TWI547841B - And a method of manufacturing the input device and the input device - Google Patents

And a method of manufacturing the input device and the input device Download PDF

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TWI547841B
TWI547841B TW103136247A TW103136247A TWI547841B TW I547841 B TWI547841 B TW I547841B TW 103136247 A TW103136247 A TW 103136247A TW 103136247 A TW103136247 A TW 103136247A TW I547841 B TWI547841 B TW I547841B
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Toshiaki Watanabe
Makoto Takamatsu
Osamu Aoki
Yasuyuki Tachikawa
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Fujikura Ltd
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Description

輸入裝置及輸入裝置之製造方法
本發明關於包括感壓感測器的輸入裝置及該輸入裝置之製造方法。
為提升感壓感測器之檢測精確度，習知用於減輕感壓感測器特性之個體間誤差的技術有如下者。
亦即，習知有依據實測資料針對每一個體決定近似式之技術，該近似式用來表示輸出對壓力之關係(例如參照專利文獻1)，或在外力為0時亦將感壓感測器之電阻值設為0，外力最大時將感壓感測器之電阻值設為1而決定外力-電阻特性之規格化資訊的技術(例如參照專利文獻2)。
【先行技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2005-106513號公報
【專利文獻2】日本特開2011-133421號公報
但是，感壓感測器原本具有隨著施加荷重變為越大電阻值之降低率鈍化之曲線特性。因此，存在即使同一荷重 變化量之情況下電阻變化量亦對應於初期荷重而不同的現象。因此，若無法實現感壓感測器特性之線性化，會有無法充分提升感壓感測器之檢測精確度之問題。
本發明所欲解決的課題在於提供輸入裝置及輸入裝置之控制方法，其藉由達成感壓感測器特性之線性化，可以提升感壓感測器之檢測精確度。
〔1〕本發明的輸入裝置，其特徵在於包括至少一個感測器電路，該感測器電路包含：包含感壓感測器的第1電路，該感壓感測器之電阻值對應於按壓力之大小而呈連續變化；及第2電路，係包含固定電阻體，電性串聯連接於上述第1電路；上述第2電路之合成電阻值滿足下述之(1)式。
【數1】 R f =R sHF ×Co‧‧‧ (1)
其中，於上述之(1)式，Rf為上述第2電路之合成電阻值，RsHL為對上述感壓感測器施加使用最大荷重之1/2荷重時上述第1電路之合成電阻值，Co係1/16~1/1之電阻補正係數。
〔2〕於上述發明，上述使用最大荷重可為8牛頓。
〔3〕於上述發明，上述使用最大荷重為，在對上述感壓感測器的施加荷重增加1牛頓之間，上述第1電路之合成電阻值降低50Ω的時點之荷重。
〔4〕於上述發明，上述電阻補正係數Co可為1/8 ~1/2。
〔5〕於上述發明，上述輸入裝置，可以包括複數 個上述感測器電路，複數個上述感測器電路之上述電阻補正係數Co可以同一。
〔6〕於上述發明，上述輸入裝置，可以另包括至 少具有觸控面板的面板單元，上述感壓感測器係檢測出透過上述面板單元被施加的荷重。
〔7〕於上述發明，上述輸入裝置可以包括：至少 具有觸控面板的面板單元；及複數個上述感測器電路；上述感壓感測器，係檢測出透過上述面板單元被施加的荷重，俯視圖中自上述面板單元之中心至上述感壓感測器為止的距離越短，上述感測器電路之上述電阻補正係數Co變為越小。
〔8〕於上述發明，複數個上述感測器電路，可以 包含：第1感測器電路，其包含作為上述感壓感測器的第1感壓感測器，該第1感壓感測器係位於自上述面板單元之中心起的第1距離；及第2感測器電路，其包含作為上述感壓感測器的第2感壓感測器，該第2感壓感測器係位於自上述面板單元之中心起的第2距離；上述第2距離較上述第1距離短，上述第2感測器電路之上述電阻補正係數Co較上述第1感測器電路之上述電阻補正係數Co小。
〔9〕於上述發明，上述感壓感測器可以包括：具 有開口的間隔物；透過上述間隔物互呈對向的第1及第2基板；第1電極，係於上述第1基板設於和上述開口對應之位置；及第2電極，係於上述第2基板設於和上述開口對應之位置，和上述 第1電極呈對向。
〔10〕於上述發明，上述第1電極與上述第2電極可於無負荷狀態互相接觸。
〔11〕本發明的輸入裝置之製造方法中，該輸入裝置包括至少一個感測器電路，該感測器電路包含：第1電路，其包含對應於按壓力之大小而使電阻值呈連續變化的感壓感測器；及第2電路，其包含固定電阻體，被電性連接於上述感壓感測器；其特徵在於包括：準備上述感壓感測器的第1步驟；針對上述感壓感測器的使用最大荷重之1/2荷重施加時上述第1電路之合成電阻值RsHL進行測定的第2步驟；由1/16~1/1之中選擇電阻補正係數Co的第3步驟；及準備具有下述之(2)式之合成電阻值Rf的上述第2電路，形成上述感測器電路的第4步驟。
【數2】 R f =R sHF ×Co‧‧‧ (2)
〔12〕於上述發明，上述使用最大荷重為8牛頓。
〔13〕於上述發明，上述使用最大荷重為，在對上述感壓感測器的施加荷重增加1牛頓之間，上述第1電路之合成電阻值降低50Ω的時點之荷重。
〔14〕於上述發明，上述第3步驟可以包含由1/8~1/2之中選擇上述電阻補正係數Co。
〔15〕於上述發明，上述輸入裝置可以包括複數個上述感測器電路，上述第3步驟選擇的複數個上述感測器電 路之上述電阻補正係數Co可以同一。
〔16〕於上述發明，上述輸入裝置可以包括：至 少具有觸控面板的面板單元；及複數個上述感測器電路；上述感壓感測器，係檢測出透過上述面板單元被施加的荷重，俯視圖中自上述面板單元之中心至上述感壓感測器為止的距離越短，上述第3步驟所選擇的複數個上述感測器電路之上述電阻補正係數Co變越小。
〔17〕於上述發明，複數個上述感測器電路，可 以包含：第1感測器電路，其包含作為上述感壓感測器的第1感壓感測器，該第1感壓感測器係位於自上述面板單元之中心起的第1距離；及第2感測器電路，其包含作為上述感壓感測器的第2感壓感測器，該第2感壓感測器係位於自上述面板單元之中心起的第2距離；上述第2距離較上述第1距離短，上述第2感測器電路之上述電阻補正係數Co較上述第1感測器電路之上述電阻補正係數Co小。
〔18〕於上述發明，上述感壓感測器可以包括： 具有開口的間隔物；透過上述間隔物互呈對向的第1及第2基板；第1電極，係於上述第1基板設於和上述開口對應之位置；及第2電極，係於上述第2基板設於和上述開口對應之位置，和上述第1電極呈對向。
〔19〕於上述發明，上述第1電極與上述第2電極 可於無負荷狀態互相接觸。
依據本發明，第1電路所串聯連接的第2電路之合 成電阻值Rf，係滿足上述之(1)式或(2)式。特別是，本發明中，於上述之(1)式或(2)式，藉由將電阻補正係數Co設為1/1以下，可以達成感壓感測器之輸出特性之線性化，換言之，可以提升感壓感測器之檢測精確度。
又，本發明中，於上述之(1)式或(2)式，藉由將電阻補正係數Co設為1/16以上，可以確保感壓感測器之良好的動態範圍之同時，可以達成感壓感測器之輸出特性之線性化。
1‧‧‧輸入裝置
10‧‧‧面板單元
20‧‧‧蓋部構件
30‧‧‧觸控面板
40‧‧‧顯示裝置
50、50b‧‧‧感壓感測器
51‧‧‧檢測部
52‧‧‧第1電極薄板
521‧‧‧第1基材
522、522B‧‧‧上部電極
523‧‧‧第1電極層
524‧‧‧第2電極層
525‧‧‧突出部
53‧‧‧第2基板
531‧‧‧第2基材
532‧‧‧下部電極
533‧‧‧第1電極層
534‧‧‧第2電極層
54、54B‧‧‧間隔物
541‧‧‧開口
55‧‧‧彈性構件
551‧‧‧黏著劑
60‧‧‧密封構件
70‧‧‧第1支撐構件
75‧‧‧第2支撐構件
80‧‧‧觸控面板控制器
90‧‧‧感測器控制器
91‧‧‧取得部
911‧‧‧第1電路
912‧‧‧第2電路
913‧‧‧電源
914‧‧‧第1固定電阻體
915‧‧‧第2固定電阻體
916‧‧‧第3固定電阻體
917‧‧‧第4固定電阻體
918‧‧‧A/D轉換器
92‧‧‧設定部
93‧‧‧第1運算部
94‧‧‧選擇部
95‧‧‧補正部
96‧‧‧第2運算部
97‧‧‧感度調整部
100‧‧‧電腦
第1圖係本發明實施形態中輸入裝置之平面圖。
第2圖係沿第1圖之II-II線的剖面圖。
第3圖係本發明實施形態中觸控面板之分解斜視圖。
第4圖係本發明實施形態中感壓感測器之剖面圖。
第5圖係本發明實施形態中感壓感測器之變形例的擴大剖面圖。
第6圖係本發明實施形態中顯示裝置之平面圖。
第7圖係本發明實施形態中輸入裝置之系統構成的方塊圖。
第8圖係第7圖之取得部之詳細構成的電路圖。
第9圖(a)係第8圖所示取得部之等效電路圖，第9圖(b)~第9圖(d)係取得部之變形例的等效電路圖。
第10圖(a)~第10圖(c)係取得部之變形例的等效電路圖。
第11圖係本發明實施形態中輸入裝置之變形例的平面圖。
第12圖係本發明實施形態中輸入裝置之控制方法的流程圖。
第13圖係本發明實施形態中輸入裝置之製造方法的工程圖。
第14圖係表示本發明實施形態中感壓感測器之荷重-電阻特性的曲線。
第15圖係表示第13圖之步驟S102使用的標準輪廓之例的曲線。
第16圖表示實施例1~7及比較例1~3之輸出特性的曲線。
第17圖表示實施例8~14及比較例4~6之輸出特性的曲線。
第18圖(a)及第18圖(b)表示實施例中直線性之評估使用的Llin之考量方式之說明用的曲線，第18圖(a)表示感壓感測器之荷重-輸出電壓特性的曲線，第18圖(b)表示第18圖(a)之輸出特性之Llin的曲線。
以下，依據圖面說明本發明實施形態。
第1圖及第2圖係本實施形態的輸入裝置之平面圖及剖面圖。又，以下說明的輸入裝置1之構成僅為一例，並未特別限定於此。
本實施形態中輸入裝置(電子機器)1，如第1圖及第2圖所示，係包括：面板單元10；顯示裝置40；感壓感測器50；密封構件60；第1支撐構件70；及第2支撐構件75；面板 單元10包括：蓋部構件20；及觸控面板30。面板單元10，係透過感壓感測器50與密封構件60被第1支撐構件70所支撐，藉由感壓感測器50及密封構件60之彈性變形，容許面板單元10對第1支撐構件70之微小的上下移動。
該輸入裝置1，係藉由顯示裝置40可以顯示影像 (顯示機能)。又，於該輸入裝置1，經由操作者之手指或觸控筆等來指示畫面上任意之位置時，可以藉由觸控面板30檢測出該XY座標位置(位置輸入機能)。另外，經由操作者之手指等將面板單元10按壓於Z方向時，該輸入裝置1可以藉由感壓感測器50檢測出該按壓操作(按壓檢測機能)。
如第1圖及第2圖所示，蓋部構件20係由可以透過 可見光的透明基板21構成。構成此透明基板21的材料之具體例，例如可為玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等。
於該透明基板21之下面，例如藉由塗布白色油墨 或黒色油墨等來設置遮蔽部分(框緣部分)23。該遮蔽部分23，係於透明基板21之下面，以框狀形成於除去位於中央的矩形狀之透明部分22之區域。
又，透明部分22與遮蔽部分23之形狀不特別限定 於上述之形成。又，藉由將加飾成為白色或黒色的加飾構件貼合於透明基板21之下面，而形成遮蔽部分23亦可。或者，準備具有和透明基板21大略同一大小，僅於遮蔽部分23對應的部分實施白色或黒色之著色的透明薄板，將該薄板貼合於透明基板21之下面而形成遮蔽部分23亦可。
第3圖係本實施形態中觸控面板之分解斜視圖。
如第3圖所示，觸控面板30係静電容量方式之觸控面板，其包括互相重疊的2片電極薄板31、32。
又，觸控面板之構造，不特別限定於此，例如，亦可採用電阻膜方式之觸控面板或電磁感應方式之觸控面板。又，將以下說明的電極圖案312、322形成於蓋部構件20之下面，以蓋部構件20作為觸控面板之一部分使用亦可。或者，可以取代2片電極薄板31、32，於一片薄板之兩面形成電極作為觸控面板使用。
第1電極薄板31，係具有：可以透過可見光的第1透明基材311；及設於該第1透明基材311上的複數個第1電極圖案312。
構成第1透明基材311的具體材料，例如可為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯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合樹脂(EVA)、乙烯基系樹脂、聚碳酸酯(PC)、聚醯胺(PA)、聚醯亞胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸樹脂、三醋酸纖維素(TAC)等之樹脂材料或玻璃。
第1電極圖案312，例如係由氧化銦錫(ITO)或導電性高分子構成的透明電極，由沿著第3圖中之Y方向延伸的短冊形狀之面狀圖案(所謂(填滿圖案(beta patterns))構成。於第3圖所示例中，係於第1透明基材311上使9個電極圖案312互相平行並列。又，第1電極圖案312之形狀、數目、配置等並未特別限定於上述。
第1電極圖案312由ITO構成時，例如可由濺鍍、微 影成像及蝕刻形成。另外，第1電極圖案312由導電性高分子構成時，和ITO時同樣可以藉由濺鍍等形成，或者以網版印刷或凹版膠印(gravure offset printing)等之印刷法或塗布之後進行蝕刻而形成。
構成第1電極圖案312的導電性高分子之具體例， 例如可為聚噻吩系、聚吡咯系、聚苯胺系、聚乙炔系、聚亞苯基系等之有機化合物，其中較好是使用PEDOT/PSS化合物。
又，該第1電極圖案312，亦可將導電糊印刷於第1 透明基材311上硬化而形成。此時，為確保觸控面板30之足夠透光性，可以取代面狀圖案而將各別之第1電極圖案312形成為網目狀。導電糊，例如可以使用混合銀(Ag)或銅(Cu)等金屬粒子與聚酯或多酚等膠黏劑者。
複數個第1電極圖案312，係透過第1引出配線圖案 313連接於觸控面板控制器80(參照第7圖)。該第1引出配線圖案313，係於第1透明基材311上，設於和蓋部構件20之遮蔽部分23呈對向的位置，操作者無法辨識該第1引出配線圖案313。 因此，該第1引出配線圖案313，係將導電糊印刷於第1透明基材311上硬化而形成。
第2電極薄板32，亦具有可以透過可見光的第2透 明基材321；及設於該第2透明基材321上的複數個第2電極圖案322。
第2透明基材321，係由和上述第1透明基材311同 樣的材料構成。又，第2電極圖案322，亦和上述第1電極圖案 312同樣，例如係由氧化銦錫(ITO)或導電性高分子構成的透明電極。
該第2電極圖案322，係由朝第3圖中之X方向延伸 的短冊狀之面狀圖案構成。於第3圖所示例，係於第2透明基材321上，使6個第2電極圖案322互相平行並列。又，第2電極配線圖案322之形狀、數、配置等並不特別限定於上述。
複數個第2電極圖案322，係透過第2引出配線圖案 323連接於觸控面板控制器80(參照第7圖)。該第2引出配線圖案323，係於第2透明基材321上，設於和蓋部構件20之遮蔽部分23呈對向的位置，操作者無法辨識該第2引出配線圖案323。 因此，和上述第1引出配線圖案313同樣，該第2引出配線圖案323，亦將導電糊印刷於第2透明基材321上硬化而形成。
第1電極薄板31與第2電極薄板32，係以俯視圖中 第1電極圖案312與第2電極圖案322實質上呈正交的方式，透過透明黏著劑互相貼合。又，觸控面板30本身，亦使第1及第2電極圖案312、322面對蓋部構件20之透明部分22而透過透明黏著劑，被貼合於蓋部構件20之下面。此透明黏著劑之具體例，例如可為丙烯酸系黏著劑等。
如第2圖所示，以上說明之由蓋部構件20與觸控面 板30構成的面板單元10，係透過感壓感測器50與密封構件60被支撐於第1支撐構件70。如第1圖所示，本例中，4個感壓感測器50被設於面板單元10之四角。相對於此，密封構件60，係具有矩形之環狀形狀，沿著面板單元10之外緣被設於全周，配置於感壓感測器50之外側。感壓感測器50及密封構件60，係透過 黏著劑分別被貼合於蓋部構件20之下面之同時，透過黏著劑分別被貼合於第1支撐構件70。又，感壓感測器50只要穩定保持面板單元10即可，感壓感測器50之數或配置並未特別限定。
第4圖係本實施形態中感壓感測器之剖面圖，第5圖係本實施形態中感壓感測器之變形例的擴大剖面圖。
感壓感測器50，如第4圖所示，係包括：檢測部51；及彈性構件55；檢測部51係包括：第1電極薄板52；第2電極薄板53；設於彼等之間的間隔物54。又，第4圖係沿第1圖之IV-IV線的剖面圖。
第1電極薄板52具有第1基材521，及上部電極522。第1基材521，係具有可撓性的絶緣性薄膜，例如由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醯亞胺(PI)、聚醚醯亞胺(PE I)等構成。
上部電極522，係由第1上部電極層523與第2上部電極層524構成，設於第1基材521之下面。第1上部電極層523，係將電阻較低的導電糊印刷於第1基材521之下面硬化而形成。另外，第2上部電極層524，係將電阻較高的導電糊以包圍第1上部電極層523的方式印刷於第1基材521之下面硬化而形成。
第2電極薄板53亦具有第2基材531及下部電極532。第2基材531，係由合上述第1基材521同樣的材料構成。下部電極532，係由第1下部電極層533與第2下部電極層534構成，設於第2基材531之上面。
第1下部電極層533，係和上述第1上部電極層523 同樣，係將電阻較低的導電糊印刷於第2基材531之上面硬化而形成。另外，第2下部電極層534，係和上述第2上部電極層524同樣，將電阻較高的導電糊以包圍第1下部電極層533的方式印刷於第2基材531之上面硬化而形成。
電阻較低的導電糊，例如可為銀(Ag)糊、金(Au) 糊、銅(Cu)糊。相對於此，電阻較高的導電糊，例如可為碳(C)糊。又，彼等導電糊之印刷方法，例如可為網版印刷、凹版膠印、噴墨法等。
第1電極薄板52與第2電極薄板53，係隔著間隔物 54被積層。該間隔物54，係由兩面黏著薄板構成，該基材541，例如由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醯亞胺(PI)、聚醚醯亞胺(PE I)等之絶緣性材料構成。該間隔物54，係透過設於該兩面的粘著層分別被貼合於第1及第2電極薄板52、53。
該間隔物54，係於上部電極522及下部電極532對 應之位置形成開口541。上部電極522及下部電極532，係位於該貫通孔541之中互呈對向。又，該間隔物54之厚度，被調整為在壓力未施加於感壓感測器50之狀態下，可使上部電極522及下部電極532互相接觸。
又，無負荷狀態下上部電極522與下部電極532雖 可呈離，但藉由上部電極522與下部電極532在無負荷狀態下呈接觸，可以避免壓力施加時電極彼此處於非接觸之事態(亦即，感壓感測器50之輸出為0(零)之事態)，可以提升感壓感測器50之檢測精確度。
在上部電極522與下部電極532之間被施加特定電 壓之狀態下，由上方對感壓感測器50施加荷重時，對應於該荷重之大小會使上部電極522與下部電極532間之密著度增加，彼等電極522、532間之電阻減少。另外，解除對感壓感測器50之荷重時，上部電極522與下部電極532間之密著度減少，彼等電極522、532間之電阻增加。
如上述說明，感壓感測器50，可以依據該電阻變 化檢測出施加於感壓感測器50的壓力之大小，本實施形態之輸入裝置1，係將該感壓感測器50之電阻值與特定之臨限值比較，來檢測操作者對面板單元10之按壓操作。又，本實施形態中，「密著度增加」意味著微觀上的接觸面積之增加，「密著度減少」意味著微觀上的接觸面積之減少。
又，針對第2上部電極層524或第2下部電極層 534，亦可取代碳糊，改為印刷感壓油墨硬化而形成。感壓油墨之具體例，例如可為利用量子穿隧效應的量子穿隧複合材料。又，感壓油墨之其他具體例，例如可為含有金屬或碳等之導電粒子，有機物彈性填料或無機氧化物填料等之彈性粒子及膠黏劑者，該感壓油墨之表面因為彈性粒子而成為凹凸狀。 又，亦可取代印刷法改為藉由鍍敷處理或圖案化處理來形成上述電極層523、524、533、534。
彈性構件55，係透過黏著劑551積層於第1電極薄 板52之上。該彈性構件55係由發泡材或橡膠材料等之彈性材料構成。構成彈性構件55的發泡材之具體例，例如可為獨立氣泡型之氨酯泡沫、聚乙烯泡沫、矽酮泡沫等。又，構成彈性構件 55的橡膠材料，可為聚氨酯橡膠、聚苯乙烯橡膠、矽酮橡膠等。 又，亦可以將彈性構件55積層於第2電極薄板53之下。或者，將彈性構件55積層於第1電極薄板52之上之同時，積層於第2電極薄板53之下。
藉由感壓感測器50包括此彈性構件55，可使施加 於感壓感測器50的荷重均等分散於檢測部51全體，可實現感壓感測器50之檢測精確度之提升。又，支撐構件70、75等變形時或支撐構件70、75等之厚度方向之公差大時，可以藉由彈性構件55吸收彼等。另外，感壓感測器50被施加過度壓力或衝撃時，藉由此彈性構件55亦可以防止感壓感測器50之損傷或破壞。
又，感壓感測器之構造並不特別限定於上述。例 如第5圖所示感壓感測器50B之構成般，藉由上部電極522B之第2上部電極層524B形成環狀之突出部525，擴大下部電極532B使成為和突出部525同一徑，進一步於該突出部525與下部電極522B之間插入間隔物54B亦可。本例中突出部525，係由上部電極522B之上部朝徑方向突出。又，本例中間隔物54B之開口541B之內徑，比起上部電極532B之突出部525之外徑或下部電極522B之外徑相對為較小。
又，只要是對應於按壓力之大小使電阻值呈連續 變化的感壓感測器即可，並未特別限定於上述第4圖或第5圖所示構成，例如可以變形儀作為感壓感測器使用。或者，可以具有壓電電阻層的單一護梁形狀(或者雙護梁形狀)之MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)元件，作為感壓感測器 使用。或者，以使用導電性橡膠者作為感壓感測器使用亦可。
密封構件60，亦和上述彈性構件55同樣，由發泡 材或橡膠材料等之彈性材料構成。構成密封構件60的發泡材之具體例，例如可為獨立氣泡型之氨酯泡沫、聚乙烯泡沫、矽酮泡沫等。又，構成密封構件60的橡膠材料，可為聚氨酯橡膠、聚苯乙烯橡膠、矽酮橡膠等。將此密封構件60設於蓋部構件20與第1支撐構件70之間，可以防止異物由外部侵入。
又，上述彈性構件55之彈性率，較好是較密封構 件60之彈性率相對高。如此則，按壓力可以正確傳達至感壓感測器50，可以提升感壓感測器50之檢測精確度。
如第2圖所示，以上說明的感壓感測器50及密封構 件60，係被夾持於蓋部構件20與第1支撐構件70之間。第1支撐構件70，係具有框部71，及保持部72。框部71具有矩形框形狀，該矩形框形狀具有可以收容蓋部構件20的開口。另外，保持部72，係具有矩形環形狀，由框部71之下端朝徑方向內側突出。 感壓感測器50與密封構件60，係被該保持部72保持，依此而被設置於蓋部構件20與第1支撐構件70之間。該第1支撐構件70，例如可由鋁等之金屬材料，或者聚碳酸酯(PC)、ABS樹脂等之樹脂材料等構成，框部71與保持部72被形成為一體。
第6圖係本實施形態中顯示裝置之平面圖。
如第6圖所示，顯示裝置40具有：用於顯示影像的 顯示區域41；包圍該顯示區域41的外緣區域42；及由該外緣區域42之兩端突出的凸緣43。該顯示裝置40之顯示區域41，例如係由液晶顯示器、有機EL顯示器、或電子紙等之薄型顯示裝置 構成。
於凸緣43設有貫通孔431，該貫通孔431係面對形 成於第1支撐構件70之背面的螺旋孔。如第2圖所示，螺旋44係透過貫通孔431螺合於第1支撐構件70之螺旋孔，顯示裝置40被固定於第1支撐構件70，依此則，顯示區域41通過第1支撐構件70之中央開口721而面對蓋部構件20之透明部分22。
第2支撐構件75，係和上述第1支撐構件70同樣， 例如由鋁等之金屬材料，或者聚碳酸酯(PC)、ABS樹脂等之樹脂材料等構成。該第2支撐構件75，係以覆蓋顯示裝置40之背面的方式，藉由黏著劑安裝於第1支撐構件70。又，亦可以取代黏著劑，將第2支撐構件75螺固於第1支撐構件70。
接著，參照第7圖~第10圖說明本實施形態之輸入 裝置1之系統構成。
第7圖係本實施形態的輸入裝置之系統構成的方 塊圖，第8圖表示第7圖之取得部之詳細電路圖，第9圖(a)係第8圖所示取得部之等效電路圖，第9圖(b)~第9圖(d)及第10圖(a)~第10圖(c)係取得部之變形例的等效電路圖。
本實施形態的輸入裝置1，如第7圖所示，係包括： 電連接於觸控面板30的觸控面板控制器80；電連接於感壓感測器50的感測器控制器90；及電連接於該控制器80、90的電腦100。
觸控面板控制器80，例如係由包括CPU等的電子電 路等構成。該觸控面板控制器80，係將特定電壓週期性施加於觸控面板30之第1電極圖案312與第2電極圖案322之間，依據第 1與第2電極圖案312、322之每一交叉點的静電容量之變化，來檢測出觸控面板30上的手指之位置(X座標值及Y座標值)，並將該XY座標值輸出至電腦100。
又，當静電容量之值成為特定臨限值以上時，該 觸控面板控制器80，係檢測出操作者之手指接觸蓋部構件20，經由電腦100而將觸控導通(touch on)信號傳送至感測器控制器90。
另外，當静電容量之值小於特定臨限值時，該觸 控面板控制器80，係檢測出操作者之手指離開蓋部構件20，經由電腦100而將觸控非導通(touch off)信號傳送至感測器控制器90。
又，當檢測出操作者之手指在特定距離以內接近 蓋部構件20(所謂懸停(hover)狀態)時，觸控面板控制器80送出觸控導通信號亦可。
感測器控制器90，亦和上述觸控面板控制器80同 樣，例如由包括CPU等的電子電路構成。如第7圖所示，該感測器控制器90就機能言係具有取得部91；設定部92；第1運算部93；選擇部94；補正部95；第2運算部96；及感度調整部97。
取得部91具有如第8圖及第9圖(a)所示之感測器 電路。具體而言，該感測器電路91係具有：第1電路911；在該第1電路911之一端被電性串聯連接的第2電路912；在該第1電路911之另一端被電性連接的電源913；及連接於第1電路911與第2電路912之間的A/D轉換器918。
本實施形態中，第1電路911僅包含上述感壓感測 器50，第2電路912亦僅包含第1固定電阻體914，第1固定電阻體914被串聯連接於感壓感測器50之上部電極522(或下部電極532)，相對於此，電源913則串聯連接於感壓感測器50之下部電極532(或上部電極522)。
藉由電源913對電極522、532施加特定電壓之狀態 下，由上方對感壓感測器50施加荷重時，電極522、532間之電阻值將對應於該荷重之大小而變化。取得部91，由感壓感測器50依一定之間隔以週期性取樣和該電阻變化對應的電壓值之類比信號，藉由A/D轉換器918將該類比信號轉換為數位信號之後，將該數位信號(輸出值OPn)輸出至設定部92及第1運算部93。由該取得部91輸出的輸出值OPn(=Vout)可以下述之(3)式表示。
其中，於上述(3)式，Rs為感壓感測器50之電阻值，Vin為對感壓感測器50之輸入電壓值(亦即由電源913施加之電壓)，Rf為第1固定電阻體914之電阻值。
又，本實施形態中取得部91係相當於本發明中感測器電路之一例，本實施形態中第1電路911相當於本發明中第1電路之一例，本實施形態中感壓感測器50相當於本發明中感壓感測器之一例。又，本實施形態中第2電路912相當於本發明中第2電路之一例，第1固定電阻體914相當於本發明中第1固定 電阻體之一例。
另外，本實施形態中，取得部91之第1固定電阻體914，係具有滿足下述之(4)式的電阻值Rf。
【數4】 R f =R sHF ×Co‧‧‧ (4)
其中，上述(4)式中RsHL，係對感壓感測器50施加使用最大荷重之1/2荷重時感壓感測器50之電阻值。感壓感測器50的使用最大荷重，係指對組裝於輸入裝置1的感壓感測器50所設定的設計上之使用荷重範圍之最大值，於本實施形態，感壓感測器50的使用最大荷重為8牛頓，亦即，電阻值RsHL之施加荷重為4牛頓。設定電阻值RsHL之施加荷重成為感壓感測器50的使用最大荷重之1/2，其理由係為達成在感壓感測器50之使用荷重範圍之全域使感壓感測器50之輸出值Vout之變化均一化，減少複數個感壓感測器50之輸出之誤差。
又，感壓感測器50的使用最大荷重，亦可以設為在對感壓感測器50的施加荷重增加1牛頓之間感壓感測器50之電阻值減低50Ω的時點之荷重。換言之，感壓感測器50的使用最大荷重，可以設為相對於感壓感測器50之施加荷重增加量1牛頓，感壓感測器50之電阻減低量成為50Ω以下的荷重之中之最小值。
另外，於上述(4)式中，Co係由1/16~1/1之中選擇的電阻補正係數(1/16≦Co≦1/1)，較好是由1/8~1/2之中選擇的電阻補正係數(1/8≦Co≦1/2)，更好是 由1/8~1/3之中選擇的電阻補正係數(1/8≦Co≦1/3)。
本實施形態中，第1固定電阻體914具有滿足上述 (4)式的電阻值，因此可以確保感壓感測器50之良好動態範圍之同時，感壓感測器50之輸出值OPn(=Vout)在使用施加荷重之全域可以接近直線，可以實現感壓感測器50之輸出特性之線性化。
電阻補正係數Co設為越大，感壓感測器50之輸出 特性之直線性會有惡化之傾向，電阻補正係數Co設為越小，感壓感測器50之動態範圍越減低。
此取得部91，如第7圖所示，係依每一感壓感測器 50設置，第1固定電阻體914之電阻值Rf亦個別設定。因此，取得部91，係對每一感壓感測器50個別取得輸出值OPn。
相對於此，上述電阻補正係數Co，係針對全部(本 例為4個)感壓感測器50設定共通之值，對全部感壓感測器50設定同一電阻補正係數Co。特別是，俯視圖中由面板單元10之中心至全部感壓感測器50為止的距離實質上同一時，較好是對該全部感壓感測器50設定同一電阻補正係數Co。依此則，可以整合全部感壓感測器50之輸出特性之斜率，可以抑制感壓感測器50之輸出特性之誤差。
又，電阻補正係數Co亦可以針對每一感壓感測器 50個別設定。
例如於第11圖所示例，輸入裝置10係包括4個第1 感壓感測器50a及2個第2感壓感測器50b。俯視圖中，2個第2感壓感測器50b與面板單元10之中心CP之間的第2距離L2，係較4 個第1感壓感測器50a與面板單元CP之間的第1距離L1相對變短(L2<L1)。又，第1及第2感壓感測器50a、50b，係和上述感壓感測器50具同一構造的感測器。又，第11圖係本實施形態的輸入裝置之變形例的平面圖。
此時，亦可以將第2感壓感測器50b之電阻補正係 數Co，設為小於第1感壓感測器50a之電阻補正係數Co。亦即，複數個感壓感測器包含有面板單元10之中心CP起之距離互異的感壓感測器50a、50b時，自面板單元10之中心CP至感壓感測器50b為止的距離越短，將該感壓感測器50b之電阻補正係數Co設為越小亦可。又，感壓感測器對面板單元之中心的位置關係，並未特別限定於第11圖所示例。
通常，面板單元被按壓時，該面板單元會彎曲， 越是遠離面板單元之中心，施加於感壓感測器的壓力變為越小，越接近面板單元之中心，施加於感壓感測器的壓力變為越大。相對地，本實施形態中，如上述說明，針對接近面板單元10之中心CP的感壓感測器50b將其之電阻補正係數Co設為相對較小(將遠離面板單元10之中心CP的感壓感測器50a之Co設為相對較大)，如此則可以整合感壓感測器50a、50b之輸出特性之斜率，可以抑制感壓感測器50a、50b之輸出特性之誤差。
又，取得部91之電路構成並不特別限定於上述。 以下，參照第9圖(b)~第10圖(c)說明取得部91之電路構成之變形例。
如第9圖(b)所示，第1電路911可以具有並聯連 接於感壓感測器50的第2固定電阻體915。此時，上述(3)式 之電阻值Rs，係成為感壓感測器50與第2固定電阻體915之合成電阻值。
於該第9圖(b)所示變形例中，由感壓感測器50 與第2固定電阻體915構成的第1電路911，係相當於本發明中第1電路之一例，僅包含第1固定電阻體914的第2電路912則相當於本發明中第2電路之一例。
又，如第9圖(c)所示，第1電路911，可以具有和 感壓感測器50與第2固定電阻體915所構成並列電路呈串聯連接的第3固定電阻體916。此時，上述(3)式之電阻值Rs，係成為感壓感測器50與第2固定電阻體915與第3固定電阻體916之合成電阻值。
於該第9圖(c)所示變形例，由感壓感測器50、 第2固定電阻體915與第3固定電阻體916所構成的第1電路911，係相當於本發明中第1電路之一例，僅包含第1固定電阻體914的第2電路912則相當於本發明中第2電路之一例。
又，如第9圖(d)所示，第2電路912，可以具有 並聯連接於第1固定電阻體914的第4固定電阻體917。此時，上述(3)式之電阻值Rf，係成為第1固定電阻體914與第4固定電阻體917之合成電阻值。
如該第9圖(d)所示變形例時，僅包含感壓感測 器50的第1電路911，係相當於本發明中第1電路之一例，第1固定電阻體914與第4固定電阻體917所構成的第2電路912，則相當於本發明中第2電路之一例。
又，如第10圖(a)所示，第1電路911，可以具有 和感壓感測器50並列連接的第2固定電阻體915，第2電路912，可以具有和第1固定電阻體914並列連接的第4固定電阻體917。此時，於上述(3)式，電阻值Rs，係成為感壓感測器50與第2固定電阻體915之合成電阻值，電阻值Rf，係成為第1固定電阻體914與第4固定電阻體917之合成電阻值。
該第10圖(a)所示變形例之情況下，感壓感測器 50與第2固定電阻體915所構成的第1電路911，係相當於本發明中第1電路之一例，第1固定電阻體914與第4固定電阻體917所構成的第2電路912，則相當於本發明中第2電路之一例。
另外，如第10圖(b)所示，第1電路911，可以具 有和感壓感測器50與第2固定電阻體915所構成並列電路呈串聯連接的第3固定電阻體916，第2電路912，可以具有和第1固定電阻體914並列連接的第4固定電阻體917。此時，於上述(3)式，電阻值Rs，係成為感壓感測器50與第2固定電阻體915與第3固定電阻體916之合成電阻值，電阻值Rf，係成為第1固定電阻體914與第4固定電阻體917之合成電阻值。
於該第10圖(b)所示變形例之情況下，由感壓感 測器50、第2固定電阻體915與第3固定電阻體916構成的第1電路911，係相當於本發明中第1電路之一例，第1固定電阻體914與第4固定電阻體917所構成的第2電路912，則相當於本發明中第2電路之一例。
又，如第10圖(c)所示，可以將第1電路911之一 端接地，將電源913連接於第2電路912之另一端。雖未特別圖示，同樣地，於上述第9圖(b)~第9圖(d)及第10圖(a) ~第10圖(b)所示例，亦可以將第1電路911之一端接地，將電源913連接於第2電路912之另一端。
回至第7圖，感測器控制器90之設定部92，當透過 電腦100而由觸控面板控制器80被輸入觸控導通信號時，係將該接觸檢測時點或者該接觸檢測時點正前的感壓感測器50之輸出值OPn(亦即接觸檢測之同時或其正前被取樣的輸出值OPn)設為基準值OP0。該設定部92，係對應於每一感壓感測器50被設置，對應於每一感壓感測器50進行基準值OP0之設定。
又，該基準值OP0亦包含0(零)。又，當觸控導通 信號顯示檢測出手指在特定距離以內接近蓋部構件20時，設定部92，係將該接近檢測時點或其正後之感壓感測器之輸出值OPn(亦即和接近檢測同時或其正後被取樣的輸出值OPn)設為基準值OP0。
第1運算部93，係依據下述之(5)式，針對施加 於感壓感測器50的第1按壓力pn1進行運算。該第1運算部93，亦如第7圖所示，係和上述取得部91及設定部92同樣，對應於每一感壓感測器50設置，對應於每一感壓感測器50對第1按壓力pn1進行運算。
【數5】 P n1 =OP n -OP 0 ．．．(5)
選擇部94，係由4個設定部93所設定的4個基準值OP0之中選擇最小值，將該最小基準值設為比較值S0。
補正部95，係依據下述之(6)及(7)式，算出 個別感壓感測器50之補正值Rn，使用該補正值Rn對該感壓感測器50之第1按壓力pn1進行補正。如第7圖所示，該補正部95，亦和上述取得部91、設定部92及第1運算部93同樣，設於每一感壓感測器50，針對每一感壓感測器50進行第1按壓力pn1之補正。又，下述之(7)式中pn1’係補正後之第1按壓力。
如上述說明，感壓感測器50，係具有施加荷重越 大電阻值之減低率變鈍化之曲線特性，即使同一荷重變化量下電阻變化量亦對應於初期荷重而呈不同之現象存在。特別是，輸入裝置1所包括的4個感壓感測器50，會有對應於該輸入裝置1之姿勢等而被施加不同之初期荷重之情況。因此，經由第1運算部93運算的第1按壓力pn1，大幅受到個別感壓感測器50之初期荷重影響。
相對於此，本實施形態中，係使用補正值Rn進行 第1按壓力pn1之補正，可以減低初期荷重對第1按壓力pn1的影響，更進一步提升感壓感測器50之檢測精確度。
又，選擇部94，只需由基準值OP0之中選擇任一之 值作為比較值S0，例如可以選擇基準值OP0之中之最大值作為 比較值S0。
又，選擇部94對第1按壓力pn1之補正方法，當基準 值OP0相對比較值S0越大時增大第1按壓力pn1進行補正，當基準值OP0相對比較值S0越小時減小第1按壓力pn1而進行補正即可，並未特別限定於上述方法。
第2運算部96，係依據下述之(8)式，算出4個感 壓感測器50之補正後之第1按壓力pn1’之總和，並作為施加於蓋部構件20的第2按壓力pn2。
感度調整部97，係依據下述之(9)式進行第2按 壓力pn2之感度調整，算出最終之按壓力Pn。依該(9)式算出的按壓力Pn，係被輸出至電腦100。又，下述之(9)式中kadj，係調整操作者之按壓之個人差用的係數，例如事先記憶於感度調整部97，可以對應於操作者任意設定。
又，雖未特別圖示，可於4個感壓感測器50與感測 器控制器90之間設置選擇器。此情況下，感測器控制器90，係分別各包括一個取得部91、設定部92、第1運算部93及第2補正部95。
雖未特別圖示，電腦100係包括CPU、主記憶裝置 (RAM等)、補助記憶裝置(硬碟或SSD等)及介面等的電子計算機，如第7圖所示，上述觸控面板控制器80或感測器控制器90係透過介面被電連接。雖未特別圖示，該電腦100，係藉由執行補助記憶裝置所記憶的各種程式，依據觸控面板控制器80所檢測的手指之位置，或感測器控制器90所檢測的按壓力Pn，來判斷操作者企圖之輸入操作。
以下，參照第12圖說明本實施形態的輸入裝置之 控制方法。第12圖係本實施形態的輸入裝置之控制方法的流程圖。
本實施形態的輸入裝置1之控制開始後，首先，於 第12圖之步驟S10，取得部91，係取得4個感壓感測器60之輸出，將該輸出值OPn(=Vout)輸出至設定部92或第1運算部93。 接著，於步驟S11，設定部92判斷有無來自觸控面板控制器80之觸控導通信號之輸入。
只要觸控面板控制器80未檢測出操作者之手指接 觸蓋部構件20(第12圖之步驟S11為否)，則重複執行步驟S10~S11。
相對於此，當觸控面板控制器80檢測出手指之接 觸時(第12圖之步驟S11為是)，於第12圖之步驟S12，設定部92，係將該接觸檢測正前被取樣的輸出值OPn設為基準值OP0。 該基準值OP0，係被設於每一感壓感測器50，亦即，本例中設定4個基準值OP0。
設定基準值OP0之後，於第12圖之步驟S13，取得 部91再度取得感壓感測器50之輸出值OPn(=Vout)。該輸出值OPn，係依據每一感壓感測器50取得。
接著，於第12圖之步驟S14，第1運算部93，係依 據上述(5)式，由該輸出值OPn與基準值OP0算出第1按壓力pn1。該第1按壓力pn1亦依據每一感壓感測器50予以算出。
接著，於第12圖之步驟S15，選擇部96將4個基準 值OP0之中最小的值設為比較值S0。
接著，於第12圖之步驟S16，補正部95，係依據上 述(6)式，算出各個感壓感測器50之補正值Rn，於第12圖之步驟S17，第2補正部95，係依據上述(7)式，使用該補正值Rn對第1按壓力pn1進行補正。該補正值Rn亦依每一感壓感測器50被算出。
接著，於第12圖之步驟S18，第2運算部96依據上 述(8)式，算出4個感壓感測器50之補正後之第1按壓力pn1’之合計，求出第2按壓力pn2。
接著，於第12圖之步驟S19，感度調整部97，係依 據上述(9)式，進行第2按壓力pn2之感度調整。調整後之第2按壓力Pn被輸出至電腦100。接著，電腦100依據該調整後之第2按壓力Pn，判斷操作者對輸入裝置1進行的輸入操作。又，可以省略該步驟S19，此情況下，步驟S18所算出的第2按壓力pn2係被輸入電腦100。
只要手指之接觸繼續(於第12圖之步驟S20為是)， 則上述步驟S13~S19之處理被定期執行。又，步驟S15，僅需在觸控導通信號由觸控控制器80被輸入之後初次執行即可。
相對於此，觸控面板控制器80未檢測出手指之接觸時(第12圖之步驟S20為否)，於第12圖之步驟S21，解除4個基準值OP0與比較值S0之設定後，回至第12圖之步驟S10。
以下，參照第13圖~第16圖說明本實施形態的輸入裝置之製造方法。
第13圖表示本實施形態的輸入裝置之製造方法的工程圖，第14圖係表示本實施形態中感壓感測器之荷重-電阻特性的曲線，第15圖係表示第13圖之步驟S102使用的標準輪廓之例的曲線。
本實施形態中，首先，係於第13圖之步驟S100，準備4個具有第4圖或第5圖所示構成的感壓感測器50。
接著，於第13圖之步驟S101，對感壓感測器50施加特定電壓(例如5V)之同時，以4牛頓之荷重(亦即，感壓感測器50的使用最大荷重即8牛頓之1/2荷重)按壓感壓感測器50。之後，測定該狀態之感壓感測器50之電阻值，而決定上述(4)式之電阻值RsHL。本實施形態中，該電阻值RsHL之決定，係針對4個感壓感測器50個別實施，結果，使4個電阻值RsHL被決定。
又，感壓感測器50的使用最大荷重設為，在對感壓感測器50的施加荷重增加1牛頓時，感壓感測器50之電阻值減低50Ω的時點之荷重時，依據以下之要領來決定電阻值RsHL。
例如對感壓感測器50施加特定電壓之同時測定感壓感測器50之電阻值，由上方按壓該感壓感測器50。接著，漸 漸增強對感壓感測器50的按壓力，在按壓力達特定荷重(例如9牛頓)時停止該按壓。
接著，如第14圖所示，將該感壓感測器50之荷重-電阻特性描繪成曲線，將相對於荷重增加量1牛頓，感壓感測器50之電阻減低量成為50Ω以下的時點之荷重設為使用最大荷重。接著，由該曲線讀取該使用最大荷重之1/2荷重施加時感壓感測器50之電阻值，依此來決定上述(4)式之電阻值RsHL。
又，不將感壓感測器50之實測資料描繪成曲線，而由該實測資料直接算出使用最大荷重之1/2荷重施加時感壓感測器50之電阻值亦可。
接著，於第13圖之步驟S102，進行電阻補正係數Co之選擇。具體而言，於該步驟S102，係參照第15圖之同時，由1/16、1/8、1/6、1/4、1/3、1/2、1/1之7種類之中選擇一個輪廓(profile)之Co之值，該輪廓係適合感壓感測器50所要求輸出特性之直線性或動態範圍者。
該第15圖係感壓感測器50之標準的荷重-輸出電壓輪廓，在製作輸入裝置1之前，依據以下之要領事先準備。
亦即，首先，準備具有平均特性的感壓感測器50，以複數個荷重點實測該感壓感測器50之電阻值。接著，使用該測定的電阻值，針對下述之(10)式進行曲線擬合(curve fitting)，算出切片常數k與斜率常數n之值。又，下述之(10)式為經驗式用於表示利用接觸電阻之壓力依存性算出的感壓感測器50之特性，F為施加荷重。
【數10】 R s =k×F -n ．．．(10)
接著，針對該感壓感測器50的使用最大荷重之1/2荷重施加時感壓感測器50之電阻值RsHL進行實測，使用該電阻值RsHL與1/16~1/1之Co之值，依據上述(4)式算出第1固定電阻體914之電阻值Rf。
接著，將該電阻值Rf、切片常數k及斜率常數n代入下述之(11)式，變化施加荷重F描繪出輸出值Vout，作成第15圖所示感壓感測器50之標準輪廓。又，下述之(11)式，係將上述(10)式代入(3)式者。
又，本實施形態中，電阻補正係數Co之具體例，雖舉出1/16、1/8、1/6、1/4、1/3、1/2、1/1之7種類，但只要滿足1/16≦Co≦1/1即可，電阻補正係數Co之數並未特別限定。
又，本實施形態中，雖說明藉由實測作成感壓感測器之標準輪廓，但不特別限定於該方法，亦可以藉由模擬等作成感壓感測器之標準輪廓。
於該步驟S102，針對全部(本例中為4個)之感壓感測器50，係選擇同一電阻補正係數Co。又，如上述說明，亦 可以對應於每一感壓感測器50變化電阻補正係數Co。具體而言，如第11圖所示，於複數個感壓感測器中包含面板單元10之中心CP起的距離互異之感壓感測器50a、50b時，面板單元10之中心CP至感壓感測器50b為止的距離越短，則將該感壓感測器50b相關的電阻補正係數Co設為較小亦可。
接著，於第13圖之步驟S103，係使用上述步驟S101決定的電阻值RsHL及上述步驟S102選擇的電阻補正係數Co，依據上述(4)式，算出第1固定電阻體914之電阻值Rf。
接著，於第13圖之步驟S104，將具有電阻值Rf的第1固定電阻體914電連接於感測器電路91，完成該感測器電路91。
又，亦可以事先將具有特定電阻值的第1固定電阻體914連接於感測器電路91，對該第1固定電阻體914進行微調，而將第1固定電阻值914之電阻值設為Rf。具體而言，例如將碳糊印刷於基板上使硬化而形成第1固定電阻體914，藉由切削加工或雷射加工除去該第1固定電阻體914之一部分，而進行第1固定電阻體914之微調。
接著，於第13圖之步驟S105，將具有感壓感測器50及第1固定電阻體914的感測器電路91組裝於輸入裝置1，而完成該輸入裝置1。
如上述說明，本實施形態中，串聯連接於感壓感測器50的第1固定電阻體914係具有滿足上述(4)式的電阻值Rf。特別是本實施形態中，於上述(4)式，藉由設定電阻補正係數Co成為1/1以下，而可以達成感壓感測器50之輸出特性 之線性化，換言之，可以提升感壓感測器50之檢測精確度。
又，本實施形態中，於上述(4)式，藉由設定電 阻補正係數Co成為1/16以上，可以確保感壓感測器50之良好的動態範圍之同時，可以達成感壓感測器50之輸出特性之線性化。
本實施形態中，第13圖之步驟S100相當於本發明 的第1步驟之一例，本實施形態中第13圖之步驟S101係相當於本發明的第2步驟之一例，本實施形態中第13圖之步驟S102係相當於本發明的第3步驟之一例，本實施形態中第13圖之步驟S104係相當於本發明的第4步驟之一例。
又，以上說明之實施形態，係為容易理解本發明 而記載者，並非用來限定本發明者。因此，上述實施形態揭示的各要素，亦包含屬於本發明之技術範圍的全部設計變更或均等物。
【實施例】
以下，藉由本發明更具體化之實施例及比較例來 確認本發明之效果。以下之實施例及比較例，係用於確認上述實施形態中感壓感測器之輸出特性之線性化及感壓感測器之動態範圍之確保的效果者。
又，第16圖表示實施例1~7及比較例1~3之輸出 特性的曲線，第17圖表示實施例8~14及比較例4~6之輸出特性的曲線。又，第18圖(a)及第18圖(b)係說明實施例之直線性評估所使用的Llin之考量方式用的曲線。
<實施例1>
實施例1，係使用第5圖所示構成之感壓感測器，製作第8圖所示構成之感測器電路。
此時，第1/第2基材係使用具有100μm之厚度的PET薄板，藉由印刷銀糊使硬化而形成第1上部/下部電極層。另外，藉由印刷高電阻感壓碳糊使硬化而形成第2上部/下部電極層。彼等電極層之厚度均設為10μm。第2上部/下部電極層之比電阻為100Ω‧cm。
又，第1上部電極層之外徑設為6mm，第2上部電極層之外徑設為8mm，第1下部電極層之外徑設為7.5mm，第2下部電極層之外徑設為8mm。間隔物使用具有10μm厚度的兩面黏著薄板，貫通孔之內徑設為7mm。又，透過具有150μm厚度的黏著帶，將具有0.8mm厚度的彈性材料貼合於第1基材之上。
又，感壓感測器的使用最大荷重設為8牛頓，對4牛頓之荷重施加時的感壓感測器之電阻值進行測定，結果，電阻值RsHL為816Ω。又，電阻補正係數Co設為1/1。結果，依上述(4)式算出的第1固定電阻體之電阻值Rf成為816Ω。又，電源之施加電壓Vin設為5V。
接著，藉由制動器透過直徑20mm之不銹鋼製之圓板對感壓感測器之上面全體施加均勻的按壓，依1mm/min之速度增強按壓力。此時，藉由感測器電路測定輸出電壓Vout，進行該測定資料之繪製，獲得如第16圖之(I)所示荷重-輸出電壓特性。
針對以上獲得的感壓感測器之荷重-輸出電壓特 性進行直線性之評估及動態範圍之評估。
輸出特性之直線性之評估，係使用下述之(12)式表示的線性度Llin之最大值Llinmax進行評估。
具體而言，Llinmax在110%以下時(Llinmax≦110%)，評估感壓感測器之輸出特性之直線性非常良好，Llinmax在150%以下時(Llinmax≦150%)，評估感壓感測器之輸出特性之直線性良好。相對於此，Llinmax大於150%時(Llinmax>150%)，評估感壓感測器之輸出特性之直線性不良。又，考量初期荷重對感壓感測器的影響，1牛頓以下之Llin之值被排除於評估對象外。
其中，於上述(12)式，Vlin係以下述之(13)式表示。於下述之(13)式，Fmax係感壓感測器的使用最大荷重，Vmax係該使用最大荷重Fmax施加時之輸出電壓。
上述(12)式表示下述(14)式之最大值，該(14)式，係相對於上述(13)式，表示感壓感測器的輸出特性之誤差之比例。亦即，如第18圖(a)所示，下述之(14)式，係 相對於一點虛線所示之直線，而以實線表示曲線之誤差之比例，同圖中之一點虛線，係通過使用最大荷重Fmax之施加時之輸出電壓Vmax與原點的虛擬上之理想直線，同圖中之實線，係表示感壓感測器之荷重-輸出電壓特性。如第18圖(b)所示，上述(12)式係下述之(14)式之最大值。
另外，動態範圍之評估，係依據取得部之A/D轉換器之最小輸入電壓為3mV，使用最大荷重Fmax中之輸出電壓可否以256段或128段表現來進行評估。
具體而言，當使用最大荷重Fmax中之輸出電壓Vmax在0.768V以上時(Vmax≧0.768V)，評估感壓感測器之動態範圍十分廣，當使用最大荷重Fmax中之輸出電壓Vmax在0.384V以上時(Vmax≧0.384V)，評估感壓感測器之動態範圍廣。相對於此，使用最大荷重Fmax中之輸出電壓Vmax小於0.384V時(Vmax<0.384V)，評估感壓感測器之動態範圍窄，不具有實用性。
於該實施例1，如表1所示，感壓感測器之輸出特性之直線性良好，感壓感測器之動態範圍非常良好。
又，於表1之「直線性」之欄，「◎」表示感壓感測器之輸出特性之直線性非常良好，「○」表示感壓感測器之輸出特性之直線性良好，「×」表示感壓感測器之輸出特性之直線 性不良。
同樣地，於表1之「動態範圍」之欄，「◎」表示感壓感測器之動態範圍非常廣，「○」表示感壓感測器之動態範圍十分廣，「×」表示感壓感測器之動態範圍窄。
<實施例2~6>
於實施例2~6，除將電阻補正係數Co分別設為1/2、1/3、1/4、1/6、1/8以外，在和實施例1同樣的條件下製作感測器電路並評估輸出特性之直線性與動態範圍。結果，分別獲得第16圖之(II)~(VI)所示荷重-輸出電壓特性。如表1所示，於該實施例2~6，感壓感測器之輸出特性之直線性及動態範圍均非常良好。
<實施例7>
於實施例7，除設定電阻補正係數Co為1/16以外，在和實 施例1同樣的條件下製作感測器電路並評估輸出特性之直線性與動態範圍。結果，獲得第16圖之(VII)所示荷重-輸出電壓特性。如表1所示，於該實施例7，感壓感測器之輸出特性之直線性非常良好，感壓感測器之動態範圍良好。
<比較例1~2>
於比較例1~2，除分別設定電阻補正係數Co為3/1、2/1以外，在和實施例1同樣的條件下製作感測器電路並評估輸出特性之直線性與動態範圍。結果，獲得第16圖之(VIII)~(IX)所示荷重-輸出電壓特性。如表1所示，於比較例1~2，感壓感測器之動態範圍雖非常良好，但感壓感測器之輸出特性之直線性不良。
<比較例3>
於比較例3，除設定電阻補正係數Co為1/32以外，在和實施例1同樣的條件下製作感測器電路並評估輸出特性之直線性與動態範圍。結果，獲得第16圖之(X)所示荷重-輸出電壓特性。如表1所示，於該比較例3，感壓感測器之輸出特性之直線性非常良好，但感壓感測器之動態範圍不良。
<實施例8>
於實施例8，除將感壓感測器的使用最大荷重，設為在施加荷重增加1牛頓之間感壓感測器之電阻值減低50Ω的時點之荷重以外，在和實施例1同樣的條件下製作感測器電路並評估輸出特性之直線性與動態範圍。結果，獲得第17圖之(I)所示荷重-輸出電壓特性。如表2所示，於實施例7，感壓感測器之輸出特性之直線性良好，感壓感測器之動態範圍非常良好。
又，於該實施例8，使用最大荷重Fmax為8.6牛頓，該使用最大荷重Fmax1/2荷重施加時之電阻值RsHL係763Ω，藉由上述(4)式算出的第1固定電阻體之電阻值Rf成為763Ω。
<實施例9~13>
於實施例9~13，除分別設定電阻補正係數Co為各別1/2、1/3、1/4、1/6、1/8以外，在和實施例8同樣的條件下製作感測器電路並評估輸出特性之直線性與動態範圍。結果，分別獲得第17圖之(II)~(VI)所示荷重-輸出電壓特性。如表2所示，於實施例9~13，感壓感測器之輸出特性之直線性及動態範圍均非常良好。
<實施例14>
於實施例14，除設定電阻補正係數Co為1/16以外，在和實施例8同樣的條件下製作感測器電路並評估輸出特性之直線 性與動態範圍。結果，獲得第17圖之(VII)所示荷重-輸出電壓特性。如表2所示，於實施例14，感壓感測器之輸出特性之直線性非常良好，感壓感測器之動態範圍良好。
<比較例4~5>
於比較例4~5，除分別設定電阻補正係數Co為3/1、2/1以外，在和實施例8同樣的條件下製作感測器電路並評估輸出特性之直線性與動態範圍。結果，獲得第17圖之(VIII)~(IX)所示荷重-輸出電壓特性。如表2所示，於比較例4~5，感壓感測器之動態範圍非常良好，但感壓感測器之輸出特性之直線性不良。
<比較例6>
於比較例6，除設定電阻補正係數Co為1/32以外，在和實施例8同樣的條件下製作感測器電路並評估輸出特性之直線性與動態範圍。結果，獲得第17圖之(X)所示荷重-輸出電壓特性。如表2所示，於比較例6，感壓感測器之輸出特性之直線性非常良好，但感壓感測器之動態範圍不良。
如上述說明，於第1固定電阻體之電阻值Rf滿足上述(4)式的實施例1~14，可以達成感壓感測器之輸出特性之線性化之同時，可以確保感壓感測器之良好的動態範圍。
特別是，在電阻補正係數Co設為1/8~1/3的實施例3~實施例6及實施例10~13，Llinmax之值均在100%以下，使用最大荷重Fmax中之輸出電壓Vmax亦在0.768V以上，輸出特性之線性化及動態範圍之任一均極為良好。
相對於此，於上述(4)式中將電阻補正係數Co設 為較1/1更大的比較例1~2、4~5，雖可以確保感壓感測器之良好的動態範圍，卻無法充分獲得感壓感測器之輸出特性之線性化。又，於上述(4)式中將電阻補正係數Co設為小於1/16的比較例3、6，雖可以達成感壓感測器之輸出特性之線性化，卻無法確保感壓感測器之良好的動態範圍。
50‧‧‧感壓感測器
91‧‧‧取得部
911‧‧‧第1電路
912‧‧‧第2電路
913‧‧‧電源
914‧‧‧第1固定電阻體
918‧‧‧A/D轉換器

Claims (15)

  1. 一種輸入裝置，包括至少一個感測器電路，該感測器電路包含：第1電路，其包含對應於按壓力之大小而使電阻值呈連續變化的感壓感測器；及第2電路，係包含固定電阻體，被電性串聯連接於上述第1電路；其特徵在於：上述第2電路之合成電阻值滿足下述之(1)式： R f =R sHF ×Co‧‧‧ (1)其中，於上述(1)式，Rf為上述第2電路之合成電阻值，RsHL為對上述感壓感測器施加使用最大荷重之1/2荷重時上述第1電路之合成電阻值，Co係1/16~1/1之電阻補正係數。
  2. 如申請專利範圍第1項之輸入裝置，其中上述使用最大荷重為8牛頓。
  3. 如申請專利範圍第1項之輸入裝置，其中上述使用最大荷重為，在對上述感壓感測器的施加荷重增加1牛頓時，上述第1電路之合成電阻值減低50Ω的時點之荷重。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之輸入裝置，其中上述電阻補正係數Co為1/8~1/2。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之輸入裝置，其中上述輸入裝置，係包括複數個上述感測器電路，複數個上述感測器電路之上述電阻補正係數Co為同一。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之輸入裝置，其中上述輸入裝置，係另包括至少具有觸控面板的面板單元， 上述感壓感測器係檢測出透過上述面板單元被施加的荷重。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之輸入裝置，其中上述輸入裝置係包括：至少具有觸控面板的面板單元；及複數個上述感測器電路；上述感壓感測器，係檢測出透過上述面板單元被施加的荷重，俯視圖中自上述面板單元之中心至上述感壓感測器為止的距離越短，上述感測器電路之上述電阻補正係數Co變為越小。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之輸入裝置，其中上述感壓感測器包括：具有開口的間隔物；透過上述間隔物互呈對向的第1及第2基板；第1電極，係於上述第1基板，設於和上述開口對應之位置；及第2電極，係於上述第2基板，設於和上述開口對應之位置，和上述第1電極呈對向。
  9. 一種輸入裝置之製造方法，該輸入裝置包括至少一個感測器電路，該感測器電路包含：第1電路，其包含對應於按壓力之大小而使電阻值呈連續變化的感壓感測器；及第2電路，其包含固定電阻體，被電性連接於上述感壓感測器；其特徵在於包括：準備上述感壓感測器的第1步驟； 針對上述感壓感測器的使用最大荷重之1/2荷重施加時上述第1電路之合成電阻值RsHL進行測定的第2步驟；由1/16~1/1之中選擇電阻補正係數Co的第3步驟；及準備具有下述之(2)式之合成電阻值Rf的上述第2電路，形成上述感測器電路的第4步驟： R f =R sHF ×Co‧‧‧ (2)。
  10. 如申請專利範圍第9項之輸入裝置之製造方法，其中上述使用最大荷重為8牛頓。
  11. 如申請專利範圍第9項之輸入裝置之製造方法，其中上述使用最大荷重為，在對上述感壓感測器的施加荷重增加1牛頓時，上述第1電路之合成電阻值減低50Ω的時點之荷重。
  12. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之輸入裝置之製造方法，其中於上述第3步驟，係由1/8~1/2之中選擇上述電阻補正係數Co。
  13. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之輸入裝置之製造方法，其中上述輸入裝置包括複數個上述感測器電路，上述第3步驟所選擇的複數個上述感測器電路之上述電阻補正係數Co為同一。
  14. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之輸入裝置之製造方法，其中上述輸入裝置係包括：至少具有觸控面板的面板單元；及複數個上述感測器電路；上述感壓感測器，係檢測出透過上述面板單元被施加的荷重，俯視圖中自上述面板單元之中心至上述感壓感測器為 止的距離越短，上述第3步驟所選擇的複數個上述感測器電路之上述電阻補正係數Co變為越小。
  15. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之輸入裝置之製造方法，其中上述感壓感測器包括：具有開口的間隔物；透過上述間隔物互呈對向的第1及第2基板；第1電極，係於上述第1基板，設於和上述開口對應之位置；及第2電極，係於上述第2基板，設於和上述開口對應之位置，和上述第1電極呈對向。
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