传感器面板、输入设备和显示设备的制作方法

文档序号:11160806阅读:528来源:国知局
传感器面板、输入设备和显示设备的制造方法与工艺

本发明技术涉及使得可以利用磁力输入信息的传感器面板、输入单元和显示单元。



背景技术:

作为电子设备的传感器单元,例如已知了以下配置,即可包括电容器且使得可以检测操作元件在输入操作表面的操作位置和压力(例如,参见下文阐述的PTL1)。操作元件的实例可包括笔或手指。

引文列表

专利文献

日本未经审查的专利申请公开号2011-170659



技术实现要素:

同时,如上所述的输入单元的缺点在于在进行笔式输入操作时,在手指或手掌触碰输入操作表面的情况下会检测多个点,导致发生误动作。

因此,理想的是提供一种使得可以抑制由手指或手掌的触碰导致的误动作的传感器面板、输入单元和显示单元。

根据本发明技术的实施方案的传感器面板包括传感器部,传感器部基于电容变化检测接触表面或接触表面附近区域的磁力,并被允许输出取决于电容变化的信号连同关于电容发生变化的位置信息。

根据本发明技术的实施方案的输入单元包括:传感器部;驱动器,其驱动传感器部并基于传感器部的输出生成坐标数据;和笔,其从笔尖产生磁场。传感器部基于电容变化检测接触表面或接触表面附近区域的磁力,并被允许输出取决于电容变化的信号连同关于电容发生变化的位置信息。

根据本发明技术的实施方案的显示单元包括:传感器部;和显示部,其根据至少电场的变化或磁场和电场的变化改变显示。根据本发明技术的实施方案的显示单元还包括:第一驱动器,其驱动传感器部并基于传感器部的输出生成坐标数据;第二驱动器,其通过对显示部施加电场改变显示;和笔,其从笔尖产生磁场。传感器部基于电容变化检测接触表面或接触表面附近区域的磁力,并被允许输出取决于电容变化的信号连同关于电容发生变化的位置信息。

在根据本发明技术的实施方案的传感器面板中,基于电容变化检测接触表面或接触表面附近区域的磁力,并输出取决于电容变化的信号连同关于电容发生变化的位置信息。例如,这使得可以基于传感器面板的输出生成坐标数据并基于生成的坐标数据显示图像。

在根据本发明技术的相应实施方案的输入单元和显示单元中,基于电容变化检测接触表面或接触表面附近区域的磁力,并输出取决于电容变化的信号连同关于电容发生变化的位置信息。这使得可以基于传感器部的输出生成坐标数据并基于生成的坐标数据显示图像。

根据本发明技术的相应实施方案的传感器面板、输入单元和显示单元,基于电容变化检测接触表面或接触表面附近区域的磁力,并输出取决于电容变化的信号连同关于电容发生变化的位置信息,这使得可以抑制由手指或手掌的触碰导致的误动作,手指或手掌的触碰几乎不会因磁力而使电容发生变化。应指出,本发明技术的效果不限于此处描述的效果,而是可以是说明书中描述的任何效果。

附图说明

图1是图示根据本发明技术的第一实施方案的输入单元的剖面配置的实例的示图。

图2是图示当笔尖触碰接触表面时图1中图示的输入单元的作用的实例的示图。

图3是图示图2中图示的电压变化量的实例的示图。

图4是图示当笔尖触碰接触表面时图1中图示的输入单元的作用的实例的示图。

图5是图示图4中图示的电压变化量的实例的示图。

图6是图示图1中图示的输入单元的剖面配置的修改实例的示图。

图7是图示当笔尖和指尖触碰接触表面时图6中图示的输入单元的作用的实例的示图。

图8是图示当笔尖和指尖触碰接触表面时的电压变化量的实例的示图。

图9是图示图1中图示的输入单元的修改实例的剖面配置的实例的示图。

图10是图示当笔尖触碰接触表面时图9中图示的输入单元的作用的实例的示图。

图11是图示图6中图示的输入单元的剖面配置的修改实例的示图。

图12是图示当笔尖触碰接触表面时图11中图示的输入单元的作用的实例的示图。

图13是图示图1中图示的输入单元的剖面配置的修改实例的示图。

图14是图示图9中图示的输入单元的剖面配置的修改实例的示图。

图15是示出根据本发明技术的第二实施方案的输入单元的剖面配置的实例的示图。

图16是图示当笔尖和指尖触碰接触表面时图15中图示的输入单元的作用的实例的示图。

图17是图示图15中图示的输入单元的剖面配置的修改实例的示图。

图18是图示图15中图示的输入单元的剖面配置的修改实例的示图。

图19是图示图17中图示的输入单元的剖面配置的修改实例的示图。

图20是图示图1中图示的输入单元的剖面配置的修改实例的示图。

图21是图示图6中图示的输入单元的剖面配置的修改实例的示图。

图22是图示图9中图示的输入单元的剖面配置的修改实例的示图。

图23是图示图11中图示的输入单元的剖面配置的修改实例的示图。

图24是图示图15中图示的输入单元的剖面配置的修改实例的示图。

图25是示出根据本发明技术的第三实施方案的输入单元的剖面配置的实例的示图。

图26是图示当笔尖触碰接触表面时图25中图示的输入单元的作用的实例的示图。

图27是示出根据本发明技术的第四实施方案的输入单元的剖面配置的实例的示图。

图28是图示当笔尖触碰接触表面时图27中图示的输入单元的作用的实例的示图。

图29是图示笔的简化配置的修改实例的示图。

图30是图示笔的简化配置的修改实例的示图。

图31是图示笔的简化配置的修改实例的示图。

图32是图示笔的简化配置的修改实例的示图。

图33是图示导磁层的剖面配置的修改实例的示图。

图34是图示替代导磁层的磁性层的剖面配置的实例的示图。

图35A是图示导磁层的剖面配置的修改实例的示图。

图35B是图示导磁层的剖面配置的修改实例的示图。

图35C是图示导磁层的剖面配置的修改实例的示图。

图36是图示导磁层的平面配置的修改实例的示图。

图37是图示导磁层的平面配置的修改实例的示图。

图38是图示导磁层的平面配置的修改实例的示图。

图39是图示导磁层的平面配置的修改实例的示图。

图40是图示导磁层的平面配置的修改实例的示图。

图41是图示根据本发明技术的第五实施方案的显示单元的剖面配置的实例的示图。

图42是图示图41中图示的显示面板的剖面配置的实例的示图。

图43是图示图42中图示的电极的透视配置的实例的示图。

图44是图示图42中图示的电极的透视配置的实例的示图。

图45是图示图42中图示的显示像素的剖面配置的实例的示图。

图46是图示当笔尖触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图47A是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图47B是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图47C是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图47D是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图47E是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图48A是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图48B是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图48C是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图48D是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图48E是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图49A是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图49B是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图49C是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图49D是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图49E是图示当笔尖接近或触碰接触表面时图42中图示的显示面板的作用的实例的示图。

图50是示出根据本发明技术的第六实施方案的显示单元的剖面配置的实例的示图。

图51是图示图50中图示的显示面板的剖面配置的实例的示图。

图52是图示图51中图示的显示像素的剖面配置的实例的示图。

图53是图示图50中图示的驱动器的功能块的实例的示图。

图54是图示图50中图示的显示面板的剖面配置的修改实例的示图。

具体实施方式

以下,将参考附图详细描述本发明技术的一些实施方案。应指出,将按以下顺序进行描述。

1.第一实施方案(电容减小类型的输入单元)…图1至图5

电极基板后表面侧设有导磁层的实例

2.第一实施方案的修改实例…图6至图13

修改实例A:导磁层与电极基板之间还设有隔垫物的实例…图6至图8

修改实例:省去了将设置在电极基板与导磁层之间的隔垫物的实例…图9至图12

修改实例C:设置了刚性层的实例…图13和图14

3.第二实施方案(电容减小类型的输入单元)…图15和图16

电极基板和导磁层堆叠的实例

4.第二实施方案的修改实例…图17至图19

修改实例D:电极由磁性材料配置而成的实例…图17

修改实例E:设置了刚性层的实例…图18和图19

5.第一实施方案和第二实施方案共同的修改实例

修改实例F:导磁层的后表面侧设有磁体层的实例…图20至图24

6.第三实施方案(电容增大类型的输入单元)…图25和图26

电极基板顶表面侧设有导磁层的实例

7.第四实施方案(电容增大类型的输入单元)…图27和图28

电极基板和导磁层堆叠的实例

8.第一实施方案至第四实施方案共同的修改实例…图29至图40

修改实例G:笔配置成电磁笔的实例…图29和图30

修改实例H:笔设有擦除器的实例…图31和图32

修改实例I:导磁层由导电层和磁性层的层压体配置而成的实例…图33

修改实例J:设置了多个磁性层代替导磁层的实例…图34

修改实例K:磁化导磁层的实例…图35

修改实例L:导磁层设有多个孔口的实例…图36至图40

9.第五实施方案(显示单元)

设置了避免使用来自输入面板的输出的显示面板的实例…图41至图49

10.第六实施方案(显示单元)

设置了使用来自输入面板的输出的显示面板的实例…图50至图53

11.第六实施方案的修改实例

设置了笔式输入区域和手指式输入区域的实例…图54

(1.第一实施方案)

[配置]

图1图示了根据本发明技术的第一实施方案的输入单元1的剖面配置的实例。输入单元1为通过使用笔30进行信息输入的单元。笔30从笔尖产生磁场。输入单元1包括具有接触表面10A的传感器面板10、驱动传感器面板10并基于传感器面板10的输出生成坐标数据的驱动器20,和笔30。输入单元1与本发明技术中的“输入单元”的具体实例对应。接触表面10A与本发明技术中的“接触表面”的具体实例对应。传感器面板10与本发明技术中的“传感器面板”和“传感器部”的具体实例对应。驱动器20与本发明技术中的“驱动器”的具体实例对应。笔30与本发明技术中的“笔”的具体实例对应。

(笔30)

如上所述,笔30从笔尖产生磁场。例如,笔30可使用通过使笔30的笔尖移动得更接近触表面10A或利用笔30的笔尖触碰接触表面10A而从笔尖产生的磁场(磁力线)将关于笔30的笔尖的位置信息输入传感器面板10。关于笔30的笔尖的位置信息的实例可包括X-Y坐标数据,其中接触表面10A用作X-Y平面。应指出,关于笔30的笔尖的位置信息的实例可进一步包括Z坐标数据,其中接触表面10A的法线用作Z轴。

笔30可具有例如杆状握柄31和磁体32。磁体32可固定在握柄31的尖端上。握柄31为显示单元1的用户在使用笔30时用手抓握的部分。磁体32为在与握柄31的延伸方向相同的方向上延伸的杆状形状。磁体32在纵向方向上的一端为北极,磁体32在纵向方向上的另一端为南极。因此,磁体32允许当将笔30置于接触表面10A上时从磁体32产生的磁场(磁力线)到达下文将描述的导磁层14。笔尖的磁通密度可优选地在大约50G至大约2000G的范围内,且可更优选地在大约200G至大约1000G的范围内。笔30可具有用于防止磁力线在笔30的笔尖上扩散的构件。这种构件可设置成覆盖例如笔尖的外周边(磁体32的笔尖侧的一端的整个侧表面)。用于防止磁力线扩散的构件的实例可包括具有高相对磁导率的材料(例如,坡莫合金和软铁)。替代地,上述构件可设置成覆盖磁体32的整个侧表面。在这种情况下,上述构件用作轭,从而使得笔尖的磁通密度提高。

(传感器面板10)

传感器面板10基于电容变化检测从笔30的笔尖产生的磁场(磁力线)。具体而言,传感器面板10基于电容变化检测接触表面10A或其附近区域的磁力。进一步地,允许传感器面板10输出取决于电容变化的信号连同关于电容发生变化的位置信息。传感器面板10可具有例如电极基板11、导电层12、保护层13和放置在电极基板11的底表面侧的导磁层14。导电层12和保护层13可放置在电极基板11的顶表面侧。导磁层14可设置在上电极基板11的底表面侧。导电层12放置在接触表面10A与电极基板11之间的空隙内,而导磁层14放置在距接触表面10A比距电极基板11更远的地点处。换言之,电极基板11插置于在垂直方向上具有导电率的两个层(导电层12和导磁层14)之间。导电层12与本发明技术中的“导电层”的具体实例对应。导磁层14与本发明技术中的“磁性层”的具体实例对应。

导电层12和导磁层14的每一个均具有屏蔽层的作用,屏蔽层确保传感器面板10与其外部之间将形成的电容的变化不会影响传感器面板10的内部。导电层12和导磁层14的每一个均处于固定电位,且可以例如处于地电位。导电层12可由例如,其中例如诸如铝的金属薄膜、碳、CNT、ITO、IZO、纳米金属丝或银细丝在膜上形成的材料;具有柔性的非磁性金属板;ITO玻璃;或任何其它材料制成。导磁层14可以是例如片状,并具有柔性。导磁层14在面向接触表面10A的平面内形成,且根据磁力的大小在厚度方向上局部地移位。导磁层14由磁性导电金属制成,且可由诸如SUS(例如,马氏体系列和铁素体系列)、铁、镍、铁合金和镍合金的材料制成。保护层13保护导电层12免受例如笔30的影响,且可由例如树脂膜制成。隔垫物15可通过对丝网印刷树脂层进行UV固化处理或热固处理形成。

进一步地,传感器面板10的电极基板11与导磁层14之间可具有例如空隙15A,且可具有多个保持空隙15A的隔垫物15。空隙15A为在导磁层14在厚度方向上上升的情况下确保导磁层14的运动范围的空间。除了保持空隙15A之外,隔垫物15还部分地压制导磁层14以防止导磁层14不依赖于磁场上升。此外,传感器面板10可具有例如容纳电极基板11和其它组件的外壳16。空隙15A与本发明技术中的“空隙”的具体实例对应。隔垫物15与本发明技术中的“隔垫物”的具体实例对应。

图2图示了当笔30的笔尖接近或触碰接触表面10A时输入单元1的作用的实例。例如从笔30的笔尖产生的磁场H(磁力线)可使导磁层14局部地朝接触表面10A隆起,如图2所图示。结果,笔30的笔尖部分下方的电极基板11与导磁层14之间的距离变短,导致传感器面板10的电容局部减小。从笔30的笔尖产生的磁力使导磁层14产生的隆起量在紧临笔30的笔尖部分的下方最大,并随着距紧临笔30的笔尖部分下方的地点的距离的增大而变小。

电极基板11可通过依次堆叠例如绝缘层11A、下电极11B、绝缘层11C、上电极11D和绝缘层11E配置而成。下电极11B由在面向接触表面10A的平面内延伸的多个电极(第一电极)配置而成。上电极11D由在面向接触表面10A的平面内在与每一个第一电极相交的方向上延伸的多个电极(第二电极)配置而成。

绝缘层11A支撑下电极11B,并防止下电极11B与导磁层14彼此短路。绝缘层11C支撑上电极11D,并防止上电极11D与下电极11B彼此短路。绝缘层11E防止上电极11D与导电层12彼此短路,并覆盖上电极11D。绝缘层11A可由例如具有柔性的膜材料制成,且具体而言,可由具有电绝缘性能的树脂膜材料例如PET、PEN、PC、PMMA和聚酰亚胺制成。绝缘层11C可由例如上述树脂膜或丝网印刷树脂层制成。绝缘层11E可由例如上述树脂膜或丝网印刷树脂层制成。下电极11B和上电极11D可由例如银丝、铜丝、铝丝、钼丝或包括那些通过丝网印刷或光刻法制造的材料的合金制成。

(驱动器20)

如上所述,驱动器20驱动传感器面板10并基于传感器面板10的输出生成坐标数据。驱动器20可具有例如检测电路21、算术运算部22、存储部23和输出部24。

例如,检测电路21可通过流过电极基板11的电流量的变化读出传感器面板10的电容变化。检测电路21可具有例如开关元件、信号源和电流-电压转换电路。开关元件可对电极基板11中包括的多个下电极11B和多个上电极11D进行切换操作。信号源可向电极基板11提供AC信号。开关元件可以是例如多路复用器。设置在多路复用器一端的多个端子的其中之一连接至每一个下电极11B和上电极11D的一端,设置在多路复用器另一端的一个端子连接至信号源和电流-电压转换电路。

例如,检测电路21可按顺序一个接一个选择多个下电极11B,且可按顺序一个接一个选择多个上电极11D。通过该操作,例如,检测电路21可按顺序一个接一个地向多个下电极11B施加AC信号,且可按顺序一个接一个地向多个上电极11D施加AC信号此时,例如,当笔30接近或触碰接触表面10A时,传感器面板10的电容发生局部变化(具体而言,电容减小),且这种变化会导致流过电极基板11的电流量发生变化。例如,检测电路21可将这种电流量的变化转换成电压变化,并将电压变化输出至算术运算部22。换言之,检测电路21将取决于电容变化量大小的电压变化连同坐标信息一起输出至算术运算部22。

图3图示了笔30的笔尖触碰接触表面10A时的电容变化量的实例。当传感器面板10的电容发生局部变化时,将从电流-电压转换电路输出的电压变化量增加,其增加量等于电容的变化量。图3图示了当垂直标度表示电容变化量ΔC而水平标度表示接触表面10A在X轴方向上的坐标时电容变化量的分布实例。例如,笔30的笔尖部分在坐标中的电容变化量ΔC1大于阈值TH1和TH0,如图3所图示。

算术运算部22评估将从检测电路21输出的电压变化从而确定笔30是否触碰了接触表面10A,并进一步确定笔30在接触表面10A上的触碰地点。例如,如图3所图示,在ΔC1>TH1的情况下,算术运算部22确定笔30的笔尖与接触表面10A发生了触碰。例如,在TH1>ΔC1>TH2的情况下,算术运算部22确定笔30的笔尖接近接触表面10A。例如,当电容变化量ΔC的最大值超过阈值TH1时,算术运算部22确定笔30与电容变化量ΔC最大的地点发生触碰。例如,当电容变化量ΔC的最大值不大于阈值TH1但大于阈值TH2时,算术运算部22确定笔30接近电容变化量ΔC最大的地点。

算术运算部22评估将从检测电路21输出的电压变化从而确定笔30对接触表面10A的压力的大小。例如,如图3所图示,在ΔC1>TH0的情况下,算术运算部22确定笔30的笔尖用力压靠接触表面10A。例如,在TH0>ΔC1>TH1的情况下,算术运算部22确定笔30的笔尖与接触表面10A轻轻触碰。

例如,算术运算部22可将基于传感器面板10的输出生成的坐标数据存储在存储部23中。算术运算部22可将周期性地得出的坐标数据连同预存储在存储部23中的坐标数据存储在存储部23中。替代地,算术运算部22可将基于传感器面板10的输出生成的坐标数据存储在存储部23中,且可将这种坐标数据输出至输出部24。进一步地,例如,算术运算部22可将存储在存储部23中的多个坐标数据输出至输出部24,共同作为绘画数据。输出部24将来自算术运算部22的坐标数据或绘画数据输出至外部。

[操作]

接下来,将描述输入单元1的操作。用户将笔30的笔尖移动得更接近接触表面10A或利用笔30的笔尖触碰接触表面10A(参见图2)。此时,导磁层14因从笔30的笔尖产生的磁力而朝接触表面10A侧隆起。结果,笔30的笔尖部分下方的电极基板11与导磁层14之间的距离变短,且传感器面板10的电容局部减小。从笔30的笔尖产生的磁力使导磁层14产生的隆起量在紧临笔30的笔尖部分的下方最大,并随着距紧临笔30的笔尖部分下方的地点的距离的增大而变小。

此时,检测电路21检测到传感器面板10的电容的局部变化。结果,例如,检测电路21可将取决于电容变化量大小的电压变化连同坐标信息一同输出至算术运算部22。算术运算部22评估将从检测电路21输出的电压变化从而确定笔30是否触碰了接触表面10A,并进一步确定笔30的笔尖部分在接触表面10A上的坐标。如此,关于笔30的笔尖的位置信息被输入输入单元1。

进一步地,例如,如图3所图示,用户在将笔30的笔尖移动得更接近接触表面10A或利用笔30的笔尖触碰接触表面10A的同时,其手掌的一部分会触碰接触表面10A。在这种情况下,导磁层14因从笔30的笔尖产生的磁力而局部地朝接触表面10A侧隆起。相比之下,因手掌的触碰不会导致产生磁力,导磁层14完全不会朝接触表面10A侧隆起,或仅略微隆起。结果,笔30的笔尖部分下方的电极基板11与导磁层14之间的距离变短,且传感器面板10的电容局部减小。相反,电极基板11与导磁层14之间的距离根本不会改变,或仅在手掌下方略微改变。

此时,笔30的笔尖部分下方的传感器面板10的电容发生局部变化;然而,传感器面板10的电容根本不会变化,或仅手掌下方的电容略微变化(参见图4)。因此,在这种情况下,会检测到笔30的笔尖部分对接触表面10A的触碰,而根本检测不到或忽略手掌对接触表面10A的触碰。

[效果]

接下来,将描述输入单元1的效果。在本实施方案中,基于电容的变化检测接触表面10A或其附近区域的磁力,从而将关于笔30的笔尖的位置信息输入输入单元1。这使得可以抑制由手指或手掌的触碰导致的误动作,手指或手掌的触碰几乎不会因磁力而使电容发生变化。

进一步地,在本实施方案中,在输入关于笔30的笔尖的位置信息时,利用了磁力引起的电容变化,因此即便接触表面10A未凹陷,也允许将关于笔30的笔尖的位置信息输入输入单元1。因此,即便当将笔30的笔尖放置在远离接触表面10A的地点,或使笔30的笔尖轻轻触碰接触表面10A时,也允许将关于笔30的笔尖的位置信息输入输入单元1。

此外,在本实施方案中,在输入关于笔30的笔尖的位置信息时,利用了磁力引起的电容变化,这使得可以区分笔30的笔尖位于远离接触表面10A的位置的状态或笔30的笔尖与接触表面10A触碰的状态。例如,这允许外部装置在笔30的笔尖位于远离接触表面10A的位置的情况下以及笔30的笔尖与接触表面10A轻轻触碰的情况下执行不同操作。

(2.第一实施方案的修改实例)

[修改实例A]

图6图示了根据上述第一实施方案的输入单元1的剖面配置的修改实例。在本修改实例中,传感器面板10的电极基板11与导磁层14之间具有空隙17A,且可具有多个保持空隙17A的隔垫物17。进一步地,在本修改实例中,配置成接触表面10A的保护层13以及导电层12具有柔性,且保护层13和导电层12根据接触表面10A的变形而变形。空隙17A与本发明技术中的“空隙”的具体实例对应。隔垫物17与本发明技术中的“隔垫物”的具体实例对应。

在本修改实例中,当例如笔30或手指100触碰接触表面10A且接触表面10A受挤压时,接触表面10A局部凹陷,且保护层13和导电层12也随着接触表面10A的凹陷局部向下弯曲。空隙17A为在保护层13和导电层12向下弯曲的情况下确保保护层13和导电层12的运动范围的空间。除了保持空隙17A之外,隔垫物17还限制保护层13和导电层12的弯曲扩展,从而确保保护层13和导电层12局部发生向下弯曲。

图7图示了当笔30的笔尖和手指100的指尖触碰接触表面10A时根据本修改实例的输入单元1的作用的实例。图8图示了笔30的笔尖和手指100的指尖触碰接触表面10A时的电容变化量的实例。在图8中,笔30的笔尖触碰接触表面10A上电容变化量ΔC等于ΔC1的地点形成凹陷,而手指100的指尖触碰接触表面10A上电容变化量ΔC等于ΔC2的地点形成凹陷。在图8中,将电容变化量ΔC等于ΔC2的地点看作是未产生由笔30的笔尖触碰接触表面10A导致的电容变化的影响的地点。

算术运算部22评估将从检测电路21输出的电压变化从而确定笔30和手指100是否触碰了接触表面10A,并进一步确定笔30和手指100在接触表面10A上的触碰地点。例如,在ΔC1>TH1的情况下,算术运算部22确定笔30的笔尖与接触表面10A上的电容变化量ΔC等于ΔC1的地点发生触碰。例如,在TH1>ΔC1>TH2的情况下,算术运算部22确定笔30的笔尖接近接触表面10A上的电容变化量ΔC等于ΔC1的地点。例如,当电容变化量ΔC的最大值超过阈值TH1时,算术运算部22确定笔30与电容变化量ΔC最大的地点发生触碰。例如,当电容变化量ΔC的最大值不大于阈值TH1但大于阈值TH2时,算术运算部22确定笔30接近电容变化量ΔC最大的地点。

例如,当手指100放置在未产生由笔30的笔尖触碰接触表面10A导致的电容变化的影响的地点且满足TH2>ΔC2>TH3时,算术运算部22确定手指100的指尖与接触表面10A上电容变化量ΔC等于ΔC2的地点发生触碰。例如,当手指100放置在未产生由笔30的笔尖触碰接触表面10A导致的电容变化的影响的地点且满足TH3>ΔC2>TH4时,算术运算部22确定手指100的指尖接近接触表面10A上电容变化量ΔC等于ΔC2的地点。例如,当手指100放置在未产生由笔30的笔尖触碰接触表面导致的电容变化的影响的地点且电容变化量ΔC的最大值超过阈值TH3时,算术运算部22确定手指100的指尖与处于电容变化量ΔC达到峰值的地点发生触碰。例如,当手指100放置在未产生由笔30的笔尖触碰接触表面导致的电容变化的影响的地点且电容变化量ΔC的最大值不大于阈值TH3但大于阈值TH4时,算术运算部22确定手指100的指尖接近电容变化量ΔC达到峰值的地点。

算术运算部22评估将从检测电路21输出的电压变化从而确定笔30对接触表面10A的压力的大小。例如,如图8所图示,在ΔC1>TH0的情况下,算术运算部22确定笔30的笔尖用力压靠接触表面10A。例如,在TH0>ΔC1>TH1的情况下,算术运算部22确定笔30的笔尖与接触表面10A轻轻触碰。

例如,算术运算部22可将基于传感器面板10的输出生成的坐标数据存储在存储部23中。算术运算部22可将例如周期性地得出的笔30的坐标数据连同预存储在存储部23中的笔30的坐标数据一起存储在存储部23中。替代地,算术运算部22可将基于传感器面板10的输出生成的笔30的坐标数据存储在存储部23中,且可将这种坐标数据输出至输出部24。进一步地,例如,算术运算部22可将存储在存储部23中的笔30的多个坐标数据输出至输出部24,共同作为绘画数据。例如,算术运算部22可将基于传感器面板10的输出生成的手指100的坐标数据输出至输出部24。输出部24将来自算术运算部22的坐标数据或绘画数据输出至外部。

接下来,将描述根据本修改实例的输入单元1的操作。用户将笔30的笔尖移动得更接近接触表面10A或利用笔30的笔尖触碰接触表面10A。此时,导磁层14因从笔30的笔尖产生的磁力而朝接触表面10A侧隆起。结果,笔30的笔尖部分下方的电极基板11与导磁层14之间的距离变短,且传感器面板10的电容局部减小。从笔30的笔尖产生的磁力使导磁层14产生的隆起量在紧临笔30的笔尖部分的下方最大,并随着距紧临笔30的笔尖部分下方的地点的距离的增大而变小。进一步地,当用户将笔30的笔尖压靠接触表面10A时,导电层12和保护层13凹陷。结果,笔30的笔尖部分下方的电极基板11与导电层12之间的距离变短,且传感器面板10的电容进一步减小。

进一步地,当用户将手指100的指尖压靠接触表面10A时,导电层12和保护层13凹陷。结果,手指100的指尖部分下方的电极基板11与导电层12之间的距离变短,且传感器面板10的电容局部减小。此时,不会从手指100的指尖产生与从笔30的笔尖产生的磁场相似的强烈磁场H(磁力线)。因此,手指100的指尖部分下方的导磁层14不会朝接触表面10A侧隆起。因此,笔30所导致的电容变化量比手指100导致的电容变化量大电极基板11与导磁层14之间的距离变化量。

当用户将笔30的笔尖和手指100的指尖压靠接触表面10A时,检测电路21会检测到传感器面板10的电容的局部变化。结果,例如,检测电路21可将取决于电容变化量大小的电压变化连同坐标信息一同输出至算术运算部22。算术运算部22评估将从检测电路21输出的电压变化从而确定笔30或手指100是否触碰了接触表面10A,并进一步确定笔30的笔尖部分或手指100的指尖部分在接触表面10A上的坐标。如此,关于笔30的笔尖的位置信息被输入输入单元1。

接下来,将描述根据本修改实例的输入单元1的效果。在本实施方案中,与根据上述实施方案的输入单元1一样,基于电容的变化检测接触表面10A或其附近区域的磁力,并将关于笔30的笔尖的位置信息输入输入单元1。在本修改实例中,这使得可以实现与根据上述实施方案的输入单元1所实现的效果相似的效果。

此外,在本修改实例中,在输入关于笔30的笔尖的位置信息时,利用了磁力引起的电容变化,这使得可以很容易区分使用笔30进行的位置信息输入与使用手指100进行的位置信息输入。例如,这允许外部装置在使用笔30输入位置信息的情况下和在使用手指100输入位置信息的情况下执行不同操作。因此,例如,在用户将手掌放置在接触表面10A上来操作笔30的情况下,可以防止错误地检测到手掌。进一步地,可以区分用户进行手指式操作的情况与用户进行笔式操作的情况,这允许在系统侧进行用户想要进行的处理。

[修改实例B]

图9图示了图1中图示的输入单元1的剖面配置的修改实例。图10图示了当笔30的笔尖触碰接触表面10A时图9中图示的输入单元1的作用的实例。图11图示了图6中图示的输入单元1的剖面配置的修改实例。图12图示了当笔30的笔尖触碰接触表面12A时图11中图示的输入单元1的作用的实例。

根据本修改实例的输入单元1采用了省略根据上述第一实施方案及其修改实例的输入单元1中的隔垫物15的配置。在本修改实例中,当笔30的笔尖触碰接触表面10A时,导磁层14隆起,其中笔30的笔尖下方被推成顶点的一部分不受隔垫物15的限制。因此,与导磁层14的隆起受隔垫物15限制的情况相比,可以略微增加导磁层14的响应速度。

除了省略了每一个隔垫物15之外,根据本修改实例的输入单元1的配置与根据上述实施方案的输入单元1的配置相似。因此,在本修改实例中,可以实现与根据上述实施方案的输入单元1所实现的效果相似的效果。

[修改实例C]

图13图示了图1中图示的输入单元1的剖面配置的修改实例。图14图示了图9中图示的输入单元1的剖面配置的修改实例。

根据本修改实例的输入单元1采用以下配置,即在根据上述第一实施方案及其修改实例的输入单元1中,电极基板11与接触表面10A之间设有刚性层51。例如,刚性层51可放置在导电层12与电极基板11之间,且可至少放置成与导电层12接触。刚性层51由可抵抗笔30或手指100施加的压力所导致的弯曲的材料制成,且可由例如等树脂基板和玻璃基板的材料制成。换言之,刚性层51防止导电层12和保护层13发生局部弯曲。

在本实施方案中,与根据上述实施方案的输入单元1一样,基于电容的变化检测接触表面10A或其附近区域的磁力,并从而将关于笔30的笔尖的位置信息输入输入单元1。在本修改实例中,这使得可以实现与根据上述实施方案的输入单元1所实现的效果相似的效果。

在本修改实例中,在输入关于笔30的笔尖的位置信息时,利用了磁力导致的电容变化,且刚性层51抑制了接触表面10A的局部弯曲。这确保由接触表面10A的局部弯曲导致的电容变化减小,使得可以很容易区分使用笔30进行的位置信息输入与使用手指100进行的位置信息输入。因此,例如,在用户将手指或手掌放置在接触表面10A上来操作笔30的情况下,可以充分防止错误地检测到手指或手掌。

(3.第二实施方案)

[配置]

图15图示了根据本发明技术的第二实施方案的输入单元2的剖面配置的实例。图16图示了笔30的笔尖和手指100的指尖触碰接触表面10A时输入单元2的作用的实例。输入单元2相当于设置了传感器面板40来代替根据上述第一实施方案的输入单元1中的传感器面板10的输入单元。因此,在下文中,将主要对传感器面板40进行详细描述,并视情况省略对与根据上述第一实施方案的输入单元1的配置相同的配置进行描述。输入单元2与本发明技术中的“输入单元”的具体实例对应。传感器面板40与本发明技术中的“传感器面板”的具体实例对应。

传感器面板40等同于根据修改实例A的输入单元1中使用的传感器面板10省略了空隙15A和每一个隔垫物15,且电极基板11和导磁层14堆叠的传感器面板。换言之,每一个上电极11D、每一个下电极11B以及导磁层14堆叠,绝缘层11A和11C置于其之间。绝缘层11A和11C的每一个与本发明技术中的“绝缘层”的具体实例对应。

在本实施方案中,电极基板11具有柔性,且根据导磁层14的变形而变形。因此,在本实施方案中,例如当导磁层14接收到来自笔30的磁力时,导磁层14连同电极基板11一起隆起,如图16所图示。例如,导磁层14可固定至电极基板11,且可通过例如粘合剂固定至电极基板11。应指出,导磁层14可仅与电极基板11接触,且可不固定至电极基板11。

在传感器面板40中,空隙17A为空间,其在保护层13和导电层12向下弯曲的情况下确保保护层13和导电层12的运动范围,并在电极基板11向上隆起的情况下确保电极基板11的运动范围。因此,在本实施方案中,空隙17A的高度可大于上述实施方案中的空隙15A的高度。在本实施方案中,除了保持空隙17A之外,隔垫物17还限制保护层13和导电层12的弯曲扩展,从而确保保护层13和导电层12局部发生向下弯曲。进一步地,隔垫物17部分地通过电极基板11压制导磁层14以防止导磁层14不依赖于磁场隆起。

[操作]

接下来,将描述根据本实施方案的输入单元2的操作。用户将笔30的笔尖移动得更接近接触表面10A或利用笔30的笔尖触碰接触表面10A。此时,导磁层14连同电极基板11因从笔30的笔尖产生的磁力而一起朝接触表面10A侧隆起。结果,笔30的笔尖部分下方的从电极基板11和导磁层14至导电层12的距离变短,且传感器面板40的电容局部减小。从笔30的笔尖产生的磁力使导磁层14产生的隆起量在紧临笔30的笔尖部分的下方最大,并随着距紧临笔30的笔尖部分下方的地点的距离的增大而变小。进一步地,当用户将笔30的笔尖压靠接触表面10A时,导电层12和保护层13凹陷。结果,笔30的笔尖部分下方的电极基板11与导电层12之间的距离进一步变短,且传感器面板40的电容进一步减小。

进一步地,当用户将手指100的指尖压靠接触表面10A时,导电层12和保护层13凹陷。结果,手指100的指尖部分下方的电极基板11与导电层12之间的距离变短,且传感器面板40的电容局部减小。此时,不会从手指100的指尖产生与从笔30的笔尖产生的磁场相似的强烈磁场H(磁力线)。因此,手指100的指尖部分下方的导磁层14和电极基板11不会朝接触表面10A侧隆起。因此,笔30所导致的电容变化量比手指100导致的电容变化量大导磁层14和电极基板11的隆起量。

当用户将笔30的笔尖和手指100的指尖压靠接触表面40A时,检测电路21会检测到传感器面板40的电容的局部变化。结果,例如,检测电路21可将取决于电容变化量大小的电压变化连同坐标信息一同输出至算术运算部22。算术运算部22评估将从检测电路21输出的电压变化从而确定笔30或手指100是否触碰了接触表面10A,并进一步确定笔30的笔尖部分或手指100的指尖部分在接触表面10A上的坐标。如此,关于笔30的笔尖的位置信息被输入输入单元2。

[效果]

接下来,将描述根据本实施方案的输入单元2的效果。在本实施方案中,与根据上述实施方案的输入单元1一样,基于电容的变化检测接触表面10A或其附近区域的磁力,并从而将关于笔30的笔尖的位置信息输入输入单元1。因此,在本实施方案中,这使得可以实现与根据上述实施方案的输入单元1所实现的效果相似的效果。

(4.第二实施方案的修改实例)

[修改实例D]

图17图示了根据上述第二实施方案的输入单元2的剖面配置的修改实例。在本修改实例中,传感器面板40设有导电层18以代替导磁层14。导电层18可由例如,其中例如诸如铝的金属薄膜、碳、CNT、ITO、IZO、纳米金属丝或银细丝在膜上形成的材料;具有柔性的非磁性金属板;ITO玻璃;或任何其它材料制成。导电层18固定至电极基板11,且可通过例如粘合剂固定至电极基板11。进一步地,在传感器面板40中,每一个下电极11B和每一个上电极11D均由磁性导电金属(即,磁性电极)制成,且可由诸如SUS(例如,马氏体系列和铁素体系列)、铁、镍、铁合金和镍合金的材料制成。因此,在本修改实例中,每一个下电极11B和每一个上电极11D根据磁力的大小在厚度方向上局部地移位。

接下来,将描述根据本修改实例的输入单元2的操作。用户将笔30的笔尖移动得更接近接触表面10A或利用笔30的笔尖触碰接触表面10A。此时,下电极11B的一部分和上电极11D的一部分连同电极基板11和导电层18因从笔30的笔尖产生的磁力而一起朝接触表面10A侧隆起。结果,笔30的笔尖部分下方的从电极基板11和导电层18至导电层12的距离变短,且传感器面板40的电容局部减小。从笔30的笔尖部分产生的磁力使电极基板11和导电层18产生的隆起量在紧临笔30的笔尖部分的下方最大,并随着距紧临笔30的笔尖部分下方的地点的距离的增大而变小。进一步地,当用户将笔30的笔尖压靠接触表面10A时,导电层12和保护层13凹陷。结果,笔30的笔尖部分下方的从电极基板11和导电层18至导电层12的距离进一步变短,且传感器面板40的电容进一步减小。

进一步地,当用户将手指100的指尖压靠接触表面10A时,导电层12和保护层13凹陷。结果,手指100的指尖部分下方的电极基板11与导电层12之间的距离变短,且传感器面板40的电容局部减小。此时,不会从手指100的指尖产生与从笔30的笔尖产生的磁场相似的强烈磁场H(磁力线)。因此,手指100的指尖部分下方的电极基板11和导电层18不会朝接触表面10A侧隆起。因此,笔30所导致的电容变化量比手指100导致的电容变化量大电极基板11和导电层18的隆起量。

当用户将笔30的笔尖和手指100的指尖压靠接触表面40A时,检测电路21会检测到传感器面板40的电容的局部变化。结果,例如,检测电路21可将取决于电容变化量大小的电压变化连同坐标信息一同输出至算术运算部22。算术运算部22评估将从检测电路21输出的电压变化从而确定笔30或手指100是否触碰了接触表面10A,并进一步确定笔30的笔尖部分或手指100的指尖部分在接触表面10A上的坐标。如此,关于笔30的笔尖的位置信息被输入输入单元2。

[效果]

接下来,将描述根据本修改实例的输入单元2的效果。在本修改实例中,与根据上述第一实施方案的输入单元1一样,基于电容的变化检测接触表面10A或其附近区域的磁力,并从而将关于笔30的笔尖的位置信息输入输入单元2。在本修改实例中,这使得可以实现与根据上述实施方案的输入单元2所实现的效果相似的效果。

进一步地,在本修改实例中,每一个下电极11B和每一个上电极11D均由磁性导电金属(即,磁性电极)制成。此处,从接触表面10A至每一个下电极11B和每一个上电极11D的距离短于接触表面10A与导电层18之间的距离。在本修改实例中,由磁性金属制成的层以此方式放置在更接近接触表面10A的地点。因此,对由磁性金属制成的层施加笔30的磁力变得很容易。这使得可以减小笔30上的磁体32的尺寸,并输入关于笔30的位置信息,即便当笔30位于距接触表面10A相对较远的位置时也如此。

[修改实例E]

图18图示了图15中图示的输入单元2的剖面配置的修改实例。图19图示了图17中图示的输入单元2的剖面配置的修改实例。

根据本修改实例的输入单元2采用以下配置,即在根据上述第二实施方案及其修改实例的输入单元2中,电极基板11与接触表面10A之间设有刚性层51。例如,刚性层51可放置在导电层12与电极基板11之间,且可至少放置成与导电层12的下表面接触。刚性层51由可抵抗笔30或手指100施加的压力所导致的弯曲的材料制成,且可由例如等树脂基板和玻璃基板的材料制成。换言之,刚性层51防止导电层12和保护层13发生局部弯曲。

在本修改实例中,与根据上述实施方案的输入单元1一样,基于电容的变化检测接触表面10A或其附近区域的磁力,并从而将关于笔30的笔尖的位置信息输入输入单元2。在本修改实例中,这使得可以实现与根据上述实施方案的输入单元2所实现的效果相似的效果。

进一步地,在本修改实例中,在输入关于笔30的笔尖的位置信息时,利用了磁力导致的电容变化,且刚性层51抑制了接触表面10A的局部弯曲。这确保由接触表面10A的局部弯曲导致的电容变化减小,使得可以很容易区分使用笔30进行的位置信息输入与使用手指100进行的位置信息输入。因此,例如,在用户将手指或手掌放置在接触表面10A上来操作笔30的情况下,可以充分防止错误地检测到手指或手掌。

(5.第一实施方案和第二实施方案共同的修改实例)

接下来,将描述第一实施方案和第二实施方案共同的修改实例。

[修改实例F]

图20图示了图1中图示的输入单元1的剖面配置的修改实例。图21图示了图6中图示的输入单元1的剖面配置的修改实例。图22图示了图9中图示的输入单元1的剖面配置的修改实例。图23图示了图11中图示的输入单元1的剖面配置的修改实例。图24图示了图15中图示的输入单元2的剖面配置的修改实例。

根据本修改实例的输入单元1和输入单元2的每一个采用了以下配置,即在根据上述第一实施方案和第二实施方案及其修改实例的输入单元1和输入单元2中,进一步在距接触表面10A比距导磁层14更远的地点设置了磁体层19。磁体层19放置在导磁层14的后表面侧。在由于笔30远离接触表面10A或因任何其它原因而使得笔30施加于隆起导磁层14的磁力减弱的情况下,磁体层19产生使导磁层14迅速返回其初始位置的磁力。磁体层19可由例如片状磁体制成。替代地,磁体层19可以多个磁体二维地排列的方式配置而成。

在本修改实例中,磁体层19放置在导磁层14的后表面侧,这使得当导磁层14返回至初始位置时可以提高响应速度。

(6.第三实施方案)

[配置]

图25图示了根据本发明技术的第三实施方案的输入单元3的剖面配置的实例。在本实施方案中,与输入单元1和输入单元2一样,输入单元3为通过使用笔30进行信息输入的单元。笔30从笔尖产生磁场。输入单元3包括具有接触表面10A的传感器面板50、驱动传感器面板50并基于传感器面板50的输出生成坐标数据的驱动器20,和笔30。在下文中,视情况省略了对与根据上述实施方案的输入单元1和输入单元2的配置相同的配置进行描述。输入单元3与本发明技术中的“输入单元”的具体实例对应。传感器面板50与本发明技术中的“传感器面板”和“传感器部”的具体实例对应。

(传感器面板50)

传感器面板50基于电容变化检测从笔30的笔尖产生的磁场(磁力线)。具体而言,传感器面板50基于电容变化检测接触表面10A或其附近区域的磁力。进一步地,允许传感器面板50输出取决于电容变化的信号连同关于发生电容变化的位置信息。传感器面板50可具有例如电极基板11、导磁层14、刚性层51、保护层13和导电层52。导磁层14、刚性层51和保护层13可放置在电极基板11的顶表面侧。导电层52可放置在上电极基板11的底表面侧。导磁层14放置在接触表面10A与电极基板11之间的空隙内,并放置在距接触表面10A比距电极基板11更近的地点处。导电层52放置在距接触表面10A比距电极基板11更远的地点处。换言之,电极基板11插置于在垂直方向上具有导电率的两个层(导磁层14和导电层52)之间。导磁层14与本发明技术中的“磁性层”的具体实例对应。刚性层51与本发明技术中的“刚性层”的具体实例对应。

刚性层51放置在接触表面10A与导磁层14之间。例如,刚性层51可放置在保护层13与导磁层14之间,且可放置成至少与保护层13的下表面接触。刚性层51由可抵抗笔30或手指100施加的压力所导致的弯曲的材料制成,且可由例如等树脂基板和玻璃基板的材料制成。换言之,刚性层51防止保护层13局部弯曲。

导磁层14和导电层52的每一个均具有屏蔽层的作用,屏蔽层确保传感器面板50与其外部之间将形成的电容的变化不会影响传感器面板50的内部。导磁层14和导电层52的每一个均处于固定电位,且可以例如处于地电位。导电层52可由例如,其中例如诸如铝的金属薄膜、碳、CNT、ITO、IZO、纳米金属丝或银细丝在膜上形成的材料;具有柔性的非磁性金属板;ITO玻璃或任何其它材料制成。

进一步地,传感器面板50的电极基板11与导磁层14之间可具有例如空隙53A,且可具有多个保持空隙53A的隔垫物53。此外,传感器面板50的导磁层14与刚性层51之间可具有例如空隙54A,且可具有多个保持空隙54A的隔垫物54。一个隔垫物54直接放置在一个隔垫物53的正上方。隔垫物53可通过例如对电极基板11上的丝网印刷树脂层进行UV固化处理或热固处理的方式形成。隔垫物54可通过对刚性层51上的丝网印刷树脂层进行UV固化处理或热固处理形成。

空隙53A为促使导磁层14在厚度方向上隆起的空间。空隙54A为在导磁层14在厚度方向上隆起的情况下确保导磁层14的运动范围的空间。除了保持空隙53A和54A之外,隔垫物53和54还部分地压制导磁层14以防止导磁层14不依赖于磁场隆起。此外,传感器面板50可具有例如容纳电极基板11和其它组件的外壳16。

图26图示了当笔30的笔尖接近或触碰接触表面10A时输入单元3的作用的实例。例如,从笔30的笔尖产生的磁场H(磁力线)可使导磁层14局部地朝接触表面10A侧隆起,如图26所图示。结果,笔30的笔尖部分下方的电极基板11与导磁层14之间的距离变短,导致传感器面板50的电容局部减小。从笔30的笔尖产生的磁力使导磁层14产生的隆起量在紧临笔30的笔尖部分的下方最大,并随着距紧临笔30的笔尖部分下方的地点的距离的增大而变小。

(驱动器20)

如上所述,驱动器20驱动传感器面板50并基于传感器面板50的输出生成坐标数据。如上述实施方案那样,驱动器20可具有例如检测电路21、算术运算部22、存储部23和输出部24。

[操作]

接下来,将描述输入单元3的操作。用户将笔30的笔尖移动得更接近接触表面10A或利用笔30的笔尖触碰接触表面10A。此时,从笔尖30产生的磁力使导磁层14局部地朝接触表面10A侧隆起。结果,笔30的笔尖部分下方的电极基板11与导磁层14之间的距离变长,且传感器面板50的电容局部增大。从笔30的笔尖产生的磁力使导磁层14产生的隆起量在紧临笔30的笔尖部分的下方最大,并随着距紧临笔30的笔尖部分下方的地点的距离的增大而变小。

此时,检测电路21检测到传感器面板50的电容的局部变化。结果,例如,检测电路21可将取决于电容变化量大小的电压变化连同坐标信息一同输出至算术运算部22。算术运算部22评估将从检测电路21输出的电压变化从而确定笔30是否触碰了接触表面10A,并进一步确定笔30的笔尖部分在接触表面10A上的坐标。如此,关于笔30的笔尖的位置信息被输入输入单元3。

[效果]

接下来,将描述输入单元3的效果。在本实施方案中,与根据上述实施方案的输入单元1一样,基于电容的变化检测接触表面10A或其附近区域的磁力,并从而将关于笔30的笔尖的位置信息输入输入单元3。因此,在本实施方案中,这使得可以实现与根据上述实施方案的输入单元1所实现的效果相似的效果。

进一步地,在本实施方案中,在输入关于笔30的笔尖的位置信息时,利用了磁力导致的电容变化,且刚性层51抑制了接触表面10A的局部弯曲。这确保由接触表面10A的局部弯曲导致的电容变化减小,使得可以很容易区分使用笔30进行的位置信息输入与使用手指进行的位置信息输入。因此,例如,在用户将手指或手掌放置在接触表面10A上来操作笔30的情况下,可以充分防止错误地检测到手指或手掌。

此外,在本实施方案中,导磁层14放置在距接触表面10A比距电极基板11更近的地点处。此处,接触表面10A与导磁层14之间的距离短于接触表面10A与导电层52之间的距离。以此方式,在本实施方案中,由磁性金属制成的层放置在更接近接触表面10A的地点处。因此,对由磁性金属制成的层施加笔30的磁力变得很容易。这使得可以减小笔30上的磁体32的尺寸,并输入关于笔30的位置信息,即便当笔30位于距接触表面10A相对较远的位置时也如此。

(7.第四实施方案)

[配置]

图27图示了根据本发明技术的第四实施方案的输入单元4的剖面配置的实例。图28图示了笔30的笔尖和手指100的指尖触碰接触表面10A时输入单元4的作用的实例。输入单元4相当于设置了传感器面板60来代替根据上述实施方案的输入单元3中的传感器面板50的输入单元。因此,在下文中,将主要对传感器面板60进行详细描述,并视情况省略对与根据上述实施方案的输入单元3的配置相同的配置进行描述。输入单元4与本发明技术中的“输入单元”的具体实例对应。传感器面板60与本发明技术中的“传感器面板”的具体实例对应。

传感器面板60等同于根据上述实施方案的输入单元3中使用的传感器面板50省略了空隙53A和每一个隔垫物53,且电极基板11和导磁层14堆叠的传感器面板。换言之,每一个上电极11D、每一个下电极11B以及导磁层14堆叠,绝缘层11C和11E置于其之间。绝缘层11C和11E的每一个均与本发明技术中的“绝缘层”的具体实例对应。在本实施方案中,电极基板11具有柔性,且根据导磁层14的变形而变形。因此,在本实施方案中,例如当导磁层14接收到来自笔30的磁力时,导磁层14连同电极基板11一起隆起,如图28所图示。导磁层14固定至电极基板11,且可通过例如粘合剂固定至电极基板11。应指出,导电层52仅与电极基板11接触,而不固定至电极基板11。因此,当导磁层14从将移位的笔30接收到磁力时,导电层52与导磁层14之间局部地产生空隙。

在传感器面板60中,空隙54A为空间,其在保护层13和导电层52向下弯曲的情况下确保保护层13和导电层52的运动范围,并在电极基板11向上隆起的情况下确保电极基板11的运动范围。因此,在本实施方案中,空隙54A的高度可大于上述实施方案中的空隙17A的高度。在本实施方案中,除了保持空隙54A之外,隔垫物54还限制保护层13和导电层52的弯曲扩展,从而确保保护层13和导电层52发生局部向下弯曲。进一步地,隔垫物54部分地通过电极基板11压制导磁层14以防止导磁层14不依赖于磁场隆起。

[效果]

接下来,将描述输入单元4的效果。在本实施方案中,与根据上述实施方案的输入单元1一样,基于电容的变化检测接触表面10A或其附近区域的磁力,并从而将关于笔30的笔尖的位置信息输入输入单元4。因此,在本实施方案中,这使得可以实现与根据上述实施方案的输入单元1所实现的效果相似的效果。

进一步地,在本实施方案中,与根据上述实施方案的输入单元3一样,在输入关于笔30的笔尖的位置信息时,利用了磁力引起的电容变化,且刚性层51抑制了接触表面10A的局部弯曲。在本实施方案中,这使得可以实现与根据上述实施方案的输入单元3所实现的效果相似的效果。

(8.第一实施方案至第四实施方案共同的修改实例)

接下来,将描述第一实施方案至第四实施方案共同的修改实例。

[修改实例G]

在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,笔30的前端具有磁体32。然而,在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,例如笔30的前端可具有线圈33,且可具有电池34以向线圈33提供DC电流,如图29所图示。在这种情况下,线圈33借助于向其提供的DC电流用作电磁体。因此,传感器面板10、40、50和60的任何一个均会检测到电磁体产生的磁力,从而允许将关于笔30的笔尖的位置信息输入输入单元1、2、3和4的任何一个。

在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,笔30的前端具有磁体32。然而,在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,例如笔30的前端可具有线圈33,且传感器面板10、40、50和60中的任何一个均可具有对线圈33进行电磁感应的线圈133,如图30所图示。在这种情况下,线圈33借助于电磁感应用作电磁体。因此,传感器面板10、40、50和60的任何一个均会检测到电磁体产生的磁力,从而允许将关于笔30的笔尖的位置信息输入输入单元1、2、3和4的任何一个。

[修改实例H]

在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,仅笔30的前端具有磁体32。然而,在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,例如如图31所图示,不仅笔30的前端具有磁体32,而且笔30的后端也具有磁体32。此时,设置在后端的磁体32的磁极取向与设置在前端的磁体32的磁极取向相同。换言之,设置在后端的磁体32在笔30的后端侧的磁极与设置在前端的磁体32在笔30前端侧的磁极相反。因此,例如,在使用笔30的前端使导磁层14隆起之后,可以使用笔30的后端迫使导磁层14的隆起部分返回其初始位置。

在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,磁体32固定在笔30的前端。然而,在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,例如如图32所图示,磁体32可以可旋转的方式支撑于笔30的前端。在这种情况下,例如,在使用笔30而使导磁层14隆起之后,磁体32可旋转以垂直地反转磁体32的磁极取向。随后,可以通过再次使用笔30迫使导磁层14的隆起部分返回初始位置。

应指出,在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,可在磁体32周围设置屏蔽从磁体32产生的磁场(磁力线)的构件(例如,由软磁性材料制成的构件)。例如,笔30的前端可附接由软磁性材料制成的帽,或笔30可以是坠芯式,且笔30的前端外壳部分可由软磁性材料配置而成。

[修改实例I]

在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,将导磁层14为由磁性导电金属制成的片状构件的情况作为实例进行了描述。然而,在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,例如,导磁层14可以是层压体,其包括设置在导电层14A的表面上的磁性层14B,如图33所图示。磁性层14B可由例如氧化铁(III)、氧化铬铁、氧化钴铁或氧化铁素体铁配置而成。

[修改实例J]

在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,例如,可使用磁性层14B代替导磁层14,如图34所图示。此时,磁性层14B可处于浮动电位。即便在磁性层14B处于浮动电位的情况下,也可以基于电容变化检测接触表面10A或其附近区域的磁力。

[修改实例K]

在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,导磁层14可由磁化磁性材料配置而成,或可由软磁性材料配置而成。在这种情况下,由于导磁层14被逐渐磁化或因为任何其它原因,可以防止导磁层14的特性随时间发生变化。

当导磁层14由磁化磁性材料配置而成时,导磁层14可呈现磁化图案,例如如图35A、图35B或图35C所图示。在图35A中,仅导磁层14的一个表面呈现北极和南极交替磁化的磁化图案。在图35B中,导磁层14的两个表面均呈现北极和南极交替磁化的磁化图案。应指出,在图35B中,导磁层14的一个表面上的磁化图案的北极和南极与导磁层14另一个表面上的磁化图案的北极和南极相反。在图35C中,导磁层14的一个表面呈现完全磁化为北极的磁化图案,而导磁层14的另一个表面呈现完全磁化为南极的磁化图案。应指出,当使用如图31或图32所图示的笔30时,导磁层14可优选呈现图35C所图示磁化图案。这是因为用户无需知道使用笔30的磁化图案。

[修改实例L]

在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,将导磁层14或磁性层14B为由磁性金属材料制成的片状构件的情况作为实例进行了描述。然而,在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,例如,整个导磁层14或整个磁性层14B可呈现形成有许多微孔的网状形式,如图36所图示。应指出,图36图示了多个隔垫物15、16、53或54排列成矩阵图案的状态。进一步地,在图36中,隔垫物15、16、53或54所围绕的区域区域被称为“单位传感器区域14a”。图36图示了整个导磁层14或整个磁性层14B呈现网状形式的状态而无论隔垫物15、16、53或54的位置或单位传感器区域14a的位置如何。

进一步地,在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,例如导磁层14或磁性层14B可以是片状构件,其在除单位传感器区域14a的中心部分以及隔垫物15、16、53或54所处位置之外的区域具有孔口14b,如图37所图示。此外,在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,例如导磁层14或磁性层14B可以是片状构件,其在隔垫物15、16、53或54所处的位置处具有孔口14b,如图38所图示。此外,在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,例如导磁层14或磁性层14B可以是片状构件,其在除隔垫物15、16、53或54所处的位置之外的区域具有网,如图39所图示。进一步地,在第一至第四实施方案及其相应修改实例中,例如导磁层14或磁性层14B可以是片状构件,其在除单位传感器区域14a的中心部分之外的区域具有网,如图40所图示。

在本修改实例中,导磁层14或磁性层14B在其整个或部分区域具有多个孔口。因此,与整个导磁层14或整个磁性层14B为不具有例如孔口的片状构件的情况相比,导磁层14或磁性层14B的重量减小,且当导磁层14或磁性层14B接收到磁力时,导磁层14或磁性层14B很容易隆起。这使得可以进一步提高信息输入的响应速度。

(9.第五实施方案)

[配置]

图41图示了根据本发明技术的第五实施方案的显示单元5的剖面配置的实例。在本实施方案中,显示单元55包括根据第一至第四实施方案及其相应修改实例的传感器面板10、40、50和60之一、显示面板70和驱动器80。显示面板设置成与传感器面板X的顶表面接触。驱动器80驱动传感器面板X和显示面板70。传感器部X基于电容变化检测接触表面70A或其附近区域的磁力,并被允许输出取决于电容变化的信号连同关于已发生电容变化的位置信息。显示单元5与本发明技术中的“显示单元”的具体实例对应。传感器面板X与本发明技术中的“传感器部”的具体实例对应。驱动器80与本发明技术中的“第一驱动器”和“第二驱动器”的具体实例对应。应指出,在下文中,视情况省略了与之前在上述段落中提到的那些内容重叠的内容。

(显示面板70)

显示面板70根据磁场和电场的变化改变显示。图42图示了显示面板70的剖面配置的实例。显示面板70具有柔性。显示面板70可具有例如下基板71、下电极72、显示层73、上电极74和上基板75。下基板71和上基板75支撑下电极72、显示层73和上电极74,并分开放置成彼此相对。显示层73根据磁场和电场的变化改变显示,并放置在下基板71与上基板75之间的空隙内。上电极74和下电极72均对显示层73施加电场,并放置成彼此相对,显示层73置于二者之间。下电极72放置得更接近下基板71,而上电极74放置得更接近上基板75。

下基板71和上电极75可由例如塑性材料制成。塑性材料的实例可包括聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙二醇(PEN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)和聚醚砜(PES)。

下电极72可由单质金属元素制成,例如铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、铜(Cu)、钨(W)或银(Ag)。替代地,下电极72可由例如含有以上例举的单质金属元素的一种或多种的合金制成,例如不锈钢(SUS)。替代地,下电极72可由例如透光的导电材料(透明电极材料)制成。透明电极材料的实例可包括氧化铟-氧化锡(ITO)、氧化铟-氧化锌(IZO)、氧化锑-氧化锡(ATO)、氟掺杂氧化锡(FTO)和铝掺杂氧化锌(AZO)下电极72可具有例如透光性,且可由诸如纳米金属丝、碳纳米管(CNT)或金属细线的材料制成。上电极74可由例如上述例举为用于下电极72的材料中的任何一种制成。

下基板71和上基板75之一或二者具有透光性。进一步地,下电极72和上电极74之一或二者具有透光性。下电极72和下基板71之一或二者可具有光吸收性能,这增强了对比度。此外,下电极72和下基板71之一或二者可由反光材料制成,这提高了亮度。

图43和图44图示了下电极72和上电极74的透视配置的实例。例如,下电极72可包括在第一方向(在图中为X方向)上延伸的多个局部电极72A,如图43所图示。进一步地,例如,上电极74可包括多个在第二方向(在图中为Y方向)上延伸的多个局部电极74A,第二方向与第一方向相交(例如,正交),如图43所图示。在这种情况下,驱动器20可对下电极72和上电极74进行简单矩阵驱动以改变显示层73的整个显示或部分显示。此时,在进行简单矩阵驱动时,显示层73的局部电极72A与局部电极74A面向彼此的部分充当像素。进行简单矩阵驱动时的像素可与以下将描述的显示像素73A一致,或可与多个显示像素73A对应。

例如,下电极72可包括在平面内二维地排列的多个局部电极72B,如图44所图示。进一步地,例如,上电极74可以是在面向接触表面70A(即显示面板70的顶表面)的整个区域上延伸的片状电极,如图44所图示。在这种情况下,驱动器20可对多个局部电极72B进行有源矩阵驱动以改变显示层73的整个显示或部分显示。此时,在进行有源矩阵驱动时,显示层73的面向局部电极72B的部分充当像素。进行有源矩阵驱动时的单个像素可分配给单个以下将描述的显示像素73A,或可分配给多个显示像素73A。替代地,进行有源矩阵驱动时的多个像素可分配给单个显示像素73A。

应指出,下电极72和上电极74可以是在面向接触表面70A的整个区域上延伸的片状电极。在这种情况下,例如,驱动器20可对下电极72和上电极74施加电压以一次改变显示层73的整个显示。

图45图示了显示像素73A(即显示层73的最小单元)的剖面配置的实例。显示层73在面向接触表面70A的区域内具有多个二维地排列的显示像素73A。每一个显示像素73A均具有分散介质73c、多个第一元件73a和多个第二元件73b。第一元件73a和第二元件73b设置在分散介质73c内。进一步地,显示像素73A具有微囊体73d,微囊体73d包封分散介质73c、多个第一元件73a和多个第二元件73b。

第一元件73a为磁性体。磁性体的实例可包括四氧化三铁、三氧化二铁和各种铁素体材料。替代地,例如,磁性体可以是诸如铁、锰、镍、或铬的金属,或可以是含有钴、镍、锰以及任何其它元素的合金。当第一元件73a由以上例举的任何一种材料制成时,第一元件73a为具有用于暗显示的颜色(具体而言,黑色或接近黑色的淡黑色)的颗粒。第一元件73a为具有磁性体的性能的颗粒(即,磁性颗粒)。磁性颗粒的粒径可在例如0.1m至20m(包括0.1m和20m)的范围内。第一元件73a可包括例如磁性体(即,磁性颗粒)。替代地,第一元件73a可以是例如通过将磁性颗粒混合入树脂制备而成的材料。

第二元件73b为非磁性体。非磁性体为金属氧化物(例如二氧化钛、氧化锌、氧化锆)、钛酸钡或钛酸钾。替代地,例如,非磁性体可以是无机盐,例如硫酸钡或碳酸钙,或可以是有机化合物,例如聚乙烯基本。当第二元件73b由以上例举的任何一种材料制成时,第二元件73b为具有用于亮显示的颜色(具体而言,白色或接近白色的淡白色)的颗粒。第二元件73b为具有磁性体的性能的颗粒(即,非磁性颗粒)。非磁性颗粒的粒径可在例如0.1μm至1μm(包括0.1μm和1μm)的范围内。第二元件73b可包括例如非磁性体(即,非磁性颗粒)。替代地,第二元件73b可以是例如通过将非磁性颗粒混合入树脂制备而成的材料。

第一元件73a和第二元件73b之一或二者带电。具体而言,上述磁性颗粒和上述非磁性颗粒之一或二者是电改性的。在下文中,描述了制造电改性磁性颗粒的方法的实例。应指出,还可以利用与以下描述的方法相似的方法来制造电改性非磁性颗粒。

首先,将42.624g氢氧化钠和0.369g硅酸钠溶解在43g水中获得溶液A。接下来,在搅拌溶液A的同时,将5g黑色磁性颗粒(四氧化三铁)添加到溶液A中,对溶液A进行搅拌(15分钟),之后进行超声波搅拌(在30℃至35℃的温度下搅拌15分钟)。随后,对加热溶液A(在90℃的温度下),此后将15cm2(=毫升)硫酸以及溶解有6.5mg硅酸钠和1.3mg氢氧化钠的7.5cm3水溶液以0.22mol/cm3的速率滴入溶液A中两小时。然后,冷却溶液A(在室温下进行),之后以1mol/cm3的速率将1.8cm3硫酸添加至溶液A。此后,对溶液A进行离心分离(以3700rpm的转速离心30分钟),之后进行倾析。接下来,在乙醇中使溶液A再分散之后,交替地对溶液A进行两次离心分离(以3500rpm的转速离心30分钟)和倾析。之后,将5cm3乙醇和0.5cm3水的混合溶液添加至经过一小时超声波搅拌的溶液A中,从而获得具有涂覆硅烷的黑色磁性颗粒的分散体溶液。

接下来,将3cm3水、30cm3乙醇和4gN-[3-(三甲氧基甲硅烷基)-丙基]-N'-(4-乙烯基苄基)乙二胺盐酸盐(40%甲醇溶液)混合,搅拌这种混合溶液(7分钟),然后将上述分散体溶液全部放入混合溶液中。随后,搅拌混合溶液(10分钟),之后进行离心分离(以3500rpm的转速离心30分钟)。接下来,将混合溶液重复清洗两次。在清洗过程中,实施倾析,然后在乙醇中使混合溶液再分散之后进行离心分离(以3500rpm的转速离心30分钟)。然后,对这种经处理溶液进行倾析,之后在减压环境(室温)中进行干燥(6小时),并在减压环境(70℃的温度)中进行附加干燥(2小时),从而获得固体材料。

接下来,通过将50cm3甲苯添加至上述固体材料中制备溶液B,此后使用轧机搅拌溶液B(12小时)。随后,在将溶液B放入三口烧瓶之后,将1.7g丙烯酸2-乙基己基放入烧瓶中,然后在氮气流下进行搅拌(20分钟)。然后,搅拌溶液B(在50℃的温度下搅拌20分钟),并将0.01gAIBN溶解于3cm3甲苯的溶液C添加至溶液B,进行加热(在65℃的温度下)。接下来,搅拌溶液B(1小时),之后进行冷却(在室温下),然后将这种溶液B连同乙酸乙酯一起放入瓶中,对瓶中的物质进行离心分离(以3500rpm的转速离心30分钟)。随后,将溶液B重复清洗三次。在清洗过程中,实施倾析,然后在乙酸乙酯中使瓶中的物质再分散之后实施离心分离(以3500rpm的转速离心30分钟)。然后,在减压环境(室温)中对这种经处理溶液进行干燥(12小时),并在减压环境(室温)中进行附加干燥(2小时),从而获得由黑色磁性颗粒构成的黑色电泳颗粒。

微囊体73d可由例如阿拉伯树胶和明胶的复合膜、聚氨酯树脂或脲醛树脂构成。分散介质73c可由例如水、醇类、酯、酮类、脂肪族直链碳氢化合物、脂环族碳氢化合物、芳香烃、卤化烃或羧酸盐构成。分散介质73c中可添加表面活化剂。

(驱动器80)

驱动器80包括根据上述实施方案中的任一个所述的驱动器20。具体而言,驱动器80驱动传感器面板X,并基于传感器面板X的输出生成坐标数据。进一步地,驱动器80驱动显示面板70。驱动器80对显示面板70施加电场以改变显示面板70的显示。具体而言,驱动器80对显示层73施加电场以擦除显示面板70的显示。

[作用]

图46图示了施加磁场H时显示层73的作用的实例。如上所述,第一元件73a为磁性体,而第二元件73b为非磁性体。因此,来自笔30的磁场H对第一元件73a施加从下电极72朝上电极74移动的磁力。结果,第一元件73a朝上电极74侧(或上基板75侧)移位,从而触碰或接近上电极74。相比之下,来自笔30的磁场H未特别地使第二元件73b移位。然而,上电极74附近紧密隔开的第一元件73a向外朝下电极72侧(或下基板71侧)推动第二元件73b。换言之,当笔30触碰接触表面70A时,显示层73与笔30接触的部分转为暗显示状态(例如,黑色显示状态)。

图47A、47B、47C、47D、47E、48A、48B、48C、48D、48E、49A、49B、49C、49D和图49E中的每一个图示了施加电场E时显示层73的作用的实例。图47A至图47E的每一个图示了当第一元件73a带正电而第二元件73b带负电时显示层73的作用的实例。图48A至图48E的每一个图示了当第一元件73a带正电而第二元件73b不带电时显示层73的作用的实例。图49A至图49E的每一个图示了当第一元件73a不带电而第二元件73b带负电时显示层73的作用的实例。

当第一元件73a带正电而第二元件73b带负电时,驱动器20对上电极74和下电极72施加上电极74的电位高于下电极72的电位的电压。例如,驱动器20可对上电极74施加正电压,而可对下电极72施加负电压、地电压(零伏)或电压值相对小于将施加至上电极74的正电压的电压值的正电压,如图47A、图47C和图47D所图示。进一步地,例如,驱动器20可对上电极74施加地电压(零伏),而可对下电极72施加负电压,如图47B所图示。此外,例如,驱动器20可对上电极74施加负电压,而可对下电极72施加电压值大于将施加至上电极74的负电压的电压值的负电压,如图47E所图示。因此,显示层73内部产生从上电极74朝下电极72移动的电场E。因此,来自下电极72和上电极74的电场E使从上电极74朝下电极72移动的库仑力施加于第一元件73a,而使从下电极72朝上电极74移动的库仑力施加于第二元件73b。结果,第一元件73a朝下电极72侧(或下基板71侧)移位从而接近下电极72,而第二元件73b朝上电极74侧(或上基板75侧)移位从而触碰或接近上电极74。换言之,当对上电极74和下电极72施加上述电压时,在进行矩阵驱动时,显示层73的象素单元转为亮显示状态(例如,白色显示状态)。

进一步地,即便当第一元件73a带正电而第二元件73b不带电时,驱动器20对上电极74和下电极72施加上电极74的电位高于下电极72的电位的电压。例如,驱动器20可对上电极74施加正电压,而可对下电极72施加负电压、地电压(零伏)或电压值相对小于将施加至上电极74的正电压的电压值的正电压,如图48A、图48C和图48D所图示。进一步地,例如,驱动器20可对上电极74施加地电压(零伏),而可对下电极72施加负电压,如图48B所图示。此外,例如,驱动器20可对上电极74施加负电压,而可对下电极72施加电压值大于将施加至上电极74的负电压的电压值的负电压,如图48E所图示。因此,显示层73内部产生从上电极74朝下电极72移动的电场E。来自下电极72和上电极74的电场E使从上电极74朝下电极72移动的库仑力施加于第一元件73a。相比之下,来自下电极72和上电极74的电场E未特别地使第二元件73b移位。然而,上电极74附近紧密隔开的第一元件73a向外朝下电极72推动第二元件73b。换言之,当对上电极74和下电极72施加上述电压时,在进行矩阵驱动时,显示层73的象素单元转为亮显示状态(例如,白色显示状态)。

此外,即便当第一元件73a不带电而第二元件73b带负电时,驱动器20对上电极74和下电极72施加上电极74的电位高于下电极72的电位的电压。例如,驱动器20可对上电极74施加正电压,而可对下电极72施加负电压、地电压(零伏)或电压值相对小于将施加至上电极74的正电压的电压值的正电压,如图49A、图49C和图49D所图示。进一步地,例如,驱动器20可对上电极74施加地电压(零伏),而可对下电极72施加负电压,如图49B所图示。此外,例如,驱动器20可对上电极74施加负电压,而可对下电极72施加电压值大于将施加至上电极74的负电压的电压值的负电压,如图49E所图示。因此,显示层73内部产生从上电极74朝下电极72移动的电场E。因此,来自下电极72和上电极74的电场E使从下电极72朝上电极74移动的库仑力施加于第二元件73b。相比之下,来自上电极74和下电极72的电场E未特别地使第一元件73a移位;然而,上电极74附近的紧密隔开的第二元件73b将第一元件73a向外推向下电极72。换言之,当对上电极74和下电极72施加上述电压时,在进行矩阵驱动时,显示层73的象素单元转为亮显示状态(例如,白色显示状态)。

综上所述,允许显示层73通过利用来自笔30的磁场H使第一元件73a移位而改变每一个微囊体73d(每一个显示像素73A)内的显示(进行绘画)。进一步地,在进行矩阵驱动时,允许显示层73通过利用来自下电极72和上电极74的电场E使第一元件73a和第二元件73b中带电的一个移位来改变整个接触表面70A上或像素单元内的显示。

[效果]

接下来,将描述显示单元5的效果。在显示单元5中,通过来自上电极74和下电极72的电场E改变显示层73的显示。因此,在擦除显示层73的时,可以利用来自上电极74和下电极72的电场E。例如,将电场E输入整个显示层73可使得可以将整个接触表面70A一次擦除。此外,与使用磁场进行擦除的情况相比,使用电场E来擦除接触表面70A使得更加难以产生任何残留的未擦除部分。

进一步地,在显示单元5中,通过来自笔30的磁场H改变显示层73的显示。因此,在接触表面70A上进行绘画时,可以利用来自笔30的磁场H。此处,当施加来自笔30的磁场H时,可实现对接触表面70A上的绘画做出快速响应。以此方式,在显示单元5中,当利用磁场H进行绘画并利用电场E进行擦除时,可以实现将快速绘画和集体擦除结合的显示单元,并使得更加难以产生任何残留的未擦除部分。

此外,在显示单元5中,当上电极74和下电极72的至少其中之一由多个局部电极(12A和14A)配置而成,在进行矩阵驱动时,显示层73的上电极74与下电极72面向彼此的部分充当像素。因此,在进行矩阵驱动时,当上电极74与下电极72之间的电位差大于预定像素中具有上述阈值的电位差时,可以仅擦除接触表面70A内的预定区域。进一步地,在进行矩阵驱动时,当上电极74与下电极72之间的电位差大于所有像素中具有上述阈值的电位差时,可以擦除整个接触表面70A。换言之,在显示单元5中,上电极74和下电极72的至少其中之一由多个局部电极(12A和14A)配置而成,这使得可以部分地擦除接触表面70A且可以一次擦除整个接触表面70A。因此,在这种情况下,可以实现将快速绘画、集体擦除以及部分擦除结合的显示单元,并使得更加难以产生任何残留的未擦除部分。

此外,在显示单元5中,笔30或手指100的坐标数据或笔30的绘图数据在传感器面板X中产生绘画数据。此时,在生成笔30或手指100的坐标数据或笔30的绘图数据时,显示面板70的存在不会产生阻碍。这是因为传感器面板X利用例如电极基板11与导磁层14之间以及电极基板11与导电层12之间形成的电容变化来检测处于电屏蔽状态的笔30的笔尖或手指100的指尖的位置坐标。

进一步地,在显示单元5中,产生上述绘画数据与在显示面板70上显示这种绘画数据彼此同步。然而,产生上述绘画数据以及在显示面板70上显示这种绘画数据均通过例如笔30的笔尖或手指100的指尖触碰接触表面70A进行,因此传感器面板X与显示面板70之间不会交换数据。因此,这使得不必单独提供用于进行上述同步的电路,因此显示单元5的电路配置更为简化。

(10.第六实施方案)

[配置]

图50图示了根据本发明技术的第六实施方案的显示单元6的剖面配置的实例。显示单元6等同于设置了显示面板90以代替根据上述实施方案的显示单元5中的显示面板70,并设置了驱动器110以代替驱动器80的显示单元。因此,在下文中,主要对显示面板90和驱动器110进行了详细描述,并视情况省略了与之前在上述段落中提到的内容重叠的内容。

图51图示了显示面板90的剖面配置的实例。显示面板90等同于设置了显示层93以代替根据上述实施方案的显示面板70中的显示层73的显示面板。即,显示面板90具有显示层93。显示层93根据电场变化改变显示。显示层93等同于设置了显示像素93A以代替根据上述实施方案的显示层73中的显示像素73A的显示层。图52图示了显示像素93A的剖面配置的实例。显示像素93A等同于设置了第一元件93a以代替根据上述实施方案的显示像素73A中的第一元件73a并设置了第二元件93b以代替第二元件73b的显示像素。

第一元件93a和第二元件93b为非磁性体。第一元件93a为具有用于暗显示的颜色(具体而言,黑色或接近黑色的淡黑色)的颗粒。第一元件93a的粒径可在例如0.1μm至1μm(包括0.1μm和1μm)的范围内。第二元件93b可由诸如二氧化钛、氧化锌、氧化锆的金属氧化物、钛酸钡或钛酸钾构成。替代地,例如,第二元件93b可由无机盐构成,例如硫酸钡或碳酸钙,或可以由有机化合物构成,例如聚乙烯基本。当第二元件93b由以上例举的任何一种材料制成时,第二元件93b为具有用于亮显示的颜色(具体而言,白色或接近白色的淡白色)的颗粒。第二元件93b的粒径可在例如0.1μm至1μm(包括0.1μm和1μm)的范围内。

第一元件93a和第二元件93b之一或二者带电。例如,第一元件93a和第二元件93b的表面之一或二者可改性,且可电改性。

图53图示了驱动器110的功能块的实例。驱动器110包括根据上述实施方案中的任一个所述的驱动器20。具体而言,驱动器110驱动传感器面板X,并基于传感器面板X的输出生成坐标数据。进一步地,驱动器110驱动显示面板90。驱动器110对显示面板90施加电场以改变显示面板90的显示。具体而言,驱动器110对显示层93施加电场以将基于算术运算部22生成的坐标数据或绘画数据的显示附加至显示面板90的显示。

驱动器110具有与驱动器20对应的电路(检测电路21、算术运算部22、存储部23和输出部24),并进一步具有输入部25和显示驱动器26。输入部25接受待在显示面板90上显示的数据输入。当输入部25接受数据时,算术运算部22将接受的数据存储在存储部23内。显示驱动器26可对显示层93施加电场以显示例如与存储在存储部23中的UI(用户界面)有关的数据或经由输入部25存储于显示面板90上的数据。

当基于传感器面板X的输出生成笔30的绘画数据并在显示面板90上基于某一类型的数据进行显示时,算术运算部22将笔30的绘画数据附加至显示面板90上显示的数据。进一步地,算术运算部22命令显示驱动器26基于通过这种附加操作生成的新数据进行显示,并将通过附加操作生成的新数据存储在存储部23内。显示驱动器26根据来自算术运算部22的指令基于通过附加操作生成的新数据进行显示。结果,笔30的绘画数据实时附加至显示面板90的显示。

当基于传感器面板X的输出生成笔30的坐标时,算术运算部22确定检测到笔30的坐标在远离接触表面10A的空气中随着时间改变。在这种情况下,例如,当显示面板90上显示数据中一些被分为多个页面的页面时,算术运算部22命令显示驱动器26将显示切换至下一页。显示驱动器26根据来自算术运算部22的指令进行下一页的显示。以此方式,还可以通过在空气中移动笔30来转动页面。

[效果]

接下来,将描述显示单元6的效果。允许显示单元6将笔30的绘画数据实时附加至显示面板90的显示,并将通过附加操作生成的新数据存储在存储部23内。该使得用户不仅可以在显示面板90上进行附加操作,而且还将附加数据存储在存储部23内。

(11.第六实施方案的修改实例)

图54图示了显示单元6的剖面配置的修改实例。例如,如图54所图示,显示面板90的接触表面90A可分为笔输入区域90a和手指输入区域90b。在笔输入区域90a,利用笔30输入信息,而在手指输入区域90b,具有手指输入信息。在这种情况下,例如,在用户将手指或手掌放置在笔输入区域90a上来操作笔30的情况下,可以充分防止错误地检测到手指或手掌。

进一步地,在上述第六实施方案及其修改实例中,可设置常用的显示器来代替显示面板90。常用的显示器的实例可包括液晶显示器、有机EL显示器和电子纸显示器。在这种情况下,驱动器110可驱动设置用于代替显示面板90的常用显示器以将基于算术运算部22生成的坐标数据或绘画数据的显示附加至常用显示器的显示。

虽然已通过给出上述实施方案和修改实例对本发明技术进行了描述,但本发明技术并不限于上述实施方案和修改实例,而是可以各种方式进行修改。应注意,说明书中描述的效果仅仅是实例,本发明技术实现的效果并不限于此。本发明技术可具有除说明书中描述的效果之外的效果。

例如,在上述实施方案及其修改实例中,可设置一个或多个磁性传感器。磁性传感器检测接触表面10A、70A和80A中的任何一个及其附近区域的磁场。

进一步地,例如,本发明技术可如下配置。

(1)一种传感器面板,包括:

传感器部,其基于电容变化检测接触表面或接触表面附近区域的磁力,并被允许输出取决于电容变化的信号连同关于电容发生变化的位置信息。

(2)根据(1)所述的传感器面板,其中

所述传感器部具有

多个第一电极,其在面向所述接触表面的平面内延伸,

多个第二电极,其在面向所述接触表面的平面内以及与所述第一电极的每一个相交的方向上延伸,和

磁性层,其在面向所述接触表面的平面内形成,且根据磁力的大小在厚度方向上局部地移位。

(3)根据(2)所述的传感器面板,其中所述传感器部包括导电层并检测所述导电层与所述第一电极和所述第二电极之间的电容变化。

(4)根据(1)所述的传感器面板,其中

所述传感器部具有

多个第一磁性电极,其在面向所述接触表面的平面内延伸,且根据磁力的大小在厚度方向上局部地移位,和

多个第二磁性电极,其在面向所述接触表面的平面内以及与所述第一电极的每一个相交的方向上延伸,且根据磁力的大小在厚度方向上局部地移位。

(5)根据(2)所述的传感器面板,其中所述传感器部包括导电层并通过堆叠所述磁性层和所述导电层而集成。

(6)根据(2)所述的传感器面板,其中所述磁性层具有导电层。

(7)根据(2)至(6)中的任一项所述的传感器面板,其中所述磁性层在其整个或部分区域具有多个孔口。

(8)根据(2)至(7)中的任一项所述的传感器面板,其中所述磁性层由磁化磁性体配置而成,或由柔软磁性体配置而成。

(9)根据(2)、(7)和(8)中的任一项所述的传感器面板,其中所述传感器部在所述磁性层与所述第一电极和所述第二电极之间具有空隙。

(10)根据(9)所述的传感器面板,其中所述传感器部具有保持所述空隙的隔垫物。

(11)根据(2)、(7)和(8)中的任一项所述的传感器面板,其中所述磁性层、所述第一电极和所述第二电极堆叠,绝缘层置于其间。

(12)根据(2)、(7)、(8)、(9)、(10)和(11)中的任一项所述的传感器面板,其中所述磁性层放置在距所述接触表面比距所述第一电极和所述第二电极更远的地点处。

(13)根据(12)所述的传感器面板,其中所述传感器部在所述接触表面与所述第一电极和所述第二电极之间的空隙内具有导电层。

(14)根据(13)所述的传感器面板,其中所述接触表面具有柔性,且所述导电层根据所述接触表面的变形而变形。

(15)根据(13)或(14)所述的传感器面板,其中所述磁性层具有导电性。

(16)根据(13)至(15)中的任一项所述的传感器面板,其中所述传感器部具有保持所述导电层与所述第一电极和所述第二电极之间的空隙的隔垫物。

(17)根据(12)或(13)所述的传感器面板,其中所述传感器部在所述接触表面与所述第一电极和所述第二电极之间的空隙内具有刚性层。

(18)根据(12)至(16)中的任一项所述的传感器面板,其中所述传感器部在距所述接触表面比距所述磁性层更远的地点处具有磁体层。

(19)根据(2)、(7)、(8)、(9)、(10)和(11)中的任一项所述的传感器面板,其中所述磁性层放置在距所述接触表面比距所述第一电极和所述第二电极更近的地点处。

(20)根据(19)所述的传感器面板,其中所述磁性层具有导电性。

(21)根据(19)或(20)所述的传感器面板,其中所述传感器部在所述接触表面与所述磁性层之间的空隙内具有刚性层。

(22)一种输入单元,包括:

传感器部,其基于电容变化检测接触表面或接触表面附近区域的磁力,并被允许输出取决于电容变化的信号连同关于电容发生变化的位置信息;

驱动器,其驱动所述传感器部并基于所述传感器部的输出生成坐标数据;和

笔,其从笔尖产生磁场。

(23)一种显示单元,包括:

传感器部,其基于电容变化检测接触表面或接触表面附近区域的磁力,并被允许输出取决于电容变化的信号连同关于电容发生变化的位置信息;

显示部,其根据至少电场的变化或磁场和电场的变化改变显示;

第一驱动器,其驱动所述传感器部并基于所述传感器部的输出生成坐标数据;

第二驱动器,其对所述显示部施加电场以改变显示;和

笔,其从笔尖产生磁场。

(24)根据(23)所述的显示单元,其中

所述显示部具有根据所述磁场和所述电场的变化改变显示的显示层,且

所述第二驱动器通过对所述显示层施加电场来擦除所述显示部的显示。

(25)根据(23)所述的显示单元,其中

所述显示部具有根据所述电场的变化改变显示的显示层,且

所述第二驱动器对所述显示层施加电场以将基于所述第一驱动器生成的坐标数据的显示附加至所述显示部的显示。

本申请基于并要求2014年6月20日在日本专利局提交的日本专利申请号2014-127424的优先权,其整个内容通过引用并入本申请。

本领域技术人员应理解,根据设计要求和其它因素可以进行各种修改、组合、子组合和变更,只要这些修改、组合、子组合和变更在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

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