[發(fā)明專(zhuān)利]按壓量檢測(cè)傳感器、觸摸式輸入裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380048120.2
• 申請(qǐng)日: 2013-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104641327B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 北田宏明;石井徹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社村田制作所
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/041
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/041
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 舒艷君,李洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)通過(guò)手指等進(jìn)行操作時(shí)的按壓量進(jìn)行檢測(cè)的觸摸式輸入裝置。

背景技術(shù)

以往，作為在能夠檢測(cè)按壓量的觸摸式輸入裝置中利用的技術(shù)，提出了各種檢測(cè)按壓量的傳感器。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了一種具備壓力檢出部以及檢出結(jié)果轉(zhuǎn)換部的傳感器。

壓力檢出部由平板狀的壓電體構(gòu)成，輸出與壓電體的位移量對(duì)應(yīng)的振幅電平的信號(hào)。檢出結(jié)果轉(zhuǎn)換部對(duì)將壓力檢出部的輸出信號(hào)進(jìn)行積分。該積分運(yùn)算值相當(dāng)于按壓量。因此，專(zhuān)利文獻(xiàn)1的傳感器檢測(cè)出按壓量。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2000－283869號(hào)公報(bào)

然而，對(duì)壓電體而言，針對(duì)施加按壓力時(shí)的位移量的信號(hào)電平與針對(duì)釋放按壓力時(shí)的位移量的信號(hào)電平不同。因此，在如專(zhuān)利文獻(xiàn)1的傳感器那樣對(duì)信號(hào)電平進(jìn)行積分的情況下，導(dǎo)致基準(zhǔn)電位在一次的按壓操作的前后不同。因此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的傳感器的結(jié)構(gòu)中，基準(zhǔn)電位按每一次按壓操作而不同。

這里，由于根據(jù)與位移量對(duì)應(yīng)的信號(hào)電平和基準(zhǔn)電位之差的積分值來(lái)計(jì)算按壓量，所以若基準(zhǔn)電位變化，則導(dǎo)致信號(hào)電平與按壓量之間的關(guān)系發(fā)生變化。即，即使按壓量每次相同，信號(hào)電平與基準(zhǔn)電位之差也各自不同。因此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的傳感器的結(jié)構(gòu)中，按壓量的測(cè)定精度降低。

特別是若反復(fù)進(jìn)行按壓操作，則基準(zhǔn)電位與按壓力(按壓量)之間的關(guān)系發(fā)生背離，導(dǎo)致測(cè)定精度進(jìn)一步降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠高精度地維持按壓量的測(cè)定精度的按壓量檢測(cè)傳感器以及使用了該按壓量檢測(cè)傳感器的觸摸式輸入裝置。

本發(fā)明的按壓量檢測(cè)傳感器具備：輸出與按壓操作面時(shí)的位移量對(duì)應(yīng)的按壓信號(hào)的壓電傳感器；檢測(cè)壓電傳感器向上述操作面的接觸并輸出接觸檢測(cè)信號(hào)的接觸檢測(cè)傳感器；以及對(duì)按壓信號(hào)與基準(zhǔn)電位之差進(jìn)行積分，根據(jù)積分結(jié)果輸出按壓量檢測(cè)信號(hào)的按壓量計(jì)算部。按壓量檢測(cè)傳感器的按壓量計(jì)算部根據(jù)接觸檢測(cè)信號(hào)的狀態(tài)變化，來(lái)切換積分處理和基準(zhǔn)電位的復(fù)位處理。

在該結(jié)構(gòu)中，根據(jù)接觸狀態(tài)即操作狀態(tài)，來(lái)切換按壓信號(hào)的積分處理和基準(zhǔn)電位的復(fù)位處理。具體而言，在檢測(cè)到接觸時(shí)執(zhí)行積分處理，在未檢測(cè)到接觸時(shí)執(zhí)行基準(zhǔn)電位的復(fù)位處理。由此，基準(zhǔn)電位能夠不取決于操作次數(shù)而被維持為恒定值。

另外，優(yōu)選本發(fā)明的按壓量檢測(cè)傳感器為以下的結(jié)構(gòu)。接觸檢測(cè)傳感器輸出以與操作面接觸和不接觸的兩個(gè)狀態(tài)劃分的二值的接觸檢測(cè)信號(hào)。按壓量計(jì)算部以二值中的一個(gè)進(jìn)行積分處理，以二值中的另一個(gè)進(jìn)行復(fù)位處理。

在該結(jié)構(gòu)中，表示了用于切換積分處理和復(fù)位處理的具體的接觸檢測(cè)信號(hào)的形態(tài)。這樣，通過(guò)將接觸檢測(cè)信號(hào)二值化并賦予給按壓量計(jì)算部，按壓量計(jì)算部能夠容易地切換積分處理和復(fù)位處理。

另外，本發(fā)明的按壓量檢測(cè)傳感器也可以是以下的結(jié)構(gòu)。按壓量計(jì)算部是帶旁通電路的積分電路，按壓量計(jì)算部由在為二值中的一個(gè)時(shí)使旁通電路有效，在為二值中的另一個(gè)時(shí)使旁通電路無(wú)效的電路結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

在該結(jié)構(gòu)中，示出了由模擬電子電路實(shí)現(xiàn)按壓量計(jì)算部的情況的具體電路結(jié)構(gòu)。

另外，本發(fā)明的按壓量檢測(cè)傳感器也可以為以下的結(jié)構(gòu)。按壓量計(jì)算部具備：反轉(zhuǎn)輸入端子經(jīng)由電阻器被輸入按壓信號(hào)，非反轉(zhuǎn)輸入端子被賦予基準(zhǔn)電位的運(yùn)算放大器；并聯(lián)連接在運(yùn)算放大器的輸出端子和反轉(zhuǎn)輸入端子之間的電容器；以及與電容器并聯(lián)連接且根據(jù)接觸檢測(cè)信號(hào)被導(dǎo)通截止控制的開(kāi)關(guān)元件與放電用電阻器的串聯(lián)電路。

在該結(jié)構(gòu)中，示出了由模擬電子電路實(shí)現(xiàn)按壓量計(jì)算部的情況的更具體的電路結(jié)構(gòu)。

另外，本發(fā)明的按壓量檢測(cè)傳感器也可以為以下的結(jié)構(gòu)。接觸檢測(cè)傳感器具備：輸出與靜電電容因向操作面的接觸而發(fā)生變化的位置對(duì)應(yīng)的上述接觸信號(hào)的靜電傳感器；和根據(jù)接觸信號(hào)，生成由于接觸狀態(tài)而發(fā)生狀態(tài)變化的接觸檢測(cè)信號(hào)的接觸檢測(cè)信號(hào)生成部。按壓量計(jì)算部和接觸檢測(cè)信號(hào)生成部通過(guò)被單片化后的數(shù)字IC實(shí)現(xiàn)。

在該結(jié)構(gòu)中，示出了對(duì)按壓量檢測(cè)傳感器的一部分進(jìn)行數(shù)字IC化的情況的具體形態(tài)。這樣，通過(guò)進(jìn)行數(shù)字IC化，能夠使按壓量檢測(cè)傳感器小型化。

另外，本發(fā)明涉及觸摸式輸入裝置，其特征在于，具備由上述任一個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的按壓量檢測(cè)傳感器，與按壓量檢測(cè)信號(hào)一同輸出接觸檢測(cè)信號(hào)。

在該結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度地維持按壓量的檢測(cè)精度、且能夠檢測(cè)接觸位置的觸摸式輸入裝置。