CN107924779A - 输入装置、传感器、电子设备和检测方法 - Google Patents

输入装置、传感器、电子设备和检测方法 Download PDF

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Abstract

一种输入装置,包括壳体和设置在壳体中的电容式传感器,其中传感器包括:柔性导电层;以面对导电层的方式设置的两行感测单元;和当从传感器的厚度方向观察时设置在两行之间的结构体,并且结构体将导电层与两行感测单元分离。

Description

输入装置、传感器、电子设备和检测方法
技术领域
本发明涉及输入装置、传感器、电子设备和检测方法。
背景技术
近年来,能够静电检测输入操作的压敏传感器被广泛用于诸如移动个人计算机(PC)和平板PC的各种电子设备。作为用于电子设备的压敏传感器装置,存在如下的已知技术:具有包括电容元件并且能够检测相对于输入操作面的操作元件的操作位置和按压力的构造(例如,参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:
日本专利申请特开No.2011-170659号公报
发明内容
本发明要解决的问题
本发明的目的涉及提供能够检测施加到壳体的按压的输入装置、传感器、电子设备和检测方法。
解决问题的方案
为了解决上述问题,第一技术提供了一种输入装置,所述输入装置包括壳体和设置在壳体中的电容式传感器,其中传感器包括:柔性导电层;以面对导电层的方式设置的两行感测单元;和结构体,当从传感器的厚度方向观察时所述结构体设置在两行之间,并且所述结构体将导电层与两行感测单元分离。
第二技术提供了一种电容式传感器,包括:柔性导电层;以面对导电层的方式设置的两行感测单元;和结构体,当从所述传感器的厚度方向观察时所述结构体设置在两行之间,并且所述结构体将导电层与两行感测单元分离。
第三技术提供了一种电子设备,包括壳体和设置在壳体中的电容式传感器,其中传感器包括:柔性导电层;以面对导电层的方式设置的两行感测单元;和结构体,当从所述传感器的厚度方向观察时所述结构体设置在两行之间,并且所述结构体将导电层与两行感测单元分离。
第四技术提供一种检测方法,包括:判断从形成多行的感测单元输出的电容变化是否超过阈值;和在所述电容变化超过所述阈值的情况下,基于所述电容变化来判断传感器上方的区域和该区域外部中的哪一个被施加按压。。
本发明的效果
如上所述,根据本发明,可以检测施加到壳体的按压。
附图说明
图1A是表示向电子设备的感测区域施加按压的状态的平面图。图1B是表示向电子设备的感测区域的外部施加按压的状态的平面图。
图2A是表示传感器的示例性构造的平面图。图2B是沿着图2A的线IIB-IIB截取的剖视图。图2C是沿着图2A的线IIC-IIC截取的剖视图。
图3A是表示感测单元的示例性布置的平面图。图3B是表示图3A中的各个感测单元中的电容变化的图表。
图4A是表示根据本发明的第一实施方式的电子设备的示例性外观的正视图。图4B是表示根据本发明的第一实施方式的电子设备的示例性外观的侧视图。图4C是表示根据本发明的第一实施方式的电子设备的示例性外观的后视图。
图5是表示根据本发明的第一实施方式的电子设备的示例性构造的框图。
图6A是表示感测区域的示例性构造的平面图。图6B是沿着图6A的线VIB-VIB截取的剖视图。
图7A是表示传感器的示例性感测表面的平面图。图7B是表示传感器的示例性侧表面的侧视图。
图8A是图6A的感测区域的放大平面图。图8B是沿着图8A的线VIIIB-VIIIB截取的截面图。图8C是沿着图8A的线VIIIC-VIIIC截取的截面图。
图9是表示传感器的示例性构造的剖视图。
图10A是表示第一电极和第二电极的示例性构造的平面图。图10B是表示图10A中所示的第一和第二电极与感测单元之间的关系的表。
图11是表示图10A所示的感测单元的示例性构造的平面图。
图12A是表示感测单元的示例性布置的平面图。图12B是表示图12A中的各个感测单元中的电容变化的图表。
图13是描述控制器IC的示例性按压检测操作的流程图。
图14A、图14B、图14C和图14D是分别表示本发明的第一实施方式的变形例中的感测区域的示例性构造的剖视图。
图15A、图15B和图15C是分别表示本发明的第一实施方式的变形例中的感测区域的示例性构造的剖视图。
图16A、图16B和图16C是分别表示本发明的第一实施方式的变形例中的感测区域的示例性构造的剖视图。
图17是表示根据本发明的第二实施方式的包括在电子设备中的感测区域的示例性构造的截面图。
图18A是表示感测单元的示例性布置的平面图。图18B是表示图18A中的各个感测单元中的电容变化的图表。
图19是描述控制器IC的示例性按压检测操作的流程图。
图20是表示根据本发明的第三实施方式的电子设备的示例性构造的平面图。
图21是描述控制器IC的示例性按压检测操作的流程图。
图22是描述控制器IC的示例性按压检测操作的流程图。
具体实施方式
将参照附图按照以下顺序来描述本发明的实施方式。注意,在以下的实施方式中,在全部附图中,对相同或者相应的部分由相同的附图标记表示。
1第一实施方式(示例性电子设备)
1.1概述
1.2电子设备的外观
1.3电子设备的构造
1.4感测区域的构造
1.5传感器的构造
1.6传感器的检测操作
1.7按压检测操作
1.8效果
1.9变形例
2第二实施方式(示例性电子设备)
2.1电子设备的构造
2.2按压检测操作
2.3效果
3.第三实施方式(示例性电子设备)
3.1电子设备的构造
3.2按压检测操作
3.3效果
3.4变形例
<1第一实施方式>
[1.1概述]
首先,将描述由本发明的发明人研究的电子设备的概述。如图1A和1B所示,本发明的发明人研究了电子设备110,电子设备100具有检测施加到可弯曲壳体120的前表面的按压的功能(在下文中称为“感测功能”)。电子设备110包括在壳体120的内表面上的压敏传感器130a和130b。感测区域130Ra和130Rb设置在传感器130a和130b上方的区域(范围)中。
本发明的发明人研究了使用如传感器130a和130b的如下技术。注意,因为传感器130b类似于传感器130a,因此将仅描述传感器130a。如图2A至2C所示,发明人研究了使用如传感器130a的如下技术,所述传感器具有以下构造:包括含有导电层的参考电极层(以下称为“REF电极层”)131、粘合层132、传感器层133、结构层134和含有导电层的REF电极层135。REF电极层131和135连接到接地电位。
结构层134包括:作为周边边缘结构体的框体134a;和多个结构体134b。框体134a和多个结构体134b设置在传感器层133和REF电极层135之间,并将传感器层133与REF电极层135分离。
传感器层133包括多个电容感测单元(在下文中被称为“节点”)ND,并且节点ND包括第一电极133EX和第二电极133EY。注意,在识别每个节点ND的情况下,在下面的描述中,每个节点将被描述为节点Nn(n是1或更大的整数)。
如图3A所示,节点N1、N2...N9和N10在传感器130a的纵向上以相等的间隔排成一行。这些节点N1、N2...N9和N10的每个检测出传感器层133与REF电极层135之间的距离的变化,作为电容变化(电压信号的变化),并且将检测出的变化经由柔性印刷电路(FPC)114a输出到印刷电路板组件
(PCBA)113a。安装在PCBA 113a上的控制器集成电路(IC)112a基于从传感器130a提供的电容变化来判断按压是否被施加到感测区域130Ra,并且将其结果通知给电子设备中的主机(主体)。具体而言,例如,在检测到按压的情况下,通知主机检测到按压的信号(以下称为“按压检测信号”)变为“ON”。
同时,考虑到感测功能的实用性(用户友好性等),优选地,仅在用户有意地将按压施加到感测区域130Ra的情况下,控制器IC112a检测施加到设置在传感器130a上方的感测区域130Ra的按压,并通知主机其结果。
然而,不仅在将按压施加到感测区域130Ra(参考图1A、3A和3B)的情况下,而且在将按压施加到感测区域130Ra的外部的情况下(参照图1B、图3A和图3B),控制器IC 112a可发生检测施加到感测区域130Ra的按压。注意,在图1A、1B和3A中,位置P1表示在将按压施加到感测区域130Ra内部时的按压的中心位置(最偏移位置),位置P2表示在将按压施加到感测区域130Ra的外部时的中心位置(最偏移位置)。此外,注意,由点划线示出的区域C1和C2中的每一个示意性地指示由按压引起的大致变形范围。注意,在以下的说明中,位置P1、P2和区域C1、C2也意欲指示相似的事项。
上述错误检测是由以下原因引起的。控制器IC112a基于从传感器130a提供的电容变化是否超过阈值T来检测施加到感测区域130Ra的按压。通常,诸如电子设备110的壳体120具有高刚性并且通过按压而被弯曲的特性,因此,根据按压的施加方法,如图1B和3A所示,在将按压施加到远离感测区域130Ra的位置的情况下,由于弯曲,变形也可以延伸到感测区域130Ra的位置。在这种情况下,控制器IC从传感器130a接收超过阈值T的电容变化,并且因此可能引起按压被施加到传感区域130Ra的错误检测(参考图3A和3B中的节点N2和N6)。
考虑到上述情况,本发明的发明人已经对以下传感器行了认真的研究,该传感器能够输出电容变化(具体而言,电容变化的分布),通过该电容变化能够判断施加到感测区域的按压和施加到感测区域外部的按压,以减少上述错误检测。其结果是,发明人实现了具有图7、图8A至图8C和图9所示构造的传感器30a。换句话说,实现的传感器30a包括:包括两行节点ND的传感器层32;和结构体33a,从传感器30a的厚度方向观察结构体33a设置于两行之间并将REF电极层34与传感器层32分离。
此外,本发明的发明人还认真研究了以下检测方法,所述检测方法基于从构成上述两行的每个节点ND输出的电容变化来检测施加到感测区域的按压。其结果是,实现的检测方法包括:判断从构成两行的每个节点ND输出的电容变化是否超过阈值;并且在电容变化超过阈值的情况下,基于两行中的电容变化之间的差是否超过阈值,来判断施加到感测区域的按压和施加到感测区域的外部的按压。同时,关于施加到感测区域的按压的检测方法的细节将稍后在“1.7按压检测操作”中描述。
[1.2电子设备的外观]
如图4A至图4C所示,根据本发明的第一实施方式的电子设备10是所谓的平板电脑,具有刚性,并且包括可弯曲壳体20,和容纳在壳体20中显示装置11PL、相机模块11CM和类似装置。显示装置11PL设置在电子设备10的前表面10Sa侧,相机模块11CM设置在其相反侧的后表面10Sb侧。
当从垂直方向观看电子设备10的前表面10Sa和后表面10Sb时,这些表面中的每一个具有具备长边和短边的矩形形状。感测区域30Ra和30Rb设置在电子设备10的后表面10Sb的纵向方向上的两个端部处。感测区域30Ra和30Rb沿着后表面10Sb的周边边缘设置,更具体地,感测区域30Ra和30Rb沿着后表面10Sb的短边设置。当从与后表面10Sb垂直的方向看时,每个感测区域30Ra和30Rb具有例如大致矩形的形状。当用户握住电子设备10的纵向方向上的两个端部时,用手指或类似部位将按压施加到感测区域30Ra和30Rb,并且电子设备10执行预定的操作。
壳体20包括例如金属、木材、聚合树脂或类似材料。金属的示例包括单质(如铝、钛、锌、镍、镁、铜和铁),或含有两种或更多种这些金属的合金。合金的具体示例可包括不锈钢(SUS)、铝合金,镁合金,钛合金和类似合金。
壳体20包括:构成电子设备的前表面10Sa侧的第一壳体21;和构成电子设备的后表面10Sb侧的第二壳体22。第一壳体21具有从第一壳体21的中心延伸到周边边缘部分附近的大开口部21a,并且显示装置11PL的显示部从开口部21a暴露。触摸面板设置在显示装置11PL上。第二壳体22在角部附近具有小开口部22a,并且相机模块11CM的透镜部分从开口部22a暴露。
显示装置11PL的示例可包括液晶显示器、电致发光(EL)显示器和类似显示器,但是不限于此。触摸面板的示例可包括电容式触摸面板或类似触摸面板,但是不限于此。
[1.3电子设备的构造]
如图5所示,根据本发明的第一实施方式的电子设备10包括作为电子设备10的主体的主机11、传感器30a和30b以及作为控制单元的控制器IC 12a和12b。在本发明中,壳体20和传感器30a,30b构成输入装置,并且输入装置可以进一步包括控制器IC 12a、12b和类似器件。
传感器30a和30b是所谓的电容式压敏传感器。传感器30a和30b将施加到感测区域30Ra和30Rb的按压作为电容变化来提供给控制器IC 12a和12b。
控制器IC 12a和12b基于从传感器30a和30b提供的电容变化(更具体地,电容变化的分布)来分别检测施加到感测区域30Ra和30Rb的按压,并将其检测结果通知给主机11。具体而言,在检测到按压的情况下,将要输出到主机11的按压检测信号变为“ON”,在没有检测到按压的情况下,将要输出到主机11的按压检测信号变为“OFF”。
主机11包括上述显示装置11PL、相机模块11CM和类似装置,并且根据设置在显示装置11PL上的触摸面板的操作来执行各种处理。例如,主机11执行诸如在显示装置11PL上显示图像和字符信息,移动显示装置11PL上显示的光标和类似的处理。另外,主机11利用相机模块11CM执行静止图像或运动图像的拍摄。
主机11基于从控制器IC 12a和12b通知的按压的检测结果来控制电子设备10的操作。例如,在通知有按压的检测的情况下,电子设备10的睡眠模式(节能模式)被取消。另一方面,在未通知有按压的检测的情况下,维持电子设备10的睡眠模式。
[1.4感应区域的构造]
如图6A和6B所示,构成电子设备10的后表面10Sb侧的第二壳体22包括板状的主表面部22PL和设置在其周边边缘的周边壁部22WA。当从垂直于内表面22SI的方向看时,第二壳体22的内表面22SI具有具备长边和短边的矩形形状。
第二壳体22在感测区域30Ra和30Rb的后侧的位置处分别具有凹部23a和23b。凹部23a、23b分别设置在内表面22SI的纵向方向的两端部。凹部23a、23b的每一个沿着内表面22SI的短方向延伸,即沿着内侧面22SI的短边方向延伸。凹部23a和23b的每一个具有平坦的底面。
传感器30a容纳在凹部23a中,并且被容纳的传感器30a通过用作固定构件的固定板41保持在凹部23a内。类似地,传感器30b容纳在凹部23b中,并且被容纳的传感器30b通过固定板41保持在凹部23b内。
优选地,从提高检测区域30Ra、30Rb的检测灵敏度的观点出发,凹部23a和23b的每一个的底面中的第二壳体22的厚度D(参照图8B,图8C)较薄。凹部23a和23b的每一个的宽度W与凹部23a和23b的每一个的底面中的第二壳体22的厚度D的比率(W/D)优选为20或更高,更优选为23或更高。在比率(W/D)为20或更高的情况下,可以提高每个感测区域30Ra和30Rb中的检测灵敏度。
传感器30a和30b分别经由FPC 14a和14b电连接到PCBA 13a和13b。上述控制器IC12a和12b安装在PCB 13a和13b上。
(传感器)
由于感测区域30Ra和30Rb具有相似的构造,因此下面将仅描述感测区域30Ra。如图7A和7B所示,传感器30a是具有感测表面(第一表面)30Sa和后表面(第二表面)30Sb的长片,并且可静电地检测施加到感测表面30Sa的按压(输入操作)。当从垂直于感测表面30Sa的方向看时,传感器30a具有长的细长矩形形状。感测表面30Sa设置有两个突出部(第一和第二突出部)30TP和30TP,这两个突出部在传感器30a的纵向方向上延伸并以预定间隔彼此分离。突出部30TP和30TP可以在传感器30a的纵向方向上连续地延伸,或者可以在传感器30a的纵向方向上不连续地延伸。另外,突出部分30TP和30TP中的每一个可以包括沿传感器30a的纵向方向布置的多个结构体。
如图8A至图8C所示,传感器30a容纳在凹部23a中,使得凹部23a的感测表面30Sa和底面23S彼此面对。感测表面30Sa经由突出部30TP接触凹部23a的底表面23S。
传感器30a具有多个节点ND。每个节点ND是互电容***的电容元件。多个节点ND以在传感器30a的纵向方向上形成两行的方式布置。传感器30a的纵向上的节点ND之间的间隔通常相等。然而,取决于传感器30a中所需的特性,节点ND之间的间隔可能不相等。优选地,当在传感器30a的厚度方向上观看时,每个突出部30TP以与每个节点ND重叠的方式设置。原因是可以提高感测区域30Ra的检测灵敏度。
(固定板)
如图8A至8C所示,固定板41经由设置在固定板41的一个表面上的粘合层42固定到凹部23a的周边部分。优选地,固定板41经固定使得传感器30a抵靠第二壳体22的内表面22SI,更具体地,抵靠凹部23a的底表面23S。原因是可以提高感测区域30Ra的检测灵敏度。同时,图8A至8C示出了其中各个传感器30a和30b由一个固定板41支撑的示例,但是传感器30a可以由多个固定板41支撑。另外,可以通过多个螺钉构件而不是粘合层42将固定板41固定到凹部23a的周边边缘部分,或者多个螺钉构件可以与粘合层42一起将固定板41固定到凹部23a的周边边缘部分。
固定板41包括例如聚合树脂或金属。固定板41可以具有包括聚合树脂层和金属层的叠层结构。
[1.5传感器的构造]
如图8B、8C和9所示,传感器30a包括REF电极层31、传感器层32、结构层33和REF电极层34。在下文中,注意,在传感器30a的每个构成元件(构成构件)中的两个主表面中,位于感测表面30Sa侧的主表面可以被称为前表面,并且位于后表面30Sb侧的主表面可以与之相似地被称为后表面。
REF电极层31设置在传感器层32的后表面30Sb侧,REF电极层34设置在传感器层32的感测表面30Sa侧。因为REF电极层31、34设置在传感器层32的两个表面侧,所以抑制了外部噪声(外部电场)进入传感器30a的内部。REF电极层31和传感器层32经由粘合层35粘合。结构层33设置在传感器层32的前表面与REF电极层34的后表面之间。
(REF电极层)
REF电极层31构成传感器30a的后表面30Sb。REF电极层34构成传感器30a的感测表面30Sa。REF电极层31和34连接到接地电位。REF电极层31是具有刚性或柔性的导电基材,并且如图9所示,REF电极层31包括基材31a和设置在基材31a的后表面的导电层31b。REF电极层31以使得其基材31a侧面向传感器层32的后表面的方式而被设置。例如,REF电极层31具有比传感器层32和REF电极层34高的弯曲刚性,并且可以用作传感器30a的固定板。另一方面,REF电极层34是柔性导电基材,并且如图9所示,REF电极层34包括基材34a和设置在基材34a的后表面的导电层34b。REF电极层34能够根据施加到传感器30a的感测表面30Sa的按压而变形。REF电极层34以使得其导电层34b的一侧面向传感器层32的前表面的方式而被设置。
例如,各基材31a、34a具有膜状或板状的形状。这里,所述膜还包括片。作为基材31a和34a的材料,例如可以使用聚合树脂或玻璃。
例如,聚合树脂的例子可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、丙烯酸树脂(PMMA)、聚酰亚胺(PI)、三乙酰纤维素(TAC)、聚酯、聚酰胺(PA)、芳族聚酰胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二乙酰纤维素、聚氯乙烯、环氧树脂、尿素树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、环烯烃聚合物(COP)、降冰片烯基热塑性树脂和类似聚合树脂。
导电层31b和34b至少需要是导电的,并且可使用例如包括无机导电材料的无机导电层、包括有机导电材料的有机导电层、包括无机导电材料和有机导电材料两者的有机-无机导电层、和类似导电层。
无机导电材料的示例可以包括金属、金属氧化物和类似材料。这里,金属被定义为包括半金属。金属的示例可以包括诸如铝、铜、银、金、铂、钯、镍、锡、钴、铑、铱、铁、钌、锇、锰、钼、钨、铌、钽、钛、铋,锑和铅,或这些金属的合金,但不限于此。金属氧化物的示例可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化锌、氧化铟、锑添加氧化锡、氟添加氧化锡、铝添加氧化锌、镓添加氧化锌、硅添加氧化锌、氧化锌-氧化锡系列、氧化铟-氧化锡系列、氧化锌-氧化铟-氧化镁系列或类似材料,但不限于此。
有机导电材料的示例可以包括碳材料、导电聚合物或类似材料。碳材料的示例可以包括碳黑、碳纤维、富勒烯、石墨烯、碳纳米管、碳微线圈、纳米角和类似材料,但不限于此。作为导电聚合物,例如可以使用取代或未取代的聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、选自这些中的一种或两种的(共)聚合物、和类似材料,但不限于此。
注意,REF电极层31和34也可以仅包括导电层31b和34b,而不包括基材31a和34a。在这种情况下,REF电极层31和34可以是金属板。另外,可以省略设置在传感器30a的后表面侧的REF电极层31。在这种情况下,优选地,REF电极层被分离地设置在壳体20内部,使得REF电极层位于传感器30a的后表面侧上。
(粘合层)
例如,粘合层35包括具有绝缘性的粘合剂或双面粘合带。作为粘合剂,例如可以使用从包括以下项的组中选择的一种或多种:丙烯酸类粘合剂、硅基粘合剂、聚氨酯粘合剂和类似粘合剂。这里,压敏粘合剂被定义为一种粘合剂。根据该定义,粘合剂层被认为是一种粘合层。
传感器层
传感器层32设置在REF电极层31和34之间,并且检测与位于感测表面30Sa侧的REF电极层34相距的距离的变化作为电容变化,并将检测到的电容变化输出到控制器IC 12a。具体地,传感器层32包括构成两行的多个节点ND,并且多个节点ND检测传感器层32和REF电极层31之间的距离的变化作为电容变化,并且将检测到的电容变化输出到控制器IC 12a。
传感器层32是电容传感器层,如图9所示,包括基材32a、设置在基材32a的后表面上的多个第一电极(感测电极)32EY、覆盖这些第一电极32EY的绝缘层32b、设置在基材32a的前表面侧上的粘合层32c、经由粘合层32c粘合到基材32a的前表面的基材32d、以及设置在基材32d的后表面侧上的多个第二电极(脉冲电极)32EX。当从传感器30a的厚度方向看时,每个节点ND包括第一电极32EY与第二电极32EX重叠的部分或者两个电极交叉的部分。
以下,参照图10A和10B说明第一电极32EY和第二电极33EX的示例性结构。这里,描述了由四个第一电极32EY和十七个第二电极32EX的重叠部分构成的二十个节点ND的示例。在图10A中,注意,为了识别四个第一电极32EY中的每一个,使用附图标记“Y0、Y1、Y2和Y3”代替附图标记“32EY”。类似地,为了识别十七个第二电极32EX中的每一个,使用附图标记“X0、X1...X15和Y16”代替附图标记“32EX”。
第一电极Y0和Y1以预定的间隔彼此平行地布置。第二电极X0、X1、X3和X4被引导到平行布置的第一电极Y0和Y1之间的区域,然后与第一电极Y0相交并从该区域引出。第二电极X4、X5、X6、X7和X8被引导到平行布置的第一电极Y0和Y1之间的区域,然后与第一电极Y1相交并从该区域引出。
第一电极Y2和Y3以预定间隔彼此平行地布置。第二电极X8、X9、X10、X11和X12被引导到平行布置的第一电极Y2和Y3之间的区域,然后与第一电极Y2交叉并从该区域引出。第二电极X12、X13、X14、X15和X16被引导到平行布置的第一电极Y2和Y3之间的区域,然后与第一电极Y3相交并从该区域引出。
如上所述,第二电极X0、X1...X15和X16经布线以便被引导到第一电极Y0和Y1之间的区域以及第一电极Y2和Y3之间的区域,因此,与第二电极X0、X1...X15和X16经布线以便被引导到第一电极Y0和Y1之间的区域的外部以及第一电极Y2和Y3之间的区域的外部的情况相比,布线所需的空间可以被进一步减小。
节点N1、N2、N3、N4和N5分别由第一电极Y0和第二电极X0、X1、X3和X4的重叠部分构成。节点N11、N12、N13、N14和N15分别由第一电极Y1和第二电极X4、X5、X6、X7和X8的重叠部分构成。节点N16、N17、N18、N19和N20分别由第一电极Y2和第二电极X8、X9、X10、X11和X12的重叠部分构成。节点N6、N7、N8、N9和N10分别由第一电极Y3和第二电极X12、X13、X14、X15和X16之间的重叠部分构成。
如图11所示,每个第一电极32EY包括在传感器30a的纵向方向上延伸的两条线性电极线32EYa。两条电极线32EYa平行设置,并且相邻的电极线32EYa通过连接部32EYb电连接。采用这种结构,即使在平行设置的两条电极线32EYa中的一条电极线断线的情况下,也保持了作为传感器30a的功能。因此,传感器30a的耐久性提高。
每个第二电极32EX包括含有线性电极元件的电极体32EXa。例如,电极体32EXa具有梳状、梯状或网状的形状。电极体32EXa以在传感器30a的厚度方向上与电极线32EYa重叠的方式设置。各节点ND由电极线32EYa与电极体32EXa的重叠部分或交叉部分构成。
基材32a和32d与上述基材31a和34a类似。
作为绝缘层32b的材料,例如可以使用紫外线固化树脂、热固性树脂、绝缘光刻胶、金属化合物、或类似材料。具体而言,例如可以使用诸如聚丙烯酸酯、聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺、聚酯、环氧树脂、聚乙烯苯酚、聚乙烯醇之类的树脂材料,和诸如SiO2、SiNx、、SiON、Al2O3、Ta2O5、Y2O3、HfO2、HfAlO、ZrO2和TiO2之类的金属化合物。
粘合层32c与粘合层35类似。
(结构层)
当从传感器30a的厚度方向看时,结构层33设置在两行节点ND之间,并且包括将REF电极层34与传感器层32分离的结构体33a。当从传感器30a的厚度方向看时,结构体33a在两行节点ND之间延伸。具体而言,结构体33a是在传感器30a的短方向的中央位置处沿传感器30a的纵向方向延伸的连续体。空间部33d和33d分别设置在结构体33a的沿传感器30a的短方向的两侧。节点ND设置在传感器30a的厚度方向上与空间部33d重叠的位置处。空间部33d设置在节点ND的行与REF电极层34之间。优选地,空间部33d和33d由结构体33a分离。其原因是,由于在向感测区域30Ra的一侧施加按压的情况下,在分别位于两行中并且最邻近彼此的节点ND中检测到的电容变化的差异变大,从而施加到感测区域30Ra的按压的检测精度得到改善。优选地,结构层33的两侧(在短方向上的两侧)是开放的。其原因是,由于在向感测区域30Ra的一侧施加按压的情况下,,在分别位于两行中并且最邻近彼此的节点ND中检测到的电容变化的差异变大,从而施加到感测区域30Ra的按压的检测精度得到改善。
如图9所示,结构体33a包括结构部33b和接合部33c。结构部33b是具有梯形形状、矩形形状、半圆形形状类似形状的横截面的柱状体。接合部33c设置在结构部33b的顶部上,并且结构部33b和REF电极层31经由接合部33c彼此粘合。作为结构部33b的材料,例如使用具有绝缘性的树脂材料。作为这样的树脂材料,例如可以使用诸如紫外线固化树脂等的光固化树脂。作为接合部33c的材料,例如使用粘合性树脂材料或类似材料。
注意,结构体33a的结构并不限定于如上述那样分别形成结构部33b和接合部33c的结构,结构部33b和接合部33c也可以一体形成。在这种情况下,例如,选择能够实现结构部33b和接合部33c两者的功能的材料作为结构体33a的材料。
[1.6检测传感器的操作]
下面将参考图8C和9描述传感器30a的示例性检测操作。当通过手指或类似部分将按压施加到感测区域30Ra时,壳体20的感测区域30Ra被弯曲。通过这样的弯曲,按压经由突出部30TP、30TP施加到检测表面30Sa。其结果是,REF电极层34与传感器层32之间的距离发生变化。此时,位于REF电极层34外的空间部33d和33d上方的部分与其余部分相比朝向传感器层32侧较大地位移。因为这样的大位移部分最接近节点ND,所以可以获得高检测灵敏度。
因为当从传感器30a的厚度方向看时,结构体33a设置在两行节点ND之间,因此可以获得以下特征(参见图12A和12B)。换句话说,在对感测区域30Ra施加按压的情况下,分别位于两行且彼此最邻近的节点ND中的电容变化大致相等(参照图12B中的节点N6和N16)。相反,在对检测区域30Ra的侧方位置施加按压的情况下,在分别位于两行且最接近彼此的节点ND中的电容变化彼此大幅不同。换句话说,在分别位于两行中并且彼此最邻近的节点ND中,靠近施加按压的位置的节点ND的电容变化趋于变大,而远离施加按压的位置的节点ND的电容变化倾于变小(参照图12B的节点N2和N12)。这是因为REF电极层34由设置在两行节点ND之间的结构体33a支撑。
[1.7按压检测操作]
下面将参考图10A、10B、12A、12B和13来描述控制器IC 12a中的示例性按压检测操作。在此,对控制器IC12a中的按压检测操作进行说明,但控制器IC12b中的按压检测动作也与之类似。
首先,在步骤S11中,当施加电子设备10的电力时,作为电子设备10的主体的主机11初始化控制器IC 12a。接着,在步骤S12中,控制器IC12a对第二电极X0、X1...X16依次施加预定脉冲(电压),并依次扫描第二电极X0、X1...X16,由此检测节点N1到N20中的电容变化(具体地,电容变化的分布)(参考图10A、10B、12A和12B)。
接下来,在步骤13中,控制器IC 12a判断在传感器30a的短方向上彼此面对的各对节点Nn和N1n中(注意,n是1或更大并且10或更小的整数),是否存在具有超过阈值T的电容变化Cn和C1n(注意,Cn和C1n分别指示节点Nn和N1n中的电容变化)的节点对(参考图12A和12B)。此时,可以判断构成一对的节点Nn和N1n中的电容变化Cn和C1n中的一个是否超过阈值T,或者可以判断构成一对的节点Nn和N1n中的两个电容变化Cn和C1n是否均超过阈值T。
在步骤S13中,在控制器IC12a判断存在具有超过阈值T的电容变化Cn和C1n的节点对的情况下,在步骤S14中,控制器IC 12a判断是否判断为具有超过阈值T的电容变化的节点对Nn和N1n的电容变化之间的差的绝对值|ΔC|(=|Cn-C1n|)超过阈值(|ΔT|)(参照图12B)。另一方面,在控制器IC 12a在步骤S13中判断不存在具有超过阈值T的电容变化Cn和C1n的节点对的情况下,处理返回到步骤S12。
在步骤S14中,在控制器IC12a判断电容变化之间的差的绝对值|ΔC|超过阈值|ΔT|的情况下,处理返回到步骤S12。另一方面,在步骤S14中,在控制器IC12a判断电容变化之间的差的绝对值|ΔC|没有超过阈值|ΔT|的情况下,控制器IC 12a在步骤S15中通知主机11检测到施加于感测区域30Ra的按压的事实。当检测到施加到感测区域30Ra的按压的事实被通知给主机11时,执行诸如取消睡眠处理的预定处理。
[1.8效果]
根据第一实施方式的电子设备10包括:在内表面22SI上具有凹部23a和23b的第二壳体22;以及设置在凹部23a和23b中的压敏传感器30a和30b。因此,当通过手指或类似部位将按压施加到设置在凹部23a和23b的底表面23S的背侧上的感测区域30Ra和30Rb时,凹部23a和23b的底表面被弯曲并且通过凹部23a和23b的底表面23S将按压施加到传感器30a和30b的感测表面30Sa。因此,传感器30a和30b可以检测施加到感测区域30Ra和30Rb的按压。
另外,每个传感器30a和30b包括:柔性REF电极层34;以面对REF电极层34的方式设置的并且包括两行节点ND的传感器层32;和在从传感器30a的厚度方向观察时设置在两行节点ND之间的结构体33a,并且结构体33将REF电极层34与传感器层32分离。在具有这种结构的传感器30a和30b的每一个中,在对检测区域30Ra和30Rb的每一个施加按压的情况下,在分别位于两行且彼此邻近的节点ND中检测到的电容变化之间的差异较小。另一方面,在对感测区域30Ra的侧部施加按压的情况下,在分别位于两行且彼此邻近的节点ND中检测到的电容变化之间的差异较大。因此,传感器30a和30b能够输出电容变化(更具体地,电容变化的分布),通过其能判断施加到感测区域30Ra和30Rb的按压和施加到感测区域30Ra和30Rb的外部的按压。
此外,控制器IC 12a和12b判断从构成两行的各个节点ND输出的电容变化是否超过第一阈值,并且在电容变化超过第一阈值的情况下,基于分别位于两行中并且彼此邻近的节点ND中的电容变化之间的差异是否超过第二阈值来判断施加到感测区域30Ra和30Rb的按压和施加到感测区域30Ra和30Rb的外侧的按压。因此,正确地检测施加到感测区域30Ra和30Rb的按压。
[1.9变形例]
如图14A所示,可以进一步提供设置在传感器30a和固定板41之间并且用作支撑层的支撑板43,以及设置在固定板41和支撑板43之间的弹性层44。注意,虽未图示,但也可以在传感器30a与固定板41之间仅设置支撑板43。
支撑板43经设置以便支撑传感器30a的后表面30Sb。优选地,支撑板43比传感器30a更不易变形。换句话说,优选地,支撑板43具有比传感器30a更高的刚性。原因是可以提高感测区域30Ra的检测灵敏度。
例如,支撑板43包括聚合树脂或金属。弹簧板27a可以具有包括聚合树脂层和金属层的叠层结构。作为聚合树脂,可以例举与基材31a和34a类似的材料。作为金属,可以举例与壳体20类似的材料。
例如,弹性层44包括像聚氨酯泡沫那样的橡胶。可以在弹性层44的一侧或两侧设置粘合剂层。例如,弹性层44具有片状形状,但不限于此。
如图14B所示,支撑板43可以具有U形横截面。在这种情况下,支撑板43被嵌合到第二壳体22的凹部23a中,从而将传感器30a容纳在其凹部中。支撑板43将传感器30a固定在凹部23a中,以保持传感器30a的感测表面30Sa与凹部23a的底表面23Sa之间的接触状态。从提高检测区域30Ra的检测灵敏度的观点出发,优选地,支撑板43是通过将传感器30a抵靠在凹部23a的底表面23Sa而将传感器30a固定在凹部23a内的按压构件。在这种情况下,不一定必须设置固定板41。
如图14C所示,沟槽23GV可以设置在凹部23a的两个侧表面上,使得板形的固定板41的两端嵌合到沟槽23GV中。在这种情况下,支撑板43和弹性层44中的至少一个可以根据需要设置在传感器30a和固定板41之间。
如图14D所示,支撑板43可以固定到支撑件45。作为支撑体45,可以例举容纳在壳体20内部的诸如面板、基板或类似物的构件,构成壳体20的第一壳体21,和类似物。
如图15A所示,传感器51a可以包括结构层33,结构层33包括位于传感器层32和REF电极层34之间的周边边缘部分中的结构体33e。结构体33e可以是连续设置在传感器层32和REF电极层34之间的周边边缘部分中的框架体,或者可以是断续地设置在传感器层32和REF电极层34之间的周边边缘部分中的框架体。结构体33e可以具有比结构体33a的高度低的高度,并且可在结构体33e的顶部与REF电极层34之间设置间隙,或者可以在结构体33e的顶部与传感器层32之间设置间隙。
如图15B所示,传感器52a可进一步包括位于REF电极层31与传感器层32之间的结构层36。结构层36包括设置在REF电极层31与传感器层32之间的周边边缘部分处的结构体36a。虽然未图示,但结构层36也可以在传感器30a的短边方向的中央位置包括沿传感器30a的纵向方向延伸的结构体,来代替上述结构体36a,或与结构体36a一起设置。
如图15C所示,传感器30a可经由粘合层37粘合到凹部23a的底表面23S。在这种情况下,可以不必设置固定板41。
如图16A所示,传感器53a可以不包括REF电极层34(参考图8C)。在使用传感器53a的情况下,多个结构体33a中的每一个的顶部被固定在凹部23a内,以接触凹部23a的底面23S。在这种情况下,凹部23a的底表面23S的一部分用作REF电极层(导电层)。因此,在第二壳体22中,凹部23a的底表面23S的至少一部分是导电的。具体而言,例如整个第二壳体22或者第二壳体22的内表面22SI可以是导电的,或在第二壳体22中,只有凹部23a的内表面或只有凹部23a的底表面23S可以是导电的。完全导电的第二壳体22可以是包括金属的金属壳体。
在第二壳体22的内表面22SI是导电的情况下,在内表面22SI上设置导电层。在第二壳体22中仅有凹部23a的内表面或仅有凹部23a的底表面23S是导电的情况下,导电层被设置在凹部23a的内表面或凹部23a的底表面23S。例如,导电层是通过干燥固化电镀层、蒸镀层、溅射层、金属箔、导电胶或类似层而获得的导电层。
在具有上述构造的传感器53a中,第二壳体22的底表面23S的部分被用作REF电极层34,因此传感器51a的构造可以被简化和变薄。
如图16B所示,传感器54a可以不包括REF电极层31(参照图8C)。在这种情况下,固定板41用作REF电极层(导电层)。因此,至少固定板41面对传感器层32的表面是导电的。具体地,例如,整个固定板41可以是导电的,或者只有固定板41面对传感器层32的表面可以是导电的。
在整个固定板41是导电的情况下,固定板41包括导电材料。在只有固定板41面对传感器层32的表面是导电的情况下,导电层设置在面对传感器层32的表面上。导电层例如是通过干燥和固化电镀层、蒸镀层、溅射层、金属箔、导电胶或类似层而获得的。
在具有上述构造的传感器54a中,固定板41被用作REF电极层31,因此传感器54a的构造可以被简化和变薄。
如图16C所示,传感器55a可以不包括REF电极层31和34(参照图8C)。
在具有上述构造的传感器55a中,凹部23a的底表面23S的部分被用作正面侧上的REF电极层,固定板41被用作后表面侧上的REF电极层,因此传感器52a的构造可以被简化和变薄。
在感测表面30Sa上可以不设置突出部30TP。在这种情况下,优选地,使用具有低弹性模量的材料作为结构体33a。原因是可以提高传感器30a的检测灵敏度。
传感器30a可以仅包括一对彼此面对的节点ND。在这种情况下,传感器30a可以设置在第二壳体22的角部或侧部的预定位置、主表面部22PL的预定位置或类似位置处。在这种情况下,可以高精度地检测施加到诸如第二壳体22的角部的预定部分的按压。
在第一实施方式中,已经描述了具有待比较的电容变化的每对节点Nn和N1n在传感器30a的短方向上彼此面对的情况,但是具有待比较的电容变化的每对节点Nn和N1n不一定必须在传感器30a的短方向上彼此面对,并且可以在传感器30a的纵向方向上彼此移位。在这种情况下,控制器IC 12a可以比较彼此最邻近的节点Nn和N1n中的电容变化。在两个节点N1n和N1n+1都最邻近于节点Nn的情况下,控制器IC12a可以比较Nn和N1n的一对最邻近的两个节点的电容变化和Nn和N1n+1的一对最邻近的两个节点的电容变化,或者可以比较节点对Nn和N1n以及节点对Nn和N1n+1中任一预定对中的电容变化。
在第一实施方式中,已经描述了两行节点ND沿传感器30a的纵向方向线性延伸的情况,但是两行节点ND可以是在传感器30a的短方向上蛇形弯曲的行(例如锯齿形的行)。
在第一实施方式中,已经描述了结构体33a是在传感器30a的纵向方向上延伸的连续体的情况,但是结构体33a可以是断续地设置的不连续体。另外,多个结构体33a也可以在传感器30a的短边方向的中心位置处沿纵向方向布置。在这种情况下,例如,每个结构体33a可以具有圆锥形状、圆柱形状(例如,圆柱形状或多边形圆柱形状)、针状形状、球体的部分形状(例如半球形),椭圆形的部分形状(例如,半椭圆形)、多边形、或类似形状,但不限于此,也可以采用其他形状。
第一电极32EY和第二电极32EX可以形成在同一平面内。在这种情况下,第一电极32EY和第二电极32EX分别包括梳形的第一电极体和第二电极体,使得第一梳形电极体和第二梳形电极体彼此啮合。
在第一实施方式中,已经描述了通过施加到感测区域30Ra和30Rb的按压来取消睡眠模式的示例,但是除了该操作之外的电子设备10的其他操作也可以通过施加到感测区域30Ra和30Rb的按压来执行。例如,可以通过施加到感测区域30Ra和30Rb的按压来执行输出音量的调整、屏幕的亮度的调整,之后的睡眠操作或类似操作。
控制器IC 12a和12b基于从传感器30a和30B提供的电容变化来判断按压是否被持续地施加到感测区域30Ra达预定时间或更长时间,并且仅在持续施加按压达预定时间或更长时间的情况下,则可以将这种施加到感测区域30Ra的按压通知给主机11。在这种情况下,可以减少在使用者无意中向感测区域30Ra施加按压的情况下的错误操作。
控制器IC 12a和12b基于从传感器30a和30B提供的电容变化来判断施加到感测区域30Ra的按压是否在预定时间段内被检测到预定次数,并且仅在预定时间段内检测到预定次数的按压的情况下,则可以将施加到感测区域30Ra的按压通知给主机11。在这种情况下,也可以获得与上述类似的优点。
在第一实施方式中,已经描述了传感器30a和30b设置在包括在第二壳体22中的凹部23a和23b中的示例,但是凹部23a和23b可以不是必须设置的。另外,凹部23a和23b的侧表面可以是曲面或倾斜表面。
壳体20是可弯曲的基材的一个例子,传感器30a可以用于各种可弯曲的基材。其上设置有传感器30a的表面不限于平面,也可以是曲面、折面、波面或类似表面。另外,基材的形状不限于平板形状,也可以是弯曲板状、弯折板状、波纹板状或类似形状。
在上述第一实施方式中,已经描述了电子设备是平板电脑的示例性情况,但是本发明不限于此,并且可以应用于各自具有诸如壳体之类的外封装体的各种电子设备。例如,第一实施方式也可应用于个人计算机、诸如智能电话的手机、电视机、远程控制器、相机、游戏机、导航***、电子书、电子词典、便携式音乐播放器,诸如智能手表或头戴显示器的可穿戴式终端、收音机、电动工具、冰箱、空调、可穿戴设备、音响、热水器、微波炉、洗碗机、洗衣机、烘干机、照明装置、玩具、医疗设备、机器人和类似电子设备。另外,所谓电动设备也包含在电子设备中。
此外,本发明不限于电子设备,并且可应用于电子设备以外的各种项目。例如,本发明适用于诸如房屋的建筑物、建筑构件、车辆、诸如桌子和书桌的家具、制造装置、分析仪器和类似项目。建筑构件的例子可以包括铺路石、墙壁材料、地砖、地板和类似项目。例如,车辆可以包括车辆(例如,汽车,摩托车和类似项目)、船舶、潜艇、铁路车辆、飞机、宇宙飞船、电梯,游乐场设备和类似项目。
<2.第二实施方式>
[2.1电器的构造]
如图17所示,在根据本发明第二实施方式的电子设备10中,传感器60a包括:传感器层61,包括布置成三行的多个节点ND;以及从传感器60a的厚度方向观察时包括分别设置在节点ND的各行之间的结构体33a和33a的结构层62。在各行节点ND与REF电极层34之间设置空间部33d。另外,REF电极层34由设置在各行节点ND之间的位置处的结构体33a支撑。感测表面30Sa设置有在传感器60a的纵向方向上延伸并且以预定间隔彼此分离的三个突出部30TP。当从传感器60a的厚度方向看时,每个突出部30TP设置在每个空间部33d与每行节点ND的重叠的位置处。
在具有上述构造的电子设备10中,当通过手指或类似部位将按压施加到感测区域30Ra时,壳体20的感测区域30Ra被弯曲。通过这样的弯曲,按压经由突出部30TP被施加到感测表面30Sa。因此,每个节点ND与REF电极层34之间的距离在施加按压的位置及其附近位移,并且每个节点ND中的电容变化。另一方面,当通过手指或类似部位将按压施加到感测区域30Ra的侧面位置时,壳体20在该位置周围弯曲。在弯曲部分延伸到感测区域30Ra的情况下,按压经由突出部30TP被施加到感测表面30Sa。在这种情况下,靠近按压的中心位置的节点ND倾向于具有距REF电极层34更短的距离,并且电容变化趋于变大。
控制器IC 12a和12b执行三行之间的节点ND中的电容变化的比较,并判断施加到感测区域30Ra和30Rb的按压。更具体地,通过比较在节点ND的行之间的方向(传感器60a的短方向)上相邻的三个节点ND上的电容变化来判断按压是否被施加到感测区域30Ra和30Rb。
[2.2按压检测操作]
以下,将参照图18A、18B和图19说明控制器IC12a中的示例性按压检测操作。
首先,在步骤S31中,当施加电子设备10的电力时,作为电子设备10的主体的主机11初始化控制器IC 12a。接着,在步骤S32中,控制器IC12a将预定的脉冲(电压)依次施加给传感器60a所包括的多个第二电极32EX,并且依次扫描第二电极32EX,由此检测节点N1至N30的电容变化(更具体而言,电容分布变化)(参见图18A和18B)。
接着,在步骤33中,控制器IC12a判断在传感器60a的短方向上彼此邻近的节点Nn,N1n,N2n(注意,n是1或更大并且10或更小的整数)的节点组中是否具有电容变化Cn、C1n、C2n(注意,Cn,C1n,C2n分别表示节点Nn、N1n和N2n的电容变化)超过阈值T的任何节点组(参照图18A和18B)。此时,可以判断构成一个节点组的节点Nn、N1n和N2n中的电容变化Cn、C1n和C2n中的是否至少一个超过阈值T,或者可以判断是否至少两个电容变化超过阈值T,或者也可以判断是否三个电容变化全部超过阈值T。
在步骤S33中控制器IC 12a判断电容变化Cn、C1n和C2n超过阈值T的情况下,控制器IC 12a在步骤S34判断被判断为超过阈值T的Cn、C1n和C2n的节点组是否满足关系式Cn<C1n并且C1n>C2n。另一方面,在步骤S33中控制器IC 12a判断为电容变化Cn、C1n、C2n未超过阈值T的情况下,处理返回到步骤S32。
在在步骤S34中控制器IC12a判断为满足关系式Cn<C1n并且C1n>C2n的情况下,在步骤S34中控制器IC12a向主机11通知检测到施加于检测区域30Ra的按压的事实。另一方面,在步骤S34中控制器IC 12a判断为不满足关系式Cn<C1n并C1n>C2n的情况下,处理返回到步骤S32。
[2.3效果]
根据第一实施方式的电子设备10在传感器60a中具有三行,并且基于在传感器60a的宽度方向上布置的构成每个节点组的节点Nn、N1n和N2n中的电容变化Cn、C1n和C2n,来判断感测区域30Ra内是否存在负载中心。因此,可以更加准确地判断感测区域30Ra内是否存在负载中心。
<3.第三实施方式>
[3.1电子设备的构造]
如图20所示,在根据本发明的第三实施方式的电子设备70中,与根据第一实施方式的电子设备10的不同之处在于在具有矩形形状的后表面10Sb的纵向方向上的端部设置有三个感测区域30Ra、71Ra和72Ra。
控制器IC 12a检测三个感测区域30Ra、71Ra和72Ra中的哪一个被施加按压,并且根据其检测结果执行操作。感测区域30Ra是大体设置在传感器30a上方的区域。感测区域71Ra和72Ra是以与感测区域30Ra的两侧邻近的方式而设置的区域。可以分别将不同的电子设备的功能分配给感测区域30Ra、71Ra和72Ra,或者可以通过使用感测区域30Ra、71Ra和72Ra执行关于菜单屏幕等的操作。
[3.2按压检测操作]
在下文中,将参照图21描述在控制器IC 12a的示例性按压检测操作。注意,从步骤S11至步骤S15的处理与第一实施方式中的相同,因此,将省略其描述。
在步骤S14中,在控制器IC 12a判断电容变化之间的差的绝对值|ΔC|不小于阈值的情况下,则控制器IC 12a在步骤S16中判断电容变化之间的差ΔC是否满足ΔC>0,具体地,差值是否是正值。
在步骤S16中,在控制器IC 12a判断满足ΔC>0的情况下,则控制器IC12A在步骤S17中通知主机11检测到施加到感测区71Ra的按压的事实。另一方面,控制器IC12a在步骤S16中判断不满足ΔC>0的情况下,则在步骤S18中,控制器IC12a通知主机11检测到施加到检测区域72Ra的按压的事实。
[3.3效果]
在第三实施方式中,可以通过使用一个传感器30a来检测施加到设置在传感器30a上方的感测区域30Ra的按压和施加到分别设置在感测区域30Ra的两侧上的感测区域71Ra和72Ra的按压。因此,与在感测区域30Ra、71Ra和72Ra的每一个中设置传感器30a的情况相比,可以更加简化电子设备70的构造。另外,可以降低电子设备70的成本。
[3.4变形例]
根据本发明的第三实施方式的电子设备70包括第二实施方式的传感器60a而不是传感器30a。
在下文中,将参照图22描述在控制器IC 12a的示例性按压检测操作。注意,从步骤S31至步骤S35的处理与在第二实施方式中的类似,因此,将省略其描述。
在步骤S34中,在控制器IC 12a判断不满足关系式Cn<C1n和C1n>C2n的情况下,则在步骤S36中控制器IC 12a判断是否满足关系式Cn>C1n>C2n。
在控制器IC12a在步骤S36中判断满足关系式Cn>C1n>C2n的情况下,则控制器IC12a在步骤S37中通知主机11检测到施加到检测区域71Ra的按压的事实。另一方面,在控制器IC 12a在步骤S36中判断不满足关系式Cn>C1n>C2n的情况下,则控制器IC 12a在步骤S38中判断是否满足关系式Cn<C1n<C2n。
在步骤S38中,在控制器IC12a判断满足关系式Cn<C1n<C2n的情况下,则控制器IC12a在步骤S39中通知主机11检测到施加到检测区域72Ra的按压的事实。另一方面,在控制器IC 12a在步骤S38中判断不满足关系式Cn<C1n<C2n的情况下,处理返回到步骤S32。
控制器IC 12a可通知主机11仅在上述感测区域30Ra、71Ra和72Ra中的一个或两个区域中的检测。在这种情况下,可以认为电子设备70仅具有上述感测区域30Ra、71Ra和72Ra中的一个或两个区域。
尽管已经具体描述了本发明中的实施方式及其变形例,但是本发明不限于上述实施方式及其变形例,并且基于本发明的技术构思可做出各种修改。
例如,在上述实施方式及其变形例中说明的构造、方法、工艺、形状、材料、数值等只不过是示例,并且可以根据需要使用与上述不同的构造、方法、工艺、形状、材料、数值等。
而且,在不脱离本发明的主旨的情况下,上述实施方式和变形例中的构造、方法、工艺、形状、材料、数值等可以彼此组合。
另外,本发明可以采用以下构造。
(1)一种输入装置,包括:
壳体;和
设置在所述壳体中的电容式传感器,
其中所述传感器包括:
具有柔性的导电层;
以面对所述导电层的方式设置的两行感测单元;和
结构体,当从所述传感器的厚度方向观察时,所述结构体设置在两行之间,并且所述结构体将所述导电层与所述两行感测单元分离。
(2)在(1)中记载的输入装置,进一步包括固定构件,所述固定构件适于将所述传感器抵靠在所述壳体上。
(3)在(1)或(2)中记载的输入装置,进一步包括:
设置在所述传感器与所述固定构件之间的支撑层;和
设置在所述固定构件与所述支撑层之间的弹性层。
(4)在(1)至(3)的任一项中记载的输入装置,进一步包括设置在所述导电层上的第一突出部和第二突出部,
其中当从所述传感器的厚度方向看时,所述第一突出部和所述第二突出部分别设置在与所述两行重叠的位置处。
(5)在(1)至(4)的任一项中记载的输入装置,其中所述结构体在所述两行之间延伸。
(6)在(1)至(5)的任一项中记载的输入装置,其中所述行与所述导电层之间的部分是空间。
(7)在(6)中记载的输入装置,其中所述空间被所述结构体分割。
(8)在(1)至(7)的任一项中记载的输入装置,进一步包括面对所述导电层并且设置在所述两行感测单元之间的一行感测单元。
(9)在(1)至(8)的任一项中记载的输入装置,其中包括所述结构体的结构层的侧部是打开的。
(10)在(1)至(9)的任一项中记载的输入装置,其中所述感测单元包括:在所述感测单元的行方向上延伸的电极线;和电极体,所述电极体以在所述传感器的厚度方向上与所述电极线重叠的方式设置,并且包括线性电极元件。
(11)在(1)至(10)的任一项中记载的输入装置,其中,
所述传感器是长片,并且
所述感测单元的所述行在传感器的纵向方向上延伸。
(12)在(1)至(11)的任一项中记载的输入装置,其中所述壳体是可弯曲的。
(13)在(1)至(12)的任一项中记载的输入装置,其中所述壳体具有容纳所述传感器的凹部。
(14)在(1)至(13)的任一项中记载的输入装置,进一步包括控制单元,所述控制单元适于基于所述感测单元中的电容变化来检测施加到所述壳体的按压。
(15)一种电容传感器,包括:
具有柔性的导电层;
以面对所述导电层的方式设置的两行感测单元;和
当从所述传感器的厚度方向观察时设置在所述两行之间的结构体,并且所述结构体将所述导电层与所述两行感测单元分离。
(16)一种电子设备,包括在(1)至(14)的任一项中记载的输入装置。
(17)一种检测方法,包括:
判断从形成多个行的感测单元输出的电容变化是否超过阈值;和
在所述电容变化超过所述阈值的情况下,基于所述电容变化来判断传感器上方的区域和所述区域外部中的哪一个被施加按压。
(18)在(17)中记载的检测方法,其中通过比较所述多行之间的电容变化来执行对按压的判断。
(19)在(17)中记载的检测方法,其中通过比较在行之间的方向上相邻的所述感测单元中的电容变化来执行对按压的判断。
(20)在(17)中记载的检测方法,其中基于行之间的电容变化的差是否超过阈值来执行对按压的判断。
附图标记列表
10 电子设备
10Sa 前表面
10Sb 后表面
11 主机
11PL 显示装置
11CM 相机模块
12a、12 控制器IC
13a、13b PCBA
14a、14b FPC
20 壳体
21 第一壳体
22 第二壳体
23a、23b 凹部
30Ra、30Rb 感应区域
30a、30b 传感器
ND 节点(传感单元)
30TP 突出部(第一突出部和第二突出部)
31b、34b 导电层
33a 结构体
33d 空间部(空间)
32EXa 电极体
32EYa 电极线
41 固定板(固定构件)
43 支撑板(支撑层)
44 弹性层

Claims (20)

1.一种输入装置,包括:
壳体;和
设置在所述壳体中的电容式传感器,
其中所述传感器包括:
具有柔性的导电层;
以面对所述导电层的方式设置的两行感测单元;和
结构体,当从所述传感器的厚度方向观察时,所述结构体设置在所述两行之间,并且所述结构体将所述导电层与所述两行感测单元分离。
2.根据权利要求1所述的输入装置,进一步包括固定构件,所述固定构件构造成将所述传感器抵靠在所述壳体上。
3.根据权利要求1所述的输入装置,进一步包括:
设置在所述传感器与所述固定构件之间的支撑层;和
设置在所述固定构件与所述支撑层之间的弹性层。
4.根据权利要求1所述的输入装置,进一步包括设置在所述导电层上的第一突出部和第二突出部,
其中当从所述传感器的厚度方向看时,所述第一突出部和所述第二突出部分别设置在与所述两行重叠的位置处。
5.根据权利要求1所述的输入装置,其中所述结构体在所述两行之间延伸。
6.根据权利要求1所述的输入装置,其中所述行与所述导电层之间的部分是空间。
7.根据权利要求6所述的输入装置,其中所述空间被所述结构体分割。
8.根据权利要求1所述的输入装置,进一步包括面对所述导电层并且设置在所述两行感测单元之间的一行感测单元。
9.根据权利要求1所述的输入装置,其中包括所述结构体的结构层的侧部是打开的。
10.根据权利要求1所述的输入装置,其中所述感测单元包括:在所述感测单元的行方向上延伸的电极线;和电极体,所述电极体以在所述传感器的厚度方向上与所述电极线重叠的方式设置,并且包括线性电极元件。
11.根据权利要求1所述的输入装置,其中,
所述传感器是长片,并且
所述感测单元的所述行在传感器的纵向方向上延伸。
12.根据权利要求1所述的输入装置,其中所述壳体是可弯曲的。
13.根据权利要求1所述的输入装置,其中所述壳体具有容纳所述传感器的凹部。
14.根据权利要求1所述的输入装置,进一步包括控制单元,所述控制单元被构造为基于所述感测单元中的电容变化来检测施加到所述壳体的按压。
15.一种电容传感器,包括:
具有柔性的导电层;
以面对所述导电层的方式设置的两行感测单元;和
当从所述传感器的厚度方向观察时设置在所述两行之间的结构体,并且所述结构体将所述导电层与所述两行感测单元分离。
16.一种电子设备,包括:
壳体;和
设置在所述壳体中的电容式传感器,
其中所述传感器包括:
具有柔性的导电层;
以面对所述导电层的方式设置的两行感测单元;和
当从所述传感器的厚度方向观察时设置在所述两行之间的结构体,并且所述结构体将所述导电层与所述两行感测单元分离。
17.一种检测方法,包括:
判断从形成为多行的感测单元输出的电容变化是否超过阈值;和
在所述电容变化超过所述阈值的情况下,基于所述电容变化来判断所述传感器上方的区域和所述区域外部中的哪一个被施加按压。
18.根据权利要求17所述的检测方法,其中通过比较所述多行之间的电容变化来执行对按压的判断。
19.根据权利要求17所述的检测方法,其中通过比较在行之间的方向上相邻的所述感测单元中的电容变化来执行对按压的判断。
20.根据权利要求17所述的检测方法,其中基于行之间的所述电容变化的差是否超过阈值来执行对按压的判断。
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