CN107025009A - 高灵敏度压力传感器及利用其的输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高灵敏度压力传感器及利用其的输入装置，本发明一实施例的高灵敏度压力传感器可包括：下部基板，在一面形成具有表面粗糙度的第一电极；上部基板，在一面形成具有表面粗糙度的第二电极；以及电介质，以配置于上述第一电极与上述第二电极之间的方式层叠于上述下部基板与上述上部基板之间。

Description

高灵敏度压力传感器及利用其的输入装置
技术领域
本发明涉及压力传感器及输入装置，具体地，本发明涉及可通过简单的结构也能够体现高灵敏度感测的高灵敏度压力传感器及利用其的输入装置。
背景技术
随着迎来以数字方式连接事物的物联网(IoT)时代，对多种传感技术的开发需求不断增加。尤其，触控/压力传感器是不仅在家庭、工厂、办公室、汽车等与生活密切相关的空间而且还在柔性/可穿戴设备、机器人、健康护理等日常事物方面综合使用的传感器，但存在材料费用及工序费用过高的缺点。这是因为以往电极的主材料价格相对高昂，例如金、银、以金属为基础的纳米金属线、氧化铟锡(ITO)、碳纳米管(CNT)等。并且，为了在现有的平行板电容器(parallel-plate capacitor)结构中提高压力传感器的灵敏度，正积极研究通过改变介电层(dielectric layer)的结构来形成微结构(micro-structure)，但由于这需要经过光刻(photo-lithography)、蚀刻(etching)等复杂工序，因而实际工序费用相当高。
因这种原因，大部分的高灵敏度压力传感器还停留在研究阶段，并未进入商用化领域。为此，需开发通过克服以往使用高价材料并经过硅处理工序制造而成的压力传感器的局限性来可使材料费用及工序费用最小化的新型高性能压力传感器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1韩国公开专利公报第10-2012-0098749号
发明内容
根据本发明的多种实施例，本发明可提供可基于通常使用的低价材料轻松制造的利用高灵敏度压力传感器的输入装置。
根据本发明的多种实施例，本发明可提供利用高灵敏度压力传感器来通过压力输入多种键的利用高灵敏度压力传感器的输入装置。
根据本发明的一实施例，本发明提供一种高灵敏度压力传感器，本发明的高灵敏度压力传感器包括：下部基板，在一面形成具有表面粗糙度的第一电极；上部基板，在一面形成具有表面粗糙度的第二电极；以及电介质，以配置于上述第一电极与上述第二电极之间的方式层叠于上述下部基板与上述上部基板之间。
根据本发明的多种实施例，上述电介质可包围借助上述第一电极的表面粗糙度形成的上述第一电极的凹凸表面或借助上述第二电极的表面粗糙度形成的上述第二电极的凹凸表面。
根据本发明的多种实施例，上述电介质可包含弹性聚合物，上述弹性聚合物的上述电介质内的重量百分比可取决于根据上述表面粗糙度及所形成的上述电介质的厚度。
根据本发明的多种实施例，上述下部基板或上述上部基板可以为柔性材质或弹性材质。
根据本发明的多种实施例，上述第一电极的表面粗糙度或上述第二电极的表面粗糙度可由上述下部基板的表面粗糙度或上述上部基板的表面粗糙度来表示。
根据本发明的多种实施例，上述第一电极的表面粗糙度或上述第二电极的表面粗糙度可在形成电极时生成或可在形成电极后通过加工生成。
根据本发明的多种实施例，上述电介质可包括：下部介电层，设置于上述第一电极；以及上部介电层，设置于上述第二电极。
根据本发明的多种实施例，上述下部介电层紧贴于上述第一电极，使上述第一电极的表面粗糙度可呈现在上述下部介电层，上述上部介电层紧贴于上述第二电极，使上述第二电极的表面粗糙度可呈现在上述上部介电层。
根据本发明的多种实施例，可在上述下部介电层与上述上部介电层之间的一部分区域以上的区域形成有空气层。
根据本发明的多种实施例，可在向上述下部基板和上述上部基板中的至少1个施加压力的情况下，上述下部介电层的表面和上述上部介电层的表面中的至少一部分相啮合，形成交叉结构。
根据本发明的多种实施例，可在向上述下部基板和上述上部基板中的至少1个施加压力的情况下，形成于上述下部介电层与上述上部介电层之间的上述空气层被去除，或基于上述交叉结构使上述空气层被分为更小的空气层。
另一方面，根据本发明的一实施例，本发明提供一种利用高灵敏度压力传感器的输入装置，本发明的利用高灵敏度压力传感器的输入装置包括：根据上述内容所述的至少1个高灵敏度压力传感器；以及控制部，若向上述高灵敏度压力传感器施加压力，则根据与所施加的上述压力相对应地从上述压力传感器输出的信号来进行指定的键输入。
根据本发明的多种实施例，利用高灵敏度压力传感器的输入装置还可包括压力施加部，用于向上述压力传感器的上述下部基板或上述上部基板中的1个以上施加压力。
根据本发明的多种实施例，可在所施加的上述压力小于已设定的第一基准压力的情况下，上述控制部将上述压力处理成第一信号，可在所施加的上述压力达到上述第一基准压力以上的情况下，上述控制部将上述压力处理成第二信号。
根据本发明的多种实施例，可在所施加的上述压力小于已设定的第二基准压力的情况下，上述控制部将忽略相应的压力。
根据本发明的多种实施例，上述控制部可根据所施加的上述压力的强度、时间或频率，将上述压力识别成各不相同的输入。
根据本发明的多种实施例，上述控制部可包括：主控制单元，输出向上述压力传感器所要输入的激励信号，输入从上述压力传感器输出的上述激励信号；解复用器，向至少1个上述压力传感器分配上述激励信号；以及多路复用器，将从至少1个上述压力传感器输出的并行信号转换成串行信号。
根据本发明的多种实施例，上述控制部可通过制定范围来分别针对至少1个上述高灵敏度压力传感器将通过上述主控制单元接收的上述激励信号分为多个等级，上述控制部可针对上述多个等级分别指定不同的键。
根据本发明的多种实施例，上述控制部可基于通过上述主控制单元接收的上述激励信号及输出上述激励信号的高灵敏度压力传感器来针对上述激励信号的等级确定指定的键，并以输入所确定的上述键的方式向上述多路复用器进行传输。
根据本发明的多种实施例，上述激励信号可以为与分别向至少1个上述高灵敏度压力传感器施加的压力相对应的电容值。
并且，本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置具有如下效果，即，通过使用可制造复印纸、铅笔等的纸、石墨等日常生活中经常使用的材料制造压力传感器，从而可提供在体现高灵敏度特性的同时减少材料费用及制造工序费用的超低价输入装置。
并且，本发明具有如下效果，即，由于使用柔性基板制造而成，因而可提供可弯曲式输入装置，由此可提供便于携带的输入装置。
如上所述，本发明可提供如下输入装置，即，通过在并没有大幅度改变压力传感器的工序的情况下提高压力传感器的感测灵敏度，从而可将由压力传感器测定的压力划分为多个等级来通过1个压力传感器进行多种输入。
附图说明
图1为本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置的框图。
图2为示出本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置中的压力传感器的立体图。
图3为示出适用于本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置的压力传感器的制作过程的图。
图4为示出稀释前的弹性聚合物的接触角及稀释后的弹性聚合物的接触角的图。
图5A为示出在多个基板滴落(drop)的水的接触角及稀释的弹性聚合物的接触角的图，图5B为示出基于固化(curing)时间的滴落在石墨电极的弹性聚合物的接触角的图。
图6为表现出在本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置中形成于电极表面及电介质表面的粗糙度的高灵敏度压力传感器的剖视图。
图7及图8为分别示出适用于本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置的压力传感器的电极表面的表面粗糙度和涂敷有弹性聚合物的电极表面的表面粗糙度的共聚焦显微镜图像及粗糙度分析数据的图。
图9为示出在本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置中的基板形成弯曲面(curl)的工序的图。
图10为示出施加压力前及施加压力后的本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置中的电介质表面的变化的图。
图11A及图11B为示出本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置及基于所施加的压力的电容变化的图表的图。
图12A为示出包括本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置而成的3×3压力传感器阵列(array)的图，图12B为示出在3×3压力传感器阵列的两个点放上不同重量的砝码的情况下的灵敏度的图。
图13为示出本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置中的施加于压力传感器的压力的电容变化的图。
图14为本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置中的基于施加于压力传感器的压力的检测速度及复原速度的图表。
图15为构成本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置的柔性基板的纳米压痕分析图表。
图16为对本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置中的压力传感器的可逆弹性特性进行建模的图。
图17为示出本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置中的压力传感器的滞后现象(hysteresis)及稳定性(stability)的图表。
图18为示出本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置及根据所施加的压力区分大小写的例的图。
图19为示出本发明一实施例的高灵敏度压力传感器制造方法的流程图。
附图标记的说明
10：利用高灵敏度压力传感器的输入装置
100：压力传感器 110：下部基板
120：上部基板 111：第一电极
121：第二电极 130：电介质
141、142：连接端 151、152：连接线
200：控制部 210：主控制单元
220：解复用器(demultiplexer) 230：多路复用器
240：放大器 250：模数转换器
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的多种实施例进行说明。
可对本发明的实施例进行多种变形，本发明可具有多种实施例，附图中示出了特定实施例并记载了相关的详细说明。但是，这并不意味着本发明限定于特定实施例，应理解为包含本发明的思想范围及技术范围内的所有变更和/或等同技术方案及代替技术方案。附图中，可对类似的结构要素使用类似的附图标记。
有可能在本发明的多种实施例中使用的“包括”、“可包括”等的表达是指存在所公开的相应功能、动作、结构要素等，并不限定追加的1种以上的功能、动作、结构要素等。
并且，在本发明的多种实施例中，“包括”、“具有”等的术语应理解为用于表示说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在，而并不预先排除1个或1个以上的其他特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。
在本发明的多种实施例中，“或”等的表达包含一同列出的词汇的任何组合和所有组合。例如，“A或B”表示包括A或包括B，或者包括A和B。
在本发明的多种实施例中，“第一”、“第二”、“首先”、“其次”等的表达可对本发明的多种结构要素进行修饰，但并不限定相应结构要素的顺序和/或重要程度等。并且，上述表达可被用作对一结构要素和其他结构要素进行区分。
在本发明的多种实施例中，若表示一结构要素与其他结构要素“相连接”、“相接触”，则可直接与其他结构要素相连接、相接触，但应理解为还可在中间包括其他结构要素。另一方面，若一结构要素与其他结构要素“直接连接”或“直接相接触”，则中间不存在其他结构要素。
在本发明的多种实施例中，紧随“实际上”、“例如”等的表达出现的说明有可能使所引用的特性、变数、值等的所提出的信息并不一致。但是，这种不一致应被视作允许误差、测定误差、测定准确度的局限性、普遍周知的其他因素在内的变形等的效果，不应限定本发明的多种实施例的发明实施方式。
在本发明的多种实施例中使用的术语用于对特定实施例进行说明，而并不用于限定本发明。只要未在文脉上明确表示其他含义，单数的表达就可包括复数的表达。
并且，包括技术术语或科技术语在内的在本说明书中使用的所有术语应被解释成具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常所理解的术语相同的含义，只要未在本发明的实施例中明确定义，就不应解释成理想状态的含义或过分形式化的含义，或者缩小其含义。
以下，参照附图对本发明的多种实施例进行详细说明，与附图无关，向相同或相似的结构要素赋予相同的附图标记，并可省略对其的重复说明。
本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置包括多个压力传感器100以及向压力传感器输入激励信号(excitation signal)并对压力传感器的输出进行控制的控制部200。
以下，参照图1至图18对本发明的多种实施例的高灵敏度压力传感器100、利用高灵敏度压力传感器100的输入装置10进行说明。
参照图1，本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置(以下称为“输入装置10”)包括多个高灵敏度压力传感器(以下称为“压力传感器100”)以及向高灵敏度压力传感器100输入激励信号并对压力传感器100的输出进行控制的控制部200。
本发明一实施例的高灵敏度压力传感器100局部采用平行板电容器的结构，基本上基于平行板电容器的电容(Capacitance)的变化量来检测从外部施加于高灵敏度压力传感器100的压力。
如图2所示，压力传感器100的结构包括2个基板，例如包括下部基板110及上部基板120，在下部基板110和上部基板120各自的一面分别形成有电极111、121和电介质(或介电层130)。此时，可将形成于下部基板110的电介质称为下部电介质(或下部介电层)，可将形成于上部基板120的电介质称为上部电介质(或上述介电层)。
根据一实施例，在对压力传感器100的制造方法进行说明的过程中，参照图3，通过在柔性基板110-1的上侧形成第一电极111，并在形成有第一电极111的柔性基板110-2的上侧形成电介质130，从而可提供在电介质上呈现出粗糙度的下部基板110-3。
其中，柔性基板可由借助从基板的外部施加于基板的力、从基板的内部产生的力和/或在基板表面所产生的力来弯曲的具有柔性(flexible)和/或弹性(stretchable)特性的基板形成。
并且，上部基板120也以与下部基板110-3的制造方法相同或相似的方法制造，可通过以使形成于各个基板的电介质相向的方式配置下部基板110和上部基板120来构成压力传感器100。以下，除特别说明的情况之外，下部基板110和上部基板120可表示形成有电极111、121及电介质130的基板。
重新回到图2，形成于下部基板110和上部基板120的第一电极111和第二电极121可分别通过连接线151、152与基板110、120的外部电连接。并且，各个电极111、121可利用连接端141、142与连接线151、152相连接。其中，连接端141、142可包含银膏。
如上所述，本发明一实施例的高灵敏度压力传感器可起到由第一电极111、第二电极121及配置于第一电极111与第二电极121之间的电介质130构成的平行板电容器的作用。并且，基于这种平行板电容器的电容变化量来检测从外部施加的压力。其中，所施加的压力还可由力和/或重量来表示。
这种电容器的电容由下述式1来定义。
式1
C＝ε0εrA/d
(其中，C表示电容，ε0为真空的介电常数或电容率，εr为有效介电常数，A为电极之间的面积，d为电极之间的距离)
参照上述式1，如图10所示，在平行板电容器中，当通过压力施加部施加压力300时，若电容器之间的物质或基板之间的距离发生改变，则电容发生变化。例如，由于平行板电容器基本上通过压力施加部施加压力就会导致厚度变薄，因而电容将增加。
例如，压力施加部可意味着下部基板110中的未形成有电极111的一面(例如下部基板110的下部面)的至少一部分或上部基板120中的未形成有电极121的一面(例如上部基板120的下部面)的至少一部分，或者压力施加部可形成于下部基板110中的未形成有电极111的一面(例如下部基板110的下部面)的至少一部分或上部基板120中的未形成有电极121的一面(例如上部基板120的下部面)的至少一部分。
但是，在普通的压力传感器中，因电介质的高弹性阻力，导致电极之间的距离d相对于所施加的压力变化甚微，因而实际的电容变化量并不大。因此，为了不仅控制电极之间的距离d，还控制有效介电常数(effective dielectric constant)和/或电极之间的面积A，可使压力传感器100具有粗糙度(roughness)并形成弯曲面。
其中，粗糙度可通过在基板110、120上进行摩擦或绘制(drawing)来形成非故意状态下的粗糙度(unintended roughness)。其中，粗糙度用于表示形成于基板110、120的电极111、121的表面粗糙度(Rc，mean height of the profile elements)，但并不限定于此，可表示形成于基板(例如下部基板110、上部基板120)和/或电极111、121上的电介质130的表面粗糙度。
形成于基板110、120的电极111、121的表面可具有规定大小以上的粗糙度，例如可具有6μm以上的粗糙度，优选地，可具有7μm以上的粗糙度。
形成于基板110、120的电极111、121可使用石墨等的具有导电性的材料，可通过在基板上进行绘制或写入(writing)而成。
例如，以杆形状(例如铅笔或木炭)形成用于形成电极的材料(例如石墨)，并通过在基板110、120进行摩擦来形成电极111、121。此时，可通过调节用于形成电极的杆在基板110、120的摩擦强度，确定形成于基板110、120的电极111、121的粗糙度和/或厚度。
并且，虽然以绘制或写入的方式对于在基板110、120形成电极的方法进行说明，但并不限定于此，可通过印刷(printing)、旋涂(spin coating)、撒或涂敷(spraying)等多种方式形成电极。
根据上述内容，电极111、121由石墨形成，但并不限定于此，还可使用具有导电性的多种材料，例如银纳米粒子(silver nanoparticle)等的金属(metal)、炭黑(carbonblack)、碳纳米管(carbon nano tube，CNT)等的碳的同素异形体(carbon allotrope)、高功能性导电性高分子(PEDOT-PSS)等的有机物(organic materials)等。
为了形成电极111、121，基板110、120也可使用具有粗糙度的材料，例如可使用纸、塑料等。在将纸用作基板的情况下，可使用表面经过涂敷的纸，以便在电介质涂敷工序中不被浸湿。而且，还可通过对基板表面进行加工来人为地形成粗糙度。
在基板110、120以及形成于基板110、120的电极111、121形成有电介质130。其中，基于所形成的电介质130的厚度，呈现出电极111、121的表面粗糙度，因此，借助电极111、121表面的粗糙度形成的微结构(micro-structure)或凹凸结构形成于电介质130表面。
此时，形成于电极111、121的电介质由弹性聚合物(elastomer)构成，由于普通弹性聚合物的粘性(viscosity)高，因而即使提高旋涂转速(RPM)，也可使厚度达到数微米之高。并且，由于形成于电极111、121的弹性聚合物具有在固化时通过产生自调平(self-leveling)现象而变平坦的性质，因此在利用形成于柔性基板的电极的粗糙度方面存在问题。
因此，有必要提供利用弹性聚合物在基板110、120上形成厚度达规定厚度以下的电介质，并在电介质表面呈现出电极111、121粗糙度的方法。
根据一实施例，形成于电极111、121上的电介质130可由1个电介质或2个以上的电介质混合而成。例如，本发明一实施例的电介质130可通过将弹性聚合物混合在多种溶液(solvent)来使用，要求通过利用被稀释的弹性聚合物的粘弹特性使厚度达到最优化。
例如，可将利用弹性聚合物和碳氢化合物(hydrocarbon)的热力学自混合现象而成的粘性(viscosity)很低的溶液用作电介质130的材料。
此时，热力学自混合现象依赖于物质之间的溶解参数(solubility parameter)，可利用表示混合时的吉布斯自由能(The Gibbs free energy)的下述式2及表示焓变化量与溶解度系数之间的关系的式3来进行说明。
式2
ΔGm＝ΔHm－TΔSm
(其中，ΔGm为吉布斯自由能，ΔHm为混合时的焓变化量，T为绝对温度，ΔSm为混合时的焓变化量)
式3
ΔHm∝(δs-δs)2
(其中，δe为弹性聚合物的溶解度系数，δs为碳氢化合物的溶解度系数)
物质之间的溶解度系数值越相似，吉布斯自由能ΔGm越变小，因而具有混合良好的趋势，通常，溶解度系数值小于0，则热力学自混合反应越快。
根据本发明一实施例，用于形成电介质的弹性聚合物可使用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)、共聚酯(ecoflex)等，碳氢化合物可使用己烷(hexane)、庚烷(heptane)等。此时，弹性聚合物和碳氢化合物的溶解度系数分别为7.4cal1/2cm-3/2、7.3cal1/2cm-3/2，因此，由于这使吉布斯自由能的值小于0，因而引起自混合现象。
如上所述，通过自混合现象制成的溶液使粘性度大为下降，如图4所述，可通过在电极111、121表面上比较稀释(混合)前后的弹性聚合物的接触角来轻松掌握。
与稀释前的弹性聚合物相比，被碳氢化合物稀释(稀释后)的弹性聚合物不仅粘性度大为减少，而且因碳氢化合物自身的表面张力低，使得接触角非常小。
即，被稀释的弹性聚合物的重量百分比越减少，基于所形成的电介质130的重量百分比的表面接触角变小，因此，如下表中的实施例，重量百分比越低，可形成厚度薄的弹性聚合物。
表1基于弹性聚合物的重量百分比的介电层的厚度
并且，在原有的普通液体中，如图5A中的上部表格所示，可根据基板的亲水性(hydrophilic)/疏水性(hydrophobic)性质改变接触角。但是，在被碳氢化合物稀释的弹性聚合物中，如图5A中的下部表格所示，可确认到接触角(contact angle)非常小，与基板的种类并无太大关系。
如图5B所示，在固化进行的过程中，接触角变得更小，这意味着可形成非常薄的介电层130。被碳氢化合物稀释的弹性聚合物在相应基板所形成的接触角非常小，随着时间的推移，最终接触角接近于0(full wetting)。因此，如图6及图8所示，电介质130可有效呈现电极111、121的表面粗糙度。
即，形成于下部基板110及上部基板120的电介质130的表面可呈现出局部形成于各个基板110、120的电极111、121表面的粗糙度。
例如，在电介质表面的粗糙度方面，可通过调节弹性聚合物的稀释程度和旋涂条件来调节厚度。在本发明中，当弹性聚合物的重量百分比为30重量百分比至50重量百分比，优选为35重量百分比至45重量百分比(wt.％)，更优选为40重量百分比时，可在粗糙度为6μm或7μm以上的电极(例如石墨)上形成电介质130表面的粗糙度(Rc，roughness)为0μm至7μm，优选为0μm至4μm的微结构。
可根据所形成的电极111、121的表面粗糙度确定弹性聚合物的重量百分比，因此，可根据电极的材料适当选择弹性聚合物的重量百分比，此情况也属于本发明的保护范围，这是不言而喻的。
根据如上所述的内容，在形成电介质130表面的粗糙度方面，能够以形成4μm至6μm的微结构的方式确定弹性聚合物稀释方面的重量百分比及旋涂条件。
根据本发明的多种实施例，介电层130的厚度以满足下述条件中的至少1个的方式形成，条件分别为：i)为了有效呈现电极111、121表面的粗糙度，形成厚度尽可能薄的弹性聚合物；ii)当考虑所施加的压力时，不超过弹性聚合物的绝缘强度(dielectricstrength)；iii)不因电极111、121表面的粗糙度而形成销孔(pin-hole)等的瑕疵(defect)。
根据优选实施例，为了满足条件iii)及条件i)，所形成的电介质130表面的粗糙度以基板110、120表面粗糙度和/或形成于基板110、120的电极111、121的表面粗糙度为基准，能够以相同或更薄的厚度形成。
为此，参照表1，基板110、120的表面粗糙度和/或形成于基板110、120的电极111、121的表面粗糙度越高，可使所稀释的弹性聚合物的重量百分比越高。相反，基板110、120的表面粗糙度和/或形成于基板110、120的电极111、121的表面粗糙度越低，可使弹性聚合物的重量百分比下降。
如图10所示，在施加压力300的情况下，在形成于下部基板110和上部基板120的电介质130的表面所形成的粗糙表面的微结构可通过使相向的电介质130的表面的一部分相接触来使得下部基板110的第一电极111表面和上部基板120的第二电极121表面形成一种交叉结构321(interlocked structure)。
这种交叉结构与为了用人的手指感觉到触觉而施加压力的情况下的手指的内部结构相似。例如，人的手指内部由表皮(epidermis)和真皮(dermis)的交叉结构形成。这种交叉结构可增大直接受到刺激的部分的触觉信号，从而起到提高空间分辨率的作用。
并且，如上所述，压力传感器100体现了在施加压力300的情况下使电介质130的表面的一部分相啮合来使得电介质130的粗糙表面相啮合的结构。即，通过使成为电介质130的粗糙表面的基础的电极111、121的表面也形成交叉结构，从而可增加对确定电容起到作用的电极之间的面积A。
进而，为了利用在构成压力传感器100的下部基板110和上部基板120所形成的表面粗糙度来有效产生电容差，需将电极之间的距离维持在规定距离以上。
为此，在下部基板及上部基板形成弯曲面，由此可在下部基板110和上部基板120的相向的电介质之间形成空气层。
例如，如图9所示，形成于下部基板110和上部基板120的弯曲面可利用具有柔性的柔性基板110-1的特性以及例如因固化之后在柔性基板110-1与电介质130之间所形成的热膨胀率之差而产生的压缩变形(compressive strain)等的在形成电极111、121及电介质130的工序中所产生的变形，以使基板110、120朝向电介质130方向凹陷的方式形成。
参照图10，可通过利用以如上所述的方式形成的弯曲面来在设置于压力传感器100的下部基板110和上部基板120的相向的电介质130之间形成空气层310(例如大空气层)。
在向压力传感器100施加压力300的情况下，电介质130之间的空气层310降低弹性阻力(elastic resistance)，因此，当施加压力300时发生改变的电极之间的距离d相对变大，因此可增加电容的变化大小。
并且，在向压力传感器100施加压力300的情况下，电介质130之间的空气层310可借助形成于电介质130的微结构相啮合来被去除，或变成多个小空气层。
空气的介电常数(dielectric constant)为1，由于这小于弹性聚合物的介电常数(ε，elastomer≈3)，因而若施加压力300，则大空气层310变为基于交叉结构320的小空气层或被去除，因而使介电常数发生改变，因此可使有效介电常数(effective dielectricconstant)变大，从而可增加电容的变化大小。
如上所述，可在电介质130形成人为的结构，或可在不执行光刻、蚀刻等工序的情况下使电介质130具有粗糙度以及形成基于粗糙度的微结构，并可利用形成于电介质130之间的空气层使电容差变大，从而可提高压力传感器100的感测灵敏度。电容式压力传感器(capacitive pressure sensor)的感测灵敏度(sensitivity)通常可利用下述式4进行说明。
式4
(其中，P为所施加的压力，C0为施加压力之前的电容，C为施加压力之后的电容)
基于上述式4增加电容的变化大小，从而提高压力传感器100的感测灵敏度，因此，即使使用本发明多种实施例的压力传感器100也可确认如图11A及图11B所示的感测灵敏度图表。
参照图11A，可基于被用作电介质130的弹性聚合物的稀释程度来确定压力传感器100的感测灵敏度。此时，当使用被碳氢化合物稀释的弹性聚合物时，压力传感器100的感测灵敏度呈现出高数值，尤其，当弹性聚合物达到40重量百分比时，灵敏度最高。
若接近平坦的表面，则下部基板110和/或上部基板120的弹性阻力增加，因而难以减少电极之间的距离d，无法得到有效介电常数增加的效果或电极之间的面积A增加的效果。这也可简单通过使用100重量百分比的弹性聚合物(未被碳氢化合物稀释的弹性聚合物)的压力传感器的灵敏度进行确认。
使用100重量百分比的弹性聚合物的压力传感器也可在制造过程中受到压缩变形的影响而形成柔性基板的弯曲面，但这实际停留在并不明显的水平。材料自身易弯曲的特性与下述式5有关。
式5
(其中，t为压力传感器的总厚度)
从抗挠刚度(flexural rigidity)的角度分析，若厚度变厚，则材料自身的强度将变得非常大。即，在使用100重量百分比的弹性聚合物的情况下，由于弹性聚合物自身非常厚，因而与被稀释的弹性聚合物相比，并不容易形成弯曲面。而且，即使形成弯曲面，也因弹性聚合物自身的粘性高，而使得在施加压力300的情况下使下部基板110和上部基板120互相贴住，有可能对传感器的效率方面造成不利影响。
另一方面，虽然设想使弹性聚合物被碳氢化合物稀释得更多将更加提高灵敏度，例如将弹性聚合物的重量百分比降低至40重量百分比以下，但由于受销孔等瑕疵的影响，导致失去作为电介质的功能，从而有可能在起到电介质的功能方面产生问题。
因此，优选地，本发明一实施例的弹性聚合物的重量百分比(或重量比)维持在40重量百分比，但并不限定于此，可根据所使用的电极的粗糙度改变弹性聚合物的稀释程度。
换句话讲，可通过基于用作电极的材料的粗糙度调节稀释程度，来形成电介质130表面的粗糙度，由此可大为提高压力传感器100的感测灵敏度。
参照图11B，可确认，在电极111、121上形成电介质的过程中，与例如通过增加旋涂器的转速来形成薄的弹性聚合物等的控制弹性聚合物的厚度的情况相比，在利用被稀释的弹性聚合物形成电介质130的情况下，将更有效地提高感测灵敏度。
如图12A所示，在大面积扩大高灵敏度压力传感器的情况下，制造多个压力传感器阵列并使其在上方和下方的各个柔性基板1110、1120重叠，从而可形成包括多个接点的压力传感器。
例如，在下部基板1110形成三条压力传感器阵列511、513、515，同样在上部基板1120形成三条压力传感器阵列(未图示)，并使压力传感器阵列重叠，从而可形成包括9个接点的压力传感器。
根据本发明的多种实施例，可利用大为提高的感测灵敏度来将由压力传感器100测定的值分为多个等级。例如，如图11A、图12B及图13所示，可确定基于压力(或重量)变化及电容变化的压力传感器100的感测灵敏度及其变化，并利用感测灵敏度及其变化来将施加于压力传感器100的压力(或重量)划分为多个等级(level)。
此时，参照图13，在如左侧图像所示地进行打字的情况下，本发明多种实施例的压力传感器100可根据所施加的压力来在宽泛的范围内如右侧图像所示般清楚地输出电容的变化，因此可基于这种电容的大小(数值)来确定用于划分压力等级的基准点。
根据一实施例，如图11A的上部图表中所示，在以40重量百分比稀释的弹性聚合物被用作电介质130的压力传感器100中，可确认到感测灵敏度的变化很大。例如，可确认到，在0kPa至2kPa的范围内，以0.62kPa-1的感测灵敏度为基准来形成很大变化，在2kPa至6kPa的范围内，以0.28kPa-1的感测灵敏度为基准来形成很大变化。
通常，市面上的键盘的压力传感器可检测到约5～6kPa(50～60g)的荷重。因此，在对压力传感器100的感测灵敏度进行处理方面，能够以6kPa为基准(例如，第一基准压力)，来划分成压力低于6kPa的第一压力范围和压力高于6kPa的第二压力范围，可利用第一压力来代替常规键盘的压力。
此时，可处理成利用第二压力执行其他键输入。例如，在通过压力传感器100检测到第一压力范围内的压力的情况下，可处理成执行常规键盘的键输入，例如可输入小写英文字母。另一方面，在通过压力传感器100检测到第二压力范围内的压力的情况下，可处理成输入其他键。
根据一实施例，在通过压力传感器100检测到第二压力范围内的压力的情况下，可处理成输入在按住常规键盘的特定键(例如上档(shift)键)的状态下输入的键，例如可输入大写英文字母。
并且，本发明并不限定于将基于压力传感器100的感测灵敏度的压力范围划分为2个等级，而是可划分为多个等级，这是不言而喻的。例如，以电容无接点键盘为例，可通过检测3kPa(或30g)的荷重来减少输入作业的疲劳，并实现流畅的触感。
因此，假设在常规键盘中通过检测3kPa至6kPa的压力来执行键输入，根据一实施例，还可通过压力传感器100确定以感测灵敏度的变化大的2kPa为基准(例如第二基准压力)的压力低于2kPa的第三压力范围，可将在第三压力范围内检测到的压力处理成输入了制定的其他键。
例如，以键盘为例，能够以对使用人员在打字过程中触碰到的错误的输入产生反应的方式输入键。因此可将第三压力范围内的输入确定为并不根据使用人员的操作输入键，由此可减少使用人员在打字过程中打错字。
参照图14，本发明多种实施例的压力传感器100不仅以如上所述的方式具有高感测灵敏度，而且可具有快速的检测速度和复原速度(fast response time and relaxationtime)。
例如，构成电介质130的弹性聚合物的稀释重量百分比不仅用于形成电介质表面的粗糙度，而且还用于提高压力传感器100的检测速度和复原速度。
根据一实施例，如图14所示，当对构成电介质的弹性聚合物的重量百分比为100重量百分比的压力传感器100和构成电介质的弹性聚合物的重量百分比为40重量百分比的压力传感器100进行比较时，与弹性聚合物的重量百分比为100重量百分比的压力传感器100相比，弹性聚合物的重量百分比为40重量百分比的压力传感器100的检测速度和复原速度在2kPa的压力状态下和5kPa的压力状态下均更快。
进而，压力传感器100可利用作为压力传感器100的材料的柔性基板110-1的弹性特性来提高检测速度和复原速度。例如，纸、塑料等的柔性基板具有如下特性，即，即使利用压力进行弯曲，也在规定弯曲半径(bending radius)以上的情况下可逆性地维持形状。此时，由于因从压力传感器100施加的法向力而引起的变形具有很大的弯曲半径，因而可迅速复原成原来的形状。
根据一实施例，如图15所示，可进行向形成有宽度达0.09cm2的弯曲面的柔性基板110-1反复施加0.1N(≈10kPa)的力的试验。此时，应对反复向柔性基板110-1施加的压力，柔性基板110-1的弯曲面最初发生不可逆的变形，除此之外，之后呈现出可逆的弹性特性。
通常，与弹性聚合物相同，柔性基板110-1自身可属于粘弹性物质(viscoelasticmaterials)，因此可判断为检测速度和复原速度缓慢。但是，形成有弯曲面的柔性基板从结构上使检测速度和复原速度非常快，可通过可逆的方式使形状复原。
如上所述，可对压力传感器100的可逆的弹性特性进行建模。为此，可采用针对粘弹性物质的收缩应力(strain-stress)特性的凯尔文-沃伊特模型(Kelvin-Voightmodel)。凯尔文-沃伊特模型为表现出粘弹性物质的模型，可通过使表示弹性(elastic)的弹簧(spring)和表示粘性(viscosity)的阻尼器(dashpot)并列连接，来以下述式6的方式对弹簧和阻尼器的变形(strain)与变形力(stress)之间的关系进行建模。
式6
(其中，σ为法向应力(normal stress)，ε为法向应变(normal strain)，为应变率(strain rate)，E为弹性模数(elastic modulus，Young's modulus)，η为粘性系数)
参照图16及式6，本发明的多种实施例的压力传感器100的结构要素可大致包括柔性基板110-1的弯曲面、电介质130及柔性基板110-1。
此时，可通过纳米压痕分析来确认柔性基板110-1的弯曲面为弹性物质，并可由弹簧来表示。而且，由于电介质130和柔性基板110-1为粘弹性物质，因而可通过凯尔文-沃伊特模型分别表示。压力传感器100形成这种结构要素串联的结构，当压力300施加于串联结构时，可根据各弹性模数确定最先发生变化的要素。
计算结果，柔性基板110-1的弯曲面的弹性模数(≈30kPa)最小，可将电介质130的弹性模数和柔性基板100-1自身的弹性模数分别确定为1MPa、20MPa。因此，若施加压力，则柔性基板110-1的弯曲面优先发生变形。因此，如图14的图表所示，可实现压力传感器100的高灵敏度感测，并可确保快速的检测速度和复原速度。
并且，由于具有快速的检测速度和复原速度，因而如图17的上部图表所示，几乎不产生滞后。并且，如图17的下部图表所示，可确保在约5000次左右的反复压力试验下也维持性能的稳定性。
如上所述，压力传感器100不仅通过电极111、121表面的粗糙度和/或电介质130表面的粗糙度形成一种微结构，而且还利用作为压力传感器100的材料的柔性基板110-1的弹性特性。并且，在利用形成于基板110、120的弯曲面向压力传感器100施加压力的情况下，可确保快速的检测速度和复原速度以及高灵敏度感测性能。
重新参照图1，利用高灵敏度压力传感器的输入装置10的控制部200包括主控制单元210、解复用器220(demultiplexer)及多路复用器230(multiplexer)。主控制单元210执行在生成向压力传感器100输入的激励信号(excitation signal)的同时接收从压力传感器100输出的信号并向显示器等的输出设备进行传输的功能。
其中，激励信号可以为用于测定压力传感器100的电容的信号，即可以为通过掌握是否进行触摸(和/或加压力)来输入的信号。解复用器220可执行向多个压力传感器100并行分配从主控制单元210输入的串行信号的功能。
多路复用器230具有将从多个压力传感器接收的并行(Parallel)输入信号转换成串行(Serial)信号的结构。
另一方面，利用高灵敏度压力传感器的输入装置10的控制部还可包括放大器240及模数转换器250(ADC)。放大器240执行放大从多路复用器230输出的串行信号的功能，模数转换器250执行通过与放大器240的输出相连接来将在放大器240被放大的模拟信号转换成数字信号的功能。
以下，对输入装置10的驱动例进行说明。
根据一实施例，首先可通过解复用器220向多个压力传感器分别分配并施加在主控制单元210所形成的激励信号。在施加激励信号的状态下，若使用人员通过触摸压力传感器100来执行打字，则压力传感器100的并行模拟输出信号通过多路复用器230被转换成串行模拟输出信号，在通过放大器240放大这种串行模拟输出信号后，通过模数转换器250被转换成数字信号，之后可向主控制单元210进行输入。
向主控制单元210输入的信号可以为首次向压力传感器100输出的激励信号(excitational signal)借助通过压力传感器100产生的电容器的充放电被调制的信号。可利用基于压力传感器的电容C、电路的电阻R、激励信号的电压强度(Vsignal)之间的关系的下述式7来说明充放电时间t和在相应时间内施加于电容器两端的电压Vc。
式7
Vc＝Vsignal(1-e-t/RC)
计算出向主控制单元210施加的信号的最大电压、最小电压，并将所施加的激励信号的电压、周期代入式7来进行计算，从而可确定压力传感器100的电容值。
如上所述，主控制单元210可控制成基于从压力传感器100输出的信号向计算机等的输出设备输出压力传感器的电容值。
压力传感器100的电容值与所施加的压力成正比，因而可通过测定电容的大小来体现利用输入强度对多个等级的压力进行检测的三维触摸(或三维压力感测)。
根据一实施例，利用高灵敏度压力传感器的输入装置10向各个压力传感器100分配英文字母，并对所测定的电容和规定基准值(threshold level)进行比较，可在测定到小电容的情况下输出小写字母，可在测定到大电容的情况下输出大写字母。
例如，主控制单元210可对通过压力传感器100输入的压力和基准压力进行比较来确定电容，例如，以6kPa的第一基准压力为基准，可在压力处于小于6kPa的范围内的情况下确定为第一电容(例如，第一信号)，可在压力处于大于6kPa的范围内的情况下确定为第二电容(例如，第二信号)。
此时，在通过压力传感器100测定的电容处于第一电容范围的情况下，主控制单元210输出小写字母，在通过压力传感器100测定的电容处于第二电容范围的情况下，主控制单元210输出大写字母。
并且，主控制单元210可对通过压力传感器100输入的压力和基准压力进行比较来确定电容，例如，以3kPa的压力为基准，可在压力处于小于3kPa的范围内的情况下确定为第三电容。
此时，在通过压力传感器100测定的电容处于第三电容范围的情况下，主控制单元210可处理成没有键输入。
如上所述，通过在几乎不改变压力传感器的工序的情况下提高压力传感器100的感测灵敏度，来将由压力传感器100测定的压力划分为多个等级，从而可提供通过1个压力传感器处理多种输入的输入装置。
如上所述，参照控制部200的各个结构来如下说明利用本发明一实施例的高灵敏度压力传感器100的输入装置的驱动例。
首先，在主控制单元210生成的激励信号通过解复用器220分别被分配并施加于多个压力传感器100。在施加激励信号的状态下，若使用人员通过触摸压力传感器100执行打字，则压力传感器100的并行模拟输出信号通过多路复用器230被转换成串行模拟输出信号，在通过放大器240放大这种串行模拟输出信号后，通过模数转换器250被转换成数字信号，之后可向主控制单元210进行输入。主控制单元210可控制成基于从压力传感器110输入的信号来向显示器等的输出设备输出输出计算结果。
参照图18，本发明多种实施例的高灵敏度压力传感器100及利用其的输入装置10可被提供为计算机键盘。这种计算机键盘可即使在不使用“大写锁定(caps lock)”键或“上档”键的情况下，也能够以如图18所示的方式仅借助施加于压力传感器100的压力差输入“Yonsei”等的大写字母和小写字母混合的单词。
如图18的右侧图表所示，利用高灵敏度压力传感器的输入装置10可对作用于压力传感器的压力进行划分。此时，若起到作用的压力大于指定数值的压力的情况下，例如，若向根据所检测的压力来被指定成输出与“y”键相对应的信号的压力传感器施加大于已设定的基准压力的压力，则可输出与作为“y”的大写字母“Y”相对应的信号。
并且，根据本发明的多种实施例，在利用高灵敏度压力传感器的输入装置10中，控制部200可根据施加于压力传感器100的施加压力的强度、时间或频率来将通过相应压力传感器100输出的信号分别处理(或识别)成其他输入。
如上所述，虽然以键盘说明利用高灵敏度压力传感器的输入装置10，但并不限定于此，可适用于数字键盘、触控板、虚拟键盘等用于根据压力输入指定键的多种输入装置，这是不言而喻的。
并且，本发明一实施例的利用高灵敏度压力传感器的输入装置具有如下效果，即，通过使用可制造复印纸、铅笔等的纸、石墨等日常生活中经常使用的材料制造压力传感器，从而可在体现高灵敏度特性的同时减少材料费用及制造工序费用。
并且，本发明具有如下效果，即，由于使用柔性基板制造而成，因而可提供可弯曲式输入装置，由此可提供便于携带的输入装置。
以下，参照图19说明本发明一实施例的高灵敏度压力传感器100的制造方法，并将省略与已进行说明的本发明实施例的高灵敏度压力传感器100的内容重复的内容。
根据一实施例，高灵敏度压力传感器100的制造方法包括：准备下部基板100及上部基板200的步骤(步骤S 100)；在上述下部基板100的上侧和上述上部基板200的下侧分别形成第一电极110和第二电极210的步骤(步骤S200)；在上述第一电极110上配置电介质300的步骤(步骤：S300)以及以使上述第二电极210配置于上述电介质300上的方式使上述上部基板200层叠于上述电介质300上(步骤S400)。
根据本发明的一实施例，提供如下的高灵敏度压力传感器，上述高灵敏度压力传感器包括：下部基板100，在上侧形成有第一电极；上部基板200，在下侧形成有第二电极210；以及电介质300，配置于上述第一电极110与上述第二电极210之间，上述电介质300为弹性聚合物。
根据本发明的多种实施例，上述下部基板100及上述上部基板200可由柔性基板形成。
根据本发明的多种实施例，上述第一电极110和上述第二电极210可分别通过在上述下部基板100的上侧及上述上部基板200的下侧涂敷石墨而成。
根据本发明一实施例，本发明提供一种利用高灵敏度压力传感器的输入装置，本发明的利用高灵敏度压力传感器的输入装置包括：多个压力传感器；以及控制部，向上述压力传感器施加激励信号，并控制上述压力传感器的输出，上述压力传感器包括：下部基板，在上侧形成有第一电极；上部基板，在下侧形成有第二电极；以及电介质，配置于第一电极及第二电极之间，上述电介质为弹性聚合物。
根据本发明的多种实施例，上述下部基板以及上述上部基板可由柔性基板形成。
根据本发明的多种实施例，上述第一电极和上述第二电极可分别通过在上述下部基板的上侧及上述上部基板的下侧涂敷石墨而成。
根据本发明的多种实施例，上述控制部可包括：主控制单元(MCU)，生成向上述压力传感器所要输入的激励信号，输入从上述压力传感器输出的激励信号；解复用器，向多个上述压力传感器分配上述激励信号；以及多路复用器，将从多个上述压力传感器输出的并行信号转换成串行信号。
根据本发明的多种实施例，上述控制部还可包括：放大器，放大从上述多路复用器输出的串行信号；以及模数转换器，将上述放大器的输出转换成数字信号。
以上，对本发明的多种实施例进行了说明，但本发明的思想并不限定于在本说明书中所提出的实施例，理解本发明的思想的本领域技术人员可在相同的思想范围内通过添加结构要素、对本发明进行变更、删除、补充来可轻松提出其他实施例，但这也属于本发明的思想范围。

Claims (20)

1.一种高灵敏度压力传感器，其特征在于，包括：
下部基板，在一面形成具有表面粗糙度的第一电极；
上部基板，在一面形成具有表面粗糙度的第二电极；以及
电介质，以配置于上述第一电极与上述第二电极之间的方式层叠于上述下部基板与上述上部基板之间。
2.根据权利要求1所述的高灵敏度压力传感器，其特征在于，上述电介质包围借助上述第一电极的表面粗糙度形成的上述第一电极的凹凸表面或借助上述第二电极的表面粗糙度形成的上述第二电极的凹凸表面。
3.根据权利要求2所述的高灵敏度压力传感器，其特征在于，上述电介质包含弹性聚合物，上述弹性聚合物的上述电介质内的重量百分比取决于上述表面粗糙度及所形成的上述电介质的厚度。
4.根据权利要求1所述的高灵敏度压力传感器，其特征在于，上述下部基板或上述上部基板为柔性材质或弹性材质。
5.根据权利要求1所述的高灵敏度压力传感器，其特征在于，上述第一电极的表面粗糙度或上述第二电极的表面粗糙度由上述下部基板的表面粗糙度或上述上部基板的表面粗糙度来表示。
6.根据权利要求1所述的高灵敏度压力传感器，其特征在于，上述第一电极的表面粗糙度或上述第二电极的表面粗糙度在形成电极时生成或在形成电极后通过加工生成。
7.根据权利要求1所述的高灵敏度压力传感器，其特征在于，
上述电介质包括：
下部介电层，设置于上述第一电极；以及
上部介电层，设置于上述第二电极。
8.根据权利要求7所述的高灵敏度压力传感器，其特征在于，
上述下部介电层紧贴于上述第一电极，使上述第一电极的表面粗糙度呈现在上述下部介电层，
上述上部介电层紧贴于上述第二电极，使上述第二电极的表面粗糙度呈现在上述上部介电层。
9.根据权利要求8所述的高灵敏度压力传感器，其特征在于，在上述下部介电层与上述上部介电层之间的一部分区域以上的区域形成有空气层。
10.根据权利要求9所述的高灵敏度压力传感器，其特征在于，在向上述下部基板和上述上部基板中的至少1个施加压力的情况下，上述下部介电层的表面和上述上部介电层的表面中的至少一部分相啮合，形成交叉结构。
11.根据权利要求10所述的高灵敏度压力传感器，其特征在于，在向上述下部基板和上述上部基板中的至少1个施加压力的情况下，形成于上述下部介电层与上述上部介电层之间的上述空气层被去除，或基于上述交叉结构使上述空气层被分为更小的空气层。
12.一种利用高灵敏度压力传感器的输入装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1至11中的任一项所述的至少1个高灵敏度压力传感器；以及
控制部，若向上述高灵敏度压力传感器施加压力，则根据与所施加的上述压力相对应地从上述压力传感器输出的信号来进行指定的键输入。
13.根据权利要求12所述的利用高灵敏度压力传感器的输入装置，其特征在于，还包括压力施加部，用于向上述压力传感器的上述下部基板或上述上部基板中的1个以上施加压力。
14.根据权利要求12所述的利用高灵敏度压力传感器的输入装置，其特征在于，
在所施加的上述压力小于已设定的第一基准压力的情况下，上述控制部将上述压力处理成第一信号，
在所施加的上述压力达到上述第一基准压力以上的情况下，上述控制部将上述压力处理成第二信号。
15.根据权利要求12所述的利用高灵敏度压力传感器的输入装置，其特征在于，在所施加的上述压力小于已设定的第二基准压力的情况下，上述控制部将忽略相应的压力。
16.根据权利要求12所述的利用高灵敏度压力传感器的输入装置，其特征在于，上述控制部根据所施加的上述压力的强度、时间或频率，将上述压力识别成各不相同的输入。
17.根据权利要求12所述的利用高灵敏度压力传感器的输入装置，其特征在于，
上述控制部包括：
主控制单元，输出向上述压力传感器所要输入的激励信号，输入从上述压力传感器输出的上述激励信号；
解复用器，向至少1个上述压力传感器分配上述激励信号；以及
多路复用器，将从至少1个上述压力传感器输出的并行信号转换成串行信号。
18.根据权利要求12所述的利用高灵敏度压力传感器的输入装置，其特征在于，
上述控制部通过制定范围来分别针对至少1个上述高灵敏度压力传感器将通过上述主控制单元接收的上述激励信号分为多个等级，
上述控制部针对上述多个等级分别指定不同的键。
19.根据权利要求18所述的利用高灵敏度压力传感器的输入装置，其特征在于，上述控制部基于通过上述主控制单元接收的上述激励信号及输出上述激励信号的高灵敏度压力传感器来针对上述激励信号的等级确定指定的键，并以输入所确定的上述键的方式向上述多路复用器进行传输。
20.根据权利要求12所述的利用高灵敏度压力传感器的输入装置，其特征在于，上述激励信号为与分别向至少1个上述高灵敏度压力传感器施加的压力相对应的电容值。
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