JP7019005B2 - 静電容量式センサ装置 - Google Patents
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[1]入力操作面に対する入力の平面方向の位置と、前記平面方向に直交する厚さ方向の押圧力とを検知する静電容量式センサ装置であって、基板と、前記基板の前記入力操作面側に設けられ、平面方向の入力位置を検知する第1センサ部と、前記基板の前記入力操作面と反対側に設けられ、厚さ方向の押圧力を検知する第2センサ部と、を備え、前記第2センサ部は、前記基板の前記入力操作面と反対側に設けられたZ検知電極と、弾性体と、厚さ方向において前記Z検知電極と離間して配置され、かつ接地された導体と、を備え、前記入力操作面への入力の押圧力を、該押圧力により前記弾性体が圧縮変形し、前記Z検知電極と前記導体とが近づくことによる静電容量の変化により検知し、前記弾性体は、前記Z検知電極と重ならないように配置されている、静電容量式センサ装置。
[2]前記弾性体が、一対のシート部と、それら一対のシート部に挟持された複数の柱部とを備えるゴム状弾性体である、[1]に記載の静電容量式センサ装置。
[3]前記導体が、前記基板の周縁部に沿った枠状になっている、[1]又は[2]に記載の静電容量式センサ装置。
カバー層18を形成する樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリカーボネート(PC)、アクリル樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等が挙げられる。これらの樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
カバー層18の表面の全部又は一部には、必要に応じて、加飾層が形成されていてもよい。加飾層としては、文字、図形、記号、これらの組み合わせ、あるいはこれらと色彩との組み合わせによる任意の加飾が施された層が挙げられる。加飾層は、例えば、カバー層18に印刷を施すことにより形成できる。
この例の第1基板10は、平面視形状が矩形状になっている。なお、第1基板10の平面視形状は、矩形状には限定されず、適宜決定することができる。第1基板10の大きさは、特に限定されず、用途等に応じて適宜設定すればよい。
センサ装置1においては、充分な剛性が得られやすい点から、カバー層18と第1基板10の厚さの合計が1mm以上であることが好ましい。
自己容量方式の第1センサ部12の態様としては、特に限定されず、例えば、ダイヤモンドパターン等が挙げられる。
第1センサ部12を形成する電極材料としては、例えば、銅、銀等が挙げられる。用途によっては、電極材料として、酸化インジウムスズ(ITO)、導電性ポリマー、銀ナノワイヤー、カーボンナノチューブ等を使用してもよい。
実装部品20は、第1基板10の第2面10b側において、枠状の導体26の中空部26aに相当する位置に設けられている。
Z検知電極22の大きさは、Z検知電極22の位置や数等に応じて適宜設定すればよく、例えば、縦10mm×横10mm程度とすることができる。Z検知電極22が大きいほど、押圧力の検知感度が向上する。
本発明における弾性体は、弾性体24のように、一対のシート部と、それら一対のシート部に挟持された複数の柱部とを備えるゴム状弾性体であることが好ましい。該ゴム状弾性体は、他の弾性体に比べて厚みを薄くしても厚さ方向の圧縮性を充分に確保しやすいため、入力操作面を押圧していない状態でのZ検知電極と接地された導体との距離を近づけやすく、押圧力の検知の精度が向上する。また、耐震度がより良好であるため、車載用途に特に有用である。
第2シート部24cの厚さの好ましい範囲は、第1シート部24aの厚さの好ましい範囲と同じである。第1シート部24aの厚さと第2シート部24cの厚さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
柱部24bの高さは、150μm以下が好ましく、10~150μmが好ましく、30~50μmがより好ましい。柱部24bの高さが前記範囲の下限値以上であれば、押圧力の検知範囲を広くとることができる。柱部24bの高さが前記範囲の上限値以下であれば、Z検知電極と導体との距離を近づけやすく、押圧力の検知精度がより高くなる。また、入力操作面を押圧した際に入力操作面がへこむ感覚が抑制されやすく、通常のタッチパネルのように硬い面に触れているのと同じ感覚で操作しやすくなる。
柱部24b間のピッチは、0.1~2mmが好ましく、0.1~1mmがより好ましい。柱部24b間のピッチが前記範囲の下限値以上であれば、入力操作面を押圧した際に容易に柱部を変形させることができる。柱部24b間のピッチが前記範囲の上限値以下であれば、押圧力の検出精度が向上する。
なお、本発明においては、弾性体は帯状には限定されず、平面視で環状になっていてもよい。
第1シート部24a及び第2シート部24cは、一次加硫されていてもよく、二次加硫されていてもよい。
第1基材フィルム23及び第2基材フィルム25は、同じフィルムであってもよく、異なるフィルムであってもよい。
第2基材フィルム25の厚さの好ましい範囲は、第1基材フィルム23の厚さの好ましい範囲と同じである。第1基材フィルム23の厚さと第2基材フィルム25の厚さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
導体26を形成する材料としては、導電性を有するものであればよく、例えば、アルミニウム、ステンレス、銅等の剛性に優れた金属が好ましい。導体26を形成する材料は、第1センサ部12やZ検知電極22を形成する電極材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。
実装部品20としては、特に限定されず、例えば、IC、コネクタ等が挙げられる。
この例の第2基板16は、平面視形状が矩形状になっている。なお、第2基板16の平面視形状は、矩形状には限定されず、適宜決定することができる。第2基板16の大きさは、特に限定されず、用途等に応じて適宜設定すればよい。
Z検知電極と弾性体とを重なるように配置すると、接地された導体とZ検知電極との間に弾性体が存在するため、弾性体の誘電率が静電容量に影響する。弾性体が圧縮変形すると、通常、それに伴って弾性体の誘電率は変化する。そのため、入力操作面が押圧されて弾性体が圧縮変形すると、接地された導体とZ検知電極との距離だけでなく、弾性体の誘電率の変化も静電容量の変化に影響する。これにより、入力操作面の押圧の度合いと静電容量の変化の割合とが直線的な比例関係でなくなるため、押圧の度合いが極小さい場合に特に押圧力の検知が困難となる。
なお、この例では、第1基板10の第2面10bにおいて、平面視でZ検知電極22と弾性体24との間には隙間が形成されているが、Z検知電極22と弾性体24とが重なっていなければそれらの間に隙間が形成されていなくてもよい。
第1センサ部12は、例えば、第1基板10となるプリント基板等に対して印刷等により電極材料でパターンを形成することで製造できる。また、基材シートの一方の面又は両面に電極を形成して第1センサ部12とし、接着剤や、シートの両面に粘着剤が配された両面テープ等により第1基板10に接合してもよい。電極を形成する方法としては、例えば、導電性ペーストを印刷した後に加熱して硬化させる方法、金属粒子を含むインクを印刷する方法、金属箔又は金属蒸着膜を形成してパターニングする方法等が挙げられる。
本発明の静電容量式センサ装置は、弾性体24における第2シート部24cを備えない弾性体を備えるものであってもよい。
この例では、第1基板10の隅部を形成する2辺のそれぞれに沿って設けられた弾性体24同士の間には隙間が形成されているが、それら弾性体24同士の間には隙間が形成されていなくてもよい。
センサ装置1Aは、以下に説明する部分以外はセンサ装置1と同じ態様である。センサ装置1Aでは、4本の帯状の弾性体24が第1基板10の第2面10bの四隅を覆うように配置され、中央部に平面視形状が矩形状のZ検知電極22が設けられている。また、枠状の接地された導体26の代わりに、導体26と同形状の枠状のスペーサー部材30が設けられ、第2基板16上の中央部に平面視形状が矩形状の接地された導体26Aが設けられている。Z検知電極22と接地された導体26Aとは互いに対応する位置に配置されている。
スペーサー部材30の厚さの好ましい範囲は、スペーサーとしても機能する接地された導体26の厚さの好ましい範囲と同じである。
スペーサーとしての機能を兼ねる接地された導体や、接地された導体とは別に設けるスペーサー部材は、必ずしも枠状でなくてもよい。
Z検知電極に対応する接地された導体は、例えば平板状とし、スペーサーとしての機能を有しないものとしてもよい。
センサ装置1Bは、第1基板10の第1面10a側のZ検知電極22と対応する位置にシールド層32が設けられている以外はセンサ装置1と同じである。シールド層32が設けられることで、入力操作面1aに指が近づいた際にその指がZ検知電極22に影響して第2センサ部14の静電容量が変化することを抑制できる。そのため、第2センサ部14の静電容量の変化によって入力操作面1aへの入力の押圧力を検知する精度がより高くなる。
シールド層32と第1センサ部12との位置関係は、第1センサ部12による平面方向の入力位置の検知にシールド層32が悪影響を及ぼさない範囲であれば特に限定されない。シールド層32と第1センサ部12とは、同一平面上に配置されていてもよく、厚さ方向において異なる位置に配置されていてもよい。
シールド層32を形成する材料としては、例えば、導体26で挙げたものと同じものが挙げられる。
Claims (5)
- 入力操作面に対する入力の平面方向の位置と、前記平面方向に直交する厚さ方向の押圧力とを検知する静電容量式センサ装置であって、
第1基板と、平面方向の入力位置を検知する第1センサ部と、厚さ方向の押圧力を検知する第2センサ部と、第2基板と、を備え、
前記第1センサ部が前記第1基板の前記入力操作面側に設けられ、前記第2センサ部が前記第1基板の前記入力操作面と反対側に設けられ、前記第2基板が前記第2センサ部の前記第1基板と反対側に設けられ、
前記第2センサ部は、前記第1基板の前記入力操作面と反対側に設けられたZ検知電極と、弾性体と、厚さ方向において前記Z検知電極と離間して配置され、かつ接地された導体と、を備え、
前記入力操作面を押圧した際には前記弾性体が圧縮変形することによって前記入力操作面全体が押し下がり、
前記入力操作面への入力の押圧力を、該押圧力により前記弾性体が圧縮変形し、前記Z検知電極と前記導体とが近づくことによる静電容量の変化により検知し、
前記弾性体は、前記Z検知電極と重ならないように配置され、
前記導体は、前記第1基板の入力操作面とは反対側に前記弾性体を介して配置されている、静電容量式センサ装置。 - 前記弾性体が、一対のシート部と、それら一対のシート部に挟持された複数の柱部とを備えるゴム状弾性体である、請求項1に記載の静電容量式センサ装置。
- 前記導体が前記第1基板の周縁部に沿って枠状に設けられ、前記Z検知電極が前記第1基板の隅部に設けられている、請求項1又は2に記載の静電容量式センサ装置。
- 前記Z検知電極が前記第1センサ部とは重ならない位置に設けられている、請求項1~3のいずれか一項に記載の静電容量式センサ装置。
- 前記第1基板の入力操作面側の前記Z検知電極と対応する位置にシールド層が設けられている、請求項1~4のいずれか一項に記載の静電容量式センサ装置。
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WO2015093030A1 (ja) | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 信越ポリマー株式会社 | 検出センサ及び検出センサの製造方法 |
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JP2010244514A (ja) | 2009-03-19 | 2010-10-28 | Sony Corp | センサ装置及び情報処理装置 |
KR101033154B1 (ko) | 2010-03-11 | 2011-05-11 | 주식회사 디오시스템즈 | 터치 패널 |
WO2015093030A1 (ja) | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 信越ポリマー株式会社 | 検出センサ及び検出センサの製造方法 |
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