WO2013161784A1 - 操作入力装置および情報表示装置 - Google Patents
操作入力装置および情報表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2013161784A1 WO2013161784A1 PCT/JP2013/061827 JP2013061827W WO2013161784A1 WO 2013161784 A1 WO2013161784 A1 WO 2013161784A1 JP 2013061827 W JP2013061827 W JP 2013061827W WO 2013161784 A1 WO2013161784 A1 WO 2013161784A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- operation input
- information
- display device
- information display
- piezoelectric element
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/16—Constructional details or arrangements
- G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
- G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
- G06F1/1684—Constructional details or arrangements related to integrated I/O peripherals not covered by groups G06F1/1635 - G06F1/1675
- G06F1/169—Constructional details or arrangements related to integrated I/O peripherals not covered by groups G06F1/1635 - G06F1/1675 the I/O peripheral being an integrated pointing device, e.g. trackball in the palm rest area, mini-joystick integrated between keyboard keys, touch pads or touch stripes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/16—Constructional details or arrangements
- G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
- G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
- G06F1/1656—Details related to functional adaptations of the enclosure, e.g. to provide protection against EMI, shock, water, or to host detachable peripherals like a mouse or removable expansions units like PCMCIA cards, or to provide access to internal components for maintenance or to removable storage supports like CDs or DVDs, or to mechanically mount accessories
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
- G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
Definitions
- the present invention relates to an operation input device that performs an operation input to a portable information display device such as a smartphone.
- a user In such an information display device, a user generally performs an operation input with a finger while holding the information display device body by hand. And as this operation input means, the touch panel arrange
- Patent Documents 1 and 2 Conventionally, an information display device having a touch pad on the back side as well as a touch panel on the display screen has been devised as shown in Patent Documents 1 and 2, for example.
- the back-side touch pad is used as an auxiliary input for operation input by the front-side touch panel.
- the touch panel is frequently touched, so that it is very easily soiled by finger grease and the like, and the visibility of the display screen is lowered. Sometimes. Further, in order to prevent this, it is necessary to wipe off the dirt on the display screen frequently, which is troublesome for the user.
- an object of the present invention is to reduce the contamination of the display screen of the information display device even when the user performs an operation input while holding the information display device, and to perform the operation input on the conventional surface. It is to provide an operation input device capable of performing the same operation input.
- the operation input device includes a flat film-like piezoelectric element and an operation information generation unit.
- the flat film-shaped piezoelectric element includes a piezoelectric film having a first main surface and a second main surface facing each other, a first electrode formed on the first main surface, and a second electrode formed on the second main surface. And a flat film-like piezoelectric element that generates a detection signal corresponding to the pressed position.
- the operation information generation unit generates operation input information from the detection signal. At least the flat film-shaped piezoelectric element is arranged on the back side of the information display device.
- the pressing position and the pressing force can be detected by a flat film-like piezoelectric element arranged on the back side of the information display device.
- operation information can be formed not only by detecting operation but also by two types of parameters, position and pressing force, and more diverse operation input information can be obtained only by operating the flat membrane-like piezoelectric element on the back. Can be realized.
- the first electrode and the second electrode of the operation input device of the present invention are formed of a capacitance detection electrode and a piezoelectric voltage detection electrode.
- the piezoelectric film of the operation input device of the present invention is preferably made of polylactic acid that is stretched at least in a uniaxial direction (hereinafter simply referred to as “uniaxial stretching”).
- polylactic acid since polylactic acid has no pyroelectricity, even if a body temperature is transmitted when a finger or the like touches the touch panel surface, it does not affect the detection voltage of the pressing amount (pressing force). Therefore, when polylactic acid is used as the piezoelectric film, it is not necessary to provide a complicated mechanism for preventing the body temperature from being transmitted as compared with the case of using a pyroelectric piezoelectric film such as PVDF.
- the operation input device of the present invention preferably has the following configuration.
- the operation input device includes a housing having a flat film-like piezoelectric element and an operation information generating unit arranged on substantially the same plane and having a base portion having a predetermined elasticity with a flat plate shape. This operation input device is arranged with the base of the housing in contact with the back surface of the information display device.
- This configuration shows an example of the specific shape of the operation input device.
- the operation input device since the operation input device has a separate housing from the information display device, it can be retrofitted to the information display device.
- the piezoelectric element of the operation input device of the present invention is embedded in the base portion or attached to the inner wall surface of the base portion.
- This configuration shows a specific example in which the piezoelectric element of the operation input device is arranged in the housing.
- the piezoelectric element can be protected from the external environment.
- the piezoelectric film is also displaced in accordance with the displacement of the base portion of the housing due to the pressing from the outside. Therefore, the position and the detection sensitivity of the pressing force are hardly lowered by embedding the piezoelectric element in the base.
- the housing includes a side portion that is orthogonal to the base and is formed along the outer periphery of the base.
- the information display device is sandwiched between the base and the side.
- the operation input device can be easily fixed to the back side of the information display device.
- the piezoelectric element of the operation input device of the present invention is disposed at a position separated from the side by a predetermined distance.
- the position and pressing force can be reliably detected because the vicinity of the side where the amount of displacement due to the pressing of the base is small does not enter the position and pressing force detection range.
- the base has higher elasticity in a substantially central region of the region where the piezoelectric element is disposed than in other regions than the central region.
- the displacement of the central region where the displacement due to the pressing force is far from the side portion is appropriately controlled, and can be made substantially equal to the displacement due to the pressing force outside the central region. Thereby, the difference of the displacement amount by the pressing position in a piezoelectric element can be reduced.
- a groove extending along the piezoelectric element is formed in the base portion.
- the piezoelectric element may be built in the back side of the information display device and may be integrally formed with the information display device.
- the operation input device is integrally formed with the information display device, and the overall shape can be simplified.
- a plurality of piezoelectric elements may be provided.
- operation input information of a plurality of piezoelectric elements can be used, and more various operation inputs are possible.
- the information display device of the present invention relates to an information display device to which the above-described operation input device is connected, and has the following characteristics.
- the information display device includes a display control unit that displays a mark indicating an operation position based on operation input information on the display unit.
- the operation input state using the piezoelectric element on the back side can be confirmed on the front display screen.
- the operation state (finger placement position) or the like that cannot be directly seen by the user can be easily confirmed.
- the display control unit changes the display mode of the mark based on the change of the operation input information.
- the display control unit changes the display mode of the mark from the change in the position detection information in the operation input information.
- the display control unit changes the display mode of the mark from the change of the pressing force detection information in the operation input information.
- the display screen of the information display device can be reduced, and an operation input equivalent to the conventional information display device that performs the operation input on the surface can be performed.
- FIG. 1 It is a perspective view in the separation state of the operation input device and information display device concerning a 1st embodiment of the present invention. It is the 2nd figure and sectional view of the operation input device concerning a 1st embodiment of the present invention. It is a perspective view in the state where the operation input device concerning a 1st embodiment of the present invention was equipped in the information display device. It is a perspective view which shows the usage condition of the information display apparatus equipped with the operation input apparatus of this invention. It is a figure which shows the expansion
- FIG. 2 is a plan view of the piezoelectric element 10 according to the first embodiment of the present invention, and a cross-sectional view along the line AA ′, a cross-sectional view along the line BB ′, a cross-sectional view along the line CC ′, and a cross-sectional view along the line DD ′. is there.
- It is a functional block diagram of the operation input device 1 and the information display device 2 according to the embodiment of the present invention.
- 4 is a flowchart illustrating a method for realizing a function of moving a pointer displayed on the display unit 72 of the information display device 2 by an operation input by the piezoelectric element 10 of the operation input device 1.
- FIG. 10 is a flowchart showing a second method for realizing a function of enlarging and displaying the display screen of the display unit 72 of the information display device 2. It is a figure which shows the expansion aspect of the display screen using the 2nd expansion display control method. It is the enlarged plan view and side view which show the aspect of the housing
- FIG. 1 is a perspective view of the operation input device and the information display device according to the first embodiment of the present invention in a separated state.
- the operation input device 1 is attached to a portable information display device 2 such as a smartphone as shown in FIGS.
- the information display device 2 to which the operation input device 1 is attached includes a device body 70 having a substantially rectangular parallelepiped shape.
- a display screen formed by a thin display device such as a liquid crystal display or an organic EL display is incorporated on the surface of the device main body 70 of the information display device 2.
- a touch panel may be provided on the surface side of the display screen, it is not essential and may not be provided.
- the device main body 70 of the information display device 2 includes a pair of long side surfaces and a pair of short side surfaces orthogonal to the long side surfaces.
- An interface port 74 for connection to an external electronic component or the like is formed on one of the short side surfaces.
- the operation input device 1 has a shape that covers both the long side surface and one of the short side surfaces from the back surface of the information display device 2 as shown in FIG. 2A is a front view of the operation input device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2B is a side view of the operation input device, and FIG. 2C is an operation input device.
- FIG. 2A is a front view of the operation input device according to the first embodiment of the present invention
- FIG. 2B is a side view of the operation input device
- FIG. 2C is an operation input device.
- the operation input device 1 includes a housing 50, a flat membrane piezoelectric element 10, a control IC 51, connector cables 52 and 53, and an interface member 60.
- the housing 50 is formed of a general hard organic material such as ABS or PC, or an elastomer having a predetermined elasticity such as urethane or silicon.
- the housing 50 includes a base portion 501, a short side portion 502 and long side portions 503 and 504, each corresponding to a side portion of the present invention.
- the side portions may be formed so as to cover the entire side surface of the information display device 2.
- the base 501 is substantially rectangular when viewed from the front (plan view).
- the length of the base portion 501 in the short direction is longer than the width of the information display device 2 (the horizontal length and the length in the short direction) by the side wall.
- the length in the longitudinal direction of the base 501 is appropriately set according to the length of the information display device 2 (vertical length and length in the longitudinal direction). In the case of the present embodiment, since the short side surface of the information display device 2 has a shape that covers only one side, the length of the base portion 501 in the longitudinal direction is shorter than the length of the information display device 2 by a predetermined length.
- a short side portion 502 having a shape extending along the short direction is formed at one end of the base portion 501 in the longitudinal direction.
- the height of the short side portion 502 (the length in the direction orthogonal to the base portion 501) is approximately the same as the thickness of the information display device 2.
- Long side portions 503 and 504 having a shape extending along the longitudinal direction are formed at both ends of the base portion 501 in the short direction.
- the heights of the long side portions 503 and 504 are approximately the same as the thickness of the information display device 2.
- the height of the short side portion 502 and the height of the long side portions 503 and 504 are the same.
- the short side portion 502 and the long side portions 503 and 504 are formed in a shape that continues along the outer periphery of the base portion 501.
- the casing 50 is provided with the concave portion 500 surrounded by the base portion 501, the short side portion 502, and the long side portions 503 and 504.
- FIG. 3 is a perspective view in a state where the operation input device according to the first embodiment of the present invention is mounted on the information display device.
- FIG. 3A is a perspective view of the front side
- FIG. 3B is a perspective view of the back side.
- the information display device 1 is fixed to the housing 50 so as to be sandwiched from four directions by a base portion 501, a short side portion 502, and long side portions 503 and 504.
- the casing 50 is a hard organic resin
- 0.5 is placed on the back surface of the display device 2 and the inner surface of the base portion 501 of the casing 50 with the casing 50 mounted on the display device 2.
- a gap of about 1 mm is formed.
- the base portion 501 can be deformed to the display device 2 side by the gap by the pressing force from the outside with respect to the base portion 501.
- the gap as described above may be provided only in a certain part of the piezoelectric element 10.
- a predetermined number of embosses or the like are provided around the piezoelectric element 10, the embosses contact the back surface of the display device 2, and the base 501 of a part of the piezoelectric element 10 is forcibly floated from the back surface of the display device 2.
- the structure can be as follows.
- the piezoelectric element 10 has a flat film shape, the specific configuration of which will be described later. As shown in FIGS. 1 and 2, the base portion of the housing 50 has a flat film surface parallel to the main surface of the base portion 501. 501 is mounted. The piezoelectric element 10 is mounted at a predetermined position near the end of the base portion 501 opposite to the short side portion 502.
- FIG. 4 is a perspective view showing a usage mode of the information display device equipped with the operation input device of the present invention.
- the piezoelectric element 10 is within the reach of the index finger and the middle finger when the user holds the information display device 2 to which the operation input device 1 is attached so as to be sandwiched from both ends in the width direction by one hand. It is attached to the base portion 501 of the casing 50 so that the detection positions of the pressing position and the pressing force overlap.
- the piezoelectric element 10 may be disposed on the outer surface of the base portion 501 or the surface on the information display device 1 side. In any embodiment, if the casing 50 has flexibility using the piezoelectric element 10 described later, the pressing position and the pressing force can be reliably detected.
- the control IC 51 and the connector cable 52 are mounted inside the base 501 in the same manner as the piezoelectric element 10.
- the piezoelectric element 10 and the control IC 51 are connected by a connector cable 52. With this structure, various detection signals output from the piezoelectric element 10 are transmitted to the control IC 51.
- the interface member 60 is attached to the surface of the short side portion 502 on the concave portion 500 side.
- the connector cable 53 is attached from the base portion 501 to the short side portion 502.
- the control IC 51 and the interface unit 60 are connected by a connector cable 53. With this structure, the operation information output from the control IC 51 is transmitted to the interface unit 60.
- the interface unit 60 is connected to the interface port 74 of the information display device 2 in a state where the information display device 2 is mounted on the operation input device 1. Thereby, the operation information output from the control IC 51 is transmitted to the information display device 2.
- the information display device 2 executes various control processes as described later based on this operation information.
- FIG. 5A is an enlarged plan view showing an arrangement mode of the piezoelectric element 10 in the operation input device according to the first embodiment of the present invention
- FIG. 5B is a side view of the arrangement range of the piezoelectric element 10.
- FIG. 5C is a side view of the arrangement range of the piezoelectric elements 10 showing an extended state in a state where there is an external push.
- the flat film-like piezoelectric element 10 has a rectangular first direction that matches the direction connecting the long side portions 503 and 504 of the housing 50 with respect to the base 501 of the housing 50, and It is mounted so that the two directions coincide with the direction in which the long side portions 503 and 504 extend.
- the long side portions 503 and 504 are disposed at both ends of the piezoelectric film 100 in the first direction.
- the back surface of the base portion 501 is pushed in as shown in FIG. 5C, the long side portions 503 and 504 extend in a direction perpendicular to the base portion 501, so that the long side portions 503 and 504 in the base portion 501 are connected.
- both ends are difficult to be displaced relative to the indentation. Therefore, both ends in the first direction of the piezoelectric film 100 are supported by the long side portions 503 and 504. Thereby, when the base part 501 is pushed in, the base part 501 and the piezoelectric element 10 (piezoelectric film 100) attached to the base part 501 extend in the first direction as shown in FIG. 5C. Due to this expansion, a charge corresponding to the push amount is generated in the piezoelectric element 10, and the push amount can be detected by detecting the voltage due to the charge.
- the flat film-like piezoelectric element 10 is arranged in a central region that is separated from the base portion 501 by a margin length of a predetermined distance from the long side portions 503 and 504 along the width direction of the base portion 501. Yes.
- the space with the margin length away from the long side portions 503 and 504 the vicinity of the long side portions 503 and 504 that are difficult to be displaced (elongated) by pressing from the back side of the base portion 501 does not become the detection range.
- An area that is more easily displaced (elongated) by pressing can be set as a detection range. Thereby, detection sensitivity can be improved. Furthermore, a difference in the amount of displacement within the detection range can be reduced.
- the margin length is a design matter and can be set as appropriate according to the detection sensitivity for the operation information generated by the control IC 51 and the allowable range of the difference in displacement.
- FIG. 6 is a plan view of the piezoelectric element 10 according to the first embodiment of the present invention, a cross-sectional view taken along line AA ′, a cross-sectional view taken along line BB ′, a cross-sectional view taken along line CC ′ in FIG. 'Cross section.
- the electrode pattern in FIG. 6 is an example, and the number of the first linear electrode, the second linear electrode, the third linear electrode, and the fourth linear electrode is not limited thereto. The number of these is determined as appropriate.
- the piezoelectric element 10 includes a piezoelectric film 100, protective layers 30 and 40, a piezoelectric detection electrode and a capacitance detection electrode formed in a pattern to be described later.
- the piezoelectric film 100 is formed of a rectangular flat film having a first main surface 100ST and a second main surface 100SB facing each other.
- the piezoelectric film 100 is formed of L-type polylactic acid (PLLA) stretched in at least one direction (uniaxially stretched).
- PLLA L-type polylactic acid
- FIG. 6 the piezoelectric film 100 has the same length in the first direction and the second direction. For example, as shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. The length and the length in the second direction may be different.
- PLLA is a chiral polymer, and the main chain has a helical structure.
- PLLA is uniaxially stretched and has piezoelectricity when the molecules are oriented.
- the piezoelectric constant of uniaxially stretched PLLA belongs to a very high class among polymers.
- the draw ratio is preferably about 3 to 8 times.
- the same effect as that of uniaxial stretching can be obtained by varying the stretching ratio of each axis. For example, when a certain direction is taken as an X-axis, 8 times in that direction, and 2 times in the Y-axis direction perpendicular to that axis, the piezoelectric constant is about 4 times in the X-axis direction, The same effect can be obtained. Since a film that is simply uniaxially stretched easily tears along the direction of the stretch axis, the strength can be somewhat increased by performing biaxial stretching as described above.
- PLLA generates piezoelectricity by molecular orientation processing such as stretching, and there is no need to perform poling processing like other polymers such as PVDF and piezoelectric ceramics. That is, the piezoelectricity of PLLA that does not belong to ferroelectrics is not expressed by the polarization of ions like ferroelectrics such as PVDF and PZT, but is derived from a helical structure that is a characteristic structure of molecules. is there. For this reason, the pyroelectricity generated in other ferroelectric piezoelectric materials does not occur in PLLA. Further, PVDF or the like shows a change in piezoelectric constant over time, and in some cases, the piezoelectric constant may be significantly reduced, but the piezoelectric constant of PLLA is extremely stable over time.
- PLLA is shown as an example, but a piezoelectric organic material having pyroelectricity such as PVDF or polyurea can be used as the piezoelectric film 100 by using it together with a circuit for compensating for pyroelectricity.
- a piezoelectric organic material having pyroelectricity such as PVDF or polyurea
- an inorganic piezoelectric material such as PZT, ZnO, or AlN may be used in the form of a thin film.
- the first main surface 100ST of the piezoelectric film 100 made of PLLA having such characteristics has a plurality of first linear electrodes 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, and 11F serving as capacitance detection electrodes,
- the third linear electrodes 13A, 13B, 13C, 13D, 13E, 13F, 13G, 13H, 13I, 13J, 13K, and 13L serving as pressure detection electrodes are formed in a pattern as shown in FIGS. .
- As the plurality of first linear electrodes 11A to 11F and linear electrodes 13A to 13L it is preferable to use either an organic electrode mainly composed of ITO, ZnO or polythiophene, or an organic electrode mainly composed of polyaniline. It is. Further, an electrode formed of silver paste, or a metal electrode formed by vapor deposition, sputtering, plating, or the like can be used.
- the plurality of first linear electrodes 11A to 11F have the same shape.
- the first linear electrode 11A includes a plurality of wide portions 111, a plurality of narrow portions 112, and a pair of wide portions 113 for end portions.
- Each wide portion 111 is a square.
- the narrow portion 112 has a rectangular shape with a long length with respect to the width.
- the wide portion 113 for the end portion is formed of a substantially isosceles triangle.
- the plurality of wide portions 111 and the plurality of narrow portions 112 are connected to be alternately arranged along the extending direction of the first linear electrode 11A.
- each wide portion 111 is connected to the narrow portion 112 so that the diagonal line of the square and the connection direction to the narrow portion 112 are parallel to each other. Further, each wide portion 111 is connected to the narrow portion 112 at a pair of apex angles forming the diagonal line.
- Wide portions 113 for end portions are provided at both ends in the extending direction of the first linear electrode 11A. Both ends of the continuous electrode pattern composed of the plurality of wide portions 111 and the plurality of narrow portions 112 are connected to the wide portions 113 for the end portions by the narrow portions 112. At this time, the wide portion 113 for the end portion is connected to the narrow portion 112 at an apex angle of an isosceles triangle.
- the plurality of first linear electrodes 11A to 11F are formed so as to extend along the first direction on the first main surface 100ST of the piezoelectric film 100.
- the plurality of first linear electrodes 11A to 11F are formed at predetermined intervals along a second direction orthogonal to the first direction on the first main surface 100ST.
- the plurality of first linear electrodes 11A to 11F are arranged so that the wide portions 111 are at the same position along the first direction, in other words, the wide portions 111 are arranged along the second direction. To be formed.
- first direction and the second direction are set to directions that form an angle of about 45 ° with respect to the uniaxial stretching direction 900 of the piezoelectric film 100.
- About 45 ° means an angle including about 45 ° ⁇ 10 °, for example.
- the plurality of third linear electrodes 13A to 13L are formed along the outer diameter of the first linear electrodes 11A to 11F, and are separated from the first linear electrodes 11A to 11F.
- the third linear electrode 13A is formed apart from the first linear electrode 11A along the outer diameter of the first linear electrode 11A opposite to the first linear electrode 11B. ing.
- the third linear electrode 13B is formed apart from the first linear electrode 11A along the outer diameter shape of the first linear electrode 11A on the first linear electrode 11B side.
- the third linear electrode 13C is formed away from the first linear electrode 11B along the outer diameter shape of the first linear electrode 11B on the first linear electrode 11A side.
- the third linear electrodes 13B and 13C are connected to each other in the vicinity of the corners of the wide portion 111 and the wide portion 113 at the end of the first linear electrode.
- the third linear electrode 13D is formed away from the first linear electrode 11B along the outer diameter shape of the first linear electrode 11B on the first linear electrode 11C side.
- the third linear electrode 13E is formed away from the first linear electrode 11C along the outer diameter shape of the first linear electrode 11C on the first linear electrode 11B side.
- the third linear electrodes 13D and 13E are connected to each other in the vicinity of the corners of the wide portion 111 and the wide portion 113 at the end of the first linear electrode.
- the third linear electrode 13F is formed away from the first linear electrode 11C along the outer diameter shape of the first linear electrode 11C on the first linear electrode 11D side.
- the third linear electrode 13G is formed away from the first linear electrode 11D along the outer diameter shape of the first linear electrode 11D on the first linear electrode 11C side.
- the third linear electrodes 13F and 13G are connected to each other in the vicinity of the corners of the wide portion 111 and the wide portion 113 at the end of the first linear electrode.
- the third linear electrode 13H is formed away from the first linear electrode 11D along the outer diameter of the first linear electrode 11D on the first linear electrode 11E side.
- the third linear electrode 13I is formed away from the first linear electrode 11E along the outer diameter of the first linear electrode 11E on the first linear electrode 11D side.
- the third linear electrodes 13H and 13I are connected to each other in the vicinity of the corners of the wide portion 111 and the wide portion 113 at the end of the first linear electrode.
- the third linear electrode 13J is formed apart from the first linear electrode 11E along the outer diameter of the first linear electrode 11E on the first linear electrode 11F side.
- the third linear electrode 13K is formed away from the first linear electrode 11F along the outer diameter of the first linear electrode 11F on the first linear electrode 11E side.
- the third linear electrodes 13J and 13K are connected to each other in the vicinity of the corners of the wide portion 111 and the wide portion 113 at the end of the first linear electrode.
- the third linear electrode 13L is formed away from the first linear electrode 11F along the outer diameter of the first linear electrode 11F opposite to the first linear electrode 11E.
- the third linear electrodes 13A to 13K are gathered together by the routing electrode 14 and connected to an external circuit.
- the first linear electrodes 11A to 11F are individually connected to the routing electrodes 12A to 12F, and are connected to an external circuit via the routing electrodes 12A to 12F.
- the routing electrodes 12A to 12F and 14 are formed outside the formation region of the first linear electrodes 11A to 11F and the third linear electrodes 13A to 13K. Further, the routing electrodes 12A to 12F are formed at one end in the first direction, and the routing electrode 14 is formed at the other end in the first direction.
- a plurality of second linear electrodes 21A, 21B, 21C, 21D, 21E, and 21F serving as capacitance detection electrodes and a pressing force detection electrode are provided on the second main surface 100SB of the piezoelectric film 100.
- Four linear electrodes 23A, 23B, 23C, 23D, 23E, 23F, 23G, 23H, 23I, 23J, 23K, and 23L are formed in a pattern as shown in FIGS.
- the plurality of second linear electrodes 21A to 21F and linear electrodes 23A to 23L are also preferably made of an organic electrode mainly composed of ITO, ZnO, polythiophene, or an organic electrode mainly composed of polyaniline. is there. Further, when transparency is not required, an electrode formed of silver paste, or a metal electrode formed by vapor deposition, sputtering, plating, or the like can be used.
- the plurality of second linear electrodes 21A to 21F have the same shape.
- the second linear electrode 21A includes a plurality of wide portions 211, a plurality of narrow portions 212, and a pair of wide portions 213 for end portions.
- Each wide portion 211 is a square.
- the narrow portion 212 has a rectangular shape with a long length with respect to the width.
- the wide portion 213 for the end portion is formed of a substantially isosceles triangle.
- the plurality of wide portions 211 and the plurality of narrow portions 212 are connected to be alternately arranged along the extending direction of the second linear electrode 21A.
- each wide portion 211 is connected to the narrow portion 212 so that the diagonal line of the square and the connection direction to the narrow portion 212 are parallel to each other. Further, each wide portion 211 is connected to the narrow portion 212 at a pair of apex angles forming the diagonal line.
- Wide ends 213 for end portions are provided at both ends in the extending direction of the second linear electrode 21A. Both ends of a continuous electrode pattern composed of a plurality of wide portions 211 and a plurality of narrow portions 212 are connected to the wide portions 213 for the end portions by the narrow portions 212. At this time, the wide portion 213 for the end portion is connected to the narrow portion 212 at an apex angle of an isosceles triangle.
- the plurality of second linear electrodes 21A to 21F are formed so as to extend along the second direction on the second main surface 100SB of the piezoelectric film 100.
- the plurality of second linear electrodes 21A to 21F are formed at predetermined intervals along a first direction orthogonal to the second direction on the second main surface 100SB.
- the plurality of second linear electrodes 21A to 21F are arranged such that the wide portions 211 are arranged along the first direction so that the wide portions 211 are in the same position along the second direction. To be formed.
- the plurality of second linear electrodes 21A to 21F are formed such that the respective wide portions 221 do not face the wide portions 111 of the first linear electrodes 11A to 11F via the piezoelectric film 100.
- the wide portions 221 constituting the plurality of second linear electrodes 21A to 21F do not overlap the wide portions 111 constituting the first linear electrodes 11A to 11F.
- the second linear electrodes 21A to 21F are formed. In other words, the plurality of first linear electrodes 11A to 11F and the plurality of second linear electrodes 21A to 21F are opposed to each other through the piezoelectric film 100 only at the narrow portions 112 and 212. Yes.
- first linear electrodes 11A to 11F and the second linear electrodes 21A to 21F are formed so that a gap having a predetermined width is formed.
- the width of the gap is set so that the linear electrodes 13A to 13K formed on the first main surface 100ST are within the gap when viewed from the first main surface 100ST side.
- the plurality of fourth linear electrodes 23A to 23L are formed along the outer diameter of the second linear electrodes 21A to 21F, and are separated from the second linear electrodes 21A to 21F.
- the fourth linear electrode 23A is formed apart from the second linear electrode 21A along the outer diameter of the second linear electrode 21A opposite to the second linear electrode 21B. ing.
- the fourth linear electrode 23B is formed apart from the second linear electrode 21A along the outer diameter shape of the second linear electrode 21A on the second linear electrode 21B side.
- the fourth linear electrode 23C is formed away from the second linear electrode 21B along the outer diameter shape of the second linear electrode 21B on the second linear electrode 21A side.
- the fourth linear electrodes 23B and 23C are connected to each other in the vicinity of the corners of the wide portion 211 and the wide portion 213 at the end of the second linear electrode.
- the fourth linear electrode 23D is formed apart from the second linear electrode 21B along the outer diameter of the second linear electrode 21B on the second linear electrode 21C side.
- the fourth linear electrode 23E is formed away from the second linear electrode 21C along the outer diameter shape of the second linear electrode 21C on the second linear electrode 21B side.
- the fourth linear electrodes 23D and 23E are connected to each other in the vicinity of the corners of the wide portion 211 and the wide end portion 213 of the second linear electrode.
- the fourth linear electrode 23F is formed away from the second linear electrode 21C along the outer diameter shape of the second linear electrode 21C on the second linear electrode 21D side.
- the fourth linear electrode 23G is formed away from the second linear electrode 21D along the outer diameter shape of the second linear electrode 21D on the second linear electrode 21C side.
- the fourth linear electrodes 23F and 23G are connected to each other in the vicinity of the corners of the wide portion 211 and the wide portion 213 at the end of the second linear electrode.
- the fourth linear electrode 23H is formed away from the second linear electrode 21D along the outer diameter shape of the second linear electrode 21D on the second linear electrode 21E side.
- the fourth linear electrode 23I is formed apart from the second linear electrode 21E along the outer diameter shape of the second linear electrode 21E on the second linear electrode 21D side.
- the fourth linear electrodes 23H and 23I are connected to each other in the vicinity of the corners of the wide portion 211 and the wide portion 213 at the end of the second linear electrode.
- the fourth linear electrode 23J is formed apart from the second linear electrode 21E along the outer diameter of the second linear electrode 21E on the second linear electrode 21F side.
- the fourth linear electrode 23K is formed away from the second linear electrode 21F along the outer diameter shape of the second linear electrode 21F on the second linear electrode 21E side.
- the fourth linear electrodes 23J and 23K are connected to each other in the vicinity of the corners of the wide portion 211 and the wide portion 213 at the end of the second linear electrode.
- the fourth linear electrode 23L is formed away from the second linear electrode 21F along the outer diameter of the second linear electrode 21F opposite to the second linear electrode 21E.
- the fourth linear electrodes 23A to 23L formed on the second main surface 100SB and the third linear electrodes 13A to 13K formed on the first main surface 100ST have wide portions 211 and 213 and wide portions 111 and 113, respectively. Are formed so as to be opposed to each other through the piezoelectric film 100 over substantially the entire length in a gap as viewed from the first main surface 100ST side.
- the fourth linear electrode 23A is between the wide portion 213 for the end of the second linear electrode 21A and the wide portion 113 for the end of the first linear electrode 11A. , Opposite to the third linear electrode 13A. Further, the fourth linear electrode 23A includes the third linear electrode 13B and the wide linear portion 113 between the wide portion 211 of the second linear electrode 21A and the wide portion 113 for the ends of the first linear electrodes 11A and 11B, respectively. Opposite 13C.
- the other portions of the fourth linear electrode 23A are similarly opposed to the third linear electrodes 13D to 13L, and the other fourth linear electrodes 23B to 23L are also respectively third. Opposite the linear electrodes 13A to 13L.
- the fourth linear electrodes 23A to 23K are gathered together by the lead-out electrode 24 and connected to an external circuit.
- the second linear electrodes 21A to 21F are individually connected to the routing electrodes 22A to 22F, and are connected to an external circuit via the routing electrodes 22A to 22F.
- the routing electrodes 22A to 22F and 24 are formed outside the formation region of the second linear electrodes 21A to 21F and the fourth linear electrodes 23A to 23K. Further, the routing electrodes 22A to 22F are formed at one end in the second direction, and the routing electrode 24 is formed at the other end in the second direction.
- the piezoelectric element 10 is formed by the piezoelectric film 100 on which the first linear electrodes 11A to 11F, the third linear electrodes 13A to 13L, the second linear electrodes 21A to 21F, and the fourth linear electrodes 23A to 23L are formed. Is configured.
- a protective layer 30 is provided so as to cover the entire surface of the electrode pattern forming regions of the first linear electrodes 11A to 11F and the third linear electrodes 13A to 13L. It is arranged.
- the protective layer 30 is formed of an insulating material.
- a protective layer 40 is provided on the second main surface 100SB side of the piezoelectric film 100 in the piezoelectric element 10 so as to cover the entire electrode pattern formation region of the second linear electrodes 21A to 21F and the fourth linear electrodes 23A to 23L. It is arranged.
- the protective layer 40 is also made of an insulating material.
- the flat film-like piezoelectric element 10 having such a configuration has a main plane parallel to the main plane of the base 501 and the long side portion 503 as shown in the above description and FIGS. 1, 2, and 5. , 504 (the direction parallel to the short side portion 502) and the first direction of the piezoelectric element 10 are substantially matched.
- Each routing electrode of the piezoelectric element 10 is connected to the control IC 51 via the connector cable 52.
- the piezoelectric element 10 mounted on the base 501 of the housing 50 in this way detects the touch position and the pressing amount by the user as shown below.
- the touch position is detected by the following principle.
- a so-called projection type mutual capacitance method touch position detection concept is used, and a detailed description of the detection concept is omitted. Therefore, the touch position detection concept will be schematically described below.
- a drive signal is applied to the first linear electrodes 11A to 11F via the routing electrodes 12A to 12F.
- the second linear electrodes 21A to 21F are connected to a detection circuit (not shown) via the routing electrodes 22A to 22F.
- the first linear electrodes 11A to 11F extend in the first direction and are arranged at predetermined intervals along the second direction
- the second linear electrodes 21A to 21F extend in the second direction. Since the extending shape is arranged at predetermined intervals along the first direction, the first linear electrodes 11A to 11F and the second linear electrodes 21A to 21F are opposed to each other via the piezoelectric film 100, in other words.
- the position where an electric field is generated and a detection current is allowed to flow can be detected by a two-dimensional coordinate from a combination of the first linear electrode and the second linear electrode constituting the facing position.
- the touch position can be detected.
- the third linear electrodes 13A to 13L are formed on the first main surface, and the fourth linear electrodes 23A to 23L are formed on the second main surface.
- a potential difference is generated between the electrodes 13A to 13L and the fourth linear electrodes 23A to 23L. Therefore, by detecting this potential difference, that is, the piezoelectric voltage, it is possible to detect pressing by a finger, in other words, pressing by a finger touch.
- the detection voltage (piezoelectric voltage) changes linearly according to the amount of pressing. Therefore, it is possible to detect the push-in amount by measuring the detection voltage value. That is, it is possible to accurately detect whether the operator has touched the operation surface lightly or pressed it strongly.
- the detection voltage by the piezoelectric film 100 is normally generated at the moment when the stress is generated, and the detection voltage value is rapidly decreased with the leakage of electric charge due to the piezoelectric effect.
- the detection voltage value can be maintained for a predetermined time. Thereby, a detection voltage value can be measured more reliably and a pushing amount can be detected.
- the touch position and the pressing amount (pressing force) can be obtained simply by forming the capacitance detection electrode and the pressing force detection electrode on both opposing surfaces of one piezoelectric film 100. It can be detected at the same time.
- the piezoelectric element 10 is arranged so that the first direction of the piezoelectric film 100 and the direction connecting the long side portions 503 and 504 (the direction parallel to the short side portion 502) coincide.
- the angle formed by the uniaxial stretching direction of the piezoelectric film 100 and the extending direction by pressing becomes approximately 45 °. Therefore, the detection voltage can be obtained efficiently.
- PLLA of the piezoelectric film 100 it is not affected by pyroelectricity. Therefore, at the time of detection, a detection voltage corresponding only to the pushing amount can be obtained without depending on the temperature of the detection position. That is, the push amount can be detected more accurately.
- PLLA is a polymer and has flexibility, so that it is not damaged by a large displacement unlike piezoelectric ceramics. Therefore, even if the displacement amount is large, the displacement amount can be reliably detected.
- the protective layers 30 and 40 are described. However, as described above, when the protective layers 30 and 40 are disposed in the base 501 of the casing 50 having an insulating property, the protective layers 30 and 40 are disposed. Can be omitted. Thereby, the thickness of the base part 501 can be made thinner.
- the long side portions 503 and 504 serve as support pillars when the pressing amount of the piezoelectric element 10 by the piezoelectric film 100 is detected is shown.
- the housings near both ends of the piezoelectric film 100 in the first direction are shown.
- a material having higher elasticity may be inserted into the base portion 501 of the body 50 to form a support column.
- FIG. 7 is a functional block diagram of the operation input device 1 and the information display device 2 according to the embodiment of the present invention.
- the operation input device 1 includes a piezoelectric sensor unit 12 including a pressing force detection electrode formed on the piezoelectric film 100, an electrostatic sensor unit 13 including a capacitance detection electrode formed on the piezoelectric film 100, and Is provided.
- the piezoelectric sensor unit 12 outputs a pressing amount detection signal corresponding to the pressing amount by the user's finger.
- the electrostatic sensor unit 13 outputs a touch position detection signal corresponding to the position touched by the user's finger.
- the control IC 51 includes a touch position detection unit 511, a push-in amount detection unit 512, and an operation information generation unit 513.
- the touch position detection unit 511 detects a position touched by the user's finger from the touch position detection signal, and outputs the detected position to the operation information generation unit 513.
- the push amount detection unit 512 detects the push amount from the push amount detection signal and outputs the push amount to the operation information generation unit 513.
- the operation information generation unit 513 generates operation information including the detected position and the push amount.
- the operation information generation unit 513 outputs the operation information to the information display device 2 via the interface unit 60.
- the information display device 2 includes a device IC 71, a display unit 72, an operation input unit 73, and an interface port 74.
- the display unit 72 and the interface port 74 are configured as described above.
- the operation input unit 73 may be a touch panel or the like disposed on the surface of the display unit 72, and is a mechanical operation input element (such as a keypad) provided separately (not shown) in the housing 70. Also good.
- the device IC 71 is an information processing element for realizing the function of the information display device 2. For example, if the information display device 2 is a smartphone, the device IC 71 executes a call, email transmission / reception, and various applications.
- operation information from the operation input device 1 is input to the device IC 71 via the interface port 74.
- the device IC 71 displays an image based on the input operation information on the display unit 72 or updates the display image based on the input operation information.
- various functions of the information display device 2 can be performed according to the operation information received by the piezoelectric element 10 of the operation input device 1 disposed on the back side of the information display device 2.
- the application can be executed.
- FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for realizing the function of moving the pointer displayed on the display unit 72 of the information display device 2 by an operation input by the piezoelectric element 10 of the operation input device 1.
- FIG. 9 is a view of the front side of the information display device 2 for explaining the pointer display mode and the target mark display mode.
- the touch position is detected by the electrostatic sensor unit 13 of the operation input device 1 (S101). If the electrostatic sensor unit 13 can detect a finger contact for a predetermined time or more, that is, if a touch position detection signal is obtained (S102: YES), the device IC 71 permits pointer movement control on the display unit 72. (S103). If the electrostatic sensor unit 13 cannot detect a finger contact for a predetermined time or longer (S102: NO), the device IC 71 does not allow the pointer movement control on the display unit 72 and does not permit the finger for a predetermined time or longer. Until the contact is detected, the contact detection is continued (S110 ⁇ S101).
- the device IC 71 After permitting the pointer movement control on the display unit 72, the device IC 71 detects whether or not the touch position is moving based on operation information from the control IC 51, that is, a touch position detection signal from the electrostatic sensor unit 13 ( S104).
- the device IC 71 detects that the touch position is moving (S105: YES), the device IC 71 detects a movement amount and a movement direction from the touch position before the movement and the touch position after the movement from the operation information (S106).
- the device IC 71 moves the display position of the pointer of the display unit 72 based on the detected movement amount and movement direction.
- the display unit 72 on the surface side of the information display device 2 is moved by bringing the finger 901 into contact with the piezoelectric element 10 on the back side of the information display device 2 and moving it.
- the pointer 910 on the display screen can be moved and displayed following the movement of the finger 901.
- FIG. 10 is a flowchart showing a method for realizing display and deletion of a target mark in accordance with an operation of a user's finger.
- the touch position is detected by the electrostatic sensor unit 13 of the operation input device 1 (S201).
- the electrostatic sensor unit 13 can detect a finger contact for a predetermined time or longer, that is, when a touch position detection signal is obtained (S202: YES)
- the device IC 71 displays the touch position on the display screen of the display unit 72.
- a target mark conforming to is displayed (S203).
- the user can visually recognize the operation position of his / her finger 901 on the display screen, and can accurately perform his / her operation even on the back side of the information display device 2 where the piezoelectric element 10 cannot be directly recognized. I can grasp it.
- the device IC 71 does not display a target mark on the display screen of the display unit 72 and does not display a finger for a predetermined time or longer. Until the contact is detected, the contact detection is continued (S202: NO ⁇ S201).
- the device IC 71 detects that there is no contact for a predetermined time or longer from the control IC 51 after displaying the target mark on the display screen of the display unit 72 (S204: NO), the device IC 71 erases the target mark on the display screen of the display unit 72. To do. That is, when the user releases the finger 901 from the surface of the piezoelectric element 10, the target mark is erased from the display screen after a predetermined time.
- the device IC 71 detects that the contact for a predetermined time or longer has been continued from the control IC 51 after displaying the target mark on the display screen of the display unit 72 (S204: YES), the target mark on the display screen is displayed. Keep the display.
- FIG. 11 is a flowchart illustrating a method for realizing a function of moving a target mark displayed on the display unit 72 of the information display device 2 and a function of executing a function associated with an icon from the movement of the target mark.
- a target mark is displayed on the display screen of the display unit 72 according to the above-described process (B) (S301).
- the device IC 71 After displaying the target mark on the display screen of the display unit 72, the device IC 71 detects whether or not the touch position is moving based on operation information from the control IC 51, that is, a touch position detection signal from the electrostatic sensor unit 13. (S302).
- the device IC 71 detects that the touch position is moving (S303: YES)
- the device IC 71 detects the movement amount and the movement direction from the touch position before the movement and the touch position after the movement from the operation information, and the movement amount.
- the display position of the target mark is moved according to the moving direction (S304). For example, as shown in FIG. 9, by moving the finger 901 in contact with the piezoelectric element 10, the target mark 920 on the display screen is also moved and displayed following the movement.
- the device IC 71 does not move the target mark and continues the movement detection (S303: NO ⁇ S302).
- the user can accurately grasp the movement of the finger 901 that cannot be directly recognized by the movement of the target mark 920 on the display screen.
- the device IC 71 confirms whether an icon exists at the position after the target mark is moved. The position of the icon on the display screen is grasped by the device IC 71.
- the device IC 71 detects that the position of the target mark and the icon overlaps (S305: YES), the device IC 71 detects the push amount by the piezoelectric sensor unit 12 of the operation input device 1 from the operation information by the operation information generation unit 53 (S306). .
- the device IC 71 When the device IC 71 detects that the position of the target mark and the icon does not overlap, the device IC 71 continues to detect the movement of the target mark (S305: NO ⁇ S302).
- the device IC 71 executes a function (application) associated with the icon (S307: YES ⁇ S308). On the other hand, when the device IC 71 detects that the pushing amount has not reached the predetermined pushing amount, the device IC 71 continues the pushing amount detection (S307: NO ⁇ S306).
- the target mark is displayed and moved to the icon, but the positional relationship with the icon is detected based on the detected touch position, and if the touch position and the icon position overlap, The icon may be highlighted. Then, when a pressing amount equal to or greater than a predetermined pressing amount is detected in the highlighted state, the function and application associated with the corresponding icon may be executed.
- FIG. 12 is a flowchart illustrating a first method for realizing a function of enlarging and displaying the display screen of the display unit 72 of the information display device 2.
- the touch position is detected by the electrostatic sensor unit 13 of the operation input device 1 (S401).
- the device IC 71 displays an enlargement target mark that surrounds a predetermined range around the detected touch position on the display screen of the display unit 72 (S402).
- the device IC 71 detects the pushing amount by the piezoelectric sensor unit 12 of the operation input device 1 from the operation information by the operation information generation unit 53 (S403).
- the device IC 71 When the device IC 71 detects that the pushing amount is larger than the threshold value, the device IC 71 enlarges and displays the display screen at an enlargement rate corresponding to the pushing amount (S404: YES ⁇ S405). At this time, the device IC 71 sets the center of the target mark as the center of the enlarged region, and displays the enlarged image so that the position is set at the center of the display screen. Note that the enlarged display may be simply performed without changing the center of the display screen at an enlargement rate corresponding to the push amount.
- the device IC 71 When the device IC 71 detects that the push amount is equal to or less than the threshold value, the device IC 71 does not perform the enlarged display and continues the push amount detection (S404: NO ⁇ S403).
- the device IC 71 When the device IC 71 detects that the pressing amount is equal to or less than the threshold value in a state where the display screen is enlarged, the device IC 71 cancels the enlarged display (S406: YES ⁇ S407). On the other hand, the device IC 71 continues the enlarged display while detecting that the pressing amount is larger than the threshold value (S406: NO ⁇ S405).
- the user can enlarge the display screen without touching the display screen. Thereby, the user can enlarge and display the display screen while accurately confirming the position to be enlarged on the display screen without being disturbed by the finger.
- FIG. 13 is a flowchart showing a second method for realizing the function of enlarging and displaying the display screen of the display unit 72 of the information display device 2.
- 14A and 14B are diagrams showing an enlarged form of the display screen using the second method.
- FIG. 14A shows a case where the push amount is small
- FIG. 14B shows a case where the push amount is large.
- the touch position is detected by the electrostatic sensor unit 13 of the operation input device 1 (S501).
- the device IC 71 displays on the display screen of the display unit 72 an enlargement target mark that surrounds a predetermined range with the detected touch position as the center (S502).
- the device IC 71 detects the pushing amount by the piezoelectric sensor unit 12 of the operation input device 1 from the operation information by the operation information generation unit 53 (S503).
- the device IC 71 When the device IC 71 detects that the push amount is larger than the threshold value, the device IC 71 sequentially enlarges and displays the display screen at an enlargement speed corresponding to the push amount (S504: YES ⁇ S505). At this time, the device IC 71 sets the center of the target mark as the center of the enlarged region, and displays the enlarged image so that the position is set at the center of the display screen. Note that the enlarged display may be simply performed without changing the center of the display screen at an enlargement speed corresponding to the pressing amount.
- the image corresponding to the enlarged range 931 is enlarged at a low speed so that the image corresponding to the enlarged range 931 is displayed in the wider enlarged range 932 as shown in FIG. Is displayed.
- the push amount is relatively large in the range larger than the threshold, as shown in FIG. 14B, the image corresponding to the enlarged range 931 is displayed in a wider enlarged range 933 as shown in FIG.
- the enlarged display is performed at a higher speed.
- the device IC 71 When the device IC 71 detects that the push amount is equal to or less than the threshold value, the device IC 71 does not perform the enlarged display and continues the push amount detection (S504: NO ⁇ S503).
- the device IC 71 When the device IC 71 detects that the pressing amount is equal to or less than the threshold value in a state where the display screen is sequentially enlarged, the device IC 71 stops the enlargement process and continues to display the screen at the enlargement rate at the time of the stop ( S506: YES ⁇ S507). On the other hand, while the device IC 71 detects that the pressing amount is larger than the threshold value, the device IC 71 continues the enlarged display sequentially according to the enlargement speed (S506: NO ⁇ S505).
- the user can enlarge the display screen without touching the display screen. Thereby, the user can enlarge and display the display screen while accurately confirming the position to be enlarged on the display screen without being disturbed by the finger.
- the user executes the same functions and applications as when the touch panel is arranged on the display screen without touching the display screen of the information display device 2. be able to. As a result, it is possible to prevent deterioration in operability due to the display screen becoming invisible during operation and contamination of the display screen. Furthermore, the touch panel on the display screen can be eliminated.
- the thickness of the operation input device 1 disposed on the back side of the information display device 2 can be reduced. Therefore, a cover for protecting the information display device 2 can be used as the operation input device 1. Furthermore, by using PLLA for the piezoelectric film 100 of the piezoelectric element 10, the operation detection sensitivity is high as described above, it is difficult to destroy, and the operation is performed accurately and reliably without being affected by the temperature of the user's hand or finger. Input can be made.
- FIG. 15A is an enlarged plan view showing an aspect of the housing in the piezoelectric element arrangement region in the operation input device according to the second embodiment of the present invention
- FIG. 15B is a piezoelectric element in the housing. It is a side view of the arrangement
- the casing 50 ⁇ / b> A of the operation input device 1 ⁇ / b> A of the present embodiment includes an auxiliary member 510 in the center in the first direction of the region where the piezoelectric element 10 is disposed in the base 501.
- the auxiliary member 510 is made of a material having higher elasticity than the base 501.
- the auxiliary member 510 has a predetermined width in the first direction and is formed in a shape longer than the entire length of the piezoelectric element 10 along the second direction. The width in the first direction and the length in the second direction may be appropriately set depending on the elasticity of the base portion 501 and the material of the piezoelectric film 100.
- the thickness may not be constant.
- the thickness of the base portion 501 may be distributed so that deformation is achieved so that almost the same voltage is output if the pressing force of the same force is applied regardless of which part is pressed.
- Such a thickness distribution is a design matter to be determined in view of the hardness of the material used, the size of the piezoelectric element 10, and the like.
- FIG. 16A is an enlarged plan view showing an aspect of the housing in the piezoelectric element arrangement region in the operation input device according to the third embodiment of the present invention
- FIG. 16B is a piezoelectric element in the housing. It is a side view of the arrangement
- the casing 50B of the operation input device 1B of the present embodiment includes grooves 520 on both sides along the second direction of the region where the piezoelectric element 10 is disposed in the base 501.
- the groove 520 has a predetermined width along the second direction and is formed in a shape extending along the first direction.
- the length along the first direction of the groove 520 is formed to be longer than the entire length of the piezoelectric element 10 (piezoelectric film 100) in the first direction.
- channel 520 should just be formed so that the both ends of the groove
- the piezoelectric film 100 is more easily displaced than when the groove 520 is not provided. Furthermore, the piezoelectric film 100 hardly extends along the second direction, and extends along the first direction. Thereby, the pushing amount can be detected more accurately.
- FIG. 17 is a perspective view of an information display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 17A is a perspective view of the front side
- FIG. 17B is a perspective view of the back side.
- the information display device 2B is a device body 70B integrally formed with the combination of the information display device 2 and the operation input device 1 shown in the first embodiment.
- the device body 70B is made of a material having a predetermined elasticity such as an elastomer.
- the display part 72 is arrange
- FIG. 18 is a functional block diagram of an information display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
- the information display device 2 ⁇ / b> B according to the present embodiment includes the piezoelectric element 10, a control IC 51, a device IC 71, a display unit 72, and an operation input unit 73.
- Each of these units has the same function as that of the first embodiment, and is integrally provided in the device main body 70B that forms the information display device 2B.
- the information display device and the operation input device can be integrated, and the overall configuration can be simplified.
- FIG. 19 is a perspective view of an information display apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
- 19A is a perspective view of the front side
- FIG. 19B is a perspective view of the back side.
- the information display device 2C of the present embodiment has a device main body 70C having a larger shape than the information display device 2B shown in the fourth embodiment. Accordingly, the display unit 72C is also enlarged.
- the piezoelectric elements 10C1 and 10C2 are mounted near the opposite ends of the back surface of the device body 70C, respectively.
- the arrangement positions of the piezoelectric elements 10C1 and 10C2 may be set as appropriate in accordance with an aspect held by a general user of the information display device 2C. For example, as shown in FIG. 19, it may be set within a predetermined area (arrangement appropriate area) from the opposite ends to the center side.
- FIG. 20 is a functional block diagram of an information display apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
- the information display device 2 ⁇ / b> C includes piezoelectric elements 10 ⁇ / b> C ⁇ b> 1 and 10 ⁇ / b> C ⁇ b> 2, a control IC 51 ⁇ / b> C, a device IC 71, a display unit 72 ⁇ / b> C, and an operation input unit 73.
- Each of these units has the same function as that of the first embodiment, and is integrally provided in the device main body 70C forming the information display device 2C.
- the piezoelectric elements 10C1 and 10C2 have the same function as the piezoelectric element 10.
- the control IC 51C performs the same processing as the control IC 51 of the first embodiment from the detection signals of the piezoelectric elements 10C1 and 10C2, and generates and outputs operation information.
- the piezoelectric elements 10C1 and 10C2 may be arranged for the fingers of both hands.
- the piezoelectric elements 10C1 and 10C2 may be arranged for the fingers of both hands.
- the operation input device may be formed of a thinner film and attached to the back side of the information display device.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- User Interface Of Digital Computer (AREA)
Abstract
操作入力装置(1)は、情報表示装置(2)が収容される凹部(500)を有する筐体(50)を備える。筐体(50)の基部(501)には、平膜状の圧電素子(10)およびこれに接続するコントロールIC(51)が内蔵されている。コントロールIC(51)は、情報表示装置(2)のデバイスIC(71)に接続されている。筐体(50)の基部(501)における圧電素子(10)の装着領域をユーザの指が触れると、そのタッチ位置と押込量に応じた検出信号が圧電素子(10)から出力される。コントロールIC(51)は、検出信号に基づいて操作情報を生成し、情報表示装置(2)のデバイスIC(71)へ出力する。デバイスIC(71)は、操作情報に応じた表示を行う。
Description
本発明は、スマートフォン等の携帯型情報表示装置に対して、操作入力を行う操作入力装置に関する。
現在、スマートフォンやタブレットパソコンのように、ユーザが手で持ちながら、表示された情報を確認する情報表示装置が各種考案されている。
このような情報表示装置では、ユーザは情報表示装置本体を手で持ちながら、指で操作入力を行うものが一般的である。そして、この操作入力手段としては、情報表示装置の表面に、平板状のディスプレイに重ねて配置されたタッチパネルを用いることが多い。この場合、ユーザは、表示画面上のタッチパネルを指で触ることにより、操作入力を行う。
また、従来、表示画面上のタッチパネルとともに、背面側にタッチパッドを備えた情報表示装置も、例えば特許文献1,2に示すように、考案されている。
特許文献1,2に示す情報表示装置では、背面側のタッチパッドは、表面側のタッチパネルによる操作入力の補助入力用として利用されている。
上述の従来技術に示すように、表面のタッチパネルで主たる操作入力を行う情報表示装置では、タッチパネルを頻繁に触るため、指の脂等によって非常に汚れやすく、表示画面の視認性が低下してしまうことがある。また、これを防ぐためには、頻繁に表示画面上に付いた汚れを拭き取らなくてはならず、ユーザにとって面倒である。
また、上述の背面側にタッチパッドを備える情報表示装置において、背面側のタッチパッドで、表面側のタッチパネルと同等の複雑な操作入力を実現することは、従来の技術では容易でなかった。さらに、このように複雑な操作入力を可能しようとすると、より複雑な検出機構を要する必要があり、情報表示装置が大型化してしまう。
したがって、本発明の目的は、情報表示装置をユーザが手持ちしながら操作入力を行っても、当該情報表示装置の表示画面の汚れを軽減し、且つ、従来の表面で操作入力を行う情報表示装置と同等の操作入力を行うことができる操作入力装置を提供することにある。
この発明は、操作入力に応じた情報を表示する表示部を表面側に備えた情報表示装置に対して、操作入力を行う操作入力装置に関し、次の特徴を備える。操作入力装置は、平膜状の圧電素子と操作情報生成部とを備える。平膜状の圧電素子は、対向する第1主面および第2主面を有する圧電フィルムと、第1主面に形成された第1電極と、第2主面に形成された第2電極とを有し、押圧位置に応じた検出信号を生成する平膜状の圧電素子と、を備える。操作情報生成部は、検出信号から操作入力情報を生成する。そして、少なくとも平膜状の圧電素子は、情報表示装置の背面側に配置されている。
この構成では、情報表示装置の背面側に配置した平膜状の圧電素子により、押圧位置と押圧力とを検出することができる。これにより、単に操作されたことを検出するだけでなく、位置と押圧力の2種類のパラメータで操作情報を形成でき、より多様な操作入力情報を、背面の平膜状の圧電素子の操作だけで実現できる。
また、この発明の操作入力装置の第1電極および第2電極は、静電容量検出用電極と圧電電圧検出用電極とから形成されていることが好ましい。
この構成では、位置検出と押圧力検出とを個別の検出信号から得られるので、これら2つの操作情報を容易且つ確実に取得することができる。
また、この発明の操作入力装置の圧電フィルムは、少なくとも一軸方向に延伸処理(以下、単に「一軸延伸」と称する。)したポリ乳酸からなることが好ましい。
この構成では、圧電フィルムに好適な材料例を示している。一軸延伸したポリ乳酸は、圧電定数が比較的高く、誘電率が低いため圧電出力定数が大きい。したがって、圧電フィルムにポリ乳酸を用いれば、タッチによる押込量の検出感度が高くなる。これにより、1枚の圧電フィルムのみの構成でありながら、従来の静電容量検出用のタッチパネルと感圧センサとを重ね合わせた構造よりも、タッチ位置及び押圧力の双方で高精度な検出を行うことができる。さらに、ポリ乳酸は、焦電性がないため、指等がタッチパネル表面に触れた際に、体温が伝わっても、押込量(押圧力)の検出電圧に影響を与えない。したがって、圧電フィルムとしてポリ乳酸を用いた場合、PVDF等の焦電性を有する圧電フィルムを用いた場合と比較すると、体温が伝達されないような複雑な機構を付与する必要が無い。
また、この発明の操作入力装置は、次の構成であることが好ましい。操作入力装置は、平膜状の圧電素子と操作情報生成部とが略同一平面上に配置され、平板状で所定の弾性を有する基部を有する筐体を備える。この操作入力装置は、筐体の基部を情報表示装置の背面に当接させて配置する。
この構成では、操作入力装置の具体的な形状の一例を示す。この構成では、操作入力装置が情報表示装置とは別の筐体を有するものであるので、情報表示装置に対して後付けすることができる。
また、この発明の操作入力装置の圧電素子は、基部の内部に埋め込まれているか、もしくは基部の内壁面に貼り付けられていることが好ましい。
この構成では、操作入力装置の圧電素子を筐体に配置する具体的な一例を示す。このように、筐体内に圧電素子を埋め込むことで、圧電素子を外部環境から保護することができる。この際、基部の弾性を適宜設定することで、外部からの押込による筐体の基部の変位に応じて圧電フィルムも変位する。したがって、圧電素子を基部に埋め込むことによる位置や押圧力の検出感度の低下は殆ど生じない。
また、この発明の操作入力装置の筐体は、次の構成であることが好ましい。筐体は、基部に直交し、基部の外周に沿って形成された側部を備える。基部および側部によって情報表示装置をはさみ込む構造からなる。
この構成では、操作入力装置を情報表示装置の背面側に簡単に固定することができる。
また、この発明の操作入力装置の圧電素子は、側部から所定距離離間した位置に配置されていることが好ましい。
この構成では、基部の押込による変位量が少ない側部付近が位置および押圧力の検出範囲に入らないので、確実に位置および押圧力を検出することができる。
また、この発明の操作入力装置では、基部は、圧電素子が配置される領域の略中央領域の弾性が該中央領域以外の弾性よりも高いことが好ましい。
この構成では、側部から遠く押圧力による変位が大きい中央領域の変位を適宜規制し、中央領域以外での押圧力による変位に略等しくすることができる。これにより、圧電素子における押圧位置による変位量の差を低減することができる。
また、この発明の操作入力装置では、基部には、圧電素子に沿って延びる溝が形成されていることが好ましい。
この構成では、溝を有することにより、基部による変位が生じやすくなり、より軽い押込から位置および押圧力検出を行うことができる。
また、この発明の操作入力装置では、圧電素子は、情報表示装置の背面側に内蔵されており、情報表示装置に対して一体形成されていてもよい。
この構成では、操作入力装置が情報表示装置に一体形成されており、全体としての形状を簡素化することができる。
また、この発明の操作入力装置では、圧電素子は複数であってもよい。
この構成では、複数の圧電素子の操作入力情報を用いることができ、より多様な操作入力が可能にある。
また、この発明の情報表示装置は、上述の操作入力装置が接続された情報表示装置に関するものであり、次の特徴を有する。情報表示装置は、表示部に操作入力情報に基づく操作位置を示すマークを表示する表示制御部を備える。
この構成では、背面側の圧電素子を用いた操作入力状態を、表面の表示画面で確認することができる。これにより、ユーザが直接見えない操作状態(指の置き位置)等を、容易に確認することができる。
また、この発明の情報表示装置では、表示制御部は、操作入力情報の変化に基づいてマークの表示態様を変化させることが好ましい。
この構成では、操作状態の変化を、表示画面で容易に確認することができる。
また、この発明の情報表示装置では、表示制御部は、操作入力情報における位置検出情報の変化からマークの表示態様を変化させる。
また、この発明の情報表示装置では、表示制御部は、操作入力情報における押圧力検出情報の変化からマークの表示態様を変化させる。
これらの構成では、操作入力情報の具体例として、位置や押圧力を用いる場合を示している。
ユーザが手持ちしながら操作入力を行っても、当該情報表示装置の表示画面の汚れを軽減し、且つ、従来の表面で操作入力を行う情報表示装置と同等の操作入力を行うことができる。
本発明の第1の実施形態に係る操作入力装置について、図を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る操作入力装置と情報表示装置の分離状態での斜視図である。
本実施形態に係る操作入力装置1は、図1、図2、図3に示すように、スマートフォン等の携帯型の情報表示装置2に装着される。操作入力装置1が装着される情報表示装置2は、略直方体形状のデバイス本体70を備える。情報表示装置2のデバイス本体70の表面には、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の薄型表示デバイスによって形成される表示画面が組み込まれている。なお、当該表示画面の表面側にタッチパネルを備えてもよいが必須ではなく、備えなくてもよい。情報表示装置2のデバイス本体70は、一対の長手側面と、長手側面に直交する一対の短手側面と、を備える。この短手側面の一方に、外部の電子部品等との接続のためのインターフェースポート74が形成されている。
操作入力装置1は、図2に示すように、情報表示装置2の背面から長手側面の両方および短手側面の一方を覆う形状からなる。図2(A)は、本発明の第1の実施形態に係る操作入力装置の正面図であり、図2(B)は操作入力装置の側面図であり、図2(C)は操作入力装置の断面図である。
操作入力装置1は、筐体50、平膜状の圧電素子10、コントロールIC51、コネクタケーブル52,53、インターフェース部材60を備える。
筐体50は、ABSやPC等の一般的なハード系の有機素材や、ウレタンやシリコン等の所定の弾性を有するエラストマによって形成されている。筐体50は、基部501と、それぞれが本発明の側部に相当する短手側部502および長手側部503,504と、を備える。素材としてエラストマを選択した場合には、情報表示装置2の全側面を覆うように側部を形成してもよい。
基部501は、図2(A)に示すように、正面視(平面視)して略矩形である。基部501の短手方向の長さは、情報表示装置2の幅(横の長さであり短手方向の長さ)よりも側壁分だけ長い。基部501の長手方向の長さは、情報表示装置2の長さ(縦の長さであり長手方向の長さ)に応じて適宜設定されている。本実施形態の場合であれば、情報表示装置2の短手側面は一方のみ覆う形状であるので、基部501の長手方向の長さは、情報表示装置2の長さよりも所定長さだけ短い。
基部501の長手方向の一方端には、短手方向に沿って延びる形状の短手側部502が形成されている。短手側部502の高さ(基部501に直交する方向の長さ)は、情報表示装置2の厚みと同程度である。
基部501の短手方向の両端には、長手方向に沿って延びる形状の長手側部503,504が形成されている。長手側部503,504の高さ(基部501に直交する方向の長さ)は、情報表示装置2の厚みと同程度である。
短手側部502の高さと長手側部503,504の高さは同じである。短手側部502と長手側部503,504は基部501の外周に沿って連続する形状で形成されている。
このような形状により、筐体50には、基部501、短手側部502、および長手側部503,504によって囲まれる凹部500が備えられる。
このような形状からなる操作入力装置1の筐体50に対して、情報表示装置2は、当該情報表示装置2の背面が基部501の凹部500側の面に当接するように装着される。図3は、本発明の第1の実施形態に係る操作入力装置を情報表示装置に装着した状態での斜視図である。図3(A)は表面側を見た斜視図であり、図3(B)は背面側を見た斜視図である。図3に示すように、情報表示装置1は、基部501、短手側部502、および長手側部503,504によって四方から挟まれるようにして、筐体50に固定される。筐体50がハード系の有機樹脂である場合には、表示装置2に筐体50が装着された状態で、表示装置2の裏面と筐体50の基部501の内側の面には0.5~1mm程度の隙間が形成されている。基部501に対する外部からの押圧力により、この隙間の分だけ基部501は表示装置2側に変形可能とされている。あるいは、圧電素子10のある部分にのみ上述したような隙間が設けられるようにしても良い。例えば、圧電素子10のまわりに所定の数のエンボスなどを設け、このエンボスが表示装置2の裏面に接触し、圧電素子10のある部分の基部501が表示装置2の裏面から強制的に浮かされているような構造とする事ができる。
圧電素子10は、具体的な構成は後述するが平膜状からなり、図1、図2に示すように、当該平膜面が基部501の主面に平行になるように筐体50の基部501内に装着されている。圧電素子10は、基部501における短手側部502と反対側の端部に近い所定位置に装着されている。
図4は、本発明の操作入力装置を装着した情報表示装置の使用態様を示す斜視図である。
このように、圧電素子10は、操作入力装置1が装着された情報表示装置2をユーザが片手で幅方向の両端から挟むように持った状態において、人差し指や中指が届く範囲に圧電素子10の押圧位置や押圧力の検出範囲が重なるように、筐体50の基部501に装着されている。なお、本実施形態では、基部501の内部に圧電素子10を埋め込んで装着する例を示したが、基部501の外面や情報表示装置1側の面に配置してもよい。いずれの態様にしても、後述する圧電素子10を用いて、筐体50が可撓性を有するものであれば、押圧位置や押圧力は確実に検出することができる。
コントロールIC51およびコネクタケーブル52は、圧電素子10と同様に、基部501の内部に装着されている。圧電素子10とコントロールIC51とは、コネクタケーブル52によって接続されている。この構造により、圧電素子10から出力される各種検出信号は、コントロールIC51へ伝送される。
インターフェース部材60は、短手側部502の凹部500側の面に装着されている。コネクタケーブル53は、基部501から短手側部502に亘って装着されている。コントロールIC51とインターフェース部60は、コネクタケーブル53によって接続されている。この構造により、コントロールIC51から出力される操作情報は、インターフェース部60に伝送される。インターフェース部60は、情報表示装置2が操作入力装置1に装着された状態において、情報表示装置2のインターフェースポート74に接続している。これにより、コントロールIC51から出力された操作情報は、情報表示装置2へ伝送される。情報表示装置2は、この操作情報に基づいて、後述するような各種の制御処理を実行する。
ここで、圧電素子10の筐体50に対する、より具体的な配置態様を、図5を参照して説明する。図5(A)は、本発明の第1の実施形態に係る操作入力装置における圧電素子10の配置態様を示す、拡大平面図であり、図5(B)は圧電素子10の配置範囲の側面図である。図5(C)は、外部からの押込があった状態での伸長状態を示す圧電素子10の配置範囲の側面図である。
図5に示すように、平膜状の圧電素子10は、筐体50の基部501に対して、矩形の第1方向が筐体50の長手側部503,504を結ぶ方向と一致し、第2方向が長手側部503,504の延びる方向と一致するように、装着される。このような装着構成を用いることで、圧電フィルム100の第1方向の両端に長手側部503,504が配置される。基部501の背面を図5(C)のように押し込んだ場合、長手側部503,504が基部501に直交する方向に延びる形状であるので、基部501における長手側部503,504の接続されている両端は、当該押込に対して変位し難い。したがって、圧電フィルム100の第1方向の両端が長手側部503,504によって支持される構造となる。これにより、基部501が押し込まれた場合、基部501および基部501に装着された圧電素子10(圧電フィルム100)は、図5(C)に示すように、第1方向に沿って伸長する。この伸長により圧電素子10に押込量に応じた電荷が発生し、当該電荷による電圧を検出することで、押込量を検出することができる。
この際、平膜状の圧電素子10は、基部501に対して、当該基部501の幅方向に沿って長手側部503,504から所定距離の余白長で離間する、中央の領域に配置されている。このように、長手側部503,504から余白長をもって離間して配置することにより、基部501の背面側からの押込によって変位(伸長)し難い長手側部503,504付近が検出範囲にならず、押込によってより変位(伸長)し易い領域を検出範囲とすることができる。これにより、検出感度を向上することができる。さらに、検出範囲内における変位量の差を軽減することもできる。なお、この余白長は、設計的事項であり、コントロールIC51によって生成される操作情報に対する検出感度や変位量の差の許容範囲に応じて適宜設定することができる。
次に、圧電素子10の具体的な構造について、図6を参照して説明する。
図6は、本発明の第1の実施形態に係る圧電素子10の平面図と、当該平面図におけるA-A’断面図、B-B’断面図、C-C’断面図、D-D’断面図である。なお、図6の電極パターンは一例であり、第1線状電極、第2線状電極、第3線状電極および第4線状電極の配設個数はこれに限るものではなく、タッチパネルの仕様に応じて、これらの個数は適宜決定されている。
圧電素子10は、圧電フィルム100、保護層30,40、後述するパターンで形成された圧電検出用電極および静電容量検出用電極を備える。
圧電フィルム100は、互いに対向する第1主面100STと第2主面100SBを備える矩形状の平膜からなる。圧電フィルム100は、少なくとも一方向に延伸された(一軸延伸された)L型ポリ乳酸(PLLA)によって形成されている。なお、図6では、圧電フィルム100は、第1方向と第2方向との長さが同じであるが、例えば、上述の図1、図2、図5等に示すように、第1方向の長さと第2方向との長さとが異なっていてもよい。
PLLAは、キラル高分子であり、主鎖が螺旋構造を有する。PLLAは、一軸延伸され、分子が配向すると、圧電性を有する。一軸延伸されたPLLAの圧電定数は、高分子中で非常に高い部類に属する。
なお延伸倍率は3~8倍程度が好適である。延伸後に熱処理を施すことにより、ポリ乳酸の延びきり鎖結晶の結晶化が促進され圧電定数が向上する。尚、二軸延伸した場合はそれぞれの軸の延伸倍率を異ならせることによって一軸延伸と同様の効果を得ることが出来る。例えばある方向をX軸としてその方向に8倍、その軸に直交するY軸方向に2倍の延伸を施した場合、圧電定数に関してはおよそX軸方向に4倍の一軸延伸を施した場合と同等の効果が得られる。単純に一軸延伸したフィルムは延伸軸方向に沿って裂け易いため、前述したような二軸延伸を行うことにより幾分強度を増すことが出来る。
また、PLLAは、延伸等による分子の配向処理で圧電性を生じ、PVDF等の他のポリマーや圧電セラミックスのように、ポーリング処理を行う必要がない。すなわち、強誘電体に属さないPLLAの圧電性は、PVDFやPZT等の強誘電体のようにイオンの分極によって発現するものではなく、分子の特徴的な構造である螺旋構造に由来するものである。このため、PLLAには、他の強誘電性の圧電体で生じる焦電性が生じない。さらに、PVDF等は経時的に圧電定数の変動が見られ、場合によっては圧電定数が著しく低下する場合があるが、PLLAの圧電定数は経時的に極めて安定している。
また、PLLAは比誘電率が約2.5と非常に低いため、dを圧電定数とし、εTを誘電率とすると、圧電出力定数(=圧電g定数、g=d/εT)が大きな値となる。したがって、圧電定数d14=10pC/NのPLLAで、PVDFと同様の押込量の検出感度を十分に得ることができる。
ここではPLLAを例として示したが、焦電性を補償する回路などと併用させることによりPVDFやポリ尿素などの焦電性を有する圧電有機材料を圧電フィルム100として用いることもできる。同様にPZT、ZnO、AlNなどの無機系圧電材料を薄膜化して用いてもよい。
このような特性を有するPLLAからなる圧電フィルム100の第1主面100STには、静電容量検出用電極となる複数の第1線状電極11A,11B,11C,11D,11E,11Fと、押圧力検出用電極となる第3線状電極13A,13B,13C,13D,13E,13F,13G,13H,13I,13J,13K,13Lが図1,図2に示すようなパターンで形成されている。これら複数の第1線状電極11A~11Fと、線状電極13A~13Lは、ITO、ZnO、ポリチオフェンを主成分とする有機電極、ポリアニリンを主成分とする有機電極のいずれかを用いるのが好適である。また、銀ペーストにより形成された電極や、蒸着やスパッタ、あるいはメッキなどにより形成された金属系の電極を用いることもできる。
複数の第1線状電極11A~11Fは、同じ形状からなる。具体的に、例えば、第1線状電極11Aは、複数の幅広部111と複数の幅狭部112と一対の端部用の幅広部113を備える。各幅広部111は、正方形からなる。幅狭部112は幅に対して長さの長い矩形状からなる。端部用の幅広部113は、略二等辺三角形からなる。複数の幅広部111と複数の幅狭部112は、第1線状電極11Aの延びる方向に沿って、交互に並ぶように接続されている。この際、各幅広部111は、正方形の対角線と幅狭部112に対する接続方向とが平行になるように、幅狭部112に接続される。さらに、各幅広部111は、当該対角線を形成する一対の頂角で、幅狭部112に接続される。
第1線状電極11Aの延びる方向の両端には、端部用の幅広部113が備えられている。複数の幅広部111と複数の幅狭部112とからなる連続の電極パターンの両端は、幅狭部112によって端部用の幅広部113へ接続されている。この際、端部用の幅広部113は、二等辺三角形の頂角で幅狭部112に接続されている。
複数の第1線状電極11A~11Fは、圧電フィルム100の第1主面100STにおける第1方向に沿って延びるように形成されている。複数の第1線状電極11A~11Fは、第1主面100STにおける前記第1方向と直交する第2方向に沿って、所定間隔をおいて形成されている。この際、複数の第1線状電極11A~11Fは、それぞれの幅広部111が第1方向に沿った同じ位置となるように、言い換えれば、それぞれに幅広部111が第2方向に沿って配列されるように、形成されている。
ここで、第1方向と第2方向は、圧電フィルム100の一軸延伸方向900に対して略45°の角度を成す方向に設定されている。略45°とは、例えば45°±10°程度を含む角度をいう。これらの角度は、用途に基いて適宜決定されるべき設計事項である。
複数の第3線状電極13A~13Lは、第1線状電極11A~11Fの外径形状に沿う形状で、当該第1線状電極11A~11Fから離間して形成されている。
具体的には、第3線状電極13Aは、第1線状電極11Aにおける第1線状電極11Bと反対側の外径形状に沿って、当該第1線状電極11Aから離間して形成されている。
第3線状電極13Bは、第1線状電極11Aにおける第1線状電極11B側の外径形状に沿って、当該第1線状電極11Aから離間して形成されている。第3線状電極13Cは、第1線状電極11Bにおける第1線状電極11A側の外径形状に沿って、当該第1線状電極11Bから離間して形成されている。第3線状電極13B,13Cは、第1線状電極の幅広部111および端部の幅広部113の角部付近で互いに接続している。
第3線状電極13Dは、第1線状電極11Bにおける第1線状電極11C側の外径形状に沿って、当該第1線状電極11Bから離間して形成されている。第3線状電極13Eは、第1線状電極11Cにおける第1線状電極11B側の外径形状に沿って、当該第1線状電極11Cから離間して形成されている。第3線状電極13D,13Eは、第1線状電極の幅広部111および端部の幅広部113の角部付近で互いに接続している。
第3線状電極13Fは、第1線状電極11Cにおける第1線状電極11D側の外径形状に沿って、当該第1線状電極11Cから離間して形成されている。第3線状電極13Gは、第1線状電極11Dにおける第1線状電極11C側の外径形状に沿って、当該第1線状電極11Dから離間して形成されている。第3線状電極13F,13Gは、第1線状電極の幅広部111および端部の幅広部113の角部付近で互いに接続している。
第3線状電極13Hは、第1線状電極11Dにおける第1線状電極11E側の外径形状に沿って、当該第1線状電極11Dから離間して形成されている。第3線状電極13Iは、第1線状電極11Eにおける第1線状電極11D側の外径形状に沿って、当該第1線状電極11Eから離間して形成されている。第3線状電極13H,13Iは、第1線状電極の幅広部111および端部の幅広部113の角部付近で互いに接続している。
第3線状電極13Jは、第1線状電極11Eにおける第1線状電極11F側の外径形状に沿って、当該第1線状電極11Eから離間して形成されている。第3線状電極13Kは、第1線状電極11Fにおける第1線状電極11E側の外径形状に沿って、当該第1線状電極11Fから離間して形成されている。第3線状電極13J,13Kは、第1線状電極の幅広部111および端部の幅広部113の角部付近で互いに接続している。
第3線状電極13Lは、第1線状電極11Fにおける第1線状電極11Eと反対側の外径形状に沿って、当該第1線状電極11Fから離間して形成されている。
第3線状電極13A~13Kは、引き回し電極14によってまとめられており、外部回路へ接続されている。第1線状電極11A~11Fは、それぞれ個別に引き回し電極12A~12Fに接続され、当該引き回し電極12A~12Fを介して外部回路へ接続される。これら引き回し電極12A~12F,14は、第1線状電極11A~11Fと第3線状電極13A~13Kの形成領域よりも外側に形成されている。さらに、引き回し電極12A~12Fは第1方向の一方端に形成され、引き回し電極14は第1方向の他方端に形成されている。
また、圧電フィルム100の第2主面100SBには、静電容量検出用電極となる複数の第2線状電極21A,21B,21C,21D,21E,21Fと、押圧力検出用電極となる第4線状電極23A,23B,23C,23D,23E,23F,23G,23H,23I,23J,23K,23Lが図1,図3に示すようなパターンで形成されている。これら複数の第2線状電極21A~21Fと線状電極23A~23Lも、ITO、ZnO、ポリチオフェンを主成分とする有機電極、ポリアニリンを主成分とする有機電極のいずれかを用いるのが好適である。また、透明性が必要とされない場合には銀ペーストにより形成された電極や、蒸着やスパッタ、あるいはメッキなどにより形成された金属系の電極を用いることもできる。
複数の第2線状電極21A~21Fは、同じ形状からなる。具体的に、例えば、第2線状電極21Aは、複数の幅広部211と複数の幅狭部212と一対の端部用の幅広部213を備える。各幅広部211は、正方形からなる。幅狭部212は幅に対して長さの長い矩形状からなる。端部用の幅広部213は、略二等辺三角形からなる。複数の幅広部211と複数の幅狭部212は、第2線状電極21Aの延びる方向に沿って、交互に並ぶように接続されている。この際、各幅広部211は、正方形の対角線と幅狭部212に対する接続方向とが平行になるように、幅狭部212に接続される。さらに、各幅広部211は、当該対角線を形成する一対の頂角で、幅狭部212に接続される。
第2線状電極21Aの延びる方向の両端には、端部用の幅広部213が備えられている。複数の幅広部211と複数の幅狭部212とからなる連続の電極パターンの両端は、幅狭部212によって端部用の幅広部213へ接続されている。この際、端部用の幅広部213は、二等辺三角形の頂角で幅狭部212に接続されている。
複数の第2線状電極21A~21Fは、圧電フィルム100の第2主面100SBにおける第2方向に沿って延びるように形成されている。複数の第2線状電極21A~21Fは、第2主面100SBにおける前記第2方向と直交する第1方向に沿って、所定間隔をおいて形成されている。この際、複数の第2線状電極21A~21Fは、それぞれの幅広部211が第2方向に沿った同じ位置となるように、言い換えれば、それぞれに幅広部211が第1方向に沿って配列されるように、形成されている。
また、複数の第2線状電極21A~21Fは、それぞれの幅広部221が圧電フィルム100を介して第1線状電極11A~11Fの幅広部111と対向しないように、形成されている。言い換えれば、第1主面100ST側から見て、複数の第2線状電極21A~21Fを構成する各幅広部221が、第1線状電極11A~11Fを構成する各幅広部111に重ならないように、第2線状電極21A~21Fは形成されている。さらに別の表現をすれば、複数の第1線状電極11A~11Fおよび複数の第2線状電極21A~21Fは、幅狭部112,212の部分でのみ圧電フィルム100を介して対向している。
さらには、第1主面100ST側から見て、複数の第2線状電極21A~21Fを構成する各幅広部221と、第1線状電極11A~11Fを構成する各幅広部111との間に所定の幅の隙間ができるように、第1線状電極11A~11Fおよび第2線状電極21A~21Fは形成されている。そして、この隙間の幅は、上述の第1主面100STに形成される線状電極13A~13Kが、第1主面100ST側から見て隙間内に収まるように、設定されている。
複数の第4線状電極23A~23Lは、第2線状電極21A~21Fの外径形状に沿う形状で、当該第2線状電極21A~21Fから離間して形成されている。
具体的には、第4線状電極23Aは、第2線状電極21Aにおける第2線状電極21Bと反対側の外径形状に沿って、当該第2線状電極21Aから離間して形成されている。
第4線状電極23Bは、第2線状電極21Aにおける第2線状電極21B側の外径形状に沿って、当該第2線状電極21Aから離間して形成されている。第4線状電極23Cは、第2線状電極21Bにおける第2線状電極21A側の外径形状に沿って、当該第2線状電極21Bから離間して形成されている。第4線状電極23B,23Cは、第2線状電極の幅広部211および端部の幅広部213の角部付近で互いに接続している。
第4線状電極23Dは、第2線状電極21Bにおける第2線状電極21C側の外径形状に沿って、当該第2線状電極21Bから離間して形成されている。第4線状電極23Eは、第2線状電極21Cにおける第2線状電極21B側の外径形状に沿って、当該第2線状電極21Cから離間して形成されている。第4線状電極23D,23Eは、第2線状電極の幅広部211および端部の幅広部213の角部付近で互いに接続している。
第4線状電極23Fは、第2線状電極21Cにおける第2線状電極21D側の外径形状に沿って、当該第2線状電極21Cから離間して形成されている。第4線状電極23Gは、第2線状電極21Dにおける第2線状電極21C側の外径形状に沿って、当該第2線状電極21Dから離間して形成されている。第4線状電極23F,23Gは、第2線状電極の幅広部211および端部の幅広部213の角部付近で互いに接続している。
第4線状電極23Hは、第2線状電極21Dにおける第2線状電極21E側の外径形状に沿って、当該第2線状電極21Dから離間して形成されている。第4線状電極23Iは、第2線状電極21Eにおける第2線状電極21D側の外径形状に沿って、当該第2線状電極21Eから離間して形成されている。第4線状電極23H,23Iは、第2線状電極の幅広部211および端部の幅広部213の角部付近で互いに接続している。
第4線状電極23Jは、第2線状電極21Eにおける第2線状電極21F側の外径形状に沿って、当該第2線状電極21Eから離間して形成されている。第4線状電極23Kは、第2線状電極21Fにおける第2線状電極21E側の外径形状に沿って、当該第2線状電極21Fから離間して形成されている。第4線状電極23J,23Kは、第2線状電極の幅広部211および端部の幅広部213の角部付近で互いに接続している。
第4線状電極23Lは、第2線状電極21Fにおける第2線状電極21Eと反対側の外径形状に沿って、当該第2線状電極21Fから離間して形成されている。
そして、第2主面100SBに形成された第4線状電極23A~23Lと第1主面100STに形成された第3線状電極13A~13Kは、幅広部211,213と幅広部111,113との間に生じる第1主面100ST側から見た隙間において、略全長に亘り、圧電フィルム100を介して、互いに対向するように形成されている。
例えば、図6に示すように、第4線状電極23Aは、第2線状電極21Aの端部用の幅広部213と第1線状電極11Aの端部用の幅広部113との間において、第3線状電極13Aに対向する。また、第4線状電極23Aは、第2線状電極21Aの幅広部211と第1線状電極11A,11Bの端部用の幅広部113との間において、それぞれ第3線状電極13B,13Cに対向する。
なお、図6に示すように、第4線状電極23Aの他の箇所も同様に、第3線状電極13D~13Lに対向し、他の第4線状電極23B~23Lも、それぞれ第3線状電極13A~13Lに対向する。
第4線状電極23A~23Kは、引き回し電極24によってまとめられており、外部回路へ接続されている。第2線状電極21A~21Fは、それぞれ個別に引き回し電極22A~22Fに接続され、当該引き回し電極22A~22Fを介して外部回路へ接続される。これら引き回し電極22A~22F,24は、第2線状電極21A~21Fと第4線状電極23A~23Kの形成領域よりも外側に形成されている。さらに、引き回し電極22A~22Fは第2方向の一方端に形成され、引き回し電極24は第2方向の他方端に形成されている。
このように第1線状電極11A~11F、第3線状電極13A~13L、第2線状電極21A~21Fおよび第4線状電極23A~23Lが形成された圧電フィルム100により、圧電素子10が構成される。
圧電素子10における圧電フィルム100の第1主面100ST側には、第1線状電極11A~11Fおよび第3線状電極13A~13Lの電極パターン形成領域の全面を覆うように、保護層30が配設されている。保護層30は、絶縁性を有する材料で形成されている。
圧電素子10における圧電フィルム100の第2主面100SB側には、第2線状電極21A~21Fおよび第4線状電極23A~23Lの電極パターン形成領域の全面を覆うように、保護層40が配設されている。保護層40も、絶縁性を有する材料で形成されている。
このような構成からなる平膜状の圧電素子10は、上述の説明や図1、図2、図5に示すように、主平面が基部501の主平面と平行になり、且つ長手側部503,504を結ぶ方向(短手側部502に平行な方向)と、圧電素子10の第1方向とが略一致するように、装着される。圧電素子10の各引き回し電極は、コネクタケーブル52を介してコントロールIC51へ接続される。
そして、このように筐体50の基部501に装着された圧電素子10は、次に示すように、ユーザによるタッチ位置および押込量を検出する。
(i)タッチ位置検出
まず、タッチ位置は、次のような原理で検出される。なお、本実施形態の構成では、所謂、投影型で相互キャパシタンス方式によるタッチ位置の検出概念を用いており、詳細な検出概念の説明は省略する。したがって、以下では、タッチ位置の検出概念を概略的に説明する。
まず、タッチ位置は、次のような原理で検出される。なお、本実施形態の構成では、所謂、投影型で相互キャパシタンス方式によるタッチ位置の検出概念を用いており、詳細な検出概念の説明は省略する。したがって、以下では、タッチ位置の検出概念を概略的に説明する。
第1線状電極11A~11Fには、引き回し電極12A~12Fを介して駆動信号が印加される。第2線状電極21A~21Fは、引き回し電極22A~22Fを介して、図示しない検出回路に接続されている。
このような状態において、ユーザが指で平膜状の圧電素子10の主平面上の所定位置をタッチすると、当該タッチ位置での電界の一部が指側に誘導される。これにより、タッチ位置では、指によるタッチを行っていない時に対して、電流変化が生じる。したがって、このような電流変化を検出回路で検出することで、指によるタッチを検出することができる。
ここで、上述のように、第1線状電極11A~11Fが第1方向に延びる形状で第2方向に沿って所定間隔で配設され、第2線状電極21A~21Fが第2方向に延びる形状で第1方向に沿って所定間隔で配設されていることから、第1線状電極11A~11Fと第2線状電極21A~21Fが圧電フィルム100を介して対向する位置、言い換えれば電界を生じて検出用の電流を流す位置は、当該対向位置を構成する第1線状電極と第2線状電極との組合せから二次元座標で検出できる。例えば、操作者が、第1線状電極11Cと第2線状電極21Dの対向位置付近をタッチした場合、当該対向位置付近では、電界が変化し、第1線状電極11Cから第2線状電極21Dを介して流れる電流が変化する。この際、他の対向箇所では電界が変化しないので、電流も変化しない。このような原理を用いることで、タッチ位置を検出することができる。
(ii)押込量検出
ユーザが平膜状の圧電素子10の主平面上を指で押すと、図5(C)の太矢印に示すような押圧力が圧電素子10に加わる。この場合、圧電素子10は、主平面に直交する方向に押し込まれ、第1方向に沿って伸長する。この応力により、圧電フィルム100は、第1主面と第2主面とに分極する。
ユーザが平膜状の圧電素子10の主平面上を指で押すと、図5(C)の太矢印に示すような押圧力が圧電素子10に加わる。この場合、圧電素子10は、主平面に直交する方向に押し込まれ、第1方向に沿って伸長する。この応力により、圧電フィルム100は、第1主面と第2主面とに分極する。
ここで、上述のように、第1主面に第3線状電極13A~13Lが形成され、第2主面に第4線状電極23A~23Lが形成されていることで、第3線状電極13A~13Lと第4線状電極23A~23Lとの間に電位差が生じる。したがって、この電位差、すなわち圧電電圧を検出することで、指による押圧、言い換えれば指のタッチによる押込を検出することができる。
さらに、PLLAでは、押込量に応じて検出電圧(圧電電圧)が線形で変化する。したがって、検出電圧値を計測することで押込量を検出することもできる。すなわち、操作者が操作面を軽くタッチしたか、強く押し込んだかを、正確に検出することができる。なお、圧電フィルム100による検出電圧は、通常、応力の生じた瞬間に生じ、圧電効果による電荷の漏洩とともに、急速に検出電圧値も低下してしまう。しかしながら、押込量の検出回路に大きな入力インピーダンスを有する検出回路を用いれば、検出電圧値を所定時間維持することができる。これにより、より確実に検出電圧値を計測し、押込量を検出することができる。
このように、上述の構成を用いれば、1枚の圧電フィルム100の対向する両面に静電容量検出用電極および押圧力検出用電極を形成するだけで、タッチ位置と押込量(押圧力)を同時に検出することができる。
さらに、上述のように、圧電フィルム100の第1方向と、長手側部503,504を結ぶ方向(短手側部502に平行な方向)とが一致するように、圧電素子10が配置されることで、圧電フィルム100の一軸延伸方向と、押込による伸長方向との成す角が略45°になる。したがって、効率良く検出電圧を得ることができる。
さらに、圧電フィルム100のPLLAを用いることにより、焦電性による影響を受けない。したがって、検出時、検出位置の温度に依存することなく、押込量のみに応じた検出電圧を得ることができる。すなわち、より正確に押込量を検出することができる。また、PLLAはポリマーであり、柔軟性を有するので、圧電セラミックスのように、大きな変位で破損することがない。したがって、変位量が大きくても、当該変位量を確実に検出することができる。
なお、上述の説明では、保護層30,40を配設することを記載したが、上述のように、絶縁性を有する筐体50の基部501内に配置する場合には、保護層30,40は省略することができる。これにより、基部501の厚みをより薄くすることができる。
また、上述の説明では、長手側部503,504が圧電素子10の圧電フィルム100による押込量検出時の支持柱になる例を示したが、圧電フィルム100の第1方向の両端部付近の筐体50の基部501内に、より弾性の高い材質を挿入して支持柱にしてもよい。
次に、圧電素子10で検出されたタッチ位置の検出信号と、押込量の検出信号とから、情報表示装置2において所定のアプリケーションを実行する構成について、説明する。なお、以下では、幾つかのアプリケーション例を説明するが、タッチ位置と押込量によって実現できるアプリケーションであれば、本発明の構成を適用することができる。
図7は、本発明の実施形態に係る操作入力装置1と情報表示装置2との機能ブロック図である。
操作入力装置1は、上述の圧電フィルム100に形成された押圧力検出用電極を含む圧電センサ部12と、圧電フィルム100に形成された静電容量検出用電極を含む静電センサ部13と、を備える。圧電センサ部12は、ユーザの指による押込量に応じた押込量検出信号を出力する。静電センサ部13は、ユーザの指が接触した位置に応じたタッチ位置検出信号を出力する。
コントロールIC51は、タッチ位置検出部511、押込量検出部512、操作情報生成部513を備える。タッチ位置検出部511は、タッチ位置検出信号からユーザの指が接触した位置を検出し、操作情報生成部513に出力する。押込量検出部512は、押込量検出信号から押込量を検出し、操作情報生成部513に出力する。操作情報生成部513は、検出した位置と押込量とを含む操作情報を生成する。操作情報生成部513は、インターフェース部60を介して操作情報を情報表示装置2へ出力する。
情報表示装置2は、デバイスIC71、表示部72、操作入力部73、インターフェースポート74を備える。表示部72およびインターフェースポート74は、上述の構成からなる。操作入力部73は、表示部72の表面に配置されたタッチパネル等であってもよく、筐体70に別途設けられた(図示せず)機械式の操作入力素子(キーパッド等)であってもよい。
デバイスIC71は、情報表示装置2の機能を実現するための情報処理素子であり、例えば、情報表示装置2がスマートフォンであれば、通話や電子メール送受信、および各種のアプリケーションを実行する。
さらに、デバイスIC71には、インターフェースポート74を介して、操作入力装置1からの操作情報が入力される。デバイスIC71は、表示部72に、入力された操作情報に基づく画像を表示したり、入力された操作情報に基づいて表示画像を更新する。
これにより、情報表示装置2の操作部73を用いずとも、情報表示装置2の背面側に配置された操作入力装置1の圧電素子10によって受け付けた操作情報によって、情報表示装置2の各種機能、アプリケーションを実行することができる。
以下に、各種の機能、アプリケーションの幾つかの例を説明する。
(A)ポインタの移動
図8は、情報表示装置2の表示部72に表示されるポインタを移動させる機能を、操作入力装置1の圧電素子10による操作入力によって実現させる方法を示すフローチャートである。図9は、ポインタの表示態様およびターゲットマークの表示態様を説明するための情報表示装置2の表面側を見た図である。
図8は、情報表示装置2の表示部72に表示されるポインタを移動させる機能を、操作入力装置1の圧電素子10による操作入力によって実現させる方法を示すフローチャートである。図9は、ポインタの表示態様およびターゲットマークの表示態様を説明するための情報表示装置2の表面側を見た図である。
まず、操作入力装置1の静電センサ部13によってタッチ位置の検出を行う(S101)。静電センサ部13において、所定時間以上の指の接触を検出できると、すなわちタッチ位置検出信号を得られると(S102:YES)、デバイスIC71は、表示部72でのポインタの移動制御を許可する(S103)。なお、静電センサ部13において、所定時間以上の指の接触が検出できなければ(S102:NO)、デバイスIC71は、表示部72でのポインタの移動制御を許可せず、所定時間以上の指の接触が検出されるまで、継続的に接触検出を継続する(S110→S101)。
デバイスIC71は、表示部72でのポインタの移動制御を許可した後、コントロールIC51からの操作情報、すなわち静電センサ部13によるタッチ位置検出信号により、タッチ位置が移動しているかどうかを検出する(S104)。
デバイスIC71は、タッチ位置が移動していることを検出すると(S105:YES)、操作情報から、移動前のタッチ位置と移動後のタッチ位置とから移動量と移動方向を検出する(S106)。
デバイスIC71は、検出した移動量および移動方向に基づいて、表示部72のポインタの表示位置を移動させる。
このような制御を行うことで、図9に示すように、情報表示装置2の背面側の圧電素子10に指901を接触させて移動させることで、情報表示装置2の表面側の表示部72の表示画面上のポインタ910を、指901の移動に追随させて移動して表示することができる。
(B)ターゲットマークの表示、消去
図10は、ユーザの指の操作に応じたターゲットマークの表示および消去を実現させる方法を示すフローチャートである。
図10は、ユーザの指の操作に応じたターゲットマークの表示および消去を実現させる方法を示すフローチャートである。
まず、操作入力装置1の静電センサ部13によってタッチ位置の検出を行う(S201)。静電センサ部13において、所定時間以上の指の接触を検出できると、すなわちタッチ位置検出信号を得られると(S202:YES)、デバイスIC71は、表示部72での表示画面上に、タッチ位置に準じたターゲットマーク(図9のターゲットマーク920参照)を表示する(S203)。これにより、ユーザは、自分の指901の操作位置を、表示画面上に視認することができ、圧電素子10が直接視認できない情報表示装置2の背面側にあっても、自分の操作を正確に把握することができる。
なお、静電センサ部13において、所定時間以上の指の接触が検出できなければ(S202:NO)、デバイスIC71は、表示部72の表示画面にターゲットマークを表示せず、所定時間以上の指の接触が検出されるまで、継続的に接触検出を継続する(S202:NO→S201)。
デバイスIC71は、表示部72の表示画面にターゲットマークを表示した後に、コントロールIC51から所定時間以上の接触が無いことを検出すると(S204:NO)、表示部72の表示画面上のターゲットマークを消去する。すなわち、ユーザが指901を圧電素子10の表面から離すと、所定時間を置いて表示画面上からターゲットマークを消去する。
なお、デバイスIC71は、表示部72の表示画面にターゲットマークを表示した後に、コントロールIC51から所定時間以上の接触が継続していることを検出すると(S204:YES)、表示画面上でのターゲットマークの表示を維持する。
(C)ターゲットマークの移動
(B)に示すようなターゲットマークの表示処理を行いながら、ユーザが指901の位置を移動させると、次に示すように、この指の動きに追随して、表示画面上のターゲットマークを移動させる。図11は、情報表示装置2の表示部72に表示されるターゲットマークを移動させる機能およびターゲットマークの移動からアイコン関連付けられた機能を実行する機能を実現させる方法を示すフローチャートである。
(B)に示すようなターゲットマークの表示処理を行いながら、ユーザが指901の位置を移動させると、次に示すように、この指の動きに追随して、表示画面上のターゲットマークを移動させる。図11は、情報表示装置2の表示部72に表示されるターゲットマークを移動させる機能およびターゲットマークの移動からアイコン関連付けられた機能を実行する機能を実現させる方法を示すフローチャートである。
まず、上述の(B)の処理に準じて、表示部72の表示画面上にターゲットマークを表示する(S301)。
デバイスIC71は、表示部72の表示画面上にターゲットマークを表示した後、コントロールIC51からの操作情報、すなわち静電センサ部13によるタッチ位置検出信号により、タッチ位置が移動しているかどうかを検出する(S302)。
デバイスIC71は、タッチ位置が移動していることを検出すると(S303:YES)、操作情報から、移動前のタッチ位置と移動後のタッチ位置とから移動量と移動方向を検出し、当該移動量と移動方向に準じてターゲットマークの表示位置を移動させる(S304)。例えば、図9に示すように、指901を圧電素子10に接触させた状態で移動させることで、この移動に追随して、表示画面上のターゲットマーク920も移動して表示される。
なお、デバイスIC71は、移動が検出されなければ、ターゲットマークを移動させず、移動検出を継続する(S303:NO→S302)。
このような処理により、ユーザは、直接視認できない指901の動きを、表示画面上のターゲットマーク920の移動によって、正確に把握することができる。
次に、デバイスIC71は、ターゲットマークの移動後の位置に、アイコンが存在するかどうかを確認する。アイコンの表示画面上での位置は、デバイスIC71によって把握されている。
デバイスIC71は、ターゲットマークとアイコンの位置が重なり合うことを検出すると(S305:YES)、操作入力装置1の圧電センサ部12による押込量を、操作情報生成部53による操作情報から検出する(S306)。
なお、デバイスIC71は、ターゲットマークとアイコンの位置が重なり合わないことを検出すると、ターゲットマークの移動検出を継続する(S305:NO→S302)。
デバイスIC71は、押込量が所定押込量であることを検出すると、アイコンに関連づけられた機能(アプリケーション)を実行する(S307:YES→S308)。一方、デバイスIC71は、押込量が所定押込量に達していないと検出すると、押込量検出を継続する(S307:NO→S306)。
このような処理を行うことで、ユーザが表示画面上を触ることなく、ユーザの所望する機能およびアプリケーションを実行することができる。
なお、この説明では、ターゲットマークを表示してアイコンに移動させる例を示したが、検出したタッチ位置に基づいてアイコンとの位置関係を検出し、タッチ位置とアイコンの位置が重なれば、当該アイコンを強調表示するようにしてもよい。そして、この強調表示された状態で所定押込量以上の押込量を検出した場合に、該当するアイコンに関連づけられた機能およびアプリケーションを実行するようにしてもよい。
(D)画面の拡大表示1
図12は、情報表示装置2の表示部72の表示画面を拡大表示する機能を実現させる第1の方法を示すフローチャートである。
図12は、情報表示装置2の表示部72の表示画面を拡大表示する機能を実現させる第1の方法を示すフローチャートである。
まず、操作入力装置1の静電センサ部13によってタッチ位置の検出を行う(S401)。デバイスIC71は、検出したタッチ位置を中心として、所定の範囲を囲むような拡大用ターゲットマークを、表示部72の表示画面上に表示する(S402)。
デバイスIC71は、操作入力装置1の圧電センサ部12による押込量を、操作情報生成部53による操作情報から検出する(S403)。
デバイスIC71は、押込量が閾値よりも大きいことを検出すると、押込量に応じた拡大率で表示画面を拡大表示する(S404:YES→S405)。この際、デバイスIC71は、ターゲットマークの中心を拡大領域の中心に設定して、当該位置が表示画面の中心に設定されるように拡大表示する。なお、単に、押込量に応じた拡大率で、表示画面の中心を変化させることなく拡大表示してもよい。
デバイスIC71は、押込量が閾値以下であることを検出すると、拡大表示を行わず、押込量検出を継続する(S404:NO→S403)。
デバイスIC71は、表示画面を拡大表示が行われた状態で、押込量が閾値以下であることを検出すると、拡大表示を解除する(S406:YES→S407)。一方、デバイスIC71は、押込量が閾値より大きいことを検出している間は、拡大表示を継続する(S406:NO→S405)。
このような処理を行うことで、ユーザは、表示画面に触れることなく、表示画面を拡大表示することができる。これにより、ユーザは、指に邪魔されることなく、拡大したい位置を表示画面上で正確に確認しながら、表示画面を拡大して表示させることができる。
(E)画面の拡大表示2
図13は、情報表示装置2の表示部72の表示画面を拡大表示する機能を実現させる第2の方法を示すフローチャートである。図14は、第2の方法を用いた表示画面の拡大態様を示す図であり、図14(A)は押込量が小さい場合、図14(B)は押込量が大きい場合を示す。
図13は、情報表示装置2の表示部72の表示画面を拡大表示する機能を実現させる第2の方法を示すフローチャートである。図14は、第2の方法を用いた表示画面の拡大態様を示す図であり、図14(A)は押込量が小さい場合、図14(B)は押込量が大きい場合を示す。
まず、操作入力装置1の静電センサ部13によってタッチ位置の検出を行う(S501)。デバイスIC71は、検出したタッチ位置を中心として、所定の範囲を囲むような拡大用ターゲットマークを、表示部72の表示画面上に表示する(S502)。
デバイスIC71は、操作入力装置1の圧電センサ部12による押込量を、操作情報生成部53による操作情報から検出する(S503)。
デバイスIC71は、押込量が閾値よりも大きいことを検出すると、押込量に応じた拡大速度で表示画面を順次拡大表示していく(S504:YES→S505)。この際、デバイスIC71は、ターゲットマークの中心を拡大領域の中心に設定して、当該位置が表示画面の中心に設定されるように拡大表示する。なお、単に、押込量に応じた拡大速度で、表示画面の中心を変化させることなく拡大表示してもよい。
例えば、押込量が閾値より大きい範囲において比較的に小さければ、図14(A)に示すように、拡大範囲931に対応する画像が、より広い拡大範囲932で表示されるように、低速で拡大表示される。一方、押込量が閾値より大きい範囲において比較的に大きければ、図14(B)に示すように、拡大範囲931に対応する画像が、より広い拡大範囲933で表示されるように、図14(A)の場合と同じ時間において、より高速で拡大表示される。
デバイスIC71は、押込量が閾値以下であることを検出すると、拡大表示を行わず、押込量検出を継続する(S504:NO→S503)。
デバイスIC71は、表示画面を拡大表示が順次行われている状態で、押込量が閾値以下であることを検出すると、拡大処理を停止し、当該停止時点での拡大率で画面を表示し続ける(S506:YES→S507)。一方、デバイスIC71は、押込量が閾値より大きいことを検出している間は、拡大速度に応じて順次拡大表示を継続する(S506:NO→S505)。
このような処理であっても、ユーザは、表示画面に触れることなく、表示画面を拡大表示することができる。これにより、ユーザは、指に邪魔されることなく、拡大したい位置を表示画面上で正確に確認しながら、表示画面を拡大して表示させることができる。
以上のように、本実施形態の構成および処理を用いることで、ユーザは、情報表示装置2の表示画面に触れることなく、表示画面上にタッチパネルを配置した時と同様の機能やアプリケーションを実行することができる。これにより、操作時に表示画面が見えなくなってしまうことによる操作性の低下や、表示画面の汚れを防止できる。さらには、表示画面上のタッチパネルを無くすこともできる。
この際、上述の平膜状の圧電素子10を用いれば、情報表示装置2の背面側に配置する操作入力装置1の厚みを薄くできる。したがって、情報表示装置2を保護するためのカバーを操作入力装置1として利用することができる。さらに、圧電素子10の圧電フィルム100にPLLAを用いることで、上述のように操作検出感度が高く、破壊しにくく、且つユーザの手や指の温度に影響されることなく、正確且つ確実に操作入力を行うことができる。
次に、第2の実施形態に係る操作入力装置1Aについて、図を参照して説明する。本実施形態の操作入力装置1Aは、第1の実施形態に示した操作入力装置1に対して、圧電素子10の配置領域における筐体50Aの構造が異なるものであり、他の構成は同じである。図15(A)は、本発明の第2の実施形態に係る操作入力装置における圧電素子の配置領域の筐体の態様を示す拡大平面図であり、図15(B)は筐体における圧電素子の配置領域の側面図である。
図15に示すように、本実施形態の操作入力装置1Aの筐体50Aは、基部501における圧電素子10が配置される領域の第1方向の中央に、補助部材510を備える。補助部材510は、基部501よりも弾性の高い材料によって形成されている。補助部材510は、第1方向に所定幅であり、第2方向に沿って圧電素子10の全長よりも長い形状で形成されている。第1方向の幅および第2方向の長さは、基部501の弾性および圧電フィルム100の材質により適宜設定すればよい。
このような構成とすることで、同じ押込量であっても、変位しやすい圧電素子10の第1方向の中央領域での押込による変位を規制することができる。したがって、圧電素子10の第1方向の両端付近と中央領域とでの同じ押込量に対する変位量の差を軽減できる。これにより、押込位置による検出電圧の差を抑制することができ、コントロールIC51での位置による補正処理を無くしたり、簡略化することができる。
また、筐体50がハード系の材料で構成される場合には、厚みが一定ではないように構成しても良い。つまり、どの部分を押しても同じ力の押圧力であればほぼ同じ大きさの電圧が出力されるような変形が達成されるように、基部501の肉厚に分布を持たせる構造としても良い。このような肉厚分布は使用する材料の硬さや、圧電素子10の大きさなどに鑑みて決定されるべき設計事項である。
次に、本発明の第3の実施形態に係る操作入力装置1Bについて、図を参照して説明する。本実施形態の操作入力装置1Bは、第1の実施形態に示した操作入力装置1に対して、圧電素子10の配置領域における筐体50Bの構造が異なるものであり、他の構成は同じである。図16(A)は、本発明の第3の実施形態に係る操作入力装置における圧電素子の配置領域の筐体の態様を示す拡大平面図であり、図16(B)は筐体における圧電素子の配置領域の側面図である。
図16に示すように、本実施形態の操作入力装置1Bの筐体50Bは、基部501における圧電素子10が配置される領域の第2方向に沿った両側に、溝520を備える。溝520は、第2方向に沿って所定幅であり、第1方向に沿って延びる形状で形成されている。溝520の第1方向に沿った長さは、圧電素子10(圧電フィルム100)の第1方向の全長よりも長い形状で形成されている。なお、第1方向の長さは、少なくとも圧電素子10(圧電フィルム100)の第1方向の全長と同じであれば、適宜設定すればよい。そして、溝520は、溝520の両端が圧電フィルム100の両端よりも長手側部503,504に近接するように形成されていればよい。
このような構成とすることで、基部501の圧電素子10が装着されている領域を押し込むと、圧電フィルム100は、溝520がない場合よりも変位しやすい。さらに、圧電フィルム100は、第2方向に沿って殆ど伸長せず、第1方向に沿って伸長する。これにより、より正確に押込量を検出することができる。
次に、第4の実施形態に係る情報表示装置について、図を参照して説明する。図17は、本発明の第4の実施形態に係る情報表示装置の斜視図である。図17(A)は表面側を見た斜視図であり、図17(B)は背面側を見た斜視図である。
本実施形態の情報表示装置2Bは、上述の第1の実施形態に示した情報表示装置2と操作入力装置1との組を、デバイス本体70Bに一体形成したものである。この場合、デバイス本体70Bは、エストラマ等の所定の弾性を有する材料からなる。そして、デバイス本体70Bの表面701側に表示部72を配置し、背面702側に圧電素子10を配置する。
図18は、本発明の第4の実施形態の情報表示装置の機能ブロック図である。図18に示すように、本実施形態の情報表示装置2Bは、圧電素子10、コントロールIC51、デバイスIC71、表示部72、および操作入力部73を備える。これらの各部は、それぞれに第1の実施形態と同じ機能を有し、情報表示装置2Bを形成するデバイス本体70B内に一体に備えられている。
このような構成とすることで、情報表示装置と操作入力装置とを一体化し、全体の構成を簡素化することができる。
次に、第5の実施形態に係る情報表示装置について、図を参照して説明する。図19は、本発明の第5の実施形態に係る情報表示装置の斜視図である。図19(A)は表面側を見た斜視図であり、図19(B)は背面側を見た斜視図である。
本実施形態の情報表示装置2Cは、第4の実施形態に示した情報表示装置2Bよりも、デバイス本体70Cの形状が大きいものである。これにしたがい、表示部72Cも大きくなっている。
このような構成の場合、ユーザが両手でデバイス本体70Cを把持することが考えられるため、デバイス本体70Cの背面における対向する両端付近に、それぞれ圧電素子10C1,10C2を装着する。この際、圧電素子10C1,10C2の配置位置は、当該情報表示装置2Cの一般的なユーザが把持する態様に応じて、適宜設定すればよい。例えば、図19に示すように、対向する両端から中央側への所定の領域(配置適正領域)内に設定すればよい。
図20は、本発明の第5の実施形態の情報表示装置の機能ブロック図である。図20に示すように、本実施形態の情報表示装置2Cは、圧電素子10C1,10C2、コントロールIC51C、デバイスIC71、表示部72C、および操作入力部73を備える。これらの各部は、それぞれに第1の実施形態と同じ機能を有し、情報表示装置2Cを形成するデバイス本体70C内に一体に備えられている。圧電素子10C1,10C2は、圧電素子10と同じ機能を有する。コントロールIC51Cは、圧電素子10C1,10C2の検出信号から、第1の実施形態のコントロールIC51と同様の処理を行い、操作情報を生成して出力する。
このように、両手で把持するような情報表示装置2Cの場合には、両手の指用に圧電素子10C1,10C2を配置すればよい。そして、圧電素子を複数備えることで、複数の圧電素子の操作情報を組み合わせることで、圧電素子が1つの場合よりも、複雑な操作入力を実現することができる。
なお、上述の情報表示装置と操作入力装置とを別体で形成する態様において、操作入力装置をより薄いフィルムで形成して、情報表示装置の背面側に貼り付ける構造を用いることもできる。
1,1A,1B:操作入力装置、
2,2B,2C:情報表示装置、
10,10C1,10C2:圧電素子、
12,12C1,12C2:圧電センサ部、
13,13C1,13C2:静電センサ部、
11A~11F:第1線状電極、
12A~12F:引き回し電極、
13A~13L:第3線状電極、
14:引き回し電極、
21A~21F:第2線状電極、
22A~22F:引き回し電極
23A~23L:第4線状電極、
24:引き回し電極、
30,40:保護層、
50,50A,50B:筐体、
51,51C:コントロールIC、
52,53:コネクタケーブル、
60:インターフェース部材、
70:デバイス本体、
71:デバイスIC、
72:表示部、
73:操作入力部、
74:インターフェースポート、
100:圧電フィルム、
500:凹部、
501:基部、
502:短手側部、
503,504:長手側部、
510:補助部材、
511:タッチ位置検出部、
512:押込量検出部、
513:操作情報生成部、
520:溝、
901:指、
910:ポインタ、
920:ターゲットマーク
2,2B,2C:情報表示装置、
10,10C1,10C2:圧電素子、
12,12C1,12C2:圧電センサ部、
13,13C1,13C2:静電センサ部、
11A~11F:第1線状電極、
12A~12F:引き回し電極、
13A~13L:第3線状電極、
14:引き回し電極、
21A~21F:第2線状電極、
22A~22F:引き回し電極
23A~23L:第4線状電極、
24:引き回し電極、
30,40:保護層、
50,50A,50B:筐体、
51,51C:コントロールIC、
52,53:コネクタケーブル、
60:インターフェース部材、
70:デバイス本体、
71:デバイスIC、
72:表示部、
73:操作入力部、
74:インターフェースポート、
100:圧電フィルム、
500:凹部、
501:基部、
502:短手側部、
503,504:長手側部、
510:補助部材、
511:タッチ位置検出部、
512:押込量検出部、
513:操作情報生成部、
520:溝、
901:指、
910:ポインタ、
920:ターゲットマーク
Claims (15)
- 操作入力に応じた情報を表示する表示部を表面側に備えた情報表示装置に対して、操作入力を行う操作入力装置であって、
対向する第1主面および第2主面を有する圧電フィルムと前記第1主面に形成された第1電極と、前記第2主面に形成された第2電極とを有し、押圧位置に応じた検出信号を生成する平膜状の圧電素子と、
前記検出信号から操作入力情報を生成する操作情報生成部と、を備え、
少なくとも前記平膜状の圧電素子は、前記情報表示装置の背面側に配置されている、操作入力装置。 - 前記第1電極および前記第2電極は、静電容量検出用電極と圧電電圧検出用電極とから形成されている、請求項1に記載の操作入力装置。
- 前記圧電フィルムは、少なくとも一軸方向に延伸処理したポリ乳酸からなる、請求項1または請求項2に記載の操作入力装置。
- 前記平膜状の圧電素子と前記操作情報生成部とが略同一平面上に配置され、平板状で所定の弾性を有する基部を有する筐体を備え、
該筐体の基部を前記情報表示装置の背面に当接させてなる、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の操作入力装置。 - 前記圧電素子は、前記基部の内部に埋め込まれている、請求項4に記載の操作入力装置。
- 前記筐体は、
前記基部に直交し、前記基部の外周に沿って形成された側部を備え、
前記基部、前記側部によって前記情報表示装置をはさみ込む構造からなる、請求項4または請求項5に記載の操作入力装置。 - 前記圧電素子は、前記側部から所定距離離間した位置に配置されている、請求項4乃至請求項6に記載の操作入力装置。
- 前記基部は、前記圧電素子が配置される領域の略中央領域の弾性が、該中央領域以外の弾性よりも高い、請求項6または請求項7に記載の操作入力装置。
- 前記基部には、前記圧電素子に沿って延びる溝が形成されている、請求項6または請求項7に記載の操作入力装置。
- 前記圧電素子は、前記情報表示装置の背面側に内蔵されており、前記情報表示装置に対して一体形成されている、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の操作入力装置。
- 前記圧電素子は複数である請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の操作入力装置。
- 請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の操作入力装置が接続された情報表示装置であって、
前記表示部に前記操作入力情報に基づく操作位置を示すマークを表示する表示制御部を、備える情報表示装置。 - 前記表示制御部は、前記操作入力情報の変化に基づいて前記マークの表示態様を変化させる、請求項12に記載の情報表示装置。
- 前記表示制御部は、前記操作入力情報における位置検出情報の変化から前記マークの表示態様を変化させる、請求項13に記載の情報表示装置。
- 前記表示制御部は、前記操作入力情報における押圧力検出情報の変化から前記マークの表示態様を変化させる、請求項13または請求項14に記載の情報表示装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201380021561.3A CN104246665B (zh) | 2012-04-27 | 2013-04-23 | 操作输入装置以及信息显示装置 |
JP2014512590A JP5720851B2 (ja) | 2012-04-27 | 2013-04-23 | 操作入力装置および情報表示装置 |
US14/521,653 US9904382B2 (en) | 2012-04-27 | 2014-10-23 | Rear piezoelectric operation input device and front information display device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012102632 | 2012-04-27 | ||
JP2012-102632 | 2012-04-27 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
US14/521,653 Continuation US9904382B2 (en) | 2012-04-27 | 2014-10-23 | Rear piezoelectric operation input device and front information display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2013161784A1 true WO2013161784A1 (ja) | 2013-10-31 |
Family
ID=49483097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2013/061827 WO2013161784A1 (ja) | 2012-04-27 | 2013-04-23 | 操作入力装置および情報表示装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9904382B2 (ja) |
JP (1) | JP5720851B2 (ja) |
CN (1) | CN104246665B (ja) |
WO (1) | WO2013161784A1 (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015064489A1 (ja) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | 株式会社村田製作所 | タッチ式入力装置及び携帯型表示装置 |
WO2015076320A1 (ja) * | 2013-11-22 | 2015-05-28 | 株式会社村田製作所 | 表示装置及びプログラム |
WO2015098725A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | 株式会社村田製作所 | 圧電センサ、タッチパネル |
WO2016002459A1 (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-07 | 株式会社村田製作所 | タッチパネル |
WO2016038951A1 (ja) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | 株式会社村田製作所 | 保持状態検出装置 |
JP2016126455A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 富士通コンポーネント株式会社 | タッチパネルユニット |
JP2018067323A (ja) * | 2014-08-01 | 2018-04-26 | 株式会社 ハイディープHiDeep Inc. | タッチ入力装置 |
JP2018097632A (ja) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
JP2020509518A (ja) * | 2017-03-03 | 2020-03-26 | アトメル コーポレイション | 力センサ応答正規化を有するタッチセンサ、並びに関連する方法及び装置 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013149331A1 (en) | 2012-04-07 | 2013-10-10 | Cambridge Touch Technologies, Ltd. | Pressure sensing display device |
CN104641331B (zh) * | 2012-09-20 | 2017-03-08 | 株式会社村田制作所 | 触摸面板 |
JP6485618B2 (ja) * | 2013-11-11 | 2019-03-20 | Tianma Japan株式会社 | 圧電シートならびにそれを用いたタッチパネルならびにそれらを用いた入出力装置 |
WO2015156196A1 (ja) * | 2014-04-07 | 2015-10-15 | 株式会社村田製作所 | タッチパネルおよび電子機器 |
WO2015159629A1 (ja) * | 2014-04-18 | 2015-10-22 | 株式会社村田製作所 | 表示装置及びプログラム |
CN104461010B (zh) * | 2014-12-23 | 2018-03-30 | 京东方科技集团股份有限公司 | 指令信号生成装置、柔性设备及弯曲监测方法 |
EP3457263A1 (en) * | 2014-12-23 | 2019-03-20 | Cambridge Touch Technologies, Ltd. | Pressure-sensitive touch panel |
GB2533667B (en) | 2014-12-23 | 2017-07-19 | Cambridge Touch Tech Ltd | Pressure-sensitive touch panel |
HUP1500189A2 (en) * | 2015-04-24 | 2016-10-28 | Geza Balint | Process and recording device for recording data electronically |
CN204994139U (zh) * | 2015-08-04 | 2016-01-20 | 西安中兴新软件有限责任公司 | 一种终端保护套 |
GB2544353B (en) | 2015-12-23 | 2018-02-21 | Cambridge Touch Tech Ltd | Pressure-sensitive touch panel |
US10282046B2 (en) | 2015-12-23 | 2019-05-07 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Pressure-sensitive touch panel |
US11093088B2 (en) | 2017-08-08 | 2021-08-17 | Cambridge Touch Technologies Ltd. | Device for processing signals from a pressure-sensing touch panel |
GB2565305A (en) | 2017-08-08 | 2019-02-13 | Cambridge Touch Tech Ltd | Device for processing signals from a pressure-sensing touch panel |
US10996755B2 (en) * | 2018-02-28 | 2021-05-04 | Google Llc | Piezoelectric haptic feedback module |
GB2585653B (en) | 2019-07-09 | 2022-03-23 | Cambridge Touch Tech Ltd | Force signal processing |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009031213A1 (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-12 | Panasonic Corporation | 携帯端末装置及び表示制御方法 |
JP2011053831A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Sony Corp | 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム |
US20120007822A1 (en) * | 2010-04-23 | 2012-01-12 | Tong Luo | Detachable back mounted touchpad for a handheld computerized device |
Family Cites Families (39)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2557796B2 (ja) * | 1993-10-19 | 1996-11-27 | 株式会社エニックス | 圧電型面圧入力パネル |
JP2003529161A (ja) * | 2000-03-31 | 2003-09-30 | ボルグワード、グレン ロールス | ユニバーサル・デジタル・モバイル装置 |
JP2003296022A (ja) * | 2002-04-01 | 2003-10-17 | Pioneer Electronic Corp | タッチパネル一体型表示装置 |
JP3852368B2 (ja) * | 2002-05-16 | 2006-11-29 | ソニー株式会社 | 入力方法及びデータ処理装置 |
US11275405B2 (en) * | 2005-03-04 | 2022-03-15 | Apple Inc. | Multi-functional hand-held device |
US9727082B2 (en) * | 2005-04-26 | 2017-08-08 | Apple Inc. | Back-side interface for hand-held devices |
US8373665B2 (en) * | 2007-07-26 | 2013-02-12 | International Business Machines Corporation | Interactive display device |
JP2010108490A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-05-13 | Daikin Ind Ltd | タッチパネルおよび透明圧電シート |
JP2010108061A (ja) | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Sony Corp | 情報処理装置、情報処理方法および情報処理プログラム |
JP4743268B2 (ja) | 2008-12-15 | 2011-08-10 | ソニー株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム |
CN101898042B (zh) * | 2009-05-31 | 2012-07-18 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 游戏控制器及其控制方法 |
EP2442213B1 (en) * | 2009-06-11 | 2022-05-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Touch screen and touch-type input device |
KR101658991B1 (ko) * | 2009-06-19 | 2016-09-22 | 삼성전자주식회사 | 터치 패널 및 이를 구비한 전자 기기 |
US8816981B2 (en) * | 2009-08-31 | 2014-08-26 | Nissha Printing Co., Ltd. | Mount structure of touch panel with vibration function |
JP4811965B2 (ja) * | 2009-11-02 | 2011-11-09 | Smk株式会社 | タッチパネルの保持構造 |
EP2511798A4 (en) | 2009-12-11 | 2014-09-24 | Nissha Printing | MOUNTING STRUCTURE FOR A THIN DISPLAY AND A RESISTIVE TOUCH SCREEN, RESISTIVE TOUCH SCREEN WITH FRONT SEMENARIES, AND THIN DISPLAY UNIT WITH BACKLIGHTS |
JP5442519B2 (ja) * | 2010-04-07 | 2014-03-12 | ダイキン工業株式会社 | 透明圧電シート、それをそれぞれ含有するフレーム付透明圧電シート、タッチ位置検出用タッチパネル、ディスプレイ装置、タッチパネルおよび電子機器 |
JP5355515B2 (ja) * | 2010-05-06 | 2013-11-27 | 株式会社村田製作所 | タッチパネル、ならびにタッチ式入力装置およびその制御方法 |
US8698764B1 (en) * | 2010-06-30 | 2014-04-15 | Amazon Technologies, Inc. | Dorsal touch input |
JP5630119B2 (ja) * | 2010-07-26 | 2014-11-26 | 株式会社リコー | タッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置、及びタッチパネル装置の制御方法 |
CN102484199B (zh) * | 2010-08-25 | 2014-09-10 | 三井化学株式会社 | 高分子压电材料和其制造方法 |
JP5399352B2 (ja) * | 2010-09-10 | 2014-01-29 | 三井化学株式会社 | 圧電性積層体及びその製造方法 |
JP5625669B2 (ja) * | 2010-09-17 | 2014-11-19 | ソニー株式会社 | センサ装置および情報処理装置 |
JP5580155B2 (ja) * | 2010-09-27 | 2014-08-27 | スタンレー電気株式会社 | タッチパネル入力装置の製造方法 |
US20120090757A1 (en) * | 2010-10-18 | 2012-04-19 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Fabrication of touch, handwriting and fingerprint sensor |
WO2012090031A1 (en) * | 2010-12-31 | 2012-07-05 | Nokia Corporation | A display apparatus producing audio and haptic output |
JP5635633B2 (ja) * | 2011-02-18 | 2014-12-03 | 京セラ株式会社 | 電子機器 |
JPWO2012114761A1 (ja) * | 2011-02-23 | 2014-07-07 | 京セラ株式会社 | 電子機器 |
JP5327256B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2013-10-30 | ブラザー工業株式会社 | 入力装置及び画像表示装置 |
US9557857B2 (en) * | 2011-04-26 | 2017-01-31 | Synaptics Incorporated | Input device with force sensing and haptic response |
US20120306790A1 (en) * | 2011-06-02 | 2012-12-06 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Film type apparatus for providing haptic feedback and touch screen including the same |
US20130009882A1 (en) * | 2011-07-07 | 2013-01-10 | Nokia Corporation | Methods and apparatuses for providing haptic feedback |
US9417754B2 (en) * | 2011-08-05 | 2016-08-16 | P4tents1, LLC | User interface system, method, and computer program product |
EP2743804B1 (en) | 2011-08-11 | 2018-11-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Touch panel |
US9519350B2 (en) * | 2011-09-19 | 2016-12-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Interface controlling apparatus and method using force |
JP5450569B2 (ja) * | 2011-11-16 | 2014-03-26 | 株式会社バンダイナムコゲームス | プログラム、電子機器およびコンピュータシステム |
US20130342432A1 (en) * | 2012-06-26 | 2013-12-26 | Kent Displays Incorporated | Cholesteric Liquid Crystal Writing Tablet Erased By A Piezoelectric Transducer |
WO2015096020A1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | Intel Corporation | Adaptive enclosure for a mobile computing device |
KR102206385B1 (ko) * | 2014-04-11 | 2021-01-22 | 엘지전자 주식회사 | 이동 단말기 및 이의 제어방법 |
-
2013
- 2013-04-23 WO PCT/JP2013/061827 patent/WO2013161784A1/ja active Application Filing
- 2013-04-23 JP JP2014512590A patent/JP5720851B2/ja active Active
- 2013-04-23 CN CN201380021561.3A patent/CN104246665B/zh active Active
-
2014
- 2014-10-23 US US14/521,653 patent/US9904382B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009031213A1 (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-12 | Panasonic Corporation | 携帯端末装置及び表示制御方法 |
JP2011053831A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Sony Corp | 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム |
US20120007822A1 (en) * | 2010-04-23 | 2012-01-12 | Tong Luo | Detachable back mounted touchpad for a handheld computerized device |
Cited By (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015064489A1 (ja) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | 株式会社村田製作所 | タッチ式入力装置及び携帯型表示装置 |
US10146380B2 (en) | 2013-11-01 | 2018-12-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Touch input device and mobile display device |
JPWO2015064489A1 (ja) * | 2013-11-01 | 2017-03-09 | 株式会社村田製作所 | タッチ式入力装置及び携帯型表示装置 |
JP6037046B2 (ja) * | 2013-11-01 | 2016-11-30 | 株式会社村田製作所 | タッチ式入力装置及び携帯型表示装置 |
WO2015076320A1 (ja) * | 2013-11-22 | 2015-05-28 | 株式会社村田製作所 | 表示装置及びプログラム |
JPWO2015076320A1 (ja) * | 2013-11-22 | 2017-03-16 | 株式会社村田製作所 | 表示装置及びプログラム |
CN105814420A (zh) * | 2013-12-27 | 2016-07-27 | 株式会社村田制作所 | 压电传感器、触摸面板 |
JP6090478B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2017-03-08 | 株式会社村田製作所 | 圧電センサ、タッチパネル |
US20160299625A1 (en) * | 2013-12-27 | 2016-10-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric sensor and touch panel |
US10248246B2 (en) * | 2013-12-27 | 2019-04-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric sensor and touch panel |
WO2015098725A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | 株式会社村田製作所 | 圧電センサ、タッチパネル |
CN106489119B (zh) * | 2014-07-02 | 2020-02-18 | 株式会社村田制作所 | 触摸面板 |
CN106489119A (zh) * | 2014-07-02 | 2017-03-08 | 株式会社村田制作所 | 触摸面板 |
WO2016002459A1 (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-07 | 株式会社村田製作所 | タッチパネル |
JPWO2016002459A1 (ja) * | 2014-07-02 | 2017-04-27 | 株式会社村田製作所 | タッチパネル |
US10120518B2 (en) | 2014-07-02 | 2018-11-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Touch panel |
JP2018067323A (ja) * | 2014-08-01 | 2018-04-26 | 株式会社 ハイディープHiDeep Inc. | タッチ入力装置 |
WO2016038951A1 (ja) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | 株式会社村田製作所 | 保持状態検出装置 |
JP2018060548A (ja) * | 2014-09-12 | 2018-04-12 | 株式会社村田製作所 | 保持状態検出装置 |
JPWO2016038951A1 (ja) * | 2014-09-12 | 2017-06-08 | 株式会社村田製作所 | 保持状態検出装置 |
CN106716310A (zh) * | 2014-09-12 | 2017-05-24 | 株式会社村田制作所 | 保持状态检测装置 |
US10378973B2 (en) | 2014-09-12 | 2019-08-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Device for detecting holding state of an object |
JP2016126455A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 富士通コンポーネント株式会社 | タッチパネルユニット |
JP2018097632A (ja) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
JP2020509518A (ja) * | 2017-03-03 | 2020-03-26 | アトメル コーポレイション | 力センサ応答正規化を有するタッチセンサ、並びに関連する方法及び装置 |
JP7340462B2 (ja) | 2017-03-03 | 2023-09-07 | アトメル コーポレイション | 力センサ応答正規化を有するタッチセンサ、並びに関連する方法及び装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104246665A (zh) | 2014-12-24 |
JP5720851B2 (ja) | 2015-05-20 |
US9904382B2 (en) | 2018-02-27 |
CN104246665B (zh) | 2016-12-14 |
US20150042590A1 (en) | 2015-02-12 |
JPWO2013161784A1 (ja) | 2015-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5720851B2 (ja) | 操作入力装置および情報表示装置 | |
JP5625669B2 (ja) | センサ装置および情報処理装置 | |
JP5780303B2 (ja) | タッチパネル | |
US9207819B2 (en) | Touch sensing display panel and touch sensing liquid crystal display panel | |
EP1946391B1 (en) | Cost efficient element for combined piezo sensor and actuator in robust and small touch screen realization and method for operation thereof | |
WO2015133251A1 (ja) | 感圧センサ及びタッチパネル | |
TWI625653B (zh) | Sensing device, input device and electronic device | |
US10180761B2 (en) | Touch-panel-equipped display device including side surface electrodes | |
JP2011100364A (ja) | センサ装置及び電子機器 | |
US11221705B2 (en) | Touch panel and display device including a pressure-sensitive sensor | |
US11614843B2 (en) | Touch panel and display device | |
US11474653B2 (en) | Buttonless device | |
WO2012173068A1 (ja) | タッチパネル | |
JP2010267132A (ja) | 液晶表示装置及び電子装置 | |
JP6222397B2 (ja) | タッチ式入力装置 | |
US20120305377A1 (en) | Cover glass pressure button | |
JP5204602B2 (ja) | 抵抗膜式タッチパネル | |
CN106796466B (zh) | 触摸式输入装置以及触摸输入检测方法 | |
JP2015064757A (ja) | 触覚伝達型タッチパネル | |
WO2012067074A1 (ja) | タッチパネル及びタッチパネルの駆動方法 | |
JP5954502B2 (ja) | 入力装置及びプログラム | |
JP2013148527A (ja) | 検出装置、電子機器及びロボット | |
JP2018200662A (ja) | タッチセンサおよび表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 13781196 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2014512590 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 13781196 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |