專利名稱：觸摸式輸入裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸式輸入裝置及其控制方法，尤其涉及使用了壓電片材的觸摸式輸入裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
近年來，采用了所謂觸摸面板方式的輸入裝置、即觸摸式輸入裝置大幅增加。除了銀行ATM、車站的售票機之外，在移動電話機、便攜游戲機、便攜式音樂播放器等中，與薄型顯示器技術(shù)的發(fā)展相互結(jié)合，采用觸摸面板方式作為輸入接口的設(shè)備大幅增加。
當前使用的觸摸面板的主流是電阻膜式、靜電電容式，除此以外，還有利用光學(xué)式、電磁引導(dǎo)式、基于壓電的彈性表面波的觸摸面板等。通常使用這些方式來檢測位置信息。即，取得操作者觸摸(按壓操作)了觸摸面板上的哪個位置作為坐標信息，根據(jù)該信息來執(zhí)行被指定的處理。如銀行ATM所代表那樣，通過觸碰畫面上顯示的按鈕的部分，操作者能夠像按壓實際的按鈕來進行操作那樣對設(shè)備進行操作。最近的圖形用戶接口(GUI)處理技術(shù)發(fā)展的結(jié)果是，還存在能夠通過操作者在畫面上進行撫摸，來使顯示圖像滾動、或用手指直接控制作為圖形而顯示的滑動開關(guān)那樣的裝置。
在觸摸面板被進一步要求多樣性的同時，最近想要與位置信息一并同時獲得按壓力信息這一期望十分迫切。即，如果能夠檢測出操作者以怎樣的強度觸摸了畫面的哪個位置這兩種信息，則可實現(xiàn)操作性的進一步提高。
作為與之相關(guān)的技術(shù)，日本特開平5 - 61592號公報(專利文獻I)中公開了一種通過將位置檢測用元件與壓敏傳感器重疊，來同時檢測位置信息與按壓力信息的技術(shù)。
另外，日本特開2006 — 163618號公報(專利文獻2)中公開了一種使用壓電片材來取得按壓力信息，并且，檢測出在該壓電片材形成為柵格狀的多條電極線的哪個部分出現(xiàn)了檢測電壓來取得位置信息的方式。
然而，在專利文獻I所記載的觸摸面板中，在只進行位置檢測的通常的觸摸面板之上還重疊由壓電片材、感壓電阻體片材形成的壓敏傳感器。該壓敏傳感器覆蓋觸摸面板的整個面。
作為慣例，通常的觸摸面板被設(shè)置在某個圖像顯示裝置之上，被要求高的透明度。位置檢測用的觸摸面板、壓敏傳感器都分別具有多個薄膜和電極層。如果使這些薄膜透明，并對電極層使用氧化銦錫(ITO)等透明導(dǎo)電材料，則能夠使整體具有透明性，但由于層疊數(shù)很多，所以存在光線透過率降低這一問題。另外，由于需要多個部件和工序，所以成為成本上升的重要原因。并且，由于分別檢測位置信息和按壓力信息，所以還存在信號處理復(fù)雜這一問題。
另一方面，在專利文獻2所記載的觸摸面板中，為了同時檢測位置信息和按壓力信息，對壓電片材形成了柵格狀的微小布線電極。由于根據(jù)從該柵格狀電極的哪個電極強烈檢測出信號來獲得位置信息，所以需要將這些微小布線全部與運算處理部連接，存在構(gòu)造相當復(fù)雜這一問題。
專利文獻1:日本特開平5 - 61592號公報
專利文獻2:日本特開2006 — 163618號公報發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能解決上述那樣的問題的觸摸式輸入裝置及其控制方法。
本發(fā)明首先面向觸摸式輸入裝置，該觸摸式輸入裝置具備觸摸面板，所述觸摸面板包括:具有壓電性的壓電片材、和分別形成在壓電片材的相互對置的第I以及第2主面上且相互對置的第I以及第2電極，第I以及第2電極的至少一方為具有相互電絕緣的多個電極部分的分割電極，用于接受操作者的按壓操作的操作面沿著壓電片材的第I主面延伸，其中，在對觸摸面板的操作面進行了按壓操作時，觸摸式輸入裝置通過將分割電極中的多個電極部分各自所產(chǎn)生的電壓進行比較，來運算按壓操作的位置以及按壓力，上述觸摸式輸入裝置具備以下那樣的構(gòu)成。
本發(fā)明涉及的觸摸式輸入裝置首先具備存儲單元，該存儲單元將經(jīng)由對觸摸面板的操作面設(shè)定柵格狀的矩陣坐標的步驟、和分別測定與針對柵格狀的矩陣坐標的各柵格點以規(guī)定的負荷進行的按壓操作相關(guān)聯(lián)地在各電極部分產(chǎn)生的電壓的步驟而得到的電壓，作為各柵格點處的基礎(chǔ)電壓預(yù)先保管。
并且，本發(fā)明涉及的觸摸式輸入裝置具備:第I單元，其求出與操作者針對觸摸面板的操作面進行的按壓操作相關(guān)聯(lián)地在各電極部分產(chǎn)生的實際的測定電壓;第2單元，其針對各個柵格點，將表示基礎(chǔ)電壓的絕對值的最大值的電極部分與表示測定電壓的絕對值的最大值的電極部分進行對照，并且將其符號彼此進行對照，在電極部分和符號一致的情況下，將該柵格點限定為處理對象柵格點;第3單元，其針對各處理對象柵格點，按各電極部分計算測定電壓相對基礎(chǔ)電壓的比率；第4單元，其針對各處理對象柵格點，按各電極部分求出比率的平均；第5單元，其針對各處理對象柵格點，求出比率的標準偏差;第6單元，其按標準偏差從小到大的順序?qū)μ幚韺ο髺鸥顸c排位；第7單元，其從排位后的處理對象柵格點的上位開始選擇規(guī)定的η個柵格點；第8單元，在將所選擇的柵格點的坐標設(shè)為(Xk,Yk) (k = 1,2,…，n)，將標準偏差設(shè)為Sk (k = 1,2,…，η)時，其將操作者進行的按壓操作的按壓位置的坐標(Χ，Υ)決定為X = Σ (Xk / Sk) / Σ (I / Sk),Y = Σ (Yk /Sk)/ Σ (I / Sk);和第9單元，將排位的最上位的柵格點的比率的平均與負荷相乘，求出操作者進行的按壓操作的按壓力。
本發(fā)明還面向上述觸摸式輸入裝置的控制方法。本發(fā)明涉及的觸摸式輸入裝置的控制方法首先具備:第I預(yù)備 步驟，針對觸摸面板的操作面設(shè)定柵格狀的矩陣坐標；第2預(yù)備步驟，分別測定與針對柵格狀的矩陣坐標的各柵格點以規(guī)定的負荷進行的按壓操作相關(guān)聯(lián)地在各電極部分產(chǎn)生的電壓；和第3預(yù)備步驟，將通過第2預(yù)備步驟得到的電壓作為各柵格點處的基礎(chǔ)電壓預(yù)先保管到存儲器中。
而且，在實際使用時還具備:第I實踐步驟，求出與操作者針對觸摸面板的操作面進行的按壓操作相關(guān)聯(lián)地在各電極部分產(chǎn)生的實際的測定電壓;第2實踐步驟，針對各個柵格點，將表示基礎(chǔ)電壓的絕對值的最大值的電極部分與表示測定電壓的絕對值的最大值的電極部分進行對照，并且將其符號彼此進行對照，在電極部分和符號一致的情況下，將該柵格點限定為處理對象柵格點；第3實踐步驟，針對各處理對象柵格點，按各電極部分計算測定電壓相對基礎(chǔ)電壓的比率；第4實踐步驟，針對各處理對象柵格點，按各電極部分求出比率的平均；第5實踐步驟，針對各處理對象柵格點，求出比率的標準偏差;第6實踐步驟，按標準偏差從小到大的順序?qū)μ幚韺ο髺鸥顸c排位;第7實踐步驟，從排位后的處理對象柵格點的上位開始選擇規(guī)定的η個柵格點；第8實踐步驟，在將所選擇的柵格點的坐標設(shè)為(Xk, Yk) (k = 1,2,…，n)，將標準偏差設(shè)為Sk (k = 1,2,…，η)時，將操作者進行的按壓操作的按壓位置的坐標(X，Y)決定為X = Σ (Xk / Sk) / Σ (I / Sk),Y = Σ (Yk /Sk)/ Σ (I / Sk);和第9實踐步驟，將排位的最上位的柵格點的比率的平均與負荷相乘，求出操作者進行的按壓操作的按壓力。
在上述的第2預(yù)備步驟以及第I實踐步驟中，在各電極部分產(chǎn)生的電壓可以在針對觸摸面板的操作面的按壓操作中的按壓方向(朝向操作面的方向)的動作時被檢測出，也可以在逆按壓方向(從操作面撤離的方向)的動作時被檢測出。
根據(jù)本發(fā)明，即使分割電極的分割數(shù)比較少，也能夠基于預(yù)先求出的基礎(chǔ)電壓這一離散性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，來獲得非離散性的位置、即整個表面中的任意位置的位置信息，同時能夠檢測按壓力。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于針對各柵格點，將表示基礎(chǔ)電壓的絕對值的最大值的電極部分與表示測定電壓的絕對值的最大值的電極部分進行對照，并且將其符號彼此進行對照，在電極部分和符號一致的情況下，將該柵格點限定為處理對象柵格點，所以能夠減輕之后的處理負擔，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)處理的迅速化。
在本發(fā)明中，若針對各柵格點，將表示基礎(chǔ)電壓的絕對值的最大值以及第2位的電極部分與表示測定電壓的絕對值的最大值以及第2位的電極部分進行對照，在與電壓的排位無關(guān)，各個電極部分一致且各個電極部分的電壓的符號彼此一致的情況下，將該柵格點限定為處理對象柵格點，則能夠減少誤檢測。
在上述的優(yōu)選實施方式中，當測定電壓的第2位的電壓的值小于規(guī)定的閾值時，如果僅以最大值進行判定，則能夠進一步減輕以后的處理負擔。
在本發(fā)明涉及的觸摸式輸入裝置中，如果在壓電片材的第I主面上配置用于提供操作面的玻璃板，則能夠使各電極部分中產(chǎn)生的電壓穩(wěn)定。另外，當在壓電片材的第2主面?zhèn)扰渲孟鹉z狀彈性體時，也 能使各電極部分中產(chǎn)生的電壓穩(wěn)定。
在本發(fā)明涉及的觸摸式輸入裝置中，如果使用具有朝向規(guī)定方向的延伸軸的L型聚乳酸(PLLA)片材作為壓電片材，則能夠得到透明性出色的觸摸面板，并且，PLLA由于具有壓電常數(shù)d14，所以存在根據(jù)平面方向的伸展而產(chǎn)生正電壓的部分和產(chǎn)生負電壓的部分，因此容易進行信息的分離，可提高分辨率。
在本發(fā)明涉及的觸摸式輸入裝置的控制方法中的第2預(yù)備步驟以及第I實踐步驟中，如果基于各電極部分中產(chǎn)生的電壓中絕對值最大的電壓的極性，來判斷各電極部分中產(chǎn)生的電壓是在針對觸摸面板的操作面的按壓操作中的按壓方向動作時被檢測出，還是在逆按壓方向動作時被檢測出，則能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性更高的判斷。
在本發(fā)明涉及的觸摸式輸入裝置的控制方法中的第3實踐步驟中，如果不使用基礎(chǔ)電壓中表示比規(guī)定閾值小的電壓值的電極部分中的基礎(chǔ)電壓，則能夠提高處理的可靠性，并且能夠減輕處理能力的負擔。


圖1表示本發(fā)明的一實施方式涉及的觸摸式輸入裝置所具備的觸摸面板1，(A)是俯視圖，(B)是沿著(A)的線B — B的剖視圖。
圖2是表示針對圖1所示的觸摸面板I施加了應(yīng)力8時，在壓電片材3中產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力9的圖。
圖3是表示壓電片材3，并且表示應(yīng)該對操作面設(shè)定的X — Y坐標的俯視圖。
圖4是表示當使用PLLA片材作為壓電片材3，并沿著圖3所示的圓10離散性地以一定的按壓力施加了按壓操作時，在電極部分4a 4d各自中產(chǎn)生的電壓值的圖。
圖5是用棒狀圖表示了對圖3的原點施加了按壓操作時，按壓力的大小與在電極部分4a 4d各自中產(chǎn)生的電壓的大小的圖。
圖6是表示具備圖1所示的觸摸面板I而構(gòu)成的觸摸式輸入裝置100的電路構(gòu)成的框圖。
圖7是用于說明對觸摸面板I的操作面設(shè)定的柵格狀矩陣坐標的圖。
圖8是表示由圖6所示的運算部103執(zhí)行的坐標檢測算法的流程圖。
圖9是用于對使用圖8所示的坐標檢測算法實施的按壓操作點的坐標決定的示意(image )進行說明的圖。
具體實施方式
圖1是表示本發(fā)明的一實施方式涉及的觸摸式輸入裝置所具備的觸摸面板I的圖，在圖1中，(A)是俯視圖，(B)是沿著(A)的線B— B的剖視圖。其中，在(B)的剖視圖中，將各要素的厚度進行了夸張表示。
觸摸面板I如圖1 (B)所示，具有將片狀的保護部件2、具有壓電性的壓電片材3、橡膠狀彈性體5以及基體6按上述順序?qū)盈B而成的截面構(gòu)造。更詳細而言，壓電片材3與保護部件2貼合，橡膠狀彈性體5填充在由插入于保護部件2與基體6之間的隔離物7隔開的壓電片材3與基體6之間的空間。其中，橡膠狀彈性體5是允許壓電片材3變形的部件，由彈性體或凝膠材料構(gòu)成，但壓電片材3與基體6之間也可以保持空隙的狀態(tài)。
觸摸面板I通常被配置在液晶顯示器、有機EL顯示器等平板顯示器(FPD)的表面。因此，形成觸摸面板I的各要素優(yōu)選由具有透明性的材料構(gòu)成。另外，該情況下，前述的基體6可以由FPD構(gòu)成。
在圖1 (A)中圖示了電極4，但在壓電片材3的相互對置的第I以及第2主面上分別形成相互對置的第I以及第2電極，第I以及第2電極的至少一方成為具有相互電絕緣的多個電極部分的分割電極。
在圖1 (A)中，壓電片材3被以透過保護部件2透視的狀態(tài)表示，尤其是朝向其下方側(cè)的形成在第I主面3a (參照圖1 (B))上的第I電極4被透視圖示。第I電極4例如為具有4個電極部分4a 4d的分割電極。其中，在圖1 (B)中省略了電極的圖示。
未圖示的朝向上方側(cè)的形成在第2主面上的第2電極可以與第I電極4同樣為具有4個電極部分的分割電極,還可以是與第I電極4的4個電極部分4a 4d共同對置的普通電極。若如后者那樣，使位于和保護部件2貼合側(cè)的形成于第2主面上的第2電極為普通電極，并將其作為接地電極，則能夠有效地除去來自外部的噪聲?；蛘?，也可以使形成在第2主面上的第2電極為分割電極，另一方面，使形成在第I主面3a上的第I電極4為與作為分割電極的第2電極共同對置的普通電極。
此外，分割電極的分割數(shù)并不限于4分割，只要根據(jù)設(shè)計來變更即可，另外，各電極部分的形狀、分割線的寬度也是任意的。例如，分割電極也可以具有被寬度更寬的分割線分割、更尚散地分布的多個電極部分。
保護部件2構(gòu)成用于接受操作者實施的按壓操作的操作面，由玻璃板或者樹脂薄膜構(gòu)成。這里，作為樹脂薄膜，可使用由丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯等構(gòu)成的薄膜。雖然省略了圖示，但可以對保護部件2的表面實施防反射膜、防劃傷、防污染用的硬膜。也可以由玻璃板構(gòu)成保護部件2，并在其上形成防止破裂用的樹脂薄膜。
作為構(gòu)成壓電片材3的材料，可采用由聚丙烯構(gòu)成的電介體薄膜(electretfilm)、作為壓電體的聚偏氟乙烯(PVDF)或L型聚乳酸(PLLA)、或者使壓電陶瓷粉末分散到樹脂中的合成材料等。
作為構(gòu)成上述的第I電極4以及第2電極的材料，可使用氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦-氧化鋅(ΙΖ0:注冊商標)、或以氧化鋅為主成分的無機材料、或者以聚噻吩為主成分的有機材料。但是，在不要求透明性時，也可以使用Al、Ag、Au、Cu等金屬材料。作為形成電極的方法，可使用蒸鍍、濺射、鍍覆、涂覆等。
如圖2所示，當從保護部件2之上施加了某一應(yīng)力8時，保護部件2發(fā)生撓曲，對壓電片材3施加與之對應(yīng)的拉伸應(yīng)力9。壓電片材3中產(chǎn)生的應(yīng)力分布根據(jù)按壓的場所和力發(fā)生變化。即，在電極被分割時，從各電極部分產(chǎn)生的電壓發(fā)生變化。
圖3中圖示了壓電片材3，在此圖示了對觸摸面板I的由保護部件2提供的操作面應(yīng)該設(shè)定的X — Y坐標。其中，在圖3中，電極部分4a 4d也被以透過壓電片材3透視的狀態(tài)圖示。
圖4中表示了在使用PLLA片材作為壓電片材3，并且沿著圖3所示的圓10離散性地以一定的按壓力施加了按壓操作時，電極部分4a 4d各自中產(chǎn)生的電壓值。在圖4中，橫軸的角度表不圓10上的點相對于X坐標軸的角度。其中，構(gòu)成壓電片材3的PLLA的延伸軸的方向與圖3的X軸的方向一致。此外，由于使延伸軸朝向哪個方向是設(shè)計事項，所以并不限定于此。
圖5用棒狀圖表示了對某個規(guī)定的點施加了按壓操作時的、按壓力的大小與在電極部分4a 4d各自中產(chǎn)生的電壓的大小。根據(jù)圖5可知，所產(chǎn)生的電壓與按壓力的大小成比例變化。并且可知，在以某個電極部分的電位為基準時，從各電極部分產(chǎn)生的電壓的大小的比率不變化。
因此，如果解析上述比率，則能夠確定被按壓的位置，如果解析其電壓的大小，則能夠檢測出按壓力。
PLLA由于具有壓電常數(shù)d14，所以對應(yīng)于平面方向的伸展，存在產(chǎn)生正電壓的部分和產(chǎn)生負電壓的部分，因此容易進行信息的分尚，可提聞分辨率。與此相對，前述的電介體、陶瓷合成材料以及PVDF具有d31，在所有的電極部分產(chǎn)生的電壓的符號相等。因此，不能否認分辨率比PLLA差。
接下來，對作為本發(fā)明的特征構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理的方法進行說明。
圖6是表示具備上述的觸摸面板I而構(gòu)成的觸摸式輸入裝置100的電路構(gòu)成的框圖。觸摸式輸入裝置100具備觸摸面板I與處理裝置101，處理裝置101具備檢測部102、運算部103和存儲部104。
參照圖6,電極部分4a 4d各自中產(chǎn)生的電壓分別通過連接線105a 105d被發(fā)送給檢測部102，在此各電壓被放大。放大后的電壓被運算部103解析，來求出位置以及按壓力。存儲部104中保存有預(yù)先取得的基礎(chǔ)電壓。
首先，對在實際使用觸摸式輸入裝置100之前應(yīng)該預(yù)先進行的預(yù)備處理加以說明。
首先，作為第I預(yù)備步驟，如圖7所示，針對觸摸面板I的操作面設(shè)定柵格狀的矩陣坐標。在圖7中，省略了電極部分4a 4d的圖示。矩陣坐標的柵格點為虛構(gòu)的點,例如不被描繪在操作面上。柵格點的數(shù)量、即通過縱軸與橫軸實現(xiàn)的分割數(shù)任意，越細致分割則分辨率越上升，但該預(yù)備步驟以及之后的運算處理會變得復(fù)雜。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種即使在某種程度粗略地取得了柵格點的狀態(tài)下也能準確地進行位置檢測的方法。只要以最終要求的分辨率的10 100倍左右的間隔設(shè)定柵格點即可。例如若要求分辨率為0.2mm,則只要以2 20_左右的間隔設(shè)定柵格點即可。設(shè)為要求分辨率的10倍還是100倍，由壓電片材3的檢測靈敏度決定。由于這基于壓電片材3的厚度、壓電常數(shù)以及均勻性，并且基于使用什么作為保護部件2的材料，所以屬于設(shè)計事項。
根據(jù)實驗可知，如果用薄的玻璃板構(gòu)成保護部件2，則能夠獲得比較穩(wěn)定的電壓。另外，可知在用薄的樹脂薄膜構(gòu)成保護部件2的情況下，通過如前述那樣，在壓電片材3與基材6之間放入橡膠狀彈性體、凝膠材料，能夠獲得比較穩(wěn)定的電壓。
接下來，作為第2預(yù)備步驟，針對所有的柵格點施加預(yù)先決定的規(guī)定的按壓力，此時，對電極部分4a 4d各自中產(chǎn)生的電壓進行測定。
在壓電體中，由于在按壓操作中的、按壓方向(朝向操作面的方向)的動作時與逆按壓方向(從操作面撤離的方向)的動作時的雙方產(chǎn)生電壓，所以希望取得該雙方的電壓。實際的測定可使用機器人和與機器人連動的自動計測裝置自動地進行。優(yōu)選進行多次測定并進行平均化、或使用多點的數(shù)據(jù)來進行最小平方近似。
接下來，作為第3預(yù)備步驟，將通過上述第2預(yù)備步驟得到的電壓作為各柵格點處的基礎(chǔ)電壓與各柵格點的坐標值一同保管到存儲部104中。
當在縱向與橫向分別設(shè)定了 η條線時，柵格點的個數(shù)為ηΧη。不必一定使縱向的分割數(shù)與橫向的分割數(shù)相同。另外，不需要以等間隔進行所有的分割，也可以分成分辨率的要求高的區(qū)域和分辨率的要求低的區(qū)域，而使柵格間的間隔不同。
另外，尤其在由玻璃板構(gòu)成保護部件2的情況下，按壓中央?yún)^(qū)域時的機械變化比按壓周邊區(qū)域時的機械式變化大。因此，可在中心附近檢測具有“增強和減弱”的電壓，在周邊部容易受到噪聲影響。與之相伴，有時也增多周邊部的分割數(shù)。
以上是在實際使用觸摸式輸入裝置100之前應(yīng)該預(yù)先進行的預(yù)備步驟。接下來，對在實際使用時實施的實踐步驟進行說明。
在實際使用時，不限于一定觸摸柵格點。對此時的坐標求取方法進行說明。圖8中表示了運算部103所執(zhí)行的坐標檢測算法。參照圖8來對各流程進行說明。
F000:
在此，開始執(zhí)行程序。
以觸摸面板I中產(chǎn)生了電壓作為觸發(fā)，檢測部102可以基于觸發(fā)而開始該程序，也可以總是以一定間隔反復(fù)執(zhí)行該程序。
FOOl:
運算部103從存儲部104讀入各柵格點的坐標、和在該點處的基準按壓時電極部分4a 4d各自中產(chǎn)生的電壓。
該處理不需要每次對觸摸面板I產(chǎn)生按壓時都進行，一旦數(shù)據(jù)被加載到CPU上，則隨后不再需要執(zhí)行。
F002:
從檢測部102讀入測定電壓(來自各電極部分4a 4d的電壓值)。
其中，與操作者針對觸摸面板I的操作面進行的按壓操作相關(guān)聯(lián)地在電極部分4a 4d各自中產(chǎn)生的實際的測定電壓的數(shù)據(jù)被發(fā)送給檢測部102。
F003:
對通過R)02讀入的電極部分4a 4d的測定電壓中電壓的絕對值表示最大值的電極部分的位置進行識別，將該位置設(shè)為P1。另外，暫時存儲其測定電壓的符號。
F004:
該步驟是循環(huán)處理的起點。
針對全部的柵格點執(zhí)行循環(huán)處理。
F005:
針對成為當前的計算對象的各柵格點的基礎(chǔ)電壓，識別電極部分4a 4d中電壓的絕對值表示最大值的電極部分的位置，將該位置設(shè)為P2。另外，暫時存儲其基礎(chǔ)電壓的符號。
F006:
將電極部分的位置Pl與電極部分的位置P2進行對照。如果它們相同則進入到F007，如果不同則進入到R)11。
F007:
將在R)03中暫時存儲的測定電壓的符號、與在H)05中暫時存儲的基礎(chǔ)電壓的符號進行對照。如果它們相同則進入到F008，如果不同則進入到R)ll。
F008:
針對位置以及符號一致的電極部分，求出測定電壓相對基礎(chǔ)電壓的比率。
若例示在R)03 R)08的步驟中進行的處理的一部分，則如以下記載那樣。
設(shè)電極部分4a的測定電壓為195 (V)，電極部分4b的測定電壓為一 128 (V)，電極部分4c的測定電壓為48 (V)，電極部分4d的測定電壓為一 90 (V)0
另外，與此相對，將柵格點A (參照圖7)中的電極部分4a 4d的基礎(chǔ)電壓分別設(shè)為101、一 60、28、一 40 (省略單位)，同樣，
將柵格點B (參照圖7)中的電極部分4a 4d的基礎(chǔ)電壓分別設(shè)為94、一 63、28、一 46 (省略單位)，同樣，
將柵格點C (參照圖7)中的電極部分4a 4d的基礎(chǔ)電壓分別設(shè)為30、一 35、80、一 70 (省略單位)。
首先，在R)03中判定測定電壓的絕對值的最大值與符號。該情況下，電極部分4a的195為電壓絕對值的最大值。因此，在此保持電壓的絕對值中表示最大電壓的電極部分為電極部分4a,電壓符號為正這一信息。
當在R)04中柵格點A成為計算對象時，在H)05中判定柵格點A的基礎(chǔ)電壓的絕對值的最大值與符號。該情況下，電極部分4a的101為電壓絕對值的最大值。因此，在此保持電壓的絕對值中表不最大電壓的電極部分為電極部分4a,電壓符號為正這一信息。
在R)06中，將基于R)03的結(jié)果而得到的電極位置信息與基于H)05的結(jié)果而得到的電極位置信息進行對照。該情況下，由于對于電極位置而言雙方都為電極部分4a是一致的，所以進入到H)07。
在R)07中，將基于R)03的結(jié)果而得到的符號信息與基于H)05的結(jié)果而得到的符號信息進行對照。該情況下，由于對于符號信息而言雙方都為正是一致的，所以進入到F008o
在R)08中，在所有的電極部分4a 4d中計算測定電壓相對基礎(chǔ)電壓的比率。表I表示其結(jié)果。
[表 1]
柵格點A
權(quán)利要求
1.一種觸摸式輸入裝置，該觸摸式輸入裝置具備觸摸面板，所述觸摸面板包括:具有壓電性的壓電片材、和分別形成在上述壓電片材的相互對置的第I主面以及第2主面上且相互對置的第I電極以及第2電極，上述第I電極以及第2電極的至少一方為具有相互電絕緣的多個電極部分的分割電極，用于接受操作者的按壓操作的操作面沿著上述壓電片材的上述第I主面延伸，其中，在對上述觸摸面板的上述操作面進行了按壓操作時，該觸摸式輸入裝置通過將上述分割電極中的多個上述電極部分各自所產(chǎn)生的電壓進行比較，來運算按壓操作的位置以及按壓力，該觸摸式輸入裝置的特征在于， 具備存儲單元，該存儲單元將經(jīng)由對上述觸摸面板的上述操作面設(shè)定柵格狀的矩陣坐標的步驟、和分別測定與針對上述柵格狀的矩陣坐標的各柵格點以規(guī)定的負荷進行的按壓操作相關(guān)聯(lián)地在各上述電極部分產(chǎn)生的電壓的步驟而得到的上述電壓，作為上述各柵格點處的基礎(chǔ)電壓預(yù)先保管， 上述觸摸式輸入裝置還具備: 第I單元，其求出與操作者針對上述觸摸面板的上述操作面進行的按壓操作相關(guān)聯(lián)地在各上述電極部分產(chǎn)生的實際的測定電壓； 第2單元，其針對上述各個柵格點，將表示上述基礎(chǔ)電壓的絕對值的最大值的上述電極部分與表示上述測定電壓的絕對值的最大值的上述電極部分進行對照，并且將其符號彼此進行對照，在上述電極部分和上述符號一致的情況下，將上述柵格點限定為處理對象柵格點； 第3單元，其針對各個上述處理對象柵格點，按各上述電極部分的每一個計算上述測定電壓相對上述基礎(chǔ)電壓的比率； 第4單元，其針對各個上述處理對象柵格點，按各上述電極部分的每一個求出上述比率的平均； 第5單元，其針對各個上述處理對象柵格點，求出上述比率的標準偏差； 第6單元，其按上述標準偏差從小到大的順序?qū)ι鲜鎏幚韺ο髺鸥顸c排位； 第7單元，其從排位后的上述處理對象柵格點的上位開始選擇規(guī)定的η個柵格點； 第8單元，在將上述所選擇的柵格點的坐標設(shè)為(Xk，Yk)，將上述標準偏差設(shè)為Sk時，該第8單元將操作者進行的按壓操作的按壓位置的坐標(X，Y)決定為X= Σ (Xk / Sk)/Σ (I / Sk), Y = Σ (Yk / Sk) / Σ (I / Sk`)，其中，k = 1,2,...，n ;和 第9單元，其將上述排位的最上位的柵格點的上述比率的平均與上述負荷相乘，求出操作者進行的按壓操作的按壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸式輸入裝置，其特征在于， 上述第2單元針對各個上述柵格點，將表示上述基礎(chǔ)電壓的絕對值的最大值以及第2位的上述電極部分與表示上述測定電壓的絕對值的最大值以及第2位的上述電極部分進行對照，在與電壓的排位無關(guān)，各個電極部分一致并且各個電極部分處的電壓的符號彼此一致的情況下，將上述柵格點限定為處理對象柵格點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸摸式輸入裝置，其特征在于， 在上述測定電壓的上述第2位的電壓的值小于規(guī)定閾值的情況下，上述第2單元僅以最大值進行判定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的觸摸式輸入裝置，其特征在于，還具備在上述壓電片材的上述第I主面上配置的用于提供上述操作面的玻璃板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的觸摸式輸入裝置，其特征在于， 還具備在上述壓電片材的上述第2主面?zhèn)扰渲玫南鹉z狀彈性體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的觸摸式輸入裝置，其特征在于， 上述壓電片材是具有朝向規(guī)定方向的延伸軸的L型聚乳酸片材。
7.一種觸摸式輸入裝置的控制方法，該觸摸式輸入裝置具備觸摸面板，所述觸摸面板包括:具有壓電性的壓電片材、和分別形成在上述壓電片材的相互對置的第I主面以及第2主面上且相互對置的第I電極以及第2電極，上述第I電極以及第2電極的至少一方為具有相互電絕緣的多個電極部分的分割電極，用于接受操作者的按壓操作的操作面沿著上述壓電片材的上述第I主面延伸，其中，在對上述觸摸面板的上述操作面進行了按壓操作時，該觸摸式輸入裝置通過將上述分割電極中的多個上述電極部分各自所產(chǎn)生的電壓進行比較，來運算按壓操作的位置以及按壓力，該觸摸式輸入裝置的控制方法的特征在于，具備: 第I預(yù)備步驟，針對上述觸摸面板的上述操作面設(shè)定柵格狀的矩陣坐標； 第2預(yù)備步驟，分別測定與針對上述柵格狀的矩陣坐標的各柵格點以規(guī)定的負荷進行的按壓操作相關(guān)聯(lián)地在各上述電極部分產(chǎn)生的電壓；和 第3預(yù)備步驟，將通過上述第2預(yù)備步驟得到的上述電壓作為上述各柵格點處的基礎(chǔ)電壓預(yù)先保管到存儲器中； 在實際使用時還具備: 第I實踐步驟，求出與操作者針對上述觸摸面板的上述操作面進行的按壓操作相關(guān)聯(lián)地在各上述電極部分產(chǎn)生的實際的測定電壓； 第2實踐步驟，針對各個上述柵格點，將表示上述基礎(chǔ)電壓的絕對值的最大值的上述電極部分與表示上述測定電壓的絕對值的最大值的上述電極部分進行對照，并且將其符號彼此進行對照，在上述電極部分和上述符號一致的情況下，將上述柵格點限定為處理對象柵格點； 第3實踐步驟，針對各個上述處理對象柵格點，按各上述電極部分的每一個計算上述測定電壓相對上述基礎(chǔ)電壓的比率； 第4實踐步驟，針對各個上述處理對象柵格點，按各上述電極部分的每一個求出上述比率的平均； 第5實踐步驟，針對各個 上述處理對象柵格點，求出上述比率的標準偏差； 第6實踐步驟，按上述標準偏差從小到大的順序?qū)ι鲜鎏幚韺ο髺鸥顸c排位； 第7實踐步驟，從排位后的上述處理對象柵格點的上位開始選擇規(guī)定的η個柵格點；第8實踐步驟，在將上述所選擇的柵格點的坐標設(shè)為(Xk，Yk)，將上述標準偏差設(shè)為Sk時，將操作者進行的按壓操作的按壓位置的坐標(X，Y)決定為X= Σ (Xk / Sk) / Σ(I / Sk), Y = Σ (Yk / Sk) / Σ (I / Sk),其中，k= 1,2,...，n;和 第9實踐步驟，將上述排位的最上位的柵格點的上述比率的平均與上述負荷相乘，求出操作者進行的按壓操作的按壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸摸式輸入裝置的控制方法，其特征在于， 在上述第2實踐步驟中，針對各個上述柵格點，將表示上述基礎(chǔ)電壓的絕對值的最大值以及第2位的上述電極部分與表示上述測定電壓的絕對值的最大值以及第2位的上述電極部分進行對照，在與電壓的排位無關(guān)，各個電極部分一致并且各個電極部分處的電壓的符號彼此一致的情況下，將上述柵格點限定為處理對象柵格點。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸摸式輸入裝置的控制方法，其特征在于， 在上述測定電壓的上述第2位的電壓的值小于規(guī)定閾值的情況下，上述第2實踐步驟僅以最大值進行判定。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項所述的觸摸式輸入裝置的控制方法，其特征在于， 在上述第2預(yù)備步驟以及上述第I實踐步驟中，在各上述電極部分所產(chǎn)生的電壓在針對上述觸摸面板的上述操作面的按壓操作中的按壓方向動作時被檢測出。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項所述的觸摸式輸入裝置的控制方法，其特征在于， 在上述第2預(yù)備步驟以及上述第I實踐步驟中，在各上述電極部分所產(chǎn)生的電壓在針對上述觸摸面板的上述操作面的按壓操作中的逆按壓方向動作時被檢測出。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的觸摸式輸入裝置的控制方法，其特征在于， 在上述第2預(yù)備步驟以及上述第I實踐步驟中，還具備基于在各上述電極部分所產(chǎn)生的電壓中絕對值最大的電壓的極性，來判斷在各上述電極部分所產(chǎn)生的電壓是在針對上述觸摸面板的上述操作面的按壓操作中的按壓方向動作時被檢測出，還是在針對上述觸摸面板的上述操作面的按壓操作中的逆按壓方向動作時被檢測出的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12中任意一項所述的觸摸式輸入裝置的控制方法，其特征在于， 在上述第3實踐步驟中，不使用上述基礎(chǔ)電壓中表示比規(guī)定閾值小的電壓值的上述電極部分處的基 礎(chǔ)電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及觸摸式輸入裝置及其控制方法，在觸摸式輸入裝置中，能夠不使構(gòu)造復(fù)雜化地來檢測按壓操作中的按壓操作位置以及按壓力雙方。在觸摸面板(1)所具備的壓電片材(3)設(shè)置具有多個電極部分(4a～4d)的分割電極(4)。對觸摸面板(1)設(shè)定柵格狀的坐標，并將因針對各柵格點以規(guī)定的負荷進行按壓操作而在各電極部分產(chǎn)生的電壓作為基礎(chǔ)電壓，預(yù)先保管到存儲部(104)中。利用檢測部(102)檢測通過實際使用時的按壓操作而在各電極部分產(chǎn)生的實際的測定電壓，在運算部(103)中，計算測定電壓相對基礎(chǔ)電壓的比率，求出其平均以及標準偏差，以標準偏差從小到大的順序例如根據(jù)4個柵格點的坐標求出實際操作的按壓位置的坐標，并且，將最小的標準偏差的柵格點處的上述比率與上述負荷相乘來求出按壓力。
文檔編號G06F3/041GK103154864SQ201180049008
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者安藤正道, 近藤靖浩 申請人:株式會社村田制作所