CN105511677A - 触摸面板、触摸式输入装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

提供一种无论用笔还是用手指都能进行检测、可对应多点触控，并且能够检测按压力、可使透明电极的使用量极小的触摸面板。在具备具有规定的延伸轴方向(10)，并由L型聚乳酸构成的压电片材(3)的触摸面板(1)中，形成于压电片材(3)的相互对置的电极(21a～24a)不覆盖压电片材(3)的整个面，而按照离散地分布于多个位置的方式形成有多组。压电片材(3)处于在与延伸轴方向(10)不一致的方向(11a以及11b)上被赋予张力的状态。

Description

触摸面板、触摸式输入装置及其控制方法

本申请是国家申请号为201180021890.9，进入中国国家阶段日期为2012年10月30日，发明名称为“触摸面板、触摸式输入装置及其控制方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及触摸面板、触摸式输入装置及其控制方法，尤其涉及使用了压电片材的触摸面板、采用该触摸面板构成的触摸式输入装置及其控制方法。

背景技术

近年来，采用了所谓的触摸面板方式的输入装置、即触摸式输入装置大幅增加。除了银行ATM、车站的售票机之外，在移动电话机、便携游戏机、便携音乐播放器等中，伴随着薄型显示器技术的发展，采用触摸面板方式作为输入接口的设备大幅增加。

目前使用的触摸面板的主流是电阻膜式和静电电容式，但除此之外还存在光学式、电磁感应式、利用了由压电引起的弹性表面波的方式等。通常利用这些方式来检测位置信息。即，获取操作者触摸(按压操作)了触摸面板上的什么位置来作为坐标信息，执行根据该信息被指定的处理。如由银行ATM所代表那样，通过触摸画面上显示的按钮的部分，操作者能够像按压实际的按钮来进行操作那样对设备进行操作。最近的图形用户接口(GUI)处理技术的发展结果是：还存在通过操作者在画面上抚摸，能够使显示图像滚动、或利用手指直接控制显示为图形的滑动开关那样的装置。

在如“iPhone”(注册商标)所代表那样的终端信息设备中，最近利用两根手指来进行操作的多点触控(multitouch)这一方式成为主流。今后，触摸面板会被要求更进一步的多样性，最近想要与位置信息一并同时获得按压力信息这一迫切期望正在增强。即，如果能够检测出操作者以怎样的强度触摸了画面的什么位置这两种信息，则可实现操作性的进一步提高。

作为与此相关的技术，在日本特开平5－61592号公报(专利文献1)中公开了一种通过将位置检测用元件与压敏传感器重叠，来同时检测位置信息和按压力信息的技术。

另外，在日本特开2006－163618号公报(专利文献2)中公开了一种利用压电片材来获取按压力信息，并且，检测在以栅格状形成于该压电片材的多个电极线的什么部分出现了检测电压来获取位置信息的方式。

但是，专利文献1所记载的触摸面板在只进行位置检测的通常的触摸面板上还重叠有由压电片材或感压电阻体片材形成的压敏传感器。该压敏传感器覆盖触摸面板的整个面。

通常的触摸面板惯例被设置在某个图像显示装置之上，被要求高的透明度。位置检测用的触摸面板、压敏传感器也分别具有多个膜和电极层。该方式无法检测多点触控。另外，如果使上述膜透明，并使用氧化铟锡(ITO)等透明导电材料作为电极层，则虽然能够使整体透明，但由于层叠数多，所以存在光线透过率降低这一问题。另外，由于需要许多部件和工序，所以成为成本提高的重要因素。并且，由于位置信息与按压力信息被分别检测，所以还存在信号处理复杂这一问题。

另一方面，专利文献2所记载的触摸面板为了同时检测位置信息和按压力信息，对压电片材形成了栅格状的微小布线电极。由于根据信号从该栅格状电极的哪个电极被强烈检测出来而获得位置信息，所以需要将这些微小布线全部与运算处理部连接，由此存在构造相当复杂这一问题。

另外，在日本特开2006－39667号公报(专利文献3)中记载了一种能够在电阻膜式触摸面板中进行多点触控的技术。

总之，专利文献1～3所记载的方案使用了ITO等透明电极。ITO使用作为稀有金属的铟，有可能因枯竭而价格高涨。另外，虽然也存在ITO以外的透明电极，但对树脂膜整体构成电极不仅费时费力，而且由于即便是透明电极其透过率也不是100％，所以多少会导致透过率降低。

此外，一般在单一的电阻膜式触摸面板中，无法检测多点触控，也不能检测到按压力。而且，还具有必须使用大面积的透明电极这一问题。

另外，一般在单一的静电方式触摸面板中，虽然能够实现多点触控，但无法应用使用了笔的触摸，还无法检测到按压力。而且，还存在必须使用大面积的透明电极这一问题。

专利文献1:日本特开平5－61592号公报

专利文献2:日本特开2006－163618号公报

专利文献3:日本特开2006－39667号公报

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于解决上述那样的问题，提供一种无论用笔还是用手指都能进行检测，可以对应于多点触控，并且能够检测按压力，能使透明电极的使用量极小的触摸面板、和采用该触摸面板构成的触摸式输入装置及其控制方法。

本发明首先面向具有下述特征的触摸面板，该触摸面板具备：压电片材，其具有朝向规定的方向的延伸轴，并由L型聚乳酸构成；和在压电片材的相互对置的第1以及第2主面上分别形成的相互对置的第1以及第2电极；为了解决上述的技术课题，第1以及第2电极不覆盖压电片材的整个面，而按照离散地分布于多个位置的方式形成有多组。

本发明还面向触摸式输入装置，该触摸式输入装置具备上述触摸面板，在按压操作触摸面板时，通过比较各组的电极中产生的电压，来运算按压操作的位置以及按压力。

本发明涉及的触摸式输入装置具备将经过下述工序得到的电压作为各栅格点处的基础电压而预先保管的存储单元，所述工序是指：针对触摸面板的操作面设定栅格状的矩阵坐标的工序；和分别测定与针对栅格状的矩阵坐标的各栅格点进行的由规定加重引起的按压操作相关联地在各组的电极产生的电压的工序。

并且，本发明涉及的触摸式输入装置的特征在于，具备：求出与操作者针对触摸面板的操作面的按压操作相关联地在各组的电极产生的实际的测定电压的单元；针对每一个栅格点，按各组的电极计算测定电压相对基础电压的比率的单元；针对每一个栅格点，按各组的电极求出比率的平均值的单元；针对每一个栅格点，求出比率的标准偏差的单元；按照标准偏差的从小到大的顺序对栅格点定位的单元；从定位后的栅格点的上位开始选择规定的n个栅格点的单元；当将选择的栅格点的坐标设为(Xk，Yk)(k＝1、2、…、n)，将标准偏差设为Sk(k＝1、2、…、n)时，将操作者进行的按压操作的按压位置的坐标(X，Y)决定为X＝Σ(Xk/Sk)/Σ(1/Sk)、Y＝Σ(Yk/Sk)/Σ(1/Sk)的单元；和将定位的最上位的栅格点的比率的平均值与加重相乘，来求出操作者进行的按压操作的按压力的单元。

本发明还面向触摸式输入装置的控制方法，是具备上述触摸面板，在按压操作了触摸面板时，通过将各组电极产生的电压进行比较，来运算按压操作的位置以及按压力的触摸式输入装置的控制方法。本发明涉及的触摸式输入装置的控制方法首先具备：第1预备工序，针对触摸面板的操作面设定栅格状的矩阵坐标；第2预备工序，分别测定与针对栅格状的矩阵坐标的各栅格点的基于规定加重的按压操作相关联地在各组的电极产生的电压；和第3预备工序，将通过第2预备工序得到的电压作为各栅格点处的基础电压保管到存储器中。

而且，还在实际使用时具备：第1实践工序，求出与操作者针对触摸面板的操作面的按压操作相关联地在各组的电极产生的实际的测定电压；第2实践工序，针对每一个栅格点，按各组的电极计算测定电压相对基础电压的比率；第3实践工序，针对每一个栅格点，按各组的电极求出比率的平均值；第4实践工序，针对每一个栅格点，求出比率的标准偏差；第5实践工序，按标准偏差的从小到大的顺序对栅格点进行定位；第6实践工序，从定位后的栅格点的上位开始选择规定的n个栅格点；第7实践工序，当将选择的栅格点的坐标设为(Xk，Yk)(k＝1、2、…、n)，将标准偏差设为Sk(k＝1、2、…、n)时，将操作者进行的按压操作的按压位置的坐标(X，Y)决定为X＝Σ(Xk/Sk)/Σ(1/Sk)、Y＝Σ(Yk/Sk)/Σ(1/Sk)；和第8实践工序，将定位的最上位的栅格点的比率的平均值与加重相乘，求出操作者进行的按压操作的按压力。

在上述的第2预备工序以及第1实践工序中，各电极产生的电压可以在针对触摸面板的操作面的按压操作中的、按压方向(朝向操作面的方向)的动作时检测，也可以在反按压方向(从操作面离开的方向)的动作时检测。

根据本发明涉及的触摸面板，能够成为无论用笔还是用手指都能进行检测，可对应多点触控，并且能够检测按压力的触摸面板。而且，由于没有将电极形成为覆盖压电片材的整个面，因此可以不大量使用高价的用于透明电极的材料。另外，由于电极形成为离散地分布于多个位置，所以通过研究电极的位置，能够提高触摸面板的光线透过性。

例如，由于针对位于压电片材的外周缘部的电极，不需要特别赋予透明性，所以作为电极材料，可使用比透明电极材料廉价的如铝、铜、金或者镍那样的金属。换言之，根据需要，仅针对在遮挡向显示器面的视野的位置形成的电极，使用以作为透明电极材料的氧化铟锡、氧化铟-氧化锌、氧化锌或者聚噻吩为主成分的材料即可。

在本发明涉及的触摸面板中，若压电片材处于向与延伸轴的方向不一致的方向被赋予了张力的状态，则能够飞越性地提高检测灵敏度、尤其是针对多点触控的检测灵敏度。

在上述的情况下，若压电片材在沿着与延伸轴的方向不一致的方向延伸的区域中，借助接合剂与表面保护膜贴合在一起，在除此以外的区域中借助粘合剂与表面保护膜贴合在一起，则能够向压电片材的规定的方向容易且稳定地赋予张力。

根据本发明涉及的触摸式输入装置及其控制方法，即使压电片材上分布的电极的数量比较少，也能够基于预先求出的基础电压这一离散性基础数据，来得到关于非离散的位置、即整个表面中的任意位置的位置信息，同时可以检测出按压力。

在本发明涉及的触摸式输入装置的控制方法中的第2预备工序以及第1实践工序中，如果基于各组的电极产生的电压中绝对值最大的电压的极性，来判断各组的电极产生的电压是在针对触摸面板的操作面的按压操作中的按压方向动作时检测出的，还是在反按压方向动作时检测出的，则能够实现可靠性更高的判断。

在本发明涉及的触摸式输入装置的控制方法中的第2实践工序中，如果不使用基础电压中表示比规定的阈值小的电压值的电极中的基础电压，则能够提高处理的可靠性，并且，能够减轻处理能力的负荷。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的触摸式输入装置所具备的触摸面板1的图，(A)是俯视图，(B)是沿着(A)的线B－B的剖视图。

图2是用于对PLLA的压电性进行说明的图。

图3是将按压了图1所示的触摸面板1的规定的位置时在电极21a～24a的每一个与电极21b～24b的每一个之间产生的电压进行比较并表示的图，(A)表示按压的位置，(B)表示对应于(A)所示的位置而产生的电压。

图4是表示本发明的第2实施方式涉及的触摸面板1a的、与图1(A)对应的图。

图5是表示本发明的第3实施方式涉及的触摸面板1b的、与图1(A)对应的图。

图6是表示本发明的第4实施方式涉及的触摸面板1c所具备的压电片材3的图，(A)是俯视图，(B)是沿着(A)的线B－B的剖视图。

图7是表示具备图1所示的触摸面板1而构成的触摸式输入装置100的电路构成的框图。

图8是用于说明对触摸面板1的操作面设定的栅格状的矩阵坐标的图。

图9是表示图7所示的运算部103执行的坐标检测算法的流程图。

图10是用于对利用图9所示的坐标检测算法实施的按压操作点的坐标决定的影像进行说明的图。

图11是本发明的比较例的图，是表示关于多点触控对应为不完备的构成的触摸面板1d的、与图1(A)对应的图。

图12是表示针对图11所示的触摸面板1d，同时触摸了触摸面板1d中的沿着对角线的2个点时的产生电压的比率的图。

图13是表示为了得到图12所示的产生电压而按压操作的位置的、与图11对应的图。

图14是表示针对图1所示的触摸面板1同时触摸了2个点时产生电压的比率的图。

图15是表示为了得到图14所示的产生电压而按压操作的位置的、与图1(A)对应的图。

图16是表示本发明的第5实施方式涉及的触摸面板1e的图，(A)是俯视图，(B)是俯视图中央横剖视图。

具体实施方式

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的触摸面板1的图，在图1中，(A)是俯视图，(B)是沿着(A)的线B－B的剖视图。

触摸面板1如图1(B)所示，具有按表面保护膜2、具有压电性的压电片材3、橡胶态弹性体4、以及基体5的顺序层叠的剖面构造。更详细而言，压电片材3与表面保护膜2贴合在一起，橡胶态弹性体4被配置在表面保护膜2与基体5之间。其中，橡胶态弹性体4允许压电片材3的变形，由弹性体或凝胶材料构成，但压电片材3与基体5之间也可以残留为空间。

触摸面板1通常被配置在液晶显示器、有机EL显示器、等离子显示器、电子纸张等平板显示器(FPD)的表面。因此，优选构成触摸面板1的各要素由具有透明性的材料构成。另外，该情况下，前述的基体5也可以由FPD构成。以下假设基体5由FPD构成来进行说明。

表面保护膜2构成应该受到操作者的按压操作的操作面，例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚丙烯等所形成的膜、或者玻璃板构成。虽然省略图示，但也可以在表面保护膜2的表面形成防反射膜或用于防止受损、防止污染的硬涂层，或者将这些层复合得到的层。其中，图1(A)图示了将表面保护膜2除去后的状态。

压电片材3由单轴延伸的L型聚乳酸(PLLA)构成。在图1(A)中，用箭头10表示了PLLA的延伸轴方向。PLLA具有透明性高这一优点。

在压电片材3的第1主面3a上形成有第1电极21a～25a，按照与这些第1电极21a～25a分别隔着压电片材3对置的方式，在压电片材3的与第1主面3a对置的第2主面3b上形成有第2电极21b～25b。其中，针对第2电极21b～25b，图1(B)中仅表示了电极25b。

在图1(B)的剖视图中，夸张地表示了各要素的厚度。实际上压电片材3的厚度为50～100μm左右。但是，鉴于压电片材3整体的大小、压电片材3的压电特性自身，也可以是超过该厚度的厚度，还可以是小于该厚度的厚度。任意要素的厚度都是应该根据整体的设计来决定的设计事项。

压电片材3相对未图示的具有强度的框体，箭头11a以及11b的方向被束缚而固定。由此，压电片材3处于被赋予箭头11a以及11b方向的张力的状态。

图2是用于对PLLA的压电性进行说明的图。如果对由PLLA构成的正方形形状的压电片材30沿着用符号32表示的方向施加电场，则产生用实线31表示那样的近似菱形那样的变形。其中，在图2中十分夸张地表示了该变形。

在图2中，箭头33表示了PLLA的延伸轴方向。这样的变形是由来于PLLA的压电常数d₁₄的变形。简而言之，压电片材30沿着与延伸轴方向33大致呈45度的方向(对角线方向)的轴延伸，沿着从该方向朝向90度的方向的轴收缩。这是逆压电效果。反过来，如果因外力而产生实线31那样的变形，则产生用符号32表示的方向的电场，如果在压电片材30的两个主面形成有电极，则在该电极中会产生电压。这是压电效果。因此，可知产生这样的菱形的变形那样的情况是能够最高效地获得压电效果的状态。

再次返回到图1，在触摸面板1中，由于压电片材3在箭头11a与11b的方向被束缚，所以，例如若按压压电片材3的中央部来使其变形，则该压电片材3会产生如图2的实线31所示那样的变形。

图3是将按压了触摸面板1的规定的位置时在电极21a～24a的每一个与电极21b～24b的每一个之间产生的电压进行比较并表示的图。即，在按压了图3(A)所示的触摸面板1的规定的位置〈1〉、〈2〉、…、〈9〉时，电极21a与21b之间的通道1(CH1)中产生的电压、电极22a与22b之间的通道2(CH2)中产生的电压、电极23a与23b之间的通道3(CH3)中产生的电压、以及电极24a与24b之间的通道4(CH4)中产生的电压在图3(B)中以棒状图表来表示。其中，这里没有使用中央的电极25a以及25b。

如图3(B)所示，可知电压的产生图案是丰富多彩的，如果识别该图案，则能够识别触摸面板1上的平面的位置。

这里，如果将压电片材3构成得大于基体5，并利用框体(未图示)覆盖位于外周缘部的电极21a～24a，则在基体5所显示的图像上除了电极25a之外，不存在电极。因此，如果不形成电极25a，则并不需要形成透明电极。即，电极21a～24a以及电极21b～24b能够通过铝、铜、银或金等的蒸镀、溅射或者镀敷来形成，可以廉价地提供触摸面板1。

其中，位于中央的电极25a以及25b不是必须的。但是，如果利用将从氧化铟锡、氧化铟-氧化锌、氧化锌以及聚噻吩所构成的组中选择的1种物质作为主成分的透明电极材料来构成这些电极25a以及25b，并且使其位于压电片材3的中央，则能够使电压产生图案更丰富多彩，可以进一步提高检测分辨能力。

如以上说明那样，如果成为发生与PLLA的逆压电效果那样的变形接近的变形那样的机构，则能够最高效地取出变化丰富的电压。即，以上说明的实施方式为最佳的方式。

此外，在难以如图1(A)所示那样仅向箭头11a以及11b的方向施加张力的情况下，通过对压电片材3整体施加张力，并只向箭头11a以及11b的方向施加更强的张力，也能够得出与上述最佳方式接近的结果。

图4是对本发明的第2实施方式涉及的触摸面板1a进行表示的、与图1(A)对应的图。在图4中，对与图1(A)所示的要素相当的要素标注相同的参照附图标记而省略重复的说明。图4中表示了延伸轴方向10倾斜45度的情况下的电极配置的优选例、和张力方向11a以及11b的优选例。

例如，存在下述情况，即若以相同的张力拉伸压电片材3的4边而将其固定，则即使按压操作的位置不同，来自电极21a～24a的电压的图案也相同，从而位置检测变难(参照图11)。与此相对，如果在图4所示的张力方向11a以及11b之下将电极21a～24a配置到各边的近似中央，则与图1所示的实施方式的情况同样，能够获得图3(B)所示那样的电压的丰富多彩的产生图案，可以准确地进行位置检测。

在图1(A)以及图4中，电极21a～24a以相同的大小配置在对称的位置，但对位置以及大小没有特别限制。关于电极21a～24a的大小，如果是通过为了放大来自电极21a～24a的电压而使用的放大器能够获得足够的电压的大小，则可以为任意的大小。也可以有意使各个的电压的大小不同，对产生电压的大小进行控制。

另外，形成在外周缘部的电极21a～24a不必一定为4个，例如也可以是3个，还可以将数量增加至6个、9个。在设定某一阈值，不使用该阈值以下的电压的情况下，如果电极数少，则有可能无法识别图案，但如果设定足够数量的电极，则在这样的情况下也能够应对。如果使电极的位置非对称、或使电极的大小非对称，则图3(B)所示那样的电压的产生图案难以对称，判断变得更容易。

同样，对于位于中央的电极25a，其数量也是任意的，也可以不设置。

图5是表示本发明的第3实施方式涉及的触摸面板1b的、与图1(A)对应的图。在图5中，对与图1(A)所示的要素相当的要素标注相同的参照附图标记而省略重复的说明。

图5表示了电极构成的变形例。更详细而言，在压电片材3的第1主面3a上设有第1电极41a～46a，这些电极41a～46a各自的大小相互不同，而且，位置也不遵循一定的法则。虽未图示，但在压电片材3的第2主面上形成并且与第1电极41a～46a分别对置的第2电极也同样。

虽然对于张力方向没有图示，但作为被赋予张力的点，可考虑电极42a以及电极45a所位于的部分，或者电极43a以及电极46a所位于的部分等。当然，即便是除此之外的点，也能够获得相同的效果。最优选按照与延伸轴方向10近似呈45度的方向的方式来赋予张力，但也可以除此之外的方向，优选在如图5所示的压电片材3那样为长方形形状的情况下，向与对角线方向一致的任意一个方向施加张力。

另外，也可以按照对角线方向与延伸轴方向呈45度的方向的方式，来改变成为压电片材3的材料的膜的切取方向。即，使延伸轴方向与图示的延伸轴方向10不同。

总之，希望张力方向与延伸轴方向10完全不一致。

另外，电极的形状不限于是长方形，可以是任意的形状。

另外，也可以将多个电极的一部分串联连接。以下对此具体进行说明。

图6是表示本发明的第4实施方式涉及的触摸面板1c所具备的压电片材3的图，(A)是俯视图，(B)是沿着(A)的线B－B的剖视图。在图5中，对与图1所示的要素相当的要素标注相同的参照附图标记而省略重复的说明。

在图6中，沿着压电片材3的外周缘部形成多个电极，将这些电极的一部分串联连接。即，如图6(B)所示，第1电极51a与第2电极52b通过连接线57相互连接，第1电极52a与第2电极53b通过连接线58相互连接，由此，从电极51b到电极53a串联连接。另外，第2电极54b与第1电极55a通过连接线59相互连接，第2电极55b与第1电极56a通过连接线60相互连接，由此，从电极54a到电极56b串联连接。

与第2电极51b及第1电极53a分别连接的连接线61及62、以及与第1电极54a及第2电极56b分别连接的连接线63及64和未图示的放大器连接。

这样，如果将产生等电位的电极对串联连接，则检测电压更大，可以进一步减小相对噪声的误差。

接下来，对利用因按压操作而产生的电压来检测位置以及按压力的方法进行说明。

图7是表示具备图1所示的触摸面板1而构成的触摸式输入装置100的电路构成的框图。触摸式输入装置100具备触摸面板1和处理装置101，处理装置101具备检测部102、运算部103和存储部104。其中，在参照图7进行的说明中，由于不需要在触摸面板1所具备的第1电极21a～24a与第2电极21b～24b之间进行区别，所以将它们统称为“电极21”～“电极24”，并且在图7中使用“21”～“24”的参照附图标记。

参照图7，电极21～24的每一个中产生的电压分别通过连接线105a～105d被发送给检测部102，因此，各电压被放大。放大后的电压被运算部103解析，求出位置以及按压力。存储部104中预先保存有所获取的基础电压。

首先，针对在实际使用触摸式输入装置100之前应该预先进行的预备处理加以说明。

首先，作为第1预备工序，如图8所示，针对触摸面板1的操作面设定栅格状的矩阵坐标。在图8中省略了电极21～24的图示。此外，将位于中央的电极25a以及25b设为不存在的电极来进行以下的说明。矩阵坐标的栅格点是虚构的点，例如不是被描绘在操作面上的点。栅格点的数、即由纵轴与横轴形成的分割数是任意的，虽然越细致分割分辨能力越上升，但该预备工序以及后续的运算处理变得复杂。

根据本发明，可以提供即使在某种程度粗略地获取了栅格点的状态下，也能准确地检测位置的方法。只要以最终要求的分辨能力的10～100倍程度的间隔设定栅格点即可。例如若要求分辨能力为0.2mm，则只要以2～20mm左右的间隔设定栅格点即可。设为要求分辨能力的10倍还是100倍由压电片材3的检测灵敏度决定。这基于压电片材3的厚度、压电常数及均匀性、以及使用什么作为表面保护膜2的材料来决定，因此是设计事项。

接下来，作为第2预备工序，对所有的栅格点施加预先决定的规定的按压力，此时，对电极21～24的每一个中产生的电压进行测定。

在压电体中，由于在按压操作中的按压方向(朝向操作面的方向)的动作时和反按压方向(从操作面离开的方向)的动作时双方产生电压，所以希望获取该双方的电压。实际的测定通过使用机械手和与机械手连动的自动计测装置来自动进行。希望进行多次测定来取平均值，或采用多点的数据进行最小平方近似。

接下来，作为第3预备工序，将通过上述第2预备工序得到的电压与各栅格点的坐标值一同作为各栅格点处的基础电压保管到存储部104中。

当在纵向和横向分别设定了n条线时，栅格点的个数为n×n。不必一定将纵向的分割数与横向的分割数设为相同。另外，不需要以等间隔进行所有的分割，也可以分成分辨能力的要求高的区域和分辨能力的要求低的区域，使栅格间的间隔不同。

另外，尤其在用玻璃板构成表面保护膜2的情况下，按压中央区域时的机械变化比按压周边区域时的机械变化大。因此，在中心附近检测出具有“张驰”的电压，在周边部噪声容易载入。与之相伴，还存在使周边部的分割数较多的情况。

以上是实际使用触摸式输入装置100之前应该预先进行的预备工序。接下来，对在实际使用时实施的实践工序进行说明。

在实际使用时，并不一定限于触摸栅格点。对此时的坐标的求取方进行说明。图9表示了运算部103执行的坐标检测算法。参照图9对各流程进行说明。

F000：

在此，开始执行程序。

以触摸面板1中产生了电压作为触发，检测部102可以引入触发，来使该程序开始，也可以总是以一定间隔反复执行。

F001：

运算部103从存储部104读入各栅格点的坐标、和该点处的基准按压时在电极21～24的每一个中产生的电压。

不需要每当产生针对触摸面板1的按压便进行该处理，如果一旦在CPU上装载了数据，则之后不需要执行。

F002：

从检测部102读入测定电压(来自电极21～24的每一个的电压值)。

其中，检测部102中被送入有关与操作者针对触摸面板1的操作面的按压操作相关联在电极21～24的每一个中产生的实际的测定电压的数据。

F003：

该步骤是反复处理的上端。

针对所有的栅格点执行反复处理。

F004：

按电极21～24的每一个求出测定电压相对基础电压的比率。

若进行例示，则如下所述。考虑在栅格点A、B以及C这3个点比较了测定电压与基础电压的例子。

[表1]

栅格点A

标准偏差→0.16

[表2]

栅格点B

电极	测定电压	基础电压	比率
				21	45	21	2.14
22	－80	－40	2.00
				23	78	41	1.90
24	37	19	1.95

标准偏差→0.10

[表3]

栅格点C

电极	测定电压	基础电压	比率
				21	45	60	0.75
22	－80	－55	4.15
				23	78	18	4.33
24	37	75	0.49

标准偏差→1.76

在表1以及表2所示的栅格点A以及栅格点B中，当将测定电压与基础电压进行比较时，在哪个电极中都计测出约2倍附近的比率。另一方面，在表3所示的栅格点C中，测定电压与基础电压的比率在电极间很无规则。

根据这些表1～表3可知，栅格点C远离实际的按压点，栅格点A以及栅格点B的附近的点被按压。这里忽略考虑测定误差等。

在求取比率时，前提为符号一致。在符号不一致的情况下，判断为该栅格点位于与按压点完全不同的、即远离的位置，不进行比率的计算。

在某个电极的基础电压或测定电压接近于0的情况下，存在符号反转的可能性。对此，在预先设定了阈值，且某个电极的基础电压低于阈值的情况下，只有该电极的数据在以下的处理中不使用。

例如，通常在下一步骤中以4个点进行标准偏差计算，但在如上述那样存在比阈值低的基础电压的情况下，除去表示该基础电压的点，以3个点进行计算。由此，能够防止在基础电压位于0附近的情况下，计算出的比率极大。

F005：

求出各电极每一个的比率的标准偏差。

标准偏差的例子也记载于表1～表3。根据表1～表3可知，比率的偏差越小，表示按压点与该栅格点越接近，且标准偏差小。

如果标准偏差为0，这表示按压是该栅格点自身的按压。实际上由于误差的影响，标准偏差为0的概率极小，但在万一为0的情况下，可中断以后的坐标判断处理，将按压点的坐标作为栅格点自身的坐标。在实际的程序中，当预先设定了标准偏差的阈值，且比阈值小时，中断以后的坐标判断处理，将按压点的坐标决定为栅格点自身的坐标。

F006：

对通过之前的处理得到的标准偏差进行定位。

由于是反复处理，所以在之前的一系列动作中已经定位。因此，计算出这次求出的标准偏差位于前次的什么位次，将以后的数据的位次向下错移。

F007：

该步骤是反复处理的下端。

反复进行F003～F007，直到遍及所有的栅格点完成计算。

F008：

求出在最终的F006的处理中被定位为最上位的栅格点的相对基础电压数据的比率的平均值，将其作为按压力比率。

例如在表1～表3所示的栅格点A～C中的栅格点B被设为第1位的点的情况下，若计算其比率的平均值，则为1.998。因此，如果是将基准按压力设为0.10N的情况，则判断为实际的按压力约为0.20N。

F009：

如图9所示，对变量分配数值。

如果对定位到第M个为止的数据进行求取，则在将栅格点的坐标设为(GXk，GYk)，将标准偏差设为Sk时，k＝1、2、…、M。这里，M在实用上若设为3或4则足够。如果设为更多，则只是增加了计算量，误差反而变大。

F010：

如图9所示那样进行计算。

若将求取的坐标设为(X，Y)，则通过

X＝Σ(GXk/Sk)/Σ(1/Sk)…(1)以及

Y＝Σ(GYk/Sk)/Σ(1/Sk)…(2)

(其中，k＝1、2、…、M)的公式来求取。

按压操作点的坐标决定的影像如下所述。图10是将M＝4时的上位的栅格点的附近抽出表示的图。在图10中，在按压操作点70的附近图示了栅格点71～74。需要说明的是，在触摸面板1上这样的栅格点不以能观察到的形式存在。

根据前述的定位，决定成第1位为栅格点74，第2位为栅格点71，第3位为栅格点73，第4位为栅格点72。如果第1位的栅格点74、第2位的栅格点71、第3位的栅格点73以及第4位的栅格点72的各坐标分别为(－20，5)、(－20，10)、(－25，5)以及(－25，10)，而且，各自的标准偏差分别为0.05、0.08、0.13以及0.18，则通过上述(1)以及(2)式，求出按压操作点70的坐标(X，Y)为(X，Y)＝(－21.45，6.97)。

在以上的说明中，记载了按压操作中的在按压方向动作时检测出的数据的处理方式，在使进行按压的手指或者笔离开时、即在反按压方向动作时也产生电压，该电压的极性与按压方向动作时反转。对于由检测部102检测出的电压而言，如果着眼于被检测出最大的电压的电极，则其极性被决定。因此，如果着眼于其极性，则能够区别是按压方向动作时、还是反按压方向动作时。

相对于按压动作时产生的电压，在反按压方向动作时，所有的电极中产生反极性的电压，因此，如果将该极性读反，则能够直接利用按压方向动作时的数据。

另外，在数据获取工序中，如果使用反按压方向动作时获取的数据，则能够直接以相同的算法进行检测。

当然也能够以按压方向动作时的数据进行位置检测与按压力检测，在反按压动作时什么也不做。或者，也可以在按压方向动作时什么也不做，而仅在反按压动作时进行检测。另外，还能够采用仅在按压方向动作时进行位置检测，在反按压方向动作时进行按压力检测这一方法，或其相反的方法。

并且，也可以是在按压方向动作时与反按压方向动作时双方进行全部检测，并使用它们的平均这一方法。另外，也可以在按压方向动作时与反按压方向动作时捕获各自的结果。

另外，当进行按压操作时，由于改变按压的速度或者离开的速度，检测电压发生变化，所以在应用于游戏机等的情况下，能够在按压操作中区分使用缓慢按压、迅速按压、缓慢离开、迅速离开等。

接下来，对本发明涉及的触摸面板的多点触控对应进行说明。

图11是本发明的比较例的图，是表示关于多点触控对应为不完备的构成的触摸面板1d的、与图1(A)对应的图。在图11中，对与图1(A)所示的要素相当的要素标注相同的参照附图标记而省略重复的说明。

在图11所示的触摸面板1d中，压电片材3如4个箭头11a～11d所示那样，被固定成向其4个角施加张力。另外，延伸轴方向10与从张力方向11b朝向张力方向11d的方向一致，电极21a～24a被配置成在压电片材3的4条边的各中心附近具有近似对称的位置关系。

在图12的图表中表示了针对这样的触摸面板1d，同时触摸(多点触控)触摸面板1d中的沿着对角线的2个点时的产生电压。图12所示的图表将最大的电压规一化为1。

在图12中，“CH1”表示电极21a与21b之间的通道1中产生的电压，“CH2”表示电极22a与22b之间的通道2中产生的电压，“CH3”表示电极23a与23b之间的通道3中产生的电压，“CH4”表示电极24a与24b之间的通道4中产生的电压。

另外，图12中用圆圈包围的〈1〉、〈2〉以及〈3〉表示按压操作的位置，与图13中用圆圈包围的〈1〉、〈2〉以及〈3〉分别所表示的位置对应。由图13中用〈1〉、〈2〉以及〈3〉表示的位置分别各存在两处可知，图12所示的电压是同时按压操作图13中的两处〈1〉的位置、两处〈2〉的位置以及两处〈3〉的位置时的电压。

根据图12可知，在〈1〉的位置、〈2〉的位置以及〈3〉的位置的任意一处，CH1～CH4间的电压的比率都成为几乎相同那样的图案。由此可知，在多点触控中，将〈1〉的位置、〈2〉的位置以及〈3〉的位置相互分离是非常困难的。

其中，触摸中央的1点的情况也成为相同那样的电压的比率，可推测为与1点触摸的分离也较困难。因此认为，即使使用中央的电极25a，也难以进行上述那样的分离。

与此相对，图14表示了构成作为最佳方式的前述的图1所示那样的触摸面板1，使中央的电极25a也工作时的电压。在图14中，“CH1”表示电极21a与21b之间的通道1中产生的电压，“CH2”表示电极22a与22b之间的通道2中产生的电压，“CH3”表示电极23a与23b之间的通道3中产生的电压，“CH4”表示电极24a与24b之间的通道4中产生的电压，以及“CH5”表示电极25a与25b之间的通道5中产生的电压。

图15中表示了为了获得图14所示的电压而按压操作的位置。即，图14中用圆圈包围的〈1〉、〈2〉、…、〈9〉表示按压操作的位置，与图15中用圆圈包围的〈1〉、〈2〉、…、〈9〉分别表示的位置对应。在图15中，根据用〈1〉、〈2〉、…、〈9〉表示的位置分别各存在两处可知，图14所示的电压是同时按压操作了图15中的两处〈1〉等的位置时的电压。

如图14所示，2点触摸时的CH1～CH5间的电压的比率在〈1〉、〈2〉、…、〈9〉的各个位置完全不同，因此可知，能够同时实现位置检测以及按压力检测。由此推测为，如果增加电极数，则变化会进一步变多。

图16是表示本发明的第5实施方式涉及的触摸面板1e的图，(A)是俯视图，(B)是俯视图中央横剖视图。在图16中，对与图1所示的要素相当的要素标注相同的参照附图标记而省略重复的说明。

在图16所示的触摸面板1e中，压电片材3例如与由玻璃板构成的表面保护膜2贴合在一起，表面保护膜2隔着框状的隔离物81被固定于基体5。在该实施方式中，压电片材3与基体5之间未被橡胶态弹性体填充而保持有空间。

在图16(A)中，表面保护膜2以位于其下方的部件被透视的状态图示。另外，在图16中省略了电极的图示。

对压电片材3而言，其对角线方向与延伸轴方向10不一致，在这样的沿对角线方向延伸的区域中，借助接合剂82与表面保护膜2贴合在一起，在此外的区域中，借助粘合剂83与表面保护膜2贴合在一起。作为接合剂82以及粘合剂83，优选使用透明性高的。因此，如果使用透明性高的接合剂82以及粘合剂83，则实际上无法视觉辨认它们本身以及它们的边界线。

由于粘合剂83具有比较大的弹性或者塑性，所以在表面保护膜2变形时，压电片材能够相对表面保护膜2稍微错移。另一方面，通过接合剂82贴合在一起的部分与表面保护膜2的伸缩对应地产生伸缩。因此，能够产生与如图1中用箭头11a以及11b所示那样沿着对角线施加张力的情况相同的效果。

在图16所示的触摸面板1e中，由于不具备橡胶态弹性体，所以能够更加薄型化。而且，如果用玻璃板构成表面保护膜2，则能够成为外观优美、耐冲击、耐划的触摸面板。其中，该情况下，成为表面保护膜2的玻璃板可以充分薄到允许压电片材3的变形的程度。

附图标记说明如下：

1、1a、1b、1c、1e－触摸面板；2－表面保护膜；3、30－压电片材；3a、3b－主面；10、33－延伸轴方向；11a、11b－张力方向；21～25、21a～25a、21b～25b、41a～46a、51a～56a、51b～56b－电极；70－按压操作点；71～74－栅格点；82－接合剂；83－粘合剂；100－触摸式输入装置；101－处理装置；102－检测部；103－运算部；104－存储部。

Claims (3)

1.一种触摸面板，其特征在于，具备：

压电片材，其具有朝向规定的方向的延伸轴，并由L型聚乳酸构成；以及

电极，其形成于所述压电片材；

所述触摸面板处于在与所述延伸轴近似呈45度的方向被赋予张力的状态。

2.根据权利要求1所述的触摸面板，其特征在于，

所述压电片材为长方形形状，

所述压电片材处于在与所述压电片材的对角线方向一致的任意一个方向被赋予所述张力的状态。

3.根据权利要求1所述的触摸面板，其特征在于，

所述触摸面板还具备沿着所述压电片材的主面配置的表面保护膜，

所述压电片材在沿着所述压电片材的对角线方向延伸的区域，借助与周围相比具有较大的弹性的粘合剂与所述表面保护膜贴合在一起。