JPS6357891B2 - - Google Patents
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- JPS6357891B2 JPS6357891B2 JP6101483A JP6101483A JPS6357891B2 JP S6357891 B2 JPS6357891 B2 JP S6357891B2 JP 6101483 A JP6101483 A JP 6101483A JP 6101483 A JP6101483 A JP 6101483A JP S6357891 B2 JPS6357891 B2 JP S6357891B2
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- Japan
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- polymer membrane
- polymer
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- piezoelectric
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- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 13
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/96—Touch switches
- H03K17/964—Piezoelectric touch switches
Landscapes
- Push-Button Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧電性をもつ高分子膜を電気機械変換
子として用いてなる集積化した無接点キー入力装
置に関するものである。
子として用いてなる集積化した無接点キー入力装
置に関するものである。
従来一つのキーに対して多電極を設けコード信
号を取り出すキースイツチは、たとえば、特開昭
47−2756号公報、特開昭47−29877号公報等によ
つて知られているが、これらはいずれも機械的接
触型の多接点スイツチである。一方一つのキーか
らコード信号を発生させる時、コードを構成する
各信号が同時に発生するのが理想であり、この理
想を達成すべく種々の努力がなされ、その一例は
特開昭47−29877号公報にみられる。この例にみ
られる通り、従来の多電極を設けコード信号を取
り出すキースイツチは、それが機械的接触型の多
接点スイツチであるため、多電極の構造は迷路状
に複雑とならざるを得ず、また接点型であるため
寿命も短いという欠点を有していた。ここに、構
造簡単で寿命の長い多電極を設けコード信号を発
生するキースイツチの開発が望まれていた。
号を取り出すキースイツチは、たとえば、特開昭
47−2756号公報、特開昭47−29877号公報等によ
つて知られているが、これらはいずれも機械的接
触型の多接点スイツチである。一方一つのキーか
らコード信号を発生させる時、コードを構成する
各信号が同時に発生するのが理想であり、この理
想を達成すべく種々の努力がなされ、その一例は
特開昭47−29877号公報にみられる。この例にみ
られる通り、従来の多電極を設けコード信号を取
り出すキースイツチは、それが機械的接触型の多
接点スイツチであるため、多電極の構造は迷路状
に複雑とならざるを得ず、また接点型であるため
寿命も短いという欠点を有していた。ここに、構
造簡単で寿命の長い多電極を設けコード信号を発
生するキースイツチの開発が望まれていた。
最近の研究によれば、配向したある種の光学活
性高分子たとえばポリ−γ−メチル−Ｌ−グルタ
メートや高電場の下で分極操作（ポーリング）を
ほどこしたある種の高分子、たとえばポリフツ化
ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリフツ化ビニ
ル、ポリアクリロニトリルあるいはこれらに無機
強誘電体粉末を混合してポーリングした高分子膜
は安定で大きい圧電性をもつことが知られてい
る。
性高分子たとえばポリ−γ−メチル−Ｌ−グルタ
メートや高電場の下で分極操作（ポーリング）を
ほどこしたある種の高分子、たとえばポリフツ化
ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリフツ化ビニ
ル、ポリアクリロニトリルあるいはこれらに無機
強誘電体粉末を混合してポーリングした高分子膜
は安定で大きい圧電性をもつことが知られてい
る。
本発明者らは、特願昭48−114708号に係る出願
においてキーに対応する部分の高分子膜を所望の
コード信号を取り出すのに必要な部分のみにおい
て圧電性を有する構造となした無接点キースイツ
チを提案したがこの場合、局所的にポーリングし
て圧電性を有する構造となすのに所望のコード信
号が複雑な場合は、このポーリング操作が煩雑に
なり、しかも、ポーリング時の昇温により高分子
膜が膨張して、対応する電極の面との間にズレが
生じるなど製作精度にも難があつた。
においてキーに対応する部分の高分子膜を所望の
コード信号を取り出すのに必要な部分のみにおい
て圧電性を有する構造となした無接点キースイツ
チを提案したがこの場合、局所的にポーリングし
て圧電性を有する構造となすのに所望のコード信
号が複雑な場合は、このポーリング操作が煩雑に
なり、しかも、ポーリング時の昇温により高分子
膜が膨張して、対応する電極の面との間にズレが
生じるなど製作精度にも難があつた。
本発明は、叙上の点を改良した構造が簡単で、
寿命が長く、しかも製作精度の良い多電極を設け
コード信号を発生する無接点キースイツチを提供
するもので、大きい面積をもつ圧電高分子膜が容
易に製作可能であるという特長を利用し、少なく
ともキー部に対応するブロツクの全面を基本的に
は圧電性を有する構造とした高分子膜を電気機械
変換素子とし、この高分子膜上に複数のキーを配
置し、一個のキーの操作に対応して同時に複数の
電気信号を発生せしめるようになした無接点キー
入力装置であつて、連続した高分子膜上に多数の
キーを配置できること、一個のキーで容易にコー
ド化された電気信号を発生させ得ることなどのた
め、低コストで集積化された信頼性の高い無接点
キー入力装置を提供するものであり、その構成は
次の通りである。
寿命が長く、しかも製作精度の良い多電極を設け
コード信号を発生する無接点キースイツチを提供
するもので、大きい面積をもつ圧電高分子膜が容
易に製作可能であるという特長を利用し、少なく
ともキー部に対応するブロツクの全面を基本的に
は圧電性を有する構造とした高分子膜を電気機械
変換素子とし、この高分子膜上に複数のキーを配
置し、一個のキーの操作に対応して同時に複数の
電気信号を発生せしめるようになした無接点キー
入力装置であつて、連続した高分子膜上に多数の
キーを配置できること、一個のキーで容易にコー
ド化された電気信号を発生させ得ることなどのた
め、低コストで集積化された信頼性の高い無接点
キー入力装置を提供するものであり、その構成は
次の通りである。
(イ) 一枚の高分子膜を有し、
(ロ) 該一枚の高分子膜に独立した複数個の区画が
設定され、 (ハ) 該区画内の高分子膜は、圧電性を有し、 (ニ) 前記高分子膜の下面には、前記各区画を連ね
て信号出力用電極が施設され、 (ホ) 前記高分子膜の上面には、前記各区画内にお
いて、独立した複数個のビツト電極が施設さ
れ、 (ヘ) 前記ビツト電極の数と同じ数の独立した複数
本の導電路が、前記各区画を順次連ねて施設さ
れ、各導電路は、各区画内の各ビツト電極と一
対一に対応して係合せしめられ、 (ト) 前記高分子膜の上面側には、前記各区画に対
応して、区画内を一体として押圧するキー部が
設けられ、 (チ) 前記各キー部を操作することにより、前記各
区画からそれぞれ異なつたコード信号が発生せ
しめられる関係に、前記複数個の区画の少なく
とも一つの区画において、少なくとも一つのビ
ツト電極が位置する部分に対応した部分におけ
る前記高分子膜の圧電性が、局部的に除去され
てなる無接点キー入力装置。
設定され、 (ハ) 該区画内の高分子膜は、圧電性を有し、 (ニ) 前記高分子膜の下面には、前記各区画を連ね
て信号出力用電極が施設され、 (ホ) 前記高分子膜の上面には、前記各区画内にお
いて、独立した複数個のビツト電極が施設さ
れ、 (ヘ) 前記ビツト電極の数と同じ数の独立した複数
本の導電路が、前記各区画を順次連ねて施設さ
れ、各導電路は、各区画内の各ビツト電極と一
対一に対応して係合せしめられ、 (ト) 前記高分子膜の上面側には、前記各区画に対
応して、区画内を一体として押圧するキー部が
設けられ、 (チ) 前記各キー部を操作することにより、前記各
区画からそれぞれ異なつたコード信号が発生せ
しめられる関係に、前記複数個の区画の少なく
とも一つの区画において、少なくとも一つのビ
ツト電極が位置する部分に対応した部分におけ
る前記高分子膜の圧電性が、局部的に除去され
てなる無接点キー入力装置。
次に、本発明の無接点キー入力装置を図面を参
照しながら説明する。なお以下では12個のキーを
有するものについて示すが、12個に限定されるも
のではなく、これより少ない場合でも多い場合で
も適用されることは勿論である。
照しながら説明する。なお以下では12個のキーを
有するものについて示すが、12個に限定されるも
のではなく、これより少ない場合でも多い場合で
も適用されることは勿論である。
第１図に示すものは、ポーリング操作をより一
層簡単にするために、全面を圧電性にしてこれを
電気機械変換素子として利用する例である。すな
わち高分子膜１１は全面のポーリングによつて、
全面が圧電性となつている。上面は４ビツトのコ
ード化のためのビツト電極１２が被着されてお
り、これらが導電回路１３で結ばれている。
層簡単にするために、全面を圧電性にしてこれを
電気機械変換素子として利用する例である。すな
わち高分子膜１１は全面のポーリングによつて、
全面が圧電性となつている。上面は４ビツトのコ
ード化のためのビツト電極１２が被着されてお
り、これらが導電回路１３で結ばれている。
空白部１４は４ビツトのコード化に対応して設
けられており、この空白部１４に該当する箇所の
圧電性高分子膜は赤外線や高温金属板などで局部
的に加熱されることによりそこが非圧電性に形成
せしめられている。この加熱により非圧電性とな
す方法はポーリングによつて圧電性になる高分子
膜だけに適用できる。なぜなら、この高分子膜で
は加熱によつて脱分極を生じ、非圧電性となるか
らである。なお高分子膜の下面全面には接地側電
極すなわち信号出力用電極が設けられており、こ
の本発明の場合には、これも本発明者等が提案し
た、空白部１４に該当する箇所の上記接地側電極
を除去した態様の無接点キー入力装置に比べて出
力信号のＳ／Ｎ比が増大する。
けられており、この空白部１４に該当する箇所の
圧電性高分子膜は赤外線や高温金属板などで局部
的に加熱されることによりそこが非圧電性に形成
せしめられている。この加熱により非圧電性とな
す方法はポーリングによつて圧電性になる高分子
膜だけに適用できる。なぜなら、この高分子膜で
は加熱によつて脱分極を生じ、非圧電性となるか
らである。なお高分子膜の下面全面には接地側電
極すなわち信号出力用電極が設けられており、こ
の本発明の場合には、これも本発明者等が提案し
た、空白部１４に該当する箇所の上記接地側電極
を除去した態様の無接点キー入力装置に比べて出
力信号のＳ／Ｎ比が増大する。
第２図は第１図の圧電高分子膜製の電気機械変
換素子を用いた本発明に係るキー入力装置の具体
例の一例である。支持基板２１に第１図の圧電膜
２２を接着し、この上にキーの集合体２３を装着
する。圧電膜の信号出力用電極はシールド板２４
によつて完全にシールドされている。キーの力を
吸収するために、ゴムシート２５をシールド板に
置いてもよい。またキーの力が圧電膜に均一に加
わるように膜面に接着されたバー２６を設けるこ
とが好ましい（ゴムシート、およびバーは簡単の
ために１個だけ示されている）。キーを用いるこ
となく圧電高分子膜を直接指で押す方式も可能で
あることはいうまでもなくこの場合をも含めて本
発明ではキー部という。この場合、圧電膜２２の
上に保護高分子膜をはり、この上からキー集合体
２３の代りに12個穴を打ち抜いたプラスチツクな
どの板が密着された構造とするのが好ましい。
換素子を用いた本発明に係るキー入力装置の具体
例の一例である。支持基板２１に第１図の圧電膜
２２を接着し、この上にキーの集合体２３を装着
する。圧電膜の信号出力用電極はシールド板２４
によつて完全にシールドされている。キーの力を
吸収するために、ゴムシート２５をシールド板に
置いてもよい。またキーの力が圧電膜に均一に加
わるように膜面に接着されたバー２６を設けるこ
とが好ましい（ゴムシート、およびバーは簡単の
ために１個だけ示されている）。キーを用いるこ
となく圧電高分子膜を直接指で押す方式も可能で
あることはいうまでもなくこの場合をも含めて本
発明ではキー部という。この場合、圧電膜２２の
上に保護高分子膜をはり、この上からキー集合体
２３の代りに12個穴を打ち抜いたプラスチツクな
どの板が密着された構造とするのが好ましい。
上記構造からなる本発明によると、キーを押し
下げ力学的応力をキーに対応した高分子膜のブロ
ツクに加えると、その応力は音速で、このブロツ
ク内に設けられている複数の独立した各ビツト電
極部位に伝達され裏面の信号出力用電極に電圧が
発生する。音速は約2250m／sec、キーの電極存
在範囲はほぼ１cm2程度であるので、各ビツト電極
からの信号はほぼ１／225000sec≒5μsec程度ある
いはそれ以下で発生することになり、これは各ビ
ツト電極からの信号が実質的に同時刻に得られる
ことを意味し、しかも、この同時刻性がキーに対
応した高分子膜上の区画内に単に極めて単純な形
状の電極を施設することのみによつて達成される
ものであり、これは従来の接点型のものに比べれ
ば明らかな通り、飛躍的に構造が簡素化されてい
るのであり、さらに、寿命も従来の接点型のもの
が高々100万回であるのに対し、本発明に係る高
分子膜を用いたものは1000万回以上と飛躍的に増
大されるのである。これらの効果は、まさに高分
子膜の特性を多電極型のスイツチに極めて有効に
利用した結果であり、さらに本発明においては、
ブロツク内の所望のビツト電極に対向する部分に
おいて、圧電高分子膜を非圧電性にしただけの構
成としたので、前記本発明者らが特願昭48−
114708号に係る出願においてなしたキーに対応す
る部分の高分子圧電膜を所望のコード信号を取り
出すのに必要な部分のみにおいて局所的にポーリ
ングして圧電性を付与する際の欠点、すなわち、
ポーリング時の昇温により高分子膜が膨張して対
応するビツト電極の面との間にズレを生じるとい
う問題をも解決したものであり、このような高分
子膜の特性の利用は従来例をみない有用なもので
ある。
下げ力学的応力をキーに対応した高分子膜のブロ
ツクに加えると、その応力は音速で、このブロツ
ク内に設けられている複数の独立した各ビツト電
極部位に伝達され裏面の信号出力用電極に電圧が
発生する。音速は約2250m／sec、キーの電極存
在範囲はほぼ１cm2程度であるので、各ビツト電極
からの信号はほぼ１／225000sec≒5μsec程度ある
いはそれ以下で発生することになり、これは各ビ
ツト電極からの信号が実質的に同時刻に得られる
ことを意味し、しかも、この同時刻性がキーに対
応した高分子膜上の区画内に単に極めて単純な形
状の電極を施設することのみによつて達成される
ものであり、これは従来の接点型のものに比べれ
ば明らかな通り、飛躍的に構造が簡素化されてい
るのであり、さらに、寿命も従来の接点型のもの
が高々100万回であるのに対し、本発明に係る高
分子膜を用いたものは1000万回以上と飛躍的に増
大されるのである。これらの効果は、まさに高分
子膜の特性を多電極型のスイツチに極めて有効に
利用した結果であり、さらに本発明においては、
ブロツク内の所望のビツト電極に対向する部分に
おいて、圧電高分子膜を非圧電性にしただけの構
成としたので、前記本発明者らが特願昭48−
114708号に係る出願においてなしたキーに対応す
る部分の高分子圧電膜を所望のコード信号を取り
出すのに必要な部分のみにおいて局所的にポーリ
ングして圧電性を付与する際の欠点、すなわち、
ポーリング時の昇温により高分子膜が膨張して対
応するビツト電極の面との間にズレを生じるとい
う問題をも解決したものであり、このような高分
子膜の特性の利用は従来例をみない有用なもので
ある。
第１図は、本発明に係る無接点キー入力装置に
用いられる圧電高分子膜製の電気機械変換素子の
構造を示す平面図、第２図は、本発明に係る無接
点キー入力装置の分解斜視図である。 １１……高分子膜、１２……電極、１３……導
電回路、１４……空白部、１５……ブロツク、２
１……支持基板、２２……圧電膜、２３……キー
集合体、２４……シールド板、２５……ゴムシー
ト、２６……バー。
用いられる圧電高分子膜製の電気機械変換素子の
構造を示す平面図、第２図は、本発明に係る無接
点キー入力装置の分解斜視図である。 １１……高分子膜、１２……電極、１３……導
電回路、１４……空白部、１５……ブロツク、２
１……支持基板、２２……圧電膜、２３……キー
集合体、２４……シールド板、２５……ゴムシー
ト、２６……バー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (イ) 一枚の高分子膜を有し、 (ロ) 該一枚の高分子膜に独立した複数個の区画が
設定され、 (ハ) 該区画内の高分子膜は、圧電性を有し、 (ニ) 前記高分子膜の下面には、前記各区画を連ね
て信号出力用電極が施設され、 (ホ) 前記高分子膜の上面には、前記各区画内にお
いて、独立した複数個のビツト電極が施設さ
れ、 (ヘ) 前記ビツト電極の数と同じ数の独立した複数
本の導電路が、前記各区画を順次連ねて施設さ
れ、各導電路は、各区画内の各ビツト電極と一
対一に対応して係合せしめられ、 (ト) 前記高分子膜の上面側には、前記各区画に対
応して、区画内を一体として押圧するキー部が
設けられ、 (チ) 前記各キー部を操作することにより、前記各
区画からそれぞれ異なつたコード信号が発生せ
しめられる関係に、前記複数個の区画の少なく
とも一つの区画において、少なくとも一つのビ
ツト電極が位置する部分に対応した部分におけ
る前記高分子膜の圧電性が、局部的に除去され
てなる無接点キー入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6101483A JPS58195238A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 無接点キ−入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6101483A JPS58195238A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 無接点キ−入力装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53024462A Division JPS5840804B2 (ja) | 1978-03-06 | 1978-03-06 | 無接点キ−入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58195238A JPS58195238A (ja) | 1983-11-14 |
| JPS6357891B2 true JPS6357891B2 (ja) | 1988-11-14 |
Family
ID=13159045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6101483A Granted JPS58195238A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 無接点キ−入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58195238A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5500635A (en) * | 1990-02-20 | 1996-03-19 | Mott; Jonathan C. | Products incorporating piezoelectric material |
| JP5104099B2 (ja) * | 2007-07-27 | 2012-12-19 | ぺんてる株式会社 | 静電容量型タッチスイッチ装置 |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP6101483A patent/JPS58195238A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58195238A (ja) | 1983-11-14 |
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