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觸摸式輸入裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201480004893.5

申請日:

2014.09.25

公開號:

CN104919406A

公開日:

2015.09.16

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):G06F 3/041申請日:20140925|||公開
IPC分類號: G06F3/041 主分類號: G06F3/041
申請人: 株式會社村田制作所
發明人: 安藤正道; 加納英和; 北田宏明
地址: 日本京都府
優先權: 2013-202197 2013.09.27 JP
專利代理機構: 北京集佳知識產權代理有限公司11227 代理人: 舒艷君; 李洋
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480004893.5

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2015.10.14|||2015.09.16

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

一種觸摸式輸入裝置。控制部(20)在判斷出變形檢測信號(Dsp)的電平超過了閾值(THsd)的情況下,當作假定在最初檢測的位置(X1、Y1)和與該位置(X1、Y1)不同的其他位置(X2、Y2)進行了觸摸操作,將以該位置(X1、Y1)為中心而兩個觸摸位置(X1、Y1)以及(X2、Y2)相互分離那樣的位置檢測信號(Dsd)向處理部(22)輸出。這樣,控制部(20)將變形檢測信號(Dsp)轉換為與張開操作相對應的位置檢測信號(Dsd)并向處理部輸出(22)。

權利要求書

權利要求書
1.  一種觸摸式輸入裝置,其中,具備:
操作面;和
觸摸傳感器,其檢測對所述操作面進行的觸摸操作以及進行了該觸摸操作的位置,輸出與檢測到的位置相對應的位置檢測信號,
所述觸摸式輸入裝置具備:
變形檢測傳感器,其檢測對該觸摸式輸入裝置進行的變形操作;和
控制部,其將與所述變形檢測傳感器所檢測到的所述變形操作相對應的變形檢測信號轉換為所述位置檢測信號并輸出。

2.  根據權利要求1所述的觸摸式輸入裝置,其中,
所述控制部將所述變形檢測信號轉換為與使觸摸位置變化的操作相對應的位置檢測信號并輸出。

3.  根據權利要求1或2所述的觸摸式輸入裝置,其中,
所述控制部將所述變形檢測信號轉換為與使多個觸摸位置間的距離變化的操作亦即張合操作相對應的位置檢測信號并輸出。

4.  根據權利要求3所述的觸摸式輸入裝置,其中,
所述控制部在檢測到所述變形檢測信號后,在所述觸摸傳感器存在與使觸摸位置變化的操作相對應的位置檢測信號的輸出的情況下,將所述變形檢測信號轉換為與使多個觸摸位置間的距離變化的操作亦即張合操作相對應的位置檢測信號并輸出。

5.  根據權利要求3或4所述的觸摸式輸入裝置,其中,
所述變形檢測傳感器還檢測變形量,
所述控制部根據所述變形檢測傳感器所檢測到的所述變形量,來控制所述張合操作中的距離的變化量。

6.  根據權利要求3或者4所述的觸摸式輸入裝置,其中,
所述控制部根據所述變形檢測信號的檢測時間的長度,來控制所述張合操作中的距離的變化量。

7.  根據權利要求1~6中任一項所述的觸摸式輸入裝置,其中,
所述變形操作為按壓操作、彎曲操作或者扭轉操作。

8.  根據權利要求1~7中任一項所述的觸摸式輸入裝置,其中,
所述變形檢測傳感器檢測對所述操作面進行的變形操作。

9.  根據權利要求1~8中任一項所述的觸摸式輸入裝置,其中,
所述觸摸式輸入裝置具備保持所述操作面的殼體,
所述變形檢測傳感器檢測對所述殼體進行的變形操作。

10.  根據權利要求1~9中任一項所述的觸摸式輸入裝置,其中,
所述變形檢測傳感器具備由手性高分子構成的壓電膜。

11.  根據權利要求10所述的觸摸式輸入裝置,其中,
所述手性高分子由聚乳酸構成。

說明書

說明書觸摸式輸入裝置
技術領域
本發明涉及一種檢測利用者的觸摸操作的觸摸式輸入裝置。
背景技術
近幾年,作為檢測利用者的觸摸操作的裝置,具備電容傳感器的觸摸式輸入裝置正在普及。觸摸式輸入裝置當作在電容傳感器的檢測電容超過了規定的閾值的情況下進行了觸摸操作,檢測該進行了觸摸操作的位置,并輸出表示檢測到的位置的位置檢測信號。
另外,也提出一種能夠檢測進行了觸摸操作的位置、并且能夠檢測對觸摸面板進行的按壓操作的觸摸式輸入裝置(例如參照專利文獻1、2)。
另外,也提出一種能夠檢測彎曲操作以及扭轉操作的觸摸式輸入裝置(例如參照專利文獻3)。
專利文獻1:國際公開第2013/21835號公報
專利文獻2:日本特開平5-61592號公報
專利文獻3:國際公開第2013/122070號公報
觸摸式輸入裝置的位置檢測信號由規定的主機裝置受理,并被由該主機裝置所執行的應用軟件利用。然而,安裝于主機裝置的操作系統(以下,稱為OS。)存在只假定處理電容傳感器所得到的位置檢測信號的情況。這種情況下,OS無法受理與上述的按壓操作、彎曲操作、以及扭轉操作相對應的信號(以下,稱為變形檢測信號。)。例如,在作為OS而安裝有Windows(注冊商標)的主機裝置中,從觸摸式輸入裝置只能受理上述位置檢測信號,無法受理變形檢測信號。
為了使安裝有這種OS的主機裝置受理變形檢測信號,考慮追加例如能夠受理并處理該變形檢測信號的特殊軟件(驅動程序)。然而,開 發這種特殊的驅動程序需要大量的時間以及費用。另外,也存在不準許追加這種特殊的驅動程序的OS。在安裝有不準許驅動程序的追加的OS的主機裝置中,無法受理變形檢測信號。
發明內容
因此,本發明的目的在于提供一種觸摸式輸入裝置,其能夠使無法受理變形檢測信號的主機裝置受理該變形檢測信號。
本發明的觸摸式輸入裝置具備:操作面;和觸摸傳感器,其檢測對上述操作面進行的觸摸操作以及進行了該觸摸操作的位置,輸出與檢測到的位置相對應的位置檢測信號。而且,觸摸式輸入裝置的特征在于,具備:變形檢測傳感器,其檢測對該觸摸式輸入裝置進行的變形操作;和控制部,其將與上述變形檢測傳感器所檢測到的上述變形操作相對應的變形檢測信號轉換為上述位置檢測信號并輸出。
這樣,本發明的觸摸式輸入裝置由于將變形檢測信號轉換為位置檢測信號并輸出,所以能夠使只能夠受理位置檢測信號的主機裝置受理變形檢測信號。例如,在受理觸摸操作時執行進行拍攝的應用軟件的主機裝置中,例如若將彎曲操作的變形檢測信號轉換為觸摸操作的位置檢測信號并輸出,則即使是無法受理彎曲操作的變形檢測信號的主機裝置,也能夠利用彎曲操作進行拍攝的指示。
另外,本發明的觸摸式輸入裝置的控制部也能夠將上述變形檢測信號轉換為與使觸摸位置變化的操作相對應的位置檢測信號并輸出。
例如,在受理觸摸操作觸摸面板并且沿橫向移動的滑動操作,受理該滑動操作時執行變更顯示圖像的處理的主機裝置中,若將扭轉操作的變形檢測信號轉換為滑動操作的位置檢測信號而輸出,則即使是無法受理扭轉操作的變形檢測信號的主機裝置,也能夠利用扭轉操作執行變更圖像的處理。例如,在如平板型PC那樣利用雙手把持殼體的主機裝置中,在想要進行圖像的變更的情況下,需要任意一只手暫時離開殼體,利用手指進行滑動操作,但通過使用本發明的觸摸式輸入裝置,通過利用雙手把持并且進行扭轉操作,能夠進行圖像的變更。
另外,本發明的觸摸式輸入裝置的控制部也能夠將上述變形檢測信 號轉換為與使多個觸摸位置間的距離變化的操作亦即張合操作相對應的位置檢測信號并輸出。
例如,在利用張合操作執行圖像的放大或者縮小的處理的主機裝置中,若將按壓操作的變形檢測信號轉換為張合操作的位置檢測信號而輸出,則即使是無法受理按壓操作的變形檢測信號的主機裝置,也能夠利用按壓操作執行圖像的放大或者縮小的處理。例如,在主機裝置為智能手機的情況下,利用者需要利用任意一只手把持殼體并且利用另一只手進行張合操作,利用單手把持殼體并且進行張合操作很困難。然而,在本發明的觸摸式輸入裝置中,由于按壓操作被轉換為張合操作,因此通過利用把持殼體的手的大拇指進行按壓操作,能夠實現與張合操作相同的操作。
另外,本發明的觸摸式輸入裝置的控制部在檢測到上述變形檢測信號后,在上述觸摸傳感器存在與使觸摸位置變化的操作相對應的位置檢測信號的輸出的情況下,也能夠將上述變形檢測信號轉換為與使多個觸摸位置間的距離變化的操作亦即張合操作相對應的位置檢測信號并輸出。
這種情況下,利用者若進行按壓操作不變地將手指向規定的方向挪動,則執行放大或者縮小的處理。例如,若在檢測到進行了按壓操作不變地在上方向挪動手指的操作的情況下,輸出放大的位置檢測信號,檢測到在下方向挪動手指的操作的情況下輸出合攏的位置檢測信號,則利用者若進行了按壓操作不變地向上方向挪動手指則能夠進行放大的指示,若向下方向挪動手指則能夠進行縮小的指示。
此外,上述變形檢測傳感器也能夠構成為還檢測變形量,上述控制部根據上述變形檢測傳感器所檢測到的上述變形量,來控制上述張合操作中的距離的變化量,上述控制部也能夠構成為根據上述變形檢測信號的檢測時間的長度,來控制上述張合操作中的距離的變化量。
此外,變形檢測傳感器也能夠構成為檢測對操作面進行的變形操作,也能夠構成為檢測對殼體進行的變形操作。
另外,變形檢測傳感器優選具備由手性高分子構成的壓電膜。通過 具備由手性高分子構成的壓電膜,能夠成為透明度高的按壓傳感器。另外,手性高分子更加優選為聚乳酸。由于聚乳酸因基于拉伸等的分子的取向處理而產生壓電性,所以如PVDF等其他的聚合物、壓電陶瓷那樣,不必進行轉態處理。另外,由于聚乳酸沒有焦電性,因此能夠在接近操作面的位置配置變形檢測傳感器。
根據該發明,能夠使無法受理變形檢測信號的裝置受理該變形檢測信號。
附圖說明
圖1是顯示裝置的外觀立體圖。
圖2是顯示裝置的側面剖視圖。
圖3是電容傳感器以及按壓檢測傳感器的俯視圖。
圖4是顯示裝置的框圖。
圖5是表示將變形檢測信號轉換為位置檢測信號的概念的圖。
圖6是表示控制部的動作的流程圖。
圖7是表示應用例1所涉及的控制部的動作的流程圖。
圖8是表示應用例2所涉及的控制部的動作的流程圖。
圖9是應用例3所涉及的顯示裝置的側面剖視圖。
圖10是表示應用例3所涉及的控制部的動作的流程圖。
圖11(A)是表示將觸摸式輸入裝置作為觸摸板的情況下的外觀立體圖的圖,圖11(B)是表示將觸摸式輸入裝置作為外置觸摸板的情況下的外觀立體圖的圖。
圖12是檢測彎曲操作或者扭轉操作的顯示裝置的側面剖視圖。
圖13是表示顯示裝置1B的結構的框圖。
圖14(A)是位移傳感器10C的俯視圖,圖14(B)是側視圖,圖 14(C)是背面圖。
圖15(A)是表示在彎曲位移為0的狀態下的位移傳感器10C的簡要側視形狀的圖,圖15(B)是表示在產生了規定的彎曲位移的狀態下的位移傳感器10C的簡要側視形狀的圖。
圖16(A)是表示位移傳感器10C的簡要立體形狀的圖,圖16(B)表示在產生了規定的扭轉位移的狀態下的位移傳感器10C的簡要立體形狀。
具體實施方式
以下,參照附圖,對具備本發明的觸摸式輸入裝置的顯示裝置進行說明。
如圖1的外觀立體圖所示,顯示裝置1具備外觀上為立方體形狀的殼體50、和配置于殼體50的上表面的開口部的平面狀的面板40。面板40作為利用者使用手指、筆等進行觸摸操作的操作面而發揮作用。
此外,在本實施方式中,將殼體50的寬度方向(橫向)設為X方向,將長度方向(縱向)設為Y方向,并將厚度方向設為Z方向。
如圖2所示,在殼體50的內部配置有電容傳感器11D、按壓傳感器11P、顯示部30、以及控制電路模塊52。由面板40、電容傳感器11D、以及按壓傳感器11P構成了觸摸式輸入裝置45。
各結構部從殼體50的開口部(面板40)側起依次按照電容傳感器11D、按壓傳感器11P、顯示部30、以及控制電路模塊52的順序沿Z方向配置。電容傳感器11D、按壓傳感器11P、以及顯示部30為平板狀,以分別與殼體50的開口部(面板40)平行的方式配置于殼體50的內部。
在殼體50的底面與顯示部30之間配置有電路基板(未圖示),在該電路基板安裝有控制電路模塊52。控制電路模塊52是實現圖4所示的控制部20、處理部22、以及程序存儲部23的模塊。
控制部20與電容傳感器11D、按壓傳感器11P、以及處理部22連接。處理部22與控制部20、程序存儲部23、以及顯示部30連接。
顯示裝置1由觸摸式輸入裝置45以及主機裝置47構成,電容傳感器11D、按壓傳感器11P、以及控制部20構成觸摸式輸入裝置45。處理部22、程序存儲部23、以及顯示部30構成主機裝置47。此外,在該例子中,雖然表示利用相同的控制電路模塊52來實現觸摸式輸入裝置45的控制部20、主機裝置47的處理部22以及程序存儲部23的例子,但也可以是利用不同的控制電路模塊來實現的形態。
電容傳感器11D相當于本發明的觸摸傳感器,輸出與對作為操作面的面板40進行的觸摸操作的位置相對應的位置檢測信號Dsd。控制部20將從電容傳感器11D輸出的位置檢測信號Dsd保持原樣地向處理部22輸出。
處理部22包括CPU,統一地控制主機裝置47。即,處理部22讀出存儲于程序存儲部23的動作用程序,并進行各種處理。例如,處理部22控制顯示部30使之顯示圖像,并且根據被從控制部20輸入的位置檢測信號而決定操作輸入內容,來變更所正在顯示的圖像。
按壓傳感器11P輸出與對作為操作面的面板40進行的按壓操作相應的變形檢測信號Dsp。控制部20將從按壓傳感器11P輸出了的變形檢測信號Dsp轉換為位置檢測信號Dsd并向處理部22輸出。例如,控制部20在被輸入規定電平以上的變形檢測信號Dsp時,將其轉換為與使多個觸摸位置間的距離變化的操作亦即張合操作相對應的位置檢測信號Dsd并輸出。由此,處理部22根據與所輸入了的張合操作相對應的位置檢測信號,進行例如所正在顯示的圖像的放大處理。
顯示部30例如由液晶顯示元件構成。在該例子中,顯示部30具備液晶面板301、表面偏振片302、背面偏振片303、以及背光燈304。
表面偏振片302以及背面偏振片303配置成隔著液晶面板301。背光燈304隔著背面偏振片303地配置于與液晶面板301相反的一側。
從背光燈304輸出了的光在背面偏振片303被偏振,經由液晶面板301而到達表面偏振片302。液晶面板301根據控制部20的控制而按每個像素使偏振狀態變化,使通過表面偏振片302的光量變化。從表面偏振片302輸出了的光經由按壓傳感器11P以及電容傳感器11D而向面板 40輸出。由此,在面板40顯示各種圖像。
電容傳感器11D具備平板狀的絕緣性基板11D1、多個電容檢測用電極11D2、以及多個電容檢測用電極11D3。絕緣性基板11D1由具有透明性的材料構成,例如包括由PET、COP(環烯烴聚合物)等構成的膜、由PC、PMMA(丙烯酸樹脂)等構成的片或板、或者由0.1mm~0.7mm左右的薄玻璃。
在絕緣性基板11D1的一個主面形成有多個電容檢測用電極11D2。如圖3(A)所示,多個電容檢測用電極11D2在俯視時是一個方向較長的長方形,配置為長邊方向與Y方向平行。這樣的多個電容檢測用電極11D2沿X方向以規定的間隔配置。
另外,在絕緣性基板11D1的另一個主面形成有多個電容檢測用電極11D3。如圖3(A)所示,多個電容檢測用電極11D3在俯視時也是一個方向較長的長方形。多個電容檢測用電極11D3配置為長邊方向與X方向平行。這樣的多個電容檢測用電極11D3沿Y方向以規定的間隔配置。
多個電容檢測用電極11D2以及多個電容檢測用電極11D3全部由具有透明性的材料構成,例如使用以氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、聚噻吩為主要成分的材料。
電容傳感器11D利用電容檢測用電極11D2以及電容檢測用電極11D3檢測利用者的手指接近或接觸時產生的電容的變化,并向控制部20輸出基于該檢測的位置檢測信號Dsd。
此外,電容檢測用電極11D2以及電容檢測用電極11D3的配置形態并不局限于該例子。
按壓傳感器11P具備平膜狀的壓電膜11P1。在壓電膜11P1的一個主面形成有按壓檢測電極11P2,在另一個主面形成有按壓檢測電極11P3。如圖3(B)所示,按壓檢測電極11P2以及按壓檢測電極11P3形成于壓電膜11P1的主面的大致整個面。
按壓檢測電極11P2以及按壓檢測電極11P3全部由具有透明性的材 料構成,例如使用以氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、聚噻吩為主要成分的材料。
壓電膜11P1因利用者按壓面板40而向法線方向撓曲,產生電荷。由此,向控制部20輸出與按壓操作相對應的變形檢測信號Dsp。
優選對這樣的壓電膜11P1使用透明度高的手性高分子。更加優選單軸拉伸的聚乳酸(PLA),進一步優選L型聚乳酸(PLLA)。手性高分子的主鏈具有螺旋構造,若被單軸拉伸而分子進行取向,則具有壓電性。而且,被單軸拉伸的手性高分子所產生的電荷量根據面板40向法線方向位移的位移量而唯一地決定。
被單軸拉伸的PLLA的壓電常數在高分子中屬于非常高的種類。即,能夠高靈敏度地檢測按壓操作,高精度地輸出與按壓量對應的變形檢測信號。
另外,由于手性高分子因基于拉伸等的分子的取向處理而生成壓電性,所以如PVDF等其他的聚合物、壓電陶瓷那樣,無需進行轉態處理。因此,PLLA的壓電常數不會隨著時間的流逝而變動,極為穩定。并且,由于聚乳酸沒有焦電性,所以即使在將按壓傳感器配置于接近操作面的位置、傳導利用者的手指等的熱的情況下,被檢測的電荷量也不會變化。在本實施方式中,如圖3(B)所示,壓電膜11P1相對于X方向以及Y方向單軸拉伸方向900配置成形成近似45°的角度。通過進行這樣的配置,能夠進一步高靈敏度地檢測按壓操作。
此外,優選拉伸倍率為3~8倍左右。通過在拉伸后實施熱處理,從而促進聚乳酸的伸展鏈晶體的結晶化,壓電常數提高。另外,在雙軸拉伸的情況下通過使各自的軸的拉伸倍率不同而能夠得到與單軸拉伸相同的效果。例如,在將某個方向設為X軸而在X軸方向上施加八倍的拉伸、在與X軸正交的Y軸方向上施加兩倍的拉伸的情況下,在壓電常數方面,可得到與在X軸方向上大約施加四倍的單軸拉伸的情況大致同等的效果。由于單純地單軸拉伸了的膜容易沿拉伸軸方向破裂,所以通過進行如前所述的雙軸拉伸,能夠增加一些強度。
此外,作為按壓傳感器,并不局限于本實施方式所示的壓電傳感器, 只要是壓電傳感器,就都能夠檢測對面板40進行的輕微按壓。此外,壓電膜11P1也并不局限于使用PLLA的形態,能夠使用PVDF等透明度低的材料。在使用透明度低的材料的情況下,在比背光燈304靠下面側配置按壓傳感器11P。在這種情況下,對于按壓檢測電極11P2以及按壓檢測電極11P3也能夠使用由銀漿形成的電極、利用蒸鍍、濺射或者電鍍等而形成的金屬系的導體。
這里,控制部20將被從按壓傳感器11P輸入的變形檢測信號Dsp轉換為位置檢測信號Dsd并向處理部22輸出。圖5是表示將變形檢測信號Dsp轉換為位置檢測信號Dsd的概念的圖,圖6是表示控制部20的動作的流程圖。
在圖6中,控制部20首先從電容傳感器11D獲取位置檢測信號Dsd(S101)。控制部20在判斷出位置檢測信號Dsd的電平為閾值THSd以下的情況下(S102:否),重復S101的處理。控制部20在判斷出位置檢測信號Dsd的電平超過了閾值THSd的情況下(S102:是),檢測觸摸操作及其位置(S103)。如圖5(A)所示,若利用者使手指接近或接觸面板40,則檢測出進行了觸摸操作的位置(X1、Y1)。
接下來,控制部20從按壓傳感器11P獲取變形檢測信號Dsp(S104)。控制部20在判斷出變形檢測信號Dsp的電平為閾值THsp以下的情況下(S105:否),將被從電容傳感器11D輸入的位置檢測信號Dsd向處理部22輸出(S106)。即,控制部20當作在被檢測到的位置(X1、Y1)進行了觸摸操作,將表示位置(X1、Y1)的位置檢測信號Dsd向處理部22輸出。
另一方面,控制部20在判斷出變形檢測信號Dsp的電平超過了閾值THsp的情況下(S105:是),將與張合操作相對應的位置檢測信號Dsd向處理部22輸出(S107)。所謂張合操作,是指使多個觸摸位置間的距離變化的操作。
這里,如圖5(B)所示,控制部20當作假定在S103中所檢測到的位置(X1、Y1)和與該位置(x1、Y1)不同的位置(X2、Y2)進行了觸摸操作,將以該位置(X1、Y1)為中心而兩個觸摸位置(X1、Y1)以及(X2、Y2)相互分離那樣的位置檢測信號Dsd向處理部22輸出。 這樣,控制部20將與張開操作相對應的位置檢測信號Dsd向處理部22輸出。
此外,進行了假定的觸摸操作的位置(X2、Y2)可以為任意位置,分離方向也可以為任意方向。與張開操作相對應的位置檢測信號Dsd在被輸入超過閾值THsp的變形檢測信號Dsp的期間,被持續輸出。由此,在利用者持續進行按壓操作的期間,與張開操作相對應的位置檢測信號Dsd被持續輸出。此外,控制部20也可以根據變形檢測信號Dsp的電平(面板40的法線方向的位移量Z1)來控制距離的變化量。例如,控制部20與變形檢測信號Dsp的電平(面板40的法線方向的位移量Z1)變化成正比地使兩個觸摸位置的距離變化。另外,控制部20與變形檢測信號Dsp的電平(面板40的法線方向的位移量Z1)變化成正比地控制兩個觸摸位置的變化速度。
而且,處理部22受理張開操作,并執行與張開操作對應的處理。例如,在當處理部22受理張開操作時執行顯示部30所正在顯示的圖像的放大的處理的情況下,若利用者對面板40進行按壓操作,則執行圖像的放大的處理。在利用者對面板40持續進行按壓操作的期間,由于與張開操作相對應的位置檢測信號Dsd被持續輸出,所以持續進行放大處理。在這種情況下,與作為主機裝置47而受理按壓操作的變形檢測信號Dsp來根據該按壓操作的變形檢測信號Dsp執行圖像的放大的處理等效。
此外,在圖6的S107的處理中,控制部20也可以是不將與張開操作相對應、而將與合攏操作相對應的位置檢測信號Dsd向處理部22輸出的形態。這種情況下,控制部20當作假定在最初檢測到的位置(X1、Y1)和與該位置(X1、Y1)不同的位置(X2、Y2)進行了觸摸操作,將以該位置(X1、Y1)為中心而兩個觸摸位置(X1、Y1)以及(X2、Y2)相互接近那樣的檢測信號Dsd向處理部22輸出。
這種情況下,進行了假定的觸摸操作的位置(X2、Y2)可以為任意位置,接近方向也可以為任意方向。另外,與合攏操作相對應的位置檢測信號Dsd在被輸入超過閾值THsp的變形檢測信號Dsp的期間,被持續輸出。另外,控制部20也可以根據變形檢測信號Dsp的電平(面板40的法線方向的位移量Z1)來控制距離的變化量。
這種情況下,處理部22受理合攏操作,并執行與合攏操作相應的處理。例如,在當處理部22受理合攏操作后執行顯示部30所正在顯示的圖像的縮小的處理的情況下,若利用者對面板40進行按壓操作,則執行圖像的縮小的處理。在利用者對面板40持續進行按壓操作的期間,由于與合攏操作相對應的位置檢測信號Dsd被持續輸出,所以持續進行縮小處理。在這種情況下,與作為主機裝置47而受理按壓操作的變形檢測信號Dsp來根據該按壓操作的變形檢測信號Dsp執行圖像的縮小的處理等效。
這樣,觸摸式輸入裝置45由于將按壓操作的變形檢測信號Dsp轉換為張合操作的位置檢測信號Dsd并輸出,所以無需在主機裝置47側追加能夠受理并處理變形檢測信號Dsp的特殊軟件(驅動程序),而能夠受理并處理該變形檢測信號Dsp。因此,即使主機裝置47的OS是安裝有不準許特殊驅動程序的追加的OS的情況下,也能夠受理并處理該變形檢測信號Dsp。
另外,利用者也能夠用任意一只手把持殼體50并且用另一只手對面板40進行張合操作,或僅通過用把持殼體50的手的大拇指對面板40進行按壓操作,就能夠實現與張合操作相同的操作。
例如,在顯示裝置1為智能手機的情況下,在以往的裝置中,利用者需要用任意一只手把持殼體50并且用另一只手進行張合操作。即,用單手把持殼體50并且進行張合操作是困難的。然而,通過應用本發明的觸摸式輸入裝置,按壓操作被轉換為張合操作,因此利用者僅通過用把持殼體50的手的大拇指進行按壓操作,就能夠實現與張合操作相同的操作。
此外,進行了假定的觸摸操作的位置(X2、Y2)也可以設定如下。即,控制部20在判斷出變形檢測信號Dsp的電平超過了閾值THsp的情況下(S105:是),當作假定在最初檢測的位置(X1、Y1)的附近的(例如距離5mm左右)位置(X2,Y2)進行了觸摸操作,而在極短的時間(例如50ms)內向處理部22輸出以該位置(X1、Y1)為中心而兩個觸摸位置(X1、Y1)以及(X2、Y2)相互分離(或者接近)那樣的位置檢測信號Dsd。而且,控制部20在超過閾值THsp的變形檢測信號Dsp被持續輸入的情況下,再次當作假定在最初檢測的位置(X1、Y1)的 附近(例如距離5mm左右)位置(X2、Y2)進行了觸摸操作,而在極短的時間(例如50ms)內向處理部22輸出以該位置(X1,Y1)為中心使兩個觸摸位置(X1、Y1)以及(X2、Y2)相互分離(或者靠近)那樣的位置檢測信號Dsd。控制部20在被持續輸入超過閾值THsp的變形檢測信號Dsp的期間,重復輸出這樣的信號。
例如在處理部22執行不要求張合操作的應用軟件的情況下,若輸入與張合操作相對應的位置檢測信號Dsd,則存在作為對觸摸面板進行觸摸操作并且沿縱向或者橫向移動的滑動操作而受理,進行圖像的滾動處理的情況。這里,若利用者強力點擊面板40,則存在檢測到按壓操作,輸入與張合操作相對應的位置檢測信號Dsd、而圖像無意中滾動的情況。然而,在上述的例子中,由于控制部20輸出與在最初檢測的位置(X1、Y1)的附近以很短的距離進行極短的時間的張合操作相同的信號,從而僅強力點擊面板40,圖像不會滾動。在另一方面,在處理部22執行要求張合操作的(例如進行圖像的放大或者縮小)應用軟件的情況下,若利用者實際進行按壓操作,則由于反復輸出與進行了張合操作相同的信號,從而執行放大或者縮小的處理。
接下來,圖7是表示應用例1所涉及的控制部20的動作的流程圖。對于與圖6共通的處理標注相同的附圖標記,并省略說明。應用例1所涉及的控制部20執行放大模式與縮小模式中的任一項,在執行放大模式的過程中,將按壓操作的變形檢測信號Dsp作為與張開操作相對應的位置檢測信號Dsd并向處理部22輸出,在執行縮小模式的過程中,將按壓操作的變形檢測信號Dsp作為與合攏操作相對應的位置檢測信號Dsd并向處理部22輸出。
這種情況下,在判斷出變形檢測信號Dsp的電平超過了閾值THsp的情況下(S105:是),控制部20判斷當前的模式是否為放大模式(S201)。在判斷出是執行放大模式的過程中的情況下(S201:是),控制部20將與張開操作相對應的位置檢測信號Dsd向處理部22輸出(S202)。另一方面,在判斷出不是執行放大模式的過程中、即判斷出是執行縮小模式的過程中的情況下(S201:否),控制部20將與合攏操作相對應的位置檢測信號Dsd向處理部22輸出(S203)。
放大模式與縮小模式的切換在例如在規定時間(例如1秒)以內從 電容傳感器11D輸入與規定次數(例如3次)的觸摸操作相對應的位置檢測信號Dsd的情況下進行。
接下來,圖8是表示應用例2所涉及的控制部20的動作的流程圖。對于與圖6共通的處理標注相同的附圖標記,并省略說明。應用例1所涉及的控制部20在判斷出變形檢測信號Dsp的電平超過了閾值THsp的情況下(S105:是),判斷觸摸位置是否從最初檢測的位置(X1、Y1)產生了變化(S301)。在觸摸位置沒有產生變化的情況下、即在利用者僅進行了按壓操作的情況下,控制部20從S101開始重復處理。另一方面,在觸摸位置產生了變化的情況下、即在利用者進行按壓操作并且使手指向任一個方向移動的情況下,控制部20進一步判斷該移動方向是否為上方向(S302)。這里所說的上方向是指面板40的Y方向,在上述位置(X1、Y1)的Y坐標向正側產生了變化的情況下,判斷為向上方向進行了移動。而且,在判斷為向上方向產生了變化的情況下(S302:是),控制部20將與張開操作相對應的位置檢測信號Dsd向處理部22輸出(S303)。另一方面,在判斷為向上方向產生了變化的情況下(S302:否),控制部20進一步判斷該移動方向是否為下方向(S304)。下方向是指面板40的-Y方向,在上述位置(X1,Y1)的Y坐標向負側產生了變化的情況下,判斷為向下方向進行了移動。在均未向上方向和下方向產生變化的情況下(S304:否),控制部20從S101開始重復處理。在判斷為向下方向產生了變化的情況下(S304:是),控制部20將與合攏操作相對應的位置檢測信號Dsd向處理部22輸出(S305)。由此,利用者能夠通過直觀的操作進行放大或者縮小的指示。
接下來,圖9是應用例3所涉及的顯示裝置1A的側面剖視圖,圖10是表示應用例3所涉及的控制部20的動作的流程圖。在圖9中,對與圖2共通的結構標注相同的附圖標記,并省略說明。在圖10中,對與圖6共通的處理標注相同的附圖標記,并省略說明。
在應用例3所涉及的顯示裝置1A中,如圖9所示,在殼體50的背面側還設置有用于檢測向該殼體50的背面側進行的按壓操作的按壓傳感器11P’。其他的結構與顯示裝置1相同。其中,控制部20分別獨立地被輸入面板40側的按壓傳感器11P所輸出的變形檢測信號Dsp、和殼體50的背面側的按壓傳感器11P’所輸出的變形檢測信號Dsp。如圖10 所示,在判斷出變形檢測信號Dsp的電平超過了閾值THsp的情況下(S105:是),控制部20判斷面板40側的按壓傳感器11P所輸出的變形檢測信號Dsp是否超過了閾值THsp,即,判斷是否進行了對面板40(顯示部30)側的按壓操作(S401)。在判斷為進行了對面板40(顯示部30)側的按壓操作的情況下(S401:是),控制部20將與張開操作相對應的位置檢測信號Dsd向處理部22輸出(S402)。另一方面,在判斷為并非是對面板40(顯示部30)側的按壓操作,而是進行了對殼體50的背面側的按壓操作的情況下(S401:否),控制部20將與合攏操作相對應的位置檢測信號Dsd向處理部22輸出(S403)。這種情況下,利用者也能夠通過直觀的操作進行放大或者縮小的指示。
此外,在上述中,作為觸摸式輸入裝置的例子,雖然表示了內置于顯示裝置1、檢測對面板40(顯示部30)進行的按壓操作的形態,但如圖11(A)所示,也可以為設置與面板40不同的其他觸摸板451,檢測對該觸摸板451進行的按壓操作的形態。另外,如圖11(B)所示,也能夠為作為外置的觸摸板452,檢測對觸摸板452的按壓操作的形態。
此外,在上述的例子中,作為變形操作,雖然表示了檢測按壓操作的情況,但也能夠檢測彎曲操作或者扭轉操作。圖12是檢測彎曲操作或者扭轉操作的顯示裝置1B的側面剖視圖,圖13是表示顯示裝置1B的結構的框圖。在圖12中,對與圖2共通的結構標注相同的附圖標記,省略說明。在圖13中,對與圖4共通的處理標注相同的附圖標記,省略說明。
在顯示裝置1B中,如圖12所示,在殼體50的背面側設置能夠分別獨立地檢測對該殼體50進行的彎曲操作或者扭轉操作的位移傳感器10C。如圖13所示,控制部20被從位移傳感器10C輸入與彎曲操作相對應的變形檢測信號Dsb以及與扭轉操作相對應的變形檢測信號Dst。其他的結構與顯示裝置1相同。此外,也能夠在面板40側設置位移傳感器10C,并非檢測對殼體50進行的彎曲操作或者扭轉操作,而檢測對面板40進行的彎曲操作或者扭轉操作。
圖14(A)是位移傳感器10C的俯視圖,圖14(B)是側視圖,圖14(C)是背面圖。
位移傳感器10C具備彈性體300、安裝于彈性體300的一個主面的第一壓電元件35、安裝于彈性體300的另一個主面的第二壓電元件36。第一壓電元件35具備矩形的壓電性片350。壓電性片350由上述的手性高分子(特別是PLLA)構成。壓電性片350形成為單軸拉伸方向與長邊方向形成45°。各個電極351以及電極352在壓電性片350的兩個主面大致全面形成。
第二壓電元件36具備矩形的壓電性片360。壓電性片360由手性高分子(特別是PLLA)構成。但是,壓電性片360形成為單軸拉伸方向與長邊方向平行(形成角=0°)。各個電極361以及電極362在壓電性片360的兩個主面大致全面形成。
如圖15所示,第一壓電元件35能夠檢測彎曲操作。圖15(A)是表示在彎曲位移為0的狀態下的位移傳感器10C的示意側面形狀的圖,圖15(B)是表示在規定的彎曲位移產生的狀態下的位移傳感器10C的示意側面形狀的圖。
如圖15(A)所示,在彎曲位移為0的情況下,即在不從外部對殼體50(位移傳感器10C)施加產生彎曲的力的情況下,彈性體300的主面成為平坦的狀態。這種情況下,第一壓電元件35以及第二壓電元件36不伸縮,不產生電壓。而且,在彎曲位移為規定值的情況下,即從外部對位移傳感器10C施加產生彎曲的力的情況下,如圖15(B)所示,彈性體300成為沿著主面的長邊方向而彎曲的狀態。這種情況下,第一壓電元件35根據彎曲量沿著長邊方向而伸長。由此,在第一壓電元件35的電極351以及電極352之間,產生符合伸長量的電壓。位移傳感器10C通過檢測該電壓,能夠檢測第一壓電元件35的伸長,即位移傳感器10C的彎曲操作及其彎曲量。
另一方面,圖16(A)是表示位移傳感器10C的示意立體形狀的圖,圖16(B)表示在規定的扭轉位移產生的狀態下的位移傳感器10C的示意立體形狀。但是,在圖16(A)以及圖16(B)中,為了說明,表示僅配置了第二壓電元件36的例子。
如圖16(A)所示,在扭轉位移為0的情況下,即在不從外部對殼體50(位移傳感器10C)施加產生扭轉的力的情況下,彈性體300的主 面成為平坦的狀態。這種情況下,第二壓電元件36不伸縮,第二壓電元件36的兩面的電極間不產生電壓。而且,在扭轉位移為規定值的情況下,即在從外部對彈性體300施加產生扭轉的力,彈性體300扭轉的情況下,如圖16(B)所示,與固定角部A以及固定角部B對置的角部C以及角部D跟平坦狀態相比較,彈性體300成為向法線方向分離規定距離的狀態。此時,角部C以及角部D以主面為基準,向相互相反方向移動。
這種情況下,第二壓電元件36在角部D及其附近,相對于單軸拉伸方向,向+45°的方向伸長,在角部C及其附近,相對于單軸拉伸方向,向-45°的方向收縮。因此,由于相對于構成第二壓電元件36的壓電性片360的單軸拉伸方向,沿著-45°以及+45°的方向產生收縮或者伸長(參照圖16(B)的實線粗箭頭符號),因此在構成第二壓電元件36的電極361以及電極362之間產生符合該收縮或者伸長的量的電壓。位移傳感器10C通過檢測該電壓,能夠檢測扭轉操作及其扭轉量。
此外,在該結構中,由于角部C與角部D向相互相反方向等量位移,因此根據如圖15所示的彎曲操作而產生的電壓相抵,不會由于彎曲操作而輸出變形檢測信號Dst。另外,相反地,第一壓電元件35的壓電性片350由于形成為單軸拉伸方向與長邊方向成為45°,因此不會由于扭轉操作而輸出變形檢測信號Dsb。因此,位移傳感器10C能夠分別獨立地、高精度地檢測彎曲操作以及扭轉操作。
而且,控制部20分別將從位移傳感器10C輸出的與彎曲操作相對應的變形檢測信號Dsb以及與扭轉操作相對應的變形檢測信號Dst轉換為位置檢測信號Dsd,向處理部22輸出。例如,控制部20將彎曲操作的變形檢測信號Dsb轉換為觸摸操作的位置檢測信號Dsd并輸出。這種情況下,例如,若處理部22在受理觸摸操作時執行進行拍攝的應用軟件,則利用者能夠利用彎曲操作進行拍攝的指示。這種情況下,主機裝置47側無需追加特殊的驅動器,而能夠受理利用彎曲操作的拍攝的指示。
另外,例如,在處理部22進行觸摸操作,并且受理向橫向移動的滑動操作,受理該滑動操作時執行變更顯示部30的圖像的應用軟件的情況下,控制部20將扭轉操作的變形檢測信號Dst轉換為滑動操作的位 置檢測信號Dsd并輸出。這樣,利用者能夠利用扭轉操作進行變更圖像的指示。這種情況下,主機裝置47側也無需追加特殊的驅動器,而能夠受理利用扭轉操作的圖像變更的指示。例如,在如平板型PC一樣利用雙手把持殼體的裝置中,在想要進行圖像的變更的情況下,雖然需要任意一只手暫時從殼體離開,利用手指進行滑動操作,但通過使用本發明的觸摸式輸入裝置,不在裝置側追加特殊的驅動器,而能夠通過利用雙手把持的扭轉操作執行圖像變更的處理。
符號說明
1…顯示裝置;11D…電容傳感器;11P…按壓傳感器;20…控制部;22…處理部;23…程序存儲部;30…顯示部;40…面板;45…觸摸式輸入裝置;47…主機裝置;50…殼體;52…控制電路模塊。

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觸摸式 輸入 裝置
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