TWI530672B - Input device and input device control method - Google Patents

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TWI530672B
TWI530672B TW103145695A TW103145695A TWI530672B TW I530672 B TWI530672 B TW I530672B TW 103145695 A TW103145695 A TW 103145695A TW 103145695 A TW103145695 A TW 103145695A TW I530672 B TWI530672 B TW I530672B
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Yasuyuki Tachikawa
Makoto Takamatsu
Osamu Aoki
Toshiaki Watanabe
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Fujikura Ltd
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Description

輸入裝置及輸入裝置的控制方法
本發明係關於包括感壓感應器的輸入裝置及上述輸入裝置的控制方法。
為了提高感壓感應器的檢出準確度，降低感壓感應器的特性在個體間偏離的技術，係眾所周知如下。
即，根據實測資料，對每一個體決定顯示輸出對壓力的關係的近似式之技術(例如參照專利文件1)，以及決定外力為0時感壓感應器的電阻值也是0，而外力最大時感壓感應器的電阻值為1之外力-電阻特性的規格化資訊的技術係眾所周知的(例如參照專利文件2)。
[先行技術文件]
[專利文件]
[專利文件1]日本專利第2005-106513號公開公報
[專利文件2]日本專利第2011-133421號公開公報
但是，感壓感應器畢竟具有施加負荷越大電阻值的下降率越鈍化的曲線特性。因此，即使相同的負荷變化量， 也根據初期負荷而產生電阻變化量不同之現象。於是，未達到感壓感應器的特性直線化的話，具有不能充分達到提高感壓感應器的檢出準確度之問題。
本發明欲解決的課題，係藉由達到感壓感應器的特性直線化，提供可以達到提高感壓感應器的檢出準確度之輸入裝置及輸入裝置的控制方法。
[1]根據本發明的輸入裝置，包括感壓感應器，根據按壓力，輸出連續變化；以及控制裝置，電氣連接上述感壓感應器；其中，上述控制裝置，具有取得部，取得上述感壓感應器的實輸出值；記憶部，記憶補正函數g(Vout)；以及補正部，為了直線化上述感壓感應器的輸出特性，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；其中，上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout之函數；上述輸出特性函數f(F)係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；以及上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數。
[2]上述發明中，上述感壓感應器，根據按壓力，電阻值可以連續變化。
[3]根據本發明的輸入裝置，包括感壓感應器，根 據按壓力，電阻值連續變化；以及控制裝置，電氣連接上述感壓感應器；其中，上述控制裝置，具有取得部，取得上述感壓感應器的實輸出值；記憶部，記憶補正函數g(Vout)；以及補正部，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；其中，上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout之函數；上述輸出特性函數f(F)係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數；上述取得部，係具有電氣串聯連接至上述感壓感應器的固定電阻器；以及上述輸出特性函數f(F)，係下述式(1)。
但是，上述式(1)中，Vin係輸入上述感壓感應器的電壓值，Rfix係上述固定電阻器的電阻值，以及h(F)係顯示上述施加負荷變數F與上述感壓感應器的電阻變數之間關係的電阻特性函數。
[4]上述發明中，上述電阻特性函數h(F)，係下述式(2)，而上述補正函數g(Vout)係下述式(3)也可以。
[式2]h(F)=k×F -n …(2)
但是，上述式(2)及上述式(3)中，k係上述感壓感應器的截距常數，而n係上述感壓感應器的傾斜常數。
[5]上述發明中，上述式(3)中，n=1也可以。
[6]根據本發明的輸入裝置，包括感壓感應器，根據按壓力，輸出連續變化；以及控制裝置，電氣連接上述感壓感應器；其中，上述控制裝置，具有取得部，取得上述感壓感應器的實輸出值；記憶部，記憶補正函數g(Vout)；以及補正部，為了直線化上述感壓感應器的輸出特性，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；其中，上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout的函數之近似函數；上述輸出特性函數f(F)係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；以及上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上 述輸出特性函數f(F)的反函數。
[7]根據本發明的輸入裝置，包括感壓感應器，根據按壓力，輸出連續變化；以及控制裝置，電氣連接上述感壓感應器；其中，上述控制裝置，具有取得部，取得上述感壓感應器的實輸出值；記憶部，記憶補正函數g(Vout)；以及補正部，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；其中，上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout的函數之近似函數；上述輸出特性函數f(F)係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數；以及上述輸出補正函數g(Vout)，係下述式(4)。
[式4]g(V out )=V out '=a×V out 2…(4)
但是，上述式(4)中，a係上述感壓感應器的比例常數。
[8]上述發明中，上述輸入裝置包括複數的上述感壓感應器，上述記憶部記憶複數的上述補正函數g(Vout)，以及上述補正函數g(Vout)個別對應各複數的上述感壓感應器。
[9]上述發明中，上述輸入裝置，更包括至少具有觸控面板的面板單元，上述感壓感應器經由上述面板單元檢出施加的負荷也可以。
[10]上述發明中，上述感壓感應器可以包括第1基板；第2基板，對向上述第1基板；第1電極，設置於上述第1基板上；第2電極，設置於上述第2基板上，對向上述第1電極；以及間隔片，具有位於對應上述第1電極與上述第2電極的貫通孔，插入上述第1基板與上述第2基板之間。
[11]本發明的輸入裝置的控制方法，係包括根據按壓力輸出連續變化的感壓感應器之輸入裝置的控制方法，包括第1步驟，準備補正函數g(Vout)；第2步驟，取得上述感壓感應器的實輸出值；以及第3步驟，為了直線化上述感壓感應器的輸出特性，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；其中，上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout之函數；上述輸出特性函數f(F)，係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；以及上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數。
[12]上述發明中，上述感壓感應器，根據按壓力，電阻值可以連續變化。
[13]本發明的輸入裝置的控制方法，係包括根據 按壓力電阻值連續變化的感壓感應器之輸入裝置的控制方法，包括第1步驟，準備補正函數g(Vout)；第2步驟，取得上述感壓感應器的實輸出值；以及第3步驟，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；其中，上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout之函數；上述輸出特性函數f(F)係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數；上述輸入裝置，係具有電氣串聯連接至上述感壓感應器的固定電阻器；以及上述輸出特性函數f(F)，係下述式(5)。
但是，上述式(5)中，Vin係輸入上述感壓感應器的電壓值，Rfix係上述固定電阻器的電阻值，以及h(F)係顯示上述施加負荷變數F與上述感壓感應器的電阻變數之間關係的電阻特性函數。
[14]上述發明中，上述電阻特性函數h(F)，係下述式(6)，而上述補正函數g(Vout)係下述式(7)也可以。
[式6]h(F)=k×F -n …(6)
但是，上述式(6)及上述式(7)中，k係上述感壓感應器的截距常數，而n係上述感壓感應器的傾斜常數。
[15]上述發明中，上述式(7)中，n=1也可以。
[16]本發明的輸入裝置的控制方法，係包括根據按壓力輸出連續變化的感壓感應器之輸入裝置的控制方法，包括第1步驟，準備補正函數g(Vout)；第2步驟，取得上述感壓感應器的實輸出值；以及第3步驟，為了直線化上述感壓感應器的輸出特性，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；其中，上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout的函數之近似函數；上述輸出特性函數f(F)係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；以及上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函 數。
[17]本發明的輸入裝置的控制方法，係包括根據按壓力輸出連續變化的感壓感應器之輸入裝置的控制方法，包括第1步驟，準備補正函數g(Vout)；第2步驟，取得上述感壓感應器的實輸出值；以及第3步驟，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；其中，上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout的函數之近似函數；上述輸出特性函數f(F)係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數；以及上述輸出補正函數g(Vout)，係下述式(8)。
但是，上述式(8)中，a係上述感壓感應器的比例常數。
[18]上述發明中，上述輸入裝置包括複數的上述感壓感應器，上述第1步驟包含準備複數的上述補正函數g(Vout)，以及上述補正函數g(Vout)可以個別對應各複數的上述 感壓感應器。
[19]上述發明中，上述感壓感應器可以包括第1基板；第2基板，對向上述第1基板；第1電極，設置於上述第1基板上；第2電極，設置於上述第2基板上，對向上述第1電極；以及間隔片，具有位於對應上述第1電極與上述第2電極的貫通孔，插入上述第1基板與上述第2基板之間。
根據本發明，對於感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換輸出變數Vout為補正輸出變數Vout’的同時，置換施加負荷變數F為上述輸出變數Vout之補正函數g(Vout)中，代入實輸出值，補正實輸出值。藉此，可以達到感壓感應器的輸出特性直線化，更進一步可以達到提高感壓感應器的檢出準確度。
又，根據本發明，對於感壓感應器輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換輸出變數Vout為補正輸出變數Vout’的同時，置換施加負荷變數F為上述輸出變數Vout的函數之近似補正函數g(Vout)中，代入實輸出值，補正實輸出值。藉此，可以達到感壓感應器的輸出特性直線化，更進一步可以達到提高感壓感應器的檢出準確度。
1‧‧‧輸入裝置
10‧‧‧面板單元
20‧‧‧覆蓋構件
21‧‧‧透明基板
22‧‧‧透明部分
23‧‧‧遮蔽部分(外框部分)
30‧‧‧觸控面板
31‧‧‧電極片
32‧‧‧第2電極片
40‧‧‧顯示裝置
41‧‧‧顯示區域
42‧‧‧外緣區域
43‧‧‧凸緣
44‧‧‧螺絲
50、50B‧‧‧感壓感應器
51‧‧‧檢出部
52‧‧‧第1電極片
53、53B‧‧‧第2電極片
54、54B‧‧‧間隔片
55‧‧‧彈性構件
54‧‧‧間隔片
54B‧‧‧間隔片
60‧‧‧密封構件
70‧‧‧第1支持構件
71‧‧‧框部
72‧‧‧保持部
75‧‧‧第2支持構件
80‧‧‧觸控面板控制器
90‧‧‧感應控制器
91‧‧‧取得部
92‧‧‧記憶部
93‧‧‧第1補正部
94‧‧‧設定部
95‧‧‧第1演算部
96‧‧‧選擇部
97‧‧‧第2補正部
98‧‧‧第2演算部
99‧‧‧感度調整部
100‧‧‧電腦
311‧‧‧第1透明基材
312‧‧‧第1電極圖案
313‧‧‧第1拉出配線圖案
321‧‧‧第2透明基材
322‧‧‧第2電極圖案
323‧‧‧第2拉出配線圖案
431‧‧‧貫通孔
521‧‧‧第1基材
522、522B‧‧‧上部電極
523‧‧‧第1上部電極層
524‧‧‧第2上部電極層
524B‧‧‧第2上部電極層
525‧‧‧突出部
531‧‧‧第2基材
532、532B‧‧‧下部電極
533、533B‧‧‧第1下部電極層
534、534B‧‧‧第2下部電極層
541‧‧‧貫通孔
541B‧‧‧貫通孔
551‧‧‧黏合劑
721‧‧‧中央開口
911‧‧‧電源
912‧‧‧第1固定電阻器
913‧‧‧第2固定電阻器
914‧‧‧第3固定電阻器
915‧‧‧A/D轉換器
F‧‧‧施加負荷變數
f-1(F)‧‧‧反函數
g(Vout)‧‧‧補正函數
h(F)‧‧‧電阻特性函數
k‧‧‧截距常數
n‧‧‧傾斜常數
OPn‧‧‧補正輸出值
OPo‧‧‧基準值
pn‧‧‧按壓力
pn1‧‧‧第1按壓力
pn1’‧‧‧補正後第1按壓力
pn2‧‧‧第2按壓力
So‧‧‧比較值
Rn‧‧‧補正值
Rsens‧‧‧電阻變數
Rfix‧‧‧電阻值
Vin‧‧‧施加電壓值
Vout‧‧‧輸出變數
Vout’‧‧‧補正輸出變數
[第1圖]係本發明實施例中輸入裝置之平面圖；[第2圖]係沿著第1圖的II-II線之剖面圖；[第3圖]係本發明實施例中觸控面板之分解立體圖； [第4圖]係本發明實施例中感壓感應器之剖面圖；[第5圖]係顯示本發明實施例中感壓感應器的變形例之放大剖面圖；[第6圖]係本發明實施例中的顯示裝置之平面圖；[第7圖]係顯示本發明實施例中輸入裝置的系統構成之方塊圖；[第8圖]第8(a)圖係顯示第7圖的取得部的詳細構成之電路圖，第8(b)圖係上述取得部之等價電路圖；[第9圖]係顯示本發明實施例中取得部的第1變形例之電路圖；[第10圖]係顯示本發明實施例中取得部的第2變形例之電路圖；[第11圖]係顯示本發明實施例中感壓感應器的負荷-電阻特性(電阻特性函數h(F))之圖表；[第12圖]係顯示本發明實施例中感壓感應器的負荷-輸出電壓特性(輸出特性函數f(F))之圖表；[第13圖]係顯示本發明實施例中根據感壓感應器的輸出特性函數f(F)、反函數f-1(F)以及補正函數g(Vout)的補正輸出值之圖表；[第14圖]第14(a)圖係顯示補正前感壓感應器的輸出特性之圖表，第14(b)圖係顯示補正後感壓感應器的輸出特性之圖表；[第15圖]係顯示使用第1近似函數補正後的感壓感應器的輸出特性之圖表； [第16圖]係顯示使用第2近似函數補正後的感壓感應器的輸出特性之圖表；[第17圖]係顯示本發明實施例中輸入裝置的控制方法之流程圖；以及[第18圖]第18(a)及18(b)圖係用以說明本發明實施例中具體效果之圖表，第18(a)圖係顯示感壓感應器補正前的輸出特性，第18(b)圖係顯示上述感壓感應器補正後的輸出特性。
以下，根據圖面，說明本發明實施例。
第1及2圖係本發明實施例中輸入裝置之平面圖及剖面圖。又，以下說明的輸入裝置1只不過是一範例，並不特別限定於此。
本實施例中的輸入裝置(電子機器)1，如第1及2圖所示，包括面板單元10、顯示裝置40、感壓感應器50、密封構件60、第1支持構件70以及第2支持構件75，面板單元10包括覆蓋構件20以及觸控面板30。面板單元10，經由感壓感應器50及密封構件60以第1支持構件70支持，由於感壓感應器50及密封構件60的彈性變形，容許面板單元10對第1支持構件70的微小上下動作。
此輸入裝置1，可以以顯示裝置40顯示影像(顯示功能)。又，此輸入裝置1，以操作者的手指或觸控筆指示畫面上的任意位置時，可以以觸控面板30檢出其XY座標位置(位置輸入功能)。又，以操作者的手指往Z方向按壓面板單元10時，此輸入裝置1，可以以感壓感應器50檢出其按壓操作(按 壓檢出功能)。
覆蓋構件20，如第1及2圖所示，以可透過可視光線的透明基板21構成。構成如此透明基板21的材料的具體例，例如可以舉例玻璃、聚酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等。
此透明基板21的下面，設置例如以塗佈白色膏材或黑色膏材等形成的遮蔽部分(外框部分)23。此遮蔽部分23，在透明基板21的下面除了位於中央的矩形狀的透明部分22之外的區域中形成框狀。
又，上述不特別形成透明部分22與遮蔽部分23的形狀。又，藉由黏貼加飾為白色或黑色的加飾構件至透明基板21的下面，形成遮蔽部分23也可以。或者，具有與透明基板21大致相同的大小，準備只有對應遮蔽部分23的部分著色為白色或黑色的透明薄板，藉由黏貼上述薄板至透明基板21的下面，形成遮蔽部分23也可以。
第3圖係本發明實施例中觸控面板的分解立體圖。
觸控面板30，如第3圖所示，係具有互相重疊的2片電極片31、32之電容方式的觸控面板。
又，觸控面板的構造，不特別限定於此，例如，採用電阻膜方式的觸控面板或電磁感應方式的觸控面板也可以。又，以下說明的電極圖案312、322在覆蓋構件20的下面形成，利用覆蓋構件20作為觸控面板的一部分也可以。或者，取代2片電極片31、32，使用在一片薄板的兩面形成電極的觸控面板也可以。
第1電極片31，具有可透過可視光線的第1透明基材311、以及在此第1透明基材311上設置的複數的第1電極圖案312。
構成第1透明基材311的具體材料，例如可以舉例聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、乙烯醋酸乙烯酯樹脂(EVA)、乙烯基樹脂、聚碳酸酯(PC)、聚醯胺(PA)、聚亞醯胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)、丙烯樹脂、三醋酸纖維素(TAC)等的樹脂材料或玻璃。
第1電極圖案312，例如是氧化銦錫(ITO)或導電性高分子構成的透明電極，以沿著第3圖中的Y方向延伸的矩形形狀的面狀圖案(所謂整體圖案)構成。第3圖所示的範例中，第1透明基材311上，9條電極圖案312互相平行排列。又，第1電極圖案312的形狀、數量、配置等不特別限於上述。
第1電極圖案312以ITO構成時，例如以濺鍍、微影成像、及蝕刻形成。另一方面，第1電極圖案312以導電性高分子構成時，與ITO的情況相同，以濺鍍等形成也可以，或是以網版印刷或平板式凹版印刷等的印刷法、或塗佈後進行蝕刻來形成也可以。
構成第1電極圖案312的導電性高分子的具體例，例如，可以舉例聚噻吩(Polythiophene)基、聚吡咯(polypyrrole)基、聚苯胺(polyaniline)基、聚乙炔(polyacetylene)基、聚苯撑(polyphenylene)基等的有機化合物，但其中最好使用PEDOT/PSS化合物。
又，此第1電極圖案312，可以在第1透明基材311上印刷導電性膏劑再硬化形成。在此情況下，為了確保觸控面板30的充分光透過性，各個第1電極圖案312，取代面狀圖案，形成網目狀。導電性膏劑，例如可以使用銀(Ag)或銅(Cu)等的金屬粒子、與聚酯(polyester)或多酚(polyphenol)等的結合劑之混合物。
複數的第1電極圖案312，經由第1拉出配線圖案313連接至觸控面板控制器80(參照第7圖)。此第1拉出配線圖案313，在第1透明基材311上，設置於對向覆蓋構件20的遮蔽部分23的位置，操作者無法以目視確認此第1拉出配線圖案313。因此，此第1拉出配線圖案313，係在第1透明基材311上印刷導電性膏劑再硬化而形成。
第2電極片32也具有可透過可視光線的第2透明基材321以及設置在此第2透明基材321上的複數的第2電極圖案322。
第2透明基材321，以與上述第1透明基材311相同的材料構成。又，第2電極圖案322也與上述第1電極圖案312相同，係例如以氧化銦錫(ITO)或導電高分子構成的透明電極。
此第2電極圖案322，以沿著第3圖中的X方向延伸的矩形形狀的面狀圖案構成。第3圖所示的範例中，第2透明基材321上，6條第2電極圖案322互相平行排列。又，第2電極圖案322的形狀、數量、配置等不特別限於上述。
複數的第2電極圖案322，經由第2拉出配線圖案 323連接至觸控面板控制器80(參照第7圖)。此第2拉出配線圖案323，在第2透明基材321上，設置於對向覆蓋構件20的遮蔽部分23的位置，操作者無法以目視確認此第2拉出配線圖案323。因此，與上述第1拉出配線圖案313相同，此第2拉出配線圖案323，也是在第2透明基材321上印刷導電膏劑再硬化而形成。
第1電極片31與第2電極片32，以平面所視第1電極圖案312與第2電極圖案322實質上直交，經由透明黏合劑互相黏貼。又，觸控面板30本體，也是第1及第2電極圖案312、322對向覆蓋構件20的透明部分22，經由透明黏合劑，黏貼至覆蓋構件20的下面。如此的透明黏合劑的具體例，例如可以舉例丙烯基黏合劑等。
以上說明的覆蓋構件20與觸控面板30構成的面板單元10，如第2圖所示，經由感壓感應器50與密封構件60由第1支持構件70支持。如第1圖所示，感壓感應器50，設置在面板單元10的四個角落。相對於此，密封構件60具有矩形環形形狀，沿著面板單元10的外緣遍佈全周設置，配置在感壓感應器50的外側。感壓感應器50及密封構件60，經由黏合劑分別黏貼至覆蓋構件20的下面的同時，經由黏合劑分別黏貼至第1支持構件70。又，感壓感應器50可以保持穩定面板單元10的話，不特別限定感壓感應器50的數量或配置。
第4圖係本實施例中感壓感應器的剖面圖，而第5圖係顯示本實施例中感壓感應器的變形例之放大剖面圖。
感壓感應器50，如第4圖所示，包括檢出部51及 彈性構件55。檢出部51包括第1電極片52、第2電極片53、其間的插入間隔片54。又，第4圖係沿著第1圖的IV-IV線的剖面圖。
第1電極片52具有第1基材521及上部電極522。第1基材521係具有可撓性的絕緣性薄膜，例如，以聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚亞醯胺(PI)、聚醚亞醯胺(PEI)等構成。
上部電極522以第1上部電極層523及第2上部電極層524構成，設置在第1基材521的下面。第1上部電極層523，係以電阻較低的導電性膏劑在第1基材521的下面印刷再硬化而形成。另一方面，第2上部電極層524，係以電阻較高的導電性膏劑覆蓋第1上部電極層523在第1基材521的下面印刷再硬化而形成。
第2電極片53也具有第2基材531、下部電極532。第2基材531，係以與上述第1基材521相同的材料構成。下部電極532，以第1下部電極層533與第2下部電極層534構成，設置在第2基材531的上面。
第1下部電極層533，與上述第1上部電極層523相同，以電阻較低的導電性膏劑在第2基材531的上面印刷再硬化而形成。另一方面，第2下部電極層534，與上述第2上部電極層524相同，係以電阻較高的導電性膏劑覆蓋第1下部電極層533在第2基材531的上面印刷再硬化而形成。
又，電阻較低的導電性膏劑，例如可以舉例銀(Ag)膏劑、金(Ag)膏劑、或銅(Cu)膏劑等。相對於此，電阻較高的 導電性膏劑，例如可以舉例碳(C)膏劑。又，印刷這些導電性膏劑的方法，例如可以舉例網版印刷、平板式凹版印刷、噴墨法等。
第1電極片52與第2電極片53，以間隔片54介於其間疊層。此間隔片54，以兩面黏合薄板構成。此基材541，例如以聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚亞醯胺(PI)、聚醚亞醯胺(PEI)等的絕緣性材料構成。此間隔片54，經由設置於其兩面上的黏合層，分別黏貼至第1及第2電極片52、53。
間隔片54中，在對應上部電極522及下部電極532的位置形成貫通孔541。上部電極522及下部電極532，位於此貫通孔541中並彼此相對。又，在對感壓感應器50未施加壓力的狀態下，調整此間隔片54的厚度，使上部電極522及下部電極532互相接觸。
又，無負載狀態下分離上部電極522及下部電極532也可以，但藉由使上部電極522及下部電極532在無負載狀態下接觸著，不會有明明施加壓力而電極之間卻非接觸的狀況(即，感壓感應器50的輸出為0(零)的狀況)，可以達到提高感壓感應器50的檢出準確度。
上部電極522及下部電極532之間施加既定電壓的狀態下，對感壓感應器50從上方施加負荷時，根據上述負荷的大小，上部電極522及下部電極532之間的密合度增加，這些電極522、532之間的電阻減少。另一方面，解放對感壓感應器50的負荷時，上部電極522及下部電極532之間的密 合度減少，這些上部電極522、532之間的電阻增加。
於是，感壓感應器50，根據此電阻變化，可以檢 出施加於感壓感應器50的壓力大小，本實施例的輸入裝置1，藉由將此感壓感應器50的電阻值與既定臨界值比較，檢出操作者對面板單元10的按壓操作。又，本實施例中，所謂「密合度增加」，意指增加微視的接觸面積，而所謂「密合度減少」，意指減少微視的接觸面積。
又，第2上部電極層524或第2下部電極層534，取代碳膏劑，印刷感壓膏材再硬化形成也可以。感壓膏材的具體例，例如可以舉例利用量子隧道效應的量子隧道複合材料。又，感壓膏材的其他具體例，例如可以舉例包含金屬或碳等的導電粒子、有機物彈性填料或無機氧化物填料等的彈性粒子、及黏合物之物。此感壓膏材的表面因彈性粒子而成凹凸狀。又，取代印刷法，以電鍍處理或圖案化處理形成上述電極層523、524、533、534也可以。又，以平面所視，面板單元的中心到感壓感應器的距離不同的情況下，離面板單元的中心越近，感壓感應器的的敏感度越下降也可以。具體而言，藉由降低後述的第1固定電阻器912的電阻值，或難以彎曲感壓感應器，可以降低感壓感應器的敏感度。
彈性構件55，在第1電極片52上以黏合劑551介於其間疊層。此彈性構件55，以發泡材或橡膠材料等的彈性材料構成，構成彈性構件55的發泡材的具體例，例如可以舉例獨立氣泡型的聚氨酯泡綿(urethane foam)、聚乙烯泡綿(polyethylene foam)、矽膠泡綿(silicone foam)等。又，構成彈 性構件55的橡膠材料，可以舉例聚氨酯橡膠(polyurethane elastomer)、聚苯乙烯橡膠(polystyrene elastomer)、矽膠(silicone elastomer)等。又，也可以在第2電極片53下面疊層彈性構件55。或者，在第1電極片52上面疊層彈性構件55的同時，在第2電極片53下面疊層也可以。
由於感壓感應器50具有如此的彈性構件55，對感壓感應器50施加的負荷可以均等分散在檢出部51全體，可以提高感壓感應器50的檢出準確度。又，支持構件70、75等歪斜時或支持構件70、75等的厚度方向的公差大時，可以由彈性構件55吸收。又，對感壓感應器50施加過大的壓力或衝擊時，也可以由此彈性構件55防止感壓感應器50的損傷或破壞。
又，感壓感應器的構造不特別限定於上述。例如，如第5圖所示的感壓感應器50B，由上部電極522B的第2上部電極層524B形成環狀的突出部525，擴大下部電極532B成為與突出部525相同的徑，又上述突出部525與下部電極532B之間夾住間隔片54B而構成也可以。本例中的突出部525，從上部電極522B的上部往徑方向突出。又，本例中的間隔片54B的貫通孔541B的內徑，對於上部電極522B的突出部525的外徑或下部電極522B的外徑，相對變小。
又，施加負荷與感壓感應器的輸出之間的關係如果非線形的話，感壓感應器的構造，不特別限定於上述。例如使用壓電元件、或應變計等作為感壓感應器也可以。或者，使用具有壓力抵抗層的懸臂形狀(或兩端支持樑形狀)的MEMS(微電子機械系統)元件作為感壓感應器也可以。或者， 以網版印刷分別形成電極的絕緣性基板之間，使用具有夾入表示壓電性的聚氨基酸材料的構造之壓力感應器作為感壓感應器也可以。或者，使用顯示壓電性的聚偏二氟乙烯(PVDF)之壓電元件作為感壓感應器也可以。或者，使用根據一對電極之間的電容變化檢出施加負荷之物，或利用導電性橡膠之物作為感壓感應器也可以。
密封構件60，也與上述彈性構件55相同，由發泡材或橡膠材料等的彈性材料構成，構成密封構件60的發泡材的具體例，例如可以舉例獨立氣泡型的聚氨酯泡綿(urethane foam)、聚乙烯泡綿(polyethylene foam)、矽膠泡綿等。又，構成密封構件60的橡膠材料，可以舉例聚氨酯橡膠(polyurethane elastomer)、聚苯乙烯橡膠(polystyrene elastomer)、矽膠(silicone elastomer)等。在覆蓋構件20與第1支持構件70之間設置如此的密封構件60，可以防止來自外部的異物侵入。
又，上述彈性構件55的彈性率，對於密封構件60的彈性率最好是相對高的。藉此，可以正確傳達按壓力至感壓感應器50，可以達成提高感壓感應器50的檢出準確度。
以上說明的感壓感應器50與密封構件60，如第2圖所示，夾在覆蓋構件20與第1支持構件70之間。第1支持構件70具有框部71、保持部72。框部71，具有可收容覆蓋構件20的開口之矩形框形狀。另一方面，保持部72具有矩形環形狀，從框部71的下端往徑方向內側突出。感壓感應器50與密封構件60，由於以此保持部72保持，插入覆蓋構件20與第1支持構件70之間。此第1支持構件70，例如，以鋁等的金 屬材料或聚碳酸酯(PC)、ABS樹脂等的樹脂材料等構成，框部71與保持部72一體形成。
第6圖係本發明實施例中顯示裝置的平面圖。
顯示裝置40，如第6圖所示，具有顯示影像的顯示區域41、圍繞此顯示區域41的外緣區域42、以及從此外緣區域42的兩端突出的凸緣43。此顯示裝置40的顯示區域41，例如，以液晶顯示器、有機EL顯示器、或電子紙等的薄型顯示裝置構成。
凸緣43中設置貫通孔431，此貫通孔431對向在第1支持構件70的背面形成的螺絲孔。如第2圖所示，由於螺絲44經由貫通孔431旋合至第1支持構件70的螺絲孔，顯示裝置40固定至第1支持構件70，因此，顯示區域41經由第1支持構件70的中央開口721對向覆蓋構件20的透明部分22。
第2支持構件75，與上述第1支持構件70相同，例如以鋁等的金屬材料或聚碳酸酯(PC)、ABS樹脂等的樹脂材料等構成。此第2支持構件75，覆蓋顯示裝置40的背面，經由黏合劑，安裝至第1支持構件70。又，取代黏合劑，以螺絲固定第2支持構件75至第1支持構件70也可以。
其次，關於本實施例中輸入裝置1的系統構成，參照第7~10圖說明。
第7圖係顯示本實施例中輸入裝置的系統構成之方塊圖，第8(a)圖係顯示第7圖的取得部的細節之電路圖，第8(b)圖係上述取得部之等價電路圖；以及第9及10圖係顯示取得部的變形例之電路圖。
本實施例中輸入裝置1，如第7圖所示，包括觸控面板控制器80，電氣連接觸控面板30；感應控制器90，電氣連接感壓感應器50；以及電腦100，電氣連接上述控制器80、90。本實施例中的感應控制器90，相當於本發明中的控制裝置的一範例。
觸控面板控制器80，例如以具有CPU等的電子電路等構成。此觸控面板控制器80，在觸控面板30的第1電極圖案312與第2電極圖案322之間周期性施加既定電壓，根據第1及2電極圖案312、322的每一交點的電容變化，檢出觸控面板30上的手指位置(X座標值及Y座標值)，輸出上述XY座標值至電腦100。
又，此觸控面板控制器80，當電容值在既定臨界值以上時，檢出操作者的手指接觸覆蓋構件20，經由電腦100傳送觸控開機信號給感應控制器90。另一方面，當電容值未達既定臨界值時，此觸控面板控制器80，檢出操作者的手指離開覆蓋構件20，經由電腦100傳送觸控關機信號給感應控制器90。
又，檢出操作者的手指離覆蓋構件20接近既定距離以內(即，盤旋(hover)狀態)之際，觸控面板控制器80傳送觸控開機信號也可以。
此感應控制器90，也與上述觸控面板控制器80相同，例如以包括CPU等的電子電路構成。此感應控制器90，如第7圖所示，功能性地包括取得部91、記憶部92、第1補正部93、設定部94、第1演算部95、選擇部96、第2補正部 97、第2演算部98以及感度調整部99。本實施例中的取得部91相當於本發明中的取得部的一範例，本實施例中的記憶部92相當於本發明中的記憶部的一範例，以及本實施例中的第1補正部93相當於本發明中的補正部的一範例。
取得部91，如第8(a)及8(b)圖所示，包括串聯連接至感壓感應器50的上部電極522(或下部電極532)的電源911、串聯連接至上述感壓感應器50的下部電極532(或上部電極522)的第1固定電阻器912、以及連接至感壓感應器50與第1固定電阻器912之間的A/D轉換器915。本實施例中的第1固定電阻器912相當於本發明中的固定電阻器的一範例。
以電源911施加既定電壓給電極522、532的狀態下，對感壓感應器50從上方施加負荷時，根據上述負荷的大小，電極522、532之間的電阻值改變。取得部91，從感壓感應器50以固定的間隔周期性取樣對應此電阻變化的電壓值的類比信號，上述類比信號由A/D轉換器915轉換為數位信號後，輸出上述數位信號(實輸出值)至第1補正部93。
如第7圖所示，此取得部91，設置於每一感壓感應器50，取得每一感壓感應器50的實輸出值。
又，如第9圖所示，取得部91，也可以具有並聯連接至感壓感應器50的第2固定電阻器913。又，如第10圖所示，取得部91，也可以具有串聯連接至感壓感應器50與第2固定電阻器913構成的並聯電路之第3固定電阻器914。調整第1~3固定電阻912~914的電阻值，可以使感壓感應器50的輸出特性更接近線性(直線狀)。
記憶部92內，記憶用以補正感壓感應器50的實輸出值為直線狀之補正函數g(Vout)。此補正函數g(Vout)，如後述，對感壓感應器50的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換感壓感應器50的輸出變數Vout為上述感壓感應器50的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器50的施加負荷變數F為輸出變數Vout的函數。本實施例中，具體而言，此補正函數g(Vout)以下述的式(9)表示。
上述的式(9)中，Rfix係第1固定電阻器912的電阻值，Vin係輸入至感壓感應器50的電壓值，k係感壓感應器50的截距常數，n係感壓感應器50的傾斜常數。
如第7圖所示，記憶部92設置於每一感壓感應器50，各個記憶部92內，記憶對應各感壓感應器50的擬合參數(具體而言，上述的k及n)輸入的補正函數g(Vout)。如此的補正函數g(Vout)個別設定於每一感壓感應器50，根據以下說明的要領預先設定。
以下，關於補正函數g(Vout)的具體設定方法，參照第11~12圖說明。
第11圖係顯示本實施例中感壓感應器的負荷-電阻特性(電阻特性函數h(F))之圖表，第12圖係顯示本實施例 中感壓感應器的負荷-輸出電壓特性(輸出特性函數f(F))之圖表。
即，首先，如第11圖所示，在複數的負荷點(本例係第11圖中以圓圈住的3點)測量感壓感應器50的電阻值。其次，使用上述測量的電阻值，對下述式(10)執行曲線擬合(Curve fitting)，算出截距常數k與傾斜常數n的值。又，下述式(10)，係表示利用接觸電阻的壓力依存性之感壓感應器的特性的經驗式。此式(10)，係顯示對感壓感應器50的施加負荷變數F與感壓感應器50的電阻變數Rsens之間關係之電阻特性函數，表示對施加負荷變數F的電阻變數Rsens。
[式10]R sens =k×F -n …(10)
又，如第12圖所示，在複數的負荷點(本例係第12圖中以圓圈住的3點)測量感壓感應器50的輸出電阻值，使用上述測量的輸出電壓值對下述的式(12)執行擬合(fitting)，算出截距常數k與傾斜常數n的值也可以。
本實施例中的上述式(10)，相當於本發明的電阻特性函數h(F)的一範例。又，電阻特性函數h(F)並不特別限定於此，例如，使用多項式近似、對數近似、累乘近似等的近似函數也可以。
另一方面，使用具有串聯電阻器912的電路(參照第8圖)檢出之感壓感應器50的輸出電壓值，可以由以下的式(11)表示，下述式(11)中，代入上述式(10)時，可以得到以下的 式(12)。下述式(12)，係顯示對感壓感應器50的施加負荷變數F與感壓感應器50的輸出變數Vout之間關係之輸出特性函數，表現對施加負荷變數F的輸出變數Vout。
又，關於施加負荷變數F與輸出變數Vout，求出上述式(12)的反函數f-1(F)時，成為以下的式(13)。於是，對於下述式(13)，置換感壓感應器50的輸出變數Vout為感壓感應器50的補正輸出變數Vout’的同時，置換對上述感壓感應器50的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout，可以得到上述式(9)的g(Vout)。換言之，上述式(9)的補正函數g(Vout)係以等式變形解開關於施加負荷變數F的上述式(12)之公式。
根據以上的要領，預先準備好上述式(9)g(Vout)的步驟，相當於本發明中第1步驟的一範例。
又，第9圖所示的第2固定電阻器913的電阻值，比起感壓感應器50的電阻值Rsens夠大。因此，取得部91即使具有第9圖所示的電路構成的情況下，也可以無視上述第2圖定電阻器913，而可以原封不動地使用上述式(12)。
或者，第9圖所示的範例的情況下，補正函數g(Vout)，也可以使用下述式(14)。又，下述式(14)中，R2係第2固定電阻器913的電阻值。
在此，使用第9圖所示的構成的取得部91檢出之感壓感應器50的輸出電壓值，可以由以下的式(15)表示。即，如第9圖所示的範例，取得部91包含第2固定電阻值的情況下，上述式(11)中的電阻變數Rsens，置換為感壓感應器50與第2固定電阻器構成的並聯電路的合成電阻即可。
於是，上述式(14)，對於此式(15)的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換感壓感應器50的輸出變數Vout為補正輸出變數Vout’的同時，係置換對上述感壓感應器50的施加負荷變數F為輸出變數Vout之函數。又，式(15)的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，由以下式(16)表示。
又，取得部91具有上述第10圖所示的電路構成時，以與上述第9圖所示的情況相同的要領，置換上述式(11)中的電阻變數Rsens成為感壓感應器50與第2固定電阻器913構成的並聯電路以及串聯連接上述並聯電路的第3固定電阻器914之合成電阻即可。
又，雖未特別圖示，但第1固定電阻器912電氣連接其他固定電阻器的情況下，也是置換式(11)中的電阻值Rfix成為上述的合成電阻即可。
回到第7圖，第1補正部93，係代入取得部91取得的實輸出值至上述式(9)的補正函數g(Vout)中的輸出變數Vout中。
在此，上述式(9)中，第1固定電阻器912的電阻 值Rfix與輸入至感壓感應器50之電壓值Vin(即，電源911的電壓Vin)是已知的，如上述決定截距常數k與傾斜常數n。於是，這些值Rfix、Vin、k、n記憶在記憶部92中，輸入至補正函數g(Vout)。因此，第1補正部93，代入實輸出值至上述補正函數g(Vout)的輸出變數Vout中，以相同的道理可以得到補正後的輸出值OPn(=Vout’)。
此第1補正部93，如第7圖所示，與上述取得部91或記憶部92相同，設置於每一感壓感應器50，算出每一感壓感應器50的補正輸出值OPn。
第13圖係顯示本實施例中根據感壓感應器的輸出特性函數f(F)、反函數f-1(F)以及補正函數g(Vout)的補正輸出值之圖表，第14(a)圖係顯示補正前感壓感應器的輸出特性之圖表，第14(b)圖係顯示補正後感壓感應器的輸出特性之圖表。
在此，上述輸出特性函數f(F)與反函數f-1(F)的合成函數，如第13圖所示，在反函數的定義上，成為如以下的式(17)所示的恆等函數。
[式17]f￮f -1(x)=x…(17)
因此，代入感壓感應器50的實輸出值至上述式(9)的輸出值Vout時，對於施加負荷的實輸出值即使是曲線，也可以使上述實輸出值接近恆等函數(即，y=x)的直線。又，第13圖中，實線表示上述式(12)的輸出特性函數f(F)，點折線表示 上述式(13)的反函數f-1(F)，短折線表示輸出特性函數f(F)的輸出值以補正函數g(Vout)補正的值。
又，補正前的感壓感應器50的實輸出值即使有偏離時(參照第14(a)圖)，本實施例中，因為每一感壓感應器50制作補正函數g(Vout)，代入上述實輸出值至上述式(9)時，上述偏離也可以降低(參照第14(b)圖)。
又，第14(a)圖意圖顯示具有偏離的9種輸出特性函數f(F)。以這9種輸出特性函數f(F)，設定第8圖所示的電路中的電源911產生對感壓感應器50B的施加電壓Vin為5V，設定同圖所示的電路中的第1固定電阻器912的電阻值為2200Ω(歐姆)，設定7000、10000、13000的3種類作為截距常數k，並設定0.9、1.0、1.1的3種類作為傾斜常數n。
相對於此，第14(b)圖，係對於使用上述3種類的截距常數k與3種類的傾斜常數n制作的9種上述式(13)，顯示分別代入對應的理論輸出值(參照第14(a)圖)之結果圖。
第15圖係根據第1近似函數產生的補正後的感應感測器之輸出特性圖，而第16圖係根據第2近似函數產生的補正後的感應感測器之輸出特性圖。
記憶部92，取代上述式(9)顯示的補正函數g(Vout)，記憶下述式(18)顯示的第1近似函數g(Vout)也可以，又，第1補正部93使用上述第1近似函數g(Vout)補正實輸出值也可以。
[式18]
上述式(18)，係上述式(9)中n=1之等式，k’與下述式(19)所示相同。此k’的值，例如，施加最大負荷時(第15圖所示的範例中係施加5N時)，設定補正輸出值Vout’為1。在此，假設n=1，係根據通常的感壓感應器50的傾斜常數n在1.0前後。
於是，取代補正函數g(Vout)，使用上述式(18)所示的簡易式，如第15圖所示，補正輸出值Vout’的直線性多少受損，但可以達到提高感應控制器90的處理速度，也可以對應處理速度慢的感應控制器。
又，第15圖，對於使用上述3種截距常數k與3種傾斜常數n制成的9種上述式(18)，顯示分別代入對應的理論輸出值(參照第14(a)圖)之結果圖。
或者，記憶部92，取代上述式(9)所示的補正函數g(Vout)，記憶下述式(20)所示的第2近似函數g(Vout)也可以，又，第1補正部93使用上述第2近似函數g(Vout)補正實輸出值也可以。
[式20] g(V out )=V out ' =a×V out 2…(20)
上述式(20)，係根據第13圖所示的反函數f-1(F)的形狀類似下述式(21)的形狀而來。又，上述式(20)中的a係比例常數，例如，施加最大負荷時(第16圖所示的範例中係施加5N時)，設定補正輸出值Vout’為1。
[式21]y=ax 2…(21)
於是，取代補正函數g(Vout)，使用上述式(20)所示的簡易式，如第16圖所示，補正輸出值Vout’的直線性多少受損，但可以達到更提高感應控制器90的處理速度，也可以對應處理速度慢的感應控制器。
又，第16圖，對於使用上述3種截距常數k與3種傾斜常數n製成的9種上述式(20)，顯示分別代入對應的理論輸出值(參照第14(a)圖)之結果圖。
又，可以取代補正函數g(Vout)使用的近似函數，不特別限定於上述第1近似函數或第2近似函數，例如，也可以使用更近似次數2以下的多項式近似、對數近似、累乘近似等產生的近似式等之函數。
回到第7圖，感應控制器90的設定部94，經由電腦100從觸控面板控制器80輸入觸控開機信號時，設定上述接觸檢出時刻或剛檢出前的感壓感應器50的輸出值(即與接觸檢出同時或剛檢出前取樣的輸出值)的補正輸出值OPn為基準 值OPo。此設定部94，設置於每一感壓感應器50，設定每一感壓感應器50的基準值OPo。
又，此基準值OPo內也包含0(零)。又，觸控開機信號，當指示檢出往覆蓋構件20的手指接近既定距離以內時，設定部94設定上述接近檢出時刻或剛檢出後的感壓感應器的輸出值(即與接近檢出同時或剛檢出後取樣的輸出值)的補正輸出值OPn為基準值OPo。
第1演算部95，根據下述式(22)，演算施加於感壓感應器50的第1按壓力pn1。此第1演算部95，也如第7圖所示，與上述取得部91、記憶部92、第1補正部93、第1設定部94相同，設置於每一感壓感應器50，演算每一感壓感應器50的第1按壓力pn1。
[式22]p n1=OP n -OP 0…(22)
選擇部96，在4個設定部94設定的4個基準值OPo之中選擇最小值，設定上述最小基準值為比較值So。
第2補正部97，根據下述式(23)及(24)，算出各個感壓感應器50的補正值Rn，使用此補正值Rn補正上述感壓感應器50的第1按壓力pn1。此第2補正部97，也如第7圖所示，與上述取得部91、記憶部92、第1補正部93、設定部94，以及第1演算部95相同，設置於每一感壓感應器50，補正每一感壓感應器50的第1按壓力pn1。又，下述式(24)中的pn1’係 補正後的第1按壓力。
[式24]p n1 ' =p n1×R n …(24)
如上述，感壓感應器50，具有施加負荷越大電阻值的下降率越鈍化的曲線特性，即使同一負荷變化量，根據初期負荷，也產生電阻變化量不同的現象。特別是，輸入裝置1具有的4個感壓感應器50，根據上述輸入裝置1的姿勢等，會有施加不同初期負荷的情況。因此，第1演算部95演算的第1按壓力pn1，大大依存於各個感壓感應器50的初期負荷。
相對於此，本實施例中，使用補正值Rn補正第1按壓力pn1，降低對第1按壓力pn1的初期負荷的影響，藉此達到提高感壓感應器50的檢出準確度。
又，選擇部96，只要在基準值OPo中任選一值作為比較值So即可，例如，選擇基準值OPo中的最大值作為比較值So也可以。
又，根據選擇部96產生的第1按壓力pn1的補正方法，對於比較值So基準值OPo越大第1按壓力pn1的補正越大，對於比較值So基準值OPo越小第1按壓力pn1的補正越小 的話，不特別限定於上述方法。
第2演算部98，根據下述式(25)，算出4個感壓感應器50補正後的第1按壓力pn1’的總和，作為施加於覆蓋構件20的第2按壓力pn2。
感度調整部99，根據下述式(26)，進行第2按壓力pn2的感度調整，算出最後的按壓力Pn。根據此式(26)算出的按壓力Pn，輸出至電腦100。又，下述式(26)中的kadj，係用以調整操作者的按壓個人差之係數，例如預先儲存在感度調整部99，可以根據操作者任意設定。
又，雖未特別圖示，但選擇器介於4個感壓感應器50與感應控制器91之間也可以。在此情況下，感應控制器90具有取得部91、記憶部92、第1補正部93、設定部94、第1演算部95及第2補正部97各一個即可。
電腦100，未特別圖示，係具有CPU、主記憶裝置(RAM等)、輔助記憶裝置(硬碟或SSD等)及界面等的電子計算機，如第7圖所示，上述的觸控面板控制器80或感應控制器 90經由界面電氣連接。此電腦100，未特別圖示，係藉由執行輔助記憶裝置中儲存的各種程式，根據觸控面板控制器80檢出的手指位置、感應控制器90檢出的按壓力pn，判斷操作者意圖的輸入操作。
以下，關於本實施例中輸入裝置的控制方法，參照第17圖說明。第17圖係顯示本實施例中輸入裝置的控制方法之流程圖。
本實施例中的輸入裝置1開始時，首先，第17圖的步驟S10中，取得部91從4個感壓感應器50取得實輸出值。此實輸出值從每一感壓感應器50取得。
其次，第17圖的步驟S20中，第1補正部93，使用補正函數g(Vout)補正實輸出值，算出補正輸出值OPn，輸出上述補正輸出值OPn至設定部94及第1演算部95。此補正輸出值OPn也在每一感壓感應器50算出。
其次，第17圖的步驟S30中，設定部94判斷有無來自觸控面板控制器80的觸控開關信號輸入。
只要觸控面板控制器80未檢出對於覆蓋構件20的操作者的手指接觸(第17圖的步驟S30中NO)，反覆執行步驟S10~S30。
相對於此，只要觸控面板控制器80檢出手指接觸的話(第17圖的步驟S30中YES)，第17圖的步驟S40中，設定部94設定上述接觸檢出前取樣的實輸出值的補正輸出值OPn為基準值OPo。此基準值OPo，在每一感壓感應器50設定，即本例中，設定4個基準值OPo。
設定基準值OPo的話，第17圖的步驟S50中，取得部91再次取得感壓感應器50的實輸出值。此實輸出值在每一感壓感應器50取得。
其次，第17圖的步驟S60中，第1補正部93，在上述步驟S50取得的實輸出值，使用補正函數g(Vout)補正，算出補正輸出值OPn，此補正輸出值OPn也在每一感壓感應器50算出。
其次，第17圖的步驟S70中，第1演算部95，依照上述式(22)，根據上述補正輸出值OPn及基準值OPo算出第1按壓力pn1。此第1按壓力pn1也在每一感壓感應器50算出。
其次，第17圖的步驟S80中，選擇部96，設定4個基準值OPo中最小值為比較值So。
其次，第17圖的步驟S90中，第2補正部97，依照上述式(23)，算出各感壓感應器50的補正值Rn，第17圖的步驟S100中，第2補正部97，依照上述式(24)，使用此補正值Rn補正第1按壓力pn1，此補正值Rn也在每一感壓感應器50算出。
其次，第17圖的步驟S110中，第2演算部98，依照上述式(25)，算出4個感壓感應器50的補正後第1按壓力pn1’的總合，求出第2按壓力pn2。
其次，第17圖的步驟S120中，感度調整部99，依照上述式(26)，進行第2按壓力pn2的感度調整。調整後的第2按壓力pn2輸出至電腦100。於是，電腦100，根據上述調整後的第2按壓力pn2，判斷操作者對輸入裝置1進行的輸入 操作。又，也可以省略此步驟S100，在此情況下，步驟S110中算出的第2按壓力pn2輸入至電腦100。
只要手指繼續接觸(第17圖的步驟S130中YES)，就定期實行上述步驟S50~S120的處理。又，步驟S80，從觸控面板控制器80輸入觸控開機信號後，只要實行初次即可。
相對於此，如果觸控面板控制器80沒檢出手指的接觸的話(第17圖的步驟S130中NO)，第17圖的步驟S140中，解除4個基準值OPo與比較值So的設定後，回到第17圖的步驟S10。
如上述，本實施例中，對於感壓感應器50的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換輸出變數Vout為補正輸出變數Vout’的同時，置換施加負荷變數F為輸出變數Vout之補正函數g(Vout)內，代入實輸出值，補正實輸出值。因此，可以達到感壓感應器50的輸出特性的直線化，更進一步可以達到提高感壓感應器50的檢出準確度。
又，本發明中第17圖的步驟S10、S50相當於本發明中的第2步驟的一範例，而本發明第17圖的步驟S20、S60相當於本發明中的第3步驟的一範例。
以下，關於本實施例的具體效果，參照第18(a)及18(b)圖說明。
第18(a)及18(b)圖係用以說明本實施例中具體效果之圖表，第18(a)圖係顯示感壓感應器補正前的輸出特性，第18(b)圖係顯示上述感壓感應器補正後的輸出特性。
第18(a)圖係以第8(a)圖所示的構成的取得部91 取得感壓感應器50B的實輸出值所作成的圖表。
感壓感應器50B具有上述第5圖所示的構成，上述感壓感應器50B的具體規格如下。
即，第1/第2基材521、531，使用具有100μm(微米)厚度的PET薄板，印刷銀膏劑再硬化以形成第1上部/下部電極層523、533B。另一方面，印刷高電阻感壓碳膏劑再硬化形成第2上部/下部電極層524B、534B。這些電極層523、524B、533B、534B的厚度都假設為10μm。第2上部/下部電極層524B、534B的比電阻係100Ω．cm(歐姆．公分)。
又，第1上部電極層523的外徑假設為6mm(毫米)，第2上部電極層524B的外徑假設為8mm，第1下部電極層533B的外徑假設為7.5mm，第2下部電極層534B的外徑假設為8mm。間隔片54B係使用具有10μm的兩面黏合薄板，貫通孔541的內徑假設為7mm。又，經由具有150μm的厚度的黏合膠帶551，黏貼具有0.8mm厚度的彈性材料55至第1基材521上。
又，取得部91的具體規格如下。
即，取得部91的電源911對感壓感應器50B的施加電壓值Vin係5V，第1固定電阻器912的電阻值Rfix假設為2200Ω。
於是，使用取得部91取得之第18(a)圖中施加3N、4N、5N時的電阻值，執行根據上述式(10)的擬合步驟，算出截距常數k與傾斜常數n。其次，代入上述截距常數k與傾斜常數n的值至上述式(9)內，完成上述式(9)。
其次，第18(a)圖的資料代入式(9)的輸出變數Vout(即，以式(9)過濾第18(a)圖的資料)，進行感壓感應器50B的輸出特性補正。結果，如第18(b)圖所示，感壓感應器50B的輸出特性的偏離被抑制，而且可以轉換為接近線形的輸出特性。
附帶一提，上述例中，算出截距常數k與傾斜常數n時的負荷點為3點，但增加上述負荷點，可以更提高感壓感應器補正後的輸出特性的線形性。
又，以上說明的實施例係為了容易理解本發明而記載，並非為了限定本發明而記載。因此，上述實施例中揭示的各要素，係包含屬於本發明的技術範圍的全部設計變更或均等物之主旨。
例如，上述實施例中，雖然說明感壓感應器50的實輸出值或輸出特性函數f(F)的輸出變數Vout作為電壓值，但不限定於此，例如，感壓感應器的實輸出值或輸出特性函數的輸出變數中使用電流值也可以。
又，上述實施例中，緊接取得部91之後配置第1補正部93，但不特別限定於此，只要是感應控制器90內的話，配置第1補正部93在任意位置都可以。
又，面板單位最好至少包含觸控面板，但不特別限定於此。面板單位，不包含觸控面板，例如，只由覆蓋構件構成也可以。
又，上述實施例中，雖然配置感壓感應器50在輸入裝置1的四角落，但不限定於此。例如，使用電容方式的感 應器構成感壓感應器時，以薄板狀的電容感應器、與電容感應器上設置的透明彈性構件，構成感壓感應器，透明的彈性構件在觸控面板30側，觸控面板30與顯示裝置40之間插入上述感壓感應器也可以。此感壓感應器，具有與觸控面板30相同的大小，在觸控面板30的背面全面疊層。電容感應器，區分為複數的檢出區域，感應控制器90從上述複數的檢出區域分別取得檢出結果。又，在此情況下，因為經由感壓感應器固定觸控面板30與顯示裝置40，所以不需要用以固定顯示裝置40至第1支持構件70的螺絲44(參照第2圖)。
1‧‧‧輸入裝置
30‧‧‧觸控面板
50‧‧‧感壓感應器
80‧‧‧觸控面板控制器
90‧‧‧感應控制器
91‧‧‧取得部
92‧‧‧記憶部
93‧‧‧第1補正部
94‧‧‧設定部
95‧‧‧第1演算部
96‧‧‧選擇部
97‧‧‧第2補正部
98‧‧‧第2演算部
99‧‧‧感度調整部
100‧‧‧電腦
g(Vout)‧‧‧補正函數
OPn‧‧‧補正輸出值
OPo‧‧‧基準值
pn‧‧‧按壓力
pn1‧‧‧第1按壓力
pn1’‧‧‧補正後第1按壓力
pn2‧‧‧第2按壓力

Claims (17)

  1. 一種輸入裝置，包括：感壓感應器，根據按壓力，輸出連續變化；以及控制裝置，電氣連接上述感壓感應器；其特徵在於：上述控制裝置具有：取得部，取得上述感壓感應器的實輸出值；記憶部，記憶補正函數g(Vout)；以及補正部，為了直線化上述感壓感應器的輸出特性，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout之函數；上述輸出特性函數f(F)，係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；以及上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的輸入裝置，其中，上述感壓感應器，根據按壓力，電阻值連續變化。
  3. 一種輸入裝置，包括：感壓感應器，根據按壓力，電阻值連續變化；以及控制裝置，電氣連接上述感壓感應器； 其特徵在於：上述控制裝置具有：取得部，取得上述感壓感應器的實輸出值；記憶部，記憶補正函數g(Vout)；以及補正部，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout之函數；上述輸出特性函數f(F)，係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數；上述取得部，係具有電氣串聯連接至上述感壓感應器的固定電阻器；以及上述輸出特性函數f(F)，係下述式(1)： 但是，上述式(1)中，Vin係輸入上述感壓感應器的電壓值，Rfix係上述固定電阻器的電阻值，以及h(F)係顯示上述施加負荷變數F與上述感壓感應器的電阻 變數之間關係的電阻特性函數。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的輸入裝置，其中，上述電阻特性函數h(F)，係下述式(2)；以及上述補正函數g(Vout)係下述式(3)：h(F)=k×F -n …(2) 但是，上述式(2)及上述式(3)中，k係上述感壓感應器的截距常數，以及n係上述感壓感應器的傾斜常數。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的輸入裝置，其中，上述式(3)中，n=1。
  6. 一種輸入裝置，包括：感壓感應器，根據按壓力，輸出連續變化；以及控制裝置，電氣連接上述感壓感應器；其特徵在於：上述控制裝置具有：取得部，取得上述感壓感應器的實輸出值；記憶部，記憶補正函數g(Vout)；以及補正部，為了直線化上述感壓感應器的輸出特性，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數 Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout的函數之近似函數；上述輸出特性函數f(F)，係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；以及上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數。
  7. 一種輸入裝置，包括：感壓感應器，根據按壓力，輸出連續變化；以及控制裝置，電氣連接上述感壓感應器；其特徵在於：上述控制裝置具有：取得部，取得上述感壓感應器的實輸出值；記憶部，記憶補正函數g(Vout)；以及補正部，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout的函數之近似函數；上述輸出特性函數f(F)，係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出 變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數；以及上述輸出補正函數g(Vout)，係下述式(4)：g(V out )=V out ' =a×V out 2…(4)但是，上述式(4)中，a係上述感壓感應器的比例常數。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的輸入裝置，其中，上述輸入裝置包括複數的上述感壓感應器，上述記憶部記憶複數的上述補正函數g(Vout)，以及上述補正函數g(Vout)個別對應各複數的上述感壓感應器。
  9. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的輸入裝置，更包括：至少具有觸控面板的面板單元；其中，上述感壓感應器經由上述面板單元檢出施加的負荷。
  10. 一種輸入裝置的控制方法，其中上述輸入裝置包括根據按壓力輸出連續變化的感壓感應器，上述方法包括下列步驟：第1步驟，準備補正函數g(Vout)；第2步驟，取得上述感壓感應器的實輸出值；以及第3步驟，為了直線化上述感壓感應器的輸出特性，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；其特徵在於：上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout之函數； 上述輸出特性函數f(F)，係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；以及上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的輸入裝置的控制方法，其中，上述感壓感應器，根據按壓力，電阻值連續變化。
  12. 一種輸入裝置的控制方法，其中上述輸入裝置包括根據按壓力電阻值連續變化的感壓感應器，上述方法包括下列步驟：第1步驟，準備補正函數g(Vout)；第2步驟，取得上述感壓感應器的實輸出值；以及第3步驟，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；其特徵在於：上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout之函數；上述輸出特性函數f(F)，係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數；上述輸入裝置，係具有電氣串聯連接至上述感壓感應器的 固定電阻器；以及上述輸出特性函數f(F)，係下述式(5)： 但是，上述式(5)中，Vin係輸入上述感壓感應器的電壓值，Rfix係上述固定電阻器的電阻值，以及h(F)係顯示上述施加負荷變數F與上述感壓感應器的電阻變數之間關係的電阻特性函數。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的輸入裝置的控制方法，其中，上述電阻特性函數h(F)，係下述式(6)；以及上述補正函數g(Vout)係下述式(7)：h(F)=k×F -n …(6) 但是，上述式(6)及上述式(7)中，k係上述感壓感應器的截距常數，以及n係上述感壓感應器的傾斜常數。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的輸入裝置的控制方法，其中，上述式(7)中，n=1。
  15. 一種輸入裝置的控制方法，其中上述輸入裝置包括根據按壓力輸出連續變化的感壓感應器，上述方法包括：第1步驟，準備補正函數g(Vout)； 第2步驟，取得上述感壓感應器的實輸出值；以及第3步驟，為了直線化上述感壓感應器的輸出特性，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；其特徵在於：上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數Vout的函數之近似函數；上述輸出特性函數f(F)，係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；以及上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數。
  16. 一種輸入裝置的控制方法，其中上述輸入裝置包括根據按壓力輸出連續變化的感壓感應器，上述方法包括：第1步驟，準備補正函數g(Vout)；第2步驟，取得上述感壓感應器的實輸出值；以及第3步驟，代入上述實輸出值至上述補正函數g(Vout)，補正上述實輸出值；其特徵在於：上述補正函數g(Vout)，對於上述感壓感應器的輸出特性函數f(F)的反函數f-1(F)，置換上述感壓感應器的輸出變數Vout為上述感壓感應器的補正輸出變數Vout’的同時，也是置換對上述感壓感應器的施加負荷變數F為上述輸出變數 Vout的函數之近似函數；上述輸出特性函數f(F)，係顯示上述感壓感應器的上述施加負荷變數F與上述輸出變數Vout之間關係的函數；上述反函數f-1(F)，係關於上述施加負荷變數F及上述輸出變數Vout之上述輸出特性函數f(F)的反函數；以及上述輸出補正函數g(Vout)，係下述式(8)：g(V out )=V out ' =a×V out 2…(8)但是，上述式(8)中，a係上述感壓感應器的比例常數。
  17. 如申請專利範圍第10至16項中任一項所述的輸入裝置的控制方法，其中，上述輸入裝置，包括複數的上述感壓感應器；上述第1步驟，包含準備複數的上述補正函數g(Vout)；以及上述補正函數g(Vout)，個別對應各複數的上述感壓感應器。
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