JP2012103273A - Pressure-sensitive sensor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure-sensitive sensor capable of reducing dispersion in measuring accuracy of external force among products.SOLUTION: This pressure-sensitive sensor includes external force calculation means that retains standardized information Sof "external force-resistance characteristics" that is standardized based on a prescribed mathematical formula, using a resistance value Rwhen applying setting maximum external force Fof a pressure-sensitive ink member that is measured by resistance measuring means, a resistance value Rwithout applying any external force, and a resistance value Rwhen applying external force Fthat is less than the setting maximum external force F; and calculates the external force applied thereto from the resistance value measured by resistance measuring means based on the standardized information Sof the "external force-resistance characteristics". This constitution can reduce the apparent dispersion of the "external force-resistance characteristics" among the products of pressure-sensitive sensor.

Description

本発明は、外部入力を測定するセンサに関するものであり、例えば、面に加わった外力のうちの当該面に垂直な方向の外力成分を測定する感圧センサに関する。   The present invention relates to a sensor that measures an external input, for example, a pressure-sensitive sensor that measures an external force component in a direction perpendicular to the surface among external forces applied to the surface.

従来、ある面に加わった外力(あるいは押圧力)を測定する感圧センサとして、例えば、特許文献1に記載されているような構成のセンサがある。特許文献1のセンサは、電極、感圧インク層の順に積層して形成されたプラスチックフィルム同士を、互いの感圧インク部材を向かい合わせ、表裏面に接着層を有する絶縁層を介して組み合わせたものである。また、特許文献1のセンサは、感圧インク層の表面に凹凸を設けているため、上下の感圧インク層間に一定距離の空隙が形成され、無加圧時に上下の感圧インク層が密着することを防止する構造となっている。   Conventionally, as a pressure-sensitive sensor for measuring an external force (or pressing force) applied to a certain surface, for example, there is a sensor configured as described in Patent Document 1. In the sensor of Patent Document 1, plastic films formed by laminating electrodes and pressure-sensitive ink layers in order are combined with each other with pressure-sensitive ink members facing each other and an insulating layer having an adhesive layer on the front and back surfaces. Is. In addition, since the sensor of Patent Document 1 has irregularities on the surface of the pressure-sensitive ink layer, a gap of a certain distance is formed between the upper and lower pressure-sensitive ink layers, and the upper and lower pressure-sensitive ink layers are in close contact when no pressure is applied. It has a structure that prevents this.

このような構造を有する特許文献1のセンサにおいては、上部フィルムに押圧力が加わったとき、上部フィルムが撓むことによって圧力が加えられている部分に対応する上部フィルムの電極が感圧インク層を介して下部フィルムの電極に接触する。これにより、両電極が導通状態となる。特許文献1のセンサは、この両電極の導通状態と、感圧インク層に加わる圧力に応じた抵抗値の変動とを検出することにより、上部フィルムに加わった圧力を測定することができる。この特許文献1のセンサを例えば車両用シートの内部に取り付けると、このシートに乗員が座っているか否かを判断することができるとともに、圧力分布から乗員の体格を判断することができる。   In the sensor of Patent Document 1 having such a structure, when a pressing force is applied to the upper film, the electrode of the upper film corresponding to a portion to which pressure is applied by bending the upper film is a pressure-sensitive ink layer. It contacts the electrode of the lower film through. Thereby, both electrodes will be in a conductive state. The sensor of Patent Document 1 can measure the pressure applied to the upper film by detecting the conduction state of both electrodes and the change in resistance value according to the pressure applied to the pressure-sensitive ink layer. If the sensor of this patent document 1 is attached to the inside of a vehicle seat, for example, it can be determined whether or not an occupant is sitting on the seat, and the physique of the occupant can be determined from the pressure distribution.

特開2002−48658号公報JP 2002-48658 A

近年、タッチパネルを有する電子機器、特に、携帯電話機やゲーム機などの携帯型電子機器においては、例えば決定ボタンに代わるものとして、ディスプレイのタッチパネルに感圧センサを搭載することが求められている。感圧センサをこのような携帯型電子機器に搭載するような場合にあっては、人間の手指による比較的小さな力に反応してその表示や機能などを実行することが求められる。   In recent years, in an electronic device having a touch panel, particularly a portable electronic device such as a mobile phone or a game machine, for example, a pressure sensor is required to be mounted on a touch panel of a display as an alternative to a determination button. In the case where the pressure sensor is mounted on such a portable electronic device, it is required to execute the display or function in response to a relatively small force by a human finger.

しかしながら、特許文献1のセンサでは、例えば車両用シートの内部に取り付けられてシートに乗員が座っているか否かを判断するような用途に用いられるものであり、携帯型電子機器を対象とした感圧センサに適用することはできない。   However, the sensor disclosed in Patent Document 1 is used, for example, for a purpose of determining whether an occupant is seated on a seat attached to the interior of a vehicle seat, and is intended for portable electronic devices. It cannot be applied to pressure sensors.

さらに、このような感圧センサでは、物理的変形により電極間の導通を得る構造が採用されているため、製品間において外力の測定精度のバラツキが存在することが想定される。したがって、携帯型電子機器への適用を考えた場合、このような製品間の外力の測定精度のバラツキを低減することが必要となる。   Furthermore, since such a pressure-sensitive sensor employs a structure that obtains continuity between electrodes by physical deformation, it is assumed that there is variation in the measurement accuracy of external force between products. Therefore, when considering application to a portable electronic device, it is necessary to reduce such variation in the measurement accuracy of external force between products.

また、このようなセンサにおける個体間の測定精度のバラツキが存在することにより生じる課題は、感圧センサだけでなく、その他、光、音、熱などの様々な外部入力を測定するセンサにおいても共通する課題である。   In addition, not only pressure-sensitive sensors but also other sensors that measure various external inputs such as light, sound, heat, etc., are caused by variations in measurement accuracy between individuals in such sensors. It is a problem to do.

従って、本発明の目的は、上記課題を解決することにあって、製品間の外力の測定精度のバラツキを低減することができる感圧センサを提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は、タッチパネルを有する電子機器に搭載されても表示装置の表示部の視認性の低下を抑えることができる感圧センサを提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a pressure-sensitive sensor that can solve the above-described problems and can reduce variations in measurement accuracy of external force between products.
Furthermore, another object of the present invention is to provide a pressure-sensitive sensor that can suppress a reduction in the visibility of a display unit of a display device even when mounted on an electronic device having a touch panel.

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

本発明の第1態様によれば、互いに対向配置された第1および第2の基板と、第1および第2の基板間に配置された一対の電極と、一対の電極間に配置され、第1の基板の厚み方向に加えられた外力を受けて、その電気的抵抗が変化する導電性の感圧インク部材と、一対の電極と接続され、第1の基板の厚み方向の外力を受けて一対の電極と接触した状態の感圧インク部材の電気抵抗値を測定する抵抗測定手段と、抵抗測定手段により測定された感圧インク部材の設定最大外力Fmax付加時における抵抗値R(Fmax)と、外力付加無し時における抵抗値R(F0)と、設定最大外力Fmax未満の外力F付加時における抵抗値R(FX)とを用いて、数1に基づき規格化された外力−抵抗特性の規格化情報S(FX)を保持し、外力−抵抗特性の規格化情報S(FX)に基づき、抵抗測定手段により測定された抵抗値から付加された外力を算出する外力算出手段とを備える、感圧センサを提供する。
(数1)
(FX)={1/R(FX)−1/R(F0)}/{1/R(Fmax)−1/R(F0)
According to the first aspect of the present invention, the first and second substrates disposed to face each other, the pair of electrodes disposed between the first and second substrates, and the pair of electrodes disposed between the pair of electrodes, The external pressure applied in the thickness direction of the first substrate is connected to the conductive pressure-sensitive ink member whose electrical resistance changes and the pair of electrodes, and the external force in the thickness direction of the first substrate is received. Resistance measuring means for measuring the electric resistance value of the pressure-sensitive ink member in contact with the pair of electrodes, and resistance value R (Fmax) when the set maximum external force F max of the pressure-sensitive ink member measured by the resistance measuring means is applied. When a resistance value R (F0) in external force applying no time, by using the resistance value R (FX) during an external force F X added less than the set maximum force F max, the external force is normalized based on the number 1 - resistor Holds standardization information S (FX) of characteristics, There is provided a pressure-sensitive sensor comprising external force calculation means for calculating an external force added from a resistance value measured by a resistance measurement means based on the external force-resistance characteristic standardization information S (FX) .
(Equation 1)
S (FX) = {1 / R (FX) −1 / R (F0) } / {1 / R (Fmax) −1 / R (F0) }

本発明の第2態様によれば、一対の電極は、第1および第2の基板の対向面の一方に配置または両方に分かれて配置されるとともに、第1または第2の基板の縁部に沿って枠状に配置され、第1の基板と第2の基板とを接着するように第1および第2の基板の間に配置され、一対の電極の少なくとも一方と感圧インク部材との間に隙間を保持する隙間保持部材をさらに備え、感圧インク部材は、第1または第2の基板の縁部に沿って存在し、第1の基板の厚み方向に外力が付加されることにより、第1および第2の基板間の距離が減少したとき、一対の電極と接触して両者を導通させる、第1態様に記載の感圧センサを提供する。   According to the second aspect of the present invention, the pair of electrodes is disposed on one of the opposing surfaces of the first and second substrates or separately on both, and at the edge of the first or second substrate. Arranged between the first and second substrates so as to bond the first substrate and the second substrate, and between at least one of the pair of electrodes and the pressure-sensitive ink member. The pressure-sensitive ink member is provided along the edge of the first or second substrate, and an external force is applied in the thickness direction of the first substrate. When the distance between a 1st and 2nd board | substrate reduces, the pressure-sensitive sensor as described in a 1st aspect which contacts a pair of electrodes and makes both conduct | electrically_connect is provided.

本発明の第3態様によれば、一対の電極は、第1と第2の基板に対向配置され、感圧インク部材は、一対の電極の少なくとも一方を覆う状態で、一対の電極の間に配置され、第1の基板と第2の基板とを接着するように第1および第2の基板の間に配置され、一対の電極の少なくとも一方と感圧インク部材とを接する状態にする接着部材をさらに備える、第1態様に記載の感圧センサを提供する。   According to the third aspect of the present invention, the pair of electrodes are disposed opposite to the first and second substrates, and the pressure-sensitive ink member is disposed between the pair of electrodes in a state of covering at least one of the pair of electrodes. An adhesive member that is disposed and disposed between the first and second substrates so as to bond the first substrate and the second substrate, and brings the pressure-sensitive ink member into contact with at least one of the pair of electrodes. The pressure-sensitive sensor according to the first aspect is further provided.

本発明の第4態様によれば、接着部材が、第1の基板と第2の基板とを引き付けて感圧インク部材に初期荷重を付与する、第3態様に記載の感圧センサを提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the pressure-sensitive sensor according to the third aspect, wherein the adhesive member attracts the first substrate and the second substrate to apply an initial load to the pressure-sensitive ink member. .

本発明の第5態様によれば、第1の基板の外面および第2の基板の外面の少なくとも一方に、感圧インク部材に対して荷重を集中させて伝達するバンプが備えられている、第1態様から第3態様のいずれか1つに記載の感圧センサを提供する。   According to the fifth aspect of the present invention, at least one of the outer surface of the first substrate and the outer surface of the second substrate is provided with bumps that concentrate and transmit the load to the pressure-sensitive ink member. A pressure-sensitive sensor according to any one of the first to third aspects is provided.

本発明の第6態様によれば、第1の基板と感圧インク部材との間および第2の基板と感圧インク部材の間のうち、少なくとも何れか一方に配置され、荷重を感圧インク部材に集中させて伝達するバンプが備えられている、第1態様および第3態様から第5態様のいずれか1つに記載の感圧センサを提供する。   According to the sixth aspect of the present invention, the load is arranged between at least one of the first substrate and the pressure-sensitive ink member and between the second substrate and the pressure-sensitive ink member, and the load is applied to the pressure-sensitive ink. The pressure-sensitive sensor according to any one of the first aspect and the third to fifth aspects, which is provided with a bump that is transmitted concentratedly on a member.

本発明の第7態様によれば、第1の基板の厚みと第2基板の厚みとが異なる、第6態様に記載の感圧センサを提供する。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the pressure sensitive sensor according to the sixth aspect, wherein the thickness of the first substrate and the thickness of the second substrate are different.

本発明の第8態様によれば、バンプが、第1基板と感圧インク部材との間、および第2基板と感圧インク部材との間に配置されている、第6態様または第7態様に記載の感圧センサを提供する。   According to the eighth aspect of the present invention, the bump is disposed between the first substrate and the pressure-sensitive ink member and between the second substrate and the pressure-sensitive ink member. The pressure-sensitive sensor described in 1. is provided.

本発明の第9態様によれば、外部入力を受けて、その電気的特性が変化するセンサ部材と、センサ部材の電気的特性値を測定する電気回路を有する電気的特性測定手段と、電気的特性測定手段により測定された、センサ部材の外部入力の設定最大値Ymax付加時における電気的特性値C(Ymax)と、外部入力の付加無し時における電気的特性値C(Y0)と、外部入力の設定最大値Ymax未満の外部入力Yの付加時における電気的抵抗値C(YX)とを用いて、数2に基づき規格化された外部入力−電気的特性の規格化情報S(YX)を保持し、外部入力−電気的特性の規格化情報S(YX)に基づき、電気的特性測定手段により測定された電気的特性値から、センサ部材に付加された外部入力を算出する外部入力算出手段と、を備える、センサを提供する。
(数2)
(YX)={1/C(YX)−1/C(Y0)}/{1/C(Ymax)−1/C(Y0)
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided a sensor member that changes its electrical characteristics in response to an external input, an electrical characteristic measuring means having an electrical circuit that measures the electrical characteristic value of the sensor member, The electrical characteristic value C (Ymax) when the sensor member external input set maximum value Y max is added, the electrical characteristic value C (Y0) when no external input is added, and the external using the electrical resistance value C (YX) during the addition of setting the maximum value Y max of less than the external input Y X input, normalized based on the number 2 external input - the electrical characteristic normalization information S ( YX) is held, and an external input for calculating the external input added to the sensor member from the electrical characteristic value measured by the electrical characteristic measuring means based on the external input-standardized information S (YX) of the electrical characteristic Input calculation means It comprises, providing a sensor.
(Equation 2)
S (YX) = {1 / C (YX) −1 / C (Y0) } / {1 / C (Ymax) −1 / C (Y0) }

本発明によれば、抵抗測定手段により測定された感圧インク部材の設定最大外力Fmax付加時における抵抗値R(Fmax)と、外力付加無し時における抵抗値R(F0)と、設定最大外力Fmax未満の外力F付加時における抵抗値R(FX)とを用いて、数1に基づき規格化された「外力−抵抗特性」の規格化情報S(FX)を保持し、「外力−抵抗特性」の規格化情報S(FX)に基づき、抵抗測定手段により測定された抵抗値から付加された外力を算出する外力算出手段が、感圧センサに備えられている。このように数1にて規格化された「外力−抵抗特性」の規格化情報S(FX)が用いられることにより、感圧センサの製品間における「外力−抵抗特性」の見かけ上のバラツキを低減させることができる。 According to the present invention, the resistance R in the setting up the external force F max upon application of the pressure sensitive ink member measured by the resistance measuring means (Fmax), and the resistance value R (F0) in external force applying no time, setting up an external force F resistance in the external force F X added at less than max by using the R (FX), normalized based on the number 1 - holding the normalized information S of "external force resistance characteristics" (FX), "external force - The pressure-sensitive sensor is provided with external force calculation means for calculating an external force added from the resistance value measured by the resistance measurement means based on the normalized information S (FX) of “resistance characteristics”. As described above, the standardized information S (FX) of “external force-resistance characteristics” standardized by Equation 1 is used, so that the apparent variation of “external force-resistance characteristics” among pressure-sensitive sensor products can be reduced. Can be reduced.

また、一対の電極が第1または第2の基板の縁部に沿って枠状に配置されているので、枠で囲まれた内側部分の透過率は低下しない。したがって、タッチパネルを有する電子機器に搭載されても表示装置の表示部を枠の内側に配置することで、表示部の視認性の低下を抑えることができる。また、感圧インク部材は、第1または第2の基板の縁部に沿って点在しているので、第1の基板に対して同じ外力を加えた場合、感圧インク部材が一対の電極の両方に接触する面積のバラツキが抑えられる。したがって、外力の測定精度を向上させることができる。   In addition, since the pair of electrodes are arranged in a frame shape along the edge of the first or second substrate, the transmittance of the inner portion surrounded by the frame does not decrease. Therefore, even if it is mounted on an electronic device having a touch panel, it is possible to suppress a reduction in the visibility of the display unit by arranging the display unit of the display device inside the frame. Further, since the pressure-sensitive ink members are scattered along the edge of the first or second substrate, when the same external force is applied to the first substrate, the pressure-sensitive ink member becomes a pair of electrodes. Variation in the area in contact with both is suppressed. Therefore, the measurement accuracy of external force can be improved.

また、このように感圧センサにおいて、製品間における「外力−抵抗特性」の見かけ上のバラツキを低減させるような構成は、外部入力を受けてセンサ部材の電気的特性の変化を伴うような構成のセンサにも適用することができる。   In addition, in such a pressure-sensitive sensor, a configuration that reduces the apparent variation in “external force-resistance characteristics” between products is a configuration that undergoes a change in the electrical characteristics of the sensor member in response to an external input. It can also be applied to other sensors.

本発明の第1実施形態にかかるタッチ入力デバイスを搭載する携帯電話機の斜視図The perspective view of the mobile telephone carrying the touch input device concerning 1st Embodiment of this invention. 図1のA1−A1断面図A1-A1 sectional view of FIG. タッチ入力デバイスの斜視図Perspective view of touch input device X軸検出用透明フィルムの平面図Plan view of transparent film for X-axis detection Y軸検出用透明フィルムの平面図Plan view of transparent film for Y-axis detection シールド用透明フィルムの平面図Plan view of transparent film for shielding タッチ入力デバイスが備える感圧センサの平面図Plan view of pressure-sensitive sensor with touch input device 図7のA2−A2断面図A2-A2 sectional view of FIG. 図7に示す感圧センサの分解斜視図7 is an exploded perspective view of the pressure sensor shown in FIG. 隙間保持部材の断面図Cross section of gap retaining member タッチ入力デバイスが備える感圧センサの第1変形例を示す断面図Sectional drawing which shows the 1st modification of the pressure sensor with which a touch input device is provided. タッチ入力デバイスが備える感圧センサの第2変形例を示す断面図Sectional drawing which shows the 2nd modification of the pressure sensor with which a touch input device is provided. タッチ入力デバイスが備える感圧センサの第3変形例を示す断面図Sectional drawing which shows the 3rd modification of the pressure sensor with which a touch input device is provided. 図13の第3変形例に係る感圧センサに厚み方向の押圧力が加わった状態を示す断面図Sectional drawing which shows the state to which the pressing force of the thickness direction was added to the pressure sensor which concerns on the 3rd modification of FIG. 押圧力検出部の構成を示す模式ブロック図Schematic block diagram showing the configuration of the pressing force detector サンプルにかかる感圧センサの模式平面図Schematic plan view of the pressure sensor on the sample 感圧センサにおけるF−R特性のグラフ(5台のサンプル)Graph of FR characteristics in pressure sensor (5 samples) 感圧センサにおける規格化されたF−R特性のグラフ(5台のサンプル)Graph of standardized FR characteristics of pressure-sensitive sensor (5 samples) 本発明の第2実施形態にかかる感圧センサのタッチ入力デバイスにおける配置を示す図The figure which shows arrangement | positioning in the touch input device of the pressure-sensitive sensor concerning 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態の感圧センサの分解図Exploded view of pressure sensor of second embodiment 図19のA3−A3断面図A3-A3 sectional view of FIG. 感圧センサ近傍の拡大図Enlarged view near the pressure sensor 感圧センサ近傍の拡大図Enlarged view near the pressure sensor 本発明の第3実施形態にかかる感圧センサのタッチ入力デバイスにおける配置図Arrangement diagram of a pressure-sensitive sensor according to a third embodiment of the present invention in a touch input device. 第3実施形態の感圧センサの分解図Exploded view of pressure sensor of third embodiment 図24におけるA4−A4断面図A4-A4 sectional view in FIG. 第3実施形態の感圧センサの断面図Sectional drawing of the pressure-sensitive sensor of 3rd Embodiment 第3実施形態の変形例にかかる感圧センサの断面図Sectional drawing of the pressure-sensitive sensor concerning the modification of 3rd Embodiment. 第3実施形態の変形例にかかる感圧センサの断面図Sectional drawing of the pressure-sensitive sensor concerning the modification of 3rd Embodiment. 第3実施形態の変形例にかかる感圧センサの断面図Sectional drawing of the pressure-sensitive sensor concerning the modification of 3rd Embodiment. 本発明の第4実施形態にかかるセンサの構成を示す模式ブロック図The schematic block diagram which shows the structure of the sensor concerning 4th Embodiment of this invention. 第4実施形態のセンサにおけるY−C特性のグラフGraph of YC characteristics in sensor of fourth embodiment 第4実施形態のセンサにおける規格化されたY−C特性のグラフGraph of standardized YC characteristics in sensor of fourth embodiment

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
(タッチ入力デバイスの構成)
本発明の第1の実施形態にかかる感圧センサは、タッチパネルと一体に構成されてタッチ入力デバイスを構成する。本第1実施形態においてタッチ入力デバイスは、タッチパネルでの位置検出に加えて感圧センサによって押圧力の強さを検出することができるものである。本第1実施形態にかかるタッチ入力デバイスは、例えば、タッチパネルを有する電子機器、特に携帯電話機やゲーム機などの携帯型電子機器のディスプレイのタッチ入力デバイスとして好適に機能する。ここでは、本タッチ入力デバイスが携帯型電子機器の一例である携帯電話機に搭載される例を説明する。
(First embodiment)
(Touch input device configuration)
The pressure-sensitive sensor according to the first embodiment of the present invention is configured integrally with a touch panel to constitute a touch input device. In the first embodiment, the touch input device can detect the strength of the pressing force with a pressure sensor in addition to the position detection on the touch panel. The touch input device according to the first embodiment suitably functions as a touch input device for a display of an electronic device having a touch panel, particularly a portable electronic device such as a mobile phone or a game machine. Here, an example will be described in which the touch input device is mounted on a mobile phone which is an example of a portable electronic device.

図1は、本第1実施形態にかかるタッチ入力デバイスを搭載する携帯電話機の斜視図であり、図2は、図1のA1−A1断面図である。図3は、タッチ入力デバイスの斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view of a mobile phone equipped with a touch input device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG. FIG. 3 is a perspective view of the touch input device.

図1に示すように、携帯電話機1は、前面に表示窓2Aが形成された合成樹脂製の筐体2と、液晶や有機ELなどの表示部3Aを有し、筐体2内に内蔵された表示装置3と、表示窓2Aに嵌め込まれたタッチ入力デバイス4と、筐体2の前面に配置された複数の入力キー5とを備えている。   As shown in FIG. 1, the mobile phone 1 includes a synthetic resin casing 2 having a display window 2 </ b> A formed on the front surface and a display unit 3 </ b> A such as a liquid crystal display or an organic EL. The display device 3, the touch input device 4 fitted in the display window 2 </ b> A, and a plurality of input keys 5 disposed on the front surface of the housing 2 are provided.

筐体2の表示窓2Aは、タッチ入力デバイス4の嵌め込みを許容するため、段差を有するように形成されている。図2に示すように、表示窓2Aの底面には、表示装置3の表示部3Aが視認できるように開口部2aが形成されている。タッチ入力デバイス4は、開口部2aの周囲の枠状部分2b上に配置されて、開口部2aを塞ぐ。   The display window 2 </ b> A of the housing 2 is formed to have a step to allow the touch input device 4 to be fitted. As shown in FIG. 2, an opening 2a is formed on the bottom surface of the display window 2A so that the display 3A of the display device 3 can be seen. The touch input device 4 is disposed on the frame-like portion 2b around the opening 2a and closes the opening 2a.

なお、表示窓2Aの形状や大きさは、タッチ入力デバイス4の形状や大きさに応じて種々の変更が可能である。表示窓2Aの段差は、タッチ入力デバイス4の厚みなどに応じて種々の変更が可能である。表示窓2Aの開口部2aの形状や大きさは、表示部3Aの形状や大きさなどに応じて種々の変更が可能である。ここでは、表示窓2A、開口部2a、表示部3A、及びタッチ入力デバイス4の形状を矩形とし、表示窓2Aの段差を筐体2の表面とタッチ入力デバイス4の表面との高さが同じになるように設定している。   Note that the shape and size of the display window 2 </ b> A can be variously changed according to the shape and size of the touch input device 4. The level difference of the display window 2A can be variously changed according to the thickness of the touch input device 4 and the like. The shape and size of the opening 2a of the display window 2A can be variously changed according to the shape and size of the display 3A. Here, the shape of the display window 2A, the opening 2a, the display unit 3A, and the touch input device 4 is rectangular, and the height of the step of the display window 2A is the same between the surface of the housing 2 and the surface of the touch input device 4. It is set to become.

タッチ入力デバイス4は、図3に示すように、透明窓部分4Aと、透明窓部分4Aの周囲に配置された枠状の加飾領域4Bとを有している。タッチ入力デバイス4が携帯電話機の筐体2の表示窓2Aに配置された場合には、透明窓部分4Aから表示装置3の表示部3Aを視認することができる。   As illustrated in FIG. 3, the touch input device 4 includes a transparent window portion 4A and a frame-shaped decoration region 4B arranged around the transparent window portion 4A. When the touch input device 4 is disposed in the display window 2A of the casing 2 of the mobile phone, the display unit 3A of the display device 3 can be viewed from the transparent window portion 4A.

また、タッチ入力デバイス4は、タッチ入力デバイス4の入力面に対するタッチ操作に基づいて、その操作位置となる平面座標(XY座標)を検出するタッチパネル10と、入力面と直交する方向(Z方向)に加えられた押圧力の強さを検出する感圧センサ20とを備えている。   Further, the touch input device 4 is based on a touch operation on the input surface of the touch input device 4, and detects a plane coordinate (XY coordinate) serving as the operation position, and a direction (Z direction) orthogonal to the input surface. And a pressure-sensitive sensor 20 for detecting the strength of the pressing force applied to.

まず、タッチパネル10の構成について説明する。
タッチパネル10は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式のタッチパネルである。ここでは、タッチパネル10として静電容量方式のタッチパネルを用いる例を説明する。図2に示すように、タッチパネル10は、入力面となる透明支持基板11と、加飾フィルム12と、X軸検出用透明フィルム13と、透明粘着層14と、Y軸検出用透明フィルム15、透明粘着層16と、シールド用透明フィルム17と、透明粘着層18と、ハードコートフィルム19とを順に積層して構成されている。
First, the configuration of the touch panel 10 will be described.
The touch panel 10 is, for example, a resistive film type or capacitance type touch panel. Here, an example in which a capacitive touch panel is used as the touch panel 10 will be described. As shown in FIG. 2, the touch panel 10 includes a transparent support substrate 11 serving as an input surface, a decorative film 12, a transparent film for X-axis detection 13, a transparent adhesive layer 14, a transparent film for Y-axis detection 15, The transparent adhesive layer 16, the shielding transparent film 17, the transparent adhesive layer 18, and the hard coat film 19 are sequentially laminated.

透明支持基板11は、透視性、剛性、及び加工性に優れた材料、例えば、ガラス、ポリメチルメタクリレート(PMMA)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂などで構成されている。透明支持基板11の下面には、透明粘着剤(図示せず)により、加飾フィルム12が貼着されている。   The transparent support substrate 11 is made of a material excellent in transparency, rigidity, and workability, such as glass, polymethyl methacrylate (PMMA) resin, polycarbonate (PC) resin, and the like. A decorative film 12 is attached to the lower surface of the transparent support substrate 11 with a transparent adhesive (not shown).

加飾フィルム12は、透明フィルムの周囲表面に枠状にインクを塗布することにより形成されている。タッチ入力デバイス4の加飾領域4Bは、前記インクを塗布した部分である加飾部12aにより形成され、加飾部12aが設けられていない部分12bがタッチ入力デバイス4の透明窓部分4Aとなる。   The decorative film 12 is formed by applying ink in a frame shape on the peripheral surface of a transparent film. The decoration area 4B of the touch input device 4 is formed by a decoration portion 12a that is a portion to which the ink is applied, and a portion 12b where the decoration portion 12a is not provided becomes a transparent window portion 4A of the touch input device 4. .

加飾部12aを構成するインクとしては、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料又は染料を着色剤として含有する着色インクを用いるとよい。また、加飾部12aは、塗布に代えて印刷により形成されてもよい。印刷により加飾部12aを形成する場合、オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの通常の印刷法を利用することができる。   As the ink constituting the decorative portion 12a, polyvinyl chloride resin, polyamide resin, polyester resin, polyacrylic resin, polyurethane resin, polyvinyl acetal resin, polyester urethane resin, cellulose ester resin, alkyd A colored ink containing a resin such as a resin as a binder and an appropriate color pigment or dye as a colorant may be used. Moreover, the decoration part 12a may be formed by printing instead of application | coating. When forming the decoration part 12a by printing, normal printing methods, such as an offset printing method, a gravure printing method, and a screen printing method, can be utilized.

加飾フィルム12の下面には、透明粘着剤(図示せず)により、X軸検出用透明フィルム13が貼着されている。X軸検出用透明フィルム13の下面には、例えば、図4に示すように一方向にストライプ状に配置された上部透明電極13aと、バスバーや引き回し線等の外部と通電するための所定のパターンの引き回し回路13bとが形成されている。また、X軸検出用透明フィルム13の下面には、上部透明電極13aと引き回し回路13bとを被覆するように透明粘着層14が配置され、当該透明粘着層14によりY軸検出用透明フィルム15が貼着されている。透明粘着層14は、例えば、糊、接着剤、又は両面粘着テープである。   A transparent film 13 for X-axis detection is attached to the lower surface of the decorative film 12 with a transparent adhesive (not shown). On the lower surface of the X-axis detection transparent film 13, for example, as shown in FIG. 4, upper transparent electrodes 13 a arranged in stripes in one direction, and a predetermined pattern for energizing the outside such as a bus bar and a lead wire The routing circuit 13b is formed. A transparent adhesive layer 14 is disposed on the lower surface of the X-axis detection transparent film 13 so as to cover the upper transparent electrode 13a and the routing circuit 13b, and the transparent adhesive layer 14 causes the Y-axis detection transparent film 15 to be formed. It is stuck. The transparent adhesive layer 14 is, for example, a glue, an adhesive, or a double-sided adhesive tape.

Y軸検出用透明フィルム15の下面には、図5に示すように上部透明電極13a(図4参照)と交差(例えば直交)する方向にストライプ状に配置された下部透明電極15aと、バスバーや引き回し線等の外部と通電するための所定のパターンの引き回し回路15bとが形成されている。また、Y軸検出用透明フィルム15の下面には、下部透明電極15aと引き回し回路15bとを被覆するように透明粘着層16が配置され、当該透明粘着層16によりシールド用透明フィルム17が貼着されている。透明粘着層16は、例えば、糊、接着剤、又は両面粘着テープである。   On the lower surface of the Y-axis detection transparent film 15, as shown in FIG. 5, a lower transparent electrode 15a arranged in a stripe shape in a direction intersecting (for example, orthogonal to) the upper transparent electrode 13a (see FIG. 4), a bus bar, A routing circuit 15b having a predetermined pattern for energizing the outside such as a routing line is formed. A transparent adhesive layer 16 is disposed on the lower surface of the Y-axis detection transparent film 15 so as to cover the lower transparent electrode 15a and the routing circuit 15b, and the transparent film 17 for shielding is attached by the transparent adhesive layer 16. Has been. The transparent adhesive layer 16 is, for example, a glue, an adhesive, or a double-sided adhesive tape.

シールド用透明フィルム17の下面には、図6に示すように、矩形のシールド用透明電極17aと、筐体2(グランド)に接続するための所定のパターンの引き回し回路17bが形成されている。シールド用透明電極17aは、表示装置3の表示部3Aよりも大きく形成され、タッチ入力デバイス4の厚み方向から見たときに表示部3Aを包含できる位置に配置されている。これにより、シールド用透明電極17aは、表示装置3から発生する妨害電磁波(交流のノイズ)を遮蔽する、いわゆる電磁シールドの役割を果たす。また、シールド用透明フィルム17の下面には、シールド用透明電極17aと引き回し回路17bとを被覆するように透明粘着層18が配置され、当該透明粘着層18によりハードコートフィルム19が貼着されている。透明粘着層18は、例えば、糊、接着剤、又は両面粘着テープである。   On the lower surface of the shielding transparent film 17, as shown in FIG. 6, a rectangular shielding transparent electrode 17a and a routing circuit 17b having a predetermined pattern for connection to the housing 2 (ground) are formed. The shield transparent electrode 17a is formed larger than the display unit 3A of the display device 3, and is disposed at a position where the display unit 3A can be included when viewed from the thickness direction of the touch input device 4. Thus, the shielding transparent electrode 17a functions as a so-called electromagnetic shield that shields the disturbing electromagnetic waves (AC noise) generated from the display device 3. Further, a transparent adhesive layer 18 is disposed on the lower surface of the shield transparent film 17 so as to cover the shield transparent electrode 17a and the routing circuit 17b, and the hard coat film 19 is adhered by the transparent adhesive layer 18. Yes. The transparent adhesive layer 18 is, for example, a glue, an adhesive, or a double-sided adhesive tape.

X軸検出用透明フィルム13とY軸検出用透明フィルム15とシールド用透明フィルム17とは、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂などで構成されている。ハードコートフィルム19は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂やポリイミドなどで構成されている。   The X-axis detection transparent film 13, the Y-axis detection transparent film 15, and the shielding transparent film 17 are made of, for example, polyethylene terephthalate (PET) resin, polycarbonate (PC) resin, or the like. The hard coat film 19 is made of, for example, polyethylene terephthalate (PET) resin or polyimide.

各透明電極13a,15a,17aと各引き回し回路13b,15b,17bとは、透明導電膜より構成されている。透明導電膜の材料としては、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、若しくはITO等の金属酸化物や導電性ポリマーの薄膜が挙げられる。各透明電極13a,15a,17aと各引き回し回路13b,15b,17bの形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング、イオンプレーティング、CVD法、ロールコーター法などを用いて各透明フィルム13,15,17の全面に導電性被膜を形成した後、不要な部分をエッチング除去する方法がある。このエッチングは、電極として残したい部分にフォトリソ法やスクリーン法などによりレジストを形成した後、塩酸などのエッチング液に浸漬することにより行うことができる。また、エッチングは、前記レジストの形成後、エッチング液を噴射してレジストが形成されていない部分の導電性被膜を除去し、その後、溶剤に浸漬することによりレジストを膨潤又は溶解させて除去することにより行うこともできる。また、エッチングは、レーザーにより行うこともできる。   Each of the transparent electrodes 13a, 15a, and 17a and the routing circuits 13b, 15b, and 17b are made of a transparent conductive film. As a material for the transparent conductive film, a metal oxide such as tin oxide, indium oxide, antimony oxide, zinc oxide, cadmium oxide, or ITO, or a conductive polymer thin film can be given. As a method of forming each transparent electrode 13a, 15a, 17a and each routing circuit 13b, 15b, 17b, for example, each transparent film 13, using a vacuum deposition method, sputtering, ion plating, CVD method, roll coater method, etc. There is a method in which an unnecessary portion is removed by etching after a conductive film is formed on the entire surface of 15 and 17. This etching can be performed by forming a resist on a portion to be left as an electrode by a photolithography method, a screen method, or the like and then immersing in an etching solution such as hydrochloric acid. In addition, after the formation of the resist, the etching is performed by spraying an etching solution to remove a portion of the conductive film where the resist is not formed, and then immersing it in a solvent to remove the resist by swelling or dissolving it. Can also be performed. Etching can also be performed with a laser.

(感圧センサの構成)
次に、感圧センサ20の構成について説明する。
図7は、本第1実施形態にかかる感圧センサの平面図であり、図8は、図7のA2−A2の断面図である。図9は、図7に示す感圧センサの分解斜視図である。
(Configuration of pressure sensor)
Next, the configuration of the pressure sensor 20 will be described.
FIG. 7 is a plan view of the pressure-sensitive sensor according to the first embodiment, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line A2-A2 of FIG. FIG. 9 is an exploded perspective view of the pressure sensor shown in FIG.

感圧センサ20は、タッチパネル10のハードコートフィルム19の下面に、例えば糊、接着剤、両面粘着テープなどの粘着層30によって貼着されている。感圧センサ20は、タッチパネル10の上方から見たときに加飾部12aに隠蔽されるように枠状に形成されている。従って、感圧センサ20を構成する各部材は、透明な材質で構成されることに限定されず、有色の材質で構成されていてもよい。   The pressure-sensitive sensor 20 is attached to the lower surface of the hard coat film 19 of the touch panel 10 with an adhesive layer 30 such as glue, adhesive, or double-sided adhesive tape. The pressure-sensitive sensor 20 is formed in a frame shape so as to be concealed by the decorative portion 12a when viewed from above the touch panel 10. Therefore, each member constituting the pressure sensor 20 is not limited to being made of a transparent material, and may be made of a colored material.

感圧センサ20は、枠状の第2基板の一例である上部フィルム21と、上部フィルム21と対向配置された枠状の第1基板の一例である下部フィルム22とを備えている。感圧センサ20は、下部フィルム22が表示窓2Aの枠状部分2b上に、例えば粘着剤(図示せず)により貼着されることで表示窓2Aに取り付けられる。上部及び下部フィルム21,22の厚み寸法は、例えば25μm〜100μmに設定されている。   The pressure-sensitive sensor 20 includes an upper film 21 that is an example of a frame-shaped second substrate, and a lower film 22 that is an example of a frame-shaped first substrate that is disposed to face the upper film 21. The pressure-sensitive sensor 20 is attached to the display window 2A by attaching the lower film 22 on the frame-like portion 2b of the display window 2A with, for example, an adhesive (not shown). The thickness dimensions of the upper and lower films 21 and 22 are set to, for example, 25 μm to 100 μm.

上部及び下部フィルム21,22の材料としては、フレキシブル基板に使用可能な材質、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、アクリル系樹脂、AN樹脂などの汎用樹脂を挙げることができる。また、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂や、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリアリル系耐熱樹脂などのスーパーエンジニアリング樹脂を用いることもできる。   The material of the upper and lower films 21 and 22 is a material that can be used for a flexible substrate, for example, a general-purpose resin such as polyethylene terephthalate, polystyrene resin, polyolefin resin, ABS resin, AS resin, acrylic resin, or AN resin. Can be mentioned. In addition, general-purpose engineering resins such as polystyrene resins, polycarbonate resins, polyacetal resins, polycarbonate-modified polyphenylene ether resins, polybutylene terephthalate resins, ultrahigh molecular weight polyethylene resins, polysulfone resins, polyphenylene sulfide resins, polyphenylene oxide resins, Super engineering resins such as polyarylate resin, polyetherimide resin, polyimide resin, liquid crystal polyester resin, and polyallyl heat-resistant resin can also be used.

上部フィルム21の下部フィルム22との対向面には、上部電極21aが枠状に配置されている。下部フィルム22の上部フィルム21との対向面には、下部電極22aが上部電極21aと対向するように枠状に配置されている。ここでは、上部電極21aと下部電極22aとで一対の電極が構成されている。上部及び下部電極21a,22aの厚み寸法は、例えば、10μm〜20μmに設定されている。   On the surface of the upper film 21 facing the lower film 22, the upper electrode 21a is arranged in a frame shape. On the surface of the lower film 22 facing the upper film 21, the lower electrode 22a is arranged in a frame shape so as to face the upper electrode 21a. Here, the upper electrode 21a and the lower electrode 22a constitute a pair of electrodes. The thickness dimension of the upper and lower electrodes 21a and 22a is set to 10 μm to 20 μm, for example.

上部及び下部電極21a,22aの材質としては、金、銀、銅、若しくはニッケルなどの金属、あるいはカーボンなどの導電性を有するペーストを用いることができる。これらの形成方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、若しくはフレキソ印刷などの印刷法、フォトレジスト法などが挙げられる。また、上部及び下部電極21a,22aは、銅や金などの金属箔を貼り付けて形成することもできる。さらに、上部及び下部電極21a,22aは、銅などの金属をメッキしたFPCの上にレジストで電極パターンを形成し、レジストで保護されていない部分の金属箔をエッチング処理することによって形成することもできる。   As the material of the upper and lower electrodes 21a and 22a, a metal such as gold, silver, copper, or nickel, or a conductive paste such as carbon can be used. Examples of these forming methods include printing methods such as screen printing, offset printing, gravure printing, and flexographic printing, and a photoresist method. The upper and lower electrodes 21a and 22a can be formed by attaching a metal foil such as copper or gold. Furthermore, the upper and lower electrodes 21a and 22a may be formed by forming an electrode pattern with a resist on an FPC plated with a metal such as copper and etching a portion of the metal foil that is not protected by the resist. it can.

上部フィルム21の4つのコーナー部には、上部電極21aを部分的に被覆するようにドット状の上部感圧インク部材23aが配置(すなわち点在)されている。下部フィルム22の4つのコーナー部には、下部電極22aを部分的に被覆し且つ上部感圧インク部材23aと対向するようにドット状の下部感圧インク部材23bが配置(すなわち点在)されている。上部又は下部感圧インク部材23a,23bの厚み寸法(上部フィルム21又は下部フィルム22からの高さ)は、上部又は下部電極21a,22aの厚み寸法よりも大きく、例えば15μm〜35μmに設定されている。   In the four corner portions of the upper film 21, dot-shaped upper pressure-sensitive ink members 23a are arranged (that is, scattered) so as to partially cover the upper electrode 21a. At the four corners of the lower film 22, dot-like lower pressure-sensitive ink members 23b are disposed (that is, dotted) so as to partially cover the lower electrode 22a and face the upper pressure-sensitive ink member 23a. Yes. The thickness dimension (height from the upper film 21 or the lower film 22) of the upper or lower pressure-sensitive ink members 23a, 23b is larger than the thickness dimension of the upper or lower electrodes 21a, 22a, and is set to 15 μm to 35 μm, for example. Yes.

上部及び下部感圧インク部材23a,23bを構成する組成物は、外力に応じて電気抵抗値などの電気特性が変化する素材で構成されている。このような組成物としては、例えば、英国のPeratech社から商品名「QTC」で入手可能な量子トンネル現象複合材料を用いることができる。上部感圧インク部材23a,下部感圧インク部材23bは、塗布により上部フィルム21,下部フィルム22に配置することができる。上部及び下部感圧インク部材23a,23bの塗布方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、又はフレキソ印刷などの印刷法を用いることができる。   The composition constituting the upper and lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b is made of a material whose electrical characteristics such as an electrical resistance value change according to an external force. As such a composition, for example, a quantum tunneling composite material available under the trade name “QTC” from Peratech, UK can be used. The upper pressure-sensitive ink member 23a and the lower pressure-sensitive ink member 23b can be disposed on the upper film 21 and the lower film 22 by application. As a method for applying the upper and lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b, a printing method such as screen printing, offset printing, gravure printing, or flexographic printing can be used.

上部フィルム21と下部フィルム22との対向領域には、枠状の隙間保持部材24が配置されている。隙間保持部材24は、粘着性を有して上部フィルム21と下部フィルム22とを接着するとともに、上部感圧インク部材23aと下部感圧インク部材23bとの隙間を保持するための絶縁性部材である。隙間保持部材24は、例えば、図10に示すように、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの芯材24Aの両面にアクリル系の接着糊などの粘着剤24Bを形成した両面粘着テープである。隙間保持部材24の厚みは、例えば、50〜100μmに設定されている。   A frame-shaped gap holding member 24 is disposed in a region where the upper film 21 and the lower film 22 are opposed to each other. The gap holding member 24 is an insulating member that has adhesiveness to bond the upper film 21 and the lower film 22 and holds the gap between the upper pressure-sensitive ink member 23a and the lower pressure-sensitive ink member 23b. is there. The gap holding member 24 is, for example, a double-sided pressure-sensitive adhesive tape in which a pressure-sensitive adhesive 24B such as an acrylic adhesive paste is formed on both surfaces of a core material 24A such as a polyethylene terephthalate film as shown in FIG. The thickness of the gap holding member 24 is set to 50 to 100 μm, for example.

隙間保持部材24の4つのコーナー部には、図9に示すように、それぞれ貫通穴24aが設けられている。各貫通穴24aは、上部及び下部感圧インク部材23a,23bよりも幅(あるいは内径)が大きく形成されている。例えば、貫通穴24aの幅は3mmであり、上部及び下部感圧インク部材23a,23bの幅は2mmであり、上部及び下部電極21a,22aの幅は1mmである。これにより、隙間保持部材24と感圧インク部材23a,23bとが接触しないようになっている。また、隙間保持部材24は、貫通穴24a以外の部分で上部及び下部電極21a,22aの間に介在して配置されているので、各貫通穴24aに対応する部分以外で両電極21a,22aが通電することを防止できる。   As shown in FIG. 9, through holes 24 a are respectively provided at the four corners of the gap holding member 24. Each through hole 24a has a width (or inner diameter) larger than that of the upper and lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b. For example, the through hole 24a has a width of 3 mm, the upper and lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b have a width of 2 mm, and the upper and lower electrodes 21a and 22a have a width of 1 mm. Thereby, the gap holding member 24 and the pressure-sensitive ink members 23a and 23b are prevented from contacting each other. Further, since the gap holding member 24 is disposed between the upper and lower electrodes 21a and 22a at portions other than the through holes 24a, both the electrodes 21a and 22a are disposed at portions other than the portions corresponding to the through holes 24a. It is possible to prevent energization.

また、上部及び下部電極21a,22aは、コネクタ25に接続されている。コネクタ25は、携帯電話機1に内蔵された押圧力検出部(図示せず)に接続されている。   The upper and lower electrodes 21a and 22a are connected to the connector 25. The connector 25 is connected to a pressing force detection unit (not shown) built in the mobile phone 1.

このような構成の感圧センサ20は、通常時(無加圧時)は、隙間保持部材24によって、上部感圧インク部材23aと下部感圧インク部材23bとが互いに接触しない状態となっている。この状態で、感圧センサ20上に設けられたタッチパネル10のタッチ入力面に、押圧力(すなわち、Z方向の外力)が加えられた場合、この押圧力により、上部又は下部フィルム21,22が撓むなどして変形し、上部及び下部感圧インク部材23a,23bが互いに接触する。これにより、上部電極21aと下部電極22aとの間に電流が流れる。この電流の大きさを押圧力検出部にて検出することにより、タッチ入力デバイス4への入力面への押圧力を検出することができる。   The pressure-sensitive sensor 20 having such a configuration is in a state where the upper pressure-sensitive ink member 23a and the lower pressure-sensitive ink member 23b are not in contact with each other by the gap holding member 24 during normal time (when no pressure is applied). . In this state, when a pressing force (that is, an external force in the Z direction) is applied to the touch input surface of the touch panel 10 provided on the pressure sensor 20, the upper or lower films 21 and 22 are caused by this pressing force. The upper and lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b come into contact with each other by being bent. Thereby, a current flows between the upper electrode 21a and the lower electrode 22a. By detecting the magnitude of this current in the pressing force detection unit, it is possible to detect the pressing force on the input surface to the touch input device 4.

また、タッチ入力デバイス4へのタッチ入力面への押圧力が大きくなると、上部及び下部感圧インク部材23a,23bに加えられる外力が増大することにより、上部及び下部感圧インク部材23a,23bの電気抵抗値が小さくなる。これにより、上部電極21aと下部電極22aとの間に流れる電流が増大する。この電流の変化を検出することによって、上部又は下部感圧インク部材23a,23bに加えられる外力の大きさを検出することができ、タッチ入力デバイス4へのタッチ入力面への押圧力を検出することができる。なお、本第1実施形態では、感圧センサ20と押圧力検出部とを合わせて、タッチ入力面への押圧力を検出する感圧センサ(あるいは感圧センサを用いた外力検出装置)が構成されている。   Further, when the pressing force on the touch input surface to the touch input device 4 is increased, the external force applied to the upper and lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b is increased, so that the upper and lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b The electrical resistance value becomes smaller. As a result, the current flowing between the upper electrode 21a and the lower electrode 22a increases. By detecting this change in current, the magnitude of the external force applied to the upper or lower pressure-sensitive ink members 23a, 23b can be detected, and the pressing force on the touch input surface to the touch input device 4 is detected. be able to. In the first embodiment, a pressure sensor (or an external force detection device using the pressure sensor) that detects the pressure on the touch input surface by combining the pressure sensor 20 and the pressure detection unit is configured. Has been.

本第1実施形態にかかる感圧センサによれば、上部及び下部電極21a,22aが枠状に配置されているので、当該枠で囲まれた内側部分の透過率は低下しない。従って、タッチパネル10を有する携帯電話機1に搭載されても表示装置3の表示部3Aを枠の内側に配置することで、表示部3Aの視認性の低下を抑えることができる。また、感圧インク部材23a,23bは、上部及び下部フィルム21,22の各コーナー部に点在しているので、上部フィルム21に対して同じ押圧力を加えた場合、上部又は下部感圧インク部材23a,23bが、上部又は下部電極21a,22aの両方に接触する面積のバラツキを抑えることができる。従って、圧力の測定精度を向上させることができる。   According to the pressure-sensitive sensor according to the first embodiment, since the upper and lower electrodes 21a and 22a are arranged in a frame shape, the transmittance of the inner portion surrounded by the frame does not decrease. Therefore, even if it is mounted on the mobile phone 1 having the touch panel 10, the visibility of the display unit 3 </ b> A can be prevented from being lowered by arranging the display unit 3 </ b> A of the display device 3 inside the frame. Further, since the pressure-sensitive ink members 23a and 23b are scattered at the respective corner portions of the upper and lower films 21 and 22, when the same pressing force is applied to the upper film 21, the upper or lower pressure-sensitive ink is used. It is possible to suppress variation in the area where the members 23a and 23b are in contact with both the upper and lower electrodes 21a and 22a. Therefore, the pressure measurement accuracy can be improved.

なお、本発明は上述のような構成についてのみに限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。例えば、本第1実施形態では、上部及び下部電極21a,22aの両方を上部及び下部感圧インク部材23a,23bで被覆するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図11に示すように、上部電極21aを上部感圧インク部材23aで被覆する一方、下部電極22aを下部感圧インク部材23bで被覆しないようにしてもよい。すなわち、上部及び下部電極21a,22aの少なくともいずれか一方を感圧インク部材で被覆するようにすればよい。この場合、上部電極21aと下部電極22aとの間には、1つの感圧インク部材しか配置されないことになるので、2つの感圧インク部材を配置するときよりも圧力の測定精度が高くなる。なお、本第1実施形態のように、上部及び下部電極21a,22aの両方を上部及び下部感圧インク部材23a,23bで被覆するようにした場合には、上部及び下部電極21a,22aが貫通穴24aの空間内で露出する部分を少なくすることができる。これにより、上部及び下部電極21a,22aの腐食などの不具合を抑えることができる。   In addition, this invention is not limited only about the above structures, It can implement in another various aspect. For example, in the first embodiment, both the upper and lower electrodes 21a and 22a are covered with the upper and lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, the upper electrode 21a may be covered with the upper pressure-sensitive ink member 23a while the lower electrode 22a may not be covered with the lower pressure-sensitive ink member 23b. That is, at least one of the upper and lower electrodes 21a and 22a may be covered with the pressure-sensitive ink member. In this case, since only one pressure-sensitive ink member is disposed between the upper electrode 21a and the lower electrode 22a, the pressure measurement accuracy is higher than when two pressure-sensitive ink members are disposed. In the case where both the upper and lower electrodes 21a and 22a are covered with the upper and lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b as in the first embodiment, the upper and lower electrodes 21a and 22a pass through. A portion exposed in the space of the hole 24a can be reduced. Thereby, problems, such as corrosion of the upper and lower electrodes 21a and 22a, can be suppressed.

また、本第1実施形態では、隙間保持部材24の各貫通穴24aの幅を、上部及び下部感圧インク部材23a,23bの幅よりも大きく形成したが、図12に示すように、上部及び下部感圧インク部材23a,23bよりも小さく形成してもよい。すなわち、隙間保持部材24が上部及び下部感圧インク部材23a,23bの周囲に隙間無く接触するように構成してもよい。これにより、上部及び下部電極21a,22aが上部及び下部感圧インク部材23a,23b又は隙間保持部材24のいずれにも覆われていない部分をなくすることができる。すなわち、貫通穴24aの空間内に上部及び下部電極21a,22aが露出することを防ぐことができる。これにより、上部及び下部電極21a,22aの腐食などの不具合をなくすことができる。   Further, in the first embodiment, the width of each through hole 24a of the gap holding member 24 is formed larger than the width of the upper and lower pressure-sensitive ink members 23a, 23b, but as shown in FIG. You may form smaller than the lower pressure sensitive ink members 23a and 23b. That is, the gap holding member 24 may be configured to contact the periphery of the upper and lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b without a gap. As a result, the upper and lower electrodes 21a, 22a can be eliminated from the portions not covered by the upper and lower pressure-sensitive ink members 23a, 23b or the gap holding member 24. That is, it is possible to prevent the upper and lower electrodes 21a and 22a from being exposed in the space of the through hole 24a. Thereby, problems such as corrosion of the upper and lower electrodes 21a and 22a can be eliminated.

また、図13に示すように、下部フィルム22の下部電極22aが設けられていない側の面(裏面)に、支持部材としてバンプ26を積層配置してもよい。ここで、バンプ26の高さ寸法は、例えば50μm〜200μm(下部フィルム22にバンプを接着するための接着層が存在する場合は、接着層の厚みを含む。)である。これにより、図14に示すように、感圧センサ20に厚み方向の押圧力が加わったとき、下部フィルム22の感圧インク部材23bの部分を下方から支持し、加わった押圧力を分散させることなく、下部フィルム22の変形に利用される力として確実に伝達することができる。これにより、圧力の測定精度を向上させることができる。また、バンプ26は、感圧インク部材が設けられている位置の裏面側(直下)に配置されていることが好ましい。これにより、上部及び下部感圧インク部材23a,23bを互いに、より確実に接触させることができ、圧力の測定精度をより向上させることができる。なお、図14に示すように、隙間保持部材24と上部又は下部感圧インク部材23a,23bとが接触していない方が、下部フィルム22が変形しやすく、圧力の測定精度を向上させることができる。   In addition, as shown in FIG. 13, bumps 26 may be stacked as support members on the surface (back surface) of the lower film 22 where the lower electrode 22 a is not provided. Here, the height dimension of the bump 26 is, for example, 50 μm to 200 μm (including the thickness of the adhesive layer when an adhesive layer for bonding the bump to the lower film 22 is present). As a result, as shown in FIG. 14, when a pressing force in the thickness direction is applied to the pressure-sensitive sensor 20, the portion of the pressure-sensitive ink member 23b of the lower film 22 is supported from below and the applied pressing force is dispersed. And can be reliably transmitted as a force used for deformation of the lower film 22. Thereby, the measurement accuracy of pressure can be improved. The bumps 26 are preferably disposed on the back side (directly below) where the pressure-sensitive ink member is provided. Thereby, the upper and lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b can be more reliably brought into contact with each other, and the pressure measurement accuracy can be further improved. As shown in FIG. 14, the lower film 22 is more easily deformed and the pressure measurement accuracy is improved when the gap holding member 24 and the upper or lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b are not in contact with each other. it can.

なお、支持部材は、バンプ26に限定されるものではなく、圧力による変形が少ない部材であればよい。また、バンプ26のような半球形状の部材の方が、押圧力を伝達するのに効果的である。また、前記では、下部フィルム22の裏面に支持部材を設けたが、上部フィルム21の裏面(上面)に設けられてもよい。   The support member is not limited to the bump 26, and may be a member that is less deformed by pressure. A hemispherical member such as the bump 26 is more effective in transmitting the pressing force. In the above description, the support member is provided on the back surface of the lower film 22. However, the support member may be provided on the back surface (upper surface) of the upper film 21.

また、本第1実施形態では、上部又は下部感圧インク部材23a,23bを第1又は下部フィルム21,22の各コーナー部に配置したが、本発明はこれに限定されない。上部又は下部感圧インク部材23a,23bは、上部又は下部フィルム21,22の縁部に沿って点在するように配置されていればよい。好ましくは、上部又は下部感圧インク部材23a,23bは、左右対象で且つ等間隔に配置するものとする。   In the first embodiment, the upper or lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b are arranged at the corners of the first or lower films 21 and 22. However, the present invention is not limited to this. The upper or lower pressure-sensitive ink members 23 a and 23 b may be arranged so as to be scattered along the edge portions of the upper or lower films 21 and 22. Preferably, the upper or lower pressure-sensitive ink members 23a and 23b are arranged on the left and right sides and at equal intervals.

また、本第1実施形態では、加飾フィルム12を備えるようにしたが、加飾フィルム12を備えなくてもよい。   In the first embodiment, the decorative film 12 is provided, but the decorative film 12 may not be provided.

(外力−抵抗特性(F−R特性)のデータ処理)
次に、感圧センサが備える押圧力検出部の構成および押圧力(外力)の検出動作について説明する。
(External force-resistance characteristics (FR characteristics) data processing)
Next, the configuration of the pressing force detection unit provided in the pressure sensor and the detection operation of the pressing force (external force) will be described.

まず、図15に示すように、押圧力検出部50は、上部および下部電極21a,22aに、コネクタ25を通じて電気的に接続され、感圧インク部材23a,23bに流れる電流値を検出することにより、感圧インク部材23a,23bの電気抵抗値を測定する抵抗測定部(抵抗測定手段の一例)51と、抵抗測定部51にて測定された電気抵抗値に基づき、タッチ入力面に付加された押圧力(Z方向の外力)の大きさを算出する外力算出手段52とを備えている。   First, as shown in FIG. 15, the pressing force detection unit 50 is electrically connected to the upper and lower electrodes 21a and 22a through the connector 25, and detects the current value flowing through the pressure-sensitive ink members 23a and 23b. A resistance measuring unit (an example of a resistance measuring unit) 51 that measures the electric resistance value of the pressure-sensitive ink members 23a and 23b, and the electric resistance value measured by the resistance measuring unit 51 are added to the touch input surface. And an external force calculating means 52 for calculating the magnitude of the pressing force (external force in the Z direction).

外力算出手段52は、感圧インク部材23a,23bにおいて付加される外力と電気抵抗値との関係を示す「外力−抵抗特性(以降、「F−R特性」とする)」の情報(後述するF−R特性規格化情報)を保持する記憶部53と、この記憶部53に保持されているF−R特性の情報に基づいて、抵抗測定部51より入力された電気抵抗値から外力の大きさを算出する演算部54とを備えている。なお、演算部54にて算出された外力の大きさの情報は、図示しない出力手段によりタッチパネル10の制御部などに入力され、タッチパネル10の画面の表示制御などが行われる。   The external force calculation means 52 has information on “external force-resistance characteristics (hereinafter referred to as“ FR characteristics ”) indicating the relationship between the external force applied to the pressure-sensitive ink members 23a and 23b and the electrical resistance value (hereinafter referred to as“ FR characteristics ”). (F-R characteristic normalization information), and the magnitude of the external force based on the electrical resistance value input from the resistance measurement unit 51 based on the FR characteristic information held in the storage unit 53. And a calculation unit 54 for calculating the height. Information on the magnitude of the external force calculated by the calculation unit 54 is input to the control unit of the touch panel 10 by an output unit (not shown), and display control of the screen of the touch panel 10 is performed.

次に、感圧センサのF−R特性を測定するための手順について具体的に説明する。   Next, a procedure for measuring the FR characteristic of the pressure sensor will be specifically described.

まず、図16に示すような構成の感圧センサ120のサンプルを例えば5台準備する。感圧センサ120は、上述した第1実施形態の感圧センサ20とは、感圧インク部材23a,23bの平面配置が異なる構成を有しているものの、その他の構成については感圧センサ20と基本的に同様な構成を有している。   First, for example, five samples of the pressure-sensitive sensor 120 configured as shown in FIG. 16 are prepared. Although the pressure-sensitive sensor 120 has a configuration in which the planar arrangement of the pressure-sensitive ink members 23a and 23b is different from the pressure-sensitive sensor 20 of the first embodiment described above, the other configurations are the same as those of the pressure-sensitive sensor 20. It has basically the same configuration.

具体的には、図16に示すように、感圧センサ120において、枠形状の上部電極21aにおける長辺側の対向2辺上に、均等な間隔にてそれぞれ5個(合計10個)の感圧インク部材23aが配置されている。なお、下部電極についても上部電極21aと同様な配置構成とされている。   Specifically, as shown in FIG. 16, in the pressure-sensitive sensor 120, five (a total of ten) sensations are provided at equal intervals on two opposite sides on the long side of the frame-shaped upper electrode 21a. A pressure ink member 23a is disposed. The lower electrode has the same arrangement configuration as that of the upper electrode 21a.

このような感圧センサ120のサンプルを5台準備し、パネル面の中央位置P1にて、打鍵試験機にて打鍵試験を行い、付加外力と電気抵抗値との関係のデータを測定する。打鍵試験機の先端(外力付加部分)にはスタイラスを取り付け、0gfから400gfまで50gf刻みで付加外力を変化させ、各外力が付加された際の感圧センサ120の電気抵抗値を抵抗測定部51にて測定する。5台の感圧センサ120のサンプルにおけるF−R特性のデータを図17のグラフに示す。   Five samples of such pressure-sensitive sensor 120 are prepared, and a key-pressing test is performed with a key-pressing tester at the center position P1 on the panel surface, and data on the relationship between the additional external force and the electric resistance value is measured. A stylus is attached to the tip (external force applied portion) of the key test machine, and the additional external force is changed in increments of 50 gf from 0 gf to 400 gf. Measure with The graph of FIG. 17 shows the FR characteristic data of the five pressure sensor 120 samples.

図17に示すそれぞれの感圧センサ120のサンプルにおけるF−R特性のグラフでは、横軸に付加外力F(gf)を示し、縦軸に電気抵抗値R(Ω)を示している。図17に示すグラフから明らかなように、各サンプル間にて、F−R特性のバラツキ(個体間のバラツキ)が存在していることがわかる。   In the graph of the FR characteristic in each sample of the pressure sensor 120 shown in FIG. 17, the horizontal axis indicates the additional external force F (gf), and the vertical axis indicates the electric resistance value R (Ω). As is clear from the graph shown in FIG. 17, it can be seen that there is a variation in FR characteristics (variation between individuals) between samples.

次に、それぞれの感圧センサ120のサンプルにおけるF−R特性の個体間のバラツキを抑制するためのデータ処理を行う。すなわち、F−R特性の個体間におけるバラツキがデータ上目立たなくするためのデータ処理を行う。   Next, data processing is performed to suppress variation in individual FR characteristics in each sample of the pressure-sensitive sensor 120. That is, data processing is performed so that the variation in the FR characteristics among individuals does not stand out in the data.

具体的には、感圧センサ120の設定最大外力Fmax付加時(例えば、外力400gf付加時)における抵抗値R(Fmax)と、外力付加無し時における抵抗値R(F0)と、設定最大外力Fmax未満の外力F(例えば、外力50gfから350gfまでの50gf刻みの外力)付加時における抵抗値R(FX)とを用いて(すなわち、図17のグラフに示すデータを用いて)、数3に基づきF−R特性を規格化する。すなわち、付加外力F=F(ゼロ)の場合の電気抵抗値Rが0と、付加外力F=Fmaxの場合の電気抵抗値Rが1と表されるように、F−R特性の規格化のためのデータ処理を行う。
(数3)
(FX)={1/R(FX)−1/R(F0)}/{1/R(Fmax)−1/R(F0)
Specifically, the resistance value R (Fmax) when the set maximum external force F max of the pressure sensor 120 is applied (for example, when an external force of 400 gf is added ) , the resistance value R (F0) when no external force is applied, and the set maximum external force. Using an external force F X less than F max (for example, an external force in increments of 50 gf from an external force of 50 gf to 350 gf ) and the resistance value R (FX) when applied (that is, using the data shown in the graph of FIG. 17), a number 3 standardizes the FR characteristic. That is, the F-R characteristic standard so that the electrical resistance value R when the additional external force F = F 0 (zero) is 0 and the electrical resistance value R when the additional external force F = F max is 1. Data processing for conversion.
(Equation 3)
S (FX) = {1 / R (FX) −1 / R (F0) } / {1 / R (Fmax) −1 / R (F0) }

この数3を用いて規格化された各サンプルについてのF−R特性(F−R特性の規格化情報)S(FX)を、図18のグラフに示す。図18のグラフでは、横軸に付加外力(gf)を示し、縦軸に規格化された値(0〜1)を示す。 The graph of FIG. 18 shows the FR characteristics (standardized information of FR characteristics) S (FX) for each sample standardized by using this equation 3. In the graph of FIG. 18, the abscissa indicates the additional external force (gf), and the ordinate indicates the normalized value (0 to 1).

図18に示すように、規格化前のF−R特性に比べて、規格化後のF−R特性S(FX)では、5個のサンプル間のバラツキが明らかに抑制されていることがわかる。 As shown in FIG. 18, it can be seen that the variation between the five samples is clearly suppressed in the FR characteristic S (FX) after normalization compared to the FR characteristic before normalization. .

次に、このようにしてデータ処理された個々の感圧センサ120のF−R特性の規格化情報S(FX)を、押圧力検出部50の記憶部53に保存させる。 Next, the standardized information S (FX) of the FR characteristic of each pressure sensor 120 processed in this way is stored in the storage unit 53 of the pressing force detection unit 50.

感圧センサ120にて、パネル面に対して実際に外力が付加された場合には、感圧インク部材の電気抵抗値を抵抗測定部51にて測定し、演算部54にて、記憶部53に保存されているF−R特性の規格化情報S(FX)に基づいて、測定された電気抵抗値から付加された外力を算出する。 When an external force is actually applied to the panel surface by the pressure sensor 120, the electrical resistance value of the pressure-sensitive ink member is measured by the resistance measurement unit 51, and the storage unit 53 is calculated by the calculation unit 54. The external force added is calculated from the measured electrical resistance value based on the standardized information S (FX) of the FR characteristic stored in FIG.

このようにF−R特性が数3にて規格化するためのデータ処理が行われ、F−R特性の規格化情報S(FX)に基づいて、電気抵抗値から付加外力の算出が行われることにより、感圧センサ120の個体間におけるF−R特性のバラツキを抑制することができる。特にこのような規格化のためのデータ処理は、電気抵抗値と付加外力との関係を補正等するものではなく、データの見え方を変えるデータ処理であるため、測定された電気抵抗値と付加外力との関係を保持したまま、データ処理を行うことができる。したがって、製品間の外力の測定精度のバラツキが抑制され、安定した測定精度を有する感圧センサを提供することができる。 In this way, data processing for normalizing the FR characteristic by Equation 3 is performed, and the additional external force is calculated from the electric resistance value based on the normalized information S (FX) of the FR characteristic. Accordingly, it is possible to suppress variation in FR characteristics among the pressure-sensitive sensors 120. In particular, such data processing for standardization does not correct the relationship between the electrical resistance value and the additional external force, but is a data process that changes the way the data is viewed. Data processing can be performed while maintaining the relationship with the external force. Therefore, variation in the measurement accuracy of the external force between products can be suppressed, and a pressure-sensitive sensor having stable measurement accuracy can be provided.

(第2実施形態)
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第2実施形態にかかる感圧センサについて説明する。
(Second Embodiment)
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement with another various aspect. For example, a pressure sensor according to a second embodiment of the present invention will be described.

図19は感圧センサのタッチ入力デバイスにおける配置を示す図、図20は感圧センサの分解図、図21は図19のA3−A3断面図、図22および図23は感圧センサ近傍の拡大図である。   FIG. 19 is a diagram showing the arrangement of the pressure-sensitive sensor in the touch input device, FIG. 20 is an exploded view of the pressure-sensitive sensor, FIG. 21 is a cross-sectional view taken along the line A3-A3 of FIG. FIG.

図19〜図21に示すように、感圧センサ220は、上部フィルム221および下部フィルム222を備えている。上部フィルム221の下部フィルム222側の面には、上部電極221aが枠状に配置されている。下部フィルム222の上部フィルム221側の面には、下部電極222aが上部電極221aと対向するように枠状に配置されている。   As shown in FIGS. 19 to 21, the pressure sensor 220 includes an upper film 221 and a lower film 222. On the surface of the upper film 221 on the lower film 222 side, the upper electrode 221a is arranged in a frame shape. On the surface of the lower film 222 on the upper film 221 side, the lower electrode 222a is arranged in a frame shape so as to face the upper electrode 221a.

上部フィルム221には、上部電極221aを覆うように枠状の上部感圧インク部材223aが配置されている。下部フィルム222の場合も同様に、下部フィルム222には、下部電極222aを覆いかつ上部感圧インク部材223aと対向するように枠状の下部感圧インク部材223bが配置されている。   A frame-shaped upper pressure-sensitive ink member 223a is disposed on the upper film 221 so as to cover the upper electrode 221a. Similarly, in the case of the lower film 222, a frame-shaped lower pressure-sensitive ink member 223b is disposed on the lower film 222 so as to cover the lower electrode 222a and to face the upper pressure-sensitive ink member 223a.

すなわち、本発明の第2実施形態にかかる感圧センサ220は、上部フィルム221の上に形成される上部電極221aと、上部電極221aに対向して下部フィルム222の上に形成される下部電極222aと、上部電極221aを覆う上部感圧インク部材223aと、上部感圧インク部材223aと対向するようにして下部電極222aを覆う下部感圧インク部材223bとを有している。   That is, the pressure-sensitive sensor 220 according to the second embodiment of the present invention includes an upper electrode 221a formed on the upper film 221 and a lower electrode 222a formed on the lower film 222 so as to face the upper electrode 221a. And an upper pressure-sensitive ink member 223a that covers the upper electrode 221a, and a lower pressure-sensitive ink member 223b that covers the lower electrode 222a so as to face the upper pressure-sensitive ink member 223a.

上部フィルム221と下部フィルム222との対向領域であって、感圧インク部材223a,223bの周縁部に接着部材230が配置されている。接着部材230は、例えば、弾性を有する粘着性接着剤や両面粘着材であっても良いし、引張り力を発揮する状態に設定されているゴム、引っ張りコイルばね、板ばね等の各種の弾性部材であっても良い。このように弾性を有する接着部材230が用いられるような場合には、接着部材230は、自由状態ではその厚みが、一対の電極221a、222aと感圧インク部材223a、223bの合計の厚みより薄くなるように構成されていることが好ましい。このように構成すると、配置された接着部材230には当初の厚みを保持しようとする力が働き、この力が上部フィルム221と下部フィルム222とを互いに近接させる方向に作用する。こうして、上部フィルム221と下部フィルム222との間の距離を狭め、感圧インク部材23の無加圧な状態における厚みを小さくすることで、結果的に感圧インク部材223a,223bに初期荷重を付与することができる。その結果、初期の不安定な検出値が自動的に排除され、感圧センサが軽荷重の押圧力を検出する場合であっても、押圧力の検出精度を向上させることができる。   An adhesive member 230 is disposed in a region where the upper film 221 and the lower film 222 are opposed to each other and at the peripheral edge portions of the pressure-sensitive ink members 223a and 223b. The adhesive member 230 may be, for example, an elastic adhesive agent or double-sided adhesive material, or various elastic members such as rubber, tension coil springs, leaf springs, etc. that are set to exert a tensile force. It may be. When the adhesive member 230 having elasticity is used as described above, the thickness of the adhesive member 230 in a free state is thinner than the total thickness of the pair of electrodes 221a and 222a and the pressure-sensitive ink members 223a and 223b. It is preferable that it is comprised so that it may become. If comprised in this way, the force which is going to hold | maintain original thickness will act on the arrange | positioned adhesive member 230, and this force acts in the direction which makes the upper film 221 and the lower film 222 adjoin each other. Thus, by reducing the distance between the upper film 221 and the lower film 222 and reducing the thickness of the pressure-sensitive ink member 23 in the non-pressurized state, an initial load is applied to the pressure-sensitive ink members 223a and 223b as a result. Can be granted. As a result, the initial unstable detection value is automatically eliminated, and the detection accuracy of the pressing force can be improved even when the pressure sensor detects the pressing force with a light load.

なお、接着部材230として弾性を有する部材が用いられるような場合に代えて、非弾性の部材が用いられるような場合であっても良い。このような場合にあっては、接着部材230は、例えば、一対の電極221a、222aと感圧インク部材223a、223bの合計の厚みより薄くした非弾性のスペーサである。上部フィルム221または下部フィルム222の変形が許容される場合には、上部フィルム221または下部フィルム222を通じて、初期荷重が付与された感圧インク部材223a,223bがさらに圧縮されて押圧力を検出することができる。   Instead of using an elastic member as the adhesive member 230, an inelastic member may be used. In such a case, the adhesive member 230 is, for example, an inelastic spacer that is thinner than the total thickness of the pair of electrodes 221a and 222a and the pressure-sensitive ink members 223a and 223b. When the deformation of the upper film 221 or the lower film 222 is allowed, the pressure-sensitive ink members 223a and 223b to which the initial load is applied are further compressed through the upper film 221 or the lower film 222 to detect the pressing force. Can do.

図22に示すように、さらに、本発明の第2実施形態にかかる感圧センサ220は下部フィルム222の外面にバンプ224aを配置してもよい。このようにバンプ224aを配置することによって、感圧センサ220に外部からの荷重が加わったとき、バンプ224aが下部感圧インク部材223bを下方から支持し、当該荷重を集中して下部感圧インク部材223bに伝達させることができる。さらに、バンプ224aは、感圧インク部材223a,223bが配置されている位置の裏面側(直下)に配置されていることが好ましい。このように構成することにより、図23に示すように上部感圧インク部材223aと下部感圧インク部材223bとを互いに確実に押し付けることができ、感圧センサ220の圧力の測定精度を向上させることができる。   As shown in FIG. 22, the pressure sensor 220 according to the second embodiment of the present invention may further include bumps 224 a on the outer surface of the lower film 222. By arranging the bumps 224a in this way, when an external load is applied to the pressure sensor 220, the bumps 224a support the lower pressure-sensitive ink member 223b from below, and concentrate the load to lower pressure-sensitive ink. It can be transmitted to the member 223b. Furthermore, the bump 224a is preferably disposed on the back side (directly below) where the pressure-sensitive ink members 223a and 223b are disposed. With this configuration, as shown in FIG. 23, the upper pressure-sensitive ink member 223a and the lower pressure-sensitive ink member 223b can be reliably pressed against each other, and the pressure measurement accuracy of the pressure-sensitive sensor 220 can be improved. Can do.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態にかかる感圧センサについて説明する。図24は感圧センサのタッチ入力デバイスにおける配置図、図25は感圧センサの分解図、図26は図24におけるA4−A4断面図である。
(Third embodiment)
Next, a pressure sensor according to a third embodiment of the present invention will be described. 24 is a layout diagram of the pressure-sensitive sensor in the touch input device, FIG. 25 is an exploded view of the pressure-sensitive sensor, and FIG. 26 is a sectional view taken along line A4-A4 in FIG.

本第3実施形態にかかる感圧センサ320の基本的な構成は、上記第2実施形態にかかる感圧センサ220と同じであるので、本第3実施形態において特徴部分であるバンプの形成位置についてのみ以下で説明する。   Since the basic configuration of the pressure-sensitive sensor 320 according to the third embodiment is the same as that of the pressure-sensitive sensor 220 according to the second embodiment, the bump formation position which is a characteristic part in the third embodiment is described. Only described below.

図24〜図26に示すように、感圧センサ320において、下部フィルム322と下部電極322bとの間にバンプ324aが配置されている。バンプ324aは、その設置面積が電極322aの設置面積以下になるよう形成されている。   As shown in FIGS. 24 to 26, in the pressure-sensitive sensor 320, a bump 324a is disposed between the lower film 322 and the lower electrode 322b. The bump 324a is formed so that its installation area is equal to or less than the installation area of the electrode 322a.

上部フィルム321および下部フィルム322の対向領域に感圧インク部材323およびバンプ324aが配置されている。そのため、感圧センサ320を製造する際には、下部フィルム322上に、例えば印刷工程を用いて、バンプ324a、下部電極322a、下部感圧インク部材323bを順に配置する。すなわち、一連の工程で感圧センサ320の片側の基板部分が形成されるので、下部フィルム322上のバンプ324a、下部電極322a、下部感圧インク部材323bの各層の位置ずれも生じ難い。また、感圧センサ320のフィルムの外面にバンプを別途形成する必要がなくなって製造工程が簡略化される。したがって、バンプ324aを備えた感圧センサ320の生産性を向上させることができる。   A pressure-sensitive ink member 323 and a bump 324a are disposed in a region where the upper film 321 and the lower film 322 are opposed to each other. Therefore, when manufacturing the pressure-sensitive sensor 320, the bump 324a, the lower electrode 322a, and the lower pressure-sensitive ink member 323b are sequentially arranged on the lower film 322 by using, for example, a printing process. That is, since the substrate portion on one side of the pressure sensor 320 is formed in a series of steps, the positional displacement of each layer of the bump 324a, the lower electrode 322a, and the lower pressure-sensitive ink member 323b on the lower film 322 hardly occurs. In addition, it is not necessary to separately form bumps on the outer surface of the film of the pressure sensor 320, and the manufacturing process is simplified. Therefore, the productivity of the pressure sensor 320 provided with the bump 324a can be improved.

さらに、このように構成することによって、感圧センサ323に外部からの荷重が加わったとき、バンプ324aが下部感圧インク部材323bを下方から支持し、当該荷重を集中して下部感圧インク部材323bに伝達される(図27参照)。その結果、上部感圧インク部材323aと下部感圧インク部材323bとが互いに確実に押し付けられて、感圧センサ320の押圧力の測定精度を向上させることができる。また、下部フィルム322の外面にバンプ324aが露出しないので、バンプ324aが外部部材と擦れ合うことで圧力検出ユニット320から剥がれてしまうこともない。   Further, with this configuration, when an external load is applied to the pressure sensor 323, the bump 324a supports the lower pressure-sensitive ink member 323b from below and concentrates the load to lower the pressure-sensitive ink member. 323b (see FIG. 27). As a result, the upper pressure-sensitive ink member 323a and the lower pressure-sensitive ink member 323b are reliably pressed against each other, and the pressure measurement accuracy of the pressure-sensitive sensor 320 can be improved. Further, since the bumps 324a are not exposed on the outer surface of the lower film 322, the bumps 324a are not peeled off from the pressure detection unit 320 by rubbing against an external member.

上記第3実施形態では、上部フィルム321と下部フィルム322の厚みは同じであるが、上部フィルム321の厚みと下部フィルム322の厚みとを異ならせてもよい。図28に示す変形例では、下部フィルム322の厚みを上部フィルム321の厚みより薄く設定している。このようにすることで、厚みの薄い下部フィルム322は上部フィルム321より変形されやすくなり、上部フィルム321と下部フィルム322の間に配置されるバンプ324aが下部に凸状に出っ張った感圧センサ320Aが形成され易くなる。感圧センサ320Aの下部フィルム322の側の形状を凸状にすると、感圧センサ320と外部部材である枠上部分2bとの接触面積が小さくなり、枠上部分2bからの荷重が感圧センサ320Aの感圧インク部材323bに集中して伝達される。その結果、感圧センサ320Aの押圧力の測定精度を向上させることができる。   In the third embodiment, the upper film 321 and the lower film 322 have the same thickness, but the upper film 321 and the lower film 322 may have different thicknesses. In the modification shown in FIG. 28, the thickness of the lower film 322 is set to be thinner than the thickness of the upper film 321. By doing so, the lower film 322 having a smaller thickness is more easily deformed than the upper film 321, and the pressure sensor 320A in which the bump 324a disposed between the upper film 321 and the lower film 322 protrudes in a convex shape in the lower part. Is easily formed. When the shape of the pressure sensor 320A on the lower film 322 side is convex, the contact area between the pressure sensor 320 and the upper frame portion 2b as an external member is reduced, and the load from the upper frame portion 2b is reduced by the pressure sensor. The concentrated ink is transmitted to the pressure-sensitive ink member 323b of 320A. As a result, the measurement accuracy of the pressing force of the pressure sensor 320A can be improved.

また、上記第3実施形態では、バンプ324aを下部フィルム322と下部感圧インク部材323bとの間にのみ配置した例について説明したが、このような場合に代えて、バンプ324aを上部フィルム21と上部感圧インク部材23aとの間に配置してもよい。また、図29に示す変形例にかかる感圧センサ320Bのように、上部フィルム321と上部感圧インク部材323aとの間および下部フィルム322と下部感圧インク部材323bとの間の両方にバンプ324aを配置してもよい。バンプ324aを感圧インク部材323の上下の両方に配置すると、上下のバンプ324aによって感圧インク部材323a、323bがより確実に押圧される。したがって、バンプ324aを感圧インク部材323a、323bの上下何れかにのみ配置した場合に比べて、感圧インク部材323a、323bの測定精度は向上することとなる。   In the third embodiment, the example in which the bump 324a is disposed only between the lower film 322 and the lower pressure-sensitive ink member 323b has been described. However, instead of such a case, the bump 324a is connected to the upper film 21. You may arrange | position between the upper pressure sensitive ink members 23a. Further, as in the pressure-sensitive sensor 320B according to the modification shown in FIG. 29, the bump 324a is provided between the upper film 321 and the upper pressure-sensitive ink member 323a and between the lower film 322 and the lower pressure-sensitive ink member 323b. May be arranged. When the bumps 324a are arranged both above and below the pressure-sensitive ink member 323, the pressure-sensitive ink members 323a and 323b are more reliably pressed by the upper and lower bumps 324a. Therefore, the measurement accuracy of the pressure-sensitive ink members 323a and 323b is improved as compared with the case where the bump 324a is disposed only above or below the pressure-sensitive ink members 323a and 323b.

また、上記第3実施形態では、枠状に配置された電極321a,322aに対して、感圧インク部材323a,323bも枠状に配置された例について説明したが、このような場合に代えて、枠状に配置された電極321a,322aに対して、感圧インク部材323a、323bを点在させて配置してもよい。   In the third embodiment, the example in which the pressure-sensitive ink members 323a and 323b are also arranged in the frame shape with respect to the electrodes 321a and 322a arranged in the frame shape has been described, but instead of such a case. Alternatively, the pressure-sensitive ink members 323a and 323b may be interspersed with the electrodes 321a and 322a arranged in a frame shape.

また、上記第3実施形態では、上部フィルム321と下部フィルム322との間に接着部材330を配置して感圧インク部材323a,323bに対して初期荷重を付与したが、このような場合についてのみ限定されるものではない。例えば、図30に示す変形例にかかる感圧センサ320Cのように、上部フィルム321と下部フィルム322とを一対の電極321a,322aと感圧インク部材323a,323bとが接する状態に融着して、感圧インク部材323a,323bに対して初期荷重を付与するようにしてもよい。   In the third embodiment, the adhesive member 330 is disposed between the upper film 321 and the lower film 322 to apply the initial load to the pressure-sensitive ink members 323a and 323b. However, only in such a case. It is not limited. For example, like the pressure-sensitive sensor 320C according to the modification shown in FIG. 30, the upper film 321 and the lower film 322 are fused so that the pair of electrodes 321a and 322a and the pressure-sensitive ink members 323a and 323b are in contact with each other. The initial load may be applied to the pressure-sensitive ink members 323a and 323b.

(第4実施形態)
上記第1から第3実施形態では、感圧センサにおいてF−R特性の規格化情報に基づいて、感圧センサの個体間におけるF−R特性のバラツキを抑制する具体的な構成および方法について説明したが、このような本発明の考え方は、感圧センサ以外のセンサにも適用することができる。すなわち、外部入力を受けることでその電気的特性が変化するようなセンサ部材を有するようなセンサに対して、本発明の考え方を適用できる。このような外部入力としては、外力の他に、例えば、光、音、熱などがあり、また、電気的特性としては、抵抗の他に、例えば電圧(分圧)、電流、静電容量などがある。このような本発明の考え方を、外部入力を検出するセンサに適用する場合について、その概念について以下に説明する。
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments, specific configurations and methods for suppressing variations in FR characteristics among individual pressure sensors based on standardized information of FR characteristics in the pressure sensor will be described. However, such a concept of the present invention can be applied to sensors other than the pressure-sensitive sensor. That is, the concept of the present invention can be applied to a sensor having a sensor member whose electrical characteristics change when receiving an external input. Such external inputs include, for example, light, sound, heat, etc. in addition to external force, and electrical characteristics include, for example, voltage (partial voltage), current, capacitance, etc., in addition to resistance. There is. The concept of the case of applying the concept of the present invention to a sensor that detects an external input will be described below.

まず、本第4実施形態にかかるセンサの一例としてセンサ420の主要な構成を示すブロック図を図31に示す。図31に示すように、センサ420は、光、音、熱などの外部入力を受けることで、例えば、電圧、電流、静電容量など、その電気的特性が変化するセンサ部材423と、センサ部材423に入力(付加)された外部入力を検出する外部入力検出部450とを備えている。外部入力検出部450は、センサ部材423の電気的特性値を測定する電気的特性測定手段451と、電気的特性測定手段451にて測定された電気的特性値に基づいて、センサ420に入力された外部入力の大きさを算出する外部入力算出手段452とを備えている。なお、電気的特性測定手段451および外部入力算出手段452は、電気回路として構成されている。   First, FIG. 31 is a block diagram showing a main configuration of a sensor 420 as an example of the sensor according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 31, the sensor 420 receives an external input such as light, sound, heat, etc., for example, a sensor member 423 whose electrical characteristics such as voltage, current, capacitance, etc. change, and a sensor member And an external input detection unit 450 that detects an external input input (added) to 423. The external input detection unit 450 is input to the sensor 420 based on the electrical property measurement unit 451 that measures the electrical property value of the sensor member 423 and the electrical property value measured by the electrical property measurement unit 451. External input calculating means 452 for calculating the size of the external input. The electrical characteristic measuring unit 451 and the external input calculating unit 452 are configured as an electric circuit.

外部入力算出手段452は、センサ部材423に入力される外部入力と電気的特性値との関係を示す「外部入力−電気的特性(以降、「Y−C特性」とする。)」の情報(Y−C特性規格化情報)を保持する記憶部453と、この記憶部453に保持されているY−C特性の情報に基づいて、電気的特性測定手段451より入力された電気的特性値から外部入力の大きさを算出する演算部454とを備えている。   The external input calculating unit 452 has information of “external input-electric characteristic (hereinafter referred to as“ Y-C characteristic ”)” indicating the relationship between the external input input to the sensor member 423 and the electric characteristic value (hereinafter referred to as “YC characteristic”). YC characteristic normalization information), and based on the YC characteristic information held in the storage part 453, based on the electric characteristic value input from the electric characteristic measuring means 451 And an arithmetic unit 454 for calculating the size of the external input.

次に、センサ420のY−C特性を測定するための手順について説明する。   Next, a procedure for measuring the YC characteristic of the sensor 420 will be described.

まず、このような構成のセンサ420のサンプル(製品)を複数台、例えば、3台(サンプル420a、420b、420c)準備し、それぞれのセンサ420に対して、外部入力を付加して、付加された外部入力と電気的特性値との関係のデータを取得する。例えば、外部入力として、0から設定最大値までの範囲の外部入力をセンサ420に対して付加して、各外部入力が付加された際のセンサ部材523の電気的特性値を電気的特性測定手段451にて測定する。3台のセンサ420a〜cのサンプルにおけるY−C特性のデータを図32のグラフに示す。   First, a plurality of samples (products) of the sensor 420 having such a configuration, for example, three (samples 420a, 420b, 420c) are prepared, and an external input is added to each sensor 420 to be added. Data on the relationship between the external input and the electrical characteristic value is acquired. For example, as an external input, an external input in a range from 0 to a set maximum value is added to the sensor 420, and the electrical characteristic value of the sensor member 523 when each external input is added is an electrical characteristic measuring unit. Measure at 451. Data of YC characteristics in the samples of the three sensors 420a to 420c are shown in the graph of FIG.

図32に示すそれぞれのセンサ420a〜cのサンプルにおけるY−C特性のグラフでは、横軸に付加された外部入力Yを示し、縦軸に電気的特性値Cを示している。図32に示すグラフからも明らかなように、各サンプル間にて、Y−C特性のバラツキが存在していることがわかる。このバラツキは、センサ420a〜cの製品個体間のバラツキである。   In the graph of the Y-C characteristics in the samples of the respective sensors 420a to 420c shown in FIG. 32, the horizontal input indicates the external input Y, and the vertical axis indicates the electrical characteristic value C. As is clear from the graph shown in FIG. 32, it can be seen that there is a variation in Y-C characteristics between the samples. This variation is a variation between individual products of the sensors 420a to 420c.

次に、それぞれのセンサ420a〜cのサンプルにおけるY−C特性の個体間のバラツキを抑制するためのデータ処理を行う。   Next, data processing is performed to suppress variation in individual YC characteristics among the samples of the sensors 420a to 420c.

具体的には、センサ420の外部入力の設定最大値Ymax付加時における電気的特性値C(Ymax)と、外部入力の付加無し時における電気的特性値C(Y0)と、外部入力の設定最大値Ymax未満の外部入力Yの付加時における電気的特性値C(YX)とを用いて(すなわち、図32のグラフに示すデータを用いて)、数4に基づきY−C特性を規格化する。すなわち、付加された外部入力Y=Y(ゼロ)の場合の電気的特性値Cが0と表され、付加された外部入力Y=Ymaxの場合の電気的特性値Tが1と表されるように、Y−C特性の規格化のためのデータ処理を行う。
(数4)
(YX)={1/C(YX)−1/C(Y0)}/{1/C(Ymax)−1/C(Y0)
Specifically, the electrical characteristic value C (Ymax) when the external input setting maximum value Y max of the sensor 420 is added, the electrical characteristic value C (Y0) when no external input is added, and the external input setting. Using the electrical characteristic value C (YX) when the external input Y X less than the maximum value Y max is added (that is, using the data shown in the graph of FIG. 32), the Y-C characteristic is calculated based on Equation 4. Standardize. That is, the electrical characteristic value C when the added external input Y = Y 0 (zero) is expressed as 0, and the electrical characteristic value T when the added external input Y = Y max is expressed as 1. As described above, data processing for standardization of Y-C characteristics is performed.
(Equation 4)
S (YX) = {1 / C (YX) −1 / C (Y0) } / {1 / C (Ymax) −1 / C (Y0) }

この数4を用いて規格化された各サンプルについてのY−C特性(Y−C特性の規格化情報)S(YX)を、図33のグラフに示す。図33のグラフでは、横軸に付加された外部入力Yを示し、縦軸に規格化された値S(電気的特性値Cの規格化値)を示す。 A graph of FIG. 33 shows YC characteristics (standardized information of YC characteristics) S (YX) for each sample standardized using Equation 4. In the graph of FIG. 33, the horizontal input indicates the external input Y, and the vertical axis indicates the normalized value S (the normalized value of the electrical characteristic value C).

図33に示すように、規格化前のY−C特性に比べて、規格化後のY−C特性S(YX)では、3個のサンプル420a〜c間のバラツキを抑制することができる。 As shown in FIG. 33, the variation among the three samples 420a to 420c can be suppressed in the YC characteristic S (YX) after normalization compared to the YC characteristic before normalization.

次に、このようにしてデータ処理された個々のセンサ420a〜cのY−C特性の規格化情報S(YX)を、外部入力検出部450の記憶部453に保存させる。 Next, the standardized information S (YX) of the YC characteristics of the individual sensors 420 a to 420 c processed in this way is stored in the storage unit 453 of the external input detection unit 450.

センサ420において、実際に外部入力が付加された場合には、センサ部材423の電気的特性値を電気的特性測定手段451にて測定し、演算部454にて、記憶部453に保存されているY−C特性の規格化情報S(YX)に基づいて、測定された電気的特性値から付加された外部入力を算出する。 In the sensor 420, when an external input is actually added, the electrical characteristic value of the sensor member 423 is measured by the electrical characteristic measuring unit 451 and stored in the storage unit 453 by the calculation unit 454. Based on the normalized information S (YX) of the Y-C characteristic, an external input added from the measured electrical characteristic value is calculated.

このようにY−C特性を規格化するためのデータ処理が数4を用いて行われ、Y−C特性の規格化情報S(YX)に基づいて、電気的特性値から付加された外部入力の算出が行われることにより、センサ420a〜cの個体間におけるY−C特性のバラツキを抑制することができる。特にこのような規格化のためのデータ処理は、電気的特性値と付加された外部入力との関係を補正等するものではなく、データの見え方を変えるデータ処理であるため、測定された電気的特性値と付加された外部入力との関係を保持したまま、データ処理を行うことができる。したがって、製品間における外部入力の測定精度のバラツキが抑制され、安定した測定精度を有するセンサを提供することができる。 In this way, the data processing for normalizing the YC characteristic is performed using Equation 4, and the external input added from the electrical characteristic value based on the standardized information S (YX) of the YC characteristic. Is calculated, it is possible to suppress variations in Y-C characteristics among the sensors 420a to 420c. In particular, such data processing for standardization does not correct the relationship between the electrical characteristic value and the added external input, but is data processing that changes the appearance of the data. Data processing can be performed while maintaining the relationship between the target characteristic value and the added external input. Therefore, variations in the measurement accuracy of external input between products can be suppressed, and a sensor having stable measurement accuracy can be provided.

よって、このようなセンサにおけるY−C特性の規格化情報に基づいて、センサの個体間におけるY−C特性のバラツキを抑制するという本発明の考え方は、外部入力を受けることでその電気的特性が変化するようなセンサ部材を有するようなセンサに対して、適用することができる。   Therefore, the idea of the present invention that suppresses the variation in the YC characteristics among the individual sensors based on the standardized information of the YC characteristics in such a sensor is that the electrical characteristics are obtained by receiving an external input. The present invention can be applied to a sensor having a sensor member that changes.

本発明の考え方を適用可能なセンサの例をいくつか説明する。例えば、センサ部材を圧電素子、外部入力を圧力、電気的特性の変化を電圧変化として、圧電素子に圧力を加えることで電圧が発生することを利用した圧力センサに、本発明を適用することができる。また、センサ部材を静電センサ(コンデンサ)、外部入力を指との接触、電気的特性の変化を静電容量値変化として、静電センサに指で触れる(指を近づける)と静電容量値が変化することを利用した接触センサに、本発明を適用することができる。また、センサ部材を受光素子、外部入力を光照射、電気的特性の変化を抵抗変化として、受光素子に光を照射することで抵抗値が変化することを利用した光センサに、本発明を適用することができる。また、センサ部材をサーミスタ、外部入力を温度、電気的特性の変化を抵抗変化として、サーミスタの温度が変化すると抵抗値が変化することを利用した温度センサに、本発明を適用することができる。   Several examples of sensors to which the concept of the present invention can be applied will be described. For example, the present invention can be applied to a pressure sensor that uses a voltage generated by applying pressure to a piezoelectric element, with a sensor member as a piezoelectric element, an external input as pressure, and a change in electrical characteristics as a voltage change. it can. In addition, if the sensor member is an electrostatic sensor (capacitor), the external input is in contact with the finger, and the change in electrical characteristics is a change in capacitance value, the capacitance value changes when the finger touches the electrostatic sensor (closes the finger). The present invention can be applied to a contact sensor that utilizes the fact that the angle changes. In addition, the present invention is applied to an optical sensor that utilizes a change in resistance value by irradiating light to a light receiving element, with a sensor member as a light receiving element, external input as light irradiation, and a change in electrical characteristics as resistance change. can do. In addition, the present invention can be applied to a temperature sensor that utilizes the change in resistance value when the temperature of the thermistor changes, with the sensor member as the thermistor, the external input as the temperature, and the change in electrical characteristics as the resistance change.

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。   It is to be noted that, by appropriately combining arbitrary embodiments of the various embodiments described above, the effects possessed by them can be produced.

本発明にかかる感圧センサは、タッチパネルを有する電子機器に搭載されても表示装置の表示部の視認性の低下を抑えることができるとともに、圧力の測定精度を向上させることができるので、タッチパネルを有する電子機器、特に携帯電話機やゲーム機などの携帯型電子機器に有用である。また、本発明にかかるセンサは、光、音、熱などの外部入力を測定するセンサにおいて、個体間の測定精度のバラツキを低減できるため、このようなセンサが用いられる様々な産業において有用である。   The pressure-sensitive sensor according to the present invention can suppress a decrease in the visibility of the display unit of the display device even when mounted on an electronic device having a touch panel, and can improve pressure measurement accuracy. The present invention is useful for electronic devices including portable electronic devices such as mobile phones and game machines. Further, the sensor according to the present invention is useful in various industries in which such a sensor is used because it can reduce variations in measurement accuracy among individuals in a sensor that measures external inputs such as light, sound, and heat. .

1 携帯電話機
2 筐体
2A 表示窓
3 表示装置
3A 表示部
4 タッチ入力デバイス
4A 透明窓部分
4B 加飾領域
5 入力キー
10 タッチパネル
11 透明支持基板
12 加飾フィルム
13 X軸検出用透明フィルム
13a 上部透明電極
13b 引き回し回路
14 透明粘着層
15 Y軸検出用透明フィルム
15a 下部透明電極
15b 引き回し回路
16 透明粘着層
17 シールド用透明フィルム
17a シールド用透明電極
17b 引き回し回路
18 透明粘着層
19 ハードコートフィルム
20 感圧センサ
21 上部フィルム
21a 上部電極
22 下部フィルム
22a,22b 下部電極
23a,23b 感圧インク部材
24 隙間保持部材
50 押圧力検出部
51 抵抗測定部
52 外力算出手段
53 記憶部
54 演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cellular phone 2 Housing | casing 2A Display window 3 Display apparatus 3A Display part 4 Touch input device 4A Transparent window part 4B Decorating area 5 Input key 10 Touch panel 11 Transparent support substrate 12 Decorating film 13 X-axis detection transparent film 13a Upper transparent Electrode 13b Route circuit 14 Transparent adhesive layer 15 Y-axis detection transparent film 15a Lower transparent electrode 15b Route circuit 16 Transparent adhesive layer 17 Shield transparent film 17a Shield transparent electrode 17b Route circuit 18 Transparent adhesive layer 19 Hard coat film 20 Pressure sensitive Sensor 21 Upper film 21a Upper electrode 22 Lower film 22a, 22b Lower electrode 23a, 23b Pressure sensitive ink member 24 Gap holding member 50 Pressing force detection part 51 Resistance measurement part 52 External force calculation means 53 Storage part 54 Calculation part

Claims (9)

互いに対向配置された第1および第2の基板と、
第1および第2の基板間に配置された一対の電極と、
一対の電極間に配置され、第1の基板の厚み方向に加えられた外力を受けて、その電気的抵抗が変化する導電性の感圧インク部材と、
一対の電極と接続され、第1の基板の厚み方向の外力を受けて一対の電極と接触した状態の感圧インク部材の電気抵抗値を測定する抵抗測定手段と、
抵抗測定手段により測定された、感圧インク部材の設定最大外力Fmax付加時における抵抗値R(Fmax)と、外力付加無し時における抵抗値R(F0)と、設定最大外力Fmax未満の外力F付加時における抵抗値R(FX)とを用いて、数1に基づき規格化された外力−抵抗特性の規格化情報S(FX)を保持し、外力−抵抗特性の規格化情報S(FX)に基づき、抵抗測定手段により測定された抵抗値から付加された外力を算出する外力算出手段と、を備える、感圧センサ。
(数1)
(FX)={1/R(FX)−1/R(F0)}/{1/R(Fmax)−1/R(F0)
First and second substrates disposed opposite each other;
A pair of electrodes disposed between the first and second substrates;
A conductive pressure-sensitive ink member that is disposed between a pair of electrodes and receives an external force applied in the thickness direction of the first substrate to change its electrical resistance;
A resistance measuring unit that is connected to the pair of electrodes and receives an external force in the thickness direction of the first substrate and measures an electrical resistance value of the pressure-sensitive ink member in contact with the pair of electrodes;
Measured by the resistance measuring means, and the resistance value of the set maximum force F max upon application of the pressure sensitive ink members R (Fmax), and the resistance value at no external force applying R (F0), an external force less than the set maximum force F max F by using the X additional resistance at R (FX), the external force is normalized based on the number 1 - holding the resistance characteristic normalization information S (FX), an external force - normalized information resistance characteristic S ( FX) based on FX) , and an external force calculation means for calculating an external force added from the resistance value measured by the resistance measurement means.
(Equation 1)
S (FX) = {1 / R (FX) −1 / R (F0) } / {1 / R (Fmax) −1 / R (F0) }
一対の電極は、第1および第2の基板の対向面の一方に配置または両方に分かれて配置されるとともに、第1または第2の基板の縁部に沿って枠状に配置され、
第1の基板と第2の基板とを接着するように第1および第2の基板の間に配置され、一対の電極の少なくとも一方と感圧インク部材との間に隙間を保持する隙間保持部材をさらに備え、
感圧インク部材は、第1または第2の基板の縁部に沿って存在し、第1の基板の厚み方向に外力が付加されることにより、第1および第2の基板間の距離が減少したとき、一対の電極と接触して両者を導通させる、請求項1に記載の感圧センサ。
The pair of electrodes are arranged on one of the opposing surfaces of the first and second substrates or arranged separately on both, and arranged in a frame shape along the edge of the first or second substrate,
A gap holding member disposed between the first and second substrates so as to bond the first substrate and the second substrate, and holding a gap between at least one of the pair of electrodes and the pressure-sensitive ink member. Further comprising
The pressure-sensitive ink member exists along the edge of the first or second substrate, and an external force is applied in the thickness direction of the first substrate, thereby reducing the distance between the first and second substrates. The pressure-sensitive sensor according to claim 1, wherein the pressure-sensitive sensor is brought into contact with a pair of electrodes to conduct the two.
一対の電極は、第1と第2の基板に対向配置され、
感圧インク部材は、一対の電極の少なくとも一方を覆う状態で、一対の電極の間に配置され、
第1の基板と第2の基板とを接着するように第1および第2の基板の間に配置され、一対の電極の少なくとも一方と感圧インク部材とを接する状態にする接着部材をさらに備える、請求項1に記載の感圧センサ。
The pair of electrodes are disposed opposite to the first and second substrates,
The pressure-sensitive ink member is disposed between the pair of electrodes in a state of covering at least one of the pair of electrodes,
An adhesive member is provided between the first and second substrates so as to bond the first substrate and the second substrate, and brings the pressure-sensitive ink member into contact with at least one of the pair of electrodes. The pressure-sensitive sensor according to claim 1.
接着部材が、第1の基板と第2の基板とを引き付けて感圧インク部材に初期荷重を付与する、請求項3に記載の感圧センサ。   The pressure-sensitive sensor according to claim 3, wherein the adhesive member applies an initial load to the pressure-sensitive ink member by attracting the first substrate and the second substrate. 第1の基板の外面および第2の基板の外面の少なくとも一方に、感圧インク部材に対して荷重を集中させて伝達するバンプが備えられている、請求項1から3のいずれか1つに記載の感圧センサ。   4. The bump according to claim 1, wherein a bump that concentrates and transmits a load to the pressure-sensitive ink member is provided on at least one of the outer surface of the first substrate and the outer surface of the second substrate. The pressure-sensitive sensor described. 第1の基板と感圧インク部材との間および第2の基板と感圧インク部材の間のうち、少なくとも何れか一方に配置され、荷重を感圧インク部材に集中させて伝達するバンプが備えられている、請求項1および請求項3から5のいずれか1つに記載の感圧センサ。   A bump is disposed between at least one of the first substrate and the pressure-sensitive ink member and between the second substrate and the pressure-sensitive ink member, and transmits the load while concentrating the load on the pressure-sensitive ink member. The pressure-sensitive sensor according to any one of claims 1 and 3 to 5. 第1の基板の厚みと第2基板の厚みとが異なる、請求項6に記載の感圧センサ。   The pressure-sensitive sensor according to claim 6, wherein the thickness of the first substrate and the thickness of the second substrate are different. バンプが、第1基板と感圧インク部材との間、および第2基板と感圧インク部材との間に配置されている、請求項6または7に記載の感圧センサ。   The pressure-sensitive sensor according to claim 6 or 7, wherein the bumps are disposed between the first substrate and the pressure-sensitive ink member and between the second substrate and the pressure-sensitive ink member. 外部入力を受けて、その電気的特性が変化するセンサ部材と、
センサ部材の電気的特性値を測定する電気回路を有する電気的特性測定手段と、
電気的特性測定手段により測定された、センサ部材の外部入力の設定最大値Ymax付加時における電気的特性値C(Ymax)と、外部入力の付加無し時における電気的特性値C(Y0)と、外部入力の設定最大値Ymax未満の外部入力Yの付加時における電気的抵抗値C(YX)とを用いて、数2に基づき規格化された外部入力−電気的特性の規格化情報S(YX)を保持し、外部入力−電気的特性の規格化情報S(YX)に基づき、電気的特性測定手段により測定された電気的特性値から、センサ部材に付加された外部入力を算出する外部入力算出手段と、を備える、センサ。
(数2)
(YX)={1/C(YX)−1/C(Y0)}/{1/C(Ymax)−1/C(Y0)
A sensor member that changes its electrical characteristics in response to an external input;
An electrical property measuring means having an electrical circuit for measuring electrical property values of the sensor member;
The electric characteristic value C (Ymax) when the sensor member external input set maximum value Y max is added and the electric characteristic value C (Y0) when no external input is added, measured by the electric characteristic measuring means , by using the electric resistance value C (YX) during the addition of the external input Y X set smaller than the maximum value Y max of the external input, normalized external input based on the number 2 - normalized electrical characterization information S (YX) is held, and the external input added to the sensor member is calculated from the electric characteristic value measured by the electric characteristic measuring means based on the external input-electrical characteristic standardization information S (YX). And an external input calculating means.
(Equation 2)
S (YX) = {1 / C (YX) −1 / C (Y0) } / {1 / C (Ymax) −1 / C (Y0) }
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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