JP4824831B2 - 感圧センサ - Google Patents

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Description

本発明は、面に加わった外力のうち、当該面に垂直な方向成分の圧力分布を測定するための感圧センサに関する。
従来、ある面に加わった外力の圧力を分布する感圧センサとしては、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挙げられる。かかるセンサは、特許文献1の図1に示されているように、2枚のフィルムをスペーサで離間させると共に空気層を介するように積層し、上部フィルムに上部電極、下部フィルムに下部電極を配置し、両者の間に感圧インク層を配置した構成である。
上部フィルムに圧力が加わると、圧力が加えられている部分において上部電極および下部電極が上下方向に導通状態となるため、その交差点に対応する下部電極にのみ出力が得られ圧力分布の検出を行うように構成されている。当該感圧センサを、例えば車両用シートの内部に設けることによって、当該シートに乗員が座っているかを判断するとともに、圧力分布から乗員の体格を判断することができる。
すなわち、特許文献1に開示の感圧センサは、上部および下部のフィルムとの間に空気層を設けるためにスペーサを配置する。そして、圧力が加わったときに、感圧インキ層を介して両電極が接触するとともに、感圧インク層に加わる圧力に応じた抵抗値の変動により圧力を測定するものである。
しかし、経年の使用によりフィルムが劣化してくると、上部フィルムが垂れ下がる等の問題により、感圧インキ層と電極の接触を荷重によって制御することが困難であった。そのため、荷重による感圧インキ層と電極間の抵抗値の再現性は低く、圧力を高精度に測定することが困難であった。また、上記構成の感圧センサでは、フィルムの面の大部分に電極を配置するように構成されているため、感圧センサの透過性は劣っていた。
また、かかる問題を解消するために本出願人は、下部フィルムに一対の電極を設け、当該一対の電極を被覆するように感圧導電インキ層で被覆する構成の感圧センサを出願している。かかる感圧センサは、下部フィルムに一対の電極が設けられ、上層フィルムに設けられている感圧導電インキ層は、通常時において電極を被覆しているので、空気層を形成するためのスペーサを配置する必要がない。従って、電極設置形状に応じて任意の形状のセンサとすることができる。そして、一対の電極を枠状に構成することにより、感圧センサの中央部分が透過性を有するように構成できるため、この部分にタッチパネルなどを配置することができる。
特開2002−48658号公報
しかし、かかる構成の感圧センサでは、小さな荷重では荷重による感圧導電インキ層の抵抗値変化が小さいため、感圧導電インキ層と電極間に流れる電流の量はほとんど一定であり、圧力検出を高精度に行うことは困難であった。
また、荷重をかけない場合にも一対の電極間には導電性があるため、無駄な電力を消費することとなっていた。
従って、本発明が解決しようとする技術的課題は、上記問題を解決し、小さな荷重でも圧力を検出することができ、かつ消費電力の無駄をなくすることができる感圧センサを提供することである。
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の感圧センサを提供する。
本発明の感圧センサの第一特徴構成は、一対の電極と、少なくとも一つの電極を配置する基材フィルムと、前記基材フィルムに対向する上部フィルムと、前記一対の電極を被覆可能に配置すると共に、加えられた押圧力により電気特性が変化する感圧インキ層と、前記基材フィルムと前記上部フィルムとの間に介在する粘着性を有するスペーサと、を備えた点にある。
本構成によれば、基材フィルムと上部フィルムとの間に、一対の電極と感圧インキ層とを配置することができる。粘着性を有するスペーサは、基材フィルムと上部フィルムとの間に介在する。そのため、当該スペーサを、一対の電極および感圧インキ層の間に配置することができる。
この場合、当該スペーサにより、通常時は、感圧インキ層と一対の電極とが隔離した状態にする。また、例えば上部フィルムが経時により撓んだとしても、粘着性を有するスペーサによって感圧インキ層と一対の電極とは直接接触することがないため、電極間は感圧インキ層を介して導通しない。
一方、押圧力が加わると、感圧インキ層と一対の電極間とは容易に接触して、電極間は感圧インキ層を介して導通する。従って、感圧インキ層と電極間との抵抗値を荷重によって制御することが可能であり、低荷重であっても確実にセンシングを行うことができる。
また、スペーサの粘着性により感圧インキ層と一対の電極とが積層保持されているので、積層工程や組立工程を効率よく行なうことができる。
本発明の第二特徴構成は、前記スペーサが前記一対の電極で上下から挟み込まれた点にある。
本構成によれば、一対の電極を上下に配設するため、各電極を基材フィルムと上部フィルムとにそれぞれ配設することができる。
本構成では、押圧力を加えた場合、押下方向に沿って一対の電極およびスペーサが配置することとなる。そのため、押下した場合には、感圧インキ層と一対の電極間とを確実に接触させることができる。
本発明の第三特徴構成は、前記基材フィルムに一対の電極を配置した点にある。
本構成によれば、一対の電極を基材フィルムに並置できるため、感圧センサの厚さ寸法を抑制することができる。
本発明の第四特徴構成は、前記スペーサが、球形度が0.85〜0.98で、平均粒子径は3μm〜40μmのフィラーを含有た点にある。
本構成によれば、スペーサの粘着性が適度に設定されているので、より確実にセンシングを行うことができる。
本発明の第五特徴構成は、前記スペーサの材質が、付加反応型液状シリコーン系の樹脂からなる点にある。
本構成によれば、柔軟性およびゴム弾性に富む粘着性を有するスペーサとなるため、押圧力が容易に伝わるため、低荷重であってもより確実にセンシングを行うことができる。
本発明の第六特徴構成は、前記電極をカーボンで被覆した点にある。
本構成によれば、カーボンの被膜によって電極を保護することができる。
図1は、本発明の感圧センサの概略構成を示した断面図である。 図2は、(a)が感圧センサの概略構成を示した平面図であり、(b)が(a)で示した感圧インキ層の変形例を示した平面図である。 図3は、(a)が感圧センサの概略構成を示した平面図であり、(b)が(a)で示した一対の電極の変形例を示した平面図であり、(c)が(a)で示した一対の電極の第2の変形例を示した平面図である。 図4は、感圧インキ層を、一方の電極のみに配設した場合の概略図である。 図5は、一方の電極の表面をカーボン層で被覆した場合の概略図である。 図6は、別実施形態の感圧センサの概略構成を示した断面図である。 図7は、別実施形態の感圧センサにおける電極の表面をカーボン層で被覆した場合の概略図である。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
感圧センサは、携帯電話機、スマートフォン、PDA、カーナビゲーション装置、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、遊技機等の電子機器に組み込まれる。本実施形態では、当該電子機器として携帯電話機を例示する。
図1に示したように、携帯電話機1は、合成樹脂製の筐体2と、筐体2に設置された液晶又は有機EL等の表示部を有する表示装置3と、表示装置3の上に設置された感圧センサ40と、感圧センサ40の上に設置された保護パネル4とを備えている。保護パネル4及び感圧センサ40は表示装置3の設置位置に合わせて形成された筐体2の凹部に、筐体2の上面と保護パネル4の上面をほぼ一致させるようにして収納されている。
保護パネル4は、平面視矩形形状を有する。保護パネル4の上面は表示装置3の表示部を外部から視認することができる。さらに保護パネル4は、その表示部に対応して形成された透明な表示窓部8と、内部を隠蔽することができ、表示窓部8の周縁に形成された加飾部9とを備える。保護パネル4は、保護パネル4に対するタッチ操作に基づいて、その操作位置となるX−Y座標を検知する所謂タッチ入力機能を備えるものと、そのタッチ入力機能を備えていないものとを選択でき、又、タッチ入力機能を備えるものにおいては、抵抗膜方式、静電容量方式、及び電磁誘導方式などから選択できる。
感圧センサ40は、一対の電極16a・16bと、少なくとも一つの電極を配置する基材フィルム31と、基材フィルム31に対向する上部フィルム6と、一対の電極16a・16bを被覆可能に配置すると共に、加えられた押圧力により電気特性が変化する感圧インキ層30と、基材フィルム31と上部フィルム6との間に介在する粘着性を有するスペーサ10と、を備える。
本構成によれば、基材フィルム31と上部フィルム6との間に、一対の電極16a・16bと感圧インキ層30とを配置することができる。スペーサ10は、基材フィルム31と上部フィルム6との間に介在する。そのため、当該スペーサ10を、一対の電極16a・16bおよび感圧インキ層30の間に配置することができる。
この場合、当該スペーサ10により、通常時は、感圧インキ層30と一対の電極16a・16bとが隔離した状態にする。また、例えば上部フィルム6が経時により撓んだとしても、粘着性を有するスペーサ10によって感圧インキ層30と一対の電極16a・16bとは直接接触することがない。
一方、押圧力が加わると、感圧インキ層30と一対の電極間16a・16bとは容易に接触して、電極間は感圧インキ層30を介して導通し、感圧インキ層30と電極間との抵抗値を荷重によって制御することが可能となる。
本実施形態では、スペーサ10が一対の電極16a・16bで上下から挟み込まれるように構成する場合について説明する。この場合、一対の電極16a・16bを上下に配設するため、各電極を基材フィルム31と上部フィルム6とにそれぞれ配設する。
基材フィルム31は、表示装置3及び表示窓部8に対応して、中央に開口7が形成されている。開口7を囲むようにして、基材フィルム31の上面に一対の電極16a・16bが環状に形成されている。感圧インキ層30は、一対の電極16a・16bを覆うようにして開口7に合わせて環状に、上部フィルム6の底面に形成されている。
粘着性を有するスペーサ10の材質としては、エポキシアクリレート系やウレタンアクリレート系などの透明な光硬化型樹脂や、シリコーン系、ポリエステル系やエポキシ系などの透明な熱硬化型樹脂が挙げられる。そのなかでも、柔軟性およびゴム弾性を有する付加反応型液状シリコーンが好適である。
付加反応型液状シリコーンの具体例としては、一分子中にビニル基とH−Si基の両方を有する一液性のシリコーン、又は末端あるいは側鎖に2個以上のH−Si基を有する二液性のシリコーン等を挙げることができる。
尚、スペーサ10には、フィラーを含有させるのが好ましい。フィラーの例としては、平均粒子径数十μmの球状アルミナ粉末が挙げられる。アルミナ粉末は、いずれの方法で製造されたものであってもよいが、粒子径分布の制御及び粒子形状制御の点から水酸化アルミニウム粉末の火炎溶射法が好適である。粉末の結晶構造は、単結晶体、多結晶体のいずれでもよい。粉末の粒度調整は、粉末の分級・混合操作によって行うことができる。
フィラーは、球形度が0.85〜0.98で、平均粒子径は3μm〜40μmが好ましい(3μm以下の粒子が数%〜数十%含有されていても、平均粒子径が3μm以上であればよい)。球形度が0.85未満であると粉末の流動性が低下してスペーサ内でフィラーが偏析してしまう。また、球形度が0.98超の場合は、密度が高くなってしまうため、スペーサとしたときの粘着性が消失しやすくなる。
平均粒子径が3μm未満では、球形度を満たしていてもスペーサの粘着性が低下する。また、平均粒子径は3μm以上であっても、平均粒子径が1μm以下の粒子が15%超では粘着性に乏しいスペーサとなる。一方、平均粒子径が40μm超であると、スペーサ10表面の凹凸が著しく大きくなり、スペーサそのものが硬くなって取り扱いしにくくなる。
スペーサ10は、必要に応じて各種の硬化剤やその他の添加剤を適宜配合してもよい。硬化剤やその他の添加剤を適宜配合することにより付加反応によって形成される架橋密度を調整することができ、これによって、スペーサ10の柔軟性を調整できるからである。
スペーサ10の厚みは、0.2〜500μm、特に0.5〜100μmが好ましい。スペーサ10の平面形状は、多角形、円形、楕円形等の任意の形状を用いることができ特に制限されるものではなく、さらに粘着しやすくするために、数十μm程度の凹凸をつけるのが好ましい。
付加反応型液状シリコーンのスペーサの場合、ロールミル、ニーダー、バンバリーミキサー等の混合機を用いて原料を混合した後、ドクターブレード法・押出し法・プレス法・カレンダーロール法等を用いて成形し、熱風乾燥機、遠赤外乾燥機、マイクロ波乾燥機等を用いて100℃前後の温度で加硫することにより製造される。
球形度は、SEM写真中の粒子像から粒子の投影面積(S1)と周囲長を測定し、周囲長に対応する真円の面積(S2)を計算し、S1/S2をその粒子の球形度として表示する。これを任意に選ばれた50個の粒子について測定し、その平均値を球形度とする。
粘着性の有無は、180度での剥離試験により行い、剥離するのに25mmの巾に換算して少なくとも0.008Nの荷重を必要とする場合、粘着性があると判断する。尚、粘着性は、スペーサ10だけでなくそれ以外の箇所に設けてもよい。
感圧インキ層30は、保護パネル4を筐体2に嵌め込んだ状態では、支持部2aと保護パネル4の裏面周縁部との間に介装されることで、保護パネル4に対する押圧操作の検出(Z座標の検知)を可能にする。
感圧インキ層30は、各電極16a・16bをそれぞれ別異に被覆するように構成してもよく(図1)、各電極16a・16bの何れか一方を被覆するように構成してもよい(図4)。
また、感圧インキ層30を、図2(a)に示したように、支持部2aに沿った幅0.2〜20mmの環状に形成することにより、保護パネル4を押圧操作した場合には、押圧操作位置に関係なく、保護パネル4に対する圧力が感圧インキ層30に掛かり、感圧インキ層30が導通するようになる。よって、保護パネル4に対する押圧操作の安定性がよく確実に検出できる。
感圧インキ層30は、押圧力の大きさに応じて抵抗値が変化するアナログ型である。
感圧インキ層30の材料としては、1つ以上の金属、他の導電性または半導体の元素および酸化物、または導電性または半導体の有機又は無機ポリマーを用いることができる。より詳しくは、チタン、タンタル、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、ハフニウム、アルミニウム、シリコン、スズ、クロム、モリブデン、タングステン、鉛、マンガン、ベリリウム、鉄、コバルト、ニッケル、白金、パラジウム、オスミニウム、イリジウム、レニウム、テクネニウム、ロジウム、ルテニウム、金、銀、カドミウム、銅、亜鉛、ゲルマニウム、砒素、アンチモン、ビスマス、硼素、スカンジウム、およびランタニドとアクチニド系列の金属の1つ以上、および、適当であるならば、少なくとも1つ以上の導電性剤である。導電性の充填剤は、非酸化状態における基本要素とすることができる。また、導電性材料の粉体、粒、ファイバーであってもよい。好ましくは直径0.04〜0.2μmの球状のものである。なお、分散量は、圧力感度に合わせて適宜調節すればよい。
感圧インキ層30のバインダーは、ガラス転移点(Tg)が室温より高い温度領域にある樹脂を用いる。材質の例としては、塩酸ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩素化ポリオレフィン、ニトロセルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリアミド樹脂、光硬化性樹脂などがある。なかでも、量子トンネル性複合材は感圧インキ層30の材質として非常に優れた性能を発揮する。
感圧インキ層30の形成は、例えば、スクリーン印刷、ロールーター法、ディスペンサー法などを用いて保護パネル4の裏面周縁部に直接形成することができる。しかし、感圧インキ層30をスクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの通常印刷法にて基材フィルム31に形成し、この感圧インキ層30が形成された透明樹脂フィルム31を保護パネル4の裏面に貼付するほうがロールtoロール(RtoR)等の量産に適した印刷方法を選択できるという点でより好ましい。尚、感圧インキ層30が形成された基材フィルム31が前記保護パネルの裏面全体を覆う場合、貼付後に前記した保護パネル4のケーブルを装着する。
感圧インキ層30を形成して保護パネル4の裏面に貼付される、基材フィルム31としては、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリエーテルケトン系などのエンジニアリングプラスチック、アクリル系、ポリエチレンテレフタレート系、ポリブチレンテレフタレート系などの透明フィルムを使用できる。
感圧インキ層30の膜厚は、1〜200μmとする。膜厚が200μmを超えると、印刷層を形成できなくなる上に、モバイル機器のような薄さも要求されるような製品には適用しづらい。又膜厚が1μmに満たないと、感圧インキ層30の圧力検知特性にバラツキである。
各電極16a・16bから延出されたFPCなどのリード線17の端部には筐体2の内部に備えた制御部20に接続されるコネクタ18が備えられている(図1(b))。そして、制御部20は、コネクタ18を介して伝達される、保護パネル4への入力荷重が閾値以上になると保護パネル4の押圧操作が行なわれたと判定する。具体的には、制御部20は、コネクタ18を介して伝達される一対の電極16a・16b間の抵抗値が所定の閾値以下になると、保護パネル4の押圧操作が行なわれたと判断する。
図3(a)に示したように、一対の電極16a・16bは、直線状の電極とする他、電極16a・16bの各々を櫛状に形成し、互いの櫛歯が交互に差し込まれるようにして開口7の周囲に環状に形成してもよい(図3(b))。このように形成すれば、電極16a・16bの感圧インキ層30への投影面積が大きくなるため、感圧センサ40が押圧された場合に感圧インキ層30と電極16a・16bとを容易に接触させ、容易に導通させることができる。よって、押圧感度を向上させることができる。尚、感圧インキ層30を図2(b)で示したようにコーナー部のみに形成した場合には、電極16a・16bの各々も感圧インキ層30の形成部分に対応させて、コーナー部のみ櫛状に形成すればよい。
〔別実施の形態1〕
電極16の表面は、カーボン層50で被覆するように構成することができる(図5)。図5には、上部フィルム6の側に配設した電極16aを感圧インキ層30で覆い、基材フィルム31の側に配設した電極16bをカーボン層50で覆った場合を例示してある。
本構成では、カーボン層50の被膜によって電極16bを保護することができる。
〔別実施の形態2〕
上述した実施形態では、スペーサ10が一対の電極16a・16bで上下から挟み込まれた態様について説明したが、これに限らず、基材フィルム31に一対の電極16a・16bを配置してもよい(図6)。
このとき感圧インキ層30は、一対の電極16a・16bの双方を被覆可能な位置に配置される。
本構成によれば、一対の電極を基材フィルムに並置できるため、感圧センサの厚さ寸法を抑制することができる。
一対の電極16a・16bは、それぞれをカーボン層50で覆う構成としてもよい(図7)。
以下、実施例、比較例をあげて更に具体的に本発明を説明する。
<フィラー(アルミナ粉末)の製造>
平均粒子径27μmの水酸化アルミニウム粉末を純水に入れ、粉末濃度45%のスラリーを調製した。これを二流体ノズルの中心から、ゲージ圧0.2MPa、ガス流量約12Nm/hの酸素ガスを使用し燃焼炉の火炎中に14kg/hの割合で噴射した。一方、バーナーからは、内炎用としてLPG:5Nm/hと酸素ガス:7Nm/hの混合ガスを、外炎用としてバーナーの最外周の空隙からLPG:4Nm/hと酸素ガス:13Nm/hの混合ガスを噴射した。サイクロンから回収したアルミナ粉末は、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置を用いて測定した結果、球形度は0.95、平均粒子径は48μmであった。
<スペーサの製造>
付加反応型シリコーン樹脂(東レダウコーニング社製商品名「SE1885」)と、上記方法により製造されたアルミナ粉末とを混合し、樹脂組成物を製造した。得られた樹脂組成物を、室温において真空脱泡した後、ドクターブレード法にて厚さ5μmのシートに成形した後、150℃の乾燥機中に5時間静置して加硫・硬化させ、スペーサを作製した。
<スペーサの粘着性評価>
上記製造したスペーサを25mm×100mmの形状に切断後、市販のPETフィルムに張付け、20Nの力で押さえた。引張試験機により、PETフィルムを180°方向に引張り速度10mm/minで引張り、180°剥離強度を測定した。測定結果は0.008Nで僅かではあるが粘着性を有していた。
<感圧インキ層の形成>
英国Peratech社製量子トンネル性複合材(商品名「QTC」)からなる感圧インキをスクリーン印刷法によってポリカーボネート上に膜厚10μmで幅3mmのループ状に形成し、この感圧インキ層が形成されたポリカーボネートフィルムを保護パネルの裏面に貼付した。
<スペーサの設置>
一方、一対の櫛状電極がポリエステルフィルム上に形成され、そのポリエステルフィルム上に上記保護パネルの裏面に貼付されたポリカーボネートフィルムが積層配置された。そして、ポリエステルフィルム上に形成された一対の櫛状電極の表面の感圧インキ層に対向する位置に、粘着性を有するスペーサを設置した。
<保護パネルでの評価結果>
(1)Z軸(圧力)検知
上記の構成で得た保護パネルの表面を、先端がR0.8のポリアセタールペンで押圧した際に得られる抵抗値の変化を測定した。この測定では、0〜2N(約200gf)の間でのペン入力荷重の増大に応じて、感圧インキ層の抵抗値が徐々に下がる結果が得られ、ペン入力荷重を抵抗値の変化で検知できることを確認できた。
(2)高温環境下での耐久性
上記の構成で得た保護パネルを、85℃の高温環境下に16時間置いた後、圧力検知の動作確認を行った。その結果、高温環境下に置いた前後でほとんどF−R特性に変化が見られなかった。また、この高温環境下で感圧インキ層が膨張することがなく、その結果、感度が低くなったり、電極との接続不良等の不具合をおこしてしまうということもなかった。
図2(b)に示したように、感圧インキ層30を、上部フィルム6の底面の、保護パネル4の裏面周縁部のコーナー部分に対応する部分に配置して、保護パネル4が十字スイッチとしての機能を有するように構成した以外は実施例1と同様にした。結果は実施例1と同様であった。
図3(c)に示したように、一対の電極16a・16bを渦巻状にした以外は実施例1と同様にした。結果は実施例1と同様であった。一対の電極16a・16bを渦巻状に形成すれば、電極16a・16bの感圧インキ層30への投影面積が大きくなるため、感圧センサ40が押圧された場合に感圧インキ層30と電極16a・16bとを容易に接触させ、容易に導通させることができる。よって、押圧感度を向上させることができる。尚、感圧インキ層30を図2(b)で示したようにコーナー部のみに形成した場合には、一対の電極16a・16bも感圧インキ層30の形成部分に対応させて、コーナー部のみ渦巻状に形成すればよい。
本発明は、面に加わった外力のうち、当該面に垂直な方向成分の圧力分布を測定するための感圧センサに利用することができる。
1 携帯電話機
2 筐体
3 表示装置
4 保護パネル
6 上部フィルム
7 開口
8 表示窓部
9 加飾部
10 スペーサ
16a,16b 電極
17 リード線
18 コネクタ
20 制御部
30 感圧インキ層
31 基材フィルム
40 感圧センサ 50 カーボン層

Claims (6)

  1. 一対の電極と、
    前記電極の一方が配置された基材フィルムと、
    前記電極の他方が配置された、前記基材フィルムに対向する上部フィルムと、
    前記電極の1つを被覆する、又は前記電極の2つを別々に被覆する感圧インキ層と、
    前記電極の1つ、又は前記電極の1つを被覆する前記感圧インキ層と、前記電極の他の1つを被覆する前記感圧インキ層との間に介在する粘着性を有するスペーサとを備えた、感圧センサ。
  2. 前記スペーサが、前記一対の電極で上下から挟み込まれた、請求項1記載の感圧センサ。
  3. 一対の電極が配置された基材フィルムと、
    加えられた押圧力により電気特性が変化する感圧インキ層が、前記一対の電極を被覆可能な位置に配置された、前記基材フィルムに対向する上部フィルムと、
    前記電極と前記感圧インキ層との間に介在する粘着性を有するスペーサとを備えた、感圧センサ。
  4. 前記スペーサが、球形度が0.85〜0.98で、平均粒子径は3μm〜40μmのフィラーを含有している、請求項1から請求項3のいずれかに記載の感圧センサ。
  5. 前記スペーサの材質が、付加反応型液状シリコーン系の樹脂からなる、請求項1から請求項4のいずれかに記載の感圧センサ。
  6. 前記電極をカーボンで被覆してある、請求項1から請求項5のいずれかに記載の感圧センサ。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011047893A (ja) * 2009-08-28 2011-03-10 Nissha Printing Co Ltd 圧力検出ユニット
JP5546327B2 (ja) * 2010-04-12 2014-07-09 日本写真印刷株式会社 情報入力装置
JP5202578B2 (ja) * 2010-06-03 2013-06-05 日本写真印刷株式会社 圧力検出部及び圧力検出部を備えた情報入力装置
US20120092279A1 (en) 2010-10-18 2012-04-19 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Touch sensor with force-actuated switched capacitor
TW201326773A (zh) 2011-12-30 2013-07-01 Ind Tech Res Inst 壓力感測器的電性量測裝置及其方法
US9024910B2 (en) 2012-04-23 2015-05-05 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Touchscreen with bridged force-sensitive resistors
WO2014035528A2 (en) * 2012-06-15 2014-03-06 Tufts University Paint-on approach for fabrication of electrically active structures
JP5699111B2 (ja) * 2012-07-19 2015-04-08 日本写真印刷株式会社 抵抗膜式タッチパネル及びタッチパネル装置
TWI629459B (zh) * 2013-02-06 2018-07-11 藤倉股份有限公司 Method for manufacturing pressure detecting device, pressure detecting device, pressure detecting device and electronic device
KR20150038988A (ko) * 2013-10-01 2015-04-09 삼성전기주식회사 터치 센서
DE102014221838B3 (de) * 2014-10-27 2016-03-24 Volkswagen Aktiengesellschaft NiTi-Sensoreinrichtung zur Erfassung von Parametern eines Kraftfahrzeuginsassen
US20180067602A1 (en) * 2015-03-30 2018-03-08 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Transparent pressure sensing film composition
CN105049511B (zh) * 2015-07-29 2018-04-10 浙江大学 一种压力分布式传感器及其智能病床监控系统和监控方法
JP6297613B2 (ja) * 2016-03-22 2018-03-20 Nissha株式会社 感圧センサ
KR101734856B1 (ko) * 2016-11-14 2017-05-25 주식회사 올아이티탑 지문인식과 연동되는 사진정보가 표출되는 융합카드
CN108362365A (zh) * 2018-01-18 2018-08-03 英华达(上海)科技有限公司 具有识别用户功能的体重计及其识别用户的方法
LT6804B (lt) 2019-07-17 2021-03-10 VšĮ Vilniaus Gedimino technikos universitetas Universalus slėgio, jėgos ir įtempių jutiklis

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62116229A (ja) * 1985-11-15 1987-05-27 Toshiba Silicone Co Ltd 打鍵力センサ−
JPH10325763A (ja) * 1997-05-24 1998-12-08 Tomohiko Yara 加圧センサー
JP2002299533A (ja) * 2001-03-29 2002-10-11 Denki Kagaku Kogyo Kk 放熱スペーサー
JP2007114005A (ja) * 2005-10-19 2007-05-10 Technos Japan:Kk 荷重検知センサの空気の調節機構

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3314814A (en) * 1964-03-02 1967-04-18 Columbia Ribbon & Carbon Method of preparing transfer elements
US4315238A (en) * 1979-09-24 1982-02-09 Eventoff Franklin Neal Bounceless switch apparatus
US4794366A (en) * 1985-11-15 1988-12-27 Toshiba Silicone Co., Ltd. Key-touch sensor and method of manufacture
US5695859A (en) * 1995-04-27 1997-12-09 Burgess; Lester E. Pressure activated switching device
EP0802455B1 (en) * 1996-04-15 2002-10-16 Teijin Seiki Co., Ltd. Use of a photocurable resin composition for the production of a stereolithographed object
JP2000283866A (ja) * 1999-01-27 2000-10-13 Furukawa Electric Co Ltd:The フィルム状圧力センサ
JP2000314665A (ja) * 1999-05-06 2000-11-14 Furukawa Electric Co Ltd:The フィルムセンサ
JP3787717B2 (ja) * 1999-12-28 2006-06-21 ニッタ株式会社 感圧導電性インク組成物
JP2002048658A (ja) 2000-08-07 2002-02-15 Polymatech Co Ltd 圧力分布検出装置
JP4634649B2 (ja) * 2001-06-01 2011-02-16 株式会社フジクラ メンブレンスイッチ及び感圧センサ
KR100504570B1 (ko) * 2001-12-27 2005-08-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 터치패널 및 그의 도트 스페이서 형성방법
KR100559153B1 (ko) * 2002-02-28 2006-03-10 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 전극의 접속방법, 그것에 사용되는 표면처리 배선판 및접착필름 및 전극의 접속구조
JP2004028883A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Denso Corp 感圧センサ
JP2004037350A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Nitta Ind Corp 抵抗型センサ
US7541128B2 (en) * 2002-09-26 2009-06-02 Ricoh Company Limited Toner, developer including the toner, and method for fixing toner image
JP3986985B2 (ja) * 2003-03-25 2007-10-03 株式会社デンソー 感圧抵抗体及び感圧センサ
JP2006528366A (ja) * 2003-05-14 2006-12-14 テクスカン・インコーポレーテッド 高温感圧装置及びその方法
GB0407366D0 (en) * 2004-03-31 2004-05-05 Koninkl Philips Electronics Nv Textile form touch sensor
US7703342B2 (en) * 2005-03-30 2010-04-27 Xiroku, Inc. Pressure distribution detection device
JP2006317340A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Fujikura Ltd 荷重センサ
JP4533801B2 (ja) * 2005-05-31 2010-09-01 ニッタ株式会社 抵抗型センサ
JP2008256470A (ja) * 2007-04-03 2008-10-23 Nitta Ind Corp 圧力分布センサシステム
JP4168078B1 (ja) * 2007-07-26 2008-10-22 ニッタ株式会社 センサシート
EP2071312B1 (en) * 2007-12-13 2015-09-16 Yamaha Corporation Pressure sensor and data input apparatus
TWI388813B (zh) * 2009-08-31 2013-03-11 Universal Cement Corp 壓力感測器以及具有壓力感測器之拳擊機

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62116229A (ja) * 1985-11-15 1987-05-27 Toshiba Silicone Co Ltd 打鍵力センサ−
JPH10325763A (ja) * 1997-05-24 1998-12-08 Tomohiko Yara 加圧センサー
JP2002299533A (ja) * 2001-03-29 2002-10-11 Denki Kagaku Kogyo Kk 放熱スペーサー
JP2007114005A (ja) * 2005-10-19 2007-05-10 Technos Japan:Kk 荷重検知センサの空気の調節機構

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