm, pinholes are generated and insulation failure occurs, and if it exceeds 5 μm, the capacitance is small and the manufacturing cost increases. Further, as the method of forming the pressure sensitive layer 13, for example, sputtering method, ion plating method, CVD method, PVD
The method can be arbitrarily selected from existing methods such as a method.
【００１５】第２電極１４は、第１電極１２と同様、コ
ンデンサー素子の一部を構成するものであり、第１電極
１２と同一の材料および方法で形成できる。ただし、必
ずしも常に第１電極１２と同一の材料，方法で形成する
必要はなく、必要に応じて異なる材料，方法を選択して
もよい。Like the first electrode 12, the second electrode 14 constitutes a part of the capacitor element, and can be formed of the same material and method as the first electrode 12. However, it is not always necessary to always form the same material and method as the first electrode 12, and a different material and method may be selected as necessary.
【００１６】そして、図２に示すように、マトリックス
回路を構成した前記タッチシート１０をマイコン２０に
接続するとともに、処理回路３０に接続してある。さら
に、前記マイコン２０は前記処理回路３０に接続してあ
る。すなわち、図３および図４に示すように、マイコン
２０のＣＰＵ２１の第１切替器２２に第１電極１２を接
続するとともに、第２切替器２３に第２電極１４を接続
する。前記第１，第２切替器２２，２３からは第１電極
１２，第２電極１４に切替信号Ａ，Ｂがそれぞれ出力さ
れ、スキャニングする（図４）。As shown in FIG. 2, the touch sheet 10 forming a matrix circuit is connected to the microcomputer 20 and the processing circuit 30. Further, the microcomputer 20 is connected to the processing circuit 30. That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the first electrode 12 is connected to the first switch 22 of the CPU 21 of the microcomputer 20, and the second electrode 14 is connected to the second switch 23. Switching signals A and B are output from the first and second switching devices 22 and 23 to the first electrode 12 and the second electrode 14, respectively, for scanning (FIG. 4).
【００１７】さらに、前記処理回路３０は、図５に示す
ように、比較電圧源３１を備えた比較器３２からなるも
のである。そして、前記比較器３２は、マイコン２０の
パルス発生器２４に接続されているとともに、カウンタ
２５にも接続されている。このカウンタ２５はクロック
２６に接続されている。なお、説明の便宜上、図５にお
いてはマトリックス回路は簡略して表示されている。Further, the processing circuit 30 comprises a comparator 32 having a comparison voltage source 31, as shown in FIG. The comparator 32 is connected to the pulse generator 24 of the microcomputer 20 and also to the counter 25. This counter 25 is connected to a clock 26. For convenience of explanation, the matrix circuit is simply shown in FIG.
【００１８】次に、前述の構成からなるタッチシート１
０による押圧位置および押圧力の検出方法について説明
する。まず、第１電極１２および第２電極１４からなる
コンデンサの選択は第１，第２切替器２２，２３から切
替信号を送信して選定できる。例えば、第１切替器２２
に接続された特定のラインのインピーダンスを低くし、
その他のインピーダンスを高くすると、インピーダンス
を低くしたコンデンサのみが実質的に接続された状態と
なる。一方、この状態で第２切替器２３の特定ラインの
みに方形波を送信すると、特定の第１電極１２および第
２電極１４の間で接続されたコンデンサのみの容量に応
じて歪んだ方形波が生成される。Next, the touch sheet 1 having the above-mentioned structure
A method of detecting the pressing position and the pressing force by 0 will be described. First, the capacitor composed of the first electrode 12 and the second electrode 14 can be selected by transmitting a switching signal from the first and second switching devices 22 and 23. For example, the first switch 22
Lower the impedance of the specific line connected to
When the other impedances are increased, only the capacitors whose impedance is decreased are substantially connected. On the other hand, when a square wave is transmitted only to a specific line of the second switch 23 in this state, a square wave distorted according to the capacitance of only the capacitor connected between the specific first electrode 12 and the second electrode 14 is generated. Is generated.
【００１９】しかし、マトリックス回路に押圧力が負荷
されていない場合には、感圧層１３の誘電率が変化せ
ず、静電容量も一定である。However, when no pressing force is applied to the matrix circuit, the dielectric constant of the pressure sensitive layer 13 does not change and the capacitance is constant.
【００２０】ついで、パルス発生器２４から方形波を出
力されたタッチシート１０のうち、特定のコンデンサを
押圧すると、抵抗ＲとコンデンサＣとにより、押圧力に
応じて感圧層１３の誘電率が変化し、前記方形波の歪み
の度合いが変化する（図６Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）。歪んだ波
形と比較電圧源３１からの定電圧とを比較器３２で比較
出力すると、時間遅れに見合った方形波が生成される。
この波形と基準となる元の方形波とから遅れ時間を検出
でき、この遅れ時間ｔ２をカウンタ２５でクロック２６
をカウントする。カウントしたカウント数が遅れ時間を
表し、この遅れ時間から押圧力を決定できる。なお、カ
ウントする遅れ時間は後半の遅れ時間ｔ３でもよく、あ
るいは、（ｔ２＋ｔ３）／ｔ１であってもよい。Then, when a specific capacitor is pressed in the touch sheet 10 in which the square wave is output from the pulse generator 24, the dielectric constant of the pressure sensitive layer 13 is changed by the resistance R and the capacitor C according to the pressing force. And the degree of distortion of the square wave changes (FIGS. 6A, B, C, D). When the distorted waveform and the constant voltage from the comparison voltage source 31 are compared and output by the comparator 32, a square wave commensurate with the time delay is generated.
The delay time can be detected from this waveform and the original square wave serving as the reference, and the delay time t2 is detected by the counter 25 by the clock 26.
To count. The counted number represents the delay time, and the pressing force can be determined from this delay time. The counted delay time may be the latter half delay time t3 or (t2 + t3) / t1.
【００２１】前述の操作を第１切替器２２および第２切
替器２３をスキャニングして順次出力することにより、
マトリックス回路上における全てのコンデンサの容量を
順次検出する。ついで、全てのコンデンサの容量に見合
った値をマイコン２０内の図示しないメモリに記憶して
おき、容量の一番大きかった位置が押圧位置であると判
断できる。さらに、その時の容量値の大きさによって押
圧力をも検出できる。The above operation is performed by scanning the first switch 22 and the second switch 23 and sequentially outputting them.
The capacities of all capacitors on the matrix circuit are sequentially detected. Then, values corresponding to the capacities of all capacitors are stored in a memory (not shown) in the microcomputer 20, and it can be determined that the position having the largest capacity is the pressing position. Further, the pressing force can also be detected by the magnitude of the capacitance value at that time.
【００２２】第２実施形態は、図７に示すように、感圧
層１３を連続する１枚形状とした場合である。他は前述
の実施形態とほぼ同様であるので、説明を省略する。本
実施形態によれば、第１実施形態のように多数の感圧層
を形成する必要がないので、作業工数が減少し、生産性
が向上するという利点がある。In the second embodiment, as shown in FIG. 7, the pressure-sensitive layer 13 has a continuous single-sheet shape. Others are almost the same as those in the above-described embodiment, and thus the description thereof will be omitted. According to the present embodiment, it is not necessary to form a large number of pressure sensitive layers as in the first embodiment, and thus there is an advantage that the number of working steps is reduced and the productivity is improved.
【００２３】第３実施形態は、図８Ａ，Ｂに示すよう
に、上下に２分割した透明でフレキシブルな第１電極１
２ａ，１２ｂと、左右に分割した透明でフレキシブルな
第２電極１４ａ，１４ｂとの間に図示しない透明な強誘
電体層を配置し（図８Ｃ）、積層一体化したタッチシー
トである。前記タッチシートの回路図を図８Ｄに示す。
本実施形態によれば、押圧力が負荷されると、各コンデ
ンサの容量値Ｃ１〜Ｃ４が変化する。このため、容量値
の変化から押圧位置を特定できるとともに、各コンデン
サＣ１〜Ｃ４の合成容量から押圧力を決定できる。In the third embodiment, as shown in FIGS. 8A and 8B, the transparent and flexible first electrode 1 is divided into upper and lower parts.
It is a touch sheet in which a transparent ferroelectric layer (not shown) is arranged between the left and right 2a and 12b and the transparent and flexible second electrodes 14a and 14b divided into the left and right (FIG. 8C), and laminated and integrated. A circuit diagram of the touch sheet is shown in FIG. 8D.
According to this embodiment, when the pressing force is applied, the capacitance values C1 to C4 of the capacitors change. Therefore, the pressing position can be specified from the change in the capacitance value, and the pressing force can be determined from the combined capacitance of the capacitors C1 to C4.
【００２４】第４実施形態は、図９Ａ，Ｂに示すよう
に、平面方形状の透明でフレキシブルな第１電極１２
と、対角線上で４分割した透明でフレキシブルな第２電
極１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとの間に図示しない
透明な強誘電体層を配置し（図９Ｃ）、積層一体化した
タッチシートである。前記タッチシートの回路図を図９
Ｄに示す。本実施形態によれば、押圧力が負荷される
と、各コンデンサの容量値Ｃａ〜Ｃｄが変化する。この
ため、容量値の変化から押圧位置を特定できるととも
に、各コンデンサＣａ〜Ｃｄの合成容量から押圧力を決
定できる。The fourth embodiment, as shown in FIGS. 9A and 9B, is a transparent and flexible first electrode 12 having a rectangular shape in plan view.
And a transparent and flexible second electrode 14a, 14b, 14c, 14d which is divided in four on the diagonal line (FIG. 9C), and a transparent ferroelectric layer (not shown) is laminated and integrated. . The circuit diagram of the touch sheet is shown in FIG.
Shown in D. According to this embodiment, when the pressing force is applied, the capacitance values Ca to Cd of the capacitors change. Therefore, the pressing position can be specified from the change in the capacitance value, and the pressing force can be determined from the combined capacitance of the capacitors Ca to Cd.
【００２５】第５実施形態は、図１０に示すタッチシー
ト１９に適用した場合である。前記タッチシート１９
は、所定の抵抗値を有し、かつ、透明でフレキシブルな
導電膜１５および導電膜１７の間に、透明な強誘電体か
らなる感圧層１３を積層一体化したものである。前記導
電膜１５は、両端縁部に第１，第２電極１６ａ，１６ｂ
を形成した透明でフレキシブルな導電膜である。また、
前記導電膜１７は、前記第１，第２電極１６ａ，１６ｂ
に直交するように両端縁部に第３，第４電極１８ａ，１
８ｂを形成した透明でフレキシブルな導電膜である。The fifth embodiment is applied to the touch sheet 19 shown in FIG. The touch sheet 19
Is a transparent and flexible conductive film 15 and a conductive film 17 having a predetermined resistance value, and a pressure sensitive layer 13 made of a transparent ferroelectric material is laminated and integrated. The conductive film 15 has first and second electrodes 16a and 16b on both edges.
It is a transparent and flexible conductive film formed with. Also,
The conductive film 17 includes the first and second electrodes 16a and 16b.
The third and fourth electrodes 18a, 1 on both edge portions so as to be orthogonal to
8b is a transparent and flexible conductive film.
【００２６】前記第１，第２電極１６ａ，１６ｂおよび
第３，第４電極１８ａ，１８ｂは走査回路４０を介して
ＭＰＵ４１に接続されている。さらに、前記導電膜１５
は容量検出回路４２を介して前記ＭＰＵ４２に接続され
ている。そして、前記走査回路４０および容量検出回路
４２は相互に接続されている。The first and second electrodes 16a and 16b and the third and fourth electrodes 18a and 18b are connected to the MPU 41 via the scanning circuit 40. Further, the conductive film 15
Is connected to the MPU 42 via a capacitance detection circuit 42. The scanning circuit 40 and the capacitance detection circuit 42 are connected to each other.
【００２７】本実施形態によれば、第３電極１８ａおよ
び第１電極１６ａ、第３電極１８ａおよび第４電極１８
ｂ、第３電極１８ａおよび第２電極１６ｂの間における
静電容量のバランスからＭＰＵ４１が押圧位置を演算す
る。また、上下の導電膜１５，１７間の容量変化からＭ
ＰＵ４１が押圧力を演算する。According to this embodiment, the third electrode 18a and the first electrode 16a, the third electrode 18a and the fourth electrode 18 are provided.
b, the MPU 41 calculates the pressing position from the balance of the electrostatic capacitances among the third electrode 18a and the second electrode 16b. Also, from the capacitance change between the upper and lower conductive films 15 and 17, M
The PU 41 calculates the pressing force.
【００２８】本実施形態によれば、前述の実施形態のよ
うに多数あるいは複数の電極を形成する必要がないの
で、生産性が著しく向上するという利点がある。According to the present embodiment, it is not necessary to form a large number or a plurality of electrodes as in the above-mentioned embodiments, so that there is an advantage that the productivity is remarkably improved.
【００２９】前述の実施形態によれば、大版で薄く、か
つ、フレキシブルな透明タッチシート１９が得られる。
このため、例えば、窓ガラスの表面に前記タッチシート
を貼着一体化することにより、盗難防止に利用できる。
また、ただ１点のみの押圧力を検出できる圧力センサに
適用してもよい。さらに、本発明にかかる面状圧力セン
サは平坦面に負荷される押圧力の位置および大きさを検
出する場合に限らず、曲面に負荷される押圧力の位置お
よび大きさを検出する圧力センサにも適用できる。According to the above-described embodiment, a large-sized, thin, and flexible transparent touch sheet 19 can be obtained.
Therefore, for example, by sticking the touch sheet on the surface of the window glass and integrating the same, it can be used for theft prevention.
Further, it may be applied to a pressure sensor capable of detecting the pressing force of only one point. Furthermore, the planar pressure sensor according to the present invention is not limited to the case where the position and the magnitude of the pressing force applied to the flat surface are detected, but the pressure sensor for detecting the position and the magnitude of the pressing force applied to the curved surface is used. Can also be applied.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明にかかる面状圧力センサによれ
ば、従来例のように厚さ方向の弾性変形を考慮する必要
がなく、超薄型の面状圧力センサが得られる。また、従
来例のように弾性変形する部分がないので、対向電極に
機械的疲労が蓄積せず、耐久性が向上する。さらに、従
来例のように温度の影響を受けやすい弾性誘電体を使用
しないので、外部温度の影響を考慮する必要がなくな
り、構造が簡単で、製造が容易な面状圧力センサを得ら
れるという効果がある。According to the planar pressure sensor of the present invention, it is not necessary to consider elastic deformation in the thickness direction as in the conventional example, and an ultrathin planar pressure sensor can be obtained. Further, unlike the conventional example, since there is no elastically deformable portion, mechanical fatigue does not accumulate in the counter electrode, and durability is improved. Further, unlike the conventional example, since an elastic dielectric that is easily affected by temperature is not used, there is no need to consider the effect of external temperature, and a planar pressure sensor having a simple structure and easy to manufacture can be obtained. There is.
【図１】 本願発明にかかる面状圧力センサの第１実施
形態を示し、図Ａないし図Ｃは製造工程を示す平面図、
図Ｄは等価回路図である。FIG. 1 shows a first embodiment of a planar pressure sensor according to the present invention, and FIGS. A to C are plan views showing manufacturing steps,
FIG. D is an equivalent circuit diagram.
【図２】 第１実施形態のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the first embodiment.
【図３】 第１実施形態の回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the first embodiment.
【図４】 第１実施形態の部分回路構成図である。FIG. 4 is a partial circuit configuration diagram of the first embodiment.
【図５】 処理回路を示したブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a processing circuit.
【図６】 本実施形態にかかる波形図を示し、図Ａない
しＤは方形波形の変化を示し、図Ｅは方形波形の歪みか
ら押圧力を求める方法を説明するためのタイムチャート
図である。FIG. 6 is a waveform chart according to the present embodiment, FIGS. A to D show changes in a rectangular waveform, and FIG. E is a time chart diagram for explaining a method of obtaining a pressing force from distortion of the rectangular waveform.
【図７】 本願発明にかかる面状圧力センサの第２実施
形態を示し、図Ａないし図Ｃは製造工程を示す平面図、
図Ｄは等価回路図である。FIG. 7 shows a second embodiment of the planar pressure sensor according to the present invention, and FIGS. A to C are plan views showing manufacturing steps,
FIG. D is an equivalent circuit diagram.
【図８】 本願発明にかかる面状圧力センサの第３実施
形態を示し、図Ａおよび図Ｂは導電膜の平面図、図Ｃは
概略斜視図、図Ｄは等価回路図である。8A and 8B show a third embodiment of the planar pressure sensor according to the present invention, FIGS. A and B are plan views of a conductive film, FIG. C is a schematic perspective view, and FIG. D is an equivalent circuit diagram.
【図９】 本願発明にかかる面状圧力センサの第４実施
形態を示し、図Ａおよび図Ｂは導電膜の平面図、図Ｃは
概略斜視図、図Ｄは等価回路図である。9A and 9B show a fourth embodiment of the planar pressure sensor according to the present invention, FIGS. A and B are plan views of a conductive film, FIG. C is a schematic perspective view, and FIG. D is an equivalent circuit diagram.
【図１０】 本願発明にかかる面状圧力センサの第５実
施形態を示す回路構成図である。FIG. 10 is a circuit configuration diagram showing a fifth embodiment of the planar pressure sensor according to the present invention.
【図１１】 本願発明にかかる面状圧力センサの第６実
施形態を示す回路構成図である。FIG. 11 is a circuit configuration diagram showing a sixth embodiment of the planar pressure sensor according to the present invention.
【符号の説明】
１０…タッチシート、１１…基材、１２…第１電極、１
３…感圧層、１４…第２電極、１５，１７…導電膜、１
６ａ，１６ｂ…第１，第２電極、１８ａ，１８ｂ…第
３，第４電極、１９…タッチシート。[Explanation of reference numerals] 10 ... Touch sheet, 11 ... Base material, 12 ... First electrode, 1
3 ... pressure sensitive layer, 14 ... second electrode, 15, 17 ... conductive film, 1
6a, 16b ... First and second electrodes, 18a, 18b ... Third and fourth electrodes, 19 ... Touch sheet.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 砂川 佳敬 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不 動堂町801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 野添 悟史 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不 動堂町801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 梅内 芳浩 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不 動堂町801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 立山 博 佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地１ 独 立行政法人産業技術総合研究所九州センタ ー内 (72)発明者 秋山 守人 佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地１ 独 立行政法人産業技術総合研究所九州センタ ー内 (72)発明者 上野 直広 佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地１ 独 立行政法人産業技術総合研究所九州センタ ー内 Ｆターム(参考） 2F051 AB06 AC01 BA07 BA08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Yoshitaka Sunagawa Shiokyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto Prefecture 801 Kudo-cho Omron Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Nozoe Shiokyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto Prefecture 801 Kudo-cho Omron Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiro Umeuchi Shiokyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto Prefecture 801 Kudo-cho Omron Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Tateyama 807 Nonoshita, Yadomachi, Tosu City, Saga, Germany National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Kyushu Center -In (72) Inventor Morito Akiyama 807 Nonoshita, Yadomachi, Tosu City, Saga, Germany National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Kyushu Center -In (72) Inventor Naohiro Ueno 807 Nonoshita, Yadomachi, Tosu City, Saga, Germany National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Kyushu Center -In F-term (reference) 2F051 AB06 AC01 BA07 BA08
Claims (8)
を、対向する電極間に形成して積層一体化したことを特
徴とする面状圧力センサ。1. A planar pressure sensor comprising: a pressure-sensitive layer having a dielectric constant that changes with pressure;
定のピッチで並設されている一方、他方側の電極が所定
のピッチで並設され、かつ、前記一方側の電極に交差す
るように配置されていることを特徴とする請求項１に記
載の面状圧力センサ。2. Among the electrodes facing each other, one side electrode is arranged in parallel at a predetermined pitch, while the other side electrode is arranged in parallel at a predetermined pitch and intersects with the one side electrode. The planar pressure sensor according to claim 1, wherein the planar pressure sensor is arranged as follows.
か一方が、複数に分割されていることを特徴とする請求
項１に記載の面状圧力センサ。3. The planar pressure sensor according to claim 1, wherein at least one of the facing electrodes is divided into a plurality of parts.
基材の対向面に形成されていることを特徴とする請求項
１ないし３のいずれか１項に記載の面状圧力センサ。4. The planar pressure sensor according to claim 1, wherein the opposing electrodes are formed on opposing surfaces of a flexible and transparent base material.
求項１ないし４のいずれか１項に記載の面状圧力セン
サ。5. The planar pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure sensitive layer is transparent.
を、対向する導電層間に形成して積層一体化したことを
特徴とする面状圧力センサ。6. A planar pressure sensor comprising a pressure-sensitive layer whose permittivity changes depending on pressure, formed between opposing conductive layers and integrally laminated.
なることを特徴とする請求項６に記載の面状圧力セン
サ。7. The planar pressure sensor according to claim 6, wherein the conductive layer is made of a flexible and transparent base material.
求項６または７に記載の面状圧力センサ。8. The planar pressure sensor according to claim 6, wherein the pressure sensitive layer is transparent.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001269143A JP2003075277A (en) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | Sheetlike pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001269143A JP2003075277A (en) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | Sheetlike pressure sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003075277A true JP2003075277A (en) | 2003-03-12 |
Family
ID=19095011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001269143A Pending JP2003075277A (en) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | Sheetlike pressure sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003075277A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006234716A (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Aichi Prefecture | Sheet-like sensor device |
| JP2013072753A (en) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Tokai Rubber Ind Ltd | Capacitance type sensor device |
| WO2014058806A1 (en) * | 2012-10-08 | 2014-04-17 | Stc.Unm | Improved pliable pressure-sensing fabric |
| JP2014081355A (en) * | 2012-09-28 | 2014-05-08 | Bando Chem Ind Ltd | Electrostatic capacitance type sensor sheet and electrostatic capacitance type sensor sheet manufacturing method |
| US8878803B2 (en) | 2010-04-21 | 2014-11-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device |
| US20180209859A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-07-26 | Winbond Electronics Corp. | Transparent pressure sensor and manufacturing method thereof |
| JP7296603B2 (en) | 2019-12-16 | 2023-06-23 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Detection circuit and load detection device |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58103638A (en) * | 1981-12-16 | 1983-06-20 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Pressure sensor |
| JPS61175538A (en) * | 1985-01-30 | 1986-08-07 | Nippon Denso Co Ltd | Pressure detector |
| JPS63204313A (en) * | 1987-02-19 | 1988-08-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Pressure sensor |
| JPH01214727A (en) * | 1988-02-24 | 1989-08-29 | Anima Kk | Measuring apparatus of pressure distribution |
| JP2001122010A (en) * | 1999-10-26 | 2001-05-08 | Fujitsu Takamisawa Component Ltd | Sitting sensor |
-
2001
- 2001-09-05 JP JP2001269143A patent/JP2003075277A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58103638A (en) * | 1981-12-16 | 1983-06-20 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Pressure sensor |
| JPS61175538A (en) * | 1985-01-30 | 1986-08-07 | Nippon Denso Co Ltd | Pressure detector |
| JPS63204313A (en) * | 1987-02-19 | 1988-08-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Pressure sensor |
| JPH01214727A (en) * | 1988-02-24 | 1989-08-29 | Anima Kk | Measuring apparatus of pressure distribution |
| JP2001122010A (en) * | 1999-10-26 | 2001-05-08 | Fujitsu Takamisawa Component Ltd | Sitting sensor |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006234716A (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Aichi Prefecture | Sheet-like sensor device |
| US8878803B2 (en) | 2010-04-21 | 2014-11-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device |
| JP2013072753A (en) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Tokai Rubber Ind Ltd | Capacitance type sensor device |
| JP2014081355A (en) * | 2012-09-28 | 2014-05-08 | Bando Chem Ind Ltd | Electrostatic capacitance type sensor sheet and electrostatic capacitance type sensor sheet manufacturing method |
| WO2014058806A1 (en) * | 2012-10-08 | 2014-04-17 | Stc.Unm | Improved pliable pressure-sensing fabric |
| US9671297B2 (en) | 2012-10-08 | 2017-06-06 | Stc. Unm | Pliable pressure-sensing fabric |
| US20180209859A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-07-26 | Winbond Electronics Corp. | Transparent pressure sensor and manufacturing method thereof |
| JP2018119947A (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 華邦電子股▲ふん▼有限公司Ｗｉｎｂｏｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐ． | Transparent pressure sensor and manufacturing method thereof |
| US10527504B2 (en) | 2017-01-25 | 2020-01-07 | Winbond Electronics Corp. | Transparent pressure sensor and manufacturing method thereof |
| JP7296603B2 (en) | 2019-12-16 | 2023-06-23 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Detection circuit and load detection device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3932302B2 (en) | Pressure sensor | |
| JP6562357B2 (en) | Pressure sensor | |
| CN107195667B (en) | Flexible organic light-emitting display panel and electronic equipment | |
| US4633123A (en) | Piezoelectric polymer keyboard apparatus | |
| US7019765B2 (en) | Input device | |
| US5383364A (en) | Three-axis acceleration sensor variable in capacitance under application of acceleration | |
| US4879627A (en) | Differential capacitive pressure sensor with over-pressure protection | |
| US5020377A (en) | Low pressure transducer using metal foil diaphragm | |
| US20100230181A1 (en) | Input device | |
| JP2004125571A (en) | Transparent piezoelectric sensor and input device having the same | |
| CN100442408C (en) | Foil-type switching element with multi-layered carrier foil | |
| WO2007135927A1 (en) | Pressure-sensitive sensor | |
| JPH0324793B2 (en) | ||
| JP2003075277A (en) | Sheetlike pressure sensor | |
| JP4260540B2 (en) | Touch sensor | |
| US4412209A (en) | RC Array | |
| JP2586406B2 (en) | Capacitive acceleration sensor | |
| JP3399688B2 (en) | Pressure sensor | |
| JP3963830B2 (en) | Input means having an electrostatic sensor | |
| JPH11153633A (en) | Electronic device comprising improved scratch and mechanical resistance | |
| WO2018163507A1 (en) | Electronic module and power module | |
| JPH08160072A (en) | Acceleration/pressure detecting element and its manufacture | |
| JP4394212B2 (en) | Acceleration sensor | |
| JP4976349B2 (en) | Capacitance type acceleration sensor and capacitance type accelerometer | |
| JP2007298362A (en) | Capacitance type liquid level sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080417 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110214 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110222 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111115 |