[go: up one dir, main page]

JP2019086929A - Pressure-sensitive sensor device, touch sensor device, and information processing device - Google Patents

Pressure-sensitive sensor device, touch sensor device, and information processing device Download PDF

Info

Publication number
JP2019086929A
JP2019086929A JP2017213443A JP2017213443A JP2019086929A JP 2019086929 A JP2019086929 A JP 2019086929A JP 2017213443 A JP2017213443 A JP 2017213443A JP 2017213443 A JP2017213443 A JP 2017213443A JP 2019086929 A JP2019086929 A JP 2019086929A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
sensitive sensor
sensor electrode
electrode
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017213443A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
兼平 浩紀
Hironori Kanehira
浩紀 兼平
佐藤 克則
Katsunori Sato
克則 佐藤
赤間 博
Hiroshi Akama
博 赤間
和人 川又
Kazuto Kawamata
和人 川又
直広 高橋
Naohiro Takahashi
直広 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dexerials Corp
Original Assignee
Dexerials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dexerials Corp filed Critical Dexerials Corp
Priority to JP2017213443A priority Critical patent/JP2019086929A/en
Publication of JP2019086929A publication Critical patent/JP2019086929A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

To provide a pressure-sensitive sensor device, a touch sensor device, and an information processing device having high pressure sensitivity that can detect pressure even when a change in the distance between two pressure-sensitive sensor electrodes due to pressing is small.SOLUTION: A pressure-sensitive sensor device 10 comprises: a first pressure sensitive sensor electrode 11; a second pressure-sensitive sensor electrode 12 which is disposed at a predetermined distance from the first pressure-sensitive sensor electrode and has a third capacitance mutually with the first pressure-sensitive sensor electrode; a third pressure-sensitive sensor electrode 13 having a first capacitance mutually with the first pressure-sensitive sensor electrode and a second capacitance mutually with the second pressure-sensitive sensor electrode; a first signal generation unit 3 for applying a signal to the first pressure-sensitive sensor electrode; and a second signal generation unit 4 for applying a signal to the third pressure-sensitive sensor electrode. A detection unit 1 is comprised that detects a change amount of signals output from the first signal generation unit and the second signal generation unit according to the change amount in the first to third capacitances.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、感圧センサ装置、タッチセンサ装置及び情報処理装置に関する。   The present invention relates to a pressure sensor device, a touch sensor device, and an information processing device.

近年、携帯電話に代表される携帯型の情報処理装置の多機能化が進められており、筐体に設けられた表示部をユーザインターフェースとして機能させる構成が提案されていた。   In recent years, multifunctionalization of a portable information processing apparatus represented by a mobile phone has been promoted, and a configuration has been proposed in which a display unit provided in a housing functions as a user interface.

例えば特許文献1には、入力操作位置を検出するタッチパネルと、押圧操作力を検出する感圧センサと、検出回路とを有するセンサ装置について開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a sensor device having a touch panel that detects an input operation position, a pressure-sensitive sensor that detects a pressing operation force, and a detection circuit.

特開2011−134000号公報JP 2011-134000 A

特許文献1に開示された静電容量方式の押圧検出センサは、対向した電極間の距離が変化する構成であり、対向する電極間の静電容量が変化することによって入力操作面の押圧を検出することが可能であった。ここで、タッチ座標を検出する為の静電容量方式のタッチセンサ装置では、互いに交差する方向(例えば、直交するX,Y方向)にX座標タッチ電極、Y座標タッチ電極が配置されている。   The electrostatic capacitance type pressure detection sensor disclosed in Patent Document 1 is configured to change the distance between opposed electrodes, and detects the pressure on the input operation surface by changing the electrostatic capacitance between the opposed electrodes. It was possible. Here, in a capacitive touch sensor device for detecting touch coordinates, X coordinate touch electrodes and Y coordinate touch electrodes are arranged in directions crossing each other (for example, orthogonal X and Y directions).

指やスタイラスペン等の指示媒体が入力操作面に接触すると、指示媒体が接触したタッチ位置に対するX座標タッチ電極、Y座標タッチ電極から指に電荷が移動し、X座標タッチ電極とY座標タッチ電極間を移動する電荷が減少する。押圧検出センサは、電荷の減少を検出したX座標タッチ電極、Y座標タッチ電極によって定まるタッチ位置にてタッチが行われたと判定することができる。   When a pointing medium such as a finger or a stylus pen contacts the input operation surface, charges move from the X coordinate touch electrode or Y coordinate touch electrode to the finger at the touch position where the pointing medium contacts, and the X coordinate touch electrode and Y coordinate touch electrode The charge moving between them is reduced. The press detection sensor can determine that the touch has been performed at a touch position determined by the X coordinate touch electrode and the Y coordinate touch electrode that detect the decrease in charge.

また、従来の感圧センサは、弾性体を介して対向する2つの感圧センサ電極で構成されていた。ここで、感圧センサ電極間の静電容量は、次式(1)に基づいて求められる。
C=ε0εrS/d …(1)
C:静電容量、ε0:真空の誘電率、εr:感圧センサ電極間の比誘電率、S:感圧センサ電極の対向面積、d:感圧センサ電極間の距離
Moreover, the conventional pressure sensor was comprised by two pressure sensor electrodes which oppose via an elastic body. Here, the capacitance between the pressure-sensitive sensor electrodes is determined based on the following equation (1).
C = ε 0 ε r S / d (1)
C: capacitance, ε 0 : permittivity of vacuum, ε r : relative permittivity between pressure-sensitive sensor electrodes, S: facing area of pressure-sensitive sensor electrodes, d: distance between pressure-sensitive sensor electrodes

式(1)より、感圧センサ電極の対向面積が大きくなるほど、又は感圧センサ電極間の距離が短くなるほど、感圧センサ電極間の静電容量が増加することが示される。従来の感圧センサ装置では、入力操作面が押圧され、2つの感圧センサ電極間の距離が短くなることで増加する静電容量に基づいて押圧されたことが検出されていた。式(1)に示す関係は、感圧センサ電極に限らず、X座標タッチ電極とY座標タッチ電極間の静電容量においても成立する。   From equation (1), it is shown that the capacitance between the pressure-sensitive sensor electrodes increases as the facing area of the pressure-sensitive sensor electrodes increases or as the distance between the pressure-sensitive sensor electrodes decreases. In the conventional pressure-sensitive sensor device, it has been detected that the input operation surface is pressed and pressed based on the capacitance that increases as the distance between the two pressure-sensitive sensor electrodes is shortened. The relationship shown in Formula (1) is established not only in the pressure-sensitive sensor electrode but also in the capacitance between the X coordinate touch electrode and the Y coordinate touch electrode.

しかし、従来の感圧センサ装置では、入力操作面が押圧され、2つの感圧センサ電極間の距離が短くなることで増加する静電容量の変化を検出することにより押圧されたことを検出していたため、入力操作面の押圧に伴う2つの感圧センサ電極間の距離の変化が小さい場合、静電容量の変化も小さく、必要とする押圧感度を得ることが困難となる。   However, in the conventional pressure-sensitive sensor device, it is detected that the input operation surface is pressed, and the pressing is detected by detecting a change in capacitance which increases as the distance between the two pressure-sensitive sensor electrodes is shortened. Since the change in the distance between the two pressure-sensitive sensor electrodes caused by the pressure on the input operation surface is small, the change in the capacitance is also small, and it becomes difficult to obtain the necessary pressure sensitivity.

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、押圧に伴う2つの感圧センサ電極間の距離の変化が小さい場合にも、押圧を検出することが出来る押圧感度が高い感圧センサ装置、タッチセンサ装置及び情報処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and a pressure sensitivity with high pressure sensitivity capable of detecting pressure even when a change in distance between two pressure sensitive sensor electrodes caused by pressure is small. An object of the present invention is to provide a sensor device, a touch sensor device, and an information processing device.

本発明に係る感圧センサ装置は、第1感圧センサ電極と、前記第1感圧センサ電極から離して配置される第2感圧センサ電極と、前記第1感圧センサ電極及び前記第2感圧センサ電極から離して配置された第3感圧センサ電極と、前記第1感圧センサ電極に信号を印加する第1の信号発生部と、前記第3感圧センサ電極に信号を印加する第2の信号発生部とを備え、前記第1感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間で第1静電容量を有し、第2感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間で第2静電容量を有し、前記第1感圧センサ電極と前記第2感圧センサ電極との間で第3静電容量を有し、前記第1の信号発生部及び前記第2の信号発生部から出力された信号の、前記第1〜第3静電容量の変化に応じた変化量を検出する検出部を備える。   A pressure-sensitive sensor device according to the present invention includes a first pressure-sensitive sensor electrode, a second pressure-sensitive sensor electrode disposed apart from the first pressure-sensitive sensor electrode, the first pressure-sensitive sensor electrode, and the second pressure-sensitive sensor electrode. Applying a signal to a third pressure-sensitive sensor electrode disposed apart from the pressure-sensitive sensor electrode, a first signal generation unit applying a signal to the first pressure-sensitive sensor electrode, and the third pressure-sensitive sensor electrode And a second signal generation unit, having a first capacitance between the first pressure-sensitive sensor electrode and the third pressure-sensitive sensor electrode, and a second pressure-sensitive sensor electrode and the third pressure-sensitive electrode It has a second capacitance with the sensor electrode, and has a third capacitance between the first pressure-sensitive sensor electrode and the second pressure-sensitive sensor electrode, and the first signal generator And detecting the amount of change of the signal output from the second signal generator in accordance with the change in the first to third capacitances. It provided with a part.

また、本発明に係るタッチセンサ装置は、タッチ位置を検出するタッチ電極と、上述した感圧センサ装置とを備える。   Further, a touch sensor device according to the present invention includes a touch electrode that detects a touch position, and the above-described pressure-sensitive sensor device.

また、本発明に係る情報処理装置は、上述したタッチ位置を検出するタッチ電極と、感圧センサ装置とを有するタッチセンサ装置に加え、タッチ電極が検出したタッチ位置、及び感圧センサ装置の出力に応じた画像を表示する表示装置を備える。   In addition to the touch sensor device having the touch electrode for detecting the touch position described above and the pressure-sensitive sensor device, the information processing device according to the present invention includes the touch position detected by the touch electrode and the output of the pressure sensor device. A display device for displaying an image according to

本発明によれば、入力操作面が押圧され、第3感圧センサ電極と第1感圧センサ電極及び第2感圧センサ電極との間の距離が短くなることで、第1の信号発生部及び第2の信号発生部から出力された信号の、第1〜第3静電容量の変化に応じた変化量に基づいて押圧されたことを検出することが可能となる。このとき、第1の信号発生部及び第2の信号発生部の出力を高めることで、第1感圧センサ電極及び第2感圧センサ電極間に流れる信号の変化量を大きくすることができ、第1感圧センサ電極及び第2感圧センサ電極と第3感圧センサ電極との距離の変化が小さい場合にも高感度に押圧を検出することができる。   According to the present invention, the input operation surface is pressed, and the distance between the third pressure-sensitive sensor electrode and the first pressure-sensitive sensor electrode and the second pressure-sensitive sensor electrode becomes short, whereby the first signal generating unit And it becomes possible to detect that the signal output from the 2nd signal generation part was pressed based on the change amount according to the change of the 1st-3rd electrostatic capacitance. At this time, by increasing the outputs of the first signal generating unit and the second signal generating unit, the amount of change in the signal flowing between the first pressure sensitive sensor electrode and the second pressure sensitive sensor electrode can be increased. Even when the change in the distance between the first and second pressure-sensitive sensor electrodes and the third pressure-sensitive sensor electrode is small, the pressure can be detected with high sensitivity.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be apparent from the description of the embodiments below.

本発明の第1の実施の形態に係る感圧センサ装置の基本構成例を示す説明図である。It is an explanatory view showing an example of basic composition of a pressure sensitive sensor device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る感圧センサ装置の第1の変形例を示す説明図である。It is an explanatory view showing the 1st modification of the pressure sensitive sensor device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る感圧センサ装置の第2の変形例を示す説明図である。It is an explanatory view showing the 2nd modification of the pressure sensitive sensor device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る感圧センサ装置の第3の変形例を示す説明図である。It is an explanatory view showing the 3rd modification of the pressure sensitive sensor device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る感圧センサ装置の第4の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 4th modification of the pressure sensor apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る感圧センサ装置の第5の変形例を示す説明図である。It is an explanatory view showing the 5th modification of the pressure sensitive sensor device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係るタッチパネル装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the touch panel device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係るタッチパネル装置の基本構成例を示す説明図である。It is an explanatory view showing an example of basic composition of a touch panel device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係るタッチパネル装置の第1の変形例を示す説明図である。It is an explanatory view showing the 1st modification of the touch panel device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係るタッチパネル装置の第2の変形例を示す説明図である。It is an explanatory view showing the 2nd modification of the touch panel device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係るタッチパネル装置の第3の変形例を示す説明図である。It is an explanatory view showing the 3rd modification of the touch panel device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係るタッチパネル装置の第4の変形例を示す説明図である。It is an explanatory view showing the 4th modification of the touch panel device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係るタッチパネル装置の第5の変形例を示す説明図である。It is an explanatory view showing the 5th modification of the touch panel device concerning a 2nd embodiment of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. In the specification and the drawings, components having substantially the same function or configuration will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.

[第1の実施の形態]
<感圧センサ装置の基本構成>
始めに、本発明の第1の実施の形態に係る感圧センサ装置の構成について説明する。図1は、感圧センサ装置10の基本構成例を示す説明図である。図1に示す感圧センサ装置10は、静電容量方式により感圧センサ装置10の入力操作面が押圧されたことを検知可能である。
First Embodiment
<Basic Configuration of Pressure-Sensitive Sensor Device>
First, the configuration of the pressure-sensitive sensor device according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory view showing an example of the basic configuration of a pressure-sensitive sensor device 10. As shown in FIG. The pressure-sensitive sensor device 10 shown in FIG. 1 can detect that the input operation surface of the pressure-sensitive sensor device 10 is pressed by a capacitance method.

図1の左側に示すように感圧センサ装置10は、検出部1、信号処理部2、第1感圧センサ電極11、第2感圧センサ電極12、第3感圧センサ電極13、シールド電極14、弾性体20、第1の信号発生部3、第2の信号発生部4を備える。   As shown on the left side of FIG. 1, the pressure-sensitive sensor device 10 includes a detection unit 1, a signal processing unit 2, a first pressure-sensitive sensor electrode 11, a second pressure-sensitive sensor electrode 12, a third pressure-sensitive sensor electrode 13, and a shield electrode. 14, an elastic body 20, a first signal generator 3, and a second signal generator 4 are provided.

検出部1は、前記第2感圧センサ電極12に接続され、第1〜第3感圧センサ電極11〜13の相互間における静電容量の変化に伴って、第1の信号発生部3及び第2の信号発生部4から出力され、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12間、第1感圧センサ電極11及び第3感圧センサ電極13間、並びに第2感圧センサ電極12及び第3感圧センサ電極13間を通り検出部1に流れる電流の変化を検出することが可能である。なお、検出部1や、後述する信号処理部2、第1の信号発生部3、第2の信号発生部4は、ハードウェア又はファームウェアで構成することができる。検出部1は、電流の変化を検出すると、電流の変化に応じた検出信号を信号処理部2に出力する。   The detection unit 1 is connected to the second pressure-sensitive sensor electrode 12, and the first signal generating unit 3 and the first signal-generating unit 3 along with the change in capacitance between the first to third pressure-sensitive sensor electrodes 11 to 13. The signal is output from the second signal generating unit 4 and is between the first pressure sensitive sensor electrode 11 and the second pressure sensitive sensor electrode 12, between the first pressure sensitive sensor electrode 11 and the third pressure sensitive sensor electrode 13, and the second pressure sensitive It is possible to detect a change in current flowing between the sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 and to the detection unit 1. The detection unit 1, the signal processing unit 2 to be described later, the first signal generation unit 3, and the second signal generation unit 4 can be configured by hardware or firmware. When the detection unit 1 detects a change in current, the detection unit 1 outputs a detection signal corresponding to the change in current to the signal processing unit 2.

信号処理部2は、検出部1から入力する検出信号に基づいて所定の処理を行う。例えば、信号処理部2が、感圧センサ装置10に接続された不図示の電子機器に対して制御信号を出力してもよい。検出部1、信号処理部2は、図3以降の感圧センサ装置10にも接続されているが、図面の記載を簡略化するため、図3以降では、検出部1、信号処理部2の図示を省略している。   The signal processing unit 2 performs a predetermined process based on the detection signal input from the detection unit 1. For example, the signal processing unit 2 may output a control signal to an electronic device (not shown) connected to the pressure-sensitive sensor device 10. The detection unit 1 and the signal processing unit 2 are also connected to the pressure-sensitive sensor device 10 of FIG. 3 and later, but in order to simplify the description of the drawings, the detection unit 1 and the signal processing unit 2 of FIG. Illustration is omitted.

感圧センサ装置10の最上部(図中のZ方向の上側)には、グランドや特定の電位に接続されるシールド電極14が配置されている。シールド電極14は、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12に対する外部からの電荷の流入又は流出を制限するために用いられる。感圧センサ装置10がシールド電極14を備えなければ、指が第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12に近づくだけで第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12に電荷が流入又は流出する。シールド電極14を設けることにより、シールド電極14に接近した指から不要な電荷が第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12に流入又は流出し、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12間の静電容量が意図せずに変化することを防ぐことができる。ただし、指等が、後述する第1静電容量、第2静電容量及び第3静電容量に影響を与えない場合には、シールド電極14は必ずしも必要とはされない。   A shield electrode 14 connected to a ground or a specific potential is disposed on the top (upper side in the Z direction in the drawing) of the pressure-sensitive sensor device 10. The shield electrode 14 is used to limit the inflow or outflow of charge from the outside to the first pressure sensitive sensor electrode 11 and the second pressure sensitive sensor electrode 12. If the pressure-sensitive sensor device 10 does not have the shield electrode 14, the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 only by the finger approaching the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12. Charge flows in or out. By providing the shield electrode 14, unnecessary charges flow into or out of the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 from the finger approaching the shield electrode 14, and the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the first pressure-sensitive sensor electrode 12 It is possible to prevent the capacitance between the two pressure sensitive sensor electrodes 12 from being changed unintentionally. However, when the finger or the like does not affect the first capacitance, the second capacitance, and the third capacitance described later, the shield electrode 14 is not necessarily required.

図1では、シールド電極14の下のシールド電極14に対して第3感圧センサ電極13よりも近い位置に第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12が同一面に配置されている。第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12は、水平方向に距離d1だけ離して配置される。第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12が距離d1だけ対向する部分には容量素子C3が発生する。   In FIG. 1, the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 are disposed on the same plane at a position closer to the shield electrode 14 below the shield electrode 14 than the third pressure-sensitive sensor electrode 13. There is. The first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 are arranged horizontally separated by a distance d1. The capacitive element C3 is generated at a portion where the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 face each other by the distance d1.

そして、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12の下に弾性体20(間隔維持部材の一例)が配置される。弾性体20には、例えば、残留ひずみが少なく、復元率(復元速度)が高い材料が用いられる。弾性体20に用いられる材料としては、例えばシリコーンゴム、ウレタン系ゴム、ポリオレフィン系発泡体等がある。弾性体20は、第1感圧センサ電極11と第3感圧センサ電極13との間、及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13との間の間隔を維持するために用いられる。図1では、この弾性体20は、第1感圧センサ電極11と第3感圧センサ電極13との間、及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13との間に設けられる。   Then, an elastic body 20 (an example of a space maintaining member) is disposed under the first pressure sensor electrode 11 and the second pressure sensor electrode 12. For the elastic body 20, for example, a material having a small residual strain and a high recovery rate (restoration speed) is used. Examples of the material used for the elastic body 20 include silicone rubber, urethane rubber, and polyolefin foam. The elastic body 20 maintains a distance between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 and between the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13. Used. In FIG. 1, the elastic body 20 is provided between the first pressure sensor electrode 11 and the third pressure sensor electrode 13 and between the second pressure sensor electrode 12 and the third pressure sensor electrode 13. Be

第3感圧センサ電極13は、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12から離して配置される。図1では、弾性体20を挟んで第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12に対して、第3感圧センサ電極13の一部が対向する位置に配置される例が示されている。第1感圧センサ電極11と第3感圧センサ電極13とが対向する部分の間には容量素子C1が発生し、第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13とが対向する部分の間には容量素子C2が発生する。容量素子C1、C2は、それぞれ静電容量を持つ。   The third pressure sensor electrode 13 is disposed apart from the first pressure sensor electrode 11 and the second pressure sensor electrode 12. FIG. 1 shows an example in which a portion of the third pressure-sensitive sensor electrode 13 is opposed to the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 with the elastic body 20 interposed therebetween. It is done. The capacitive element C1 is generated between the portions where the first pressure sensitive sensor electrode 11 and the third pressure sensitive sensor electrode 13 face each other, and the second pressure sensitive sensor electrode 12 and the third pressure sensor electrode 13 face each other. A capacitive element C2 is generated between the portions. The capacitive elements C1 and C2 each have a capacitance.

第1の信号発生部3は、一端が第1感圧センサ電極11に接続され、他端が検出部1に接続されている。第2の信号発生部4は、一端が第3感圧センサ電極13に接続され、他端が検出部1に接続されている。   One end of the first signal generation unit 3 is connected to the first pressure-sensitive sensor electrode 11, and the other end is connected to the detection unit 1. One end of the second signal generation unit 4 is connected to the third pressure-sensitive sensor electrode 13, and the other end is connected to the detection unit 1.

第1の信号発生部3及び第2の信号発生部4より印加される信号は、検出部1によって電流の変化量が検出される。検出部1は、第1〜第3感圧センサ電極11〜13の相互間における静電容量の変化に伴って変化する電流の変化量に応じた検出信号を信号処理部2に出力し、押圧を検出することができる。   The detection unit 1 detects the amount of change in current of the signals applied from the first signal generator 3 and the second signal generator 4. The detection unit 1 outputs, to the signal processing unit 2, a detection signal according to the amount of change in current that changes with the change in capacitance among the first to third pressure-sensitive sensor electrodes 11 to 13. Can be detected.

第1の信号発生部3及び第2の信号発生部4より印加される信号は、交流信号などの矩形波、三角波、サイン波、鋸歯状波等、一定の周期と振幅を持った波形を有する。あるいは、これらの合成である複数の孤立的な波形を適用してもよい。   The signals applied from the first signal generating unit 3 and the second signal generating unit 4 have waveforms with a fixed period and amplitude, such as rectangular waves such as AC signals, triangular waves, sine waves, sawtooth waves, etc. . Alternatively, a plurality of isolated waveforms that are a combination of these may be applied.

感圧センサ装置10は、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12に対する第3感圧センサ電極13の電位差を大きくすることにより、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13との間で電荷が移動しやすくなる。また、感圧センサ装置10は、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13との間に発生する容量素子C1、C2の充放電サイクルを実現することができる。   The pressure-sensitive sensor device 10 increases the potential difference of the third pressure-sensitive sensor electrode 13 with respect to the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 to obtain the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode. The charge easily moves between the sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13. Further, the pressure-sensitive sensor device 10 realizes charge / discharge cycles of the capacitive elements C1, C2 generated between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13. be able to.

これにより、感圧センサ装置10は、感圧センサ装置10が押下されたときの、第1、第2の信号発生部3,4より出力され、検出部1に流れる電流の変化量を大きくすることができ、第1感圧センサ電極及び第2感圧センサ電極と第3感圧センサ電極との距離の変化が小さい場合にも高感度に押圧を検出することができる。   Thereby, the pressure-sensitive sensor device 10 makes the amount of change of the current which is output from the first and second signal generation units 3 and 4 and flows to the detection unit 1 when the pressure-sensitive sensor device 10 is pressed. The pressure can be detected with high sensitivity even when the change in the distance between the first pressure-sensitive sensor electrode and the second pressure-sensitive sensor electrode and the third pressure-sensitive sensor electrode is small.

すなわち、図1の右側に示すように、指等の指示媒体によって感圧センサ装置10のシールド電極14が下方に押圧されたとする。ただし、シールド電極14の上には、後述する図7に示すトッププレート23が設置される場合がある。この場合には、指がトッププレート23を押圧するときの押圧力がシールド電極14に加わることで、シールド電極14が押圧される。また、シールド電極14と第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12間には、後述する図7に示す第1ベースフィルム21、第2ベースフィルム22等が配置されており、シールド電極14に対する第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12間の距離は変わらない。   That is, as shown on the right side of FIG. 1, it is assumed that the shield electrode 14 of the pressure-sensitive sensor device 10 is pressed downward by an indication medium such as a finger. However, a top plate 23 shown in FIG. 7 described later may be installed on the shield electrode 14. In this case, the shield electrode 14 is pressed by applying a pressing force when the finger presses the top plate 23 to the shield electrode 14. Further, between the shield electrode 14 and the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12, the first base film 21 and the second base film 22 shown in FIG. The distance between the first pressure sensitive sensor electrode 11 and the second pressure sensitive sensor electrode 12 with respect to the electrode 14 does not change.

シールド電極14が下方に距離d3だけ移動すると、弾性体20が垂直方向に圧縮され、変形する。そして、第1感圧センサ電極11と第3感圧センサ電極13間の高さd2、及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13間の高さd2が、距離d3だけ狭まる。このため、第1感圧センサ電極11と第3感圧センサ電極13間、及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13間で電気的な結合が強くなり、上式(1)に示したように第1感圧センサ電極11と第3感圧センサ電極13間の容量素子C1の第1静電容量と、第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13間の容量素子C2の第2静電容量が増加する。また、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12間の電気的な結合が弱くなり、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12間の容量素子C3の第3静電容量が減少する。   When the shield electrode 14 moves downward by the distance d3, the elastic body 20 is compressed and deformed in the vertical direction. Then, the height d2 between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 and the height d2 between the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 narrow by the distance d3. . Therefore, the electrical coupling between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 and between the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 becomes strong, and Between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13, and between the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 as shown in FIG. The second capacitance of the capacitive element C2 of Further, the electrical coupling between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 is weakened, and the third of the capacitive element C3 between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 Capacitance decreases.

ここで、感圧センサ装置10において、指等の指示媒体によって感圧センサ装置10のシールド電極14が下方に押圧されたときに、第1、第2静電容量の変化による第3静電容量の変化を感度よく捉えるためには、(a)第1感圧センサ電極11と第2感圧センサ電極12との電気的な結合が弱く、(b)第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と、第3感圧センサ電極13との電気的な結合が強いことが望ましい。   Here, in the pressure-sensitive sensor device 10, when the shield electrode 14 of the pressure-sensitive sensor device 10 is pressed downward by the indication medium such as a finger, the third capacitance due to the change of the first and second capacitances In order to capture changes in the sensitivity with high sensitivity, (a) the electrical coupling between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 is weak, and (b) the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second It is desirable that the electrical coupling between the pressure sensitive sensor electrode 12 and the third pressure sensitive sensor electrode 13 be strong.

(b)を実現するためには、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と、第3感圧センサ電極13との間の高さd2が短くなる必要があり、指等の指示媒体によって感圧センサ装置10のシールド電極14が下方に押圧されることに伴い、前記高さd2が短くなることにより実現される。   In order to realize (b), the height d2 between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 needs to be short, This is realized by shortening the height d2 as the shield electrode 14 of the pressure-sensitive sensor device 10 is pressed downward by the instruction medium.

(b)による第1〜第3静電容量の変化を捉えることにより検出部1に流れる電流(電荷量)変化をとらえる手法は、検出部1に流れる電流の電荷量を求める次式(2)において、静電容量Cの変化を捉えて電荷量Qの変化量を測る手法といえる。
Q=CV・・・(2)
C:静電容量、Q:電荷量、V:電位差
The method of capturing the change of the current (charge amount) flowing to the detection unit 1 by capturing the change of the first to third capacitances by (b) is the following equation (2) for finding the charge amount of the current flowing to the detection unit 1 In the above, it can be said that it is a method of measuring the amount of change of the charge amount Q by capturing the change of the capacitance C.
Q = CV (2)
C: capacitance, Q: charge amount, V: potential difference

式(2)に示すように、押圧されたことにより第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と、第3感圧センサ電極13とが近づいて距離が短くなると第1、第2感圧センサ電極11,12と第3感圧センサ電極13との間の第1、第2静電容量も比例して大きくなり、第1〜第3感圧センサ電極11〜13間を流れる電荷量は多くなる。   As shown in the equation (2), when the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 approach to each other by being pressed and the distance becomes short, the first and the first The first and second capacitances between the two pressure-sensitive sensor electrodes 11, 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 also increase in proportion and flow between the first to third pressure-sensitive sensor electrodes 11 to 13. The amount of charge increases.

しかし、弾性体20や後述するベースフィルムの素材、操作者の押圧力などの条件によっては、所望の高さd2を得られない場合がある。   However, the desired height d2 may not be obtained depending on conditions such as the elastic body 20, the material of the base film to be described later, the pressing force of the operator, and the like.

感圧センサ装置10は、第1、第2の信号発生部3,4により信号を印加することにより、式(2)におけるVで電荷量Qの変化を大きくする、すなわち、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12に対する第3感圧センサ電極13の電位差を大きくすることによって電荷の移動を促進させ、第1、第2の信号発生部3,4より出力される電荷量Qの変化を大きくすることができる。したがって、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13との距離の変化が小さい場合にも高感度に押圧を検出することができる。   The pressure-sensitive sensor device 10 increases the change of the charge amount Q with V in the equation (2) by applying signals by the first and second signal generation units 3 and 4, that is, the first pressure-sensitive sensor The movement of charge is promoted by increasing the potential difference of the third pressure-sensitive sensor electrode 13 with respect to the electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12, and the charge amount output from the first and second signal generation units 3 and 4 The change in Q can be increased. Therefore, even when the change in the distance between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 is small, the pressure can be detected with high sensitivity.

ここで、第3感圧センサ電極13を特定の電位に固定してしまうと、いったん信号が出力されると第1感圧センサ電極11と第3感圧センサ電極13とが対向する部分の間に発生する容量素子C1と、第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13とが対向する部分の間に発生する容量素子C2の静電容量は放電されないため、Vの制御ができない。このため、静電容量の変化のみで電荷量の変化を捉えることとなり、感度には限界がある。   Here, once the third pressure-sensitive sensor electrode 13 is fixed to a specific potential, once a signal is output, between the portions where the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 face each other. Because the capacitance of the capacitive element C2 generated between the portion of the capacitive element C1 generated at the point where the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 face is not discharged, control of V can not be performed. . For this reason, the change in charge amount is captured only by the change in capacitance, and the sensitivity is limited.

一方、感圧センサ装置10は、第1、第2の信号発生部3,4により交流信号などの一定の周期と振幅を持った波形を有する信号を印加することにより、容量素子C1、C2の充放電サイクルが実現されている。したがって、第1、第2の信号発生部3,4の出力を大きくする、すなわち第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13との電位差を大きくすることにより、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13との距離の変化に伴う第1感圧センサ電極11〜第3感圧センサ電極13相互間に流れる電荷量Qの変化を増大させ、検出部1に流れる電荷量Qの変化率を大きくすることができる。   On the other hand, in the pressure-sensitive sensor device 10, the first and second signal generation units 3 and 4 apply a signal having a waveform having a predetermined period and amplitude, such as an alternating current signal, to the capacitive element C1 or C2. A charge and discharge cycle is realized. Therefore, the outputs of the first and second signal generation units 3 and 4 are increased, that is, the potential difference between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 is increased. Between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 to the third pressure-sensitive sensor electrode 13 due to a change in the distance between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13. The change rate of the charge amount Q flowing to the detection unit 1 can be increased, and the change rate of the charge amount Q flowing to the detection unit 1 can be increased.

検出部1は、第1〜第3感圧センサ電極11〜13間に流れる電流の変化を検出すると、電流の変化率に基づき、異なる検出信号を信号処理部2に出力する。これにより、感圧センサ装置10は、入力操作面が押圧されたことを検知することができる。   When detecting a change in current flowing between the first to third pressure-sensitive sensor electrodes 11 to 13, the detection unit 1 outputs different detection signals to the signal processing unit 2 based on the change rate of the current. Thereby, the pressure-sensitive sensor device 10 can detect that the input operation surface is pressed.

信号処理部2は、検出部1から入力する検出信号に基づいて感圧センサ装置10がどの位押圧されたかを判定することができ、感圧センサ装置10に接続された不図示の電子機器に対して制御信号を出力して押圧量に応じた所定の処理(例えば、表示画面の切替え)を行うことが可能となる。   The signal processing unit 2 can determine how much the pressure-sensitive sensor device 10 has been pressed based on the detection signal input from the detection unit 1, and the electronic device (not shown) connected to the pressure-sensitive sensor device 10 can On the other hand, it becomes possible to output a control signal and perform predetermined processing (for example, switching of a display screen) according to the pressing amount.

また、感圧センサ装置10によれば、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13との電位差を利用して電荷量Qの変化率を大きくすることができることから、第1感圧センサ電極11〜第3感圧センサ電極13相互間の静電容量を大きくするために第1〜第3感圧センサ電極11〜13の電極サイズを大きくする必要もなく(前記式(1)参照)、押圧感度を向上させることができる。   Further, according to the pressure-sensitive sensor device 10, the change rate of the charge amount Q is increased using the potential difference between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13. It is necessary to increase the electrode size of the first to third pressure-sensitive sensor electrodes 11 to 13 in order to increase the capacitance between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 to the third pressure-sensitive sensor electrode 13. The pressure sensitivity can be improved without the need (see the above equation (1)).

第2の信号発生部4より第3感圧センサ電極13に印加される信号は、第1の信号発生部3より第1感圧センサ電極11に印加される信号と逆相としてもよい。これにより、特定の条件下で、検出部1に流れる電流を減少させることができる。   The signal applied from the second signal generator 4 to the third pressure sensitive sensor electrode 13 may be in reverse phase to the signal applied from the first signal generator 3 to the first pressure sensitive sensor electrode 11. This makes it possible to reduce the current flowing to the detection unit 1 under specific conditions.

また、第2の信号発生部4より第3感圧センサ電極13に印加される信号は、第1の信号発生部3より第1感圧センサ電極11に印加される信号と同相としてもよい。これにより、特定の条件下で、検出部1に流れる電流を増加させることができる。   Further, the signal applied from the second signal generator 4 to the third pressure sensitive sensor electrode 13 may be in phase with the signal applied from the first signal generator 3 to the first pressure sensitive sensor electrode 11. Thus, the current flowing to the detection unit 1 can be increased under a specific condition.

また、第2の信号発生部4より第3感圧センサ電極13に印加される信号は、第1の信号発生部3より第1感圧センサ電極11に印加される信号と位相差を有していてもよい。なお、第1の信号発生部3及び第2の信号発生部4より印加される信号間の位相差は固定又はランダムであってもよい。これにより、特定の条件下で、検出部1に流れる電流の変化を大きくすることができる。   Further, the signal applied from the second signal generator 4 to the third pressure sensitive sensor electrode 13 has a phase difference from the signal applied from the first signal generator 3 to the first pressure sensitive sensor electrode 11 It may be The phase difference between the signals applied from the first signal generator 3 and the second signal generator 4 may be fixed or random. Thereby, the change in the current flowing to the detection unit 1 can be increased under a specific condition.

<感圧センサ装置の第1の変形例>
図2は、感圧センサ装置10の第1の変形例を示す断面図である。図2に示すように、感圧センサ装置10は、第2の信号発生部4に代えて、第1の信号発生部3が第3感圧センサ電極13と接続されてもよい。
First Modified Example of Pressure-Sensitive Sensor Device
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first modification of the pressure sensor device 10. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, in the pressure-sensitive sensor device 10, the first signal generating unit 3 may be connected to the third pressure-sensitive sensor electrode 13 instead of the second signal generating unit 4.

第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12間に信号を印加する信号発生部と、第3感圧センサ電極13に交流信号を印加する信号発生部を共有させることにより、回路構成を簡素化することができる。   A circuit configuration is achieved by sharing a signal generation unit that applies a signal between the first pressure sensitive sensor electrode 11 and the second pressure sensitive sensor electrode 12 and a signal generation unit that applies an alternating current signal to the third pressure sensitive sensor electrode 13 Can be simplified.

<感圧センサ装置の第2の変形例>
図3は、感圧センサ装置10の第2の変形例を示す説明図である。図3の左側に示す感圧センサ装置10Aは、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12が異なる面に配置される構成としている。第2感圧センサ電極12と弾性体20の間には不図示の樹脂、接着剤等が封入されている。
Second Modification of Pressure-Sensitive Sensor Device
FIG. 3 is an explanatory view showing a second modification of the pressure sensor device 10. As shown in FIG. The pressure-sensitive sensor device 10A shown on the left side of FIG. 3 has a configuration in which the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 are disposed on different surfaces. A resin, an adhesive or the like (not shown) is enclosed between the second pressure sensitive sensor electrode 12 and the elastic body 20.

図3の右側に示す感圧センサ装置10Bは、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12が異なる面に配置され、さらに第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12の一部が重なって配置される様子が示される。   In the pressure-sensitive sensor device 10B shown on the right side of FIG. 3, the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 are disposed on different surfaces, and further, the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode It is shown that a part of 12 is arranged overlapping.

このような感圧センサ装置10A,10Bであっても、図1Aに示した感圧センサ装置10と同様に、押圧されたことを高感度で検出することが可能である。   Even with such pressure-sensitive sensor devices 10A and 10B, as in the pressure-sensitive sensor device 10 shown in FIG. 1A, it is possible to detect pressing with high sensitivity.

<感圧センサ装置の第3の変形例>
図4は、感圧センサ装置10の第3の変形例を示す説明図である。図4に示す感圧センサ装置10Cは、シールド電極14の下に第3感圧センサ電極13を配置した構成としている。このため、シールド電極14に対して第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12よりも近い位置に第3感圧センサ電極13が配置される。
<Third Modification of Pressure-Sensitive Sensor Device>
FIG. 4 is an explanatory view showing a third modified example of the pressure sensor device 10. As shown in FIG. The pressure-sensitive sensor device 10C shown in FIG. 4 has a configuration in which the third pressure-sensitive sensor electrode 13 is disposed below the shield electrode 14. Therefore, the third pressure-sensitive sensor electrode 13 is disposed at a position closer to the shield electrode 14 than the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12.

そして、第3感圧センサ電極13の下に弾性体20を挟んで第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12を配置している。図1に示した感圧センサ装置10に示したように、シールド電極14の下に、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12が配置された場合、シールド電極14がわずかに変形することで第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12間の静電容量にも意図しない変化が生じることがある。このため、図4に示すように感圧センサ装置10Cを構成すれば、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12間の静電容量は、シールド電極14に影響されずに変化するので、図1に示した感圧センサ装置10と比べて、シールド電極14が押圧された時に静電容量の変化を検出する感度を高めることができる。   The first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 are disposed below the third pressure-sensitive sensor electrode 13 with the elastic body 20 interposed therebetween. As shown in the pressure-sensitive sensor device 10 shown in FIG. 1, when the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 are disposed below the shield electrode 14, the shield electrode 14 is slightly The deformation may cause an unintended change in the capacitance between the first pressure sensitive sensor electrode 11 and the second pressure sensitive sensor electrode 12. Therefore, when the pressure-sensitive sensor device 10C is configured as shown in FIG. 4, the capacitance between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 changes without being influenced by the shield electrode 14 Therefore, compared to the pressure-sensitive sensor device 10 shown in FIG. 1, the sensitivity for detecting the change in capacitance when the shield electrode 14 is pressed can be enhanced.

なお、第3感圧センサ電極13が存在することにより、第1静電容量、第2静電容量及び、第3静電容量が指等の影響を受けない場合には、シールド電極14を必要としない。このため、感圧センサ装置10Cからシールド電極14を除いた場合には、シールド電極14の機能を第3感圧センサ電極13に持たせることもできる。逆に、第3感圧センサ電極13を除いて、シールド電極14に、第3感圧センサ電極13の機能を持たせてもよい。   The presence of the third pressure-sensitive sensor electrode 13 requires the shield electrode 14 when the first capacitance, the second capacitance, and the third capacitance are not affected by a finger or the like. And not. Therefore, when the shield electrode 14 is removed from the pressure-sensitive sensor device 10C, the function of the shield electrode 14 can be provided to the third pressure-sensitive sensor electrode 13. Conversely, the shield electrode 14 may have the function of the third pressure-sensitive sensor electrode 13 except for the third pressure-sensitive sensor electrode 13.

<感圧センサ装置の第4の変形例>
図5は、感圧センサ装置10の第4の変形例を示す説明図である。図5に示す感圧センサ装置10Dは、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13間とは異なる場所に弾性体20が配置されている。この弾性体20は、第1感圧センサ電極11と第3感圧センサ電極13との間以外の箇所、及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13との間以外の箇所(例えば、感圧センサ装置10Dの筐体部分)に設けられる。
<Fourth Modified Example of Pressure-Sensitive Sensor Device>
FIG. 5 is an explanatory view showing a fourth modification of the pressure sensor device 10. As shown in FIG. In the pressure-sensitive sensor device 10D shown in FIG. 5, the elastic body 20 is disposed at a place different from the space between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13. The elastic body 20 has a portion other than the portion between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 and a portion other than the portion between the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13. (For example, it is provided in the housing part of pressure sensor apparatus 10D).

ここで、シールド電極14が押圧されていないときには感圧センサ装置10Dが図5の左に示す状態であるが、シールド電極14が下に距離d3だけ押圧されると、弾性体20が圧縮されることにより、図5の右に示すようにシールド電極14と、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12が第3感圧センサ電極13に近づく。そして、検出部1は、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12の第3静電容量が変化したことの検出が可能となる。   Here, when the shield electrode 14 is not pressed, the pressure-sensitive sensor device 10D is in the state shown on the left in FIG. 5, but when the shield electrode 14 is pressed downward by the distance d3, the elastic body 20 is compressed. Thus, as shown on the right of FIG. 5, the shield electrode 14 and the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 approach the third pressure-sensitive sensor electrode 13. Then, the detection unit 1 can detect that the third capacitance of the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 has changed.

<感圧センサ装置の第5の変形例>
図6は、感圧センサ装置10の第5の変形例を示す説明図である。図6に示す感圧センサ装置10Eは、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13間とは異なる場所にスペーサ25(間隔維持部材の一例)が配置されている。スペーサ25はシールド電極14が押圧されても変形しないものとする。スペーサ25は、第1感圧センサ電極11と第3感圧センサ電極13との間以外の箇所、及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13との間以外の箇所(例えば、感圧センサ装置10Eの筐体部分)に設けられる。
<Fifth Modification of Pressure-Sensitive Sensor Device>
FIG. 6 is an explanatory view showing a fifth modified example of the pressure-sensitive sensor device 10. As shown in FIG. In the pressure-sensitive sensor device 10E shown in FIG. 6, a spacer 25 (an example of a space maintaining member) is provided at a place different from between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13. It is arranged. The spacer 25 does not deform even when the shield electrode 14 is pressed. The spacer 25 is a portion other than between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 and a portion other than between the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 (for example, , And the housing portion of the pressure-sensitive sensor device 10E.

このため、シールド電極14が押圧されていないときには感圧センサ装置10Eが図6の左に示す状態であっても、シールド電極14が下に距離d4だけ押圧されると、後述する図7に示すようなトッププレート23が下に撓むことにより、シールド電極14と、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12が第3感圧センサ電極13に近づく。そして、検出部1は、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12の第3静電容量が変化したことの検出が可能となる。
[第2の実施の形態]
For this reason, even when the pressure-sensitive sensor device 10E is in the state shown on the left of FIG. 6 when the shield electrode 14 is not pressed, if the shield electrode 14 is pressed downward by the distance d4, shown in FIG. When the top plate 23 as described above bends downward, the shield electrode 14 and the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 approach the third pressure-sensitive sensor electrode 13. Then, the detection unit 1 can detect that the third capacitance of the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 has changed.
Second Embodiment

次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。ここでは、感圧センサ装置を備えるタッチセンサ装置と、このタッチセンサ装置を備えるタッチパネル装置の構成について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. Here, a touch sensor device including a pressure sensor device and a configuration of a touch panel device including the touch sensor device will be described.

<タッチパネル装置の概略構成>
図7は、タッチパネル装置40の概略構成図である。図7の上には、上面視したタッチパネル装置40(情報処理装置の一例)に設置される感圧センサ装置10の位置と、筐体52の額縁の位置とが破線で示されている。筐体52には、感圧センサ装置10が収容される。筐体52の額縁上には、6個の感圧センサ装置10が設けられている。このため、ユーザーが感圧センサ装置10を直接見ることはない。感圧センサ装置10が設置される数は、図7に示すように通常は複数個設けられるが、必ずしも複数設ける必要はなく、1個でもよい。
<Schematic Configuration of Touch Panel Device>
FIG. 7 is a schematic block diagram of the touch panel device 40. As shown in FIG. The position of the pressure-sensitive sensor device 10 installed in the touch panel device 40 (an example of the information processing device) viewed from above and the position of the frame of the housing 52 are indicated by broken lines on the top of FIG. 7. The pressure sensor device 10 is housed in the housing 52. Six pressure sensitive sensor devices 10 are provided on the frame of the housing 52. For this reason, the user does not look directly at the pressure sensor device 10. As shown in FIG. 7, although the number of the pressure-sensitive sensor devices 10 to be installed is usually two or more, it is not necessary to provide two or more, and may be one.

タッチパネル装置40は、図1に示した検出部1及び信号処理部2を備える。検出部1には、タッチパネル装置40が備える感圧センサ装置10の検出部1に流れる電流の変化に基づいて、感圧センサ装置10が押圧されたことを検出する。なお、検出部1に、タッチセンサ装置30のX座標タッチ電極31及びY座標タッチ電極32(いずれもタッチ電極の一例)を接続し、タッチパネル装置40の入力操作面24に指が直接又は間接的にタッチしたときに、XY平面のタッチ位置を検出させてもよい。この場合、検出部1は、検出信号及びタッチ検出信号を信号処理部2に出力する。信号処理部2は、検出信号及びタッチ検出信号に基づいて所定の処理を行う。例えば、信号処理部2が検出信号に基づいて、図7の下に示す表示パネル50に表示される画像、アイコン等を切替えて表示する制御を行う。検出部1及び信号処理部2は、感圧センサ装置10、タッチセンサ装置30、タッチパネル装置40のいずれかに備える構成としてよい。   The touch panel device 40 includes the detection unit 1 and the signal processing unit 2 shown in FIG. The detection unit 1 detects that the pressure-sensitive sensor device 10 is pressed based on a change in current flowing to the detection unit 1 of the pressure-sensitive sensor device 10 included in the touch panel device 40. Note that the X coordinate touch electrode 31 and the Y coordinate touch electrode 32 (both are examples of touch electrodes) of the touch sensor device 30 are connected to the detection unit 1, and a finger is directly or indirectly connected to the input operation surface 24 of the touch panel device 40. When touching, the touch position on the XY plane may be detected. In this case, the detection unit 1 outputs the detection signal and the touch detection signal to the signal processing unit 2. The signal processing unit 2 performs predetermined processing based on the detection signal and the touch detection signal. For example, based on the detection signal, the signal processing unit 2 performs control to switch and display an image, an icon, and the like displayed on the display panel 50 shown in the lower part of FIG. 7. The detection unit 1 and the signal processing unit 2 may be provided in any of the pressure-sensitive sensor device 10, the touch sensor device 30, and the touch panel device 40.

図7の下には、タッチパネル装置40及び感圧センサ装置10の断面図が示される。筐体52の額縁の上に、図1に示した感圧センサ装置10が配置される。感圧センサ装置10が備える第3感圧センサ電極13は、筐体52の額縁と弾性体20の間に挟むように配置されている。また、X座標タッチ電極31とY座標タッチ電極32が平面的に重なる領域が、XY平面の座標検知領域となる。そして、座標検知領域に、表示領域が重なるように表示パネル50(表示装置の一例)が配置されている。表示パネル50の表示領域には、信号処理部2が行う画像表示処理により、X座標タッチ電極31及びY座標タッチ電極32が検出したタッチ位置、及び検出部1に流れ込む電流の変化(押圧変化)に応じた文字、図形、映像、アイコン等の画像が表示される。   At the bottom of FIG. 7, cross-sectional views of the touch panel device 40 and the pressure sensor device 10 are shown. The pressure-sensitive sensor device 10 shown in FIG. 1 is disposed on the frame of the housing 52. The third pressure-sensitive sensor electrode 13 included in the pressure-sensitive sensor device 10 is disposed so as to be sandwiched between the frame of the housing 52 and the elastic body 20. In addition, an area in which the X coordinate touch electrode 31 and the Y coordinate touch electrode 32 overlap in a plane is a coordinate detection area in the XY plane. Then, the display panel 50 (an example of a display device) is disposed so that the display area overlaps the coordinate detection area. In the display area of the display panel 50, the touch position detected by the X coordinate touch electrode 31 and the Y coordinate touch electrode 32 by the image display processing performed by the signal processing unit 2, and the change in the current flowing into the detection unit 1 (press change) Images such as characters, graphics, images, icons, etc. corresponding to are displayed.

トッププレート23は、タッチパネル装置40の表面を保護する。トッププレート23には透明のガラス基板やフィルム等が用いられる。トッププレート23の表面は、ユーザーがタッチ操作を行うために指を接触させる入力操作面24となる。また、第1ベースフィルム21は、X座標タッチ電極31、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12を同一面上に配置するために用いられる。なお、X座標タッチ電極31とY座標タッチ電極32が重なる順が逆であれば、第1ベースフィルム21の同一面上にY座標タッチ電極32、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12を配置してもよい。このため、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12は、X座標タッチ電極31又はY座標タッチ電極32のいずれか一方と同一面に配置される。   The top plate 23 protects the surface of the touch panel device 40. A transparent glass substrate or a film is used for the top plate 23. The surface of the top plate 23 serves as an input operation surface 24 with which a user touches a finger to perform a touch operation. Further, the first base film 21 is used to arrange the X coordinate touch electrode 31, the first pressure sensitive sensor electrode 11, and the second pressure sensitive sensor electrode 12 on the same plane. If the order in which the X coordinate touch electrode 31 and the Y coordinate touch electrode 32 overlap is reversed, the Y coordinate touch electrode 32, the first pressure sensitive sensor electrode 11, and the second pressure sensitive on the same surface of the first base film 21. The sensor electrode 12 may be disposed. Therefore, the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 are disposed on the same plane as either the X coordinate touch electrode 31 or the Y coordinate touch electrode 32.

第2ベースフィルム22は、Y座標タッチ電極32、シールド電極14を同一面上に配置するために用いられる。なお、X座標タッチ電極31とY座標タッチ電極32が重なる順が逆であれば、第2ベースフィルム22の同一面上にX座標タッチ電極31、シールド電極14を配置してもよい。このため、シールド電極14は、X座標タッチ電極31又はY座標タッチ電極32のいずれか一方と同一面に配置される。   The second base film 22 is used to arrange the Y coordinate touch electrode 32 and the shield electrode 14 on the same plane. If the order in which the X coordinate touch electrode 31 and the Y coordinate touch electrode 32 overlap is reversed, the X coordinate touch electrode 31 and the shield electrode 14 may be disposed on the same surface of the second base film 22. Therefore, the shield electrode 14 is disposed in the same plane as either the X coordinate touch electrode 31 or the Y coordinate touch electrode 32.

第2ベースフィルム22の上面及び下面には、例えば、両面粘着テープであるOCA(Optical Clear Adhesive)が貼り付けられている。このため、第1ベースフィルム21と第2ベースフィルム22及び弾性体20がOCAを介して貼り合わされ、第2ベースフィルム22とトッププレート23がOCAを介して貼り合わされる。   For example, OCA (Optical Clear Adhesive), which is a double-sided adhesive tape, is attached to the upper surface and the lower surface of the second base film 22. Therefore, the first base film 21 and the second base film 22 and the elastic body 20 are bonded via the OCA, and the second base film 22 and the top plate 23 are bonded via the OCA.

表示パネル50と、タッチセンサ装置30との間には空隙51が設けられている。空隙51は、トッププレート23の入力操作面24が押圧され、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12が下に移動する際に、第1ベースフィルム21の裏面が、表示パネル50の表面に接触しないようにするために設けられる。なお、第1ベースフィルム21の下面にOCA等を用いて表示パネル50を貼り合わせても良い。ただし、第1ベースフィルム21と表示パネル50を貼り合わせた場合、表示パネル50と筐体52の間に空隙を設ける必要がある。   An air gap 51 is provided between the display panel 50 and the touch sensor device 30. In the air gap 51, when the input operation surface 24 of the top plate 23 is pressed and the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 move downward, the back surface of the first base film 21 is a display panel It is provided to prevent contact with the 50 surfaces. The display panel 50 may be bonded to the lower surface of the first base film 21 using OCA or the like. However, when the first base film 21 and the display panel 50 are attached to each other, a gap needs to be provided between the display panel 50 and the housing 52.

ここで、図7に示したタッチパネル装置40の概略構成を踏まえた上で、タッチセンサ装置と感圧センサ装置の組合せについて図8から順に説明する。図8以降の説明では、表示パネル50、筐体52の図示を省略する。また、図8以降に説明する構成においても、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と第3感圧センサ電極13間とは異なる場所に弾性体20やスペーサ25(間隔維持部材の一例)を配置してもよい。   Here, based on the schematic configuration of the touch panel device 40 shown in FIG. 7, the combination of the touch sensor device and the pressure sensor device will be described in order from FIG. 8. In the description after FIG. 8, the display panel 50 and the housing 52 are not shown. Also in the configuration described in FIG. 8 and later, the elastic members 20 and the spacers 25 (spacings are maintained at different places between the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 and the third pressure-sensitive sensor electrode 13). An example of a member may be arranged.

<タッチパネル装置の基本構成>
図8は、タッチパネル装置40の基本構成例を示す説明図である。タッチパネル装置40が備えるタッチセンサ装置30は、第1ベースフィルム21、Y座標タッチ電極32、第2ベースフィルム22、X座標タッチ電極31、トッププレート23を下から順に積層して構成されたものである。各層、及び電極は接着剤等により接着固定されている。第1ベースフィルム21、第2ベースフィルム22、トッププレート23は、それぞれ矩形状等に形成される。感圧センサ装置10は、タッチパネル装置40のXY平面の座標検知領域外の周縁領域(額縁部分)に配置される。
<Basic Configuration of Touch Panel Device>
FIG. 8 is an explanatory view showing a basic configuration example of the touch panel device 40. As shown in FIG. The touch sensor device 30 included in the touch panel device 40 is configured by sequentially stacking the first base film 21, the Y coordinate touch electrode 32, the second base film 22, the X coordinate touch electrode 31, and the top plate 23 from the bottom. is there. Each layer and the electrode are adhered and fixed by an adhesive or the like. The first base film 21, the second base film 22, and the top plate 23 are each formed in a rectangular shape or the like. The pressure-sensitive sensor device 10 is disposed in a peripheral region (frame portion) outside the coordinate detection region of the XY plane of the touch panel device 40.

感圧センサ装置10は、図1に示したようにタッチパネル装置40と筐体52との間に配置された誘電材料からなる弾性体20と、弾性体20を挟むように配置され、コンデンサを形成する上部の第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12と、下部の第3感圧センサ電極13とを備える。第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12は、第1ベースフィルム21の上面に形成され、シールド電極14は、第2ベースフィルム22の上面に形成される。   The pressure-sensitive sensor device 10 is disposed so as to sandwich the elastic body 20 and the elastic body 20 made of a dielectric material disposed between the touch panel device 40 and the housing 52 as shown in FIG. The first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 on the upper side, and the third pressure-sensitive sensor electrode 13 on the lower side. The first pressure sensitive sensor electrode 11 and the second pressure sensitive sensor electrode 12 are formed on the upper surface of the first base film 21, and the shield electrode 14 is formed on the upper surface of the second base film 22.

本実施の形態においては、6個の感圧センサ装置10を構成する弾性体20が連結して1つの枠状に構成される。つまり、6個の感圧センサ装置10で1つの弾性体20を共有している。弾性体20を枠状に設けることにより、タッチパネル装置40と筐体52との間、つまりタッチパネル装置40と表示パネル50との間の空隙51に外部からのゴミ等の侵入を防止することができる。   In the present embodiment, the elastic bodies 20 constituting the six pressure-sensitive sensor devices 10 are connected to form one frame. That is, one elastic body 20 is shared by the six pressure sensor devices 10. By providing the elastic body 20 in a frame shape, it is possible to prevent the intrusion of dust and the like from the outside into the space 51 between the touch panel device 40 and the housing 52, that is, the space between the touch panel device 40 and the display panel 50. .

トッププレート23の表面が、指等の指示媒体により入力操作が行われる入力操作面24となる。入力操作面24と垂直な押圧方向(z軸方向下向き)に入力操作面24が指で押圧されると、感圧センサ装置10の弾性体20が縮み、この感圧センサ装置10が接着固定されているトッププレート23が押圧方向に移動する。   The surface of the top plate 23 becomes an input operation surface 24 on which an input operation is performed by an instruction medium such as a finger. When the input operation surface 24 is pressed with a finger in a pressing direction (z-axis direction downward) perpendicular to the input operation surface 24, the elastic body 20 of the pressure sensor device 10 is contracted, and the pressure sensor device 10 is adhesively fixed. The top plate 23 is moved in the pressing direction.

そして、感圧センサ装置10は、検出部1に流れる電流の変化を検出する。これにより、検出部1は、入力操作面24が押圧されたことを検出できる。   Then, the pressure-sensitive sensor device 10 detects a change in the current flowing to the detection unit 1. Thereby, the detection unit 1 can detect that the input operation surface 24 is pressed.

<タッチパネル装置の第1の変形例>
図9は、タッチパネル装置40の第1の変形例を示す説明図である。タッチパネル装置40が備えるタッチセンサ装置30は、第1ベースフィルム21の一方の面にX座標タッチ電極31を形成し、他方の面にY座標タッチ電極32を形成してもよい。なお、図9に示すタッチセンサ装置30は、1枚のITOフィルムを使用してX座標タッチ電極31及びY座標タッチ電極32を形成することができ、また、図9に示すタッチセンサ装置30は、両面ITOフィルム、あるいは両面メタルメッシュフィルムを使用して形成することができる。
<First Modified Example of Touch Panel Device>
FIG. 9 is an explanatory view showing a first modified example of the touch panel device 40. As shown in FIG. The touch sensor device 30 included in the touch panel device 40 may form the X coordinate touch electrode 31 on one surface of the first base film 21 and form the Y coordinate touch electrode 32 on the other surface. The touch sensor device 30 shown in FIG. 9 can form the X coordinate touch electrode 31 and the Y coordinate touch electrode 32 using one ITO film, and the touch sensor device 30 shown in FIG. , Double-sided ITO film, or double-sided metal mesh film can be used.

<タッチパネル装置の第2の変形例>
図10は、タッチパネル装置の第2の変形例を示す説明図である。タッチパネル装置40Aは、トッププレート23の下にX座標タッチ電極31及びY座標タッチ電極32を直接形成した構成としている。このため、図7に示したタッチパネル装置40と比べて、第1ベースフィルム21、第2ベースフィルム22は、シールド電極14の大きさ程度であればよい。X座標タッチ電極31及びY座標タッチ電極32は、シールド電極14と同一の面に形成されるため、タッチパネル装置40と比べて一層シンプルな構成となる。
<Second Modified Example of Touch Panel Device>
FIG. 10 is an explanatory view showing a second modified example of the touch panel device. The touch panel device 40A has a configuration in which the X coordinate touch electrode 31 and the Y coordinate touch electrode 32 are directly formed under the top plate 23. Therefore, as compared with the touch panel device 40 shown in FIG. 7, the first base film 21 and the second base film 22 may have the size of the shield electrode 14 or so. Since the X coordinate touch electrode 31 and the Y coordinate touch electrode 32 are formed on the same surface as the shield electrode 14, the configuration is simpler than the touch panel device 40.

<タッチパネル装置の第3の変形例>
図11は、タッチパネル装置の第3の変形例を示す説明図である。タッチパネル装置40Bは、弾性体20の上に第3ベースフィルム26を配置し、第3ベースフィルム26の上に第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12を水平方向に並べて配置し、さらに第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12の上に第4ベースフィルム27を配置している。そして、第4ベースフィルム27の上にシールド電極14が配置されている。第1ベースフィルム21、第2ベースフィルム22、トッププレート23と、X座標タッチ電極31及びY座標タッチ電極32の配置は、図8に示したタッチパネル装置40と同様である。
<Third Modification of Touch Panel Device>
FIG. 11 is an explanatory view showing a third modified example of the touch panel device. The touch panel device 40B arranges the third base film 26 on the elastic body 20, and arranges the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 horizontally on the third base film 26. Furthermore, the fourth base film 27 is disposed on the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12. The shield electrode 14 is disposed on the fourth base film 27. The arrangement of the first base film 21, the second base film 22, the top plate 23, the X coordinate touch electrode 31 and the Y coordinate touch electrode 32 is the same as that of the touch panel device 40 shown in FIG. 8.

<タッチパネル装置の第4の変形例>
図12は、タッチパネル装置の第4の変形例を示す説明図である。タッチパネル装置40Cは、タッチパネル装置40Bと同様の構成であるが、第2ベースフィルム22の上にシールド電極14を配置した点が異なる。タッチパネル装置40Cでは、タッチパネル装置40Bと比べて、シールド電極14と、第1感圧センサ電極11及び第2感圧センサ電極12との間の距離が広がる。これにより、外部から流入又は流出する電荷による、第1静電容量、第2静電容量及び第3静電容量に対する影響を一層抑えることができ、感圧センサ装置10の感圧検出を高感度化することができる。
<Fourth Modified Example of Touch Panel Device>
FIG. 12 is an explanatory view showing a fourth modified example of the touch panel device. The touch panel device 40C has the same configuration as the touch panel device 40B, except that the shield electrode 14 is disposed on the second base film 22. In the touch panel device 40C, the distance between the shield electrode 14 and the first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 is larger than that of the touch panel device 40B. Thereby, the influence on the first capacitance, the second capacitance, and the third capacitance due to the charge flowing in or out from the outside can be further suppressed, and the pressure-sensitive detection of the pressure-sensitive sensor device 10 is highly sensitive. Can be

<タッチパネル装置の第5の変形例>
図13は、タッチパネル装置の第5の変形例を示す説明図である。タッチパネル装置40Dは、弾性体20の上に第2感圧センサ電極12を配置し、弾性体20及び第2感圧センサ電極12の上に第1ベースフィルム21を配置し、第1ベースフィルム21の上に、Y座標タッチ電極32と第1感圧センサ電極11を並べて配置している。さらに、第1ベースフィルム21の上に配置された第2ベースフィルム22の上にX座標タッチ電極31とシールド電極14を並べて配置している。第1ベースフィルム21、第2ベースフィルム22、トッププレート23と、X座標タッチ電極31及びY座標タッチ電極32の配置は、図8に示したタッチパネル装置40と同様である。
<Fifth Modification of Touch Panel Device>
FIG. 13 is an explanatory view showing a fifth modified example of the touch panel device. In the touch panel device 40D, the second pressure-sensitive sensor electrode 12 is disposed on the elastic body 20, the first base film 21 is disposed on the elastic body 20 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12, and the first base film 21 is formed. The Y coordinate touch electrode 32 and the first pressure-sensitive sensor electrode 11 are arranged side by side. Furthermore, the X coordinate touch electrode 31 and the shield electrode 14 are arranged side by side on the second base film 22 disposed on the first base film 21. The arrangement of the first base film 21, the second base film 22, the top plate 23, the X coordinate touch electrode 31 and the Y coordinate touch electrode 32 is the same as that of the touch panel device 40 shown in FIG. 8.

なお、第1感圧センサ電極11と第2感圧センサ電極12は異なる平面上に配置される構成であればよい。例えば、弾性体20の上に第1感圧センサ電極11を配置し、第1ベースフィルム21の上に第2感圧センサ電極12を配置してもよい。   The first pressure-sensitive sensor electrode 11 and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 may be disposed on different planes. For example, the first pressure-sensitive sensor electrode 11 may be disposed on the elastic body 20, and the second pressure-sensitive sensor electrode 12 may be disposed on the first base film 21.

以上説明した第1及び第2の実施の形態では、従来の感圧センサ装置のように、弾性体を挟んで対向した2つの感圧センサ電極間の静電容量を検出する方法と比較した場合、本実施の形態に係る感圧センサ装置では、より少ない変位で感圧を検出可能である。すなわち感圧センサ装置の感圧検出の高感度化を図ることができる。この結果、弾性体を従来より固く設計した場合でも、感圧を検出することができるため、感圧センサ装置の小型化を達成することができる。
[変形例]
The first and second embodiments described above are compared with the method of detecting the capacitance between two pressure-sensitive sensor electrodes facing each other across an elastic body as in the conventional pressure-sensitive sensor device. The pressure-sensitive sensor device according to the present embodiment can detect the pressure with less displacement. That is, high sensitivity of pressure detection of the pressure sensor device can be achieved. As a result, even when the elastic body is designed harder than in the past, the pressure sensitivity can be detected, so that the miniaturization of the pressure sensor device can be achieved.
[Modification]

なお、感圧センサ装置がスイッチ等として用いられる場合には、信号処理部2は不要となる。検出部1に流れ込む電流の変化がしきい値を超えた時に、感圧センサ装置自身がオン信号又はオフ信号を出力して、感圧センサ装置に接続された電気機器の動作を切替えるようにしてもよい。   In addition, when a pressure sensor apparatus is used as a switch etc., the signal processing part 2 becomes unnecessary. When the change in current flowing into the detection unit 1 exceeds the threshold value, the pressure-sensitive sensor device itself outputs an on signal or an off signal to switch the operation of the electrical device connected to the pressure-sensitive sensor device. It is also good.

また、第1感圧センサ電極11、第2感圧センサ電極12、又は第3感圧センサ電極13のうち、少なくとも一つをタッチ電極として用いてもよい。また、シールド電極14をタッチ電極として用いてもよい。これにより、X座標タッチ電極31とY座標タッチ電極32のいずれかの構成を省略することができ、タッチセンサ装置30、タッチパネル装置40の製造コストを削減することができる。   In addition, at least one of the first pressure sensor electrode 11, the second pressure sensor electrode 12, or the third pressure sensor electrode 13 may be used as a touch electrode. Also, the shield electrode 14 may be used as a touch electrode. Thus, the configuration of either the X coordinate touch electrode 31 or the Y coordinate touch electrode 32 can be omitted, and the manufacturing cost of the touch sensor device 30 and the touch panel device 40 can be reduced.

また、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various other applications and modifications can be taken without departing from the scope of the present invention described in the claims.

例えば、上述した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。   For example, the above-described embodiment is a detailed and specific description of the configuration of the apparatus and system in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Moreover, it is possible to replace a part of the configuration of the embodiment described here with the configuration of another embodiment, and furthermore, to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is possible. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for part of the configurations of the respective embodiments.

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。   Further, control lines and information lines indicate what is considered to be necessary for the description, and not all control lines and information lines in the product are necessarily shown. In practice, almost all configurations may be considered to be mutually connected.

1 検出部、2 信号処理部、3 第1の信号発生部、4 第2の信号発生部、10 感圧センサ装置、11 第1感圧センサ電極、12 第2感圧センサ電極、13 第3感圧センサ電極、14 シールド電極、20 弾性体、21 第1ベースフィルム、22 第2ベースフィルム、23 トッププレート、24 入力操作面、30 タッチセンサ装置、31 X座標タッチ電極、32 Y座標タッチ電極、40 タッチパネル装置、50 表示パネル   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 detection part, 2 signal processing part, 3 1st signal generation part, 4 2nd signal generation part, 10 pressure sensitive sensor apparatus, 11 1st pressure sensitive sensor electrode, 12 2nd pressure sensitive sensor electrode, 13 3rd 3 Pressure-sensitive sensor electrode, 14 shield electrode, 20 elastic body, 21 first base film, 22 second base film, 23 top plate, 24 input operation surface, 30 touch sensor device, 31 X coordinate touch electrode, 32 Y coordinate touch electrode , 40 touch panel device, 50 display panel

Claims (21)

第1感圧センサ電極と、
前記第1感圧センサ電極から離して配置される第2感圧センサ電極と、
前記第1感圧センサ電極及び前記第2感圧センサ電極から離して配置された第3感圧センサ電極と、
前記第1感圧センサ電極に信号を印加する第1の信号発生部と、
前記第3感圧センサ電極に信号を印加する第2の信号発生部とを備え、
前記第1感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間で第1静電容量を有し、第2感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間で第2静電容量を有し、前記第1感圧センサ電極と前記第2感圧センサ電極との間で第3静電容量を有し、
前記第1の信号発生部及び前記第2の信号発生部から出力された信号の、前記第1〜第3静電容量の変化に応じた変化量を検出する検出部を備える
感圧センサ装置。
A first pressure sensitive sensor electrode,
A second pressure sensitive sensor electrode spaced apart from the first pressure sensitive sensor electrode;
A third pressure-sensitive sensor electrode spaced apart from the first pressure-sensitive sensor electrode and the second pressure-sensitive sensor electrode;
A first signal generator for applying a signal to the first pressure-sensitive sensor electrode;
And a second signal generation unit that applies a signal to the third pressure-sensitive sensor electrode,
A first electrostatic capacitance is provided between the first pressure sensitive sensor electrode and the third pressure sensitive sensor electrode, and a second electrostatic voltage is provided between the second pressure sensitive sensor electrode and the third pressure sensitive sensor electrode A capacitance and having a third capacitance between the first pressure sensitive sensor electrode and the second pressure sensitive sensor electrode,
A pressure-sensitive sensor device, comprising: a detection unit that detects change amounts of signals output from the first signal generation unit and the second signal generation unit according to changes in the first to third capacitances.
前記第1感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間に発生する第1静電容量、及び第2感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間に発生する第2静電容量の充放電サイクルを有する
請求項1に記載の感圧センサ装置。
A first capacitance generated between the first pressure sensor electrode and the third pressure sensor electrode, and a second capacitance generated between the second pressure sensor electrode and the third pressure sensor electrode The pressure sensitive sensor device according to claim 1 having a charge and discharge cycle of capacitance.
前記第2の信号発生部より前記第3感圧センサ電極に印加される信号は、前記第1の信号発生部より第1感圧センサ電極に印加される信号と逆相である
請求項1又は2に記載の感圧センサ装置。
The signal applied from the second signal generator to the third pressure-sensitive sensor electrode is in reverse phase to the signal applied from the first signal generator to the first pressure-sensitive sensor electrode. The pressure-sensitive sensor device according to 2.
前記第2の信号発生部より前記第3感圧センサ電極に印加される信号は、前記第1の信号発生部より第1感圧センサ電極に印加される信号と同相である
請求項1又は2に記載の感圧センサ装置。
The signal applied from the second signal generator to the third pressure-sensitive sensor electrode is in phase with the signal applied from the first signal generator to the first pressure-sensitive sensor electrode. Pressure-sensitive sensor device according to claim 1.
前記第2の信号発生部より前記第3感圧センサ電極に印加される信号は、前記第1の信号発生部より第1感圧センサ電極に印加される信号と固定又はランダムな位相差がある
請求項1又は2に記載の感圧センサ装置。
The signal applied from the second signal generator to the third pressure sensitive sensor electrode has a fixed or random phase difference from the signal applied from the first signal generator to the first pressure sensitive sensor electrode The pressure sensitive sensor device according to claim 1.
前記第2の信号発生部に代えて、前記第1の信号発生部が前記第3感圧センサ電極と接続されている
請求項1に記載の感圧センサ装置。
The pressure sensor device according to claim 1, wherein the first signal generator is connected to the third pressure sensor electrode in place of the second signal generator.
前記第1感圧センサ電極及び前記第2感圧センサ電極に対する外部からの電荷の流入又は流出を制限するためのシールド電極を備える
請求項1〜6のいずれか1項に記載の感圧センサ装置。
The pressure-sensitive sensor device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a shield electrode for limiting the inflow or outflow of electric charge from the outside to the first pressure-sensitive sensor electrode and the second pressure-sensitive sensor electrode. .
前記シールド電極に対して前記第3感圧センサ電極よりも近い位置に前記第1感圧センサ電極及び前記第2感圧センサ電極が配置される
請求項7に記載の感圧センサ装置。
The pressure sensitive sensor device according to claim 7, wherein the first pressure sensitive sensor electrode and the second pressure sensitive sensor electrode are disposed at a position closer to the shield electrode than the third pressure sensitive sensor electrode.
前記シールド電極に対して前記第1感圧センサ電極及び前記第2感圧センサ電極よりも近い位置に前記第3感圧センサ電極が配置される
請求項8に記載の感圧センサ装置。
The pressure-sensitive sensor device according to claim 8, wherein the third pressure-sensitive sensor electrode is disposed at a position closer to the shield electrode than the first pressure-sensitive sensor electrode and the second pressure-sensitive sensor electrode.
前記第1感圧センサ電極及び前記第2感圧センサ電極は、同一面に配置される
請求項8又は9に記載の感圧センサ装置。
The pressure sensitive sensor device according to claim 8, wherein the first pressure sensitive sensor electrode and the second pressure sensitive sensor electrode are disposed on the same plane.
前記第1感圧センサ電極及び前記第2感圧センサ電極は、異なる面に配置される
請求項8又は9に記載の感圧センサ装置。
The pressure sensitive sensor device according to claim 8 or 9, wherein the first pressure sensitive sensor electrode and the second pressure sensitive sensor electrode are disposed on different surfaces.
前記第1感圧センサ電極及び前記第2感圧センサ電極は、一部が重なって配置される
請求項11に記載の感圧センサ装置。
The pressure-sensitive sensor device according to claim 11, wherein the first pressure-sensitive sensor electrode and the second pressure-sensitive sensor electrode are disposed so as to partially overlap with each other.
さらに、前記第1感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間、及び前記第2感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間の間隔を維持するための間隔維持部材を備える
請求項1〜12のいずれか1項に記載の感圧センサ装置。
Furthermore, a space maintaining member for maintaining a space between the first pressure sensitive sensor electrode and the third pressure sensitive sensor electrode, and between the second pressure sensitive sensor electrode and the third pressure sensitive sensor electrode The pressure-sensitive sensor device according to any one of claims 1 to 12.
前記間隔維持部材は、前記第1感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間、及び前記第2感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間に設けられる弾性体である
請求項13に記載の感圧センサ装置。
The space maintaining member is an elastic body provided between the first pressure sensor electrode and the third pressure sensor electrode, and between the second pressure sensor electrode and the third pressure sensor electrode. The pressure sensor device according to claim 13.
前記間隔維持部材は、前記第1感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間以外の箇所、及び前記第2感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間以外の箇所に設けられる弾性体又はスペーサである
請求項13に記載の感圧センサ装置。
The space maintaining member is a place other than between the first pressure sensitive sensor electrode and the third pressure sensitive sensor electrode, and a place other than between the second pressure sensitive sensor electrode and the third pressure sensitive sensor electrode The pressure-sensitive sensor device according to claim 13, which is an elastic body or a spacer provided in
前記検出部から入力する検出信号に基づいて所定の処理を行う信号処理部とを備える
請求項1〜15のいずれか1項に記載の感圧センサ装置。
The pressure sensor device according to any one of claims 1 to 15, further comprising: a signal processing unit that performs predetermined processing based on a detection signal input from the detection unit.
タッチ位置を検出するタッチ電極と、感圧センサ装置と、を備え、
前記感圧センサ装置は、
第1感圧センサ電極と、
前記第1感圧センサ電極から離して配置される第2感圧センサ電極と、
前記第1感圧センサ電極及び前記第2感圧センサ電極から離して配置された第3感圧センサ電極と、
前記第1感圧センサ電極に信号を印加する第1の信号発生部と、
前記第3感圧センサ電極に信号を印加する第2の信号発生部とを備え、
前記第1感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間で第1静電容量を有し、第2感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間で第2静電容量を有し、前記第1感圧センサ電極と前記第2感圧センサ電極との間で第3静電容量を有し、
前記第1の信号発生部及び前記第2の信号発生部から出力された信号の、前記第1〜第3静電容量の変化に応じた変化量を検出する検出部を備える
タッチセンサ装置。
A touch electrode for detecting a touch position, and a pressure-sensitive sensor device;
The pressure sensor device is
A first pressure sensitive sensor electrode,
A second pressure sensitive sensor electrode spaced apart from the first pressure sensitive sensor electrode;
A third pressure-sensitive sensor electrode spaced apart from the first pressure-sensitive sensor electrode and the second pressure-sensitive sensor electrode;
A first signal generator for applying a signal to the first pressure-sensitive sensor electrode;
And a second signal generation unit that applies a signal to the third pressure-sensitive sensor electrode,
A first electrostatic capacitance is provided between the first pressure sensitive sensor electrode and the third pressure sensitive sensor electrode, and a second electrostatic voltage is provided between the second pressure sensitive sensor electrode and the third pressure sensitive sensor electrode A capacitance and having a third capacitance between the first pressure sensitive sensor electrode and the second pressure sensitive sensor electrode,
A touch sensor device, comprising: a detection unit that detects change amounts of signals output from the first signal generation unit and the second signal generation unit according to changes in the first to third capacitances.
前記第1感圧センサ電極、前記第2感圧センサ電極、又は前記第3感圧センサ電極のうち、少なくとも一つが前記タッチ電極として用いられる
請求項17に記載のタッチセンサ装置。
The touch sensor device according to claim 17, wherein at least one of the first pressure sensor electrode, the second pressure sensor electrode, or the third pressure sensor electrode is used as the touch electrode.
さらに、前記第1感圧センサ電極及び前記第2感圧センサ電極に対する外部からの電荷の流入又は流出を制限するためのシールド電極を備え、
前記シールド電極が前記タッチ電極として用いられる
請求項17に記載のタッチセンサ装置。
And a shield electrode for restricting the inflow or outflow of electric charge from the outside to the first pressure-sensitive sensor electrode and the second pressure-sensitive sensor electrode,
The touch sensor device according to claim 17, wherein the shield electrode is used as the touch electrode.
タッチ位置を検出するタッチ電極と、感圧センサ装置とを有するタッチセンサ装置と、表示装置と、を備え、
前記感圧センサ装置は、
第1感圧センサ電極と、
前記第1感圧センサ電極から離して配置される第2感圧センサ電極と、
前記第1感圧センサ電極及び前記第2感圧センサ電極から離して配置された第3感圧センサ電極と、
前記第1感圧センサ電極に信号を印加する第1の信号発生部と、
前記第3感圧センサ電極に信号を印加する第2の信号発生部とを備え、
前記第1感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間で第1静電容量を有し、第2感圧センサ電極と前記第3感圧センサ電極との間で第2静電容量を有し、前記第1感圧センサ電極と前記第2感圧センサ電極との間で第3静電容量を有し、
前記第1の信号発生部及び前記第2の信号発生部から出力された信号の、前記第1〜第3静電容量の変化に応じた変化量を検出する検出部を備え、
前記表示装置は、前記タッチ電極が検出した前記タッチ位置、及び前記検出部の出力に応じた画像を表示する
情報処理装置。
A touch sensor device having a touch electrode for detecting a touch position, a pressure-sensitive sensor device, and a display device;
The pressure sensor device is
A first pressure sensitive sensor electrode,
A second pressure sensitive sensor electrode spaced apart from the first pressure sensitive sensor electrode;
A third pressure-sensitive sensor electrode spaced apart from the first pressure-sensitive sensor electrode and the second pressure-sensitive sensor electrode;
A first signal generator for applying a signal to the first pressure-sensitive sensor electrode;
And a second signal generation unit that applies a signal to the third pressure-sensitive sensor electrode,
A first electrostatic capacitance is provided between the first pressure sensitive sensor electrode and the third pressure sensitive sensor electrode, and a second electrostatic voltage is provided between the second pressure sensitive sensor electrode and the third pressure sensitive sensor electrode A capacitance and having a third capacitance between the first pressure sensitive sensor electrode and the second pressure sensitive sensor electrode,
A detection unit that detects a change amount of signals output from the first signal generation unit and the second signal generation unit according to a change in the first to third capacitances;
The display device displays an image according to the touch position detected by the touch electrode and an output of the detection unit.
さらに、前記検出部から入力する検出信号に基づいて所定の処理を行う信号処理部と、を備え、
前記信号処理部が、前記表示装置に表示する前記画像の制御を行う
請求項20に記載の情報処理装置。
And a signal processing unit that performs predetermined processing based on a detection signal input from the detection unit.
The information processing apparatus according to claim 20, wherein the signal processing unit controls the image displayed on the display device.
JP2017213443A 2017-11-06 2017-11-06 Pressure-sensitive sensor device, touch sensor device, and information processing device Pending JP2019086929A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017213443A JP2019086929A (en) 2017-11-06 2017-11-06 Pressure-sensitive sensor device, touch sensor device, and information processing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017213443A JP2019086929A (en) 2017-11-06 2017-11-06 Pressure-sensitive sensor device, touch sensor device, and information processing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019086929A true JP2019086929A (en) 2019-06-06

Family

ID=66764162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017213443A Pending JP2019086929A (en) 2017-11-06 2017-11-06 Pressure-sensitive sensor device, touch sensor device, and information processing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019086929A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021086345A (en) * 2019-11-27 2021-06-03 三菱電機株式会社 Display with built-in touch panel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021086345A (en) * 2019-11-27 2021-06-03 三菱電機株式会社 Display with built-in touch panel
US11592949B2 (en) 2019-11-27 2023-02-28 Mitsubishi Electric Corporation Touch panel built-in display with detection of pressed state in the peripheral region
JP7270531B2 (en) 2019-11-27 2023-05-10 三菱電機株式会社 Display with built-in touch panel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5625669B2 (en) Sensor device and information processing device
JP5413235B2 (en) Sensor device and information processing device
JP5526761B2 (en) Sensor device and information processing device
JP5347913B2 (en) SENSOR DEVICE, ELECTRONIC DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING SENSOR DEVICE
TWI419028B (en) Touch panel and display device using the same
JP5493739B2 (en) Sensor device and information processing device
JP5540797B2 (en) Sensor device and display device
JP2009122969A (en) Screen input type image display device
US20140362034A1 (en) Touch display device
CN104423748A (en) touch display device
JP2011086191A (en) Electronic apparatus
JP2013222421A (en) Display device
KR20160039765A (en) Display device indlucing touch sensor
JP2012078924A (en) Display device with touch panel
US9471173B2 (en) Capacitive input sensing in the presence of a uniform conductor
KR20150096104A (en) Display Device Having Tri-axis Sensing Type Capacitive Touch Screen
US10802640B2 (en) Touch display device
JP2018521383A (en) Integrated display device having force detection function and detection device
JP2013148952A (en) Detector, display and electronic apparatus
WO2020026815A1 (en) Sensor device, sensor module, and sensed-pressure detection method
US20180329498A1 (en) Input device
KR20170048160A (en) Pressure sensor and touch input device having the same
KR20190004679A (en) Touch device, touch display device and driving method for touch device
JP2019086929A (en) Pressure-sensitive sensor device, touch sensor device, and information processing device
KR101135694B1 (en) Capacitance touch screen