TW202111510A - 觸控面板裝置、壓下力算出方法、以及儲存壓下力算出程式的儲存媒體 - Google Patents

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佐佐木雄一
山本晶仁
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Abstract

觸控面板裝置（1），包括：觸控面板（23），具有進行觸控操作的操作面；彈性構件（33），支持觸控面板（23）；複數的壓下力感測器（30_1～30_n），輸出對應在操作面施加的壓下力的感測器訊號；座標檢出部（101），取得顯示觸控操作的位置之觸控座標（T1）；壓下力檢出部（102），在操作面（24）施加壓下力時，取得對應於感測器訊號的複數的檢出值（D1_j）；以及壓下力算出部（105），從儲存了操作面（24）的複數的領域、以及對應複數的領域而預先決定的複數的壓下力算出方式之算出方式記憶部（104）讀取出複數的壓下力算出方式，從複數的壓下力算出方式選擇出對應觸控座標（T1）的領域的壓下力算出方式，使用選擇的壓下力算出方式及複數的檢出值（D1_j），算出壓下力。

Description

觸控面板裝置、壓下力算出方法、以及儲存壓下力算出程式的儲存媒體
本發明係有關於觸控面板裝置、壓下力算出方法、以及儲存壓下力算出程式的儲存媒體。
有一種觸控面板裝置，其能夠檢測出顯示出在觸控面板的操作面進行的觸控操作的位置之觸控座標、藉由觸控操作而施加於操作面的壓下力。例如，參照專利文獻1。這個觸控面板裝置預先儲存了顯示觸控座標、壓下力、產生於檢出部的複數的電極的複數的電壓（也稱為「電壓圖樣」）的對應關係之資料。這個觸控面板裝置在觸控面板的操作面進行觸控操作時，會使用預先儲存的資料來求出壓下力。
專利文獻1：日本特開2016-006683號公報（例如，段落第[0057]段）
然而，預先儲存的資料的數目有其界限，因此上述觸控面板裝置不能夠以高精度檢測出因觸控操作而施加於操作面的壓下力。
本發明是為了解決上述的問題而完成，其目的是提供一種觸控面板裝置、壓下力算出方法、以及儲存壓下力算出程式的儲存媒體，能夠以高精度檢測出觸控操作的壓下力。
本發明的一態樣的觸控面板裝置，包括：觸控面板，具有進行觸控操作的操作面；彈性構件，支持該觸控面板；複數的壓下力感測器，輸出對應在該操作面施加的壓下力的感測器訊號；座標檢出部，取得顯示該觸控操作的位置之觸控座標；壓下力檢出部，在該操作面施加壓下力時，取得對應於該感測器訊號的複數的檢出值；以及壓下力算出部，從儲存了該操作面的複數的領域、以及對應該複數的領域而預先決定的複數的壓下力算出方式之算出方式記憶部讀取出該複數的壓下力算出方式，從該複數的壓下力算出方式選擇出對應該觸控座標的領域的壓下力算出方式，使用選擇的該壓下力算出方式及該複數的檢出值，算出該壓下力。
根據本發明，能夠高精度的檢測出觸控操作的壓下力。
以下，參照圖式說明本發明的實施型態的觸控面板裝置、壓下力算出方法、以及壓下力算出程式。以下的實施型態只是例子，本發明的範圍內能夠作各種的變更。
《1》實施型態1 《1-1》架構 第1圖係顯示本發明的實施型態1的觸控面板裝置1的硬體架構的一例。觸控面板裝置1能夠檢測出顯示出在觸控面板的操作面進行的觸控操作的位置之觸控座標、藉由觸控操作而施加於操作面的壓下力。觸控面板裝置1根據取得的觸控座標以及檢測出的壓下力，判定觸控操作的內容。
如第1圖所示，觸控面板裝置1具有觸控感測器20、複數的壓下力感測器30_1～30_n、作為顯示器的液晶面板40、控制裝置100。n是正的整數。另外，關於壓下力感測器30_1～30_n的位置及個數以外，後述的實施型態2至6的觸控面板裝置的硬體架構也與第1圖相同。
觸控感測器20的表面上會透過接著劑（後述的第3圖（A）中的21）貼上保護玻璃（後述的第3圖（A）中的22）。觸控感測器20、接著劑21、以及保護玻璃22構成觸控面板（後述的第3圖（A）中的23）。觸控面板23具有使用者進行觸控操作的操作面（後述的第3圖（A）中的24）。操作面24是保護玻璃22的表面。
液晶面板40是配置成與觸控感測器20重疊的液晶顯示器。液晶面板40會藉由控制裝置100的控制來顯示操作用畫面等。操作用畫面是包括圖標等的操作零件之物件在內的使用者介面（UI）畫面。
觸控感測器20例如在操作面24上的導體的接觸部位的靜電電容會變化的靜電電容式觸控感測器。觸控感測器20將對應觸控操作的位置資訊，也就是觸控資訊T0輸出到控制裝置100。導體例如使用者的手指、使用者手持的觸控筆等的操作輔助工具等，然而，觸控感測器20也可以是靜電電容式以外的觸控感測器。
當使用者對觸控面板23的操作面24施加壓下力時，壓下力感測器30_1～30_n將對應於施加於觸控面板23的操作面24的壓下力之電訊號，也就是感測訊號D0_1～D0_n輸出控制裝置100。另外，顯示任意的1個壓下力感測器的情況下，也會標記為「壓下力感測器30_j」。又，顯示任意的1個感測器訊號的情況下，也會標記為「感測器訊號D0_j」。j是1以上n以下的整數。
控制裝置100具有作為資訊處理部的處理器51、作為儲存資訊的記憶部之記憶體52。控制裝置100例如電腦。記憶體52中安裝了程式。程式例如透過網站或者是從儲存資訊的儲存媒體安裝。程式也可以包括用來實施後述的壓下力算出正方法的壓下力算出程式。處理器51藉由實施儲存於記憶體52的程式，控制觸控面板裝置1的全體的動作。控制裝置100的全體或者是一部分也可以由半導體積體電路組成的控制電路構成。記憶體52也可以包括半導體記憶裝置、硬碟裝置、將資訊儲存於能取出的儲存媒體的裝置等的各種記憶裝置。
控制裝置100進行對應於以觸控面板23的操作面24輸入的觸控操作之處理。控制裝置100也能夠辨識以不滿預先決定的閾值的壓下力觸摸觸控面板23的操作面24的觸控操作、以這個閾值以上的壓下力觸摸觸控面板23的操作面24的觸控操作（也稱為「壓入觸控操作」或是「壓入操作」）。具體來說，控制裝置100根據觸控資訊T0以及感測器訊號D0_1～D0_n來進行處理。觸控資訊T0是依據以觸控面板23的操作面24輸入的觸控操作所對應的觸控感測器20中的靜電電容的變化。感測器訊號D0_1～D0_n是對應於施加於操作面24的壓下力而從壓下力感測器30_1～30_n輸出。例如，控制裝置100將對應於以觸控面板23的操作面24輸入的觸控操作的控制訊號，發送到連接於觸控面板裝置1的其他的機器或者是能夠與觸控面板裝置1通訊的其他的機器。其他的機器是控制對象機器，例如生產設備、車輛、或者是家電機器等。
第2圖係顯示實施型態1的觸控面板裝置1的概略平面圖。第3圖（A）及（B）係以第2圖的III-III線切開實施型態1的觸控面板裝置1的概略剖面圖。第3圖（A）顯示沒有進行觸控操作的狀態，第3圖（B）顯示以觸控操作施加於壓下力於操作面24的狀態。
如圖示，觸控面板裝置1具有與液晶面板40一體構成的基板41、支持觸控面板23使其重疊於液晶面板40的彈性構件33、壓下力感測器30_j（j＝1、2、…、n）。壓下力感測器30_j具有作為配置於觸控感測器20（也就是觸控面板23側）的第1電極的感測器電極部31_j、以及與感測器電極部31_j相向而配置於液晶面板40側（也就是，觸控面板裝置1的框體側）的連接框GND（也就是接地電位）的GND電極部32。第2圖中，感測器電極部31_j配置於感測器20的4個角落部及4個邊的中央。然而，感測器電極部31_1～31_n的位置、個數、以及形狀並不限定於第2圖的例子。
彈性構件33支持觸控面板23。探性構件33也可以由分割的複數的部分構成。基板41固定於觸控面板裝置1的框體。又，觸控面板23的平面形狀也可以是四角形以外的形狀。
如第3圖（B）所示，當導體接觸觸控面板23的操作面時，觸控感測器20的導體的接觸部位的靜電電容發生變化。控制裝置100檢測出觸控感測器20的各位置的靜電電容，取得導體的接觸部位的位置、也就是顯示觸控感測器20的2次元座標的觸控座標。控制裝置100根據觸控面板23的操作面24的各位置，也就是觸控感測器20的各位置的靜電電容，計算出顯示出操作面24上的導體的接觸部位的位置之位置座標，亦即觸控座標。導體的接觸部位例如靜電電容比預定的基準電容大的部位。顯示導體的接觸部位的位置之觸控座標也稱為「靜電電容座標」。
又，如第3圖（B）所示，當壓下力施加於觸控面板23的操作面24時，彈性構件33被壓縮，施加於操作面24的壓下力會被壓下力感測器30_1～30_n檢測出。壓下力感測器30_1～30_n檢測出因為壓下力而變化的靜電電容，輸出根據靜電電容的感測器訊號D0_1～D0_n。如第3圖（B）所示，因為壓入使彈性構件33彈性變形而變薄時，壓下力感測器30_j的感測器電極部31_j所檢測出的靜電電容Co會增加。又，如第3圖（A）所示，藉由停止壓下力的施加，彈性構件33恢復到原來的狀態變厚時，壓下力感測器30_j的感測器電極部31_j所檢測出靜電電容Co減少而回到初始值。如第3圖（A）及（B）所示，壓下力感測器30_j會將初始狀態的電極間距離d0以及彈性構件33被壓縮時的電極間距離d1的差，也就是將顯示因應於位移（d0－d1）的值之感測器訊號D0_j輸出。電極間距離是感測器電極部31_j與GND電極部32之間的距離。
壓下力感測器30_1～30_n輸出因應於施加於操作面24的壓下力以及施加了壓下力的推壓位置的感測器訊號D0_1～D0_n。控制位置100使用壓下力感測器30_1～30_n所輸出的感測器訊號D0_1～D0_n、觸控感測器20所輸出的觸控資訊T0、1個顯示為了算出壓下力而預先儲存的複數的壓下力算出方式的資訊，算出壓下力。另外，「壓下力算出方式」也單純稱為「算出方式」。又，控制裝置100能夠根據感測器訊號D0_1～D0_n算出顯示觸控面板23的操作面24上的推壓位置之位置座標。
壓下力感測器30_1～30_n並不限定於靜電電容式。壓下力感測器30_1～30_n也可以是當壓下力施加於觸控面板23的操作面24時感測出觸控面板23的微小應變的應變感測器，或者是產生因應於壓下力的電壓訊號的壓電感測器等。
第4圖係概略顯示實施型態1的觸控面板裝置1的架構的功能方塊圖。第4圖中，與第1圖所示的構成要素相同或相對應的構成要素會標示與第1圖所示的符號相同的符號。如第4圖所示，控制裝置100具有座標檢出部101、壓下力檢出部102、產生觸控面板23的複數的領域每一者的壓下力算出方式的算出方式生成部103、儲存顯示出複數的壓下力算出方式的資訊（以下稱為「算出方式資訊」）的算出方式記憶部104、從算出方式記憶部104讀出複數的壓下力算出方式並使用複數的算出方式資訊之中的1者來算出壓下力的壓下力算出部105。然而，算出方式記憶部104並不一定要是觸控面板裝置1的一部分。算出方式記憶部104也可以是能夠與觸控面板裝置1通訊連接的外部的記憶裝置。
也就是，控制裝置100具備座標檢出部101、壓下力檢出部102、算出方式記憶部104、壓下力算出部105。座標檢出部101取得顯示出觸控面板23的操作面24上的觸控操作的位置之觸控座標T1。壓下力檢出部102在壓下力施加於操作面24時取得對應到感測器訊號的複數的檢出值D1_1～D1_n。算出方式記憶部104儲存操作面24上的複數的領域、以及對應於複數的領域預先決定的複數的壓下力算出方式。壓下力算出部105從複數的壓下力算出方式中選擇對應到觸控座標T1的領域的壓下力算出方式，使用選擇的壓下力算出方式及複數的檢出值D1_1～D1_n來算出壓下力。
座標檢出部101產生觸控座標T1。觸控座標T1是根據因觸控操作而從觸控感測器20輸出的訊號，亦即觸控資訊T0的座標資訊。具體來說，座標檢出部101檢測出觸控感測器20的各位置之靜電電容，藉此檢測出導體有無接觸觸控面板23的操作面24。座標檢出部101算出觸控座標T1，觸控座標T1是顯示出靜電電容的檢出值比預定的閾值電容大的領域，也就是導體的接觸部位的座標。座標檢出部101將觸控座標T1提供到壓下力算出部105等。
壓下力檢出部102輸出檢出值D1，其係根據因為觸控操作而施加於觸控面板23的操作面24上的壓下力。具體來說，壓下力檢出部102接收從壓下力感測器30_1～30_n所輸出的感測器訊號D0_1～D0_n，輸出根據感測器訊號D0_1～D0_n的檢出值D1_1～D1_n。
算出方式生成部103產生複數的算出方式資訊，其顯示出根據觸控面板23的彎曲及彈性構件33的沉入的特徵來進行模擬的複數個壓下力算出方式。壓下力算出方式的例子如後述式（1）。複數的算出方式資訊的每一者例如式（1）中的係數k1 ～kn 的值的組合。又，算出方式生成部103決定對應於複數的壓下力算出方式的複數的領域。複數的領域是分割觸控感測器20而得的領域。複數的領域的每一者在該領域會與能夠算出滿足預先決定的目標精度的推壓力之壓下力算出方式對應連結，並儲存於算出方式記憶部104。也就是，算出方式生成部103將觸控感測器20的複數的領域、對應於複數的領域的每一者的壓下力算出方式，儲存於算出方式記憶部104。
壓下力算出部105根據座標檢出部101所取得的觸控座標T1，從算出方式記憶部104中儲存的複數的壓下力算出方式中選擇對應到觸控座標T1的領域的壓下力算出方式，並將其讀出。壓下力算出部105根據壓下力檢出部102檢出的複數的檢出值D1_1～D1_n與選擇的壓下力算出方式，算出壓下力。
第5圖係顯示對實施型態1的觸控面板23的操作面24施加壓下力時的觸控面板23、彈性構件33、以及壓下力感測器30_j的狀態的概略剖面圖。GND電極部32安裝於液晶面板40。配置於壓下力感測器30_j的內側的彈性構件33的上面黏接至觸控感測器20，彈性構件33的下面黏接至GND電極部32。彈性構件33具有彈性，當壓入保護玻璃22使彈性構件33被壓縮而沉入時，壓下力感測器30_j的感測器電極部31_j與GND電極部32之間的距離縮短，壓下力感測器30_j的靜電電容Co增加。又，壓入保護玻璃22使保護玻璃22、接著劑21、以及觸控感測器20所構成的觸控面板23發生彎曲，觸控面板23的端部附近發生翹起，因此感測器電極部31_j與GND電極部32之間的距離些許增加。因此，在發生翹起的情況下，比起沒有發生翹起的情況，壓下力感測器30_j的靜電電容Co些許減少。又，翹起的程度會應施加壓下力的位置而不同，因此翹起對靜電電容Co的影響的大小也會應施加壓下力的位置而不同。
第6圖係顯示對觸控面板23的保護玻璃22的中央部施加壓下力時的保護玻璃22的形狀模擬的結果。第6圖顯示施加1[N]的壓下力於觸控面板23的操作面24的中央部的情況的觸控面板23的彎曲、以及因為支持觸控面板23的彈性構件33的壓縮所伴隨的觸控面板23的沉入的例子。對觸控面板23的操作面24的中央部施加壓下力的情況下，如第6圖所示，觸控面板23的四個角落翹起。也就是，觸控面板23的四個角落的縱軸方向的位置位移到比基準位置的「0」更上側。另外，縱軸方向是與平行於觸控面板23的邊的X方向以及Y方向垂直的方向。
第7圖係顯示對觸控面板23的保護玻璃22的角落部施加壓下力時的保護玻璃22的形狀的模擬的結果。第7圖顯示施加1[N]的壓下力於觸控面板23的操作面24的1個角落部的情況的觸控面板23的彎曲、以及因為支持觸控面板23的彈性構件33的壓縮所伴隨的觸控面板23的沉入的例子。施加壓下力於觸控面板23的操作面24的四個角落的任一者的角落部的情況下，如第7圖所示，在施加壓下力的位置，顯著地顯現了彈性構件33的沉入的影響。然而，觸控面板23的四個角落中的另外三個角落部的縱軸方向的位置幾乎沒有從基準位置的「0」有所位移。
如第6圖及第7圖所示，因為觸控面板23的操作面24的壓入位置，觸控面板23的位移的狀態會有很大的差異，從壓下力感測器30_1～30_n所輸出的感測器訊號D0_1～D0_n的值也會有很大的差異。因此，不考慮觸控面板23的操作面24的壓入位置，根據感測器訊號D0_1～D0_n的值算出壓下力的情況下，壓下力的精度變低。因此，實施型態1的觸控面板裝置1及壓下力算出方法中，會因應於壓下力施加的位置來切換壓下力算出方式。
《1－2》動作 首先，說明複數的壓下力算出方式的生成處理。第8圖係顯示產生有關於實施型態1的觸控面板裝置1的壓下力算出方式的模擬所使用的複數的座標25的例子的平面圖。第9圖係顯示產生有關於實施型態1的觸控面板裝置1的壓下力算出方式的處理的流程圖。複數的座標25會以預定的間隔排列於X方向及Y方向。複數的座標25並不限定於第8圖所示。
第9圖的步驟S10中，算出方式生成部103用觸控感測器20針對預定的複數的座標25的每一者進行步驟S10～S13的循環處理。
在步驟S11，算出方式生成部103對預定的壓下力的範圍內的複數的壓下力的各者，進行步驟S11～S12的循環處理。預定的壓下力的範圍內的複數的壓下力例如被決定為具有一定的壓下力的間隔。在步驟S12中，算出方式生成部103以模擬計算出以步驟S11決定的壓下力來壓入步驟S10所決定的觸控座標的情況下的各壓下力感測器30_1～30_n的位移。
在步驟S13，算出方式生成部103為了根據以步驟S12求出的各壓下力感測器30_1～30_n的位移的計算來算出壓下力f（P），產生要使用的壓下力算出方式。壓下力算出方式具有n個壓下力感測器30_1～30_n的情況下，例如由以下的式（1）定義。
[式1]
Figure 02_image001
上述計算式中，n是正的整數。P＝{p1 , p2 ,…, pn }。p1 ～pn 是壓下力感測器30_1～30_n所輸出的檢出訊號的值，也就是檢出值D1_1～D1_n。k1 ～kn 是表示檢出值p1 ～pn 的加權計算所用的權重的係數。也就是，複數的壓下力算出方式的係數k1 ～kn 的組彼此不同。
當步驟S10～S13的循環處理結束時，處理進入步驟S14。在步驟S14，算出方式生成部103對於產生的複數的壓下力算出方式的每一者，進行步驟S14～S20的循環處理。
在步驟S15，算出方式生成部103將未處理的算出方式的一者選擇為代表的算出方式。
接著，算出方式生成部103對於代表的算出方式的座標的週邊座標的對象的算出方式，進行步驟S16～S19的循環處理。
在步驟S17，算出方式生成部103例如判定代表的算出方式所得的f（P）的值與對象的算出方式所得的f（P）的值的差是否滿足預定的目標精度。例如，算出方式以式（1）定義的情況下，算出方式生成部103使用代表的算出方式的情況的係數k1 ～kn 的絕對值的合計與對象的算出方式的情況的係數k1 ～kn 的絕對值的合計、或者是代表的算出方式的情況的係數k1 ～kn 與對象的算出方式的情況的k1 ～kn 的大小關係、或者是代表的算出方式的情況的係數k1 ～kn 與對象的算出方式的情況的係數k1 ～kn 的比率等，判斷差是否滿足目標精度。當差滿足目標精度的情況下，處理進入步驟S18，不滿足的情況下，處理進入步驟S19。
在步驟S18，算出方式生成部103將滿足目標精度的對象的算出方式設定為新的代表的算出方式。
處理進入步驟S19的情況下，算出方式生成部103設定領域的邊界於代表的算出方式的座標與對象的算出方式的座標之間。
步驟S16～S19的循環處理之後，處理進入步驟S20，算出方式生成部103儲存步驟S15所選擇的代表的算出方式以及在步驟S19求出的邊界（領域）資訊。
作為壓下力算出方式所示的式（1）頂多為一例，如果是算出的壓下力滿足目標精度的算出方式的話，也可以使用其他的方法。
又，因為與觸控座標不同的要素（例如，壓下力的變化）使得步驟S12的壓下力感測器的位移的特徵大幅變化的情況下，儘管是相同的觸控座標，算出方式生成部103也能夠採用非固定的壓下力算出方式的方法。在這個情況下，算出方式生成部103也可以製作使得壓下力感測器的位移的特徵變化的因素的值或是範圍、以及與其對應的壓下力算出方式的對照表，並儲存於算出方式記憶部。又，第8圖藉由模擬取得了壓下力算出方式，但也可以基於實際測試來取得壓下力算出方式。
第10圖係顯示實施型態1的觸控面板裝置1的控制裝置100所進行的壓下力的算出處理的流程圖。在步驟S100，座標檢出部101取得顯示觸控面板23的操作面24的觸控點的位置之觸控座標。在步驟S101，壓下力檢出部102取得基於從壓下力感測器30_1～30_n所輸出的感測器訊號D0_1～D0_n之檢出值D1_1～D1_n。
在步驟S102，壓下力算出部105根據步驟S100所取得的觸控座標T1，選擇並讀取儲存於算出方式記憶部104的複數的壓下力算出方式當中對應的壓下力算出方式。
在步驟S103，壓下力算出部105使用步驟S101所取得的檢出值D1_1～D1_n、步驟S102所讀取的壓下力算出方式來算出壓下力。壓下力算出方式在上述式（1）的情況下，檢出值D1_1～D1_n是p1 ～pn 。
《1-3》效果 如以上所說明，使用實施型態1的觸控面板裝置1或者是第9圖及第10圖所示的壓下力算出方法的話，因應於觸控座標T1而使用最適合者來作為壓下力算出方式，因此能夠提昇壓下力的算出精度。
又，滿足目標精度的壓下力算出方式與觸控感測器20的領域彼此關聯連結並儲存，因此能夠減少根據觸控座標T1以及檢出值D1_1～D1_n來算出壓下力的計算處理量。因此，能夠有效率地算出壓下力。
《2》實施型態2 實施型態2中，平行驅動複數的壓下力感測器30_1～30_n當中的觸控面板23發生翹起的位置的壓下力感測器以及觸控面板23發生沉入的位置的壓下力感測器。也就是，實施型態2中，同時驅動發生翹起的位置的壓下力感測器與發生沉入的位置的壓下力感測器。壓下力檢出部102例如檢測出發生翹起的位置的壓下力感測器與發生沉入的位置的壓下力感測器的合計的靜電電容，藉此靜電電容的檢出精度提昇，靜電電容的檢出次數減少。
第11圖係概略顯示實施型態2的觸控面板裝置2的架構的功能方塊圖。第11圖中，與第4圖所示的構成要素相同或相對應的構成要素會標示與第4圖所示的符號相同的符號。如第11圖所示，觸控面板裝置2的控制裝置200具有座標檢出部101、壓下力檢出部102、儲存平行驅動模式的驅動模式記憶部201、從驅動模式記憶部201讀取複數的平行驅動模式並切換要使用的驅動模式的驅動模式決定部202、驅動壓下力感測器的感測器驅動部203、壓下力算出部205。然而，驅動模式記憶部201未必要是觸控面板裝置2的一部分。驅動模式記憶部201也可以是能夠與觸控面板裝置2通訊連接的外部的記憶裝置。
也就是，控制裝置200具有驅動模式記憶部201、驅動模式決定部202、感測器驅動部203、壓下力算出部205。驅動模式記憶部201儲存操作面24上的複數的領域、以及對應複數的領域儲存複數的壓下力感測器30_1～30_n的複數的驅動模式。驅動模式決定部202從複數的壓下力算出方式選擇出對應觸控座標T1的領域的驅動模式。感測器驅動部203驅動複數的壓下力感測器當中依照被選擇的驅動模式的壓下力感測器。壓下力算出部205使用依照被選擇的驅動模式的壓下力感測器所輸出的感測器訊號相對應的檢出值來算出壓下力。
驅動模式記憶部201會儲存考慮了對應到觸控座標T1的壓下力感測器30_1～30_n的位置的翹起及沉入之壓下力感測器30_1～30_n的驅動模式。被儲存的驅動模式顯示對應於觸控座標T1， 壓下力感測器30_1～30_n當中同時被驅動，也就是平行驅動的壓下力感測器的組合。
驅動模式決定部202根據座標檢出部101所取得的觸控座標T1，選擇並讀取儲存在驅動模式記憶部201的複數的平行驅動模式當中的1個平行驅動模式。驅動模式決定部202將讀取的平行驅動模式交給感測器驅動部203。感測器驅動部203按照接收的平行驅動模式，來驅動壓下力感測器30_1～30_n內的平行驅動模式所指定的壓下力感測器。
壓下力算出部205接收平行驅動的壓下力感測器的檢出值。壓下力算出部205使用平行驅動的壓下力感測器的檢出值來算出壓下力。
第12圖（A）至（D）係顯示實施型態2的觸控面板裝置2的壓下力感測器30_1～30_n的驅動處理。第12圖（A）及（C）顯示施加壓下力於觸控面板23的操作面24的中央部的情況，第12圖（B）及（D）顯示施加壓下力於觸控面板23的操作面24的角落部的情況。又，第12圖（A）及（B）顯示觸控面板23發生沉入的情況下的壓下力感測器的平行驅動，第12圖（C）及（D）顯示觸控面板23發生翹起的情況下的壓下力感測器的平行驅動。
感測器驅動部203按照對應觸控座標T1的平行驅動模式，平行驅動壓下力感測器30_1～30_n內的數個壓下力感測器。第12圖（A）顯示平行驅動發生沉入位置（也就是感測器值為正數）的壓下力感測器2a、2b、2c、2d的例子。第12圖（B）顯示平行驅動發生沉入位置（也就是感測器值為正數）的壓下力感測器2e、2g、2h的例子。第12圖（C）顯示平行驅動發生翹起位置（也就是感測器值為負數）的壓下力感測器2e、2f、2g、2h的例子。第12圖（D）顯示平行驅動發生翹起位置（也就是感測器值為負數）的壓下力感測器2a、2b、2c、2d、2f的例子。壓下力算出部205使用平行驅動所得的壓下力感測器的值來算出壓下力。壓下力的算出會藉由例如從第12圖（A）所檢出的壓下力扣掉第12圖（C）所檢出的壓下力，或者是從第12圖（B）所檢出的壓下力扣掉第12圖（D）所檢出的壓下力等來執行。
第13圖係顯示實施型態2的觸控面板裝置2的控制裝置200所進行的壓下力的算出處理的流程圖。在步驟S200，座標檢出部101取得顯示出觸控面板23的操作面24的觸控點的位置之觸控座標T1。
在步驟S201，驅動模式決定部202根據步驟S200所取得的觸控座標T1，從儲存於驅動模式記憶部201的複數的驅動模式選擇並讀取對應的驅動模式。
在步驟S202，感測器驅動部203使用在步驟S201讀取的驅動模式，平行驅動壓下力感測器30_1～30_n內的複數的壓下力感測器。為了在精度良好的檢出範圍內測量壓下力，也可以限定並選擇平行驅動的壓下力感測器的個數。
在步驟S203，壓下力算出部205根據步驟S202中藉由壓下力感測器的平行驅動所檢出的值來算出壓下力。
壓下力算出部205藉由與觸控座標T1不同的要素（例如壓下力的變化）使得從壓下力感測器輸出的感測器訊號的正負改變的情況下，即使是相同的觸控座標，也不一意地固定驅動模式。在這個情況下，壓下力算出部205也可以製作並儲存使壓下力感測器的正負變化的因素的值或是範圍、以及與其對應的驅動模式的對照表。
如以上說明，使用實施型態2的觸控面板裝置2或壓下力算出法，能夠對應觸控座標T1切換壓下力感測器的驅動模式，平行驅動壓下力感測器，藉此提昇壓下力感測器的精度。又，能夠削減壓下力感測器的檢出次數來減低檢出負荷。又，使用最適合者來作為壓下力算出方式，因此能夠提昇壓下力的算出精度。
《3》實施型態3 實施型態3中，說明將複數的壓下力感測器30_1～30_n內的觸控面板23上發生翹起的位置的壓下力感測器作為參照電極，將觸控面板23上發生沉入的位置的壓下力感測器作為檢出電極來進行差動驅動，藉此減輕外部干擾雜訊的影響的例子。
第14圖係概略顯示實施型態3的觸控面板裝置3的架構的功能方塊圖。第14圖中，與第4圖所示的構成要素相同或相對應的構成要素會標示與第4圖所示的符號相同的符號。如第14圖所示，觸控面板裝置3的控制裝置300具有座標檢出部101、壓下力檢出部102、儲存差動驅動模式的驅動模式記憶部301、從驅動模式記憶部301讀取差動驅動模式並切換要使用的驅動模式的驅動模式決定部302、驅動壓下力感測器的感測器驅動部303、壓下力算出部305。然而，驅動模式記憶部301未必要是觸控面板裝置3的一部分。驅動模式記憶部301也可以是能夠與觸控面板裝置3通訊連接的外部的記憶裝置。
驅動模式記憶部301會儲存考慮了對應到觸控座標T1的壓下力感測器30_1～30_n的位置的翹起及沉入之壓下力感測器30_1～30_n的差動驅動模式。被儲存的差動驅動模式顯示對應於觸控座標T1，壓下力感測器30_1～30_n的驅動順序等。
驅動模式決定部302根據座標檢出部101所取得的觸控座標T1，選擇並讀取儲存在驅動模式記憶部301的複數的驅動模式當中的1個驅動模式。驅動模式決定部302將讀取的驅動模式交給感測器驅動部303。感測器驅動部303按照驅動模式來驅動壓下力感測器30_1～30_n。
壓下力算出部305接收差動驅動的壓下力感測器的檢出值。壓下力算出部305使用差動驅動的壓下力感測器的檢出值來算出壓下力。
第15圖（A）及（B）顯示差動驅動壓下力感測器30_1～30_n的例子。第15圖（A）是對觸控面板23的操作面24的中央部施加壓下力的情況，第15圖（B）是對觸控面板23的操作面24的角落部施加壓下力的情況的例子。感測器驅動部303按照對應於觸控位置的差動驅動模式，驅動壓下力感測器。將觸控面板23上發生翹起的位置（也就是感測器值為負數）的壓下力感測器的感測器電極作為參照電極，將發生沉入的位置（也就是感測器值為正數）的壓下力感測器的感測器電極作為檢出電極，根據包含參照電極的電容的靜電電容以及包含檢出電極的電容的靜電電容的差來算出壓下力。
第16圖係顯示實施型態3的觸控面板裝置3的控制裝置300所進行的壓下力的算出處理的流程圖。在步驟S300，座標檢出部101取得顯示觸控面板23的操作面24的觸控點的位置之觸控座標T1。
在步驟S301，驅動模式決定部302根據在步驟S300所取得的觸控座標T1，從儲存在驅動模式記憶部301的複數的差動驅動模式中選擇並讀取對應的差動驅動模式。
在步驟S302，感測器驅動部303使用步驟S301所讀取的差動驅動模式，根據壓下力感測器30_1～30_n內的驅動模式來差動驅動壓下力感測器。為了在精度良好的檢出範圍內測量壓下力，也可以限定並選擇差動驅動的壓下力感測器的個數。
在步驟S303，壓下力算出部305根據步驟S302中藉由壓下力感測器的差動驅動所檢出的值來算出壓下力。
壓下力算出部305當與觸控座標T1不同的要素（例如壓下力的變化）造成壓下力感測器的正負改變時，即使是相同的觸控座標，也會有不一意地決定驅動模式的情況。在這個情況下，壓下力算出部305也可以製作並儲存使壓下力感測器的正負變化的因素的值或是範圍、以及與其對應的驅動模式的對照表。
如以上說明，使用實施型態3的觸控面板裝置3或壓下力算出法，能夠對應觸控座標切換壓下力感測器的差動驅動模式，差動驅動壓下力感測器，藉此抵銷外部干擾雜訊的影響。
又，藉由檢測出翹起及沉入的差，能夠有效率地感測大的位移。
又，也能夠與實施型態2所述的平行驅動組合，在1次的壓下力感測器的檢出中，進行觸控面板23的操作面24的全體的壓下力的檢出。
另外，實施型態2與實施型態3也可以組合平行驅動或差動驅動壓使得壓下力感測器的檢出精度提高，因應手指位置有效率地檢測出壓下力。
《4》實施型態4 實施型態4中，在1根手指接觸觸控面板23的操作面24的觸控操作，也就是單點觸控操作的情況以及複數根手指接觸觸控面板23的操作面24的觸控操作，也就是多點觸控操作的情況，會切換壓下力算出方式。實施型態4中，會說明減輕多點觸控操作時的壓下力算出精度降低的例子。
第17圖係概略顯示實施型態4的觸控面板裝置4的架構的功能方塊圖。第17圖中，與第4圖所示的構成要素相同或相對應的構成要素會標示與第4圖所示的符號相同的符號。如第17圖所示，觸控面板裝置4的控制裝置400具有座標檢出部101、壓下力檢出部102、多點觸控判定部404、算出方式記憶部406、壓下力算出部405。
也就是，控制裝置400具備壓下力檢出部102、多點判定部404、算出方式記憶部406、壓下力算出部405。壓下力檢出部102在壓下力施加於操作面24時，取得對應於感測器訊號的複數的檢出值。多點判定部404判定觸控操作是單點觸控操作還是多點觸控操作。算出方式記憶部406儲存進行單點觸控操作時的壓下力算出方式以及進行多點觸控操作時的壓下力算出方式。壓下力算出部405對應觸控操作從算出方式記憶部選擇出壓下力算出方式，使用選擇的上述壓下力算出方式以及複數的檢出值，算出壓下力。然而，算出方式記憶部406不一定要是觸控面板裝置4的一部分。算出方式記憶部406也可以是能夠與觸控面板裝置4通訊連接的外部的記憶裝置。
多點觸控判定部404判定在操作面24進行的觸控操作是單點觸控操作還是多點觸控操作。壓下力算出部405根據多點觸控判定部404的判定結果以及座標檢出部101所檢測出的觸控座標T1，選擇並讀取儲存在算出方式記憶部406的壓下力算出方式的其中一者。算出方式記憶部406儲存壓下力絕對值算出方式406a及考慮到感測器值的正負的壓下力算出方式406b。壓下力算出方式406b是考慮到觸控面板23發生翹起的位置（也就是，感測器值是負值）的壓下力感測器的感測器值、發生沉入的位置（也就是，感測器值是正值）的壓下力感測器的感測器值的算出方式。
壓下力絕對值算出方式406a是不考慮壓下力感測器30_1～30_n所輸出的感測器訊號D0_1～D0_n的值（也就是感測器值）是正值或負值的壓下力算出方式。壓下力絕對值算出方式406a是各壓下力感測器的檢出值從無觸控操作時或者是前次的觸控操作時的狀態下的壓下力檢出部102所輸出的檢出值開始的變化量的絕對值的和做為壓下力的方法。將無觸控操作時或者是前次的觸控操作時的狀態下壓下力檢出部102所輸出感測器值做為p01 ～p0n ，將本次的觸控操作時的壓下力檢出部102所輸出的檢出值p11 ～p1n ，將變化量的絕對值做為｜p01 －p11 ｜、｜p02 －p12 ｜、…、｜p0n －p1n ｜時，壓下力f0 （P）由以下的式（2）表示。
[式2]
Figure 02_image003
第18圖係顯示觸控面板裝置4的控制裝置400所進行的壓下力的算出處理的流程圖。在步驟S400，壓下力檢出部102取得全部的壓下力感測器30_1～30_n的檢出值D1_1～D1_n（＝p11 ～p1n ）。
在步驟S401，多點觸控判定部404判定觸控操作是單點觸控操作或多點觸控操作。單點觸控操作的情況下，處理進入步驟S402及步驟S403，多點觸控操作的情況下，處理進入步驟S404。
在步驟S402，座標檢出部101取得觸控座標T1。在下一次的步驟S403，壓下力算出部405從儲存於算出方式記憶部406的考量感測值的壓下力算出方式406b，在步驟S402以取得的觸控座標為基準來讀取算出方式。
處理從步驟S401進入S404的情況下，壓下力算出部405讀取儲存於算出方式記憶部406的壓下力絕對值算出方式406a。
在步驟S405，壓下力算出部405使用在步驟S400檢出的檢出值D1_1～D1_n、在步驟S403或步驟S404中讀取的算出方式，算出壓下力。
第19圖係概略顯示實施型態4的變形例的觸控面板裝置4a的架構的功能方塊圖。第19圖中，與第17圖所示的構成要素相同或對應的構成要素會標示與第17圖所示的符號相同的符號。如第19圖所示，觸控面板裝置4a的控制裝置400a具有座標檢出部101、壓下力檢出部102、多點觸控判定部404、算出方式記憶部406、優先度決定部407、壓下力算出部405a。例如，優先度決定部407在進行多點觸控操作的情況下，做為用於選擇算出方式記憶部406所儲存的壓下力算出方式或者是產生壓下力算出方式所用的觸控座標，決定是否要使用複數的觸控點內的某一觸控座標，也就是，是否使某個觸控點優先。
多點觸控判定部404判定觸控操作是單點觸控操作還是多點觸控操作。壓下力算出部405a根據多點觸控判定部404的判定結果以及從座標檢出部101輸出的觸控座標T1，決定適用於各壓下力感測器的壓下力算出方式的優先度。壓下力算出部405a根據優先度決定部407所決定的壓下力算出方式的優先度，產生適用於各壓下力感測器的壓下力算出方式。
第20圖係顯示觸控面板裝置4a的控制裝置400a所進行的壓下力的算出處理的流程圖。在步驟S420，壓下力檢出部102取得全部的壓下力感測器30_1～30_n的檢出值D1_1～D1_n（＝p11 ～p1n ）。在步驟S421，座標檢出部101取得觸控座標T1。
在步驟S422～S423的循環處理，壓下力算出部405a在各觸控座標實施步驟S423。在步驟S423，壓下力算出部405a從算出方式記憶部406讀取對應觸控座標T1的壓下力算出方式。
在步驟S424，多點觸控判定部404判定觸控操作是單點觸控操作或多點觸控操作。觸控操作是多點觸控操作的情況下，實施步驟S425～S426的循環處理以及步驟S427的處理。在步驟S425～S426的循環處理，優先度決定部407決定步驟S423所讀取的壓下力算出方式的優先度。優先度決定部407例如根據各觸控座標及壓下力感測器30_j的距離，來決定優先度。例如，優先度決定部407例如提高觸控座標及壓下力感測器30_j的距離短的觸控點的優先度。
在步驟S427，壓下力算出部405a根據在步驟S423讀取的壓下力算出方式以及在步驟S426所求出的優先度高的觸控座標，產生壓下力算出方式。也就是，產生的壓下力算出方式中，對每個壓下力感測器30_j，適用對應於複數的觸控點當中最接近的觸控座標之壓下力算出方式。又，壓下力算出方式也可以是將對應於壓下力感測器30_j至各觸控座標的距離的係數，乘上對應的壓下力算出方式的計算式，改變適用的比例的方法。
在步驟S428，壓下力算出部405a使用單點觸控操作時在步驟S423讀取的算出方式、多點觸控操作時在步驟S427產生的算出方式，根據在步驟S420檢出的壓下力感測器的值，算出壓下力。
如以上說明，使用觸控面板裝置4或者是4a的話，藉由在單點觸控操作的情況及多點觸控操作的情況切換算出方式，能夠抑制多點觸控操作時的壓下力的算出精確度下降。
《5》實施型態5 實施型態5的觸控面板裝置5具備追加的壓下力感測器60_j於壓下力感測器30_j的內側，算出觸控面板23的彎曲角，更正確地算出壓下力。
第21圖係概略顯示實施型態5的觸控面板裝置5的架構的功能方塊圖。第21圖中，與第4圖所示的構成要素相同或相對應的構成要素會標示與第4圖所示的符號相同的符號。如第21圖所示，觸控面板裝置5的控制裝置500具有座標檢出部101、壓下力檢出部502、位移量推估部506、壓下力算出部505。壓下力檢出部502具備根據壓下力的檢出值來檢測出沉入比例（也稱為「沉入量」）的沉入檢出部503、根據壓下力的檢出值來檢測出翹起比例（也稱為「翹起量」）的翹起檢出部504。
也就是，控制裝置500具備位移量推估部506以及壓下力算出部505。位移量推估部506根據壓下力檢出部502所輸出的複數的檢出值來算出觸控面板23的彎曲角（也就是保護玻璃22的彎曲角），根據彎曲角及觸控座標來算出觸控面板23的位移量。壓下力算出部505根據位移量以及觸控面板23的剛性來算出壓下力。
第22圖係顯示觸控面板23、彈性構件33以及壓下力感測器30_j、60_j的架構的概略剖面圖。第23圖係顯示對觸控面板23的操作面24施加壓下力時的保護玻璃22的形狀的概略剖面圖。第22圖及第23圖中，與第3圖（A）所示的構成要素相同或相對應的構成要素會標示與第3圖（A）所示的符號相同的符號。
如第22圖所示，觸控面板裝置5具備壓下力感測器60_j，其具有與GND電極部32相向的配置於觸控感測器20的下面的感測器電極61_j。壓下力感測器60_j配置於壓下力感測器30_j的內側。將外側的壓下力感測器30_j的靜電電容標示為Co，將內側的壓下力感測器60_j的靜電電容標示為Ci時，翹起檢出部504例如能夠根據靜電電容Co－Ci來算出彎曲時的翹起量。又，沉入檢出部503例如能夠根據靜電電容（Co＋Ci）/2來算出彈性構件33的沉入量。
如第23圖所示，根據以壓下力感測器30_j、60_j所算出的翹起量及沉入量，計算彎曲角，根據以觸控感測器20所檢出的觸控位置及彎曲角，推估在觸控位置的位移量，也就是壓下量。根據推估的觸控位置的位移量以及觸控面板的剛性能夠算出壓下力。另外，第23圖中，以2個壓下力感測器30_j、60_j為1組，但壓下力感測器的個數及配置並不限定於第23圖的例子。
第24圖係顯示實施型態5的觸控面板裝置5的控制裝置500所進行的壓下力的算出處理的流程圖。在步驟S500，座標檢出部101取得觸控座標T1。在步驟S501，壓下力檢出部502取得全部的壓下力感測器30_1～30_n的檢出值D1_1～D1_n以及全部的壓下力感測器60_1～60_n的檢出值D2_1～D2_n。
接著，進行步驟S502～S504的循環處理。在步驟S502，位移量推估部506將壓下力感測器30_j的靜電電容Co與壓下力感測器60_j的靜電電容Ci做為一組，進行步驟S503及S504的處理。在步驟S503，根據步驟S500所取得的觸控座標T1來推估壓下力感測器30_j、60_j的組，也就是壓下力感測器30_j及60_j是否翹起或沉入。在步驟S504，位移量推估部506根據步驟S503的推估結果，在翹起的情況下翹起檢出部504算出翹起，在沉入的情況下沉入檢出部503算出沉入。在步驟S506，位移量推估部506根據步驟S504算出的翹起量及沉入量來算出彎曲角，推估觸控座標的位移量。
在步驟S506，壓下力算出部505根據步驟S505推估的觸控座標T1的位移量以及觸控面板23的剛性，算出壓下力。
如以上說明，使用實施型態5的觸控面板裝置5或者是壓下力算出方法的話，配置壓下力感測器30_1～30_n再加上壓下力感測器60_1～60_n，根據觸控面板23的彎曲來求出觸控座標T1的位移量，根據觸控面板23的剛性來算出壓下力，藉此能夠求出正確的壓下力。
另外，檢測出靜電電容Ci的壓下力感測器60_1～60_n也可以配置於彈性構件33的內側。
《6》實施型態6 實施型態6的觸控面板裝置6會因應觸控面板裝置6的狀態而切換壓下力算出方式。觸控面板裝置6的狀態例如觸控面板裝置6是側面安裝型的裝置或者是壓縮安裝型的裝置。
第25圖係概略顯示實施型態6的觸控面板裝置6的架構的功能方塊圖。第25圖中，與第4圖所示的構成要素相同或相對應的構成要素會標示與第4圖所示的符號相同的符號。如第25圖所示，觸控面板裝置6的控制裝置600具有座標檢出部101、壓下力檢出部102、推估觸控面板裝置6的設置狀態之設置狀態推估部603、預先儲存壓下力算出方式之算出方式記憶部606、算出壓下力之壓下力算出部605。然而，算出方式記憶部606不一定要是觸控面板裝置6的一部分。算出方式記憶部606也可以是能夠與觸控面板裝置6通訊連接的外部的記憶裝置。
也就是，控制裝置600具備座標檢出部101、壓下力檢出部102、設置狀態推估部603、壓下力算出部605。座標檢出部101取得顯示出觸控操作的位置的觸控座標T1。壓下力檢出部102在壓下力施加於操作面24時取得對應於感測器訊號的複數的檢出值。設置狀態推估部603根據複數的檢出值D1_j推估觸控面板23設置的框體部的狀態。壓下力算出部605使用基於設置狀態推估部603所推估的觸控面板23設置的框體部的狀態以及觸控座標T1之壓下力算出方式，算出壓下力。
第26圖係顯示實施型態6的觸控面板裝置6的概略剖面圖。第26圖係顯示觸控面板裝置6中的壓下力感測器30_j、70_j、80_j的配置的例子的概略剖面圖。j是1以上n下的整數。觸控面板裝置6中，在觸控感測器20的上部配置壓下力感測器80_j，在觸控感測器20的下部配置壓下力感測器30_j、70_j。
壓下力感測器80_j是由設置於保護玻璃22的下部的GND電極部32a、設置於觸控感測器20的上部的感測器電極部81_j所構成。GND電極部32a與感測器電極部81_j配置成隔著相當於接著劑21的厚度之間隔彼此相向。壓下力感測器80_j具有對應於感測器電極部81_j與GND電極部32a之間的距離、感測器電極部81_j的面積、電極間的相對介電常數的值之靜電電容Cu。
壓下力感測器30_j是由設置於液晶面板40的上部的GND電極部32、設置於觸控感測器20的下部的感測器電極部31_j所構成。感測器電極部31_j配置於彈性構件33的外側。GND電極部32與感測器電極部31_j隔著對應於彈性構件33的厚度及翹起而變化的間隔而配置。壓下力感測器30_j具有對應於感測器電極部31_j與GND電極部32a之間的距離、感測器電極部31_j的面積、電極間的相對介電常數的值之靜電電容Co。
壓下力感測器70_j是由設置於液晶面板40的上部的GND電極部32、設置於觸控感測器20的下部的感測器電極部71_j所構成。感測器電極部71_j配置於彈性構件33的內側。GND電極部32與感測器電極部71_j隔著對應於彈性構件33的厚度及沉入而變化的間隔而配置。壓下力感測器70_j具有對應於感測器電極部71_j與GND電極部32之間的距離、感測器電極部71_j的面積、電極間的相對介電常數的值之靜電電容Ci。
第27圖係顯示觸控面板裝置6的概略平面圖。彈性構件33將觸控面板23支持於GND電極部32。GND電極部32例如配置於覆蓋壓下力感測器30_1～30_n、70_1～70_n。假設以GND電極部32覆蓋配置於液晶面板40上的觸控感測器20的話，相對於觸控操作之觸控感測器20的檢出感度有所影響。因此，在觸控感測器20的外側配置GND電極部32，在不與GND電極部32重疊的領域配置觸控感測器20為佳。
又，壓下力感測器30_j、70_ j、80_ j 如第27圖所示配置於複數部位為佳。壓下力感測器30_j、70_ j、80_ j的感測器電極部31_j、71_ j、81_ j也可以與觸控感測器20內的觸控位置檢出用的電極同樣地，配置於觸控感測器20內。壓下力感測器的感測器電極部31_j、71_ j、81_ j也可以例如藉由產生透明電極之ITO（氧化銦錫）或者是金屬的細微配線等的圖樣的製程來形成。
第28圖係顯示壓縮安裝實施型態6的觸控面板裝置6時的狀態的概略剖面圖。第29圖係顯示對第28圖的觸控面板裝置6的操作面24施加壓下力時的狀態的概略剖面圖。壓縮安裝是在實現平面顯示器設計上所採用的設置方法。在這個情況下，保護玻璃22的一部分延伸到觸控面板裝置的GND電極部32的外側，觸控面板23設置成被構成框體部的支持體34所支持。
當在觸控面板23的操作面24進行壓入操作時，觸控面板23及壓下力感測器30_j、70_ j、80_ j如第29圖所示地變形。此時，保護玻璃22被支持體34支持，因為壓下力而產生彎曲這類的變形。結果，保護玻璃22大幅彎曲，壓下力感測器80_j的靜電電容Cu有最大的變化。由於無法得到來自觸控面板23的底側的反作用力，會有重疊於比接著劑21、彈性構件33等具有柔軟性的素材更下側的構件的變形變小的傾向。因此，因為彎曲而發生的壓下力感測器30_j的靜電電容Co的變化以及壓下力感測器70_j的靜電電容Ci的變化，會變得比因為彎曲而發生的壓下力感測器80_j的靜電電容Cu小。然後，彈性構件33的沉入幾乎不發生，彈性構件33做為支點，受到伴隨著壓下力感測器30_j的彎曲的翹起、或者是受到伴隨著壓下力感測器70_j的彎曲的沉入，靜電電容（Co+Ci）的變化量變得非常小。
如以上說明，設置狀態推估部603在操作面24的壓入所造成的靜電電容Cu、Co、Ci的變化量ΔCu、ΔCo、ΔCi滿足ΔCu>ΔCo且ΔCu>ΔCi的情況下，判斷觸控面板裝置6以壓縮安裝設置。
第30圖係顯示側面安裝實施型態6的觸控面板裝置6時的狀態的概略剖面圖。第31圖係顯示對第30圖的觸控面板裝置6的操作面24施加壓下力時的狀態的概略剖面圖。側面安裝中，以框體部從兩側將構成液晶面板40的外框的GND電極部32的側面夾入的型態，或者是以框體部支持觸控面板23的型態，設置觸控面板裝置。在觸控面板23的操作面24進行壓入操作時，觸控面板23及壓下力感測器30_j、70_ j、80_ j如第31圖所示地變形。此時，GND電極部32成為支柱而對於推壓發生反作用力。伴隨於此，彈性構件33變形，以彈性構件33為支點，觸控感測器20及保護玻璃22同時彎曲。此時，觸控感測器20的彎曲量以及保護玻璃22的彎曲量之間不會產生大的差異，因此壓下力感測器80_j的靜電電容Cu幾乎不變化。也就是，ΔCu≒0。另一方面，彈性構件33沉入，觸控感測器20變形，因此壓下力感測器70_j的靜電電容Ci因為沉入及彎曲兩者的發生而變大。
如以上說明，設置狀態推估部603在操作面24的壓入所造成的靜電電容Cu、Co、Ci的變化量ΔCu、ΔCo、ΔCi滿足ΔCu>ΔCo且ΔCu≒0的情況下，判斷觸控面板裝置6以側面安裝設置。
在壓縮安裝的觸控面板裝置中，彎曲是變形的主體，在側面安裝的觸控面板裝置中，彎曲及沉入的組成出現於變形。因此，側面安裝時，壓下力算出部605能夠以實施型態1的方法算出壓下力，或者是以實施型態5的方法算出壓下力。另一方面，壓縮安裝時，壓下力算出部605因為彎曲的支點以及作用點的關係，越接近端部壓下力的檢出值越小，越接近中央部壓下力的檢出值越大。因此，藉由使式（1）的係數k1 、k2 、…、kn 因應觸控位置而不同，能夠以高精確度地算出壓下力。
另外，實施型態6中，說明將3個壓下力感測器30_j、70_ j、80_ j配置在複數個部位的例子，但也可以配置壓縮安裝的判定所必須的壓下力感測器80_j或者是側面安裝的判定所必須的壓下力感測器30_j、70_j的任一者。
又，也可以在液晶面板40的中央部或者是側面配置應變感測器這種感度高的壓下力感測器，來感測彎曲。又，也可以在彈性構件33的下方設置壓電元件來感測對彈性構件33施加的壓下力。
又，將用於感測壓縮安裝時的彎曲之壓下力感測器、用於感測側面安裝時的彈性構件33的變形之壓下力感測器配置於容易檢出的位置，控制裝置600也可以根據感度值的比較結果來切換壓下力算出方式。
《7》變形例 第8圖及第9圖所示的壓下力算出方式的決定處理也能夠適用於實施型態2至6。
又，也能夠適當地組合上述實施型態1至6的觸控面板裝置1至6的架構。
1、2、3、4、4a、5、6:觸控面板裝置 2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h:壓下力感測器 20:觸控感測器 21:接著劑 22:保護玻璃 23:觸控面板 24:操作面 25:座標 30_1~30_n、30_j:壓下力感測器 31_1～31_n、31_j:感測器電極部 32、32a:GND電極部 33:彈性構件 34:支持體 40:液晶面板 41:基板 51:處理器 52:記憶體 60_1、60_n、60_j:壓下力感測器 70_1、70_n、70_j:壓下力感測器 80_1、80_n、80_j:壓下力感測器 100、200、300、400、400a、500、600:控制裝置 101:座標檢出部 102:壓下力檢出部 103:算出方式生成部 104:算出方式記憶部 105:壓下力算出部 201、301:驅動模式記憶部 202、302:驅動模式決定部 203、303:感測器驅動部 205、305、405a、505、605:壓下力算出部 404:多點觸控判定部 406、606:算出方式記憶部 406a:壓下力絕對值算出方式 406b:考慮到感測器值的正負的壓下力算出方式 407:優先度決定部 502:壓下力檢出部 506:位移量推估部 603:設置狀態推估部 Ci、Co、Cu:靜電電容 D1_j:檢出值 T0:觸控資訊 T1:觸控座標
第1圖係顯示本發明的實施型態1的觸控面板裝置的硬體架構的一例。 第2圖係顯示實施型態1的觸控面板裝置的概略平面圖。 第3圖（A）及（B）係以第2圖的III-III線切開實施型態1的觸控面板裝置的概略剖面圖。 第4圖係概略顯示實施型態1的觸控面板裝置的架構的功能方塊圖。 第5圖係顯示對實施型態1的觸控面板的操作面施加壓下力時的觸控面板、彈性構件、以及壓下力感測器的狀態的概略剖面圖。 第6圖係顯示對觸控面板的保護玻璃的中央部施加壓下力時的保護玻璃的形狀模擬的結果。 第7圖係顯示對觸控面板的保護玻璃的一者的角落部施加壓下力時的保護玻璃的形狀的模擬的結果。 第8圖係顯示產生有關於實施型態1的觸控面板裝置的壓下力算出方式的模擬所使用的複數的座標的例子的平面圖。 第9圖係顯示產生有關於實施型態1的觸控面板裝置的壓下力算出方式的處理的流程圖。 第10圖係顯示實施型態1的觸控面板裝置的控制裝置所進行的壓下力的算出處理的流程圖。 第11圖係概略顯示本發明的實施型態2的觸控面板裝置的架構的功能方塊圖。 第12圖（A）至（D）係顯示實施型態2的觸控面板裝置的壓下力感測器的驅動處理。 第13圖係顯示實施型態2的觸控面板裝置的控制裝置所進行的壓下力的算出處理的流程圖。 第14圖係概略顯示本發明的實施型態3的觸控面板裝置的架構的功能方塊圖。 第15圖（A）及（B）係顯示實施型態3的觸控面板裝置的壓下力的算出處理的圖。 第16圖係顯示實施型態3的觸控面板裝置的控制裝置所進行的壓下力的算出處理的流程圖。 第17圖係概略顯示本發明的實施型態4的觸控面板裝置的架構的功能方塊圖。 第18圖係顯示實施型態4的觸控面板裝置的控制裝置所進行的壓下力的算出處理的流程圖。 第19圖係概略顯示實施型態4的變形例的觸控面板裝置的架構的功能方塊圖。 第20圖係顯示第19圖的觸控面板裝置的控制裝置所進行的壓下力的算出處理的流程圖。 第21圖係概略顯示本發明的實施型態5的觸控面板裝置的架構的功能方塊圖。 第22圖係顯示實施型態5的觸控面板的概略剖面圖。 第23圖係顯示對實施型態5的觸控面板的操作面施加壓下力時的保護玻璃的狀態的概略剖面圖。 第24圖係顯示實施型態5的觸控面板裝置的控制裝置所進行的壓下力的算出處理的流程圖。 第25圖係概略顯示本發明的實施型態6的觸控面板裝置的架構的功能方塊圖。 第26圖係顯示實施型態6的觸控面板裝置的概略剖面圖。 第27圖係顯示實施型態6的觸控面板裝置的概略平面圖。 第28圖係顯示壓縮安裝實施型態6的觸控面板裝置時的狀態的概略剖面圖。 第29圖係顯示對第28圖的觸控面板裝置的操作面施加壓下力時的狀態的概略剖面圖。 第30圖係顯示側面安裝實施型態6的觸控面板裝置時的狀態的概略剖面圖。 第31圖係顯示顯示對第30圖的觸控面板裝置的操作面施加壓下力時的狀態的概略剖面圖。
1:觸控面板裝置
20:觸控感測器
30_1~30_n、30_j:壓下力感測器
100:控制裝置
101:座標檢出部
102:壓下力檢出部
103:算出方式生成部
104:算出方式記憶部
105:壓下力算出部

Claims (18)

  1. 一種觸控面板裝置，包括： 觸控面板，具有進行觸控操作的操作面； 彈性構件，支持該觸控面板； 複數的壓下力感測器，輸出對應在該操作面施加的壓下力的感測器訊號； 座標檢出部，取得顯示該觸控操作的位置之觸控座標； 壓下力檢出部，在該操作面施加壓下力時，取得對應於該感測器訊號的複數的檢出值；以及 壓下力算出部，從儲存了該操作面的複數的領域、以及對應該複數的領域而預先決定的複數的壓下力算出方式之算出方式記憶部讀取出該複數的壓下力算出方式，從該複數的壓下力算出方式選擇出對應該觸控座標的領域的壓下力算出方式，使用選擇的該壓下力算出方式及該複數的檢出值，算出該壓下力。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，更包括： 算出方式生成部，預先產生該操作面上的複數的領域、對應該複數的領域的複數的壓下力算出方式，並儲存到該算出方式記憶部。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之觸控面板裝置，該複數的壓下力算出方式的每一者是藉由對該複數的檢出值加權計算來算出該壓下力的計算式。
  4. 一種觸控面板裝置，包括： 觸控面板，具有進行觸控操作的操作面； 彈性構件，支持該觸控面板； 複數的壓下力感測器，輸出對應在該操作面施加的壓下力的感測器訊號； 座標檢出部，取得顯示該觸控操作的位置之觸控座標； 壓下力檢出部，在該操作面施加壓下力時，取得對應於該感測器訊號的複數的檢出值； 驅動模式決定部，從儲存了該操作面的複數的領域、以及對應該複數的領域的該複數的壓下力感測器的複數的驅動模式之驅動模式記憶部讀取出該複數的驅動模式，從該複數的驅動模式選擇出對應該觸控座標的領域的驅動模式； 感測器驅動部，驅動該複數的壓下力感測器內的按照該選擇的驅動模式之壓下力感測器；以及 壓下力算出部，使用按照該選擇的驅動模式的該壓下力感測器所輸出的對應該感測器訊號的檢出值，算出該壓下力。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控面板裝置，其中做為按照該選擇的驅動模式的該壓下力感測器，該感測器驅動部平行驅動施加該壓下力而產生沉入的位置的壓下力感測器，或者是平行驅動施加該壓下力而產生翹起的位置的壓下力感測器。
  6. 如申請專利範圍第4或5項所述之觸控面板裝置，其中做為按照該選擇的驅動模式的該壓下力感測器，該感測器驅動部驅動施加該壓下力而產生沉入的位置的壓下力感測器以及施加該壓下力而產生翹起的位置的壓下力感測器。
  7. 一種觸控面板裝置，包括： 觸控面板，具有進行觸控操作的操作面； 彈性構件，支持該觸控面板； 複數的壓下力感測器，輸出對應在該操作面施加的壓下力的感測器訊號； 座標檢出部，取得顯示該觸控操作的位置之觸控座標； 壓下力檢出部，在該操作面施加壓下力時，取得對應於該感測器訊號的複數的檢出值； 多點觸控判定部，判定該觸控操作是單點觸控操作還是多點觸控操作；以及 壓下力算出部，從儲存於算出方式記憶部中的該單點觸控操作進行時的壓下力算出方式以及該多點觸控操作進行時的壓下力算出方式，因應該觸控操作來選擇壓下力算出方式，使用選擇的該壓下力算出方式及該複數的檢出值，算出該壓下力。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控面板裝置，其中做為該單點觸控操作進行時的壓下力算出方式，該壓下力算出部使用根據該觸控面板發生翹起的位置的壓下力感測器的感測器值以及該觸控面板發生沉入的位置的壓下力感測器的感測器值之算出方式。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所述之觸控面板裝置，其中做為該多點觸控操作進行時的壓下力算出方式，該壓下力算出部使用根據無該觸控操作時或者前次的觸控操作時的狀態下從該壓下力檢出部所輸出的檢出值算起的該壓下力感測器的檢出值的變化量的絕對值的和之算出方式。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之觸控面板裝置，更包括： 優先度決定部，在該多點觸控操作進行時，因應該觸控座標及該壓下力感測器的距離來決定儲存於該算出方式記憶部中的壓下力算出方式的優先度， 其中該壓下力算出部使用該優先度來決定該壓下力算出方式。
  11. 一種觸控面板裝置，包括： 觸控面板，具有進行觸控操作的操作面； 彈性構件，支持該觸控面板； 複數的壓下力感測器，輸出對應在該操作面施加的壓下力的感測器訊號； 座標檢出部，取得顯示該觸控操作的位置之觸控座標； 壓下力檢出部，在該操作面施加壓下力時，取得對應該感測器訊號的複數的檢出值； 位移量推估部，根據該複數的檢出值來算出該觸控面板的彎曲角，根據該彎曲角及該觸控座標來算出該觸控面板的位移量；以及 壓下力算出部，根據該位移量及該觸控面板的剛性來算出該壓下力。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板裝置，其中該複數的壓下力感測器包括在該彈性構件的外側，檢測出該觸控面板的翹起或沉入的壓下力感測器。
  13. 如申請專利範圍第11或12項所述之觸控面板裝置，其中該複數的壓下力感測器包括在該彈性構件的內側，檢測出該觸控面板的沉入的壓下力感測器。
  14. 一種觸控面板裝置，包括： 觸控面板，具有進行觸控操作的操作面； 彈性構件，支持該觸控面板； 複數的壓下力感測器，輸出對應在該操作面施加的壓下力的感測器訊號； 座標檢出部，取得顯示該觸控操作的位置之觸控座標； 壓下力檢出部，在該操作面施加壓下力時，取得對應該感測器訊號的複數的檢出值； 設置狀態推估部，根據該複數的檢出值來推估該觸控面板所設置的框體部的狀態；以及 壓下力算出部，使用根據該設置狀態推估部推估的該觸控面板設置的框體部的狀態以及該觸控座標之壓下力算出方式，算出壓下力。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控面板裝置，其中該複數的壓下力感測器包括： 在該彈性構件的外側，檢測出該觸控面板的翹起或沉入的壓下力感測器；以及 在該彈性構件的內側，檢測出該觸控面板的沉入的壓下力感測器；
  16. 如申請專利範圍第14或15項所述之觸控面板裝置，其中該複數的壓下力感測器包括檢測出構成該觸控面板的表面的保護玻璃以及透過接著劑黏貼於該保護玻璃上的觸控感測器之間的距離的壓下力感測器。
  17. 一種壓下力算出方法，藉由一種觸控面板裝置來實行，該觸控面板包括： 觸控面板，具有進行觸控操作的操作面； 彈性構件，支持該觸控面板； 複數的壓下力感測器，輸出對應在該操作面施加的壓下力的感測器訊號， 其中該壓下力算出方法包括： 取得顯示該觸控操作的位置的觸控座標的步驟； 在該操作面施加壓下力時，取得對應於該感測器訊號的複數的檢出值的步驟；以及 從儲存了該操作面的複數的領域、以及對應該複數的領域而預先決定的複數的壓下力算出方式之算出方式記憶部讀取出該複數的壓下力算出方式，從該複數的壓下力算出方式選擇出對應該觸控座標的領域的壓下力算出方式，使用選擇的該壓下力算出方式及該複數的檢出值，算出該壓下力的步驟。
  18. 一種儲存媒體，儲存了由觸控面板裝置的控制裝置執行的壓下力算出程式，該觸控面板裝置包括： 觸控面板，具有進行觸控操作的操作面； 彈性構件，支持該觸控面板； 複數的壓下力感測器，輸出對應在該操作面施加的壓下力的感測器訊號， 其中該壓下力算出程式使該控制裝置執行： 取得顯示該觸控操作的位置的觸控座標的處理； 在該操作面施加壓下力時，取得對應於該感測器訊號的複數的檢出值的處理；以及 從儲存了該操作面的複數的領域、以及對應該複數的領域而預先決定的複數的壓下力算出方式之算出方式記憶部讀取出該複數的壓下力算出方式，從該複數的壓下力算出方式選擇出對應該觸控座標的領域的壓下力算出方式，使用選擇的該壓下力算出方式及該複數的檢出值，算出該壓下力的處理。
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