JP6142745B2 - センサ装置、入力装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
前記第1の導体層は、変形可能なシート状に形成される。
複数の第1の電極線と、前記複数の第1の電極線に対向して配置され前記複数の第1の電極線との対向領域に各々容量センサを形成する複数の第2の電極線と、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線とを支持する単一のシート基材と、を有する。
前記第1の支持体は、前記第1の導体層と前記電極基板との間を接続する複数の第1の構造体を有する。
前記本体部は、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線とを支持する。
前記突出片部は、前記本体部の縁部に設けられ、前記縁部から外方へ突出し、前記複数の第1及び第2の電極線とそれぞれ接続される複数の第1及び第2の引出し線を支持する。
前記第2の導体層は、前記電極基板を挟んで前記第1の導体層と対向して配置される。
前記第2の支持体は、前記第2の導体層と前記電極基板との間を接続する複数の第2の構造体を有する。
前記操作部材は、入力操作面を有する。
前記第1の導体層は、前記操作部材を支持する変形可能なシート状に構成される。
前記電極基板は、複数の第1の電極線と、前記複数の第1の電極線に対向して配置され前記複数の第1の電極線との対向領域に各々容量センサを形成する複数の第2の電極線と、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線とを支持する単一のシート基材と、を有する。
前記第1の支持体は、前記第1の導体層と前記電極基板との間を接続する複数の第1の構造体を有する。
前記表示素子は、入力操作面を有する。
前記第1の導体層は、前記表示素子を支持する変形可能なシート状に構成される。
前記電極基板は、複数の第1の電極線と、前記複数の第1の電極線に対向して配置され前記複数の第1の電極線との対向領域に各々容量センサを形成する複数の第2の電極線と、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線とを支持する単一のシート基材と、を有する。
前記第1の支持体は、前記第1の導体層と前記電極基板との間を接続する複数の第1の構造体を有する。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
図1は本技術の第1の実施形態に係る入力装置100の概略断面図、図2は入力装置100の分解斜視図、図3は入力装置100の要部の概略断面図、図4は入力装置100を用いた電子機器70のブロック図である。以下、本実施形態の入力装置100の構成について説明する。なお図中、X軸及びY軸は相互に直交する方向(入力装置100の面内方向)を示し、Z軸はX軸及びY軸に直交する方向(入力装置100の厚み方向又は上下方向)を示している。
入力装置100は、ユーザによる操作を受け付けるフレキシブルディスプレイ(表示素子)11と、ユーザの操作を検出するセンサ装置1とを有する。入力装置100は、例えばフレキシブルなタッチパネルディスプレイとして構成され、後述する電子機器70に組み込まれる。センサ装置1及びフレキシブルディスプレイ11は、Z軸に垂直な方向に延びる平板状である。
操作部材10は、入力操作面110を含むフレキシブルディスプレイ11と、金属膜12との積層構造を有する。すなわち操作部材10は、ユーザによる操作を受け付ける入力操作面110と、金属膜12が形成され入力操作面110の反対側の裏面120とを有し、変形可能なシート状に構成される。
導体層50は、入力装置100の最下部を構成し、金属膜12とZ軸方向に対向して配置される。導体層50は、例えば入力装置100の支持プレートとしても機能し、例えば操作部材10及び電極基板20よりも高い曲げ剛性を有するように構成される。導体層50は、例えばAl合金、Mg(マグネシウム)合金その他の金属材料を含む金属板又はカーボン繊維強化型プラスチック等の導体板で構成されてもよい。あるいは導体層50は、プラスチック材料等の絶縁体層上にメッキ膜や蒸着膜、スパッタリング膜、金属箔等の導体膜が形成された積層構造を有してもよい。また導体層50の厚みは特に限定されず、例えば約0.3mm程度である。
電極基板20は、平面形状が略矩形の配線基板21で構成される。
制御部60は、電極基板20に電気的に接続される。より詳細には、制御部60は、複数の第1及び第2の電極線210,220各々に端子を介してそれぞれ接続される。制御部60は、複数の検出部20sの出力に基づいて入力操作面110に対する入力操作に関する情報を生成することが可能な信号処理回路を構成する。制御部60は、所定の周期で複数の検出部20s各々をスキャンしながら各検出部20sの容量変化量を取得し、その容量変化量に基づいて入力操作に関する情報を生成する。
第1の支持体30は、操作部材10と電極基板20との間に配置される。第1の支持体30は、複数の第1の構造体310と、第1の枠体320と、第1の空間部330とを有する。本実施形態において第1の支持体30は、接着層35を介して電極基板20の上に接合されている(図3参照)。接着層35は、接着剤であっても良いし、粘着剤、粘着テープ等の粘着材料で構成されてもよい。
(1)第1及び第2の構造体310,410と第1及び第2の空間部330,430とを有し、
(2)Z軸方向から見て第1の構造体310と第2の構造体410とが重複しておらず、第1の構造体310が第2の空間部430上に配置される。
したがって、以下に示すように、操作時の数十g程度の微小な押圧力によっても金属膜12及び導体層50を変形させることが可能となる。
図7は、操作子hにより入力操作面110上の点PをZ軸方向下方へ押圧した際の、第1及び第2の構造体310,410へ付加される力の様子を示す概略断面図である。図中の白抜き矢印は、Z軸方向下方(以下、単に「下方」とする)への力の大きさを模式的に示している。図7においては、金属膜12及び電極基板20等の撓み、第1及び第2の構造体310,410の弾性変形等の態様は示していない。なお以下の説明において、ユーザが押圧を意識しないタッチ操作を行った場合でも、実際には微小な押圧力が付加されることから、これらの入力操作を一括して「押圧」として説明する。
図8A,Bは、入力操作面110が操作子hによる操作を受けたときの入力装置100の態様を示す模式的な要部断面図と、そのとき検出部20sから出力される出力信号の一例を示す図である。図8A,BにおけるX軸に沿って示す棒グラフは、各検出部20sにおける静電容量の基準値からの変化量を模式的に示している。また図8Aは、操作子hが第1の構造体310(310a2)上を押圧した際の態様を示し、図8Bは、操作子hが第1の空間部330(330b1)上を押圧した際の態様を示す。
続いて、本技術の第2の実施形態について説明する。図10及び図11は、本実施形態の入力装置(センサ装置)における電極基板20の平面図及び裏面図である。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
続いて、本技術の第3の実施形態について説明する。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
(1) 変形可能なシート状の第1の導体層と、
複数の第1の電極線と、前記複数の第1の電極線に対向して配置され前記複数の第1の電極線との対向領域に各々容量センサを形成する複数の第2の電極線と、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線とを支持する単一のシート基材と、を有する電極基板と、
前記第1の導体層と前記電極基板との間を接続する複数の第1の構造体を有する第1の支持体と
を具備するセンサ装置。
(2)上記(1)に記載のセンサ装置であって、
前記シート基材は、
前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線とを支持する本体部と、
前記本体部の縁部に設けられ、前記縁部から外方へ突出し、前記複数の第1及び第2の電極線とそれぞれ接続される複数の第1及び第2の引出し線を支持する突出片部と、を有する
センサ装置。
(3)上記(2)に記載のセンサ装置であって、
前記本体部は、
前記複数の第1の電極線を支持する第1の主面と、
前記複数の第2の電極線を支持する第2の主面とを有し、
前記突出片部は、
前記複数の第1の引出し線を支持する第1の面と、
前記複数の第2の引出し線を支持する第2の面とを有する
センサ装置。
(4)上記(3)に記載のセンサ装置であって、
前記複数の第2の引出し線は、
前記第2の面に形成される複数の第1の配線部と、
前記第1の面に形成される複数の第2の配線部と、
前記複数の第1の配線部と前記複数の第2の配線部とを相互に接続し前記突出片部を貫通する複数のビア部とを有する
センサ装置。
(5)上記(2)に記載のセンサ装置であって、
前記複数の第1及び第2の電極線は、前記本体部の同一主面上にそれぞれ形成される
センサ装置。
(6)上記(2)〜(5)のいずれか1つに記載のセンサ装置であって、
前記電極基板は、前記突出片部に実装されたコネクタ部品をさらに有し、
前記コネクタ部品は、前記複数の第1の引出し線及び前記複数の第2の引出し線と電気的に接続される
センサ装置。
(7)上記(1)〜(6)の何れか1つに記載のセンサ装置であって、
前記電極基板を挟んで前記第1の導体層と対向して配置される第2の導体層と、
前記第2の導体層と前記電極基板との間を接続する複数の第2の構造体を有する第2の支持体とをさらに具備する
センサ装置。
10…操作部材
11…フレキシブルディスプレイ
12…導体層
20、20C…電極基板
24…コネクタ部品
30…第1の支持体
40…第2の支持体
50…導体層
60…制御部
70…電子機器
100,100C…入力装置
210…第1の電極線
210s…第1の引出し線
211,211C…シート基材
220…第2の電極線
220s…第2の引出し線
220s1…第1の配線部
220s2…第2の配線部
220sv…ビア部
231…本体部
232…突出片部
Claims (9)
- 変形可能なシート状の第1の導体層と、
前記第1の導体層と対向して配置される第2の導体層と、
複数の第1の電極線と、前記複数の第1の電極線に対向して配置され前記複数の第1の電極線との対向領域に各々容量センサを形成する複数の第2の電極線と、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線とを支持する単一のシート基材と、を有し、前記第1及び第2の導体層の間に変形可能に配置され、前記第1及び第2の導体層各々との距離の変化を静電的に検出することが可能な電極基板と、
前記第1の導体層と前記電極基板との間を接続する複数の第1の構造体と、前記複数の第1の構造体の間に形成された第1の空間部とを有する第1の支持体と、
隣り合う前記複数の第1の構造体の間にそれぞれ配置され前記第2の導体層と前記電極基板との間を接続する複数の第2の構造体と、前記複数の第2の構造体の間に形成された第2の空間部とを有する第2の支持体と
を具備するセンサ装置。 - 請求項1に記載のセンサ装置であって、
前記シート基材は、
前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線とを支持する本体部と、
前記本体部の縁部に設けられ、前記縁部から外方へ突出し、前記複数の第1及び第2の電極線とそれぞれ接続される複数の第1及び第2の引出し線を支持する突出片部と、を有する
センサ装置。 - 請求項2に記載のセンサ装置であって、
前記本体部は、
前記複数の第1の電極線を支持する第1の主面と、
前記複数の第2の電極線を支持する第2の主面とを有し、
前記突出片部は、
前記複数の第1の引出し線を支持する第1の面と、
前記複数の第2の引出し線を支持する第2の面とを有する
センサ装置。 - 請求項3に記載のセンサ装置であって、
前記複数の第2の引出し線は、
前記第2の面に形成される複数の第1の配線部と、
前記第1の面に形成される複数の第2の配線部と、
前記複数の第1の配線部と前記複数の第2の配線部とを相互に接続し前記突出片部を貫通する複数のビア部とを有する
センサ装置。 - 請求項2に記載のセンサ装置であって、
前記複数の第1及び第2の電極線は、前記本体部の同一主面上にそれぞれ形成される
センサ装置。 - 請求項2〜5のいずれか1つに記載のセンサ装置であって、
前記電極基板は、前記突出片部に実装されたコネクタ部品をさらに有し、
前記コネクタ部品は、前記複数の第1の引出し線及び前記複数の第2の引出し線と電気的に接続される
センサ装置。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載のセンサ装置であって、
前記第1及び第2の導体層は、所定の基準電位に接続される
センサ装置。 - 入力操作面を有する操作部材と、
前記操作部材を支持する変形可能なシート状の第1の導体層と、
前記第1の導体層と対向して配置される第2の導体層と、
複数の第1の電極線と、前記複数の第1の電極線に対向して配置され前記複数の第1の電極線との対向領域に各々容量センサを形成する複数の第2の電極線と、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線とを支持する単一のシート基材と、を有し、前記第1及び第2の導体層の間に変形可能に配置され、前記第1及び第2の導体層各々との距離の変化を静電的に検出することが可能な電極基板と、
前記第1の導体層と前記電極基板との間を接続する複数の第1の構造体と、前記複数の第1の構造体の間に形成された第1の空間部とを有する第1の支持体と、
前記第2の導体層と前記電極基板との間を接続し隣り合う前記複数の第1の構造体の間にそれぞれ配置された複数の第2の構造体と、前記複数の第2の構造体の間に形成された第2の空間部とを有する第2の支持体と
を具備する入力装置。 - 入力操作面を有する表示素子と、
前記第1の導体層と対向して配置される第2の導体層と、
前記表示素子を支持する変形可能なシート状の第1の導体層と、
複数の第1の電極線と、前記複数の第1の電極線に対向して配置され前記複数の第1の電極線との対向領域に各々容量センサを形成する複数の第2の電極線と、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線とを支持する単一のシート基材と、を有し、前記第1及び第2の導体層の間に変形可能に配置され、前記第1及び第2の導体層各々との距離の変化を静電的に検出することが可能な電極基板と、
前記第1の導体層と前記電極基板との間を接続する複数の第1の構造体と、前記複数の第1の構造体の間に形成された第1の空間部とを有する第1の支持体と、
前記電極基板を挟んで前記第1の導体層と対向して配置される第2の導体層と、
前記第2の導体層と前記電極基板との間を接続し隣り合う前記複数の第1の構造体の間にそれぞれ配置された複数の第2の構造体と、前記複数の第2の構造体の間に形成された第2の空間部とを有する第2の支持体と
を具備する電子機器。
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