JPWO2016143241A1 - 入力装置および電気機器 - Google Patents
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Abstract
Description
凹部を内側面に有する筐体と、
凹部に設けられた感圧センサと
を備え、
感圧センサは、該感圧センサのセンシング面と凹部の底面とが接するように凹部内に固定されている入力装置である。
凹部を内側面に有する筐体と、
凹部に設けられた、長尺状を有する複数の感圧センサと
を備え、
複数の感圧センサは、該感圧センサの長手方向に離間して配列され、
複数の感圧センサは、該感圧センサのセンシング面と凹部の底面とが接するように凹部内に固定されている入力装置である。
一方向に延設された複数の凹部を内側面に有する筐体と、
複数の凹部にそれぞれ設けられた、長尺状を有する複数の感圧センサと
を備え、
複数の凹部は、複数の列を構成しており、
複数の感圧センサはそれぞれ、該感圧センサのセンシング面と凹部の底面とが接するように複数の凹部内に固定されている入力装置である。
凹部を内側面に有し、かつ剛性を有する外装体と、
凹部に設けられた感圧センサと
を備え、
感圧センサは、該感圧センサのセンシング面と凹部の底面とが接するように凹部内に固定されている入力装置である。
凹部を内側面に有する筐体と、
凹部に設けられた感圧センサと
を備え、
感圧センサは、該感圧センサのセンシング面と凹部の底面とが接するように凹部内に固定されている電気機器である。
1 第1の実施形態(電気機器の例)
1.1 電気機器の外観
1.2 電気機器の構成
1.3 センシングエリアの構成
1.4 センサの構成
1.5 センサの検出動作
1.6 電気機器の動作
1.7 効果
1.8 変形例
2 第2の実施形態(電気機器の例)
2.1 電気機器の外観
2.2 センシングエリアの構成
2.3 電気機器の動作
2.4 効果
2.5 変形例
3 第3の実施形態(センシングエリアの例)
3.1 センシングエリアの構成
3.2 センシングエリアを構成する各部材の作用
3.3 効果
3.4 変形例
4.第4の実施形態(センシングエリアの例)
4.1 センシングエリアの構成
4.2 効果
4.3 変形例
5.第5の実施形態(センサの例)
5.1 センサの構成
5.2 効果
5.3 変形例
6.第6の実施形態(センサの例)
6.1 センサの構成
6.2 効果
6.3 変形例
7.第7の実施形態(センシングエリアの例)
7.1 センシングエリアの構成
7.2 効果
7.3 変形例
[1.1 電気機器の外観]
図1A〜図1Cに示すように、本技術の第1の実施形態に係る電気機器10は、いわゆるタブレット型コンピュータであり、剛性を有する筐体20を備え、この筐体20に表示装置11PLやカメラモジュール11CMなどが収容されている。表示装置11PLは電気機器の表面10Sa側に設けられ、それとは反対側の背面10Sb側にカメラモジュール11CMが設けられている。
図2に示すように、本技術の第1の実施形態に係る電気機器10は、電気機器10の本体であるホスト11と、センサ30a、30bと、コントローラIC(Integrated Circuit)12a、12bとを備える。
図3A、図3Bに示すように、電気機器10の背面10Sb側を構成する第2筐体22は、板状の主面部22PLと、その周縁に設けられた周壁部22WAとを備える。第2筐体22の内側面22SIは、その内側面22SIに垂直な方向から見ると、長辺と短辺とを持つ矩形状を有している。
図5A〜図5Cに示すように、センサ30aは、導電層としてのリファレンス電極層(以下「REF電極層」という。)31と、空間層32と、センサ層33と、空間層34と、導電層としてのREF電極層35とを備える。以下では、センサ30aおよびその構成要素(構成部材)の両主面のうち、センシング面側となる主面を表面といい、それとは反対側の主面を裏面ということがある。
REF電極層31は、センサ30aの裏面を構成している。REF電極層35は、センサ30aのセンシング面30Saを構成している。REF電極層31、35は、例えばグランド電位に接続される。REF電極層31は、剛性または可撓性を有する導電性基材であり、図6に示すように、基材31aと、この基材31aの裏面に設けられた導電層31bとを備える。REF電極層31は、基材31aの側がセンサ層33の裏面に対向するように設けられている。なお、REF電極層31は、例えば、センサ層33およびREF電極層35などよりも高い曲げ剛性を有し、センサ30aの支持プレートとして機能してもよい。一方、REF電極層35は、可撓性を有する導電性基材であり、図6に示すように、基材35aと、この基材35aの裏面に設けられた導電層35bとを備える。REF電極層35は、センサ30aのセンシング面30Saの押圧に応じて変形可能である。REF電極層35は、導電層35bの側がセンサ層33の表面に対向するように設けられている。
センサ層33は、REF電極層31とREF電極層35との間に設けられ、センシング面(操作面)30Sa側となるREF電極層35との距離の変化、および裏面30Sb側となるREF電極層31との距離の変化を静電的に検出することが可能である。具体的には、センサ層33は、複数のセンサ部22Dを含み、この複数のセンサ部22Dが、センサ層33とREF電極層31との距離およびセンサ層33とREF電極層35との距離に応じて変化する静電容量を検出する。複数のセンサ部22Dは、センサ30aの長手方向に等間隔で配置されている。
空間層32は、周縁構造体としての枠体32aと、複数の構造体32bとを備える。枠体32aおよび複数の構造体32bは、REF電極層31とセンサ層33との間に設けられ、REF電極層31とセンサ層33との間を離間する。複数の構造体32bは、センサ30aの長手方向に所定間隔で1次元配列されている。センサ30aをセンシング面30Saに垂直な方向から見ると、構造体32bは、隣接するセンサ部30Dの間の位置、またはセンサ部30Dの位置に設けられる。なお、図5A〜図5Cでは、後者の配置の例が示されている。
以下、図8を参照して、センサ30aの検出動作の一例について説明する。なお、図8中の白抜き矢印は、センサ30aのセンシング面30Saの押圧により、構造体32b、34bに加わる力の方向を示している。
以下、図9を参照して、本技術の第1の実施形態に係る電気機器10の動作の一例について説明する。なお、以下に説明するホスト11の処理は、具体的にはホスト11が有する制御部により実行される。
第1の実施形態に係る電気機器10は、凹部23a、23bを内側面22SIに有する第2筐体22と、凹部23a、23bに設けられ、第2筐体22の外側面に加えられた押圧を検出する感圧式のセンサ30a、30bとを備える。センサ30a、30bが、センサ30a、30bのセンシング面30Saが凹部23a、23bの底面23Sに接するように凹部23a、23b内に固定されている。これにより、凹部23a、23bの底面23Sの裏側にあるセンシングエリア30Ra、30Rbが指などの操作子で押圧されると、凹部23a、23bの底面23Sが僅かに撓み、凹部23a、23bの底面23Sによりセンサ30a、30bのセンシング面30Saが押圧される。したがって、センサ30a、30bは、凹部23a、23bの底面23Sの裏側のセンシングエリア30Ra、30Rbに加えられた押圧を検出することができる。
上述の第1の実施形態では、センシングエリア30Ra、30Rbも電気機器10の背面10Sb全体を構成する第2筐体22により構成されている例について説明したが、センシングエリア30Ra、30Rbの部分のみ第2筐体22とは別の筐体で構成されていてもよい。
[2.1 電気機器の外観]
図14Aに示すように、本技術の第2の実施形態に係る電気機器10Mでは、電気機器10Mの背面10Sbの短手方向の両端部にはそれぞれセンシングエリア30Rc、30Rdが設けられている。センシングエリア30Rc、30Rdは、背面10Sbの長辺に沿って設けられている。したがって、電気機器10Mの背面10Sbが有する4辺それぞれにセンシングエリア30Ra、30Rb、30Rc、30Rdが設けられている。
図14Bに示すように、第2筐体22は、センシングエリア30Rc、30Rdの裏側の位置に凹部23c、23dを有している。具体的には、凹部23c、23dは、内側面22SIの短手方向の両端部にそれぞれ設けられている。凹部23c、23dは、内側面22SIの長手方向に延設されている。具体的には、凹部23c、23dは、内側面22SIの長辺に沿って延設されている。凹部23c、23dは、それぞれセンシングエリア30Rc、30Rdとほぼ同様の大きさおよび形状を有している。凹部23c、23dの底面は、平面状を有している。
以下、図15、図16A、図16Bを参照しながら、本技術の第2の実施形態に係る電気機器10Mの動作の一例について説明する。なお、ホスト11は、画像の表示方向情報を記憶する記憶部を備えるものとする。ここで、画像は静止画像および動画像のいずれであってもよい。また、以下に説明するホスト11の処理は、具体的にはホスト11が有する制御部により実行される。
第2の実施形態に係る電気機器10Mは、背面10Sbの4辺のうちのどの辺をユーザが持っているかを判断して、画像の表示方向を修正することができる。したがって、寝転がって電気機器10Mを使用した場合でも、ユーザの向きに合わせて画面の方向を制御できる。また、背面10Sbの辺部をユーザが持っている場合に限って、特定の機能を発揮させるようにしてもよい。
[3.1 センシングエリアの構成]
図17A〜図17Cに示すように、凹部23aにはセンサ30aとバックプレート24aと弾性体42aとが収容され、これらの部材が収容された凹部23aの全体がスプリングプレート41aにより覆われている。バックプレート24aはセンサ30aの裏面30Sb側に設けられ、弾性体42aがバックプレート24aとスプリングプレート41aとの間に設けられている。スプリングプレート41aは、複数のネジ部材28aにより第2筐体22の内側面22SIに固定されている。
以下、図18を参照して、センシングエリアを構成する各部材の作用の一例について説明する。第2筐体22の表面に設定されたセンシングエリア30Raに力F1が作用すると、凹部23aの底面23Sが僅かに変形する。この変形によって、センサ30aのセンシング面30Saが押圧され、センサ30aにより静電容量分布、すなわち圧力分布が検出される。
第3の実施形態では、スプリングプレート41aが、弾性体42aを介してバックプレート24aを凹部23aの底面23Sに向けて押し付けるようにして固定している。このため、バックプレート24aにより、底面23Sの変形の妨げとならない程度にセンサ30aを可動可能な状態に保持しつつ、センサ30aのセンシング面30Saを凹部23aの底面23Sに押し付けることができる。これにより、センシングエリア30Raの感度などの特性がさらに向上する。
上述の第3の実施形態では、スプリングプレート41aがネジ部材28aにより第2筐体22の内側面22SIに固定される構成を説明したが、スプリングプレート41aを固定する構成はこれに限定されるものではない。
[4.1 センシングエリアの構成]
図20Aに示すように、センサ30aのセンシング面30Saおよび凹部23aの底面23Sのうちの少なくとも一方の面に、複数個の凸部30TPおよび1個の凸部44TPが設けられている。
第4の実施形態では、センサ30aのセンシング面30Saおよび凹部23aの底面23Sのうちの少なくとも一方の面に、複数個の凸部30TPおよび1個の凸部44TPが設けられている。このため、長尺状のセンシング面30Saをその短手方向の両端部と中央部との3個所で筐体22の凹部23a内で支持することができる。したがって、センシング面30Sa(すなわちREF電極層35)を凹部23aの底面23Sの変形に対して安定的に追従させることができる。これにより、センシングエリア30Raの感度などの特性がさらに向上する。
第4の実施形態では、センサ30aのセンシング面30Saおよび凹部23aの底面23Sのうちの少なくとも一方の面に、複数個の凸部30TPおよび1個の凸部44TPが設けられた構成を例として説明したが、センシングエリア30Raの構成はこれに限定されるものではない。センサ30aのセンシング面30Saおよび凹部23aの底面23Sのうちの少なくとも一方の面に、1個または複数個の凸部30TPと、1個または複数個の凸部44TPとが設けられた構成を採用することも可能である。
[5.1 センサの構成]
図23Aに示すように、本技術の第5の実施形態に係るセンサ50aは、以下の構成を有する点において第4の実施形態に係るセンサ30aとは異なっている。すなわち、第5の実施形態に係るセンサ50aは、導電層としてのREF電極層35(図20C参照)を備えておらず、枠体34aおよび複数の構造体34bの頂部が凹部23aの底面23Sに接するように、凹部23a内に固定される構成を有している。
第5の実施形態では、第2筐体22の底面23Sの部分がREF電極層35として機能するので、センサ50aの構成を簡略化および薄型化できる。
センサ50aを凹部23a内に配置する前の状態において、センサ50aが次のような構成を有していてもよい。すなわち、図23Bに示すように、センサ50aが、構造体34b上に設けられた粘着層51aと、構造体34b上に設けられた粘着層52aと、粘着層51a、52a上に設けられた、剥離シートなどの剥離層53とをさらに備えるようにしてもよい。センサ50aがこのような構成を有することで、剥離層53を剥離してセンサ50aを凹部23a内に配置するだけで、凹部23aの底面23Sの所定位置に対してセンサ50aを容易に固定することができる。
[6.1 センサの構成]
図24Aに示すように、本技術の第6の実施形態に係るセンサ50aは、以下の構成を有する点において第4の実施形態に係るセンサ30aとは異なっている。すなわち、第6の実施形態に係るセンサ50aは、導電層としてのREF電極層31(図20C参照)を備えておらず、センサ層33の裏面とスプリングプレート41aの表面とが接する構成を有している。
第6の実施形態では、スプリングプレート41aがREF電極層31として機能するので、センサ50aの構成を簡略化および薄型化できる。
図24Bに示すように、センサ50aが、導電層としてのREF電極層35を備えておらず、枠体32aおよび複数の構造体32bの頂部と凹部23aの底面23Sとが接するように、凹部23a内に固定されていてもよい。
[7.1 センシングエリアの構成]
図25Aに示すように、センサ30aのセンシング面30Saと凹部23aの底面23Sとの間に接着層56が設けられ、この接着層56を介してセンシング面30Saと底面23Sと貼り合わされている。接着層56は、第1の実施形態における接着層33cと同様である。
第7の実施形態では、センサ30aのセンシング面30Saと凹部23aの底面23Sとが接着層56を介して貼り合わされているので、センシングエリア30Raの感度などの特性を向上できる。また、センシングエリア30Raの構成を簡略化することができる。
図25Bに示すように、センサ30aのセンシング面30Saの周縁に1個または複数個の凸部44TPがさらに設けられていてもよい。この場合、センシング面30Saに設けられた1個または複数個の凸部30TP、44TPの頂部が接着層56に貼り合わされる。
(a)スプリングプレート41aの厚みDに対するスペースLの比率(L/D)は、18以上60以下、例えば30である(図26B参照)。
(b)スプリングプレート41aのヤング率は、4GPa以上5GPa以下である。このようなヤング率を満たすスプリングプレート41aとしては、例えばPETフィルムが挙げられる。
(c)センサ30aの裏面30Sbの高さHに対するスペースLの比率(L/H)は、2.7以上7.5以下である(図26B参照)。
なお、センシングエリア30Raが上述の構成(a)〜(c)を有していることで、スプリングプレート41aには、図26B中に矢印Tで示す方向に適度なテンションが発現する。
(1)
凹部を内側面に有する筐体と、
上記凹部に設けられた感圧センサと
を備え、
上記感圧センサは、該感圧センサのセンシング面と上記凹部の底面とが接するように上記凹部内に固定されている入力装置。
(2)
上記感圧センサを上記凹部の底面に押し当てる押当部材をさらに備える(1)に記載の入力装置。
(3)
上記感圧センサのヤング率は、上記押当部材のヤング率より小さい(2)に記載の入力装置。
(4)
上記押当部材は、上記凹部に嵌め合わされている(2)または(3)に記載の入力装置。
(5)
上記押当部材を固定する固定部材をさらに備える(2)から(4)のいずれかに記載の入力装置。
(6)
上記センシング面および上記凹部の底面の少なくとも一方に、凸部が設けられている(1)から(5)のいずれかに記載の入力装置。
(7)
上記筐体は、剛性を有している(1)から(6)のいずれかに記載の入力装置。
(8)
上記筐体は、金属により構成されている(1)から(7)のいずれかに記載の入力装置。
(9)
上記感圧センサは、
導電層と、
複数のセンサ部を含むセンサ層と、
上記導電層と上記センサ層との間に設けられた空間層と
を備える(1)から(8)のいずれかに記載の入力装置。
(10)
上記感圧センサおよび上記凹部が、上記筐体の周縁に沿って設けられている(1)から(9)のいずれかに記載の入力装置。
(11)
上記筐体が、矩形状の面を有し、
上記感圧センサおよび上記凹部が、上記面のそれぞれの辺に沿って設けられている(1)から(9)のいずれかに記載の入力装置。
(12)
上記感圧センサは、シート状を有している(1)から(11)のいずれかに記載の入力装置。
(13)
上記感圧センサは、長尺状を有している(1)から(12)のいずれかに記載の入力装置。
(14)
上記感圧センサは、複数のセンサ部を含み、
上記複数のセンサ部は、該感圧センサの長手方向に配置されている(13)に記載の入力装置。
(15)
凹部を内側面に有する筐体と、
上記凹部に設けられた、長尺状を有する複数の感圧センサと
を備え、
上記複数の感圧センサは、該感圧センサの長手方向に離間して配列され、
上記複数の感圧センサは、該感圧センサのセンシング面と上記凹部の底面とが接するように上記凹部内に固定されている入力装置。
(16)
一方向に延設された複数の凹部を内側面に有する筐体と、
上記複数の凹部にそれぞれ設けられた、長尺状を有する複数の感圧センサと
を備え、
上記複数の凹部は、複数の列を構成しており、
上記複数の感圧センサはそれぞれ、該感圧センサのセンシング面と上記凹部の底面とが接するように上記複数の凹部内に固定されている入力装置。
(17)
上記複数の列は、上記延設の方向に直交する方向に隣接する上記凹部同士が上記延設の方向にずれるように配列されている(16)に記載の入力装置。
(18)
凹部を内側面に有し、かつ剛性を有する外装体と、
上記凹部に設けられた感圧センサと
を備え、
上記感圧センサは、該感圧センサのセンシング面と上記凹部の底面とが接するように上記凹部内に固定されている入力装置。
(19)
(1)から(18)のいずれかに記載の入力装置を備える電気機器。
(20)
上記感圧センサの検出結果に基づき、電気機器の動作を制御する制御部をさらに備える(19)に記載の電気機器。
上記押当部材と上記固定部材との間に設けられた弾性体とをさらに備える(5)に記載の入力装置。
(22)
上記感圧センサは、
複数のセンサ部を含むセンサ層と、
上記センサ層と上記凹部の底面との間に設けられた空間層と
を備える(1)に記載の入力装置。
(23)
上記凹部の底面が導電性を有している(22)に記載の入力装置。
(24)
上記センシング面と上記凹部の底面との間に構造体が設けられている(1)に記載の入力装置。
(25)
上記構造体は、上記センシング面の中央に設けられている(24)に記載の入力装置。
(26)
上記構造体は、上記センシング面の中央および周縁に設けられている(24)に記載の入力装置。
(27)
凹部を内側面に有する筐体と、
上記凹部に設けられた感圧センサと
を備え、
上記感圧センサのセンシング面と上記凹部の底面とが貼り合わされている入力装置。
(28)
上記感圧センサのセンシング面と上記凹部の底面との間に設けられた接着層をさらに備える(27)に記載の入力装置。
(29)
凸部が設けられた表面を有する導電層と、
複数のセンサ部を含む長尺状のセンサ層と、
上記導電層と上記センサ層との間に設けられた空間層と
を備え、
上記複数のセンサ部は、上記センサ層の長手方向に配置されている感圧センサ。
(30)
上記凸部は、上記表面の中央に設けられている(29)に記載の感圧センサ。
(31)
上記凸部は、上記表面の中央および周縁に設けられている(29)に記載の感圧センサ。
(32)
上記感圧センサは、シート状を有している(29)から(31)のいずれかに記載の感圧センサ。
(33)
上記導電層が可撓性を有している(29)から(32)のいずれかに記載の感圧センサ。
(34)
上記センサ層は、
一つの列を構成する複数の単位電極体と、
上記センサ層の厚さ方向に上記複数の単位電極体と重なるように、上記列の方向に延設された1または複数の電極線と
を備える(29)から(33)のいずれかに記載の感圧センサ。
(35)
上記電極線は、
上記列の一端からほぼ中央まで延設された第1電極線と、
上記列の他端からほぼ中央まで延設された第2電極線と
を備え、
上記列の中央に対して対称の位置にある上記単位電極体同士が電気的に接続されている(34)に記載の感圧センサ。
(36)
隣り合う上記電極線間が、接続部により電気的に接続されている(34)に記載の感圧センサ。
(37)
第1面および第2面を有し、複数のセンサ部を含む長尺状のセンサ層と、
上記センサ層の第1面の周縁に設けられた構造体
上記センサ層の第2面に設けられた導電層と
を備え、
上記複数のセンサ部は、上記センサ層の長手方向に配置されている感圧センサ。
10Sa 表面
10Sb 背面
11 ホスト
11PL 表示装置
11CM カメラモジュール
12a、12 コントローラIC
13a、13b、13c、13d PCBA
14a、14b、14c、14d FPC
20 筐体
21 第1筐体
22 第2筐体
23a、23b、23c、23d 凹部
24a、24b、24c、24d バックプレート
30Ra、30Rb、30Rc、30Rd センシングエリア
30a、30b、30c、30d センサ
30D センサ部
30TP 凸部
Claims (20)
- 凹部を内側面に有する筐体と、
上記凹部に設けられた感圧センサと
を備え、
上記感圧センサは、該感圧センサのセンシング面と上記凹部の底面とが接するように上記凹部内に固定されている入力装置。 - 上記感圧センサを上記凹部の底面に押し当てる押当部材をさらに備える請求項1に記載の入力装置。
- 上記感圧センサのヤング率は、上記押当部材のヤング率より小さい請求項2に記載の入力装置。
- 上記押当部材は、上記凹部に嵌め合わされている請求項2に記載の入力装置。
- 上記押当部材を固定する固定部材をさらに備える請求項2に記載の入力装置。
- 上記センシング面および上記凹部の底面の少なくとも一方に、凸部が設けられている請求項1に記載の入力装置。
- 上記筐体は、剛性を有している請求項1に記載の入力装置。
- 上記筐体は、金属により構成されている請求項1に記載の入力装置。
- 上記感圧センサは、
導電層と、
複数のセンサ部を含むセンサ層と、
上記導電層と上記センサ層との間に設けられた空間層と
を備える請求項1に記載の入力装置。 - 上記感圧センサおよび上記凹部が、上記筐体の周縁に沿って設けられている請求項1に記載の入力装置。
- 上記筐体が、矩形状の面を有し、
上記感圧センサおよび上記凹部が、上記面のそれぞれの辺に沿って設けられている請求項1に記載の入力装置。 - 上記感圧センサは、シート状を有している請求項1に記載の入力装置。
- 上記感圧センサは、長尺状を有している請求項1に記載の入力装置。
- 上記感圧センサは、複数のセンサ部を含み、
上記複数のセンサ部は、該感圧センサの長手方向に配置されている請求項13に記載の入力装置。 - 凹部を内側面に有する筐体と、
上記凹部に設けられた、長尺状を有する複数の感圧センサと
を備え、
上記複数の感圧センサは、該感圧センサの長手方向に離間して配列され、
上記複数の感圧センサは、該感圧センサのセンシング面と上記凹部の底面とが接するように上記凹部内に固定されている入力装置。 - 一方向に延設された複数の凹部を内側面に有する筐体と、
上記複数の凹部にそれぞれ設けられた、長尺状を有する複数の感圧センサと
を備え、
上記複数の凹部は、複数の列を構成しており、
上記複数の感圧センサはそれぞれ、該感圧センサのセンシング面と上記凹部の底面とが接するように上記複数の凹部内に固定されている入力装置。 - 上記複数の列は、上記延設の方向に直交する方向に隣接する上記凹部同士が上記延設の方向にずれるように配列されている請求項16に記載の入力装置。
- 凹部を内側面に有し、かつ剛性を有する外装体と、
上記凹部に設けられた感圧センサと
を備え、
上記感圧センサは、該感圧センサのセンシング面と上記凹部の底面とが接するように上記凹部内に固定されている入力装置。 - 凹部を内側面に有する筐体と、
上記凹部に設けられた感圧センサと
を備え、
上記感圧センサは、該感圧センサのセンシング面と上記凹部の底面とが接するように上記凹部内に固定されている電気機器。 - 上記感圧センサの検出結果に基づき、電気機器の動作を制御する制御部をさらに備える請求項19に記載の電気機器。
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