KR20110005211A - 역학량 검지 부재 및 역학량 검지 장치 - Google Patents

역학량 검지 부재 및 역학량 검지 장치 Download PDF

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고지 가도노
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Abstract

역학량 검지 부재는, 접촉 물체의 압압에 따라 접촉부를 포함하는 일부 또는 전부가 변형되고, 접촉 물체의 압압이 없어지면 원래의 형상을 회복하는 기체; 변위 전극들로서 기능하는 전극들 -상기 전극들 중 복수의 전극은 상기 기체의 표면 또는 내부에 고정되고, 상기 전극들 중 적어도 하나의 전극은 상기 기체의 변형부(변형 시 변형 및 변위가능한 영역)에 배치되어 있음- ; 및 상기 전극들에 접속된 배선들을 포함한다. 상기 변형 시에, 상기 변위 전극들은 상기 기체로부터 분리되지 않고 또한 도전성이 손상되지 않으면서 상기 변형부의 변형 및 변위에 따라 변형 및 변위된다. 상기 변형부의 변형 및 변위는 상기 전극들 간의 정전 용량의 변화로서 검지된다.

Description

역학량 검지 부재 및 역학량 검지 장치{DYNAMIC QUANTITY DETECTING MEMBER AND DYNAMIC QUANTITY DETECTING APPARATUS}
본 발명은 변위, 힘, 및 가속도와 같은 역학량을 정전 용량 방식으로 검지하는 역학량 검지 부재 및 전자 기기 등의 입력 장치로서 적합한 역학량 검지 장치에 관한 것이다.
종래, 키보드 및 누름 버튼 스위치와 같은 스위치가 전자 기기 등의 일반적인 입력 장치, 즉 입력 유저 인터페이스(UI)로서 널리 사용되어 왔다. 통상, 리모트 컨트롤러 및 마우스를 포함하는 스위치의 조작은, 물리적인 접촉에 의해 온 또는 오프를 선택하는 양자 택일의 조작이다. UI는 입력 정보가 증가하고 옵션이 증가함에 따라 버튼 또는 키의 수도 증가하기 때문에, 조작성이 현저하게 악화될 수 있을 뿐만 아니라, 전자 기기의 디자인도 제약될 수 있다.
최근, 마우스, 터치 패드 또는 터치 스크린과 같은 포인팅 디바이스와 출력UI가 연동가능하게 함으로써, 직감적인 조작을 가능하게 하는 그래픽 UI(GUI)가 널리 사용되고 있다.
누름 버튼 스위치를 클릭함으로써, 마우스는 조작하기 편하다는 구별되는 특징이 있다. 그러나, 마우스는 조작면 상에서 이동되어야 하므로, 조작면이 제공되지 않는 환경에서는 사용될 수 없다.
터치 패드 또는 펜 타블렛과 같은, 저항막 방식, 정전 용량 방식 및 표면 탄성파 방식의 많은 터치 센싱 디바이스들이 실용화되고 있다. 또한, 현금 자동 입출금기(ATM), 각종 휴대 정보 단말기, 자동차 내비게이션 시스템 등에 터치 센싱 디바이스들이 탑재되어 있다. 그러나, 통상의 터치 센싱 디바이스에서는, 하나의 조작 시점에서, 온 또는 오프를 선택하는 선택만이 가능하므로, 복잡한 정보 처리를 행하는 것이 곤란하다. 따라서, 처리하고자 하는 정보가 많아지면, 터치되는 면을 2차원적으로 확장해야 한다. 이로 인해, 스위치와 마찬가지로 조작성이 악화될 수 있고, 전자 기기의 디자인도 제약된다. 또한, 터치 센싱 디바이스에는 누름 버튼 스위치와는 달리 클릭감이 없기 때문에, 직감적인 조작이 행해질 수 없고, 조작이 어색하다고 느끼기 쉽다. 또한, 시각 장애인이 조작을 행하거나, 또는 더듬지 않고 어두운 장소에서 조작을 행하는 것이 곤란하게 된다.
양자 택일의 조작에 비해 보다 다양한 종류의 정보를 입력하기 위해, 입력 시의 압력 또는 변위를 검지하는 방법을 고려할 수 있다. 저항선 방식, 피에조 방식 등의 각종 압력 센서들이 압력을 감지하는 장치로서 상용화되고 있다. 스위칭 장치에 압력 센서를 구비함으로써 입력 시의 필압을 반영하여 입력 정보 제어를 실현하는 펜 입력 장치가 등장하였다. 그러나, 일반적으로 사용되는 압력 센서에서는, 금속 박판 또는 플라스틱 박막으로 이루어지는 다이어프램(diaphragm)을 통해 압력원의 압력을 받고, 다이어프램에 가해지는 압력 또는 다이어프램의 변위나 변형을 변환 소자에 의해 검지함으로써 압력을 전기 신호로 변환한다. 이때, 다이어프램의 변형이 최소화되어 압력원의 영향으로 압력이 변화하지 않고, 또한 압력과 전기 신호 사이에 비례 관계와 같은 간단한 관계가 성립되도록 감지 장치가 설계된다. 따라서, 압력 센서는 광범위하게 압력을 검지할 수 있으나 약 1㎜의 최대 변형을 읽을 수 있다는 점에서 제약을 갖는다. 필압을 감지하기 위해서는, 필압을 받아들이는 필기면이 충분히 단단해야 한다. 이로 인해, 필압을 감지하는 입력 장치에서는 조작자가 단단한 필기면 위에서 단단한 펜으로 써야 하며, 따라서 조작자가 기분이 좋고 자연스러운 감촉이나 편안한 조작감을 느끼기는 어렵다.
한편, 많은 일본 공개 특허 공보에서는 변위 감지 장치로서 정전 용량 방식의 변위 센서가 개시되어 있다. 이 정전 용량 방식의 변위 센서는 정전 용량의 원리를 응용한 비접촉 방식의 미소 변위 센서의 한 종류이며, 전극들 간의 거리에 반비례해서 정전 용량이 변화하는 것을 이용하여 미소한 변위를 고정밀도로 측정할 수 있다. 정전 용량의 미소한 변화를 고정밀도로 검출하기 위해서는 주파수 변조, 진폭 변조 및 위상 변조와 같은 방법을 사용할 수 있고, 정전 용량 변위 센서는 0.2㎜ 내지 10㎜의 변위를 1㎛ 내지 10㎛의 고정밀도로 검출할 수 있다.
변위 센서를 응용한 입력 장치로서 후술하는 일본 공개 특허 공보 제2005-3494호(청구항 제2항, 페이지 7 내지 12, 도 1 내지 6)는 패널에 대하여 작용하는 힘을 검출하는 힘 검출부를 구비한 패널 센서를 개시하며, 이 힘 검출부는 약한 힘을 검출하는 검출기와 강한 힘을 검출하는 검출기를 포함한다.
도 7a 내지 도 7c는 패널 센서의 일례를 도시하는 부분 단면도이다. 패널 센서(100)는 일반적으로, 사각 형상의 패널(110), 사각 형상의 패널(110)의 4 코너에 배치된 패널 지지부(120) 및 힘 검출부(힘 센서)(130)를 포함한다. 패널(110)에 가해진 힘은 패널 지지부(120)를 통해 힘 센서(130)에 전달된다. 도 7은 패널 센서(100)의 1개의 코너(각진 부분)의 근방을 나타내고 있다.
힘 센서(130)는, 다이어프램(131), 전극(132), 기판(133), 내부 케이싱(inner casing)(134), 크로스빔(135), 고정 케이싱(136), 전극(137) 및 지지체(138)를 포함한다. 다이어프램(131)은 신축성을 갖는 박막(131a) 및 장력을 유지한 상태에서 박막(131a)을 지지하는 지지부(131b)를 포함한다. 다이어프램(131)은 전극(132)과 함께 기판(133) 위에 고정되어 있다. 변위 전극(미도시)은 박막(131a) 내에 배치되어 있다. 변위 전극과 전극(132)은 제1 캐패시터를 형성한다. 기판(133)은, 내부 케이싱(134), 크로스빔(135) 및 고정 케이싱(136)을 통해 지지체(138) 위에 배치되어 있다. 크로스빔(135)은 소정의 탄성을 갖는 재료로 형성된다. 전극(132)과 지지체(138) 상의 전극(137)은 제2 캐패시터를 형성한다.
패널(110)을 누르는 방향으로 작은 힘이 가해지면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 박막(131a)이 신장되고 변형되고, 따라서 박막(131a) 상의 변위 전극이 변위된다. 이 변위를 제1 캐패시터의 정전 용량의 변화로서 검출한다. 패널(110)에 가해지는 힘이 강해지면, 박막(131a)과 전극(132) 간의 간격이 좁아져, 제1 캐패시터의 정전 용량이 커지게 된다.
도 7c에 도시한 바와 같이, 패널(110)에 가해지는 힘이 더 강해지면, 박막(131a)과 전극(132)이 서로 밀착하게 된다. 그러므로, 제1 캐패시터의 정전 용량은 거의 변하지 않는다. 이 경우, 크로스빔(135)이 휘고, 전극(132)이 고정되어 있는 기판(133)이 도면에서 아래쪽으로 변위된다. 이 변위를 제2 캐패시터의 정전 용량의 변화로서 검출한다.
상술한 바와 같이, 입력 시의 필압을 압력 센서가 감지하는 입력 장치에서는 단단한 펜으로 단단한 필기면 상에서 입력을 행한다. 그러므로, 조작자가 기분이 좋고 자연스러운 감촉 또는 편안한 조작감을 느끼는 것이 곤란하다.
변위 센서가 입력 시에 발생하는 변위를 감지하는 입력 장치에서, 입력은 일반적으로 다이어프램에 의해 받아들여지고 다이어프램의 변위가 정전 용량 방식으로 검지된다. 종래 예에 따른 변위 센서는, 입력의 강도와 다이어프램의 변형량 사이에 선형성과 같은 간단한 관계가 성립된다는 점에서 다이어프램의 재료로서 비교적 단단한 재료를 사용하여 다이어그램의 변형량을 감소시키도록 설계되어 있다. 이러한 변위 센서를 이용하는 입력 장치에서는, 필압을 감지하는 입력 장치에서와 마찬가지로 조작자가 기분이 좋거나 자연스러운 감촉 또는 편안한 조작감을 느끼는 것이 곤란하다.
다이어프램의 변형량이 작게 억제되고 있으므로, 넓은 범위의 입력을 받아들이기 위해서는 다이어프램을 지지하는 탄성체(일본 공개 특허 공보 제2005-3494호(청구항 제2항, 페이지 7 내지 12, 도 1 내지 6)의 크로스빔(135))가 변형되어야만 한다. 이로 인해, 입력 장치의 구조가 복잡하게 되고 크기가 커지게 된다. 따라서, 조작성이 저하될 수 있다.
양자 택일의 조작에 비해 보다 다양한 종류의 정보를 입력할 수 있고, 기분이 좋고 자연스러운 감촉이나 편안한 조작감을 제공할 수 있는 역학량 검지 부재를 제공하는 것이 바람직하며, 이 역학량 검지 부재는 작고 단순한 구성을 지니며, 사용 환경에 의해 조작이 거의 제약되지 않고, 전자 기기의 입력 장치로서 적합하다. 또한, 이 역학량 검지 장치에 포함되어 있는 역학량 검지 부재를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 접촉 물체의 압압(pressing)에 따라 접촉부를 포함하는 일부 또는 전부가 변형되고 접촉 물체의 압압이 없어지면 원래의 형상을 회복하는 기체; 변위 전극들로서 기능하는 전극들 -상기 전극들 중 복수의 전극은 상기 기체의 표면 또는 내부에 고정되고, 상기 전극들 중 적어도 하나의 전극은 상기 기체의 변형부(변형 시 변형 및 변위가능한 영역)에 배치되어 있음- ; 및 상기 전극들에 접속된 배선들을 포함하는 역학량 검지 부재가 제공된다. 상기 변형 시에, 상기 변위 전극들은 상기 기체로부터 분리되지 않고 또한 도전성이 손상되지 않으면서 상기 변형부의 변형 및 변위에 따라 변형 및 변위된다. 상기 변형부의 변형 및 변위는 상기 전극들 간의 정전 용량의 변화로서 검지된다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 역학량 검지 부재; 및 상기 배선을 통해 상기 전극에 전기적으로 접속되어, 상기 접촉 물체의 압압에 의해 발생하는 상기 전극들 간의 정전 용량의 변화를 전기 신호로서 검출하는 검출 회로부를 포함하는 역학량 검지 장치가 제공된다.
본 발명의 실시 형태에 따른 역학량 검지 부재에서는, 접촉 물체의 압압에 따라 변형부의 형상이 변할 때 이 변형부에 고정된 변위 전극은 기체로부터 분리되지 않으면서 변형부의 변형 및 변위에 따라 변형 및 변위된다. 변형 시, 변위 전극의 도전성이 손상되지 않기 때문에 이 변위의 크기에 따라 변위 전극과 다른 전극 사이의 정전 용량이 변화한다. 이 정전 용량의 변화는, 예를 들어, 배선을 통해 접속된 정전 용량 검출 회로에 의해 전기 신호로 변환된다. 그 결과, 기체의 상기 변형부의 변형 및 변위의 크기 또는 변형 및 변위를 일으키는 압압의 강도가 검지를 위한 전기 신호로 변환된다. 접촉 물체의 압압이 없어지면, 기체는 원래의 형상을 회복하고, 변위 전극은 원래의 위치로 복귀한다. 그러므로, 변위 전극들 간의 정전 용량도 원래의 크기로 복귀된다.
이때, 접촉 물체의 압압의 차이(아날로그량)를 정보로서 구별할 수 있다. 접촉 물체인 손가락은 압압량에 따라 서서히 증가하는 기체의 반발력을 느끼면서 누르기 때문에, 손가락은 기분이 좋고 자연스러운 감촉 또는 편안한 조작감을 느낄 수 있다. 또한, 이 역학량 검지 부재는 소형이고 간소해서, 큰 형상의 자유도를 얻을 수 있다. 별도의 조작면을 필요로 하지 않으므로 사용 환경에 의해 조작이 거의 제약되지 않는다.
본 발명에 따른 역학량 검지 장치는 본 발명의 실시 형태에 따른 역학량 검지 부재를 포함하기 때문에 상술한 이점을 얻을 수 있다. 그 결과, 양자 택일적 조작에 비해 접촉 물체의 압압의 차이(아날로그량)에 따라 보다 다양한 정보의 입력이 가능하고, 기분이 좋고 자연스러운 감촉 또는 편안한 조작감을 얻을 수 있고, 소형이고 간소한 구성을 가지며, 사용 환경에 의해 조작이 거의 제약을 받지 않는, 전자 기기의 입력 장치를 실현할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 형태 1에 따른, 평판형 입력 부재로서의 역학량 검지 부재의 구조를 도시하는 단면도.
도 2는 정전 용량 검출 회로의 예를 나타내는 설명도(블록도).
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 형태 2에 따른, 평판형 입력 부재로서의 역학량 검지 부재의 구조를 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 형태 3에 따른, 원통형 입력 부재로서의 역학량 검지 부재의 구조를 도시하는 사시도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 형태 4에 따른, 구형 입력 부재로서의 역학량 검지 부재의 구조를 도시하는 설명도.
도 6a는 본 발명의 실시예 1에 따르는 평판형 입력 부재에서의, 전극들 간 거리와 정전 용량 간의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 6b는 변위 전극을 반복적으로 변위시킨 투과 전자 현미경(TEM)에 의해 관찰된 변위 전극의 단면의 상을 도시하는 도면.
도 7a 내지 도 7c는 일본 공개 특허 공보 제2005-3494호(청구항 제2항, 페이지 7 내지 12, 도 1 내지 6)에 개시된 패널 센서의 일례를 도시하는 부분 단면도.
본 발명의 실시 형태에 따른 역학량 검지 부재에서, 기체의 위치를 구획하기 위해 분획된 복수의 전극들은 전극과는 독립적인 배선과 함께 각각 배치될 수 있다. 접촉 물체가 기체를 누르는 위치의 차이는 구획을 단위로서 사용함으로써 구별될 수 있다.
전극들 중 적어도 1개가 변위 전극에 대향하는 위치에 배치될 수 있다.
변위 전극과 이 변위 전극에 대향하는 전극의 2 내지 10개의 쌍이 서로 직렬로 접속될 수 있다.
변위 전극의 재료가 카본 나노튜브 또는 도전성 고분자일 수 있다.
접촉 물체의 압압에 의해 발생되는 변위 전극의 신축률이 200% 이상일 수 있다.
접촉 물체의 압압에 의해 발생되는 전극들 간의 거리의 변화량이 1㎜ 이상일 수 있다.
기체의 재료는 엘라스토머(탄력성이 있는 고분자 물질)일 수 있다. 특히, 기체의 재료는 다공성의 엘라스토머일 수 있다. 이때, 기체의 재료는 탄성 정수가 0.1N/㎜이하인 재료일 수 있다. 이 기체에 카본 나노튜브가 0.05 이하의 질량비로 첨가될 수 있다.
역학량 검지 부재는 한 손에 쥐어서 조작할 수 있는 형상을 가질 수 있다.
기체는 가요성 재료로 이루어지는 밀폐 용기에, 기체, 액체 또는 겔 상태의 고체가 충전되는 구조를 갖는다.
전극들 간의 공간을 차지하는 기체의 비유전율이 1.1 이상일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 역학량 검지 장치가 다른 전자 기기와 함께 사용될 때, 이 역학량 검지 장치는 접촉 물체의 압압 강도에 대응하는 전기 신호를 다른 전자 기기에 출력하는 입력 장치로서 구성된다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
[실시 형태 1]
실시 형태 1에서는, 청구항 제1항, 제3항 내지 제11항 및 제14항에 따른 역학량 검지 부재 및 청구항 제15항 및 제16항에 따른 역학량 검지 장치를 주로 설명할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 실시 형태 1에 따른, 평판형 입력 부재로서 형성된 역학량 검지 부재(10)의 구조를 도시하는 단면도이다. 역학량 검지 부재(10)는 기체(1), 변위 전극(2), 변위 전극(2)에 대향하는 전극(3) 및 변위 전극(2)과 전극(3)을 각각 보호하는 전극 지지체(4 및 5)를 포함한다.
기체(1)는 엘라스토머(탄력성이 있는 고분자 물질)로 이루어진다. 접촉부를 포함하는 기체(1)의 일부 또는 전부는 접촉 물체의 압압 강도에 따라 변형된다. 그러나, 접촉 물체의 압압이 없어질 때에는 기체(1)는 원래의 형상을 회복한다. 변위 전극(2)은, 예를 들어 카본 나노튜브층으로 이루어진다. 변위 전극(2)은 기채(1)의 변형부(기체(1)가 변형될 때 변형되고 변위되는 영역)에 고정되어 있다. 카본 나노튜브층은 강하고 얇아서, 기체(1)가 변형될 때 기체(1)로부터 분리되지 않고 또한 도전성을 손상시키지 않으면서, 변형부의 변형 및 변위에 따라 변형 및 변위된다. 전극(3)이 배치되어 있는 위치는 특별히 한정되지는 않는다. 변위 전극(2)과 전극(3) 사이에 정전 용량이 효율적으로 형성되기 때문에, 전극(3)은 변위 전극(2)에 대향하도록 형성되는 것이 바람직하다. 도 1a 및 도 1b에서, 변위 전극(2)에 대향하는 하나의 전극(3)이 도시되어 있지만, 변위 전극(2)에 대향하도록 복수의 전극이 배치될 수 있다.
전극 지지체(4 및 5)는 각각 변위 전극(2) 및 전극(3)을 형성하거나 또는 보호하도록 배치된다. 그러나, 기능적으로, 전극 지지체(4 및 5)는 기체의 일부로서 간주된다. 그러므로, 전극 지지체(4 및 5)는 기체(1)와 동일한 엘라스토머로 이루어질 수 있다. 접촉부를 포함하는 전극 지지체(4 및 5)의 일부 또는 전부가 접촉 물체의 압압의 강도에 따라 변형되지만, 접촉 물체의 압압이 없어지면 전극 지지체(4 및 5)는 원래의 형상을 회복한다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 접촉 물체의 압압에 따라 기체(1)의 형상이 변형되면 변형부에 고정되어 있는 변위 전극(2)이 변위된다. 그러므로, 변위 전극(2)과 전극(3) 사이의 정전 용량이 변위의 크기에 따라 Qa에서 Qb로 변한다. 이러한 정전 용량의 변화는 배선(미도시)을 통해 접속된 정전 용량 검출 회로에 의해 전기 신호로 변환된다. 그 결과, 기체(1)의 변형부의 변형 및 변위의 크기 또는 변형과 변위를 일으키는 압압의 강도가 검지를 위한 전기 신호로 변환된다. 접촉 물체의 압압이 없어지면, 기체(1)는 원래의 형상을 회복하고, 변위 전극(2)은 원래의 위치로 복귀한다. 그러므로, 변위 전극(2)과 전극(3) 간의 정전 용량은 원래의 크기로 복귀된다.
이때, 접촉 물체의 압압량(아날로그량)의 차이를 정보로서 구별할 수 있기 때문에, 역학량 검지 부재(10)를 입력 수단으로서 사용하는 역학량 검지 장치는 양자 택일의 조작에 비해 보다 다양한 정보의 입력이 가능한 입력 장치를 실현할 수 있다. 또한, 손가락은 압압량에 따라 서서히 증가하는 기체(1)의 반발력을 느끼면서 압력을 가하므로, 손가락은 기분이 좋고 자연스러운 감촉 또는 편안한 조작감을 느낄 수 있다. 따라서, 직감적으로 편안한 감지(sense)를 행할 수 있는 입력 장치를 실현할 수 있다.
역학량 검지 부재(10)를 전자 기기 등의 입력 장치에 응용할 경우, 접촉 물체의 압압량이 연속적인 아날로그량인 경우에도 이 압압량이 변경없이 입력 정보로서 사용되는 경우는 거의 없다. 예를 들어, 접촉 물체로서 손가락을 사용하는 경우, 기체에 해당하는 기체(1) 및 전극 지지체(4)로부터 받는 반발력의 강도로부터,압압량의 차이를 용이하게 2 내지 5단계로 구분 및 검출할 수 있다. 이 경우, 명료하게 구분된 2 내지 5단계들 각각이 1 종류의 입력 정보로서 사용된다. 압압량이 연속적인 아날로그량으로 검출되는 경우, 압압량은 스크롤 속도의 설정 등과 같은 엄밀한 정확성을 반드시 필요로 하지 않는다.
본 발명의 실시 형태의 특징은 기체(역학량 검지 부재(10)에서는 기체(1) 및 전극 지지체(4))의 큰 변형을 바람직하게 이용하는 것이다. 상술한 것 같이, 일반적인 물리 계측에 사용되는 변위 센서에서는, 입력의 강도와 다이어프램의 변형량과의 사이에 선형성과 같은 간단한 관계가 성립되고 엄밀한 재현성이 얻어져야 한다는 점에서, 다이어프램의 변형량을 줄이기 위해 다이어프램의 재료로서 비교적 단단한 재료를 사용한다. 이 변위 센서를 입력 장치에 응용하면, 기분이 좋고 자연스러운 감촉이나 편안한 조작감을 느끼기 곤란하다. 상술한 바와 같이, 입력 장치에 응용되는 변위 센서에서는, 입력과 출력 조작 사이에 엄밀한 선형성 및 재현성을 아날로그 방식으로 실현할 필요는 없다. 그러므로, 기체는 엄밀한 선형성이나 재현성이 실현되는 범위를 넘어서 변형되는 것이 허용된다. 게다가, 기체의 큰 변형을 바람직하게 이용함으로써, 희생되어온 기분이 좋고 자연스러운 감촉이나 편안한 조작감을 얻는 것이 가능하다.
역학량 검지 부재(10)는 소형이고 간소해서, 큰 형상의 자유도를 얻을 수 있다. 별도의 조작면을 필요로 하지 않기 때문에, 마우스와는 달리 조작이 사용 환경에 거의 제약을 받지 않는다.
이와 같이, 역학량 검지 부재(10)를 사용함으로써, 종래의 예에 비해 다양한 종류의 정보의 입력을 실현할 수 있고, 더 기분이 좋고 자연스러운 감촉 또는 편안한 조작감을 얻을 수 있다. 또한, 입력 장치가 소형이고 간소하여, 그 조작이 사용 환경에 의해 거의 제약을 받지 않는다는 점에서, 전자 기기 등의 입력 장치를 실현할 수 있다.
역학량 검지 부재(10)에서, 직접 검지되는 역학량은 변위 전극(2)의 변위 크기이지만, 이 변위를 일으키는 접촉 물체의 압압 강도는 간접적으로 검지된다. 일정 질량을 갖는 추를 접촉 물체로서 배치해 두면 이 추에 작용되는 임의의 가속도를 압압으로 변환할 수 있다. 그러므로, 가속도를 역학량으로서 검지할 수도 있다.
예를 들어, 기체(1)가 적층 부재인 경우에는, 기체(1)의 내부에 매립되도록 변위 전극(2)과 변위 전극(2)에 대향하는 전극(3)의 2 내지 10개의 쌍을 직렬로 배치하는 것이 바람직하다. 따라서, 각 캐패시터의 전극 간의 거리가 작아져 정전 용량이 증가하므로, 정전 용량의 변화가 용이하게 검지된다.
변위 전극(2)의 재료는 카본 나노튜브 또는 도전성 고분자일 수 있다. 이 재료들의 경우, 신축성이 우수하고 또한 신축 시에 도전 특성을 유지한다. 종래의 예에 따른 변위 센서의 전극 물질로서 사용되고 있는 금속과 같은 단단한 재료는 역학량 검지 부재(10)의 변위 전극(2)의 필요한 성질을 만족시킬 수 없다. 역학량 검지 부재(10)를 실현하는 이유들 중 하나는, 120% 이상 신축 시에도 전극 재료가 늘어난 상태에서 도전성을 유지할 수 있는 카본 나노튜브 등이 새로운 전극 재료로서 사용될 수 있기 때문이다.
접촉 물체의 압압에 의해 발생되는 변위 전극(2)의 신축률이 200% 이상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 변형부의 폭과 동일한 정도 또는 그 이상의 압압량(변위 전극(2)의 변위량)을 확실하게 실현하기 위해서는 200% 정도 이상의 신축률이 있어야 한다.
접촉 물체의 압압에 의해 발생되는 전극들 간의 거리의 변화량이 1㎜ 이상인 것이 바람직하다. 특히, 변위 전극(2)의 재료로서 카본 나노튜브층을 이용함으로써, 다이어프램 방식 또는 스페이서 방식에서는 실현할 수 없는, 1㎝ 이상의 변위를 실현하는 것이 가능하다. 따라서, 변위 전극(2)의 재료로서 카본 나노튜브층을 사용하는 것이 바람직하다.
기체(1) 및 전극 지지체(4 및 5)의 재료는 엘라스토머(탄력성이 있는 고분자물질)인 것이 바람직하다. 재료의 예로는, 아크릴 고무, 아크릴로니트릴부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 우레탄 고무, 에틸렌 프로필렌 고무, 에피클로로히드린 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 실리콘 고무, 폴리우레탄 고무가 있다. 특히, 재료가 생물 해면질, 다공질 중합체, 발포 성형 고무 또는 폴리우레탄 스펀지와 같은 다공성의 엘라스토머인 것이 바람직하다. 엘라스토머는, 그 인장 신장률이 200% 이상으로 매우 크고 인장 강도 및 수축률이 우수하다는 점에서 탄성체로서 바람직하다. 다공성의 엘라스토머는 다수의 공극이 형성된 상태에서 안정된 형상을 지니고 외압이 가해지면 공극의 체적을 감소시킴으로써 체적을 현저하게 감소시킬 수 있는 재료이다. 그러므로, 다공성 엘라스토머는 역학량 검지 부재(10)의 기체(1) 및 전극 지지체(4 및 5)의 최적의 재료이다.
기체(1) 및 전극 지지체(4 및 5)의 재료는 탄성 정수가 0.1N/㎜ 이하의 재료인 것이 바람직하다. 이 재료의 탄성 정수가 작을수록 역학량 검지 부재(10)를 조작할 때 가해지는 힘이 작아지게 된다. 예를 들어, 사람의 손끝으로 역학량 검지 부재를 조작할 때, 손끝의 최대 힘이 1N 정도이고 압압부의 탄성 정수가 0.1N/㎜ 이하이면, 손끝의 약한 힘으로 1㎜ 이상의 큰 변위를 얻을 수 있다.
기체(1) 및 전극 지지체(4 및 5)에 0.05 이하의 질량비로 카본 나노튜브가 첨가되는 것이 좋다. 대략, 카본 나노튜브의 첨가량이 질량비로 0.05 이하이면, 카본 나노튜브끼리의 접촉에 의해 전도 경로가 발생하지 않는다. 이 범위 내에서 카본 나노튜브를 첨가함으로써, 카본 나노튜브의 국소적인 분극 효과의 적산에 의해, 기체(1) 및 전극 지지체(4 및 5)의 유전율을 향상시킬 수 있다.
기체(1)의 비유전율은 특별히 한정되지 않는다. 후술되는 실시 형태 4에서와 같이, 변위 전극(42)과 변위 전극(42)에 대향하는 전극(43) 사이의 공간을 차지하는 기체(41)가 기체(gas)일 경우에는, 기체(41)의 비유전율은 거의 1이다. 그러나, 역학량 검지 부재(10)의 검출 감도를 높이기 위해서는, 변위 전극(2)과 전극(3) 간의 정전 용량이 큰 것이 바람직하다. 그러므로, 기체(1)의 비유전율이 높은 것이 바람직하다. 기체(1)의 비유전율이 1.1 이상이고 용이하게 검출되는 정전 용량이 확보되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 변위 전극(2)과 전극(3)이 직경이 12㎜인 원형이고, 전극 간의 거리가 10㎜이고, 기체(1)의 비유전율이 1.1일 때, 정전 용량은 0.11pF가 된다. 이 값은 정전 용량 검출 회로에 의해 용이하게 판독되는 정전 용량의 값과 거의 동일하다.
본 실시 형태에 따른 역학량 검지 장치는, 역학량 검지 부재(10)와, 배선(미도시)을 통해 변위 전극(2) 및 전극(3)에 전기적으로 접속되어 접촉 물체의 압압에 의해 발생되는 전극 간의 정전 용량의 변화를 전기 신호로서 검출하는 검출 회로부를 포함한다. 역학량 검지 장치는 다른 전자 기기와 함께 사용되고, 접촉 물체의 압압의 강도에 따라 생성되는 전기 신호를 다른 전자 기기에 출력하는 입력 장치로서 구성되는 것이 바람직하다.
시판되고 있는 일반적인 정전 용량 측정 장치가 정전 용량의 변화를 검출하는 검출 회로부로서 사용될 수 있다. 도 2는 정전 용량 검출 장치의 일례를 나타내는 설명도(블록도)이다. 이 정전 용량 검출 장치에서, 기준 정전 용량 CMOD에 기초하여 미지의 정전 용량 CX의 크기가 결정된다. 즉, VDD가 일정한 전압으로 유지된 상태에서, 발진기 회로와 16 비트 PRS(Pseudo Random Sequence) 회로에 의해 SW1과 SW2가 교대로 개폐된다. SW1이 온 상태일 때 미지의 정전 용량 CX가 전압 VDD로 충전되고, SW2가 온 되면 미지의 정전 용량 CX에 충전된 전하 중 일부가 기준 정전 용량 CMOD로 이동되어, 미지의 정전 용량 CX와 기준 정전 용량 CMOD가 동일한 전압으로 된다. SW1 및 SW2가 개폐될 때마다 이 동작이 반복되어, 기준 정전 용량 CMOD의 전압이 서서히 상승한다. 기준 정전 용량 CMOD의 전압이 기준 전압 VREF보다 높으면, 비교기가 이 상태를 검출한다. 그러므로, 이때까지 반복된 개폐 동작의 횟수가 데이터 처리 회로로 전송된다. 데이터 처리 회로에서는, 이 개폐 동작의 횟수에 기초하여 미지의 정전 용량 CX의 크기를 결정한다. 비교기의 출력에 의해 단기간 동안 SW3이 온 되어, 기준 정전 용량 CMOD에 축적되어 있던 전하가 방전된다. 이후, 기준 정전 용량 CMOD은 리프레쉬된다. 이상의 동작을 반복함으로써, 미지의 정전 용량 CX의 크기가 단속적으로 측정된다.
[실시 형태 2]
실시 형태 2에 따른 청구항 제2항의 역학량 검지 부재의 예에 대해 주로 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 형태 2에 따르는, 평판형 입력 부재로서 구성된 역학량 검지 부재(20)의 구조를 도시하는 단면도이다. 역학량 검지 부재(20)는, 기체(1), 변위 전극(22A 내지 22C), 변위 전극(22A 내지 22C)에 각각 대향하는 전극(23A 내지 23C) 및 변위 전극(22) 및 전극(23)을 형성하는 데 사용되는 전극 지지체(4 및 5)를 포함한다.
역학량 검지 부재(20)는, 기체(1) 상의 접촉 물체의 압압의 위치가 다르다는 점에서 실시 형태 1에 따른 역학량 검지 부재(10)와 상이하다. 즉, 기체(1)의 위치를 구획하도록 분획된 복수의 변위 전극(22A 내지 22C)이 변위 전극(22A 내지 22C)을 대향하는 전극(23A 내지 23C)과 독립적인 배선(미도시)과 함께 배치되어 있다. 그러므로, 압압 위치의 차이가 구획을 단위로서 사용함으로써 식별될 수 있다.
변위 전극(22A 내지 22C) 및 전극(23A 내지 23C)이 전극 전환 회로에 의해 시분할적으로 반복적으로 선택된다. 즉, 변위 전극(22A)과 전극(23A)의 쌍, 변위 전극(22B)과 전극(23B)의 쌍, 및 변위 전극(22C)과 전극(23C)의 쌍은 1 사이클에서 순차적으로 전환되고, 정전 용량 검출 회로에 접속되어, 이 사이클이 짧은 주기에서 고속으로 반복된다.
예를 들어, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 변위 전극(22B)이 배치되어 있는 위치에서 접촉 물체가 기체(1)의 표면을 누르면, 변위 전극(22B)이 변형 및 변위된다. 이후, 변위 전극(22B)과 이 변위 전극(22B)에 대향하는 전극(23B) 사이의 정전 용량이 변화한다. 이 정전 용량의 변화는, 배선(24 및 25)을 통해 정전 용량 변화 검출 회로(26)로 전달될 수 있기 때문에, 정전 용량의 변화는 검출을 위한 전기 신호로 변환된다.
실시예 2에서 설명한 바와 같이, 역학량 검지 부재(20)의 변위 전극(22A 내지 22C)을 형성하는 카본 나노튜브층은, 카본 나노튜브층 성막 후에 에칭에 의해 불필요한 부분을 제거함으로써 또는 카본 나노튜브층 성막 전에 전극 지지체(4)의 표면의 일부를 마스킹함으로써 패터닝할 수 있다. 대안으로는, 인쇄법을 사용할 수 있다. 에칭은, 예를 들어, 기계적인 절삭 또는 레이저 에칭에 의해 행해질 수 있다.
역학량 검지 부재(20)를 포함하는 역학량 검지 장치는, 누르는 위치의 차이에서의 차이에 따라 전자 기기에 상이한 지시를 출력하도록 구성된다. 예를 들어, 변위 전극(22A)을 눌러서 의사 결정 또는 감정을 표현하고, 변위 전극(22B)을 전후 좌우로 눌러서 드래그를 지시하고, 변위 전극(22C)을 눌러서 복수의 항목을 선택한다.
[실시 형태 3]
실시 형태 3에 따른 청구항 제12항의 역학량 검지 부재의 예에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 역학량 검지 부재(30)의 구조를 원통형 입력 부재로서 도시하는 사시도이다. 이 역학량 검지 부재(30)는 한 손에 쥐어 조작하는 핸드헬드 입력 부재로서 사용될 수 있다.
역학량 검지 부재(30)에서는, 원통형 기체(31)의 원통의 외주 표면부에(미도시) 하나의 전극 또는 복수의 변위 전극이 배치되어 있기 때문에, 이 변위 전극에 대향하도록 전극(33)이 원통형 기체(31)의 내부에 배치되어 있다.
역학량 검지 부재(30)를 구비한 역학량 검지 장치는, 쥐는 위치의 차이에 따라 상이한 지시를 전자 기기에 출력하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 엄지 손가락을 눌러서 의사 결정 또는 감정을 표현하고, 집게 손가락을 전후 좌우로 눌러서 드래그를 지시하고, 가운데 손가락을 눌러서 복수의 항목을 선택하는 것 등이다. 예를 들어, 손가락을 꽉 쥔 것의 강약으로 스크롤 속도를 변화시킬 수 있다.
역학량 검지 부재(30)에서, 원통형 기체(31)의 촉감에 의해 기분이 좋고 자연스러운 감촉을 얻을 수 있다. 그러므로, 양자 택일의 조작에 비해 보다 많은 종류의 정보를 입력할 수 있다. 또한, 마우스와 동일한 기능과 편안한 조작감을 얻을 수 있다. 역학량 검지 장치를 조작 시 한 손으로 쥘 수 있기 때문에, 조작면 상에서 움직일 수 있는 마우스와는 달리 사용 환경에 거의 제약을 받지 않는다.
[실시 형태 4]
실시 형태 4에 따른 청구항 제13항의 역학량 검지 부재의 예를 주로 설명할 것이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 형태 4에 따르는 구형 입력 부재로서 역학량 검지 부재(40)의 구성을 도시하는 설명도이다. 역학량 검지 부재(40)에서는, 기체(41)가, 가요성 재료로 이루어진 밀폐 용기에 기체, 액체, 또는 겔 상태의 고체가 충전된 구조를 갖는다. 기체(41)의 표면상에 변위 전극(42)이 배치되고, 기체(41) 내부의 표면상에 변위 전극(42)에 대향하도록 전극(43)이 배치되어 있다.
접촉 물체에 의한 압압에 의해 기체(41)의 형상이 변화하면서 변위 전극(42)이 변위되므로, 변위 전극(42)과 전극(43) 사이의 정전 용량의 변화를 검출한다.
[실시예]
실시예에 따라, 실시 형태 1 및 2에서 각각 설명된 역학량 검지 부재(10 및 20)를 제작한 예에 대해 설명한다.
[실시예 1]
실시예 1에서는, 실시 형태 1에서 설명된 평판형 입력 부재로서 구성된 역학량 검지 부재(10)를 제작한 예에 대해 설명한다.
1. 전극 지지체(4 및 5)의 제작
우선, 엘라스토머(상품명:다우 코닝 사에서 제조한 sylgard184)의 베이스제와 경화제를 질량비 15:1의 비율로 혼합한다. 이 혼합물을 직경 3 인치, 깊이 1.2㎜의 금형에 넣고, 85℃에서 100분간 유지했다.
2. 변위 전극(2) 및 전극(3)의 제작
다음으로, 도데실 벤젠술폰산 나트륨(SDBS;C12H25C6H4SO3Na)의 질량 1% 수용액 중에 카본 나노튜브를 0.4g/l의 농도로 첨가하고, 초음파식 호모게나이저를 사용하여 50W의 출력으로 5분간 균질화 처리를 행하고, 분산액을 제작했다. 전극 지지체(4 및 5)에 분산액을 0.5㎖ 배치하고, 갭 길이 500㎛의 어플리케이션용 바를 사용하여 전극 지지체(4 및 5)의 전체 표면에 얇은 코팅막을 성막했다. 이때, 전극 지지체(4 및 5) 둘 다를 30℃ 내지 70℃의 온도에서 유지해도 된다. 상기의 성막 공정을 10번 반복함으로써, 변위 전극(2) 및 전극(3)으로서 표면 저항값이 500Ω/□인 카본 나노튜브층을 얻었다. 변위 전극(2) 및 전극(3)이 각각 형성되는 전극 지지체(4 및 5)를 유수에서 10분간 세정했다.
3. 기체(1)의 제작
다음으로, 엘라스토머(상품명:다우 코닝 사에서 제조한 sylgard184)의 베이스제와 경화제를 질량비 15:1의 비율로 혼합했다. 이 혼합물을 직경 3인치, 깊이 25㎜인 금형에 넣고, 85℃에서 100분간 유지하여 기체(1)를 제작했다.
4. 역학량 검지 부재(10)의 제작
다음으로 기체(1)를 개재하여 변위 전극(2) 및 전극(3)이 대향하도록 전극 지지체(4 및 5)를 배치하고, 기체(1), 변위 전극(2) 및 전극(3)을 80℃에서 열 압착시켜 샌드위치 구조를 형성했다. 계속해서, 은을 주재료로 하는 도전 페이스트를 사용하여, 변위 전극(2) 및 전극(3)에 배선을 형성하고, 역학량 검지 부재(10)를 제작했다.
5. 압압 센싱
역학량 검지 부재(10)의 배선을 정전 용량 검출 회로에 접속시켰다. 시판되고 있는 각종 회로를 정전 용량 검출 회로로서 사용할 수 있다. 역학량 검지 부재(10)의 전극 지지체(4)를 손가락으로 정확하게 누르고, 압력을 늘리면서 기체(1) 측으로 손가락을 누름으로써, 변위 전극(2)과 전극(3) 사이의 정전 용량의 변화를 측정했다.
도 6a는 실시예 1에 따른, 역학량 검지 부재(10)에서의 전극들 간 거리 d와 정전 용량 C와의 관계를 나타내는 그래프이다. 일반적인 캐패시터와 마찬가지로, 정전 용량 C는 전극들 간의 거리 d에 반비례하여 변화한다. 그러므로, 전극 변위에 따라 연속적인 입력이 가능하다.
도 6b는 변위 전극을 반복적으로 변위시킨 후의, 투과 전자 현미경(TEM)에 의해 관찰된 변위 전극(2)의 단면의 상을 도시한 도면이다. 카본 나노튜브가 휘어진 경우에도 카본 나노튜브의 연결이 유지되어 있다. 이와 같이, 카본 나노튜브층으로 이루어지는 변위 전극(2)에서는 변위 전극(2)이 원래의 형상으로 되돌아올 수 없을 정도로 변형되더라도 도전성이 손상되지 않음을 알 수 있다.
실시예 2
실시예 2에서는, 실시 형태 2의 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 평판형 핸드헬드 입력 부재로서 구성된 역학량 검지 부재(20)를 제작한 예에 대해 설명한다.
1. 변위 전극(12) 및 전극(13)의 제작
디메틸포름아미드에 카본 나노튜브를 0.5g/l의 농도로 첨가하고, 초음파식 호모게나이저에서 출력 50W로 5분간 균질화 처리를 행해서 분산액을 제작했다. 얻어진 분산액을 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 그물(구멍 직경 50㎛)을 통해 흡인 및 여과시켜, 500Ω/□의 표면 저항값을 갖는 카본 나노튜브 박막을 형성했다. 길이 5㎝, 폭 3㎝, 두께 3㎝의 폴리우레탄제 스펀지의 상면 및 하면에 카본 나노튜브 박막을 기체(1)로서 전사 성형하고, 변위 전극(22) 및 변위 전극(22)에 대향하는 전극(23)을 형성했다.
2. 전극의 패터닝
YVO4 반도체 레이저광(파장 1064㎚)을 조사하여 에칭에 의해 카본 나노튜브층을 선택적으로 제거함으로써, 변위 전극(22A 내지 22E) 및 전극(23A 내지 23E)의 패턴을 제작하고, 5개의 도메인을 가지는 전극 구조를 형성했다(도 3a 및 도 3b에서는, 변위 전극(22D, 22E) 및 전극(23D, 23E)이 도시되어 있지 않음). YVO4 반도체 레이저광원 장치로서, 기엔스사(Keyence Corporation)에서 만든 레이저 마커 MD-V9900(평균 광 출력 13W)을 사용했다. 이 장치는, 레이저광을 직경 약 10㎛인 스폿 크기로 집광할 수 있다.
3. 압압 센싱
역학량 검지 부재(20)의 배선을 각 전극 구조에 대응하는 정전 용량 검출 회로에 각각 접속시켰다. 5개의 손가락으로 5개의 도메인을 쥐고 각 손가락에 대응시킴으로써 기체(1)인 스펀지에 변위를 발생시킨다. 역학량 검지 부재(20)의 변위 전극(22A 내지 22E)을 손가락으로 정확하게 누르고 압력을 늘리면서 기체(1) 측으로 손가락을 누름으로써, 변위 전극(22) 및 전극(23) 사이의 정전 용량의 변화를 측정했다.
본 출원은 2009년 7월 9일자로 일본 특허청에 출원된 일본 우선권인 특허 출원 JP 2009-162599호에 개시된 것에 관련된 내용을 포함하며, 그 전체 내용은 참조함으로써 본 명세서에 포함된다.
본 발명의 실시예의 실시 형태들을 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 첨부되는 특허청구범위의 범위 내에서 변경될 수 있다.
1 : 기체
2 : 변위 전극
3 : 대향 배치된 전극
4, 5 : 전극 지지체
10, 20 : 역학량 검지 부재

Claims (16)

  1. 역학량 검지 부재로서,
    접촉 물체의 압압에 따라 접촉부를 포함하는 일부 또는 전부가 변형되고, 접촉 물체의 압압이 없어지면 원래의 형상을 회복하는 기체;
    변위 전극들로서 기능하는 전극들 -상기 전극들 중 복수의 전극은 상기 기체의 표면 또는 내부에 고정되고, 상기 전극들 중 적어도 하나의 전극은 상기 기체의 변형부(변형 시 변형 및 변위가능한 영역)에 배치되어 있음- ; 및
    상기 전극들에 접속된 배선들
    을 포함하고,
    상기 변형 시에, 상기 변위 전극들은 상기 기체로부터 분리되지 않고 또한 도전성이 손상되지 않으면서 상기 변형부의 변형 및 변위에 따라 변형 및 변위되고,
    상기 변형부의 변형 및 변위는 상기 전극들 간의 정전 용량의 변화로서 검지되는, 역학량 검지 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기체의 위치를 구획하도록 분획된 상기 복수의 전극은 상기 전극들과 독립적인 배선과 함께 각각 배치되어 있고,
    상기 접촉 물체가 상기 기체를 누르는 위치의 차이는 상기 구획을 단위로서 사용함으로써 구별되는, 역학량 검지 부재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전극들 중 적어도 하나의 전극은 상기 변위 전극에 대향하는 위치에 배치되어 있는, 역학량 검지 부재.
  4. 제3항에 있어서, 상기 변위 전극들 및 상기 변위 전극들에 대향하는 상기 전극들의 2 내지 10개의 쌍은 서로 직렬로 접속되어 있는, 역학량 검지 부재.
  5. 제1항에 있어서, 상기 변위 전극의 재료는 카본 나노튜브 또는 도전성 고분자인, 역학량 검지 부재.
  6. 제5항에 있어서, 상기 접촉 물체의 압압에 의해 발생하는 상기 변위 전극의 신축률은 200% 이상인, 역학량 검지 부재.
  7. 제1항에 있어서, 상기 접촉 물체의 압압에 의해 발생하는 상기 전극들 간의 거리의 변화량은 1㎜ 이상인, 역학량 검지 부재.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기체의 재료는 엘라스토머인, 역학량 검지 부재.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기체의 재료는 다공성 엘라스토머인, 역학량 검지 부재.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 기체의 재료는 탄성 정수가 0.1N/㎜ 이하의 재료인, 역학량 검지 부재.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 기체에 카본 나노튜브가 0.05 이하의 질량비로 첨가되어 있는, 역학량 검지 부재.
  12. 제1항에 있어서, 상기 역학량 검지 부재는 조작 시 한 손으로 쥘 수 있는 형상을 갖는, 역학량 검지 부재.
  13. 제1항에 있어서, 상기 기체는 가요성 재료로 이루어지는 밀폐 용기에 기체, 액체, 또는 겔 상태의 고체가 충전되는 구조를 갖는, 역학량 검지 부재.
  14. 제1항에 있어서, 상기 전극들 사이의 공간을 차지하는 상기 기체의 비유전율은 1.1 이상인, 역학량 검지 부재.
  15. 역학량 검지 장치로서,
    제1항 내지 제14항 중 임의의 한 항에 따른 역학량 검지 부재; 및
    상기 배선을 통해 상기 전극에 전기적으로 접속되어, 상기 접촉 물체의 압압에 의해 발생하는 상기 전극들 간의 정전 용량의 변화를 전기 신호로서 검출하는 검출 회로부
    를 포함하는, 역학량 검지 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 역학량 검지 장치가 다른 전자 기기와 함께 사용될 때, 상기 역학량 검지 장치는 상기 접촉 물체의 압압의 강도에 대응하는 전기 신호를 상기 다른 전자 기기에 출력하는 입력 장치로서 구성되는, 역학량 검지 장치.
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