JPWO2020004651A1 - センサ、入力装置および電子機器 - Google Patents

センサ、入力装置および電子機器 Download PDF

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Abstract

センサは、基材と、基材上に設けられた第1の弾性層と、第1の弾性層上に設けられ、静電容量式のセンシング部を含むセンサ本体とを備え、基材および第1の弾性層は、センシング部に対応するエリアが非貼合エリアとなるように貼り合わされている。【選択図】図6

Description

本開示は、センサ、入力装置および電子機器に関する。
近年、筐体表面の押圧を検出することができる電子機器が提案されている。例えば特許文献1では、このような電子機器の1つとして、筐体の内側面にフィルム状のセンサを備えるものが提案されている。
国際公開第2016/143241号パンフレット
電子機器の筐体は一般的に高い剛性を有しているため、押圧時の変位量が微小であり、かつ、押圧時の変形がブロードなものとなる。したがって、筐体表面の押圧をセンサにより検出することは困難となる。また、同様の問題は、電子機器の筐体以外の、高い剛性の外装体の表面の押圧をセンサにより検出しようとした場合にも生じ得る。
本開示の目的は、高い剛性を有する、筐体等の外装体の押圧を検出することができるセンサ、入力装置および電子機器を提供することにある。
上述の課題を解決するために、第1の開示は、基材と、基材上に設けられた第1の弾性層と、第1の弾性層上に設けられ、静電容量式のセンシング部を含むセンサ本体とを備え、基材および第1の弾性層は、センシング部に対応するエリアが非貼合エリアとなるように貼り合わされているセンサである。
第2の開示は、構造体と、構造体上に設けられたばね部材と、ばね部材上に設けられた支持層と、支持層上に設けられ、静電容量式のセンシング部を含むセンサ本体とを備え、構造体は、センシング部に対応する位置に設けられ、支持層は、センシング部に対応する位置に空間を有するセンサである。
第3の開示は、外装体と、第1または第2の開示に記載のセンサとを備え、センサは、外装体の内側面に設けられている入力装置である。
第4の開示は、筐体と、第1または第2の開示に記載のセンサとを備え、センサは、筐体の内側面に設けられている電子機器である。
本開示によれば、高い剛性を有する、筐体等の外装体の押圧を検出することができる。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またはそれらと異質な効果であってもよい。
図1Aは、筐体表面の押圧を検出するためのセンサの構成の一例を示す断面図である。図1Bは、センサ表面の押圧時におけるセンサの状態の一例を示す断面図である。図1Cは、筐体表面の押圧時における筐体およびセンサの状態の一例を示す断面図である。 図2は、第1の実施形態に係る電子機器の構成の一例を示す分解斜視図である。 図3は、側壁部の一部を拡大して表す平面図である。 図4は、図3のIV−IV線に沿った断面図である。 図5は、センサの外観の一例を示す斜視図である。 図6Aは、センサが有する複数のセンシング部の配置の一例を示す平面図である。図6Bは、センサの構成の一例を示す断面図である。 図7は、センシング部の構成の一例を示す平面図である。 図8は、ボタン押圧時(筐体表面の押圧時)の検出動作の一例について説明するための断面図である。 図9は、センシング部の変形例を示す平面図である。 図10Aは、センサを収容する溝の幅に対するセンサの感度依存性が大きい例を示すグラフである。図10Bは、センサを収容する溝の幅に対するセンサの感度依存性が小さい例を示すグラフである。 図11は、第2の実施形態に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図12は、第3の実施形態に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図13は、第3の実施形態の変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図14は、第4の実施形態に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図15は、第5の実施形態に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図16は、ボタン押圧時(筐体表面の押圧時)の検出動作の一例について説明するための断面図である。 図17は、第5の実施形態の変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図18は、図17に示したセンサを筐体の内側面に貼り合わせた状態を示す断面図である。 図19は、第5の実施形態の変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図20は、第5の実施形態の変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図21は、支持基材の変形例を示す斜視図である。 図22A、図22B、図22C、図22Dはそれぞれ、リファレンス電極層の変形例を示す斜視図である。 図23Aは、第6の実施形態に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。図23Bは、第6の実施形態に係るセンサの構成の一例を示す展開図である。 図24Aは、実施例1のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。図24Bは、実施例2のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。 図25Aは、実施例3のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。図25Bは、実施例4のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。 図26Aは、実施例5のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。図26Bは、実施例6のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。 図27Aは、実施例7のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。図27Bは、実施例8のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。 図28Aは、加速試験前における実施例9のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。図28Bは、加速試験後における実施例9のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。 図29Aは、加速試験前における実施例10のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。図29Bは、加速試験後における実施例10のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。 図30は、実施例11のセンサの変位感度の評価結果を示すグラフである。 図31は、試験例2のシミュレーションのモデルの構成を示す断面図である。 図32Aは、試験例1のシミュレーションの結果を示すグラフである。図32Bは、試験例2のシミュレーションの結果を示すグラフである。 図33は、センシング部の変形例を示す平面図である。 図34は、第1の実施形態の変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図35Aは、第1の実施形態の変形例に係るセンサの構成の一例を示す平面図である。図35Bは、図35Aに示したセンサを矢印20Dの方向から見た側面図である。
本開示の実施形態について以下の順序で説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
1 第1の実施形態(電子機器の例)
2 第2の実施形態(センサの例)
3 第3の実施形態(センサの例)
4 第4の実施形態(センサの例)
5 第5の実施形態(センサの例)
6 第6の実施形態(センサの例)
<1 第1の実施形態>
[概要]
図1Aは、筐体表面の押圧を検出するためのセンサ420の構成の一例を示す。センサ420は、リファレンス電極層(以下「REF層」という。)421と、REF層421から離間して設けられたREF層422と、REF層421、422間に設けられ、静電容量式のセンシング部SEを含むセンサ電極層423と、REF層421およびセンサ電極層423の間に設けられた支持層424と、REF層422およびセンサ電極層423の間に設けられた支持層425とを備える。
センサ420では、図1Bに示すように、REF層422側の面が押圧されると、REF層422がセンシング部に向けて変形し、REF層422がセンシング部SEに接近する。この接近により、センシング部SEの静電容量が変化する。図示しないコントローラIC(Integrated Circuit)が、この静電容量の変化に基づき、センサ420の押圧を検出する。
しかしながら、図1Cに示すように、センサ420が筐体の内側面に設けられた場合、筐体表面の押圧時の変位量が微小であり、かつ、押圧時の変形がブロードなものとなる。したがって、筐体表面の押圧をセンサ420により検出することは困難となる。
そこで、本発明者らは、筐体表面の押圧を検出することができるセンサについて鋭意検討を行った。その結果、図6Bに示すように、支持基材21と、支持基材21上に設けられた弾性層22と、弾性層22上に設けられ、静電容量式のセンシング部SEを含むセンサ本体20Aとを備え、支持基材21および弾性層22は、センシング部SEに対応するエリアが非貼合エリアARとなるように貼り合わされているセンサ20を見出すに至った。以下、このような構成を有するセンサ20を備える電子機器について説明する。
[電子機器の構成]
図2は、第1の実施形態に係る電子機器10の構成の一例を示す。電子機器10は、いわゆるスマートフォンであり、一方の主面が解放された薄い箱状を有する筐体11と、筐体11内に収容された基板12と、筐体11の内側面11SBに設けられたセンサ20と、解放された一方の主面を塞ぐように設けられたフロントパネル13とを備える。なお、筐体11とセンサ20とにより入力装置が構成される。
(筐体)
筐体11は、外装体の一例であり、電子機器10の裏面を構成する矩形板状の底部11Mと、この底部11Mの周縁に設けられた壁部11Nとを備える。壁部11Nは、底部11Mに対して垂直に立てられており、底部11Mの両長辺側に設けられた側壁部11R、11Lを有している。
側壁部11Lの外側面11SAは、側壁部11Lの長さ方向(すなわち壁部11Nの周方向)に一列に並ぶようにして設けられた複数のボタンBTを有している。複数のボタンBTは擬似的なボタンであり、複数のボタンBTの位置にはそれぞれ、窪みが設けられている。複数のボタンBTは、例えばボリュームダウンボタン、ボリュームアップボタン、電源ボタン等である。
筐体11は、図3、図4に示すように、側壁部11Lの内側面11SBに沿って設けられた溝部14を有している。この溝部14にセンサ20が収容されている。なお、本明細書において、センサ20の長手方向を±X軸方向といい、幅方向(短手方向)を±Y軸方向といい、長手方向および幅方向に垂直な方向(すなわちセンサ20の第1の面S1に垂直な方向)を±Z軸方向という。
(センサ)
センサ20は、静電容量式の感圧センサである。第1の実施形態では、静電容量式の感圧センサとして、相互容量方式の感圧センサが用いられる。センサ20は、図5に示すように、細長い矩形のフィルム状を有し、センサ20の一方の長辺の中央から接続部41が延設されている。延設された接続部41の先端には、コネクタ42が設けられており、このコネクタ42が、基板12に設けられた図示しないコネクタに接続される。センサ20は、第1の面S1の押圧を検出可能に構成されており、第1の面S1が内側面11SBに押し付けられるようにして溝部14に収容されている。なお、本開示においては、フィルムには、シートも含まれるものとする。また、センサ20の形状はフィルム状に限定されるものではなく、板状等を有していてもよい。
センサ20と接続部41とは、T字状を有する1つのフレキシブルプリント基板(Flexible Printed Circuits、以下「FPC」という。)40により一体的に構成されている。このような構成を採用することで、部品点数を減らすことができる。また、センサ20と基板12との接続の衝撃耐久性を向上することができる。但し、センサ20と接続部41とが別体で構成されていてもよい。この構成の場合、センサ20が、例えばリジッド基板またはリジッドフレキシブル基板で構成されていてもよい。
図6Aは、センサ20の構成の一例を示す平面図である。センサ20は、複数のセンシング部SEを有し、これらの複数のセンシング部SEは、センサ20の長手方向に等間隔で一列に配置されている。但し、センシング部SEの間隔は等間隔に限定されるものではなく、所望とする特性に応じて不等間隔に配置されていてもよい。各センシング部SEは、ボタンBTに対応する位置に設けられており、ボタンBTの押圧を検出する。
図6Bは、センサ20の構成の一例を示す断面図である。センサ20は、支持基材21と、支持基材21上に設けられた弾性層(第1の弾性層)22と、弾性層22上に設けられ、複数の、静電容量式のセンシング部SEを含むセンサ本体20Aとを備える。支持基材21および弾性層22は、センシング部SEに対応するエリアが非貼合エリアARとなるように貼合層22Aにより貼り合わされている。具体的には、非貼合エリアARは、センサ20の厚さ方向においてセンシング部SEと重なる位置に設けられている。また、弾性層22およびセンサ本体20Aも、貼合層22Bにより貼り合わされている。非貼合エリアARの形状としては、円形状、楕円形状、矩形状等の多角形状または不定形状等が挙げられるが、これらの形状に特に限定されるものではない。
センサ本体20Aは、弾性層22上に設けられたREF層(第1のREF層)23と、REF層23から離間して設けられた第2のREF層(第2のREF層)24と、REF層23とREF層24との間に設けられ、複数のセンシング部SEを含むセンサ電極層25と、REF層23とセンサ電極層25との間に設けられた支持層26と、REF層24とセンサ電極層25との間に設けられた支持層27とを備える。
(REF層)
REF層23、24は、いわゆる接地電極であり、グランド電位となっている。REF層23、24は、例えば、可撓性を有する金属層である。金属層は、例えば、アルミニウム、チタン、亜鉛、ニッケル、マグネシウム、銅および鉄からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む。金属層は、上記少なくとも1種の金属を含む合金を含んでいてもよい。合金の具体例としては、ステンレス鋼(Stainless Used Steel:SUS)、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金等が挙げられる。
ボタンBTの押圧時においてREF層23が空間26B内に押し上げられる量を大きくするためには、REF層23の厚みが薄いことが好ましい。具体的には、REF層23の厚みは、好ましくは100μm以下、より好ましくは65μm以下、さらにより好ましくは30μm以下である。なお、REF層23が空間26B内に押し上げられるメカニズムの詳細については後述する。
(支持層)
支持層26は、REF層23上においてセンサ電極層25を支持し、REF層23とセンサ電極層25との間を離間する。支持層26は、REF層23とセンシング部SEとの間に空間(第1の空間)26Bを有する。
より具体的には、支持層26は、複数の支持体26Aを備えている。複数の支持体26Aは、センサ20の長手方向に所定の間隔離して一列に配置され、隣接する支持体26Aの間に空間26Bが設けられている。空間26B上にセンシング部SEが設けられている。支持体26Aは、例えば、接着剤または両面接着テープにより構成される。接着剤としては、例えば、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂等を用いることができる。支持体26Aは、センサ20の第1の面S1の押圧時に加わる圧力により弾性変形してもよい。
支持層27は、センサ電極層25上においてREF層24を支持し、センサ電極層25とREF層24との間を離間する。支持層27は、REF層24とセンシング部SEとの間に空間(第2の空間)27Bを有する。
より具体的には、支持層27は、複数の支持体27Aを備えている。複数の支持体27Aは、センサ20の長手方向に所定の間隔離して一列に配置され、隣接する支持体27Aの間に空間27Bが設けられている。センシング部SE上に空間27Bが設けられている。支持体27Aの材料としては、支持体26Aと同様のものを例示することができる。支持体27Aは、センサ20の第1の面S1の押圧時に加わる圧力により弾性変形してもよい。
(センサ電極層)
図7は、センサ電極層25の構成の一例を示す。センサ電極層25は、基材25Aと、基材25Aの一方の主面に設けられたパルス電極(第1の電極)25Bおよびセンス電極(第2の電極)25Cとを備え、これらのパルス電極25Bおよびセンス電極25Cによりセンシング部SEが構成されている。また、センサ電極層25は、基材25Aの一方の主面にセンシング部SEの周囲を囲むように設けられた線状のグランド電極25Dを備える。さらに、センサ電極層25は、センサ電極層25の一方の主面に、パルス電極25B、センス電極25Cおよびグランド電極25Dを覆うカバーレイフィルム等の絶縁層(図示せず)を備えるようにしてもよい。
基材25Aは、高分子樹脂を含み、可撓性を有するフィルムである。高分子樹脂は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、アクリル樹脂(PMMA)、ポリイミド(PI)、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエステル、ポリアミド(PA)、アラミド、ポリエチレン(PE)、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン(PP)、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、環状オレフィンポリマー(COP)およびノルボルネン系熱可塑性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む。
パルス電極25Bおよびセンス電極25Cは、櫛歯状を有し、櫛歯の部分を噛み合わせるようにして配置されている。具体的には、パルス電極25Bは、線状を有する複数のサブ電極25B1を備える。センス電極25Cは、線状を有する複数のサブ電極25C1を備える。複数のサブ電極25B1、25C1は、X軸方向に延設され、Y軸方向に向かって所定間隔で交互に離間して設けられている。隣接するサブ電極25B1、25C1は、容量結合を形成可能に構成されている。
隣接するサブ電極25B1、25C1は、相互容量方式の2つの電極として動作するほか、自己容量方式の1つの電極として動作することもできる。また、隣接するサブ電極25B1、25C1との間の結合による静電容量を利用して、センシング兼LC共振回路の共振用のコンデンサーとして用いることもできる。
相互容量方式では、IC12Aは、センシング部SEに対するREF層23、24の接近を、センシング部SEの静電容量の変化、具体的にはパルス電極25Bとセンス電極25Cとの間の静電容量変化により検出する。なお、IC12Aでは、センシング部SEに対するREF層23、24の接近は、パルス電極25Bとセンス電極25Cとの間の静電容量の減少として検出される。
(支持基材)
支持基材21は、センサ20の第2の面S2側にて弾性層22を支持し、溝部14にセンサ20を収容しやすくためのものである。支持基材21は、平板状を有している。支持基材21は、高分子樹脂または金属を含む。支持基材21が、高分子樹脂層と金属層との積層体であってもよい。高分子樹脂としては、基材25Aと同様の材料を例示することができる。金属としては、REF層23、24と同様の材料を例示することができる。
(弾性層)
弾性層22は、センサ20の第1の面S1に対する押圧により弾性変形可能に構成されている。また、弾性層22は、センサ20の第1の面S1に対する押圧によりREF層23を空間26B内に押し上げ可能に構成されている
弾性層22は、例えば、発泡樹脂、エラストマまたはゲルを含む。発泡樹脂は、いわゆるスポンジであり、例えば、発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリオレフィンおよびスポンジゴム等のうちの少なくとも1種である。エラストマは、例えば、シリコーン系エラストマ、アクリル系エラストマ、ウレタン系エラストマおよびスチレン系エラストマ等のうちの少なくとも1種である。なお、弾性層22が図示しない基材上に設けられていてもよい。ゲルは、例えば、シリコーンゲルである。
弾性層22が発泡樹脂を含む場合、弾性層22の25%圧縮荷重(25%CLD(Compression-Load-Deflection))は、好ましくは0.1MPa以上0.3MPa以下、より好ましくは0.18MPa以上0.25MPa以下であることが好ましい。なお、上記の25%圧縮荷重は、JIS K 6254に準拠して測定された値である。
弾性層22がエラストマを含む場合、弾性層22の硬さは、デュロメータータイプAで好ましくはA15以上A55以下、より好ましくはA20以上A35以下であることが好ましい。なお、上記の硬さは、JIS K 6253に準拠して測定された値である。
(貼合層)
貼合層22A、22Bは、接着剤を含む。接着剤は、例えば、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤およびウレタン系接着剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む。なお、本開示においては、粘着(pressure sensitive adhesion)は接着(adhesion)の一種と定義する。この定義に従えば、粘着剤は接着剤の一種と見なされる。
(基板)
基板12は、電子機器10のメイン基板であり、コントローラIC(以下単に「IC」という。)12Aと、メインCPU(Central Processing Unit)(以下単に「CPU」という。)12Bとを備える。IC12Aは、センサ20を制御し、センサ20の第1の面S1に加わる圧力を検出する制御部である。CPU12Bは、電子機器10の全体を制御する制御部である。例えば、CPU12Bは、IC12Aから供給される検出信号に基づき、各種処理を実行する。
(フロントパネル)
フロントパネル13は表示装置13Aを備え、この表示装置13Aの表面には静電容量式のタッチパネルが設けられている。表示装置13Aは、CPU12Bから供給される映像信号等に基づき、映像(画面)を表示する。表示装置13Aとしては、例えば、液晶ディスプレイまたはエレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:EL)ディスプレイ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[ボタン押圧時の検出動作]
以下、図8を参照して、ボタン押圧時(筐体表面の押圧時)の検出動作の一例について説明する。
ボタンBTが押圧されると、側壁部11Lがセンサ20の第1の面S1に向けて撓み、センサ20の第1の面S1が押圧される。そして、第1の面S1の押圧により、REF層24が空間27B内に押し下げられ、センシング部SEに向けて撓む。これにより、REF層24がセンシング部SEに接近する。
また、ボタンBTの押圧による側壁部11Lのブロードな変形により、センサ本体20Aが広範囲に渡って弾性層22に向けて撓み、弾性層22が潰れる。潰れた弾性層22は、図8中に矢印で示すように空間26Bに向けて体積移動し、その結果、REF層23が空間26B内に押し上げられ、センシング部SEに向けて撓む。これにより、REF層23がセンシング部SEに接近する。この際、REF層23がセンサ電極層25に接触し、センシング部SEがREF層24に向けて押し上げられてもよい。上述したように非貼合エリアAR1が設けられているため、上述した弾性層22の体積移動が大きくすることができる。したがって、センシング部SEに向けてのREF層23の撓みをより大きくすることができる。
上述のように、REF層23、24がセンシング部SEに接近することで、パルス電極25Bおよびセンス電極25Cの間の電気力線の一部がREF層23、24に流れ、センシング部SEの静電容量が変化する。IC12Aは、この静電容量の変化に基づいて、センサ20の第1の面S1に加わる圧力を検出し、その結果をCPU12Bに出力する。CPU12Bは、IC12Aから供給される検出結果に基づき、各種の処理を実行する。
REF層23がセンサ電極層25に接触し、センシング部SEがREF層24に向けて押し上げられる構成の場合には、この押し上げによってREF層24とセンシング部SEがさらに接近することができる。したがって、ボタンBTが押圧によるセンシング部SEの静電容量の変化をさらに大きくすることができる。よって、センサ20の検出感度を向上することができる。
[効果]
第1の実施形態に係る電子機器10は、側壁部11Lの内側面11SBにセンサ20を備え、センサ20は、弾性層22上にセンサ本体20Aを備える。これにより、ボタンBTが押圧されると、側壁部11Lがブロードに変形し、弾性層22が潰れ、潰れた弾性層22が空間26Bに向けて体積移動する。そして、この体積移動によりREF層23が空間26B内に押し上げられ、REF層23がセンシング部SEに接近する。
また、支持基材21および弾性層22は、センシング部SEそれぞれに対応するエリアが非貼合エリアARとなるように貼合層22Aにより互いに貼り合わされている。これにより、上述した弾性層22の体積移動を大きくし、空間26Bに向けてのREF層23の押し上げ量を大きくすることができるので、REF層23をセンシング部SEにさらに接近させることができる。
したがって、ボタンBTの押圧時の側壁部11Lの変位量が微小で、かつ、側壁部11Lの変形がブロードなものであっても、ボタンBTの押圧(すなわち、側壁部11Lの押圧)をIC12Aにより検出することができる。
また、センサ20が弾性層22を備えることで、弾性層22を圧縮するようにして溝部14にセンサ20を収容することができる。したがって、センサ20の第1の面S1または第2の面S2と溝部14の壁面との間に隙間が発生することを抑制することができる。すなわち、溝部14の寸法公差を吸収することができる。
[変形例]
(変形例1)
REF層23、24がそれぞれ基材上に設けられていてもよい。但し、ボタンBTの押圧時においけるREF層23、24の変位量(撓み量)を大きくするためには、REF層23、24は単独で用いられることが好ましい。
(変形例2)
REF層23のうち、センシング部SEに対応する部分の厚みが、その他の部分に比べて薄くなっていてもよい。具体的には、REF層23のうち、センサ20の厚さ方向においてセンシング部SEと重なる部分の厚みが、その他の部分に比べて薄くなっていてもよい。この場合、ボタンBTの押圧時において、空間26Bに向けてのREF層23の押し上げ量をさらに大きくすることができるので、REF層23をセンシング部SEにさらに接近させることができる。したがって、センサ20の検出感度をさらに向上することができる。
(変形例3)
第1の実施形態では、REF層24が可撓性を有し、ボタンBTの押圧時にREF層24が撓む場合について説明したが、REF層24がほとんど可撓性を有さず、ボタンBT時の押圧時にほとんど撓まなくてもよい。この場合、支持層27は空間27Bを有していなくてもよい。上述の構成では、IC12Aは、REF層23とセンシング部SEとの距離の変化による静電容量変化に基づき、ボタンBTの押圧を検出する。
(変形例4)
上述の第1の実施形態では、支持層26が空間26Bを有する場合について説明したが、支持層26が空間26Bを有していなくてもよい。この場合、支持層26は弾性層により構成される。この弾性層の材料としては、弾性層22と同様のものを例示することができる。また、弾性層22は、センサ20の第1の面S1に対する押圧によりREF層23をセンシング部SEに向けて押し上げ、支持層26を潰してREF層23とセンシング部SEを接近させることが可能に構成される。
同様に、支持層27が空間27Bを有していなくてもよい。この場合、支持層27は弾性層により構成される。この弾性層の材料としては、弾性層22と同様のものを例示することができる。
(変形例5)
上述の第1の実施形態では、複数のセンシング部SEが、センサ20の長手方向に一列に配置された例について説明したが、複数のセンシング部SEが、マトリックス状等に2次元配置されていてもよい。
(変形例6)
上述の第1の実施形態では、センサ20が複数のセンシング部SEを有する場合について説明したが、センサ20が1つのセンシング部SEを有するようにしてもよい。
(変形例7)
上述の第1の実施形態では、センサ20が相互容量方式の感圧センサである場合について説明したが、自己容量方式の感圧センサであってもよい。この場合、図9に示すように、矩形状の電極によりセンス電極25Eを構成してもよい。また、線状のグランド電極25Dが、複数のセンス電極25Eを囲むようにしてもよい。また、複数のセンス電極25Eによりセンシング部SEを構成してもよいし、1つのセンス電極25Eによりセンシング部SEを構成してもよい。
センサ電極25Eの形状は、矩形状に限定されるものではなく、図33に示すように、中央部の幅が、支持体27A側に位置する両端部の幅に比べて狭くなっていてもよい。この場合、支持体27A付近が押圧された場合と隣り合う支持体27A間の中間位置付近が押圧された場合との荷重感度の違いを抑制することができる。
(変形例8)
センサ20が支持基材21を備えず、センサ20が備えられる筐体11の一部が基材として用いられてもよい。
(変形例9)
第1の実施形態では、センサ20が側壁部11Lと支持基材21との間にセンサ本体20Aおよび弾性層22を備え、センサ本体20Aが側壁部11L側に設けられ、弾性層22が支持基材21側に設けられた構成について説明したが、センサ20の構成はこれに限定されるものではない。
例えば、側壁部11Lから支持基材21に向かう方向におけるセンサ20の構成部材の配置順序を反対に入れ替えてもよい。すなわち、弾性層22が側壁部11L側に配置され、センサ本体20Aが支持基材21側に設けられ、非貼合エリアARが側壁部11Lと弾性層22との間に設けられるようにしてもよい。このような構成を採用した場合にも、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、センサ本体20Aの一方の面側に弾性層22および非貼合エリアARを設け、他方の面側に、弾性層22よりも低い弾性率を有する弾性層121を設けるようにしてもよい。なお、弾性層121には非貼合エリアARは設けなくてもよい。
また、センサ本体20Aの両面側に弾性層22および非貼合エリアARを設けるようにしてもよい。この場合、一方の非貼合エリアARは側壁部11Lと弾性層22との間に設けられると共に、他方の非貼合エリアARは弾性層22と支持基材21との間に設けられる。このような構成を採用した場合には、双方の弾性層22および非貼合エリアARによる体積移動効果を得ることができる。
(変形例10)
図34に示すように、支持体26Aが支持体27Aよりも細くなっていてもよい。この場合、センサ電極層25の湾曲方向のばらつきを抑制することができる。支持体26Aと支持体27Aの中心線は一致していることが好ましいが、支持体26Aと支持体27Aの中心線がずれていてもよい。
(変形例11)
第1の実施形態では、支持基材21が平板状を有している場合について説明したが、支持基材21の形状はこれに限定されるものではなく、図35A、図35Bに示すように、支持基材21がL字状を有していてもよい。この場合、弾性層22は、支持基板21の一方の平板部21Aに貼り合わされる。
また、第1の実施形態では、センサ20の一方の長辺の中央から接続部41が延設されている場合について説明したが、図35Aに示すように、センサ20の一方の長辺の端部近傍から接続部41が延設されていてもよい。なお、図35A、図35Bでは、接続部41がセンサ20の第1の面S1に平行に延設されている例が示されているが、折り曲げられていてもよい。
(スマートフォン以外の電子機器の例)
上述の第1の実施形態では、電子機器がスマートフォンである場合を例として説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、筐体等の外装体を有する種々の電子機器に適用可能である。例えば、パーソナルコンピュータ、スマートフォン以外の携帯電話、テレビ、リモートコントローラ、カメラ、ゲーム機器、ナビゲーションシステム、電子書籍、電子辞書、携帯音楽プレイヤー、キーボード、スマートウオッチやヘッドマウンドディスプレイ等のウェアラブル端末、ラジオ、ステレオ、医療機器またはロボット等に適用可能である。また、これらの電子機器が有する入力装置に本開示を適用することも可能である。なお、入力装置は、例えば、筐体等の外装体と、この外装体の内側面に設けられたセンサ20とを備える。必要に応じて、入力装置が、センサ20の第1の面S1の押圧を検出するIC12Aをさらに備えるようにしてもよい。
(電子機器以外の例)
本開示は電子機器に限定されるものではなく、電子機器以外の様々なものにも適用可能である。例えば、電動工具、冷蔵庫、エアコン、温水器、電子レンジ、食器洗浄器、洗濯機、乾燥機、照明機器または玩具等の電気機器に適用可能である。更に、住宅をはじめとする建築物、建築部材、乗り物、テーブルや机等の家具、製造装置または分析機器等にも適用可能である。建築部材としては、例えば、敷石、壁材、フロアータイルまたは床板等が挙げられる。乗り物としては、例えば、車両(例えば自動車、オートバイ等)、船舶、潜水艦、鉄道車両、航空機、宇宙船、エレベータまたは遊具等が挙げられる。また、これらの電子機器以外のものが有する入力装置に本開示を適用することも可能である。なお、入力装置は、例えば、筐体または建築部材等の外装体と、この外装体の内側面に設けられたセンサ20とを備える。必要に応じて、入力装置が、センサ20の第1の面S1の押圧を検出するIC12Aをさらに備えるようにしてもよい。
<2 第2の実施形態>
[概要]
センサ20を収容する溝部14の幅W(図4参照)は、寸法公差を持つことが想定される。第1の実施形態で説明したように、センサ20が弾性層22を備え、弾性層22を圧縮するようにしてセンサ20を溝部14に収容することで、寸法公差を吸収することができる。しかしながら、弾性層22を圧縮すると、図10Aに示すように、溝部14の幅Wの違い、すなわちセンサ20(弾性層22)の圧縮量の違いでセンサ20の感度が大きく変化してしまう虞がある。これは以下の理由による。すなわち、弾性層22の圧縮量によっては、REF層23とセンシング部SEとが予め非常に接近した状態となる。このように非常に接近した状態にREF層23とセンシング部SEとがあると、センサ20は、第1の面S1の押圧に対して静電容量変化が大きく変化する傾向を示す。
上述のように溝部14の幅Wの違いでセンサ20の感度が大きく変化する状態にあると、電子機器毎に大きな感度のバラツキが生じ、電子機器毎に操作性に違いが生じる虞がある。また、電子機器の操作性に違和感が生じる虞もある。したがって、図10Bに示すように、溝部14の幅Wの寸法公差内において感度変化を抑制することが望まれる。第2の実施形態では、このような感度変化を抑制することができるセンサについて説明する。
[センサの構成]
図11は、第2の実施形態に係るセンサ120の構成の一例を示す。センサ120は、支持基材21と弾性層22との間に弾性層(第2の弾性層)121および基材122をさらに備える点において、センサ20と異なっている。なお、第2の実施形態において、第1の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
弾性層121は、支持基材21上に設けられ、基材122は弾性層121上に設けられ、弾性層22は基材122上に設けられている。基材122および弾性層22は、センシング部SEに対応するエリアが非貼合エリアARとなるように貼合層22Aにより互いに貼り合わされている。支持基材21および弾性層121は、貼合層121Aにより互いに貼り合わされている。弾性層121および基材122は、貼合層121Bにより互いに貼り合わされている。
弾性層121は、センサ20の第1の面S1の押圧により、弾性変形可能に構成されている。また、弾性層121は、弾性層22よりも低い弾性率を有しており、センサ120の第1の面S1の押圧により、弾性層22に対して優先的に潰れるように構成されている。弾性層28の材料としては、弾性層22と同種のものを例示することができる。但し、弾性層22、121の材料が同種であっても、空隙率の調整、分子量の調整または添加剤の添加等によって、弾性層22、121の弾性率は異なるものとされている。
基材122は、弾性層22と弾性層121との変形を切り分ける分離層としての機能を有する。基材122は、弾性層22と弾性層121との変形を切り分けるために、弾性層22、121よりも高い弾性率を有していることが好ましい。基材122の材料としては、支持基材21と同様のものを例示することができる。
[効果]
第2の実施形態に係るセンサ120は、弾性層121上に基材122を介して弾性層22を備え、弾性層121は、弾性層22よりも低い弾性率を有している。これにより、センサ20を圧縮するようにして溝部14に収容した際には、弾性層121が弾性層22よりも優先的に潰れるため、センサ20に比べて全体的な感度を低減することができる。したがって、溝部14の幅Wの寸法公差内における感度変化を抑制することができる。
<3 第3の実施形態>
第3の実施形態では、第2実施形態とは別の構成により、溝部14の幅Wの寸法公差内における感度変化を抑制することができるセンサについて説明する。
[センサの構成]
図12は、第3の実施形態に係るセンサ220の構成の一例を示す。センサ220は、各空間26B内に設けられ、支持層26の厚み(すなわち支持体26Aの高さ)よりも低い複数の構造体(第1の構造体)26Cと、各空間27B内に設けられ、支持層27の厚み(すなわち支持体27Aの高さ)よりも低い複数の構造体(第2の構造体)27Cとをさらに備える点において、第1の実施形態とは異なっている。なお、第3の実施形態において、第1の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
構造体26Cは、REF層23の第1の面のうち、センシング部SEに対向する部分に設けられている。構造体26Cは、センサ220の第1の面S1が押圧された際に、REF層23とセンサ電極層25とが接近し過ぎることを抑制するためのものである。
構造体27Cは、REF層24の第1の面のうち、センシング部SEに対向する部分に設けられている。構造体27Cは、センサ20の第1の面S1が押圧された際に、REF層24とセンサ電極層25とが接近し過ぎることを抑制するためのものである。
支持体26Aの高さh1に対する構造体26Cの高さh2の割合R1(=(h2/h1)×100)%は、好ましくは10%以上40%以下、より好ましくは20%以上30%以下である。割合R1が10%以上であると、溝部14の幅Wの寸法公差内における感度変化を特に抑制することができる。一方、割合R1が40%以下であると、構造体26Cが備えられていても、センサ220の検出感度の低下を特に抑制することができる。
支持体27Aの高さh3に対する構造体27Cの高さh4の割合R2(=(h4/h3)×100)%は、好ましくは10%以上40%以下、より好ましくは20%以上30%以下である。割合R2が10%以上であると、溝部14の幅Wの寸法公差内における感度変化を特に抑制することができる。一方、割合R2が40%以下であると、構造体27Cが備えられていても、センサ220の検出感度の低下を特に抑制することができる。
構造体26Cは、いわゆる片面粘着テープにより構成されており、具体的には、高分子フィルム26Dと、高分子フィルム26DをREF層23に貼り合わせる粘着層26Eとを備える。構造体27Cも、いわゆる片面粘着テープにより構成されており、具体的には、高分子フィルム27Dと、高分子フィルム27DをREF層24に貼り合わせる粘着層27Eとを備える。なお、構造体26C、27Cが、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂等により構成されていてもよい。
[効果]
第3の実施形態に係るセンサ220は、空間26B内に構造体26Cをさらに備え、かつ空間27B内に構造体27Cをさらに備える。これにより、弾性層22を圧縮するようにしてセンサ20が溝部14に収容された状態において、ボタンBT(すなわちセンサ20の第1の面S1)が押圧された際に、REF層23、24とセンシング部SEとが接近し過ぎることを抑制することができる。したがって、溝部14の幅Wの寸法公差内における感度変化を抑制することができる。
[変形例]
(変形例1)
第3の実施形態では、センサ220が、構造体26Cおよび構造体27Cの両方を備える構成について説明したが、構造体26Cおよび構造体27Cのうちの一方を備えるようにしてもよい。
(変形例2)
構造体26Cが、センサ電極層25の第1の面のうち、センシング部SEに対応する位置に設けられ、構造体27Cが、センサ電極層25の第2の面のうち、センシング部SEに対応する位置に設けられていてもよい。ここで、センサ電極層25の第1の面とは、センサ電極層25の両面のうち、REF層23に対向する面のことをいい、センサ電極層25の第2の面とは、センサ電極層25の両面のうち、REF層24に対向する面のことをいう。
また、構造体26Cが、REF層23の第1の面とセンサ電極層25の第1の面との両方に設けられていてもよいし、構造体27Cが、REF層24の第1の面とセンサ電極層25の第2の面との両方に設けられていてもよい。
(変形例3)
図13に示すように、センサ220が、第2の実施形態と同様に、支持基材21と弾性層22との間に弾性層121および基材122をさらに備えるようにしてもよい。この場合、溝部14の幅Wの寸法公差内における感度変化をさらに抑制することができる。
<4 第4の実施形態>
図14は、第4の実施形態に係るセンサ320の構成の一例を示す。センサ320は、支持基材21とREF層23との間に、弾性層22に代えてばね構造部321を備える点において、第1の実施形態とは異なっている。なお、第4の実施形態において、第1の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
ばね構造部321は、支持基材21上に設けられた複数の構造体322と、複数の構造体322上に設けられたばね部材323と、ばね部材323上に設けられた支持層324とを備える。
(支持層)
支持層324は、ばね部材323上においてセンサ本体20Aを支持し、ばね部材323とREF層23との間を離間する。支持層324は、各センシング部SEに対応する位置に空間324Bを有している。すなわち、支持層324は、センサ320の厚さ方向において各センシング部SEと重なる位置に空間324Bを有している。
より具体的には、支持層324は、複数の支持体324Aを備えている。複数の支持体324Aは、センサ320の長手方向に所定の間隔離して一列に配置されており、センサ320の長手方向において、隣接する支持体324Aの間にセンシング部SEが位置するようになっている。隣接する支持体324Aの間にそれぞれ、空間324Bが設けられている。
支持体324Aの材料としては、第1の実施形態における支持体26Aと同様のものを例示することができる。なお、支持体324Aが、ばね部材323の表面に一体形成された凸部であってもよいし、REF層23の表面に一体形成された凸部であってもよい。
(構造体)
構造体322は、ボタンBT(センサ320の第1の面S1)が押圧された際に、ばね部材323をREF層23に向けて押し上げるものである。構造体322は、柱状を有している。複数の構造体322はそれぞれ、支持基材21上のうち、センシング部SEに対応する部分に設けられている。具体的には、複数の構造体322はそれぞれ、センサ320の厚さ方向においてセンシング部SEと重なる位置に設けられている。
構造体322の材料としては、第1の実施形態における支持体26Aと同様のものを例示することができる。なお、構造体322が、支持基材21の表面に一体形成された凸部であってもよい。
(ばね部材)
ばね部材323は、フィルム状を有し、いわゆる板ばねとして機能する。具体的には、ばね部材323は、ボタンBTが押圧された際には、構造体322により押し上げられて湾曲し、押圧が解除された際には、元の平らな状態に戻る。
ばね部材323は、高分子樹脂または金属を含む。ばね部材323が、高分子樹脂層と金属層との積層体であってもよい。高分子樹脂としては、基材25Aと同様の材料を例示することができる。金属としては、REF層23、24と同様の材料を例示することができる。
[効果]
第4の実施形態に係るセンサ320は、支持基材21とREF層23との間にばね構造部321を備え、ばね構造部321は複数の構造体322とばね部材323と支持層324とを備える。これにより、ボタンBTが押圧された場合には、ばね部材323は、構造体322Aにより押し上げられて湾曲し、湾曲部分が空間324Bを通してREF層23を空間26B内に押し上げ、REF層23とセンシング部SEとが接近する。したがって、第1の実施形態に係るセンサ20と同様に、ボタンBTの押圧時の側壁部11Lの変位量が微小で、かつ、側壁部11Lの変形がブロードなものであっても、ボタンBTの押圧(すなわち、側壁部11Lの押圧)をIC12Aにより検出することができる。
また、第4の実施形態に係るセンサ320は、第1の実施形態における弾性層22に代えて、ばね構造部321を備えているため、以下の利点を得ることができる。
(a)ばね構造部321では、弾性層22に比べて温度依存性を小さくすることができる。
(b)ばね構造部321の厚みばらつきは、通常、弾性層22の厚みばらつきに比べて小さいので、ばね構造部321では、弾性層22に比べて厚みのばらつきを抑制することができる。
(c)ばね構造部321では、弾性層22に比べて塑性変形(押圧状態から戻らない変形)を抑制することができる。
(d)ばね構造部321では、弾性層22に比べて硬さのバラツキを抑制することができる。
(e)弾性層22として市販の弾性層(例えば発泡樹脂層)を用いる場合、その厚みや材料等のバリエーションは限定されるため、弾性層22を所望の硬さに調整することは容易ではない。これに対して、ばね構造部321では支持体324Aの位置やばね部材323の厚み等によりばね構造部321を所望の硬さに容易に調整することができる。したがって、ばね構造部321では、弾性層22に比べて硬さの調整が容易である。
また、第4の実施形態に係るセンサ320では、2つの弾性層22、121を備える第2の実施形態に係るセンサ120に比べてコストを低減することができる。
[変形例]
第4の実施形態では、センサ320が側壁部11Lと支持基材21との間にセンサ本体20Aおよびばね構造部321を備え、センサ本体20Aが側壁部11L側に設けられ、ばね構造部321が支持基材21側に設けられた構成について説明したが、センサ320の構成はこれに限定されるものではない。
例えば、側壁部11Lから支持基材21に向かう方向におけるセンサ320の構成部材の配置順序を反対に入れ替えてもよい。すなわち、ばね構造部321が側壁部11L側に設けられ、センサ本体20Aが支持基材21側に設けられていてもよい。このような構成を採用した場合にも、第4の実施形態と同様の効果を得ることができる。
<5 第5の実施形態>
[センサの構成]
図15は、第5の実施形態に係るセンサ520の構成の一例を示す。センサ520は、長尺のフィルム状を有しており、長尺状のリファレンス電極部材(以下「REF部材」という。)521と、REF部材521から離間して設けられた長尺状のREF層(第2のREF層)24と、REF部材521とREF層24との間に設けられ、複数のセンシング部SEを含むセンサ電極層25と、REF部材521とセンサ電極層25との間に設けられたギャップ層522と、REF層24とセンサ電極層25との間に設けられた支持層27と、REF層24上に設けられた複数の押し子523および2つの支持体524とを備える。
さらに、センサ520は、センサ電極層25が有する第1のグランド電極(図示せず)とREF部材521とを接続するACF(Anisotropic Conductive Film)等の接続部材525と、センサ電極層25が有する第2のグランド電極(図示せず)とREF層24とを接続するACF等の接続部材526とを備える。REF部材521は、接続部材525および第1のグランド電極を介して接地され、グランド電位とされる。また、REF層24は、接続部材526および第2のグランド電極を介して接地され、グランド電位とされる。なお、第5の実施形態において、第1の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
図15に示すように、センサ520は、側壁部11Lの内側面11SBに貼り合わされて使用される。このため、第1の実施形態における溝部14(図4参照)および第2の面S2からの加圧はなくてもよい。なお、側壁部11Lの内側面11SBに貼り合わせる前の状態において、センサ520が第1の面S1側に剥離フィルムを備えていてもよい。
(REF部材)
REF部材521は、フィルム状を有し、長手方向の両端部の厚みが薄くなっている。具体的には、REF部材521は、センサ電極層25と対向する面とは反対側の面のうち、当該面の両端部の付近に段差を有している。したがって、REF部材521の両端部は、それ以外の部分に比べて剛性が低くなっている。ここで、剛性とは、センサ520の厚さ方向に対する剛性を意味している。
REF部材521は、支持基材521Aと、支持基材521A上に設けられたREF層23とを備える。支持基材521AおよびREF層23は、貼合層521Bにより貼り合わされている。
支持基材521Aは、センサ520の第2の面S2側のうち、センサ520Aの長手方向の両端部を除く部分を支持するためのものであり、平坦な薄板状またはフィルム状を有している。支持基材521AおよびREF層23は共に長尺状を有しており、支持基材521Aの長手方向の両端はそれぞれ、REF層23の長手方向の両端の内側に位置している。このため、上述のように、REF部材521の長手方向の両端部は、それ以外の部分に比べて剛性が低くなっている。
支持基材521Aの一端は、長手方向の一端に位置する支持体27Aまたは支持体524の内側で、かつ、長手方向の一端から他端に向かう方向において2番目に位置するセンシング部SEよりも外側の位置に設けられていることが好ましい。また、支持基材の他端は、長手方向の他端に位置する支持体27Aまたは支持体524の内側で、かつ、長手方向の他端から一端に向かう方向において2番目に位置するセンシング部SEよりも外側の位置に設けられていることが好ましい。
支持基材521Aの一端が、長手方向の一端に位置するセンシング部SEと、センサ520の厚さ方向に重なる位置に設けられていてもよい。支持基材521Aの他端が、長手方向の他端に位置するセンシング部SEと、センサ520の厚さ方向に重なる位置に設けられていてもよい。
支持基材521Aの材料としては、例えば、金属、高分子樹脂、セラミックスまたは木材等の、軽量かつ高剛性の材料を用いることができる。なお、これらの材料を2種以上積層して用いてもよい。金属としては、REF層23、24と同様の材料を例示することができる。但し、REF層23、24の材料として例示した以外の、導電性の低い金属を用いてもよい。高分子樹脂としては、基材25Aと同様の材料を例示することができる。セラミックスとしては、例えば、多孔質アルミナセラミックスまたはジルコニア等を用いることができる。
(ギャップ層)
ギャップ層522は、絶縁性を有し、REF層23とセンサ電極層25との間を離間するためのものであり、ギャップ層522の厚みによりセンサ520の初期の静電容量が調整される。ギャップ層522がセンサ520の第1の面S1に加わる圧力により弾性変形可能に構成されていてもよいし、弾性変形可能に構成されていなくてもよい。
ギャップ層522は、REF層23とセンサ電極層25とを貼り合わせる貼合層も兼ねている。ギャップ層522は、例えば、例えば、単層の接着層、または基材の両面に接着層が設けられた積層体(例えば両面接着フィルム)により構成される。
ギャップ層522が弾性変形可能に構成されている場合には、ギャップ層522は、例えば、弾性層と、この弾性層の両面に接着層とを備える。この弾性層の材料としては、第1の実施形態における弾性層22と同様のものを例示することができる。
(押し子)
押し子523は、ボタンBTの押圧時(筐体表面の押圧時)に、REF層24のうちセンシング部SEに対応する位置に押圧力を集中させるためのものである。押し子523が、REF層24と側壁部11Lの内側面11SBとを貼り合わせる貼合部を兼ねていてもよい。押し子523は、例えば、接着剤または両面接着テープにより構成される。接着剤としては、例えば、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂等を用いることができる。
(支持体)
2つの支持体524はそれぞれ、REF層24の長手方向の両端に設けられている。支持体524は、REF層24上において側壁部11Lを支持し、REF層24と側壁部11Lの内側面11SBとの間を離間する。支持体524は、REF層24と側壁部11Lの内側面11SBとを貼り合わせる貼合部も兼ねている。支持体524は、例えば、接着剤または両面接着テープにより構成される。接着剤としては、例えば、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂等を用いることができる。
[ボタン押圧時のセンサの状態]
以下、図16を参照して、ボタン押圧時(筐体表面の押圧時)の検出動作の一例について説明する。
例えば、センサ520の中央位置に対応するボタンBTが押圧されると、側壁部11Lがセンサ20の第1の面S1に向けて撓み、押し子523が押圧される。そして、押圧された押し子523によりREF層24が空間27B内に押し下げられ、REF層24がセンシング部SEに接近する。この接近により、センシング部SEの静電容量が変化する。
第1の実施形態に係るセンサ520では、センサ520の長手方向の両端部の剛性がそれ以外の部分の剛性に比べて低くなっているため、ボタン押圧時(センサ押圧時)に、センサ520の長手方向の両端部が、図16中に矢印Aで示した、REF部材521の厚みが変化する段差部分を起点として曲がる。これにより、上述のようにREF層24をセンシング部SEに接近させることができる。
なお、REF部材521が支持基材521Aを備えず、REF層23のみからなる場合には、センサ520の長手方向の両端部の剛性がそれ以外の部分の剛性に比べて低くならないため、ボタンBTの押圧時にセンサ520の全体が弓なりに湾曲してしまう。したがって、上述のようにREF層24をセンシング部SEに接近させることが困難となり、ボタンBTの押圧を検出することが困難となるか、もしくはボタンBTの押圧に対する検出感度が著しく低下してしまう。
また、支持基材521AとREF層23のサイズが同一で、支持基材521Aの長手方向の両端が、REF層23の長手方向の両端と揃っている場合にも同様に、ボタンBTの押圧時にセンサ520の全体が弓なりに湾曲してしまうため、上記と同様の不具合が生じる。
[効果]
第5の実施形態に係るセンサ520では、REF部材521の長手方向の両端部の厚みが薄くなっており、REF部材521の長手方向の両端部がそれ以外の部分に比べて剛性が低くなっている。これにより、REF部材521の厚みが変化する段差部分を起点としてセンサ520の両端部が曲がることで、センサ520全体が湾曲することを抑制することができる。したがって、REF層24をセンシング部SEに接近させることができる。よって、センサ520の検出感度を向上することができる。
[変形例]
(変形例1)
図17に示すように、押し子523の高さh1が支持体524の高さh2に比べて高くなっていてもよい。このような構成を有するセンサ502を、図18に示すように側壁部11Lの内側面11SBに装着すると、押し子523によりREF層24が空間27B内に予め押し下げられた状態となる。したがって、REF層422とセンシング部SEとが予め接近した状態となるため、側壁部11Rの外側面11SAの押圧に対する静電容量の変化が顕著になる。よって、センサ520の感度を向上することができる。
(変形例2)
図19に示すように、センサ520が、複数の支持体527Aを有するギャップ層527を備えるようにしてもよい。複数の支持体527Aは、センサ20の長手方向に所定の間隔離して一列に配置され、隣接する支持体527Aの間に空間527Bが設けられている。空間26B上にセンシング部SEが設けられている。支持体527Aの材料としては、支持体27Aと同様のものを例示することができる。
(変形例3)
図20に示すように、センサ520が、複数の支持体27Aを有する支持層27に代えて、フィルム状の支持層528を備えるようにしてもよい。支持層528は、いわゆる弾性層であり、センサ520の第1の面S1に対する押圧により弾性変形可能に構成されている。支持層528の材料としては、第1の実施形態における弾性層22と同様のものを例示することができる。センサ520が上述の構成を有する場合、支持基材521Aの長手方向の一端は、センサ電極層25の長手方向の一端に位置するセンシング部SEと、センサ520の厚み方向に重なる位置に設けられ、支持基材521Aの長手方向の他端は、センサ電極層25の長手方向の他端に位置するセンシング部SEと、センサ520の厚み方向に重なる位置に設けられていることが好ましい。
(変形例4)
支持基材521Aの形状は、REF部材521の長手方向の両端部をそれ以外の部分に比べて剛性を低くできる形状であれば特に限定されるものではない。例えば、図21に示すように、支持基材521Aが両長辺に沿って壁部521Cを有し、支持基材521Aが全体としてコの字状を有するようにしてもよい。
(変形例5)
支持基材521Aを備える代わりに、REF層23の形状自体を調整することにより、REF層23の長手方向の両端部がそれ以外の部分に比べて剛性が低くなるようにしてもよい。例えば、図22Aに示すように、REF層23が、両長辺の両端部を除く部分に壁部23Aを有するようにしてもよい。また、図22Bに示すように、REF層23の長手方向の両端部の近傍の位置に折り曲げ部23Bを設けて、REF層23のバネ性を高めるようにしてもよい。また、図22Cに示すように、REF層23の両長辺の両端部に切り欠き部23Cを設けるようにしてもよいし、図22Dに示すように、REF層23の両長辺の両端部の近傍に切り欠き部23Dを設けるようにしてもよい。なお、上述の形状を有するREF層23と、支持基材521Aと組み合わせて採用してもよい。
(変形例6)
押し子523および支持体524は、第1の実施形態に係るセンサ20、第2の実施形態に係るセンサ120、第3の実施形態に係るセンサ220、第4の実施形態に係るセンサ320にも適用することが可能である。この場合、押し子523および支持体524は、両面粘着性等の貼り付けの機能を有していなくてもよい。
(変形例7)
センサ520が押し子523および支持体524を備えず、これらの部材を備えない状態でセンサ520の第1の面S1が側壁部11Lへの貼り付けられていてもよい。この場合、図17に示した押し子523と同様の感度向上の効果を得るために、側壁部11Lの内側面11SBのセンシング部SEに相当する位置に、高さh1と高さh2との差に相当する高さを有する複数の凸部を設けるようにしてもよい。
(変形例8)
センサ520のREF層23からREF層24までの構成部材は、他の実施形態の同じ機能の構成部材と交換可能である。例えば、第1の実施形態におけるREF層23からREF層24までの構成部材(図6B)と、第5の実施形態におけるREF層23からREF層24までの構成部材とを交換してもよい。
<6 第6の実施形態>
図23Aは、第6の実施形態のセンサ620の構成の一例を示す断面図である。図23Bは、第6の実施形態のセンサ620の構成の一例を示す展開図である。センサ620は、全体として長尺のフィルム状を有し、長尺状のFPC621と、複数の支持体622と、複数の支持体623とを備える。FPC621には、リファレンス電極エリア(以下「REFエリア」という。)621A、折返しエリア621D、REFエリア621B、折返しエリア621E、センサ電極エリア621Cが、長手方向の一端から他端に向かってこの順序で設けられている。なお、第5の実施形態において、第1の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
FPC621は、REFエリア621Aとセンサ電極エリア621Cとが対向し、REFエリア621Bとセンサ電極エリア621Cとが対向するように折り畳まれている。REFエリア621Aとセンサ電極エリア621Cの間に複数の支持体622が設けられ、REFエリア621Bとセンサ電極エリア621Cの間に複数の支持体623が設けられている。
折返しエリア621Dは、REFエリア621AとREFエリア621Bの間でFPC621を折り返すためのエリアである。折返しエリア621Eは、REFエリア621Bとセンサ電極エリア621Cとの間でFPC621を折り返すためのエリアである。
REFエリア621Aは、第1の実施形態におけるREF層23に相当するエリアであり、REF層23を含んでいる。REFエリア621Bは、第1の実施形態におけるREF層24に相当するエリアであり、REF層24を含んでいる。センサ電極エリア621Cは、第1の実施形態におけるセンサ電極層25に相当するエリアであり、複数のセンシング部SEを含んでいる。
支持体622は、REFエリア621A上においてセンサ電極エリア621Cを支持し、REFエリア621Aとセンサ電極エリア621Cの間を離間する。支持体623は、センサ電極エリア621C上においてREFエリア621Bを支持し、センサ電極エリア621CとREFエリア621Bの間を離間する。
複数の支持体622は、センサ620の長手方向に所定の間隔離して一列に配置され、隣接する支持体622の間に空間622Aが設けられている。空間622A上にセンシング部SEが設けられている。複数の支持体623は、センサ620の長手方向に所定の間隔離して一列に配置され、隣接する支持体622の間に空間623Aが設けられている。空間622B下にセンシング部SEが設けられている。
支持体622、623の材料としては、第1の実施形態における支持体26Aと同様のものを例示することができる。
[効果]
第6の実施形態に係るセンサ620では、第1の実施形態におけるREF層23、REF層24およびセンサ電極層25に相当するものを、1つのFPC621により構成することができる。したがって、第1の実施形態に係るセンサ20よりも部品点数を削減することができる。
[変形例]
(変形例1)
第6の実施形態では、REFエリア621A、REFエリア621Bおよびセンサ電極エリア621Cが1つのFPCに設けられている構成について説明したが、センサ620の構成はこれに限定されるものではない。例えば、REFエリア621A、REFエリア621Bおよびセンサ電極エリア621Cがそれぞれ別のFPCに設けられていてもよい。
(変形例2)
センサ620が第2の面S2側に、第1の実施形態における支持基材21および弾性層22を備え、支持基材21と弾性層22との間には非貼合エリアARが設けられるようにしてもよい。また、センサ620が第2の面S2側に、第4の実施形態におけるばね構造部321および支持基材21を備えるようにしてもよい。また、センサ620が第2の面S2側に、第5の実施形態における支持基材521Aを備えるようにしてもよい。
以下、実施例により本開示を具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例においては、上述の第1〜第4の実施形態と対応する部分には同一の符号を付して説明する。
以下の実施例において、ウレタンフォームの25%圧縮荷重は、JIS K 6254に準拠して測定された値である。また、シリコーンゴムの硬さは、JIS K 6253に準拠して測定された値である。
本実施例について以下の順序で説明する。
i 感度を幅広く取れる構造についての検討
ii 感度のピーク抑制についての検討(1)
iii 感度のピーク抑制についての検討(2)
iv 弾性層の劣化抑制についての検討
v 弾性層に代えてばね構造部を備えたセンサについての検討
vi ばね構造部の構成についての検討
<i 感度を幅広く取れる構造についての検討>
[実施例1]
以下に示す各部材を積層することにより、図6Bに示す構成を有する矩形フィルム状のセンサ20を作製した。
REF層24:厚み30μmのSUS層
支持体27A:厚み100μmの両面粘着テープ
センサ電極層25:厚み85.5μmのFPC
支持体26A:厚み100μmの両面粘着テープ
REF層23:厚み30μmのSUS層
弾性層22:25%圧縮荷重0.25MPa、厚み500μmのウレタンフォーム(発泡ポリウレタン)
支持基材21:厚み300μmのSUS層
[実施例2]
弾性層22として以下のものを用いたこと以外は実施例1と同様にしてセンサ20を作製した。
弾性層22:25%圧縮荷重0.066MPa、厚み1000μm(1mm)のウレタンフォーム(発泡ポリウレタン)
[感度の評価]
Φ6mmのシリコーンゴム打鍵子を用いて、センシング部SE上を押圧し、センサ20の厚みを変化させたときの、容量変化量に相当するセンサ出力(変位感度)を取得した。その結果を図24A、図24Bに示す。
上記評価結果から以下のことがわかる。
25%圧縮荷重が0.25MPaである弾性層22を用いた実施例1のセンサ20では、25%圧縮荷重が0.066MPaである弾性層22を用いた実施例2のセンサ20に比べて広い範囲で良好な感度を得ることができる。
<ii 感度のピーク抑制についての検討(1)>
[実施例3]
弾性層22およびREF層24として以下のものを用いたこと以外は実施例1と同様にしてセンサ20を作製した。
REF層24:厚み100μmのSUS層
弾性層22:硬さA31、厚み500μmのシリコーンゴム
[実施例4]
図11に示すように、弾性層121および基材122をさらに備えるセンサ120を作製した。弾性層121および基材122としては以下のものを用いた。
基材122:厚み300μmのSUS層
弾性層121:25%圧縮荷重0.007MPa、厚み500μmのウレタンフォーム(発泡ポリウレタン)
なお、弾性層121および基材122以外の部材としては、実施例3と同様のものを用いた。
[感度の評価]
実施例1と同様にして感度を評価した。その結果を図25A、図25Bに示す。
上記評価結果から、弾性層として弾性層22および弾性層121の2層を用いることで、感度のピークを抑制することができることがわかる。
<iii 感度のピーク抑制についての検討(2)>
[実施例5]
弾性層22およびREF層24として以下のものを用いたこと以外は実施例1と同様にしてセンサ20を作製した。
REF層24:厚み100μmのSUS層
弾性層22:硬さA31、厚み500μmのシリコーンゴム
[実施例6]
図12に示すように、各空間26Bに構造体26Cが設けられ、かつ、各空間27Bに構造体27Cが設けられたセンサ220を作製した。構造体26C、27Cとしては以下のものを用いた。
構造体26C:厚み10μmのPETフィルム26Dと両面粘着テープ26Eとの積層体
構造体27C:厚み10μmのPETフィルム27Dと両面粘着テープ27Eとの積層体
なお、構造体26Cおよび構造体27C以外の部材としては、実施例5と同様のものを用いた。
[実施例7]
空間26Bおよび空間27Bのうち、空間27Bにのみ構造体27Cを設けたこと以外は実施例6と同様にしてセンサを作製した。
[実施例8]
空間26Bおよび空間27Bのうち、空間26Bにのみ構造体26Cを設けたこと以外は実施例6と同様にしてセンサを作製した。
[感度の評価]
実施例1と同様にして感度を評価した。その結果を図26A、図26B、図27A、図27Bに示す。
上記評価結果から以下のことがわかる。
構造体26Cおよび構造体27Cのいずれも設けていない実施例5のセンサ20では、感度に2つのピークが現れる。
構造体26Cおよび構造体27Cの両方を設けた実施例6のセンサ220では、上述の2つのピークがほとんど無くなる。
構造体27Cのみを設けた実施例7のセンサでは、上述の2つのピークのうち、1つ目のピークの発生が特に抑制される傾向が見られる。
構造体26Cのみを設けた実施例8のセンサでは、上述の2つのピークのうち、2つ目のピークの発生が特に抑制される傾向が見られる。
<iv 弾性層の劣化抑制についての検討>
[実施例9]
弾性層22として以下のものを用いたこと以外は実施例1と同様にしてセンサ20を作製した。
弾性層22:硬さA31、厚み500μmのシリコーンゴム
[実施例10]
弾性層22として以下のものを用いたこと以外は実施例1と同様にしてセンサ20を作製した。
弾性層22:硬さA15、厚み500μmのシリコーンゲル
[感度の評価]
まず、実施例1と同様にして感度を評価した。その結果を図28A、図29Aに示す。次に、加速試験を行ったのち、再度、実施例1と同様にして感度を評価した。その結果を図28B、図29Bに示す。
以下に、加速試験の詳細を示す。
・センサ20の状態
筐体11に実装したのと同じ状態で、想定公差の最小幅で一番潰された状態
・環境
温度:80℃ 湿度:フリー 時間:240H
上記評価結果から以下のことがわかる。
弾性層22としてシリコーンゴムおよびシリコーンゲルを用いることで、弾性層22の劣化を抑制し、長期信頼性を向上することができる。
弾性層22としてシリコーンゴムを用いた場合には、弾性層22の劣化を特に抑制することができる。
<v 弾性層に代えてばね構造部を備えたセンサについての検討>
[実施例11]
図24に示すように、弾性層22に代えてばね構造部321を備えるセンサ320を作製した。ばね構造部321の各部材としては以下のものを用いた。
支持層324:厚み100μmの両面粘着テープ
ばね部材323:厚み100μmのSUS層
構造体322:厚み300μmの両面粘着テープ
なお、ばね構造部321以外の部材としては、実施例3と同様のものを用いた。
[感度の評価]
実施例1と同様にして感度を評価した。その結果を図30に示す。
上記評価結果から、ばね構造部321を備えたセンサ320でも、弾性層22を備えるセンサ20と同様に、良好な検出感度を得ることができることがわかる。
<vi ばね構造部の構成についての検討>
[試験例1]
まず、応力シミュレーション(有限要素法)により、センサ320のセンシング部SE上に荷重を加えたときのREF層23、24の変位分布を求めた。続いて、電界シミュレーション(有限要素法)により、REF層23、24がセンシング部SEに対して近づいたときのREF層23、24の変位に対する静電容量の変化を求めた。なお、シミュレーションのモデルとしては、図14に示すセンサ320を用いた。次に、上述の応力シミュレーションおよび電界シミュレーションの結果を総合して、センシング部SE上を押圧し、センサ320の厚みを変化させたときの、容量変化量に相当するセンサ出力(変位感度)を求めた。その結果を図32Aに示す。
[試験例2]
シミュレーションのモデルとして、図31に示すセンサ320Aを用いたこと以外試験例1と同様にして、センサ出力(変位感度)を求めた。その結果を図32Bに示す。
なお、センサ320Aは、構造体322をばね部材323とREF層23との間に設け、支持体324Aを支持基材21とばね部材323との間に設けたこと以外はセンサ320と同様の構成を有する。
上記のシミュレーションの結果から以下のことがわかる。
支持体324Aと構造体322の配置位置を入れ替えると、感度のピークが高くなる傾向がある。したがって、感度のピークを抑制する観点からすると、支持体324Aをばね部材323とREF層23との間に設け、構造体322を支持基材21とばね部材323との間に設ける構成が好ましい。
以上、本開示の第1〜第6の実施形態およびそれらの変形例について具体的に説明したが、本開示は、上述の第1〜第6の実施形態およびそれらの変形例に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の第1〜第6の実施形態およびそれらの変形例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値等を用いてもよい。
また、上述の第1〜第6の実施形態およびそれらの変形例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
また、本開示は以下の構成を採用することもできる。
(1)
基材と、
前記基材上に設けられた第1の弾性層と、
前記第1の弾性層上に設けられ、静電容量式のセンシング部を含むセンサ本体と
を備え、
前記基材および前記第1の弾性層は、前記センシング部に対応するエリアが非貼合エリアとなるように貼り合わされているセンサ。
(2)
前記センサ本体は、
前記第1の弾性層上に設けられた第1のリファレンス電極層と、
前記第1のリファレンス電極層から離間して設けられた第2のリファレンス電極層と、
前記第1のリファレンス電極層と前記第2のリファレンス電極層との間に設けられ、前記センシング部を含むセンサ電極層と、
前記第1のリファレンス電極層と前記センサ電極層との間に設けられた第1の支持層と、
前記第2のリファレンス電極層と前記センサ電極層との間に設けられた第2の支持層と
を備える(1)に記載のセンサ。
(3)
前記第1の弾性層は、前記センサ本体に対する押圧により前記第1のリファレンス電極層を前記センシング部に向けて押し上げ可能に構成されている(2)に記載のセンサ。
(4)
前記第1の支持層は、前記第1のリファレンス電極層と前記センシング部との間に第1の空間を有し、
前記第2の支持層は、前記第2のリファレンス電極層と前記センシング部との間に第2の空間を有する(2)または(3)に記載のセンサ。
(5)
前記センサ本体は、前記第1の空間内に設けられ、前記第1の支持層の高さよりも低い第1の構造体、および前記第2の空間内に設けられ、前記第2の支持層の高さよりも低い第2の構造体のうちの少なくとも一方をさらに備える(4)に記載のセンサ。
(6)
前記第1の弾性層は、前記センサ本体に対する押圧により前記第1のリファレンス電極層を前記第1の空間内に押し上げ可能に構成されている(4)または(5)に記載のセンサ。
(7)
前記第1の弾性層よりも低い弾性率を有する第2の弾性層をさらに備え
前記基材は、前記第2の弾性層上に設けられている(1)から(6)のいずれかに記載のセンサ。
(8)
前記基材は、前記第1の弾性層および前記第2の弾性層よりも高い弾性率を有する(7)に記載のセンサ。
(9)
前記第1の弾性層は、発泡樹脂、エラストマまたはゲルを含む(1)から(8)のいずれかに記載のセンサ。
(10)
構造体と、
前記構造体上に設けられたばね部材と、
前記ばね部材上に設けられた支持層と、
前記支持層上に設けられ、静電容量式のセンシング部を含むセンサ本体と
を備え、
前記構造体は、前記センシング部に対応する位置に設けられ、
前記支持層は、前記センシング部に対応する位置に空間を有するセンサ。
(11)
外装体と、
(1)から(10)のいずれかに記載の前記センサと
を備え、
前記センサは、前記外装体の内側面に設けられている入力装置。
(12)
筐体と、
(1)から(10)のいずれかに記載の前記センサと
を備え、
前記センサは、前記筐体の内側面に設けられている電子機器。
(1)
長尺状の第1のリファレンス電極層と、
前記第1のリファレンス電極層から離間して設けられた長尺状のリファレンス電極部材と、
前記第1のリファレンス電極層と前記リファレンス電極部材との間に設けられ、センシング部を含むセンサ電極層と、
前記リファレンス電極部材と前記センサ電極層との間に設けられた第1の支持層と、
前記第1のリファレンス電極層と前記センサ電極層との間に設けられた第2の支持層と
を備え、
前記リファレンス電極部材の両端部は、それ以外の部分に比べて剛性が低いセンサ。
(2)
前記リファレンス電極部材の両端部の厚みは、それ以外の部分の厚みに比べて薄い(1)に記載のセンサ。
(3)
前記リファレンス電極部材は、
支持基材と
前記支持基材上に設けられた第2のリファレンス電極層と、
を備え、
前記支持基材の両端は、前記第2のリファレンス電極層の両端の内側に位置している(1)に記載のセンサ。
(4)
前記第1のリファレンス電極層上に設けられた複数の押し子をさらに備え、
前記押し子は、前記センシング部に対応する位置に設けられている(1)から(3)のいずれかに記載のセンサ。
(5)
前記第1のリファレンス電極層上に設けられた2つの支持体をさらに備え
2つの前記支持体は、前記第1のリファレンス電極層の両端部に設けられ、
前記支持体は、頂部に粘着剤を含む(4)に記載のセンサ。
(6)
前記押し子は、前記支持体に比べて高い(5)に記載のセンサ。
(7)
前記第1のリファレンス電極層、前記第2のリファレンス電極層および前記センサ電極層は、1つのフレキシブルプリント基板により構成されている(1)から(6)のいずれかに記載のセンサ。
(8)
長尺状を有する支持基材と、
前記支持基材上に設けられ、長尺のフィルム状を有する静電容量式のセンサ本体と
を備え、
前記支持基材の両端は、前記センサ本体の両端の内側に位置しているセンサ。
(9)
外装体と、
(1)から(8)のいずれかに記載の前記センサと
を備え、
前記センサは、前記外装体の内側面に設けられている入力装置。
(10)
筐体と、
(1)から(8)のいずれかに記載の前記センサと
を備え、
前記センサは、前記筐体の内側面に設けられている電子機器。
10 電子機器
11 筐体
11M 底部
11N 壁部
11R、11L 側壁部
11SA 外側面
11SB 内側面
12 基板
12A コントローラIC
12B メインCPU
13 フロントパネル
13A 表示装置
14 溝部
20、120、220、320 センサ
20A センサ本体
21 支持基材
22 弾性層(第1の弾性層)
22A、22B 貼合層
23 リファレンス電極層(第1のリファレンス電極層)
24 リファレンス電極層(第2のリファレンス電極層)
25 センサ電極層
25A 基材
25B パルス電極
25B1 サブ電極
25C センス電極
25C1 サブ電極
25D グランド電極
26 支持層(第1の支持層)
26A 支持体
27 支持層(第2の支持層)
27A 支持体
26B 空間(第1の空間)
26C 構造体(第1の構造体)
26D 高分子フィルム
26E 粘着層
27B 空間(第2の空間)
27C 構造体(第2の構造体)
27D 高分子フィルム
27E 粘着層
121 弾性層(第2の弾性層)
121A、121B 貼合層
122 基材
321 ばね構造部
322 構造体
323 ばね部材
324 支持層
324A 支持体
324B 空間
40 フレキシブルプリント基板
41 接続部
42 コネクタ
AR 非貼合エリア
BT ボタン
SE センシング部

Claims (12)

  1. 基材と、
    前記基材上に設けられた第1の弾性層と、
    前記第1の弾性層上に設けられ、静電容量式のセンシング部を含むセンサ本体と
    を備え、
    前記基材および前記第1の弾性層は、前記センシング部に対応するエリアが非貼合エリアとなるように貼り合わされているセンサ。
  2. 前記センサ本体は、
    前記第1の弾性層上に設けられた第1のリファレンス電極層と、
    前記第1のリファレンス電極層から離間して設けられた第2のリファレンス電極層と、
    前記第1のリファレンス電極層と前記第2のリファレンス電極層との間に設けられ、前記センシング部を含むセンサ電極層と、
    前記第1のリファレンス電極層と前記センサ電極層との間に設けられた第1の支持層と、
    前記第2のリファレンス電極層と前記センサ電極層との間に設けられた第2の支持層と
    を備える請求項1に記載のセンサ。
  3. 前記第1の弾性層は、前記センサ本体に対する押圧により前記第1のリファレンス電極層を前記センシング部に向けて押し上げ可能に構成されている請求項2に記載のセンサ。
  4. 前記第1の支持層は、前記第1のリファレンス電極層と前記センシング部との間に第1の空間を有し、
    前記第2の支持層は、前記第2のリファレンス電極層と前記センシング部との間に第2の空間を有する請求項2に記載のセンサ。
  5. 前記センサ本体は、前記第1の空間内に設けられ、前記第1の支持層の高さよりも低い第1の構造体、および前記第2の空間内に設けられ、前記第2の支持層の高さよりも低い第2の構造体のうちの少なくとも一方をさらに備える請求項4に記載のセンサ。
  6. 前記第1の弾性層は、前記センサ本体に対する押圧により前記第1のリファレンス電極層を前記第1の空間内に押し上げ可能に構成されている請求項4に記載のセンサ。
  7. 前記第1の弾性層よりも低い弾性率を有する第2の弾性層をさらに備え
    前記基材は、前記第2の弾性層上に設けられている請求項1に記載のセンサ。
  8. 前記基材は、前記第1の弾性層および前記第2の弾性層よりも高い弾性率を有する請求項7に記載のセンサ。
  9. 前記第1の弾性層は、発泡樹脂、エラストマまたはゲルを含む請求項1に記載のセンサ。
  10. 構造体と、
    前記構造体上に設けられたばね部材と、
    前記ばね部材上に設けられた支持層と、
    前記支持層上に設けられ、静電容量式のセンシング部を含むセンサ本体と
    を備え、
    前記構造体は、前記センシング部に対応する位置に設けられ、
    前記支持層は、前記センシング部に対応する位置に空間を有するセンサ。
  11. 外装体と、
    請求項1に記載の前記センサと
    を備え、
    前記センサは、前記外装体の内側面に設けられている入力装置。
  12. 筐体と、
    請求項1に記載の前記センサと
    を備え、
    前記センサは、前記筐体の内側面に設けられている電子機器。
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