JP2015097068A - タッチ入力装置および電子機器 - Google Patents
タッチ入力装置および電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015097068A JP2015097068A JP2014005174A JP2014005174A JP2015097068A JP 2015097068 A JP2015097068 A JP 2015097068A JP 2014005174 A JP2014005174 A JP 2014005174A JP 2014005174 A JP2014005174 A JP 2014005174A JP 2015097068 A JP2015097068 A JP 2015097068A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- touch panel
- touch
- piezoelectric
- input device
- piezoelectric film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
【課題】タッチパネルへの静圧荷重を高精度に検出可能なタッチ入力装置を提供する。【解決手段】タッチ入力装置1は、圧電体を有するタッチパネル2と、タッチパネル2への静圧荷重を検出する圧力検出部5と、を有する。圧力検出部5は、前記圧電体が押圧された際に発生する電気信号の積分値に基づいて前記静圧荷重を検出する。【選択図】図1
Description
本発明は、圧電体を有するタッチパネルを用いたタッチ入力装置に関する。
従来より、圧電体を有するタッチパネルが提案されている。圧電体を押圧すると、圧電体は、押圧時のひずみの時間的変位に応じた電圧を発生する。特許文献1では、この性質を利用して、圧電体を有するタッチパネルにおいて、圧電体が押圧時に発生する電圧のピーク値を測定することにより、タッチパネルへの押圧力(すなわち、押圧の強弱)を検出する技術が開示されている。
一般に、圧電体に加わる圧力が強いほど、ひずみの時間的変位が大きくなるので、圧電体が発生する電圧のピーク値が大きくなる。しかし、圧電体に徐々に圧力を加えた場合、押圧後の静圧荷重が大きくても、ひずみの時間的変位は小さいため、圧電体が発生する電圧のピーク値も小さくなる。そのため、特許文献1に記載の従来技術では、静圧荷重を検出することはできない。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、タッチパネルへの静圧荷重を高精度に検出可能なタッチ入力装置の提供を目的とする。
本発明に係るタッチ入力装置は、上記課題を解決するためになされたものであり、圧電体を有するタッチパネルと、前記タッチパネルへの静圧荷重を検出する圧力検出部と、を有するタッチ入力装置であって、前記圧力検出部は、前記圧電体が押圧された際に発生する電気信号の積分値に基づいて前記静圧荷重を検出することを特徴とする。
圧電体が押圧された際に発生する電気信号は、圧電体のひずみの時間的変位の微分信号である。そのため、電気信号の積分値は、圧電体のひずみの変位量に相当することとなる。圧電体のひずみの変位量は、タッチパネルへの静圧荷重に対応するため、電気信号の積分値も、タッチパネルへの静圧荷重に対応する。したがって、圧力検出部は、電気信号の積分値に基づいて正確な静圧荷重を検出することができる。
また、上記タッチ入力装置は、前記タッチパネルにおけるタッチ位置を検出する位置検出部をさらに有してもよい。
また、上記タッチ入力装置において、前記タッチパネルは、前記圧電体からなる圧電膜と、前記圧電膜の一方面に、第1の方向に沿って配列された複数の第1の電極と、前記圧電膜の他方面に、前記第1の方向と交差する第2の方向に沿って配列された複数の第2の電極と、を有し、前記電気信号は、前記タッチ位置に対応する第1および第2の電極に印加され、前記位置検出部は、前記電気信号が印加された電極に基づいて、前記タッチ位置を検出する構成であってもよい。
また、上記タッチ入力装置において、前記タッチパネルは、タッチ位置を示す位置信号を出力するタッチパネル構造体と、前記タッチパネル構造体に積層され、前記電気信号を出力する圧電素子構造体と、を有し、前記位置検出部は、前記位置信号に基づいて前記タッチ位置を検出し、前記圧電素子構造体は、前記圧電体からなる圧電膜と、前記圧電膜の一方の側に設けられた第1の電極と、前記圧電膜の他方の側に設けられた第2の電極と、を有し、前記電気信号は、第1および第2の電極に印加される構成であってもよい。
また、上記タッチ入力装置において、前記圧電体は、無機圧電膜又は有機圧電フィルムであることができる。
無機圧電膜の例としては、水晶圧電膜(ウェーハ)、LiNbO3圧電膜、LiTaO3圧電膜、KNbO3圧電膜、ZnO圧電膜、AlN圧電膜、PZT(PbZrO3−PbTiO3系固溶体系材料)圧電膜等が挙げられる。
有機圧電フィルムの例としては、奇数鎖ナイロン圧電フィルム、フッ化ビニリデン系重合体圧電フィルム(例、フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体フィルム、フッ化ビニリデン/トリフロオロエチレン共重合体フィルム、ポリフッ化ビニリデンフィルム)、及びポリ乳酸が挙げられる。
上記タッチ入力装置において、前記圧電体は、好ましくは、有機圧電フィルムである。
また、上記タッチ入力装置において、前記圧電体は、透明又は不透明の圧電体であることができ、好ましくは、透明圧電体である。
また、上記タッチ入力装置において、前記有機圧電フィルムは、フッ化ビニリデン系フィルムであってもよい。
また、上記タッチ入力装置において、前記有機圧電フィルムは、フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体フィルムであってもよい。
また、上記タッチ入力装置において、前記圧力検出部は、前記電気信号を積分して該電気信号の積分値を出力する積分回路と、該積分値に基づいて前記静圧荷重を演算する静圧荷重演算部と、を有する構成であってもよい。
また、上記タッチ入力装置において、前記圧力検出部は、前記電気信号をデジタル信号に変換し、該デジタル信号から該電気信号の積分値を演算し、該積分値に基づいて前記静圧荷重を演算する構成であってもよい。
また、本発明に係るタッチ入力装置を備えた電子機器も、本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明によれば、タッチパネルへの静圧荷重を高精度に検出可能なタッチ入力装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るタッチ入力装置1の構成を示すブロック図である。タッチ入力装置1は、タッチパネル2と、タッチパネル2の出力信号を処理する信号処理部3とを有しており、携帯電話(例、スマートフォン)、携帯情報端末(PDA)、タブレットPC、デジタイザ、タッチパッド、ATM、自動券売機、及びカーナビゲーションシステムなどの電子機器に組み込まれている。
タッチパネル2は、タッチ位置およびタッチ操作時の静圧荷重を検出可能に構成されており、X方向(第1の方向)に沿って配列されたm本の透明電極ES1〜ESm(第1の電極)と、Y方向(第2の方向)に沿って配列されたn本の透明電極EC1〜ECn(第2の電極)とを有している。各透明電極ES1〜ESm、EC1〜ECnの一端は、信号処理部3に接続されている。信号処理部3は、タッチパネル2におけるタッチ位置を検出する位置検出部4と、タッチパネル2に対する静圧荷重を検出する圧力検出部5とを備える。
図2は、タッチパネル2の透明電極EC1に沿った断面図である。図2に示すように、タッチパネル2は、圧電体からなる圧電膜21を備えている。圧電膜21の一方面に透明電極ES1〜ESmが設けられ、圧電膜21の他方面に透明電極EC1〜ECnが設けられている。また、透明電極ES1〜ESmは保護膜22によって覆われ、透明電極EC1〜ECnは保護膜23によって覆われている。
圧電膜21は、透明又は不透明の圧電体である。圧電膜21は、無機圧電膜又は有機圧電フィルムであることができる。
当該「有機圧電フィルム」は、有機物である重合体から形成されるフィルム(重合体フィルム)である。当該「有機圧電フィルム」は、当該重合体以外の成分を含有してもよい。当該「有機圧電フィルム」は、当該重合体からなるフィルム、及び当該重合体中に無機物が分散されているフィルムを包含する。
本発明の圧電フィルムにおける当該重合体の含有量は、好ましくは、80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは90質量%である。当該含有量の上限は特に制限されず、例えば、100質量%であってもよいし、99質量%であってもよい。
当該重合体は、好ましくは、フッ化ビニリデン系重合体である。
本発明の圧電フィルムは、好ましくは分極化フッ化ビニリデン系重合体フィルムからなる。
本明細書中、「フッ化ビニリデン系重合体フィルム」の例としては、フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体フィルム、フッ化ビニリデン/トリフロオロエチレン共重合体フィルム、及びポリフッ化ビニリデンフィルムが挙げられる。
前記フッ化ビニリデン系重合体フィルムは、好ましくはフッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体フィルムである。
当該「フッ化ビニリデン系重合体フィルム」は、樹脂フィルムに通常用いられる添加剤を含有してもよい。
当該「フッ化ビニリデン系重合体フィルム」は、フッ化ビニリデン系重合体から構成されるフィルムであり、フッ化ビニリデン系重合体を含有する。
当該「フッ化ビニリデン系重合体」の例としては、
(1)フッ化ビニリデンと、これと共重合可能な1種以上のモノマーと、の共重合体;及び
(2)ポリフッ化ビニリデン
が挙げられる
当該「(1)フッ化ビニリデンと、これと共重合可能な1種以上のモノマーと、の共重合体」における「これと共重合可能なモノマー」の例としては、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、及びフッ化ビニルが挙げられる。
(1)フッ化ビニリデンと、これと共重合可能な1種以上のモノマーと、の共重合体;及び
(2)ポリフッ化ビニリデン
が挙げられる
当該「(1)フッ化ビニリデンと、これと共重合可能な1種以上のモノマーと、の共重合体」における「これと共重合可能なモノマー」の例としては、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、及びフッ化ビニルが挙げられる。
当該「これと共重合可能な1種以上のモノマー」又はそのうちの1種は、好ましくはテトラフルオロエチレンである。
当該「フッ化ビニリデン系重合体」の好ましい例としては、フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体が挙げられる。
当該「フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体」は、本発明に関する性質が著しく損なわれない限りにおいて、フッ化ビニリデン及びテトラフルオロエチレン以外のモノマーに由来する繰り返し単位を含有してもよい。
前記「(1)フッ化ビニリデンと、これと共重合可能な1種以上のモノマーと、の共重合体」は、フッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位を50モル%以上(好ましくは60モル%以上)含有する。
前記「フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体」における(テトラフルオロエチレンに由来する繰り返し単位)/(フッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位)のモル比は、好ましくは5/95〜36/64の範囲内、より好ましくは15/85〜25/75の範囲内、更に好ましくは18/82〜22/78の範囲内である。
前記「フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体」は、本発明に関する性質が著しく損なわれない限りにおいて、フッ化ビニリデン及びテトラフルオロエチレン以外のモノマーに由来する繰り返し単位を含有してもよい。通常、このような繰り返し単位の含有率は、10モル%以下である。このようなモノマーは、フッ化ビニリデンモノマー、テトラフルオロエチレンモノマーと共重合可能なものである限り限定されないが、その例としては、
(1)フルオロモノマー(例、ビニルフルオリド(VF)、トリフルオロエチレン(TrFE)、ヘキサフルオロプロペン(HFP)、1−クロロ−1−フルオロ−エチレン(1,1−CFE)、1−クロロ−2−フルオロ−エチレン(1,2−CFE)、1−クロロ−2,2−ジフルオロエチレン(CDFE)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、トリフルオロビニルモノマー、1,1,2−トリフルオロブテン−4−ブロモ−1−ブテン、1,1,2−トリフルオロブテン−4−シラン−1−ブテン、ペルフルオロアルキルビニルエーテル、ペルフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)、ペルフルオロプロピルビニルエーテル(PPVE)、ペルフルオロアクリラート、2,2,2−トリフルオロエチルアクリラート、2−(ペルフルオロヘキシル)エチルアクリラート);並びに
(2)炭化水素系モノマー(例、エチレン、プロピレン、無水マレイン酸、ビニルエーテル、ビニルエステル、アリルグリシジルエーテル、アクリル酸系モノマー、メタクリル酸系モノマー、酢酸ビニルが挙げられる。
(1)フルオロモノマー(例、ビニルフルオリド(VF)、トリフルオロエチレン(TrFE)、ヘキサフルオロプロペン(HFP)、1−クロロ−1−フルオロ−エチレン(1,1−CFE)、1−クロロ−2−フルオロ−エチレン(1,2−CFE)、1−クロロ−2,2−ジフルオロエチレン(CDFE)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、トリフルオロビニルモノマー、1,1,2−トリフルオロブテン−4−ブロモ−1−ブテン、1,1,2−トリフルオロブテン−4−シラン−1−ブテン、ペルフルオロアルキルビニルエーテル、ペルフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)、ペルフルオロプロピルビニルエーテル(PPVE)、ペルフルオロアクリラート、2,2,2−トリフルオロエチルアクリラート、2−(ペルフルオロヘキシル)エチルアクリラート);並びに
(2)炭化水素系モノマー(例、エチレン、プロピレン、無水マレイン酸、ビニルエーテル、ビニルエステル、アリルグリシジルエーテル、アクリル酸系モノマー、メタクリル酸系モノマー、酢酸ビニルが挙げられる。
本発明の有機圧電フィルムは、全光線透過率が90%以上である。
本発明の有機圧電フィルムの全光線透過率は、好ましくは92%以上、より好ましくは95%以上である。当該全光線透過率の上限は限定されないが、本発明の有機圧電フィルムの全光線透過率は、通常99%以下である。
本明細書中、「全光線透過率」は、ASTM D1003に基づき、ヘイズガードII(製品名)(東洋精機製作所)又はその同等品を使用した光透過性試験によって得られる。
本発明の有機圧電フィルムの全ヘイズ値は、3.0%以下であることが好ましい。
本発明の有機圧電フィルムの全ヘイズ値は、より好ましくは2.0%以下、更に好ましくは1.5%以下、特に好ましくは1.0%以下である。当該全ヘイズ値は低いほど好ましく、その下限は限定されないが、本発明の有機圧電フィルムの全ヘイズ値は、通常0.2%以上である。
本明細書中、「全ヘイズ値」(total haze)は、ASTM D1003に準拠し、ヘイズガードII(製品名)(東洋精機製作所)又はその同等品を使用したヘイズ(HAZE、濁度)試験によって得られる。
本発明の有機圧電フィルムの内部ヘイズ値は、1.2%以下であることが好ましい。
本発明の有機圧電フィルムの内部ヘイズ値は、より好ましくは1.0%以下、更に好ましくは0.9%以下、特に好ましくは0.8%以下である。当該内部ヘイズ値は低いほど好ましく、その下限は限定されないが、本発明の有機圧電フィルムの内部ヘイズ値は、通常0.1%以上である。
本明細書中、「内部ヘイズ値」(inner haze)は、前記全ヘイズ値の測定方法において、ガラス製セルの中に水を入れて、その中にフィルムを挿入し、ヘイズ値を測定することにより、得られる。
本発明の有機圧電フィルムの外部ヘイズ値は、好ましくは1.5%以下、より好ましくは1.2%以下、更に好ましくは1.0%以下である。当該外部ヘイズ値は低いほど好ましく、その下限は限定されないが、本発明の有機圧電フィルムの外部ヘイズ値は、通常0.1%以上である。
本明細書中、「外部ヘイズ値」(outer haze)は、フィルムの全ヘイズ値から内部へイズ値を差し引くことで算出される。
本発明の有機圧電フィルムの厚さは、通常3〜100μmの範囲内、好ましくは6〜50μmの範囲内、より好ましくは9〜40μmの範囲内、更に好ましくは10〜30μmの範囲内である。
透明電極ES1〜ESmおよび透明電極EC1〜ECnは、例えば、ITO(酸化インジウム・スズ)電極又は酸化スズ電極であることができる。なお、圧電膜21と透明電極ES1〜ESm、EC1〜ECnとの間に、透明粘着層を設けてもよい。
タッチパネル2に対してタッチ操作が行われた場合、圧電膜21のタッチ位置に対応する部分に起電力が発生し、電気信号が透明電極ES1〜ESmのいずれか、及び、透明電極EC1〜ECnのいずれかを介して信号処理部3に入力される。図1に示す位置検出部4は、電気信号を入力した電極に基づいて、タッチパネル2におけるタッチ位置を検出することができる。
また、圧力検出部5は、タッチパネル2への静圧荷重を検出する機能を有している。本実施形態では、圧力検出部5は、圧電膜21が押圧された際に発生する電気信号の積分値に基づいて、静圧荷重を検出する。
図3は、圧力検出部5の構成を示すブロック図である。圧力検出部5は、積分回路51と静圧荷重演算部52とを有する。積分回路51には、タッチパネル2から入力される圧電膜21の電気信号Sdが入力される。積分回路51の構成は特に限定されず、公知のあらゆる積分回路を用いることができる。積分回路51は、電気信号Sdを積分してその積分値を積分信号Siとして出力する。静圧荷重演算部52は、前記積分値に基づいて、タッチパネル2への静圧荷重を演算する。
圧電膜21が押圧された際に発生する電気信号Sdは、圧電膜21のひずみの時間的変位の微分信号である。そのため、電気信号Sdの積分値は、圧電膜21のひずみの変位量に相当することとなる。圧電膜21のひずみの変位量は、タッチパネル2への静圧荷重に対応するため、電気信号Sdの積分値も、タッチパネル2への静圧荷重に対応する。したがって、静圧荷重演算部52は、電気信号Sdの積分値に基づいて静圧荷重を高精度に検出することができる。
電気信号Sdおよび積分信号Siの波形の例を、図4および図5に示す。
図4(a)および(b)はそれぞれ、タッチパネル2に対して2回押圧した場合の電気信号Sdおよび積分信号Siの波形を示している。具体的には、時間t1〜t4において1回目の押圧を行い、時間t5〜t8において2回目の押圧を行っている。各押圧では、押圧速度(タッチパネル2に接触する物体の深さ方向の速度)は等しいが、押圧開始から静止状態となるまでの所要時間は、2回目の押圧(t5〜t6)のほうが1回目の押圧(t1〜t2)よりも長い。
圧電膜21が発生する電気信号Sdは、圧電膜21のひずみの時間的変位の微分信号であるため、押圧速度に比例する。そのため、図4(a)に示すように、1回目の押圧における電気信号Sdのピーク値および2回目の押圧における電気信号Sdのピーク値は、等しくなる(v1)。なお、押圧解除における速度も、1回目の押圧(t3〜t4)と2回目の押圧(t7〜t8)とで等しいため、電気信号Sdのピーク値も等しくなる(v2)。
一方、積分回路51が出力する積分信号Siは、電気信号Sdの時間積分である。そのため、積分信号Siは、圧電膜21のひずみの変位量に相当することとなる。上記のように、押圧開始から静止状態となるまでの所要時間は、2回目の押圧(t5〜t6)のほうが1回目の押圧(t1〜t2)よりも長いため、圧電膜21のひずみの変位量は、2回目の押圧のほうが大きくなる。その結果、t5〜t6における積分値(V2)のほうがt1〜t2における積分値(V1)よりも大きくなる。圧電膜21のひずみの変位量は、タッチパネル2への静圧荷重に対応するため、図3に示す静圧荷重演算部52は、積分信号Siに基づいて、タッチパネル2への静圧荷重を正確に演算することができる。
なお、特許文献1に記載の技術では、電気信号Sdのピーク値に基づいて静圧荷重を測定している。図4(a)に示す例では、電気信号Sdのピーク値が1回目の押圧と2回目の押圧とで等しいため、特許文献1に記載の技術では、各押圧における静圧荷重が等しいと判定されると考えられる。
また、図5(a)および(b)はそれぞれ、タッチパネル2に対して1回の押圧を行い、押圧中に3段階で押圧力を増大させた場合の電気信号Sdおよび積分信号Siの波形を示している。具体的には、時間t9において押圧を開始し、時間t10において押圧したまま静止し、時間t11および時間t13において、さらに押圧力を増大させ、時間t15において押圧を解除している。
図4(a)と異なり、図5(a)では、押圧開始(t9)から押圧解除開始(t15)までの間、電気信号Sdは負の値をとることがない。そのため、押圧力が増大するごとに、積分信号Siの値も段階的に増大することとなる(V3→V4→V5)。
なお、特許文献1に記載の技術では、図5(a)に示す電気信号Sdの波形に基づいて、3回の押圧が行われたと判定され、静圧荷重が段階的に増加していることは検出できない。
以上のように、本実施形態では、圧電体からの電気信号を積分回路によって積分し、積分値に基づいて静圧荷重を演算しているため、タッチパネルへの静圧荷重を、ロードセルのように高精度に検出することができる。
なお、本発明では、圧電体からの電気信号の積分値を、積分回路を用いて取得してもよいし、デジタル演算処理によって取得してもよい。例えば、圧電体からの電気信号をAD変換回路によってデジタル信号に変換し、コンピュータシミュレーションによって、該デジタル信号から積分値を演算し、該積分値に基づいて静圧荷重を演算してもよい。
また、本発明におけるタッチパネルは、圧電体を有するものであれば、抵抗膜方式、静電容量方式等、あらゆる方式のタッチパネルを用いることができる。
さらに、上記の実施形態において説明したタッチパネル2は、タッチ位置を検出するための電極間に圧電膜を設けた構成であったが、圧電体を含まないタッチパネルと圧電膜とを積層した構成であってもよい。当該構成の一例を図6に示す。
図6は、図2に示すタッチパネル2の変形例に係るタッチパネル2’の断面図である。タッチパネル2’は、図1に示す信号処理部3に接続されており、互いに積層されたタッチパネル構造体2Aと圧電素子構造体2Bとを有している。タッチパネル構造体2Aは、圧電体を含まない公知のタッチパネルで構成されており、2つの透明電極E1・E2、保護膜22・23、シール材24およびスペーサ25を備えている。
透明電極E1・E2には、図示しない駆動回路から電圧が印加されており、タッチパネル2’に対してタッチ操作が行われた場合、透明電極E1と透明電極E2とが部分的に接触する。これにより、タッチパネル構造体2Aは、タッチ位置を示す位置信号を信号処理部3に出力する。図1に示す位置検出部4は、上記位置信号に基づいて、タッチパネル2’におけるタッチ位置を検出することができる。
圧電素子構造体2Bは、圧電膜21’、上部電極26(第1の電極)および下部電極27(第2の電極)を有する。上部電極26および下部電極27は、面積が圧電膜21’と等しいことが望ましいが、異なっていてもよい。上部電極26は、圧電膜21’の一方面に設けられ、下部電極27は、圧電膜21’の他方面に設けられる。上部電極26および下部電極27は、例えば、ITO電極又は酸化スズ電極であることができる。
圧電膜21’は、図2に示す圧電膜21と同様の材料で形成されることができる。圧電膜21’と上部電極26との間、及び、圧電膜21’と下部電極27との間に、透明粘着層を設けてもよい。
タッチパネル2’に対するタッチ操作を行った場合には、圧電膜21に起電力が生じる。これにより、上部電極26および下部電極27に電気信号が印加され、該電気信号は、図1に示す圧力検出部5に入力される。圧力検出部5は、この電気信号に基づいてタッチパネル2’への押圧力を検出することができる。
なお、保護膜23が絶縁体であるため、圧電膜21’の起電力は、透明電極EC1〜ECnには印加されない。また、タッチパネル構造体2Aは、図6に示すものに限らず、静電容量式、抵抗膜式のようなあらゆる方式のタッチパネルを用いることができる。
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる形態も本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、上記の実施形態では、タッチパネルにおけるタッチ位置を検出可能なタッチ入力装置について説明したが、本発明はこれに限定されない。タッチパネルへの静圧荷重は検出するが、タッチ位置は検出しないタッチセンサ等も、本発明の技術的範囲に含まれる。当該タッチセンサは、電子機器(例、衝突センサー、ロボット掃除機)に用いることができる。
本発明のタッチパネルを指等で押圧すると、本発明の圧電フィルムのひずみの時間的変化に応じた電気信号を得ることができるので、当該圧電パネルを用いれば、押圧の有無、速度、大きさ(強弱)、又はこれらの変化、或いはこれらの組み合わせを決定できる。ここで、本発明について詳細に説明したように、押圧の大きさ(押圧力の大きさ(強弱))(すなわち、静圧)は、前記電気信号の積分値を用いて決定できる。
本発明の圧電フィルムを有する圧電パネルにおいて、本発明の圧電フィルムは、1又は2枚以上(好ましくは2枚)を用いることができる。
本発明の圧電フィルムを2枚以上(好ましくは2枚)用いる場合、当該2枚以上の本発明の圧電フィルムは、粘着シートによって互いに貼り合わせられていてもよい。当該粘着シートは、本発明の圧電フィルムを互いに貼り合わせられるものであれば特に限定されず、1又は2以上の層からなることができる。すなわち、当該粘着シートが1層からなる場合、当該粘着シートは粘着剤層からなり、及び当該粘着シートが2以上の層からなる場合、その両外層が粘着剤層である。当該粘着シートが3以上の層からなる場合、当該粘着シートは内層として基材層を有していてもよい。
当該粘着シートにおける粘着剤層は、粘着剤としてアクリル系粘着剤を含有する層であることができる。
当該粘着シートにおける基材層は、透明なフィルムであればよく、好ましくは、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリパラフェニレンスルフィド、又はポリアミドイミドのフィルムであることができる。
例えば、本発明の圧電フィルムを有する圧電パネル(例、タッチパネル(好ましくは、タッチ圧を検出できるタッチパネル))は、好ましくは、
第1の透明電極と、
第1の圧電体と、
粘着シートと、
第2の圧電体と、
第2の透明電極と、
をこの順で有する。
第1の透明電極は第1の圧電体の外面上に配置され、及び
第2の透明電極は第2の圧電体の外面上に配置されている。
第1の透明電極と、
第1の圧電体と、
粘着シートと、
第2の圧電体と、
第2の透明電極と、
をこの順で有する。
第1の透明電極は第1の圧電体の外面上に配置され、及び
第2の透明電極は第2の圧電体の外面上に配置されている。
当該圧電体は焦電性を有し得るが、当該タッチパネルにおいて、第1の圧電体、及び第2の圧電体を、温度上昇によって同じ極性の電荷(例えば、正電荷と正電荷)が生じる面がそれぞれ外側になるように配置し、及び当該2つの面の間の電位差を第1の電極と第2の電極とで電気信号として得る場合、焦電性による電気信号が低減されて、圧電性による電気信号を選択的に得ることが可能である。
本発明のタッチパネルは、電子機器(例、携帯電話(例、スマートフォン)、携帯情報端末(PDA)、タブレットPC、ATM、自動券売機、及びデジタイザ、タッチパッド、カーナビゲーションシステム、FA(ファクトリー・オートメーション)機器等のタッチパネルディスプレイ(タッチパネルモニター))に用いることができる。当該電子機器は、タッチ位置、タッチ圧又はその両方に基づく操作及び動作(例、ペイントソフトにおいて、筆圧に応じてスクリーンに表示される線の太さを変える等の操作)が可能である。
1 タッチ入力装置
2 タッチパネル
3 信号処理部
4 位置検出部
5 圧力検出部
21 圧電膜
21’ 圧電膜
26 上部電極(第1の電極)
27 下部電極(第2の電極)
51 積分回路
52 静圧荷重演算部
2A タッチパネル構造体
2B 圧電素子構造体
ES1〜ESm 透明電極(第1の電極)
EC1〜ECn 透明電極(第2の電極)
Sd 電気信号
Si 積分信号
2 タッチパネル
3 信号処理部
4 位置検出部
5 圧力検出部
21 圧電膜
21’ 圧電膜
26 上部電極(第1の電極)
27 下部電極(第2の電極)
51 積分回路
52 静圧荷重演算部
2A タッチパネル構造体
2B 圧電素子構造体
ES1〜ESm 透明電極(第1の電極)
EC1〜ECn 透明電極(第2の電極)
Sd 電気信号
Si 積分信号
Claims (10)
- 圧電体を有するタッチパネルと、
前記タッチパネルへの静圧荷重を検出する圧力検出部と、を有するタッチ入力装置であって、
前記圧力検出部は、前記圧電体が押圧された際に発生する電気信号の積分値に基づいて前記静圧荷重を検出するタッチ入力装置。 - 前記タッチパネルにおけるタッチ位置を検出する位置検出部をさらに有する請求項1に記載のタッチ入力装置。
- 前記タッチパネルは、
前記圧電体からなる圧電膜と、
前記圧電膜の一方面に、第1の方向に沿って配列された複数の第1の電極と、
前記圧電膜の他方面に、前記第1の方向と交差する第2の方向に沿って配列された複数の第2の電極と、を有し、
前記電気信号は、前記タッチ位置に対応する第1および第2の電極に印加され、
前記位置検出部は、前記電気信号が印加された電極に基づいて、前記タッチ位置を検出する、請求項2に記載のタッチ入力装置。 - 前記タッチパネルは、
タッチ位置を示す位置信号を出力するタッチパネル構造体と、
前記タッチパネル構造体に積層され、前記電気信号を出力する圧電素子構造体と、を有し、
前記位置検出部は、前記位置信号に基づいて前記タッチ位置を検出し、
前記圧電素子構造体は、
前記圧電体からなる圧電膜と、
前記圧電膜の一方の側に設けられた第1の電極と、
前記圧電膜の他方の側に設けられた第2の電極と、を有し、
前記電気信号は、第1および第2の電極に印加される、請求項2に記載のタッチ入力装置。 - 前記圧電体は、有機圧電フィルムである、請求項1から4のいずれかに記載のタッチ入力装置。
- 前記有機圧電フィルムは、フッ化ビニリデン系フィルムである、請求項5に記載のタッチ入力装置。
- 前記有機圧電フィルムは、フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体フィルムである、請求項5に記載のタッチ入力装置。
- 前記圧力検出部は、
前記電気信号を積分して該電気信号の積分値を出力する積分回路と、
該積分値に基づいて前記静圧荷重を演算する静圧荷重演算部と、を有する請求項1から7のいずれかに記載のタッチ入力装置。 - 前記圧力検出部は、
前記電気信号をデジタル信号に変換し、該デジタル信号から該電気信号の積分値を演算し、該積分値に基づいて前記静圧荷重を演算する請求項1から7のいずれかに記載のタッチ入力装置。 - 請求項1から9のいずれかに記載のタッチ入力装置を備えた電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014005174A JP2015097068A (ja) | 2013-10-08 | 2014-01-15 | タッチ入力装置および電子機器 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013211261 | 2013-10-08 | ||
JP2013211261 | 2013-10-08 | ||
JP2014005174A JP2015097068A (ja) | 2013-10-08 | 2014-01-15 | タッチ入力装置および電子機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015097068A true JP2015097068A (ja) | 2015-05-21 |
Family
ID=53374324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014005174A Pending JP2015097068A (ja) | 2013-10-08 | 2014-01-15 | タッチ入力装置および電子機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015097068A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017154285A1 (ja) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | 株式会社村田製作所 | 押圧検出装置、電子機器 |
CN109840030A (zh) * | 2017-11-29 | 2019-06-04 | 乐金显示有限公司 | 触摸面板及其操作方法、包括触摸面板的显示设备 |
GB2570446A (en) * | 2018-01-23 | 2019-07-31 | Cambridge Touch Tech Ltd | Pressure signal processing |
EP3579091A1 (en) | 2018-06-06 | 2019-12-11 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Pressure signal processing |
US10817116B2 (en) | 2017-08-08 | 2020-10-27 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Device for processing signals from a pressure-sensing touch panel |
WO2021005327A1 (en) | 2019-07-09 | 2021-01-14 | Cambridge Touch Technologies Ltd | Force signal processing |
US11010004B2 (en) | 2016-03-14 | 2021-05-18 | Ricoh Company, Ltd. | Input element and input device |
US11093088B2 (en) | 2017-08-08 | 2021-08-17 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Device for processing signals from a pressure-sensing touch panel |
US11221703B2 (en) | 2018-06-06 | 2022-01-11 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Pressure sensing apparatus and method |
US11294492B2 (en) | 2018-06-06 | 2022-04-05 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Pressure signal processing |
WO2024084956A1 (ja) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | 株式会社村田製作所 | センサモジュール及び演算回路 |
-
2014
- 2014-01-15 JP JP2014005174A patent/JP2015097068A/ja active Pending
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6406473B2 (ja) * | 2016-03-10 | 2018-10-17 | 株式会社村田製作所 | 押圧検出装置、電子機器 |
JPWO2017154285A1 (ja) * | 2016-03-10 | 2018-11-29 | 株式会社村田製作所 | 押圧検出装置、電子機器 |
WO2017154285A1 (ja) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | 株式会社村田製作所 | 押圧検出装置、電子機器 |
US10656729B2 (en) | 2016-03-10 | 2020-05-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Pressing detector and electronic device |
US11010004B2 (en) | 2016-03-14 | 2021-05-18 | Ricoh Company, Ltd. | Input element and input device |
US11093088B2 (en) | 2017-08-08 | 2021-08-17 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Device for processing signals from a pressure-sensing touch panel |
US10817116B2 (en) | 2017-08-08 | 2020-10-27 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Device for processing signals from a pressure-sensing touch panel |
CN109840030A (zh) * | 2017-11-29 | 2019-06-04 | 乐金显示有限公司 | 触摸面板及其操作方法、包括触摸面板的显示设备 |
JP2019102087A (ja) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | タッチパネル、タッチパネルの駆動方法および表示装置 |
US10942594B2 (en) | 2017-11-29 | 2021-03-09 | Lg Display Co., Ltd. | Integrated electroactive and capacitive touch panel and display device including the same |
EP3743795B1 (en) * | 2018-01-23 | 2022-11-30 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Pressure signal processing |
GB2570446B (en) * | 2018-01-23 | 2020-11-04 | Cambridge Touch Tech Ltd | Pressure signal processing |
GB2570446A (en) * | 2018-01-23 | 2019-07-31 | Cambridge Touch Tech Ltd | Pressure signal processing |
US10928947B2 (en) | 2018-06-06 | 2021-02-23 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Pressure signal processing |
US10852875B2 (en) | 2018-06-06 | 2020-12-01 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Pressure sensing apparatus and method |
US11221703B2 (en) | 2018-06-06 | 2022-01-11 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Pressure sensing apparatus and method |
US11231801B2 (en) | 2018-06-06 | 2022-01-25 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Mitigation of external fields in piezoelectric sensors |
US11294492B2 (en) | 2018-06-06 | 2022-04-05 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Pressure signal processing |
US11353980B2 (en) | 2018-06-06 | 2022-06-07 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Touch panel system with piezoelectric pressure sensing |
EP3579091A1 (en) | 2018-06-06 | 2019-12-11 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Pressure signal processing |
US11550418B2 (en) | 2018-06-06 | 2023-01-10 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Pressure sensing apparatus and method |
WO2021005327A1 (en) | 2019-07-09 | 2021-01-14 | Cambridge Touch Technologies Ltd | Force signal processing |
US11249575B2 (en) | 2019-07-09 | 2022-02-15 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Force signal processing |
US11693504B2 (en) | 2019-07-09 | 2023-07-04 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Force signal processing |
WO2024084956A1 (ja) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | 株式会社村田製作所 | センサモジュール及び演算回路 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2015097068A (ja) | タッチ入力装置および電子機器 | |
JP6098730B2 (ja) | タッチパネル、タッチ入力装置および電子機器 | |
CN108463790B (zh) | 压敏触摸面板 | |
JP6485618B2 (ja) | 圧電シートならびにそれを用いたタッチパネルならびにそれらを用いた入出力装置 | |
JP5722954B2 (ja) | 押圧検出機能付タッチパネル | |
US20150062452A1 (en) | Touch panel | |
Ando et al. | Pressure-sensitive touch panel based on piezoelectric poly (L-lactic acid) film | |
JP6866064B2 (ja) | 透明圧電パネル | |
US20150062071A1 (en) | Method for detecting touch points of touch panel | |
WO2015146367A1 (ja) | 圧力検出装置 | |
US20180314365A1 (en) | Electronic device | |
KR20160096156A (ko) | 압력 감지형의 디스플레이 터치 컨트롤 유닛, 터치스크린 및 그의 제조방법 | |
JP5639527B2 (ja) | 電子機器 | |
Gao et al. | A flexible multi-functional touch panel for multi-dimensional sensing in interactive displays | |
KR102165975B1 (ko) | 바이모르프형 압전 필름 | |
JP2015075892A (ja) | タッチ入力装置およびセンサー装置 | |
TWI617956B (zh) | 觸控裝置 | |
JP2010267185A (ja) | 表示装置 | |
KR20100004324A (ko) | 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린 | |
JP2017198573A (ja) | 圧力検出装置 | |
JP2015075893A (ja) | 圧電体、タッチパネルおよび電子機器 | |
JP6418335B2 (ja) | タッチパネル、タッチ式入力装置 | |
JP2023009525A (ja) | タッチパネル装置 | |
JP2023009524A (ja) | タッチパネル装置、表示装置 | |
WO2022009747A1 (ja) | 押圧力検知装置 |