传感器装置以及信息处理设备的制作方法

专利名称：传感器装置以及信息处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括触摸面板的传感器装置以及信息处理设备。
背景技术：
各种电子设备，例如，诸如个人计算机和移动电话的信息处理设备，包括能够用触 摸面板输入的装置。对于作为传感器装置的触摸面板，采用电容系统或者电阻系统等输入 装置。例如，在电容性触摸面板中，诸如手指和接触笔的输入操作件与触摸面板操作表面接 触，因此检测其接触位置，并且进行输入操作(例如，见专利文件1)。专利文件1 日本专利申请特开平8-147092号公报α0002]段和W003]段)

发明内容
本发明要解决的问题在上述触摸面板中，在进行输入操作时，一旦输入操作件与操作表面分离则必须 使输入操作件与操作表面再次接触，以便进行下一个的输入确定。为此，传统的传感器装置 具有可操作性差的问题。考虑到如上所述情形，本发明的目标是提供具有良好可操作性的传感器装置和信 息处理设备。解决问题的手段为了解决上述问题，根据本发明的实施例，所提供的传感器装置包括触摸面板、外 壳和压敏传感器。触摸面板包括输入操作表面，并且检测操作件与输入操作表面直接接触或间接接 触的位置。外壳容纳触摸面板。压敏传感器包括固定到触摸面板的第一电极、固定到外壳的第二电极以及设置在 触摸面板和外壳之间并且相对于外壳弹性地支撑触摸面板的弹性体。压敏传感器将输入到 输入操作表面的按压力检测为第一电极和第二电极之间的电容改变。对于该传感器装置，因为提供了触摸面板，所以它能够执行操作件接触输入操作 表面的位置检测。此外，因为提供了其中电容根据按压力而改变的压敏传感器，所以它能够 根据电容改变检测操作件相对于输入操作表面的按压力。从而，可以根据按压力的检测判 定输入确定。从而，当操作件仅与输入操作表面直接或间接接触时，则判定没有输入确定， 结果可以减少错误输入。另外，操作件可以在与输入操作表面直接或间接接触的状态下进 行移动，这改善了可操作性。在输入操作表面具有矩形形状的情况下，压敏传感器可以设置在触摸面板四个拐 角的每一个处。从而，可以高度精确地检测按压力而不取决于相对于输入操作表面的按压位置。弹性体可以沿着触摸面板的周边形成为环形形状。
从而，可以获得稳定的操作感觉而不取决于按压位置。此外，弹性体可以具有附着 在触摸面板和外壳之间的密封构件的功能。第一电极可以形成为对应于触摸面板四个拐角位置的每一个。在此情况下，多个 第一电极可以彼此电连接。在形成有第一电极的位置处检测的电容改变被合并，结果可以高度精确地检测相 对于输入操作表面的按压力。应当注意的是，第一和第二电极的每一个都可以沿着触摸面板的周边形成为环形 形状，这样也可以获得与上述相同的效果。这里所用的“环形形状”包括沿着触摸面板周边 的连续环形形状以及部分具有缺口部分的不连续环形形状。应当注意的是，“环形弹性体” 的意义也如此。传感器装置还可以包括判定单元，其构造为根据触摸面板四个拐角位置处设置的 各个压敏传感器检测的电容改变的合并值判定按压力。从而，可以高度精确地检测按压力 而不取决于相对于输入操作表面的按压位置。判定单元可以由电容改变的合并值来判定按 压力，或者可以由通过用压敏传感器的数量除该合并值获得的平均值来判定按压力。触摸面板可以包括具有第一电极图案的第一基板、具有第二电极图案的第二基板 以及将第一基板和第二基板彼此接合的接合层。在此情况下，压敏传感器的第一电极可以 形成在触摸面板的第一基板上。从而，可以在第一基板上共同形成触摸面板的第一电极图案和压敏传感器的第一 电极。第一电极可以由两个电极部分构成，该两个电极部分与第二电极相对且该两个电 极部分与第二电极之间插设有弹性体。从而，用于第二电极的引线变得不必要，这使得能够简化结构。传感器装置还可以包括第一导体层和第一电介质层。第一导体层提供为对应于第 二电极。第一电介质层提供在第一导体层和第二电极之间，并且其介电常数小于弹性体的 介电常数。从而，可以抑制第二电极的电位因干扰而变化，并且稳定压敏传感器的检测灵敏度。传感器装置还可以包括第二导体层和第二电介质层。第二导体层提供为对应于第 一电极。第二电介质层提供在第二导体层和第一电极之间，并且其介电常数小于弹性体的 介电常数。从而，可以抑制第一电极的电位因干扰而变化，并且稳定压敏传感器的检测灵敏度。触摸面板可以由电容性触摸面板形成。应当注意的是，触摸面板不限于此，而是可 以采用电阻系统等的其它触摸面板。传感器装置还可以包括判定单元，其构造为根据压敏传感器的输出的随时间改变 的变化幅度来判定用操作件进行的输入存在/不存在。从而，甚至在所进行的输入操作涉 及操作件的不平滑移动时，如果压敏传感器的输出的变化很小，则可以被判定为正常移动， 然后被判定为是输入。根据本发明的实施例，所提供的信息处理设备包括触摸面板、外壳、压敏传感器以
5及显示面板。触摸面板包括输入操作表面，并且检测操作件与输入操作表面直接接触或间接接 触的位置。外壳容纳触摸面板。压敏传感器包括固定到触摸面板的第一电极、固定到外壳的第二电极以及设置在 触摸面板和外壳之间并且相对于外壳弹性地支撑触摸面板的弹性体。压敏传感器将输入到 输入操作表面的按压力检测为第一电极和第二电极之间的电容改变。显示面板设置在触摸面板的后表面侧，并且容纳在外壳中。本发明的效果如上所述，可以获得具有优良可操作性的传感器装置。


图1为根据本发明第一、第二、第三、第七和第八实施例的信息处理设备的示意性 截面图；图2为根据第一实施例的图1所示信息处理设备的示意性截面图，其中省略了外 壳的图示；图3为图2的局部放大图，对应于触摸面板的分解透视图；图4为图1的圆A的围绕区域的放大图；图5为用于说明图1所示的信息处理设备中结合的压敏传感器的操作原理的示意 图；图6为示出图5所示的压敏传感器的特性的图；图7为示出信息处理设备中的FPC板的设置示例的示意图；图8为根据第二实施例的图1所示信息处理设备中结合的传感器装置的示意性分 解透视图；图9为根据第三实施例的图1所示信息处理设备中结合的传感器装置的示意性分 解透视图；图10为第一和第三实施例的压敏传感器的透视图及其等效电路图；图11为示出由于传感器装置的弹性体因按压引起的变形导致的触摸面板和下电 极之间的位置关系的示意图；图12为根据第三实施例的传感器装置的示意性透视图；图13为根据第四实施例的信息处理设备的示意性局部截面图；图14为根据第五实施例的信息处理设备的示意性局部截面图；图15为根据第六实施例的信息处理设备的示意性局部截面图；图16为传感器装置的示意性截面图以及示出传感器装置检测的位移量的曲线 图；图17为示出对传感器装置进行输入操作时电容改变的图；图18为根据第七实施例的传感器装置的触摸面板的分解透视图；图19为根据第八实施例的传感器装置的触摸面板的分解透视图；图20为根据第九实施例的信息处理设备的示意性截面图21为根据修改示例的信息处理设备的示意性局部截面图；图22为示出其它电容性触摸面板的结构的示意性截面图；图23为主要部分的示意性透视图，示出了构成传感器装置的压敏传感器结构的 修改示例；图M为构成根据第七实施例的传感器装置的上电极的示意性平面图，以及示出 其修改示例的平面图；图25为根据第十实施例、在操作件平稳地在触摸面板上移动的情况下传感器装 置的输出示例；图沈为根据第十实施例、在操作件不平稳地在触摸面板上移动的情况下传感器 装置的输出示例；图27为根据第十实施例判定输入操作是否为错误输入的流程图；图观为触摸面板的示意性平面图，示出了传统的图像处理方法；图四为传感器装置的示意性平面图，示出了根据本发明第十一实施例的传感器 装置的图像处理方法；图30为图四所示的图像处理的流程图。
具体实施例方式<第一实施例>在下文，将参考附图描述本发明的第一实施例。[传感器装置的结构]图1是包括传感器装置的信息处理设备的示意性截面图。图2是图1所示信息处 理设备的示意性分解透视图，其中省略了外壳的图示。图3是图2的局部放大图，且对应于 触摸面板的分解透视图。应当注意的是，在图2中，为了易于理解附图而部分地省略了触摸 面板的电极结构，而触摸面板的详细电极结构如图3所示。图4是图1的圆A围绕区域的 放大图。图5是用于说明图1所示信息处理设备中结合的压敏传感器操作原理的示意图。 图6是示出图5所示压敏传感器特性的示意图。图7是示出信息处理设备中的FPC(柔性 印刷电路)板的布置示例的示意图。在各附图中，为了结构的易于理解，结构以与实际结构 不同的比例示出，并且在图示中配线等的数量也与实际的数量不同。如图1至4所示，信息处理设备1包括顶板(top plate) 40、传感器装置100、作为 显示面板的液晶面板30、用光辐照液晶面板30的背光20以及容纳以上部件的外壳10。在 信息处理设备1中，顶板40、传感器装置100、液晶面板30和背光20从使用者侧看时按着 所述顺序设置。传感器装置100包括触摸面板50和压敏传感器60。顶板40用于保护位于顶板40下面的触摸面板50的表面，但是省略顶板40的结 构也是可能的。对于顶板40，可以采用透明玻璃基板或膜。顶板40的在与设置传感器装 置100的一侧相反的一侧的表面用作操作件接触表面41，在使用者进行输入操作时，诸如 手指和触笔(stylus)的输入操作件与其直接接触。在下文，在以手指为输入操作件示例的 情况下给出描述。顶板40和传感器装置100由接合层91彼此接合和固定。具有平坦矩形形状的传 感器装置100包括具有平坦矩形形状的触摸面板50和压敏传感器60，它们彼此接合且固定。触摸面板50具有位于操作件接触表面41侧的输入操作表面51和位于与操作件 接触表面41侧相反的液晶面板30侧的第二表面52。合计四个压敏传感器60逐个地布置 在触摸面板50的第二表面52的框架部分的四个拐角处。触摸面板50设置为定位在顶板 40侧，压敏传感器60设置为定位在液晶面板30侧。液晶面板30设置在触摸面板50的后 表面侧。在该实施例中，操作件通过顶板40与输入操作表面51间接接触，并且进行输入操 作。构成传感器装置100 —部分的压敏传感器60固定地设置在外壳10上。压敏传感 器60包括弹性体62以及用作第一电极的上电极61和用作第二电极的下电极63，上电极 61和下电极63布置为其间插设弹性体62。当操作件接触表面41在垂直于操作件接触表 面41的方向(图中的ζ轴方向)上受压时，压敏传感器60的弹性体62变形为收缩，而接 合且固定到压敏传感器60的顶板40和触摸面板50同时在受压方向上移动。这样，压敏传 感器60具有厚度在垂直于操作件接触表面41的方向(图中的ζ轴方向)上因压力而变形 的结构。因此，触摸面板50因由手指压力引起的压敏传感器60的位移而移动，从而靠近液 晶面板30。考虑到移动量，间隙95提供在传感器装置100和液晶面板30之间。在该实施例中，当从触摸面板50的第二表面52侧看传感器装置100时，压敏传感 器60构造为突出于第二表面52，但是压敏传感器60也可以构造为不突出，而是与第二表面 52具有相同的高度，或者凹陷。[触摸面板]触摸面板50是电容性输入装置，检测输入操作表面51上的xy坐标。在电容性触 摸面板50中，通过检测电容被局部改变的部分，检测触摸面板的输入操作表面上与使用者 的手指接触的位置以及该位置的改变。如图2和3所示，触摸面板50例如通过依次层叠X电极基板150和Y电极基板 250并通过接合层93将它们彼此接合而构造。X电极基板150和Y电极基板250的每一个 都具有矩形形状，并且Y电极基板250的外部形状小于X电极基板150的外部形状。形成 在X电极基板150上用于检测的X透明电极图案153和形成在Y电极基板250上用于检测 的Y透明电极图案252彼此二维重叠的区域变为xy平面坐标检测区域80。压敏传感器60 设置在触摸面板50的xy平面坐标检测区域80外面的周边区域(框架部分)中。换言之， X电极基板150从Y电极基板250突出的部分在平面图中具有框架形状，并且压敏传感器 60提供在该突出部分中。在图2和3中，X电极基板150和Y电极基板250上形成的电极图案等在图中设 置在基板的后表面侧，因此电极图案由虚线表示。X电极基板150包括透明聚酰亚胺基板151、形成在基板151上的X透明电极图案 153、用作第一电极的上电极61、电连接到X透明电极图案153的配线154以及电连接到上 电极61的引线155。除了透明聚酰亚胺基板151外，可以采用PET膜基板或玻璃基板等。 在X透明电极图案153中，形成在图中延伸在X轴方向上的用于检测的条形ITO(铟锡氧化 物)。上电极61的每个都构成压敏传感器60的一部分。上电极61与X透明电极图案153 同时形成，并且由ITO形成。上电极61总共为四个，并且逐个地设置在坐标检测区域80外 部、矩形触摸面板50的框架上的四个拐角处。四个上电极61彼此电独立。配线巧4是通
8过FPC板81电连接X透明电极图案153和电路板(未示出)的配线，并且基本上平行地延 伸到X透明电极图案153且集中形成在矩形X电极基板150的一侧。引线155是通过FPC 板81电连接上电极61和电路板(未示出)的配线。引线155形成为其一端连接到上电极 61，其另一端集中在与配线IM所集中的一侧。配线IM和引线155例如通过印刷Ag(银) 而形成。应当理解的是，上电极61可以与配线巧4和引线155同时形成，并且可以通过印 刷Ag等形成。Y电极基板250包括透明聚酰亚胺基板251、形成在基板251上的Y透明电极图案 252以及电连接到Y透明电极图案252的配线254。除了透明聚酰亚胺基板251外可以采 用PET膜基板或玻璃基板等。Y透明电极图案252通过印刷用于检测的条形ΙΤ0(铟锡氧 化物)而形成，该条形ITO延伸在图中的y轴方向上。配线邪4是通过FPC板82电连接Y 透明电极图案252和电路板(未示出)的配线，并且基本上平行地延伸到Y透明电极图案 252，且集中形成在矩形Y电极基板250的一侧。配线邪4例如通过印刷Ag(银)而形成。 电路板例如设置在背光20的表面侧，与设置液晶面板30的一侧相反。如上所述，触摸面板50具有用于检测的电极图案提供在彼此垂直的二轴方向上 的结构。X透明电极图案153和Y透明电极图案252的每个的检测输出都输入到电路板(未 示出)上提供的计算电路，并且确定了二轴空间中的位置，即xy坐标。给X透明电极图案 153和Y透明电极图案252的每个施加预定的电压，并且在X透明电极图案153和Y透明电 极图案252之间形成电荷。该电荷因手指的接触而改变，并且改变了流过X透明电极和Y 透明电极的电流。通过检测该变化，可以确定xy坐标，并且检测手指的位置。应当注意的 是，当没有提供顶板40时，X电极基板150的其上没有设置电极图案的输入操作表面51用 作操作件接触表面，操作件接触该操作件接触表面，并且进行输入操作。[压敏传感器]如图1至4所示，压敏传感器60包括由触摸面板50和外壳10之间设置的电介质 材料形成的弹性体62、上电极61和作为第二电极的下电极63，上电极61和下电极63设置 为其间插设弹性体62。压敏传感器60还包括接合且固定弹性体62和上电极61的接合层 65以及接合且固定弹性体62和下电极63的接合层64。在该实施例中，构成四个压敏传感 器60的弹性体彼此耦接，由此构成一个框架形状的弹性体62，并且四个压敏传感器60共享 一个弹性体62。此外，构成四个压敏传感器60的下电极彼此耦接，由此构成一个框架形状 的下电极63，并且四个压敏传感器60共享一个下电极63。对于弹性体62，例如，采用很少引起残余畸变且具有高恢复率(恢复速度)的材 料。作为该类材料，例如，可以采用硅橡胶或者聚氨酯橡胶。期望弹性体62具有0.001至 2Mpa的杨氏模量且具有恢复时间为400ms以下的响应速度。当杨氏模量低于0. OOlMpa时， 在操作器仅与输入操作表面直接或间接接触时，担心错误地检测按压操作。当杨氏模量高 于2Mpa时，因为需要大的按压力(pressing force)，所以担心劣化可操作性。当恢复时间慢于400ms时，需要时间来检测输入操作件执行的按压操作，并且难 以检测进行快速输入操作时的按压，这使得操作性能降低或者使得难以检测诸如双击的连 续操作。此外，除了上述的杨氏模量和响应速度外，所希望的是弹性体62的压缩残余应变 最大为初始应变的约5%。当压缩残余应变大于5%时，压敏传感器60的灵敏度因长期使用而随着弹性体62的退化而下降。因此，当压缩残余应变设定为最大约5%时，可以获得在长期使用后能够保 持足够灵敏度的压敏传感器60，并且防止操作特性下降。这里，杨氏模量根据符合JIS(日本工业标准)K62M的试验方法进行测量。压缩 残余应变采用符合JIS K6401的试验方法(压缩残余应变为50%的试验方法)被测量。此 外，弹性体62的厚度例如为约0. Imm至5mm，可以根据触摸面板的尺寸使用。例如，当触摸 面板为5英寸或更小时，采用厚度为约0. 1至5mm的弹性体，并且在触摸面板为5英寸或更 大时，采用厚度为约0. 5mm至5mm的弹性体。在该实施例中，作为弹性体62，采用INOAC CORPORATION制造的“P0R0N” (注册商 标)。具体地讲，例如，采用P0R0N(注册商标)的SS10、SS24、MS40或MH48等。在PORON SSlO中，其杨氏模量为0. OlMPa,并且其响应速度为15ms或更小。在PORON SS24中，其杨氏 模量为0. 03MPa,并且其响应速度为20ms或更小。在PORON MS40中，其杨氏模量为0. 2MPa， 并且其响应速度为30ms或更小。在PORON MH48中，其杨氏模量为1. 2MPa，并且其响应速度 为30ms或更小。例如，弹性体62仅需形变约10%。在采用例如厚度为0. 5mm的弹性体62的情况 下，形变仅需约50 μ m。在该实施例中，弹性体62根据触摸面板50的框架提供成框架形状 (环形形状)。弹性体62提供成框架形状，结果它可以防止灰尘等进入触摸面板50和外壳 10之间，具体地讲，在信息处理设备1的状态下，防止灰尘等从外部进入触摸面板50和液晶 面板30之间的间隙95。这样，框架状弹性体62可以提供密封功能，以防止灰尘从外面进 入。因此，没有因灰尘从外面进入引起的对显示特性的影响。如上所述，上电极61与X透明电极图案153或配线154同时形成在触摸面板50 上。从而，不必在不同的步骤中形成上电极61。另外，因为构成压敏传感器60—部分的上 电极61和触摸面板50上形成的X透明电极图案或配线可以形成在相同的基板上，所以这 些电极等可以共同配线在相同的FPC板81上。下电极63例如通过在外壳10上印刷导电膏而形成。对于下电极63，例如，可以采 用银膏。下电极63根据触摸面板50的框架部分设置成框架形状(环形形状)，与弹性体 62的情况一样。下电极63通过FPC板83电连接到电路板(未示出)。下电极63由多个 压敏传感器60共享，结果下电极63的配线可以简单地制作。这里，设想下电极63与上电极61类似也形成在触摸面板50上，例如，形成在Y电 极基板250上。然而，如图11所示，Y电极基板250和下电极63之间的距离96和97因压 力的存在/不存在而不同，这使得连接结构复杂。因此，在该实施例中，下电极63形成在外 壳10上。应当注意的是，图11是示出由于压力引起的传感器装置的弹性体的变形对应于 图3的触摸面板和下电极之间的位置关系的示意图，其中(a)示出了按压之前的状态，(b) 示出了按压时的状态。[压敏传感器的操作原理]接下来，将参考图5和6描述该实施例中压敏传感器60的操作原理。在该实施例 的压敏传感器60中，电容根据用手指96在压敏传感器60的上电极61、弹性体62和下电极 63的层叠方向上施加的按压力而变化。如图5(b)所示，当用手指96将按压力施加给压敏 传感器60时，构成压敏传感器60的弹性体62变形，从而其厚度减小，并且上电极61和下 电极63之间的电容减小。
如上所述，由于弹性体62的变形，利用电极61和63之间的电容改变实现了压敏 功能。如图6所示，压敏传感器60具有线性特性，其中电容改变率基本上与施加给压敏传 感器60的推力，S卩，按压力成比例。在该实施例中，矩形脉冲施加给下电极63，从上电极获 得的信号输入到电路板(未示出)上提供的计算电路，并且可以检测电极61和63之间的 电容改变。然后，根据电极61和63之间的电容改变，可以判定已经执行了通过按压输入操 作表面 51 的输入确定操作(input determination operation) 相对于输入操作表面51的按压力根据压敏传感器的电容改变由判定单元(未示 出)判定。判定单元包括上述的计算电路，并且可以构造为信息处理设备1的控制器的一部 分。判定单元根据触摸面板50的四个拐角处设置的压敏传感器60检测的电容改变而判定 按压力。如稍后所描述的，判定单元可以根据各压敏传感器60的电容改变的合并值判定按 压力。从而，能够高度精确地检测按压力而不依赖于相对于输入操作表面的按压位置。在 此情况下，例如，判定单元可以根据电容改变的合并值判定按压力，或者根据用压敏传感器 的数量除该合并值获得的平均值判定按压力。在传感器装置100中，手指96隔着顶板40与输入操作表面51间接接触，从而xy 平面坐标由触摸面板50检测。然后，输入操作表面51隔着顶板40被手指96间接按压，从 而朝着垂直于xy平面的方向(ζ轴方向)施加的按压力由压敏传感器60检测，并且判定了 输入确定(input determination)。这样，手指96与输入操作表面51隔着顶板40的间接 接触刚好没有被判定为确定，结果可以减少错误输入。另外，因为手指96在隔着顶板40间 接接触输入操作表面51的同时可能会在输入操作表面51上移动，所以可操作性是优秀的。图17示出了根据该实施例的传感器装置进行输入操作时的电容改变。如图17所 示，在手指没有接近的状态下，电容改变为0. 0%。当手指接近输入操作表面时，电容改变 减小到约-5.0%，并且当手指接触(触摸)输入操作表面时，电容改变突然减小。在手指 接触输入操作表面的状态下，电容改变为约-27. 0%。于是，当进行用手指按压输入操作表 面的确定操作时，电容改变增加到约-12至-14%。根据这样的电容改变的历史，单纯接触 (merecontact)与确定被区别开来，并且可以判定确定。应当注意的是，确定的判定方法不 限于此。例如，在手指的移动在输入操作表面上停止后，如果电容改变对于作为参考的位置 而增加，则它可以被判定为确定。[其它结构]该实施例中的传感器装置100例如可以用在便携式终端中，并且按照如下被使 用。在数字键盘与个人计算机的键盘一样显示在信息处理设备1的液晶面板30上，并且在 操作件接触表面41上用手指96进行输入的情况下，给出了如上所述的操作特性。在此情 况下，甚至在手指96移动而不与操作件接触表面41分开时，如果手指没有施加按压，则也 不被判定为输入确定。因此，尽管手指96与操作件接触表面41进行接触，但是也不引起错 误输入，例如，由计划键进行的输入确定。此外，传感器装置100可以应用为用于向信息处理设备给出指令的鼠标操作的替 代，例如，单击和拖动显示在液晶面板上的图标。在此情况下，例如，计划将被拖动的图标用 输入操作件选择，并且按压图标的位置，结果执行了对应于鼠标单击的操作。然后，输入操 作件在保持按压状态的同时以与输入操作表面接触的状态移动，结果执行了对应于拖动的 操作。
在图2中，FPC板81、82和83连接且设置为定位在框架形状弹性体62的外面。然 而，如图7所示，FPC板81、82和83 (图中未示出82和8 可以设置为定位在框架形状弹 性体62的内部(由框架围绕的区域)。从而，FPC板81、82和83到相应电路板(未示出) 的连接可以从框架形状弹性体62的内部进行，结果进一步改善弹性体62的密封效果。此外，密封可以形成与弹性体62分开。作为密封，可延伸构件，例如二维围绕传感 器装置100的框架状海绵(sponge)，可以提供在顶板40和外壳10之间。从而，海绵可以更 加可靠地防止灰尘等从外面进入间隙。此外，在该实施例中，下电极提供到外壳，但是将其上形成有下电极的膜接合到弹 性体并且由接合层接合该膜和外壳也是可能的。在下文，将参考图21给出描述。将主要描 述不同于上述实施例的结构，与上述实施例相同的结构由相同的参考标号表示，并且将省 略或简化其描述。图21是包括传感器装置的信息处理设备8001的示意性截面图。在图21中，省略 了液晶面板和背光的图示。信息处理设备8001包括顶板40、传感器装置8100、液晶面板30、背光和容纳这些 部件的外壳10。传感器装置8100包括触摸面板50和压敏传感器8060，它们彼此接合且固 定。总计四个压敏传感器8060逐个地设置在具有平坦矩形形状的触摸面板50的框架部分 的四个拐角处。压敏传感器8060的每一个都固定地布置在外壳10上。压敏传感器8060 包括弹性体62、上电极61和用作第二电极的下电极8065、接合弹性体62和上电极61的接 合层65以及接合弹性体62和下电极8065的接合层8064，其中上电极61和下电极8065布 置为其间插设有弹性体62。下电极8065以形成在透明膜上的状态接合到弹性体62，并且 省略了透明膜的图示。下电极8065的形状可以形成为框架形状，或者形成为对应于每个上 电极61的岛状。下电极8065通过接合层8063接合和固定到外壳10。这样，下电极可以不 形成在外壳上，与下电极提供到外壳的情况相比，下电极和电路板的连接容易进行。此外，除了图21所示的结构，也可以将上电极不形成在触摸面板上，而是形成在 透明膜上，并且将该上电极接合到弹性体。在此情况下，可以彼此分开地形成触摸面板和压 敏传感器。〈第二实施例〉接下来，将参考图1、4和8描述第二实施例。在第一实施例中，弹性体62具有框 架形状。另一方面，该实施例主要的区别在于弹性体对于每个压敏传感器分开地形成为岛 形。在下文，将主要描述与第一实施例不同的结构，并且与第一实施例相同的结构由相同的 参考标号表示，且省略或简化其描述。图1是包括传感器装置的信息处理设备的示意性截面图。图4是图1的由圆A围 绕的区域的放大图。图8是图1所示信息处理设备中结合的传感器装置的示意性分解透视 图。在图8中，省略了 Y电极基板250上形成的电极图案等的图示。如图1、4和8所示，带有根据第二实施例的触摸面板的信息处理设备1001包括顶 板40、传感器装置1100、液晶面板30、背光20和容纳上述部件的外壳10。传感器装置1100包括触摸面板50和压敏传感器1060，它们彼此接合且固定。总 共四个压敏传感器1060逐个地设置在触摸面板50的第二表面52的框架部分的四个拐角 处。构成传感器装置1100—部分的压敏传感器1060固定地设置在外壳10上。当传感器
12装置1100在垂直于操作件接触表面41的方向(图中的ζ轴方向)上被按压时，压敏传感 器1060的弹性体1062变形为收缩，并且接合和固定到压敏传感器1060的顶板40和触摸 面板50同时在按压方向上移动。压敏传感器1060包括弹性体1062、设置为其间插设有弹性体1062的上电极61 和下电极63、接合且固定弹性体1062和上电极61的接合层1065以及接合且固定弹性体 1062和下电极63的接合层64。对于弹性体1062，可以采用与第一实施例中的弹性体62 相同的材料。四个弹性体1062提供为对应于触摸面板50的框架部分上设置的四个第一电 极61。另外，接合Y电极基板250和弹性体1062的四个接合层1065分开提供为对应于弹 性体1062。应当注意的是，为每个压敏传感器60提供一个接合层1065，但是与第一实施例 一样，接合层65提供成框架形状且四个压敏传感器60共享一个接合层65的结构也是可能 的。在该实施例中，因为弹性体没有提供成框架形状，所以随着在输入操作时传感器 装置110因按压在ζ轴方向上的移动，灰尘等有可能进入间隙95。在此情况下，例如，诸如 二维围绕传感器装置1100的框架形状海绵的可延伸构件可以提供为密封，例如提供在顶 板40和外壳10之间。从而，海绵可以防止灰尘等从外面进入间隙，从而不影响显示特性。〈第三实施例〉接下来，将参考图1、4、9、10和12描述第三实施例。第三实施例与第一和第二实 施例的主要区别在于压敏传感器的电极结构不同。在下文，主要描述与上述实施例不同的 结构，并且与上述实施例相同的结构由相同的参考标号表示，且省略或简化其描述。图1是包括传感器装置的信息处理设备2001的示意性截面图。图4是图1的由 圆A围绕的区域的放大图。图9是图1所示信息处理设备2001中结合的传感器装置2100 的示意性分解透视图。在图9中，省略了 Y电极基板250上形成的电极图案等的图示。图 10(a)是构成第一实施例的传感器装置100—部分的压敏传感器60的透视图以及等效电路 图。图10(b)是构成第三实施例的传感器装置2100—部分的压敏传感器2060的透视图及 其等效电路图。图12是根据该实施例的传感器装置2100的示意性透视图。如图所示，带有根据第三实施例的触摸面板的信息处理设备2001包括顶板40、传 感器装置2100、液晶面板30、背光20和容纳上述部件的外壳10。传感器装置2100包括触摸面板2050和压敏传感器2060，它们彼此接合和固定。 总计四个压敏传感器2060逐个地设置在触摸面板2050的在液晶面板30侧的表面的框架 部分的四个拐角处。构成传感器装置2100 —部分的压敏传感器2060固定地设置在外壳10 上。当传感器装置2100在垂直于操作件接触表面41的方向(图中的ζ轴方向)上被按压 时，压敏传感器2060的弹性体1062变形为收缩，并且接合和固定到压敏传感器2060的顶 板40和触摸面板2050同时在按压方向上移动。压敏传感器2060包括弹性体1062、用作第一电极的上电极2061和用作第二电极 的下电极2063，上电极2061和下电极2063设置为其间插设弹性体1062。另外，压敏传感 器2060包括接合和固定弹性体1062和上电极2061的接合层1065以及接合和固定弹性体 1062和下电极2063的接合层64。触摸面板2050通过顺序层叠X电极基板2150和Y电极基板250并且由接合层93 将它们彼此接合而构造。形成在X电极基板2150上的用于检测的X透明电极图案153和形成在Y电极基板250上的用于检测的Y透明电极图案252彼此二维重叠的区域成为xy 平面坐标检测区域80。压敏传感器2060设置在触摸面板2050的xy平面坐标检测区域80 外面的区域(框架部分)中。X电极基板2150包括透明聚酰亚胺基板151、形成在基板151上的X透明电极图 案153、用作第一电极的上电极2061、电连接到X透明电极图案153的配线154以及电连接 到上电极2061的引线2055。每个上电极2061都构成压敏传感器2060的一部分。上电极 2061与X透明电极图案153同时形成，并且由ITO形成。每个上电极2061都由彼此电独立 的第一上电极部分2061a和第二上电极部分2061b构成，并且为每个压敏传感器2060提供 上电极2061。引线2055是通过FPC板81电连接上电极2061和电路板(未示出)的配线， 并且共同地形成在配线巧4所集中的相同侧。配线巧4和引线2055例如通过印刷Ag(银) 而形成。在该实施例中，设置在外壳10上的下电极2063处于浮置状态。如图10(a)所示，在第一实施例的压敏传感器60中，弹性体的电容从上电极61和 下电极63之间的电位差检测。另一方面，该实施例中的压敏传感器2060包括上电极2061 和下电极2063，并且上电极2061由彼此电独立的第一上电极部分2061a和第二上电极部分 2061b构成。第一上电极部分2061a和第二上电极部分2061b的每一个都与下电极2063相 对，其间插设有弹性体1062。从而，如图10(b)所示，弹性体2062的电容可以从第一上电极 部分2061a和第二上电极部分2061b检测。从而，检测弹性体电容的电极可以形成在相同 的基板上，并且可以通过相同的配线基板共同连接到电路板，结果可以简化配线结构。〈第四实施例〉接下来，将参考图13描述第四实施例。在第三实施例中，下电极设置在外壳10上， 并且设定为浮置电位。另一方面，在第四实施例中，第一屏蔽电极提供在外壳10上，并且电 介质层提供在第一屏蔽电极和下电极之间。在下文，主要描述与第三实施例不同的结构，并 且与上述实施例相同的结构由相同的参考标号表示，且省略或简化其描述。图13是包括传感器装置的信息处理设备的示意性局部截面图。在图13中，省略 了液晶面板、背光和外壳的图示。如图13所示，根据第四实施例的信息处理设备包括顶板40、传感器装置3100、作 为显示面板的液晶面板、背光20以及容纳上述部件的外壳。传感器装置3100包括触摸面板2050和压敏传感器3060，它们彼此接合和固定。 压敏传感器3060包括弹性体1062、用作第一电极的上电极2061和用作第二电极的下电极 3063，上电极2061和下电极3063设置为之间插设弹性体1062。下电极3063例如通过在透 明膜(未示出)上印刷而形成，并且通过接合层64固定到弹性体1062。在外壳上，形成由诸如铜箔的导体层形成的第一屏蔽电极3001，并且设置成框架 形状。另外，在第一屏蔽电极3001上，第一电介质层3002设置成框架形状。第一屏蔽电极 3001和第一电介质层3002以及第一电介质层3002和下电极3063由各自的接合层(未示 出)彼此接合和固定。第一电介质层3002具有介电常数ε 2，其小于弹性体1062的介电常 数ε 1。在该实施例中，第一电介质层3002由与弹性体1062相同的材料形成，并且具有多 孔形式，以减小其的有效介电常数。第一屏蔽电极3001连接到接地电位。在该实施例中，压敏传感器3060由弹性体1062、上电极2061和下电极3063构成，
14上电极2061和下电极3063设置为其间插设弹性体1062。上电极2061由彼此电独立的第 一上电极部分2061a和第二上电极部分2061b构成。另外，下电极3063设定在浮置状态， 结果可以由第一上电极部分2061a和第二上电极部分2061b检测电容。然后，在该实施例 中，提供介电常数小于弹性体1062的第一电介质层3002和第一屏蔽电极3001，结果下电 极3063可以保持在稳定的浮置状态而不受外部的影响。此外，因为第一电介质层3002的 介电常数ε 2小于弹性体1062的介电常数ε 1，所以下电极3063和第一屏蔽电极3001之 间的电容可以制作很小，并且可以最小化对压敏传感器3060灵敏度的影响。〈第五实施例〉接下来，将参考图14描述第五实施例。在第五实施例中，除了第四实施例的结构 外，提供对应于上电极的第二屏蔽电极和第二电介质层。在下文，主要描述与第四实施例不 同的结构，并且与上述实施例相同的结构由相同的参考标号表示，且省略或简化其描述。图14是包括传感器装置的信息处理设备的示意性局部截面图。在图14中，省略 了液晶面板、背光和外壳的图示。如图14所示，根据第五实施例的信息处理设备包括顶板40、传感器装置4100、液 晶面板、背光以及容放上述部件的外壳。传感器装置4100包括触摸面板2050和压敏传感 器3060，它们彼此接合和固定。接合顶板40和传感器装置4100的接合层4091提供在小 于传感器装置4100外形的范围内。在顶板40和传感器装置4100之间的其中没有提供接 合层4091的区域中，第二屏蔽电极4001和第二电介质层4002提供为对应于上电极2061。 第二屏蔽电极4001由诸如铜箔的导体层形成，并且设置在顶板40的与输入操作表面相对 的表面上。第二电介质层4002提供在传感器装置4100和第二屏蔽电极4001之间。第二 电介质层4002具有介电常数ε 3，它也小于弹性体1062的介电常数ε 1。在该实施例中， 第二电介质层4002由与弹性体1062相同的材料构成，并且具有多孔形式，以减小其的有效 介电常数。如上所述，在该实施例中，第二电介质层4002和第二屏蔽电极4001提供为对应于 上电极2061，结果可以防止压敏传感器3060因电磁噪声引起的错误检测。此外，第二电介 质层4002的介电常数ε 3制作为小于弹性体1062的介电常数ε 1，结果由按压引起的电容 改变可以由压敏传感器3060检测，而不受手指与触摸面板50接触时发生的上电极电容改 变的影响。〈第六实施例〉接下来，将参考图15描述第六实施例。与第五实施例相比，第六实施例的共同点 是第一屏蔽电极和第一电介质层提供为对应于下电极，并且第二屏蔽电极和第二电介质 层提供为对应于上电极。然而，第六实施例与第五实施例的区别在于第二屏蔽电极、第二 电介质层和第一电极的布置。在下文，主要描述与第五实施例不同的结构，并且与上述实施 例相同的结构由相同的参考标号表示，且省略或简化其描述。图15是包括传感器装置的信息处理设备的示意性局部截面图。在图15中，省略 了液晶面板、背光和外壳的图示。如图15所示，根据第六实施例的信息处理设备包括顶板40、传感器装置5100、液 晶面板、背光和容纳上述部件的外壳。传感器装置5100包括触摸面板5050和压敏传感器 5060，它们彼此接合和固定。压敏传感器5060包括弹性体1062、用作第一电极的上电极5061和用作第二电极的下电极3063，上电极5061和下电极3063设置为其间插设弹性体 1062。另外，压敏传感器5060包括接合和固定弹性体1062和上电极5061的接合层65以 及接合和固定弹性体1062和下电极3063的接合层64。上电极5061由彼此电独立的第一 上电极5061a和第二上电极5061b构成，并且根据该实施例的压敏传感器的操作原理与第 三实施例相同。X电极基板5150和Y电极基板5250的每一个都具有尺寸基本相同的外形。X电 极基板5150和Y电极基板5250由接合层5093彼此接合和固定，接合层5093提供在小于 这些基板的外形的区域中。X电极基板5150的结构通过去除第三实施例中示出的X电极基 板2150的上电极2061且增加对应于压敏传感器5060的第二屏蔽电极5001而获得。Y电 极基板5250的结构通过在第一实施例中所示的Y电极基板250上设置与Y透明电极图案 同时形成的上电极5061而获得。上电极5061的图案形状与第三实施例所示的上电极2061 的图案形状相同。在X电极基板5150和Y电极基板5250之间的没有提供接合层5093的 区域中，提供对应于上电极5061的第二屏蔽电极5001和第二电介质层5002。第二屏蔽电 极5001与χ电极基板5150上提供的X透明电极图案同时形成。第二电介质层5002提供 在第二屏蔽电极5001和Y电极基板5250之间。第二电介质层5002也具有介电常数ε 3， 其小于弹性体1062的介电常数ε 1。第二电介质层5002具有多孔形式，以减小其的有效介 电常数。如上所述，压敏传感器的上电极可以给触摸面板的Y电极基板。此外，对应于上电 极的第二屏蔽电极可以提供给触摸面板的X电极基板。从而，由按压引起的电容改变可以 由压敏传感器5060检测，而不受当触摸触摸面板5050时发生的上电极电容改变的影响。在上述各实施例中，输入判定采用压敏传感器执行。在该输入判定中采用多个压 敏传感器的情况下，按压力可以通过合并由各个压敏传感器检测的电容改变而判定。在下 文，参考图16给出描述。图16是传感器装置的示意性截面图和示出位移量的曲线图。在图16中，压敏传 感器60逐个地(one by one)提供在操作件接触表面41的两个相对端部，并且尽管输入点 改变了，但操作件接触表面41由相同的力被按压。在曲线图中，横轴表示时间，并且纵轴表 示电容。在图中，示出了由两个压敏传感器60检测的电容以及这些电容的合并。图16(a)示出了用手指按压操作件接触表面41的中心部分的情况。在曲线图中， 三条曲线中，具有最高峰值的曲线是通过合并两个压敏传感器60检测的电容形成的曲线。 三条曲线中，具有次高峰值的曲线是基于定位在左侧的压敏传感器60检测的电容形成的 曲线。三条曲线中，具有最低峰值的曲线是基于定位在右侧的压敏传感器60检测的电容形 成的曲线。图16(b)示出了用手指按压操作件接触表面41中心部分的左侧的情况。在曲线图 中，三条曲线中，具有最高峰值的曲线是合并两个压敏传感器60检测的电容形成的曲线。 三条曲线中，具有次高峰值的图线是根据定位在左侧的压敏传感器60检测的电容形成的 曲线。三条曲线中，具有最低峰值的曲线是根据定位在右侧的压敏传感器60检测的电容形 成的曲线。图16(c)示出了用手指按压操作件接触表面41中心部分的右侧的情况。在曲线 图中，三条曲线中，具有最高峰值的图线是通过合并两个压敏传感器60检测的电容形成的曲线。三条曲线中，具有次高峰值的曲线是根据定位在右侧的压敏传感器60检测的电容形 成的曲线。三条曲线中，具有最低峰值的曲线是根据定位在左侧的压敏传感器60检测的电 容形成的曲线。由图中所示的曲线可见，两个压敏传感器检测的电容的合并值的曲线的每一个在 每个图中都具有基本上相同形状。具体地讲，压敏传感器之间的电容差根据输入位置被检 测，但是其合并值基本上与按压力成比例。该实施例中的压敏传感器不用于xy坐标的位置 检测，而是仅检测按压力。因此，不必看每个压敏传感器的电容改变。从而，在给传感器装 置提供多个压敏传感器的情况下，合并各压敏传感器检测的电容，并且根据该合并值可以 执行输入判定。作为选择，根据通过用压敏传感器的数量除各压敏传感器检测的电容的合 并值所获得的平均值，可以进行输入判定。在上述各实施例中，压敏传感器的数量设定为四个，但是它不限于此，而是可以为 一个或更多。〈第七实施例〉接下来，将参考图1和18描述第七实施例。第七实施例与第一实施例的区别在于 上电极具有框架形状，并且与此一起，形成一个压敏传感器。在下文，主要描述与第一实施 例不同的结构，并且与第一实施例相同的结构由相同的参考标号表示，且省略或简化其描 述。此外，省略了与第一实施例相同的结构的图示。图1是包括传感器装置的信息处理设备的示意性截面图。图18是根据该实施例 的传感器装置的触摸面板的分解透视图。如图1所示，根据第七实施例的信息处理设备6001包括顶板40、传感器装置 6100、液晶面板30、背光20和容纳上述部件的外壳10。传感器装置6100包括触摸面板6050 和压敏传感器6060，它们彼此接合和固定。单个压敏传感器6060根据具有平坦矩形形状 的触摸面板6050的框架部分设置成框架形状。构成传感器装置6100 —部分的压敏传感器 6060固定地设置在外壳10上。压敏传感器6060包括弹性体62、每一个都具有框架形状(环形形状)且设置为其 间插设弹性体62的上电极6061和下电极63、接合和固定弹性体62和上电极6061的接合 层以及接合和固定弹性体62和下电极63的接合层。在该实施例中，压敏传感器6060通过 层叠每一个都具有平坦框架形状的上电极6061、弹性体62和下电极63而形成。触摸面板6050通过顺序层叠X电极基板6150和Y电极基板250并且由接合层93 将它们彼此接合而构造。压敏传感器6060设置在触摸面板6050的xy平面坐标检测区域 80外面的区域(框架部分)中。X电极基板6150包括透明聚酰亚胺基板151、形成在基板 151上的X透明电极图案153、具有框架形状的上电极6061、电连接到X透明电极图案153 的配线154以及电连接到上电极6061的引线6155。上电极6061可以与X透明电极图案同 时形成，并且由ITO或者银膏等形成，且仅需提供为与配线154电隔离。如上所述，由单个压敏传感器6060检测的电容基本上与任何输入操作位置处的 按压力成比例。因此，根据压敏传感器6060的输出值，输入到触摸面板6050的按压力可以 以高精度被检测。另外，可以消除按压时由顶板40的变形引起的检测灵敏度的变化，并且 可以获得具有优良输入灵敏度的传感器装置。此外，对于框架状的压敏传感器6060，可以改 善密封效果，以防止灰尘等从外部进入触摸面板和外壳之间。
〈第八实施例〉接下来，将参考图1和19描述第八实施例。第八实施例与第一实施例的区别在于 四个上电极被电连接。在下文，主要描述与第一实施例不同的结构，并且与第一实施例相同 的结构由相同的参考标号表示，且省略或简化了其描述。此外，省略了与第一实施例相同的 结构的图示。图1是包括传感器装置的信息处理设备的示意性截面图。图19是根据该实施例 的传感器装置的触摸面板的分解透视图。如图1所示，根据第八实施例的信息处理设备7001包括顶板40、传感器装置 7100、液晶面板30、背光20和容纳上述部件的外壳10。传感器装置7100包括触摸面板7050 和压敏传感器7060，它们彼此接合和固定。构成传感器装置7100 —部分的压敏传感器7060 固定地设置在外壳10上。压敏传感器7060包括弹性体62、用作第一电极的上电极7061和 下电极63 (上电极7061和下电极63设置为其间插设弹性体6 、接合和固定弹性体62和 上电极7061的接合层以及接合和固定弹性体62和下电极63的接合层。在该实施例中，因 为多个上电极7061串联连接，所以假设总体上一个压敏传感器提供在传感器装置7100中。触摸面板7050通过顺序层叠X电极基板7150和Y电极基板250并且用接合层93 将它们彼此接合而构造。压敏传感器7060设置在触摸面板7050的xy平面坐标检测区域 80外面的区域(框架部分)中。X电极基板7150包括透明聚酰亚胺基板151、形成在基板 151上的X透明电极图案153、四个上电极7061、电连接到X透明电极图案153的配线巧4 以及彼此电连接上电极7061的引线7155。上电极7061和引线7155可以与X透明电极图 案同时形成，并且可以由ITO或银膏等形成。如上所述，由多个压敏传感器检测的电容的合并值基本上与任何输入操作位置处 的按压力成比例。因此，与第一实施例一样，多个上电极7061串联连接以由此获得一个压 敏传感器的结构也是可以的。从而，在该实施例中，与第一实施例相比，能够减少连接到上 电极的引线数量，并且简化配线结构。〈第九实施例〉接下来，将参考图20描述第九实施例。在第一实施例中，在按压输入操作表面时， 压敏传感器变形为收缩。另一方面，在第九实施例中，在按压输入操作表面时，可以将压敏 传感器的弹性体构造为伸长。图20是包括传感器装置的信息处理设备的示意性截面图。与第一实施例相同的 结构由相同的参考标号表示，并且省略或简化其描述。如图20所示，带有触摸面板的信息处理设备9001包括顶板40、传感器装置9100、 液晶面板30、背光20和容纳上述部件的外壳9010。传感器装置9100包括触摸面板9050 和压敏传感器9060。顶板40和传感器装置9100由接合层接合和固定。压敏传感器9060通过设置上 电极和下电极使得弹性体插设在其间而构造，类似于上述的各实施例。上电极和下电极不 形成在触摸面板上，且在不同的步骤中形成。上电极接合和固定到外壳，下电极接合和固定 到触摸面板9050。传感器装置9100包括触摸面板9050和压敏传感器9060，它们彼此接合和固定。压 敏传感器9060设置在具有平坦矩形形状的触摸面板9050在顶板侧的表面的框架部分中。压敏传感器9060固定地设置在外壳9060上。在与输入操作表面51垂直的方向(图中的 ζ轴方向)上用手指按压输入操作表面51时，压敏传感器2060的弹性体伸长，并且接合和 固定到压敏传感器2060的触摸面板2050同时在按压方向上移动。这样，压敏传感器2060 的结构为其厚度在垂直于输入操作表面51的方向(图中的ζ轴方向)上因按压而变形。 因此，触摸面板2050移动为靠近液晶面板30压敏传感器2060的因手指按压引起的位移。 考虑到该移动量，传感器装置100和液晶面板30之间提供间隙95。这样，构成压敏传感器 2060的弹性体可以因按压而伸长。在上述的各实施例中，作为电容性触摸面板，采用X电极基板和Y电极基板彼此接 合的结构，但是触摸面板不限于此，而是可以采用熟知的结构。例如，如同图22所示的电容 性触摸面板6050，可以采用X透明电极图案6153和配线6巧4提供在基板6150的一个表面 上，并且Y透明电极图案6253和配线62M提供在另一个表面上的结构。此外，在上述的各 实施例中，作为触摸面板，选择了电容性触摸面板，但是触摸面板不限于此，而是可以采用 熟知的触摸面板。例如，可以采用光学系统、表面声波系统、电阻系统或超声波系统等的触 摸面板。在上述的各实施例中，上电极和下电极的宽度希望制作为大于弹性体的宽度，这 是因为考虑到这些电极和弹性体接合时引起的位置偏差。从而，甚至在接合时引起位置偏 差时，也能够设置弹性体，从而二维地看时其定位在形成上电极和下电极的区域中，并且获 得具有稳定的质量而没有传感器特性变化的压敏传感器。在上述的各实施例中，顶板和触摸面板彼此直接接合和固定，触摸面板和压敏传 感器彼此接合和固定，并且压敏传感器接合和固定到外壳。然而，触摸面板和压敏传感器可 以彼此不直接固定，而是可以彼此独立地直接固定到顶板。例如，触摸面板可以接合到顶板 的与操作件接触表面相反的表面，另外，压敏传感器可以接合到顶板的框架部分，以便不重 叠触摸面板。在压敏传感器中，例如，上电极侧接合和固定到顶板，并且下电极侧接合和固 定到外壳。从而，压敏传感器通过顶板间接地固定到触摸面板。而且，在这样的结构中，在 按压输入操作表面时，压敏传感器可以检测弹性体收缩或伸长的按压力，并且还可以由触 摸面板检测xy平面坐标。[比较示例]在本发明中，作为压敏传感器，采用弹性体由一对电极夹设的结构，并且输入确定 采用由按压引起的电容改变判定。因为电容和按压力基本上彼此成比例，所以输入判定易 于控制。这里，与这样的压敏传感器进行比较，其中一对电极提供为夹设压敏导电片，该导 电片由其中分散导电粒子的诸如硅酮的绝缘聚合物形成。在采用这样的压敏导电片的压敏 传感器中，通过利用因按压力引起的电阻改变能够判定按压的存在/不存在。然而，电阻和 按压力彼此不成比例，并且当略微增加压力时，显示出高的电阻值。因此，在采用压敏导电 片的压敏传感器中，压力的输入判定难以控制。与此相反，在本发明中采用的压敏传感器 中，因为电容和按压力基本上彼此成比例，所以压力的输入判定易于控制。此外，因为在压 敏导电片中采用有机物质，所以压敏导电片倾向于因时间改变而劣化，并且具有窄的温度 可用范围，这使得难以保持稳定的特性。应当注意的是，本发明不限于上述的各实施例，而是可以根据本发明的技术理念 进行各种修改。
例如，在上述的各实施例中，电容性触摸面板用作触摸面板，但是取而代之，可以 采用例如电阻系统和表面声波系统的其它检测系统的触摸面板。此外，构成压敏传感器的第一电极(上电极)、第二电极(下电极)和弹性体之间 的设置关系不限于上述示例。换言之，在上述的各实施例中，如图23(A)所示，已经描述了 这样的示例，其中弹性体62设置在上电极61和下电极63之间，从而上电极61和下电极63 的整个电极表面与弹性体62相对，尽管不限于此。如图23(B)所示，弹性体62可以设置在 上电极61和下电极63之间，使得上电极61和下电极63的每个电极表面的一部分与弹性 体62相对。作为选择，如图23(C)所示，电极表面可以不与弹性体62相对。弹性体62之 外的其它电介质体或者空气(层)可以插设在电极61和63之间。此外，在上述第七实施例中，已经描述了这样的示例，其中作为第一电极的上电极 6061形成环形形状。这里所用的“环形形状”包括如图M(A)所示的连续的环形形状，以及 如图M(B)所示的部分具有缺口部分6061c的不连续环形形状。上述“环形形状”对于构 成压敏传感器的弹性体和第二电极(下电极)具有相同的意义。〈第十实施例〉接下来，从构成第三实施例中描述的传感器装置2100的触摸面板2050和压敏传 感器2060获得的输出示例如图25和沈所示。图25(d)和图26(d)是传感器装置2100的示意性平面图。在传感器装置2100 中，总计四个压敏传感器2060a至2060d逐个设置在触摸面板2050的四个拐角处。在图 25 (d)和图沈(d)中，示出了输入确定状态，即，按压状态下的操作件从位置300移动到位置 301(在图中，从右到左的移动状态)。图25(a)、图25(b)、图沈⑷和图^(b)三维示出了 从触摸面板2050和压敏传感器2060获得的输出，由横轴和纵轴构成的每个平面对应于触 摸面板2050的xy平面屏幕，并且高度轴示出了输出的大小。图25 (a)和图26(a)是操作 件处于位置300时的输出图。图25(b)和图26(b)是操作件处于位置301时的输出图。图 25(c)和图26(c)是示出四个压敏传感器2060a至2060d的输出值随时间改变的曲线图， 其中纵轴表示输出，并且横轴表示时间。在图25(c)和图^Uc)的每一个中，实线1表示压 敏传感器2060a的输出，长虚线2表示压敏传感器2060b的输出，短虚线3表示压敏传感器 2060c的输出，而交替的长和短虚线4表示压敏传感器2060d的输出。图25示出了操作件在触摸面板2050上平稳地移动的情况。图沈示出了操作件 在触摸面板上不平稳地移动的情况。例如，图26示出了用非有力的手(nondominant hand) 进行输入的情况。在用非有力的手进行输入的情况下，操作件不能平稳地移动在触摸面板 2050上，并且存在操作件的移动速度或者施加力的方式不恒定的情况。此外，例如，当输入 不是在传感器装置2100放置在诸如桌子的固定位置处进行而是对手中(in hand)的传感 器装置2100进行输入时，也难以平稳地移动操作件，并且存在操作件的移动速度或者施加 力的方式不恒定的情况。在操作件平稳地移动的情况下，如图25(c)所示，来自各压敏传感 器2060a至2060d的输出随时间的改变很少变化且稳定。与此相反，在操作件未平稳地移 动的情况下，如图26 (c)所示，来自各压敏传感器2060a至2060d的输出随时间改变的变化 很大。因此，难以正确地判定用操作件进行的输入操作是错误输入还是正确输入，而该操作 件进行的输入操作不是错误输入而仅仅是因某种原因(例如，如上所述的对手中的传感器 装置2100进行输入的原因)引起的检测的输出变化很大。
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对此，在该实施例中，在操作件没有平稳地移动的情况下，判定输入操作是否为错 误输入的程序结合在电路板上提供的计算电路(判定单元)中。图27示出了其处理流程。如图27所示，在步骤1 (Si)中，由触摸面板2050检测的xy坐标输出结果判定操 作件是否在触摸面板2050上移动。当在Sl中判定操作件没有移动时，作为来自压敏传感器206(K2060a至2060d)的 输出结果的压力数据在步骤2 (S2)中采用，并且根据该压力数据，判定输入确定是否已经 由操作件的按压而进行。另一方面，在Sl中判定操作件在移动，在步骤3 (S； )中，判定是否在预定的时间周 期内由压敏传感器2060检测的压力数据的变化量很大。例如，当与刚好在该压力数据之前 的压力数据输出相比，在预定的时间周期内(例如，在100msec内)观测到三次各压敏传感 器连续输出的压力数据变化士30%或更大时，压力数据的变化量被判定为是大的。应当注 意的是，压力数据变化量是否很大的判定不限于此。当在S3中判定变化量很大时，便在步骤4 (S4)中判定操作件的移动不正常，并且 判定为错误输入，来自压敏传感器2060的压力数据输出被忽略，并且判定不是由操作件的 按压进行的输入确定操作。另一方面，当在S3中判定变化量很小时，则在步骤5 (S5)中，不采用来自压敏传感 器2060的压力数据输出，并且采用已经事先输入的正常压力数据，并且判定为输入确定操作。如上所述，在该实施例中，根据来自压敏传感器的输出随时间改变的变化幅度，能 够判定是通过操作件的正常移动所进行的输入操作，还是不是由操作件的正常移动所进行 的输入操作(错误输入)。然后，在判定是正常移动的情况下，输入操作被判定为是输入。 在被判定为不是正常移动的情况下，则判定不存在输入操作。这样，根据来自压敏传感器的 输出随时间改变的变化幅度来判定操作件所进行的输入的存在/不存在，结果，甚至在进 行涉及操作件的非平滑移动的输入操作时，如果来自压敏传感器的输出的变化很小，则也 判定为是正常移动，于是被判定为输入。应当注意的是，这里，具有第三实施例所示结构的 传感器装置描述为示例，但是该程序可应用于上述其它实施例中所示的传感器装置。〈第—^一实施例〉接下来，将参考图28、图四和图30描述上述信息处理设备的使用示例。应当注意 的是，这里，第一实施例中描述的传感器装置100将描述为示例，但是使用示例可应用于其 它实施例中描述的传感器装置。图观是示出采用两个手指的传统图像处理技术的示意性平面图。图^(a)示出 了在给出放大图像的指示时两个手指的移动；图^(b)，缩小图像；图^(c)，旋转图像；以 及图^(d)，移动图像。图四是示出根据该实施例采用一个操作件的图像处理技术的示意 性平面图。图29(a)示出了在给出放大图像的指示时操作件的移动；图四…)，缩小图像； 图^Kc)，移动图像；图四((1)，旋转图像；以及图四&)，进行页面滚动操作，或者滚动到文 档头或者文档尾。使用一个操作件进行图像的放大、缩小、旋转和移动等的程序例如可以结 合在电路板上提供的计算电路(判定单元)中。图30是该程序用于图像处理的流程。如图观所示，常规地，在放大、缩小、旋转或移动触摸面板400上显示的图像时使 用两个手指。如图28(a)所示，在放大图像的情况下，例如，食指位于位置401，并且拇指位于位置402，手指在箭头方向上移动，因此进行增加两个手指之间的距离的操作。如图 28(b)所示，在缩小图像的情况下，例如，食指和拇指分别位于位置401和位置402，并且在 箭头方向上移动，因此进行减小两个手指之间的距离的操作。如图^(c)所示，在旋转图像 的情况下，例如，食指和拇指分别位于位置401和位置402，并且以拇指402作为基点，食指 在期望的旋转方向上移动。如图^(d)所示，在移动图像的情况下，例如，食指和拇指分别 位于位置401和位置402，并且在期望的移动方向上移动。另一方面，在该实施例中，在放大图像的情况下，如图29(a)和图30所示，利用操 作件按压传感器装置100的触摸面板50上的点，从而压敏是否为ON在步骤1 (Si)中被判 定为YES。然后，保持按压，从而压敏为是否OFF在步骤2 (S》中被判定为NO。然后，在保 持按压的同时，操作件移动到屏幕的上部，结果在步骤3(S)中识别移动方向，并且在步骤 4(S4)中判定进行放大的指示。在缩小图像的情况下，如图^(b)和图30所示，触摸面板50上的点用操作件被按 压，从而压敏是否为ON在步骤I(Sl)中判定为YES。然后，保持按压，从而压敏是否为OFF 在步骤2(S2)中判定为NO。然后，在保持按压的同时，操作件移动到屏幕的下部，结果在步 骤3( 中识别移动方向，并且在步骤4(S4)中判定进行缩小的指示。在移动图像的情况下，如图四(c)和图30所示，当触摸面板50上的点用操作件按 压一次(单击)时，从而压敏是否为ON在步骤I(Sl)中被判定为YES，并且压敏是否为OFF 在步骤2(S》中进一步判定为YES。然后，在没有额外的单击的情况下，在步骤5 (SO中判 定为是压敏单击，并且在操作件在解除按压的状态下移动时，在步骤6 (S6)中判定给出了 移动的指示。在旋转图像的情况下，如图四⑷和图30所示，用操作件按压基点两次(双击)， 从而压敏是否为ON在步骤I(Sl)中判定为YES，并且压敏是否为OFF在步骤2 (S2)中进一 步判定为YES。然后，因为有附加的单击(双击)，所以在步骤5 (SO中判定其不是压敏单 击，并且在步骤7 (S7)中判定为YES，且在步骤8(S8)中判定给出了旋转的指示。接下来，操 作件移动到远离基点的位置，然后在解除按压的状态下在旋转方向上移动，因此执行旋转 操作。在页面滚动、或滚动到文档头或者文档尾的情况下，如图四(e)和图30所示，传感 器装置100的触摸面板50上的点用操作件被按压，从而压敏是否为ON在步骤1 (Si)中判 定为YES。然后，保持按压，从而压敏是否为OFF在步骤2 (S2)中判定为N0。然后，操作件 在右方向或左方向上移动在触摸面板50上，结果在步骤3 (S； )中识别该移动方向，并且在 步骤4(S4)中判定给出了页面滚动、或滚动到文档头或者文档尾的指示。在图四中，因操 作件的按压被判定为输入的状态被称为压敏操作+，由黑色圆表示，并且其中没有进行操作 件的按压的未被判定为输入的状态被称为压敏操作_，由白色圆表示。由操作件的按压进行 的一次输入操作(单击)由+表示。由操作件的按压进行的两次输入操作(双击)由X 表不。在该实施例中，程序设计为如果在初期的60msec内操作件在xy平面上的移动为 距水平方向(屏幕上的左右方向)约士30度以内或者距水平方向为约150度至约210度 以内，则判定该移动进行在水平方向上。此外，程序设计为如果在初期的60msec内操作 件在xy平面上的移动为距水平方向(屏幕上的左右方向)约60至120度以内或者约MO
22度至300度以内，则判定该移动进行在垂直方向(屏幕上的上下方向)上。然后，程序设计 为在未包括在这些范围内的情况下，判定未给出放大或缩小等指示，并且如果140msec后 获得的位置在距水平方向约士40度的范围内或者约140度至220度的范围内，则判定该移 动进行在水平方向上，或者如果该位置在距水平方向50度至130度的范围内或者230度至 310度的范围内，则判定该移动进行在垂直方向上。然后，程序设计为在未包括在这些范 围内的情况下，判定未给出放大或缩小等指示。 如上所述，在该实施例所示的使用示例中，一个操作件就足够了，结果与需要两个 操作件的情况相比，可操作性是优良的。附图标记说明
10,9010 外壳
50、2050、5050、6050、7050、9050 触摸面板
51输入操作表面
60、1060、2060、3060、5060、6060、7060、9060 压敏传感器
61、2061、5061、7061 上电极
62、1062弹性体
63、2063、3063、8065 下电极
100、1100、2100、3100、4100、5100、6100、7100 传感器装置
153 X透明电极图案
3001第一屏蔽电极
3002第一电介质层
4001,5001第二屏蔽电极
4002,5002第二电介质层
权利要求
1.一种传感器装置，包括触摸面板，包括输入操作表面，并且检测操作件与所述输入操作表面直接接触或间接 接触的位置；外壳，构造为容纳所述触摸面板；以及压敏传感器，包括固定到所述触摸面板的第一电极、固定到所述外壳的第二电极以及 设置在所述触摸面板和所述外壳之间且相对于所述外壳弹性地支撑所述触摸面板的弹性 体，并且该压敏传感器将输入到所述输入操作表面的按压力检测为所述第一电极和第二电 极之间的电容改变。
2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中 所述输入操作表面具有矩形形状，并且所述压敏传感器设置在所述触摸面板的四个拐角的每一个处。
3.根据权利要求2所述的传感器装置，其中所述弹性体沿着所述触摸面板的周边形成为环形形状。
4.根据权利要求3所述的传感器装置，其中所述第一电极形成为对应于所述触摸面板的四个拐角位置的每一个，并且多个所述第 一电极彼此电连接。
5.根据权利要求3所述的传感器装置，其中所述第一电极和所述第二电极的每一个都沿着所述触摸面板的所述周边形成为环形 形状。
6.根据权利要求2所述的传感器装置，还包括判定单元，构造为根据由各个所述压敏传感器检测的电容改变的合并值判定所述按压力。
7.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述触摸面板包括具有第一电极图案的第一基板、具有第二电极图案的第二基板以及 将所述第一基板和所述第二基板彼此接合的接合层，并且所述压敏传感器的所述第一电极形成在所述触摸面板的所述第一基板上。
8.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一电极由两个电极部分构成，该两个电极部分与所述第二电极相对且该两个电 极部分与所述第二电极之间插设有所述弹性体。
9.根据权利要求1所述的传感器装置，还包括 第一导体层，提供为对应于所述第二电极；以及第一电介质层，提供在所述第一导体层和所述第二电极之间，并且该第一电介质层的 介电常数小于所述弹性体的介电常数。
10.根据权利要求1所述的传感器装置，还包括 第二导体层，提供为对应于所述第一电极；以及第二电介质层，提供在所述第二导体层和所述第一电极之间，并且该第二电介质层的 介电常数小于所述弹性体的介电常数。
11.根据权利要求1所述的传感器装置，其中 所述触摸面板是电容性触摸面板。
12.根据权利要求1所述的传感器装置，还包括判定单元，构造为根据所述压敏传感器的输出的随时间改变的变化大小判定用所述操 作件进行的输入存在/不存在。
13.一种信息处理设备，包括触摸面板，包括输入操作表面，并且检测操作件与所述输入操作表面直接或间接接触 的位置；外壳，构造为容纳所述触摸面板；压敏传感器，包括固定到所述触摸面板的第一电极、固定到所述外壳的第二电极以及 设置在所述触摸面板和所述外壳之间且相对于所述外壳弹性地支撑所述触摸面板的弹性 体，并且该压敏传感器将输入到所述输入操作表面的按压力检测为所述第一电极和所述第 二电极之间的电容改变；以及显示面板，设置在所述触摸面板的后表面侧，并且容纳在所述外壳中。
全文摘要
提供一种具有优秀的可操作性的传感器装置和信息处理设备。该传感器装置设置有触摸面板(50)、外壳(10)以及压敏传感器(60)。触摸面板(50)具有输入操作表面，并且检测操作元件与输入操作表面直接或间接接触的位置。外壳(10)容纳触摸面板(50)。压敏传感器(60)具有固定到触摸面板(50)的第一电极(61)、固定到外壳的第二电极(63)以及设置在触摸面板(50)和外壳(10)之间且相对于外壳(10)弹性支撑触摸面板(50)的弹性体(62)。压敏传感器(60)将输入到输入操作表面的按压力检测为第一和第二电极(61、63)之间的电容改变。
文档编号G06F3/044GK102138120SQ20108000243
公开日2011年7月27日 申请日期2010年3月9日 优先权日2009年3月19日
发明者兼平浩纪, 川口裕人, 本多秀利, 石垣正人 申请人:索尼公司