JPWO2015194446A1 - Touch panel and input operation terminal - Google Patents

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Abstract

タッチパネル(40)は、押圧センサ(41、42)と、板部材(45)とを備えている。板部材(45)は、一方の主面が操作面であり、当該操作面の押圧によりひずみが生じる。押圧センサ(41、42)は、圧電性フィルム(403)の両主面側に、この圧電性フィルム(403)を挟むように対向させた検出用電極基板(405)を積層した構成である。押圧センサ(41、42)は、板部材(45)の操作面を2つに分割する第1の直線を挟んだ板部材(45)の両側に装着されている。The touch panel (40) includes pressure sensors (41, 42) and a plate member (45). As for a plate member (45), one main surface is an operation surface, and distortion arises by the press of the said operation surface. The pressure sensors (41, 42) have a configuration in which detection electrode substrates (405) facing each other so as to sandwich the piezoelectric film (403) are laminated on both main surface sides of the piezoelectric film (403). The pressure sensors (41, 42) are mounted on both sides of the plate member (45) across the first straight line that divides the operation surface of the plate member (45) into two.

Description

この発明は、操作者による操作面への押圧操作を検出するタッチパネル、およびタッチパネルを利用した入力操作端末に関する。   The present invention relates to a touch panel that detects a pressing operation on an operation surface by an operator, and an input operation terminal using the touch panel.

従来、操作者による操作面への押圧操作を検出するタッチパネルが各種考案されている。タッチパネルには、静電容量方式、熱抵抗方式、圧電音響方式、赤外線センサ方式等がある。操作面上の押圧位置に加えて、押圧力を検出するタッチパネルには、押圧検出センサが別途設けられる。   Conventionally, various types of touch panels have been devised for detecting a pressing operation on an operation surface by an operator. Examples of the touch panel include a capacitance method, a thermal resistance method, a piezoelectric acoustic method, an infrared sensor method, and the like. In addition to the pressing position on the operation surface, a touch detection sensor is separately provided on the touch panel that detects the pressing force.

例えば、特許文献1には、平板状の圧電シートの対向する両主面に、マトリックス状の電極を形成したタッチパネルが記載されている。   For example, Patent Document 1 describes a touch panel in which matrix-like electrodes are formed on opposite main surfaces of a flat piezoelectric sheet.

また、特許文献2には、圧電シートの対向する両主面上に、対向する一対の電極を離散的に複数個所設けたタッチパネルが記載されている。   Patent Document 2 describes a touch panel in which a plurality of a pair of opposed electrodes are discretely provided on both opposed main surfaces of a piezoelectric sheet.

特許文献1、および2は、ともに圧電シートの両主面を表示器の表示面に対向させて配置し、圧電シートの一方の主面(表示面の反対側に位置する主面)を操作者による操作面とした構成である。   In both Patent Documents 1 and 2, both main surfaces of the piezoelectric sheet are arranged to face the display surface of the display, and one main surface of the piezoelectric sheet (the main surface located on the opposite side of the display surface) is placed on the operator. It is the structure made into the operation surface by.

タッチパネルを利用した入力操作装置は、スマートフォンやタブレット型端末等の携帯端末だけでなく、券売機、ATM等の大型機器にも、入力デバイスとして組み込むことができる。   An input operation device using a touch panel can be incorporated as an input device not only in a mobile terminal such as a smartphone or a tablet terminal but also in a large machine such as a ticket vending machine or ATM.

特開2006−163618号公報JP 2006-163618 A 特開2011−253517号公報JP 2011-253517 A

しかしながら、特許文献1、および2に記載されたタッチパネルは、表示器の表示面に対向する圧電シートに電極を設ける構成であるため、操作面の透過性を低下させる。すなわち、特許文献1、および2に記載されたタッチパネルは、表示器の表示面に表示した画像に対する操作者の視認性を低下させる。   However, the touch panels described in Patent Documents 1 and 2 have a configuration in which an electrode is provided on a piezoelectric sheet facing the display surface of the display device, and thus the transparency of the operation surface is reduced. That is, the touch panels described in Patent Documents 1 and 2 reduce the visibility of the operator with respect to the image displayed on the display surface of the display.

この発明の目的は、表示器の表示面に表示されている画像の視認性の低下を抑え、且つ操作面上の押圧位置に加えて、押圧力を検出する技術を提供する。   An object of the present invention is to provide a technique for suppressing a reduction in the visibility of an image displayed on a display surface of a display and detecting a pressing force in addition to a pressing position on an operation surface.

この発明は、上記目的を達するために、以下のように構成している。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

この発明にかかるタッチパネルは、一方の主面が操作面であり、当該操作面の押圧によりひずみが生じる操作入力用部材と、圧電性フィルムの両主面側に、この圧電性フィルムを挟むように対向させた検出用導体を積層したと押圧センサと、を備える構成である。また、押圧センサは、操作面を2つに分割する第1の直線を挟んだ操作入力用部材の両側に装着されている。   In the touch panel according to the present invention, one main surface is an operation surface, and the piezoelectric film is sandwiched between the operation input member that is distorted by pressing the operation surface and both main surface sides of the piezoelectric film. When the opposing conductors for detection are stacked, the pressure sensor is provided. The pressure sensors are mounted on both sides of the operation input member across the first straight line that divides the operation surface into two.

この構成では、操作入力用部材を、例えばガラスやPET(polyethyleneterephthalate)の平板によって形成することで、十分な透過性を得ることができる。したがって、操作用入力部材の主面を表示器の表示面に対向させて配置したときに、この表示器の表示面に表示した画像に対する操作者の視認性を十分に確保できる。   In this configuration, sufficient transparency can be obtained by forming the operation input member by using, for example, a flat plate of glass or PET (polyethyleneterephthalate). Therefore, when the main surface of the operation input member is disposed to face the display surface of the display device, the operator's visibility with respect to the image displayed on the display surface of the display device can be sufficiently ensured.

また、押圧センサは、表示器の表示面の外周に対向する位置や、表示面に対向しない位置等にずらして、操作入力用部材に装着することができる。したがって、操作入力用部材に装着した押圧センサによって、表示器の表示面に表示した画像に対する操作者の視認性を低下させない。   Further, the pressure sensor can be attached to the operation input member while being shifted to a position facing the outer periphery of the display surface of the display, a position not facing the display surface, or the like. Therefore, the visibility of the operator with respect to the image displayed on the display surface of the display device is not lowered by the press sensor attached to the operation input member.

また、操作面の押圧により生じた操作入力用部材のひずみにともなって、押圧センサの圧電性フィルムがひずむ。操作入力用部材は、操作面の押圧力に応じてひずむ。また、圧電性フィルムは、ひずみ量に応じた電荷を発生する。したがって、押圧センサ(圧電性フィルム)で発生した電荷量(発電量)を検出することで、操作入力用部材の操作面の押圧力を検出することができる。   Further, the piezoelectric film of the pressure sensor is distorted along with the distortion of the operation input member caused by the pressing of the operation surface. The operation input member is distorted according to the pressing force of the operation surface. In addition, the piezoelectric film generates a charge corresponding to the amount of strain. Therefore, the pressing force on the operation surface of the operation input member can be detected by detecting the charge amount (power generation amount) generated by the pressure sensor (piezoelectric film).

また、第1の直線を挟んだ操作入力用部材の両側に装着されている2つの押圧センサ(圧電性フィルム)で発生した電荷量(発電量)を用いることで、この第1の直線に直交する方向における押圧位置を検出することができる。すなわち、操作面上の第1の直線に直交する方向における1次元座標で押圧位置を検出することができる。   Further, by using the amount of electric charge (power generation amount) generated by two pressure sensors (piezoelectric films) mounted on both sides of the operation input member across the first straight line, it is orthogonal to the first straight line. It is possible to detect the pressing position in the direction to perform. That is, the pressed position can be detected by one-dimensional coordinates in the direction orthogonal to the first straight line on the operation surface.

また、第1の直線に直交する第2の直線を挟んだ操作入力用部材の両側にも、追加的に押圧センサを装着した構成にすれば、操作面上の2次元座標で押圧位置を検出することができる。この2次元座標は、直交する第1の直線、および第2の直線を軸とする座標系である。   In addition, if a configuration in which additional pressure sensors are mounted on both sides of the operation input member across the second straight line orthogonal to the first straight line, the pressed position is detected by two-dimensional coordinates on the operation surface. can do. The two-dimensional coordinates are a coordinate system having the first straight line and the second straight line as axes.

また、押圧センサが操作画面の寸法以上の長さで長手方向に延びる形状であれば、操作画面の大部分で押圧を検知することができる。一方、押圧センサが操作画面の寸法未満の長さで長手方向に延びる場合には、押圧センサが押圧を検知不能な領域が、操作画面において押圧対象が表示される領域に重ならずに、押圧対象が表示されない領域に重なるように押圧センサを配置すれば、少なくとも操作画面において押圧対象が表示される領域の大部分で押圧を検知することができる。   In addition, if the pressure sensor has a shape that is longer than the size of the operation screen and extends in the longitudinal direction, it is possible to detect the pressure on most of the operation screen. On the other hand, when the press sensor extends in the longitudinal direction with a length less than the size of the operation screen, the area where the press sensor cannot detect the press does not overlap the area where the press target is displayed on the operation screen. If the pressure sensor is arranged so as to overlap the area where the object is not displayed, it is possible to detect the pressure in at least the most area where the object to be pressed is displayed on the operation screen.

また、押圧センサの発電量を入力とし、所定の演算処理を行う演算部を備えることで、押圧力や押圧位置を検出することができる入力操作端末を構成できる。   Moreover, the input operation terminal which can detect a pressing force and a press position can be comprised by using the electric power generation amount of a press sensor as an input, and providing the calculating part which performs a predetermined calculation process.

また、操作入力用部材は、操作面が矩形形状である場合には、この操作入力用部材の主面の外周辺に沿って押圧センサを装着するのが好ましい。このようにすれば、操作面の押圧により生じた操作入力用部材のひずみを、効率的に押圧センサ(圧電性フィルム)に伝達できる(圧電性フィルムのひずみを大きくできる。)。   Further, when the operation input member has a rectangular operation surface, it is preferable that a pressure sensor is mounted along the outer periphery of the main surface of the operation input member. If it does in this way, distortion of the member for operation input generated by press of an operation surface can be efficiently transmitted to a press sensor (piezoelectric film) (distortion of a piezoelectric film can be enlarged).

また、押圧センサは、操作入力用部材の操作面に対向する他方の主面に装着されている。   The press sensor is mounted on the other main surface facing the operation surface of the operation input member.

圧電性フィルムは、一軸方向に延伸されたポリ乳酸等で構成すればよい。この場合、圧電性フィルムの延伸方向は、第1の直線となす鋭角を略45°にするのが好ましい。   The piezoelectric film may be composed of polylactic acid or the like stretched in a uniaxial direction. In this case, it is preferable that the extending direction of the piezoelectric film has an acute angle of about 45 ° with the first straight line.

この発明によれば、表示器の表示面に表示されている画像の視認性の低下を抑え、且つ操作面上の押圧位置に加えて、押圧力を検出することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress a reduction in the visibility of the image displayed on the display surface of the display and to detect the pressing force in addition to the pressing position on the operation surface.

タッチパネルを備える入力操作端末の主要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of an input operation terminal provided with a touch panel. タッチパネルを備える入力操作端末の外観を示す概略図である。It is the schematic which shows the external appearance of an input operation terminal provided with a touch panel. タッチパネルを示す概略の平面図である。It is a schematic plan view showing a touch panel. 図4(A)は、図2に示すA−A方向の断面図であり、図4(B)は、図2に示すB−B方向の断面図である。4A is a cross-sectional view in the AA direction shown in FIG. 2, and FIG. 4B is a cross-sectional view in the BB direction shown in FIG. 図5(A)は、押圧センサの側面図であり、図5(B)は押圧センサの平面図である。FIG. 5A is a side view of the pressure sensor, and FIG. 5B is a plan view of the pressure sensor. 図6(A)は、Y軸方向の押圧位置にかかる測定手順を示す図であり、図6(B)は、測定結果を示す図である。FIG. 6A is a diagram illustrating a measurement procedure according to a pressing position in the Y-axis direction, and FIG. 6B is a diagram illustrating a measurement result. 図7(A)、(B)は、それぞれ別の例にかかるタッチパネルを示す概略の平面図である。7A and 7B are schematic plan views showing a touch panel according to another example. 図8(A)、(B)は、別の例にかかるタッチパネルを示す概略の平面図である。8A and 8B are schematic plan views showing a touch panel according to another example.

以下、この発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

図1は、この例にかかるタッチパネルを備える入力操作端末の主要部の構成を示すブロック図である。この例にかかる入力操作端末1は、制御部2と、表示部3と、センサ部4と、を備えている。制御部2は、入力操作端末1本体各部の動作を制御する。また、制御部2は、この発明で言う演算部に相当する構成を有する。表示部3は、表示器31と、表示制御部32とを有する。表示部3は、制御部2の指示にしたがって、表示制御部32が表示器31における画面表示を制御する。表示器31は、入力操作端末1本体の小型化の面から、液晶や有機EL(Electro Luminescence)等を利用した薄型の表示器であるのが好ましい。センサ部4は、押圧センサ41〜44を有する。この押圧センサ41〜44の詳細については、後述する。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of an input operation terminal including a touch panel according to this example. The input operation terminal 1 according to this example includes a control unit 2, a display unit 3, and a sensor unit 4. The control unit 2 controls the operation of each unit of the input operation terminal 1 main body. Moreover, the control part 2 has the structure corresponded to the calculating part said by this invention. The display unit 3 includes a display 31 and a display control unit 32. In the display unit 3, the display control unit 32 controls screen display on the display device 31 in accordance with an instruction from the control unit 2. The display 31 is preferably a thin display using liquid crystal, organic EL (Electro Luminescence) or the like from the viewpoint of miniaturization of the input operation terminal 1 main body. The sensor unit 4 includes pressure sensors 41 to 44. Details of the pressure sensors 41 to 44 will be described later.

図2は、この例にかかる入力操作端末の外観を示す概略図である。図3は、この例にかかる入力操作端末に利用したタッチパネルを示す概略の平面図である。図4(A)は、図2に示すA−A方向の断面図であり、図4(B)は、図2に示すB−B方向の断面図である。入力操作端末1の筐体10は、図2に示すように、ほぼ直方体形状である。筐体10は、図2における上面に、矩形状の開口面を有する形状である。筐体10内には、制御基板20が取り付けられている。この制御基板20には、上述の制御部2にかかる回路や、表示制御部32にかかる回路が形成されている。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the appearance of the input operation terminal according to this example. FIG. 3 is a schematic plan view showing a touch panel used in the input operation terminal according to this example. 4A is a cross-sectional view in the AA direction shown in FIG. 2, and FIG. 4B is a cross-sectional view in the BB direction shown in FIG. The housing 10 of the input operation terminal 1 has a substantially rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. The housing 10 has a shape having a rectangular opening on the upper surface in FIG. A control board 20 is attached in the housing 10. On the control board 20, a circuit related to the control unit 2 and a circuit related to the display control unit 32 are formed.

また、筐体10内には、表示器31が取り付けられている。表示器31は、タッチ操作や押圧操作を受け付ける操作画面49を表示面に表示する。表示器31は、制御基板20と、筐体10上面の開口面との間に位置する。表示器31の表示面は、筐体10上面の開口面に対向している。表示器31の表示面および操作画面49は、筐体10上面の開口面とほぼ同じ大きさである(縦、および横の長さがほぼ同じである。)。表示器31は、表示面の中心と、筐体10上面の開口面の中心とが一致するように、筐体10に取り付けられている。   A display 31 is attached in the housing 10. The display 31 displays an operation screen 49 that accepts a touch operation or a press operation on the display surface. The display 31 is located between the control board 20 and the opening surface on the top surface of the housing 10. The display surface of the display 31 faces the opening surface on the upper surface of the housing 10. The display surface of the display device 31 and the operation screen 49 are approximately the same size as the opening surface of the upper surface of the housing 10 (the vertical and horizontal lengths are approximately the same). The display 31 is attached to the housing 10 so that the center of the display surface coincides with the center of the opening surface on the top surface of the housing 10.

また、筐体10上面の開口面には、この開口面を塞ぐように図3に示すタッチパネル40が取り付けられている。このタッチパネル40が、上述のセンサ部4を構成する。タッチパネル40は、図3に示すように、板部材45と、4つの押圧センサ41〜44を有している。板部材45は、主面を筐体10上面の開口面に対向させて取り付けている。図3において、破線で示す矩形領域が筐体10上面の開口面である。すなわち、板部材45の主面は、図3に示すように、筐体10上面の開口面よりも大きい(縦、および横の長さが長い。)。また、板部材45の主面の形状は、図3に示すように矩形である。また、タッチパネル40は、板部材45の主面の中心と、筐体10上面の開口面の中心とを一致させて、筐体10に取り付けている。タッチパネル40は、筐体10の内部に位置し、接着剤で取り付けている。接着剤は、筐体10上面の開口面の外側において、タッチパネル40と筐体10とが当接する箇所に塗布している。したがって、板部材45は、筐体10上面の開口面を通して一方の主面が外側に露出している。   A touch panel 40 shown in FIG. 3 is attached to the opening surface of the upper surface of the housing 10 so as to close the opening surface. The touch panel 40 constitutes the sensor unit 4 described above. As shown in FIG. 3, the touch panel 40 includes a plate member 45 and four pressure sensors 41 to 44. The plate member 45 is attached with its main surface facing the opening surface of the upper surface of the housing 10. In FIG. 3, a rectangular area indicated by a broken line is an opening surface on the upper surface of the housing 10. That is, as shown in FIG. 3, the main surface of the plate member 45 is larger than the opening surface of the top surface of the housing 10 (longitudinal and lateral lengths are long). Further, the shape of the main surface of the plate member 45 is rectangular as shown in FIG. The touch panel 40 is attached to the housing 10 such that the center of the main surface of the plate member 45 is aligned with the center of the opening surface of the upper surface of the housing 10. The touch panel 40 is located inside the housing 10 and attached with an adhesive. The adhesive is applied to a location where the touch panel 40 and the housing 10 are in contact with each other outside the opening surface on the upper surface of the housing 10. Therefore, one main surface of the plate member 45 is exposed to the outside through the opening surface of the upper surface of the housing 10.

また、板部材45は、透過性がよく、ある程度の剛性を有する材料からなる。板部材45は、例えば、ガラスやPET(polyethylene terephthalate)の平板によって形成されている。したがって、操作者は、筐体10上面の開口面を塞ぐタッチパネル40の板部材45を通して、表示器31の表示面を見ることができる。したがって、表示器31が、タッチ操作や押圧操作を受け付ける操作画面49を表示面に表示すると、操作者は、タッチパネル40の操作面を通して、その操作画面49を見て、タッチパネル40をタッチ操作や押圧操作することができる。ここでは、板部材45が、この発明で言う操作入力用部材に相当する。また、板部材45は、筐体10上面の開口面を通して外側に露出している面(板部材45の一方の主面)が、この発明で言う操作面に相当する。   The plate member 45 is made of a material having good permeability and a certain degree of rigidity. The plate member 45 is formed of, for example, a flat plate of glass or PET (polyethylene terephthalate). Therefore, the operator can see the display surface of the display 31 through the plate member 45 of the touch panel 40 that closes the opening surface of the upper surface of the housing 10. Therefore, when the display 31 displays an operation screen 49 that accepts a touch operation or a press operation on the display surface, the operator views the operation screen 49 through the operation surface of the touch panel 40 and touches the touch panel 40 with a touch operation or a press. Can be operated. Here, the plate member 45 corresponds to the operation input member referred to in the present invention. Further, the plate member 45 has a surface (one main surface of the plate member 45) exposed to the outside through the opening surface of the upper surface of the housing 10 corresponding to the operation surface referred to in the present invention.

また、タッチパネル40は、4つの押圧センサ41〜44を板部材45の操作面に対向する他方の主面に装着している。4つの押圧センサ41〜44は、板部材45の各辺に沿って装着されている。また、4つの押圧センサ41〜44は、図3に示すように、筐体10の開口面や表示器31の表示面に対向する位置の外側に沿って、すなわち操作画面49の外側に沿って装着されている。したがって、押圧センサ41〜44は、板部材45を通して表示器31の表示面を見る操作者の視野に入らない。すなわち、押圧センサ41〜44は、表示器31の表示面に表示されている画像の視認性を低下させない。また、図3に示すX軸と、Y軸とは、板部材45の操作面において直交する軸であり、一方がこの発明で言う第1の直線に相当し、他方がこの発明で言う第2の直線に相当する。この例では、板部材45の操作面の位置は、この操作面の中心を原点としたX−Y座標系(2次元座標系)であらわされる。   Further, the touch panel 40 has four pressure sensors 41 to 44 mounted on the other main surface facing the operation surface of the plate member 45. The four pressure sensors 41 to 44 are attached along each side of the plate member 45. Further, as shown in FIG. 3, the four pressure sensors 41 to 44 are along the outside of the position facing the opening surface of the housing 10 and the display surface of the display 31, that is, along the outside of the operation screen 49. It is installed. Therefore, the press sensors 41 to 44 do not enter the visual field of the operator who views the display surface of the display 31 through the plate member 45. That is, the press sensors 41 to 44 do not reduce the visibility of the image displayed on the display surface of the display 31. Further, the X axis and the Y axis shown in FIG. 3 are axes orthogonal to each other on the operation surface of the plate member 45, one of which corresponds to the first straight line referred to in the present invention, and the other corresponds to the second straight line referred to in the present invention. Corresponds to the straight line. In this example, the position of the operation surface of the plate member 45 is represented by an XY coordinate system (two-dimensional coordinate system) with the center of the operation surface as the origin.

図3に示すように、押圧センサ41、42は、X軸対称に装着されている。同様に、押圧センサ43、44は、Y軸対称に装着されている。押圧センサ41、42は、Y軸方向における板部材45の操作面の押圧位置を検出するための一対のセンサであり、押圧センサ43、44は、X軸方向における板部材45の操作面の押圧位置を検出するための一対のセンサである。   As shown in FIG. 3, the press sensors 41 and 42 are mounted symmetrically about the X axis. Similarly, the pressure sensors 43 and 44 are mounted symmetrically with respect to the Y axis. The pressure sensors 41 and 42 are a pair of sensors for detecting the pressing position of the operation surface of the plate member 45 in the Y-axis direction, and the pressure sensors 43 and 44 are the pressure of the operation surface of the plate member 45 in the X-axis direction. It is a pair of sensors for detecting a position.

より具体的には、ここでは、押圧センサ41と押圧センサ42とは、操作画面49を間に挟んで、Y軸方向に互いに対向するように配置している。そして、押圧センサ41と押圧センサ42とは、それぞれ、X軸方向を長手方向として延びる帯状であり、長手方向(X軸方向)の寸法を、同方向における操作画面49の寸法と同じ寸法(またはより大きな寸法)としている。また、押圧センサ43と押圧センサ44とは、操作画面49を間に挟んで、X軸方向に互いに対向するように配置している。そして、押圧センサ43と押圧センサ44とは、それぞれ、Y軸方向を長手方向として延びる帯状であり、長手方向(Y軸方向)の寸法を、同方向における操作画面49の寸法と同じ寸法(またはより大きな寸法)としている。   More specifically, here, the pressure sensor 41 and the pressure sensor 42 are arranged to face each other in the Y-axis direction with the operation screen 49 interposed therebetween. The pressure sensor 41 and the pressure sensor 42 each have a strip shape extending in the X-axis direction as the longitudinal direction, and the dimension in the longitudinal direction (X-axis direction) is the same as the dimension of the operation screen 49 in the same direction (or Larger dimensions). Further, the pressure sensor 43 and the pressure sensor 44 are disposed so as to face each other in the X-axis direction with the operation screen 49 interposed therebetween. The pressure sensor 43 and the pressure sensor 44 each have a strip shape extending in the Y-axis direction as the longitudinal direction, and the dimension in the longitudinal direction (Y-axis direction) is the same as the dimension of the operation screen 49 in the same direction (or Larger dimensions).

なお、押圧センサ41、42や押圧センサ43、44は、それぞれ、互いに対称に設けられていなくてもよい。具体的には、押圧センサ41、42や押圧センサ43、44は、それぞれ、長手方向の配置がずれていてもよく、また、長手方向の寸法が異なっていてもよい。但し、押圧センサ41〜44は、以下に示すように、側面視して同様の構成であることが好ましい。以下では、押圧センサ41〜44を総称して、押圧センサ400と表記する。   Note that the pressure sensors 41 and 42 and the pressure sensors 43 and 44 may not be provided symmetrically to each other. Specifically, the press sensors 41 and 42 and the press sensors 43 and 44 may be displaced in the longitudinal direction, or may have different longitudinal dimensions. However, it is preferable that the pressure sensors 41 to 44 have the same configuration in a side view as shown below. Hereinafter, the pressure sensors 41 to 44 are collectively referred to as a pressure sensor 400.

図5は、押圧センサの構成を示す概略図である。図5(A)は、側面図であり、図5(B)は平面図である。押圧センサ400は、検出用電極基板401、両面粘着テープ402、圧電性フィルム403、両面粘着テープ404、検出用電極基板405、両面粘着テープ406を、この順番に積層した構成である。   FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the configuration of the pressure sensor. FIG. 5A is a side view, and FIG. 5B is a plan view. The pressure sensor 400 has a configuration in which a detection electrode substrate 401, a double-sided adhesive tape 402, a piezoelectric film 403, a double-sided adhesive tape 404, a detection electrode substrate 405, and a double-sided adhesive tape 406 are laminated in this order.

検出用電極基板401および検出用電極基板405は、少なくとも一対のシグナル電極とグランド電極とを検出用電極として有する構成である。検出用電極基板401や検出用電極基板405は、ポリイミドやPET、ガラスエポキシ樹脂からなる絶縁基板に、検出用電極となる電極膜を形成して構成したり、検出用電極となる単体の導電テープとして構成したりすることができる。具体的には、検出用電極基板401と検出用電極基板405とを絶縁基板を含む構成とする場合には、検出用電極基板401を構成する絶縁基板の圧電性フィルム403側の主面にグランド電極を設け、検出用電極基板405を構成する絶縁基板の圧電性フィルム403側の主面にシグナル電極を設けるように構成することができる。また逆に、検出用電極基板401を構成する絶縁基板の圧電性フィルム403側の主面にシグナル電極を設け、検出用電極基板405を構成する絶縁基板の圧電性フィルム403側の主面にグランド電極を設けるように構成してもよい。その他にも、また、検出用電極基板401を構成する絶縁基板の圧電性フィルム403側の主面にグランド電極を設け、検出用電極基板405を構成する絶縁基板の圧電性フィルム403側の主面にシグナル電極を設け、更に、このシグナル電極を設ける絶縁基板の他方主面にグランド電極を設けるように構成して、耐ノイズ性を高めることもできる。 圧電性フィルム403は、ポリ乳酸(PLA)、より具体的にはL型ポリ乳酸(PLLA)またはD型ポリ乳酸(PDLA)からなる。以下、圧電性フィルム403をPLLAで構成する場合を代表として説明するが、圧電性フィルム403をPDLAで構成する場合も同様である。圧電性フィルム403は、長さ(図5における左右方向(以下、長手方向と言う。)の長さ)LLpに対して幅(図5(B)における上下方向(以下、短手方向と言う。)の長さ)LSpが短い長尺状の平膜からなる。圧電性フィルム403の分子の配向方向は、圧電性フィルム403の長手方向および短手方向に対して45°を成す。言い換えれば、図5(B)に示す圧電性フィルム403の一軸延伸方向500は、圧電性フィルム403の長手方向および短手方向に対して略45°を成す。ここで、圧電性フィルム403の一軸延伸方向500は、圧電性フィルム403の長手方向および短手方向に対して45°を成すことが最も好ましいが、45±10°の範囲であれば、実用上、問題無く使用することができる。   The detection electrode substrate 401 and the detection electrode substrate 405 are configured to have at least a pair of signal electrodes and a ground electrode as detection electrodes. The detection electrode substrate 401 and the detection electrode substrate 405 are configured by forming an electrode film to be a detection electrode on an insulating substrate made of polyimide, PET, or glass epoxy resin, or a single conductive tape to be a detection electrode. Or can be configured as Specifically, when the detection electrode substrate 401 and the detection electrode substrate 405 are configured to include an insulating substrate, a ground surface is formed on the main surface of the insulating substrate constituting the detection electrode substrate 401 on the piezoelectric film 403 side. An electrode may be provided, and a signal electrode may be provided on the main surface of the insulating substrate constituting the detection electrode substrate 405 on the piezoelectric film 403 side. Conversely, a signal electrode is provided on the main surface of the insulating substrate constituting the detection electrode substrate 401 on the piezoelectric film 403 side, and a ground electrode is provided on the main surface of the insulating substrate constituting the detection electrode substrate 405 on the piezoelectric film 403 side. You may comprise so that an electrode may be provided. In addition, a ground electrode is provided on the main surface of the insulating substrate constituting the detection electrode substrate 401 on the piezoelectric film 403 side, and the main surface of the insulating substrate constituting the detection electrode substrate 405 on the piezoelectric film 403 side. It is also possible to improve the noise resistance by providing a signal electrode and providing a ground electrode on the other main surface of the insulating substrate on which the signal electrode is provided. The piezoelectric film 403 is made of polylactic acid (PLA), more specifically, L-type polylactic acid (PLLA) or D-type polylactic acid (PDLA). Hereinafter, the case where the piezoelectric film 403 is made of PLLA will be described as a representative, but the same applies to the case where the piezoelectric film 403 is made of PDLA. The piezoelectric film 403 is referred to as the length (the length in the left-right direction (hereinafter referred to as the longitudinal direction) in FIG. 5) LLp and the width (the vertical direction in FIG. 5B (hereinafter referred to as the short direction). ) Length)) It consists of a long flat membrane with a short LSp. The orientation direction of the molecules of the piezoelectric film 403 is 45 ° with respect to the longitudinal direction and the short direction of the piezoelectric film 403. In other words, the uniaxial stretching direction 500 of the piezoelectric film 403 shown in FIG. 5B forms approximately 45 ° with respect to the longitudinal direction and the short direction of the piezoelectric film 403. Here, the uniaxial stretching direction 500 of the piezoelectric film 403 is most preferably 45 ° with respect to the longitudinal direction and the short direction of the piezoelectric film 403, but practically within a range of 45 ± 10 °. Can be used without problems.

ここで、圧電性フィルム403を形成するPLLAの特性について説明する。   Here, the characteristics of PLLA forming the piezoelectric film 403 will be described.

PLLAは、キラル高分子からなる。PLLAは、主鎖が螺旋構造を有する。PLLAは、一軸延伸された方向に分子が配向し、当該分子の配向によって圧電性を有する。そして、一軸延伸されたPLAは、圧電性フィルム403にひずみが生じることで、電荷を発生する。ここで、圧電性フィルム403に生じるひずみとは、圧電性フィルム403が所定方向に伸長することである。この際、発生する電荷量は、圧電性フィルム403のひずみ量によって決まる。一軸延伸されたPLLAの圧電定数は、高分子中で非常に高い部類に属する。例えば、PLLAの圧電歪み定数d14は、延伸条件、熱処理条件、添加物の配合等の条件を整えることにより10〜20pC/Nという高い値が得られる。PLLA consists of a chiral polymer. PLLA has a helical structure in the main chain. In PLLA, molecules are oriented in a uniaxially stretched direction, and have piezoelectricity due to the orientation of the molecules. The uniaxially stretched PLA generates electric charges due to distortion in the piezoelectric film 403. Here, the distortion generated in the piezoelectric film 403 means that the piezoelectric film 403 extends in a predetermined direction. At this time, the generated charge amount is determined by the strain amount of the piezoelectric film 403. The piezoelectric constant of uniaxially stretched PLLA belongs to a very high class among polymers. For example, the piezoelectric strain constant d 14 of the PLLA, stretching conditions, heat treatment conditions, high as 10~20pC / N can be obtained by arranging the conditions blending such additives.

なお、圧電性フィルム403の延伸倍率は3〜8倍程度が好適である。延伸後に熱処理を施すことにより、ポリ乳酸の延びきり鎖結晶の結晶化が促進され圧電定数が向上する。尚、二軸延伸した場合はそれぞれの軸の延伸倍率を異ならせることによって一軸延伸と同様の効果を得ることが出来る。例えばある方向をX軸としてその方向に8倍、その軸に直交するY軸方向に2倍の延伸を施した場合、圧電定数に関してはおよそX軸方向に4倍の一軸延伸を施した場合とほぼ同等の効果が得られる。単純に一軸延伸したフィルムは延伸軸方向に沿って裂け易いため、前述したような二軸延伸を行うことにより幾分強度を増すことができる。   The stretching ratio of the piezoelectric film 403 is preferably about 3 to 8 times. By performing a heat treatment after stretching, crystallization of the extended chain crystal of polylactic acid is promoted and the piezoelectric constant is improved. In the case of biaxial stretching, the same effect as that of uniaxial stretching can be obtained by varying the stretching ratio of each axis. For example, when a certain direction is taken as an X-axis, 8 times in that direction, and 2 times in the Y-axis direction perpendicular to that axis, the piezoelectric constant is about 4 times in the X-axis direction, Almost the same effect can be obtained. A film that is simply uniaxially stretched easily tears along the direction of the stretch axis, and thus the strength can be increased somewhat by performing biaxial stretching as described above.

また、PLLAは、延伸等による分子の配向処理で圧電性を生じるので、PVDF等の他のポリマーや圧電セラミックスのように、ポーリング処理を行う必要がない。すなわち、強誘電体に属さないPLLAの圧電性は、PVDFやPZT等の強誘電体のようにイオンの分極によって発電するものではなく、分子の特徴的な構造である螺旋構造に由来するものである。このため、PLLAには、他の強誘電性の圧電体で生じる焦電性が生じない。さらに、PVDF等は経時的に圧電定数の変動が見られ、場合によっては圧電定数が著しく低下する場合があるが、PLLAの圧電定数は経時的に極めて安定している。したがって、出力電荷量が周囲環境に影響されない。   In addition, PLLA generates piezoelectricity by molecular orientation processing such as stretching, and therefore, it is not necessary to perform poling processing unlike other polymers such as PVDF and piezoelectric ceramics. That is, the piezoelectricity of PLLA that does not belong to ferroelectrics is not generated by the polarization of ions like ferroelectrics such as PVDF and PZT, but is derived from a helical structure that is a characteristic structure of molecules. is there. For this reason, the pyroelectricity generated in other ferroelectric piezoelectric materials does not occur in PLLA. Further, PVDF or the like shows a change in piezoelectric constant over time, and in some cases, the piezoelectric constant may be significantly reduced, but the piezoelectric constant of PLLA is extremely stable over time. Therefore, the output charge amount is not affected by the surrounding environment.

検出用電極基板401は、圧電性フィルム403の一方の平板面(一方の主面)の略全面に形成されている。検出用電極基板405は、圧電性フィルム403の他方の平板面(他方の主面)の略全面に形成されている。また、検出用電極基板405には、電子部品405aが実装されている。電子部品405aは、検出用電極基板401と検出用電極基板405とに設けられた一対のシグナル電極とグランド電極との間の電位差を検出し、出力する回路を構成する。   The detection electrode substrate 401 is formed on substantially the entire surface of one flat plate surface (one main surface) of the piezoelectric film 403. The detection electrode substrate 405 is formed on substantially the entire surface of the other flat plate surface (the other main surface) of the piezoelectric film 403. An electronic component 405 a is mounted on the detection electrode substrate 405. The electronic component 405a constitutes a circuit that detects and outputs a potential difference between a pair of signal electrodes and a ground electrode provided on the detection electrode substrate 401 and the detection electrode substrate 405.

両面粘着テープ402は、検出用電極基板401と、圧電性フィルム403との間に位置し、検出用電極基板401と、圧電性フィルム403とを接着する接着部材である。また、両面粘着テープ404は、検出用電極基板405と、圧電性フィルム403との間に位置し、検出用電極基板405と、圧電性フィルム403とを接着する接着部材である。さらに、両面粘着テープ406は、押圧センサ400を板部材45に接着する接着部材である。両面粘着テープ402、404、406は、隣接する2つの層を接着する粘着剤で構成してもよい。   The double-sided adhesive tape 402 is an adhesive member that is positioned between the detection electrode substrate 401 and the piezoelectric film 403 and adheres the detection electrode substrate 401 and the piezoelectric film 403. The double-sided adhesive tape 404 is an adhesive member that is positioned between the detection electrode substrate 405 and the piezoelectric film 403 and adheres the detection electrode substrate 405 and the piezoelectric film 403. Further, the double-sided adhesive tape 406 is an adhesive member that adheres the pressure sensor 400 to the plate member 45. The double-sided pressure-sensitive adhesive tapes 402, 404, and 406 may be made of a pressure-sensitive adhesive that bonds two adjacent layers.

また、押圧センサ41〜44は、図2に示したように、筐体10上面の開口面の外側に位置するので、透過性が低いものであっても、表示器31の表示面に表示されている画像の視認性を低下させることがない。したがって、検出用電極基板401、405は、透過性の高い導体パターンを形成するために、ポリチオフェンやポリアニリンを主成分とする有機電極、ITO、ZnO、銀ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、グラフェン等の無機電極を用いなくてもよいので、安価にできる。   Further, as shown in FIG. 2, the press sensors 41 to 44 are located outside the opening surface of the top surface of the housing 10, so that even if the permeability is low, it is displayed on the display surface of the display 31. The visibility of the image is not reduced. Therefore, the detection electrode substrates 401 and 405 are made of organic electrodes mainly composed of polythiophene or polyaniline, inorganic electrodes such as ITO, ZnO, silver nanowires, carbon nanotubes, and graphene in order to form a highly transmissive conductor pattern. Since it does not have to be used, it can be made inexpensive.

操作者が、板部材45の操作面において操作画面49上の任意の点を押圧すると、この板部材45が撓み、この撓みは、押圧センサ41〜44に伝わり、各押圧センサ41〜44の圧電性フィルム403が長手方向および短手方向に伸長する。これにより、圧電性フィルム403には、長手方向および短手方向にひずみが生じ、当該ひずみに応じた電荷を発生する。この電荷は、検出用電極基板401、405によって検出され、電子部品405aが検出された電荷量に応じた電圧を外部へ出力する。この際、電荷量は上述のように圧電性フィルム403のひずみ量によって決まる。さらに、圧電性フィルム403のひずみ量は、板部材45を介して伝わる板部材45の撓み量によって決まり、当該撓み量は操作面の押圧力によって決まる。したがって、押圧センサ41〜44から得られる電圧値を計測することで、板部材45の操作面において操作画面49上のほとんど全ての点への押圧に対して、押圧力を検出することができる。   When the operator presses an arbitrary point on the operation screen 49 on the operation surface of the plate member 45, the plate member 45 is bent, and this bending is transmitted to the press sensors 41 to 44, and the piezoelectric of each of the press sensors 41 to 44 is deformed. The conductive film 403 extends in the longitudinal direction and the short direction. As a result, the piezoelectric film 403 is distorted in the longitudinal direction and the lateral direction, and charges corresponding to the distortion are generated. This electric charge is detected by the detection electrode substrates 401 and 405, and a voltage corresponding to the amount of electric charge detected by the electronic component 405a is output to the outside. At this time, the charge amount is determined by the strain amount of the piezoelectric film 403 as described above. Further, the amount of strain of the piezoelectric film 403 is determined by the amount of bending of the plate member 45 transmitted through the plate member 45, and the amount of bending is determined by the pressing force on the operation surface. Therefore, by measuring the voltage value obtained from the pressure sensors 41 to 44, it is possible to detect the pressing force with respect to pressing on almost all points on the operation screen 49 on the operation surface of the plate member 45.

例えば、押圧力Fは、各押圧センサ41〜44から得られる電圧値の総和S(=V1+V2+V3+V4)と、予め定めた比例定数γとの積による演算
押圧力F=γ×S
で算出できる。この演算は、制御部2で行われる。
For example, the pressing force F is calculated by the product of the sum S (= V1 + V2 + V3 + V4) of the voltage values obtained from the pressing sensors 41 to 44 and a predetermined proportionality constant γ. Pressing force F = γ × S
It can be calculated by This calculation is performed by the control unit 2.

また、押圧センサ41、42から得られる電圧値の比を用いることで、図3に示すY軸方向の押圧位置を検出することができる。また、押圧センサ43、44から得られる電圧値の比を用いることで、図3に示すX軸方向の押圧位置を検出することができる。   Further, by using the ratio of the voltage values obtained from the press sensors 41 and 42, the press position in the Y-axis direction shown in FIG. 3 can be detected. Further, by using the ratio of the voltage values obtained from the pressing sensors 43 and 44, the pressing position in the X-axis direction shown in FIG. 3 can be detected.

図6は、Y軸方向の押圧位置にかかる測定結果を示す図である。図6では、板部材45の操作面の中心を原点Oとし、押圧センサ41側を正、押圧センサ42側を負にしている。図6(B)の横軸は、図6(A)に示す押圧位置のY座標である。また、図6(B)の縦軸は、Log10(V1/V2)の値である。但し、V1は、押圧センサ41の出力電圧であり、V2は、押圧センサ42の出力電圧である。図6(B)は、図6(A)に示した、板部材45の操作面上に設定したY軸に平行な3本のライン(ラインA、B、C)毎に、そのライン上における押圧位置のY座標と、Log10(V1/V2)の値との関係を示す測定結果である。FIG. 6 is a diagram illustrating a measurement result according to the pressing position in the Y-axis direction. In FIG. 6, the center of the operation surface of the plate member 45 is the origin O, the pressure sensor 41 side is positive, and the pressure sensor 42 side is negative. The horizontal axis in FIG. 6B is the Y coordinate of the pressed position shown in FIG. The vertical axis of FIG. 6 (B), the value of Log 10 (V1 / V2). However, V1 is the output voltage of the press sensor 41, and V2 is the output voltage of the press sensor 42. FIG. 6B shows the three lines (lines A, B, and C) parallel to the Y axis set on the operation surface of the plate member 45 shown in FIG. and the Y coordinate of the pressed position, a measured result indicating a relationship between the value of Log 10 (V1 / V2).

図6(B)から明らかなように、ラインA、B、Cの全てにおいて、押圧位置のY座標が−40mm〜+40mmの範囲内であるとき、Log10(V1/V2)の値が略リニアに変化することが確認できる。したがって、押圧位置のY座標は、押圧センサ41、42の出力電圧の比(V1/V2)を用いて検出することができる。また、このことから、押圧位置のX座標は、押圧センサ43、44の比(V4/V3)を用いて検出することができる。但し、V3は、押圧センサ43の出力電圧であり、V4は、押圧センサ44の出力電圧である。また、板部材45の操作面の中心を原点Oとし、押圧センサ44側を正、押圧センサ43側を負にしている。As is clear from FIG. 6B, when the Y coordinate of the pressed position is within the range of −40 mm to +40 mm in all of the lines A, B, and C, the value of Log 10 (V1 / V2) is substantially linear. Can be confirmed. Therefore, the Y coordinate of the pressing position can be detected using the ratio (V1 / V2) of the output voltages of the pressing sensors 41 and 42. Also, from this, the X coordinate of the pressing position can be detected using the ratio (V4 / V3) of the pressing sensors 43 and 44. However, V3 is an output voltage of the press sensor 43, and V4 is an output voltage of the press sensor 44. The center of the operation surface of the plate member 45 is the origin O, the pressure sensor 44 side is positive, and the pressure sensor 43 side is negative.

具体的には、板部材45の操作面の押圧位置を示すX、Y座標は、以下に示す演算により算出できる。   Specifically, the X and Y coordinates indicating the pressed position on the operation surface of the plate member 45 can be calculated by the following calculation.

押圧位置のY座標=α×Log10(V1/V2)
押圧位置のX座標=β×Log10(V4/V3)
α、およびβは、予め定めた定数である。この演算は、制御部2で行う。
Y coordinate of pressed position = α x Log 10 (V1 / V2)
X coordinate of pressed position = β × Log 10 (V4 / V3)
α and β are predetermined constants. This calculation is performed by the control unit 2.

このように、この例にかかる入力操作端末1は、表示器31の表示面に表示されている画像の視認性の低下を抑えることができる。また、この入力操作端末1は、板部材45の操作面上の押圧位置に加えて、押圧力を検出することができる。   Thus, the input operation terminal 1 according to this example can suppress a decrease in the visibility of the image displayed on the display surface of the display device 31. The input operation terminal 1 can detect a pressing force in addition to the pressing position on the operation surface of the plate member 45.

また、入力操作端末1は、タッチパネル40の板部材45の押圧位置をX軸方向、またはY軸方向の一方についてのみ検出する場合には、押圧位置を検出する軸方向に応じた2つの押圧センサを板部材45に取り付ければよい。言い換えれば、押圧位置を検出しない軸方向に応じた2つの押圧センサを板部材45に取り付けなくてもよい。   In addition, when the input operation terminal 1 detects the pressing position of the plate member 45 of the touch panel 40 only in one of the X-axis direction and the Y-axis direction, two pressing sensors corresponding to the axial direction for detecting the pressing position. May be attached to the plate member 45. In other words, the two pressing sensors corresponding to the axial direction in which the pressing position is not detected need not be attached to the plate member 45.

また、タッチパネル40は、上記の例では、板部材45を矩形形状としたが、円形状や楕円形状等にしてもよい。例えば、板部材45を円形状とする場合には、図7(A)に示すように、板部材45に対して、押圧センサ41〜44を装着すればよい。板部材45を楕円形状とする場合には、図7(B)に示すように、板部材45に対して、押圧センサ41〜44を装着すればよい。図7(A)、(B)において。破線で示す領域は、入力操作端末1の筐体10上面の開口面である。すなわち、筐体10上面の開口面の形状は、タッチパネル40の板部材45の形状に合わせればよい。この場合、表示器31の画面は、上述した例と同様に矩形形状であってもよいし、タッチパネル40の板部材45の形状に合わせた円形や楕円形であってもよい。   In the touch panel 40, the plate member 45 has a rectangular shape in the above example, but may have a circular shape, an elliptical shape, or the like. For example, when the plate member 45 is circular, the pressure sensors 41 to 44 may be attached to the plate member 45 as shown in FIG. When the plate member 45 has an elliptical shape, the pressure sensors 41 to 44 may be attached to the plate member 45 as shown in FIG. In FIGS. 7A and 7B. A region indicated by a broken line is an opening surface of the upper surface of the housing 10 of the input operation terminal 1. That is, the shape of the opening surface on the upper surface of the housing 10 may be matched with the shape of the plate member 45 of the touch panel 40. In this case, the screen of the display 31 may have a rectangular shape as in the above-described example, or may have a circular shape or an oval shape that matches the shape of the plate member 45 of the touch panel 40.

また、上記の例では、押圧センサ41〜44は、タッチパネル40の板部材45の操作面に対向する主面に装着するとしたが、タッチパネル40の板部材45の操作面に装着してもよい。   In the above example, the pressure sensors 41 to 44 are mounted on the main surface of the touch panel 40 opposite to the operation surface of the plate member 45, but may be mounted on the operation surface of the plate member 45 of the touch panel 40.

また、上記の例では、タッチパネル40は、筐体10の内部に位置するとしたが、筐体10の上面に取り付けてもよい。   In the above example, the touch panel 40 is located inside the housing 10, but may be attached to the upper surface of the housing 10.

また、上記の例にかかる入力操作端末は、タブレット型端末や、スマートフォン等の機器に利用してもよい。この場合、制御部2は、検出した板部材45の操作面の押圧位置に応じた処理を実行する。   Moreover, you may utilize the input operation terminal concerning said example for apparatuses, such as a tablet-type terminal and a smart phone. In this case, the control unit 2 executes processing according to the detected pressing position of the operation surface of the plate member 45.

また、上記の例では、押圧センサ41〜44は、それぞれの長手方向における寸法を、同方向における操作画面49の寸法以上に延びる帯状としたが、押圧センサ41〜44の長手方向の寸法は、同方向における操作画面49の寸法未満であってもよい。図8は、押圧センサの長手方向の寸法を、同方向における操作画面の寸法未満とする場合の構成例を示す図である。   Further, in the above example, the press sensors 41 to 44 have a strip shape extending in the longitudinal direction beyond the size of the operation screen 49 in the same direction, but the longitudinal dimensions of the press sensors 41 to 44 are as follows. It may be less than the size of the operation screen 49 in the same direction. FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example in which the dimension in the longitudinal direction of the press sensor is less than the dimension of the operation screen in the same direction.

図8に示すタッチパネル40Pは、押圧センサ41P〜44Pを備えている。押圧センサ41Pと押圧センサ42Pとは、操作画面49を間に挟んで、Y軸方向に互いに対向するように配置している。そして、押圧センサ41Pと押圧センサ42Pとは、それぞれ、X軸方向を長手方向として延びる帯状であり、長手方向(X軸方向)の寸法を、同方向における操作画面49の寸法未満としている。また、押圧センサ43Pと押圧センサ44Pとは、操作画面49を間に挟んで、X軸方向に互いに対向するように配置している。そして、押圧センサ43Pと押圧センサ44Pとは、それぞれ、Y軸方向を長手方向として延びる帯状であり、長手方向(Y軸方向)の寸法を、同方向における操作画面49の寸法未満としている。   A touch panel 40P illustrated in FIG. 8 includes press sensors 41P to 44P. The pressure sensor 41P and the pressure sensor 42P are arranged to face each other in the Y-axis direction with the operation screen 49 interposed therebetween. The pressure sensor 41P and the pressure sensor 42P each have a strip shape extending in the X-axis direction as the longitudinal direction, and the dimension in the longitudinal direction (X-axis direction) is less than the dimension of the operation screen 49 in the same direction. Further, the pressure sensor 43P and the pressure sensor 44P are arranged to face each other in the X-axis direction with the operation screen 49 interposed therebetween. Each of the press sensor 43P and the press sensor 44P has a strip shape extending in the Y-axis direction as a longitudinal direction, and the dimension in the longitudinal direction (Y-axis direction) is less than the dimension of the operation screen 49 in the same direction.

このように押圧センサ41P〜44Pを、操作画面49の寸法未満とする場合には、図8(A)に示すように、押圧センサ41P〜44Pそれぞれの長手方向の端部を隣接するもの同士で結ぶ線分から外側の領域は、押圧されても正常に検知することができない押圧非検知領域93となり易い。具体的には、押圧非検知領域93が押圧されると、押圧センサ41P〜44Pのうちのいくつかに通常とは逆の極性の電荷が生じて出力が反転する。このため、押圧非検知領域93が押圧された場合には、正確な押圧検知が困難になる。   When the pressure sensors 41P to 44P are thus made smaller than the size of the operation screen 49, as shown in FIG. 8A, the longitudinal ends of the pressure sensors 41P to 44P are adjacent to each other. The area outside the connecting line segment tends to be a non-pressing area 93 that cannot be normally detected even if pressed. Specifically, when the pressure non-detection region 93 is pressed, charges having the opposite polarity to normal are generated in some of the pressure sensors 41P to 44P, and the output is inverted. For this reason, when the press non-detection area 93 is pressed, accurate press detection becomes difficult.

そこで、このタッチパネル40Pでは、各押圧センサ41P〜44Pの長手方向の寸法や配置を調整することにより、押圧非検知領域93の大きさや配置を、操作画面49の操作において影響の少ない大きさや配置に調整している。   In view of this, in the touch panel 40P, the size and arrangement of the press non-detection region 93 are adjusted to the size and arrangement that have little influence on the operation of the operation screen 49 by adjusting the longitudinal dimensions and arrangement of the press sensors 41P to 44P. It is adjusted.

具体的には、標準的な操作画面49は、図8(B)に示すように、タッチ操作や押圧操作の対象となるアイコンやウィジットなどのシンボルが表示される第1画像領域91と、タッチ操作や押圧操作の対象とならないステータスバーなどの状態情報を示すシンボルが表示される第2画像領域92と、を含む。したがって、仮に、前述した押圧非検知領域93が、アイコンやウィジットなどが表示される第1画像領域91に重なると、アイコンやウィジットの一部が押圧操作できない状態となって、操作者にとっての操作性が低下して問題となる。そこで、このタッチパネル40Pでは、各押圧センサ41P〜44Pの長手方向の寸法や配置を調整することにより、押圧非検知領域93が第1画像領域91に重ならずに、第2画像領域92にのみ重なるようにしている。これにより、押圧非検知領域93が、ステータスバーなどが表示される第2画像領域92に重なっていても、それらは押圧操作される対象ではないため、操作者は、操作性の低下や不確実性の増加などを感ずることなく、タッチパネル40Pを押圧操作することができる。   Specifically, as shown in FIG. 8B, the standard operation screen 49 includes a first image area 91 in which symbols such as icons and widgets to be touched and pressed, and a touch. And a second image region 92 on which symbols indicating state information such as a status bar that is not an operation or pressing operation target are displayed. Therefore, if the above-described press non-detection area 93 overlaps the first image area 91 where icons and widgets are displayed, a part of the icons and widgets cannot be pressed, and an operation for the operator is performed. The problem is reduced. Therefore, in the touch panel 40P, the press non-detection area 93 is not overlapped with the first image area 91 but only in the second image area 92 by adjusting the longitudinal dimension and arrangement of the press sensors 41P to 44P. It is trying to overlap. As a result, even if the non-pressing detection area 93 overlaps the second image area 92 on which a status bar or the like is displayed, these are not objects to be pressed, so that the operator can experience a decrease in operability or uncertainties. The touch panel 40P can be pressed without feeling an increase in performance.

このように、本発明のタッチパネルにおいて、各押圧センサの長手方向における寸法や配置は、押圧非検知領域の位置や大きさを適切にするように調整することが好ましい。ただし、ここでは、操作画面(ユーザインターフェース)として、ステータスバーなどが表示される第2画像領域92が、アイコン等が表示される第1画像領域91の一方側にのみ設けられる場合について例示したが、第1画像領域91の両側に第2画像領域92が設けられるような操作画面を採用するなど、操作画面側を調整することにより、押圧操作の対象が設けられていない第2画面領域を、押圧非検知領域に重ねるようにしてもよい。   Thus, in the touch panel of the present invention, it is preferable to adjust the size and arrangement in the longitudinal direction of each press sensor so as to make the position and size of the press non-detection region appropriate. However, here, the case where the second image area 92 on which a status bar or the like is displayed is provided only on one side of the first image area 91 on which an icon or the like is provided as an operation screen (user interface) is illustrated. By adjusting the operation screen side, such as adopting an operation screen in which the second image region 92 is provided on both sides of the first image region 91, the second screen region in which no pressing operation target is provided, You may make it overlap on a press non-detection area | region.

なお、スマートフォンのような画面サイズが4〜7インチ程度の比較的小型な機器に搭載されるタッチパネルの場合には、押圧センサの長手方向の寸法が、操作画面の約85%程度あれば、押圧非検知領域の大きさと配置が、操作画面の四隅近傍の指のサイズよりも小さい領域に限定される。このため、このような場合には、操作画面上に押圧非検知領域があっても問題にならない。   In the case of a touch panel mounted on a relatively small device having a screen size of about 4 to 7 inches such as a smartphone, if the longitudinal dimension of the pressure sensor is about 85% of the operation screen, the touch panel The size and arrangement of the non-detection area is limited to an area smaller than the size of the finger near the four corners of the operation screen. Therefore, in such a case, there is no problem even if there is a press non-detection area on the operation screen.

1…入力操作端末
2…制御部
3…表示部
4…センサ部
10…筐体
20…制御基板
31…表示器
32…表示制御部
40…タッチパネル
41〜44、400…押圧センサ
45…板部材
401、405…検出用電極基板
402、404、406…両面粘着テープ
403…圧電性フィルム
405a…電子部品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input operation terminal 2 ... Control part 3 ... Display part 4 ... Sensor part 10 ... Case 20 ... Control board 31 ... Display device 32 ... Display control part 40 ... Touch panel 41-44, 400 ... Press sensor 45 ... Plate member 401 405 ... Electrode substrate for detection 402, 404, 406 ... Double-sided adhesive tape 403 ... Piezoelectric film 405a ... Electronic component

Claims (10)

一方の主面が操作面であり、当該操作面の押圧によりひずみが生じる操作入力用部材と、
圧電性フィルムの両主面側に、この圧電性フィルムを挟むように対向させた検出用導体を積層したと押圧センサと、を備え、
前記押圧センサは、前記操作面を2つに分割する第1の直線を挟んだ前記操作入力用部材の両側に装着されている、タッチパネル。
One main surface is an operation surface, and an operation input member that is distorted by pressing of the operation surface;
A pressure sensor and a detection sensor laminated on both main surface sides of the piezoelectric film so as to sandwich the piezoelectric film are provided,
The touch sensor is a touch panel mounted on both sides of the operation input member across a first straight line that divides the operation surface into two.
一方の主面が操作面であり、当該操作面の押圧によりひずみが生じる操作入力用部材と、
圧電性フィルムの両主面側に、この圧電性フィルムを挟むように対向させた検出用導体を積層したと押圧センサと、を備え、
前記押圧センサは、前記操作面を2つに分割する第1の直線を挟んだ前記操作入力用部材の両側に装着されているとともに、前記第1の直線に直交する第2の直線を挟んだ前記操作入力用部材の両側にも装着されている、タッチパネル。
One main surface is an operation surface, and an operation input member that is distorted by pressing of the operation surface;
A pressure sensor and a detection sensor laminated on both main surface sides of the piezoelectric film so as to sandwich the piezoelectric film are provided,
The pressure sensor is mounted on both sides of the operation input member across a first straight line that divides the operation surface into two, and sandwiches a second straight line that is orthogonal to the first straight line A touch panel mounted on both sides of the operation input member.
前記操作面を通して操作画面を表示するタッチパネルであって、
前記押圧センサは、前記操作画面の寸法以上の長さで長手方向に延びる、請求項1、または2に記載のタッチパネル。
A touch panel for displaying an operation screen through the operation surface,
The touch panel according to claim 1, wherein the press sensor extends in a longitudinal direction with a length equal to or longer than a dimension of the operation screen.
前記操作面を通して操作画面を表示するタッチパネルであって、
前記押圧センサは、前記操作画面の寸法未満の長さで長手方向に延び、
前記操作画面は、押圧対象が表示される第1画面領域と、押圧対象が表示されない第2画面領域とを含み、
前記押圧センサは、前記操作面において押圧を検知しない押圧非検知領域を有し、
少なくとも一つの前記押圧非検知領域は、前記第1画面領域に重ならずに前記第2画面領域に重なる、請求項1、または2に記載のタッチパネル。
A touch panel for displaying an operation screen through the operation surface,
The pressure sensor extends in the longitudinal direction with a length less than the dimension of the operation screen,
The operation screen includes a first screen area in which a pressing object is displayed and a second screen area in which the pressing object is not displayed,
The pressure sensor has a pressure non-detection region that does not detect pressure on the operation surface,
3. The touch panel according to claim 1, wherein at least one of the non-pressing detection areas overlaps the second screen area without overlapping the first screen area.
前記操作入力用部材は、前記操作面が矩形形状であり、
前記押圧センサは、前記操作入力用部材の主面の外周辺に沿って装着されている、請求項1〜4のいずれかに記載のタッチパネル。
The operation input member has a rectangular operation surface.
The touch panel according to claim 1, wherein the press sensor is mounted along an outer periphery of a main surface of the operation input member.
前記押圧センサは、前記操作入力用部材の前記操作面に対向する他方の主面に装着されている、請求項1〜5のいずれかに記載のタッチパネル。   The touch panel according to claim 1, wherein the press sensor is attached to the other main surface of the operation input member that faces the operation surface. 前記圧電性フィルムは、一軸方向に延伸されたポリ乳酸である、請求項1〜6のいずれかに記載のタッチパネル。   The touch panel according to claim 1, wherein the piezoelectric film is polylactic acid stretched in a uniaxial direction. 前記圧電性フィルムは、その延伸方向と、前記第1の直線とがなす鋭角が略45°である、請求項1〜7のいずれかに記載のタッチパネル。   The touch panel according to any one of claims 1 to 7, wherein the piezoelectric film has an acute angle of approximately 45 ° formed between an extending direction of the piezoelectric film and the first straight line. 請求項1に記載のタッチパネルと、
前記第1の直線を挟んだ前記操作入力用部材の両側に装着されている2つの押圧センサの発電量に基づき、前記第1の直線に直交する方向における、前記操作入力用部材の前記操作面の押圧位置を算出する演算部と、を備えた入力操作端末。
A touch panel according to claim 1;
The operation surface of the operation input member in a direction orthogonal to the first straight line based on the amount of power generated by two pressure sensors mounted on both sides of the operation input member across the first straight line An input operation terminal comprising: a calculation unit that calculates the pressed position of
請求項2に記載のタッチパネルと、
前記第1の直線を挟んだ前記操作入力用部材の両側に装着されている2つの前記押圧センサの発電量に基づき、前記第1の直線に直交する方向における、前記操作入力用部材の前記操作面の押圧位置を算出するとともに、前記第2の直線を挟んだ前記操作入力用部材の両側に装着されている2つの前記押圧センサの発電量に基づき、前記第2の直線に直交する方向における、前記操作入力用部材の前記操作面の押圧位置を算出する演算部と、を備えた入力操作端末。
The touch panel according to claim 2;
The operation of the operation input member in a direction orthogonal to the first straight line based on the power generation amount of the two pressure sensors mounted on both sides of the operation input member across the first straight line In addition to calculating the pressing position of the surface, in the direction orthogonal to the second straight line based on the power generation amount of the two pressure sensors mounted on both sides of the operation input member across the second straight line An input operation terminal comprising: a calculation unit that calculates a pressed position of the operation surface of the operation input member.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107797703B (en) * 2017-10-25 2021-03-23 昆山龙腾光电股份有限公司 Touch display device and terminal

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007086990A (en) * 2005-09-21 2007-04-05 Smk Corp Touch panel
JP2013200757A (en) * 2012-03-26 2013-10-03 Kyocera Corp Electronic apparatus
JP2014127070A (en) * 2012-12-27 2014-07-07 Mitsubishi Electric Information Systems Corp Processing order management system and processing order management program of lot in processing inspection device
JP2014238277A (en) * 2013-06-06 2014-12-18 日本写真印刷株式会社 Piezoelectric sensor and pressure detector
WO2015019981A1 (en) * 2013-08-06 2015-02-12 株式会社村田製作所 Pressure detection sensor
WO2015041130A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 株式会社村田製作所 Touch sensor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008508631A (en) * 2004-08-02 2008-03-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Touch screen slider to set a floating point value
WO2011125408A1 (en) * 2010-04-09 2011-10-13 株式会社村田製作所 Touch panel and input/output device provided with the touch panel
JP5625669B2 (en) * 2010-09-17 2014-11-19 ソニー株式会社 Sensor device and information processing device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007086990A (en) * 2005-09-21 2007-04-05 Smk Corp Touch panel
JP2013200757A (en) * 2012-03-26 2013-10-03 Kyocera Corp Electronic apparatus
JP2014127070A (en) * 2012-12-27 2014-07-07 Mitsubishi Electric Information Systems Corp Processing order management system and processing order management program of lot in processing inspection device
JP2014238277A (en) * 2013-06-06 2014-12-18 日本写真印刷株式会社 Piezoelectric sensor and pressure detector
WO2015019981A1 (en) * 2013-08-06 2015-02-12 株式会社村田製作所 Pressure detection sensor
WO2015041130A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 株式会社村田製作所 Touch sensor

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