CN105793686B - 输入装置以及输入装置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及输入装置以及输入装置的控制方法。输入装置(1)具备压敏传感器(50)和传感器控制器(90)，传感器控制器(90)具有获取压敏传感器(50)的实际输出值的获取部(91)、存储有校正函数g(Vout)的存储部(92)、以及为了使压敏传感器(50)的输出特性直线化而通过将实际输出值代入校正函数g(Vout)来校正实际输出值的校正部(93)，校正函数g(Vout)是针对压敏传感器(50)的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将压敏传感器(50)的输出变量Vout置换为压敏传感器(50)的校正输出变量Vout'并且将针对压敏传感器(60)的施加载荷变量F置换为输出变量Vout所得的函数。

Description

输入装置以及输入装置的控制方法
技术领域
本发明涉及具备压敏传感器的输入装置、以及该输入装置的控制方法。
关于承认通过参照文献而进行引用的指定国，将2013年12月27日在日本国申请的特愿2013－272968所记载的内容通过参照而引入本说明书，并作为本说明书的记载的一部分。
背景技术
为了提高压敏传感器的检测精度，作为减少压敏传感器的特性的个体间的偏差的技术，已知如下那样的技术。
即，已知按照每个个体规定基于实测数据来表示输出对压力的关系的近似式的技术(例如参照专利文献1)、用于规定在外力为0的情况下压敏传感器的电阻值也为0而在外力为最大的情况下压敏传感器的电阻值为1的外力－电阻特性的标准化信息的技术(例如参照专利文献2)。
专利文献1:日本特开2005－106513号公报
专利文献2:日本特开2011－133421号公报
然而，说起来，压敏传感器具有施加载荷越大，电阻值的降低率趋缓的曲线的特性。因此，产生即使是同一载荷变化量，电阻变化量也根据初始载荷而不同这种现象。因此，存在如果没有实现压敏传感器的特性的直线化，则不能够充分地实现压敏传感器的检测精度的提高这个问题。
发明内容
本发明要解决的课题是提供一种通过实现压敏传感器的特性的直线化，从而能够实现压敏传感器的检测精度的提高的输入装置以及输入装置的控制方法。
[1]本发明所涉及的输入装置的特征在于，是具备根据按压力而使输出连续地变化的压敏传感器和与上述压敏传感器电连接的控制单元的输入装置，上述控制单元具有：获取部，获取上述压敏传感器的实际输出值；存储部，存储有校正函数g(Vout)；以及校正部，为了使上述压敏传感器的输出特性直线化，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，上述校正函数g(Vout)是针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数，上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数。
[2]在上述发明中，上述压敏传感器的电阻值可以根据按压力而连续地变化。
[3]本发明所涉及的输入装置的特征在于，是具备电阻值根据按压力而连续地变化的压敏传感器和与上述压敏传感器电连接的控制单元的输入装置，上述控制单元具有：获取部，获取上述压敏传感器的实际输出值；存储部，存储有校正函数g(Vout)；以及校正部，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，上述校正函数g(Vout)是针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数，上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数，上述获取部具有与上述压敏传感器电串联连接的固定电阻体，上述输出特性函数f(F)是下述的(1)式，
[数式1]
其中，在上述(1)式中，Vin是对上述压敏传感器的输入电压值，Rfix是上述固定电阻体的电阻值，h(F)是表示上述施加载荷变量F与上述压敏传感器的电阻变量的关系的电阻特性函数。
[4]在上述发明中，上述电阻特性函数h(F)可以是下述的(2)式，上述校正函数g(Vout)可以是下述的(3)式，
[数式2]
h(F)＝k×F-n…(2)
[数式3]
其中，在上述(2)式以及上述(3)式中，k是上述压敏传感器的截距常数，n是上述压敏传感器的斜率常数。
[5]在上述发明中，在上述(3)式中也可以n＝1。
[6]本发明所涉及的输入装置的特征在于，是具备根据按压力而使输出连续地变化的压敏传感器和与上述压敏传感器电连接的控制单元的输入装置，上述控制单元具有：获取部，获取上述压敏传感器的实际输出值；存储部，存储有校正函数g(Vout)；以及校正部，为了使上述压敏传感器的输出特性直线化，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，上述校正函数g(Vout)是与针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数近似的函数，上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数。
[7]本发明所涉及的输入装置的特征在于，是具备根据按压力而使输出连续地变化的压敏传感器、和与上述压敏传感器电连接的控制单元的输入装置，上述控制单元具有：获取部，获取上述压敏传感器的实际输出值；存储部，存储有校正函数g(Vout)；以及校正部，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，上述校正函数g(Vout)是与针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数近似的函数，上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数，上述校正函数g(Vout)是下述的(4)式，
[数式4]
g(Vout)＝Vout′＝a×Vout 2…(4)。
其中，在上述(4)式中，a是上述压敏传感器的比例常数。
[8]在上述发明中，也可以是上述输入装置具备多个上述压敏传感器，上述存储部存储有多个上述校正函数g(Vout)，上述校正函数g(Vout)分别与多个上述压敏传感器的各个对应。
[9]在上述发明中，也可以是上述输入装置还具备至少具有触摸面板的面板单元，上述压敏传感器对经由上述面板单元施加的载荷进行检测。
[10]在上述发明中，上述压敏传感器可以具备第一基板、与上述第一基板对置的第二基板、设置在上述第一基板上的第一电极、以与上述第一电极对置的方式设置在上述第二基板上的第二电极、以及在与上述第一电极和上述第二电极对应的位置上具有贯通孔且夹设在上述第一基板与上述第二基板之间的隔离体。
[11]本发明所涉及的输入装置的控制方法的特征在于，是具备根据按压力而使输出连续地变化的压敏传感器的输入装置的控制方法，具备：第一步骤，准备校正函数g(Vout)；第二步骤，获取上述压敏传感器的实际输出值；以及第三步骤，为了使上述压敏传感器的输出特性直线化，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，上述校正函数g(Vout)是针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数，上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数。
[12]在上述发明中，上述压敏传感器的电阻值可以根据按压力而连续地变化。
[13]本发明所涉及的输入装置的控制方法的特征在于，是具备电阻值根据按压力而连续地变化的压敏传感器的输入装置的控制方法，具备：第一步骤，准备校正函数g(Vout)；第二步骤，获取上述压敏传感器的实际输出值；以及第三步骤，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，上述校正函数g(Vout)是针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数，上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数，上述输入装置具备与上述压敏传感器电串联连接的固定电阻体，上述输出特性函数f(F)是下述的(5)式，
[数式5]
其中，在上述(5)式中，Vin是对上述压敏传感器的输入电压值，Rfix是上述固定电阻体的电阻值，h(F)是表示上述施加载荷变量F与上述压敏传感器的电阻变量的关系的电阻特性函数。
[14]在上述发明中，上述电阻特性函数h(F)可以是下述的(6)式，
上述校正函数g(Vout)可以是下述的(7)式，
[数式6]
h(F)＝k×F-n…(6)
[数式7]
其中，在上述(6)式以及上述(7)式中，k是上述压敏传感器的截距常数，n是上述压敏传感器的斜率常数。
[15]在上述发明中，在上述(7)式中可以n＝1。
[16]本发明所涉及的输入装置的控制方法的特征在于，是具备根据按压力而使输出连续地变化的压敏传感器的输入装置的控制方法，具备：第一步骤，准备校正函数g(Vout)；第二步骤，获取上述压敏传感器的实际输出值；以及第三步骤，为了使上述压敏传感器的输出特性直线化，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，上述校正函数g(Vout)是与针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数近似的函数，上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数。
[17]本发明所涉及的输入装置的控制方法的特征在于，是具备根据按压力而使输出连续地变化的压敏传感器的输入装置的控制方法，具备：第一步骤，准备校正函数g(Vout)；第二步骤，获取上述压敏传感器的实际输出值；以及第三步骤，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，上述校正函数g(Vout)是与针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数近似的函数，上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数，上述校正函数g(Vout)是下述的(8)式，
[数式8]
g(Vout)＝Vout′＝a×Vout 2…(8)。
其中，在上述(8)式中，a是上述压敏传感器的比例常数。
[18]在上述发明中，上述输入装置可以具备多个上述压敏传感器，上述第一步骤包括准备多个上述校正函数g(Vout)，上述校正函数g(Vout)分别与多个上述压敏传感器的各个对应。
[19]在上述发明中，上述压敏传感器可以具备第一基板、与上述第一基板对置的第二基板、设置在上述第一基板上的第一电极、以与上述第一电极对置的方式设置在上述第二基板上的第二电极、以及在与上述第一电极和上述第二电极对应的位置上具有贯通孔且夹设在上述第一基板与上述第二基板之间的隔离体。
根据本发明，通过将实际输出值代入校正函数g(Vout)来校正实际输出值，该校正函数g(Vout)通过针对压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)将输出变量Vout置换为校正输出变量Vout’并且将施加载荷变量F置换为输出变量Vout而得。由此，能够实现压敏传感器的输出特性的直线化，进而能够实现压敏传感器的检测精度的提高。
另外，根据本发明，通过将实际输出值代入校正函数g(Vout)来校正实际输出值，该校正函数g(Vout)与针对压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)将输出变量Vout置换为校正输出变量Vout’并且将施加载荷变量F置换为输出变量Vout所得的函数近似。由此，能够实现压敏传感器的输出特性的直线化，进而能够实现压敏传感器的检测精度的提高。
附图说明
图1是本发明的实施方式中的输入装置的俯视图。
图2是沿着图1的II-II线的剖视图。
图3是本发明的实施方式中的触摸面板的分解立体图。
图4是本发明的实施方式中的压敏传感器的剖视图。
图5是表示本发明的实施方式中的压敏传感器的变形例的放大剖视图。
图6是本发明的实施方式中的显示装置的俯视图。
图7是表示本发明的实施方式中的输入装置的系统构成的框图
图8(a)是表示图7的获取部的详细构成的电路图，图8(b)是该获取部的等效电路图。
图9是表示本发明的实施方式中的获取部的第一变形例的电路图。
图10是表示本发明的实施方式中的获取部的第二变形例的电路图。
图11是表示本发明的实施方式中的压敏传感器的载荷－电阻特性(电阻特性函数h(F))的图表。
图12是表示本发明的实施方式中的压敏传感器的载荷－输出电压特性(输出特性函数f(F))的图表。
图13是表示本发明的实施方式中的压敏传感器的输出特性函数f(F)、反函数f－1(F)、以及基于校正函数g(Vout)的校正输出值的图表。
图14(a)是表示校正前的压敏传感器的输出特性的图，图14(b)是表示校正后的压敏传感器的输出特性的图表。
图15是表示使用了第一近似函数的校正后的压敏传感器的输出特性的图表。
图16是表示使用了第二近似函数的校正后的压敏传感器的输出特性的图表。
图17是表示本发明的实施方式中的输入装置的控制方法的流程图。
图18(a)以及图18(b)用于说明本发明的实施方式中的具体效果的图表，图18(a)表示压敏传感器的校正前的输出特性，图18(b)表示该压敏传感器的校正后的输出特性。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1以及图2是本实施方式中的输入装置的俯视图以及剖视图。此外，以下说明的输入装置1的构成只不过是一个例子，并未特别限定于此。
如图1以及图2所示，本实施方式中的输入装置(电子设备)1具备面板单元10、显示装置40、压敏传感器50、密封部件60、第一支承部件70、以及第二支承部件75，面板单元10具备罩部件20和触摸面板30。面板单元10经由压敏传感器50和密封部件60被第一支承部件70支承，通过压敏传感器50以及密封部件60的弹性变形，允许面板单元10相对于第一支承部件70的微小的上下移动。
该输入装置1能够通过显示装置40对图像进行显示(显示功能)。另外，若通过操作者的手指、触摸笔等指示画面上的任意位置，则该输入装置1能够通过触摸面板30检测其XY坐标位置(位置输入功能)。并且，若通过操作者的手指等沿Z方向按压面板单元10，则该输入装置1能够通过压敏传感器50检测该按压操作(按压检测功能)。
如图1以及图2所示，罩部件20由能够使可见光线透过的透明基板21构成。作为构成这种透明基板21的材料的具体例子，例如能够例示玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等。
在该透明基板21的下表面设置有例如通过涂覆白色油墨或黑色油墨等而形成的遮挡部分(边框部分)23。该遮挡部分23在透明基板21的下表面中除了位于中央的矩形形状的透明部分22之外的区域形成为框状。
此外，透明部分22和遮挡部分23的形状并未特别限定为上述。另外，也可以通过将装饰成白色或黑色的装饰部件粘合在透明基板21的下表面来形成遮挡部分23。或者，也可以准备具有与透明基板21大致相同的大小且仅与遮挡部分23对应的部分着色成白色或者黑色的透明的片材，并将该片材粘贴在透明基板21的下表面来形成遮挡部分23。
图3是本实施方式中的触摸面板的分解立体图。
如图3所示，触摸面板30是具备相互重合的2个电极片材31、32的静电电容方式的触摸面板。
此外，触摸面板的结构并未特别局限于此，例如可以采用电阻膜方式的触摸面板、电磁感应方式的触摸面板。另外，也可以将以下说明的电极图案312、322形成于罩部件20的下表面，将罩部件20作为触摸面板的一部分利用。或者，也可以代替2个电极片材31、32，而使用在一个片材的两面形成有电极的触摸面板。
第一电极片材31具有能够使可见光线透过的第一透明基材311、和设置在该第一透明基材311上的多个第一电极图案312。
作为构成第一透明基材311的具体材料，例如能够例示聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂(EVA)、乙烯系树脂、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸树脂、三醋酸纤维素(TAC)等树脂材料、玻璃。
第一电极图案312例如是由氧化铟锡(ITO)、导电性高分子构成的透明电极，由沿着图3中的Y方向延伸的长方形形状的面状图案(所谓的实心图案)构成。在图3所示的例子中，在第一透明基材311上，9个电极图案312相互平行地排列。此外，第一电极图案312的形状、数数量、配置等并未特别限定为上述。
在由ITO构成第一电极图案312的情况下，例如通过溅射、光刻以及蚀刻来形成。另一方面，在由导电性高分子构成第一电极图案312的情况下，可以与ITO的情况同样地通过溅射等来形成，或者可以通过丝网印刷、凹版胶印印刷等印刷法、涂布后进行蚀刻来形成。
作为构成第一电极图案312的导电性高分子的具体例子，例如能够例示使用聚噻吩系、聚吡咯系、聚苯胺系、聚乙炔系、聚苯系等有机化合物，但其中优选使用PEDOT/PSS化合物。
此外，也可以通过将导电性糊剂印刷至第一透明基材311上并使之固化来形成该第一电极图案312。此时，为了确保触摸面板30的充分的透光性，代替面状图案，而使各个第一电极图案312形成为网格状。作为导电性糊剂，例如能够使用混合了银(Ag)、铜(Cu)等金属粒子、和聚酯、多酚等粘合剂而成的糊剂。
多个第一电极图案312经由第一引出布线图案313与触摸面板控制器80(参照图7)连接。该第一引出布线图案313被设置在第一透明基材311上，与罩部件20的遮挡部分23对置的位置上，使操作者不能够视觉确认该第一引出布线图案313。因此，该第一引出布线图案313通过将导电性糊剂印刷至第一透明基材311上并使之固化来形成。
第二电极片材32也具有能够使可见光线透过的第二透明基材321、和设置在该第二透明基材321上的多个第二电极图案322。
第二透明基材321由与上述的第一透明基材311同样的材料构成。另外，第二电极图案322也与上述的第一电极图案312同样地例如是由氧化铟锡(ITO)、导电性高分子构成的透明电极。
该第二电极图案322由沿着图3中的X方向延伸的长方形的面状图案构成。在图3所示的例子中，在第二透明基材321上，6个第二电极图案322相互平行地排列。此外，第二电极布线图案322的形状、数量、配置等并未特别限定为上述。
多个第二电极图案322经由第二引出布线图案323与触摸面板控制器80(参照图7)连接。该第二引出布线图案323被设置在第二透明基材321上，与罩部件20的遮挡部分23对置的位置，使操作者不能视觉确认该第二引出布线图案323。因此，与上述的第一引出布线图案313同样地，该第二引出布线图案323也通过将导电糊剂打印至第二透明基材321上并使之固化来形成。
第一电极片材31和第二电极片材32以俯视时第一电极图案312与第二电极图案322实际上正交的方式借助透明粘合剂相互粘贴。另外，触摸面板30本身也以第一以及第二电极图案312、322与罩部件20的透明部分22对置的方式借助透明粘合剂粘贴在罩部件20的下表面上。作为这种透明粘合剂的具体例，例如能够例示丙烯酸系粘合剂等。
如图2所示，以上说明的由罩部件20和触摸面板30构成的面板单元10经由压敏传感器50和密封部件60被第一支承部件70支承。如图1所示，压敏传感器50被设置在面板单元10的四角上。与此相对，密封部件60具有矩形的环状形状，沿着面板单元10的外缘遍及整个周地设置，并设置在压敏传感器50的外侧。压敏传感器50以及密封部件60借助粘合剂分别被粘贴在罩部件20的下表面，并且借助粘合剂分别被粘贴在第一支承部件70。此外，只要压敏传感器50能够稳定地保持面板单元10，压敏传感器50的数量、配置就并未特别限定。
图4是本实施方式中的压敏传感器的剖视图，图5是表示本实施方式中的压敏传感器的变形例的放大剖视图。
如图4所示，压敏传感器50具备检测部51和弹性部件55，检测部51具备第一电极片材52、第二电极片材53、以及夹在第一电极片材52与第二电极片材53之间的隔离体54。此外，图4是沿着图1的IV-IV线的剖视图。
第一电极片材52具有第一基材521和上部电极522。第一基材521是具有挠性的绝缘性膜，例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)等构成。
上部电极522由第一上部电极层523和第二上部电极层524构成，被设置在第一基材521的下表面。第一上部电极层523通过将电阻比较低的导电性糊剂印刷至第一基材521的下表面并使之固化来形成。另一方面，第二上部电极层524通过将电阻比较高的导电性糊剂以包围第一上部电极层523的方式印刷至第一基材521的下表面并使之固化来形成。
第二电极片材53也具有第二基材531和下部电极532。第二基材531由与上述的第一基材521同样的材料构成。下部电极532由第一下部电极层533和第二下部电极层534构成，并被设置在第二基材531的上表面。
第一下部电极层533与上述的第一上部电极层523同样地，通过将电阻比较低的导电性糊剂印刷至第二基材531的上表面并使之固化来形成。另一方面，第二下部电极层534与上述的第二上部电极层524同样地，通过将电阻比较高的导电性糊剂以包围第一下部电极层533的方式印刷至第二基材531的上表面并使之固化来形成。
此外，作为电阻比较低的导电性糊剂，例如能够例示银(Ag)糊剂、金(Au)糊剂、铜(Cu)糊剂。与此相对，作为电阻比较高的导电性糊剂，例如能够例示碳(C)糊剂。另外，作为印刷这些导电性糊剂的方法，例如能够例示丝网印刷、凹版胶印印刷、喷油墨法等。
第一电极片材52和第二电极片材53隔着隔离体54层叠。该隔离体54由两面粘合片材构成，其基材541例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)等绝缘性材料构成。该隔离体54经由设置在其两面的粘合层分别粘贴在第一以及第二电极片材52、53。
在该隔离体54中，在与上部电极522以及下部电极532对应的位置上形成有贯通孔541。上部电极522以及下部电极532位于该贯通孔541中且相互对置。另外，该隔离体54的厚度被调整成在未对压敏传感器50施加压力的状态下，上部电极522以及下部电极532相互接触。
此外，在无负荷状态下，上部电极522以及下部电极532可以分离，但通过事先使上部电极522以及下部电极532以无负荷状态接触，能够不会出现施加有压力而电极彼此却非接触这种情况(即，压敏传感器50的输出为0(零)的情况)，实现压敏传感器50的检测精度的提高。
在上部电极522与下部电极532之间施加规定电压的状态下，若从上方对压敏传感器50施加载荷，则上部电极522与下部电极532的紧贴度根据该载荷的大小而增加，这些电极522、532间的电阻减少。另一方面，若释放针对压敏传感器50的载荷，则上部电极522与下部电极532的紧贴度减少，这些电极522、532间的电阻增加。
这样，压敏传感器50能够基于该电阻变化来检测施加给压敏传感器50的压力的大小，本实施方式中的输入装置1通过将该压敏传感器50的电阻值与规定的阈值相比较，来检测操作者对面板单元10的按压操作。此外，在本实施方式中，“紧贴度增加”意味微观的接触面积的增加，“紧贴度减少”意味微观的接触面积的减少。
此外，也可以代替碳糊剂，而通过印刷压敏油墨并使之固化来形成第二上部电极层524、第二下部电极层534。作为压敏油墨的具体例子，例如能够例举利用了量子隧道效应的量子隧道复合材料。另外，作为压敏油墨的其它具体例子，例如能够例示包括金属、碳等导电粒子、有机物弹性填料或者无机氧化物填料等弹性粒子、粘合剂的压敏油墨，该压敏油墨的表面通过弹性粒子而成为凹凸状。另外，也可以代替印刷法，而通过镀敷处理、图案化处理来形成上述的电极层523、524、533、534。另外，在俯视时从面板单元的中心到压敏传感器的距离不同的情况下，距离面板单元的中心越近，可以越使压敏传感器的灵敏度降低。具体而言，通过减小后述的第一固定电阻体912的电阻值，或者使压敏传感器难以弯曲，能够降低压敏传感器的灵敏度。
弹性部件55借助粘合剂551层叠在第一电极片材52上。该弹性部件55由发泡材料、橡胶材料等弹性材料构成。作为构成弹性部件55的发泡材料的具体例子，例如能够例示独立气泡型的聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫、硅酮泡沫等。另外，作为构成弹性部件55的橡胶材料，能够利用聚氨酯橡胶、聚苯乙烯橡胶、硅酮橡胶等。此外，也可以将弹性部件55层叠在第二电极片材53之下。或者也可以将弹性部件55层叠在第一电极片材52之上，并且层叠在第二电极片材53之下。
通过压敏传感器50具备这种弹性部件55，能够使对压敏传感器50施加的载荷均衡地分散在检测部51整体上，能够实现压敏传感器50的检测精度的提高。另外，在支承部件70、75等发生形变的情况下、支承部件70、75等的厚度方向的公差较大的情况下，能够通过弹性部件55吸收这些。并且，在对压敏传感器50施加过大的压力、冲击的情况下，也能够通过这种弹性部件55防止压敏传感器50的损伤、破坏。
此外，压敏传感器的结构并不限于上述。可以例如如图5所示的压敏传感器50B那样构成为通过上部电极522B的第二上部电极层524B形成环状的突出部525，并以成为与突出部525相同直径的方式扩大下部电极532B，进而在该突出部525与下部电极522B之间夹持隔离体54B。本例中的突出部525从上部电极522B的上部向径向突出。另外，使本例中的隔离体54B的贯通孔541B的内径相对于上部电极532B的突出部525的外径或下部电极522B的外径相对地小。
另外，只要施加载荷与压敏传感器的输出的关系是非线形的，压敏传感器的结构就并未特别限定为上述。例如可以也将压电元件、应变片作为压敏传感器使用。或者，也可以将具有压电电阻层的悬臂梁形状(或者双柱梁形状)的MEMS(Micro Electro MechanicalSystems：微机电系统)元件作为压敏传感器使用。或者，可以将具有在通过丝网印刷分别形成有电极的绝缘性基板间夹持表示压电性的聚氨基酸材料的结构的压力传感器作为压敏传感器使用。或者可以将使用了表示压电性的聚偏氟乙烯(PVDF)的压电元件作为压敏传感器使用。或者，可以将基于一对电极间的静电电容的变化来检测施加载荷的元件、使用了导电性橡胶的元件作为压敏传感器使用。
密封部件60也与上述的弹性部件55同样地由发泡材料、橡胶材料等弹性材料构成。作为构成密封部件60的发泡材料的具体例子，例如能够例示独立气泡型的聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫、硅酮泡沫等。另外，作为构成密封部件60的橡胶材料，能够例示聚氨酯橡胶、聚苯乙烯橡胶、硅酮橡胶等。通过将这种密封部件60设置于罩部件20与第一支承部件70之间，能够防止异物从外部侵入。
此外，优选上述的弹性部件55的弹性模量相对于密封部件60的弹性模量相对地高。由此，能够准确地将按压力传递到压敏传感器50，能够实现压敏传感器50的检测精度的提高。
如图2所示，以上说明的压敏传感器50和密封部件60被夹在罩部件20与第一支承部件70之间。第一支承部件70具有框部71和保持部72。框部71具有具备能够收容罩部件20的开口的矩形框形状。另一方面，保持部72具有矩形环形状，并从框部71的下端朝向径向内侧突出。压敏传感器50和密封部件60通过被该保持部72保持，从而夹在罩部件20与第一支承部件70之间。该第一支承部件70例如由铝等金属材料或者聚碳酸酯(PC)、ABS树脂等树脂材料等构成，框部71和保持部72一体地形成。
图6是本实施方式中的显示装置的俯视图。
如图6所示，显示装置40具有显示图像的显示区域41、包围该显示区域41的外缘区域42、以及从其外缘区域42的两端突出的凸缘43。该显示装置40的显示区域41例如由液晶显示器、有机EL显示器、或者电子纸等薄型的显示设备构成。
在凸缘43设置有贯通孔431，该贯通孔431与形成在第一支承部件70的背面的螺孔对置。如图2所示，螺丝44经由贯通孔431与第一支承部件70的螺孔旋合，从而将显示装置40固定在第一支承部件70上，由此，显示区域41经由第一支承部件70的中央开口721与罩部件20的透明部分22对置。
第二支承部件75与上述的第一支承部件70同样地，例如由铝等金属材料或者聚碳酸酯(PC)、ABS树脂等树脂材料等构成。该第二支承部件75以覆盖显示装置40的背面的方式借助粘合剂被安装在第一支承部件70上。此外，也可以代替粘合剂，而将第二支承部件75螺纹固定于第一支承部件70。
接下来，参照图7～图10，对本实施方式中的输入装置1的系统构成进行说明。
图7是表示本实施方式中的输入装置的系统构成的框图，图8(a)是表示图7的获取部的详情的电路图，图8(b)是该获取部的等效电路图，图9以及图10是表示获取部的变形例的电路图。
如图7所示，本实施方式中的输入装置1具备与触摸面板30电连接的触摸面板控制器80、与压敏传感器50电连接的传感器控制器90、以及与该控制器80、90电连接的计算机100。本实施方式中的传感器控制器90相当于本发明中的控制单元的一个例子。
触摸面板控制器80由例如具备CPU等的电子电路等构成。该触摸面板控制器80周期性地对触摸面板30的第一电极图案312与第二电极图案322之间施加规定电压，并基于第一以及第二电极图案312、322的每个交点的静电电容的变化来检测触摸面板30上的手指的位置(X坐标值以及Y坐标值)，并将该XY坐标值输出给计算机100。
另外，该触摸面板控制器80在静电电容的值为规定阈值以上的情况下，检测出操作者的手指已与罩部件20接触，并经由计算机100对传感器控制器90发送触摸开始信号。另一方面，在静电电容的值小于规定阈值的情况下，该触摸面板控制器80检测出操作者的手指已从罩部件20离开，并经由计算机100向传感器控制器90发送触摸停止信号。
此外，在检测出操作者的手指与罩部件20接近到规定距离以内(所谓的悬停(hover)状态)时，触摸面板控制器80可以发送触摸开始信号。
传感器控制器90也与上述的触摸面板控制器80同样地由例如具备CPU等的电子电路构成。如图7所示，该传感器控制器90功能性地具备获取部91、存储部92、第一校正部93、设定部94、第一运算部95、选择部96、第二校正部97、第二运算部98、灵敏度调整部99。本实施方式中的获取部91相当于本发明中的获取部的一个例子，本实施方式中的存储部92相当于本发明中的存储部的一个例子，本实施方式中的第一校正部93相当于本发明中的校正部的一个例子。
如图8(a)以及图8(b)所示，获取部91具备与压敏传感器50的上部电极522(或者下部电极532)串联连接的电源911、与该压敏传感器50的下部电极532(或者上部电极522)串联连接的第一固定电阻体912、以及连接在压敏传感器50与第一固定电阻体912之间的A/D转换器915。本实施方式中的第一固定电阻体912相当于本发明中的固定电阻体的一个例子。
在通过电源911对电极522、532施加规定电压的状态下，若从上方对压敏传感器50施加载荷，则电极522、532间的电阻值根据该载荷的大小而变化。获取部91从压敏传感器50每隔恒定的间隔周期性地对与这种电阻变化对应的电压值的模拟信号进行取样，并在通过A/D转换器915将该模拟信号转换成数字信号后，将该数字信号(实际输出值)输出给第一校正部93。
如图7所示，该获取部91按照每个压敏传感器50设置，并按照每个压敏传感器50获取实际输出值。
此外，如图9所示，获取部91可以具有与压敏传感器50并联连接的第二固定电阻体913。并且，如图10所示，获取部91可以具有与由压敏传感器50和第二固定电阻体913构成的并联电路串联连接的第三固定电阻体914。通过调整第一～第三固定电阻体912～914的电阻值，能够使压敏传感器50的输出特性更接近线性(直线状)。
在存储部92中存储有用于将压敏传感器50的实际输出值校正为直线状的校正函数g(Vout)。该校正函数g(Vout)如后述，是针对压敏传感器50的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将压敏传感器50的输出变量Vout置换为该压敏传感器50的校正输出变量Vout’并且将针对该压敏传感器50的施加载荷变量F置换为输出变量Vout所得的函数。在本实施方式中，具体而言，该校正函数g(Vout)用下述的(9)式表示，
[数式9]
在上述的(9)式中，Rfix是第一固定电阻体912的电阻值，Vin是对压敏传感器50的输入电压值，k是压敏传感器50的截距常数，n是压敏传感器50的斜率常数。
如图7所示，存储部92按照每个压敏传感器50设置，在各个存储部92中存储有被输入了与各个压敏传感器50对应的拟合参数(具体而言，上述的k以及n)的校正函数g(Vout)。这种校正函数g(Vout)按照每个压敏传感器50分别独立地设定，在以下说明的要领下预先设定。
以下，参照图11～图12，对校正函数g(Vout)的具体的设定方法进行说明。
图11是表示本实施方式中的压敏传感器的载荷－电阻特性(电阻特性函数h(F))的图表，图12是表示本实施方式中的压敏传感器的载荷－输出电压特性(输出特性函数f(F))的图表。
即，首先，如图11所示，在多个载荷点(在本例中图11中用圆围上的3点)测量压敏传感器50的电阻值。接下来，通过使用该测量出的电阻值，对下述的(10)式进行曲线拟合(曲线适用)，来计算截距常数k和斜率常数n的值。此外，下述的(10)式是表示利用了接触电阻的压力依赖性的压敏传感器的特性的经验式。该(10)式是表示针对压敏传感器50的施加载荷变量F与压敏传感器50的电阻变量Rsens之间的关系的电阻特性函数，表示相对于施加载荷变量F的电阻变量Rsens。
[数式10]
Rsens＝k×F-n…(10)
此外，如图12所示，可以在多个载荷点(本例中图12中用圆围上的3点)测量压敏传感器50的输出电压值，并使用该测量出的输出电压值对下述的(12)式进行拟合，从而计算截距常数k和斜率常数n的值。
本实施方式中的上述的(10)式相当于本发明中的电阻特性函数h(F)的一个例子。此外，电阻特性函数h(F)并未特别限定于此，例如也可以是使用了多项式近似、对数近似、幂近似等的近似函数。
另一方面，使用具有串联固定电阻体912的电路(参照图8)所检测出的压敏传感器50的输出电压值能够用以下的(11)式表示，若将上述(10)式代入下述的(11)式，则能够获得以下的(12)式。下述的(12)式是表示针对压敏传感器50的施加载荷变量F与压敏传感器50的输出变量Vout的关系的输出特性函数，表示相对于施加载荷变量F的输出变量Vout表。
[数式11]
[数式12]
并且，对于施加载荷变量F以及输出变量Vout，若求出上述的(12)式的反函数f－1(F)，则变为以下的(13)式那样。而且，针对下述的(13)式，将压敏传感器50的输出变量Vout置换为该压敏传感器40的校正输出变量Vout’并且将针对该压敏传感器50的施加载荷变量F置换为输出变量Vout，从而能够获得上述的(9)式的g(Vout)。换言之，上述的(9)式的校正函数g(Vout)是通过等式变形，对施加载荷变量F解出上述的(12)式的式子。
[数式13]
在以上的要领下预先准备上述的(9)式g(Vout)的工序相当于本发明中的第一步骤的一个例子。
此外，图9所示的第二固定电阻体913的电阻值比压敏传感器50的电阻值Rsens充分大。因此，即使在获取部91具有图9所示的电路构成的情况下，也能够无视该第二固定电阻体913，能够保持原样使用上述的(12)式。
或者，在图9所示的例子的情况下，作为校正函数g(Vout)，可以使用下述的(14)式。此外，在下述的(14)式中，R2是第二固定电阻体913的电阻值。
[数式14]
此处，使用图9所示的构成的获取部91所检测出的压敏传感器50的输出电压值能够用以下的(15)式表示。即，在如图9所示的例子那样获取部91包括第二固定电阻值的情况下，将上述的(11)中的电阻变量Rsens置换为由压敏传感器50和第二固定电阻体构成的并联电路的合成电阻即可。
[数式15]
而且，上述的(14)式是针对该(15)式的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将压敏传感器50的输出变量Vout置换为校正输出变量Vout’并且将针对该压敏传感器50的施加载荷变量F置换成输出变量Vout所得的函数。此外，(15)式的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)用以下的(16)式表示。
[数式16]
另外，在获取部91具有上述的图10所示的电路构成的情况下，在与上述的图9所示的例子的情况同样的要领下，将上述的(11)中的电阻变量Rsens置换为由压敏传感器50和第二固定电阻体913构成的并联电路、和与该并联电路串联连接的第三固定电阻体924的合成电阻即可。
另外，虽然未特别图示，但在第一固定电阻体912电连接其它固定电阻体的情况下，将上述的(11)中的电阻值Rfix置换为它们的合成电阻即可。
返回到图7，第一校正部93将由获取部91获取的实际输出值代入上述的(9)式的校正函数g(Vout)中的输出变量Vout。
此处，在上述的(9)式中，第一固定电阻体912的电阻值Rfix和对压敏传感器50的输入电压值Vin(即电源911的电压Vin)是已知的，截距常数k和斜率常数n如上述那样决定。而且，这些值Rfix、Vin、k、n被存储于存储部92，并被输入到校正函数g(Vout)。因此，第一校正部93通过将实际输出值代入该校正函数g(Vout)的输出变量Vout，能够唯一地获得校正后的输出值OPn(＝Vout’)。
如图7所示，该第一校正部93与上述的获取部91、存储部92同样地，按照每个压敏传感器50设置，并按照每个压敏传感器50计算校正输出值OPn。
图13是表示本实施方式中的压敏传感器的输出特性函数f(F)、反函数f－1(F)、以及基于校正函数g(Vout)的校正输出值的图表，图14(a)是表示校正前的压敏传感器的输出特性的图表，图14(b)是表示校正后的压敏传感器的输出特性的图表。
此处，如图13所示，上述的输出特性函数f(F)与反函数f－1(F)的合成函数在反函数的定义上成为以下的(17)式所示那样的恒等函数。
[数式17]
fοf-1(x)＝x…(17)
因此，若将压敏传感器50的实际输出值代入上述的(9)式的输出值Vout，则即使相对于施加载荷的实际输出值是曲线，也能够使该实际输出值与恒等函数(换句话说，y＝x)的直线接近。此外，在图13中，实线表示上述的(12)式的输出特性函数f(F)，点划线表示上述的(13)式的反函数f－1(F)，虚线表示通过校正函数g(Vout)校正输出特性函数f(F)的输出值所得的值。
另外，即使在校正前的压敏传感器50的实际输出值具有偏差的情况下(参照图14(a))，在本实施方式中，由于按照每个压敏传感器50创建校正函数g(Vout)，所以若将该实际输出值代入上述的(9)式，则该偏差也能够减少(参照图14(b))。
此外，图14(a)示出有意图地具有偏差的9种输出特性函数f(F)。在这9种输出特性函数f(F)中，图8所示的电路中的电源911针对压敏传感器50B的施加电压Vin被设定为5V，该图所示的电路中的第一固定电阻体912的电阻值被设定为2200Ω，作为截距常数k，设定7000、10000、13000这3种，作为斜率常数n，设定0.9、1.0、1.1这3种。
与此相对，图14(b)是表示对使用上述的3种截距常数k和3种斜率常数n所创建的9种上述的(13)式分别代入对应的理论输出值(参照图14(a))所得的结果的图表。
图15是表示基于第一近似函数的校正后的压敏传感器的输出特性的图表，图16是表示基于第二近似函数的校正后的压敏传感器的输出特性的图表。
存储部92可以代替上述的(9)式所示的校正函数g(Vout)，而存储下述的(18)式所示的第一近似函数g(Vout)，而且第一校正部93可以使用该第一近似函数g(Vout)来校正实际输出值。
[数式18]
上述的(18)式是在上述的(9)式中设为n＝1的式子，k’如下述的(19)式所示。该k’的值例如被设定为在施加最大载荷时(在在图15所示的例子中施加5N时)，校正输出值Vout’成为1。此处，设为n＝1是基于通常的压敏传感器50的斜率常数n为1.0前后的情况。
[数式19]
这样，通过代替校正函数g(Vout)，而使用上述的(18)式所示的简易式，则如图15所示，虽损失一些校正输出值Vout’的直线性，但能够实现传感器控制器80的处理速度的提高，也能够应对处理速度较慢的传感器控制器。
此外，图15是表示对使用上述的3种截距常数k和3种斜率常数n所创建的9种上述的(18)式分别代入对应的理论输出值(参照图14(a))所得的结果的图表。
或者，存储部92可以代替上述的(9)式所示的校正函数g(Vout)，而存储下述的(20)式所示的第二近似函数g(Vout)，而且第一校正部93可以使用该第二近似函数g(Vout)来校正实际输出值。
[数式20]
g(Vout)＝Vout′＝a×Vout 2…(20)
上述的(20)式是基于图13所示的反函数f－1(F)的形状类似于下述的(21)式的形状的情况。此外，上述的(20)式中的a是比例常数，被设定为例如在最大载荷施加时(在图16所示的例子中施加5N时)，校正输出值Vout’成为1。
[数21]
y＝ax2…(21)
这样，通过代替校正函数g(Vout)，而使用上述的(20)式所示的简易式，则如图16所示，虽损失一些校正输出值Vout’的直线性，但能够进一步实现传感器控制器80的处理速度的提高，也能够应对处理速度较慢的传感器控制器。
此外，图16是表示对使用上述的3种截距常数k和3种斜率常数n所创建的9种上述的(20)式分别代入对应的理论输出值(参照图14(a))所得的结果的图表。
此外，能够代替校正函数g(Vout)而使用的近似函数并未特别限定于上述的第一近似函数、第二近似函数，例如可以使用通过基于次数为2以下的多项式近似、对数近似、幂近似等的近似式等而近似的函数。
返回到图7，传感器控制器90的设定部94在经由计算机100被从触摸面板控制器80输入触摸开始信号的情况下，在该接触检测时刻或者其之前将压敏传感器50的实际输出值(换句话说在接触检测的同时或者其之前取样到的实际输出值)的校正输出值OPn设定为基准值OP0。该设定部94按照每个压敏传感器50设置，并按照每个压敏传感器50设定基准值OP0。
此外，该基准值OP0也包括0(零)。另外，在触摸开始信号表示检测出手指接近罩部件20规定距离以内的情况下，设定部94将该接近检测时刻或者其之后的压敏传感器的输出值(换句话说与接近检测同时或者之后取样到的输出值)的校正输出值OPn设定为基准值OP0。
第一运算部95按照下述的(22)式，对施加给压敏传感器50的第一按压力pn1进行运算。如图7所示，该第一运算部95也与上述的获取部91、存储部92、第一校正部93、第一设定部94同样地，按照每个压敏传感器50设置，并按照每个压敏传感器50运算第一按压力pn1。
[数式22]
pn1＝OPn-OP0…(22)
选择部96从由4个设定部94所设定的4个基准值OP0中选择最小值，并将该最小基准值设定为比较值S0。
第二校正部97按照下述的(23)以及(24)式，计算各个压敏传感器50的校正值Rn，并使用该校正值Rn来校正该压敏传感器50的第一按压力pn1。如图7所示，该第二校正部96也与上述的获取部91、存储部92、第一校正部93、设定部94、以及第一运算部95同样地，按照每个压敏传感器50设置，并按照每个压敏传感器50校正第一按压力pn1。此外，下述的(24)式中的pn1’是校正后的第一按压力。
[数式23]
[数式24]
pn1′＝pn1×Rn…(24)
如上述那样，压敏传感器50具有施加载荷越大，电阻值的降低率越趋缓的曲线特性，会产生即使是相同的载荷变化量电阻变化量也根据初始载荷而不同这种现象。特别是存在输入装置1具备的4个压敏传感器50根据该输入装置1的姿势等来施加不同的初始载荷的情况。因此，由第一运算部95运算出的第一按压力pn1较大地取决于各个压敏传感器50的初始载荷。
与此相对，在本实施方式中，通过使用校正值Rn来校正第一按压力pn1，并减少初始载荷对第一按压力pn1的影响，从而实现压敏传感器50的检测精度的提高。
此外，选择部96从基准值OP0中选择任意一个值作为比较值S0即可，例如，可以选择基准值OP0中的最大值作为比较值S0。
另外，选择部96校正第一按压力pn1的校正方法只要是基准值OP0相对于比较值S0越大，越较大地校正第一按压力pn1，而基准值OP0相对于比较值S0越小，越较小地校正第一按压力pn1，就并未特别限定为上述的方法。
第二运算部98按照下述的(25)式，计算4个压敏传感器50的校正后的第一按压力pn1’的总和，作为施加给罩部件20的第二按压力pn2。
[数式25]
pn2＝Σpn1′…(25)
灵敏度调整部99通过按照下述的(26)式进行第二按压力pn2的灵敏度调整，来计算最终的按压力Pn。通过该(26)式所计算出的按压力Pn被输出给计算机100。此外，下述的(26)式中的kadj是用于调整操作者的按压的个人差的系数，例如预先存储在灵敏度调整部99中，能够根据操作者而任意地设定。
[数式26]
此外，虽然未特别图示，但可以在4个压敏传感器50与传感器控制器91之间夹设选择器。此时，传感器控制器90分别各具备一个获取部91、一个存储部92、一个第一校正部93、一个设定部94、一个第一运算部95、以及一个第二校正部97即可。
计算机100虽然未特别图示，但是具备CPU、主存储装置(RAM等)、辅助存储装置(硬盘、SSD等)、以及接口等的电子计算机，如图7所示，上述的触摸面板控制器80、传感器控制器90经由接口电连接。该计算机100虽然未特别图示，但通过执行存储在辅助存储装置中的各种程序，从而基于由触摸面板控制器80检测出的手指的位置、由传感器控制器90检测出的按压力Pn来判断操作者有意图的输入操作。
以下，参照图17，对本实施方式中的输入装置的控制方法进行说明。图17是表示本实施方式中的输入装置的控制方法的流程图。
若开始本实施方式中的输入装置1的控制，则首先，在图17的步骤S10中，获取部91从4个压敏传感器50获取实际输出值。按照每个压敏传感器50获取该实际输出值。
接下来，在图17的步骤S20中，第一校正部93通过使用校正函数g(Vout)来校正实际输出值而计算校正输出值OPn，并将该校正输出值OPn输出给设定部94、第一运算部95。该校正输出值OPn也按照每个压敏传感器50计算。
接下来，在图17的步骤S30中，设定部94判断有无来自触摸面板控制器80的触摸开始信号的输入。
只要未通过触摸面板控制器80检测出操作者的手指针对罩部件20的接触(图17的步骤S30：否)，则反复执行步骤S10～S30。
与此相对，如果通过触摸面板控制器80检测出手指的接触(图17的步骤S30：是)，则在图17的步骤S40中，设定部94将在该接触检测之前所取样到的实际输出值的校正输出值OPn设定为基准值OP0。该基准值OP0按照每个压敏传感器50设定，即，在本例中设定4个基准值OP0。
如果设定基准值OP0，则在图17的步骤S50中，获取部91重新获取压敏传感器50的实际输出值。该实际输出值按照每个压敏传感器50获取。
接下来，在图17的步骤S60中，第一校正部93通过使用校正函数g(Vout)来校正上述的步骤S50中所获取的实际输出值而计算校正输出值OPn。该校正输出值OPn也按照每个压敏传感器50计算。
接下来，在图17的步骤S70中，第一运算部95按照上述的(22)式，根据该校正输出值OPn和基准值OP0来计算第一按压力pn1。该第一按压力pn1也按照每个压敏传感器50计算。
接下来，在图17的步骤S80中，选择部96将4个基准值OP0中最小的值设定为比较值S0。
接下来，在图17的步骤S90中，第二校正部97按照上述的(23)式，计算各个压敏传感器50的校正值Rn，在图17的步骤S100中，第二校正部97按照上述的(24)式，使用该校正值Rn来校正第一按压力pn1。该校正值Rn也按照每个压敏传感器50计算。
接下来，在图17的步骤S110中，第二运算部98按照上述的(25)式，计算4个压敏传感器50的校正后的第一按压力pn1’的合计，来求出第二按压力pn2。
接下来，在图17的步骤S120中，灵敏度调整部99按照上述的(26)式，进行第二按压力pn2的灵敏度调整。调整后的第二按压力Pn被输出给计算机100。而且，计算机100基于该调整后的第二按压力Pn来判断操作者对输入装置1进行的输入操作。此外，可以省略该步骤S100，此时，在步骤S110中所计算出的第二按压力pn2被输入计算机100。
只要手指的接触继续(图17的步骤S130：是)，则定期地执行上述的步骤S50～S120的处理。此外，在被从触摸控制器80输入触摸开始信号后只第一次执行步骤S80即可。
与此相对，如果未通过触摸面板控制器80检测出手指的接触(图17的步骤S130：否)，则在图17的步骤S140中，解除4个基准值OP0和比较值S0的设定后，返回到图17的步骤S10。
如以上那样，在本实施方式中，通过将实际输出值代入校正函数g(Vout)，从而校正实际输出值，上述校正函数g(Vout)是针对压敏传感器50的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将输出变量Vout置换为校正输出变量Vout’并且将施加载荷变量F置换为输出变量Vout所得的。由此，能够实现压敏传感器50的输出特性的直线化，进而实现压敏传感器50的检测精度的提高。
此外，本发明中的图17的步骤S10、S50相当与本发明中的第二步骤的一个例子，本发明中的图17的步骤S20、S60相当于本发明中的第三步骤的一个例子。
以下，参照图18(a)以及图18(b)，对本实施方式的具体效果进行说明。
图18(a)以及图18(b)是用于说明本实施方式中的具体效果的图表，图18(a)表示压敏传感器的校正前的输出特性，图18(b)表示该压敏传感器的校正后的输出特性。
图18(a)是通过图8(a)所示的构成的获取部91获取压敏传感器50B的实际输出值而创建的图表。
压敏传感器50B具有上述的图5所示的构成，该压敏传感器50B的具体的规格如下。
即，作为第一/第二基材521、531，使用具有100μm的厚度的PET片材，并通过印刷银糊剂并使之固化来形成第一上部/下部电极层523、533B。另一方面，通过印刷高电阻压敏碳糊剂并使之固化来形成第二上部/下部电极层524B、534B。这些电极层523、524B、533B、534B的厚度都为10μm。第二上部/下部电极层524B、534B的比电阻是100Ω·cm。
另外，将第一上部电极层523的外径设为6mm，将第二上部电极层524B的外径设为8mm，将第一下部电极层533B的外径设为7.5mm，将第二下部电极层534B的外径设为8mm。作为隔离体54B，使用具有10μm的厚度的两面粘合片材，并将贯通孔541的内径设为7mm。另外，经由具有150μm的厚度的粘性胶带551将具有0.8mm的厚度的弹性材料55粘贴在第一基材521上。
另外，获取部91的具体规格如下。
即，获取部91的电源911对压敏传感器50B的施加电压值Vin是5V，第一固定电阻体912的电阻值Rfix为2200Ω。
而且，通过使用由获取部91获取的图18(a)的3N、4N、5N施加时的电阻值来进行基于上述的(10)式的拟合，从而计算截距常数k和斜率常数n的值。接下来，将该截距常数k和斜率常数n的值代入上述的(9)式，使该(9)式完成。
接下来，通过将图18(a)的数据代入(9)式的输出变量Vout(即，利用(9)式筛选图18(a)的数据)，来进行压敏传感器50B的输出特性的校正。结果如图18(b)所示，能够抑制压敏传感器50B的输出特性的偏差、且转换为与线形接近的输出特性。
顺便说一下，在上述的例子中，截距常数k以及斜率常数n的计算时的载荷点为3个，但通过使该载荷点的数量增加，能够实现压敏传感器的校正后的输出特性的线形性的进一步提高。
此外，以上说明的实施方式是为了使本发明的理解容易而记载的，并不是为了限定本发明而记载的。因此，主旨是上述的实施方式所公开的各要素也包括属于本发明的技术范围的全部设计变更、均等物。
例如在上述的实施方式中，将压敏传感器50的实际输出值、输出特性函数f(F)的输出变量Vout作为电压值进行了说明，但并未特别限定于此，例如也可以将电流值使用于压敏传感器的实际输出值、输出特性函数的输出变量。
另外，在上述的实施方式中，在获取部91之后配置第一校正部93，但并未特别限定于此，只要处于传感器控制器90内就可以将第一校正部93配置于任意的位置。
另外，优选面板单元至少包括触摸面板，但并未特别限定于此。面板单元可以不包括触摸面板，而例如仅由罩部件构成。
并且，在上述的实施方式中，将压敏传感器50配置在输入装置1的四角，但并未特别限定于此。例如在使用静电电容方式的传感器来构成压敏传感器的情况下，可以由片状的静电电容传感器、和设置在静电电容传感器上的透明的弹性部件构成压敏传感器，并将透明的弹性部件置于触摸面板30侧，使该压敏传感器夹在触摸面板30与显示装置40之间。该压敏传感器具有与触摸面板30同等的大小，层叠在触摸面板30的背面整个面。静电电容传感器被划分成多个检测区域，传感器控制器90分别从该多个检测区域获取检测结果。此外，此时，由于经由压敏传感器来固定触摸面板30和显示装置40，所以不需要用于将显示装置40固定于第一支承部件70的螺丝44(参照图2)。
符号说明
1…输入装置；10…面板单元；20…罩部件；30…触摸面板；40…显示装置；50、50B…压敏传感器；51…检测部；52、52B…第一电极片材；521…第一基材；522、522B…上部电极；525…突出部；53、53B…第二基板；531…第二基材；532、522B…下部电极；54、54B…隔离体；541…贯通孔；55…弹性部件；551…粘合剂；60…密封部件；70…第一支承部件；75…第二支承部件；80…触摸面板控制器；90…传感器控制器；91…获取部；92…存储部；93…第一校正部；94…设定部；95…第一运算部；96…选择部；97…第二校正部；98…第二运算部；99…灵敏度调整部；100…计算机。

Claims (17)

1.一种输入装置，其特征在于，具备根据按压力而使输出连续地变化的压敏传感器和与上述压敏传感器电连接的控制单元，
上述控制单元具有：
获取部，获取上述压敏传感器的实际输出值；
存储部，存储有校正函数g(Vout)；以及
校正部，为了使上述压敏传感器的输出特性直线化，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，
上述校正函数g(Vout)是针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数，
上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，
上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数。
2.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，
上述压敏传感器的电阻值根据按压力而连续地变化。
3.一种输入装置，其特征在于，具备电阻值根据按压力而连续地变化的压敏传感器和具备与上述压敏传感器电连接的控制单元，
上述控制单元具有：
获取部，获取上述压敏传感器的实际输出值；
存储部，存储有校正函数g(Vout)；以及
校正部，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，
上述校正函数g(Vout)是针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数，
上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，
上述反函数f－1(F)是有关上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数，
上述获取部具有与上述压敏传感器电串联连接的固定电阻体，
上述输出特性函数f(F)是下述的(1)式，
[数式1]
<mrow> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>F</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mfrac> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mi>i</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mi>i</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mi>h</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>F</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mn>...</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，在上述(1)式中，
Vin是对上述压敏传感器的输入电压值，
Rfix是上述固定电阻体的电阻值，
h(F)是表示上述施加载荷变量F与上述压敏传感器的电阻变量的关系的电阻特性函数。
4.根据权利要求3所述的输入装置，其特征在于，
上述电阻特性函数h(F)是下述的(2)式，
上述校正函数g(Vout)是下述的(3)式，
[数式2]
h(F)＝k×F-n…(2)
[数式3]
<mrow> <mi>g</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msup> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>{</mo> <mfrac> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mi>i</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mi>k</mi> </mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>n</mi> </mfrac> </mrow> </msup> <mn>...</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，在上述(2)式以及上述(3)式中，
k是上述压敏传感器的截距常数，
n是上述压敏传感器的斜率常数。
5.根据权利要求4所述的输入装置，其特征在于，
在上述(3)式中，n＝1。
6.一种输入装置，其特征在于，具备根据按压力而使输出连续地变化的压敏传感器和与上述压敏传感器电连接的控制单元，
上述控制单元具有：
获取部，获取上述压敏传感器的实际输出值；
存储部，存储有校正函数g(Vout)；以及
校正部，为了使上述压敏传感器的输出特性直线化，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，
上述校正函数g(Vout)是与针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数近似的函数，
上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，
上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数。
7.一种输入装置，其特征在于，具备根据按压力而使输出连续地变化的压敏传感器和与上述压敏传感器电连接的控制单元，
上述控制单元具有：
获取部，获取上述压敏传感器的实际输出值；
存储部，存储有校正函数g(Vout)；以及
校正部，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，
上述校正函数g(Vout)是与针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数近似的函数，
上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，
上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数，
上述校正函数g(Vout)是下述的(4)式，
[数式4]
g(Vout)＝Vout′＝a×Vout 2…(4)
其中，在上述(4)式中，a是上述压敏传感器的比例常数。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的输入装置，其特征在于，
上述输入装置具备多个上述压敏传感器，
上述存储部存储有多个上述校正函数g(Vout)，
上述校正函数g(Vout)分别与多个上述压敏传感器的各个对应。
9.根据权利要求1～7中任意一项所述的输入装置，其特征在于，
上述输入装置还具备至少具有触摸面板的面板单元，
上述压敏传感器对经由上述面板单元施加的载荷进行检测。
10.一种输入装置的控制方法，其特征在于，是具备根据按压力而使输出连续地变化的压敏传感器的输入装置的控制方法，具备：
第一步骤，准备校正函数g(Vout)；
第二步骤，获取上述压敏传感器的实际输出值；以及
第三步骤，为了使上述压敏传感器的输出特性直线化，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，
上述校正函数g(Vout)是针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数，
上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，
上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数。
11.根据权利要求10所述的输入装置的控制方法，其特征在于，
上述压敏传感器的电阻值根据按压力而连续地变化。
12.一种输入装置的控制方法，其特征在于，是具备电阻值根据按压力而连续地变化的压敏传感器的输入装置的控制方法，具备：
第一步骤，准备校正函数g(Vout)；
第二步骤，获取上述压敏传感器的实际输出值；以及
第三步骤，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，
上述校正函数g(Vout)是针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数，
上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，
上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数，
上述输入装置具备与上述压敏传感器电串联连接的固定电阻体，
上述输出特性函数f(F)是下述的(5)式，
[数式5]
<mrow> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>F</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mfrac> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mi>i</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mi>i</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mi>h</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>F</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mn>...</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，在上述(5)式中，
Vin是对上述压敏传感器的输入电压值，
Rfix是上述固定电阻体的电阻值，
h(F)是表示上述施加载荷变量F与上述压敏传感器的电阻变量的关系的电阻特性函数。
13.根据权利要求12所述的输入装置的控制方法，其特征在于，
上述电阻特性函数h(F)是下述的(6)式，
上述校正函数g(Vout)是下述的(7)式，
[数式6]
h(F)＝k×F-n…(6)
[数式7]
<mrow> <mi>g</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msup> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>{</mo> <mfrac> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mi>i</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mi>k</mi> </mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>n</mi> </mfrac> </mrow> </msup> <mn>...</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>7</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，在上述(6)式以及上述(7)式中，
k是上述压敏传感器的截距常数，
n是上述压敏传感器的斜率常数。
14.根据权利要求13所述的输入装置的控制方法，其特征在于，
在上述(7)式中，n＝1。
15.一种输入装置的控制方法，其特征在于，是具备根据按压力而使输出连续地变化的压敏传感器的输入装置的控制方法，具备：
第一步骤，准备校正函数g(Vout)；
第二步骤，获取上述压敏传感器的实际输出值；以及
第三步骤，为了使上述压敏传感器的输出特性直线化，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，
上述校正函数g(Vout)是与针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数近似的函数，
上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，
上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数。
16.一种输入装置的控制方法，其特征在于，是具备根据按压力而使输出连续地变化的压敏传感器的输入装置的控制方法，具备：
第一步骤，准备校正函数g(Vout)；
第二步骤，获取上述压敏传感器的实际输出值；以及
第三步骤，通过将上述实际输出值代入上述校正函数g(Vout)来校正上述实际输出值，
上述校正函数g(Vout)是与针对上述压敏传感器的输出特性函数f(F)的反函数f－1(F)，将上述压敏传感器的输出变量Vout置换为上述压敏传感器的校正输出变量Vout’并且将针对上述压敏传感器的施加载荷变量F置换为上述输出变量Vout所得的函数近似的函数，
上述输出特性函数f(F)是表示上述压敏传感器的上述施加载荷变量F与上述输出变量Vout的关系的函数，
上述反函数f－1(F)是关于上述施加载荷变量F以及上述输出变量Vout的上述输出特性函数f(F)的反函数，
上述校正函数g(Vout)是下述的(8)式，
[数式8]
g(Vout)＝Vout′＝a×Vout 2…(8)
其中，在上述(8)式中，a是上述压敏传感器的比例常数。
17.根据权利要求10～16中任意一项所述的输入装置的控制方法，其特征在于，
上述输入装置具备多个上述压敏传感器，
上述第一步骤包括准备多个上述校正函数g(Vout)，
上述校正函数g(Vout)分别与多个上述压敏传感器的各个对应。
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