JPH10222282A - 感圧入力パネルセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の感圧入力パネルセンサは入力圧力の検
知が困難であった。 【解決手段】 絶縁基材に全面が均一抵抗値である抵抗
膜を設けた３枚以上のパネルを、パネル間にスぺーサを
介在させることにより隙間を設けて且つ抵抗膜同士を対
向させて積層し、隙間は外側のパネルに外圧が加わると
対向する抵抗膜が部分的に互いに接触してその接触部分
が導通可能な間隔とし、加わる外圧の強弱により抵抗膜
が接触するパネルの層数が変化するようにした。パネル
の抵抗膜の上に電極を設け、３枚以上のパネルをスぺー
サを介在させることにより隙間を設けて且つ電極が直交
するように対向させて積層した。２以上の隙間の間隔を
異ならせて、加わる外圧の強弱により抵抗膜が接触する
パネルの層数が変化する様にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は外部から加わる圧力
を感知することができる感圧入力パネルセンサに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】センサ面への接触或は接近等により信号
が入力されるセンサパネルは従来からあり、それは外部
から入力される信号の種類によりいくつかの方式に分け
られる。例えば、光、圧力、音等の有無或は強弱等の入
力信号に応答するものがあり、これらに応答するものは
夫々光センサ、圧力センサ、音センサと呼ばれている。
手書き入力パネルに利用されている主なものには電磁波
入力式パネルセンサ、静電容量入力式パネルセンサ、抵
抗入力式パネルセンサの３種類がある。

【０００３】電磁波入力式パネルセンサは、その上を、
特殊な電磁波が発生するペンでなぞると、センサがこの
信号を受信してペンの位置情報が得られるようにした方
式である。

【０００４】静電容量入力式パネルセンサは、そのセン
サに指が触れるとセンサ上の静電容量が変化し、それに
より位置情報が得られるようにした方式である。

【０００５】抵抗入力式パネルセンサは２つの方式に分
けられる。１つはデジタルマトリックス方式と呼ばれる
ものであり、図２（ａ）に示す様に基板Ａ上に抵抗膜Ｂ
を間隔をあけて複数設けて基板Ａを幅方向に分割し、２
枚の基板Ａを抵抗膜Ｂが直交する様に対向させると共に
両基板Ａ間に絶縁スぺーサ（図示されていない）を介し
て間隔を設けて上下に配置して、上下２枚の基板Ａの抵
抗膜Ｂによりマトリックスを形成したものである。この
状態で各基板Ａの夫々の抵抗膜Ｂにリード線Ｉから電極
Ｃを通して電流を流し、基板Ａを指等で押して上下の抵
抗膜Ｂ同士を接触させるとマトリックス状に分割されて
いる領域（エリア）のうち押されたエリアの抵抗値が変
化し、その変化から押されたエリアを検知できるように
したエリア検知方式である。

【０００６】抵抗入力式パネルセンサの他の方式は図２
（ｂ）に示すように、基板Ａの全面に抵抗膜Ｂを設け、
夫々の基板Ａの抵抗膜Ｂをスペーサ（図示されていな
い）を介在させて間隔をあけて上下に対向させ、対向す
る上下の抵抗膜Ｂに直交する様に設けた電極Ｃを介して
電流を流した状態で上の基板Ａを指等で押してその抵抗
膜Ｂを下の基板Ａの抵抗膜Ｂに接触させると、そのとき
生ずる接触電圧の変化から、その接触箇所を点情報とし
て検知できるようにした点検知方式である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来のセンサ
感圧パネルには次のような課題があった。 ．電磁波入力式パネルセンサは特殊入力ペンを用いる
等で高価格になりがちである。 ．静電容量入力式パネルセンサでは、現在の技術水準
ではペン入力は困難であり、指入力のみでしか入力でき
ない。 ．抵抗入力式パネルセンサのうち図２（ｂ）に示すも
のは、接触箇所を点情報として検知することしかできな
い。 ．抵抗入力式パネルセンサのうち図２（ａ）に示すデ
ジタルマトリックス方式のものは、指等が抵抗膜に接触
した箇所をエリア（面積）情報としてしか検知すること
ができず、点で検知することはできない。 ．前記したいずれの方式のパネルセンサも、指やペン
等で押された入力情報を位置情報、面積情報としてしか
検知することが出来ず、入力圧力を検知することはでき
ない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の各種課題
を解決し、指やペン等で押された入力情報を位置情報と
してだけでなく、圧力情報としても検知することができ
るようにしたものである。そのため本発明の感圧入力パ
ネルセンサは、絶縁基材１に全面が均一抵抗値の抵抗膜
２を設けた３枚以上のパネル４を、パネル４間にスぺー
サ５を介在させて隙間６を設けて且つ抵抗膜２同士を対
向させて積層し、前記隙間６は外側のパネル４に外圧が
加わると対向するパネル４の抵抗膜２が部分的に互いに
接触してその接触部分が導通可能な間隔とし、加わる外
圧の強弱により抵抗膜２が接触するパネル４の層数が変
化するようにした。また、パネル４の各抵抗膜２の上に
電極３を設け、そのパネル４をスぺーサ５を介在させる
ことにより隙間６を設けて且つ電極３が直交するように
対向させて３枚以上積層した。更に、３枚以上のパネル
４をスぺーサ５を介在させることにより隙間６を設けて
且つ抵抗膜２同士を対向させて積層し、２以上の隙間６
の間隔を異ならせることにより、加わる外圧の強弱によ
り抵抗膜２が接触するパネル４の層数が変化する様にし
た。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の感圧入力パネルセンサの
実施の形態の一例を図１に基づいて詳細に説明する。図
１に示すものは方形の絶縁基材１に全面が均一な抵抗値
の抵抗膜２を設け、夫々の抵抗膜２の端部に電極３を設
けてパネル４を形成し、このパネル４を３枚以上積層さ
せてある。この場合、パネル４間にスぺーサ５を介在さ
せて隙間６を設け、また、電極３が直交する様に抵抗膜
２同士を対向させてある。

【００１０】絶縁基材１には例えばガラス、セラミック
ス（例えばアルミナ）、或はポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリプロ
ピレン、ポリウレタン、ポリカーボネイト等の有機高分
子樹脂からなるフィルム、シート、薄板等であって、押
圧により変形する厚さのものが使用されている。その厚
さは例えば２ｍｍ以下が望ましく、特に１０μｍ以上１
ｍｍ以下の範囲のものが好ましい。

【００１１】絶縁基材１上に設けられる抵抗膜２はＣ
（カーボン）、或は、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステ
ン）、Ｎｉ（ニッケル）等の金属又は合金、或はＳｎＯ
₂ （酸化錫）、Ｉｎ₂ Ｏ₃ （三酸化インジウム）、Ｃｄ
Ｏ（酸化カドミウム）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＣｄＳｎ
Ｏ₃ （カドミウム錫）、ＣｄＩｎ₂ Ｏ₃ （カドミウムイ
ンジウム）、ＷＯ（酸化タングステン）、ＭｏＯ₃ （酸
化モリブデン）、ＩｒＯ（酸化イリジウム）等の金属酸
化物、或はこれらに少量の第３族又は第４族の金属を添
加してなる金属酸化物等の微粒子を有機樹脂中に分散し
たものでも、或は、上記金属、又は金属酸化物のみの層
でも良い。前者（カーボン又は金属又は金属酸化物等の
微粒子を有機樹脂中に分散したもの）はスクリーン印刷
等によって、後者（金属又は金属酸化物のみの層）はス
パッター、蒸着、メッキ等によって主に形成される。こ
の抵抗膜２の厚さは１００Åから５００μｍの範囲が望
ましく、特に２００Åから２００μｍの範囲が抵抗値の
面から好ましい。

【００１２】これらの抵抗膜２に設ける電極３には形状
の規制は特にないが、主に細長形が用いられ、抵抗膜２
の幅方向両端部に２本平行に設けてある。電極３は銀ぺ
ーストをスクリーン印刷により設けるとか、真空技術を
利用してＡｕ（金）、Ｎｉ（ニッケル）等の金属を蒸着
して設ける等してある。図１に示したものは電極３を抵
抗膜２の上に、間隔をあけて２本設けてあるが、電極３
は図示されていないリード線を介して抵抗膜２に電流を
供給するものであるため、抵抗膜２の上に１本だけ設け
てもよい。

【００１３】各抵抗膜２上に配置するスぺーサ５の形状
や大きさ等は特に制約はないが、高さは１〜９００μｍ
の範囲が好ましく、大きさは５０〜４×１０⁶ μｍ² の
範囲が好ましく、形状は固定した形状のもの、例えば球
状、半球状、粒状、粉状、棒状、板状等のものが好まし
い。スぺーサ５は一定の間隔で配置するのが望ましく、
対向する隙間の間隔とか広さ等に合わせて形状、材質、
配置間隔等を選択する。スぺーサ５の材質は絶縁材であ
り、例えばウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ
系樹脂、ポリエステル系樹脂、ビニル系樹脂、アルキッ
ド系樹脂、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、メラミン系
樹脂、尿素系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂等の樹脂又
はこれらを混合させた混合樹脂、或はシリカガラス等が
適する。又、スぺーサ５はスクリーン印刷により設けて
も良く、元々球状のものを穴開きマスク等を通して設け
る様にしても良い。

【００１４】本発明の感圧入力パネルセンサに入力され
る圧力の検知可能範囲は前記スぺーサ５の設計如何によ
って決定されるが、５ｇ／ｃｍ² から２００ｋｇ／ｃｍ
² の範囲が好ましい。又、例えば絶縁基材１の積層数が
３枚（隙間６の数が２）であれば２段階の圧力検知が可
能となるため、隙間６の数（対向する抗膜膜２の数：積
層するパネルの枚数）が増加すれば、それに比例して本
発明の感圧入力パネルセンサの分解能が向上し、圧力に
対する検知能力も向上する。隙間６の数として最適なの
は３０以下である。

【００１５】本発明の感圧入力パネルセンサは耐候特
性、耐擦り傷特性、滑り特性等を向上させる目的で、最
上層の絶縁基材１のうち抵抗膜２が設けられていない面
にハードコート処理を施したり、或は別のフィルムをラ
ミーネート（貼り合せる）等してもよい。

【００１６】

【実施例１】本発明の感圧入力パネルセンサの実施例１
を図１に基づいて詳細に説明する。ここではＡ５版サイ
ズで厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィ
ルム製の絶縁基材１の両面或は片面にＩｎ₂ Ｏ₃ （三酸
化インジウム）及びＳｎＯ₂（酸化錫：不純物として含
まれている）よりなる透明な抵抗膜２を設け、その抵抗
膜２の上に細長の電極３を設けてパネル４を形成し、そ
れを３枚積層した。このとき、最上層と中間層の２枚の
パネル４間の隙間６には５０μｍ径のウレタン系樹脂を
１ｍｍ間隔で配してなるドット状のスぺーサ５を、又、
中間層と下層のパネル４間の隙間６には１１０μｍ径の
ウレタン系樹脂を１ｍｍ間隔で配置してなるドット状の
スぺーサ５を夫々介在させた。隙間６の間隔はパネル４
に外圧が加わると対向するパネル４の抵抗膜２が互いに
接触してその接触部分が導通する間隔とし、加わる外圧
の強弱により接触する抵抗膜２の層数（パネル４の層
数）が変化するようにした。例えば、外圧が弱いときは
最上層のパネル４の抵抗膜２と中間層のパネル４の抵抗
膜２だけが接触し、外圧が強いときは最上層のパネル４
の抵抗膜２と中間層のパネル４の抵抗膜２とが接触する
と同時に中間層のパネル４の抵抗膜２と下層のパネル４
の抵抗膜２とも接触するようにした。又、最上層のパネ
ル４の表面（抵抗膜２が設けられていない面）にハード
コート処理を施した。この様にして得られた積層パネル
を液晶感圧パネルに貼り合せて感圧入力パネルセンサと
し、このパネルセンサの電極３にリード線（図示されて
いない）を通して１×１０^-6秒間隔のパルス状電流を流
し、ペン先径０．５ｍｍの細ペンと２ｍｍの太ペンで別
々に入力したところ、両者の加圧位置を検知することが
でき、また両者の圧力差を検知することもできた。

【００１７】

【実施例２】本発明の実施例２として４５０ｍｍ×４５
０ｍｍサイズで厚さ１２５μｍのポリエーテルテレフタ
レートフィルム製の絶縁基材１の両面或は片面に、スク
リーン印刷によりカーボン微粒子をウレタン系樹脂中に
分散させてなる抵抗膜２を設け、更に電極３を設けたパ
ネル４を５枚積層して感圧パネルとした。この際、隙間
６に挿入するスぺーサ５の材質、同スぺーサ５の粒径の
大きさ、更には同スぺーサ５間の間隔を表１に示す様に
選定した。最上層のパネル４の表面（抵抗膜２が設けら
れていない面）には実施例１と同様にハードコート処理
を施した。更に、その面にウレタンフィルムを貼り合せ
ると共に、最下層のパネル４の裏面（抵抗膜２が設けら
れていない面）に台紙を貼り合せて、重量判別用の感圧
入力パネルセンサとした。この様にして作製されたパネ
ルセンサは表２の様な４段階の加圧識別機として使用す
ることが出来た。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【発明の効果】本発明の感圧入力パネルセンサは次の様
な効果がある。外部からの加圧入力を位置情報として検
知可能である他に、抵抗膜２を２層以上にしてあるた
め、１層の抵抗膜２同士だけが接触するか、２層以上の
抵抗膜２同士が接触するかにより（接触する層数によ
り）、加圧の強弱を検知することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の感圧入力パネルセンサを示す側面図。

【図２】（ａ）、（ｂ）は従来の抵抗入力式パネルセン
サの異なる例を示す説明図。

【符号の説明】

１は絶縁基材 ２は抵抗膜 ３は電極 ４はパネル ５はスぺーサ ６は隙間

【表１】

【表２】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基材（１）に全面が均一抵抗値の抵抗
   膜（２）を設けた３枚以上のパネル（４）を、パネル
   （４）間にスぺーサ（５）を介在させることにより隙間
   （６）を設けて抵抗膜（２）同士を対向させて積層し、
   前記隙間（６）は外側のパネル（４）に外圧が加わると
   対向するパネル（４）の抵抗膜（２）が部分的に互いに
   接触してその接触部分が導通可能な間隔とし、加わる外
   圧の強弱により抵抗膜（２）が接触するパネル（４）の
   層数が変化する様にしたことを特徴とする感圧入力パネ
   ルセンサ。
2. 【請求項２】パネル（４）の各抵抗膜（２）の上に電極
   （３）を設け、そのパネル（４）をスぺーサ（５）を介
   在させることにより隙間（６）を設けて且つ電極（３）
   が直交するように対向させて３枚以上積層したことを特
   徴とする請求項１記載の感圧入力パネルセンサ。
3. 【請求項３】３枚以上のパネル（４）をスぺーサ（５）
   を介在させることにより隙間（６）を設けて且つ抵抗膜
   （２）同士を対向させて積層し、２以上の隙間（６）の
   間隔を異ならせることにより、加わる外圧の強弱により
   抵抗膜（２）が接触するパネル（４）の層数が変化する
   様にしたことを特徴とする感圧入力パネルセンサ。