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TW202447405A - 輸入裝置及顯示裝置 - Google Patents

輸入裝置及顯示裝置 Download PDF

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TW202447405A
TW202447405A TW113115106A TW113115106A TW202447405A TW 202447405 A TW202447405 A TW 202447405A TW 113115106 A TW113115106 A TW 113115106A TW 113115106 A TW113115106 A TW 113115106A TW 202447405 A TW202447405 A TW 202447405A
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TW
Taiwan
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signal
detection conductor
electrode
touch
electrodes
Prior art date
Application number
TW113115106A
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English (en)
Inventor
津田拓也
Original Assignee
日商吳羽股份有限公司
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Abstract

本發明揭示一種大致同時以高靈敏度檢測觸摸位置及按壓力的技術。本發明之一態樣之輸入裝置具備觸控感測器及控制部，前述觸控感測器具有：壓電膜；第1檢測導體，其與前述壓電膜相對向，由具有彼此電絕緣之多個電極部分之分割電極構成；以及第2檢測導體，其與前述第1檢測導體相對向，夾隔前述壓電膜配置於前述第1檢測導體之相反側；前述控制部將以前述第2檢測導體為基準電位由前述第1檢測導體檢測到之信號分離為市電頻帶之第1信號與前述市電頻帶以外之頻帶之第2信號，使用前述第1信號檢測觸摸位置，使用前述第2信號檢測按壓力。另外，本發明之一態樣之輸入裝置具備觸控感測器及控制部，前述觸控感測器具有：壓電膜；第1檢測導體，其與前述壓電膜相對向，包含沿第1直線呈線狀配置之多個第1電極與沿第2直線呈線狀配置之多個第2電極且為彼此電絕緣之前述多個第1電極與前述多個第2電極；以及第2檢測導體，其與前述第1檢測導體相對向，夾隔前述壓電膜配置於前述第1檢測導體之相反側；前述控制部將以前述第2檢測導體為基準電位由前述第1檢測導體檢測到之信號分離為市電頻帶之第1信號與前述市電頻帶以外之頻帶之第2信號，使用前述第1信號檢測觸摸位置，使用前述第2信號檢測按壓力。

Description

輸入裝置及顯示裝置
本發明係關於一種輸入裝置及顯示裝置。
以往，提出藉由觸摸(touch)操作面而檢測操作輸入之各種觸控式輸入裝置。作為此種觸控式輸入裝置，提出進行位置檢測與壓力檢測之三維(3D)觸控感測器（檢測位置(2D)與壓力(1D)之觸控感測器）。
例如，專利文獻1中揭示有將壓電感測器與位置檢測感測器積層形成之觸控面板。該等壓電感測器及位置檢測感測器分別連接按壓力檢測電路及觸摸位置檢測電路。此處，若使用靜電電容方式之位置檢測感測器作為位置檢測感測器，則可根據靜電電容之變化檢測觸摸位置，因此僅輕輕接觸操作面便可檢測觸摸位置。然而，如專利文獻1所揭示，為了感測壓力（按壓力）變化與靜電電容之變化而使用不同電子設備之系統，有觸控面板更大，價格昂貴之問題。
作為針對此種問題之一個解決方案，考慮使用共同之電子設備感測壓力變化與靜電電容之變化。
例如，專利文獻2中揭示有如下厚度較薄之觸控式輸入裝置：形成由第1檢測導體與第2檢測導體夾著壓電膜之積層體，使用經由第1檢測導體及第2檢測導體輸出之檢測信號，進行按壓力檢測及觸摸位置檢測（靜電電容方式）兩者。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：國際公開第2015/046289號 專利文獻2：國際公開第2014/192786號
[發明所欲解決之課題]
然而，專利文獻2所揭示之觸控式輸入裝置必須一邊於按壓力檢測與觸摸位置檢測之間切換一邊進行，而於觸摸位置檢測時藉由按壓產生之壓電膜之極化可能緩和，有按壓力檢測靈敏度下降的擔憂。而且，專利文獻2所揭示之觸控式輸入裝置中，按壓力檢測與觸摸位置檢測不同時執行，按壓力檢測與觸摸位置檢測之切換間隔例如為10毫秒(100 Hz)。此處，要檢測手指接觸1次所產生之按壓力時，通常需接觸持續100毫秒以上。因此，僅可於100毫秒以上之期間，間斷地進行檢測之專利文獻2所揭示的觸控式輸入裝置，有按壓力檢測精度下降之擔憂。
本發明鑒於上述內容，目的在於提供一種可大致同時以高靈敏度檢測觸摸位置及按壓力之技術。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣之輸入裝置具備觸控感測器及控制部，前述觸控感測器具有：壓電膜；第1檢測導體，其與前述壓電膜相對向，由具有彼此電絕緣之多個電極部分之分割電極構成；以及第2檢測導體，其與前述第1檢測導體相對向，夾隔前述壓電膜配置於前述第1檢測導體之相反側；前述控制部將以前述第2檢測導體為基準電位，由前述第1檢測導體檢測到之信號分離為市電頻帶之第1信號與前述市電頻帶以外之頻帶之第2信號，使用前述第1信號檢測觸摸位置，使用前述第2信號檢測按壓力。
另外，本發明之一態樣之輸入裝置具備觸控感測器及控制部，前述觸控感測器具有：壓電膜；第1檢測導體，其與前述壓電膜相對向，包含沿第1直線呈線狀配置之多個第1電極與沿第2直線呈線狀配置之多個第2電極且為彼此電絕緣之前述多個第1電極與前述多個第2電極；以及第2檢測導體，其與前述第1檢測導體相對向，夾隔前述壓電膜配置於前述第1檢測導體之相反側；前述控制部將以前述第2檢測導體為基準電位，由前述第1檢測導體檢測到之信號分離為市電頻帶之第1信號與前述市電頻帶以外之頻帶之第2信號，使用前述第1信號檢測觸摸位置，使用前述第2信號檢測按壓力。 [發明效果]
根據本發明之一態樣，可大致同時以高靈敏度檢測觸摸位置及按壓力。
（本發明之背景）
於使用壓電感測器之按壓力檢測中，使手指接近壓電感測器之檢測電極時，於來自檢測電極之信號中觀測到依賴於市電頻率之噪音成分（熟知為哼聲（hum或humming noise））。
此處，市電頻率係指作為市電供給之交流電源頻率。市電頻率根據國家、地區而有所不同，例如日本國內之市電頻率為50 Hz或60 Hz。依賴於市電頻率之噪音成分（哼聲）亦可稱為市電頻率噪音、市電頻率依賴噪音等。
通常該噪音成分不用於按壓力檢測，因此利用帶阻濾波器等去除。但本發明者努力研究後發現，藉由將該噪音成分分離，可用於檢測是否有手指觸摸。因此，以下對用於利用市電頻率噪音檢測觸摸位置及按壓力的實施方式進行說明。
以下，適當參照圖式對本發明之實施方式進行詳細說明。但有時省略不必要之詳細說明。例如，有時省略對已眾所周知之事項之詳細說明、實質上同一構成之重複說明。這是為了避免以下之說明不必要地冗長，且使本領域技術人員易於理解。
另外，隨附圖式及以下之說明係為使本領域技術人員充分理解本發明而提供，並不意圖由它們限定申請專利範圍中記載之主題。另外，各種圖式所示之要素並不一定按縮小比例繪製。 （第1實施方式）
圖1係本發明之第1實施方式之顯示裝置之外觀立體圖。該顯示裝置之例中包含具有觸摸檢測功能之便攜式PC（Personal Computer，個人電腦）、平板終端、智慧型手機、數位相機等各種裝置。
如圖1所示，顯示裝置1具備大致長方體形狀之殼體10。殼體10之顯示側（Z方向之正側）開口。另外，本說明書及圖式中，將殼體10之寬度方向（橫向）設為X方向、長度方向（縱向）設為Y方向、厚度方向設為Z方向來進行說明（X軸、Y軸及Z軸彼此正交）。本實施方式中，示出殼體10之X方向之長度短於殼體10之Y方向之長度的情況。但X方向之長度與Y方向之長度亦可相同，X方向之長度亦可長於Y方向之長度。
圖2係以與XZ面平行之A-A'面切斷時之本實施方式之顯示裝置的側面截面圖。
如圖2所示，於殼體10內配置有觸控感測器20、顯示面板30及各種電路40。它們自殼體10之開口面（顯示面）側（Z軸正方向側）起依序沿Z方向按觸控感測器20、顯示面板30、各種電路40之順序配置。觸控感測器20與電路40之全部或一部分（例如控制部或控制電路）構成觸控式輸入裝置。
如圖2所示，觸控感測器20具備保護膜（保護層）201、基材202、第1檢測導體203、壓電膜204以及第2檢測導體205。本實施方式中，為了進行觸摸位置檢測及按壓力檢測時靈敏度更好，第1檢測導體203配置於殼體10之開口面側（即，更靠近手指觸摸面之位置）以檢測更大之市電頻率噪音，第2檢測導體205配置於較第1檢測導體203更靠Z軸負方向側。
護膜201較佳為由玻璃構成，透明性優異，具有絕緣性，其厚度較佳為1 mm左右（本實施方式中為1.1 mm）。保護膜201存在於開口面之最外層，且配置於基材202中之殼體10之開口面側之面的大致整個面。保護膜201成為顯示裝置1及觸控式輸入裝置之操作面。另外，保護膜201可由環氧樹脂等透明之有機材料構成，亦可由玻璃等無機材料構成，亦可將它們混合。
基材202配置於保護膜201中之與基材202之開口面為相反側之面的大致整個面。基材202為矩形平板狀之絕緣性材料，由具有透明性之材料構成。本實施方式中，基材202並無特別限定，較佳地使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯、環烯烴聚合物(COP)等。
第1檢測導體203配置於基材202中之與抵接於保護膜201之面為相反側的面。如參照圖3所說明，第1檢測導體203由多個電極構成。構成第1檢測導體203之多個電極分別沿X方向及Y方向隔開間隔呈矩陣狀排列。第1檢測導體203連接測定電路（由後述放大部401、多工器402、類比-數位(AD:Analog to Digital)轉換部403及信號處理部404構成）。
第1檢測導體203使用以PET膜為基材，以氧化銦錫(ITO)為主成分之電極。另外，除ITO以外，亦可使用氧化鋅(ZnO)、銀奈米線、奈米碳管、石墨烯等無機類電極、將聚噻吩、聚苯胺等作為主成分之有機類電極。藉由使用該等材料，可形成透明性高之導體圖案。
另外，第1檢測導體203亦可藉由在玻璃等保護膜201上形成導體圖案而實現。這種情況下不需要基材。
壓電膜204為與基材202大致相同尺寸之矩形平板狀，配置於第1檢測導體203中之與殼體10之開口面側為相反側的面。
由於必須目視確認顯示面板之圖像，因此壓電膜204較佳為透明性優異，且具有高壓電性。壓電膜之壓電常數較佳為5pC/N以上，更佳為10pC/N以上，進一步較佳為15pC/N以上，尤佳為20pC/N以上。就具有高壓電性之觀點而言，較佳為由氟類樹脂構成之膜。本實施方式中，壓電膜204由聚偏二氟乙烯(PVDF)構成，其壓電常數d 33為20pC/N。另外，壓電膜204亦可為由手性高分子構成之膜。作為手性高分子，亦可使用聚乳酸(PLA)，尤其是L型聚乳酸(PLLA)。
壓電膜204藉由其平板面被按壓而產生電荷。此時產生之電荷密度取決於藉由按壓沿與平板面正交之方向（Z方向）對該平板面所施加之應力。
第2檢測導體205為與基材202及壓電膜204大致相同尺寸之矩形平板狀，配置於壓電膜204中之與殼體10之開口面側為相反側之面的大致整個面。
第2檢測導體205由一片ITO電極構成。
第2檢測導體205由以PET膜為基材，以一片ITO為導電材之電極構成。由於必須目視確認顯示面板之圖像，因此檢測導體亦較佳為透明性優異。另外，作為電極，除ITO以外，亦可使用ZnO、銀奈米線、奈米碳管、石墨烯等無機類電極、將聚噻吩、聚苯胺等作為主成分之有機類電極。藉由使用該等材料，可形成透明性高之導體圖案。
第2檢測導體205連接測定電路基板之接地電位、或自接地電位具有一定之偏移電壓的固定電位，理想的是設為基準電位。藉由如上所述將第2檢測導體205設為基準電位，而將經由第1檢測導體203與第2檢測導體205輸出之檢測信號用於按壓力檢測及觸摸位置檢測。
另外，基材202與第1檢測導體203亦可上下交換。換言之，亦可於Z方向上，在正側配置第1檢測導體203，在負側配置基材202。
將保護膜201、基材202、第1檢測導體203、壓電膜204及第2檢測導體205積層形成之觸控感測器20（位於較顯示面板30靠Z軸正方向側）可具有80%以上之全光線透射率。
如上所述，觸控感測器20具有如下構造：由自壓電膜204配置於殼體10之開口面側之第1檢測導體203與自壓電膜204配置於與殼體10之開口面為相反側之第2檢測導體205夾著壓電膜204。
若顯示裝置1之操作者之手指按壓操作面，則壓電膜204之平板面彎曲，如上所述產生與按壓力相應之電荷。該產生之電荷所引起之電位差產生於第1檢測導體203與第2檢測導體205之間。來自構成第1檢測導體203之電極之信號中包含基於該電位差之壓電信號。因此，藉由從來自電極之信號提取壓電信號，可將提取出之壓電信號作為按壓力檢測用檢測信號獲取。此處，基於對壓電膜204施加之按壓力所產生之信號（變化）通常小於10 Hz（低頻）。
另一方面，顯示裝置1之操作者之手指觸摸操作面時，來自與觸摸位置對應之構成第1檢測導體203之電極的信號中包含伴隨手指接近電極而產生之市電頻率噪音。因此，藉由判別市電頻率，可將該噪音（信號）之產生源之電極之位置作為觸摸位置檢測出。
顯示面板30由具有液晶顯示元件（未圖示）之平板顯示器構成。顯示面板30具備液晶面板、正面偏光板、背面偏光板及背光（均未圖示）。正面偏光板與背面偏光板以夾著液晶面板之方式配置。背光夾隔背面偏光板配置於液晶面板之相反側。顯示面板30重疊於觸控式輸入裝置來顯示圖像。另外，顯示面板30並不限定於上述構成，可為任意之顯示面板，例如由具有有機EL（Electro-Luminescence，電致發光）元件之平板顯示器構成等。
如參照圖3所說明，各種電路40包含放大部(AMP)401（放大電路）、多工器402、類比-數位(AD)轉換部403（AD轉換器、AD轉換電路）、信號處理部404（信號處理電路）及控制器405，且進一步包含用於控制液晶顯示元件之驅動顯示面板30的驅動部（驅動電路；未圖示）。各種電路40配置於顯示面板30之背面側。例如，於殼體10內之顯示面板30之背面側之空間配置有安裝基板（未圖示），於該安裝基板上安裝有各種電路40。各種電路40之全部或一部分（例如信號處理部404、控制器405）亦可稱為控制部或控制電路。
圖3係用於說明本實施方式之顯示裝置之構成的說明圖。
如上所述，第1檢測導體203由多個電極構成，多個電極分割配置。另外，本實施方式中，多個電極之個數設為電極E (1)、電極E (2)、……、電極E (n)之n個。
多個電極E (1)至E (n)於自Z方向觀察時沿X方向及Y方向呈矩陣狀排列。如上所述，電極E (1)至E (n)分別例如為以PET膜為基材，由ITO構成之30 mm×30 mm之大小之矩形電極。但電極之大小、位置及形狀並不限定於此。例如，電極之形狀亦可為六邊形。另外，例如於由手指觸控之平面觸控面板之情況下，第1檢測導體203由具有彼此電絕緣之多個電極部分之分割電極構成，若以滿覆整個面板之方式配置，則手指會（間接地）觸摸（接近）1個以上之電極，因此可特定出該位置。
多個電極E (1)至E (n)分別將類比信號輸出（發送）至放大部401。
放大部401將分別自電極E (1)至E (n)輸入（接收）之類比信號放大至可測定之振幅範圍（本實施方式中為0至3.3V）並輸出至多工器402。放大部401之個數等於電極之個數。
多工器402將自電極經由多工器402輸入之類比信號多工化。多工器402依照自控制器405輸入之選擇信號，以一定間隔（週期）（即，一邊週期性重複一邊）將來自電極E (1)之放大類比信號AS (1)、來自電極E (2)之放大類比信號AS (2)、……、來自電極E (n)之放大類比信號AS (n)依序輸出至AD轉換部403。
AD轉換部403將自多工器402輸入之（放大）類比信號AS (1)至AS (n)分別轉換為數位信號DS (1)至DS (n)，將數位信號DS (1)至DS (n)依序輸出至信號處理部404。此處，自AD轉換部403向信號處理部404之數位信號之輸出將自數位信號DS (1)至數位信號DS (n)之輸出作為1個週期，輸出以一定週期（例如5毫秒）連續地週期性重複。另外，AD轉換時之取樣頻率至少為市電頻率之2倍以上。
信號處理部404依照自控制器405輸入之選擇信號，以一定間隔（週期）（即，一邊週期性重複一邊）對自AD轉換部403輸入之數位信號執行以下之處理（頻率分離處理、包絡線檢波處理、觸摸判定處理、低通濾波器(LPF)處理及壓力測定處理）。以下，適當參照圖4，對信號處理部404之處理進行說明。另外，由以下說明之信號處理部404（或控制器405）執行之處理可由硬體實現，亦可由軟體實現，亦可組合硬體與軟體來實現。 [頻率分離處理]
於頻率分離處理之前，首先，信號處理部404對自AD轉換部403輸入之數位信號進行偏移調整。信號處理部404將偏移調整後之數位信號A分離為第1信號B（亦稱為市電頻率成分B）與第2信號E（亦稱為市電頻率成分以外之頻率成分E）（圖4所示之頻率分離處理）。具體而言，自AD轉換部403輸入之數位信號A中，重疊有由手指觸摸所產生之市電頻率噪音與藉由對壓電膜204施加力所產生之壓電信號，因此信號處理部404將市電頻率成分B與包含壓電信號之市電頻率成分以外之頻率成分E分離。
頻率分離處理中，於一例中，信號處理部404可使用市電頻帶通過濾波器（帶通濾波器；例如具有圖7所示之濾波器頻率特性之濾波器），將自AD轉換部403輸入之（偏移調整後之）數位信號A分離為通過該濾波器之市電頻率成分B與未通過該濾波器之市電頻率成分以外之頻率成分E。如上所述，基於對壓電膜204施加之按壓（觸摸）所產生的信號（變化）通常小於10 Hz，因此包含於市電頻率成分以外之頻率成分E中。
頻率分離處理中，於另一例中，信號處理部404可使用凹口濾波器（帶阻濾波器或帶止濾波器；未圖示），將自AD轉換部403輸入之（偏移調整後之）數位信號A分離為未通過該濾波器之市電頻率成分B與通過該濾波器之市電頻率成分以外之頻率成分E。該例中，信號處理部404可藉由自檢測到之數位信號A減去市電頻率成分以外之頻率成分E而獲得市電頻率成分B。 [包絡線檢波處理]
信號處理部404對以上述方式獲得之市電頻率成分之信號B進行圖4所示之波形之包絡線檢波處理，算出包絡線信號C。另外，為了獲得包絡線信號C，亦可利用希爾伯特轉換等公知之技術。 [觸摸判定處理]
來自被觸摸之電極之包絡線信號C之值大於未被觸摸之電極之包絡線信號，因此信號處理部404可基於預先設定之閾值，針對每一電極判定觸摸之有無（圖4所示之觸摸判定處理）。例如，信號處理部404針對每一電極，將包絡線信號C之值超過規定閾值之期間判定為正在觸摸，僅於（判定為）正在觸摸之期間將成為高位準之信號（表示正在觸摸之信號）輸出至控制器405。
信號處理部404中，示出使用包絡線檢波進行之觸摸判定處理，但可藉由對所獲得之信號進行傅立葉轉換來進行同樣之觸摸判定處理。若以一定期間（幀）連續切割市電頻率成分之信號B，並對前述幀進行傅立葉轉換，則獲得相對於頻率之壓電信號強度之頻譜。前述頻譜中，被觸摸之電極於市電頻率下之強度大於未被觸摸之電極，因此可判定對各電極之觸摸有無。例如，某電極之市電頻率之強度超過規定閾值時，可判定該電極於測定時間點被觸摸。 [LPF處理]
如上所述，市電頻率成分以外之頻率成分E包含壓電信號。信號處理部404藉由使用用於僅取出壓電信號之LPF（例如，具有圖5所示之濾波器頻率特性之濾波器），而進行圖4所示之LPF處理，獲得壓電信號F。 [壓力測定處理]
信號處理部404基於所獲得之壓電信號F，測定每一電極之壓力，將表示測定出之壓力（按壓力）之壓力信號輸出至控制器405。具體而言，信號處理部404藉由參照預先記憶於顯示裝置1之記憶部（未圖示）中的將壓電信號之大小（後述圖8C及圖9C之縱軸所示之值）與按壓力建立對應之資訊（例如表格、算式），可測定每一電極之壓力。
控制器405將用於讓來自各電極之放大類比信號依序輸出至AD轉換部403之選擇信號輸出至多工器402。控制器405將用於對自AD轉換部403輸入之各數位信號執行上述信號處理的選擇信號輸出至信號處理部404。
控制器405基於自信號處理部404輸入之信號，即時地檢測觸摸位置及按壓力。具體而言，控制器405可基於與自信號處理部404輸入之表示觸摸判定處理結果之信號對應的電極與預先記憶於記憶部中之電極之位置資訊（例如位置座標），特定（即檢測）出觸摸位置。而且，控制器405可基於自信號處理部404輸入之表示壓力測定處理結果之壓力信號，特定（即檢測）出每一電極之按壓力。
根據上述實施方式，無須限制按壓力檢測之期間，因此可大致同時檢測觸摸位置及按壓力。而且，藉由將由第1檢測導體203檢測到之信號分離為觸摸位置檢測用第1信號與按壓力檢測用第2信號，能以高靈敏度檢測觸摸位置及按壓力。另外，藉由將第1檢測導體203配置於開口部側，能以高靈敏度且高精度根據第1信號檢測觸摸位置。此外，由於使用通常之感測器之信號處理所需之帶阻濾波器等（即，無需追加電路）來檢測觸摸位置，因此可提供簡單構成之輸入裝置及顯示裝置。 ＜變化例＞
上述實施方式中，使用凹口濾波器以獲得市電頻率以外之信號，但為使信號處理部404整體獲得相同效果，亦考慮應用將包含市電頻率在內之帶域去除之LPF的方法。以下，參照圖6對信號處理部404之該方法進行說明。該方法中不進行頻率分離處理。 [帶通濾波器處理]
於帶通濾波器處理（及以下說明之LPF處理）之前，首先，信號處理部404對自AD轉換部403輸入之數位信號進行偏移調整。信號處理部404使用市電頻帶通過濾波器（帶通濾波器；例如，具有圖7所示之濾波器頻率特性之濾波器），從自AD轉換部403輸入之（偏移調整後之）數位信號A提取通過該濾波器之市電頻率成分B。 [包絡線檢波處理]
本方法中之包絡線檢波處理與參照圖4所說明之包絡線檢波處理為同一或同樣處理，因此省略說明。 [觸摸判定處理]
本方法中之觸摸判定處理與參照圖4所說明之觸摸判定處理為同一或同樣處理，因此省略說明。 [LPF處理]
自AD轉換部403輸入之（偏移調整後之）數位信號A不僅包含市電頻率噪音（市電頻率成分），且包含壓電信號。因此，信號處理部404藉由使用去除市電頻率且僅取出壓電信號之LPF（例如，具有圖5所示之濾波器頻率特性之濾波器）進行圖6所示之LPF處理，而獲得壓電信號F。 [壓力測定處理]
本方法中之壓力測定處理與參照圖4所說明之壓力測定處理為同一或同樣處理，因此省略說明。
本變化例中，藉由如上所述合成多個濾波器區塊，可獲得與上述實施方式同一或同樣效果。 ＜其他變化例＞
上述實施方式及變化例中，將凹口濾波器等頻率濾波器作為數位信號轉換後之數位濾波器來實現信號處理，但即便使用類比濾波器來代替數位濾波器，亦可實現相同功能。
上述實施方式及變化例中，說明了控制器405基於信號處理部404之觸摸判定處理結果來判定觸摸位置，但信號處理部404亦可基於觸摸判定處理結果與預先記憶於記憶部中之電極之位置資訊來判定觸摸位置。
上述實施方式及變化例中，說明了信號處理部404基於所獲得之壓電信號測定每一電極之壓力，並將表示測定出之壓力（按壓力）之壓力信號輸出至控制器405，但控制器405亦可測定每一電極之壓力。此時，例如信號處理部404將表示所獲得之壓電信號之大小的資訊輸出至控制器405，控制器405藉由參照預先記憶於記憶部中之預先將壓電信號之大小與按壓力建立對應的資訊，而基於自信號處理部404輸入之表示壓電信號之大小的資訊測定每一電極之壓力。 ＜按壓力檢測及觸摸位置檢測評估＞
本發明者製作本實施方式之觸控式輸入裝置，進行按壓力檢測及觸摸位置檢測之評估。本觸控式輸入裝置中，由以彼此絕緣之方式配置之12片矩形電極（電極E (1)至電極E (12)）構成第1檢測導體203，觸控感測器20之全光線透射率為80%以上。將分別來自電極E (1)至電極E (12)之類比信號AS (1)至類比信號AS (12)設為1個週期，以取樣頻率200 Hz自多工器402輸出之信號藉由AD轉換部403分別自類比信號AS (1)至AS (12)轉換為數位信號DS (1)至DS (12)，且AD轉換後之數位信號DS (1)至DS (12)輸入至信號處理部404。
圖8A至圖8C係表示信號處理部404對由手指觸摸之電極檢測到之信號進行信號處理後之數位信號之例的圖。
圖8A係表示經由手指觸摸之矩形電極獲得並經信號處理部404偏移調整後之數位信號A（「訊號-A」）的圖。圖8A所示之曲線圖中，橫軸表示以5毫秒週期取樣時之取樣次數n，縱軸表示電壓信號強度（強度1相當於0.8毫伏）。圖8A表示依賴於市電頻率(50 Hz)之信號（哼聲）與壓電信號重疊。
圖8B係表示自上述數位信號A減去通過市電頻率(50 Hz)之凹口濾波器（帶阻濾波器）的市電頻率成分以外之頻率成分E（圖8C所示）而求出市電頻率成分B（「訊號-B」），對市電頻率成分B進行包絡線檢波處理，而獲得包絡線信號C（「訊號-C」）之信號處理例的圖。手指觸摸之矩形電極之包絡線信號C之值大於手指未觸摸之矩形電極之包絡線信號（參照後述圖9B），因此信號處理部404藉由對包絡線信號C之值進行閾值判定，可針對每一矩形電極判定觸摸之有無。本評估時，信號處理部404將包絡線信號C之值超過閾值100（「閾值」）之期間判定為正在觸摸，僅於正在觸摸之期間輸出高位準之信號D（「訊號-D」）。
另一方面，市電頻率成分以外之信號E包含壓電信號，信號處理部404使用用於僅取出壓電信號之LPF進行LPF處理而獲得壓電信號F，基於壓電信號F測定出每一電極之壓力。
圖8C表示通過凹口濾波器之市電頻率以外之頻率成分E（「訊號-E」）與對該頻率成分E進行移動平均處理所得的信號F（「訊號-F」）。該頻率成分E中雖不包含市電頻率，但重疊有高頻噪音，而信號F中不包含高頻噪音。信號處理部404於手指按壓時顯示正值，於手指離開時顯示負值，輸出與壓力（按壓力）成比例之大小之信號F。
圖9A至圖9C係表示信號處理部404對由與手指觸摸之電極鄰接之手指未觸摸之電極檢測到的信號進行信號處理後之數位信號之例的圖。
圖9A係表示以200 Hz之頻率取樣來自與手指觸摸之矩形電極鄰接之手指未觸摸之矩形電極的類比信號，且利用信號處理部404進行偏移調整後之數位信號A（「訊號-A」）的圖。圖9A中，市電頻率之信號幾乎未被檢測到。
圖9B係表示自上述數位信號A減去通過市電頻率(50 Hz)之凹口濾波器（帶阻濾波器）的市電頻率成分以外之頻率成分E（圖9C所示）而求出市電頻率成分B（「訊號-B」），對市電頻率成分B進行包絡線檢波處理，而獲得包絡線信號C（「訊號-C」）之信號處理例的圖。圖9B中，不存在包絡線信號C之值超過閾值100（「閾值」）之期間，因此信號處理部404於該測定期間中判定為手指未觸摸。
圖9C表示通過凹口濾波器之市電頻率以外之頻率成分E（「訊號-E」）與對該頻率成分E進行移動平均處理所得的信號F（「訊號-F」）。圖9C中，雖與圖8C所示之波形相似，但檢測為振幅小之波形。
以此方式，信號處理部404週期性獲取手指觸摸之矩形電極及手指未觸摸之矩形電極之資訊並輸出至控制器405，藉此控制器405可藉由參照預先記憶於記憶部中之矩形電極之位置資訊來特定（即檢測）出觸摸位置。與此同時，信號處理部404基於信號F對每一電極進行壓力測定並將測定結果輸出至控制器405，藉此控制器405亦可特定（即檢測）出作為測定結果之壓力（按壓力）。
控制器405可基於自信號處理部404輸入之該等2個資訊，即時地檢測觸摸位置及按壓力。
圖10A係表示圖8B及圖9B各自之訊號-B之橫軸以時間（單位：秒）表示的圖，將被觸摸之電極之前述訊號稱為訊號-8BT、未被觸摸之電極之前述訊號稱為訊號-9BT。
圖10B係表示對圖10A中之1.00秒至1.25秒之區間進行快速傅立葉轉換(FFT)所得之訊號的圖，橫軸相當於頻率（單位：Hz）。將對訊號-8BT進行FET所得之訊號記為訊號-8F，將對訊號-9BT進行FET所得之訊號記為訊號-9F。用於進行傅立葉轉換之取樣寬度並無特別限定。前述取樣寬度越短，檢測速度越速，但由於檢測點數變少，因此有檢測精度變低之傾向。
對於來自被觸摸之電極之訊號-8F，在市電頻帶(50 Hz)觀測到源於按壓之強信號。另一方面，對於來自未被觸摸之電極之訊號-9F，在前述市電頻帶未觀測到前述信號。因此，可知若適當設定強度之閾值（圖10B中設定為300）來進行判定，則可判定對電極之觸摸有無。 （第2實施方式）
接下來，對本發明之第2實施方式進行說明。第2實施方式於第1檢測導體及電路之構成/動作之方面與第1實施方式不同。因此，以下主要著眼於與第1實施方式不同之第1檢測導體及電路之構成/動作來進行說明，對於與第1實施方式同一或同樣構成，有時省略說明。
如圖1及如圖2所示，本實施方式之顯示裝置1亦具備大致長方體形狀之殼體10，於殼體10內配置有觸控感測器20、顯示面板30及各種電路40。觸控感測器20具備保護膜（保護層）201、基材202、第1檢測導體203、壓電膜204以及第2檢測導體205。
以下，參照圖11A至圖11D對第1檢測導體203進行說明。
圖11A係表示第1檢測導體之構成例之圖。如圖11A所示，第1檢測導體203包含：第1部分2031，其以PET膜為基材203A，具有以ITO為主成分之電極203B（亦稱為ITO電極或行電極203B）；以及第2部分2032，其以PET膜為基材203C，具有以ITO為主成分之電極203D（亦稱為ITO電極或列電極203D）。行電極203B及列電極203D各自彼此電絕緣。
本實施方式中，藉由光微影法將行電極203B以所需圖案形成於基材203A之單面，將列電極203D以所需圖案形成於基材203C之單面。
圖11B係表示自Z方向觀察時之行電極之圖。如圖11B所示，第1部分2031中所包含之行電極203B於自Z方向觀察時，在Y軸上之位置y (1)、y (2)、y (3)、……、y (M)與X軸平行地呈線狀排列。此處，y (m)與y (m+1)之間隔大致相同(m=1,2,……,M-1)。第1部分2031中所包含之行電極203B分別具有呈直線狀延伸之多個直線狀部203E、與自直線狀部203E膨出之多個非直線狀部203F。如圖11B所示，直線狀部203E於自Z方向觀察時與X軸平行地呈直線狀延伸。非直線狀部203F係於自Z方向觀察時在Y方向上自直線狀部203E膨出之部分。一例中，如圖11B所示，非直線狀部203F於自Z方向觀察時具有大致正方形形狀之外輪廓。另外，根據行電極203B之電極間距之設定，非直線狀部203F亦可為大致菱形形狀之外輪廓。
圖11C係表示自Z方向觀察時之列電極之圖。如圖11C所示，第2部分2032中所包含之列電極203D於自Z方向觀察時，在X軸上之位置x (1)、x (2)、x (3)、……、x (N)與Y軸平行地呈線狀排列。此處，x (n)與x (n+1)之間隔大致相同(n=1,2,……,N-1)。第2部分2032中所包含之列電極203D分別具有呈直線狀延伸之多個直線狀部203G、與自直線狀部203G膨出之多個非直線狀部203H。如圖11C所示，直線狀部203G於自Z方向觀察時與Y軸平行地呈直線狀延伸。非直線狀部203H係於自Z方向觀察時在X方向上自直線狀部203G膨出之部分。一例中，如圖11C所示，非直線狀部203H於自Z方向觀察時具有大致正方形形狀之外輪廓。另外，根據列電極203D之電極間距之設定，非直線狀部203H亦可為大致菱形形狀之外輪廓。
圖11D係表示自Z方向觀察時之行電極及列電極之圖。如圖11D所示，第1部分2031中所包含之行電極203B與第2部分2032中所包含之列電極203D於自Z方向觀察時正交。另外，於自Z方向觀察時，行電極203B與列電極203D交叉，前述交叉之角度、行電極203B及列電極203D各自之間隔並無特別限定。例如，行電極203B與列電極203D交叉之角度可為30度、45度等。另外，根據行電極203B與列電極203D交叉之角度，非直線狀部203F及203H亦可為大致平行四邊形形狀之外輪廓。
如圖11D所示，第1部分2031中所包含之行電極203B各自與第2部分2032中所包含之列電極203D於自Z方向觀察時交叉。另外，如圖11D所示，第1部分2031中所包含之行電極203B之非直線狀部203F於行電極203B中，自Z方向觀察時配置於與相鄰之2個非直線狀部203H之交叉點之間。
同樣地，第2部分2032中所包含之列電極203D各自與第1部分2031中所包含之行電極203B於自Z方向觀察時交叉。另外，第2部分2032中所包含之列電極203D之非直線狀部203H於列電極203D中，自Z方向觀察時配置於與相鄰之2個非直線狀部203F之交叉點之間。
此外，第1部分2031中所包含之行電極203B之非直線狀部203F與第2部分2032中所包含之列電極203D之非直線狀部203H於自Z方向觀察時以不重疊之方式配置。即，第1部分2031中所包含之行電極203B與第2部分2032中所包含之列電極203D於自Z方向觀察時，僅於各直線狀部203E、203G處交叉。
顯示裝置1之操作者之手指觸摸操作面時，會觸摸到第1檢測導體203之行及列各自中之1個以上之電極，因此可特定出對應於被觸摸之電極之行及列之位置座標(X,Y)。
另外，行電極203B與列電極203D（即，第1部分2031與第2部分2032）亦可上下交換。換言之，亦可於Z方向上，在正側配置列電極203D（第2部分2032），在負側配置行電極203B（第1部分2031）。
將保護膜201、基材202、第1檢測導體203、壓電膜204及第2檢測導體205積層形成之觸控感測器20（位於較顯示面板30靠Z軸正方向側）可具有80%以上之全光線透射率。
如上所述，觸控感測器20具有如下構造：由自壓電膜204配置於殼體10之開口面側之第1檢測導體203與自壓電膜204配置於與殼體10之開口面為相反側之第2檢測導體205夾著壓電膜204。
此處，若藉由顯示裝置1之操作者之手指按壓操作面，則壓電膜204之平板面彎曲，如上所述產生與按壓相應之電荷。該產生之電荷所引起之電位差產生於第1檢測導體203與第2檢測導體205之間。來自構成第1檢測導體203之電極（行電極及列電極）之信號中包含基於該電位差之壓電信號。因此，藉由從來自電極之信號提取壓電信號，可將提取出之壓電信號作為按壓力檢測用檢測信號獲取。此處，基於對壓電膜204施加之按壓力所產生之信號（變化）通常小於10 Hz（低頻）。
另一方面，顯示裝置1之操作者之手指觸摸操作面時，來自與觸摸位置對應之構成第1檢測導體203之電極的信號中包含伴隨手指接近電極而產生之市電頻率噪音。因此，藉由判別市電頻率，可將該噪音（信號）之產生源之電極之位置作為觸摸位置檢測出。
圖12係用於說明本實施方式之顯示裝置之構成的說明圖。
如上所述，第1檢測導體203之第1部分2031包含多個（M個）行電極，第1檢測導體203之第2部分2032包含多個（N個）之列電極。
M個行電極203B分別將類比信號輸出（發送）至放大部401。N個列電極203D分別將類比信號輸出（發送）至放大部401。放大部401之個數等於行電極203B之個數與列電極203D之個數之和（即，M+N）。
放大部401將分別自M個行電極203B及N個列電極203D輸入（接收）之類比信號放大至可測定之振幅範圍（本實施方式中0至3.3V）並輸出至多工器402。
多工器402將自M個行電極203B經由放大部401輸入之類比信號多工化，且將自N個列電極203D經由放大部401輸入之類比信號多工化。多工器402依照自控制器405輸入之選擇信號，以一定間隔（週期）（即，一邊週期性重複一邊）將分別來自位於y (1)、y (2)、y (3)、……、y (M)之位置之行電極203B的放大類比信號AS (y1)、AS (y2)、AS (y3)、……、AS (yM)依序輸出至AD轉換部403，且將分別來自位於x (1)、x (2)、x (3)、……、x (N)之位置之列電極203D的放大類比信號AS (x1)、AS (x2)、AS (x3)、……、AS (xN)依序輸出至AD轉換部403。多工器402亦可將自M個行電極203B及N個列電極203D經由放大部401輸入之類比信號一起多工化。
AD轉換部403將自多工器402輸入之（放大）類比信號AS (y1)至AS (yM)分別轉換為數位信號DS (y1)至DS (yM)，並將數位信號DS (y1)至DS (yM)依序輸出至信號處理部404，且將自多工器402輸入之（放大）類比信號AS (x1)至AS (xN)分別轉換為數位信號DS (x1)至DS (xN)，並將數位信號DS (x1)至DS (xN)依序輸出至信號處理部404。此處，自AD轉換部403向信號處理部404之數位信號之輸出將自數位信號DS (y1)至數位信號DS (xN)之輸出作為1個週期，輸出以一定週期（例如，5毫秒）連續地週期性重複。另外，AD轉換時之取樣頻率至少為市電頻率之2倍以上。
信號處理部404依照自控制器405輸入之選擇信號，以一定間隔（週期）（即，一邊週期性重複一邊）對自AD轉換部403輸入之數位信號執行頻率分離處理、包絡線檢波處理、觸摸判定處理、低通濾波器(LPF)處理及壓力測定處理。 [觸摸判定處理]
來自被觸摸之電極之包絡線信號C之值大於未被觸摸之電極之包絡線信號，因此信號處理部404可基於預先設定之閾值，針對與位置座標(X,Y)對應之電極之每一區域判定觸摸之有無（圖4所示之觸摸判定處理）。例如，信號處理部404針對與位置座標(X,Y)對應之電極之每一區域，將包絡線信號C之值超過規定閾值之期間判定為正在觸摸，僅於（判定為）正在觸摸之期間將成為高位準之信號（表示正在觸摸之信號）輸出至控制器405。 [壓力測定處理]
信號處理部404基於所獲得之壓電信號F，測定與位置座標(X,Y)對應之電極之每一區域的壓力，且將表示測定出之壓力（按壓力）之壓力信號輸出至控制器405。具體而言，信號處理部404藉由參照預先記憶於顯示裝置1之記憶部（未圖示）中的將壓電信號之大小與按壓力建立對應之資訊（例如表格、算式），可測定與位置座標(X,Y)對應之電極之每一區域的壓力。
控制器405將用於讓來自各電極之放大類比信號依序輸出至AD轉換部403之選擇信號輸出至多工器402。控制器405將用於對自AD轉換部403輸入之各數位信號執行上述信號處理的選擇信號輸出至信號處理部404。
控制器405基於自信號處理部404輸入之信號，即時地檢測觸摸位置及按壓力。
控制器405基於自信號處理部404輸入之表示觸摸判定處理結果之信號與預先記憶於記憶部中之位置資訊（例如位置座標(X,Y)），可特定（即檢測）出觸摸位置。例如，控制器405亦可於包絡線信號C之值超過閾值時，將由多個行電極203B及多個列電極203D覆蓋之區域中與該包絡線信號對應之區域之位置檢測為觸摸位置。
另外，控制器405基於自信號處理部404輸入之表示壓力測定處理結果之壓力信號，可特定（即檢測）出與位置座標(X,Y)對應之電極之每一區域的按壓力。
根據本實施方式，無須限制按壓力檢測之期間，因此可大致同時檢測觸摸位置及按壓力。而且，藉由將由第1檢測導體203檢測到之信號分離為觸摸位置檢測用第1信號與按壓力檢測用第2信號，能以高靈敏度檢測觸摸位置及按壓力。另外，藉由將第1檢測導體203配置於開口部側，能以高靈敏度且高精度根據第1信號檢測觸摸位置。此外，由於使用通常之感測器之信號處理所需之帶阻濾波器等（即，無需追加電路）來檢測觸摸位置，因此可提供簡單構成之輸入裝置及顯示裝置。
另外，根據本實施方式，能以較藉由將矩形之分割電極呈矩陣狀配置於同一平面來判定觸摸位置時所需的配線區域少之配線區域判定觸摸位置，因此可減少誤判定之可能性，以更高精度判定觸摸位置。以下，對此進行說明。
自呈矩陣狀配置於同一平面之矩形之分割電極引出信號時，來自分割電極之信號線會橫穿觸控面板之有效區。因此，操作者有可能觸摸到該配線部分。此時，即便被觸摸之面積小，亦會將哼聲經由該等配線部分傳輸至放大部，而誤判定為觸摸多個矩形電極。若為了以更高解析度檢測觸摸位置而增加電極之個數，則配線部分之面積亦按比例變大，誤判定之頻度越來越大。
另一方面，本實施方式之電極圖案中，以貫穿電極中心之形式引出信號線，因此即便手指觸摸到該信號線上，傳輸哼聲之信號亦在與觸摸位置相同之行或列上。因此，與檢測哼聲之X軸、Y軸上之座標無差異，可消除或減少將矩形之分割電極呈矩陣狀配置於同一平面所產生的誤判定。 ＜變化例＞
上述實施方式及變化例中，說明了控制器405基於信號處理部404之觸摸判定處理結果判定觸摸位置，但信號處理部404亦可基於觸摸判定處理結果與預先記憶於記憶部中之位置資訊，判定觸摸位置。
上述實施方式及變化例中，說明了信號處理部404基於所獲得之壓電信號測定壓力，並將表示測定出之壓力（按壓力）之壓力信號輸出至控制器405，但控制器405亦可測定壓力。此時，例如信號處理部404將表示所獲得之壓電信號之大小的資訊輸出至控制器405，控制器405藉由參照預先記憶於記憶部中的預先將壓電信號之大小與按壓力建立對應之資訊，可基於自信號處理部404輸入之表示壓電信號之大小的資訊測定壓力。例如，控制器405亦可於包絡線信號C之值超過閾值時，基於將壓電信號之大小與按壓力建立對應之資訊，檢測由多個行電極203B及多個列電極203D覆蓋之區域中與該包絡線信號對應之區域中的按壓力。 （第3實施方式）
接下來，對本發明之第3實施方式進行說明。第3實施方式於第1檢測導體之構成之方面與第2實施方式不同。因此，以下主要著眼於與第2實施方式不同之第1檢測導體之構成來進行說明，對於與第2實施方式同一或同樣構成，有時省略說明。
如上所述，如圖1及如圖2所示，本實施方式之顯示裝置1亦具備大致長方體形狀之殼體10，於殼體10內配置有觸控感測器20、顯示面板30及各種電路40。觸控感測器20具備保護膜（保護層）201、基材202、第1檢測導體203、壓電膜204以及第2檢測導體205。
接下來，參照圖13A至圖13C對本實施方式之第1檢測導體203進行說明。
圖13A係表示第1檢測導體之構成例之圖。如圖13A所示，第1檢測導體203包含：第1部分2031，其以PET膜為基材203A，具有以ITO為主成分之電極（ITO電極或行電極）203B；絕緣層2033；以及第2部分2032'，其具有以ITO為主成分之電極（ITO電極或列電極）203D。行電極203B及列電極203D各自彼此電絕緣。
與第2實施方式不同，第3實施方式中，作為第1檢測導體用基材僅設有1個基材203A，且藉由光微影蝕刻於行電極203B上積層列電極203D。
圖13B係表示自Z方向觀察時之行電極及列電極之圖，圖13C係圖13B所示之行電極與列電極交叉之交叉區域中的第1檢測導體203之側面截面圖。如圖13B及圖13C所示，交叉區域R中，於行電極203B與列電極203D之間設有絕緣層2033。
接下來，對第3實施方式之觸控感測器20之一部分（第1檢測導體203及保護膜201）之製造製程進行說明。
首先，成膜ITO（行電極203B及列電極203D），藉由光微影蝕刻進行圖案化。此處，於X方向上使非直線狀部203F由直線狀部203E連結，於Y方向上使非直線狀部203H不連結。
其次，成膜絕緣層2033，藉由光微影蝕刻進行圖案化。藉此，實現X方向連結部（直線狀部203E）處之絕緣化。
接著，成膜金屬電極，藉由光微影蝕刻進行圖案化。藉此，形成將Y方向連結之配線電極（直線狀部203G）。
然後，成膜保護膜201。
以上，第3實施方式中，觸控感測器20之積層構成較第2實施方式變薄，列電極203D更靠近保護膜201。
根據本實施方式，可於第2實施方式之效果之基礎上以更高靈敏度檢測觸摸位置及按壓力。 ＜變化例＞
本實施方式中，亦可應用以上關於第2實施方式所述之變化例。 （第4實施方式）
接下來，對本發明之第4實施方式進行說明。第4實施方式於第1檢測導體之構成之方面與第2實施方式不同。因此，以下主要著眼於與第2實施方式不同之第1檢測導體之構成來進行說明，對於與第2實施方式同一或同樣構成，有時省略說明。
如上所述，如圖1及如圖2所示，本實施方式之顯示裝置1亦具備大致長方體形狀之殼體10，於殼體10內配置有觸控感測器20、顯示面板30及各種電路40。觸控感測器20具備保護膜（保護層）201、基材202、第1檢測導體203、壓電膜204以及第2檢測導體205。
接下來，參照圖14對本實施方式之第1檢測導體203進行說明。
圖14係表示第1檢測導體之構成例之圖。如圖14所示，第1檢測導體203係以PET膜為基材203I，包含分別形成於其兩面之以ITO為主成分之電極（ITO電極或行電極）203B及以ITO為主成分之電極（ITO電極或列電極）203D。行電極203B及列電極203D各自彼此電絕緣。
與第2實施方式不同，第4實施方式中，作為第1檢測導體用基材僅設有1個基材203I，且藉由光微影法將行電極203B及列電極203D分別以所需圖案形成於基材203I之兩面。
更具體而言，此例中，採用不會穿透基材203I之遠紫外線作為用於將形成於基材203I之兩側之抗蝕劑膜曝光的光，且作為基材203I使用具有遮蔽遠紫外線之功能之膜。藉此，可將2片抗蝕劑膜以互不相同之圖案同時曝光，可於一片基材203I之兩面形成圖案不同之電極。
以上，第4實施方式中，觸控感測器20之積層構成較第2實施方式變薄，列電極203D更靠近保護膜201。
根據本實施方式，可於第2實施方式之效果之基礎上以更高靈敏度檢測觸摸位置及按壓力。另外，由於在一片基材203I之兩面形成電極，因此可提高位置精度，且減少工序之繁雜。 ＜變化例＞
本實施方式中，亦可應用以上關於第2實施方式所述之變化例。 （實施方式之效果）
本發明之一實施方式之顯示裝置1中所包含之輸入裝置具備觸控感測器20、信號處理部404及控制器405。觸控感測器20具有：壓電膜204；第1檢測導體203，其與壓電膜204相對向，由配置於手指觸摸側之具有彼此電絕緣之多個電極部分的分割電極構成；以及第2檢測導體205，其與第1檢測導體203相對向，夾隔壓電膜204配置於第1檢測導體203之相反側。信號處理部404、控制器405將以第2檢測導體205為基準電位由第1檢測導體203檢測到之信號分離為市電頻帶之第1信號（哼聲）與市電頻帶以外之頻帶之第2信號。信號處理部404、控制器405使用第1信號檢測對於觸控感測器20之觸摸位置，使用第2信號檢測對於觸控感測器20之按壓力。
藉由上述構成，無需限制按壓力檢測之期間，因此可大致同時檢測觸摸位置及按壓力，藉由將由第1檢測導體203檢測到之信號分離為第1信號與第2信號，能以高靈敏度檢測觸摸位置及按壓力。另外，藉由將第1檢測導體203配置於開口部側，能以高靈敏度且高精度根據第1信號檢測觸摸位置。
另外，由於使用通常之感測器之信號處理所需之帶阻濾波器等（即無需追加電路）來檢測觸摸位置，因此可提供簡單構成之輸入裝置。
本發明之一實施方式之顯示裝置1中所包含之輸入裝置具備觸控感測器20、信號處理部404及控制器405。觸控感測器20具有壓電膜204與第1檢測導體203，該第1檢測導體203與壓電膜204相對向，包含沿X軸呈線狀配置之多個行電極203B與沿Y軸呈線狀配置之多個列電極203D。多個行電極203B及多個列電極203D各自彼此電絕緣。觸控感測器20進一步具有第2檢測導體205，其與第1檢測導體203相對向，夾隔壓電膜204配置於第1檢測導體203之相反側。信號處理部404、控制器405將以第2檢測導體205為基準電位由第1檢測導體203檢測到之信號分離為市電頻帶之第1信號（哼聲）與市電頻帶以外之頻帶之第2信號。信號處理部404、控制器405使用第1信號檢測對於觸控感測器20之觸摸位置，使用第2信號檢測對於觸控感測器20之按壓力。
藉由上述構成，無需限制按壓力檢測之期間，因此可大致同時檢測觸摸位置及按壓力，藉由將由第1檢測導體203檢測到之信號分離為第1信號與第2信號，能以高靈敏度檢測觸摸位置及按壓力。另外，藉由將第1檢測導體203配置於開口部側，能以高靈敏度且高精度根據第1信號檢測觸摸位置。
另外，由於使用通常之感測器之信號處理所需之帶阻濾波器等（即無需追加電路）來檢測觸摸位置，因此可提供簡單構成之輸入裝置。
另外，能以較藉由將矩形之分割電極呈矩陣狀配置於同一平面來判定觸摸位置時所需的配線區域少之配線區域判定觸摸位置，因此可減少誤判定之可能性，以更高精度判定觸摸位置。 （實施方式之總結）
本發明之一態樣之輸入裝置具備觸控感測器及控制部，前述觸控感測器具有：壓電膜；第1檢測導體，其與前述壓電膜相對向，由具有彼此電絕緣之多個電極部分之分割電極構成；以及第2檢測導體，其與前述第1檢測導體相對向，夾隔前述壓電膜配置於前述第1檢測導體之相反側；前述控制部將以前述第2檢測導體為基準電位由前述第1檢測導體檢測到之信號分離為市電頻帶之第1信號與前述市電頻帶以外之頻帶之第2信號，使用前述第1信號檢測觸摸位置，使用前述第2信號檢測按壓力。
一例中，前述控制部算出前述第1信號之包絡線信號，於前述包絡線信號之值超過閾值時，將與前述包絡線信號對應之分割電極之位置檢測為前述觸摸位置。
一例中，前述控制部基於將前述第2信號之值與按壓力建立對應之資訊，檢測每一分割電極之按壓力。
一例中，前述第1檢測導體配置於較前述第2檢測導體更靠近前述觸控感測器之手指觸摸面之位置。
一例中，前述控制部使用讓前述市電頻帶通過之帶通濾波器，自前述信號將前述第1信號與前述第2信號分離。
一例中，前述控制部使用讓前述市電頻帶以外之頻帶通過之帶止濾波器，自前述信號將前述第1信號與前述第2信號分離。
一例中，前述壓電膜由氟類樹脂構成。
一例中，前述觸控感測器之全光線透射率為80%以上。
本發明之一態樣之顯示裝置具備：前述輸入裝置；顯示面板，其重疊於前述觸控感測器之與手指觸摸面為相反側之面來顯示圖像；以及驅動部，其驅動前述顯示面板。
本發明之一態樣之輸入裝置具備觸控感測器及控制部，前述觸控感測器具有：壓電膜；第1檢測導體，其與前述壓電膜相對向，包含沿第1直線呈線狀配置之多個第1電極與沿第2直線呈線狀配置之多個第2電極且為彼此電絕緣之前述多個第1電極與前述多個第2電極；以及第2檢測導體，其與前述第1檢測導體相對向，夾隔前述壓電膜配置於前述第1檢測導體之相反側；前述控制部將以前述第2檢測導體為基準電位由前述第1檢測導體檢測到之信號分離為市電頻帶之第1信號與前述市電頻帶以外之頻帶之第2信號，使用前述第1信號檢測觸摸位置，使用前述第2信號檢測按壓力。
一例中，前述控制部算出前述第1信號之包絡線信號，於前述包絡線信號之值超過閾值時，將由前述多個第1電極及前述多個第2電極覆蓋之區域中與前述包絡線信號對應之區域的位置檢測為前述觸摸位置。
一例中，前述控制部基於將前述第2信號之值與按壓力建立對應之資訊，檢測由前述多個第1電極及前述多個第2電極覆蓋之區域中與前述包絡線信號對應之區域中的按壓力。
一例中，前述第1檢測導體配置於較前述第2檢測導體更靠近前述觸控感測器之手指觸摸面之位置。
一例中，前述控制部使用讓前述市電頻帶通過之帶通濾波器，自前述信號將前述第1信號與前述第2信號分離。
一例中，前述控制部使用讓前述市電頻帶以外之頻帶通過之帶止濾波器，自前述信號將前述第1信號與前述第2信號分離。
一例中，前述壓電膜由氟類樹脂構成。
一例中，前述觸控感測器之全光線透射率為80%以上。
本發明之一態樣之顯示裝置具備：前述輸入裝置；顯示面板，其重疊於前述觸控感測器之與手指觸摸面為相反側之面來顯示圖像；以及驅動部，其驅動前述顯示面板。
根據本發明之一態樣，可大致同時以高靈敏度檢測觸摸位置及按壓力。
以上，一邊參照圖式一邊對實施方式進行了說明，但本發明並不限定於上述例。顯然本領域技術人員可於申請專利範圍所記載之範圍內想到各種變更例或修正例。應瞭解此種變更例或修正例亦屬於本發明之技術範圍。另外，於不脫離本發明之主旨之範圍內，實施方式中之各構成要素可任意組合。
本申請主張基於2023年4月24日申請之日本專利特願2023-070738號及於2023年8月10日申請之日本專利特願2023-131002號之優先權。將該申請說明書及圖式中記載之內容全部引用於本案中。 [產業上之可利用性]
本發明之一態樣適宜作為觸控式輸入裝置。
1:顯示裝置 10:殼體 20:觸控感測器 30:顯示面板 40:電路 201:保護膜 202:基材 203:第1檢測導體 203A:基材 203B:ITO電極（行電極） 203C:基材 203D:ITO電極（列電極） 203E:直線狀部 203F:非直線狀部 203G:直線狀部 203H:非直線狀部 203I:基材 204:壓電膜 205:第2檢測導體 401:放大部 402:多工器 403:AD轉換部 404:信號處理部 405:控制器 2031:第1部分 2032:第2部分 2032':第2部分 2033:絕緣層 E (1)~E (n):電極
［圖1］係本發明之第1實施方式之例示性顯示裝置之外觀立體圖。 ［圖2］係第1實施方式之例示性顯示裝置之側面截面圖。 ［圖3］係用於說明第1實施方式之例示性顯示裝置之構成的說明圖。 ［圖4］係用於說明第1實施方式之例示性顯示裝置之信號處理部的處理之一例之說明圖。 ［圖5］係表示第1實施方式及其變化例之例示性顯示裝置之信號處理部用於取出壓電信號的濾波器之濾波器頻率特性之一例的圖。 ［圖6］係用於說明第1實施方式之變化例之例示性顯示裝置之信號處理部的處理之一例之說明圖。 ［圖7］係表示第1實施方式及其變化例之例示性顯示裝置之用於取出市電頻帶成分之信號的濾波器之濾波器頻率特性之一例的圖。 ［圖8A］係表示信號處理部對由手指觸摸之電極檢測到之信號進行信號處理後之數位信號之例的圖。 ［圖8B］係表示信號處理部對由手指觸摸之電極檢測到之信號進行信號處理後之數位信號之例的圖。 ［圖8C］係表示信號處理部對由手指觸摸之電極檢測到之信號進行信號處理後之數位信號之例的圖。 ［圖9A］係表示信號處理部對由與手指觸摸之電極鄰接的手指未觸摸之電極檢測到之信號進行信號處理後之數位信號之例的圖。 ［圖9B］係表示信號處理部對由與手指觸摸之電極鄰接的手指未觸摸之電極檢測到之信號進行信號處理後之數位信號之例的圖。 ［圖9C］係表示信號處理部對由與手指觸摸之電極鄰接的手指未觸摸之電極檢測到之信號進行信號處理後之數位信號之例的圖。 ［圖10A］係圖8B及圖9B各自之訊號-B之橫軸以時間表示的圖。 ［圖10B］係表示對圖10A中之1.00秒至1.25秒之區間進行快速傅立葉轉換(FFT)所得之訊號的圖。 ［圖11A］係表示第2實施方式之例示性第1檢測導體之構成例的圖。 ［圖11B］係表示第2實施方式之例示性行電極的圖。 ［圖11C］係表示第2實施方式之例示性列電極的圖。 ［圖11D］係表示第2實施方式之例示性行電極及列電極的圖。 ［圖12］係用於說明第2實施方式之例示性顯示裝置之構成的說明圖。 ［圖13A］係表示本發明之第3實施方式之例示性第1檢測導體之構成例的圖。 ［圖13B］係表示第3實施方式之例示性行電極及列電極的圖。 ［圖13C］係第3實施方式之例示性第1檢測導體之側面截面圖。 ［圖14］係表示本發明之第4實施方式之例示性第1檢測導體之構成例的圖。
201:保護膜
202:基材
203:第1檢測導體
204:壓電膜
205:第2檢測導體
401:放大部
402:多工器
403:AD轉換部
404:信號處理部
405:控制器
E(1)~E(n):電極

Claims (12)

  1. 一種輸入裝置，其係具備觸控感測器及控制部之輸入裝置， 前述觸控感測器具有： 壓電膜； 第1檢測導體，其與前述壓電膜相對向，由具有彼此電絕緣之多個電極部分之分割電極構成；以及 第2檢測導體，其與前述第1檢測導體相對向，夾隔前述壓電膜配置於前述第1檢測導體之相反側； 前述控制部係 將以前述第2檢測導體為基準電位由前述第1檢測導體檢測到之信號分離為市電頻帶之第1信號與前述市電頻帶以外之頻帶之第2信號， 使用前述第1信號檢測觸摸位置，使用前述第2信號檢測按壓力。
  2. 如請求項1之輸入裝置，其中前述控制部算出前述第1信號之包絡線信號，於前述包絡線信號之值超過閾值時，將與前述包絡線信號對應之分割電極之位置檢測為前述觸摸位置。
  3. 如請求項1之輸入裝置，其中前述控制部基於將前述第2信號之值與按壓力建立對應之資訊，檢測每一分割電極之按壓力。
  4. 一種輸入裝置，其係具備觸控感測器及控制部之輸入裝置， 前述觸控感測器具有： 壓電膜； 第1檢測導體，其與前述壓電膜相對向，包含沿第1直線呈線狀配置之多個第1電極與沿第2直線呈線狀配置之多個第2電極且為彼此電絕緣之前述多個第1電極與前述多個第2電極；以及 第2檢測導體，其與前述第1檢測導體相對向，夾隔前述壓電膜配置於前述第1檢測導體之相反側； 前述控制部係 將以前述第2檢測導體為基準電位由前述第1檢測導體檢測到之信號分離為市電頻帶之第1信號與前述市電頻帶以外之頻帶之第2信號， 使用前述第1信號檢測觸摸位置，使用前述第2信號檢測按壓力。
  5. 如請求項4之輸入裝置，其中前述控制部算出前述第1信號之包絡線信號，於前述包絡線信號之值超過閾值時，將由前述多個第1電極及前述多個第2電極覆蓋之區域中與前述包絡線信號對應之區域的位置檢測為前述觸摸位置。
  6. 如請求項5之輸入裝置，其中前述控制部基於將前述第2信號之值與按壓力建立對應之資訊，檢測與前述包絡線信號對應之區域中之按壓力。
  7. 如請求項1或4之輸入裝置，其中前述第1檢測導體配置於較前述第2檢測導體更靠近前述觸控感測器之手指觸摸面之位置。
  8. 如請求項1或4之輸入裝置，其中前述控制部使用讓前述市電頻帶通過之帶通濾波器，自前述信號將前述第1信號與前述第2信號分離。
  9. 如請求項1或4之輸入裝置，其中前述控制部使用讓前述市電頻帶以外之頻帶通過之帶止濾波器，自前述信號將前述第1信號與前述第2信號分離。
  10. 如請求項1或4之輸入裝置，其中前述壓電膜由氟類樹脂構成。
  11. 如請求項1或4之輸入裝置，其中前述觸控感測器之全光線透射率為80%以上。
  12. 一種顯示裝置，其具備： 如請求項11之輸入裝置； 顯示面板，其重疊於前述觸控感測器之與手指觸摸面為相反側之面來顯示圖像；以及 驅動部，其驅動前述顯示面板。
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