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公開番号2025002626
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102940
出願日2023-06-23
発明の名称位置検出装置
出願人サンケン電気株式会社,豊田合成株式会社
代理人個人,個人
主分類G01B 7/00 20060101AFI20241226BHJP(測定;試験)
要約【課題】タッチ位置に拘わらず、正確なタッチ位置を推定できる位置検出装置を提供する。
【解決手段】誘電体層12を挟んで第1電極層11と第2電極層13とが積層された位置検出シートへ10のタッチ位置を検出する位置検出装置1であって、位置検出シート10は、中心軸CLに対して線対称(中心点Cに対して点対称)の形状であり、第1電極層11の検出方向の両端には、シート電極E1とシート電極E2とが中心軸CLに対して線対称(中心点Cに対して点対称)の位置にそれぞれ貼り付けられ、第2電極層13には、コモン線に接続されるシート電極E3とシート電極E4とが中心軸CLに対して線対称(中心点Cに対して点対称)の位置にそれぞれ貼り付けられる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
誘電体層を挟んで第１電極層と第２電極層とが積層された位置検出シートへのタッチ位置を検出する位置検出装置であって、
前記位置検出シートは、タッチ位置を検出する検出方向と直行する中心軸に対して線対称の形状であり、
前記第１電極層の前記検出方向の両端には、第１シート電極と第２シート電極とが前記中心軸に対して線対称の位置にそれぞれ貼り付けられ、
前記第２電極層には、コモン線に接続される第３シート電極と第４シート電極とが前記中心軸に対して線対称の位置にそれぞれ貼り付けられ、
前記第１シート電極への交流電圧の印加時における前記第２シート電極の第２端部電圧及び前記第１シート電極への第１入力電流を検出すると共に、前記第２シート電極への交流電圧の印加時における前記第１シート電極の第１端部電圧及び前記第２シート電極への第２入力電流を検出する検出部と、
前記第１端部電圧及び前記第２端部電圧と前記第１入力電流及び前記第２入力電流とに基づいてタッチ位置を推定する位置推定部と、を備えることを特徴とする位置検出装置。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
誘電体層を挟んで第１電極層と第２電極層とが積層された位置検出シートへのタッチ位置を検出する位置検出装置であって、
前記位置検出シートは、タッチ位置を検出する検出方向の中心点に対して点対称の形状であり、
前記第１電極層の前記検出方向の両端には、第１シート電極と第２シート電極とが前記中心点に対して点対称の位置にそれぞれ貼り付けられ、
前記第２電極層には、コモン線に接続される第３シート電極と第４シート電極とが前記中心点に対して点対称の位置にそれぞれ貼り付けられ、
前記第１シート電極への交流電圧の印加時における前記第２シート電極の第２端部電圧及び前記第１シート電極への第１入力電流を検出すると共に、前記第２シート電極への交流電圧の印加時における前記第１シート電極の第１端部電圧及び前記第２シート電極への第２入力電流を検出する検出部と、
前記第１端部電圧及び前記第２端部電圧と前記第１入力電流及び前記第２入力電流とに基づいてタッチ位置を推定する位置推定部と、を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
前記第３シート電極と前記第４シート電極とは、共用とし、前記第２電極層の端部を取り囲むように貼り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ位置を検出する位置検出装置に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
容量（キャパシタンス）を持つシートを用い、タッチ位置を検出する位置検出装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
図７は、従来の位置検出装置２を横から見たときの等価回路である。位置検出装置２は、容量を持つ位置検出シート２０として、第１電極層２１と誘電体層２２と第２電極層２３と、を備え、第１電極層２１と第２電極層２３とで誘電体層２２を挟む構造になっている。
【０００４】
第１電極層２１は、抵抗成分があり、且つ伸縮性のある電極膜が使用される。抵抗Ｒ１～Ｒ４は、第１電極層２１の抵抗成分を示す。誘電体層２２は、誘電率が高く、且つ柔らかい（ヤング率が低い）素材、例えば、誘電エラストマー等が使用される。第２電極層２３は、抵抗成分ゼロで、且つ伸縮性のある電極膜が使用される。キャパシタＣ１～Ｃ５は、位置検出シート２０の容量成分を示す。
【０００５】
第１電極層２１の両端には、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２とがそれぞれ設けられる。第２電極層２３の一端には、グランド等のコモン線への接続端子である第３端子Ｔ３が設けられる。第３端子Ｔ３が接続されたコモン線と第２端子Ｔ２との間には、交流電源ＡＣと、電流検出抵抗ＲＳとが直列に接続される。交流電源ＡＣからの交流電圧は、電流検出抵抗ＲＳを介して第２端子Ｔ２に印加される。
【０００６】
位置検出装置２は、第１端子Ｔ１の端部電圧Ｖｄｅｔによって第１電極層２１へのタッチ位置を推定する。例えば、第１電極層２１のポジション（position）Ｐ２が押された場合、Ｐ２付近の誘電体層２２が縮み電極間距離が小さくなるため、キャパシタＣ２の容量値が上がる。キャパシタに流れる電流は、ｖｉｎ×２πｆＣで表される。すなわち、Ｃ（容量）が増えると電流が増える。この増えた分の電流は、抵抗Ｒ１を流れてくるので抵抗Ｒ１での電圧降下が大きくなる。その結果、端部電圧Ｖｄｅｔは、どこも押されていないときの電圧Ｖ０よりも下がる。同様にＰ５が押された場合、キャパシタＣ５の容量値が上がり、キャパシタＣ５に流れる電流が増える。この増えた分の電流は抵抗Ｒ１～Ｒ４を流れるので抵抗Ｒ１～Ｒ４での電圧降下が大きくなり、Ｖｄｅｔ１端部電圧はＰ２を押されたときよりも大きく下がる。すなわち、第１電極層２１での電流分布は、タッチ位置により変化する。従って、端部電圧Ｖｄｅｔは、図８（ａ）に示すように、タッチ位置により変化するため、タッチ位置を推定できる。
【０００７】
しかし、図８（ａ）に示すように、端部電圧Ｖｄｅｔは、押された圧力によって位置検出精度が変わってしまう。そこで、位置検出装置２は、電流検出抵抗ＲＳに流れる電流値を第２端子Ｔ２に入力される入力電流Ｉｄｅｔとして検出することで、圧力を推定する。第１電極層２１へのタッチによって、キャパシタＣ１～Ｃ５の総容量値は、増える。強く押されるほど、キャパシタＣ１～Ｃ５総容量値は、さらに増える。Ｃ（容量）が増えると電流が増える。つまり、総容量値が増えると、第２端子Ｔ２に入力される入力電流Ｉｄｅｔが増える。同じ強さ、同じ面積で押した場合、総容量値はタッチ位置に依存しない。従って、位置検出装置２は、タッチ位置に関係なく、図８（ｂ）に示すように、入力電流Ｉｄｅｔによって圧力値を推定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特表２００５－５３０９９６号公報
特表２０１７－５２１６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来技術は、タッチ位置が交流電源ＡＣからの交流電圧が入力される第２端子Ｔ２に近いほど、検出感度が低下してしまう。すなわち、図８（ａ）に示すように、交流電源ＡＣからの交流電圧が入力される第２端子Ｔ２の直近のＰ１がタッチ位置である場合、抵抗Ｒ１～Ｒ５において電圧降下の量に変化がないため、端部電圧Ｖｄｅｔにほとんど変化が無い。つまり、どこもタッチされていないときとの区別がつきにくい。
【００１０】
本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タッチ位置に拘わらず、正確なタッチ位置を推定できる位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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