本發(fā)明涉及檢測用戶的操作輸入的輸入終端。
背景技術(shù):
以往,設(shè)計各種不僅能夠進行操作者的通過操作面的觸摸的輸入,還能夠進行更富有多樣性的操作輸入的輸入終端(裝置)。例如,專利文獻1所示的輸入裝置具備觸摸位置檢測面板、為了不受熱電性的影響而由單軸延伸的L型聚乳酸(PLLA)形成的壓電薄膜、以及檢測壓電薄膜的彎曲位移、扭轉(zhuǎn)位移的位移檢測用電極。通過該構(gòu)成,專利文獻1的輸入裝置除了觸摸位置以及針對該觸摸位置的按壓力之外,還根據(jù)由于壓電薄膜的位移而在位移檢測用電極間產(chǎn)生的電壓,檢測彎曲位移、扭轉(zhuǎn)位移的方向以及位移量。
專利文獻1:國際公開第2013/122070號
然而,在專利文獻1所述的輸入終端,在形成壓電薄膜的PLLA的單軸延伸方向與長邊方向或者短邊方向成45°的角度的情況下,與由于彎曲位移產(chǎn)生的電壓相比,由于扭轉(zhuǎn)位移產(chǎn)生的電壓顯著減小,而由于噪聲等進行誤檢測的情況也較多。
另一方面,已知在形成壓電薄膜的PLLA的單軸延伸方向與長邊方向所成的角度為0°的情況下,與由于彎曲位移產(chǎn)生的電壓相比,由于扭轉(zhuǎn)位移產(chǎn)生的電壓顯著增大。因此,為了提高由于扭轉(zhuǎn)位移產(chǎn)生的電壓的電平,考慮簡單地重疊兩個由不同的單軸延伸方向的PLLA構(gòu)成的壓電薄膜的方法。然而,若重疊兩個彎曲位移、扭轉(zhuǎn)位移的檢測傳感器,則除了壓電薄膜層變?yōu)閮杀吨怆姌O層也增加。由此裝置整體的厚度增加并且透明度顯著地降低。另外,也存在制造工序增多,成本增大這樣的問題。另一方面,為了僅利用任意一個傳感器,來檢測彎曲位移、扭轉(zhuǎn)位移雙方,在信號檢測電路中需要使檢測信號的強度之差合理化等特別的處置。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供能夠以簡單的結(jié)構(gòu),以不增加薄膜的層疊方向的厚度的方式,檢測彎曲位移、扭轉(zhuǎn)位移的輸入終端。
(1)本發(fā)明的輸入終端是具備具有相互對置的第一主面和第二主面的平板狀的基底基板、具有相互對置的第三主面和第四主面,且上述第三主面與上述基底基板的上述第二主面對置地配設(shè)的平膜狀的壓電薄膜、以及形成在上述壓電薄膜的上述第三主面以及上述第四主面,并檢測由于上述壓電薄膜的彎曲的位移而產(chǎn)生的電壓的位移檢測用電極的輸入終端,其特征在于,具備配置在上述基底基板的上述第一主面以及上述第二主面的端部,隔著上述基底基板對置地配置,從而部分地妨礙上述基底基板的扭轉(zhuǎn)的變形的剛體。
(2)本發(fā)明的輸入終端是具備具有相互對置的第一主面和第二主面的平板狀的基底基板、具有相互對置的第三主面和第四主面,且上述第三主面與上述基底基板的上述第二主面對置地配設(shè)的平膜狀的壓電薄膜、以及形成在上述壓電薄膜的上述第三主面以及上述第四主面,并檢測由于上述壓電薄膜的彎曲的位移而產(chǎn)生的電壓的位移檢測用電極的輸入終端,其特征在于,具備在上述基底基板的上述第一主面以及上述第二主面的端部隔著上述基底基板對置地配置,并向與上述基底基板的扭轉(zhuǎn)所引起的變形的方向交叉的方向延伸的剛體。
根據(jù)該構(gòu)成,利用從位移檢測用電極的各個輸出的電壓根據(jù)壓電薄膜的位移而獨立,能夠根據(jù)電壓分布檢測壓電薄膜的位移。例如,在壓電薄膜向規(guī)定方向彎曲的情況下、和扭轉(zhuǎn)的情況下,成為不同的電壓分布。因此,能夠通過檢測該電壓分布來檢測壓電薄膜彎曲或者扭轉(zhuǎn),即進行位移。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)能夠進行通過使輸入終端位移的(彎曲、扭轉(zhuǎn)等)的操作輸入的輸入終端。
另外,通過沿基底基板的端部配置剛體,在對面板施加了使扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的外力的情況下,在剛體附近部分地妨礙基底基板的表面的伸縮,部分地變更壓電薄膜的伸縮方向的朝向。因此,能夠以高輸出得到與由于彎曲位移產(chǎn)生的電壓相比較是顯著地小的輸出的由于扭轉(zhuǎn)位移產(chǎn)生的電壓。與彎曲位移相同,能夠以高靈敏度檢測扭轉(zhuǎn)位移,所以能夠降低誤檢測噪聲等的可能性。并且,能夠利用一個壓電薄膜檢測彎曲位移、扭轉(zhuǎn)位移雙方,所以不需要重疊兩個彎曲位移用和扭轉(zhuǎn)位移用的壓電薄膜。因此,能夠不增加薄膜的層疊方向的厚度而實現(xiàn)薄型的輸入終端。
(3)優(yōu)選上述位移檢測用電極沿上述第一主面或者上述第二主面的第一方向分割為多個,并沿與上述第一方向正交的第二方向分割為多個。在該構(gòu)成中,沿第一方向形成多個,并沿第二方向形成多個,即針對壓電薄膜在分別不同的區(qū)域形成四個以上的位移檢測用電極。通過該構(gòu)成,由于位移模式不同的多種位移(彎曲、扭轉(zhuǎn)等)而得到分別獨立的電壓分布。因此,能夠獨立地檢測多種位移。
(4)優(yōu)選上述壓電薄膜由向與上述第一主面以及上述第二主面平行的方向單軸延伸的聚乳酸構(gòu)成,上述壓電薄膜的上述單軸延伸的方向是相對于上述第一方向以及上述第二方向成規(guī)定角的方向。該構(gòu)成示出了使用聚乳酸的壓電薄膜的具體的使用方式。這樣,通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定單軸延伸的方向,能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定針對想要檢測的位移的壓電薄膜的靈敏度。
(5)優(yōu)選上述剛體在上述壓電薄膜的上述第一方向的兩端部,沿上述第二方向形成。通過該構(gòu)成,由于扭轉(zhuǎn)位移產(chǎn)生的剛體附近的應(yīng)力的方向成為與將壓電薄膜沿第二方向彎曲的情況下產(chǎn)生的應(yīng)力的方向相同的方向,從而與彎曲位移相同,能夠以高靈敏度檢測扭轉(zhuǎn)位移。
(6)優(yōu)選本發(fā)明的輸入終端以具備具有成為操作面?zhèn)鹊牡谌髅婧团c上述第三主面對置的第四主面的平膜狀的主體,且具備形成在上述第三主面以及上述第四主面的靜電電容檢測用電極的觸摸位置檢測面板、上述第一主面以及上述第二主面、及上述第三主面以及上述第四主面從上述操作面?zhèn)扔^察時大致重合的方式配置。通過該構(gòu)成,能夠?qū)崿F(xiàn)能夠分別進行基于觸摸位置檢測面板的在操作面上的操作輸入、和基于使輸入終端位移(彎曲、扭轉(zhuǎn)等)的操作輸入的輸入終端。并且,此時,觸摸位置檢測面板和壓電薄膜分別為平膜狀,所以能夠?qū)崿F(xiàn)薄型的輸入終端。
(7)優(yōu)選本發(fā)明的輸入終端在同一面上復(fù)合形成上述靜電電容檢測用電極和上述位移檢測用電極。在該構(gòu)成中,由于靜電電容檢測用電極和位移檢測用電極形成在相同的層,所以不需要在靜電傳感器與壓電傳感器之間設(shè)置基底基板,能夠?qū)崿F(xiàn)更薄型的輸入終端。
(8)另外,優(yōu)選本發(fā)明的輸入終端由上述壓電薄膜形成上述觸摸位置檢測面板的上述主體,并在同一面上復(fù)合形成上述靜電電容檢測用電極和上述位移檢測用電極。在該構(gòu)成中,觸摸位置檢測面板的主體為壓電薄膜,在壓電薄膜的一面形成靜電電容檢測用電極和位移檢測用電極,所以能夠?qū)崿F(xiàn)更薄型的輸入終端。
根據(jù)本發(fā)明,能夠以簡單的結(jié)構(gòu),以不增加薄膜的層疊方向的厚度的方式,構(gòu)成能夠檢測彎曲位移、扭轉(zhuǎn)位移的輸入終端。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的第一實施方式所涉及的輸入終端1的面板21A的俯視圖。
圖2(A)是表示面板21A的靜電傳感器13的結(jié)構(gòu)的俯視圖,圖2(B)是表示面板21A的壓電傳感器12的結(jié)構(gòu)的俯視圖,圖2(C)是圖1以及圖2(A)中的A-A’剖視圖。
圖3是本發(fā)明的第一實施方式所涉及的輸入終端1的功能框圖。
圖4(A)是彎曲不具備剛體的面板20之前的狀態(tài)的側(cè)視圖,圖4(B)是彎曲了面板20的情況下的側(cè)視圖,圖4(C)是向與圖4(B)相反的方向彎曲的情況下的側(cè)視圖。
圖5(A)是扭轉(zhuǎn)了不具備剛體的面板20的狀態(tài)的立體圖,圖5(B)是扭轉(zhuǎn)了不具備剛體的面板20的狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖6(A)是表示在彎曲了不具備剛體的面板20的狀態(tài)下產(chǎn)生的電壓分布的圖,圖6(B)是表示在扭轉(zhuǎn)了不具備剛體的面板20的狀態(tài)下產(chǎn)生的電壓分布的圖。
圖7是表示在扭轉(zhuǎn)了不具備剛體的面板20的狀態(tài)下壓電薄膜產(chǎn)生的伸縮方向的圖。
圖8(A)是彎曲面板21A之前的狀態(tài)的側(cè)視圖,圖8(B)是彎曲了面板21A的情況下的側(cè)視圖,圖8(C)是向與圖8(B)相反的方向彎曲的情況下的側(cè)視圖。
圖9(A)是扭轉(zhuǎn)了面板21A的狀態(tài)的立體圖,圖9(B)是扭轉(zhuǎn)了面板21A的狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖10是表示在扭轉(zhuǎn)了面板21A的狀態(tài)下產(chǎn)生的電壓分布的圖。
圖11是表示在扭轉(zhuǎn)了面板21A的狀態(tài)下壓電薄膜產(chǎn)生的伸縮方向的圖。
圖12是表示在彎曲本發(fā)明的第一實施方式所涉及的面板21A的狀態(tài)和扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)下的在輸入終端1檢測到的電壓分布例的圖。
圖13是表示變形例所涉及的輸入終端的面板21B的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖14是表示第二實施方式所涉及的輸入終端的面板22的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖15是表示第二實施方式所涉及的輸入終端的面板22的結(jié)構(gòu)的背面圖。
圖16是表示第三實施方式所涉及的輸入終端的面板23的結(jié)構(gòu)的平面透視圖。
圖17是表示面板23具備的段電極403的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖18是表示面板23具備的公用電極407以及位移檢測用電極205的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖19是表示面板23的結(jié)構(gòu)的背面圖。
具體實施方式
以后,參照圖列舉一些具體的例子,表示用于實施本發(fā)明的多個方式。在各圖中對相同的地方附加相同的符號。各實施方式是例示的方式,當(dāng)然能夠進行不同的實施方式示出的構(gòu)成的部分的置換或者組合。
《第一實施方式》
參照圖對本發(fā)明的第一實施方式所涉及的輸入終端進行說明。圖1是本發(fā)明的第一實施方式所涉及的輸入終端1的面板21A的俯視圖。圖2是用于說明本發(fā)明的第一實施方式所涉及的輸入終端1的面板21A的結(jié)構(gòu)的圖。圖2(A)是表示面板21A的靜電傳感器13的結(jié)構(gòu)的俯視圖,圖2(B)是表示面板21A的壓電傳感器12的結(jié)構(gòu)的俯視圖,圖2(C)是圖1以及圖2(A)中的A-A’剖視圖。在圖2(C)中,夸張地圖示各部的厚度。對于以后的各實施方式中的剖視圖也相同。圖3是本發(fā)明的第一實施方式所涉及的輸入終端1的功能框圖。
輸入終端1具備壓電傳感器12、靜電傳感器13、位移檢測部14、觸摸位置檢測部15、以及操作內(nèi)容解析部16。壓電傳感器12、靜電傳感器13、基底基板501、剛體601、以及剛體601R組合成為面板21A,面板21A由圖2所示那樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
壓電傳感器12具備壓電薄膜101、位移檢測用電極201、位移檢測用電極202、位移檢測用電極203、位移檢測用電極204、位移檢測用電極201R、位移檢測用電極202R、位移檢測用電極203R、以及位移檢測用電極204R。
壓電薄膜101由具備相互對置的第三主面和第四主面的矩形形狀的平膜構(gòu)成。這里,將長邊方向設(shè)為第一方向,并將短邊方向設(shè)為第二方向。壓電薄膜101由單軸延伸的L型聚乳酸(PLLA)形成。在本實施方式中,壓電薄膜101向大致沿矩形的對角線的方向單軸延伸(參照圖2(B)的雙點劃線的中空箭頭)。以下將該方向稱為單軸延伸方向900。在壓電薄膜101為正方形的情況下優(yōu)選單軸延伸方向900沿對角線,另外在壓電薄膜101為長方形的情況下優(yōu)選單軸延伸方向900相對于第一方向或者第二方向成45°的角度。但是,角度并不限定于此,只要鑒于壓電薄膜101的特性、裝置的使用狀態(tài)而設(shè)計為最佳的角度即可。由此,以相對于壓電薄膜101的第一方向以及第二方向成規(guī)定的角度的方式設(shè)定單軸延伸方向900。
PLLA是手性高分子,主鏈具有螺旋結(jié)構(gòu)。PLLA若進行單軸延伸,分子進行取向,則具有壓電性。單軸延伸的PLLA的壓電常數(shù)在高分子中屬于非常高的部類。
此外,優(yōu)選延伸倍率為3~8倍左右。通過在延伸后實施熱處理,促進聚乳酸的伸展鏈結(jié)晶的結(jié)晶化從而壓電常數(shù)提高。此外,在雙軸延伸的情況下通過使各個軸的延伸倍率不同能夠得到與單軸延伸相同的效果。例如在將某一方向設(shè)為X軸并對該方向?qū)嵤┌吮兜难由欤瑢εc該軸正交的Y軸方向?qū)嵤﹥杀兜难由斓那闆r下,關(guān)于壓電常數(shù)大致得到與對X軸方向?qū)嵤┧谋兜膯屋S延伸的情況同等的效果。由于單純地單軸延伸的薄膜容易沿延伸軸方向裂開,所以通過進行上述那樣的雙軸延伸能夠增加幾分強度。
另外,PLLA由于通過延伸等的分子的取向處理而產(chǎn)生壓電性,不需要如PVDF等其它的聚合物、壓電陶瓷那樣,進行極化處理。即,不屬于強介電體的PLLA的壓電性并不是如PVDF、PZT等強介電體那樣通過離子的極化而發(fā)現(xiàn),而出自于作為分子的特征的結(jié)構(gòu)的螺旋結(jié)構(gòu)。因此,在PLLA不產(chǎn)生在其它的強介電性的壓電體產(chǎn)生的熱電性。并且,PVDF等隨著時間經(jīng)過觀察到壓電常數(shù)的變動,根據(jù)情況有時壓電常數(shù)顯著地降低,但PLLA的壓電常數(shù)隨著時間經(jīng)過極其穩(wěn)定。
另外,PLLA的壓電輸出常數(shù)(=壓電g常數(shù),g=d/εT)較大。因此,通過使用PLLA,能夠非常高靈敏度地檢測位移。這里將PLLA作為主要的實施例進行敘述,但也可以使用PLLA的光學(xué)異構(gòu)體亦即PDLA。
在作為由具有這樣的特性的PLLA構(gòu)成的壓電薄膜101的一個主面的第三主面形成有位移檢測用電極201、位移檢測用電極202、位移檢測用電極203、以及位移檢測用電極204。位移檢測用電極201、位移檢測用電極202、位移檢測用電極203、以及位移檢測用電極204形成為將壓電薄膜101的第三主面大致均等地進行四分割的形狀。更具體而言,位移檢測用電極201和位移檢測用電極202以沿壓電薄膜101的第一方向排列的方式形成。位移檢測用電極203和位移檢測用電極204以沿壓電薄膜101的第一方向排列的方式形成。另外,位移檢測用電極201和位移檢測用電極203以沿壓電薄膜101的第二方向排列的方式形成。位移檢測用電極202和位移檢測用電極204以沿壓電薄膜101的第二方向排列的方式形成。
通過這樣的構(gòu)成,成為以位于壓電薄膜101的一個對角線上的方式配置位移檢測用電極201和位移檢測用電極203的構(gòu)成。另外,成為以位于壓電薄膜101的另一個對角線上的方式配置位移檢測用電極202和位移檢測用電極204的構(gòu)成。位移檢測用電極201、位移檢測用電極202、位移檢測用電極203、以及位移檢測用電極204成為相對于俯視操作面的中心配置為180°的旋轉(zhuǎn)對稱的構(gòu)成。
在作為壓電薄膜101的另一主面的第四主面形成有位移檢測用電極201R、位移檢測用電極202R、位移檢測用電極203R、以及位移檢測用電極204R。位移檢測用電極201R為與位移檢測用電極201大致相同的面積,形成在大致整個面與位移檢測用電極201對置的位置。位移檢測用電極202R為與位移檢測用電極202大致相同的面積,形成在大致整個面與位移檢測用電極202對置的位置。位移檢測用電極203R為與位移檢測用電極203大致相同的面積,形成在大致整個面與位移檢測用電極203對置的位置。位移檢測用電極204R為與位移檢測用電極204大致相同的面積,形成在大致整個面與位移檢測用電極204對置的位置。
優(yōu)選這些位移檢測用電極201、位移檢測用電極202、位移檢測用電極203、位移檢測用電極204、位移檢測用電極201R、位移檢測用電極202R、位移檢測用電極203R、以及位移檢測用電極204R使用以ITO、ZnO、聚噻吩為主成分的有機電極、以聚苯胺為主成分的有機電極、銀納米線電極、或者碳納米管電極的任意一個。通過使用這些材料,能夠形成透光性較高的電極圖案。此外,在不需要透明性的情況下也能夠使用通過銀膏形成的電極、通過蒸鍍、濺射或者電鍍等形成的金屬系的電極。面板21A為了能夠使其較大地位移,而特別優(yōu)選以彎曲性優(yōu)異的聚噻吩為主成分的有機電極、以聚苯胺為主成分的有機電極、銀納米線電極、碳納米管電極、或者金屬系的電極。
壓電薄膜101中的被位移檢測用電極201、以及位移檢測用電極201R夾持的區(qū)域為檢測區(qū)域ReA,作為ReA電壓檢測部121發(fā)揮作用。壓電薄膜101中的被位移檢測用電極202、以及位移檢測用電極202R夾持的區(qū)域為檢測區(qū)域ReB,作為ReB電壓檢測部122發(fā)揮作用。壓電薄膜101中的被位移檢測用電極203、以及位移檢測用電極203R夾持的區(qū)域為檢測區(qū)域ReC,作為ReC電壓檢測部123發(fā)揮作用。壓電薄膜101中的被位移檢測用電極204、以及位移檢測用電極204R夾持的區(qū)域為檢測區(qū)域ReD,作為ReD電壓檢測部124發(fā)揮作用。
由這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的壓電傳感器12具備相互對置的第一主面和第二主面,并粘貼在由矩形形狀的平板構(gòu)成的基底基板501的第二主面。即,如圖2(C)所示,壓電傳感器12的壓電薄膜101的第三主面以與基底基板501的第二主面平行的方式對置地配設(shè)。這樣,由于在基底基板501粘貼壓電傳感器12,所以若由于基底基板501的位移而基底基板501的表面伸縮,則隨著該基底基板501的表面的伸縮壓電薄膜101也伸縮。
基底基板501由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、或者丙烯酸樹脂(PMMA)等強度比較高的聚合物形成。另外,基底基板也可以是金屬?;谆?01的厚度根據(jù)基底基板501所需要的強度適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
另外,在作為基底基板501的一個主面的第一主面配置有剛體601。剛體601在基底基板501的第一主面的對置的二邊的端部沿第二方向配置。在作為基底基板501的另一主面的第二主面配置有剛體601R。剛體601R在基底基板501的第二主面的對置的二邊的端部沿第二方向配置。剛體601R為與剛體601大致相同的面積,配置在隔著基底基板501大致整個面與剛體601對置的位置。剛體601以及剛體601R例如是鋁(Al)平板等。在圖2(C)所示的構(gòu)成中,剛體601和剛體601R是從基底基板501的第一主面和第二主面兩個主面夾持基底基板501的在第一方向?qū)χ玫亩叺亩瞬康慕Y(jié)構(gòu)。
這里,若如上述那樣,將由矩形形狀的平板構(gòu)成的基底基板501的長邊方向設(shè)為第一方向,并將短邊方向設(shè)為第二方向,則優(yōu)選剛體601以及剛體601R在第一方向的兩端部,沿第二方向形成。雖然詳細后述,但由于剛體601以及剛體601R不在基底基板501的中央部,而沿基底基板501的端部配置,所以為了檢測彎曲位移、扭轉(zhuǎn)位移所需要的電壓的確保變得容易。另外,通過沿第二方向配置,沿對置的二邊的端部配置的剛體彼此并行配置,從而能夠與彎曲位移相同地,以高靈敏度檢測扭轉(zhuǎn)位移。
剛體601以及剛體601R的材質(zhì)并不限定于本實施方式的構(gòu)成,只要是具有能夠部分地妨礙基底基板501的扭轉(zhuǎn)的變形的剛性的材質(zhì),則能夠任意地變更。例如,也能夠使用木材、塑料、金屬等。此外,在剛體使用具有導(dǎo)電性的材質(zhì)的情況下,需要在剛體表面形成具有絕緣性的保護膜。針對基底基板的剛體的安裝方法并不限定于本實施方式的構(gòu)成,能夠是通過粘合材料的粘貼、通過螺釘?shù)鹊木o固,或者上述的方法的并用等,任意地進行變更。另外,只要具有能夠部分地妨礙基底基板501的扭轉(zhuǎn)的變形的剛性,則也能夠使用通過蒸鍍、濺射或者電鍍等形成的金屬。
靜電傳感器13具備基底薄膜301、多個段電極401、以及多個公用電極405?;妆∧?01由具有相互對置的第五主面和第六主面的矩形的平膜構(gòu)成?;妆∧?01由具有規(guī)定的介電常數(shù)的材質(zhì)構(gòu)成,由不極力阻礙基底基板501的位移(彎曲、扭轉(zhuǎn)等)的程度的強度構(gòu)成。優(yōu)選基底薄膜301是具有透光性的材質(zhì)。
在作為基底薄膜301的一個主面的第五主面以規(guī)定的間隔排列形成有多個段電極401。多個段電極401的各個由長條狀構(gòu)成,并沿與長邊方向正交的方向排列。
在作為基底薄膜301的另一主面的第六主面以規(guī)定的間隔排列形成有多個公用電極405。多個公用電極405的各個由長條狀構(gòu)成,并沿與長邊方向正交的方向排列。從與第五主面以及第六主面正交的方向觀察,以多個公用電極405的長邊方向與多個段電極401的長邊方向大致正交的方式,形成多個段電極401以及多個公用電極405。
此外,段電極401以及公用電極405由與上述的位移檢測用電極201、位移檢測用電極202、位移檢測用電極203、位移檢測用電極204、位移檢測用電極201R、位移檢測用電極202R、位移檢測用電極203R、以及位移檢測用電極204R相同的材料形成即可。
通過這樣的構(gòu)成,能夠構(gòu)成通過檢測與觸摸的位置對應(yīng)的段電極401與公用電極405之間的靜電電容的變化來檢測觸摸位置的靜電電容式的觸摸位置檢測面板。
由這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜電傳感器13粘貼在作為基底基板501的一個主面的第一主面。即,粘貼在基底基板501中的與粘貼了壓電傳感器12的面對置的面。
在靜電傳感器13的與粘貼在基底基板501的面相反的一側(cè)的面配設(shè)有保護膜503。保護膜503由具有可撓性且具有絕緣性的材質(zhì)構(gòu)成。保護膜503由具有透光性的材質(zhì)構(gòu)成。例如,保護膜503使用PET或者PP即可。
在壓電傳感器12的與粘貼在基底基板501的面相反的一側(cè)的面配設(shè)有保護膜502。保護膜502由具有可撓性且具有絕緣性的材質(zhì)構(gòu)成。保護膜502由具有透光性的材質(zhì)構(gòu)成。例如,保護膜502使用PET或者PP即可。
通過以上那樣的構(gòu)成,能夠以平板狀,即薄型地構(gòu)成具備壓電傳感器12、靜電傳感器13、基底基板501、剛體601、以及剛體601R的面板21A。另外,通過以具有透光性的材質(zhì)形成基底基板501、壓電傳感器12、靜電傳感器13、保護膜502、以及保護膜503的全部,能夠構(gòu)成具有透光性的面板21A。這樣,通過成為具有透光性的面板21A,在面板21A的背面?zhèn)扰渲昧艘壕э@示器等的情況下,能夠觀察該液晶顯示器的顯示。另外,也能夠在面板21A的背面?zhèn)扰渲霉怆姵氐?。這樣,通過配置光電池,能夠?qū)⒐怆姵匕l(fā)電的電力充電給另外設(shè)置的二次電池,并作為輸入終端1的電源利用。
(剛體配置的作用)
圖4(A)是彎曲不具備剛體的面板20之前的狀態(tài)的側(cè)視圖,圖4(B)是彎曲了面板20的情況下的側(cè)視圖,圖4(C)是向與圖4(B)相反的方向彎曲的情況下的側(cè)視圖。圖5(A)是扭轉(zhuǎn)了不具備剛體的面板20的狀態(tài)的立體圖,圖5(B)是扭轉(zhuǎn)了不具備剛體的面板20的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖6(A)是表示在彎曲了不具備剛體的面板20的狀態(tài)下產(chǎn)生的電壓分布的圖,圖6(B)是表示在扭轉(zhuǎn)了不具備剛體的面板20的狀態(tài)下產(chǎn)生的電壓分布的圖。圖7是表示在扭轉(zhuǎn)了不具備剛體的面板20的狀態(tài)下壓電薄膜產(chǎn)生的伸縮方向的圖。圖4、圖5、圖6、以及圖7是在圖的上側(cè)粘貼壓電傳感器12的構(gòu)成,為了容易理解圖以及原理,將面板20的結(jié)構(gòu)簡化進行圖示。在圖6中,以濃淡表現(xiàn)電壓分布,隨著從較淡的顏色變化為較深的顏色表示產(chǎn)生的電壓變高。
圖4(B)圖示沿長邊方向彎曲了面板20的狀態(tài)。若使用圖6(A)進行說明,則示出成為端邊AB的兩端的角部A以及角部B、和成為端邊CD的兩端的角部C以及角部D向與面板20的粘貼了壓電傳感器12的面大致正交的方向,并且向相互相同的方向位移的情況(參照圖4(B)以及圖6(A)中的箭頭)。如圖4(B)所示,面板20的基底基板501沿長邊方向以折凹的方式彎曲,所以由于基底基板501的彎曲位移而基底基板501的表面壓縮。由于壓電傳感器12粘貼在基底基板501,所以隨著該基底基板501的表面的壓縮,壓電傳感器12的壓電薄膜被壓縮(參照圖4(B)的中空箭頭)。
這樣,在對面板20施加了使彎曲產(chǎn)生的外力的情況下,根據(jù)單軸延伸方向900與彎曲方向的關(guān)系,成為圖6(A)所示那樣的電壓分布。即,在從壓電薄膜的伸長最大的面板20的長邊方向的中心沿垂直方向(短邊方向)的部分,產(chǎn)生最大的電壓,且隨著朝向長邊方向的兩端(端邊AB、端邊CD)而產(chǎn)生的電壓降低。
圖5(A)圖示在面板20的長邊方向的一端的端邊AB、和另一端的端邊CD產(chǎn)生了扭轉(zhuǎn)的情況。換句話說,示出成為端邊AB的兩端的角部A以及角部B、和成為端邊CD的兩端的角部C以及角部D向與面板20的粘貼了壓電傳感器12的面大致正交的方向,并且向相互相反的方向位移的情況(參照圖5(A)中的箭頭)。如圖5(A)所示,對于面板20的基底基板501來說,主要在相對于壓電傳感器12的壓電薄膜的單軸延伸方向900大致相同的方向(0°),或者相對于單軸延伸方向900垂直的方向(90°)產(chǎn)生(參照圖9(B)中的中空箭頭)。
另外,如圖5(B)所示,可知在針對面板20施加了使扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的外力的情況下,面板20的基底基板501幾乎不沿長邊方向彎曲,粘貼在基底基板501的壓電傳感器12的壓電薄膜在相對于單軸延伸方向900成45°方向幾乎不伸縮。因此,在對面板20施加了使扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的外力的情況下,根據(jù)單軸延伸方向900與扭轉(zhuǎn)方向的關(guān)系,成為如圖6(B)所示那樣的電壓分布。即,在針對壓電薄膜壓縮最大的角部A以及角部C,產(chǎn)生最大的電壓。在針對壓電薄膜伸長最大的角部B以及角部D,產(chǎn)生絕對值最大的電壓。此外,在角部A以及角部C產(chǎn)生的電壓與在角部B以及角部D產(chǎn)生的電壓的絕對值大致相同,產(chǎn)生異號的電壓。而且,隨著朝向壓電薄膜的中央部產(chǎn)生的電壓的絕對值變小。但是,在對面板20施加了使扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的外力的情況下產(chǎn)生的電壓的絕對值與在對面板20施加了使彎曲產(chǎn)生的外力的情況下產(chǎn)生的電壓的絕對值相比顯著地小。
圖7表示在扭轉(zhuǎn)了面板20的狀態(tài)下壓電薄膜產(chǎn)生的伸縮方向。如圖7所示,在扭轉(zhuǎn)了面板20的情況下在壓電薄膜產(chǎn)生的伸縮方向在壓電薄膜整體是相對于單軸延伸方向900大致0°方向,或者大致90°方向。另外,如圖5(B)所示,在相對于壓電薄膜的單軸延伸方向900成45°方向(基底基板501的長邊方向)幾乎不產(chǎn)生伸縮。因此,在對面板20施加了使扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的外力的情況下產(chǎn)生的電壓的絕對值與在對面板20施加了使彎曲產(chǎn)生的外力的情況下產(chǎn)生的電壓的絕對值相比顯著地小。
接下來參照圖對面板21A的情況進行說明。圖8(A)是彎曲面板21A之前的狀態(tài)的側(cè)視圖,圖8(B)是彎曲了面板21A的情況下的側(cè)視圖,圖8(C)是向與圖8(B)相反的方向彎曲的情況下的側(cè)視圖。圖9(A)是扭轉(zhuǎn)了面板21A的狀態(tài)的立體圖,圖9(B)是扭轉(zhuǎn)了面板21A的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖10是表示在扭轉(zhuǎn)了面板21A的狀態(tài)下產(chǎn)生的電壓分布的圖。圖11是表示在扭轉(zhuǎn)了面板21A的狀態(tài)下壓電薄膜產(chǎn)生的伸縮方向的圖。圖8、圖9、圖10、以及圖11是在圖的上側(cè)粘貼了壓電傳感器12的構(gòu)成,為了容易理解圖以及原理,對面板21A的結(jié)構(gòu)進行簡化圖示。在圖10中,以濃淡表現(xiàn)電壓分布,隨著從較淡的顏色變化為較深的顏色表示產(chǎn)生的電壓變高。
圖8(B)圖示沿長邊方向彎曲了面板21A的狀態(tài)。若使用圖6(A)進行說明,則示出成為端邊AB的兩端的角部A以及角部B、和成為端邊CD的兩端的角部C以及角部D向與面板21A的粘貼了壓電傳感器12的面大致正交的方向,并且向相互相同的方向位移的情況(參照圖8(B)中的箭頭)。與面板20的情況相同,面板21A的基底基板501沿長邊方向以折凹的方式彎曲。因此,在對面板21A施加了使彎曲產(chǎn)生的外力的情況下,根據(jù)單軸延伸方向900與彎曲方向的關(guān)系,與面板20的情況相同,成為圖6(A)所示那樣的電壓分布。
圖9(B)與圖5(A)的情況相同,圖示在面板21A的長邊方向的一端的端邊AB、和另一端的端邊CD產(chǎn)生了扭轉(zhuǎn)的情況。換句話說,示出在成為端邊AB的兩端的角部A以及角部B、和成為端邊CD的兩端的角部C以及角部D向與面板21A的粘貼了壓電傳感器12的面大致正交的方向,并且向相互相反的方向位移的情況(參照圖9(A)中的箭頭)。
在對面板21A施加了使扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的外力的情況下,如圖9(A)以及圖9(B)所示,面板21A的角部B側(cè)的基底基板501沿長邊方向以折凸的方式彎曲。因此,由于基底基板501的位移基底基板501的表面伸長,隨著基底基板501的表面的伸長壓電傳感器12的壓電薄膜也伸長(參照圖9(A)以及圖9(B)的角部B側(cè)的中空箭頭)。另外,面板21A的角部C側(cè)的基底基板501沿長邊方向以折凹的方式彎曲。因此,由于基底基板501的位移基底基板501的表面壓縮,隨著基底基板501的表面的壓縮壓電傳感器12的壓電薄膜也被壓縮(參照圖9(A)以及圖9(B)的角部C側(cè)的中空箭頭)。
另一方面,面板21A的角部A側(cè)的基底基板501沿長邊方向以折凹的方式彎曲。因此,由于基底基板501的位移而基底基板501的表面壓縮,隨著基底基板501的表面的壓縮而壓電傳感器12的壓電薄膜也被壓縮(參照圖9(A)的角部A側(cè)的中空箭頭)。另外,面板21A的角部D側(cè)的基底基板501沿長邊方向以折凹的方式彎曲。因此,由于基底基板501的位移而基底基板501的表面壓縮,隨著基底基板501的表面的壓縮而壓電傳感器12的壓電薄膜也被壓縮(參照圖9(A)的角部D側(cè)的中空箭頭)。
因此,在對面板21A施加了使扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的外力的情況下,根據(jù)單軸延伸方向900與扭轉(zhuǎn)方向的關(guān)系,成為圖10所示那樣的電壓分布。在針對壓電薄膜壓縮最大的角部A以及角部C,產(chǎn)生絕對值最大的電壓。在針對壓電薄膜伸長最大的角部B以及角部D產(chǎn)生絕對值最大的電壓。此外,在角部A以及角部C產(chǎn)生的電壓與在角部B以及角部D產(chǎn)生的電壓的絕對值大致相同,產(chǎn)生異號的電壓。而且,隨著朝向壓電薄膜的中央部而產(chǎn)生的電壓的絕對值變小。換句話說,與圖6(B)所示的面板20的情況相同。但是,可知在扭轉(zhuǎn)了面板21A的狀態(tài)下在各角部產(chǎn)生的電壓比在扭轉(zhuǎn)了面板20的狀態(tài)下在各角部產(chǎn)生的電壓大,且產(chǎn)生與在彎曲了面板的狀態(tài)下產(chǎn)生的電壓大致相同的絕對值的電壓。以下,對其理由進行說明。
圖11表示在扭轉(zhuǎn)了面板21A的狀態(tài)下在壓電薄膜產(chǎn)生的伸縮方向。如圖11所示,可知在扭轉(zhuǎn)了面板21A的情況下,在壓電薄膜產(chǎn)生的伸縮方向在面板21A的中央部中在相對于單軸延伸方向900大致0°方向,或者在大致90°方向產(chǎn)生,但在剛體附近在相對于單軸延伸方向900大致45°方向產(chǎn)生。這表示由于沿基底基板501的端部配置了剛體,所以在扭轉(zhuǎn)了面板21A的情況下,基底基板501的表面的伸縮在剛體附近被部分地妨礙,而壓電薄膜的伸縮方向的方向被部分地變更。
換句話說,由于在基底基板501的長邊方向的兩端部配置了剛體,所以在扭轉(zhuǎn)了面板21A的情況下,基底基板501的表面(以及壓電薄膜)的剛體附近的伸縮方向的朝向成為與在彎曲了面板21A的情況下產(chǎn)生的伸縮方向相同的方向。因此,即使在扭轉(zhuǎn)了面板的情況下,也能夠產(chǎn)生與彎曲了面板的情況大致相同的絕對值的電壓。
根據(jù)以上,通過該構(gòu)成,能夠以高輸出得到與由于彎曲位移產(chǎn)生的電壓相比較是顯著地小的輸出的由于扭轉(zhuǎn)位移而產(chǎn)生的電壓。與彎曲位移相同,能夠以高靈敏度檢測扭轉(zhuǎn)位移,所以能夠降低誤檢測噪聲等的可能性。并且,能夠利用一個壓電薄膜檢測彎曲位移、扭轉(zhuǎn)位移雙方,所以不需要重疊兩個彎曲位移用和扭轉(zhuǎn)位移用的壓電薄膜。因此,能夠不增加薄膜的層疊方向的厚度而實現(xiàn)薄型的面板以及輸入終端。
如圖3所示,由上述的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的面板21A的壓電傳感器12以及靜電傳感器13與后段的各電路連接。
如圖3所示,從ReA電壓檢測部121輸出的檢測電壓V(ReA),即由于壓電薄膜101的位移而在位移檢測用電極201以及位移檢測用電極201R間產(chǎn)生的電壓輸出到位移檢測部14。從ReB電壓檢測部122輸出的檢測電壓V(ReB),即由于壓電薄膜101的位移而在位移檢測用電極202以及位移檢測用電極202R間產(chǎn)生的電壓輸出到位移檢測部14。從ReC電壓檢測部123輸出的檢測電壓V(ReC),即由于壓電薄膜101的位移而在位移檢測用電極203以及位移檢測用電極203R間產(chǎn)生的電壓輸出到位移檢測部14。從ReD電壓檢測部124輸出的檢測電壓V(ReD),即由于壓電薄膜101的位移而在位移檢測用電極204以及位移檢測用電極204R間產(chǎn)生的電壓輸出到位移檢測部14。
雖然詳細后述,但檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)成為與壓電薄膜101的位移狀態(tài)對應(yīng)的電壓分布。因此,位移檢測部14根據(jù)檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)的電壓分布檢測位移狀態(tài)。位移檢測部14向操作內(nèi)容解析部16輸出位移狀態(tài)的檢測結(jié)果。
靜電傳感器13的各段電極401和各公用電極405與觸摸位置檢測部15連接。在靜電傳感器13檢測到的觸摸位置檢測電壓輸出到觸摸位置檢測部15。觸摸位置檢測部15根據(jù)檢測到觸摸位置檢測電壓的段電極401與公用電極405的組合來檢測操作面上的觸摸位置。觸摸位置檢測部15向操作內(nèi)容解析部16輸出觸摸位置檢測結(jié)果。
操作內(nèi)容解析部16使用位移狀態(tài)的檢測結(jié)果或者觸摸位置檢測結(jié)果的至少任意一方,來解析操作內(nèi)容。
在基于觸摸位置解析操作的情況下,例如,操作內(nèi)容解析部16根據(jù)觸摸位置檢測結(jié)果,獲取基于觸摸的位置的控制指令,并執(zhí)行該控制指令。
作為控制指令,作為將輸入終端1利用為TV的遙控器的情況,能夠進行以下的各種指令。
·切換到與觸摸位置相當(dāng)?shù)念l道的指令
·根據(jù)觸摸位置的軌跡調(diào)整音量的指令
·根據(jù)觸摸位置的軌跡解析頻道編號,并切換到解析出的頻道的指令
在基于位移狀態(tài)解析操作內(nèi)容的情況下,例如,操作內(nèi)容解析部16根據(jù)位移狀態(tài)的檢測結(jié)果,確定控制指令,并執(zhí)行該控制指令。
作為控制指令,作為將輸入終端1利用為TV的遙控器的情況,能夠進行以下的各種指令。
·在檢測到輸入終端1的彎曲的情況下,根據(jù)彎曲的量以及彎曲的方向調(diào)整音量的指令
·在檢測到輸入終端1的扭轉(zhuǎn)的情況下,根據(jù)扭轉(zhuǎn)量以及扭轉(zhuǎn)的方向來切換頻道的指令
如以上那樣,若使用本實施方式的構(gòu)成,則不僅是對操作面的觸摸操作,也能夠使面板21A位移(彎曲、扭轉(zhuǎn)等),來進行控制指令的執(zhí)行處理。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)能夠進行富有多樣性的操作輸入的輸入終端。
(彎曲、扭轉(zhuǎn)的檢測概念)
接下來,對本實施方式中的彎曲、扭轉(zhuǎn)的檢測概念進行更詳細的說明。圖12是表示在彎曲了本發(fā)明的第一實施方式所涉及的面板21A的狀態(tài)和扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)下的在輸入終端1檢測出的電壓分布例的圖。
(彎曲位移檢測)
如圖8(A)所示,在彎曲位移為0的情況下,即未對面板21A施加使彎曲產(chǎn)生的外力的情況下,如圖8(A)所示面板21A的基底基板501的主面成為平坦的狀態(tài)。該情況下,粘貼于基底基板501的第二主面的壓電傳感器12的壓電薄膜不伸縮,不產(chǎn)生基于彎曲位移的來自壓電傳感器12的輸出電壓的變化。例如,若以在該狀態(tài)下檢測電壓為0[V]的方式進行設(shè)定,則從ReA電壓檢測部121輸出的檢測電壓V(ReA)、從ReB電壓檢測部122輸出的檢測電壓V(ReB)、從ReC電壓檢測部123輸出的檢測電壓V(ReC)、以及從ReD電壓檢測部124輸出的檢測電壓V(ReD)全部為0[V]。
在彎曲位移為規(guī)定值的情況下,即在對面板21A施加了使彎曲產(chǎn)生的外力的情況下,面板21A的基底基板501如圖8(B)或者圖8(C)所示那樣主面沿長邊方向彎曲。該情況下,粘貼于基底基板501的第二主面的壓電傳感器12的壓電薄膜隨著粘貼了壓電傳感器12的基底基板501的表面的伸縮而伸長或壓縮。由此,產(chǎn)生基于彎曲位移的來自壓電傳感器的輸出電壓的變化。
而且,通過使用本實施方式那樣的構(gòu)成,檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)如以下所示變化。
在彎曲位移為+a的情況下,如圖8(B)所示,沿基底基板501的長邊方向以折凹的方式彎曲,所以由于基底基板501的位移而基底基板501的表面壓縮,隨著基底基板501的表面的壓縮壓電薄膜101也被壓縮(參照圖8(B)的中空箭頭)。因此,根據(jù)單軸延伸方向900與彎曲方向(面板21A的長邊方向)的關(guān)系,如圖12所示,檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)成為大致相同的電壓值+VBa。
在彎曲位移為+b(≠+a)的情況下,如圖12所示,檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)成為大致相同的電壓值+VBb(≠+VBa)。
在彎曲位移為-a的情況下,即,彎曲位移為與+a相反方向且相同的彎曲量的情況下,如圖8(C)所示,沿基底基板501的長邊方向以折凸的方式彎曲,所以由于基底基板501的位移而基底基板501的表面伸長,隨著基底基板501的表面的伸長壓電薄膜101也被伸長(參照圖8(C)的中空箭頭)。因此,如圖12所示,檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)成為大致相同的電壓值-VBa。
這樣,在本實施方式的構(gòu)成中,對于彎曲位移,全部的檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)成為與彎曲量對應(yīng)的大致相同的電壓值。
因此,若比較檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)的電壓值,而它們大致相同,則能夠檢測出面板21A被彎曲。另外,通過測定此時的電壓值,能夠檢測彎曲方向以及彎曲量。
(扭轉(zhuǎn)位移檢測)
在扭轉(zhuǎn)位移為0的情況下,即未對面板21A施加使扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的外力的情況下,面板21A的基底基板501的主面成為平坦的狀態(tài)。該情況下,壓電傳感器12的壓電薄膜101不伸縮,不產(chǎn)生基于扭轉(zhuǎn)位移的來自壓電傳感器12的輸出電壓的變化。例如,若在該狀態(tài)下檢測電壓為0[V]的方式進行設(shè)定,則從ReA電壓檢測部121輸出的檢測電壓V(ReA)、從ReB電壓檢測部122輸出的檢測電壓V(ReB)、從ReC電壓檢測部123輸出的檢測電壓V(ReC)、以及從ReD電壓檢測部124輸出的檢測電壓V(ReD)全部為0[V]。
在扭轉(zhuǎn)位移為規(guī)定值的情況下,即對面板21A施加了使扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的外力的情況下,如圖9(A)所示,面板21A的基底基板501成為扭轉(zhuǎn)了成為面板21A的長邊方向的一端的端邊AB、和成為另一端的端邊CD的狀態(tài)。換句話說,成為端邊AB的兩端的角部A以及角部B、和端邊CD的兩端的角部C以及角部D向與面板21A的粘貼了壓電傳感器12的面大致正交的方向,并且向相互相反的方向位移的狀態(tài)(參照圖9(A)中的箭頭)。該情況下,粘貼于基底基板501的第二主面的壓電傳感器12的壓電薄膜隨著粘貼了壓電傳感器12的基底基板501的表面的伸縮而伸長或者壓縮。由此,產(chǎn)生基于扭轉(zhuǎn)位移的來自壓電傳感器的輸出電壓的變化。更具體而言,根據(jù)扭轉(zhuǎn)狀態(tài),檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)分別獨立地變化。
在扭轉(zhuǎn)位移為+c的情況下,如圖9(A)所示,角部B與主面(粘貼了壓電傳感器12的面)相比向上側(cè)位移,角部C與主面(粘貼了壓電傳感器12的面)相比向下側(cè)位移。角部B側(cè)的基底基板501沿長邊方向以折凸的方式彎曲。因此,由于基底基板501的位移而基底基板501的表面伸長,隨著基底基板501的表面的伸長壓電傳感器12的壓電薄膜也被伸長(參照圖9(A)以及圖9(B)的角部B側(cè)的中空箭頭)。另外,角部C側(cè)的基底基板501沿長邊方向以折凹的方式彎曲。因此,由于基底基板501的位移而基底基板501的表面壓縮,隨著基底基板501的表面的壓縮壓電傳感器12的壓電薄膜也被壓縮(參照圖9(A)以及圖9(B)的角部C側(cè)的中空箭頭)。另一方面,角部A側(cè)的基底基板501沿長邊方向以折凹的方式彎曲。因此,由于基底基板501的位移而基底基板501的表面壓縮,隨著基底基板501的表面的壓縮壓電傳感器12的壓電薄膜也被壓縮(參照圖9(A)的角部A側(cè)的中空箭頭)。另外,角部D側(cè)的基底基板501沿長邊方向以折凸的方式彎曲。因此,由于基底基板501的位移而基底基板501的表面伸長,隨著基底基板501的表面的伸長壓電傳感器12的壓電薄膜也被伸長(參照圖9(A)的角部D側(cè)的中空箭頭)。
因此,根據(jù)單軸延伸方向900與扭轉(zhuǎn)方向的關(guān)系,如圖12所示,檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)的絕對值成為大致相同的電壓值VWc。而且,檢測電壓V(ReA)以及檢測電壓V(ReC)與檢測電壓V(ReB)以及檢測電壓V(ReD)為異號。例如,檢測電壓V(ReA)以及檢測電壓V(ReC)為電壓值+VWc,檢測電壓V(ReB)以及檢測電壓V(ReD)為電壓值-VWc。
在扭轉(zhuǎn)位移為+d(≠+c)的情況下,如圖12所示,檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)的絕對值成為大致相同的電壓值VWd。而且,檢測電壓V(ReA)以及檢測電壓V(ReC)與檢測電壓V(ReB)以及檢測電壓V(ReD)為異號。例如,檢測電壓V(ReA)以及檢測電壓V(ReC)為電壓值+VWd,檢測電壓V(ReB)以及檢測電壓V(ReD)為電壓值-VWd。
在扭轉(zhuǎn)位移為-c的情況下,即,扭轉(zhuǎn)位移為與+c相反的方向且相同的扭轉(zhuǎn)量的情況下,角部B側(cè)的基底基板501沿長邊方向以折凹的方式彎曲。因此,由于基底基板501的位移而基底基板501的表面壓縮,隨著基底基板501的表面的伸長壓電傳感器12的壓電薄膜也被壓縮。另外,角部C側(cè)的基底基板501沿長邊方向以折凸的方式彎曲。因此,由于基底基板501的位移而基底基板501的表面伸長,隨著基底基板501的表面的伸長壓電傳感器12的壓電薄膜也被伸長。另一方面,角部A側(cè)的基底基板501沿長邊方向以折凸的方式彎曲。因此,由于基底基板501的位移而基底基板501的表面伸長,隨著基底基板501的表面的伸長壓電傳感器12的壓電薄膜也被伸長(參照圖9(A)的角部A側(cè)的中空箭頭)。另外,角部D側(cè)的基底基板501沿長邊方向以折凹的方式彎曲。因此,由于基底基板501的位移而基底基板501的表面壓縮,隨著基底基板501的表面的壓縮壓電傳感器12的壓電薄膜也被壓縮。
因此,如圖12所示,檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)的絕對值成為大致相同的電壓值VWc。而且,檢測電壓V(ReA)以及檢測電壓V(ReC)與檢測電壓V(ReB)以及檢測電壓V(ReD)為異號。此時,檢測電壓的符號與扭轉(zhuǎn)位移為+c的情況相反。具體而言,在扭轉(zhuǎn)位移為+c,檢測電壓V(ReA)以及檢測電壓V(ReC)為電壓值+VWc,檢測電壓V(ReB)以及檢測電壓V(ReD)為電壓值-VWc的情況下,在扭轉(zhuǎn)位移為-c時,檢測電壓V(ReA)以及檢測電壓V(ReC)為電壓值-VWc,檢測電壓V(ReB)以及檢測電壓V(ReD)為電壓值+VWc。
這樣,在本實施方式的構(gòu)成中,對于扭轉(zhuǎn)位移,沿單軸延伸方向配置的位移檢測用電極的檢測電壓V(ReA)以及檢測電壓V(ReC)與沿與單軸延伸方向正交的方向配置的位移檢測用電極的檢測電壓V(ReB)以及檢測電壓V(ReD)成為與扭轉(zhuǎn)量對應(yīng)的大致相同的電壓絕對值并且成為異號的電壓。
因此,通過觀測檢測電壓V(ReA)、檢測電壓V(ReB)、檢測電壓V(ReC)、以及檢測電壓V(ReD)的電壓分布,能夠檢測面板21A被扭轉(zhuǎn)。另外,通過測定此時的電壓值,能夠檢測扭轉(zhuǎn)方向以及扭轉(zhuǎn)量。
此外,在本實施方式所涉及的輸入終端1的面板21A中,是剛體601以及剛體601R的端部沿基底基板501的端部(第一方向的兩端部)配置的構(gòu)成(參照圖1以及圖2(C))。但是,只要具有能夠部分地妨礙基底基板501的扭轉(zhuǎn)的變形的剛性,則并不限定于剛體601以及剛體601R的端部準(zhǔn)確地沿基底基板501的端部(第一方向的兩端部)。
圖13是表示變形例所涉及的輸入終端的面板21B的結(jié)構(gòu)的俯視圖。面板21B與面板21A的剛體601以及剛體601R的配置不同,除此以外為相同的構(gòu)成。從基底基板501的第一方向的一端(圖13中的面板21B的左側(cè)短邊)到剛體的端部的距離為x,剛體601以及剛體601R的沿第一方向的寬度為y,從剛體601以及剛體601R的端部到在第二方向二等分面板21B的虛擬的分割線為止的距離為z。在這種情況下,面板21B成為x<y<z,從而為了檢測彎曲位移、扭轉(zhuǎn)位移所需要的電壓的確保變得容易,與彎曲位移相同,能夠以高靈敏度檢測扭轉(zhuǎn)位移。這樣,端部(本申請權(quán)利要求中的“端部”)并不限定于準(zhǔn)確地沿基底基板501的端部(第一方向的兩端部),也包含x<y的情況。
《第二實施方式》
接下來,參照圖對第二實施方式所涉及的輸入終端進行說明。圖14是表示第二實施方式所涉及的輸入終端的面板22的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖15是表示第二實施方式所涉及的輸入終端的面板22的結(jié)構(gòu)的背面圖。此外,在圖14以及圖15中,省略基底基板以及剛體的圖示。概略而言,本實施方式的面板22是壓電薄膜101兼作靜電傳感器的基底薄膜的面板。
在壓電薄膜101的第三主面排列形成有多個作為概略形狀為長條狀的段電極402。多個段電極402沿與長邊方向正交的方向排列形成。段電極402以沿長邊方向?qū)挿亢驼拷惶孢B接的形狀形成。
在作為壓電薄膜101的一個主面的第三主面形成有位移檢測用電極201A、位移檢測用電極202B、位移檢測用電極203C、以及位移檢測用電極204D。位移檢測用電極201A形成在被通過俯視第三主面時的中心且與各邊正交的虛擬的分割線分割的檢測區(qū)域ReA。位移檢測用電極201A為線狀電極,在檢測區(qū)域ReA內(nèi)的范圍,與段電極402的外形分離規(guī)定間隔,形成為沿該外形的形狀。位移檢測用電極201A通過迂回電極211A連接。
位移檢測用電極202B形成在被通過俯視第三主面時的中心且與各邊正交的虛擬的分割線分割的檢測區(qū)域ReB。位移檢測用電極202B是線狀電極,在檢測區(qū)域ReB內(nèi)的范圍,與段電極402的外形分離規(guī)定間隔,形成為沿該外形的形狀。位移檢測用電極202B通過迂回電極212B連接。
位移檢測用電極203C形成在被通過俯視第三主面時的中心且與各邊正交的虛擬的分割線分割的檢測區(qū)域ReC。位移檢測用電極203C為線狀電極,在檢測區(qū)域ReC內(nèi)的范圍,與段電極402的外形分離規(guī)定間隔,形成為沿該外形的形狀。位移檢測用電極203C通過迂回電極213C連接。
位移檢測用電極204D形成在被通過俯視第三主面時的中心且與各邊正交的虛擬的分割線分割的檢測區(qū)域ReD。位移檢測用電極204D是線狀電極,在檢測區(qū)域ReD內(nèi)的范圍,與段電極402的外形分離規(guī)定間隔,形成為沿該外形的形狀。位移檢測用電極204D通過迂回電極214D連接。
在作為壓電薄膜101的另一主面的第四主面排列形成有多個作為概略形狀為長條狀的公用電極406。多個公用電極406沿與長邊方向正交的方向排列形成。公用電極406以沿長邊方向?qū)挿亢驼拷惶孢B接的形狀形成。公用電極406的長邊方向與段電極402的長邊方向在從俯視壓電薄膜101的方向觀察時正交。
在壓電薄膜101的第四主面形成有位移檢測用電極201RA、位移檢測用電極202RB、位移檢測用電極203RC、以及位移檢測用電極204RD。位移檢測用電極201RA形成在被通過俯視第二主面時的中心且與各邊正交的虛擬的分割線分割的檢測區(qū)域ReA。位移檢測用電極201RA為線狀電極,在檢測區(qū)域ReA內(nèi)的范圍,與公用電極406的外形分離規(guī)定間隔,形成為沿該外形的形狀。位移檢測用電極201RA以在從俯視壓電薄膜101的方向觀察時,與位移檢測用電極201A部分地重合的方式形成。位移檢測用電極201RA通過迂回電極211RA連接。
位移檢測用電極202RB形成在被通過俯視第四主面時的中心且與各邊正交的虛擬的分割線分割的檢測區(qū)域ReB。位移檢測用電極202RB為線狀電極,在檢測區(qū)域ReB內(nèi)的范圍,與公用電極406的外形分離規(guī)定間隔,形成為沿該外形的形狀。位移檢測用電極202RB以在從俯視壓電薄膜101的方向觀察時,與位移檢測用電極202B部分地重合的方式形成。位移檢測用電極202RB通過迂回電極212RB連接。
位移檢測用電極203RC形成在被通過俯視第四主面時的中心且與各邊正交的虛擬的分割線分割的檢測區(qū)域ReC。位移檢測用電極203RC為線狀電極,在檢測區(qū)域ReC內(nèi)的范圍,與公用電極406的外形分離規(guī)定間隔,形成為沿該外形的形狀。位移檢測用電極203RC以在從俯視壓電薄膜101的方向觀察時,與位移檢測用電極203C部分地重合的方式形成。位移檢測用電極203RC通過迂回電極213RC連接。
位移檢測用電極204RD形成在被通過俯視第四主面時的中心且與各邊正交的虛擬的分割線分割的檢測區(qū)域ReD。位移檢測用電極204RD是線狀電極,在檢測區(qū)域ReD內(nèi)的范圍,與公用電極406的外形分離規(guī)定間隔,形成為沿該外形的形狀。位移檢測用電極204RD以在從俯視壓電薄膜101的方向觀察時,與位移檢測用電極204D部分地重合的方式形成。位移檢測用電極204RD通過迂回電極214RD連接。
作為這樣的構(gòu)成,也與上述的各實施方式相同,能夠進行基于觸摸位置的操作輸入、和基于輸入終端的位移的操作輸入。而且,通過使用本實施方式的構(gòu)成,能夠利用一個壓電薄膜形成靜電傳感器和壓電傳感器,不需要分別地形成壓電傳感器和靜電傳感器。因此,能夠進一步薄型地形成輸入終端。另外,在透明地形成的情況下相對于層方向的電極層減少,所以透明度增加。
此外,上述的實施方式的各電極圖案示出一個例子,只要以將操作面分割為多個區(qū)域,且能夠?qū)γ總€分割后的區(qū)域檢測基于位移的電壓的方式形成電極圖案,則能夠得到上述的作用效果。
《第三實施方式》
接下來,參照圖對第三實施方式所涉及的輸入終端進行說明。圖16是表示第三實施方式所涉及的輸入終端的面板23的結(jié)構(gòu)的平面透視圖。圖17是表示面板23具備的段電極403的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖18是表示面板23具備的公用電極407以及位移檢測用電極205的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖19是表示面板23的結(jié)構(gòu)的背面圖。此外,在圖17、圖18、以及圖19中,省略基底基板以及剛體的圖示。概略而言,本實施方式的面板23在相同的層形成靜電傳感器用的公用電極407和壓電傳感器用的位移檢測用電極205。
在作為基底薄膜301的一個主面的第五主面排列形成有多個作為概略形狀為長條狀的段電極403。多個段電極403沿與長邊方向正交的方向排列形成。段電極403以沿長邊方向?qū)挿亢驼拷惶孢B接的形狀形成。
在作為基底薄膜301的另一主面的第六主面排列形成有多個作為概略形狀為長條狀的公用電極407。多個公用電極407沿與長邊方向正交的方向排列形成。公用電極407形成為沿長邊方向?qū)挿亢驼拷惶孢B接的形狀。公用電極407的長邊方向在從俯視壓電薄膜101的方向觀察時,與段電極403的長邊方向正交。
在作為壓電薄膜101的一個主面的第三主面形成有作為概略形狀為長條狀的位移檢測用電極205。多個位移檢測用電極205沿與長邊方向正交的方向排列形成。位移檢測用電極205形成為沿長邊方向?qū)挿亢驼拷惶孢B接的形狀。位移檢測用電極205通過迂回電極215連接。位移檢測用電極205的長邊方向與公用電極407的長邊方向并行,在從俯視壓電薄膜101的方向觀察時,與段電極403的長邊方向正交。另外,位移檢測用電極205和公用電極407在從俯視壓電薄膜101的方向觀察時,沿與長邊方向正交的方向交替地排列形成。
本實施方式中的面板23是基底薄膜301的第六主面與壓電薄膜101的第三主面對置地貼合的構(gòu)成,所以公用電極407和位移檢測用電極205存在于同一層(參照圖18)。公用電極407的寬幅部以及位移檢測用電極205的窄幅部、和公用電極407的窄幅部以及位移檢測用的電極205的寬幅部如馬賽克圖案那樣沿長邊方向交替地配置。因此,位移檢測用電極205在從俯視壓電薄膜101的方向觀察時,成為不與公用電極407重合的結(jié)構(gòu)。此外,位移檢測用電極205在從俯視壓電薄膜101的方向觀察時,成為大致整個面與段電極403重合的結(jié)構(gòu)。
在作為壓電薄膜101的另一主面的第四主面形成有位移檢測用電極205RA、位移檢測用電極205RB、位移檢測用電極205RC、以及位移檢測用電極205RD。位移檢測用電極205RA形成在大致整個面與位移檢測用電極205對置的位置。位移檢測用電極205RB形成在大致整個面與位移檢測用電極205對置的位置。位移檢測用電極205RC形成在大致整個面與位移檢測用電極205對置的位置。位移檢測用電極205RD形成在大致整個面與位移檢測用電極205對置的位置。
作為這樣的構(gòu)成,也與上述的各實施方式相同,能夠進行基于觸摸位置的操作輸入、和基于輸入終端的位移的操作輸入。而且,通過使用本實施方式的構(gòu)成,在相同的層形成靜電傳感器用的公用電極407和壓電傳感器用的位移檢測用電極205,所以能夠進一步薄型地形成面板23以及輸入終端。另外,在透明地形成的情況下在層方向上的電極層減少,所以透明度增加。
在上述的實施方式中,示出了在從俯視壓電薄膜101的方向觀察時,以與形成在位移檢測用的四個區(qū)域的全部的位移檢測用電極205RA、位移檢測用電極205RB、位移檢測用電極205RC、以及位移檢測用電極205RD部分地重合的方式,將位移檢測用電極205作為共用電極的例子,但并不限定于該構(gòu)成,也可以適當(dāng)?shù)刈兏?。例如,也可以以形成在壓電薄?01的第三主面的位移檢測用電極能夠?qū)Ψ指詈蟮拿總€區(qū)域檢測基于位移的電壓的方式形成電極圖案,也可以以能夠檢測基于遍及分割后的多個區(qū)域的位移的電壓的方式形成電極圖案。通過這樣的構(gòu)成,除了上述的作用效果之外,也能夠針對想要檢測的位移適當(dāng)?shù)卦O(shè)定壓電薄膜的靈敏度。
《其它的實施方式》
此外,在上述的實施方式中,示出了壓電薄膜使用PLLA的例子,但也能夠使用PDLA、聚-γ-谷氨酸甲酯、聚-γ-谷氨酸芐酯、纖維素、膠原、聚-D-氧化丙烯。
另外,在上述的實施方式中,示出了在從俯視壓電薄膜101的方向觀察時,面板、以及基底基板等的形狀為矩形的例子,但并不限定于該構(gòu)成。只要能夠通過剛體部分地妨礙基底基板的扭轉(zhuǎn)的變形,則也可以適當(dāng)?shù)刈兏姘?、以及基底基板等的形狀?/p>
另外,在上述的實施方式中,示出了將位移檢測用的區(qū)域設(shè)定為四個區(qū)域的例子,但只要是相對于單軸延伸方向為規(guī)定的位置關(guān)系,則設(shè)定的區(qū)域數(shù)目并不限定于此而只要是多個即可。
符號說明
1…輸入終端,12…壓電傳感器,13…靜電傳感器,14…位移檢測部,15…觸摸位置檢測部,16…操作內(nèi)容解析部,20、21A、21B、22、23…面板,101…壓電薄膜,121…ReA電壓檢測部,122…ReB電壓檢測部,123…ReC電壓檢測部,124…ReD電壓檢測部,201、202、203、204、201R、202R、203R、204R、201A、202B、203C、204D、201RA、202RB、203RC、204RD、205、205RA、205RB、205RC、205RD…位移檢測用電極,211A、211RA、212B、212RB、213C、213RC、214D、214RD、215…迂回電極,301…基底薄膜,401、402、403…段電極,405、406、407…公用電極,501…基底基板,502、503…保護膜,601、601R…剛體,900…單軸延伸方向。