手袋でもぬれた手でも操作できる圧電スイッチ／センサー：静電容量方式の課題を解決（1/2 ページ）

[浅井涼，EE Times Japan]

　TDKは「CEATEC 2023」（2023年10月17〜20日）に出展し、圧電スイッチ／センサーや自動車の利便性向上に貢献する技術、フルカラーレーザーモジュール搭載のAR（拡張現実）／VR（仮想現実）グラスなどを展示した。

手袋もぬれた手も対応の圧電スイッチ／センサー

　人やモノが軽く触れたり近づいたりすると動作するタッチスイッチは、応用製品のデザイン性や使いやすさを向上させられるという特長があり、スマートフォンやタブレット端末をはじめとするさまざまな機械の操作に用いられている。タッチスイッチには、指先と検出部の静電容量の変化を検出してタッチ位置を検出する静電容量方式が広く使われている。

　静電容量方式は非接触でも動作するなどの利点があるが、水や汗に弱く、ぬれた状態では正しく操作ができないほか、導電性でない一般的な手袋を着用するとタッチを検出できないという課題があった。

TDKの圧電スイッチ「PiezoTap」［クリックで拡大］ 出所：TDK

　TDKが開発中の圧電スイッチ「PiezoTap」は、タッチスイッチのこうした課題を解決するものだという。圧電素子に圧力を加えた際に生じるひずみに応じて電圧が発生するという圧電効果を利用している。圧電スイッチは、水回り環境や手袋装着時でも操作できる。

　圧電スイッチは圧電素子にひずみが生じないと押圧を検知しないため、非接触でも動作する静電容量方式と比べると操作時に必要な力は大きくなるが、「誤って指やモノが触れた程度では動作しないことが、むしろ誤動作を防げるという利点にもなる」（ブース担当者）という。

　PiezoTapのサイズは7.0×7.0×0.2mm、重さは0.046gで、筐体の素材を問わずに取り付けられる。

　「静電容量方式のタッチスイッチに慣れている設計者は、圧電スイッチの扱い方が分からないと感じるかもしれない。その場合は、システム設計や筐体への貼り付け位置なども含めて提案したい」（ブース担当者）

　ブースでは、自転車の走行速度や走行距離を測定するサイクルコンピュータを模したデモ機が展示された。競技用のグローブなどをはめたままで、雨粒や汗が付着しても操作できる。他にはウェアラブル端末や家電製品への利用を想定しているという。

サイクルコンピュータを模した「PiezoTap」のデモ展示

　PiezoTapはスイッチとしてだけでなく振動／衝撃センサーとしても利用できる。ブースではペインティングナイフのようなヘラにPiezoTapを貼り付け、ハプティクス用デバイス「PiezoHapt」と組み合わせたデモ機が展示された。右手でヘラを持ち凹凸のある面をなぞると、ヘラのひずみから振動を検知する。その情報をPiezoHaptに触れている左手にフィードバックすることで、左手にも凹凸をなぞっている感触が伝わってくる。

「PiezoTap」と「PiezoHapt」を組み合わせたデモ展示

　センサーとしては、ゲーミングデバイスのほか、危険作業の現場でロボットが触れたものを検知するといった用途を想定しているという。また、検知した振動はリアルタイムでフィードバックする以外に記録しておくこともできるため、衣類など触感が重要な製品の開発過程でサンプル品の触感の記録や共有を行うことも可能だ。