操作体检测装置、操作体的检测方法以及输入输出装置与流程

1.本发明涉及操作体检测装置、操作体的检测方法以及输入输出装置。


背景技术：

2.对于静电电容式传感器而言，为了在不降低画面中显示的影像的视觉辨认性的情况下感测操作体所接触的部分的位置，具备透明电极构件，其中，该透明电极构件具有透明电极。作为该透明电极构件，使用了氧化铟锡(ito：indium tin oxide)等氧化物类的材料、金属细线(专利文献1等)。
3.专利文献2中公开了一种压电膜，是由偏氟乙烯vdf与三氟乙烯trfe的共聚物{p(vdf/trfe)或专门记作pvt}、且vdf与trfe的聚合比不同的至少两种共聚物(设为第一共聚物pvt1和第二共聚物pvt2)的混合物形成的压电膜，其特征在于，第一共聚物pvt1从聚合比以摩尔比率为vdf：82～90％比trfe：18～10％中选择，第二共聚物pvt2从聚合比以摩尔比率为vdf：60～82％比trfe：40～18％中选择。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2018－181066号公报
7.专利文献2：国际公开2018/139190号公报


技术实现要素：

8.发明所要解决的问题
9.本发明的目的在于提供一种提高了静电电容式传感器的输入感测的可靠性的操作体检测装置。本发明的目的还在于，提供一种使用了该操作体检测装置的操作体的检测方法以及具备该操作体检测装置的输入输出装置。
10.用于解决问题的方案
11.为了解决上述问题而提供的本发明包含如下的方案。
12.(1)一种操作体检测装置，其特征在于，具备：静电电容式传感器，具有电容感测面，该电容感测面配置有多个感测电极；以及热源感测传感器，具备热源感测膜片，该热源感测膜片具有热源感测膜，该热源感测膜具有热源感测面。
13.(2)根据上述(1)中记载的操作体检测装置，其中，对操作体进行检测的检测面具有从所述检测面的法线方向观察时所述电容感测面与所述热源感测面重叠的区域。
14.(3)根据上述(1)或上述(2)中记载的操作体检测装置，其中，所述热源感测膜在波长为380nm至800nm的范围内透光率为90％以上。
15.(4)根据上述(1)至上述(3)中任一项所述的操作体检测装置，具备：控制部，控制所述静电电容式传感器和所述热源感测传感器，所述控制部以由所述静电电容式传感器检测到物体为条件，开始基于所述热源感测传感器的热源测量。
16.(5)一种操作体检测装置，其特征在于，具备：静电电容式传感器，具有电容感测
面，该电容感测面配置有多个感测电极；以及压力传感器，具备压力感测膜片，该压力感测膜片具有压电膜和以隔着所述压电膜的方式设置的两个导电膜，该压电膜具有感压面，对操作体进行检测的检测面具有从所述检测面的法线方向观察时所述电容感测面与所述感压面重叠的区域。
17.(6)根据上述(5)所述的操作体检测装置，其中，所述压电膜在波长为380nm至800nm的范围内透光率为90％以上。
18.(7)根据上述(5)或上述(6)所述的操作体检测装置，具备：控制部，控制所述静电电容式传感器和所述压力传感器，所述控制部以由所述静电电容式传感器检测到物体为条件，开始基于所述压力传感器的压力测量。
19.(8)根据上述(5)至上述(7)中任一项所述的操作体检测装置，具备：热源感测传感器，具备热源感测膜片，该热源感测膜片具有热源感测膜，该热源感测膜具有热源感测面。
20.(9)根据上述(8)所述的操作体检测装置，其中，所述热源感测膜在波长为380nm至800nm的范围内透光率为90％以上。
21.(10)根据上述(8)或上述(9)所述的操作体检测装置，其中，从所述检测面的法线方向观察时，所述检测面具有与所述热源感测面重叠的区域。
22.(11)根据上述(8)至上述(10)中任一项所述的操作体检测装置，其中，所述压电膜具有所述热源感测膜的功能。
23.(12)根据上述(11)所述的操作体检测装置，其中，所述压电膜经由所述两个导电膜输出热源感测的输出信号。
24.(13)根据上述(8)至上述(12)中任一项所述的操作体检测装置，其中，从所述检测面的法线方向观察时，具有所述感压面与所述热源感测面重叠的区域。
25.(14)根据上述(8)至上述(13)中任一项所述的操作体检测装置，具备：控制部，控制所述静电电容式传感器、所述压力传感器以及所述热源感测传感器，所述控制部以由所述静电电容式传感器检测到物体为条件，开始基于所述压力传感器的压力测量，以由所述压力传感器检测到压力为条件，开始基于所述热源感测传感器的热源测量。
26.(15)根据上述(8)至上述(13)中任一项所述的操作体检测装置，具备：控制部，控制所述静电电容式传感器、所述压力传感器以及所述热源感测传感器，所述控制部以由所述静电电容式传感器检测到物体为条件，开始基于所述热源感测传感器的热源测量，以由所述热源感测传感器检测到热源为条件，开始基于所述压力传感器的压力测量。
27.(16)根据上述(5)至上述(15)中任一项所述的操作体检测装置，其中，所述压力传感器能以多个阶段测量由所述操作体引起的按压的程度。
28.(17)根据上述(5)至上述(16)中任一项所述的操作体检测装置，其中，所述两个导电膜中的至少一方被图案化，所述压力传感器能在所述感压面内的多个位置单独地感测压力。
29.(18)根据上述(17)所述的操作体检测装置，具备：控制部，控制所述静电电容式传感器和所述压力传感器，所述控制部以在所述静电电容式传感器中检测到物体为条件，使用所述图案化的所述导电膜中的、与在所述静电电容式传感器中检测到的物体的所述电容感测面的坐标对应的所述感压面的坐标所处的图案来测量压力。
30.(19)根据上述(17)至上述(18)所述的操作体检测装置，其中，所述两个导电膜中
图案化的导电膜中的至少一方形成所述静电电容式传感器的所述多个感测电极中的至少一部分。
31.(20)根据上述(5)至上述(19)中任一项所述的操作体检测装置，其中，所述静电电容式传感器的所述感测电极配置于比所述压力感测膜片靠近所述操作体的位置。
32.(21)一种操作体的检测方法，使用了上述(5)至上述(20)中任一项所述的操作体检测装置，所述操作体的检测方法的特征在于，在由所述静电电容式传感器感测到物体并且由所述压力传感器感测到由所述物体引起的按压时，将由所述静电电容式传感器感测到的所述物体判断为操作体。
33.(22)一种操作体的检测方法，使用了上述(16)至上述(20)中任一项所述的操作体检测装置，所述操作体的检测方法的特征在于，所述压力传感器以多个阶段感测由所述操作体引起的按压的程度。
34.(23)一种操作体的检测方法，使用了上述(17)至上述(20)中任一项所述的操作体检测装置，所述操作体的检测方法的特征在于，所述静电电容式传感器的所述电容感测面中的电容变化测量的面内分辨率比所述压力传感器的所述感压面中的压力测量的面内分辨率高。
35.(24)一种操作体的检测方法，使用了上述(17)至上述(20)任一项所述的操作体检测装置，所述操作体的检测方法的特征在于，所述压力传感器能在所述感压面中对压力进行分割测量，以由所述静电电容式传感器感测到物体为条件，使用所述感压面中的、与在所述静电电容式传感器中检测到的物体的所述电容感测面的坐标对应的所述感压面的坐标所位于的部分来测量压力。
36.(25)根据上述(21)至上述(24)中任一项所述的操作体的检测方法，其中，以由所述静电电容式传感器感测到物体为条件，开始基于所述压力传感器的感测。
37.(26)一种操作体的检测方法，使用了上述(1)至上述(3)中任一项或上述(8)至上述(13)中任一项所述的操作体检测装置，所述操作体的检测方法的特征在于，在由所述静电电容式传感器感测到在所述电容感测面的周围存在物体，并且由所述热源感测传感器感测到在所述热源感测面的周围存在热源时，将由所述静电电容式传感器感测到的所述物体判断为操作体。
38.(27)根据上述(26)所述的操作体的检测方法，其中，以由所述静电电容式传感器检测到物体为条件，开始基于所述热源感测传感器的热源测量。
39.(28)一种输入输出装置，其特征在于，具备：上述(1)至上述(20)中任一项所述的操作体检测装置；以及显示装置，设于与所述操作体检测装置的操作侧相反的一侧的面，所述操作体检测装置具有透光性，能从所述操作体检测装置的操作侧对来自所述显示装置的影像的至少一部分进行视觉辨认。
40.(29)根据上述(28)所述的输入输出装置，其中，在所述操作体检测装置的所述操作侧具有装饰层。
41.发明效果
42.根据本发明，提供一种提高了静电电容式传感器的输入感测的可靠性的操作体检测装置。
附图说明
43.图1是示意性地表示本发明的第一实施方式的操作体检测装置的图。
44.图2的(a)是示意性地表示图1的操作体检测装置所具备的静电电容式传感器的构造的俯视图，图2的(b)是图1的(a)的剖线i－i处的剖视图。
45.图3的(a)是示意性地表示图1的操作体检测装置所具备的压力传感器的构造的俯视图，图3的(b)是图1的(a)的剖线ii－ii处的剖视图。
46.图4是图1的操作体检测装置的层叠构造体的剖视(x－z面)图。
47.图5是表示图1的操作体检测装置的构成的框图。
48.图6是对图1的操作体检测装置的空间感测进程进行说明的流程图。
49.图7是对图1的操作体检测装置的接触感测进程进行说明的流程图。
50.图8是对图1的操作体检测装置的接触感测进程的另一个例子进行说明的流程图。
51.图9是对图1的操作体检测装置的接触感测进程的又一个例子进行说明的流程图。
52.图10是示意性地表示本发明的第二实施方式的操作体检测装置的图。
53.图11的(a)是示意性地表示图10的操作体检测装置所具备的层叠构造体的俯视图，图11的(b)是图11(a)的剖线iii－iii处的剖视图。
54.图12是表示图10的操作体检测装置的构成的框图。
55.图13是对图10的操作体检测装置的感测进程进行说明的流程图。
56.图14是示意性地表示本发明的第三实施方式的操作体检测装置的图。
57.图15的(a)是示意性地表示图14的操作体检测装置所具备的压力传感器的俯视图，图15的(b)是图15的(a)的剖线iv－iv处的剖视图。
58.图16是图14的操作体检测装置的层叠构造体的剖视(x－z面)图。
59.图17是表示图14的操作体检测装置的构成的框图。
60.图18是对图14的操作体检测装置的感测进程进行说明的流程图。
61.图19是示意性地表示本发明的第四实施方式的操作体检测装置的图。
62.图20的(a)是示意性地表示图19的操作体检测装置所具备的层叠构造体的俯视图，图20的(b)是图20的(a)的剖线v－v处的剖视图。
63.图21是表示图19的操作体检测装置的构成的框图。
64.图22是对图19的操作体检测装置的感测进程进行说明的流程图。
65.图23的(a)是示意性地表示从z1－z2方向的z2侧观察本发明的第五实施方式的操作体检测装置的层叠构造体的构成的俯视图，图23的(b)是示意性地表示从z1－z2方向的z1侧观察本发明的第五实施方式的操作体检测装置的层叠构造体的构成的俯视图。
66.图24是图23的操作体检测装置的层叠构造体的剖线vi－vi处的剖视图。
67.图25是表示图23的操作体检测装置的构成的框图。
68.图26是对图23的操作体检测装置的空间感测进程进行说明的流程图。
69.图27是示意性地表示本发明的第六实施方式的操作体检测装置的图。
70.图28的(a)是示意性地表示图27的操作体检测装置所具备的层叠构造体的俯视图，图28的(b)是图28的(a)的剖线vii－vii处的剖视图，图28的(c)是图28的(a)的剖线viii－viii处的剖视图。
71.图29的(a)是示意性地表示具备本发明的第一实施方式的操作体检测装置的输入
输出装置的图，图29的(b)是示意性地表示图29的(a)的输入输出装置的构成的剖视图。
72.图30的(a)是示意性地表示具备本发明的第一实施方式的操作体检测装置的输入输出装置的另一个例子的构成的剖视图，图30的(b)是示意性地表示图30的(a)的输入输出装置的待机状态的图，图30的(c)是示意性地表示图30的(a)的输入输出装置的显示装置处于启动的状态的图。
73.图31的(a)是示意性地表示本发明的一个变形例的操作体检测装置所具备的压力传感器的构造的俯视图，图31的(b)是图31的(a)的剖线ix－ix处的剖视图。
74.图32的(a)是示意性地表示本发明的一个变形例的操作体检测装置所具备的自电容式的静电电容式传感器的构造的俯视图，图32的(b)是图32的(a)的剖线x－x处的剖视图。
75.图33的(a)是示意性地表示本发明的另一个方案的操作体检测装置所具备的层叠构造体的构造的俯视图，图33的(b)是图33的(a)的剖线xi－xi处的剖视图，图33的(c)是表示本发明的另一个方案的检测装置的构成的框图。
具体实施方式
76.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，各附图中，对同样的构成要素标注相同的附图标记并适当省略详细说明。
77.图1是示意性地表示本发明的第一实施方式的操作体检测装置的图。图2的(a)是示意性地表示图1的操作体检测装置所具备的静电电容式传感器的构造的俯视图。图2的(b)是图1的(a)的剖线i－i处的剖视图。图3的(a)是示意性地表示图1的操作体检测装置所具备的压力传感器的构造的俯视图。
78.图3的(b)是图1(a)的剖线ii－ii处的剖视图。图4是图1的操作体检测装置的层叠构造体的剖视(x－z面)图。
79.如图1所示，本发明的第一实施方式的操作体检测装置200具备：层叠构造体100，从操作体ob侧(z1－z2方向的z1侧)起依次层叠静电电容式传感器10、透明接合构件30以及压力传感器20而成。
80.静电电容式传感器10例如是专利文献1中记载的那样的静电电容式传感器。具体而言，如图2所示，在由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)等形成的透光性的基板13的一方(z1－z2方向的z1侧)的面，沿y轴方向排列配置有多个第一电极11，该第一电极11由多个菱形形状的透明电极沿x轴方向相连而成，同样地，沿x轴方向排列配置有多个第二电极12，该第二电极12由多个菱形形状的透明电极沿y轴方向相连而成。从z1－z2方向的z1侧观察静电电容式传感器10时，配置有由第一电极11和第二电极12构成的多个感测电极的区域成为电容感测面。
81.构成第一电极11的多个透明电极经由连结部连结，该连结部由与这些透明电极连续的透明导电材料形成。构成第二电极12的多个透明电极经由桥接线be连接，该桥接线be将相邻的透明电极电连接。在桥接线be与连结部之间设有未图示的绝缘层。
82.构成透明电极、连结部以及桥接线be的材料是具有透光性的导电材料即可，可以举例示出包含氧化铟锡(ito)等氧化物材料、银纳米线等金属细线的复合材料。
83.如图3所示，压力传感器20具备压力感测膜片，该压力感测膜片具有压电膜23和设
于该压电膜23的膜厚方向的两侧的两个透光性的导电膜(第一透明导电膜21、第二透明导电膜22)。静电电容式传感器10的感测电极配置于比压力感测膜片靠近操作体ob的位置。从z1－z2方向观察压力传感器20时，压电膜23、第一透明导电膜21以及第二透明导电膜22重叠的区域成为感压面。在将压力传感器20用作热源感测传感器的情况下，压电膜23作为热源感测膜发挥功能，上述的压力感测膜片作为热源感测膜片发挥功能。因此，从z1－z2方向观察压力传感器20时，上述的压电膜23、第一透明导电膜21以及第二透明导电膜22重叠的区域成为热源感测面。操作体检测装置200对操作体ob进行检测的检测面从检测面的法线方向(z1－z2方向)观察时由电容感测面与感压面(在本实施方式中等同于热源感测面。)重叠的区域形成。需要说明的是，在本说明书中，检测面表示在从操作体ob所处的一侧(z1－z2方向的z1侧)观察操作体检测装置200时对操作体ob进行检测的面。具体而言，检测面是包括电容感测面、感压面、热源感测面中至少一个的面。在本实施方式的操作体检测装置200中，对于检测面而言，如上所述，电容感测面与感压面在整个面重叠，感压面即热源感测面，因此电容感测面、感压面以及热源感测面在整个面重叠。
84.作为压电膜23的具体例子，可以举出专利文献2中公开的压电膜。这样的压电膜在波长为380nm至800nm的范围内透光率为90％以上，因此透光性优异。构成第一透明导电膜21和第二透明导电膜2的材料是具有透光性的导电材料即可，可以举例示出包含氧化铟锡(ito)等氧化物材料、银纳米线等金属细线的复合材料。
85.如图4所示，在本实施方式的静电电容式传感器10中，透明接合构件30位于静电电容式传感器10的z1－z2方向的z2侧与压力传感器20的z1－z2方向的z1侧之间。透明接合构件30既可以由包含环氧树脂等的粘接剂构成，也可以由包含丙烯酸系材料的光学胶(oca：optically clear adhesive)构成。有时，从提高操作体ob的操作压力的检测容易度的观点来看，透明接合构件30优选由硬质材料构成。
86.图5是表示图1的操作体检测装置的构成的框图。如图5所示，静电电容式传感器10通过静电电容式传感器电路206来测量电容。静电电容式传感器电路206具备：驱动部211；检测部212；以及复用器213，能将来自驱动部211的驱动电压分别传递至多个第一电极11，并且能由检测部212检测来自多个第二电极12的每一个的信号。
87.压力传感器20通过压力传感器电路205来测量压力。压力传感器电路205具备：电源201；电压测量部202，测量第一透明导电膜21与第二透明导电膜22之间的电压；以及电流测量部203，测量在第一透明导电膜21与第二透明导电膜22之间流过压电膜23的电流。通过电压测量部202的输出，能检测压力传感器20的压电膜23是否被施加了具有该压电膜23的膜厚方向的分量的力。通过电流测量部203的输出，能检测在压力传感器20的压电膜23的附近是否存在热源。即在感测电流测量部203的输出时，压力传感器20作为热源感测传感器发挥功能。若热源靠近压电膜23，则压电膜23会产生电流，该电流作为来自压电膜23的输出信号被传递至第一透明导电膜21、第二透明导电膜22，由电流测量部203进行测量。
88.静电电容式传感器电路206和压力传感器电路205由控制部210进行控制。
89.图6是对图1的操作体检测装置的空间感测进程(检测方法)进行说明的流程图。操作体检测装置200的静电电容式传感器10具有接触感测模式和空间感测模式这两个感测模式：接触感测模式是对操作体ob与感测电极(第一电极11、第二电极12)接触的状态或操作体ob存在于感测电极的极近处的状态进行检测的模式，空间感测模式是对处于距感测电极
规定距离(例如5cm以上)的位置的操作体ob进行检测的模式。在感测模式下，感测在电容感测面的周围是否存在物体。需要说明的是，如后所述，在实际的使用状态下，操作体ob并非与静电电容式传感器10的感测电极直接接触，而是经由罩板300与静电电容式传感器10的感测电极接触，因此在本说明书中，与操作体ob相关的“接触”除了表示操作体ob与感测电极的直接接触之外，还表示操作体ob位于距感测电极1mm以下的距离的附近。
90.在操作体检测装置200的空间感测进程中，首先，使静电电容式传感器10以空间感测模式动作(步骤s101)。确认是否感测到物体的存在(步骤s102)，在未感测到的情况下，使静电电容式传感器10继续以空间感测模式动作。在感测到物体的存在的情况下(以感测到物体的存在为条件)，使压力传感器20作为热源感测传感器发挥功能，开始热源测量(步骤s103)。具体而言，设为能通过电流测量部203进行信号检测。确认热源感测传感器是否在热源感测面的周围感测到热源(步骤s104)，在感测到的情况下，将由静电电容式传感器10感测到的物体判断为操作体ob(步骤s105)。在步骤s104中未感测到热源的情况下，判断为由静电电容式传感器10感测到的物体不为操作体ob(步骤s106)，使静电电容式传感器10再次以空间感测模式动作。
91.如此，在由静电电容式传感器10感测到物体时，追加确认是否也感测到热源的进程，由此，在由静电电容式传感器10感测到的物体为其他物体(例如塑料瓶、操作者所持有的包的一部分)而不为操作体ob的情况下，降低将该物体误认为操作体ob的可能性。此外，与始终进行热源测量的情况相比消耗电力变少。需要说明的是，该情况下的检测面等同于电容感测面。
92.图7是对图1的操作体检测装置的接触感测进程(检测方法)进行说明的流程图。在操作体检测装置200的接触感测进程中，首先，使静电电容式传感器10以接触感测模式动作(步骤s111)。确认是否感测到物体的存在(步骤s112)，在未感测到的情况下，使静电电容式传感器10继续以接触感测模式动作。在感测到物体的存在的情况下，使压力传感器20作为压力的传感器发挥功能，开始压力测量(步骤s113)。具体而言，设为能通过电压测量部202进行信号检测。确认压力传感器20是否感测到按压(步骤s114)，在感测到的情况下，判断为由静电电容式传感器10感测到的物体为操作体ob(步骤s115)。在步骤s114中未感测到按压的情况下，判断为由静电电容式传感器10感测到的物体不为操作体ob(步骤s116)，使静电电容式传感器10再次以接触感测模式动作。
93.如此，在由静电电容式传感器10感测到物体时，追加确认是否也感测到按压的进程，由此，在由静电电容式传感器10感测到的物体为其他物体(例如水滴)而不为操作体ob的情况下，降低将该物体误认为操作体ob的可能性。此外，与始终进行压力测量的情况相比消耗电力变少。需要说明的是，需要说明的是，该情况下的检测面等同于电容感测面与感压面重复的区域。
94.图8是对图1的操作体检测装置的接触感测进程(检测方法)的另一个例子进行说明的流程图。如果对图8与图7所示的流程图的接触感测进程的区别进行说明，则在步骤s114中感测到按压的情况下，在判断为由静电电容式传感器10感测到的物体为操作体ob(步骤s115)之前，使压力传感器20作为热源感测传感器发挥功能，开始热源测量(步骤s117)。具体而言，设为能通过电流测量部203进行信号检测。确认热源感测传感器是否感测到热源(步骤s118)，在感测到的情况下，判断为由静电电容式传感器10感测到的物体为操
作体ob(步骤s105)。在步骤s118中未感测到热源的情况下，与在步骤s114中感测到按压的情况相同，判断为感测到的物体不为操作体，使静电电容式传感器10再次以接触感测模式动作。
95.如此，在由静电电容式传感器10感测到物体时除了确认是否也感测到按压的进程之外，还追加确认是否感测到热源的进程，由此，在由静电电容式传感器10感测到的物体为其他物体(例如塑料瓶、手持包)而不为操作体ob的情况下，能更稳定地降低将该物体误认为操作体ob的可能性。需要说明的是，需要说明的是，该情况下的检测面等同于电容感测面与感压面重复的区域。
96.图9是对图1的操作体检测装置的接触感测进程(检测方法)的又一个例子进行说明的流程图。在图8的接触感测进程中，在按压感测之后进行了热源感测，但如图9所示，也可以在按压感测之前进行热源感测。
97.图10是示意性地表示本发明的第二实施方式的操作体检测装置的图。图11的(a)是示意性地表示图10的操作体检测装置所具备的层叠构造体的俯视图。图11的(b)是图11的(a)的剖线iii－iii处的剖视图。图12是表示图10的操作体检测装置的构成的框图。
98.图10所示的操作体检测装置200a具备：层叠构造体100a，具有操作体检测装置200的静电电容式传感器10的功能和压力传感器20的功能。如图11所示，层叠构造体100a与操作体检测装置200的静电电容式传感器10的构造相似，但代替基板13，在压电膜23的一方(z1－z2方向的z1侧)的面形成有第一电极11和第二电极12。而且，在与形成有压电膜23中的第一电极11和第二电极12的面相反的一侧(z1－z2方向的z2侧)的面设有第二透明导电膜22。即在功能方面，第一电极11和第二电极12发挥操作体检测装置200的压力传感器20的第一透明导电膜的功能。
99.如图12所示，从压力传感器电路205起的布线的一部分连接于复用器213，从压力传感器电路205起的布线的另一部分连接于第二透明导电膜22。
100.图13是对图10的操作体检测装置的感测进程(检测方法)进行说明的流程图。在操作体检测装置200a的感测进程中，首先，使层叠构造体100a的第一电极11和第二电极12作为静电电容式的传感器发挥功能，以空间感测模式或接触感测模式动作(步骤s121)。确认是否感测到物体的存在(步骤s122)，在未感测到的情况下，使静电电容式的传感器继续以空间感测模式或接触感测模式动作。
101.在步骤s122中感测到物体的存在的情况下，从静电电容式的传感器获取感测到物体存在的坐标(感测坐标)的数据，在以空间感测模式动作时，使位于感测坐标及其附近的第一电极11和/或第二电极12设为作为热源感测传感器的压力传感器20的第一透明导电膜21发挥功能，开始热源测量，在以接触感测模式动作时，使位于感测坐标及其附近的第一电极11和/或第二电极12设为作为压力的传感器的压力传感器20的第一透明导电膜21发挥功能，开始压力测量(步骤s123)。需要说明的是，在本例中，静电电容式传感器10的第一电极11和/或第二电极12与压力传感器20的第一透明导电膜21共用化，因此使位于感测坐标的第一电极11和/或第二电极12原样地设为第一透明导电膜21发挥功能，但如图4所示，在静电电容式传感器10与压力传感器20为分体的情况下，使用位于压力传感器20中的与静电电容式传感器10的感测坐标对应的坐标的第一透明导电膜21和第二透明导电膜22来进行压力感测。
102.确认热源感测传感器是否感测到热源或压力的传感器是否感测到按压(步骤s124)，在感测到热源或按压的情况下，判断为由静电电容式传感器10感测到的物体为操作体ob(步骤s125)。在步骤s124中未感测到热源或按压的情况下，判断为由静电电容式传感器10感测到的物体不为操作体ob(步骤s126)，使静电电容式传感器10再次以空间感测模式或接触感测模式动作。
103.如此，通过将静电电容式传感器10的电极的一部分用作压力传感器20的第一透明导电膜，能得到具有静电电容式传感器10和压力传感器20的功能的层叠构造体100a，能实现通过操作体ob直接操作的构件的薄化、简单化。此外，在感测按压、热源时实际使用的压电膜23的体积与层叠构造体100对比变小，因此能期待具备层叠构造体100a的操作体检测装置200a的用电变少。需要说明的是，需要说明的是，该情况下的检测面等同于电容感测面与感压面重复的区域。
104.图14是示意性地表示本发明的第三实施方式的操作体检测装置的图。图15的(a)是示意性地表示图14的操作体检测装置所具备的压力传感器的俯视图。图15的(b)是图15的(a)的剖线iv－iv处的剖视图。图16是图14的操作体检测装置的层叠构造体的剖视(x－z面)图。图17是表示图14的操作体检测装置的构成的框图。
105.如图14所示，本发明的第三实施方式的操作体检测装置200b具备：层叠构造体100b，从操作体ob侧(z1－z2方向的z1侧)起依次层叠操作体检测装置200所具备的静电电容式传感器10(参照图2)、透明接合构件30以及压力传感器20a而成。操作体检测装置200b能由多根手指这样的多个操作体ob1、ob2进行操作。
106.如图15所示，压力传感器20a与图3所示的压力传感器20对比，第一透明导电膜21和第二透明导电膜22分别被图案化并分割为多个区域，能进行分割测量。即在压电膜23的一方(z1－z2方向的z1侧)的面，沿y1－y2方向延伸的多个第一透明部分电极21a1沿x1－x2方向排列配置，构成第一透明电极组21a。在压电膜23的另一方(z1－z2方向的z2侧)的面，沿x1－x2方向延伸的多个第二透明部分电极22a1沿y1－y2方向排列配置，构成第二透明电极组22a。从z1－z2方向观察压力传感器20时，压电膜23、第一透明电极组21a以及第二透明电极组22a重叠的区域成为感压面。在将压力传感器20用作热源感测传感器的情况下，上述的区域成为热源感测面。
107.第一透明部分电极21a1沿y1－y2方向延伸，第二透明部分电极22a1沿x1－x2方向延伸，因此从z1－z2方向观察时成为各个电极重叠的区域(图案)单独地分离的感压面。因此，通过复用器213从多个第一透明部分电极21a1中选择一个电极，并且从多个第二透明部分电极22a1中选择一个电极，测量在这些电极之间的压电膜23中产生的电压、电流，由此能在比感压面、热源感测面小的区域中感测按压、热源。如此，压力传感器20a能在感压面、热源感测面内的多个位置单独地感测压力、热源。
108.图18是对图14的操作体检测装置的感测进程(检测方法)进行说明的流程图。在操作体检测装置200b的接触感测进程中，首先，使静电电容式传感器10以接触感测模式动作(步骤s131)。确认是否感测到物体的存在(步骤s132)，在未感测到的情况下使静电电容式传感器10继续以接触感测模式动作。
109.在感测到物体的存在的情况下，从静电电容式传感器10获取感测为物体存在的坐标(感测坐标)的数据，使位于感测坐标及其附近的压力传感器20a的电极(第一透明部分电
极21a1和第二透明部分电极22a1)发挥功能(步骤s133)。具体而言，设为能使任一第一透明部分电极21a1和任一第二透明部分电极22a1发挥功能，并且能通过电压测量部202进行信号检测。在此，电压测量部202不仅能测量有无按压，还能测量按压的程度。具体而言，电压测量部202能分阶段地(例如大、中、小这三个阶段)或定量地(即模拟式地)测量压电膜23中产生的电压。
110.确认在感测坐标中压力传感器20检测出的按压的程度是否为预先设定的阈值以上(步骤s134)，在为阈值以上的情况下，判断为操作体ob1或操作体ob2在测量部分进行压入动作，决定进行压入模式(步骤s135)。在步骤s134中按压的程度小于阈值的情况下，判断为操作体ob1或操作体ob2在测量部分中进行接触动作，决定进行接触模式(步骤s135)。
111.如此，通过对隔着压力传感器20的压电膜23的两个透明导电膜分别进行分割，能仅从感压面、热源感测面的一部分的图案得到与压力、热源相关的信息。此外，使测量感压面、热源感测面的一部分的速度比操作体ob1、ob2的动作速度快，由此处理由多个操作体ob1、ob2实现的操作输入，实现所谓多点触控(multi-touch)。需要说明的是，如图15所示，在压力传感器20a中在感压面单独设定的压力感测区域(图案)的大小设定为与图2所示的静电电容式传感器10中的各个菱形形状的透明电极的大小大致相等，但不限定于此。操作体ob1、操作体ob2的位置信息通过静电电容式传感器10得到，因此可以设为在压力传感器20a中在感压面单独设定的压力感测区域的大小大于静电电容式传感器10中的各个菱形形状的透明电极的大小。即可以设为静电电容式传感器10的电容感测面中的电容变化测量的面内分辨率比压力传感器20a的感压面中的压力测量的面内分辨率高。此外，为了压力测量、热源测量而发挥功能的压电膜23的部分变大，因此也能期待增益变高。需要说明的是，需要说明的是，在该情况下的检测面等同于电容感测面与感压面重复的区域。
112.图19是示意性地表示本发明的第四实施方式的操作体检测装置的图。图20的(a)是示意性地表示图19的操作体检测装置所具备的层叠构造体的俯视图。图20的(b)是图20的(a)的剖线v－v处的剖视图。图21是表示图19的操作体检测装置的构成的框图。图22是对图19的操作体检测装置的感测进程进行说明的流程图。
113.图19所示的操作体检测装置200c具备：层叠构造体100c，具有操作体检测装置200的静电电容式传感器10的功能和压力传感器20的功能。如图20所示，层叠构造体100c具有等同于操作体检测装置200a的层叠构造体100a的构造(参照图11)。如图21所示，操作体检测装置200c的框图也等同于操作体检测装置200a的框图(参照图12)。
114.图22是对图19的操作体检测装置的感测进程(检测方法)进行说明的流程图。首先，使层叠构造体100c的第一电极11和第二电极12作为静电电容式的传感器发挥功能，以接触感测模式动作(步骤s141)。确认是否感测到物体的存在(步骤s142)，在未感测到的情况下使静电电容式的传感器继续以接触感测模式动作。
115.在步骤s142中感测到物体的存在的情况下，从静电电容式的传感器获取感测到物体存在的坐标(感测坐标)的数据，使位于感测坐标及其附近的第一电极11和/或第二电极12作为压力传感器20的第一透明导电膜21发挥功能(步骤s143)。在此，电压测量部202不仅能测量有无按压，还能测量按压的程度。具体而言，电压测量部202能分阶段地(例如大、中、小这三个阶段)或定量地(即模拟式地)测量在压电膜23中产生的电压。
116.确认在感测坐标中压力传感器20检测出的按压的程度是否为预先设定的阈值以
上(步骤s144)，在为阈值以上的情况下，判断为操作体ob1或操作体ob2在测量部分中进行压入动作，决定进行压入模式(步骤s145)。在步骤s144中按压的程度小于阈值的情况下，判断为操作体ob1或操作体ob2在测量部分中进行接触动作，决定进行接触模式(步骤s145)。
117.如此，具备层叠构造体100c的操作体检测装置200c为简单的构造，并且通过多点触控来实现是设为压入模式还是接触模式的判断。需要说明的是，需要说明的是，该情况下的检测面等同于电容感测面与感压面重复的区域。
118.图23的(a)是示意性地表示从z1－z2方向的z2侧观察本发明的第五实施方式的操作体检测装置的层叠构造体的构成的俯视图。图23的(b)是示意性地表示从z1－z2方向的z1侧观察本发明的第五实施方式的操作体检测装置的层叠构造体的构成的俯视图。图24是图23的操作体检测装置的层叠构造体的剖线vi－vi处的剖视图。图25是表示图23的操作体检测装置的构成的框图。
119.本发明的第五实施方式的操作体检测装置200d的与操作体ob接触的部分由一个层叠构造体100d构成，因此外观与操作体检测装置200c(参照图19)相同。
120.如图23和图24所示，操作体检测装置200d在压电膜23的厚度方向的两个面的分别设有具有与静电电容式传感器10的第一电极11和第二电极12相同的构造的透明电极。
121.设于压电膜23的z1－z2方向的z1侧的第一兼用电极231和第二兼用电极232与静电电容式传感器10的第一电极11和第二电极12相同。即第一兼用电极231沿x1－x2方向延伸，第二兼用电极232沿y1－y2方向延伸。
122.与此相对，在第一专用电极221和第二专用电极222中，桥接线be为了将沿x1－x2方向排列的透明电极电连接而设置这点与静电电容式传感器10的第一电极11和第二电极12不同。即第一专用电极221沿y1－y2方向延伸，第二专用电极222沿x1－x2方向延伸。
123.因此，压电膜23的电连接于在z1－z2方向的z1侧沿y1－y2方向延伸的第二兼用电极232的一部分(在图23的(a)中以星形标记表示的部分)，与电连接于在z1－z2方向的z2侧沿x1－x2方向延伸的第二兼用电极232的一部分(在图23的(b)中以星形标记表示的部分)。
124.在将操作体检测装置200d用作静电电容式的传感器的情况下，使用层叠构造体100d的第一兼用电极231和第二兼用电极232。与此相对，在将操作体检测装置200d用作压力的传感器或热源感测传感器的情况下，通过任一第一兼用电极231与任一第一专用电极221的组合，或任一第二兼用电极232与任一第二专用电极222的组合来测量在压电膜23中产生的电压、电流。
125.图26是对图23的操作体检测装置的空间感测进程(检测方法)进行说明的流程图。首先，作为层叠构造体100d的静电电容式的传感器发挥功能，以接触感测模式进行动作(步骤s151)。确认是否感测到物体的存在(步骤s152)，在未感测到的情况下，使静电电容式的传感器继续以接触感测模式动作。
126.在步骤s152中感测到物体的存在的情况下，从静电电容式的传感器获取感测到物体存在的坐标(感测坐标)的数据，使用位于感测坐标及其附近的、第一兼用电极231与第一专用电极221的组合或第二兼用电极232与第二专用电极222的组合来测量压力(步骤s153)。在此，电压测量部202不仅能测量有无按压，还能测量按压的程度。即操作体检测装置200d所具备的压力的传感器能以多个阶段测量由操作体ob引起的按压的程度。具体而言，电压测量部202能分阶段地(例如大、中、小这三个阶段)或定量地(即模拟式地)在压电
膜23中产生的电压。
127.确认在感测坐标中由电压测量部202测量出的按压的程度是否为预先设定的阈值以上(步骤s154)，在为阈值以上的情况下，判断为操作体ob1或操作体ob2在测量部分中进行压入动作，决定进行压入模式(步骤s155)。在步骤s154中按压的程度小于阈值的情况下，判断为操作体ob1或操作体ob2在测量部分中进行接触动作，决定进行接触模式(步骤s155)。
128.如此，具备层叠构造体100d的操作体检测装置200d因层叠数少这点而成为简单的构造，并且能以多点触控高精度地实现是设为压入模式还是接触模式的判断。需要说明的是，需要说明的是，该情况下的检测面等同于电容感测面与感压面重复的区域。
129.图27是示意性地表示本发明的第六实施方式的操作体检测装置的图。图28的(a)是示意性地表示图27的操作体检测装置所具备的层叠构造体的俯视图。图28的(b)是图28的(a)的剖线vii－vii处的剖视图。图28的(c)是图28(a)的剖线viii－viii处的剖视图。
130.如图27和图28所示，在本发明的第六实施方式的操作体检测装置200e所具备的层叠构造体100e中，在层叠构造体100所具备的静电电容式传感器10的电容感测面的外侧的一部分(具体而言y1－y2方向的y2侧的一部分)设有热源感测传感器25。因此，在操作体检测装置200e中，从操作体ob侧(z1－z2方向的z1侧)观察时，电容感测面与热源感测面不重复。热源感测传感器25形成为包括：压电膜25a；以及透明导电膜25b、25c，设于该热源感测传感器25的厚度方向(z1－z2方向)的面的两侧。操作体检测装置200e的操作体感测进程与由图6的流程图表示的流程相同。在图6的流程图中，在步骤s101中静电电容式传感器以空间感测模式动作，但在操作体检测装置200e的操作体感测进程中，静电电容式传感器可以以空间感测模式和接触感测模式中任意一个模式动作，也可以交替进行这两个模式。需要说明的是，需要说明的是，该情况下的检测面等同于电容感测面。
131.图29的(a)是示意性地表示具备本发明的第一实施方式的操作体检测装置的输入输出装置的图。图29的(b)是示意性地表示图29的(a)的输入输出装置的构成的剖视图。如图29所示，在具备本发明的第一实施方式的操作体检测装置200的输入输出装置1000中，在操作体检测装置200中的具有透光性的层叠构造体100的操作侧，即操作体ob所处的一侧(z1－z2方向的z1侧)设有罩板300。罩板300由透光性的材料形成，作为材料的具体例子，可以举出玻璃、聚碳酸酯(pc：polycarbonate)等。在层叠构造体100的与罩板300所设置侧(操作侧)相反的一侧(z1－z2方向的z2侧)设有显示装置400。作为显示装置的具体例子，可以举出有机el(electro-luminescence：电致发光)显示装置和液晶显示装置。
132.显示装置400所生成的影像以透过层叠构造体100和罩板300、能从操作体ob侧(z1－z2方向的z1侧)进行视觉辨认的方式显示。当电源进入输入输出装置1000时，操作体检测装置200的静电电容式传感器10以空间感测模式动作，当操作体ob靠近罩板300时，以图6所示的进程进行操作体ob的检测。仅在实施了该进程、通过基于热源感测传感器的感测将由空间感测模式的静电电容式传感器10感测到的物体判断为操作体ob的情况下，操作体检测装置200的静电电容式传感器10以接触感测模式动作，通过图7至图9的任一进程来进行操作体ob与罩板300接触的感测。当感测来自操作体ob的操作输入时，输入输出装置1000将与该输入操作相应的信号朝向外部设备输出。如此，在对来自操作体ob的操作输入进行接触感测模式下的感测之前进行基于热源感测传感器的热源测量，因此即使例如使手持包
的一部分代替操作体ob靠近罩板300，静电电容式传感器10也不会开始接触感测模式。
133.当操作体ob基于显示于罩板300的影像而触碰罩板300的规定的位置时，层叠构造体100的静电电容式传感器10感测操作体ob的接触位置，层叠构造体100的压力传感器20感测按压并确认由操作体ob进行的操作输入，输入输出装置1000将与操作体ob的输入操作相应的信号输出至外部设备。
134.图30的(a)是示意性地表示具备本发明的第一实施方式的操作体检测装置的输入输出装置的另一个例子的构成的剖视图。图30的(b)是示意性地表示图30的(a)的输入输出装置的待机状态的图。图30的(c)是示意性地表示图30的(a)的输入输出装置的显示装置启动了的状态的图。
135.图30所示的输入输出装置1000a在与图29所示的输入输出装置1000的对比中，在罩板300与层叠构造体100之间，即在层叠构造体100的罩板300侧(z1－z2方向的z1侧)具有装饰层301这点与输入输出装置1000不同。装饰层301具有虽然透过来自显示装置400的影像光，但即使外光从罩板300侧照射也无法视觉辨认装饰层301的下侧(z1－z2方向的z2侧)的程度的透光率。在输入输出装置1000的待机状态下不由显示装置400显示影像，因此仅装饰层301的罩板300侧(z1－z2方向的z1侧)的设计会被操作者视觉辨认。
136.在该待机状态下，当操作体检测装置200的静电电容式传感器10以空间感测模式动作，操作体ob靠近罩板300时，以图6所示的进程进行操作体ob的检测。然后，当以操作体ob的检测为契机，进行由显示装置400实现的规定的影像显示时，来自显示装置400的影像光越过装饰层301照射至操作体ob侧，使操作者视觉辨认来自显示装置400的影像。在该状态下，操作体检测装置200的静电电容式传感器10以接触感测模式动作，通过图7至图9的任一进程来进行操作体ob与罩板300接触的感测。当感测来自操作体ob的操作输入时，输入输出装置1000a将与该输入操作相应的信号朝向外部设备输出。
137.上述内容对本实施方式进行了说明，但本发明不限定于这些例子。例如，只要具备本发明的主旨，则本领域技术人员对前述的各实施方式适当地进行构成要素的追加、削减、设计变更而得到的方案，或者适当组合各实施方式的构成例的特征而得到的方案包含在本发明的范围内。例如在上述的说明中，在使具备压电膜23的压力传感器20作为压力的传感器发挥功能时使用的第一透明导电膜21和第二透明导电膜22，在将压力传感器20用作热源感测传感器的情况下也用作电极，但本实施方式不限定于此。在作为热源感测传感器使用时，也可以通过与第一透明导电膜21和第二透明导电膜22不同的电极来进行热源测量。作为具体例子，也可以设为在压电膜23的侧面另外设有多个电极，通过这些电极来测量在压电膜23中产生的电流。也可以是，压力传感器20能以多个阶段测量由操作体ob引起的按压的程度。
138.在上述的说明中，压电膜23兼具支承第一透明导电膜21和第二透明导电膜22的支承体的功能，但本实施方式不限定于此。也可以像图31所示的压力传感器20b那样，压电膜23与第一透明导电膜21和第二透明导电膜22一同层叠而成的层叠体通过另外准备的支承体24支承。这样的构造通过将构成压电膜23的膜以及第一透明导电膜21和第二透明导电膜22设于支承体24的至少一个面而得到。
139.在上述的说明中，静电电容式传感器10为互电容式，但也可以为自电容式。图32是表示静电电容式传感器为自电容式的情况的构成的图。如图32所示，在自电容式的静电电
容式传感器10a中，沿y1－y2方向延伸的多个第一部分电极11a1沿x1－x2方向排列配置而成的第一电极组11a设于基板13的一方(z1－z2方向的z1侧)，沿x1－x2方向延伸的多个第二部分电极12a1沿y1－y2方向排列配置而成的第二电极组12a设于基板13的另一方(z1－z2方向的z2侧)。即成为基板13位于第一电极组11a与第二电极组12a之间的构成。一般而言，自电容式的静电电容式传感器10a容易受到水滴的影响，但根据各实施方式的操作体检测装置，能容易地识别出是附着有水滴而使电容变化还是与操作体ob接触而使电容变化。
140.本发明提供一种操作体检测装置，其特征在于，具备：层叠构造体，具有压力感测膜片，该压力感测膜片具有压电膜和以隔着压电膜的方式设置的两个导电膜，该压电膜具有感压面，压电膜具有热源感测功能，该压电膜具备：电压检测部，检测在两个导电膜之间产生的电位差；以及电流检测部，通过两个导电膜检测在压电膜中产生的电流。图33是对该操作体检测装置的构成进行说明的图。如图33的(a)和图33(b)所示，操作体检测装置200f所具备的层叠构造体100f具有与图3的(a)和图3的(b)所示的压力传感器20同样的构成。如图33的(c)所示，操作体检测装置200f的电路构成具有与图5所示的压力传感器电路同样的构成。根据该操作体检测装置200f，使用简单的构成的层叠构造体100f就能具有压力传感器的功能和热源感测传感器的功能。
141.附图标记说明：
142.10：静电电容式传感器；11：第一电极；11a：第一电极组；11a1：第一部分电极；12：第二电极；12a：第二电极组；12a1：第二部分电极；13：基板；20：压力传感器；20a：压力传感器；21：第一透明导电膜；21a：第一透明电极组；21a1：第一透明部分电极；22：第二透明导电膜；22a：第二透明电极组；22a1：第二透明部分电极；23：压电膜；25：热源感测传感器；25a：压电膜；25b：透明导电膜；25c：透明导电膜；30：透明接合构件；100：层叠构造体；100a：层叠构造体；100b：层叠构造体；100c：层叠构造体；100d：层叠构造体；100e：层叠构造体；100f：层叠构造体；200：操作体检测装置；200a：操作体检测装置；200b：操作体检测装置；200c：操作体检测装置；200d：操作体检测装置；200e：操作体检测装置；200f：操作体检测装置；201：电源；202：电压测量部；203：电流测量部；205：压力传感器电路；206：静电电容式传感器电路；210：控制部；211：驱动部；212：检测部；213：复用器；221：第一专用电极；222：第二专用电极；231：第一兼用电极；232：第二兼用电极；300：罩板；301：装饰层；400：显示装置；1000：输入输出装置；1000a：输入输出装置；be：桥接线；ob：操作体；ob1：操作体；ob2：操作体。