按压量检测传感器、触摸式输入装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对通过手指等进行操作时的按压量进行检测的触摸式输入装置。
【背景技术】
[0002]以往，作为在能够检测按压量的触摸式输入装置中利用的技术，提出了各种检测按压量的传感器。例如，在专利文献I中，公开了一种具备压力检出部以及检出结果转换部的传感器。
[0003]压力检出部由平板状的压电体构成，输出与压电体的位移量对应的振幅电平的信号。检出结果转换部对将压力检出部的输出信号进行积分。该积分运算值相当于按压量。因此，专利文献I的传感器检测出按压量。
[0004]专利文献1:日本特开2000 - 283869号公报
[0005]然而，对压电体而言，针对施加按压力时的位移量的信号电平与针对释放按压力时的位移量的信号电平不同。因此，在如专利文献I的传感器那样对信号电平进行积分的情况下，导致基准电位在一次的按压操作的前后不同。因此，在专利文献I的传感器的结构中，基准电位按每一次按压操作而不同。
[0006]这里，由于根据与位移量对应的信号电平和基准电位之差的积分值来计算按压量，所以若基准电位变化，则导致信号电平与按压量之间的关系发生变化。即，即使按压量每次相同，信号电平与基准电位之差也各自不同。因此，在专利文献I的传感器的结构中，按压量的测定精度降低。
[0007]特别是若反复进行按压操作，则基准电位与按压力(按压量)之间的关系发生背离，导致测定精度进一步降低。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，提供一种能够高精度地维持按压量的测定精度的按压量检测传感器以及使用了该按压量检测传感器的触摸式输入装置。
[0009]本发明的按压量检测传感器具备:输出与按压操作面时的位移量对应的按压信号的压电传感器；检测压电传感器向上述操作面的接触并输出接触检测信号的接触检测传感器；以及对按压信号与基准电位之差进行积分，根据积分结果输出按压量检测信号的按压量计算部。按压量检测传感器的按压量计算部根据接触检测信号的状态变化，来切换积分处理和基准电位的复位处理。
[0010]在该结构中，根据接触状态即操作状态，来切换按压信号的积分处理和基准电位的复位处理。具体而言，在检测到接触时执行积分处理，在未检测到接触时执行基准电位的复位处理。由此，基准电位能够不取决于操作次数而被维持为恒定值。
[0011]另外，优选本发明的按压量检测传感器为以下的结构。接触检测传感器输出以与操作面接触和不接触的两个状态划分的二值的接触检测信号。按压量计算部以二值中的一个进行积分处理，以二值中的另一个进行复位处理。
[0012]在该结构中，表示了用于切换积分处理和复位处理的具体的接触检测信号的形态。这样，通过将接触检测信号二值化并赋予给按压量计算部，按压量计算部能够容易地切换积分处理和复位处理。
[0013]另外，本发明的按压量检测传感器也可以是以下的结构。按压量计算部是带旁通电路的积分电路，按压量计算部由在为二值中的一个时使旁通电路有效，在为二值中的另一个时使旁通电路无效的电路结构构成。
[0014]在该结构中，示出了由模拟电子电路实现按压量计算部的情况的具体电路结构。
[0015]另外，本发明的按压量检测传感器也可以为以下的结构。按压量计算部具备:反转输入端子经由电阻器被输入按压信号，非反转输入端子被赋予基准电位的运算放大器；并联连接在运算放大器的输出端子和反转输入端子之间的电容器；以及与电容器并联连接且根据接触检测信号被导通截止控制的开关元件与放电用电阻器的串联电路。
[0016]在该结构中，示出了由模拟电子电路实现按压量计算部的情况的更具体的电路结构。
[0017]另外，本发明的按压量检测传感器也可以为以下的结构。接触检测传感器具备:输出与静电电容因向操作面的接触而发生变化的位置对应的上述接触信号的静电传感器；和根据接触信号，生成由于接触状态而发生状态变化的接触检测信号的接触检测信号生成部。按压量计算部和接触检测信号生成部通过被单片化后的数字IC实现。
[0018]在该结构中，示出了对按压量检测传感器的一部分进行数字IC化的情况的具体形态。这样，通过进行数字IC化，能够使按压量检测传感器小型化。
[0019]另外，本发明涉及触摸式输入装置，其特征在于，具备由上述任一个结构构成的按压量检测传感器，与按压量检测信号一同输出接触检测信号。
[0020]在该结构中，能够实现高精度地维持按压量的检测精度、且能够检测接触位置的触摸式输入装置。
[0021]另外，本发明的触摸式输入装置优选为以下的结构。按压量计算部具备信号输出选择部，该信号输出选择部在按压量检测信号小于阈值时停止接触检测信号的输出，若按压量检测信号为阈值以上则能够输出接触检测信号。
[0022]在该结构中，直到按压量检测信号成为规定电平以上为止，不输出接触检测信号。因此，在没有操作的状态，例如在手指只是接近操作面的状态、只是轻轻地接触操作面的状态下，不输出接触检测信号。由此，能够抑制不是有意进行操作的状态时的接触的检测(误检测)。
[0023]另外，在本发明的触摸式输入装置中，优选为以下的结构。接触检测传感器具备:输出与静电电容因向操作面的接触而变化的位置对应的接触信号的静电传感器；和根据接触信号，生成因接触状态而发生状态变化的接触检测信号，并向按压量计算部输出的接触检测信号生成部。按压量计算部和接触检测信号生成部通过单片化后的数字IC实现。
[0024]在该结构中，示出了对触摸式输入装置的一部分进行数字IC化的情况的具体形态。这样，通过进行数字IC化，能够使触摸式输入装置小型化。
[0025]根据本发明，能够高精度地维持按压量的检测精度。
【附图说明】
[0026]图1是本发明的第一实施方式涉及的触摸式输入装置的框图。
[0027]图2是本发明的第一实施方式涉及的触摸式输入装置和以往的触摸式输入装置中的按压量检测信号的波形概念图。
[0028]图3是本发明的第二实施方式涉及的触摸式输入装置的框图。
[0029]图4是本发明的第三实施方式涉及的触摸式输入装置的框图。
[0030]图5是本发明的第四实施方式涉及的触摸式输入装置的框图。
【具体实施方式】
[0031]参照附图，对本发明的第一实施方式涉及的触摸式输入装置进行说明。图1是本发明的第一实施方式涉及的触摸式输入装置的框图。
[0032]触摸式输入装置I具备触摸面板10、按压量计算部200、接触检测信号生成部300。触摸面板10具备压电传感器1P和静电传感器10D。由静电传感器1D和接触检测信号生成部300构成的模块相当于本发明的接触检测传感器。
[0033]触摸面板10的具体构造例将在后面叙述，触摸面板10为平板状，以平板面的至少一个主面(平板面)作为操作面，受理操作者的操作。
[0034]触摸面板10的压电传感器1P与按压量计算部200连接。压电传感器1P向按压量计算部200输出与操作面被按压而弯曲的位移量对应的信号电平的按压信号。
[0035]触摸面板10的静电传感器1D与接触检测信号生成部300连接。静电传感器1D输出与在操作者的手指等接触了操作面的情况下产生的静电电容的变化对应的接触信号。
[0036]接触检测信号生成部300根据接触信号生成接触检测信号。接触检测信号是H1、Low的被二值化的信号。具体而言，接触检测信号生成部300针对接触信号的信号电平设定接触检测用阈值，在检测到该接触检测用阈值以上的信号电平的期间，输出Hi状态的接触检测信号。接触检测信号生成部300在没有检测到该接触检测用阈值以上的信号电平的期间输出Low状态的接触检测信号。
[0037]接触检测信号生成部300向按压量计算部200以及第一输出端子Poutl接触检测信号输出。此时，接触检测信号生成部300只要针对按压量计算部200仅输出接触检测信号即可，针对第一输出端子Poutl，将与接触位置相关的信息和接触检测信号一同输出。
[0038]按压量计算部200具备运算放大器U1、电阻器R1、电容器Cl、放电用电阻器R0、开关元件S0。运算放大器Ul的反转输入端子经由电阻器Rl与压电传感器10P。因此，按压信号经由电阻器Rl向运算放大器Ul的反转输入端子输入。运算放大器Ul的非反转输入端子被施加基准电位Vl。
[0039]运算放大器Ul的输出端子与触摸式输入装置I的第二输出端子Pout2连接。电容器Cl连接在运算放大器Ul的反转输入端子与输出端子之间。放电用电阻器RO和开关元件SO串联连接，该串联电路与电容器Cl并联连接。
[0040]开关元件SO根据接触检测信号的H1、Low被进行导通截止控制。例如，开关元件SO在接触检测信号为Low状态时成为导通状态，在接触检测信号为Hi状态时成为截止状态。具体而言，开关元件SO例如由常开的FET等实现。
[0041]由此，开关元件SO在被输入Low状态的接触