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PROXIMITY/CONTACT SENSOR

Foreign code F140008046
File No. S2013-0169-C0
Posted date Dec 4, 2014
Country WIPO
International application number 2013JP081231
International publication number WO 2014080924
Date of international filing Nov 20, 2013
Date of international publication May 30, 2014
Priority data
  • P2012-257530 (Nov 26, 2012) JP
Title PROXIMITY/CONTACT SENSOR
Abstract An objective of the present invention is to provide a proximity/contact sensor which is capable of accurate measurement of proximity and contact positions, pressure, etc., and allows for improved operability and reduction of erroneous operations for touch panels. A proximity/contact sensor comprises: a first detection unit (10), further comprising a sheet-shaped upper electrode layer (12) which has a plurality of upper electrodes (11) whereby electricity is supplied in one direction, and a sheet-shaped lower electrode layer (14) which has a plurality of lower electrodes (13) which are insulated from the upper electrodes, whereby electricity is supplied in another direction which differs from the electricity supply direction of the upper electrodes, and which are positioned intersecting with the upper electrodes; an intermediate layer (15) which is positioned below the first detection unit and which deforms according to contact or pressure of an object to be detected; a second detection unit (20) which is positioned below the intermediate layer and which detects an electrical change corresponding to the contact or the pressing force of the object; a computation unit (50) which determines proximity of an object on the basis of an electrical change between the upper electrodes and the lower electrodes and which specifies the position at which contact is made or pressure is applied as well as the pressure value thereat on the basis of the electrical change detected by the second detection unit; and a switching unit (40) which carries out a circuit switch at a prescribed interval such that either the first detection unit or the second detection circuit connects to a ground.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
一の方向に通電する複数の上電極を有するシート状の上電極層、及び、前記上電極と絶縁され、前記上電極の通電方向と異なる他の方向に通電し、前記上電極と交差して配設される複数の下電極を有するシート状の下電極層を含む第1検出手段と、
前記第1検出手段の下方に配設され、対象物の接触又は圧力に応じて変形する中間層と、
前記中間層の下方に配設され、前記対象物の接触又は押圧力に応じた電気的な変化を検出する第2検出手段と、
前記第1検出手段に前記対象物が接近した場合に、前記上電極及び前記下電極間の電気的な変化に基づいて、前記対象物の接近を判定すると共に、前記対象物が前記第1検出手段に接触又は押圧力を加えた場合に、前記第2検出手段で検出された前記電気的な変化に基づいて、前記対象物の接触又は押圧力を加えた位置及びその圧力の値を特定する演算手段と、
前記第1検出手段又は前記第2検出手段のいずれか一方がグラウンドに接続するように所定の間隔で回路の切り替えを行う切替手段とを備えることを特徴とする近接・接触センサ。
[請求項2]
請求項1に記載の近接・接触センサにおいて、
少なくとも前記第1検出手段がグラウンドに接続されている場合に、前記第2検出手段に交流電圧を印加する電圧印加手段を備え、
前記第2検出手段が、端部にそれぞれ検出電極を有し、全面に亘って略一様な抵抗であるシート状の導電層からなることを特徴とする近接・接触センサ。
[請求項3]
請求項2に記載の近接・接触センサにおいて、
前記演算手段が、前記各検出電極にて検出された前記電気的な変化の合計値に基づいて、前記対象物による押圧力の値を特定することを特徴とする近接・接触センサ。
[請求項4]
請求項1ないし3のいずれかに記載の近接・接触センサにおいて、
当該近接・接触センサが3次元像を映すディスプレイに搭載されており、
前記第1検出手段において検出される電気的な変化、及び/又は、前記第2検出手段において検出される電気的な変化について、前記対象物との関係で較正データを作成する較正手段を備え、
前記演算手段が、前記較正手段にて作成された前記較正データに基づいて演算処理を行うことを特徴とする近接・接触センサ。
[請求項5]
一の方向に通電する複数の第1上電極を有するシート状の第1上電極層、及び、前記第1上電極と絶縁され、前記第1上電極の通電方向と異なる他の方向に通電し、前記第1上電極と交差して配設される複数の第1下電極を有するシート状の第1下電極層を含む第1検出手段と、
前記第1検出手段の下方に配設され、一の方向に通電する複数の第2上電極を有するシート状の第2上電極層、及び、前記第2上電極の通電方向と異なる他の方向に通電し、前記第2上電極と交差して配設される複数の第2下電極を有するシート状の第2下電極層が、対象物の接触又は圧力に応じて変形する中間層を挟んで配設される第2検出手段と、
前記第1検出手段に前記対象物が接近した場合に、前記第1上電極及び前記第1下電極間の電気的な変化に基づいて、前記対象物の接近を判定すると共に、前記対象物が前記第1検出手段に接触又は押圧力を加えた場合に、前記第2上電極及び前記第2下電極間の電気的な変化に基づいて、前記対象物の接触又は押圧力を加えた位置及びその圧力の値を特定する演算手段と、
前記第1検出手段又は前記第2検出手段のいずれか一方がグラウンドに接続するように所定の間隔で回路の切り替えを行う切替手段とを備え、
前記第2検出手段における前記複数の第2上電極、及び、前記複数の第2下電極の交差により形成される網目が、前記第1検出手段における前記複数の第1上電極、及び、前記複数の第1下電極の交差により形成される網目より細かくなっていることを特徴とする近接・接触センサ。
[請求項6]
一の方向に通電する複数の第1上電極を有するシート状の第1上電極層、及び、前記第1上電極と絶縁され、前記第1上電極の通電方向と異なる他の方向に通電し、前記第1上電極と交差して配設される複数の第1下電極を有するシート状の第1下電極層を含む第1検出手段と、
前記第1検出手段の下方に配設され、対象物の接触又は圧力に応じて変形する中間層と、
前記中間層の下方に配設され、一の方向に通電する複数の第2上電極を有するシート状の第2上電極層、及び、前記第2上電極と絶縁され、前記第2上電極の通電方向と異なる他の方向に通電し、前記第2上電極と交差して配設される複数の第2下電極を有するシート状の第2下電極層を含む第2検出手段と、
前記第1検出手段に前記対象物が接近した場合に、前記第1上電極及び前記第1下電極間の電気的な変化に基づいて、前記対象物の接近を判定すると共に、前記対象物が前記第1検出手段に接触又は押圧力を加えた場合に、前記第2上電極及び前記第2下電極間の電気的な変化に基づいて、前記対象物の接触又は押圧力を加えた位置及びその圧力の値を特定する演算手段と、
前記第1検出手段又は前記第2検出手段のいずれか一方がグラウンドに接続するように所定の間隔で回路の切り替えを行う切替手段とを備え、
前記第2検出手段における前記複数の第2上電極、及び、前記複数の第2下電極の交差により形成される網目が、前記第1検出手段における前記複数の第1上電極、及び、前記複数の第1下電極の交差により形成される網目より細かくなっていることを特徴とする近接・接触センサ。
[請求項7]
請求項1ないし6のいずれかに記載の近接・接触センサにおいて、
前記演算手段が、前記第1検出手段にて前記対象物の接近が検出されていない場合に、前記第2検出手段における検出の処理を行わないことを特徴とする近接・接触センサ。
[請求項8]
請求項1ないし7のいずれかに記載の近接・接触センサにおいて、
前記演算手段が、前記第1検出手段にて前記対象物の接近が検出された場合に、当該対象物の接近位置に対応する位置における前記第2検出手段の検出の処理を行うことを特徴とする近接・接触センサ。
[請求項9]
シート状の第1電極と、
前記第1電極の下方に配設され、対象物の接触又は圧力に応じて変形する中間層と、
前記中間層の下方に配設されるシート状の第2電極と、
前記第1電極及び前記第2電極に対して同電位・同位相の交流電圧を印加する1又は複数の電圧印加手段と、
前記第1電極に前記対象物が接近した場合に、当該第1電極の電気的な変化に基づいて、前記対象物の接近を判定すると共に、前記対象物が前記第1電極に接触又は押圧力を加えた場合に、前記第1電極及び前記第2電極間の電気的な変化に基づいて、前記対象物の接触又は押圧力を加えた位置及びその圧力の値を特定する演算手段と、
前記第2電極に対して、前記電圧印加手段又はグラウンドのいずれか一方に接続を切り替える切替手段とを備え、
前記対象物の接近を検出する場合に、前記切替手段が前記第2電極と前記電圧印加手段が接続するように切り替えを行い、前記対象物の接触又は押圧力を検出する場合に、前記切替手段が前記第2電極と前記グラウンドが接続するように切り替えを行うことを特徴とする近接・接触センサ。
[請求項10]
請求項9に記載の近接・接触センサにおいて、
当該近接・接触センサが3次元像を映すディスプレイに搭載されており、
前記第1電極において検出される電気的な変化、及び/又は、前記第2電極において検出される電気的な変化について、前記対象物との関係で較正データを作成する較正手段を備え、
前記演算手段が、前記較正手段にて作成された前記較正データに基づいて演算処理を行うことを特徴とする近接・接触センサ。
[請求項11]
請求項1ないし10のいずれかに記載の近接・接触センサにおいて、
前記電気的な変化が、静電容量の変化であることを特徴とする近接・接触センサ。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • FUKUOKA UNIVERSITY
  • Inventor
  • TSUJI SATOSHI
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LT LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN TD TG

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