JP6877861B2 - Touch panel - Google Patents
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Description
本発明は、ユーザーが指またはスタイラス等で操作面をタッチしたときに、操作面上の押圧位置に加えて、押圧力をも検出することができるタッチパネル(感圧機能付きタッチパネル)に関する。 The present invention relates to a touch panel (touch panel with a pressure sensitive function) capable of detecting a pressing force in addition to a pressing position on the operating surface when the user touches the operating surface with a finger or a stylus.
上記のようなタッチパネルとして、特許文献1に記載された機器が知られている。特許文献1の機器は、ストライプ状に形成された電極2c,2dを有する一対のポリエステルフイルム基板2a,2bがドット状のスペーサを介して対向配置された構成のタッチパネル2を備えている(特許文献1の図2を参照)。そして、この可撓性を有するタッチパネル2が、平面状の感圧センサ1上に密着するように重ねて配置されている(特許文献1の図1を参照)。
As the touch panel as described above, the device described in
特許文献1の機器では、タッチパネル2の操作面をユーザーが指等でタッチすると、当該タッチ部分に位置する電極2c,2dどうしが接触して導通する。これを利用して、電極2c,2dの交点位置が、操作面上の押圧位置として検出される。また、その際、可撓性を有するタッチパネル2は、押圧位置のみにおいて部分的に変形して感圧センサ1を押圧するので、感圧センサ1からの出力値に応じて操作面に対する押圧力が検出される。これにより、操作面上での位置情報と押圧力情報とを同時に入力することが可能となっている。
In the device of
しかし、特許文献1の機器では、操作面上の押圧位置を検出するためのタッチパネル2と操作面に対する押圧力を検出するための感圧センサ1とが別部材として構成され、さらにこれらは厚み方向に直列的に積層されている。このため、機器全体としての厚みが大きいという課題があった。
However, in the device of
そこで、感圧機能を有するとともに薄型のタッチパネルも提案された(特許文献2)。特許文献2のタッチパネルでは、弾性変形可能なパネル部材10と、X軸方向に並ぶように配置され、被検知物の近接/離間に応じて自己容量または相互容量が変化する第1電極22と、Y軸方向に並ぶように配置され、被検知物の近接/離間に応じて自己容量または相互容量が変化する第2電極32と、第1電極22どうしの間または第2電極32どうしの間に配置され、姿勢変化に応じて電気抵抗が変化する第3電極42と、を備える(特許文献2の図3を参照)。
Therefore, a thin touch panel having a pressure-sensitive function has also been proposed (Patent Document 2). In the touch panel of
特許文献2の構成によれば、操作面に対する押圧力を検出するための第3電極42が、操作面上の押圧位置を検出するための第1電極22および第2電極32のうちのいずれかの間に配置される。つまり、X軸方向に互いに隣接する第1電極22どうしの間の領域、または、Y軸方向に互いに隣接する第2電極32どうしの間の領域を有効利用して、第3電極42が、第1電極22および第2電極32のうちのいずれかと同一平面状に配置される。よって、第1電極22および第2電極32を備える静電容量方式のタッチパネルに感圧機能を付与するために第3電極42を追加する場合であっても、機器全体としての厚みは増大しない。
According to the configuration of
しかし、特許文献2のタッチパネルでは、温度変化が生じたときに、操作面に対する押圧力を検出するための第3電極42の電気抵抗がこの温度変化によっても変化してしまう。このため第3電極42の姿勢変化を伴わない押圧であっても押圧力を検出してしまい、正確な押圧を検出できないという課題があった。
温度変化は、操作面に指が接触したときの指の熱が、第3電極42に伝わることによって生じる。
However, in the touch panel of
The temperature change is caused by the heat of the finger when the finger comes into contact with the operation surface being transferred to the
本発明の目的は、感圧機能付きタッチパネルにおいて、温度変化に起因する抵抗変化の問題を解決することで、押圧力を正確に測定できるようにすることにある。 An object of the present invention is to solve the problem of resistance change caused by temperature change in a touch panel with a pressure sensitive function so that the pressing force can be measured accurately.
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。 Hereinafter, a plurality of aspects will be described as means for solving the problem. These aspects can be arbitrarily combined as needed.
本発明の一見地に係るタッチパネルは、パネル部材と、第1電極と、第2電極と、第3電極と、第4電極とを備えている。
パネル部材は、操作面を有するとともに弾性変形可能である。
第1電極は、パネル部材における操作面とは反対側に第1方向(例えばX軸方向)に所定間隔を隔てて並ぶように互いに平行に複数配置され、被検知物の近接/離間に応じて自己容量または相互容量が変化する。
第2電極は、複数の第1電極と対向し、かつ、第1方向に交差する第2方向(例えばY軸方向)に所定間隔を隔てて並ぶように互いに平行に配置され、被検知物の近接/離間に応じて自己容量または相互容量が変化する。
第3電極は、複数の第1電極どうしの間に第1方向に並ぶように互いに平行に配置され、または、複数の第2電極どうしの間に第2方向に並ぶように互いに平行に配置され、姿勢変化および温度変化に応じて電気抵抗が変化する。
第4電極は、複数の第3電極のそれぞれに沿って延在するように配置され、姿勢変化および温度変化に応じて電気抵抗が変化する。
また、第4電極の温度変化による抵抗変化率は、第3電極の温度変化による抵抗変化率と同じである。
また、第4電極の姿勢変化による抵抗変化率は、常温での姿勢変化中において、第3電極の姿勢変化による抵抗変化率の90%以下である。
The touch panel according to the viewpoint of the present invention includes a panel member, a first electrode, a second electrode, a third electrode, and a fourth electrode.
The panel member has an operating surface and is elastically deformable.
A plurality of first electrodes are arranged in parallel with each other so as to be arranged on the side opposite to the operation surface of the panel member in the first direction (for example, in the X-axis direction) with a predetermined interval, and depending on the proximity / separation of the object to be detected. Self-capacity or mutual capacity changes.
The second electrodes are arranged in parallel with each other so as to face the plurality of first electrodes and are arranged in a second direction (for example, the Y-axis direction) intersecting with the first direction at predetermined intervals. The self-capacity or mutual capacity changes depending on the proximity / separation.
The third electrode is arranged parallel to each other so as to be aligned in the first direction between the plurality of first electrodes, or is arranged parallel to each other so as to be arranged in the second direction between the plurality of second electrodes. , The electrical resistance changes in response to changes in attitude and temperature.
The fourth electrode is arranged so as to extend along each of the plurality of third electrodes, and the electrical resistance changes in response to a change in posture and a change in temperature.
Further, the resistance change rate due to the temperature change of the fourth electrode is the same as the resistance change rate due to the temperature change of the third electrode.
Further, the resistance change rate due to the attitude change of the fourth electrode is 90% or less of the resistance change rate due to the attitude change of the third electrode during the attitude change at room temperature.
本願において、第1電極および第2電極についての「自己容量」とは、各電極単独での静電容量(self capacitance)を表す。また、「相互容量」とは、第1電極と第2電極との間の静電容量(mutual capacitance)を表す。 In the present application, the "self-capacitance" of the first electrode and the second electrode represents the capacitance of each electrode alone. Further, the “mutual capacitance” represents a capacitance between the first electrode and the second electrode.
この特徴構成によれば、従来からある静電容量方式のタッチパネルと同様に、パネル部材の操作面に接触または近接するユーザーの指等の位置(“タッチ位置”と称する)を判定することができる。つまり、第1電極および第2電極のそれぞれの自己容量の変化、または第1電極と第2電極との間の相互容量の変化に基づき、操作面におけるX−Y座標系でのタッチ位置を適切に決定することができる。 According to this feature configuration, it is possible to determine the position (referred to as "touch position") of a user's finger or the like that is in contact with or close to the operation surface of the panel member, as in the conventional capacitive touch panel. .. That is, the touch position in the XY coordinate system on the operation surface is appropriate based on the change in the self-capacity of each of the first electrode and the second electrode, or the change in the mutual capacitance between the first electrode and the second electrode. Can be decided.
また、パネル部材の操作面をユーザーが指等でタッチすると、当該パネル部材は弾性変形し、それに伴って1つ以上の第3電極および第4電極も変形する。このとき、第3電極および第4電極は、その変形(姿勢変化)に応じて電気抵抗が変化するが、同時に温度変化に応じても電気抵抗が変化する。 Further, when the user touches the operation surface of the panel member with a finger or the like, the panel member is elastically deformed, and the one or more third electrodes and the fourth electrode are also deformed accordingly. At this time, the electrical resistance of the third electrode and the fourth electrode changes according to the deformation (posture change), but at the same time, the electrical resistance also changes according to the temperature change.
しかし、第4電極の温度変化による抵抗変化率が第3電極の温度変化による抵抗変化率と同じであり、第4電極の姿勢変化による抵抗変化率が、常温での姿勢変化中において、第3電極の姿勢変化による抵抗変化率の90%以下であるので、第3電極の温度変化に起因する電気抵抗の変化を含む検出結果を補正(温度補償)することができる。すなわち、第3電極の電気抵抗の変化と、第3電極のそれぞれに沿って延在するように配置された第4電極の電気抵抗の変化を検出する。そして、押圧時において、第3電極の抵抗変化率と、第3電極近傍に位置し、かつ、第3電極より抵抗変化率の小さい第4電極の抵抗変化率との差を得ることで、当該差に応じて操作面に対する押圧力の大きさを適切に決定することができる。
また、抵抗変化が検出された第3電極を特定することで、操作面上でのX軸方向またはY軸方向に沿った押圧位置毎の押圧力を決定することもできる。
However, the rate of change in resistance due to the temperature change of the fourth electrode is the same as the rate of change in resistance due to the change in temperature of the third electrode, and the rate of change in resistance due to the change in attitude of the fourth electrode is the third during the change in attitude at room temperature. Since it is 90% or less of the resistance change rate due to the change in the attitude of the electrode, it is possible to correct (temperature compensation) the detection result including the change in the electrical resistance due to the temperature change of the third electrode. That is, the change in the electric resistance of the third electrode and the change in the electric resistance of the fourth electrode arranged so as to extend along each of the third electrodes are detected. Then, at the time of pressing, the difference between the resistance change rate of the third electrode and the resistance change rate of the fourth electrode located near the third electrode and having a smaller resistance change rate than the third electrode is obtained. The magnitude of the pressing force on the operating surface can be appropriately determined according to the difference.
Further, by specifying the third electrode in which the resistance change is detected, it is possible to determine the pressing force for each pressing position along the X-axis direction or the Y-axis direction on the operation surface.
以下、本発明の好適な態様について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
1つの態様として、第3電極および第4電極が以下のパターンであると好適である。
すなわち、第3電極のパターンは、直線パターンである。
一方、第4電極のパターンは、第4電極を構成する抵抗線が平面視でジグザグ状に折り返されたパターンである。第4電極のパターンは、互いに平行に形成されている複数の重複部分を有している。また、複数の重複部分の並び方向が第4電極の延在方向に一致する。
As one embodiment, it is preferable that the third electrode and the fourth electrode have the following patterns.
That is, the pattern of the third electrode is a linear pattern.
On the other hand, the pattern of the fourth electrode is a pattern in which the resistance wires constituting the fourth electrode are folded back in a zigzag shape in a plan view. The pattern of the fourth electrode has a plurality of overlapping portions formed parallel to each other. Further, the arrangement direction of the plurality of overlapping portions coincides with the extending direction of the fourth electrode.
この構成によれば、第4電極は、当該第4電極の伸び方向に垂直な複数の重複部分では姿勢変化に応じた電気抵抗の変化が生じず、重複部分どうしを接続する折り返し部分のみで姿勢変化に応じた電気抵抗の変化が生じるよって、第3電極と第4電極が同じ材料であっても、押圧時に検出される第4電極の抵抗変化率が、直線パターンである第3電極の抵抗変化率に比べて小さくなる。すなわち、パターンの違いだけで、押圧時の第3電極の抵抗変化率と第4電極の抵抗変化率との差を生じさせることができる。
なお、第3電極は、第4電極のように延在方向に直交する方向の幅を取らないので、第2電極、第3電極および第4電極を詰めて並べることができる。その結果、押圧位置および押圧力の検出精度を高めることができる。
According to this configuration, in the plurality of overlapping portions perpendicular to the extension direction of the fourth electrode, the change in electrical resistance does not occur in response to the change in posture, and the posture of the fourth electrode is only the folded portion connecting the overlapping portions. Since the electrical resistance changes according to the change, even if the third electrode and the fourth electrode are made of the same material, the resistance change rate of the fourth electrode detected at the time of pressing is the resistance of the third electrode which is a linear pattern. It is smaller than the rate of change. That is, it is possible to make a difference between the resistance change rate of the third electrode and the resistance change rate of the fourth electrode at the time of pressing only by the difference in the pattern.
Since the third electrode does not have a width in the direction orthogonal to the extending direction unlike the fourth electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode can be packed and arranged. As a result, the detection accuracy of the pressing position and the pressing pressure can be improved.
1つの態様として、第4電極を構成する平面視でジグザグ状に折り返された抵抗線の幅を、重複部分で細く、重複部分どうしを接続する折り返し部分では太くすると好適である。 As one embodiment, it is preferable that the width of the resistance wire folded in a zigzag shape in a plan view constituting the fourth electrode is narrowed at the overlapping portion and widened at the folded portion connecting the overlapping portions.
この構成によれば、第4電極を構成する抵抗線の折り返し部分の幅を重複部分に比べて太くすることにより、押圧時に検出される第4電極の抵抗変化率が、重複部分と折り返し部分が同幅の場合に比べて小さくなる。よって、押圧時の第3電極の抵抗変化率と第4電極の抵抗変化率の差が大きくなるため、さらにより正確な検出が容易となる。
一方、第4電極を構成する抵抗線の幅が折り返し部分では太いので、応力集中に対して折り返し部分の耐久性が上がる。
According to this configuration, by making the width of the folded portion of the resistance wire constituting the 4th electrode wider than that of the overlapping portion, the resistance change rate of the 4th electrode detected at the time of pressing is increased between the overlapping portion and the folded portion. It is smaller than the case of the same width. Therefore, the difference between the resistance change rate of the third electrode and the resistance change rate of the fourth electrode at the time of pressing becomes large, so that more accurate detection becomes easier.
On the other hand, since the width of the resistance wire constituting the fourth electrode is thick at the folded-back portion, the durability of the folded-back portion is improved against stress concentration.
1つの態様として、第1電極乃至第4電極が以下のパターンであると好適である。
すなわち、第1電極および第2電極のうち第3電極および第4電極と同一面に形成された電極のパターンが、メッシュパターンである。具体的には、メッシュパターンは、X軸方向およびY軸方向の細線からなる矩形状の格子目を有する。第4電極のパターンの隣接する一組の重複部分を対辺とする矩形状の領域と、メッシュパターンの格子目とは、同一または近似サイズ、かつ、同一または近似サイズである。
また、メッシュパターンである電極と、第3電極と、第4電極とが、近接している。
さらに、格子目および矩形状の領域が、全体として規則正しく配列されている、
As one embodiment, it is preferable that the first electrode to the fourth electrode have the following pattern.
That is, the pattern of the electrodes formed on the same surface as the third electrode and the fourth electrode among the first electrode and the second electrode is a mesh pattern. Specifically, the mesh pattern has a rectangular grid consisting of fine lines in the X-axis direction and the Y-axis direction. The rectangular region with the adjacent set of overlapping portions of the pattern of the fourth electrode as opposite sides and the grid pattern of the mesh pattern are the same or approximate size, and are the same or approximate size.
Further, the electrode having a mesh pattern, the third electrode, and the fourth electrode are close to each other.
In addition, the grid and rectangular areas are regularly arranged as a whole.
この構成によれば、第1電極および第2電極のうち第3電極および第4電極と同一面に形成された電極のパターンが、メッシュパターンであるので、タッチパネルの視認性に優れる。
さらに、第4電極のパターンの隣接する一組の重複部分を対辺とする矩形状の領域が、メッシュパターンの格子目と視覚的に同化するため、電極のパターンが視認される現象、いわゆる骨見え現象を抑制することできる。
According to this configuration, the pattern of the electrodes formed on the same surface as the third electrode and the fourth electrode among the first electrode and the second electrode is a mesh pattern, so that the visibility of the touch panel is excellent.
Further, since the rectangular region having the adjacent set of overlapping portions of the pattern of the fourth electrode as the opposite side is visually assimilated with the grid pattern of the mesh pattern, the phenomenon that the electrode pattern is visually recognized, that is, the so-called bone appearance. The phenomenon can be suppressed.
1つの態様として、第1電極乃至第4電極が以下のパターンであると好適である。
すなわち、第3電極のパターンは、第3電極を構成する抵抗線が平面視でジグザグ状に折り返されたパターンである。第3電極のパターンは、互いに平行に形成されている複数の重複部分を有している。また、複数の重複部分の並び方向が前記第3電極の延在方向に一致する。
一方、第4電極のパターンは、第4電極を構成する抵抗線が平面視でジグザグ状に折り返されたパターンである。第4電極のパターンは、互いに平行に形成されている複数の重複部分を有している。また、複数の重複部分の並び方向が第4電極の延在方向に一致するパターンである。なお、第3電極のパターンと第4電極のパターンの折り返しは、同調した周期を有する。
さらに、第1電極および第2電極のうち第3電極および第4電極と同一面に形成された電極のパターンが、メッシュパターンである。具体的には、メッシュパターンは、X軸方向およびY軸方向の細線からなる矩形状の格子目を有する。第3電極および第4電極のパターンの隣接する一組の重複部分を対辺とする矩形状の領域と、メッシュパターンの格子目とは、同一または近似形状、かつ、同一または近似サイズである。
また、メッシュパターンである電極と、第3電極と、第4電極とが、近接している、
さらに、格子目および矩形状の領域が、全体としてX軸方向およびY軸方向に規則正しく配列されている。
As one embodiment, it is preferable that the first electrode to the fourth electrode have the following pattern.
That is, the pattern of the third electrode is a pattern in which the resistance wires constituting the third electrode are folded back in a zigzag shape in a plan view. The pattern of the third electrode has a plurality of overlapping portions formed parallel to each other. Further, the arrangement direction of the plurality of overlapping portions coincides with the extending direction of the third electrode.
On the other hand, the pattern of the fourth electrode is a pattern in which the resistance wires constituting the fourth electrode are folded back in a zigzag shape in a plan view. The pattern of the fourth electrode has a plurality of overlapping portions formed parallel to each other. Further, it is a pattern in which the arrangement direction of the plurality of overlapping portions coincides with the extending direction of the fourth electrode. The folding back of the pattern of the third electrode and the pattern of the fourth electrode has a synchronized period.
Further, the pattern of the electrodes formed on the same surface as the third electrode and the fourth electrode among the first electrode and the second electrode is a mesh pattern. Specifically, the mesh pattern has a rectangular grid consisting of fine lines in the X-axis direction and the Y-axis direction. The rectangular region having the adjacent pair of overlapping portions of the patterns of the third electrode and the fourth electrode as opposite sides and the grid pattern of the mesh pattern have the same or approximate shape and the same or approximate size.
Further, the electrodes having a mesh pattern, the third electrode, and the fourth electrode are in close proximity to each other.
Further, the grid and rectangular regions are regularly arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction as a whole.
この構成によれば、第1電極および第2電極のうち第3電極および第4電極と同一面に形成された電極のパターンが、メッシュパターンであるので、タッチパネルの視認性に優れる。
さらに、第3電極および第4電極のパターンの隣接する一組の重複部分を対辺とする矩形状の領域が、メッシュパターンの格子目と視覚的に同化するため、電極のパターンが視認される現象、いわゆる骨見え現象を抑制することできる。
前述の第3電極が直線パターンの態様と比べると、本態様は、第4電極のパターンの重複部分どうしを接続する折り返し部分付近で、第4電極と第3電極とが二重線(メッシュパターンの細線を含めると三重線)を構成しない。したがって、メッシュパターンの格子目との同化がより自然である。
According to this configuration, the pattern of the electrodes formed on the same surface as the third electrode and the fourth electrode among the first electrode and the second electrode is a mesh pattern, so that the visibility of the touch panel is excellent.
Further, a rectangular region having a pair of adjacent overlapping portions of the patterns of the third electrode and the fourth electrode as opposite sides is visually assimilated with the grid of the mesh pattern, so that the electrode pattern is visually recognized. , The so-called bone vision phenomenon can be suppressed.
Compared with the above-mentioned mode in which the third electrode has a linear pattern, in this mode, the fourth electrode and the third electrode have a double line (mesh pattern) in the vicinity of the folded portion connecting the overlapping portions of the patterns of the fourth electrode. If the thin line of is included, it does not form a triple line). Therefore, the assimilation of the mesh pattern with the grid is more natural.
1つの態様として、上記の骨見え現象を抑制する構成において、第3電極および第4電極のそれぞれを構成する平面視でジグザグ状に折り返された抵抗線の線幅が、以下の関係にあると好適である。
すなわち、第3電極を構成する抵抗線の線幅が、重複部分で太く、重複部分どうしを接続する折り返し部分では細い。一方、第4電極を構成する抵抗線の線幅が、重複部分で細く、重複部分どうしを接続する折り返し部分では太い。
As one embodiment, in the configuration for suppressing the bone visibility phenomenon, the line widths of the resistance lines folded in a zigzag shape in a plan view constituting each of the third electrode and the fourth electrode have the following relationship. Suitable.
That is, the line width of the resistance wire constituting the third electrode is thick at the overlapping portion and thin at the folded portion connecting the overlapping portions. On the other hand, the line width of the resistance wire constituting the fourth electrode is thin at the overlapping portion and thick at the folded portion connecting the overlapping portions.
この構成によれば、第3電極を構成する抵抗線の幅が、第4電極とは逆に、折り返し部分で細いので、折り返し部分の断面積が小さくなる。前述のように、平面視でジグザグ状に折り返された抵抗線は、複数の重複部分では姿勢変化に応じた電気抵抗の変化が生じず、重複部分どうしを接続する折り返し部分のみで姿勢変化に応じた電気抵抗の変化が生じる。よって、第3電極と第4電極が同じ材料であっても、押圧時に検出される折り返し部分が太い第4電極の抵抗変化率が、折り返し部分が細い第3電極の抵抗変化率より小さくなる。すなわち、パターンの違いだけで、押圧時の第3電極の抵抗変化率と第4電極の抵抗変化率との差を生じさせることができる。 According to this configuration, the width of the resistance wire constituting the third electrode is narrow at the folded-back portion, contrary to the fourth electrode, so that the cross-sectional area of the folded-back portion becomes small. As described above, the resistance wire folded back in a zigzag shape in a plan view does not change the electrical resistance according to the attitude change in the plurality of overlapping parts, and responds to the attitude change only in the folded part connecting the overlapping parts. There is a change in electrical resistance. Therefore, even if the third electrode and the fourth electrode are made of the same material, the resistance change rate of the fourth electrode having a thick folded portion detected at the time of pressing is smaller than the resistance change rate of the third electrode having a thin folded portion. That is, it is possible to make a difference between the resistance change rate of the third electrode and the resistance change rate of the fourth electrode at the time of pressing only by the difference in the pattern.
また、前々段落に記載の第3電極または第4電極のいずれかについて、電極を構成する抵抗線の線幅が重複部分と折り返し部分とで同一幅のものに置き換えてもよい。 Further, with respect to either the third electrode or the fourth electrode described in the preceding paragraph, the line width of the resistance wire constituting the electrode may be replaced with the same width in the overlapping portion and the folded portion.
このように第3電極および第4電極のいずれを同一幅に置き換えた場合、第3電極と第4電極が同じ材料であっても、押圧時に検出される第4電極の抵抗変化率が、第3電極の抵抗変化率より小さくなることは変わりがない。すなわち、この場合も、パターンの違いだけで、押圧時の第3電極の抵抗変化率と第4電極の抵抗変化率との差を生じさせることができる。 When either the third electrode or the fourth electrode is replaced with the same width in this way, even if the third electrode and the fourth electrode are made of the same material, the resistance change rate of the fourth electrode detected at the time of pressing is the second. It is still smaller than the resistance change rate of the three electrodes. That is, also in this case, the difference between the resistance change rate of the third electrode and the resistance change rate of the fourth electrode at the time of pressing can be generated only by the difference in the pattern.
1つの態様として、第3電極および第4電極のそれぞれを構成する平面視でジグザグ状に折り返された抵抗線の折り返し部分が、曲線的に折り返されていると好適である。 As one embodiment, it is preferable that the folded portion of the resistance wire folded back in a zigzag shape in a plan view constituting each of the third electrode and the fourth electrode is curvedly folded back.
この構成によれば、第3電極および第4電極に伸びの力がかかるときの応力集中を緩和でき、クラックの発生を抑えることができる。 According to this configuration, stress concentration when an extension force is applied to the third electrode and the fourth electrode can be relaxed, and the occurrence of cracks can be suppressed.
1つの態様として、第3電極および第4電極のそれぞれを構成する平面視でジグザグ状に折り返された抵抗線の折り返し部分が、直線的に折り返されていると好適である。 As one embodiment, it is preferable that the folded portion of the resistance wire folded back in a zigzag shape in a plan view constituting each of the third electrode and the fourth electrode is linearly folded back.
この構成によれば、曲線的に折り返されている構成と比べて第3電極および第4電極の延在方向に直交する方向の幅が小さくなるので、第2電極、第3電極および第4電極を詰めて並べることができる。その結果、押圧位置および押圧力の検出精度を高めることができる。 According to this configuration, the width of the third electrode and the fourth electrode in the direction orthogonal to the extending direction is smaller than that of the curvedly folded configuration, so that the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode Can be packed and lined up. As a result, the detection accuracy of the pressing position and the pressing pressure can be improved.
1つの態様として、第4電極が、第4電極とパターンの異なる第3電極と同じ材料を用いて構成されていると好適である。 In one embodiment, it is preferable that the fourth electrode is made of the same material as the third electrode, which has a different pattern from the fourth electrode.
この構成によれば、第3電極と第4電極を同時に形成することができ、工程が簡単である。 According to this configuration, the third electrode and the fourth electrode can be formed at the same time, and the process is simple.
1つの態様として、複数の第3電極および複数の第4電極が、それぞれ全体として平面視でジグザグ状に形成されていると好適である。
すなわち、複数の第3電極が、互いに隣接して配置される第3電極どうしがそれらの延在方向の一方側端部と他方側端部とで交互に接続されている。
一方、複数の第4電極が、互いに隣接して配置される第4電極どうしがそれらの延在方向の一方側端部と他方側端部とで交互に接続されている。
As one embodiment, it is preferable that the plurality of third electrodes and the plurality of fourth electrodes are formed in a zigzag shape as a whole in a plan view.
That is, a plurality of third electrodes are arranged so as to be adjacent to each other, and the third electrodes are alternately connected at one side end portion and the other side end portion in the extending direction thereof.
On the other hand, a plurality of fourth electrodes are arranged so as to be adjacent to each other, and the fourth electrodes are alternately connected at one side end portion and the other side end portion in the extending direction thereof.
この構成によれば、複数の第3電極が互いに接続されて全体として1本につながるので、その全体を検知対象とすることで、操作面に対する押圧力の大きさを容易に決定することができる。特に、1点のみが操作面に接触するシングルタッチの場合には、当該1点における押圧力の大きさを容易に決定することができる。シングルタッチ時にのみ感圧機能が発揮されれば良い仕様であれば、第3電極の電気抵抗を検出するための回路を大幅に簡素化することができ、低コスト化を図ることができる。
なお、複数の第4電極は、第4電極の検出結果に基づいて第3電極の検出結果を温度補償するためのものであるから、複数の第3電極と同様の接続を行なう。
According to this configuration, since a plurality of third electrodes are connected to each other and connected to one as a whole, the magnitude of the pressing force on the operation surface can be easily determined by setting the whole as a detection target. .. In particular, in the case of a single touch in which only one point contacts the operation surface, the magnitude of the pressing force at that one point can be easily determined. If the specifications require that the pressure-sensitive function be exhibited only at the time of a single touch, the circuit for detecting the electric resistance of the third electrode can be significantly simplified, and the cost can be reduced.
Since the plurality of fourth electrodes are for temperature compensating the detection result of the third electrode based on the detection result of the fourth electrode, the same connection as that of the plurality of third electrodes is performed.
1つの態様として、第3電極および第4電極が、第1電極と第2電極とのうちパネル部材とは反対側に配置される電極と同一面に形成されていると好適である。 As one embodiment, it is preferable that the third electrode and the fourth electrode are formed on the same surface as the electrodes of the first electrode and the second electrode which are arranged on the opposite side of the panel member.
この構成によれば、第3電極および第4電極が、第1電極、第2電極およびパネル部材の全体の中立軸からより離れた位置に配置される。このため、操作面に対して押圧力が加わって第1電極、第2電極、第3電極、第4電極およびパネル部材が一体的に弾性変形した際の、第3電極および第4電極の変形(姿勢変化)の程度が相対的に大きくなる。よって、押圧力の検出感度を高めることができ、その結果、押圧力の検出精度を高めることができる。 According to this configuration, the third electrode and the fourth electrode are arranged at positions farther from the neutral axis of the entire first electrode, the second electrode, and the panel member. Therefore, when a pressing force is applied to the operation surface and the first electrode, the second electrode, the third electrode, the fourth electrode, and the panel member are elastically deformed integrally, the deformation of the third electrode and the fourth electrode is performed. The degree of (change in posture) becomes relatively large. Therefore, the detection sensitivity of the pressing force can be increased, and as a result, the detection accuracy of the pressing force can be improved.
1つの態様として、複数の第3電極の電気抵抗を検出する第1抵抗検出部と、複数の第4電極の電気抵抗を検出する第2抵抗検出部と、第2抵抗検出部による検出結果に基づいて第1抵抗検出部による検出結果を補正する温度補償部と、第1抵抗検出部による検出結果の温度補償部による補正後の値に基づいて、前記操作面に対する押圧力を決定する押圧力決定部と、前記操作面に対する押圧力と前記非押圧状態からの電気抵抗変化量との相関関係を規定した関係情報を予め記憶した記憶部と、をさらに備え、前記押圧力決定部は、前記関係情報と実際の電気抵抗変化量とに基づいて、実際の電気抵抗変化量に応じた押圧力を決定すると好適である。 As one embodiment, the detection results by the first resistance detection unit that detects the electrical resistance of the plurality of third electrodes, the second resistance detection unit that detects the electrical resistance of the plurality of fourth electrodes, and the second resistance detection unit Based on the temperature compensating unit that corrects the detection result by the first resistance detection unit and the value after correction by the temperature compensation unit of the detection result by the first resistance detection unit, the pressing force that determines the pressing force on the operation surface. The determination unit further includes a storage unit that stores in advance the relational information that defines the correlation between the pressing force on the operation surface and the amount of change in electrical resistance from the non-pressing state, and the pressing force determining unit is said to be described above. It is preferable to determine the pressing force according to the actual amount of change in electrical resistance based on the relationship information and the actual amount of change in electrical resistance.
この構成によれば、第1抵抗検出部、第2抵抗検出部および温度補償部と押圧力決定部との協働により、記憶部に予め整備された関係情報に基づいて、操作面に対する押圧力を簡易かつ適切に決定することができる。 According to this configuration, the pressing force on the operation surface is based on the relational information prepared in advance in the storage unit by the cooperation of the first resistance detecting unit, the second resistance detecting unit, the temperature compensating unit, and the pressing pressure determining unit. Can be determined easily and appropriately.
1つの態様として、押圧力決定部は、非押圧状態での電気抵抗を基準値(=0)として、操作面に対する押圧操作時に複数の第3電極の中で極大となる抵抗変化を与える第3電極の抵抗変化量に応じた押圧力を決定すると好適である。 As one embodiment, the pressing force determining unit gives a maximum resistance change among the plurality of third electrodes when pressing the operation surface with the electric resistance in the non-pressing state as a reference value (= 0). It is preferable to determine the pressing force according to the amount of change in the resistance of the electrode.
この構成によれば、比較的単純な演算処理によって、操作面に対する押圧力を適切に決定することができる。つまり、押圧力を簡易かつ適切に決定することができる。 According to this configuration, the pressing force on the operating surface can be appropriately determined by a relatively simple arithmetic process. That is, the pressing force can be determined easily and appropriately.
1つの態様として、押圧力決定部は、複数の第3電極のX軸方向またはY軸方向の位置と押圧操作時に実際に検出される抵抗との関係からX軸方向またはY軸方向の各位置における推定抵抗を求め、当該推定抵抗のピーク値に応じた押圧力を決定すると好適である。 As one embodiment, the pressing force determining unit is positioned at each position in the X-axis direction or the Y-axis direction based on the relationship between the positions of the plurality of third electrodes in the X-axis direction or the Y-axis direction and the resistance actually detected during the pressing operation. It is preferable to obtain the estimated resistance in the above and determine the pressing force according to the peak value of the estimated resistance.
この構成によれば、操作面に対する押圧力をより詳細に決定することができる。つまり、押圧力を高精度に決定することができる。 According to this configuration, the pressing force on the operating surface can be determined in more detail. That is, the pressing force can be determined with high accuracy.
1つの態様として、パネル部材の形状が長方形であり、第3電極の延在方向がパネル部材の短辺と平行であってもよい。
この構成によれば、パネル部材の鉛直方向に加えられた押圧力はパネル部材の長辺の支持端に、すなわち短辺方向に多くが伝達される。そして、パネル部材の短辺と平行な第3電極と第4電極の延在方向に伸びる応力が効果的に印加されることになる。
In one embodiment, the shape of the panel member may be rectangular, and the extending direction of the third electrode may be parallel to the short side of the panel member.
According to this configuration, most of the pressing force applied in the vertical direction of the panel member is transmitted to the support end on the long side of the panel member, that is, in the short side direction. Then, the stress extending in the extending direction of the third electrode and the fourth electrode parallel to the short side of the panel member is effectively applied.
本発明に係る感圧機能付きタッチパネルでは、温度変化に起因する抵抗変化の問題を解決することで、押圧力を正確に測定できるようになる。 The touch panel with a pressure-sensitive function according to the present invention can accurately measure the pressing force by solving the problem of the resistance change caused by the temperature change.
1.第1実施形態
(1)タッチパネルの基本構成
本発明に係るタッチパネルの実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るタッチパネル5は、携帯電話や携帯ゲーム機等の電子機器1、自動車内装に用いられる、センターインフォメーションディスプレイ(CID:Center Information Display)やクラスター(Cluster:Instrument Cluster)、リアシートエンターテイメント(RSE:Rear Seat Entertainment)等の車載ディスプレイに備えられ、タッチ入力デバイスとして機能する。
本実施形態では、電子機器1の一種としての多機能携帯電話(スマートフォン)に搭載されたタッチパネル5を例として説明する。なお、以下の説明では、タッチ入力デバイスとしてのタッチパネル5の入力面(後述する操作面10a)が位置している側を「正面側」と称する。この「正面側」は、電子機器1を操作するユーザーに対して正対する側でもある。これとは反対に、電子機器1を操作するユーザーから見た場合における奥側を「背面側」と称する。
1. 1. 1st Embodiment (1) Basic configuration of a touch panel An embodiment of a touch panel according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The
In the present embodiment, the
図1および図2に示すように、本実施形態の電子機器1は、略直方体状の筐体3と、この筐体3に内蔵された表示装置4と、表示装置4に対して正面側に重ねて配置された長方形のタッチパネル5とを備えている。筐体3は、合成樹脂で構成されている。筐体3は、正面側に向かって矩形状に開口する凹部3aを備えている。凹部3aは段差を有するように形成されており、この段差部分は、タッチパネル5を背面側から支持する支持部3bとして機能する。支持部3bは、凹部3aの形状に対応して、矩形枠状(額縁状)に形成されている。支持部3bよりも背面側の領域には表示装置4が収納され、正面側の領域には、支持部3bによって支持された状態でタッチパネル5が収納されている。なお、表示装置4は、例えば液晶表示パネルや有機EL表示パネルにより構成される。
凹部3aの形状および寸法は、表示装置4やタッチパネル5の形状および寸法に応じて適宜設定することができる。本実施形態では、一例として、表示装置4およびタッチパネル5はいずれも略直方体状の形状を有しており、平面視(正面側から見た状態)での寸法は表示装置4よりもタッチパネル5の方が大きい。そして、凹部3aは、第1収納凹部の側面と表示装置4の側面とが接するとともに第2収納凹部の側面とタッチパネル5の側面とが接し、かつ、表示装置4の表面と支持部3bの表面とが略同じ高さとなるともに筐体3の表面とタッチパネル5の表面とが略同じ高さとなるように形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The shape and dimensions of the
本実施形態では、タッチパネル5は、ユーザーの指またはユーザーが操作するスタイラス等が操作面10aに近接または接触したときに、ユーザーの指等に対応する位置(“タッチ位置”と称する)を検出するように構成されている。また、タッチパネル5は、ユーザーが指等で操作面10aを実際にタッチしたときに、タッチ位置(操作面10a上の押圧位置)に加えて、操作面10aに対する押圧力の大きさをも同時に検出するように構成されている。すなわち、本実施形態に係るタッチパネル5は、感圧機能付きタッチパネルとして構成されている。
なお、本実施形態に係るタッチパネル5において、タッチ位置を検出する部分をタッチセンサ5a、押圧力の大きさを検出する部分を圧力センサ5bとする。
In the present embodiment, the
In the
図3に示すように、タッチパネル5は、パネル部材10と、第1電極形成部材20と、第2電極形成部材30と、支持部材50とを備えている。これらは、正面側から背面側に向かって記載の順に積層されている。筐体3の支持部3bに支持部材50が配置され、支持部材50の上に第2電極形成部材30が配置され、第2電極形成部材30の上に第1電極形成部材20が配置され、第1電極形成部材20の上にパネル部材10が配置されている(図2を参照)。これらは、例えば感圧接着剤(Pressure Sensitive Adhesive;PSA)等によって互いに貼り合わされている。
As shown in FIG. 3, the
また、本実施形態では、パネル部材10、第1電極形成部材20、および第2電極形成部材30は、平面視で長方形に形成されて重ね合わされる。そして、当該長方形を形成する4辺のうちの短辺に沿った方向を、本実施形態では「X軸方向」と定義し、その短辺に交差(本例では直交)する長辺に沿った方向を、本実施形態では「Y軸方向」と定義する。本実施形態では、互いに直交するX軸方向とY軸方向とに基づいて、X−Y座標系(X−Y直交座標系)が構成されている。なお、非直角に互いに交差するX軸方向とY軸方向とに基づいて、X−Y座標系が構成されても良い。
Further, in the present embodiment, the
(2)パネル部材
パネル部材10は、タッチパネル5における最正面側に配置される板状部材である。パネル部材10は、その正面側の表面に操作面10aを有する。この操作面10aは、ユーザーが電子機器1に対して所定操作を入力する際に、ユーザーの指等によってタッチされる(操作対象となる)面である。また、操作面10aは、表示装置4のビューエリアとして機能する。操作面10aの外周は、外周エリア10bである。
本実施形態では、パネル部材10は、第1電極形成部材20および第2電極形成部材30を保護する保護パネルとして機能する。パネル部材10は、透明性、耐傷性、および防汚性等を具備していることが好ましい。このようなパネル部材10は、例えばソーダガラスや強化ガラス等を用いたガラス板により構成することができ、本実施形態ではガラス薄板としている。これ以外にも、ポリメチルメタクリレートやポリカーボネート等の樹脂材料や、有機無機ハイブリッド材料等を用いてパネル部材10を構成しても良い。強度に優れた材料を用いることで、パネル部材10の薄型化を図ることができる。パネル部材10の厚みは、例えば、0.4mm〜1.5mmとすることができる。また、パネル部材10は、元来的に弾性変形可能ではあるが、薄型化することで弾性変形しやすくなるという利点もある。
(2) Panel member The
In the present embodiment, the
この構成によれば、パネル部材の鉛直方向に加えられた押圧力はパネル部材の長辺の支持端に、すなわち短辺方向に多くが伝達されるので、第3電極と第4電極の延在方向に伸びる応力が効果的に印加される。したがって、押圧力の検出感度を高めることができる。応力の2方向伝達は長辺/短辺が1.0〜1.5程度までであり、長辺/短辺が2.0を超えて細長くなると力は短辺方向にしか流れない。 According to this configuration, a large amount of the pressing force applied in the vertical direction of the panel member is transmitted to the support end on the long side of the panel member, that is, in the short side direction, so that the third electrode and the fourth electrode are extended. The stress extending in the direction is effectively applied. Therefore, the detection sensitivity of the pressing force can be increased. The two-way transmission of stress is from 1.0 to 1.5 on the long side / short side, and when the long side / short side exceeds 2.0 and becomes elongated, the force flows only in the short side direction.
(3)タッチセンサ
(3−1)第1電極形成部材
第1電極形成部材20は、第1基板21と、この第1基板21上に形成された複数(本
例では8本)の第1電極22を有する。
(a)第1基板
第1基板21は、透明性、柔軟性、および絶縁性等に優れた材料を用いて構成されていることが好ましい。このような要求を満足する材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートやアクリル系樹脂等の汎用樹脂、ポリアセタール系樹脂やポリカーボネート系樹脂等の汎用エンジニアリング樹脂、ポリスルホン系樹脂やポリフェニレンサルファイド系樹脂等のスーパーエンジニアリング樹脂等が例示される。その他、シクロオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂でもよい。第1基板21の厚みは、例えば、25μm〜100μmとすることができる。本実施形態では、ポリエチレンテレフタレートフィルムにより第1基板21が構成されている。
(3) Touch sensor (3-1) First electrode forming member The first
(A) First substrate The
(b)第1電極
第1電極22は、本実施形態では、第1基板21における正面側(パネル部材10側)の面において、操作面10aに対応して形成されている。複数の第1電極22は、X軸方向に所定間隔を隔てて並ぶように互いに平行に配置されている。本実施形態では、第1電極22は、ストライプ状(一定幅を有する直線状)に形成されている。なお、第1電極22は、例えば波状やジグザグ状に形成されても良い。いずれにしても、第1電極22のそれぞれは、全体として、Y軸方向に沿って延在するように形成されている。第1電極22は、非検知物(ユーザーの指等の導体)の近接/離間に応じて静電容量が変化する材料を用いて構成されている。なお、「静電容量」とは、自己容量(self capacitance)と相互容量(mutual capacitance)と相互容量(mutual capacitance)との双方を含む概念である。つまり、第1電極22は、非検知物の近接/離間に応じて、自己容量または第2電極32との間の相互容量が変化する材料を用いて構成されている。また、第1電極22は、透明性に優れた材料を用いて構成されていることが好ましい。このような要求を満足する材料としては、例えば酸化スズ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、およびITO(Indium Tin Oxide)等の金属酸化物、銀ナノワイヤー、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー等が例示される。第1電極22が、これらの材料を用いて構成された透明導電膜である場合、その厚みは、例えば5nm〜10000nmとすることができる。
(B) First Electrode In the present embodiment, the
また、第1電極22は、メッシュ電極であってもよい。メッシュ電極は、細線で構成される網目模様または格子模様の形状を有する。メッシュ電極に用いられる材料としては、例えば、前述の透明性に優れた導電材料のほか、金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロムなど充分にタッチパネル用電極として機能できる程度の導電性を持つ金属を使用する。
Further, the
第1電極22の形成方法としては、例えば第1基板21に全面的に上記した電極材料からなる導電膜を形成してから不要部分をエッチング除去する方法が例示される。導電膜の全面的な形成は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD法、およびロールコーター法等によって行うことができる。エッチングは、電極として残したい部分にフォトリソグラフィ法またはスクリーン印刷法等によりレジストを形成した後、塩酸等のエッチング液に浸漬することによって行うことができる。また、エッチングは、レジストの形成後、エッチング液を噴射してレジストが形成されていない部分の導電膜を除去し、その後、溶剤に浸漬することによりレジストを膨潤または溶解させて除去することにより行うこともできる。また、エッチングは、レーザーにより行うこともできる。
As a method for forming the
(3−2)第2電極形成部材
第2電極形成部材30は、第2基板31と、この第2基板31上に形成された複数(本例では8本)の第2電極32とを有する。
(a)第2基板
第2基板31も、透明性、柔軟性、および絶縁性等に優れた材料を用いて構成されていることが好ましい。第2基板31を構成する材料や第2基板31の厚みに関しては、第1基板21と同様に考えることができる。
(3-2) Second Electrode Forming Member The second
(A) Second substrate The
(b)第2電極
第2電極32は、本実施形態では、第2基板31における正面側(パネル部材10および第1電極形成部材20側)の面に形成されている。複数の第2電極32は、複数の第1電極22と厚み方向に所定間隔を隔てて対向するように配置されている。また、複数の第2電極32は、Y軸方向に所定間隔を隔てて並ぶように互いに平行に配置されている。本実施形態では、第2電極32は、ストライプ状(一定幅を有する直線状)に形成されている。なお、第2電極32は、例えば波状やジグザグ状に形成されても良い。いずれにしても、第2電極32のそれぞれは、全体として、X軸方向に沿って延在するように形成されている。これにより、第1電極22と第2電極32とは、平面視で互いに交差(本例では直交)するように配置されている。第2電極32は、第1電極22と同様、非検知物の近接/離間に応じて静電容量が変化する材料を用いて構成されている。第2電極32は、非検知物の近接/離間に応じて、自己容量または第1電極22との間の相互容量が変化する材料を用いて構成されている。また、第2電極32は、透明性に優れた材料を用いて構成されていることが好ましい。第2電極32を構成する材料や第2電極32の厚みに関しては、第1電極22と同様に考えることができる。また、第2電極32の形成方法に関しても、第1電極22と同様に考えることができる。
(B) Second Electrode In the present embodiment, the
本実施形態では、複数の第1電極22のそれぞれは、第1基板21上において、互いに接続されることなく離間して島状に配置されている。同様に、複数の第2電極32のそれぞれも、第2基板31上において、互いに接続されることなく離間して島状に配置されている。そして、これら複数の第1電極22および複数の第2電極32は、全体として平面視で格子状をなすように配置されている(図6を参照)。これら複数の第1電極22と複数の第2電極32とにより、一般的な静電容量方式のタッチパネルが構成されている。なお、第1電極22と第2電極32との間には第1基板21が存在しており、第1電極22と第2電極32とは厚み方向に第1基板21を介して配置されている。本実施形態では、第1電極22と第2電極32との間にはエアギャップが存在しないので、光学特性を向上させることができる。つまり、光の反射を抑えて、透過率の低下を抑えることができる。
In the present embodiment, each of the plurality of
(4)圧力センサ
圧力センサ5bを説明する。
図3に示すように、圧力センサ5bは、第2基板31上に形成された複数(本例では、第2電極32どうしの間の数に対応する7本)の第3電極42をさらに有する。
第3電極42は、第2基板31における正面側(パネル部材10および第1電極形成部材20側)の面に形成されている。第3電極42は、Y軸方向に所定間隔を隔てて並ぶように互いに平行に配置されている。第3電極42は、互いに隣接する第2電極32どうしの間に1本ずつ配置されており、第3電極42のそれぞれの電極42a〜42gは、全体として、X軸方向に沿って延在するように形成されている(図4を参照)。なお、複数の第3電極42は、第2電極32と同様、複数の第1電極22と厚み方向に所定間隔を隔てて対向するように配置されている。
なお、図3では、パネル部材10の短辺が、第3電極42の延在方向と平行である。この構成によれば、パネル部材10の鉛直方向に加えられた押圧力はパネル部材10の長辺の支持端に、すなわち短辺方向に多くが伝達されるので、第3電極42の延在方向に延びる応力が効果的に印加される。したがって、押圧力の検出感度を高めることができる。
(4) Pressure sensor A pressure sensor 5b will be described.
As shown in FIG. 3, the pressure sensor 5b further has a plurality of
The
In FIG. 3, the short side of the
また、図3に示すように、圧力センサ5bは、第2基板31上に形成された複数(本例では、第2電極32どうしの間の数に対応する7本)の第4電極82をさらに有する。
第4電極82は、第2基板31における正面側(パネル部材10および第1電極形成部材20側)の面に形成されている。第4電極82は、第3電極42に沿って延在するように配置されている。第4電極82は、互いに隣接する第2電極32どうしの間に第3電極42との対で1本ずつ配置されている。つまり、互いに平行に形成される第2電極32と第3電極42および第4電極82の対とが、Y軸方向に所定間隔を隔てつつ交互に配置されている。本実施形態では、第4電極82は、ストライプ状(一定幅を有する直線状)に形成されている。第4電極82のそれぞれの電極82a〜82gは、全体として、X軸方向に沿って延在するように形成されている(図4を参照)。なお、複数の第4電極82は、第2電極32および第3電極42と同様、複数の第1電極22と厚み方向に所定間隔を隔てて対向するように配置されている。
なお、前述したように、パネル部材10の鉛直方向に加えられた押圧力はパネル部材10の長辺の支持端に、すなわち短辺方向に多くが伝達されるので、第4電極82の延在方向に延びる応力が効果的に印加される。
Further, as shown in FIG. 3, the pressure sensor 5b has a plurality of
The
As described above, since most of the pressing force applied in the vertical direction of the
(4−1)第3電極の概略説明
第3電極42は、姿勢変化および温度変化に応じて電気抵抗が変化する材料を用いた抵抗線で構成されている。また、第3電極42は、透明性に優れた材料を用いて構成されていることが好ましい。
このような要求を満足する材料としては、例えば酸化スズ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、およびITO等の金属酸化物、銀ナノワイヤー、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー等が例示される。第3電極4が、これらの材料を用いて構成された透明導電膜である場合、その厚みは、例えば5nm〜10000nmとすることができる。
(4-1) Schematic Description of Third Electrode The
Examples of materials that satisfy such requirements include metal oxides such as tin oxide, indium oxide, antimony oxide, zinc oxide, cadmium oxide, and ITO, silver nanowires, carbon nanotubes, and conductive polymers. .. When the
また、第3電極42は、後述するように細線であるので、不透明な材料を用いて構成されていてもよい。このような材料としては、例えば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロムなどの金属、ニッケル銅、ニッケルクロムなどの合金を使用する。その他、カーボン、導電性カーボンインキ、グラフェン、カーボンナノチューブでもよい。
Further, since the
第3電極42の形成方法に関しては、第1電極22および第2電極32と同様に考えることができる。
The method of forming the
(4−2)第4電極の概略説明
第4電極82は、姿勢変化および温度変化に応じて電気抵抗が変化する材料を用いた抵抗線で構成されている。また、第4電極82は、透明性に優れた材料を用いて構成されていることが好ましい。
このような要求を満足する材料としては、例えば酸化スズ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、およびITO等の金属酸化物、銀ナノワイヤー、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー等が例示される。第4電極82が、これらの材料を用いて構成された透明導電膜である場合、その厚みは、例えば5nm〜10000nmとすることができる。
(4-2) Schematic Description of Fourth Electrode The
Examples of materials that satisfy such requirements include metal oxides such as tin oxide, indium oxide, antimony oxide, zinc oxide, cadmium oxide, and ITO, silver nanowires, carbon nanotubes, and conductive polymers. .. When the
また、第4電極82も、第3電極42と同様に不透明な材料を用いて構成されていてもよい。このような材料としては、例えば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロムなどの金属、ニッケル銅、ニッケルクロムなどの合金を使用する。その他、カーボン、導電性カーボンインキ、グラフェン、カーボンナノチューブでもよい。
Further, the
なお、本実施形態では、第4電極82は、上記例示した材料の中から第3電極42と同じ材料を選択して構成されている。そのため、第4電極82の温度変化による抵抗変化率は、第3電極42の温度変化による抵抗変化率と同じである。
In the present embodiment, the
第4電極82の形成方法に関しては、第1電極22、第2電極32および第3電極42と同様に考えることができる。
The method of forming the
(4−3)第3、第4電極のパターン
ところで、図3および図4において、第3電極42はストライプ状(一定幅を有する直線状)に描かれているが、これは第3電極42の実際のパターンそのものではない。第2基板31上に複数の各電極32,42,82が並んでいるため、図を見やすくするために、第3電極42を簡略化して表現したものである。
(4-3) Patterns of 3rd and 4th Electrodes By the way, in FIGS. 3 and 4, the
図5は、第3電極42および第4電極82からなる一対パターンの一態様を示す拡大図である。本実施形態の第3電極42の実際のパターンは、図5に示すように、直線パターンである。一方、本実施形態の第4電極82の実際のパターンは、図5に示すように、第4電極82を構成する抵抗線が平面視でジグザグ状に折り返されて互いに平行に形成されている複数の重複部分821を有し、複数の重複部分821の並び方向が第4電極82の延在方向(X軸方向)に一致するパターンである。
FIG. 5 is an enlarged view showing one aspect of a pair of patterns including the
この構成によれば、第4電極82は、当該第4電極82の伸び方向に垂直な複数の重複部分821では姿勢変化に応じた電気抵抗の変化が生じず、重複部分821どうしを接続する折り返し部分822のみで姿勢変化に応じた電気抵抗の変化が生じる。よって、第3電極42と第4電極82が前記したように同じ材料であっても、押圧時に検出される第4電極82の抵抗変化率が、直線パターンである第3電極42の抵抗変化率に比べて小さくなる。
According to this configuration, in the
例えば、図5(a)のように、第4電極82の幅が、重複部分821と重複部分821どうしを接続する折り返し部分822とで同幅である場合について考える。
直線パターンの第3電極42の抵抗変化後の電気抵抗(R1´)は、元の電気抵抗(R1)、歪み(ε)およびゲージ率(Ks)と、次式の関係にある。
R1´=R1(1+Ks×ε) (式1)
つまり、電気抵抗の変化した量(ΔR1)および抵抗変化率(ΔR1/R1)は、それぞれ次式のようになる。
ΔR1=R1×Ks×ε (式2)
ΔR1/R1=Ks×ε (式3)
これに対して、同幅のジグザグパターンの第4電極82の抵抗変化後の電気抵抗(R2´)は、元の電気抵抗(R2)、歪み(ε)およびゲージ率(Ks)と、次式の関係にある。
R2´=R2/2+R2/2(1+Ks×ε) (式4)
前の項のR2/2が重複部分821の電気抵抗、後の項のR2/2(1+Ks×ε)が折り返し部分822の抵抗である。つまり、電気抵抗の変化した量(ΔR2)および抵抗変化率(ΔR2/R2)は、それぞれ次式のようになる。
ΔR2=R2/2×Ks×ε (式5)
ΔR2/R2=1/2×Ks×ε (式6)
したがって、(式3)と(式6)から明らかな通り、第4電極82の抵抗変化率は、第3電極42の抵抗半化率の1/2に相当する。すなわち、パターンの違いだけで、押圧時の第3電極42の抵抗変化率と第4電極82の抵抗変化率との差を生じさせることができる。
For example, as shown in FIG. 5A, consider a case where the width of the
The electrical resistance (R 1 ′) of the
R 1 '= R 1 (1 + Ks x ε) (Equation 1)
That is, the amount of change in electrical resistance (ΔR 1 ) and the rate of change in resistance (ΔR 1 / R 1 ) are as shown in the following equations, respectively.
ΔR 1 = R 1 × Ks × ε (Equation 2)
ΔR 1 / R 1 = Ks × ε (Equation 3)
On the other hand, the electrical resistance (R 2 ′) after the resistance change of the
R 2 '= R 2/2 +
Electrical resistance of R 2/2
ΔR 2 = R 2/2 × Ks × ε ( Equation 5)
ΔR 2 / R 2 = 1/2 × Ks × ε (Equation 6)
Therefore, as is clear from (Equation 3) and (Equation 6), the resistance change rate of the
なお、第3電極42は、第4電極82のように延在方向に直交する方向の幅を取らないので、第2電32、第3電極42および第4電極82を詰めて並べることができる。その結果、押圧位置および押圧力の検出精度を高めることができる。
Since the
(4−4)第4電極の太さ変化
また、第4電極82を構成する抵抗線の幅を、図5(b)に示すように、重複部分821で細く、重複部分821どうしを接続する折り返し部分822では太くするのが、より好適である。
第4電極82を構成する抵抗線の折り返し部分822の幅を重複部分821に比べて太くすることにより、押圧時に検出される第4電極82の抵抗変化率が、重複部分821と折り返し部分822とが同幅の場合に比べて小さくなる。
(4-4) Change in thickness of 4th electrode Further, as shown in FIG. 5B, the width of the resistance wire constituting the
By making the width of the folded
例えば、折り返し部分822の幅が重複部分821に比べて太いジグザグパターンである第4電極82の抵抗変化後の電気抵抗(R2´)は、仮に押圧前の重複部分821と折り返し部分822の抵抗比が2:1とすると、元の電気抵抗(R2)、歪み(ε)およびゲージ率(Ks)と、次式の関係にある。
R2´=2R2/3+R2/3(1+Ks×ε) (式7)
前の項の2R2/3が押圧後の重複部分821の電気抵抗、後の項のR2/3(1+Ks×ε)が押圧後の折り返し部分822の抵抗である。つまり、電気抵抗の変化した量(ΔR2)および抵抗変化率(ΔR2/R2)は、それぞれ次式のようになる。
ΔR2=R2/3×Ks×ε (式8)
ΔR2/R2=1/3×Ks×ε (式9)
したがって、(式3)と(式9)から明らかな通り、第4電極82の抵抗変化率は、第3電極42の抵抗半化率の1/3に相当する。すなわち、押圧時の第3電極42の抵抗変化率と第4電極82の抵抗変化率の差が大きくなるため、さらにより正確な検出が容易となる。
また、抵抗線の折り返し部分822で幅を太くすることにより、応力集中に対して折り返し部分822の耐久性が上がる。
For example, the electrical resistance (R 2 ′) after the resistance change of the
R 2 '= 2R 2/3 +
The electrical resistance of the previous section of 2R 2/3 is later pressed overlapping
ΔR 2 = R 2/3 × Ks × ε ( Equation 8)
ΔR 2 / R 2 = 1/3 × Ks × ε (Equation 9)
Therefore, as is clear from (Equation 3) and (Equation 9), the resistance change rate of the
Further, by increasing the width of the folded-
ところで、本発明の第4電極82は、本実施形態のように第3電極42と同じ材料を用いて構成されることが好適である。
By the way, it is preferable that the
この構成によれば、第3電極42と第4電極82の温度変化による抵抗変化率を一致させることが、極めて容易である。
According to this configuration, it is extremely easy to match the resistance change rates of the
さらに、第3電極42および第4電極82は、第2電極32と同じ材料を用いて構成されることが好適である。
Further, it is preferable that the
この構成によれば、第2電極32、第3電極42および第4電極82の屈折率が全て同じになる。同様に、第2電極32、第3電極42および第4電極82の反射率が全て同じになる。このため、第2電極32、第3電極42および第4電極82の間でパターン見えの問題が生じるのを抑制することができる。また、第2基板21上に第2電極32、第3電極42および第4電極82を同時に形成できるので、工程数を低減して製造工程を簡略化することができる。
According to this configuration, the refractive indexes of the
本実施形態では、第2基板31上において、互いに隣接して配置される第3電極42どうしが接続されている。より具体的には、複数の第3電極42は、Y軸方向に互いに隣接して配置される第3電極42どうしが接続配線45を介してX軸方向の一方側端部と他方側端部とで交互に接続され、全体として平面視でジグザグ状に形成されている(図4、図7参照)。なお、接続配線45は、金、銀、銅、およびニッケル等の金属、またはカーボン等の導電ペーストを用いて構成される。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、第2基板31上において、互いに隣接して配置される第4電極82どうしが接続されている。より具体的には、複数の第4電極82は、Y軸方向に互いに隣接して配置される第4電極82どうしが接続配線85を介してX軸方向の一方側端部と他方側端部とで交互に接続され、全体として平面視でジグザグ状に形成されている(図4、図7参照)。なお、接続配線85は、第3電極42の接続配線45と同様、金、銀、銅、およびニッケル等の金属、またはカーボン等の導電ペーストを用いて構成される。
Further, in the present embodiment, the
(5)支持部材
支持部材50は、パネル部材10を背面側(第3電極42および第4電極82が設けられた側)から支持する。支持部材50は、第1電極22が形成された第1電極形成部材20並びに第2電極32、第3電極42および第4電極82が形成された第2電極形成部材30を介して、パネル部材10を背面側から支持する。支持部材50は、枠状に形成されている。支持部材50は、筐体3の支持部3bの形状に対応するように、平面視で矩形枠状に形成されている。支持部材50は、矩形状に形成されたパネル部材10および各電極形成部材20,30の周縁部(各辺の近傍)を支持するように設けられている。支持部材50は、弾性または柔軟性と、パネル部材10等を適切に支持し得る程度の定形性とを兼ね備えた材料を用いて構成されていることが好ましい。
ここでは特に、支持部材50はパネル部材10を構成する材料よりも柔らかい材料で構成されていると好ましい。なお、“柔らかさ”とは、応力に対する変形量の大きさを表す尺度であり、本願においてはヤング率に基づいて評価するものとする。つまり、支持部材50は、パネル部材10を構成する材料よりもヤング率が小さい材料で構成されていると好ましい。例えば、ヤング率が1M・Pa以下、好ましくは0.5M・Pa〜1M・Paの材料が好ましい。
(5) Support member The
Here, in particular, it is preferable that the
このような要求を満足する材料としては、例えばウレタンフォームやアクリルフォーム、シリコンゴム、スポンジ、ゲル等が例示される。両面に粘着層を有する両面テープ等であっても良い。矩形枠状の支持部材50を構成する各辺の平面視における幅寸法は、パネル部材10等を適切に支持し得る範囲内で、極力狭く設定されていることが好ましい。支持部材50の幅は、例えば0.4mm〜2mmとすることができる。また、支持部材50の厚みは、パネル部材10および各電極形成部材20,30の弾性変形による変位幅を吸収し得るように比較的厚く設定されていることが好ましい。支持部材50の厚みは、例えば0.1mm〜0.4mmとすることが好ましい。
Examples of materials that satisfy such requirements include urethane foam, acrylic foam, silicone rubber, sponge, gel, and the like. It may be a double-sided tape or the like having adhesive layers on both sides. It is preferable that the width dimension of each side constituting the rectangular frame-shaped
このような柔らかくかつ比較的厚みのある枠状の支持部材50を介して、第1電極22、第2電極32、第3電極42および第4電極82が配置されたパネル部材10が、筐体3の支持部3bに支持される。このとき、パネル部材10の操作面10aをユーザーが指等でタッチしたとき、枠状の支持部材50における内周側の部分が変形しながら、パネル部材10はその全体が反操作面側に向かって凸となるように弾性変形する(図7を参照)。つまり、支持部材50によるパネル部材10の支持形態は単純支持型となる。よって、パネル部材10の一部(具体的には、支持部材50によって支持される被支持部の付近)のみが局所的に変形して第3電極42に縮み変形が生じるのを抑制することができる。すなわち、第3電極42の変形(姿勢変化)を実質的に伸び変形のみとすることができる。
The
(6)センサの制御装置
図6に示すように、複数の第1電極22のそれぞれは、引き回し配線23を介して制御部60に接続されている。複数の第1電極22から延びるそれぞれの引き回し配線23には、スイッチ24が設けられている。スイッチ24は、本実施形態ではスイッチング素子を用いて構成されている。複数の第2電極32のそれぞれは、引き回し配線33を介して制御部60に接続されている。
複数の第2電極32から延びるそれぞれの引き回し配線33には、スイッチ34が設けられている。スイッチ34は、本実施形態ではスイッチング素子を用いて構成されている。
(6) Sensor Control Device As shown in FIG. 6, each of the plurality of
A
図7に示すように、全体として1本につながった複数の第3電極42の両端部のそれぞれは、引き回し配線43を介して制御部60に接続されている。また、互いに隣接する第3電極42どうしの間の接続配線45のそれぞれも、引き回し配線43を介して制御部60に接続されている。Y軸方向における両端部の第3電極42および各接続配線45から延びるそれぞれの引き回し配線43には、スイッチ44が設けられている。スイッチ44は、本実施形態ではスイッチング素子を用いて構成されている。
As shown in FIG. 7, each of both end portions of the plurality of
また、図7に示すように、全体として1本につながった複数の第4電極82の両端部のそれぞれは、引き回し配線83を介して制御部60に接続されている。また、互いに隣接する第4電極82どうしの間の接続配線85のそれぞれも、引き回し配線83を介して制御部60に接続されている。Y軸方向における両端部の第4電極82および各接続配線85から延びるそれぞれの引き回し配線83には、スイッチ84が設けられている。スイッチ84は、本実施形態ではスイッチング素子を用いて構成されている。
Further, as shown in FIG. 7, each of both end portions of the plurality of
(6−1)スイッチング素子
スイッチング素子としては、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、GTO(Gate Turn−Off thyristor)等が例示される。なお、引き回し配線23,33,43,83は、金、銀、銅、およびニッケル等の金属、またはカーボン等の導電ペーストを用いて構成される。また、スイッチ24,34,44,84を構成する各スイッチング素子は、制御信号線を介して制御部60に接続されている。
(6-1) Switching element Examples of the switching element include IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Filters), GTOs (Gate Turn-Off thyristors), and the like. The
(6−2)制御部
制御部60は、CPU等の演算処理装置を中核部材として備え、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部として、ハードウェアまたはソフトウェア(プログラム)或いはその両方により構成されている。図8に示すように、制御部60は、切替え制御部61、容量検出部62、第1抵抗検出部63、第2抵抗検出部64、温度補償部68および入力決定部65を備えている。入力決定部65は、位置決定部66および押圧力決定部67を含んでいる。また、制御部60は、記憶部70と情報通信可能に接続されている。記憶部70は、RAM(Random Access Memory)やEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等のメモリにより構成されている。記憶部70には、関係データ71および基準データ72が記憶されている。
(6-2) Control unit The
(6−2−1)切替え制御部
切替え制御部61は、スイッチ24,34を構成するスイッチング素子のオン/オフを制御する。切替え制御部61は、例えばスイッチ24,34がIGBTで構成される場合には、各IGBTに対するゲート駆動信号を個別に生成することで、各IGBTのオン/オフを制御する。他のスイッチング素子を用いる場合も同様に考えることができる。切替え制御部61は、例えば第1電極22aに対応するスイッチ24aを構成するIGBTをオン状態とすることで、第1電極22aを選択的に容量検出部62に接続させる。また、切替え制御部61は、例えば第1電極22bに対応するスイッチ24bを構成するIGBTをオン状態とすることで、第1電極22bを選択的に容量検出部62に接続させる。他の第1電極22c〜22h(スイッチ24c〜24h)に関しても、同様に考えることができる。また、第2電極32a〜32h(スイッチ34a〜34h)に関しても、同様に考えることができる。
(6-2-1) Switching control unit The switching
本実施形態では、切替え制御部61は、スイッチ24a〜24hのうちのいずれか1つが順次オン状態となるように、各スイッチ24a〜24hを制御する。そしてそれを逐次繰り返して実行する。これにより、各第1電極22a〜22hが、順次、選択的に容量検出部62に接続される。また、切替え制御部61は、スイッチ34a〜34hのうちのいずれか1つが順次オン状態となるように、各スイッチ34a〜34hを制御する。そしてそれを逐次繰り返して実行する。これにより、各第2電極32a〜32hが、順次、選択的に容量検出部62に接続される。
In the present embodiment, the switching
切替え制御部61は、スイッチ44,84を構成するスイッチング素子のオン/オフをも制御する。切替え制御部61は、例えばスイッチ44,84がIGBTで構成される場合には、各IGBTに対するゲート駆動信号を個別に生成することで、各IGBTのオン/オフを制御する。本実施形態では、切替え制御部61は、スイッチ44a〜44hのうちのいずれか2つがオン状態となるように、各スイッチ44a〜44hを制御する。切替え制御部61は、例えば第3電極42aに対応するスイッチ44aおよび第3電極42gに対応するスイッチ44hを構成するIGBTをオン状態とすることで、全体として1本につながった複数の第3電極42をまとめて抵抗検出部63に接続させる。また、切替え制御部61は、例えば第3電極42aの両端に対応するスイッチ44aおよびスイッチ44bを構成するIGBTをオン状態とすることで、第3電極42aを選択的に抵抗検出部63に接続させる。また、切替え制御部61は、例えば第3電極42bの両端に対応するスイッチ44bおよびスイッチ44cを構成するIGBTをオン状態とすることで、第3電極42bを選択的に抵抗検出部63に接続させる。他の第3電極42c〜42g(スイッチ44c〜44h)に関しても、同様に考えることができる。また、第4電極82a〜82g(スイッチ84a〜84h)に関しても、同様に考えることができる。
The switching
(6−2−2)容量検出部
容量検出部62は、本実施形態では、複数の第1電極22および複数の第2電極32のそれぞれの静電容量(自己容量)を検出する。このため、容量検出部62は、公知の静電容量検出回路を含んで構成されている。容量検出部62は、切替え制御部61により選択的に接続された各第1電極22a〜22hの静電容量を順次検出する。また、容量検出部62は、切替え制御部61により選択的に接続された各第2電極32a〜32hの静電容量を順次検出する。各第1電極22のスキャニングと各第2電極32のスキャニングとは、同期して行われても良いし、交互に行われても良い。
なお、ミューチュアル(mutual)方式の検出方法を採用しても良い。この場合、容量検出部62は、各第1電極22と各第2電極32との間の静電容量(相互容量)を検出する。ミューチュアル方式を採用すれば、マルチタッチ対応が可能となる。容量検出部62による検出値の情報は、入力決定部65(位置決定部66)に伝達される。
(6--2-2) Capacitance detection unit In the present embodiment, the
A mutual detection method may be adopted. In this case, the
(6−2−3)第1/第2抵抗検出部
第1抵抗検出部63は、複数の第3電極42の電気抵抗を検出する。また、第2抵抗検出部64は、複数の第4電極82の電気抵抗を検出する。このため、第1抵抗検出部63および第2抵抗検出部64は、抵抗検出回路を含んで構成されている。この抵抗検出回路は、公知のブリッジ回路(ホイートストンブリッジ回路)により構成されている。 第1抵抗検出部63は、切替え制御部61により選択的に接続された全体または個別の第3電極42の両端間の電圧に基づいて、その電気抵抗(抵抗)を検出する。また、第2抵抗検出部64は、切替え制御部61により選択的に接続された全体または個別の第4電極82の両端間の電圧に基づいて、その電気抵抗(抵抗)を検出する。第1抵抗検出部63は、オン状態とされる2つのスイッチ44の間に設けられた第3電極42の抵抗を検出する。オン状態とされる2つのスイッチ44の間に複数の第3電極42が存在する場合には、第1抵抗検出部63は、それらの全体の抵抗を検出する。また、第2抵抗検出部64は、オン状態とされる2つのスイッチ84の間に設けられた第4電極82の抵抗を検出する。オン状態とされる2つのスイッチ84の間に複数の第4電極82が存在する場合には、第2抵抗検出部64は、それらの全体の抵抗を検出する。第1抵抗検出部63および第2抵抗検出部64による検出値の情報は、温度補償部68に伝達される。
(6-2-3) 1st / 2nd resistance detection unit The 1st
(6−2−4)温度補償部
温度補償部68は、第2抵抗検出部64による検出結果に基づいて、第1抵抗検出部63による検出結果を補正する。温度補償部68による補正値の情報は、入力決定部65(押圧力決定部67)に伝達される。
(6-2-4) Temperature Compensation Unit The
以下に、図9を用いて、温度補償部68の動作を説明する。図9は、温度補償制御を説明するためのグラフである。詳細には、図9(a)は、押圧力Fの時間経過に対するグラフである。図9(b)は、操作面に指が接触したときの指の熱による温度の変化ΔTの時間経過に対するグラフである。図9(c)は、第1抵抗検出部63から出力された第3電極42の抵抗変化率ΔR1/R1の時間経過に対する変化を示すグラフである。図9(d)は、第2抵抗検出部64から出力されてきた第4電極82の抵抗変化率ΔR2/R2の時間経過に対する変化を示すグラフである。図9(e)は、温度補償部68から出力されてきた抵抗の変化ΔR1/R1−ΔR2/R2の時間経過に対する変化を示すグラフである。
The operation of the
第1抵抗検出部63によって測定される第3電極42の抵抗変化率ΔR1/R1は、図9(c)に示すように、全体的には時間経過に従って大きくなりつつも特に急激に上昇する上側凸状の変化を有している。しかし、実際の押圧力Fは、図9(a)に示すように、ゼロから急激に大きくなりさらに急激に小さくりゼロになる上側凸状の変化である。操作面に指が接触したときの指の熱が伝わることによって生じる温度変化ΔTは、図9(b)に示すように、押圧中は時間経過に比例して大きくなっている。そのため、第3電極42の姿勢変化に応じて抵抗が変化した分だけでなく、温度変化に応じて抵抗が変化した分が加算されて、第3電極42の抵抗の変化ΔR1[Ω]となっている。
As shown in FIG. 9 (c), the resistance change rate ΔR 1 / R 1 of the
一方、第2抵抗検出部64によって測定される第4電極82の抵抗変化率ΔR2/R2は、図9(d)に示すように、全体的には時間経過に従って大きくなりつつも特に緩やかに上昇する上側凸状の変化を有している。この場合も、第3電極42と同様に、第4電極82の姿勢変化に応じて抵抗が変化した分だけでなく、温度変化に応じて抵抗が変化した分が加算されて、第4電極82の抵抗の変化ΔR2[Ω]となっている。
なお、第4電極82の温度変化による抵抗変化率は、第3電極42の温度変化による抵抗変化率と同じであり、第4電極82の姿勢変化による抵抗変化率は、常温での姿勢変化中において、第3電極42の姿勢変化による抵抗変化率の90%以下である。
On the other hand, as shown in FIG. 9D, the resistance change rate ΔR 2 / R 2 of the
The rate of change in resistance due to the temperature change of the
そこで、温度補償部68が、図9(c)に示す第3電極42の抵抗変化率ΔR1/R1を、図9(d)に示す第4電極82の抵抗変化率ΔR2/R2に基づいて補正する。より具体的には、温度補償部68は、補正前の第3電極42の抵抗変化率ΔR1/R1から第4電極82の抵抗変化率ΔR2/R2を減算する。その結果、図9(e)のように、ゼロから急激に大きくなりさらに急激に小さくりゼロになる上側凸状の変化を示す出力信号が得られる。
Therefore, the
より好ましくは、第4電極82の姿勢変化による抵抗変化率は、常温での姿勢変化中において、第3電極42の姿勢変化による抵抗変化率の50%以下である。さらに好ましくは、10%以下である。
More preferably, the rate of change in resistance due to the change in posture of the
(6−2−5)位置決定部
入力決定部65に含まれる位置決定部66は、容量検出部62による検出結果に基づいて、操作面10aにおけるX−Y座標系での押圧位置を決定する。本実施形態では、位置決定部66は、ユーザーの指等が十分に離間した状態における静電容量を基準として、操作面10aに対するタッチ操作時に複数の第1電極22の中で最大(複数の位置がタッチ操作される場合は極大)となる静電容量変化を与える第1電極22を特定することで、タッチ位置のX座標を決定する。
また、位置決定部66は、ユーザーの指等が十分に離間した状態における静電容量を基準として、操作面10aに対するタッチ操作時に複数の第2電極32の中で最大(または極大)となる静電容量変化を与える第2電極32を特定することで、タッチ位置のY座標を決定する。また、位置決定部66は、ミューチュアル方式の場合には、各第1電極22と各第2電極32との間の相互容量の変化量に基づいて、タッチ位置のX座標およびY座標を決定する。なお、位置決定部66は、容量検出部62により実際に検出された静電容量を用いて補間演算を行い、その演算結果に基づいてタッチ位置をより詳細に特定するように構成されても好適である。
(6-2-5) Positioning unit
The
Further, the position-determining
(6−2−6)押圧力決定部
入力決定部65に含まれる押圧力決定部67は、第1抵抗検出部63による検出結果の温度補償部68による補正後の値に基づいて、操作面10aに対する押圧力を決定する。ここで、図10は、ユーザーの指が操作面10aに次第に近づき、その後、操作面10aを次第に大きな力で押し込む様子を模式的に示している。図11は、図10の中段の状態における、押圧位置(「X」で表される位置)と第1抵抗検出部63で検出される各第3電極42a〜42gの温度補償部68による補正後の抵抗変化との関係を模式的に示している。また、図12は、図10の下段の状態における、押圧位置と第1抵抗検出部63で検出される各第3電極42a〜42gの温度補償部68による補正後の抵抗変化との関係を模式的に示している。なお、説明の便宜上、ここではシングルタッチに対しても各第3電極42a〜42gの抵抗が個別に検出される場合の例を示している。
(6-2-6) Pressing pressure determining unit The pressing
これらの図から容易に理解できるように、Y軸方向における押圧位置により近く、変形(姿勢変化)の程度が大きい第3電極42ではその抵抗変化が大きく、押圧位置からより遠い第3電極42ではその抵抗変化が小さい。そして、押圧位置からY軸方向に沿って所定距離以上離れた第3電極42の抵抗変化は、略ゼロに収束している。なお、抵抗値変化とは、操作面10aが全く押圧されていない状態(非押圧状態)での各第3電極42の抵抗(基準抵抗)と、操作面10aの一部が押圧されている状態(押圧状態)で実測される各第3電極42の抵抗との差である。すなわち、抵抗変化とは、押圧力が加わったときの第3電極42の抵抗の絶対量変化を表し、その値は正であっても良いし、負であっても良い。また、図11と図12との比較から容易に理解できるように、操作面10aを押し込む力が大きくなってタッチパネル5の変形(姿勢変化)の程度が大きくなるに従い、各第3電極42における抵抗変化が大きくなる。そこで、操作面10aに対する押圧力と抵抗変化との関係を予め求めておくことで、実際の抵抗の変化量から操作面10aに対する押圧力を定量的に評価することができる。
As can be easily understood from these figures, the resistance change is large in the
(6−2−7)記憶部
本実施形態では、操作面10aに対する押圧力と非押圧状態からの抵抗の変化量との
相関関係を規定した関係データ71が、記憶部70に予め記憶して備えられている。関係データ71としては、例えば図13に示されるような関係マップの形態であっても良いし、所定の関係式の形態であっても良い。また、記憶部70には、非押圧状態での各第3電極42の抵抗(基準抵抗)を予め測定して得られた基準データ72が、記憶して備えられている。押圧力決定部67は、関係データ71と実際に検出される抵抗変化(実抵抗値と基準抵抗との差)とに基づいて、実抵抗の変化量に応じた押圧力を決定する。なお、「実抵抗の変化量」は、複数の位置が押圧操作される場合には、それぞれの位置における変化量である。これにより、それぞれの押圧位置における押圧力を個別に決定することができる。つまり、マルチフォース対応が可能となる。
(6--2-7) Storage unit In the present embodiment, the
また、「実抵抗の変化量」は、現実に検出された値(実検出値)の中から選択されても良いし、実検出値に基づいて算出される推定値であっても良い。例えば押圧力決定部67は、非押圧状態で検出される電気抵抗を基準として、操作面10aに対する押圧操作時に複数の第3電極42の中でそれぞれ最大(複数の位置が押圧操作される場合は極大)となる抵抗変化を与える第3電極42の抵抗変化量に応じた押圧力を決定しても良い。このように構成することで、比較的単純な演算処理によって操作面10aに対する押圧力を決定することができる。或いは、押圧力決定部67は、複数の第3電極42のY軸方向の位置と押圧操作時に実際に検出される抵抗との関係からY軸方向の各位置における推定抵抗を求め、その推定抵抗のピーク値に応じた押圧力を決定しても良い。このようにすれば、操作面10aに対する押圧力をより詳細に決定することができる。
Further, the "change amount of the actual resistance" may be selected from the actually detected values (actual detection values), or may be an estimated value calculated based on the actual detection values. For example, the pressing
(7).その他
なお、本実施形態では、第3電極42および第4電極82は、第1電極形成部材20および第2電極形成部材30のうち、パネル部材10とは反対側に配置される方の部材である第2電極形成部材30に形成されている。つまり、第3電極42および第4電極82は、第1電極22および第2電極32のうち、パネル部材10とは反対側に配置される方の電極である第2電極32どうしの間に配置されている。第2電極32は、第1電極22に比べて、パネル部材10、第1電極形成部材20、および第2電極形成部材30からなるタッチパネル本体部の中立軸(図10の下段において太い一点鎖線で表示)からより離れた位置に配置されている。このため、操作面10aに対して押圧力が加わってタッチパネル本体部が一体的に弾性変形した際の変形(姿勢変化)の程度は、第1電極22に比べて第2電極32の方が大きくなる。よって、第1電極22どうしの間ではなく、第2電極32どうしの間に第3電極42および第4電極82を配置することで、第3電極42および第4電極82の変形(姿勢変化)の程度を相対的に大きくすることができる。その結果、検出感度を高めることができ、押圧力の検出精度を高めることができる。
(7). Others In the present embodiment, the
また、このような第3電極42の配置構成は、位置決定部66によるタッチ位置の検出において、ミューチュアル(mutual)方式の検出方法が採用される場合にも有利となる。送信側電極としての第2電極32から受信側電極としての第1電極22へと向かう電気力線は、図14に示すように、第1電極22どうしの間を通過することが知られている。一方、第2電極32どうしの間は、そのような電気力線が通過することはない。このため、第1電極22どうしの間ではなく、第2電極32どうしの間に第3電極42を配置することで、位置決定部66によるタッチ位置の検出に悪影響が及ぶことを回避できる。
Further, such an arrangement configuration of the
また、上述したように本実施形態では、各電極22,32,42,82が配置されたパネル部材10が、柔らかく厚みのある枠状の支持部材50を介して支持される。よって、支持部材50によるパネル部材10の支持形態は単純支持型となり、第3電極42の変形(姿勢変化)を実質的に伸び変形のみとすることができる。これにより、押圧力の検出精度をさらに高めることができる。
Further, as described above, in the present embodiment, the
このように、入力決定部65は、容量検出部62による検出結果に基づいて操作面10aにおけるX−Y座標系での押圧位置を決定するとともに、第1抵抗検出部63および第2抵抗検出部64による検出結果に基づいて操作面10aに対する押圧力を決定する。これにより、通常の位置検出機能に加えて、感圧機能をも有するタッチパネル5が実現される。このとき、本実施形態では、ガラス薄板からなるパネル部材10に4つの電極22,32,42,82を形成するOGS(One Glass Solution)技術を採用したことにより、薄型のタッチパネル5を実現している。
In this way, the
さらに、本実施形態では、感圧機能の実現のための第3電極42および第3電極42の検出結果の温度補償のための第4電極82が、位置検出機能の実現のための第2電極32どうしのいずれかの間に隣接して配置される。つまり、Y軸方向に互いに隣接する第2電極32どうしの間の領域を有効利用して、第3電極42および第4電極82が、第2電極32と同一平面状に配置される。よって、第1電極22および第2電極32を備える静電容量方式のタッチパネル5に感圧機能を付与するために第3電極42および第4電極82を追加する場合であっても、機器全体としての厚みは増大しない。特に、別途、感圧センサを積層するように設ける場合と比較して、機器全体としての厚みを大幅に低減することができる。つまり、感圧機能を有するとともに従来に比べて薄型のタッチパネル5を実現することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、複数の第3電極42が互いに接続されて全体として1本につながり、平面視でジグザグ状に形成されている。そして、各スイッチ44a〜44gのオン/オフ制御により、複数の第3電極42の全体抵抗を検出するモード(全体検出モード)と各第3電極42の個別抵抗を検出するモード(個別検出モード)とが切り替えられる(図7を参照)。全体検出モードでは、各スイッチ44a〜44gのオン/オフを動的に制御することなく一定の状態で、タッチ位置によらずに操作面10aに対する押圧力の大きさを容易に決定することができる。全体検出モードは、1点のみが操作面10aに接触するシングルタッチの場合に有効である。一方、例えば多点が操作面10aに接触するマルチタッチの場合には、個別検出モードに切り替え、各第3電極42のスキャニングを行うように構成する。このようにすれば、それぞれのタッチ位置における押圧力を個別に決定することができる。つまり、マルチフォース対応が可能となる。そして、シングルタッチであるかマルチタッチであるかに基づいて検出モードを切り替えることで、第3電極42のスキャニング時間を必要最小限に抑えて、消費電力の低減を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the plurality of
前段落と同様に、複数の第4電極82が互いに接続されて全体として1本につながり、平面視でジグザグ状に形成されている。そして、各スイッチ84a〜84gのオン/オフ制御により、複数の第4電極82の全体抵抗を検出するモード(全体検出モード)と各第4電極82の個別抵抗を検出するモード(個別検出モード)とが切り替えられる(図7を参照)。
Similar to the previous paragraph, the plurality of
この場合における押圧位置および押圧力の検出処理の流れを、図15のフローチャートに示す。まず、各電極22,32の静電容量に基づいて、操作面10aにおけるタッチ位置およびその個数が決定される(ステップ#01)。操作面10aに対するタッチ操作が、シングルタッチであるか否かが判定される(ステップ#02)。シングルタッチである場合には(ステップ#02:Yes)、スイッチ44a,44hおよびスイッチ84a,84hがオン状態とされ、全体として1本の第3電極42の両端間の抵抗と全体として1本の第4電極82の両端間の抵抗がそれぞれ検出される(ステップ#03)。第3電極42の全体抵抗は、第4電極82の全体抵抗によって温度補償の補正がされる(ステップ#05)。第3電極42の補正後の全体抵抗に基づいて、操作面10aに対する押圧力が決定される(ステップ#06)。一方、マルチタッチである場合には(ステップ#02:No)、スイッチ44a〜44hのうちの特定の2つが順次オン状態とされ、各第3電極42の両端間の抵抗が順次検出される(ステップ#04)。各第3電極42の個別抵抗は、各第4電極82の個別抵抗によって温度補償の補正がされる(ステップ#05)。各第3電極42の補正後の個別抵抗に基づいて、操作面10aに対する押圧力が個別に決定される(ステップ#06)。このようにして導出された位置情報および押圧力情報は、電子機器1に出力される(ステップ#07)。電子機器1では、当該位置情報および押圧力情報に基づいて、アプリケーションに応じた各種の処理が実行される。
The flow of the pressing position and the pressing pressure detection process in this case is shown in the flowchart of FIG. First, the touch positions and the number of touch positions on the
2.第2実施形態
第1実施形態では、第3電極42と第4電極82との間における直線パターンとジグザグパターンの違いで、押圧時の第3電極42の抵抗変化率と第4電極82の抵抗変化率との差を生じさせる構成を例として説明した。
しかし、本発明の実施形態は、第4電極82の温度変化による抵抗変化率が、第3電極の温度変化による抵抗変化率と同じであって、第4電極82の姿勢変化による抵抗変化率が、常温での姿勢変化中において、第3電極42の姿勢変化による抵抗変化率の90%以下となればよい。
例えば、本実施形態では、第3電極42および第4電極82の一方の電極材料に、他方の電極材料とは温度変化による抵抗変化率が同じであって、姿勢変化による抵抗変化率は異なる材料を使用する場合、第3電極42と第4電極82とを同一形状および同一サイズのパターンとすることができる(図示せず)。
2. 2nd Embodiment In the 1st embodiment, the resistance change rate of the
However, in the embodiment of the present invention, the resistance change rate due to the temperature change of the
For example, in the present embodiment, one electrode material of the
3.第3実施形態
本実施形態では、第1電極22および第2電極32のうち第3電極42および第4電極と82同一面に形成された電極(図18および図19の例では、第2電極32)のパターンが、X軸方向およびY軸方向の細線からなる矩形状の格子目323を有するメッシュパターンである。本実施形態において、格子目は、正方形または長方形である。
また、第4電極82のパターンの隣接する一組の重複部分821を対辺とする矩形状の領域823と、メッシュパターンの格子目323とが同一形状または近似形状、かつ、同一または近似サイズである。
さらに、メッシュパターンである電極(図18および図19の例では、第2電極32)と、第3電極42と、第4電極82とが、近接しており、格子目323および矩形状の領域823が、全体として規則正しく配列されている。
その他の点については、第1実施形態と同様である。
3. 3. Third Embodiment In the present embodiment, of the
Further, the
Further, the electrodes having a mesh pattern (
Other points are the same as those in the first embodiment.
この構成によれば、第4電極82のパターンの隣接する一組の重複部分821を対辺とする矩形状の領域823が、メッシュパターンの格子目323と視覚的に同化する。
格子目323および矩形状の領域823の配列方向は、例えば、図18に示ように得X軸方向およびY軸方向への直列配列とすることができる。また、格子目323および矩形状の領域823の配列方向は、図19に示ように、千鳥配列することができる。また、全体として規則正しく配列されていれば、これらに限定されない。
According to this configuration, the
The arrangement direction of the
なお、図18および図19において、第4電極82のジグザグパターンを構成する抵抗線は一定幅で描かれているが、これは図を見やすくするために簡略化して表現したものである。実際には、図5の(a)、(b)のいずれの場合もあり得る。
矩形状の領域823をメッシュパターンの格子目323と視覚的に同化する意味では、図5(a)のように同一幅の方がより好ましい。しかしながら、図5(b)のように第4電極82の重複部分821と折り返し部分822との太さが異なっていても、複数の折り返し部分822どうしが連続していないため、それほど目立たない。
In FIGS. 18 and 19, the resistance lines forming the zigzag pattern of the
In the sense that the
4.第4実施形態
本実施形態では、図20に示すように、第3電極42のパターンが、第3電極42を構成する抵抗線が平面視でジグザグ状に折り返されて互いに平行に形成されている複数の重複部分421を有し、複数の重複部分421の並び方向が第3電極42の延在方向に一致する。
また、第4電極82のパターンが、第4電極82を構成する抵抗線が平面視でジグザグ状に折り返されて互いに平行に形成されている複数の重複部分821を有し、複数の重複部分821の並び方向が第4電極82の延在方向に一致する。
第3電極42のパターンと第4電極82のパターンは、折り返しが同調した周期を有している。
第1電極22および第2電極32のうち第3電極42および第4電極82と同一面に形成された電極(図20の例では、第2電極32)のパターンが、X軸方向およびY軸方向の細線からなる矩形状の格子目を有するメッシュパターンである。本実施形態において、格子目は、正方形または長方形である。
第3電極42および第4電極82のパターンの隣接する一組の重複部分421,821を対辺とする矩形状の領域423,823と、前メッシュパターンの格子目323とが同一または近似形状、かつ、同一または近似サイズである。
前記メッシュパターンである電極(図20の例では、第2電極32と、第3電極42と、第4電極82とが、近接しており、格子目323および矩形状の領域423,823が、全体としてX軸方向およびY軸方向に規則正しく配列されている。
4. Fourth Embodiment In this embodiment, as shown in FIG. 20, the pattern of the
Further, the pattern of the
The pattern of the
Of the
The rectangular regions 423,823 with the adjacent set of overlapping portions 421,821 of the patterns of the
The electrodes having the mesh pattern (in the example of FIG. 20, the
なお、本実施形態の第3電極と第4電極82とは、使用する材料が異なっている。第3電極と第4電極82のパターンをジグザグ形状に揃えながら、材料を異ならせることによって、第3電極42と第4電極82の温度変化による抵抗変化率が同じであって、第4電極82の姿勢変化による抵抗変化率が、常温での姿勢変化中において、第3電極42の姿勢変化による抵抗変化率の90%以下としたものである。
また、本実施形態の第3電極と第4電極82は、ジグザグパターンを構成する抵抗線が一定幅である。
その他の点については、第1実施形態と同様である。
The materials used for the third electrode and the
Further, in the third electrode and the
Other points are the same as those in the first embodiment.
この構成によれば、第3電極42および第4電極82のパターンの隣接する一組の重複部分421,821を対辺とする矩形状の領域423,823が、メッシュパターンの格子目323と視覚的に同化する。
格子目323および矩形状の領域423,823の配列方向は、図20に示ようにX軸方向およびY軸方向への直列配列である。
According to this configuration, the rectangular regions 423,823 with the adjacent set of overlapping portions 421,821 of the pattern of the
The arrangement directions of the
なお、図20において、第3電極42および第4電極82のジグザグパターンを構成する抵抗線は一定幅で描かれているが、これは図を見やすくするために簡略化して表現したものである。したがって、以下に続く第5〜7実施形態の説明においても共用する。
In FIG. 20, the resistance lines forming the zigzag pattern of the
5.第5実施形態
本実施形態では、第3電極42および第4電極82のパターンが共にジグザグパターンで、第3電極42および第4電極82と同一面に形成された第1電極22または第2電極32のパターンがメッシュパターンである第4実施形態と同様のパターン構成(図20参照)において、さらに第3電極42および第4電極82の抵抗線の幅に変化をつけた。
具体的には、図16(a)に示すように、第3電極42を構成する抵抗線の幅が、重複部分421で太く、前記重複部分421どうしを接続する折り返し部分422では細く形成されている。また、第4電極82を構成する抵抗線の幅が、前記重複部分821で細く、前記重複部分821どうしを接続する折り返し部分822では太く形成されている。
また、第4実施形態と異なり、本実施形態では、第3電極42と第4電極82が同じ電極材料からなる。この点は、第1実施形態と同様である。
その他の点については、第4実施形態と同様である。
5. Fifth Embodiment In the present embodiment, the patterns of the
Specifically, as shown in FIG. 16A, the width of the resistance wire constituting the
Further, unlike the fourth embodiment, in the present embodiment, the
Other points are the same as those in the fourth embodiment.
この構成によれば、第3電極42を構成する抵抗線の折り返し部分422の幅を重複部分421に比べて細くすることにより、同じ材料であっても、押圧時に検出される第3電極42の抵抗変化率が、重複部分421と折り返し部分422とが同幅の場合に比べて大きくなる。
According to this configuration, by making the width of the folded-
例えば、折り返し部分422の幅が重複部分421に比べて細いジグザグパターンである三電極42の抵抗変化後の電気抵抗(R1´)は、仮に押圧前の重複部分421と折り返し部分422の抵抗比が1:2とすると、元の電気抵抗(R1)、歪み(ε)およびゲージ率(Ks)と、次式の関係にある。
R1´=R1/3+2R1/3(1+Ks×ε) (式10)
前の項のR1/3が押圧後の重複部分421の電気抵抗、後の項の2R1/3(1+Ks×ε)が押圧後の折り返し部分422の抵抗である。つまり、電気抵抗の変化した量(ΔR1)および抵抗変化率(ΔR1/R1)は、それぞれ次式のようになる。
ΔR1=2R1/3×Ks×ε (式11)
ΔR1/R1=2/3×Ks×ε (式12)
一方、第4電極82を構成する抵抗線の折り返し部分822の幅を重複部分821に比べて太くすることにより、押圧時に検出される第4電極82の抵抗変化率が、重複部分821と折り返し部分822とが同幅の場合に比べて小さくなる。
例えば、折り返し部分422の幅が重複部分421に比べて太いジグザグパターンの第4電極82の抵抗変化後の電気抵抗(R2´)は、仮に重複部分821と折り返し部分822の抵抗比が2:1とすると、前述の(式7)〜(式9)のようになる。
したがって、(式12)と(式9)から明らかな通り、第4電極82の抵抗変化率は、第3電極42の抵抗半化率の1/2に相当する。すなわち、パターンの違いだけで、押圧時の第3電極42の抵抗変化率と第4電極82の抵抗変化率との差を生じさせることができる。
For example, the electrical resistance (R 1 ′) after the resistance change of the three
R 1 '= R 1/3 +
R 1/3 the electrical resistance of the overlapped
ΔR 1 = 2R 1/3 × Ks × ε ( equation 11)
ΔR 1 / R 1 = 2/3 × Ks × ε (Equation 12)
On the other hand, by making the width of the folded
For example, the electrical resistance (R 2 ′) after the resistance change of the
Therefore, as is clear from (Equation 12) and (Equation 9), the resistance change rate of the
6.第6実施形態
本実施形態においては、第3電極42および第4電極82のパターンが共にジグザグパターンで、第3電極42および第4電極82と同一面に形成された第1電極22または第2電極32のパターンがメッシュパターンである第4実施形態と同様のパターン構成(図20参照)において、さらに第3電極42および第4電極82の抵抗線の幅に第5実施形態とは別の変化をつけた。
具体的には、第3電極42を構成する抵抗線の線幅が、重複部分421で太く、重複部分421どうしを接続する折り返し部分422では細く形成され、第4電極82を構成する抵抗線の線幅が、同一幅に形成されている。
また、本実施形態でも、第5実施形態と同様に、第3電極42と第4電極82が同じ電極材料からなる。
その他の点については、第4実施形態と同様である。
6. 6th Embodiment In the present embodiment, the patterns of the
Specifically, the line width of the resistance wire forming the
Further, also in the present embodiment, as in the fifth embodiment, the
Other points are the same as those in the fourth embodiment.
この構成によれば、第5実施形態でも説明したように、第3電極42を構成する抵抗線の折り返し部分422の幅を重複部分421に比べて細くすることにより、押圧時に検出される第3電極42の抵抗変化率が、重複部分421と折り返し部分422とが同幅の場合に比べて大きくなる。ここで、この同一幅の構成は、本実施形態での第4電極82に相当する。
したがって、第3電極42と第4電極82が同じ材料であっても、パターンの違いだけで、押圧時の第3電極42の抵抗変化率と第4電極82の抵抗変化率との差を生じさせることができる。
According to this configuration, as described in the fifth embodiment, the width of the folded-
Therefore, even if the
7.第7実施形態
本実施形態においては、第3電極42および第4電極82のパターンが共にジグザグパターンで、第3電極42および第4電極82と同一面に形成された第1電極22または第2電極32のパターンがメッシュパターンである第4実施形態と同様のパターン構成(図20参照)において、さらに第3電極42および第4電極82の抵抗線の幅に第5および第6実施形態とは別の変化をつけた。
具体的には、第3電極42を構成する抵抗線の線幅が、同一幅に形成され、第4電極82を構成する抵抗線の線幅が、重複部分821で細く、重複部分821どうしを接続する折り返し部分822では太く形成されている、
また、本実施形態でも、第5および第6実施形態と同様に、第3電極42と第4電極82が同じ電極材料からなる。
その他の点については、第4実施形態と同様である。
7. 7th Embodiment In the present embodiment, the patterns of the
Specifically, the line widths of the resistance wires forming the
Further, also in the present embodiment, as in the fifth and sixth embodiments, the
Other points are the same as those in the fourth embodiment.
この構成によれば、第1実施形態でも説明したように、第4電極82を構成する抵抗線の折り返し部分822の幅を重複部分821に比べて太くすることにより、押圧時に検出される第4電極82の抵抗変化率が、重複部分821と折り返し部分822とが同幅の場合に比べて大きくなる。ここで、この同一幅の構成は、本実施形態での第3電極42に相当する。
したがって、第3電極42と第4電極82が同じ材料であっても、パターンの違いだけで、押圧時の第3電極42の抵抗変化率と第4電極82の抵抗変化率との差を生じさせることができる。
According to this configuration, as described in the first embodiment, the width of the folded-
Therefore, even if the
8.第8実施形態
上記の各実施形態では、第3電極42および第4電極82のそれぞれを構成する抵抗線の折り返し部分422,822が、直線的に折り返されている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、図16(b)に示すように、第3電極42および第4電極82を構成する抵抗線の折り返し部分422,822が、曲線的に折り返されている構成であっても良い。
図16(b)に示す第3電極42の例では、第3電極42を構成する抵抗線の折り返し部分422は、外縁の形状が半楕円形状で、内縁の形状が半円形状となっている。また、図16(b)に示す第4電極82の例では、第4電極82を構成する抵抗線の折り返し部分822は、外縁の形状が半円形状で、内縁の形状が半楕円形状となっている。
8. Eighth Embodiment In each of the above-described embodiments, a configuration in which the folded-back
In the example of the
この構成によれば、第3電極42および第4電極82に伸びの力がかかるときの応力集中を緩和できる。すなわち、応力集中は折り返し部分422,822でのクラックの発生を招くが、抵抗線の折り返し部分422,822が曲線的に折り返されているため、折り返し部分422,822に発生する応力は分散して弱められ、クラックの発生を抑えることができる。
According to this configuration, stress concentration when an extension force is applied to the
なお、抵抗線の折り返し部分422,822が直線的に折り返されている構成にすると、曲線的に折り返されている構成と比べて第3電極42および第4電極82の延在方向(X軸方向)に直交する方向(Y軸方向)の幅が小さくなるので、第2電極32、第3電極42および第4電極82を詰めて並べることができる。その結果、押圧位置および押圧力の検出精度を高めることができる。
When the folded-back
9.第1〜第8実施形態の変形例
さらに、第1〜第8実施形態の変形例について説明する。なお、以下のそれぞれの変形例で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の変形例で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
9. Modified Examples of the First to Eighth Embodiments Further, modified examples of the first to eighth embodiments will be described. The configurations disclosed in the following modifications can be applied in combination with the configurations disclosed in the other modifications as long as there is no contradiction.
(1)上記の各実施形態では、パネル部材10の形状が長方形であり、パネル部材10の短辺が、第3電極42および第4電極82の延在方向と平行である構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。
例えば、パネル部材10の形状が、角が丸みを帯びた形状、辺の一部が丸みを帯びた形状、対抗する辺の一方が他方に対して傾斜を有する形状、外縁が部分的に切り欠きや突出を有する形状など、おおよそ長方形と言える形状であればよい。また、パネル部材10の形状が正方形であってもよい。
(1) In each of the above embodiments, a configuration in which the shape of the
For example, the shape of the
(2)上記の各実施形態では、Y軸方向における両端部の第3電極42および各接続配線45が全てスイッチ44を介して制御部60に接続され、Y軸方向における両端部の第4電極82および各接続配線85が全てスイッチ84を介して制御部60に接続された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。これらは、その一部のみが制御部60に接続されても良い。例えば図7に示した例において、Y軸方向における両端部の第3電極42とX軸方向の一方側(例えば図7の下側)に配置された各接続配線45のみが、それぞれスイッチ44a,44c,44e,44g,44hを介して制御部60に接続されたり、Y軸方向における両端部の第4電極82とX軸方向の一方側(例えば図7の下側)に配置された各接続配線85のみが、それぞれスイッチ84a,84c,84e,84g,84hを介して制御部60に接続されたりしても良い。制御部60への接続が省略される接続配線45,85は、適宜設定されて良い。なお、全ての接続配線45,85が制御部60に接続されることなく、Y軸方向における両端部の第3電極42, 両端部の第4電極82のみが、常時、制御部60に接続されても良い。このような構成では、マルチフォースには非対応となるが、シングルタッチ時にのみ感圧機能が発揮されれば良い仕様であれば、抵抗検出回路を大幅に簡素化することができ、低コスト化を図ることができる。
(2) In each of the above embodiments, the
(3)上記の各実施形態では、第3電極42のそれぞれが、互いに隣接して配置される電極どうしがそれらの延在方向の一方側端部と他方側端部とで交互に接続され、全体として平面視でジグザグ状に形成され、第4電極82のそれぞれが、互いに隣接して配置される電極どうしがそれらの延在方向の一方側端部と他方側端部とで交互に接続され、全体として平面視でジグザグ状に形成されている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば図17に示すように、第3電極42のそれぞれおよび第4電極82のそれぞれが、第2電極32と同様に、第2基板31上において、互いに接続されることなく離間して島状に配置されても良い。このような構成では、操作面10aに対する押圧力の大きさを決定するためには、各第3電極42および各第4電極82のスキャニングを常時行う必要がある。この場合、常時、マルチフォース対応が可能となる。
(3) In each of the above embodiments, the electrodes arranged adjacent to each other of the
(4)上記の各実施形態では、第3電極42が、第2基板31上において、互いに隣接する第2電極32どうしの間にY軸方向に並ぶように互いに平行に配置されている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。第3電極42が第1基板21上において、互いに隣接する第1電極22どうしの間にX軸方向に並ぶように互いに平行に配置されても良い。このような構成であっても、上記の実施形態と同様に、感圧機能を有するとともに従来に比べて薄型のタッチパネル5を実現することができる。なお、第3電極42が第1基板21上に配置される場合には、第4電極82も第1基板21上に配置される。
(4) In each of the above embodiments, the
(5)上記の各実施形態では、第1電極22および第2電極32が、それぞれ第1基板21および第2基板31における正面側の面に形成されている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば第1電極22および第2電極32が、それぞれ第1基板21および第2基板31における背面側の面に形成されても良い。また、例えば第1電極22および第2電極32が、第1基板21および第2基板31における相互に対向する面にそれぞれ形成されても良い。但し、この場合であっても、第1電極22と第2電極32とが短絡しないように、両電極22,23間には絶縁層が設けられる。この絶縁層は、例えばドット状のスペーサを含む空気層(エアギャップ)であっても良いし、接着層を兼用するものであっても良い。第3電極42および第4電極82の形成位置は、第1基板21および第2基板31における第1電極22および第2電極32の形成位置に応じて設定される。
(5) In each of the above embodiments, the configuration in which the
(6)上記の各実施形態では、パネル部材10と第1電極形成部材20と第2電極形成部材30とが貼り合わされた構成を例として説明した。つまり、パネル部材10と、第1電極22が形成された第1基板21と、第2電極32が形成された第2基板31とが貼り合わされた構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば少なくとも第1基板21を省略し、パネル部材10と第1電極22と第2電極32とが貼り合わされただけの構成(その背面側に第2基板31が存在しても良い)であっても良い。但し、その場合であっても、第1電極22と第2電極32とが短絡しないように、両電極22,23間には絶縁層が設けられる。この絶縁層は、接着層を兼用するものであっても良い。
(6) In each of the above embodiments, a configuration in which the
(7)上記の各実施形態では、位置決定部66が、容量検出部62による検出結果をそのまま用いて押圧位置を決定する構成を念頭に置いて説明した。同様に、押圧力決定部67が、第1抵抗検出部63による検出結果を温度補償部68より補正した後に、そのまま用いて押圧力を決定する構成を念頭に置いて説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば位置決定部66が容量検出部62による検出値のうち予め定められた閾値を超えた値のみを用いて押圧位置を決定しても良い。また、押圧力決定部67が、抵抗検出部63による検出結果の補正値のうち予め定められた閾値を超えた値のみを用いて押圧力を決定しても良い。このようにすれば、操作面10aに対するユーザーの意図しない接触等に基づく誤入力の発生を抑制することができる。
(7) In each of the above embodiments, the position-determining
(8)上記の各実施形態では、複数の第1電極22から制御部60に延びるそれぞれの引き回し配線23にはスイッチ24が設けられ、複数の第2電極32から制御部60に延びるそれぞれの引き回し配線33にはスイッチ34が設けられている構成(図6)を念頭に置いて説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、図21に示すように、引き回し配線23,33にはスイッチ24,34を設けず、回路を簡略化してもよい。
(8) In each of the above embodiments, a
(9)以下に示す変形例は、第3電極と第4電極を最も近接に配置した実施例である。この変形例では、省スペースが実現される。また、第3電極42と第4電極82との間で温度勾配が生じにくいので、温度補償が正確にできる。
(9) The modified example shown below is an example in which the third electrode and the fourth electrode are arranged closest to each other. In this modification, space saving is realized. Further, since a temperature gradient is unlikely to occur between the
図22に示す変形例では、第3電極42と第4電極82が延在方向に延びている。第3電極42は、第4電極82の形状に沿って配置されている。具体的には、第3電極42および第4電極82はすでに述べたジグザグ形状であり、第3電極42の重複部分421および折り返し部分422は、それぞれ、第4電極82の重複部分821および折り返し部分822に対して平行に延びて近接している。なお、第4電極82の折り返し部分822は重複部分821に比べて幅が太い。
In the modified example shown in FIG. 22, the
図23に示す変形例では、図22に示す変形例とは異なり、第3電極42の重複部分421は折り返し部分422に比べて幅が太い。
In the modified example shown in FIG. 23, unlike the modified example shown in FIG. 22, the overlapping
図24に示す変形例では、圧力センサ5bは、第3電極42及び第4電極82からなる2組を有しており、各組が、外周エリア10bに対応する位置において、短辺の短辺方向両端に配置されている。各組において、第3電極42およびと第4電極82は短辺方向に延びている。なお、図24において、圧力センサ5bの第3電極42および第4電極82(図24では符号なし)は簡略化して直線状に各々記載されている。
第3電極42は、第4電極82の形状に沿って配置されている。具体的には、第3電極42および第4電極82は交互に繰り返される山型(三角)形状である。第3電極42は交互に並んだ第1斜め部42aおよび第2斜め部42bを有しており、第4電極82は交互に並んだ第3斜め部82aおよび第4斜め部82bを有している。第1斜め部42aと第3斜め部82aは、互いに平行でありかつ近接している。第2斜め部42aと第4斜め部82aは、互いに平行でありかつ近接している。
なお、第4電極82の第4斜め部82bは第3斜め部82aに比べて幅が太い。
なお、上記のように三角波形状であるので、第3電極42および第4電極82の延在方向に対して斜めとなる方向(矢印C)に働く歪み応力を測定することができる。
In the modified example shown in FIG. 24, the pressure sensor 5b has two sets including the
The
The width of the
Since it has a triangular wave shape as described above, it is possible to measure the strain stress acting in a direction (arrow C) oblique to the extending direction of the
図25に示す変形例では、図24に示す変形例とは異なり、第3電極42の第1斜め部42a(第4電極82の第3斜め部82aに近接する部分)は第2斜め部42bに比べて幅が太い。
In the modified example shown in FIG. 25, unlike the modified example shown in FIG. 24, the
10.第9実施形態
図26を用いて、第9実施形態を説明する。図26は、第9実施形態の電子機器の断面図である。第9実施形態は、電子機器のパネル部材支持構造が上記各実施形態と異なる。
本実施形態において、支持部材50Aは、パネル部材10を背面側から支持する。支持部材50Aは、上記各実施形態とは異なり、第1電極22が形成された第1電極形成部材20及び第2電極形成部材30を介さずに、パネル部材10を背面側から支持する。
支持部材50Aは、枠状に形成されている。支持部材50Aは、筐体3の支持部3bの形状に対応するように、平面視で矩形枠状に形成されている。支持部材50Aは、矩形状に形成されたパネル部材10および各電極形成部材20,30の周縁部(各辺の近傍)を支持するように設けられている。
10. Ninth Embodiment The ninth embodiment will be described with reference to FIG. 26. FIG. 26 is a cross-sectional view of the electronic device of the ninth embodiment. In the ninth embodiment, the panel member support structure of the electronic device is different from each of the above-described embodiments.
In the present embodiment, the
The
11.他の実施形態
本発明に係るタッチパネルの他の実施形態を説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
11. Other Embodiments Other embodiments of the touch panel according to the present invention will be described. The configurations disclosed in each of the following embodiments can be applied in combination with the configurations disclosed in other embodiments as long as there is no contradiction.
圧力センサは、第1基板21の表面若しくは背面または第2基板31の表面または背面に形成されていてもよい。
第3電極と第4電極が、第1電極または第2電極と同じ層に形成されていてもよい。この場合は、第3電極および第4電極は、第1電極および第2電極に接続される引き回し線(通常は、銅や銀ペースト)と同じ材料を用いて、引き回し線と同時に印刷やエッチングにより形成されることができる。
The pressure sensor may be formed on the front surface or the back surface of the
The third electrode and the fourth electrode may be formed in the same layer as the first electrode or the second electrode. In this case, the 3rd and 4th electrodes are made of the same material as the routing wire (usually copper or silver paste) connected to the 1st and 2nd electrodes, and are printed or etched at the same time as the routing wire. Can be formed.
パネル部材、第1基板、第2基板の形状は特に限定されず、例えば正方形でもよい。
第1基板及び第2基板の一方または両方が省略されてもよい。
パネル部材は平面部材に限定されず、曲面を有していてもよい。
The shapes of the panel member, the first substrate, and the second substrate are not particularly limited, and may be, for example, a square.
One or both of the first substrate and the second substrate may be omitted.
The panel member is not limited to a flat member and may have a curved surface.
上記の各実施形態では、本発明に係るタッチパネルを電子機器1の一種としての多機能携帯電話に適用した例について説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。電子機器1としては、多機能携帯電話以外にも、例えば従来型携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant))、携帯音楽プレイヤー、車載用ナビゲーション装置、PND(Portable Navigation Device)、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯ゲーム機、およびタブレット等が挙げられる。これらの電子機器1にも、本発明に係るタッチパネルを好適に適用することが可能である。また、最初に述べたように、電子機器1に限らず、自動車内装に用いられるセンターインフォメーションディスプレイ(CID:Center Information Display)やクラスター(Cluster:Instrument Cluster)、リアシートエンターテイメント(RSE:Rear Seat Entertainment)等の車載ディスプレイにも、本発明に係るタッチパネルを好適に適用することが可能である。
In each of the above embodiments, an example in which the touch panel according to the present invention is applied to a multifunctional mobile phone as a kind of
その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。従って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。 It should be understood that with respect to other configurations, the embodiments disclosed herein are exemplary in all respects and the scope of the invention is not limited thereto. Those skilled in the art will be able to easily understand that modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, another embodiment modified without departing from the spirit of the present invention is naturally included in the scope of the present invention.
本発明は、例えば多機能携帯電話に搭載されたタッチパネルに利用することができる。 The present invention can be used, for example, in a touch panel mounted on a multifunctional mobile phone.
1 :電子機器
3 :筐体
4 :表示装置
5 :タッチパネル
10 :パネル部材
10a :操作面
20 :第一電極形成部材
21 :第一基板
22 :第一電極
30 :第二電極形成部材
31 :第二基板
32 :第二電極
323 :格子目
42 :第三電極
421 :重複部分
422 :折り返し部分
423 :矩形状の領域
45 :接続配線
50 :支持部材
60 :制御部
62 :容量検出部
63 :第一抵抗検出部
64 :第二抵抗検出部
65 :入力決定部
66 :位置決定部
67 :押圧力決定部
68 :温度補償部
82 :第四電極
821 :重複部分
822 :折り返し部分
823 :矩形状の領域?
1: Electronic device 3: Housing 4: Display device 5: Touch panel 10:
Claims (13)
前記パネル部材における前記操作面とは反対側にX軸方向に所定間隔を隔てて並ぶように互いに平行に配置され、被検知物の近接/離間に応じて自己容量または相互容量が変化する複数の第1電極と、
複数の前記第1電極と対向し、かつ、前記X軸方向に交差するY軸方向に所定間隔を隔てて並ぶように互いに平行に配置され、前記被検知物の近接/離間に応じて自己容量または相互容量が変化する複数の第2電極と、
複数の前記第1電極どうしの間に前記X軸方向に並ぶように互いに平行に配置され、または、複数の前記第2電極どうしの間に前記Y軸方向に並ぶように互いに平行に配置され、姿勢変化および温度変化に応じて電気抵抗が変化する複数の第3電極と、
複数の前記第3電極のそれぞれに沿って延在するように配置され、姿勢変化および温度変化に応じて電気抵抗が変化する複数の第4電極と、
を備え、
前記第4電極の温度変化による抵抗変化率は、前記第3電極の温度変化による抵抗変化率と同じであり、
前記第4電極の姿勢変化による抵抗変化率は、常温での姿勢変化中において、前記第3電極の姿勢変化による抵抗変化率の90%以下であり、
前記第3電極のパターンが、直線パターンであり、
前記第4電極のパターンが、前記第4電極を構成する抵抗線が平面視でジグザグ状に折り返されて互いに平行に形成されている複数の重複部分を有し、複数の前記重複部分の並び方向が前記第4電極の延在方向に一致するパターンであるタッチパネル。 A panel member that has an operation surface and is elastically deformable,
A plurality of panel members arranged in parallel with each other so as to be arranged on the opposite side of the operation surface in the X-axis direction at predetermined intervals, and their own capacitance or mutual capacitance changes according to the proximity / separation of the object to be detected. With the first electrode
They are arranged in parallel with each other so as to face the plurality of first electrodes and line up in the Y-axis direction intersecting the X-axis direction with a predetermined interval, and have their own capacitance according to the proximity / separation of the object to be detected. Or with multiple second electrodes whose mutual capacitance changes,
The first electrodes are arranged parallel to each other so as to be aligned in the X-axis direction, or the second electrodes are arranged parallel to each other so as to be arranged in the Y-axis direction between the second electrodes. A plurality of third electrodes whose electrical resistance changes in response to changes in attitude and temperature,
A plurality of fourth electrodes arranged so as to extend along each of the plurality of third electrodes and whose electrical resistance changes in response to changes in posture and temperature.
With
The rate of change in resistance due to the temperature change of the fourth electrode is the same as the rate of change in resistance due to the temperature change of the third electrode .
The rate of change in resistance due to the change in attitude of the fourth electrode is 90% or less of the rate of change in resistance due to the change in attitude of the third electrode during the change in attitude at room temperature.
The pattern of the third electrode is a linear pattern.
The pattern of the fourth electrode has a plurality of overlapping portions in which the resistance lines constituting the fourth electrode are folded back in a zigzag shape in a plan view and formed in parallel with each other, and the arrangement direction of the plurality of overlapping portions. the touch panel but a pattern that matches the extending direction of the fourth electrode.
前記第4電極のパターンの隣接する一組の前記重複部分を対辺とする矩形状の領域と、前記メッシュパターンの前記格子目とが同一形状または近似形状、かつ、同一または近似サイズであり、
前記メッシュパターンである電極と、前記第3電極と、前記第4電極とが、近接しており、
前記格子目および前記矩形状の領域が、全体として規則正しく配列されている、請求項1または請求項2のタッチパネル。 Of the first electrode and the second electrode, the pattern of the electrodes formed on the same surface as the third electrode and the fourth electrode has a rectangular grid consisting of fine lines in the X-axis direction and the Y-axis direction. It is a mesh pattern,
The rectangular region having the overlapping portion of the adjacent set of the pattern of the fourth electrode as the opposite side and the grid of the mesh pattern have the same shape or an approximate shape, and have the same or an approximate size.
The electrode having the mesh pattern, the third electrode, and the fourth electrode are in close proximity to each other.
The touch panel according to claim 1 or 2 , wherein the grid and the rectangular region are regularly arranged as a whole.
前記パネル部材における前記操作面とは反対側にX軸方向に所定間隔を隔てて並ぶように互いに平行に配置され、被検知物の近接/離間に応じて自己容量または相互容量が変化する複数の第1電極と、
複数の前記第1電極と対向し、かつ、前記X軸方向に交差するY軸方向に所定間隔を隔てて並ぶように互いに平行に配置され、前記被検知物の近接/離間に応じて自己容量または相互容量が変化する複数の第2電極と、
複数の前記第1電極どうしの間に前記X軸方向に並ぶように互いに平行に配置され、または、複数の前記第2電極どうしの間に前記Y軸方向に並ぶように互いに平行に配置され、姿勢変化および温度変化に応じて電気抵抗が変化する複数の第3電極と、
複数の前記第3電極のそれぞれに沿って延在するように配置され、姿勢変化および温度変化に応じて電気抵抗が変化する複数の第4電極と、
を備え、
前記第4電極の温度変化による抵抗変化率は、前記第3電極の温度変化による抵抗変化率と同じであり、
前記第4電極の姿勢変化による抵抗変化率は、常温での姿勢変化中において、前記第3電極の姿勢変化による抵抗変化率の90%以下であり、
前記第3電極のパターンが、前記第3電極を構成する抵抗線が平面視でジグザグ状に折り返されて互いに平行に形成されている複数の重複部分を有し、複数の前記重複部分の並び方向が前記第3電極の延在方向に一致するパターンであり、
前記第4電極のパターンが、前記第4電極を構成する抵抗線が平面視でジグザグ状に折り返されて互いに平行に形成されている複数の重複部分を有し、複数の前記重複部分の並び方向が前記第4電極の延在方向に一致するパターンであり、
前記第3電極のパターンと前記第4電極のパターンの折り返しが同調した周期を有し、
前記第1電極および前記第2電極のうち前記第3電極および前記第4電極と同一面に形成された電極のパターンが、X軸方向およびY軸方向の細線からなる矩形状の格子目を有するメッシュパターンであり、
前記第3電極および前記第4電極のパターンの隣接する一組の前記重複部分を対辺とする矩形状の領域と、前記メッシュパターンの前記格子目とが同一または近似形状、かつ、同一または近似サイズであり、
前記メッシュパターンである電極と、前記第3電極と、前記第4電極とが、近接しており、
前記格子目および前記矩形状の領域が、全体としてX軸方向およびY軸方向に規則正しく配列されているタッチパネル。 A panel member that has an operation surface and is elastically deformable,
A plurality of panel members arranged in parallel with each other so as to be arranged on the opposite side of the operation surface in the X-axis direction at predetermined intervals, and their own capacitance or mutual capacitance changes according to the proximity / separation of the object to be detected. With the first electrode
They are arranged in parallel with each other so as to face the plurality of first electrodes and line up in the Y-axis direction intersecting the X-axis direction with a predetermined interval, and have their own capacitance according to the proximity / separation of the object to be detected. Or with multiple second electrodes whose mutual capacitance changes,
The first electrodes are arranged parallel to each other so as to be aligned in the X-axis direction, or the second electrodes are arranged parallel to each other so as to be arranged in the Y-axis direction between the second electrodes. A plurality of third electrodes whose electrical resistance changes in response to changes in attitude and temperature,
A plurality of fourth electrodes arranged so as to extend along each of the plurality of third electrodes and whose electrical resistance changes in response to changes in posture and temperature.
With
The rate of change in resistance due to the temperature change of the fourth electrode is the same as the rate of change in resistance due to the temperature change of the third electrode .
The rate of change in resistance due to the change in attitude of the fourth electrode is 90% or less of the rate of change in resistance due to the change in attitude of the third electrode during the change in attitude at room temperature.
The pattern of the third electrode has a plurality of overlapping portions in which the resistance lines constituting the third electrode are folded back in a zigzag shape in a plan view and formed in parallel with each other, and the arrangement direction of the plurality of overlapping portions. Is a pattern that matches the extending direction of the third electrode.
The pattern of the fourth electrode has a plurality of overlapping portions in which the resistance lines constituting the fourth electrode are folded back in a zigzag shape in a plan view and formed in parallel with each other, and the arrangement direction of the plurality of overlapping portions. Is a pattern that matches the extending direction of the fourth electrode.
The pattern of the third electrode and the pattern of the fourth electrode have a synchronized period.
Of the first electrode and the second electrode, the pattern of the electrodes formed on the same surface as the third electrode and the fourth electrode has a rectangular grid consisting of fine lines in the X-axis direction and the Y-axis direction. It is a mesh pattern,
The rectangular region having the overlapping portion of the adjacent set of the patterns of the third electrode and the fourth electrode as opposite sides and the grid of the mesh pattern have the same or approximate shape, and the same or approximate size. And
The electrode having the mesh pattern, the third electrode, and the fourth electrode are in close proximity to each other.
A touch panel in which the grid and the rectangular region are regularly arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction as a whole.
前記第4電極を構成する抵抗線の線幅が、前記重複部分で細く、前記重複部分どうしを接続する折り返し部分では太く形成されている、請求項4のタッチパネル。 The line width of the resistance wire constituting the third electrode is formed to be thick at the overlapping portion and thin at the folded portion connecting the overlapping portions.
The touch panel according to claim 4 , wherein the line width of the resistance wire constituting the fourth electrode is thin at the overlapping portion and thick at the folded portion connecting the overlapping portions.
前記第4電極を構成する抵抗線の線幅が、同一幅に形成されている、請求項4のタッチパネル。 The line width of the resistance wire constituting the third electrode is formed to be thick at the overlapping portion and thin at the folded portion connecting the overlapping portions.
The touch panel according to claim 4 , wherein the line widths of the resistance wires constituting the fourth electrode are formed to have the same width.
前記第4電極を構成する抵抗線の線幅が、前記重複部分で細く、前記重複部分どうしを接続する折り返し部分では太く形成されている、請求項4のタッチパネル。 The line widths of the resistance wires constituting the third electrode are formed to have the same width.
The touch panel according to claim 4 , wherein the line width of the resistance wire constituting the fourth electrode is thin at the overlapping portion and thick at the folded portion connecting the overlapping portions.
複数の前記第4電極が、互いに隣接して配置される前記第4電極どうしがそれらの延在方向の一方側端部と他方側端部とで交互に接続され、全体として平面視でジグザグ状に形成されている、請求項1〜10のタッチパネル。 A plurality of the third electrodes are arranged adjacent to each other, and the third electrodes are alternately connected at one side end portion and the other side end portion in the extending direction thereof, and are zigzag in a plan view as a whole. Formed in
A plurality of the fourth electrodes are arranged adjacent to each other, and the fourth electrodes are alternately connected at one side end portion and the other side end portion in the extending direction thereof, and are zigzag in a plan view as a whole. The touch panel of claims 1 to 10 formed in.
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