ピエゾタッチスイッチ：濡れた手でも使える超小型圧電タッチセンサーの可能性

タッチスイッチはスマートフォンやその他のさまざまなデバイスに搭載されています。 美しいデザインに貢献し、使いやすく、急速に人気が高まっています。 ただし、水や汗には弱く、手袋をしているとほとんど使用できません。 TDKが開発中のPiezoTap™は、タッチスイッチの可能性を広げる圧電技術を応用したピエゾスイッチです。

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タッチスイッチ（タッチセンサーとも呼ばれます）とは、人や物が接触すると作動するスイッチ（センサー）のことを指します。 機械式ボタンに代わるものとして、製品のデザイン性や使いやすさを向上させることができるため、大きな注目を集めています。

タッチ スイッチは、操作に強い力を必要とせず、軽く触れるだけで操作できるため、照明、自動ドア、エレベーターなどによく使われています。 特に、近年のスマートフォンやタブレットでは、画面に触れることで反応する静電容量式タッチスイッチが普及しています。 静電容量式タッチ スイッチは、指先と感知領域が近接したときに発生する静電容量の変化を検出することによって機能します。

しかし、静電容量式タッチスイッチには、水や汗に弱く、手袋をして使用するには特別な導電性手袋が必要であるという重大な欠点があります。 通常の手袋を使用すると、指と感知領域の間の静電容量の変化を検出することが困難になり、スイッチが操作できなくなります。 また、水や汗が付着すると、反応が不安定になる場合があります。 小型タッチスイッチはウェアラブル機器やアウトドア製品、水辺で使用する製品などへの活用が期待されており、これらの用途における課題への対応ニーズが高まっています。

TDK が開発中の小型で高感度の圧電スイッ​​チ PiezoTap™ は、手袋や濡れた状態でのタッチ スイッチの問題を解決します。 PiezoTap は、静電容量方式ではなく圧電効果に基づいて構築された超小型でスリムなピエゾ スイッチです。 接触による力による微小な機械的応力を圧電素子で電圧に変換し、圧電効果を利用して圧力を検知するため、手袋をしたままでも濡れた環境でも使用できます。 PiezoTapを密閉型機器の筐体内に搭載することで、これまでタッチスイッチを搭載できなかった用途が可能となり、製品設計の幅が大きく広がります。

PiezoTap は超小型でスリムなデザインも特徴で、重さはわずか 0.046 グラム、寸法は 7 x 7 x 0.2 ミリメートルで、エンクロージャの材質に関係なく取り付けることができます。 筐体に穴をあけずに取り付けられるため、小型のタッチスイッチが必要な製品の設計自由度が大幅に向上します。

屋外での使用が多いTWS（完全ワイヤレスイヤホン）や屋外での使用が多いイヤホンなど、幅広い用途での活用が期待されます。 スマートグラスやスマートウォッチなどのウェアラブルデバイス。 冷蔵庫、調理家電、洗濯機、電動歯ブラシ、浴室リモコンなど、水周りで使用される製品。 そして車のダッシュボード。

圧電効果を利用したPiezoTap™の動作原理

圧電方式と静電容量方式の比較結果

●素指、タッチパネル対応手袋、タッチパネル非対応手袋の乾いた状態と濡れた状態での誤った結果の発生を比較●評価基準 OK：意図した動作が成功 NG：意図しない結果（例：シングルタップが長く解釈される）プレス）

PiezoTap は現在開発中の製品で、2023 年に量産が開始される予定です。PiezoTap の開発者の 1 人であるピエゾ＆保護デバイス ビジネス グループの田村 篤氏は説明します。 「PiezoTapはTWS、スマートウォッチ、スマートグラスなどのウェアラブルデバイスの小型化や防水化だけでなく、冷蔵庫や洗濯機などの家電製品のデザイン性向上にも貢献すると期待されています。 当社は現在消費者向け製品に注力していますが、次のステップでは自動車用ディスプレイやインストルメントパネルにも手を広げていきたいと考えています。」