CN103294301A - 传感器装置、输入装置、电子设备及信息处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传感器装置、输入装置、电子设备及信息处理方法。该传感器装置包括电容元件和输入操作单元。电容元件具有第一表面并被配置为通过将操作元件接近第一表面来改变其电容。输入操作单元具有在其上接收操作元件的操作的第二表面,并被配置为允许与第二表面接触的操作元件向第一表面移动。
Description
技术领域
本公开涉及包括电容元件的传感器装置、输入装置、电子设备以及信息处理方法。
背景技术
众所周知,包括电容元件的触摸型输入装置是用于电子设备的输入装置。例如,日本专利申请公开第2011-197991号公开了不仅能够检测操作元件的触摸操作还可以检测其按压操作的输入装置。
发明内容
然而,在日本专利申请公开第2011-197991号中所公开的技术中,所采用的检测操作元件的按压操作的配置独立于检测是否进行了操作元件的触摸操作的配置。因此,在上面的技术中,输入装置的整体配置很复杂。
考虑到如上所述的情况,最好提供一种具有简单配置并能够检测操作元件的触摸操作和按压操作的传感器装置、输入装置和电子设备。
根据本公开的实施方式,提出了一种包括电容元件和输入操作单元的传感器装置。
电容元件具有第一表面并被配置为通过将操作元件接近第一表面来改变其电容。输入操作单元布置在第一表面上。输入操作单元具有在其上接收操作元件的操作的第二表面,并被配置为允许与第二表面接触的操作元件向第一表面移动。
用这种配置,传感器装置使得电容元件在操作元件在输入操作单元上所作出的触摸操作和按压操作之间具有不同的电容变化量。
第二表面可包括多个凹部。
用这种配置,由于在输入操作单元上用操作元件所进行的按压操作,操作元件弹性变形并进入凹部,从而接近电容元件。
第二表面可由弹性材料形成。
用这种配置,由于在输入操作单元上用操作元件所进行的按压操作,操作元件弹性变形并进入凹部,并且弹性材料变形。因此,操作元件接近电容元件。
输入操作单元可包括形成第二表面的弹性体。
用这种配置,由于在输入操作单元上用操作元件所进行的按压操作,弹性体变形。因此,操作元件接近电容元件。
输入操作单元可被布置在第一表面和第二表面之间,并还包括被配置为以弹性可变形的方式支持弹性体的支持部。
用这种配置,由于在输入操作单元上用操作元件所进行的按压操作,弹性体变形。因此,操作元件接近电容元件。
根据本公开的另一个实施方式,提出了一种至少包括一个传感器和控制器的输入装置。
该至少一个传感器包括电容元件和输入操作单元。电容元件具有第一表面并被配置为通过将操作元件接近第一表面改变其电容。输入操作单元被布置在所述第一表面上。输入操作单元具有在其上接收操作元件的操作的第二表面,并被配置为允许与第二表面接触的操作元件向第一表面移动。控制器包括:判定单元,被配置为基于所述电容元件的电容的改变,判定第一状态以及从第一状态向第二状态的改变,第一状态是操作元件与第二表面接触的状态,第二状态是操作元件按压第二表面的状态。
用这种配置,在输入装置中,控制器的判定单元能基于电容元件的电容的变化量判定用操作元件在输入操作单元所进行的触摸操作和按压操作。
判定单元可被配置为当电容元件的电容变化量等于或大于第一阈值时判定为第一状态,而当电容变化量等于或大于第二阈值时判定为第二状态,第二阈值大于第一阈值。
用这种配置,判定单元可利用第一阈值和第二阈值容易地区分操作元件的触摸操作和按压操作。
该至少一个传感器可包括多个传感器,并且所述多个传感器可包括分别具有不同的第二阈值的多个传感器。
用这种配置,对于每个传感器,可改变在按压操作时的所谓的“按键权重(key weight)”。
输入装置可进一步包括被配置为存储对于至少一个传感器来说唯一的第一阈值和第二阈值的数据的存储器。控制器可被配置为控制存储器以能够响应外部的指令而改变存储于存储器中的数据。
用这种配置,每个传感器关于触摸操作和按压操作的检测灵敏度可被改变。
控制器可进一步包括:信号生成单元,被配置为生成在第一状态和第二状态之间不同的操作信号。
用这种配置,控制器可使输出装置进行在输入操作单元上用操作元件所进行的触摸操作和按压操作间不同的动作。
该至少一个传感器可包括多个传感器,多个传感器可包括关于操作元件的接近分别具有不同电容元件检测灵敏度的多个传感器。
进一步地,所述多个传感器可包括分别具有不同数量的电容元件的多个传感器。
用这种配置,多个传感器中的每一个传感器可基于在输入装置上的传感器的布置等来调整关于操作元件的触摸和按压操作的检测灵敏度。
根据本公开的另一个实施方式,提出了一种电子设备,包括至少一个传感器、控制器、处理装置和输出装置。
该至少一个传感器包括电容元件和输入操作单元。电容元件具有第一表面并被配置为通过操作元件接近第一表面来改变其电容。输入操作单元被布置在第一表面上。输入操作单元具有其上接收操作元件的操作的第二表面并被配置为允许与第二表面接触的操作元件向第一表面移动。控制器包括判定单元和信号生成单元。判定单元被配置为基于电容元件电容的改变判定第一状态以及从第一状态到第二状态的改变,第一状态是其中操作元件与第二表面接触的状态,第二状态是其中操作元件按压第二表面的状态。信号生成单元被配置为生成在第一状态和第二状态之间不同的操作信号。处理装置被配置为基于操作信号生成命令信号。输出装置被配置为基于命令信号进行输出。
用这种配置,在输入装置中,使得输出装置可以进行在用操作元件在输入操作单元上所进行的触摸操作和按压操作之间的不同的动作。
输出装置可包括被配置为基于命令信号显示图像的显示装置。
用这种配置,电子设备可使得输入装置生成操作信号并通过操作信号使得显示装置显示基于命令信号的图像。
控制器可被配置为当电容元件的电容变化量等于或大于第一阈值并小于第二阈值时,判定为第一状态;当电容变化量等于或大于第二阈值时,判定为第二状态。
用这种配置,可判定每个传感器处于第一状态还是处于第二状态。
在电子装置中,所述至少一个传感器可包括多个传感器。电子设备还可包括:存储器,被配置为存储关于第一阈值和第二阈值的数据,第一阈值和第二阈值对于多个传感器中的每一个是唯一的。控制器可被配置为控制存储器以能够响应来自外部的指令而改变存储在存储器内的数据。
根据本公开的另一实施方式,提出了一种使用包括至少一个传感器的电子设备的信息处理方法,其中至少一个传感器包括具有第一表面并被配置为通过操作元件接近第一表面来改变其电容的电容元件,输入操作单元被布置在第一表面,输入操作单元具有其上接收操作元件操作的第二表面,并被配置为允许接触第二表面的操作元件向第一表面移动,信息处理方法包括:当电容变化量等于或大于第一阈值时,判定为其中操作元件接触第二表面的第一状态;当电容变化量等于或大于比第一阈值大的第二阈值时,判定为其中操作元件按压第二表面的第二状态。
信息处理方法可进一步包括:基于用户的操作,从判定第一状态和第二状态的输入操作模式切换到改变第二阈值的改变模式。
此外,至少一个传感器可包括多个传感器,切换到改变模式可包括将一部分传感器的第二阈值改变为不同于其他传感器的第二阈值的值。
此外,改变第二阈值可包括接收一部分传感器的第二阈值的输入并基于输入指令值改变第二阈值。
如上文所述,根据本公开,可以提供具有简单配置并包括能够检测操作元件的触摸和按压的电容元件的传感器装置、输入装置和电子设备,并提供信息处理方法。
根据以下对如附图所示的具体实施方式的详述,本公开的这些和其他目标、特征和优点将更加明显。
附图说明
图1是根据本公开第一实施方式的输入装置的透视图;
图2A到图2C是输入装置沿图1所示的A-A`线的截面图;
图3是包括图1所示的输入装置的电子设备的框图;
图4A到图4E是示出图1所示的输入操作单元的变形例的图;
图5A到图5J是示出图1中所示的输入操作单元的变形例的图;
图6A到图6C是示出图1中所示的制造输入操作单元的方法的图;
图7A到图7C是示出制造输入操作单元的方法的变形例的图;
图8A到图8C是示出制造输入操作单元的方法的变形例的图;
图9是示出图1所示的输入装置的电极配置的图;
图10是示出输入装置的电极配置的变形例的图;
图11是示出图1中所示的输入装置的输出信号的示例的图;
图12是图1所示的输入装置的电容变化速度的说明图;
图13是示出图1所示的输入装置示例的平面图;
图14是示出输入装置的电极配置的变形例的图;
图15是示出了包括图1所示输入装置的个人计算机的配置的示意图;
图16是示出了图15所示的个人计算机的配置的示意图;
图17是示出了图15所示的个人计算机的配置的示意图;
图18是示出了图15所示的个人计算机的配置的示意图;
图19A和图19B是分别示出包括图1所示的输入装置的便携终端设备的配置的示意图;
图20是示出包括图1所示的输入装置的成像设备的配置的示意图;
图21A和图21B是分别示出包括图1中所示的输入装置的便携音乐播放器配置的示意图;
图22A和图22B是分别示出包括图1中所示的输入装置的远程控制器的配置的示意图;
图23A和图23B是分别示出包括图1中的输入装置的头载显示器的配置的示意图,并示出其中用户的手指未接近输入操作单元的初始状态;
图24A和图24B是分别示出包括图1中所示的输入装置的头载显示器的配置,并示出其中用户进行触摸操作的状态的示意图;
图25A和图25B是分别示出包括图1所示的输入装置的头载显示器的配置,并示出其中用户进行按压操作的状态的示意图;
图26A到图26C是根据本公开第二实施方式的输入装置的截面图;
图27A到图27B是图26A到图26C所示的输入操作单元的放大截面图;
图28A到图28C是根据本公开的第三实施方式的输入装置的截面图;
图29A到图29C是根据本公开第四实施方式的输入装置的截面图;
图30是根据本公开第五实施方式的输入装置的框图;
图31是图30所示的输入装置的部分截面图;
图32是示出图30所示的电容元件的制造示例的示意截面图;
图33是示出图30的所示的电容元件制造示例的示意截面图;
图34是示出图30所示的输入操作单元的制造示例的示意性截面图;
图35是图30所示的输入装置的平面图,仅示出电容元件的配线图案;
图36是示出图30所示的第一电极的配置的平面图;
图37是示出图30所示的第二电极的配置的平面图;
图38A和图38B是用于描述图36和图37所示的第一和第二电极的作用的图,其示出根据第五实施方式的第一和第二电极的配置示例。
图39A和图39B是用于描述图36和图37所示的第一和第二电极的作用的图,其示出了根据相关技术的第一和第二电极的配置示例;
图40A到图40P是分别示出图36所示的第一电极的变形例的图;
图41是图30所示的输入装置的操作示例的流程图;
图42是图30所示传感器中的包括两个电容元件的传感器的示意性俯视图;
图43是根据本公开的第六实施方式的输入装置的框图;
图44是示出图43所示的传感器配置的示意截面图;
图45是其上放置金属板的传感器的示意截面图,用于说明检测图43所示的电容元件的电容变化的灵敏度的方法。
图46是示出图43所示的电容元件的电容变化量的表格的示例;
图47是示出其中图43所示的传感器包括四个电容元件的情况中电容元件的布置的示意平面图;
图48是示出图47中所示的相关电容元件的阈值设定的数据示例的图;
图49A和图49B是输入装置的示意截面图,用于描述阈值数据的设定示例;
图50A和图50B是分别示出图49A和49B中所示的传感器的电容元件的灵敏度评价值的数据示例的图,该灵敏度评价值基于由初始电容的电容变化量。
图51是根据本公开的第七实施方式的电子设备的框图;
图52是示出在图51中所示的电子设备的监视器上显示的阈值设定图像的示例的图;
图53是示出图52中所示的阈值设定图像的示例的图,其中改变前的灵敏度评价值被显示在预定的单元格(cell)中;
图54示出了图52中所示的阈值设定图像的示例,其中,改变后的灵敏度评价值被显示在预定的单元格中;
图55是示出用作图51所示的电子设备的输入装置和平板终端的配置示例示意图;
图56是示出用作图51所示的电子设备的输入装置和平板终端的配置示例示意图;
图57是示出用作图51所示的电子设备的输入装置和平板终端的配置示例示意图;
图58A和图58B是分别示出图30所示的输入装置的变形例的图,其示出了第一电极的配置示例;以及
图59A到图59C是分别示出图30所示的输入装置的变形例的图,其示出了第二电极的配置示例。
具体实施方式
下文中,将参照附图描述本公开的实施方式。附图示出了彼此正交的X轴、Y轴和Z轴。这些轴在下面的实施方式中是共同的。
(第一实施方式)
(整体配置)
图1是根据本公开的第一实施方式的输入装置1的透视图。图2A到2C是输入装置1沿图1所示的A-A`线的局部截面图。图3是包括输入装置1的电子设备z的框图。
输入装置1被形成为具有平板形并包括电容元件11和输入操作单元14。电容元件11和输入操作单元14组成了互电容系统中的电容传感器装置。输入操作单元14接收诸如手指这样的操作元件(operating element)的操作。下文中,手指被用作操作元件的示例。电容元件11的电容由于手指的接近而变化,其与用手指在输入操作单元14上所作出的触摸操作和按压操作相关。
输入装置1包括控制器c,并且控制器c包括判定单元c1和信号生成单元c2。判定单元c1基于根据参照电容的电容元件11的电容变化量判定在输入操作单元14上进行了什么操作。信号生成单元c2基于判定单元c1的判定生成操作信号。
图3所示的电子设备z包括处理装置p和输出装置o。处理装置p基于输入装置1的信号生成单元c2所生成的操作信号进行处理。输出装置o通过处理装置p进行操作。
(输入装置)
如图2A到2C所示,电容元件11具有其上形成输入操作单元14的第一表面11a、X电极12、以及Y电极13。X电极12被布置得比Y电极13更靠近第一表面11a(在Z轴方向的上侧)。
电容元件11具有多个基材的叠层结构,多个基材包括形成X电极12的基板和形成Y电极13的基板。形成基材的材料的例子包括PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PI(聚酰亚胺)、PC(聚碳酸酯)等构成的塑料材料。
输入操作单元14由均匀厚度的片材形成并被弯折以具有预定的图案。输入操作单元14具有位于电容元件11的第一表面11a的相反侧的第二表面并接收手指f的操作。输入操作单元14的第二表面由凹部14b和凸部14c组成。凹部14b均相对于突出部14c形成高度差(difference inlevel),在Z轴方向上朝向电容元件11形成该高度差。
形成输入操作单元14的凹部14b的部分与电容元件11的第一表面11a接触。同时,形成输入操作元件14的凸部14c的部分中的每一个均在电容元件11的第一表面11a与每个凸部14c之间形成空间14a。
输入操作单元14由即使当接收到手指f操作时仍不轻易变形的绝缘材料形成。这种材料的例子包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅树脂、聚乙烯、聚丙烯、压克力(acrylic)、聚碳酸酯和橡胶材料。输入操作单元14由例如膜、模塑体、或由上述材料制成的织物形成。
图2B示出了输入操作单元14接收到手指f的触摸操作的触摸状态(第一状态)。在触摸状态中,手指f在输入操作单元14上并不充分地用力。应注意触摸状态包括手指f在输入操作单元14上用少量的力的状态以及手指f接近输入操作单元14的状态。由于作为导体的手指f的影响,在图2B所示的触摸状态中的电容元件11的电容被减少为低于在图2A中所示的手指f没有影响的状态下的电容元件11的电容。
图2C示出了输入操作单元14接收到手指f按压操作的按压状态(第二状态)。在图2C所示的按压状态中,手指f在Z轴方向从图2B所示的触摸状态按压向输入操作单元14,并在之后变形以进入凹部14b。具体地,在按压状态中的手指f比在触摸状态中更接近于电容元件11。因此,图2C中所示的在按压状态下的电容元件11的电容进一步减少得比图2B所示的触摸状态下的电容元件11的电容更低。
应注意输入装置1可具有能够在第一模式和第二模式之间切换的配置,在第一模式中输入装置1在触摸状态操作而并不在按压状态下操作,而在第二模式中输入装置1在按压状态下操作而并不在触摸状态下操作。在这种情况中,例如,用于改变第一模式和第二模式的选择器开关可被设置在输入装置1或处理装置p。
(输入操作单元)
当触摸状态变为按压状态时电容变化量取决于Z轴方向上手指f进入凹部14b的深度。为了判定单元c1(见图3)判定按压状态或触摸状态,电容变化量必须足够大。因此,在Z轴方向上相对于凸部14c的凹部14b的深度最好等于或大于预定深度。另一方面,考虑到对于输入装置1的薄化的要求,最好在Z轴方向上相对于凸部14c的凹部14b的深度不超过1mm。在本实施方式中,Z轴方向上相对于凸部14c的凹部14b的深度被设为100μm到300μm的范围。进一步地,凸部14c之间的间隔(在X轴方向和Y轴方向上的各个凸部14b的长度)最好约10倍于Z轴方向上相对于凹部14c的凸部14b的深度。
除了图2A到2C所示的凸部14c以规则间隔连续形成凹凸形以外,输入操作单元14的形状还可以是任何其他凹凸形。例如,输入操作单元14的形状可以是图4A所示的凸部间隔在X轴方向上不同的凹凸形、图4B所示的各个凸部具有向凹部底部膨胀的锥形的凹凸形、图4C所示的凸部的高度不同的凹凸形、图4D所示的凸部由弯曲表面形成的凹凸形、图4E所示形成多级凸部的凹凸形中的任意一个。
在输入操作单元14的X-Y平面上的凹凸图案不限于如图1所示的其中布置立方体的图案,而可以是任意其他图案。例如,图5A到5J中所示的其中黑色部分对应凸部、白色部分对应凹部的形状中的每一个可用作形成包括这样的形状连续布置的图案的单元。
具体地,上述的形状可以是图5A所示包括矩形壁部和形成在壁部内四个角处的四个柱形部的形状、图5B所示的包括矩形第一壁部和内部的沿第一壁部的相对的两侧形成的两个第二壁部的形状、图5C所示的其中图5B的在纵向方向延伸的第二壁部的两端与第一壁部连续的形状。进一步地,上述的形状可以是图5D所示的多个孔被形成在矩形块部中的形状,图5E所示的多个多角形凹部被形成于矩形块部内的形状。此外,上述的形状可以是如图5F所示包括彼此以规则间隔平行形成的壁部的形状,图5G所示的包括以规则间隔形成的柱形部的形状。另外,上述的形状可以是图5H所示包括浮雕字符的形状、图5I所示的包括平坦壁部的形状、以及如图5J所示的包括多角形壁部的形状。
输入操作单元14可具有上述图案的凸部和凹部相反的形状。
(制造输入操作单元的方法)
图6A到6C是示出根据本实施方式制造输入装置1的输入操作单元14的方法的图。如图6A所示,首先准备好形成输入操作单元14的片状的树脂R1。如图6B所示,树脂R1被内置在具有预定凹入图案的上模100a和具有与上模100a啮合的凸出图案的下模100b之间,以便树脂R1在加热的状态下冲压成型。之后,如图6C所示,从上模100a和下模100b中释放出树脂R1以获得输入操作单元14。
图7A到7C是示出制造输入操作单元的方法的变形例的图。如图7A所示,UV(紫外线)树脂R2首先被放置在透明板T上。固体片材或液体UV固化材料可用作树脂R2。如图7B所示,使用具有预定的凹凸图案的辊型模具101,模具101的凹凸图案被转印到UV树脂R2,从透明板T侧对UV树脂R2进行UV照射以固化。如图7C所示,将UV树脂R2从透明板T分离以得到输入操作单元114。
图8A到8C还是示出制造输入操作单元方法的变形例的图。如图8A所示,首先准备好具有预定形状的注射成型模102。如图8B所示,将熔化状态下的热塑性树脂R3从注入端口102a注入模102,从而进行树脂R3的注射成型。如图8C所示,使树脂R3从注射成型模102脱模以获得输入操作单元214。
(电容元件的电极的配置)
图9是从Z轴方向看的输入装置1的平面图,仅示出了电容元件11中的X电极12和Y电极13。X电极12和Y电极13以所谓交叉矩阵形式形成。输入装置1包括在输入装置1的Y轴方向上的整个范围上延伸的n列X电极12和在输入装置1的X轴方向上的整个范围上延伸的m行Y电极13。X电极12被布置在输入装置1的X轴方向上的整个范围上,Y电极13被布置在输入装置1的Y轴方向上的整个范围上。应注意电极可不一定以规则间隔布置,布置上的间距可根据相应的按键位置进行改变。
在输入装置1中,图2A到图2C中示出的电容元件11被形成在X电极12和Y电极13彼此交叉的位置处。因此,输入装置1包括n*m个电容元件11。在输入装置分别包括具有相同面积的输入操作单元14的情况中,具有更大的n和m值的输入装置在X-Y平面上具有更高密度的电容元件11,并因此可更准确地检测操作位置。
应注意,根据本实施方式的输入装置1采用互电容系统,但在并不同时在多个位置对输入操作单元14进行操作的单触摸系统的情况下,而不是在多触摸系统的情况中,可采用自电容系统。
图10是示出采用自电容系统的情况的电极配置的图。X电极12a和Y电极13a是被布置为在Z轴上互不重叠的菱形电极。X电极12a形成在Y轴方向上延伸的n列,Y电极13a形成在X轴方向上延伸的m行。应注意在对于输入装置1采用自电容系统的情况中,图2B所示的触摸状态中的电容元件11的电容高于在图2A中所示的状态中的电容元件11的电容,在图2C所示的按压状态中的电容元件11的电容高于在图2B中所示的触摸状态中的电容元件11的电容。
(控制器)
控制器c一般包括CPU(中央处理单元)或MPU(微处理单元)。在本实施方式中,控制器c包括判定单元c1和信号生成单元c2,并根据存储在存储器中的程序(未示出)执行多种功能。判定单元c1基于输出自电容元件11的电信号判定输入操作单元14的状态。信号生成单元c2基于判定单元c1的判定结果生成操作信号。进一步地,控制器c包括用于驱动输入装置1的驱动电路。驱动电路以预定的时间间隔输出驱动信号至电容元件11中的每一个。控制器c还包括输出判定电路,该输出判定电路处理来自电容元件11中每一个元件关于驱动信号的输出,并判定来自用户所操作的输入装置1的输入操作。
图11是示出来自电容元件11的输出信号的示例的图。沿图11的X轴示出的条(bar)分别代表基于由每个X电极12形成的任意电容元件11的参考电容的电容变化量。沿图11的Y轴示出的条分别代表基于由每个Y电极13形成的电容性电极11的参考电容的电容变化量。这里,参考电容指图2A所示状态中电容元件11的电容,该电容不受手指f的影响。条被分为图2B所示的触摸状态(由“T”标示)和图2C所示的按压状态(由“P”标示)。
图3所示的控制器c的判定单元c1基于从X电极12和Y电极13获得的电容变化量计算手指f在输入操作单元14上的操作位置在X轴方向和Y轴方向的坐标。具体地,在图11中,判定单元c1基于由X电极12(X1、X2、X3、X4)形成的电容元件11的电容变化量的比率计算手指f的操作位置的X坐标,并基于由Y电极13(Y1、Y2、Y3、Y4)形成的电容元件11的电容变化量的比率计算手指f的操作位置的Y坐标。因此,判定单元c1向信号生成单元c2输出在输入操作单元14的操作位置的坐标(见图3)。
判定单元c1可使用由X电极12或Y电极13形成的电容元件11的电容变化量的最大值作为指示图2B所示的触摸状态或如2C所示的按压状态的评价值。
进一步地,判定单元c1可使用由X电极12形成的电容元件11的电容变化量的组合值(下文中,被称为X组合值,该值是图11中沿X轴所示的各个条的值的组合值(combined value))。代替X组合值,判定单元c1可使用由Y电极13形成的电容元件11的电容变化量的组合值(下文中,被称为Y组合值,该值是图11中沿Y轴所示的各个条的值的组合值)。可选地,代替X组合值或Y组合值,判定单元c1可使用通过进一步组合X组合值和Y组合值而获得的值。
具体地,在判定单元c1中设置第一阈值和大于第一阈值的第二阈值。当评价值等于或大于第一阈值并小于第二阈值时判定单元c1判定为触摸状态,当评价值等于或大于第二阈值时判定单元c1判定为按压状态。之后,判定单元c1向信号生成单元c2输出判定结果(见图3)。
在判定单元c1中可对第一阈值和第二阈值设定任何值。例如,第一阈值和第二阈值对于诸如女性和儿童这样手指力量弱的用户可设为小值,或对于手指力量强的用户可设为大值。在大手指用户情况中,与输入操作单元14接触的手指面积比小手指用户大。在这种情况中,在触摸状态和按压状态中增加了电容元件11的电容变化量。因此,对于大手指用户,可设定大的第一阈值和第二阈值。
附带地,判定单元c1以预定的时间段Ts(一般,15毫秒或20毫秒)的间隔读取电容元件11的电容变化量。在手指f在输入操作单元14上的操作以Ts以上的预定的时间段继续的情况中,判定单元c1可以读取准确的电容变化量。另一方面,对于读取手指f在输入操作单元14上短时间操作,判定单元c1难以读取准确的电容变化量。
特别地,在输入装置1用作个人计算机键盘的情况中,轻放在输入操作单元14上的手指f按压进与输入操作单元14的按键对应的部分。因此,如果判定单元c1难以准确地判定触摸状态或按压状态,将经常出现打字错误。此外,用于个人计算机的键盘最好能够每秒输入10个字符。因此,为了读取准确的电容变化量,判定单元c1的读取速度是不够的。
图12是示出手指f和电容元件11之间的距离d的时间变化(图12的上部)和由判定单元c1读取的电容元件11的电容变化量的值δ的时间变化(图12的下部)的曲线图。时间轴t在图12的两个部分中是共同的。图12的垂直实线之间的间隔对应上述的判定单元c1读取电容变化量的时间间隔。进一步地,图12的下部中,上面提到的电容变化量的第二阈值由虚线示出。
在图12的上部,形成两个波谷,输入装置1在图12所示的时间段中两次被置于按压状态。判定单元c1检测到读取值δ超过第二阈值的第一个按压状态。另一方面,在第二个按压状态中,实际电容变化量的最大值超过第二阈值,但在判定单元c1中的电容变化量的读取值δ并未超过第二阈值。这是因为手指f在输入操作单元14上进行了短时操作,电容变化量在判定单元c1读取电容变化量的两个计时(彼此相邻的垂直实线)之间达到最大。
为了防止判定单元c1在这种状态下判定触摸状态或按压状态失败,判定单元c1基于连续获得的电容变化量的两个读取值δ计算电容变化速度V。
判定单元c1通过下面的表达式计算电容变化速度V,该表达式使用例如电容变化量的读取值δ中连续的第N次和第N+1次的读取值δ(N)和读取值δ(N+1)、以及上面提到的预定的时间段Ts。
V=[δ(N+1)-δ(N)]/Ts
对于判定单元c1,设定第三阈值和大于第三阈值的第四阈值。判定单元c1在电容变化速度V等于或大于第三阈值并小于第四阈值时判定触摸状态,并且在电容变化速度V等于或大于第四阈值时判定按压状态。
用这样的配置,在输入装置1中,当手指f在输入操作单元14上进行短时操作时也可精确地判定触摸状态或按压状态。像第一阈值和第二阈值的情况那样,在判定单元c1中可设定任意值作为第三阈值和第四阈值。
以这种方式,在根据本实施方式的输入装置1中,判定单元c1可准确地判定触摸状态或按压状态。
根据来自判定单元c1的输出信号,信号生成单元c2生成操作信号。具体地,信号生成单元c2生成在触摸状态和按压状态之间不同的操作信号。
如上所述,根据本实施方式的输入装置1没有机械结构,因此具有长的使用寿命和良好的防水性。
(电子设备)
(个人计算机)
将描述根据本实施方式的输入装置1被应用至个人计算机的示例。图13是输入装置1的俯视图。在输入操作单元14上以与通常使用的个人计算机的键盘的按键相似的按键布置画出字符或图案。
在此示例中,图9所示的电极的配置可被改变为图14的电极配置。在图14所示的电极配置中,X电极12b和Y电极13b被布置为使电容元件11对应各个按键。用这种配置,判定单元c1精确地判定所操作的按键的位置。
图15到图18是分别示出包括根据本实施方式的输入装置1和作为输出装置o的显示装置o1(见图3)的作为电子设备z(见图3)的个人计算机z1配置的示意图。个人计算机z1包括处理装置p(未示出)(见图3)。
在桌面型个人计算机z1的情况中,输入装置1被配置为独立于作为处理装置p的主体和显示装置o1。主体和显示装置o1可被整体或单独配置。此外,输入装置1可通过电缆或无线电波连接至主体和显示装置o1。
另一方面,在笔记本型个人计算机z1的情况中,输入装置1、处理装置p、以及显示装置o1可被整体配置。在这种情况中,输入装置1的控制器c还可作为处理装置p。
将对图15进行描述。当用手指进行向对应输入操作单元14的各个按键的X轴(第一轴)坐标和Y轴(第二轴)坐标位置施加按压力的按压操作时,输入装置1的判定单元c1判定该按键的位置被置于按压状态并向输入装置1的信号生成单元c2输出判定结果。因此,信号生成单元c2对应被置于按压状态位置处的按键的字符或图案生成用于显示的操作信号,并输出操作信号至处理装置p。处理装置p基于操作信号生成命令信号,显示装置o1基于命令信号显示图像。这样,可以与通用个人计算机的键盘相似地使用输入装置1。
下面,将对图16进行描述。当用与输入操作单元14接触的手指f进行在输入操作单元14上移动的触摸操作时,输入装置1的判定单元c1判定对应手指f移动轨迹的位置被置于触摸状态,并向输入装置1的信号生成单元c2输出判定结果。因此,信号生成单元c2基于手指f的移动轨迹生成用于移动指针p的操作信号,并向处理装置p输出操作信号。处理装置p基于操作信号生成命令信号,显示装置o1基于命令信号移动指针p。这样,在输入装置1中,指针可如用于通用个人计算机的鼠标或触控板的情况中那样被直观地移动。
此外,当输入操作单元14接收到在显示装置o1中指针p在图标(未示出)上的状态中按压操作时,输入装置1的判定单元c1判定输入操作14被置于按压状态,并向输入装置1的信号生成单元c2输出判定结果。因此,信号生成单元c2生成操作信号,用该操作信号,图标被置于被选择状态,并向处理装置p输出操作信号。处理装置p基于操作信号生成命令信号,显示装置o1基于命令信号将图标置于被选状态。以这种方式,输入装置1具有对应用于通用个人计算机的鼠标或触控板的点击或轻拍的功能。
此外,当输入操作单元14在显示装置o1中指针p在图标上的状态中连续两次接收到按压操作,输入装置1的判定单元c1判定输入操作14连续两次被置于短时间按压状态,并向输入装置1的信号生成单元c2输出判定结果。因此,信号生成单元c2生成用于打开图标的操作信号,并向处理装置p输出操作信号,处理装置p基于操作信号生成命令信号,显示装置o1基于命令信号打开图标。以这种方式,输入装置1具有对应用于通用个人计算机的鼠标或触控屏的双击或双轻拍的功能。
接着,将对图17进行描述。当用与输入操作单元14接触的手指f做出在短时间内在输入操作单元14上快速移动的触摸操作(也被称为“划动操作(swipe operation)”或“拂动操作(flick operation)”)时,输入装置1的判定单元c1检测触摸状态下的操作位置的移动方向并输出检测结果至输入装置1的信号生成单元c2。因此,信号生成单元c2基于操作位置的移动方向生成用于移动图像的操作信号,并向处理装置p输出操作信号。处理装置p基于操作信号生成命令信号,显示装置o1基于命令信号移动图像。此外,输入装置1可通过相似的操作进行显示在显示装置o1上的电子书的翻页的操作。此外,输入装置1还可以通过相似的操作进行将显示在显示装置o1上的屏幕改变为另一屏幕的操作。
接着,将对图18进行描述。当在输入操作单元14上做出将与输入操作单元14接触的两个手指f彼此分开的触摸操作(也称为“扩大操作(pinch-out operation)”),输入装置1的判定单元c1检测到触摸状态下的操作位置彼此分开移动并输出检测结果至输入装置1的信号生成单元c2。因此,信号生成单元c2生成用于放大图像的操作信号,并向处理装置p输出操作信号。处理装置p基于操作信号生成命令信号,显示装置o1基于命令信号放大图像。
相似地,当在输入操作单元14上做出将与输入操作单元14接触的两个手指f靠近的触摸操作(也被称为“收拢操作”),输入装置1的判定单元c1检测到触摸状态下的操作位置彼此接近移动,并输出检测结果至输入装置1的信号生成单元c2。因此,信号生成单元c2生成用于缩小图像的操作信号,并向处理装置p输出操作信号。处理装置p基于操作信号生成命令信号,显示装置o1基于命令信号缩小图像。
如上所述,根据本实施方式的输入装置1具有个人计算机z1中的键盘的功能和指针装置(pointing device)的功能。输入装置1可被配置能在用作键盘的模式和用作指针装置的模式之间切换。在这种情况中,例如,模式选择器开关可被设置于输入装置1或处理装置p。
在上文中,已描述了个人计算机z1中的输入装置1的功能示例。但输入装置1可实现诸如键盘、鼠标、触控板以及触摸屏这样的通用输入装置的任何功能。例如,显示在显示装置o1上的文档或浏览器可通过类似于上述的通用输入装置中进行的操作被滚动翻页。
(便携终端设备)
将对根据本实施方式的输入装置1应用于便携终端设备的示例进行描述。
图19A和图19B是分别示出包括根据本实施方式的输入装置1和作为输出装置o(见图3)的显示装置o2的作为电子设备z(见图3)的便携终端设备z2的配置的示意图。便携终端设备z2可包括处理装置p(未示出)(见图3)。输入装置1的控制器c还可作为处理装置p,或显示装置o2可包括处理装置p。
以类似于通用便携终端设备的按键布置在输入操作单元14上画出字符或图案。输入装置1和显示装置o2可被整体配置或独立配置。此外,便携终端装置z2可被配置为可折叠的以使输入装置1的输入操作单元14和显示装置o2的显示屏幕彼此靠近。
将对图19A给出描述。当用手指进行向对应于输入操作单元14的各个按键的位置施加按压力的按压操作时,输入装置1的判定单元c1判定按键的位置被置于按压状态并向输入装置1的信号生成单元c2输出判定结果。因此,信号生成单元c2对应被置于按压状态位置处的按键的字符或图案生成用于显示的操作信号,并输出操作信号至处理装置p。处理装置p基于操作信号生成命令信号,显示装置o2基于命令信号显示图像。以这种方式,可以与通用便携终端设备的数字键区相似地使用输入装置1。
下面,将对图19B给出描述。当用与输入操作单元14接触的手指f进行在输入操作单元14上移动的触摸操作时,输入装置1的判定单元c1判定对应手指f移动轨迹的位置被置于触摸状态,并向输入装置1的信号生成单元c2输出判定结果。因此,信号生成单元c2基于手指f的移动轨迹生成用于移动指针p的操作信号,并向处理装置p输出操作信号。处理装置p基于操作信号生成命令信号,显示装置o2基于命令信号移动指针p。以这种方式,在输入装置1中,指针可被直观地移动。
在上文中,已描述了便携终端设备z2中的输入装置1的功能示例,但输入装置1可实现诸如数字键区和触摸面板这样的通用输入装置的任何功能。例如,显示在显示装置o2上的文档或浏览器可通过类似于上述的通用输入装置中进行的操作而滚动翻页。
(成像设备)
将对根据本实施方式的输入装置1应用于成像设备的示例给出描述。
图20是示出包括根据本实施方式的输入装置1和透镜z3a的作为电子设备z(见图3)的成像设备z3的配置的示意图。成像设备z3包括作为输出装置o(见图3)的成像机构(未示出)和被配置为存储所拍摄的图像的记录单元。输入装置1是包括单电容元件11的快门装置。成像设备z3可包括处理装置p(未示出)(见图3)。输入装置1的控制器c还可作为处理装置p。因此,图9中所示的n和m的值是1,图11所示的示例中判定单元c1的评价值仅是1。
当手指f进行触摸输入操作单元14的触摸操作,输入装置1的判定单元c1判定状态被置于触摸状态,并向输入装置1的信号生成单元c2输出判定结果。因此,信号生成单元c2生成的用于将成像机构置于快门按钮被压下一半的状态的操作信号,并输出操作信号至处理装置p。处理装置p基于操作信号生成命令信号以使成像机构基于命令信号被置于快门按钮压下一半的状态,透镜z3a所获得的图像被聚焦。
当向手指进行输入操作单元14施加按压力的按压操作,输入装置1的判定单元c1判定状态被置于按压状态,并输出判定结果至输入装置1的信号生成单元c2。因此,信号生成单元c2生成用于将成像机构置于快门按钮被压入的状态的操作信号,并输出操作信号至处理装置p。处理装置p基于操作信号生成命令信号以使成像机构基于命令信号被置于快门按钮压入的状态,透镜z3a所获得的图像被记录在记录单元中。
(便携音乐播放器)
将对根据本实施方式的输入装置1应用于便携音乐播放器的示例给出描述。
图21A和图21B是分别示出作为电子设备z(见图3)的便携音乐播放器z4的配置的示意图。便携音乐播放器z4包括根据本实施方式的输入装置1和被配置为存储音频数据的记录单元(未示出)。便携音乐播放器z4可包括处理装置p(未示出)(见图3)。输入装置1的控制器c还可作为处理装置p。作为输出装置o(见图3)的耳机被连接至便携音乐播放器z4。输出装置o不限于耳机,而可以是听筒、扬声器等。以类似于通用便携音乐播放器的按键布置在输入操作单元14上画出图案。
将对图21A给出描述。当用手指f进行向对应于输入操作单元14的各个按键的位置施加按压力的按压操作时,输入装置1的判定单元c1判定按键位置被置于按压状态并向输入装置1的信号生成单元c2输出判定结果。因此,信号生成单元c2对应被置于按压状态位置处的按键的字符或图案生成用于进行操作(例如,“重放”或“快进”)的操作信号,并输出操作信号至处理装置p。处理装置p基于操作信号生成命令信号,耳机基于命令信号输出音频数据。
接着,将对图21B进行描述。当与输入操作单元14接触的手指f在X轴(第一轴)方向向右作出在输入操作单元14上短时间内快速移动的触摸操作时,输入装置1的判定单元c1检测触摸状态下的操作位置的移动方向并向输入装置1的信号生成单元c2输出检测结果。因此,信号生成单元c2基于操作位置的移动方向生成用于增加音量的操作信号,并输出操作信号至处理装置p。处理装置p基于操作信号生成命令信号,耳机基于命令信号增加输出的音频数据的音量。
相反地,当与输入操作单元14接触的手指f在X轴(第一轴)方向向左作出在输入操作单元14上短时间内快速移动的触摸操作时,输入装置1的判定单元c1检测触摸状态下的操作位置的移动方向并向输入装置1的信号生成单元c2输出检测结果。因此,信号生成单元c2基于操作位置的移动方向生成用于减少音量的操作信号,并输出操作信号至处理装置p。处理装置p基于操作信号生成命令信号,耳机基于命令信号减少输出的音频数据的音量。
(远程控制器)
将对根据本实施方式的输入装置1应用于远程控制器的示例给出描述。
图22A和图22B是分别示出作为根据本实施方式的输入装置1的远程控制器z5配置的示意图。远程控制器z5包括传输单元z5a。远程控制器z5被配置为作为电子设备z(见图3)的例如电视机、游戏机、或DVD(数字多功能光盘)播放器的一部分。这里,电视机将作为示例被描述。电视机包括处理装置p(见图3)和作为输出装置o(见图3)的显示装置。以类似于用于通用电视机的远程控制器的按键布置在远程控制器z5的输入操作单元14上画出文字或图案。
将对图22A给出描述。当用手指f进行向对应于输入操作单元14的各个按键(key)的位置施加按压力的按压操作时,输入装置1的判定单元c1判定按键的位置被置于按压状态并向输入装置1的信号生成单元c2输出判定结果。因此,信号生成单元c2对应被置于按压状态位置处的按键的字符或图案生成用于进行操作(例如,“频道切换”或“显示TV节目列表”)的操作信号,并输出操作信号至处理装置p。处理装置p基于操作信号生成命令信号,显示装置基于操作信号进行显示。以这种方式,输入装置1可与用于通用电视机的远程控制器类似地使用。
接着,将对图22B给出描述。当用与输入操作单元14接触的手指f进行在输入操作单元14上移动的触摸操作时,输入装置1的判定单元c1判定对应手指f移动轨迹的位置被置于触摸状态,并向输入装置1的信号生成单元c2输出判定结果。因此,信号生成单元c2基于手指f的移动轨迹生成用于在预设录像等时移动显示在电视机的显示装置上的指针p的操作信号,并向电视机的处理装置p输出操作信号。处理装置p基于操作信号生成命令信号,显示装置o1基于操作信号移动指针p。以这种方式,在输入装置1中,指针可被直观地移动。
(头戴显示器)
将对根据本实施方式的输入装置1应用于头戴显示器(HMD)的示例给出描述。
图23A到图25B是示出作为根据本实施方式的输入装置1和作为电子设备z(见图3)的HMD z6的示意图。图23A、图24A和图25A是分别示出根据本实施方式的输入装置1的俯视图。图23B、图24B和图25B是分别示出被显示在作为根据本实施方式的电子设备z(见图3)的HMDz6上的显示图像的图。HMD z6包括输入装置1和作为输出装置o(见图3)的显示装置o6。HMD z6可进一步包括处理装置p(未示出)(见图3)。输入装置1的控制器c也可作为处理装置p,或显示装置o6可包括处理装置p。
HMD z6包括戴在用户头上的主体并被配置为经由显示装置o6的显示器d提供图像,其中显示器d被放置在眼前。HMD z6是例如非透明(non-see-through)HMD,但其可以是透明或半透明HMD。
例如,如图23A和图23B所示,输入装置1包括预定布置的按键,该按键在输入操作单元14上具有数字,电容元件11被布置在对应各个按键(未示出)的位置处。这里,数字1到3被分配至各个按键。输入装置1可被配置为具有独立于HMD z6主体的另一框体。在这种情况中,输入装置1通过电缆或无线电波连接至HMD z6的主体。可选地,输入装置1可直接布置在HMD z6主体中。
特别地,在本实施方式的输入装置1应用于非透明HMD z6的情况中,对于用户来说难以看见其在输入装置1上进行输入操作的手。这样,可能导致误操作。在根据本实施方式的HMD z6中,基于在输入装置1上的输入操作的图像被显示在显示装置o6的显示器上,以便即使用户难以看见手,用户也可以确认其自身的输入操作。
将对图23A和23B给出描述。图23A示出了用户的手指不接近输入操作单元14的初始状态。图23B示出了显示器d上的初始图像。输入操作单元14被示意性地画出在初始图像上。在这种情况中,控制器c的判定单元c1既不判定触摸状态也不判定按压状态,图23B示出的初始图像不变。
将对图24A和24B给出描述。图24A示出用户的手指f在对应按键“1”的位置处的输入操作单元14上进行触摸操作。在这时,输入装置1的判定单元c1判定按键的位置被置于触摸状态,并向信号生成单元c2输出判定结果。信号生成单元c2生成指示处于触摸状态的按键位置的信息的操作信号,并输出操作信号至处理装置p。处理装置p基于操作信号生成用于控制对应显示在显示图像上的按键“1”的图像的命令信号,显示装置o6基于命令信号显示图像(图24B)。例如,处理装置p在显示器d上显示其中对应按键“1”的图像的外边缘由粗线围成的图像。该图像使得用户可以意识到按键“1”被触摸。
对图25A和25B给出描述。图25A示出了用户手指在输入操作单元14上对应按键“1”的位置处进行按压操作。在这时,输入装置1的判定单元c1判定按键的位置被置于触摸状态,并向信号生成单元c2输出判定结果。信号生成单元c2生成指示处于按压状态的按键位置的信息的操作信号,并输出操作信号至处理装置p。处理装置p基于操作信号生成用于控制对应显示在显示图像上的按键“1”的图像的命令信号,显示装置o6基于命令信号显示图像(图25B)。例如,如图25B所示,处理装置p在显示器d上改变对应按键“1”的图像的颜色,并以不同于触摸操作的形式显示显示图像。该图像使得用户可以意识到按键“1”被按压。
此外,除了图24和图25中示出的示例,只要触摸操作和按压操作被清楚地彼此区别,显示图像无具体限制。例如,对应按键“1”的显示在触摸状态下可以闪烁,在按压状态下显示的颜色可被改变。可选地,在触摸或按压状态中,可改变显示形式。
如上文所述,通过应用根据本实施方式的输入装置1的作为电子设备z的HMD z6,即使用户难以看见进行输入操作的手,输入操作位置和触摸状态或按压状态可被可视化地识别。因此,利用输入装置1可进行更精确的操作。
(操作元件)
在本实施方式中,手指f被作为操作元件的例子,但任意操作元件可被使用——只要其具有导电性和弹性。例如,可使用由导电树脂材料制成的触针笔(stylus pen)作为另一操作元件。
(第二实施方式)
图26A到图26C是根据本公开第二实施方式的输入装置2的局部截面图。除了根据本实施方式的输入装置2的输入操作单元24以外的其他配置与第一实施方式相同,其描述将根据需要略去。图26A到图26C对应根据第一实施方式的图2A到图2C。
如图26A到图26C所示,电容元件21具有其上形成输入操作单元24的第一表面21a、X电极22、和Y电极23。X电极22被布置得比Y电极23更靠近第一表面21a(在z轴方向的上侧)。
输入操作单元24是具有均匀厚度并当受到手指f的操作时弹性变形的片材。作为用于形成输入操作单元24的材料,具有相对高的弹性系数的材料比具有低弹性系数的材料更合适,以便在触摸操作中消除变形。这样的材料的示例包括诸如硅橡胶的橡胶材料和诸如聚氨酯和聚乙烯的泡沫材料。除此以外,例如,可使用诸如布料、牛皮、人造革的弹性变形材料。
图26B示出了输入操作单元24受到手指f的触摸操作的触摸状态(第一状态)。在触摸状态中,手指f基本上不在输入操作单元24上施力。由于作为导体的手指f的影响,图26B所示的触摸状态中的电容元件21的电容被减少得比图26A所示的手指f没有影响的状态中的电容元件21的电容要低。
图26C示出了输入操作单元24受到手指f的按压操作的按压状态(第二状态)。在图26C所示的按压状态中,手指f在Z轴方向从图26B所示的触摸状态按压向输入操作单元24,于是输入操作单元24变形。具体地,按压状态下的手指比在触摸状态下更接近电容元件21。因此,图26C所示的触摸状态中的电容元件21的电容被进一步减少得比图26B所示的触摸状态下的电容元件21的电容要低。
图27A和图27B分别示出了由泡沫材料制成的输入操作单元24的触摸状态和按压状态。在触摸状态中,空气孔24a具有圆形截面并具有相对大的分散间隔。在按压状态中,空气孔24a具有在Z轴方向上被压缩的形式,并具有相对小的分散间隔。
应注意在本实施方式中,输入操作单元24具有均匀厚度,但输入操作单元24可被设置为具有如根据第一实施方式的输入操作单元14情况中那样的凹凸形。在这种情况中,在按压状态下,不仅输入操作单元24本身,而且手指f被弹性变形,且手指f进入形成在输入操作单元24中的凹部。
此外,在本实施方式中,手指被作为操作元件的例子,但只要其具有导电性,可使用任意操作元件。作为另一操作元件,例如,可使用由金属材料制成的触针笔。
(第三实施方式)
图28A到图28C是根据本公开第三实施方式的输入装置3的局部截面图。除了根据本实施方式的输入装置3的输入操作单元34以外的其他配置与第一实施方式相同,根据需要省略其描述。图28A到图28C对应根据第一实施方式的图2A到图2C。
如图28A到图28C所示,电容元件31具有其上形成输入操作单元34的第一表面31a、X电极32和Y电极33。X电极32被布置得比Y电极33更靠近第一表面31a(在z轴方向的上侧)。
板35被形成在电容元件31和输入操作单元34之间。换句话说,板35被形成在电容元件31的第一表面31a上,输入操作单元34被形成在板35上。板35由即使当受到手指f操作时也不易于变形的绝缘材料形成。这样的材料的示例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅树脂、聚乙烯、聚丙烯、亚克力、聚碳酸酯和橡胶材料。可使用膜、模塑体或由上述材料制成的织物形成板35。
输入操作单元34包括板35上以规则间隔布置的并当受到手指f的操作时弹性变形的凸起。输入操作单元34如根据第二实施方式的输入操作单元34的情况那样由硅橡胶等形成。
图28B示出了输入操作单元34受到手指f的触摸操作的触摸状态(第一状态)。在触摸状态中,手指f基本上不在输入操作单元34上施力。由于作为导体的手指f的影响,图28B所示的触摸状态中的电容元件31的电容减少得比图28A所示的手指f没有影响的状态中的电容元件31的电容要低。
图28C示出了输入操作单元34受到手指f的按压操作的按压状态(第二状态)。在图28C所示的按压状态中,手指f在Z轴方向从图28B所示的触摸状态按压向输入操作单元34,输入操作单元34在Z轴方向上弹性变形,同时,手指f变形进入形成在输入操作单元34凸起之间的凹部34b。具体地,按压状态下的手指f比在触摸状态下更靠近电容元件31。因此,图28C所示的触摸状态中的电容元件31的电容被进一步减少得比图28B所示的触摸状态下的电容元件31的电容要低。
此外,在本实施方式中,手指被作为操作元件的例子,但只要其具有导电性,可使用任意操作元件。例如,可使用由金属材料制成的触针笔作为另一操作元件。
(第四实施方式)
图29A到图29C是根据本公开第四实施方式的输入装置4的局部截面图。除了根据本实施方式的输入装置4的输入操作单元44以外的其他配置与第一实施方式相同,将根据需要省略其描述。图29A到图29C对应根据第一实施方式的图2A到图2C。
如图29A到图29C所示,电容元件41具有其上形成输入操作单元44的第一表面41a、X电极42和Y电极43。X电极42被布置得比Y电极43更靠近第一表面41a(在z轴方向的上侧)。
支持部45设置在电容元件41的第一表面41a上以包围X电极42和Y电极43交叉的位置。支持部45由即使受到手指f的操作也不易于变形的绝缘材料形成。这样的材料的例子包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅树脂、聚乙烯、聚丙烯、亚克力、聚碳酸酯和橡胶材料。例如,可使用膜、模塑体、或由上述材料制成的织物形成板45。
输入操作单元44是具有均匀厚度并当受到手指f的操作时弹性变形的片材。输入操作单元44由支持部45支持。因此,在输入操作单元44和电容元件41之间形成空间44a。片材、即输入操作单元44如根据第二实施方式的输入操作单元24情况那样地由硅橡胶等形成。
支持部45用于在输入操作单元44和电容元件41之间形成空间44a。因此,支持部45仅需要被配置为在输入操作单元44和电容元件41之间形成空间44a。例如,支持部45具有包围X电极42和Y电极43交叉的位置的壁构件的配置,或支持位于X电极42和Y电极43交叉位置周围的多个点的柱形构件。
图29B示出了输入操作单元44受到手指f的触摸操作的触摸状态(第一状态)。在触摸状态中,手指f基本上不在输入操作单元44上施力。由于作为导体的手指f的影响,图29B所示的触摸状态中的电容元件41的电容减少得比图29A所示的手指f没有影响的状态中的电容元件41的电容要低。
图29C示出了输入操作单元44受到手指f的按压操作的按压状态(第二状态)。在图29C所示的按压状态中,手指f在Z轴方向从图29B所示的触摸状态按压向输入操作单元44,输入操作单元44在Z轴方向上向下弯曲。具体地,按压状态下的手指f比在触摸状态下更靠近电容元件41。因此,图29C所示的触摸状态中的电容元件41的电容进一步减少得比图29B所示的触摸状态下的电容元件41的电容要低。
应注意在本实施方式中,输入操作单元44具有均匀的厚度,但输入操作单元44可被设置具有如根据第一实施方式的输入操作单元14的情况中那样的凹凸形。在这种情况中,输入操作单元44本身在按压状态下弯曲,手指f也弹性变形进入形成在输入操作单元44的凹部。
此外,在本实施方式中,手指被作为操作元件的例子,但只要其具有导电性,可使用任意操作元件。例如,可使用由金属材料制成的触针笔作为另一操作元件。
(第五实施方式)
图30到图42是根据本公开第五实施方式的输入装置5的配置的图。在该实施方式中,将根据需要省略与上面提到的第一实施方式中类似的部分的描述。
总的来说,根据本实施方式的输入装置5的示意性配置类似于上面提到的应用于个人计算机的根据第一实施方式的输入装置1的配置。以类似于用于通用个人计算机(见图13)键盘的按键布置在输入装置5的上表面上画出字符或图案。例如,输入装置5可被用作用于个人计算机的输入装置或被配置为能够与平板终端通信的输入装置。
输入装置5不同于根据第一实施方式的输入装置1的方面在于关于操作元件(手指)的接近的电容元件的检测灵敏度对于各个按键或按键中包括的各个电容元件是可调整的。具体地,在按压操作中按键的“权重”对于每个按键或按键中包括的电容元件的每个区域是可调整的。应注意在本实施方式中,“关于手指的接近的电容元件的检测灵敏度”被认为是表示当手指在预定的距离接近各个传感器50的电容元件51的第一表面51a时从电容元件51的初始电容的电容变化量。
图30是示出根据本实施方式的输入装置5的配置的框图。输入装置5包括多个传感器50、控制器c5、存储器55以及通信单元56。如随后所述,多个传感器50通过接收按压操作而被以与个人电脑的按键相同的方式使用,并通过接收触摸操作而被以与用于选择GUI(图像用户接口)的触控板等相同的方式使用。
传感器50对应于用于通用个人计算机的键盘的各个按键,传感器50以与通用个人计算机(见图13)的键盘相似的按键布置被布置在X-Y平面上。传感器50中的每一个基于其布置或对其所分配的功能具有预定的尺寸和形状。
传感器50的每一个均包括电容元件51和输入操作单元54,并在互电容系统中组成电容性传感器装置。电容元件51对应于根据第一实施方式的电容元件11,其电容通过与手指在输入操作单元54上所进行的触摸操作和按压操作相关的手指的接近被改变。输入操作单元54对应于根据第一实施方式的输入操作单元14。
控制器c5对应于根据第一实施方式的控制器c并包括判定单元c51和信号生成单元c52。判定单元c51基于电容元件51从参考电容的电容变化量判定手指与输入操作单元54的第二表面54a接触的触摸状态以及到手指按压对于传感器50中的每一个传感器的第二表面54a的按压状态的改变。信号生成单元c52基于判定单元c51的判定在触摸状态和按压状态之间生成不同操作信号。
图31是输入装置5的局部截面图。传感器50中的每一个传感器包括电容元件51和输入操作单元54。电容元件51具有其上布置输入操作单元54的第一表面51a、第三表面51c、X电极52(第一电极)以及Y电极(第二电极)53。第三表面51c在z轴方向与第一表面51a相对。X电极52被布置为靠近第一表面51a(Z轴方向的上侧),Y电极53被布置为靠近在Z轴方向与X电极52相对的第三表面51c(Z轴方向的下侧)。
如在第一实施方式中那样,电容元件51一般具有包括其上形成X电极52的基板和其上形成Y电极53的基板的多个基材的层叠结构。基材的例子包括在第一实施方式中描述的PET、PC、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)以及PI制成的塑料材料。也可使用玻璃环氧基板等。此外,可按需采用用于电子电路的通用生成方法作为形成X电极52和Y电极53的方法。例如,可采用:通过丝网印刷、凹版偏置印刷等在基板上印刷诸如银膏的导电墨水的方法;通过蚀刻铜箔形成图案的方法;通过蚀刻由溅射或汽相沉积形成的金属膜来形成图案的方法等。
图32和图33是示出电容元件51的制造示例的示意截面图。如图32所示地,电容元件51可通过经由粘合层B1接合具有形成其上的X电极52的第一基板51e和具有形成其上的Y电极53的第二基板51f来获得。例如,可使用压敏胶带、粘合剂等作为粘合层。此外,如图33所示,X电极52和Y电极53可被形成在基材51g的两面上。
参照图31,输入操作单元54被布置在第一表面51a上并具有受到手指f的操作的第二表面54a。第二表面54a包括一个凸部54c和凹部54b。对于每一个输入操作单元54形成凸部54c。凹部54b形成在与其他相邻输入操作单元54的边界部分,并围绕在凸部54c的周围。具体地,与第一实施方式不同,根据本实施方式的凹部54b被配置为根据每个按键的形状分割凸部54c。凸部54被配置为具有与通用键盘的每一个按键相同的尺寸和形状,诸如矩形柱状或截顶的四角锥状。
应注意在凸部54c的顶部表面可进一步形成细微的凹部作为形成在Z轴方向上朝向电容元件51的高度差(见图2A到图2C)。在这种情况中,每一个凹部可被配置为具有对应于如图5H所示的各个按键的浮雕文字。
图34是示出输入操作单元54的制造示例的示意截面图。如图34所示,输入操作单元54包括具有凹凸结构并经由粘合层B2被层叠在电容元件51上的膜F。作为这样的膜F,可采用诸如PET膜、硅树脂、橡胶材料这样的通用树脂材料制成的弹性绝缘材料。利用这种配置,接收手指f的按压操作的第二表面54a自身在Z轴方向被按压以使手指接近电容元件51,电容元件51判定按压状态。此外,例如,可使用粘合剂作为粘合层B2。
此外,只要当进行作为按压的按压操作时手指f可以接近电容元件51,输入操作单元54的配置和材料不限于上述这些。例如,在其中凸部54c还在其顶部表面包括凹部的情况中,输入操作单元54可由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯和聚丙烯这样不易于被手指f按变形的树脂材料形成。因此,手指f变形进入凸部54c的凹部以判定按压状态。
在本实施方式中,多个传感器50包括其中每个传感器均包括不同数目的电容元件51的多个传感器50。具体地,传感器50中的每个传感器均包括预定数目的电容元件51。因此,对各个传感器50调整初始电容,以便调整检测灵敏度。
图35是从Z轴方向看的输入装置5的平面图,具体示出了电容元件51的X电极52和Y电极53的布线图案。X电极52和Y电极53在Z轴方向上彼此相对并形成如第一实施方式中那样的所谓交叉矩阵。X电极52包括在Y轴方向的整个范围上延伸的n列X电极52。Y电极53包括在X轴方向的整个范围上延伸m行Y电极53。此外,电容元件51被形成在X电极52和Y电极53彼此交叉的位置上。如图35所示,根据传感器50的布置以及传感器50中所包括的电容元件51的数量以不规则间距放置X电极52和Y电极53。
这里,将描述各个传感器50中的电容元件51的布置的具体的示例。例如,传感器50A对应所谓“空格键”,八个电容元件51与其对应。同时,比传感器50A小的传感器50B对应所谓字符“S”,两个电容元件51与其对应。以这种方式,在这种实施方式中,各个传感器50并不具有相同数量的传感器元件51,但具有与传感器50的大小相符合的数量的电容元件51。因此,确保了用于判定触摸操作和按压操作的电容元件51的密度,例如,即使在传感50A周围部分的触摸操作也可以被检测到。
同时,传感器50C对应于所谓字符“A”,尽管具有与传感器50B大体相同的尺寸,但四个电容元件51与其对应。因为与传感器50B相比,传感器50C位于输入装置5的周边部分,故用户用小拇指在传感器50C上进行输入操作。由于小拇指具有比其他手指小的面接触面积并比其他手指施加更小的力,因此如果传感器50具有与传感器50B相似级别的检测灵敏度,难以判定按压操作。因此,在传感器50c中的电容元件51的密度被增加得比传感器50B中的密度大,以便提高其中按压操作难以被检测的传感器50C的检测灵敏度。因此,即使当传感器50C被比按压传感器50B更小的按压力按压时,传感器50C的评价值也达到了第二阈值。以这种方式,分配至每个传感器50的电容元件51的数量和尺寸的调整导致了所谓“按键权重”的调整。
图36是示出在Z轴方向看的X电极52配置的平面图。图37是示出在Z轴方向上看的Y电极53的配置的平面图。在本实施方式中,X电极52包括线状电极的集合体(aggregate),Y电极53包括平面电极。具体地,X电极52包括从各个电容元件51的中央放射状延伸的线状电极的集合体。Y电极53包括由在X轴方向彼此相邻的多个传感器50共享的平面电极。
图38A到图39B是用于描述如上所述的X电极52和Y电极53的作用的图。图38A和图38B示出了根据本实施方式的包括线状X电极52D和平面Y电极53D的电容元件51D的配置。图39A和图39B示出了根据现有技术的包括平面X电极52E和平面Y电极53E的电容元件51E的配置。图38A和图39A是分别示出包括X电极和Y电极的电容元件51平面图。图38B和39B分别是对应于图39A和39B的Y轴方向所示的截面图。出于示例的目的,作为操作元件的接近电容元件51D和51E的导体f51、f52和f53被示出。此外,附图中的箭头示意性地示出了电极之间和电极与导体f51、f52和f53之间的电容耦合状态。
原则上,在电容系统的电容元件中,由于电极和操作元件(导体)之间的电容性耦合导致的电容变化量被检测到,因此,具有更大电极面积的电容元件的检测灵敏度可被提高。在互电容系统的电容元件中,在操作元件、X电极和Y电极之间发生互电容性耦合,并且基于互电容性耦合检测出X电极和Y电极之间的电容变化。
因此,如图39A和39B所示,在其中操作侧上的X电极52E被配置为平面的情况中,接近X电极52E和Y电极53E彼此相对的区域的导体f52由于X电极52E的存在而不与Y电极53E进行电容耦合,因此X电极52E和Y电极53E之间的电容并不改变。因此,在电容元件51E上形成了即使操作元件接近、X电极52E和Y电极53E之间的电容也难以改变的区域(下文中,被称为灵敏度低下区域)。具体地,为了增加在互电容系统中电容元件的灵敏度,需要增加电容面积并减少灵敏度低下区域的形成。
同时,如图38A和38B所示,在其中操作侧上的X电极52D被配置为线状的情况中,X电极52D和Y电极53D彼此相对的区域具有更小的面积,这允许在Y电极53D与所有导体f51到f53之间发生的电容性耦合。因此,线状配置的X电极52D可消除在电容元件51D中的灵敏度低下区域的生成。此外,线状电极的密度的增加实现了电极面积的增加,这导致了关于操作元件的接近的检测灵敏度的进一步增加。
图40A到图40P是分别示出电容元件51中的X电极52的变形例的图。图40A示出了多个线状电极从电容元件51的中央放射状形成的示例。在本示例中,在电容元件51的中央和其周边部分的电极密度不同,在中央的由于手指的接近产生的电容变化量比在周边部分大。图40B示出了在图40A的示例中放射状形成的多个线状电极中的一个电极比其他线状电极粗的示例。因此,粗线状电极的电容变化量比其他线状电极增加的多。进一步地,图40C和图40D分别示出了其中环形线状电极被布置在电容元件51的大体中央处并从中央放射状地形成的示例。因此,线状电极在中央处的集中度降低,防止了灵敏度低下区域的生成。
图40E到图40H分别示出了形成为环状或矩形环状的多个线状电极被组合形成集合体的示例,通过这种配置,电极密度是可调整的,可消除灵敏度低下区域的生成。此外,图40I到40L分别示出其中在Y轴方向布置的多个线状电极被组合形成集合体。线状电极的形状、长度、间距等的调整提供了所期望的电极密度的示例。
此外,图40M到图40P分别示出了线状电极不对称地布置在X轴方向或Y轴方向的示例。X电极52形成为使电极密度是不均匀的,从而对于每个区域均调整电容元件51的检测灵敏度。因此,传感器50中的检测敏感度被细微地调整。例如,诸如图42所示的传感器50D这样的布置在输入装置5周边的传感器50在其中央侧具有比在其周边侧更易于进行手指操作的区域。因此,当布置在输入装置5中央侧的X电极52的密度比在周边侧增加得更多,可选择性增加传感器50在输入装置5中央侧的灵敏度。
以这种方式,X电极52形成为线状电极的集合体可改变在电容元件51中X电极52的密度,这使得可以调整在第一表面51a中的电容元件51的灵敏度。
同时,在Y电极53中,对在X轴方向彼此相邻的多个传感器50公共地布置的多个平面电极经由短的线状电极沿X轴方向连续布置。这样的配置增加了Y电极53的电极面积从而增加了检测灵敏度。此外,这样的配置赋予了抑制来自与输入装置5的第二表面54a的相反表面的电噪声的所谓屏蔽效应。
图30所示的控制器c5的判定单元c51基于如第一实施方式的情况中那样从每个X电极52和每个Y电极53获得的电容变化量(见图11)计算手指f在输入操作单元54上的操作位置。应注意根据本实施方式的X电极52和Y电极53如图35所示地作为一个整体以不规则间距布置。因此,例如,通过将操作位置校正为使检测到的位置对应X电极52和Y电极53的相交位置,可计算从根据本实施方式的X电极52和Y电极53检测出的操作位置。可选地,可以预先建立表征按键布置和X电极52和Y电极53的相交位置之间的关系的表,对于控制器c5可以参照该表来识别被操作的按键来计算操作位置。
判定单元c51通过基于如第一实施方式中那样由X电极52或Y电极53组成的电容元件51中的电容变化量使用评价值来判定触摸状态或按压状态。对于各个电容元件51,设定预定的第一阈值和预定的第二阈值,并将阈值数据存储在存储器55中。
存储器55由RAM(随机访问存储器)、ROM(只读存储器)、其他半导体存储器等组成,并存储所计算的用户手指等操作位置的坐标、用于判定单元c51的各种计算的程序等。例如,ROM由非易失性存储器组成并存储与第一阈值和第二阈值相关的阈值数据、使判定单元c51执行诸如操作位置的计算的计算处理的程序。
通信单元56被配置为能够将由信号生成单元c52生成的各种操作信号传输至显示装置(未示出)等。通信单元56的通信可由经由USB(通用串行总线)等的电缆或经由“Wi-Fi”(注册商标)、“蓝牙”(注册商标)等的无线电波进行。
信号生成单元c52根据来自判定单元c51的输出信号生成操作信号。具体地,信号生成单元c52在触摸状态和按压状态之间生成不同的操作信号,并在检测按压状态的情况中,生成用于对应于键盘的各个按键的每个传感器50的唯一的操作信号。
图41是输入装置5(控制器c5)的操作示例的流程图。此外,图42是包括两个电容元件51Da和51Db的传感器50D的示意性俯视图。这里,将描述在多个传感器50中的某个传感器50D包括两个电容元件51Da和51Db的情况中判定触摸状态或按压状态的方法。应注意判定单元c51根据以上的判定和从X电极52和Y电极53获得的电容变化量计算手指的操作位置,这是与第一实施方式相同的操作,其描述将被略去。
首先,判定单元c51将各个传感器50的电容改变的值转换为预定的评价值,并通过控制器c5的输出判定电路在预定的时间段内重复地输出评价值。电容元件51中的电容变化量的最大值、X组合值、以及Y组合值可用于作为第一实施方式中的评价值。之后,判定单元c51判定传感器50的各个电容元件51的评价值是否等于或大于第一阈值(步骤ST101)。
在传感器50D的电容元件51Da和电容元件51Db中的至少一个元件的评价值等于或大于第一阈值的情况中(在步骤ST101中的是),判定单元c51判定评价值是否等于或大于第二阈值(步骤ST102)。在两个电容元件51Da和51Db的评价值均小于第二阈值的情况下(在步骤102中的否),判定单元c51判定传感器50D处于触摸状态(步骤ST103)。
此外,判定单元c51向信号生成单元c52输出由此得到的结果。被输入结果的信号生成单元c52生成用于移动指针等的操作信号(步骤ST104)(见图16)。进一步地,信号生成单元c52向通信单元56输出操作信号(步骤ST105)。
另一方面,在电容元件51Da和电容元件51Db中的至少一个元件的评价值等于或大于第二阈值的情况中(在步骤ST102中的是),判定单元c51判定所检测的传感器50D处于按压状态(步骤ST106)。此外,判定单元c51向信号生成单元c52输出由此得到的结果。被输入结果的信号生成单元c52生成对传感器50D唯一的操作信号(步骤ST107)(见图15)。进一步地,信号生成单元c52向通信单元56输出操作信号(步骤ST108)。
判定单元c51继续基于电容改变的输出值重复判定评价值是否等于或大于第一阈值(步骤ST101)。
如上所述,即使传感器50包括多个电容元件51,根据本实施方式的输入装置5也可以判定传感器50中的触摸状态或按压状态。因此,输入装置5可被用作具有键盘和指针装置功能的输入装置。
此外,根据上述的实施方式,调整分配至每个传感器50的电容元件51的数量或尺寸以使输入装置5中的传感器50的初始电容可被调整。因此,可基于输入装置5中的传感器50的布置、传感器50所占用的面积尺寸、每个传感器50的布置或使用频率等调整传感器50的检测灵敏度。
此外,电容元件51的X电极52形成为线状电极的集合体使得很容易改变在每个电容元件51中的X电极52的的形状,这使得可以调整初始电容。因此,按压操作的按键的“权重”对于每个按键或其中放置电容元件的按键的每个区域是可调整的。此外,可以抑制妨碍Y电极53和手指之间的电容性耦合的所谓灵敏度低下区域的生成。
此外,Y电极53包括平面电极,这可以提供产生遮蔽效果的配置。
(第六实施方式)
图43到图50B是用于描述根据本公开的第六实施方式的输入装置6的图。在本实施方式中,将根据需要省略类似于上面提到的第一和第五实施方式中的那些的部分。
图43是示出根据本实施方式的输入装置6的配置的框图。输入装置6包括分别对应根据第五实施方式的输入装置5中的多个传感器50、控制器c5、存储器55以及通信单元56的多个传感器60、控制器c6、存储器65以及通信单元66,将根据需要省略其描述。
输入装置6的控制器c6包括判定单元c61和信号生成单元c62。判定单元c61通过使用基于由X电极62或Y电极63形成的电容元件61的电容变化量的评价值判定触摸状态或按压状态。判定中所用的第一和第二阈值被存储在存储器65的ROM中作为阈值数据,并在根据需要载入RAM后用于第一和第二阈值的判定。
根据本实施方式的控制器c6还包括计算单元c63。计算单元c63。如上所述,计算单元c63基于电容元件61的检测灵敏度等改变第二阈值。
图44是示出传感器60的配置的示意性截面图。传感器60如第五实施方式中那样包括电容元件61和输入操作单元64。电容元件61具有包括其上形成了X电极62的基板和其上形成Y电极63的基板的多个基材的层叠结构。
根据本实施方式的多个传感器60包括其中每个均包括不同数量的电容元件61的多个传感器60。在本实施方式中,每个传感器60包括一个或多个电容元件61、即,对应每个传感器60的尺寸(占用面积)的预定数量的电容元件61。
这里,取决于电极宽度、形成电容元件61的基材的厚度、电介质常数等,传感器60在关于手指的电容元件61的电容改变的灵敏度上可彼此不同。这样,基于传感器60的电容改变的灵敏度设定第二阈值以实现对每个传感器60的触摸或按压状态的判定的一致性。
下文中,将描述用于设定用于根据本实施方式的输入装置6中的按压状态的判定的第二阈值的操作示例。这里,例如,将描述在运送作为产品的输入装置6之前设定第二阈值初始值的情况中的操作示例。
首先,判定单元c61基于输出自诸如手指这样的操作元件未接近的每个电容元件61的电信号预先计算此时获得的电容(初始电容)。该初始电容值可被输出至存储器65并存储。
图45是传感器60的示意性截面,示出了其中基本平整的金属板f6被放置在输入操作单元64的第二表面64a上的状态。金属板f6被形成为覆盖所有传感器60的输入操作单元64的尺寸并被如图所示接地。这时,每个电容元件61的电容被从当诸如金属板f6和手指的导体并不对其靠近时的初始电容改变预定的量。变化量被视为当诸如手指的操作元件接近每个电容元件61固定距离时获得的电容变化量,并被认为是每个电容元件61关于手指接近的检测灵敏度。
判定单元c61由初始电容和当金属板f6被放置时所获得的电容之间的差异计算关于电容元件61的电容变化量。这些值被输出至存储器65并与初始电容值等一起被存储为电容元件61的电容变化量的数据。此外,这些值可被输出至通信单元66并被显示在显示装置的监视器(未示出)等。
图46是示出输入装置6中包括的两个电容元件61E和61F的电容变化量的表的示例。图46中所示的表的数字值以pF为单位表示。用于电容的单位仅仅是示例,并取决于所用IC(集成电路)的电容检测的范围可以是例如“fF”、“nF”或“μF”。在图46中,电容元件61E的初始电容是3.1pF,电容元件61F的初始电容是3.2F。当金属板f6被放置在对应电容元件61E和61F的输入操作单元64的第二表面64a上时,电容元件61E的电容和电容元件61F的电容分别被改变至2.8pF和2.78pF。在初始电容和当金属板f6被放置时的电容之间的差别在电容元件61E中是0.3pF,在电容元件61F中是0.42pF。这些值对应关于手指接近的检测灵敏度。
此外,计算单元c63还可对这些电容变化量数据进行预定的计算处理以设定由此计算的结果值为用于检测灵敏度的评价值(下文中,被称为灵敏度评价值)。例如,在将电容变化量乘以100的计算处理中,电容元件61E的灵敏度评价值是30,电容元件61F的灵敏度评价值是42。因此,灵敏度评价值可被设定为整数,这便于检测灵敏度的评价。
此外,计算单元c63比较电容元件61的灵敏度评价值的大小以使可评价各个电容元件61的检测灵敏度的大小。在上面的示例中,很容易评价出电容元件61F的灵敏度高于电容元件61E的灵敏度。
此外,计算单元c63对这些灵敏度的评价值进行预定的计算处理并计算每个电容元件61的第二阈值。作为这样的计算处理的示例,加或减恒值β。例如,现设β=5,从评价值的每一个中减去β,对于电容元件61E获得表达式30-5=25,对于电容元件61F获得42-5=37。以这种方式,进行计算,得出电容元件61E的第二阈值的结果是25和电容元件61F的第二阈值的结果是37。
应注意第一阈值也以相同的方式设定。例如,计算单元c63基于由判定单元c61所计算的初始电容与当金属板被放置时的电容之间的差异进行预定的计算处理,该预定的计算处理不同于当设定第二阈值时所进行的计算处理。由此,可设定对应每个电容元件61的检测灵敏度的第一阈值。
计算单元c63将所计算的第一和第二阈值存储在存储器65中。因此,存储器65可以存储关于电容元件61的第一和第二阈值的数据作为“阈值数据”。
例如,对于每一个电容元件61,可以使上述的值β不同。由此,可以设定每个电容元件61的第二阈值,并且可以使得对于每个电容元件61的关于按压操作的检测灵敏度不同。
图47和图48是示出如上述一个传感器60包括四个电容元件61的操作示例那样地设定第二阈值的示例的图。图47是示出传感器60中电容元件61G、61H、61I和61J的布置的示意平面图。图48是示出关于电容元件61G到61J的阈值设定的数据示例的图。
电容元件61G到61J分别包括具有基本相同尺寸和形状的X电极,并且初始值、当金属板f6被放置时的电容、和这些电容的差异(即电容变化量)具有相同的值。这样,电容元件61G、61H和61J的值β被设为5,电容元件61I的值β被设为7以使电容元件61G、61H和61J的第二阈值不同于电容元件61I。
由此,在电容元件61G到61J中,仅电容元件61I的第二阈值小于其他电容元件61G、61H和61J的的第二阈值。因此,在布置有电容元件61I的传感器60的区域中,可判定由具有比传感器60的其他区域更小的按压力或具有更少接触面积的手指引起的按压状态。
以这种方式,根据本实施方式的输入装置6可分别设定用于每个传感器60或电容元件61的第一和第二阈值。由此,可对于每个传感器60或传感器60内的电容元件61改变按压状态和触摸状态的检测灵敏度。因此,对于对应每个按键的每个传感器60或对于传感器60的每个区域可改变所谓“按键权重”。
图49A到图50B是用于描述用于设定上述阈值数据的示例的图。图49A和图49B是输入装置6的示意性截面图。图50A和图50B是分别示出基于从包括电容元件61K、61L、61M和61N的传感器60的初始电容的电容变化量的灵敏度评价值的数据示例的图。应注意图50A和图50B中所示的表的P1到P4表示如下述地获得灵敏度评价值的实验。
在本示例中,金属板被重复地多次放置在传感器60上(这里,四次),根据在各个情况中输出的灵敏度评价值的平均值计算得出第二阈值。例如,图49A示出了金属板f7不放置在传感器60上的形式。在这种情况中,参照图50A,各个电容元件61K到61N的灵敏度评价值是0。随后,例如,通过使用预定的夹具等,金属板f7被重复四次放置在传感器60上(图49B)。由此,判定单元c6计算出如图50B所示的各个电容元件61K到61N的灵敏度评价值。上述这些值的平均值数据被存储在存储器65的ROM等中,并且使用这些数据,计算第二阈值。因此,可基于更精确的检测灵敏度数据设定阈值。
以这种方式,不同于现有技术中的具有机械配置的膜键盘等,根据本实施方式的输入装置6可通过仅仅改变用于控制器c6的参数设定来改变“按键权重”。因此,很容易设定按键权重而无需改变输入装置6的配置。
通过这种配置,可轻易进行按压操作的输入装置6可被提供给手指力弱的孩子或老年人,并且可根据诸如习惯左手、习惯右手、和手或手指的尺寸这样的个体用户的特征来进行输入装置6的定制。以这种方式,根据本实施方式,可通过仅改变参数设定来获得满足用户特征等的所期望的操作体验。
(第七实施方式)
图51到图54是用于描述根据本公开的第七实施方式的输入装置7(电子设备z7)的图。在本实施方式中,类似于上面提到的第一和第六实施方式中的那些部分将根据需要略去。
图51是示出根据本实施方式的输入装置7被应用于作为电子设备z7个人计算机的示例中的电子设备z7的框图。电子设备z7包括输入装置7、处理装置p7、以及输出装置(显示装置)o7。
输入装置7包括分别对应于根据第六实施方式的输入装置6中的多个传感器60、控制器c6、存储器65以及通信单元66的多个传感器70、控制器c7、存储器75以及通信单元76,其描述将根据需要略去。
输入装置7的控制器c7包括判定单元c71和信号生成单元c72。判定单元c71通过使用基于由X电极或Y电极形成的电容元件71的电容变化量的评价值判定触摸状态或按压状态。判定中所用的第一和第二阈值被存储在存储器75的ROM中作为阈值数据,计算单元c73如下述地基于来自处理装置p7的命令等改变第二阈值。
处理装置p7包括控制器pc7、存储器p75和通信单元p76和p77。
通信单元p76被配置为传输和接收由输入装置7的信号生成单元c72生成的各种操作信号。例如,在桌面型电子设备z7的情况中,通信一般使用经由USB的电缆等进行。应注意,在笔记本型中,电子设备z7可被配置为没有通信单元p76并被配置为处理装置p7的控制器pc7也作为输入装置7的控制器c7。
另一方面,通信单元p77连接至诸如互联网这样的通信网络。例如,通信单元p77被用于向处理装置p7下载诸如应用程序的预定程序。通信单元p77的信息的传输和接收可如在高速数据传输中那样通过诸如LAN电缆这样的电缆或通过无线电波进行。
控制器pc7一般由CPU构成。在这种实施方式中,控制器pc7根据存储器p75存储的程序基于接收自输入装置7的信息执行各种功能。例如,在对于对应于字符“A”的按键的输入装置7的传感器70被判定为按压状态的示例中,在信号生成单元c72中生成的操作信号被传输至通信单元p76。控制器pc7基于操作信号生成用于在显示装置o7上显示字符“A”的命令信号。
此外,控制器pc7执行用于调整传感器灵敏度的实用软件,该软件被存储在存储器p75中(下文中,被称为灵敏度调整软件)并在显示装置o7的监视器M上显示软件的阈值输入图像。此外,控制器pc7根据用户向输入装置7的输入生成用于改变阈值数据中的第一和第二阈值的命令信号。
存储器p75如在存储器65中那样由RAM、ROM、其他半导体存储器等构成,并存储控制器pc7所用的用于多种计算的程序等。例如,ROM由非易失性存储器构成并存储设定值或用于指示控制器pc7改变阈值数据的灵敏度调整软件。此外,这些预先存储的程序可被临时加载到RAM并由控制器pc7执行。
显示装置o7包括监视器M并基于控制器pc7所生成的命令信号在监视器M上显示预定的图像。例如,接收用于显示字符“A”的命令信号的显示装置o7基于命令信号在监视器M上显示字符“A”(见图15)。可选地,还可以显示用于改变每个电容元件71的阈值数据的阈值设定图像等(见图52到54)。
下文中,将描述根据本实施方式的电子设备z7的操作示例。这里,所描述的是通过用户的输入操作启动灵敏度调整软件,执行改变每个电容元件的第二阈值的输入操作的示例。
响应用户的输入操作等,处理装置p7(控制器pc7)首先访问存储器p75以启动灵敏度调整软件。这时用户的输入操作可以是例如选择显示在监视器M上的代表传感器灵敏度调整软件的图标的操作。因此,用户所用的用于改变阈值数据的阈值设定图像被显示在显示装置o7的监视器M上。具体地,基于用户的操作,电子设备z7从判定上述的触摸和按压状态的输入操作模式切换模式至改变第二阈值的改变模式。
接着,电子设备z7接收关于多个传感器70中的一部分的第二阈值的输入,并基于由此输入的指令值生成改变命令信号。本文所用的“指令值”可以是关于已改变的第二阈值的值或关于改变之前或之后的第二阈值的增量和减量的值。此外,“指令值”可以是第二阈值本身、对应于第二阈值的灵敏度评价值等。
例如,用户选择阈值设定图像中对应于需要改变的电容元件71的某些单元格,并在之后输入指令值至这些单元格。由此,电子装置z7的控制器pc7生成用于基于指令值改变阈值数据的改变命令信号。改变命令信号被经由通信单元p76输出至输入装置7的控制器c7。
基于改变命令信号,输入装置7的控制器c7控制存储器75以改变存储器75中存储的阈值数据。因此,多个传感器70中的一部分的第二阈值被改变为不同于其他传感器70的第二阈值的值,阈值数据通过用户输入被改变为具有预定的值。
此外,处理装置p7的控制器pc7基于由指令值的输入操作所生成的操作信号生成用于输出至显示装置o7的命令信号。显示装置o7基于命令信号在监视器M上显示改变后的阈值设定图像。
在阈值数据改变之后,通过用户预定的输入操作,监视器M上的阈值设定图像的显示结束。
图52到图54是示出显示在显示装置o7的监视器M上的阈值设定图像的示例的图。例如,在阈值设定图像中,其上显示预定的文字或数字的单元格被如在电子表格软件中所见那样布置。传感器70被分配至如图52所示的各个单元格。应注意图52所示图像可被显示在监视器M上作为灵敏度调整软件等的初始图像,或可不显示在其上。
图53示出了阈值设定图像的示例,其中传感器70所包括的电容元件71的尚未改变的第二阈值被显示在预定的单元格处。这些值可以在运送时就被设定的初始值(见图45和49B)。可选地,这些值可以是对应于第二阈值的灵敏度评价值。
图54示出了阈值设定图像的示例,其中传感器70所包括的电容元件71的已被改变的第二阈值被显示在预定的单元格处。在图54所示的阈值设定图像中,各个单元格中所示的数字值被改变为总体上比图53中所示的阈值设定图像的单元格中所显示的数字值更小的值。这样,传感器70的第二阈值向更小值的改变使得控制器c7可以判定更小电容变化量的按压状态,这可以增加传感器70的检测灵敏度。
此外,例如,作为改变第二阈值的具体操作,可使用直接将指令值输入对应于希望改变的传感器70的单元格的方法。可选地,可使用在阈值设定图像上单独设置不同于对应于传感器70的单元格的输入单元格,并将诸如第二阈值的增量或减量值这样的指令值输入输入单元格的方法。被输入输入单元格的信息反映多个传感器70的第二阈值的增量和减量,这使得传感器70的第二阈值可被集体增加或减少。例如,独立地对于布置在输入装置7周边区域的传感器70和对于布置在输入装置中央的传感器70输入第二阈值的增量或减量,这实现了对于这些区域中的每一个区域的第二阈值的增量或减量。
如上所述,根据本实施方式的电子设备z7可基于用户的输入操作改变阈值数据。因此,例如,当使用电子设备z7的用户需要更轻的操作触感时,整个第二阈值可通过上述的软件被改变为更小的值来实现期望的操作触感。此外,例如,在期望用于游戏操作等的特定按键的操作触感更轻的情况中,对应于特定按键的传感器70的电容元件71的第二阈值可通过上述软件被改变。
此外,上述的软件可以从例如互联网下载,以实现其升级。因此,可提供用户友好的软件。此外,使用互联网上的服务器等,多个用户可共享使用多种调试过的信息。
尽管在上面的描述中仅描述了阈值数据中的第二阈值的改变,但第一阈值数据也可以相同的方式被改变。由此,例如,即使当用户希望以用小拇指的指甲尖的轻触进行触摸操作时,也可以通过将整个第一阈值改变为更小的值来实现触摸操作。
在上面的描述中,描述了将第一和第二阈值改变为更小的值。相反地,第一和第二阈值可被改变为更大的值。因此,可以将触摸状态或按压状态设定为更加难以检测,这可以防止例如误操作的发生。
如上所述,根据本实施方式,检测灵敏度可根据用户的操作方法或诸如按压力这样的用户的特点进行调整。因此,可定制针对每个用户的输入操作性,从而可提供具有对于每个用户的更高的操作性的输入装置。
此外,在上面的描述中,将个人计算机作为电子设备z7的示例进行了描述,但也可采用如下的变形例。
(包括平板终端的信息处理设备)
将描述包括例如平板终端z70的信息处理设备z71被应用于根据本实施方式的电子设备z7的示例。
图55到图57是分别示出输入装置7与平板终端z70的配置的示意图。信息处理设备z71包括输入装置7和平板终端z70。平板终端z70还包括作为处理装置p7的处理装置p71和作为显示装置o7的显示装置o71。显示装置o71包括触摸板监视器TM。触摸板监视器TM也作为平板终端z70的输入操作单元并被配置为接收用户的触摸操作。
这里,输入装置7和平板终端z70经由输入装置7的通信单元76和平板终端z70(处理装置p71)的通信单元p76彼此电连接。例如,图55示出了其中输入装置7和平板终端z70被配置为经由输入输出端彼此可拆卸的示例。在这种情况中,通信单元76和通信单元p76包括形成其中的输入输出端子。另一方面,图56示出了输入装置7和平板终端z70经由USB端子等通过电缆彼此连接的示例。此外,图57示出了输入装置7和平板终端z70通过使用诸如“Wi-Fi”(注册商标)、“ZigBee”(注册商标)和“蓝牙”(注册商标)的无线电波的装置间通信而彼此连接的示例。
在该变形例中,灵敏度调整软件被存储在平板终端z70的存储器p75中。例如,灵敏度调整软件被从互联网等经由例如通信单元p77下载至平板终端z70。可选地,可将软件从诸如CD-ROM(只读光盘存储器)的记录介质安装。因此,用户可操作平板终端z70改变存储在输入装置7的存储器75中的阈值数据。
例如,用户启动平板终端z70的灵敏度调整软件以在触摸板监视器TM上显示阈值设定图像。之后,在触摸板监视器TM上进行预定的输入操作以使显示在阈值设定图像中的灵敏度评价值改变。
平板终端z70的控制器pc7基于在触摸板监视器TM上进行的输入操作生成用于改变阈值数据的改变命令信号。改变命令信号经由通信单元p76和通信单元76被输出至输入装置7的控制器c7。
输入装置7的控制器c7基于改变命令信号控制存储器75以改变存储在存储器75中的阈值数据,阈值数据通过用户的输入被改变为预定的值。
在该变形例中,对于每个用户的输入可操作性还可被定制。根据本实施方式的输入装置7可仅通过参数设定改变按键权重、即检测灵敏度。因此,将灵敏度调整软件下载至与输入装置7不同的平板终端z70也可使输入装置7的按键权重被改变。
上文中,描述了本公开的实施方式,但本公开并不限于上述的实施方式,不用说,在不背离本公开本质的前提下可进行各种不同的变化。
图58A和图58B是分别示出根据上述第五实施方式的输入装置5的变形例的图,示出了电容元件51的X电极52的配置示例。图58A示出了电容元件51Q中包括的X电极52Q。图58B示出了电容元件51R中所包括的电极52R。X电极52Q和52R分别具有不同的尺寸和形状,并具有基本相同的面积。因此,电容元件51Q和51R的初始电容可被设定为基本相同。
例如,取决于控制器c5的特点,在每个电容元件51的初始电容彼此显著不同的情况中,难以调整增益,可能出现不正常工作的电容元件51。由于根据本公开的本实施方式的电容元件51包括由线状电极组成的X电极52,所以容易控制电极面积并易于调整初始电容。由此,即使在电容元件51Q和51R如图58A和图58B所示分别具有不同的尺寸等的情况中,其初始电容可被设定为大致相同,可抑制上述故障的发生。
此外,图59A到图59C是分别示出根据上述的第五实施方式的输入装置5的变形例的图。图59A示出了Y电极53的一个平面电极的配置示例。另一方面,图59B和图59C分别示出了采用具有较密布置的线状电极的集合体,而不是平面电极的示例。在图59B所示的示例中,Y电极53包括线状电极的格子形集合体。在图59C所示的示例中,Y电极53包括线状电极的网状的集合体。以这样的方式,即使当Y电极53由线状电极相对密集地布置的集合体构成时,Y电极53也可发挥遮蔽效果。
此外,由于根据上述的每个实施方式的输入装置采用电容系统,可检测到三维空间中的操作元件的输入操作。因此可检测到诸如在距离输入操作单元一定距离处的“划动(swipe)”操作等的所谓姿势操作。在上述的实施方式中,例如,当第一阈值减少至比通常触摸检测用值小的值时,还可以轻易地检测这样的姿势操作。
例如,当输入装置被配置为在厚度方向上透明,作为输出装置的显示装置被放置在与输入操作单元相反的表面,可获得触摸板显示器。因此,在显示装置上可用手指进行操作,从而可进行更多的直接操作,显著地提高可操作性。
此外,在上述的实施方式中,输入装置具有平整的板状,但其形状并不限于此。例如,输入装置可被配置为使得输入操作单元具有弯曲的表面或可被配置为输入装置本身在其厚度方向上变形。
应注意本公开可采用下面的配置。
(1)一种传感器装置,包括:
电容元件,具有第一表面并被配置为通过将操作元件接近所述第一表面来改变其电容;以及
输入操作单元,被布置在所述第一表面上,所述输入操作单元具有在其上接收所述操作元件的操作的第二表面,并被配置为允许与所述第二表面接触的操作元件向所述第一表面移动。
(2)根据(1)的传感器装置,其中,
所述第二表面包括多个凹部。
(3)根据(2)的传感器装置,其中,
所述第二表面以弹性材料形成。
(4)根据(1)或(2)的传感器装置,其中,
所述输入操作单元包括形成所述第二表面的弹性体。
(5)根据(1)到(4)中的任意一项的传感器装置,其中,
所述输入操作单元被布置在所述第一表面和所述第二表面之间,并还包括被配置为以弹性可变形的方式支持所述弹性体的支持部。
(6)一种输入装置,包括:
至少一个传感器,包括:
电容元件,具有第一表面并被配置为通过将操作元件接近第一表面来改变其电容,以及
输入操作单元,被布置在所述第一表面上,所述输入操作单元具有在其上接收所述操作元件的操作的第二表面,并被配置为允许与所述第二表面接触的操作元件向所述第一表面移动;以及
控制器,包括判定单元,被配置为基于所述电容元件的电容的变化,判定第一状态以及从所述第一状态向第二状态的改变,第一状态是其中所述操作元件与所述第二表面接触的状态,第二状态是其中所述操作元件按压所述第二表面的状态。
(7)根据(6)的输入装置,其中,
所述判定单元被配置为当所述电容元件的电容变化量等于或大于第一阈值时判定为所述第一状态,而当所述电容变化量等于或大于第二阈值时判定为所述第二状态,所述第二阈值大于所述第一阈值。
(8)根据(6)或(7)所述的输入装置,其中,
所述控制器进一步包括:信号生成单元,被配置为生成在所述第一状态和所述第二状态之间不同的操作信号。
(9)一种输入装置,包括:
多个传感器,各个传感器包括:
电容元件,具有第一表面并被配置为通过将操作元件接近所述第一表面来改变其电容;以及
输入操作单元,被布置在所述第一表面上,所述输入操作单元具有在其上接收所述操作元件的操作的第二表面,并被配置为允许与所述第二表面接触的操作元件向所述第一表面移动;以及
控制器,被配置为对于多个传感器中的每一个,基于所述电容元件的电容的改变,判定第一状态以及从所述第一状态向第二状态的改变,第一状态是其中所述操作元件与所述第二表面接触的状态,第二状态是其中所述操作元件按压所述第二表面的状态。
(10)根据(9)的输入装置,其中,
所述多个传感器包括对于操作元件的接近电容元件的检测灵敏度各自不同的的多个传感器。
(11)根据(10)的输入装置,其中,
所述多个传感器包括各自具有不同数量的电容元件的多个传感器。
(12)根据(9)到(11)中的任意一项的输入装置,其中
电容元件具有与第一表面相对的第三表面,
所述电容元件包括:
第一电极,布置为靠近第一表面,以及
第二电极,布置为靠近与第一表面相对的第三表面,以及
第一电极,包括线状电极的集合体。
(13)根据(12)的输入装置,其中,
第二电极包括平面电极。
(14)根据(9)到(13)中的任意一项的输入装置,其中,
控制器被配置为在所述电容元件的单元中,当所述电容元件的电容变化量等于或大于所述第一阈值并小于所述第二阈值时,判定为所述第一状态;在所述电容元件所属的传感器的单元中,当所述电容变化量等于或大于所述第二阈值时,判定为所述第二状态。
(15)根据(14)的输入装置,其中,
所述多个传感器包括各自具有不同第二阈值的多个传感器。
(16)根据(15)的输入装置,进一步包括存储器,存储器被配置为存储对于所述多个传感器中的每一个传感器唯一的第一阈值和第二阈值的数据,其中,
控制器被配置为控制存储器以能够响应外部的指令而改变存储在存储器中的数据。
(17)一种电子设备,包括:
电容元件,具有第一表面并被配置为通过操作元件接近所述第一表面来改变其电容,以及
输入操作单元,被布置在所述第一表面上,所述输入操作单元具有其上所述接收操作元件操作的第二表面并被配置为允许与所述第二表面接触的操作元件向所述第一表面移动;
控制器,包括:
判定单元,被配置为基于所述电容元件的电容的改变判定第一状态和从所述第一状态到第二状态的改变,所述第一状态是其中所述操作元件与所述第二表面接触的状态,所述第二状态是其中所述操作元件按压所述第二表面的状态,以及
信号生成单元,被配置为生成所述第一状态和所述第二状态之间不同的操作信号;
处理装置,被配置为基于所述操作信号生成命令信号;以及
输出装置,被配置为基于所述命令信号进行输出。
(18)根据(17)的电子设备,其中,
所述输出装置包括被配置为基于所述命令信号显示图像的显示装置。
(19)一种电子设备,包括:
多个传感器,各个传感器包括:
电容元件,具有第一表面并被配置为通过将操作元件接近所述第一表面来改变其电容;以及
输入操作单元,被布置在所述第一表面上,所述输入操作单元具有在其上接收所述操作元件的操作的第二表面,并被配置为允许与所述第二表面接触的操作元件向所述第一表面移动;
控制器,包括:
判定单元,被配置为对于所述多个传感器中的每一个,基于所述电容元件的电容的改变,判定第一状态以及从所述第一状态向第二状态的改变,第一状态是其中所述操作元件与所述第二表面接触的状态,第二状态是其中所述操作元件按压所述第二表面的状态,以及
信号生成单元,被配置为生成所述第一状态和所述第二状态之间不同的操作信号;
处理装置,被配置为基于所述操作信号生成命令信号;以及
输出装置,被配置为基于所述命令信号进行输出。
(20)根据(19)的电子设备,其中,
所述控制器可被配置为在所述电容元件的单元中,当所述电容元件的电容变化量等于或大于所述第一阈值并小于所述第二阈值时,判定为所述第一状态,并且在所述电容元件所属的传感器的单元中,当所述电容变化量等于或大于所述第二阈值时,判定为所述第二状态。
(21)根据(20)所述的电子设备,进一步包括存储器,被配置为存储对于所述多个传感器中的每一个传感器唯一的第一阈值和第二阈值的数据,其中,
控制器被配置为控制存储器以能够响应来自外部的指令而改变存储在存储器中的数据。
(22)一种信息处理方法,使用包括至少一个传感器的电子设备,所述至少一个传感器包括:
电容元件,具有第一表面并被配置为通过操作元件接近所述第一表面来改变其电容,以及
输入操作单元,被布置在所述第一表面,所述输入操作单元具有其上接收所述操作元件操作的第二表面,并被配置为允许接触所述第二表面的所述操作元件向所述第一表面移动,所述信息处理方法包括:
当电容变化量等于或大于第一阈值时,判定为其中所述操作元件接触所述第二表面的第一状态;以及
当所述电容变化量等于或大于比所述第一阈值大的第二阈值时,判定为其中所述操作元件按压所述第二表面的第二状态。
(23)根据(22)的信息处理方法,还包括基于用户的操作,从其中判定所述第一状态和所述第二状态的输入操作模式切换到其中改变所述第二阈值的改变模式。
(24)根据(23)的信息处理方法,其中,
所述至少一个传感器包括多个传感器,以及
至所述改变模式的切换包括将一部分传感器的所述第二阈值改变为不同于其他传感器的所述第二阈值的值。
(25)根据(24)的信息处理方法,其中,
改变所述第二阈值包括接收与所述一部分传感器的第二阈值相关的输入并基于输入指令值改变所述第二阈值。
本公开包括涉及2012年1月27日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2012-015807和2012年6月27日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2012-144448中所公开的主题,其全部内容通过引用并入本文。
本领域技术人员应理解只要在所附权利要求及其等同方案的范围内,根据设计要求和其他因素可进行多种变形、组合、子组合和变化。
Claims (20)
1.一种传感器装置,包括:
电容元件,具有第一表面并被配置为通过将操作元件接近所述第一表面来改变其电容;以及
输入操作单元,被布置在所述第一表面上,所述输入操作单元具有接收所述操作元件的操作的第二表面,并被配置为允许与所述第二表面接触的所述操作元件向所述第一表面移动。
2.根据权利要求1所述的传感器装置,其中,
所述第二表面包括多个凹部。
3.根据权利要求2所述的传感器装置,其中,
所述第二表面由弹性材料形成。
4.根据权利要求1所述的传感器装置,其中,
所述输入操作单元包括形成所述第二表面的弹性体。
5.根据权利要求4所述的传感器装置,其中,
所述输入操作单元被布置在所述第一表面和所述第二表面之间,并还包括被配置为以弹性可变形的方式支持所述弹性体的支持部。
6.一种输入装置,包括:
至少一个传感器,包括:
电容元件,具有第一表面并被配置为通过将操作元件接近所述第一表面来改变其电容,以及
输入操作单元,被布置在所述第一表面上,所述输入操作单元具有接收所述操作元件的操作的第二表面,并被配置为允许与所述第二表面接触的所述操作元件向所述第一表面移动;以及
控制器,包括判定单元,被配置为基于所述电容元件的电容的改变,判定第一状态以及从所述第一状态向第二状态的改变,所述第一状态是所述操作元件与所述第二表面接触的状态,所述第二状态是所述操作元件按压所述第二表面的状态。
7.根据权利要求6所述的输入装置,其中,
所述判定单元被配置为当所述电容元件的电容变化量等于或大于第一阈值时判定为所述第一状态,而当所述电容变化量等于或大于第二阈值时判定为所述第二状态,所述第二阈值大于所述第一阈值。
8.根据权利要求7所述的输入装置,其中,
所述至少一个传感器包括多个传感器,以及
所述多个传感器包括各自具有不同的第二阈值的多个传感器。
9.根据权利要求8所述的输入装置,还包括被配置为存储关于所述第一阈值和所述第二阈值的数据的存储器,所述第一阈值和所述第二阈值对于所述至少一个传感器是唯一的,其中,
所述控制器被配置为控制所述存储器以能够响应来自外部的指令而改变存储于所述存储器中的所述数据。
10.根据权利要求6所述的输入装置,其中,
所述控制器还包括信号生成单元,所述信号生成单元被配置为生成在所述第一状态和所述第二状态之间不同的操作信号。
11.根据权利要求6所述的输入装置,其中,
所述至少一个传感器包括多个传感器,以及
所述多个传感器包括对于所述操作元件的接近所述电容元件的检测灵敏度各自不同的多个传感器。
12.根据权利要求11所述的输入装置,其中,
所述检测灵敏度各自不同的多个传感器各自具有不同数量的电容元件。
13.一种电子设备,包括:
至少一个传感器,包括:
电容元件,具有第一表面并被配置为通过操作元件接近所述第一表面来改变其电容,以及
输入操作单元,被布置在所述第一表面上,所述输入操作单元具有接收所述操作元件的操作的第二表面,并被配置为允许与所述第二表面接触的所述操作元件向所述第一表面移动;控制器,包括:
判定单元,被配置为基于所述电容元件的电容的改变,判定第一状态以及从所述第一状态到第二状态的改变,所述第一状态是所述操作元件与所述第二表面接触的状态,所述第二状态是所述操作元件按压所述第二表面的状态,以及
信号生成单元,被配置为生成在所述第一状态和所述第二状态之间不同的操作信号;
处理装置,被配置为基于所述操作信号生成命令信号;以及
输出装置,被配置为基于所述命令信号进行输出。
14.根据权利要求13所述的电子设备,其中,
所述输出装置包括被配置为基于所述命令信号显示图像的显示装置。
15.根据权利要求13所述的电子设备,其中,
所述控制器被配置为当所述电容元件的电容变化量等于或大于所述第一阈值并小于第二阈值时,判定为所述第一状态;当所述电容变化量等于或大于所述第二阈值时,判定为所述第二状态。
16.根据权利要求15所述的电子设备,其中,
所述至少一个传感器包括多个传感器,
所述电子设备还包括存储器,所述存储器被配置为存储关于所述第一阈值和所述第二阈值的数据,所述第一阈值和所述第二阈值对于所述多个传感器中的每一个是唯一的,以及
所述控制器被配置为控制所述存储器以能够响应来自外部的指令而改变存储在所述存储器内的所述数据。
17.一种信息处理方法,使用包括至少一个传感器的电子设备,所述至少一个传感器包括:
电容元件,具有第一表面并被配置为通过操作元件接近所述第一表面来改变其电容,以及
输入操作单元,被布置在所述第一表面,所述输入操作单元具有接收所述操作元件的操作的第二表面,并被配置为允许与所述第二表面接触的所述操作元件向所述第一表面移动,所述信息处理方法包括:
当电容变化量等于或大于第一阈值时,判定为所述操作元件接触所述第二表面的第一状态;以及
当所述电容变化量等于或大于比所述第一阈值大的第二阈值时,判定为所述操作元件按压所述第二表面的第二状态。
18.根据权利要求17所述的信息处理方法,还包括基于用户的操作,从判定所述第一状态和所述第二状态的输入操作模式切换到改变所述第二阈值的改变模式。
19.根据权利要求18所述的信息处理方法,其中,
所述至少一个传感器包括多个传感器,以及
切换到改变模式包括将一部分传感器的所述第二阈值改变为不同于其他传感器的所述第二阈值的值。
20.根据权利要求19所述的信息处理方法,其中,
改变所述第二阈值包括接收关于所述一部分传感器的第二阈值的输入并基于输入指令值改变所述第二阈值。
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