輸入裝置制造方法
【專利摘要】提供一種信息輸入裝置，包括：操作器，使用者在第一方向上在操作器上執(zhí)行滑動操作；第一檢測單元，設(shè)置在該操作器的后表面，檢測該使用者在該第一方向上在該操作器上執(zhí)行該滑動操作的位置和壓力；第二檢測單元，設(shè)置為相鄰于該第一檢測單元，從而在該操作器的后表面平行于該第一方向，并且檢測該使用者在該第一方向上在該操作器上執(zhí)行該滑動操作的位置和壓力；位置測量單元，根據(jù)由該第一檢測單元或該第二檢測單元檢測的該滑動位置測量該第一方向上的指示位置，并且根據(jù)分別由該第一檢測單元和該第二檢測單元檢測的壓力差測量在第二方向上的指示位置。
【專利說明】輸入裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及信息輸入裝置、信息處理設(shè)備和遙控系統(tǒng)，其由使用者指尖操作執(zhí)行 二維或二方向上的信息輸入操作。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，觸摸屏廣泛地用作二維或二方向坐標(biāo)輸入裝置，并且例如用于筆記本計 算機、智能電話和平板終端等。在觸摸屏中，因為使用者指尖觸摸的位置充分且唯一地對應(yīng) 于所希望的輸入位置，或者指尖在觸摸面板上描繪的軌線充分且唯一地對應(yīng)于屏幕上指示 的向量，所以操作是直觀和容易理解的。另外，近年來，結(jié)合檢出分辨率的改進，采用多個手 指的同時操作例如捏操作也是可能的。
[0003] 然而，為了實現(xiàn)二維或二方向輸入，使觸摸屏具有用于輸入操作的二維擴展區(qū)域 也可能是必須的。因此，在殼體具有狹窄的表面面積的小設(shè)備上或者在具有用于安裝裝置 的有限面積的設(shè)備上安裝觸摸屏可能被認為是不實際的。
[0004] 例如，已經(jīng)提出了一種便攜式信息處理設(shè)備，其中線狀X軸傳感器和Y軸傳感器分 別沿著信息設(shè)備的顯示表面上的兩個方向側(cè)設(shè)置，并且能在X方向和Y方向上通過在傳感 器上滑動指尖而輸入坐標(biāo)（例如，參見PTL 1和PTL2)。在這樣的信息處理設(shè)備中，在通過 一個手指執(zhí)行二維坐標(biāo)輸入中，該操作可分成兩個操作，一個操作相對于X-軸傳感器，一 個操作相對于Y-軸傳感器，并且相信用兩個手指同時操作X-軸傳感器和Y-軸傳感器可能 是必須要適應(yīng)的。為了在不同位置上安裝兩個線狀傳感器可能要受到安裝位置上的限制。 另外，因為X-軸傳感器和Y-軸傳感器具有分別單獨輸入操作的區(qū)域，所以兩個區(qū)域的總體 變得很大。也就是說，當(dāng)看作一個線狀傳感器時，該傳感器可能僅能檢測一個方向。
[0005] 另外，所提出的用戶界面裝置包括觸摸條，其具有垂直延長的基本上矩形的形狀， 并且其上的多個壓力傳感器在縱向方向上排列成直線并且多個壓力傳感器在橫向方向上 設(shè)置成直線，從而相交排列在縱向方向上的壓力傳感器組（參見PTL 3)。在用戶界面裝置 中，分別設(shè)置在縱向方向和橫向方向上的多個壓力傳感器全部安裝在一個基板上，因此用 于檢測縱向方向和橫向方向上的滑動操作的每個機構(gòu)是相同的。于是，沿橫向方向上的滑 動操作用于執(zhí)行模式轉(zhuǎn)換和某些程序的觸發(fā)的指示，而在縱向方向上的滑動操作具有向量 意義（vectorial implications),例如顯示屏的選擇位置、移動操作和卷屏操作。換言之， 在用戶界面裝置中，為了使橫向方向上的滑動操作具有向量意義，類似數(shù)量的壓力傳感器 可設(shè)置在橫向方向以及縱向方向上。因此，為了實現(xiàn)二維輸入，裝置面積變得很大。
[0006] 另外，提出了一種多方向操作構(gòu)件，其包括基板，基板具有導(dǎo)電傳感器單元和操作 單元，導(dǎo)電傳感器單元用于通過導(dǎo)電構(gòu)件的接近而改變靜電電容，操作單元能相對于基板 的表面基本上水平地移動（例如，參見PTL 4)。這里，操作單元具有使開口部分相對于基 板側(cè)的圓頂部分和從開口部分的外周邊延伸到外面的延伸部分，并且包括與傳感器單元處 于非接觸狀態(tài)的導(dǎo)電構(gòu)件。另外，傳感器單元包括中心傳感器部分和一個或多個外周邊傳 感器部分，中心傳感器部分提供在按壓方向上與圓頂部分的頂部重疊的位置，一個或多個 外周邊傳感器部分提供在中心傳感器部分的外側(cè)。于是，傳感器單元構(gòu)造為檢測在X方向 和Y方向上相對于操作單元的基板表面的水平滑動。根據(jù)多方向操作構(gòu)件，能夠在比較小 的區(qū)域上執(zhí)行X方向和Y方向輸入，例如在操作單元的活動范圍內(nèi)。然而，因為X方向和Y 方向輸入二者不是絕對值的輸入，所以為了指示所希望的X方向和Y方向上的輸入，使用者 不知道操作單元上多大的滑動是足夠的，并且可想而知使用者有時候可能在操作上感到困 惑。也就是說，多方向操作構(gòu)件是靈活操作使用所必須的裝置。
[0007] [引用列表]
[0008] [專利文獻]
[0009] PTL 1 :日本未審查專利申請公開No. 2004-157760
[0010] PTL 2 :日本未審查專利申請公開No. 2008-236765
[0011] PTL 3 :日本未審查專利申請公開No. 2008-204402
[0012] PTL 4 :日本未審查專利申請公開No. 2011-228251


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 技術(shù)問題
[0014] 所希望的是良好的信息輸入裝置、信息處理設(shè)備和遙控系統(tǒng)，使其通過使用者指 尖操作能適當(dāng)?shù)貓?zhí)行二維或二方向信息輸入。
[0015] 還希望提供良好的信息輸入裝置、信息處理設(shè)備和遙控系統(tǒng)，使其能在用于指尖 操作的很小面積上適當(dāng)?shù)貓?zhí)行二維或二方向信息輸入。
[0016] 技術(shù)方案
[0017] 本公開考慮上述問題而進行。根據(jù)本公開的實施例，提供的信息輸入裝置包括：操 作器，使用者在第一方向上在該操作器上執(zhí)行滑動操作；第一檢測單元，設(shè)置在該操作器的 后表面，并且檢測該使用者在該第一方向上在該操作器上操作該滑動操作的位置和壓力； 第二檢測單元，相鄰于該第一檢測單元設(shè)置，從而在該操作器的后表面平行于該第一方向， 并且檢測該使用者在該第一方向上在該操作器上操作該滑動操作的位置和壓力；以及位置 測量單元，根據(jù)由該第一檢測單元或該第二檢測單元的至少一個檢測的該滑動位置測量該 第一方向上的指示位置，并且根據(jù)分別由該第一檢測單元和該第二檢測單元檢測的壓力差 測量在垂直于該第一方向的第二方向上的指示位置。
[0018] 在本公開的實施例中，上述信息輸入裝置的操作器的后表面可包括第一相對表面 和第二相對表面，它們平行于第一方向并且分別以預(yù)定的角度相交。第一檢測單元可設(shè)置 為與第一相對表面相對，并且第二檢測單元設(shè)置為與第二相對表面相對。
[0019] 在本公開的實施例中，上述信息輸入裝置的操作器可由諸如硅橡膠的彈性材料形 成，并且可構(gòu)造為將使用者在第一方向上施加到滑動位置的壓力傳遞到第一檢測單元和第 二檢測單元。
[0020] 在本公開的實施例中，上述信息輸入裝置的第一檢測單元和第二檢測單元可包括 分別沿著第一方向設(shè)置的多個壓力敏感元件。而且，位置測量單元可構(gòu)造為根據(jù)由壓力敏 感元件檢測的在第一方向上的位置輸出測量在第一方向上的指示位置，壓力敏感元件上檢 出水平在第一檢測單元或第二檢測單元中達到峰值，并且構(gòu)造為由在第一方向上設(shè)置在相 同位置的第一檢測單元和第二檢測單元的壓力敏感元件根據(jù)檢出水平之差計算第二方向 上的指示位置。
[0021] 在本公開的實施例中，上述信息輸入裝置的第一檢測單元可由沿著第一方向設(shè)置 在第一基板上的多個壓力敏感元件形成，第一基板設(shè)置為與操作器的第一相對表面相對。 另外，第二檢測單元可由沿著第一方向設(shè)置在第二基板上的多個壓力敏感元件形成，第二 基板設(shè)置為與操作器的第二相對表面相對。
[0022] 在本公開的實施例中，上述信息輸入裝置的第一檢測單元的每個壓力敏感元件可 由設(shè)置在第一基板上的壓敏導(dǎo)電橡膠或壓敏導(dǎo)電碳印刷物形成，并且可構(gòu)造為與第一相對 表面的相應(yīng)位置上形成的導(dǎo)體圖案接觸，以根據(jù)所施加的壓力改變其兩端之間的電阻值。 另外，第二檢測單元的每個壓力敏感元件可由設(shè)置在第二基板上的壓敏導(dǎo)電橡膠或壓敏導(dǎo) 電碳印刷物形成，并且可構(gòu)造為與第二相對表面的相應(yīng)位置上形成的導(dǎo)體圖案接觸，以根 據(jù)所施加的壓力改變其兩端之間的電阻值。而且，位置測量單元可構(gòu)造為根據(jù)每個壓力敏 感元件的電阻值計算按壓壓力。
[0023] 在本公開的實施例中，上述信息輸入裝置的操作器可包括在第一相對表面的第一 基板上與壓力敏感元件的每一個相應(yīng)位置上形成的分別在上表面上具有導(dǎo)體圖案的凸起， 并且可包括在第二相對表面的第二基板上與壓力敏感元件的每一個相應(yīng)位置上形成的分 別在上表面上具有導(dǎo)體圖案的凸起。
[0024] 在本公開的實施例中，上述信息輸入裝置的操作器可包括狹縫，其分開第一相對 表面第二相對表面上形成的每個導(dǎo)體圖案。
[0025] 此外，根據(jù)本公開的另一個實施例，提供的信息處理設(shè)備包括信息輸入單元、顯示 單元和控制單元。信息輸入單元，包括：操作器，使用者在第一方向上在該操作器上執(zhí)行滑 動操作；第一檢測單元，設(shè)置在該操作器的后表面，并且檢測該使用者在該第一方向上在該 操作器上執(zhí)行該滑動操作的位置和壓力；第二檢測單元，設(shè)置為相鄰于該第一檢測單元，從 而在該操作器的后表面平行于該第一方向，并且檢測該使用者在該第一方向上在該操作器 上執(zhí)行該滑動操作的位置和壓力；以及位置測量單元，根據(jù)由該第一檢測單元或該第二檢 測單元的至少一個檢測的該滑動位置測量該第一方向上的指示位置，并且根據(jù)分別由該第 一檢測單元和該第二檢測單元檢測的壓力差測量在垂直于該第一方向的第二方向上的指 示位置?？刂茊卧?，根據(jù)由該信息輸入單元獲得的該第一方向上的該指示位置和該第二方 向上的該指示位置控制在該顯示單元上的屏幕顯示。
[0026] 在本公開的實施例中，上述信息處理設(shè)備還可包括將信息處理設(shè)備的主體安裝在 使用者頭上的安裝單元，從而顯示單元朝著使用者的左眼和右眼顯示圖像。
[0027] 在本公開的實施例中，上述信息處理設(shè)備的控制單元可構(gòu)造為響應(yīng)于使用者手指 接觸輸入單元，使表示輸入單元上水平接觸位置的光標(biāo)顯示在顯示單元上的顯示圖像中。
[0028] 此外，根據(jù)本公開的另一個實施例，提供的遙控單元包括遙控裝置和顯示裝置。遙 控裝置包括：操作器，使用者在第一方向上在該操作器上執(zhí)行滑動操作；第一檢測單元，設(shè) 置在該操作器的后表面，并且檢測該使用者在該第一方向上在該操作器上執(zhí)行該滑動操作 的位置和壓力；第二檢測單元，設(shè)置為相鄰于該第一檢測單元，從而在該操作器的后表面平 行于該第一方向，并且檢測該使用者在該第一方向上在該操作器上執(zhí)行該滑動操作的位置 和壓力；位置測量單元，根據(jù)由該第一檢測單元或該第二檢測單元的至少一個檢測的該滑 動位置，測量該第一方向上的指示位置，并且根據(jù)分別由該第一檢測單元和該第二檢測單 元檢測的壓力差測量在垂直于該第一方向的第二方向上的指示位置；以及發(fā)射單元，用于 根據(jù)由該位置測量單元測量的該第一方向上的該指示位置和該第二方向上的該指示位置 發(fā)射遙控信號。顯示裝置包括顯示單元、用于從該遙控裝置接收該遙控信號的接收單元、以 及根據(jù)由該接收單元接收的該遙控信號控制在該顯示單元上的屏幕顯示的控制單元。
[0029] 然而，這里描述的〃系統(tǒng)〃是指理論上聚集的多個設(shè)備（或者實現(xiàn)具體功能的功 能模塊），并且是否每個設(shè)備或功能模塊配備在單一封裝中沒有特別限定。
[0030] 本發(fā)明的有益效果
[0031] 根據(jù)本公開，能提供良好的信息輸入裝置、信息處理設(shè)備和遙控系統(tǒng)，它們能通過 使用者指尖操作適當(dāng)?shù)貓?zhí)行二維或二方向信息輸入。
[0032] 根據(jù)本公開，能提供良好的信息輸入裝置、信息處理設(shè)備和遙控系統(tǒng)，它們甚至用 線狀裝置也能確定平面位置且在小區(qū)域上執(zhí)行二維或二方向輸入。
[0033] 本公開的其它目的、特征和優(yōu)點根據(jù)下面描述的實施例和附圖通過詳細描述將變 得明顯易懂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 圖1是示出在從操作表面看的本描述中根據(jù)本公開實施例的信息輸入裝置狀態(tài) 的示意圖。
[0035] 圖2是示出從與操作表面相反的后表面?zhèn)瓤葱畔⑤斎胙b置狀態(tài)的示意圖。
[0036] 圖3是示出當(dāng)信息輸入裝置通過垂直于水平方向的平面切割時的截面圖。
[0037] 圖4是用于描述方法的示意圖，其中信息輸入裝置檢測使用者指尖在水平方向上 的操作。
[0038] 圖5A是示出一個傳感器元件操作狀態(tài)的示意圖。
[0039] 圖5B是示出一個傳感器元件操作狀態(tài)的示意圖。
[0040] 圖6A是示出作為指示器在⑶I屏幕上的水平位置，信息輸入裝置中檢測的水平位 置狀態(tài)的示意圖。
[0041] 圖6B是示出根據(jù)信息輸入裝置中檢測的垂直位置計算指示器在⑶I屏幕上的垂 直方向上運動量狀態(tài)的示意圖。
[0042] 圖7是用于描述方法的示意圖，其中信息輸入裝置檢測使用者指尖在垂直方向上 的操作。
[0043] 圖8是用于描述方法的示意圖，其中信息輸入裝置檢測使用者指尖在垂直方向上 的操作。
[0044] 圖9是用于描述方法的示意圖，其中信息輸入裝置檢測使用者指尖在垂直方向上 的操作。
[0045] 圖10是示出操作器的修改示例的示意圖。
[0046] 圖11是示出圖10所示操作器的操作示例的示意圖。
[0047] 圖12A是示出用在第一成列傳感器120和第二成列傳感器130中的傳感器元件 (在構(gòu)造在壓敏導(dǎo)電橡膠中的情況下）構(gòu)造示例的示意圖。
[0048] 圖12B是示出用在第一成列傳感器120和第二成列傳感器130中的傳感器元件 (在構(gòu)造為壓敏導(dǎo)電橡膠的情況下）構(gòu)造示例的示意圖。
[0049] 圖13A是示出用在第一成列傳感器120和第二成列傳感器130中的傳感器元件 (在構(gòu)造為壓敏導(dǎo)電碳印刷物的情況下）構(gòu)造示例的示意圖。
[0050] 圖13B是示出用在第一成列傳感器120和第二成列傳感器130中的傳感器元件 (在構(gòu)造為壓敏導(dǎo)電碳印刷物中的情況下）構(gòu)造示例的示意圖。
[0051] 圖14是示出處理單元構(gòu)造的示意圖，該處理單元處理來自第一成列傳感器的每 個傳感器元件和第二成列傳感器的每個傳感器元件的檢測信號。
[0052] 圖15是示出當(dāng)使用者指尖在水平方向上從操作表面的基本上垂直中心位置在操 作單元中滑動時處理單元中信號處理結(jié)果的示意圖。
[0053] 圖16是示出當(dāng)使用者指尖在水平方向上從操作表面的垂直上部位置在操作單元 中滑動時處理單元中信號處理結(jié)果的示意圖。
[0054] 圖17是示出當(dāng)使用者指尖在水平方向上從操作表面的垂直下部位置在操作單元 中滑動時處理單元中信號處理結(jié)果的示意圖。
[0055] 圖18是示出在兩個手指執(zhí)行多個觸摸時處理單元中信號處理結(jié)果的示意圖。
[0056] 圖19是用于描述方法的示意圖，該方法用于采用來自第一成列傳感器的檢測信 號計算指尖的水平位置。
[0057] 圖20是用于描述方法的示意圖，該方法用于采用來自第一成列傳感器的檢測信 號計算指尖的水平位置。
[0058] 圖21是用于描述方法的示意圖，該方法用于采用來自第一成列傳感器和第二成 列傳感器的檢測信號計算指尖的水平位置。
[0059] 圖22是示出處理順序的流程圖，用于根據(jù)來自第一成列傳感器和第二成列傳感 器的檢測信號在處理單元1400中獲得二維位置信息。
[0060] 圖23A是示出應(yīng)用信息輸入裝置到筆記本計算機示例的示意圖。
[0061] 圖23B是示出應(yīng)用信息輸入裝置到筆記本計算機示例的示意圖。
[0062] 圖24是示出應(yīng)用根據(jù)實施例的信息輸入裝置到遙控裝置示例的示意圖。
[0063] 圖25是示出采用圖24所示的遙控裝置上的信息輸入裝置在TV屏幕上移動指示 器狀態(tài)的示意圖。
[0064] 圖26是示出應(yīng)用信息輸入裝置到頭安裝型顯示設(shè)備示例的示意圖。
[0065] 圖27是示出設(shè)置光標(biāo)狀態(tài)的示意圖，從而視線的中心線和操作手指在融合使用 者智能的顯示圖像上排列成直線。
[0066] 圖28是示出信息輸入裝置構(gòu)造示例的示意圖，該信息輸入裝置以曲線形狀安裝 在頭安裝型顯示設(shè)備上。
[0067] 圖29是示意性地示出采用信息輸入裝置作為輸入單元的信息處理設(shè)備的功能性 構(gòu)造的示意圖。

【具體實施方式】
[0068] 下文將參考附圖詳細描述本公開的實施例。
[0069] 在圖1中，示出了從操作表面看根據(jù)本公開實施例的信息輸入裝置100的狀態(tài)。另 夕卜，在圖2中，示出了從與操作表面相反的后表面?zhèn)瓤葱畔⑤斎胙b置100的狀態(tài)，并且在圖 3中，示出了通過垂直于縱向方向的平面切割信息輸入裝置100時的橫截面。
[0070] 信息輸入裝置100包括：操作器110,使用者通過滑動指尖在該操作器上執(zhí)行滑動 操作；第一成列（行）傳感器120和第二成列（行）傳感器130,設(shè)置在操作器110的后表 面；以及處理單元（圖1至圖3中沒有示出），處理來自第一成列傳感器120和第二成列傳 感器130的檢測信號。
[0071] 操作器110由圓柱體組成，該圓柱體具有基本上扇形的適當(dāng)平面圖形作為底表 面。圓柱體相當(dāng)于扇形弧的側(cè)表面構(gòu)成操作表面111，使用者通過滑動指尖在該操作器上執(zhí) 行滑動操作。另外，在操作表面111的大致中心，為了引導(dǎo)使用者指尖操作，凸起狀引導(dǎo)部 分112提供為沿著圓柱體的高度方向，即在縱向方向上。
[0072] 另外，操作器110的扇形橫截面相當(dāng)于半徑的側(cè)表面構(gòu)成面對第一成列傳感器 120的第一相對表面113,并且另一個側(cè)表面構(gòu)成面對第二成列傳感器130的第二相對表面 114。而且，為了保持相對的位置，隔板115設(shè)置在第一相對表面113和第一成列傳感器120 之間，并且為了保持相對的位置，隔板116設(shè)置在第二相對表面114和第二成列傳感器130 之間。
[0073] 如圖3所不，操作器110的扇形橫截面的中心角設(shè)為0。因此，第一相對表面113 和第二相對表面114是在操作器110的縱向方向上的平行平面且以角e相交。
[0074] 操作器110,例如，由諸如硅橡膠的彈性體形成，并且與引導(dǎo)部分112 -體形成，弓丨 導(dǎo)部分112提供為在操作表面111上突出。當(dāng)使用者指尖在操作表面111上沿著引導(dǎo)部分 112在縱向方向上滑動時，操作器110在指尖的當(dāng)前位置向下變形，并且導(dǎo)致分別在第一相 對表面113和第二相對表面114的相應(yīng)位置按壓第一成列傳感器120和第二成列傳感器 130。在下面的描述中，采用信息輸入裝置100,從而通過設(shè)置操作器110使其縱向方向是水 平的，使用者在水平方向上在操作表面111上滑動指尖。
[0075] 第一成列傳感器120構(gòu)造為在延長基板121的縱向方向上將多個（N)傳感器 兀件122-1，122-2, ...，122-N排列成行，并且設(shè)置為面對第一相對表面113,從而傳感 器元件122-1，...的排列方向變?yōu)槠叫杏诓僮髌?10的縱向方向，即水平方向。類似 地，第二成列傳感器130構(gòu)造為在延長基板131的縱向方向上將多個（N)傳感器元件 132-1，132-2, ...，132-N排列成行，并且設(shè)置為面對第二相對表面114,從而傳感器兀件 132-1，...的排列方向變?yōu)槠叫杏诓僮髌鞯目v向方向，即水平方向。如上所述，因為第一相 對表面113和第二相對表面114以角0相交，所以第一成列傳感器120和第二成列傳感器 130也以角0相交。
[0076] 成列傳感器120和130的每一個中所用的傳感器元件122-1，...，132-1...是其 中導(dǎo)電性或電阻值根據(jù)所施加的壓力而變化的裝置，并且能通過采用諸如壓敏導(dǎo)電橡膠或 壓敏導(dǎo)電碳印刷物的材料構(gòu)造。
[0077] 在操作器110的第一相對表面113側(cè)，圓柱凸起形成在分別與第一成列傳感 器120側(cè)的每個傳感器元件122-1，122-2，... 122-N鄰接的每個位置，并且N導(dǎo)體圖案 117-1，117-2,... 117-N通過印刷或氣相沉積形成在圓柱凸起的上表面上。類似地，在操作 器110的第二相對表面114側(cè)，圓柱凸起形成在分別與第二成列傳感器130側(cè)的每個傳感 器元件132-1，132-2,... 132-N鄰接的每個位置，并且N導(dǎo)體圖案118-1，118-2,... 118-N 通過印刷或氣相沉積形成在圓柱凸起的上表面上。
[0078] 根據(jù)本實施例的信息輸入裝置100設(shè)置在信息設(shè)備（未示出）中，從而操作器110 的縱向方向變?yōu)樗椒较?。使用者基本在操作表?11上的水平方向滑動指尖。因此，信 息輸入裝置100可通過這樣的指尖測量在水平方向上的絕對位置，并且計算在垂直方向上 的相對移動量。首先，將描述在信息輸入裝置100中用于檢測使用者指尖在水平方向上操 作的方法。
[0079] 如圖4所示，在操作表面111上，在使用者指尖按壓的點處，操作器110向下彈性 變形。另外，當(dāng)使用者指尖在操作表面111上（沿著引導(dǎo)部分112)在水平方向上滑動時， 操作器110的向下變形點也在水平方向上移動，從而跟隨指尖的水平位置。然后，如圖5 所示，在操作器110的向下變形點（即指尖的當(dāng)前位置）上，由壓敏導(dǎo)電橡膠或壓敏導(dǎo)電 碳印刷物形成的傳感器元件由操作器110的后表面?zhèn)壬闲纬傻膱A柱凸起按壓變形。結(jié)果， 傳感器元件與圓柱凸起的上表面上的導(dǎo)體圖案的接觸面積增加，并且減小了傳感器元件的 電阻值。因此，通過使連接到每個傳感器元件兩端的端子之間流動的電流增大，或者通過 使該端子之間的電壓減小，能檢測排列成行的多個傳感器元件122-1，122-2, ...，122-N和 132-1，132-2, ...，132-N的哪一個受壓，換言之，檢測使用者指尖在操作表面111上接觸的 水平位置。
[0080] 如圖2所示，第一成列傳感器120構(gòu)造為在延長基板121的縱向方向上，即 水平方向上排列多個傳感器元件122-1，122-2，...，122-N成行。另外，第二成列傳 感器130構(gòu)造為在延長基板131的縱向方向上，即在水平方向上，將多個傳感器元件 132-1，132-2, ...，132-N成一線。因此，通過根據(jù)本實施例的信息輸入裝置100,能測量水 平位置的絕對值。通過在傳感器元件之間檢測信號的插入計算可改進方案。另外，如圖6A 所示，可使信息輸入裝置1〇〇上檢測的水平位置為GUI (圖形用戶界面）屏幕上的指示器的 水平位置，或者為絕對移動量。
[0081] 此外，在鄰接第一成列傳感器120側(cè)的每個傳感器元件122-1，122-2,... 122-N 的每個位置提供圓柱凸起以及在鄰接第二成列傳感器130側(cè)的每個傳感器元件 132-1，132-2,... 132-N的每個位置提供圓柱凸起甚至在受壓變形的情況下也保持相鄰的 鄰接導(dǎo)體圖案117-1，117-2, --?，117-N和118-1，118-2, --?，118-N之間絕緣，并且防止錯 誤檢測。在相鄰導(dǎo)體圖案之間的絕緣可保持的情況下，凸起可以是不必要的。
[0082] 隨后，將描述在信息輸入裝置100中檢測使用者指尖在垂直方向上操作的方法。
[0083] 第一成列傳感器120和第二成列傳感器130設(shè)置為以角0相交，平行于形成操作 器110的圓柱主體的高度方向，即水平方向，并且分別面對操作器110的第一相對表面113 和第二相對表面114。
[0084] 如上所述，在操作單元110的操作表面111上，使用者指尖操作的位置向下按壓， 并且通過輸出在第一成列傳感器120和第二成列傳感器130的傳感器元件當(dāng)中來自與壓下 的水平位置的對應(yīng)的傳感器元件的檢測信號，可確定水平方向上的操作位置。
[0085] 這里，因為第一成列傳感器120和第二成列傳感器130彼此相交，所以，當(dāng)使用者 指尖在垂直方向上向下按壓時，第一成列傳感器120和第二成列傳感器130中水平位置上 相同的第i個傳感器元件122-i和132-i之間的檢測信號之差可容易發(fā)生。
[0086] 圖7示出了通過將使用者指尖在垂直方向上放置在操作器110的操作表面111的 基本中心上，操作表面111上的操作狀態(tài)。在此情況下，指尖在其中設(shè)置第i個傳感器元件 122-i和132-i的對應(yīng)水平位置上操作。
[0087] 因為指尖壓下引導(dǎo)部分112的上部，即在垂直方向上操作表面111的基本上中心， 所以指尖鄰接的位置上操作器110的上半部和下半部上的壓縮比基本上相同。因此，在操 作器110的底表面?zhèn)龋磯簤毫缀蹙鶆虻胤峙湓诘谝幌鄬Ρ砻?13和第二相對表面114 中。基本上相等的壓力施加到第一成列傳感器120和第二成列傳感器130的相同水平位置 i。在此情況下，分別從傳感器元件122-i和132-i的檢測信號獲得的按壓壓力基本上相同。
[0088] 另一方面，圖8示出了通過在垂直方向上將使用者指尖放在操作器110的操作表 面111的基本中心上部操作表面111的操作狀態(tài)。在此情況下，指尖操作在其中設(shè)置第i 個傳感器元件122-i和132-i的對應(yīng)水平位置。
[0089] 因為指尖在垂直方向上壓下操作表面111的基本中心的上部，所以在指尖接觸的 位置上，上半部上的壓縮比高于操作器110的下半部。因此，操作器110朝著第一相對表面 113比朝著第二相對表面140的變形更大。因此，甚至在相同的水平位置i上，施加到第一 成列傳感器120的壓力比施加到第二成列傳感器130的壓力大。在此情況下，從傳感器元 件122-i的檢測信號獲得的按壓壓力更高。
[0090] 另外，圖9示出了通過在垂直方向上將使用者指尖放在操作器110的操作表面111 的基本中心的下部上操作表面111上的操作狀態(tài)。在此情況下，指尖操作在其中設(shè)置第i 個傳感器元件122-i和132-i的對應(yīng)水平位置上。
[0091] 因為指尖在垂直方向上向下壓操作表面111的基本中心之下的部分，所以在指尖 接觸的位置上，下半部上的壓縮比高于操作器110的上半部的壓縮比。因此，操作器110在 第二相對表面114方向上的變形進一步大于在第一相對表面113方向上的變形。因此，甚 至在相同的水平位置i上，施加到第二成列傳感器130的壓力比施加于第一成列傳感器120 的壓力大。在此情況下，從傳感器元件132-i的檢測信號獲得的按壓壓力更高。
[0092] 相應(yīng)地，如從圖7至圖9明顯可見，通過取第一成列傳感器120和第二成列傳感器 130中相同位置i上來自傳感器元件122-i和132-i的檢測信號差，或者通過取操作器110 的上部和下部的壓縮比，能檢測使用者指尖在垂直方向上的操作。例如，能計算操作器110 的上部和下部的差值量或壓縮比作為⑶I屏幕上的指示器在垂直方向上的相對運動量。因 此，能指示絕對水平位置（參見圖6A)并且通過信息輸入裝置100在⑶I屏幕（參見圖6B) 上輸入二維坐標(biāo)。
[0093] 例如，如圖1所示，在信息輸入裝置100構(gòu)造為具有長五至十厘米且寬三至五毫米 成線形狀的操作器110的情況下，上述二維坐標(biāo)輸入可以以良好的可操作性實現(xiàn)，并且尺 寸也可減小為足以結(jié)合在小信息終端裝置中。然而，本公開的目的不限于信息輸入裝置100 的尺寸為長五至十厘米和寬三至五毫米。
[0094] 另外，圖10示出了操作器110的修改示例。圖1至圖3示出的操作器110的區(qū)別 是提供狹縫且分開鄰接第一成列傳感器120側(cè)的每個傳感器元件122-1，122-2,... 122-N 的每個位置上提供的導(dǎo)體圖案117-1，117-2,... 117-N的每一個之間的區(qū)域，以及分開鄰 接第二成列傳感器130側(cè)的每個傳感器元件132-1，132-2,... 132-N的每個位置上提供的 導(dǎo)體圖案118-1，118-2,... 118-N的每一個之間的區(qū)域。
[0095] 在如圖10所示提供狹縫的情況下，在操作器110上，使用者指尖在操作表面111 上按壓位置上的圓柱凸起如圖11所示向下變形。然而，可抑制相鄰圓柱凸起的變形量。結(jié) 果，第一成列傳感器120和第二成列傳感器130的僅對應(yīng)的傳感器元件122-i和132-i被 允許起作用，并且相鄰傳感器元件122-(i+/-l)和132-(i+/-l)被抑制起作用。因此，能改 善位置檢出分辨率。
[0096] 另外，在圖12A和圖12B以及圖13A和圖13B中，分別示出了第一成列傳感器120 和第二成列傳感器130中使用的傳感器元件的構(gòu)造示例。圖12A是在由壓敏導(dǎo)電橡膠形成 的情況下傳感器元件的俯視圖。圖13A是在由壓敏導(dǎo)電碳印刷物形成的情況下傳感器元件 的俯視圖。在任何情況下，在傳感器元件的兩端，用于檢測A和B的端子彼此連接。
[0097] 因為如圖12A和圖12B以及圖13A和圖13B所示的這樣的傳感器元件鄰接如圖 12B和圖13B所示操作器110的面對表面上形成的圓柱凸起的上表面上的導(dǎo)體圖案，所以 兩端上用于檢測的端子處于彼此電連接的狀態(tài)（如圖12A至13B中的虛線箭頭所示）。然 后，在使用者采用指尖施加壓力的位置上，通過操作器110的彈性變形（參見圖4)，壓敏導(dǎo) 電橡膠參見圖12A和12B，或壓敏導(dǎo)電碳印刷物參見圖13A和13B，構(gòu)成傳感器元件，傳感器 元件由圓柱凸起按壓變形。結(jié)果，增加了傳感器元件與凸起上的導(dǎo)體圖案的接觸面積，并且 減小了傳感器元件的端子A和B之間的電阻值。因此，通過連接到每個傳感器元件的兩端 的端子之間流過電流的增加，或者端子之間電壓的減小，能檢測排列成行的多個傳感器元 件122-1，122-2, ...，122-N和132-1，132-2, ...，132-N的哪一個元件受壓，并且測量按壓 壓力。
[0098] 圖14示意性地示出了處理單元1400的構(gòu)造，其處理來自第一成列傳感器120 的每個傳感器元件122-1，122-2, ...，122-N以及第二成列傳感器130的每個傳感器元件 132-1，132-2, ...，132-N 的檢測信號。
[0099] 每個傳感器元件 122-1，122-2, --?，122-N 和 132-1，132-2, --?，132-N 的一個端子 A連接到處理單元1400的有源端。另外，另一個端子B通過上拉電阻上拉，并且分別連接到 每個對應(yīng)的A/D輸入端。
[0100] 在一定的水平位置i上，當(dāng)壓力從使用者指尖施加到操作器110時，面對表面113 和114上的圓柱凸起被按下，并且導(dǎo)體圖案與傳感器元件122-i和132-i接觸。結(jié)果，傳感 器元件122-i和132-i的兩個端子A和B在絕緣狀態(tài)下變成通過導(dǎo)體圖案導(dǎo)電。相應(yīng)地，處 理單元1400能隨著端子之間電壓的減小而檢測信號。另外，當(dāng)由指尖施加到操作器110的 壓力變得較高時，如圖5和圖7至圖9所示，形成傳感器元件122-i/132-i的壓敏導(dǎo)電橡膠 或壓敏導(dǎo)電碳印刷物受壓變形，并且增加了導(dǎo)體圖案的接觸面積，并且減小了傳感器元件 122-i和132-i的電阻值。因此，流過端子A和B的電流增加，或者端子之間的電壓減小。
[0101] 因此，處理單元1400能夠進行A/D轉(zhuǎn)換且使每個傳感器元件 122-1，122-2, ...，122-N和132-1，132-2, ...，132-N的電流信號或電壓信號從每個A/D輸 入端輸入，并且根據(jù)電流電平或電壓電平測量每個傳感器元件的電阻值。因此，處理單元 1400由電阻值計算施加到每個傳感器元件的按壓壓力。另外，處理單元1400執(zhí)行相鄰傳感 器元件之間檢測的按壓壓力的插值計算，并且因此，使其能改善分辨度。
[0102] 然后，處理單元1400通過串行接口等輸出測量結(jié)果到主計算機（未示出）。主計 算機側(cè)可轉(zhuǎn)換從第一成列傳感器120和第二成列傳感器130兩線獲得的按壓壓力信息為二 維位置信息，并且可用于指示器在⑶I屏幕（參見圖6A和圖6B)等上的移動操作。
[0103] 在操作表面111上，在使用者指尖觸摸的水平位置，檢出水平，即與第一成列傳感 器120和第二成列傳感器130上的水平位置對應(yīng)的傳感器元件的按壓壓力變高。
[0104] 圖15示出了當(dāng)使用者指尖在操作單元110中在水平方向上從操作表面111的基 本垂直中心位置滑動時在處理單元1400中信號處理的結(jié)果。如所示，根據(jù)使用者指尖在水 平方向上的滑動操作，傳感器元件的檢出水平，即按壓壓力達到峰值的水平位置也移動。另 夕卜，因為使用者指尖呈現(xiàn)在操作表面111的基本垂直中心位置，所以在指尖接觸的位置上， 基本上相同的壓力施加到操作器110的上半部分和下半部分（參見圖7)。因此，第一成列 傳感器120和第二成列傳感器130的每個水平位置上檢測的檢出水平的峰值基本上相同。
[0105] 另外，圖16示出了當(dāng)使用者指尖在操作單元110中在水平方向上從操作表面111 的垂直上部位置滑動時處理單元1400中信號處理的結(jié)果。如所示，根據(jù)使用者指尖在水平 方向上的滑動操作，傳感器元件的檢出水平，即按壓壓力達到峰值的水平位置也水平地移 動。另外，因為使用者指尖呈現(xiàn)在操作表面111的垂直上部位置，所以在指尖鄰接的位置 上，施加到操作器110上半部的壓力高于施加到下半部的壓力（參見圖8)。因此，第一成列 傳感器120的每個水平位置上檢測的檢出水平的峰值大于第二成列傳感器130的每個水平 位置上檢測的檢出水平的峰值。
[0106] 另外，圖17示出了當(dāng)使用者指尖在操作單元110中在水平方向上從操作表面111 的垂直下部位置滑動時處理單元1400中信號處理的結(jié)果。如所示，根據(jù)使用者指尖在水平 方向上的滑動操作，傳感器元件的檢出水平，即按壓壓力達到峰值的水平位置也水平地移 動。另外，因為使用者指尖呈現(xiàn)在操作表面111的垂直下部位置，所以在指尖鄰接的位置 上，施加到操作器110的下半部的壓力高于施加到上半部的壓力（參見圖9)。因此，第二成 列傳感器130的每個水平位置上檢測的檢出水平的峰值大于第一成列傳感器120的每個水 平位置上檢測的檢出水平的峰值。
[0107] 另外，在第一成列傳感器120和第二成列傳感器130的位置檢出分辨率足夠高的 情況下，采用多個手指（多個觸摸）的同時操作，諸如在操作器110的操作表面111上的捏 操作也是可能的。圖18示出了當(dāng)由兩個手指執(zhí)行多個觸摸時處理單元1400中信號處理的 結(jié)果。如所示，在每個指尖之間的水平位置上，產(chǎn)生檢出水平的對應(yīng)峰值。當(dāng)每個手指的按 壓壓力不同時，檢出水平的峰值也不同。
[0108] 另外，在每個手指在操作表面111上分別在不同的垂直方向上執(zhí)行操作的情況 下，在檢出水平達到峰值的水平位置的每一個上，第一成列傳感器120和第二成列傳感器 130的檢出水平的大小關(guān)系完全不同，能檢測每個手指的垂直位置和水平位置。
[0109] 在圖18所示的示例中，左指尖在操作表面111上操作基本垂直中心位置，第一成 列傳感器120和第二成列傳感器130在水平位置上檢測的檢出水平峰值基本相同。另一方 面，右指尖在操作表面111上操作垂直上部位置，第一成列傳感器120在水平位置上檢測的 檢出水平的峰值比第二成列傳感器130在水平位置上檢測的檢出水平的峰值高。
[0110] 這里，下面將描述具體的方法示例，該具體示例用于在處理單元1400中根據(jù)第一 成列傳感器120和第二成列傳感器130的檢測信號，計算指尖的水平位置和垂直位置。
[0111] 在測量指尖的水平位置的情況下，可僅采用第一成列傳感器120或第二成列傳感 器130的任何一個的一個檢測信號，或者可采用兩個檢測信號。這里，為了描述簡單，將描 述僅采用第一成列傳感器120計算指尖的水平位置的情況。
[0112] 圖19示出了使用者指尖在操作器110的操作表面111上按壓接近對應(yīng)于第 一成列傳感器120的恰好第i個傳感器元件122-i的狀態(tài)，以及此時每個傳感器元件 122-1...的檢出水平。在此情況下，檢出水平僅在傳感器元件122-i上顯示很高。這里，當(dāng) 指尖的水平位置設(shè)為xfingCT，第i個傳感器元件122-i的水平位置設(shè)為Xi時，則指尖 XfingCT的 水平位置可由下面的公式1獲得。
[0113][數(shù)學(xué)式1]

【權(quán)利要求】
1. 一種信息輸入裝置，包括： 操作器，使用者在第一方向上在該操作器上執(zhí)行滑動操作； 第一檢測單元，設(shè)置在該操作器的后表面，并且檢測該使用者在該第一方向上在該操 作器上執(zhí)行該滑動操作的位置和壓力； 第二檢測單元，設(shè)置為相鄰于該第一檢測單元，從而在該操作器的后表面平行于該第 一方向，并且檢測該使用者在該第一方向上在該操作器上執(zhí)行該滑動操作的位置和壓力； 以及 位置測量單元，根據(jù)由該第一檢測單元或該第二檢測單元的至少一個檢測的該滑動位 置測量該第一方向上的指示位置，并且根據(jù)分別由該第一檢測單元和該第二檢測單元檢測 的壓力差測量在垂直于該第一方向的第二方向上的指示位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息輸入裝置， 其中該操作器的后表面包括第一相對表面和第二相對表面，它們平行于該第一方向并 且分別以預(yù)定的角度相交，并且 其中該第一檢測單元設(shè)置為與該第一相對表面相對，并且該第二檢測單元設(shè)置為與該 第二相對表面相對。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的信息輸入裝置， 其中該操作器由彈性材料形成，并且將使用者在該第一方向上施加到該滑動位置的壓 力傳播到該第一檢測單元和該第二檢測單元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的信息輸入裝置， 其中該第一檢測單元和該第二檢測單元分別包括沿著該第一方向設(shè)置的多個壓力敏 感元件，并且 其中該位置檢測單元根據(jù)該壓力敏感元件檢測的該第一方向上的位置輸出測量該第 一方向上的該指示位置，該指示位置上檢出水平在該第一檢測單元或該第二檢測單元中達 到峰值，并且根據(jù)在該第一方向上設(shè)置在相同位置的該第一檢測單元和該第二檢測單元的 壓力敏感元件的該檢出水平之差計算第二方向上的指示位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的信息輸入裝置， 其中該第一檢測單元由布置在第一基板上的多個壓力敏感元件形成，該第一基板設(shè)置 為沿著該第一方向與該操作器的該第一相對表面相對，并且 其中該第二檢測單元由布置在第二基板上的多個壓力敏感元件形成，該第二基板設(shè)置 為沿著該第一方向與該操作器的該第二相對表面相對。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的信息輸入裝置， 其中該第一檢測單元的每個壓力敏感元件由設(shè)置在該第一基板上的壓敏導(dǎo)電橡膠或 壓敏導(dǎo)電碳印刷物形成，并且與形成在該第一相對表面的相應(yīng)位置上的導(dǎo)體圖案接觸，以 根據(jù)施加的壓力改變其兩端之間的電阻值， 其中該第二檢測單元的每個壓力敏感元件由設(shè)置在該第二基板上的壓敏導(dǎo)電橡膠或 壓敏導(dǎo)電碳印刷物形成，并且與形成在該第二相對表面的相應(yīng)位置上的導(dǎo)體圖案接觸，以 根據(jù)施加的壓力改變其兩端之間的電阻值，并且 其中該位置檢測單元根據(jù)每個壓力敏感元件的該電阻值計算按壓壓力。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的信息輸入裝置， 其中該操作器包括在該第一相對表面的該第一基板上與該壓力敏感元件的每一個的 相應(yīng)位置上形成的分別在上表面上具有導(dǎo)體圖案的凸起，并且包括在該第二相對表面的該 第二基板上與該壓力敏感元件的每一個的相應(yīng)位置上形成的分別在上表面上具有導(dǎo)體圖 案的凸起。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的信息輸入裝置， 其中該操作器包括狹縫，以分開該第一相對表面和該第二相對表面上形成的每個導(dǎo)體 圖案。
9. 一種信息處理設(shè)備，包括： 信息輸入單元，包括：操作器，使用者在第一方向上在該操作器上執(zhí)行滑動操作；第一 檢測單元，設(shè)置在該操作器的后表面，并且檢測該使用者在該第一方向上在該操作器上執(zhí) 行該滑動操作的位置和壓力；第二檢測單元，設(shè)置為相鄰于該第一檢測單元，從而在該操作 器的后表面平行于該第一方向，并且檢測該使用者在該第一方向上在該操作器上執(zhí)行該滑 動操作的位置和壓力；以及位置測量單元，根據(jù)由該第一檢測單元或該第二檢測單元的至 少一個檢測的該滑動位置測量該第一方向上的指示位置，并且根據(jù)分別由該第一檢測單元 和該第二檢測單元檢測的壓力差測量在垂直于該第一方向的第二方向上的指示位置； 顯示單元；以及 控制單元，根據(jù)由該信息輸入單元獲得的該第一方向上的該指示位置和該第二方向上 的該指示位置，在該顯示單元上控制屏幕顯示。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的信息處理設(shè)備，還包括： 安裝單元，在使用者頭上安裝信息處理設(shè)備的主體，從而該顯示單元朝著該使用者的 左眼和右眼顯示圖像。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的信息處理設(shè)備， 其中該控制單元響應(yīng)于使用者手指接觸該輸入單元使表示該輸入單元上接觸的水平 位置的光標(biāo)顯示在該顯示單元上的顯示圖像中。
12. -種遙控系統(tǒng)，包括： 遙控裝置，包括操作器，使用者在第一方向上在該操作器上執(zhí)行滑動操作；第一檢測單 元，設(shè)置在該操作器的后表面，并且檢測該使用者在該第一方向上在該操作器上執(zhí)行該滑 動操作的位置和壓力；第二檢測單元，設(shè)置為相鄰于該第一檢測單元，從而在該操作器的后 表面平行于該第一方向，并且檢測該使用者在該第一方向上在該操作器上執(zhí)行該滑動操作 的位置和壓力；位置測量單元，根據(jù)由該第一檢測單元或該第二檢測單元的至少一個檢測 的該滑動位置測量該第一方向上的指示位置，并且根據(jù)分別由該第一檢測單元和該第二檢 測單元檢測的壓力差測量在垂直于該第一方向的第二方向上的指示位置；以及發(fā)射單元， 用于根據(jù)由該位置測量單元測量的該第一方向上的該指示位置和該第二方向上的該指示 位置發(fā)射遙控信號；以及 顯示裝置，包括顯示單元、用于從該遙控裝置接收該遙控信號的接收單元以及根據(jù)由 該接收單元接收的該遙控信號控制在該顯示單元上的屏幕顯示的控制單元。
【文檔編號】G06F3/0362GK104395863SQ201380034419
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月4日
【發(fā)明者】弦本隆志, 山崎貴義, 杉田尚基 申請人:索尼公司