JP5350861B2 - Pressure detection unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ユーザがパネル部材上を押圧操作することで情報入力を可能にした情報入力装置等に用いられる圧力検出ユニットに関する。 The present invention relates to a pressure detection unit used in an information input device or the like that enables information input by a user pressing a panel member.
情報入力機能を有するパネル部材を備えた情報入力装置として、液晶ディスプレイ上にタッチパネルを配置したものが広く使用されている。液晶モニタを有するデジタルカメラでは、液晶モニタの上面に、接触位置及び押圧力を検知できるパネル部材を設け、接触時の押圧の強さに応じて異なる指示を与えるようにしたものが存在する(例えば、特許文献1)。 As an information input device including a panel member having an information input function, a device in which a touch panel is arranged on a liquid crystal display is widely used. Some digital cameras having a liquid crystal monitor are provided with a panel member that can detect a contact position and a pressing force on the upper surface of the liquid crystal monitor, and give different instructions depending on the strength of pressing at the time of contact (for example, Patent Document 1).
また、カーナビゲーション装置の表示装置においては、液晶表示器の表面部に圧力検出ユニットを介してタッチパネルを備えて構成され、タッチパネルに対する押圧力を前記圧力検出ユニットにより押圧時間、押圧回数等で検出し、異なる指示を与えるようにしたものが存在する(例えば、特許文献2参照)。タッチパネル以外においても、携帯端末の文字入力等を行う操作ボタンの下に圧力センサを配置し、当該操作ボタンが押下された場合の圧力を計測して、計測された圧力値に応じて入力される文字の大きさを変えるようにしたものが存在する(例えば、特許文献3参照)。 Further, the display device of the car navigation device is configured to include a touch panel on the surface portion of the liquid crystal display via a pressure detection unit, and the pressure applied to the touch panel is detected by the pressure detection unit based on the pressing time, the number of times of pressing, and the like. There are those that give different instructions (see, for example, Patent Document 2). In addition to the touch panel, a pressure sensor is arranged under the operation button for inputting characters on the mobile terminal, and the pressure when the operation button is pressed is measured and input according to the measured pressure value. There is one in which the size of the character is changed (see, for example, Patent Document 3).
パネル部材の押圧力を検出する感圧センサは通常、図11に示すように、特に軽荷重を検出する際、検出値(抵抗値)の誤差範囲が広く、感度が一定しないという問題があった。このようなことから、誤差範囲の広い軽荷重における検出値はあまり採用せず、所定の荷重(図11の矢印からの荷重)の検出値を主に採用し制御していた。しかし、これではパネル部材の初期押圧時の軽荷重は情報入力にはなんら寄与せず、その後に安定した検出値の範囲の荷重が与えられて初めて情報入力されることとなり、迅速な情報入力操作を行うことができない。 As shown in FIG. 11, the pressure-sensitive sensor for detecting the pressing force of the panel member usually has a problem that the detection value (resistance value) has a wide error range and sensitivity is not constant particularly when detecting a light load. . For this reason, detection values for light loads with a wide error range are not often used, and detection values for predetermined loads (loads from the arrows in FIG. 11) are mainly used and controlled. However, in this case, the light load at the time of initial pressing of the panel member does not contribute to the information input at all, and then the information is input only after a load in the range of the stable detection value is given. Can not do.
そこで、本願に係る発明は、情報入力操作に対して応答性の良い圧力検出ユニットを得ることを目的としている。 Accordingly, an object of the invention according to the present application is to obtain a pressure detection unit having good responsiveness to an information input operation.
本発明に係る圧力検出ユニットの第1の特徴構成は、第1基板と、前記第1基板に対向配置された第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、前記第1基板と前記第2基板との互いの押付力を検出する圧力検出部と、前記第1基板と前記第2基板とに亘って設けられ、前記第1基板と前記第2基板とを前記圧力検出部の側に付勢して初期荷重を付与する初期荷重付与部とを備え、外力が作用していない自由状態で、前記初期荷重付与部の厚みが、前記圧力検出部の厚みよりも薄く設定されている点にある。 A first characteristic configuration of a pressure detection unit according to the present invention is provided between a first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and the first substrate and the second substrate, A pressure detection unit configured to detect a pressing force between the first substrate and the second substrate; the first substrate; and the second substrate; and the first substrate and the second substrate. An initial load applying portion for applying an initial load by urging the pressure detecting portion, and the thickness of the initial load applying portion is larger than the thickness of the pressure detecting portion in a free state where no external force is applied. Is also set to be thin .
この構成により、初期荷重付与部が第1基板と第2基板との間の距離を狭め、圧力検出部の無加圧な状態における厚みを小さくすることで、圧力検出部に初期荷重を付与する。軽荷重の力を検出する場合であっても、圧力検出部には予め荷重が付与されているので、初期の不安定な検出値が自動的に排除される。このことは、荷重に対する検出値(抵抗値)の誤差範囲を極めて小さくすることにもなり、圧力の測定精度を向上させることができる。
また、圧力検出ユニットに、圧力検出部と圧力検出部に初期荷重を付与する部材とが一体的に組み込まれることとなり、接触式の情報入力機能を備えたパネル部材を有する情報入力装置を製造する際に、情報入力装置自体に初期荷重を付与する弾性部材に相当する構造を特別に配置する必要がない。よって、情報入力装置の構造を簡素化することもできる。さらに、初期荷重を付与する部材が第1基板及び第2基板を引き付けて圧力検出部に初期荷重を付与するので、第1基板または第2基板の外側から押し付けて圧力検出部に初期荷重を付与する場合に比べ、圧力検出ユニットの厚みを薄くすることができる。
With this configuration, the initial load applying unit reduces the distance between the first substrate and the second substrate and reduces the thickness of the pressure detecting unit in the non-pressurized state, thereby applying the initial load to the pressure detecting unit. . Even when a light load force is detected, an initial unstable detection value is automatically excluded because a load is applied to the pressure detection unit in advance. This also makes the error range of the detection value (resistance value) with respect to the load extremely small, and the pressure measurement accuracy can be improved.
Further, the pressure detection unit and the member for applying an initial load to the pressure detection unit are integrally incorporated in the pressure detection unit, and an information input device having a panel member having a contact type information input function is manufactured. In this case, there is no need to specially arrange a structure corresponding to an elastic member that applies an initial load to the information input device itself. Therefore, the structure of the information input device can be simplified. Further, the member that applies the initial load attracts the first substrate and the second substrate to apply the initial load to the pressure detection unit. The thickness of the pressure detection unit can be reduced as compared with the case of doing so.
本発明に係る情報入力装置の第2の特徴構成は、前記初期荷重付与部が、前記第1基板と前記第2基板とに接続された弾性部材である点にある。 A second characteristic configuration of the information input device according to the present invention is that the initial load applying unit is an elastic member connected to the first substrate and the second substrate.
この構成により、初期荷重付与部を弾性部材で簡単に構成することができる。初期荷重付与部として用いられる弾性部材としては、例えば、粘着性接着剤、両面粘着材、ゴム、引っ張りコイルばね、板ばね等の各種部材が挙げられる。 With this configuration, the initial load applying portion can be easily configured with an elastic member. Examples of the elastic member used as the initial load applying unit include various members such as an adhesive, a double-sided adhesive, rubber, a tension coil spring, and a leaf spring.
本発明に係る圧力検出ユニットの第3の特徴構成は、前記圧力検出部が、前記第1基板と前記第2基板との間に配置された一対の電極と、当該一対の電極間に配置され、外部からの荷重によって電気特性が変化する導電性の感圧インクとを有する点にある。 According to a third characteristic configuration of the pressure detection unit according to the present invention, the pressure detection unit is disposed between a pair of electrodes disposed between the first substrate and the second substrate, and the pair of electrodes. lies in having a conductive pressure-sensitive ink electrical characteristics due to a load from the outside is changed.
この構成により、圧力検出部を構成する一対の電極及び導電性の感圧インクが印刷法を用いて第1基板、第2基板に塗布することができ、圧力検出部の厚みを薄くできる。よって、結果として圧力検出ユニット全体の薄型化を図ることができる。 With this configuration, the pair of electrodes and the conductive pressure-sensitive ink constituting the pressure detection unit can be applied to the first substrate and the second substrate using a printing method, and the thickness of the pressure detection unit can be reduced. Therefore, as a result, the entire pressure detection unit can be reduced in thickness.
本発明に係る圧力検出ユニットの第4の特徴構成は、前記圧力検出部が、前記第1基板あるいは前記第2基板の何れか一方に配置された一対の電極と、前記第1基板あるいは前記第2基板の他方に当該一対の電極を覆うように配置され、外部からの荷重によって電気特性が変化する導電性の感圧インクとを有する点にある。 According to a fourth characteristic configuration of the pressure detection unit of the present invention, the pressure detection unit includes a pair of electrodes disposed on either the first substrate or the second substrate, and the first substrate or the first substrate. It has the point which has the electroconductive pressure sensitive ink which is arrange | positioned so that the said pair of electrodes may be covered on the other of 2 board | substrates, and an electrical property changes with the load from the outside.
この構成により、圧力検出部を構成する一方の基板に配置された一対の電極を覆うように導電性の感圧インクが印刷法を用いて塗布することができ、電極層が1層になるので圧力検出部の厚さがさらに薄くなり、結果として圧力検出ユニットの薄型化を図ることができる。また、一方の基板に配置される一対の電極として櫛歯電極を用い電極と導電性感圧インクとの接触面積を大きくして、感度の調整を容易にすることもできる。 With this configuration, the conductive pressure-sensitive ink can be applied using a printing method so as to cover a pair of electrodes arranged on one substrate constituting the pressure detector, and the electrode layer becomes one layer. The thickness of the pressure detection unit is further reduced, and as a result, the pressure detection unit can be made thinner. In addition, comb electrodes can be used as a pair of electrodes disposed on one substrate to increase the contact area between the electrode and the conductive pressure-sensitive ink, thereby facilitating sensitivity adjustment.
本発明に係る圧力検出ユニットの第5の特徴構成は、前記第1基板の外面及び前記第2基板の外面のうちの少なくとも何れか一方に設けられ、その設置面積が前記圧力検出部の前記第1基板または前記第2基板との接触面積以下になるよう形成した荷重伝達部を備えた点にある。 A fifth characteristic configuration of the pressure detection unit according to the present invention is provided on at least one of the outer surface of the first substrate and the outer surface of the second substrate, and the installation area thereof is the first of the pressure detection unit. The load transmission part formed so that it may become below the contact area with one board | substrate or the said 2nd board | substrate is provided.
この構成により、圧力検出ユニットに外部からの荷重が加わったとき、荷重伝達部が圧力検出部を支持して外部からの荷重を分散させることなく集中して受け取り、当該荷重を圧力検出部に確実に伝達する。このように圧力検出部が確実に押圧されるので、圧力検出ユニットの圧力の測定精度を向上させることができる。 With this configuration, when an external load is applied to the pressure detection unit, the load transmission unit supports the pressure detection unit and receives the load from the outside without being dispersed, and the load is reliably received by the pressure detection unit. To communicate. Thus, since the pressure detection part is pressed reliably, the pressure measurement accuracy of the pressure detection unit can be improved.
本発明に係る圧力検出ユニットの第6の特徴構成は、前記荷重伝達部が、前記第1基板あるいは前記第2基板の設置された外面から遠ざかるほど断面積を小さくしてある点にある。 The sixth characteristic configuration of the pressure detection unit according to the present invention is that the cross-sectional area is reduced as the load transmitting portion is further away from the outer surface on which the first substrate or the second substrate is installed.
この構成により、荷重伝達部が、圧力検出部と、圧力検出部を押圧する外部部材(例えばパネル部材等)との姿勢変化をある程度許容する。したがって、圧力検出部と外部部材との姿勢変化が小さい場合には、荷重伝達部により外部からの荷重の圧力検出部23以外への分散が抑えられる。
With this configuration, the load transmission unit allows a change in posture between the pressure detection unit and an external member (such as a panel member) that presses the pressure detection unit to some extent. Therefore, when the posture change between the pressure detection unit and the external member is small, the load transmission unit can suppress the dispersion of the external load to other than the
以下、本発明に係る圧力検出ユニット20の第1実施形態について、図面に基づいて説明する。
Hereinafter, a first embodiment of a
〔実施形態1〕
まず、この発明の実施形態1に係る圧力検出ユニット20を装着する情報入力装置1の構成について、図1乃至図4に基づいて説明する。図1に示すように、情報入力装置1は、前面に開口部2Aなどが形成された筐体2と、接触式の情報入力機能を備えたパネル部材4と、このパネル部材4に対する押圧操作力を検出するための圧力検出ユニット20を含む圧力検出手段を備えている。
First, the configuration of the
圧力検出手段は、図4に示すように、パネル部材4と筐体2の支持部2bとに亘って設けられた圧力検出ユニット20、及び、その圧力検出ユニット20からの出力信号を処理する図示しない信号処理回路等から構成されている。圧力検出手段としては、例えばパネル部材4に対する利用者の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であれば装置の利便性が高まる。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。
As shown in FIG. 4, the pressure detection means processes the
次に、圧力検出ユニット20の構成について説明する。図4に示すように、圧力検出ユニット20は、第1基板21と、第1基板21に対向して配置される第2基板22と、第1基板21と第2基板22とに挟まれた圧力検出部23とを備えると共に、圧力検出部23に初期荷重を付与する部材30を第1基板21と第2基板22とに亘って備えている。圧力検出部23は、第1基板と第2基板との互いの押付け力を検出する。
Next, the configuration of the
図3、図4に示すように、情報入力装置1に用いられる圧力検出ユニット20は枠状の第1基板21と、第1基板21と対向配置された枠状の第2基板22とを備えている。枠状の第1基板21、第2基板22の内径は開口部2Aの寸法に合わせ、外径は別途備えるXY座標検出装置(図示せず)に合わせる。第1基板21の第2基板22との対向面には、上部電極21aが枠状に配置されている。第2基板22の第1基板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。第1基板21のコーナー部分や周縁部分には、上部電極21aを被覆するようにドット状の上部感圧インク23aが配置されている。第2基板22の場合も同様に、第2基板22のコーナー部分や、その周縁部分には、下部電極22aを被覆し且つ上部感圧インク23aと対向するようにドット状の下部感圧インク23bが配置されている。感圧インク部分の電極は、感圧インク印刷寸法より若干小さくなるように設計してある。しかし、電極部分が対向する基板に配置された電極に直接接触しないよう配慮してあるのであれば、寸法サイズ等は特に限定されない。圧力検出ユニット20は、第2基板22が支持部2bの上に、例えば粘着剤(図示せず)により貼着されることで開口部2Aに取り付けられる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
圧力検出部23は、第1基板21の上に形成される電極21aと、電極21aに対向して第2基板22の上に形成される電極22aと、電極21aの上に形成される感圧インク23aと、感圧インク23aと対向するようにして電極22aの上に形成される感圧インク23bとを有している。
The
初期荷重付与部30は引張部材30aを備えており、第1基板21と第2基板22との対向領域であって、圧力検出部23の周縁部に配置されている。引張部材30aは、第1基板21と第2基板22とに挟まれた状態で設けられており、第1基板21と第2基板22とを圧力検出部23の側に付勢するよう構成されている。引張部材30aは、例えば、圧力検出部23よりも厚みを薄くした非弾性のスペーサ(基板21、22との接着層を含む、接着剤単体でも可)であり、第1基板21または第2基板22の変形が許容される場合には、第1基板21または第2基板22により、初期荷重が付与された圧力検出部23をさらに圧縮して押圧力を検出する。また、引張部材30aは、弾性を有する粘着性接着剤や両面粘着材であってもよいし、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よい。尚、図4では圧力検出部23と初期荷重付与部30とが離間しているが、圧力検出部23と初期荷重付与部30とは一部接触していてもよい。
The initial
ここで、引張部材30aは、自由状態ではその厚みが圧力検出部23の厚みより薄くなるように構成されている。配置された引張部材30aには当初の厚みを保持しようとする力が働き、この力が第1基板21と第2基板22とを互いに近接させる方向に作用する。こうして、第1基板21と第2基板22との間の距離を狭め、圧力検出部23の無加圧な状態における厚みを小さくすることで、結果的に圧力検出部23に初期荷重を付与している。
Here, the
以下、情報入力装置1に装着された圧力検出ユニット20の動作について説明する。情報入力装置1の内部において、上部電極21a及び下部電極22aはコネクタ(図示せず)に接続されており、コネクタは情報入力装置に内蔵された荷重検出部(図示せず)に接続されている。
Hereinafter, the operation of the
パネル部材4が押圧操作された時の圧力検出ユニット20の圧力検出部23の上部感圧インク23a及び下部感圧インク23bにかかる抵抗の変化を検出する。この抵抗の変化の検出によって、両感圧インク23a,23bに加えられる外力を検出することができ、パネル部材4への荷重を検出することができる。
A change in resistance applied to the upper pressure-
このとき、圧力検出ユニット20には引張部材30aが備えられているので、パネル部材4が押圧操作される前に、圧力検出部23に初期荷重が付与されることとなる。無荷重から安定検出荷重までの検出ばらつきの大きい荷重範囲を打ち消せるので、その後パネル部材4が押圧操作される際には圧力検出部23が検出した値を、そのまま情報入力の制御に用いることができる。
At this time, since the
圧力検出ユニット20の第1基板21及び第2基板22は、例えばフィルム等であって、材質としては、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
圧力検出部23の上部電極21a及び下部電極22aの材料としては、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、上部電極21a及び下部電極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、上部電極21a及び下部電極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。電極はここに挙げた形成方法や材料を組合せたり積層してもよい。
As a material of the
圧力検出部23の上部感圧インク23a及び下部感圧インク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。組成物としては、例えば、英国のPeratech社製の量子トンネル現象複合材料(商品名「QTC」)を用いることができる。上部感圧インク23a及び下部感圧インク23bは、塗布により第1基板21及び第2基板22に配置することができる。上部感圧インク23a及び下部感圧インク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。感圧インクは第1基板21あるいは第2基板22のいずれか片面だけに塗布してもよい。
The composition constituting the upper pressure-
圧力検出ユニット20は、情報入力装置1のパネル部材4の下面に、例えば糊等の接着剤、両面粘着テープなどの粘着層によって貼着され、パネル部材4の周縁部4Aの加飾部に隠蔽されるように少なくとも一つに配置されている。したがって、圧力検出ユニット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
〔実施形態2〕
実施形態1では、第1基板21と第2基板22との間に配置された一対の電極21a、22aと、当該一対の電極間に感圧インクを配置した圧力検出部23を用いて説明したが、圧力検出部23は、第1基板21あるいは第2基板22の何れか一方に配置された一対の電極と、前記第1基板あるいは前記第2基板の他方に当該一対の電極を覆うように配置する構成であってもよい。こうすると、電極層が1層になるので圧力検出部23の厚さがさらに薄くなり、結果として圧力検出ユニット20の薄型化を図ることができる。この場合、一対の電極を櫛歯状、渦巻状等に形成して感圧インク部材との接触面積を制御することで、望ましい検出範囲の信号を得る事ができる。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the pair of
〔実施形態3〕
図5に示すように、第2基板22の外面に荷重伝達部24としてバンプ24aを設けてもよい。バンプ24aの設置面積は、圧力検出部23の第2基板との接触面積以下になるよう形成されている。圧力検出部20に外部からの荷重が加わったとき、バンプ24aが圧力検出部23を下方から支持し、当該荷重を集中して圧力検出部23に伝達する(図6)。バンプ24aの構成として、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を印刷や塗布などで配置して硬化させたもの、圧力検出部に寸法を合わせて裁断し貼合したフィルムや樹脂板、PEフォームやウレタンフォームなどの発泡体などがある。バンプ24aは第1基板21の外面に設けられていてもよいし、第1基板21及び第2基板22の外面の両方に設けられていてもよい。ここで、バンプ24aの高さ寸法は、例えば50μm〜200μm(第2基板22に接着するための接着層の厚みを含む)である。バンプ24aは、圧力検出部23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。こうすると、上部感圧インク23aと下部感圧インク23bとを互いに確実に押し付けることができ、圧力検出ユニット20の圧力の測定精度を向上させることができる。
[Embodiment 3]
As shown in FIG. 5, bumps 24 a may be provided on the outer surface of the
〔実施形態4〕
バンプ24aは、図5に示すように、設置された第2基板22の外面から遠ざかるほど断面積が小さくなるよう形成されている方が好ましい。こうすると、圧力検出部23と、圧力検出部23を押圧する外部部材(例えばパネル部材等)との姿勢変化をある程度許容する。したがって、圧力検出部23と外部部材との姿勢変化が小さい場合には、バンプ24aにより外部からの荷重の圧力検出部23以外への分散が抑えられる。なお、バンプ24aは非弾性部材、弾性部材のいずれであってもよい。
[Embodiment 4]
As shown in FIG. 5, the
〔別実施形態〕
(1)実施形態1では、圧力検出部23として、一対の電極と当該電極の間に挟まれた2層の感圧インク23a、23bから構成されたものを用いて説明したが、圧力検出部23の構成は押圧力を検出できるものであれば特に限定されず、感圧インクは1層であってもよい。また、感圧インクの形状はドット状に限定されず、平面視において円形、矩形、枠状であってもよい。圧力検出部23の電極についても、必ずしも枠状に配置する必要はなく、枠状の基板上に個別独立して配置されていてもよい。
[Another embodiment]
(1) In the first embodiment, the
(2)実施形態1では、上部感圧インク23a又は下部感圧インク23bを第1基板21又は第2基板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。上部感圧インク23a又は下部感圧インク23bは、第1基板21又は第2基板22の縁部に沿って点在するように配置されていてもよい。図3に示すように、上部感圧インク23a及び下部感圧インク23aは、左右対称で且つ等間隔に配置してもよい。こうすると、パネル部材4に対する利用者のタッチ操作に基づいて、その操作位置となるX−Y座標を検知する機能を備えるものであれば、X−Y座標の検知も容易となり装置の利便性が高まる。
(2) In
(3)実施形態1では、圧力検出ユニット20をパネル部材4の下面に貼着しているが、圧力検出ユニット20をパネル部材4ではなく筐体の支持部2bに貼着するようにしてもよい。
(3) In the first embodiment, the
(圧力の測定精度の評価試験)
次に、第1基板21及び第2基板22との対向領域に、初期荷重付与部30として、その厚さを圧力検出部23の厚さよりも薄くした引張部材30aを備えた圧力検出ユニット20を用いて行った効果確認試験の結果について説明する。
(Pressure measurement accuracy evaluation test)
Next, the
ここでは、本発明の実施例として、図7に示すように、圧力検出部23を、上部フィルム(第1基板)21と下部フィルム(第2基板)22の間に、銀電極21a、感圧インク23a、カーボン印刷、銀電極22bの順で配置した。圧力検出部23の厚さ(銀電極21a、22aと、感圧インク23a、カーボンの厚さの合計)よりもその厚さを薄くした引張部材30a(糊印刷)を配置した15個のサンプルS1〜S15を作製した。また、比較例として、本発明の実施例と同様の圧力検出部23を配置し、上部フィルム21と下部フィルム21との間に、圧力検出部23の厚さよりもその厚さを厚くした両面テープ(アクリル系の接着材を両面に塗布した)を配置した15個のサンプルS16〜S30を作製した。
Here, as an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, the
銀電極21a、22aは直径4mm、厚さ10μm、感圧インク23aは直径3mm、厚さ20μm、カーボンは直径3mm、厚さを10μmとし(圧力検出部23の厚さを計50μmとし)、それぞれ略円形に印刷した。サンプルS1〜S15の引張部材30a(糊印刷)の厚さは30μmとし、サンプルS16〜S30の両面テープの厚さは70μmとした。感圧インク23aには、英国のPeratech社製「QTC」(商品名)を使用した。なお、上部フィルム21は厚さ50μmのPETフィルムであり、下部フィルム22は厚さ50μmのPETフィルムと厚さ38μmのPETフィルムを2枚張り合わせている。上部フィルム21及び下部フィルム22の厚さ50μmのPETフィルムに銀電極21a、22aを印刷し、下部フィルム22の厚さ38μmのフィルムには直径1mm、高さ100μmのバンプ(図示せず)を配置した。
The
各サンプルS1〜S30を、試験台上に載置した後、各サンプルS1〜S30の感圧インク23aの位置する中央部分Cにおもりを配置し、抵抗値を各サンプルに対して3回ずつ測定した。この動作をおもりの重さを変えて複数回繰り返し、感圧インクが受ける荷重に対する抵抗値を測定した。
After placing each sample S1 to S30 on the test bench, a weight is placed in the central portion C where the pressure
図8は、サンプルS1〜S15における抵抗値(3回測定した抵抗値の平均値)と荷重との関係を示すグラフであり、図9は、サンプルS16〜S30における抵抗値(3回測定した抵抗値の平均値)と荷重との関係を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between resistance values (average values of resistance values measured three times) and loads in samples S1 to S15, and FIG. 9 shows resistance values (resistance values measured three times) in samples S16 to S30. It is a graph which shows the relationship between an average value) and a load.
本発明の実施例(サンプルS1〜S15)では、図8に示されるように、荷重が約100gf以上のとき、どのサンプルもほぼ同じ抵抗値を示した。一方、比較例(サンプルS16〜S30)では、図9に示されるように、荷重が小さくなる程、各サンプルの抵抗値にバラツキが生じた。この抵抗値のバラツキは、荷重が200gfより小さいとき、特に顕著になっている。なお、荷重が150gf未満の場合は、抵抗値を測定できなかった。 In the examples of the present invention (samples S1 to S15), as shown in FIG. 8, when the load was about 100 gf or more, all the samples showed substantially the same resistance value. On the other hand, in the comparative example (samples S16 to S30), as shown in FIG. 9, the resistance value of each sample varied as the load decreased. This variation in resistance value is particularly noticeable when the load is smaller than 200 gf. In addition, when the load was less than 150 gf, the resistance value could not be measured.
図10は、サンプルS1〜S30における抵抗値の変動係数と荷重との関係を示すグラフである。ここで、変動係数とは標準偏差を算術平均で割ったものであり、変動係数が大きいほど荷重に対する抵抗値のバラツキが大きいことを示す。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between the coefficient of resistance variation and the load in samples S1 to S30. Here, the coefficient of variation is obtained by dividing the standard deviation by the arithmetic average, and the larger the coefficient of variation, the greater the variation in resistance value with respect to the load.
本発明の実施例(サンプルS1〜S15)では、図10に示されるように、各サンプルにかかる荷重が小さい場合であっても、各サンプルの荷重ごとの抵抗値の変動係数は非常に小さかった。一方、比較例(サンプルS16〜S30)では、荷重が小さくなる程、各サンプルの抵抗値の変動係数が大きくなった。この変動係数の増加は、荷重が200gfより小さいとき、特に顕著になっている。 In the examples of the present invention (samples S1 to S15), as shown in FIG. 10, even when the load applied to each sample was small, the coefficient of variation of the resistance value for each sample load was very small. . On the other hand, in the comparative examples (samples S16 to S30), the coefficient of variation of the resistance value of each sample increased as the load decreased. This increase in coefficient of variation is particularly noticeable when the load is less than 200 gf.
以上の試験結果より、上部フィル21及び第2基板22の間に圧力検出部23の厚さよりも薄い引張部材30aを配置することによって、外部からの荷重が小さい場合であっても、圧力の測定精度を向上できることが確認された。
From the above test results, by arranging the
なお、前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 any of the various embodiments, the effects possessed by them can be produced.
本発明に係る圧力検出ユニットは、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、及びタブレットなどの電子機器に有効利用され、電子機器の多機能化及び操作性の向上を図るために利用できる。 The pressure detection unit according to the present invention is effectively used in electronic devices such as a mobile phone, a smartphone, a PDA, a car navigation device, a digital camera, a digital video camera, a game machine, and a tablet. It can be used to improve
1 情報入力装置
2 筐体
4 パネル部材
20 圧力検出ユニット
21 第1基板(上部フィルム)
22 第2基板(下部フィルム)
23 圧力検出部
24 荷重伝達部
24a バンプ
30 初期荷重付与部
30a 引張部材
DESCRIPTION OF
22 Second substrate (lower film)
23
Claims (6)
前記第1基板に対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、前記第1基板と前記第2基板との互いの押付力を検出する圧力検出部と、
前記第1基板と前記第2基板とに亘って設けられ、前記第1基板と前記第2基板とを前記圧力検出部の側に付勢して初期荷重を付与する初期荷重付与部とを備え、
外力が作用していない自由状態で、前記初期荷重付与部の厚みが、前記圧力検出部の厚みよりも薄く設定されている圧力検出ユニット。 A first substrate;
A second substrate disposed opposite the first substrate;
A pressure detection unit that is provided between the first substrate and the second substrate and detects a pressing force between the first substrate and the second substrate;
An initial load applying unit that is provided across the first substrate and the second substrate and applies an initial load by urging the first substrate and the second substrate toward the pressure detection unit; ,
A pressure detection unit in which a thickness of the initial load applying portion is set to be thinner than a thickness of the pressure detection portion in a free state where no external force is applied .
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