傳感器裝置以及信息處理裝置的製作方法

2023-08-02 20:24:21 2

專利名稱：傳感器裝置以及信息處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種傳感器裝置以及一種信息處理裝置。
背景技術：
近年來，市場上已流通多種信息處理裝置，諸如行動電話和汽車導航系統，它 們各自包括具有觸摸板的傳感器裝置。為了操作觸摸板，採用了多種方法，諸如電阻 法、電磁法、以及電容法。根據這種技術，通過諸如手指或觸筆的操作工具在觸摸板上 的接觸，能夠檢測到操作工具的位置。由於上述觸摸板被用於檢測操作工具的位置，所以難以確定觸摸板上的壓力， 從而這限制了可實現的操作。另一方面，已經開發了這樣的信息處理裝置，它們各自配 備有壓敏式傳感器以用於根據觸摸板上的壓力改變電容。根據該裝置，由使用者施加在 觸摸板上的壓力的改變被檢測為壓敏式傳感器的電容的改變，由此除位置之外能夠實現 根據壓力(按壓力)變化的多種操作。

發明內容
然而，在上述壓敏式傳感器中，所要檢測的電容可以基於壓敏式傳感器與操作 工具之間的電容耦合，甚至通過操作工具(諸如使用者的手指)的接近而改變。此時， 由於在觸摸板上的按壓壓力沒有改變，所以電容值的改變是誤檢測，從而使壓敏式傳感 器輸出錯誤的壓力值。因此，在檢測使用者的手指等的輸入操作並且通過使用觸摸板和 壓敏式傳感器來根據該輸入操作執行處理的情況下，存在由於壓敏式傳感器的誤檢測而 引起信息處理裝置發生故障的威脅。鑑於前述情形，希望提供新穎的和改進的傳感器裝置和信息處理裝置，並且該 傳感器裝置和信息處理裝置能夠防止由於隨著操作工具(諸如手指)的接近而發生的與操 作工具的電容耦合所引起的傳感器裝置的電容改變。根據本發明的一個實施例，提供了一種傳感器裝置，包括壓敏式傳感器，該 壓敏式傳感器響應於操作工具的按壓而改變形狀，並且檢測由於形狀改變而引起的電容 改變；以及屏障，該屏障至少覆蓋壓敏式傳感器的一部分，並且防止由於隨著壓敏式傳 感器與操作工具之間的接近而發生的電容耦合所引起的壓敏式傳感器的電容改變。根據該傳感器裝置，屏障可以是接地的電導體，並且該電導體可以防止由於操 作工具與壓敏式傳感器之間的電容耦合而引起的壓敏式傳感器的電容改變。根據該傳感器裝置，還可以包括觸摸板，該觸摸板包括輸入操作表面，並且檢 測操作工具在輸入操作表面上的按壓位置。壓敏式傳感器可以根據觸摸板的輸入操作表 面上的按壓位置來改變形狀，並且壓敏式傳感器可以在通過使用屏障來防止由於壓敏式 傳感器附近的操作工具而引起的壓敏式傳感器的誤檢測的情況下，檢測由於改變形狀而 引起的電容改變。根據該傳感器裝置，屏障可以從輸入操作表面側以及從與輸入操作表面垂直的表面側覆蓋壓敏式傳感器。根據該傳感器裝置，屏障可以包括第一屏障，其從輸入操作表面側覆蓋壓敏 式傳感器；以及第二屏障，其從與輸入操作表面垂直的表面側覆蓋壓敏式傳感器，第一 屏障和第二屏障可以是物理上分離的，並且第一屏障能夠根據形狀的改變移動。根據該傳感器裝置，第一屏障可以是薄膜。根據該傳感器裝置，第二屏障可以覆蓋壓敏式傳感器表面中處於觸摸板側的相 反側的表面。根據該傳感器裝置，第二屏障可以形成為具有高於輸入操作表面的位置的末端。根據該傳感器裝置，壓敏式傳感器可以包括第一彈性體，並且屏障可以包括第 二彈性體，第二彈性體在與第一彈性體成為整體的情況下根據操作工具的按壓與第一彈 性體一起改變形狀。根據本發明的另一實施例，提供一種信息處理裝置，包括壓敏式傳感器，其 響應於操作工具的按壓來改變形狀，並且檢測由於形狀改變而引起的電容的改變；屏 障，其至少覆蓋壓敏式傳感器的一部分，並且防止由於隨著壓敏式傳感器與操作工具之 間的接近而發生的電容耦合所引起的壓敏式傳感器的電容的改變；以及控制器，其基於 壓敏式傳感器所檢測的電容改變，根據操作工具的操作來處理信息。根據上述的本發明的實施例，可以防止由於隨著操作工具(諸如手指)的接近而 發生的與操作工具的電容耦合所引起的傳感器裝置的電容的改變。


圖1是用於說明配備有根據本發明每個實施例的傳感器裝置的移動裝置的示 圖；圖2是用於說明根據本發明的第一實施例的傳感器裝置的截面圖和俯視圖；圖3是根據實施例的傳感器裝置的截面圖，其中手指在傳感器裝置附近；圖4是用於說明根據實施例的變型的傳感器裝置的截面圖和俯視圖；圖5是用於說明根據本發明的第二實施例的傳感器裝置的截面圖；圖6是用於說明根據本發明的第三實施例的傳感器裝置的截面圖；圖7是用於說明根據實施例的變型的傳感器裝置的截面圖；圖8是用於說明根據相關技術的傳感器裝置的截面圖；以及圖9是根據相關技術的傳感器裝置的截面圖，其中手指在傳感器裝置附近。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明。應該注意，在本 說明書和附圖中，用相同的附圖標記表示實質上具有相同功能和結構的結構單元，並且 省略對這些結構單元的重複說明。此外，按照以下順序進行說明。1.關於根據相關技術的傳感器裝置2.關於應用了根據本發明的每個實施例的傳感器裝置的信息處理裝置
3.第一實施例4.第二實施例5.第三實施例首先，將參照圖8和圖9對根據相關技術的傳感器裝置10的問題進行說明。圖 8是根據相關技術的傳感器裝置10的截面圖和俯視圖。圖9是根據相關技術的傳感器裝 置10的截面圖，其中手指50、52和54在傳感器裝置10附近。在此，圖8和圖9所示的X方向指的是垂直於厚度方向的方向，壓敏式傳感器 11、觸摸板12、以及頂板15沿該厚度方向堆疊在基構件16上。此外，圖8和圖9所示的 Y方向指的是垂直於厚度方向並且與X方向正交的方向，壓敏式傳感器11、觸摸板12、 以及頂板15沿該厚度方向堆疊在基構件16上。此外，圖8和圖9所示的Z方向指的是 垂直於X-Y平面的方向。應該注意，下述的圖2至圖7中的X方向、Y方向和Z方向 與圖8和圖9中所示的X方向、Y方向和Z方向是相同的。此外，儘管操作工具(諸如手指或觸筆)和金屬物體的操作能夠作為致使與壓敏 式傳感器的電容耦合的物體的示例而給出，但是下面主要是以手指50、52和54為例進行 說明。首先，將參照圖8對傳感器裝置10的構造進行說明。圖8(a)是示出沿圖8(b) 中的截面線3-3截取的傳感器裝置10的截面的截面圖。此外，圖8(b)是從正Z軸方向 上看到的傳感器裝置10的表面的俯視圖。此外，圖8(c)是圖8(a)中的壓敏式傳感器11 的放大的截面圖。如圖8(a)所示，傳感器裝置10包括基構件16、壓敏式傳感器11、電 容式觸摸板12、以及頂板15。壓敏式傳感器11被設置在基構件16上。如圖8(b)所示，壓敏式傳感器11被 形成為具有基本上為矩形的框架。此外，如圖8(c)所示，壓敏式傳感器11包括兩個電極 22和彈性體24。彈性體24被夾在沿Z軸對齊的兩個電極22之間。彈性體24因操作工 具(諸如手指50)在Z軸的負方向上的壓力而收縮。壓敏式傳感器11將由彈性體24收 縮以及所改變的兩個電極22之間的距離所導致的電容改變檢測為電流或電壓的改變。彈 性體24的示例包括橡膠彈性體以及海綿。橡膠材料的示例包括聚氨酯橡膠和矽橡膠。觸摸板12被直接形成在壓敏式傳感器11之上。觸摸板12是電容型的，其帶有 手指50所接觸的、用作輸入操作表面的表面，並且觸摸板12檢測通過手指50在輸入操 作表面上的接觸而在輸入操作表面上形成的電極的電容改變，由此檢測手指50在XY方 向上的位置。此外，在Y方向上，顯示面板(未示出)形成在觸摸板12與基構件16之 間。使用者根據顯示在顯示面板上的內容使手指50接觸XY表面上的預定位置。例如， 觸摸板12包括聚醯亞胺基底、PET膜基底、或玻璃基底。頂板15形成在觸摸板12上。頂板15起到保護觸摸板12的作用並且防止觸摸 板12上出現劃痕。手指50經由頂板15按壓觸摸板12。例如，頂板15包括玻璃基底或 樹脂基底。控制器17被連接到壓敏式傳感器11以及觸摸板12。控制器17根據壓敏式傳感 器11和觸摸板12的檢測值控制配備有傳感器裝置10的移動裝置的預定輸入操作。控制 器17基於壓敏式傳感器11所檢測的電容來計算操作工具的壓力。
然而，當手指50按壓觸摸板12時，壓敏式傳感器11的電容改變還由手指15的 接近產生。將參照圖9來說明這一點。圖9 (a)示出了傳感器裝置10，其中手指50、52 和54在傳感器裝置10附近。圖9(b)示出了傳感器裝置10，其中手指50、52和54未在 傳感器裝置10附近。圖9(c)是傳感器裝置10的放大的截面圖，其中手指50在傳感器 裝置10附近。由手指50接近傳感器裝置10而導致壓敏式傳感器11的電容改變。這是因為手 指50接近傳感器裝置10致使手指50與傳感器裝置10 (壓敏式傳感器11的電極)之間的 電容耦合，這影響到壓敏式傳感器11的電容。壓敏式傳感器11的電容改變的原因並不 局限於手指從上方的接近。例如，如圖9(a)所示，壓敏式傳感器11的電容還在這樣的 情形下改變，即手指52從傳感器裝置10的側部接近的情形或者手指54從傳感器裝置10 的下方接近的情形。因此，壓敏式傳感器11可能錯誤地檢測電容的改變，所檢測的電容改變未反映 所希望檢測的壓力。因此，在下文中，將對根據本實施例的傳感器裝置進行說明，該傳 感器裝置防止由手指的接近而致使的電容改變，以便以高準確度檢測電容的改變。接下來，將參照圖1以行動電話1000為例對配備有根據本發明的每個實施例的 傳感器裝置的信息處理裝置進行說明。圖1是用於說明配備有根據實施例的傳感器裝置 的行動電話1000的示圖。圖1所示的行動電話1000是通過使用傳感器裝置100(其可以是傳感器裝置200 或傳感器裝置300 ；在下文中，同樣適用於參照圖1所做的說明)而形成的。傳感器裝 置100主要包括壓敏式傳感器110和觸摸板120。使用者使手指50與觸摸板120接觸並且用手指按壓觸摸板120，從而執行對移 動電話1000的輸入操作。如上所述，在行動電話1000中，手指50的位置是通過觸摸 板120檢測的。此外，在行動電話1000中，壓敏式傳感器110基於通過兩個電極所夾的 彈性體的收縮而導致的兩個電極之間的距離改變，來檢測電容的改變以作為手指50的壓 力。以這種方式，根據手指50在觸摸板120上的接觸位置和手指50的壓力在行動電話 1000中控制輸入操作。此外，儘管在此實施例中行動電話1000被作為配備有傳感器裝置100的信息處 理裝置的示例而給出，但是傳感器裝置100的使用並不受具體限制，並且傳感器裝置100 可以被應用於多種裝置，諸如可攜式通信裝置，包括PHS (個人手持電話系統)移動電 話、可攜式視頻/音樂播放器、可攜式遊戲機、以及包括PDA(個人數字助理)和筆記本 電腦的計算機。應該注意，可以存在傳感器裝置100未配備觸摸板120的情況。下面將參照圖2至圖3對根據本發明第一實施例的傳感器裝置進行詳細說明。圖 2是用於說明根據本發明的第一實施例的傳感器裝置的截面圖和俯視圖。圖3是根據該實 施例的傳感器裝置的截面圖，其中手指在傳感器裝置的附近。例如，傳感器裝置被提供 給移動裝置。首先，將參照圖2對傳感器裝置100的構造進行說明。圖2(a)是示出沿著圖 2(b)中的截面線1-1截取的傳感器裝置100的截面的截面圖。此外，圖2(b)是從正Z軸方向看到的傳感器裝置100的表面的俯視圖。此外，圖2(c)是圖2(a)中的壓敏式傳感 器110的放大的截面圖。如圖2(a)所示，傳感器裝置100包括基構件160、壓敏式傳感 器110、電容式觸摸板120、頂板150、導電殼體130、以及導電蒸鍍膜140。如圖2(c) 所示，壓敏式傳感器110包括兩個電極112和彈性體114。如圖2(a)所示，傳感器裝置100被安裝在基構件160上。配備有傳感器裝置 100的行動電話1000通常被放置在圖3的桌子60等上。例如，基構件160由樹脂基底形 成。導電殼體130由導電材料形成並且由屏障等形成。導電殼體130是具有延伸穿過 中央的凹槽的金屬殼體，所述凹槽適合於配合觸摸板120的外部形狀。導電殼體130與基 構件160相配合。導電殼體130防止從傳感器裝置100的側部接近的手指與壓敏式傳感 器110之間的電容耦合的發生。突出部132形成在導電殼體130上。突出部132從XY 表面突出並且起到支持壓敏式傳感器110、觸摸板120、導電蒸鍍膜140、以及頂板150的 作用。此外，突出部132防止在手指從Z軸負方向(從底側)接近傳感器裝置100的情 況下手指與壓敏式傳感器110之間發生電容耦合。導電殼體130被接地，以防止手指與壓敏式傳感器110之間發生電容耦合。只 需導電殼體130是導電材料，例如，其包含鋁、導電橡膠、或導電碳作為主要成分。薄膜金屬表面通過蒸鍍形成在頂板150的底表面上。此外，如圖2(b)所示， 通過以框架的形狀形成導電蒸鍍膜140，壓敏式傳感器110的頂表面被導電蒸鍍膜140覆 蓋。此外，導電蒸鍍膜140不存在於除觸摸板120的外邊緣之外的任何地方，因此不影 響觸摸板120的位置檢測。導電蒸鍍膜140是由導電材料形成的，並且是屏障的示例。如圖2(a)所示，導 電蒸鍍膜140被形成在壓敏式傳感器110上，並且壓敏式傳感器110、觸摸板120、以及 導電蒸鍍膜140被依此順序形成。此外，雖未示出，但是壓敏式傳感器110、導電蒸鍍膜 140、以及觸摸板120可以依此順序形成。在本實施例中，導電蒸鍍膜140沒有物理地附 連到導電殼體130上。這使導電蒸鍍膜140能夠與頂板150和觸摸板120 —起上、下移 動。因此，通過手指50按壓觸摸板120，壓敏式傳感器110收縮。以與導電殼體130相同的方式，導電蒸鍍膜140被接地，以便防止壓敏式傳感器 110與手指50之間發生電容耦合。此外，以與導電殼體130相同的方式，例如，導電蒸 鍍膜140包含鋁、導電橡膠、或導電碳作為主要成分。導電蒸鍍膜140可以包括與導電 殼體130相同的材料作為主要成分，或者可以包括與導電殼體130不同的材料作為主要成 分。如圖2(b)所示，壓敏式傳感器110是基本上為矩形的框架。彈性體140通過由 手指按壓所引起的施加在頂板150 (觸摸板120)上的壓力來改變形狀(收縮)。在兩個 電極112之間的距離通過圖2(c)所示的彈性體114收縮而改變，由此電極之間的電容改 變。壓敏式傳感器110的電容被傳輸到控制器170。彈性體114的示例包括橡膠彈性體 和海綿。橡膠材料的示例包括聚氨酯橡膠和矽橡膠。絕緣體116被形成在電極的表面上。絕緣體116的示例是雙面膠。觸摸板120被直接形成在壓敏式傳感器110之上。觸摸板120是電容型的，其 包括在手指所接觸的表面上的輸入操作表面。輸入操作表面檢測手指在XY表面上的接觸位置。此外，在Y方向上，顯示面板(未示出)被形成在觸摸板120與基構件160之 間。使用者根據顯示在顯示面板上的內容使手指接觸並按壓觸摸板120的預定位置。例 如，觸摸板120包括聚醯亞胺基底、PET膜基底、或玻璃基底。頂板150被形成在觸摸板120上。頂板150起到保護觸摸板120的作用並且防 止觸摸板120上出現劃痕。手指經由頂板150按壓觸摸板120。例如，頂板150包括玻 璃基底或樹脂基底。控制器170被連接到壓敏式傳感器110以及觸摸板120。控制器170根據壓敏式 傳感器Iio所檢測的電容改變量值來計算手指按壓的壓力，並且根據觸摸板120所檢測的 電容改變量值來計算接觸位置。接下來，將參照圖3對手指位於傳感器裝置100附近的狀態進行說明。當手指50 從輸入操作表面側接近傳感器裝置100時，將會在手指50與壓敏式傳感器110之間發生 電容耦合，如圖3(b)的放大視圖所示。在根據本實施例的傳感器裝置100中，在手指50 與壓敏式傳感器110之間存在導電蒸鍍膜140，並且導電蒸鍍膜140被接地，如上所述。 因此，導電蒸鍍膜140防止壓敏式傳感器110與手指50之間發生電容耦合。也就是，在 手指50從輸入操作表面側接近的情況下，由於壓敏式傳感器110與手指50之間存在接地 層，不發生壓敏式傳感器110與手指50之間的電容耦合。因此，壓敏式傳感器110的電 容不改變，並且壓敏式傳感器110能夠以高準確度檢測由操作工具(諸如手指50)的按壓 所引起的電容改變。接下來，將說明圖3(a)所示的手指52從壓敏式傳感器110的側部接近傳感器裝 置100的情形。當手指52從壓敏式傳感器100的側部接近傳感器裝置100時，將以與手 指50從頂側接近的情形相同的方式在手指52與壓敏式傳感器110之間發生電容耦合。 在根據本實施例的傳感器裝置100中，在手指52與壓敏式傳感器110之間存在導電殼體 130，並且導電殼體130被接地，如上所述。因此，導電殼體130防止壓敏式傳感器110 與手指52之間的電容耦合的發生。因此，壓敏式傳感器110能夠以高準確度檢測由操作 工具(諸如手指52)按壓所引起的電容改變。此外，如圖3(a)所示，在傳感器裝置100被放置於金屬桌60上，傳感器裝置 100在Z方向上的厚度較小並且壓敏式傳感器110與金屬桌60的距離較小的情況下，在 金屬桌60與壓敏式傳感器110之間發生電容耦合。此外，即便在傳感器裝置100未被放 置於金屬桌60上的情況下，當手指(未示出)從壓敏式傳感器110的底側接觸傳感器裝 置100時，可以在手指與壓敏式傳感器110之間發生電容耦合。在根據本實施例的傳感 器裝置100中，在金屬桌60或手指與壓敏式傳感器110之間存在導電殼體130的突出部 132，並且導電殼體130被接地。因此，突出部132防止在壓敏式傳感器110與金屬桌60 或手指之間發生電容耦合。因此，壓敏式傳感器110能夠以高準確度檢測電容的改變。 根據此傳感器裝置100，能夠通過提供導電殼體130和導電蒸鍍膜140來實現由傳感器裝 置100執行的根據手指50和52的按壓進行的輸入操作的控制。此外，在傳感器裝置100 中，突出部132的提供防止在壓敏式傳感器110與金屬桌60或手指之間發生電容耦合， 從而能夠實現裝置的變薄，而無需擔心電容耦合。如上所述，在手指從傳感器裝置100的頂側、側部或底側接近的情況下，傳感 器裝置100能夠防止在手指與壓敏式傳感器110之間發生電容耦合。此外，在圖3所示的裝置的構造中，從不會發生手指等接近傳感器裝置100內部的情形，但是根據傳感器 裝置100的構造，接近內部是可能的。在此情況下，以相同方式圍繞壓敏式傳感器110 的內表面設置接地的金屬表面，由此能夠防止壓力值的誤檢測。在如圖1所示的用手握住行動電話1000的情況下，用指尖在A部分上執行屏幕 操作，從而當指尖離開面板表面時，希望壓力值為零。然而，例如在圖8所示的未在觸 摸板12的側部提供屏障的情況下，手在B部分上接觸圖1中的頂板150的側部，這影響 壓敏式傳感器110的傳感器值。另一方面，在本實施例中，導電殼體130的末端部分的 高度被設置為僅比頂板的頂表面高dt(>0)，如圖3(c)所示，由此，在圖1所示的操作 中，能夠通過導電殼體130防止發生B部分上的手與壓敏式傳感器110之間的電容耦合。 具體而言，如圖3(c)的放大視圖所示，由於存在上述的水平差dt，導電殼體130起到屏 障的作用，以使手指52物理上難以接近壓敏式傳感器110，因此能夠防止壓力值的誤檢 測。如上所述，根據本實施例的傳感器裝置100，能夠通過導電殼體130和導電蒸鍍 膜140防止由操作工具(諸如手指)的接近所引起的壓敏式傳感器110的電容改變。接下來，將參照圖4對根據本發明的第一實施例的變型的傳感器裝置105進行詳 細說明。圖4是從正Z軸方向看到的傳感器裝置105的表面的俯視圖。如圖4所示， 傳感器裝置105包括基構件160、壓敏式傳感器115、觸摸板120、頂板150、導電殼體 135、以及導電蒸鍍膜145。此外，壓敏式傳感器115各自包括兩個電極以及彈性體。如圖4所示，基構件160、觸摸板120、以及頂板150具有與根據第一實施例的 基構件160、觸摸板120、以及頂板150的結構基本上相同的結構。因此，在本發明的 第一實施例的變型中，在傳感器裝置105的部件中，將主要對壓敏式傳感器115、導電殼 體135、以及導電蒸鍍膜145進行說明，而省略對與上述的第一實施例中相同的部件的說 明。壓敏式傳感器115各自具有基本上是平行六面體的形狀。壓敏式傳感器115被 形成在傳感器裝置105的XY平面的四個角處。根據手指的按壓位置，施加在四個壓敏 式傳感器115中每一個上的壓力比不同。導電殼體135各自被形成為在四個角處覆蓋壓敏式傳感器115之一的X軸方向和 Y軸方向上的側部，如圖4所示。儘管在圖4所示的示例中導電殼體135被形成為覆蓋 壓敏式傳感器115的兩個側表面，但是導電殼體135可以被形成為覆蓋壓敏式傳感器115 的三個側部或四個側部。此外，導電殼體135可以被形成為覆蓋壓敏式傳感器115的底 表面。由於導電殼體135所覆蓋的壓敏式傳感器115的側部的數目增加，能夠更容易地 獲得防止手指與壓敏式傳感器115之間發生電容耦合的效果，然而，這可以通過考慮與 製造成本、裝置重量等間的平衡來進行適當的調整。以這種方式，導電殼體135的形狀 不同於導電殼體130的形狀，但是防止發生手指與壓敏式傳感器115之間的電容耦合的這 一點以及該構造的其它方面是與導電殼體130基本上相同的，因此省略其說明。導電蒸鍍膜145各自被形成為在四個角處覆蓋壓敏式傳感器115之一的頂表面。 以這種方式，導電蒸鍍膜145的形狀不同於導電蒸鍍膜140的形狀，但是防止發生手指與 壓敏式傳感器115之間的電容耦合的這一點以及該構造的其它方面是與導電蒸鍍膜140基 本上相同的，因此省略其說明。
10
隨後，將參照圖5對根據本發明的第二實施例的傳感器裝置200進行說明。圖 5是傳感器裝置200的截面圖。傳感器裝置200包括基構件160、壓敏式傳感器210、觸 摸板220、頂板250、以及導電殼體230。此外，壓敏式傳感器210包括兩個電極以及彈 性體。如圖5所示，基構件160和控制器170具有與根據第一實施例的基構件160和控 制器170基本上相同的構造。此外，關於頂板250，由於導電殼體230和壓敏式傳感器 210的結構，頂板250被形成為在XZ方向上小於觸摸板220，但是該構造的其它方面與 根據第一實施例的頂板150基本上相同。因此在本發明的第二實施例中，在傳感器裝置 200的部件中，將主要對導電殼體230、壓敏式傳感器210、以及觸摸板220進行說明，並 且省略對與上述的第一實施例中的相同的部件的說明。導電殼體230由導電材料和屏障的示例形成。導電殼體230被形成在基構件160 上以覆蓋形成為框架形狀的壓敏式傳感器210的外圍表面。此外，導電殼體230被形成 為在正X軸方向上覆蓋壓敏式傳感器210的頂部。此外，突出部234被形成在導電殼體 230上以便還覆蓋形成為框架形狀的壓敏式傳感器210的內圍表面。此外，突出部232被 形成在基構件160與觸摸板220之間並且在導電殼體230上。以這種方式，在壓敏式傳 感器210被形成為框架形狀的情況下，導電殼體230也被形成為框架形狀，以便覆蓋整個 壓敏式傳感器210。此外，在僅在傳感器裝置200的四個角處形成壓敏式傳感器210的情 況下，可以僅在四個角處形成導電殼體230。導電殼體230的材料可以與根據第一實施例 的導電殼體130的材料相同。導電殼體230防止在接近傳感器裝置200的手指與壓敏式 傳感器210之間發生電容耦合。壓敏式傳感器210被直接形成在觸摸板220上。壓敏式傳感器210以與根據第一 實施例的壓敏式傳感器110相同的方式形成為框架形狀。在壓敏式傳感器210中，彈性 體通過由於手指50的按壓而施加在頂板250 (觸摸板220)上的壓力來改變形狀(拉伸)。 兩個電極之間的距離是通過壓敏式傳感器210的彈性體改變其形狀(拉伸)而被改變的， 由此壓敏式傳感器210的電極之間的電容改變。壓敏式傳感器210的電容被傳輸到控制 器170。此外，壓敏式傳感器210的彈性體的示例包括與根據第一實施例的壓敏式傳感器 110的彈性體基本上相同的彈性體。觸摸板220被形成在壓敏式傳感器210與導電殼體230的突出部234之間。如 上所述，除了壓敏式傳感器210的彈性體通過按壓觸摸板220的手指50來改變形狀(拉 伸)之外，觸摸板220的構造與根據第一實施例的觸摸板120的構造相同，因此省略其說 明。此外，在ζ方向上，顯示面板(未示出)被形成在觸摸板120與基構件160之間。在傳感器裝置200中，通過操作工具(諸如手指50)在負ζ軸方向上經由頂板 210按壓觸摸板220而將壓力施加在壓敏式傳感器210上。因此，壓敏式傳感器210的彈 性體拉伸，並且壓敏式傳感器210的兩個電極之間的距離改變，由此壓敏式傳感器210的 電容改變。通過利用由傳感器裝置200檢測的電容改變，控制器170計算操作工具的壓 力。此外，在傳感器裝置200中，以與根據第一實施例的傳感器裝置100相同的方 式，當手指50接近傳感器裝置200時，將在壓敏式傳感器與手指50之間發生電容耦合。在根據本實施例的傳感器裝置200中，導電殼體230位於壓敏式傳感器210的頂側、外圍 表面側、內圍表面側、以及底側，並且被接地。因此，導電殼體230防止在壓敏式傳感 器210與手指50之間發生電容耦合。也就是，在手指50從壓敏式傳感器210的頂側、 外圍表面側、內圍表面側、或底側接近的情況下，由於在壓敏式傳感器210與手指50之 間存在接地層，不會在壓敏式傳感器210與手指50之間發生電容耦合。因此，壓敏式傳 感器210能夠以高準確度檢測由於手指50按壓而引起的電容改變，而不改變壓敏式傳感 器210的電容。在根據第二實施例的傳感器裝置中，對於導電殼體230而言，導電蒸鍍膜不一 定總是位於壓敏式傳感器210的頂側、外圍表面側、內圍表面側、以及底側。然而，傳 感器裝置200可以包括導電蒸鍍膜以便更可靠地防止在手指與壓敏式傳感器210之間發生 電容耦合。例如，導電蒸鍍膜可以形成在壓敏式傳感器210與導電殼體230之間，或者 在壓敏式傳感器210與觸摸板220之間。以這種方式，在不包括導電蒸鍍膜的情況下， 能夠以低成本並且容易地製造傳感器裝置200。隨後，將參照圖6對根據本發明的第三實施例的傳感器裝置300進行說明。圖 6是用於說明傳感器裝置300的截面圖。傳感器裝置300包括基構件360、壓敏式傳感器 310、觸摸板120、頂板150、以及導電橡膠330。此外，壓敏式傳感器310包括兩個電極 312以及彈性體314。如圖6所示，觸摸板120和頂板150的構造與根據第一實施例的觸摸板120和頂 板150的構造相同。此外，關於基構件360，儘管由於與其它部件的關係，基構件360的 形狀不同於根據第一實施例的基構件160的形狀，但是該構造的其它方面基本上相同。 因此，在本發明的第三實施例中，在傳感器裝置300的部件中，將主要對壓敏式傳感器 310以及導電橡膠330進行說明，並且省略對與上述第一實施例中相同的部件的說明。導電橡膠330是屏障的示例。導電橡膠330被形成為至少覆蓋壓敏式傳感器310 的一部分，該壓敏式傳感器具有基本上是平行六面體的形狀。壓敏式傳感器310和導電 橡膠330被作為整體形成為平行六面體形狀。如圖6所示，期望導電橡膠330覆蓋整個壓 敏式傳感器310。壓敏式傳感器310和導電橡膠330被形成在具有矩形形狀的基構件360 的四個角處。導電橡膠330響應於手指50的按壓而與壓敏式傳感器310的彈性體314整 體地改變形狀(收縮)。此外，作為替換上述導電橡膠330的屏障，例如可以使用導電 碳，該導電碳響應於按壓與壓敏式傳感器310的彈性體314 —起改變形狀(收縮)。壓敏式傳感器310可以被形成為基本上是平行六面體的形狀(如圖6的放大視圖 所示)，但是可以以框架形狀形成在基構件360上。在這種情況下，導電橡膠330被形成 為圓柱形形狀，以便覆蓋整個壓敏式傳感器310。在傳感器裝置300中，通過手指50在負ζ軸方向上經由頂板150按壓觸摸板 120，壓力被施加在壓敏式傳感器310上。因此，彈性體314與導電橡膠330 —起整體地 改變形狀，並且兩個電極312之間的距離改變，由此在壓敏式傳感器310的電極之間的電 容改變。通過使用傳感器裝置300所檢測的電容的改變，控制器170計算操作工具的壓 力。此外，在傳感器裝置300中，以與根據第一實施例的傳感器裝置100相同的方式，導電橡膠330防止在手指50從壓敏式傳感器310的頂側、外圍表面側、內圍表面側 或底側接近的情況下在壓敏式傳感器310與手指50之間發生電容耦合。因此，壓敏式傳 感器310能夠以高準確度檢測由手指50的按壓所引起的電容改變，而不改變壓敏式傳感 器310的電容。接下來，將參照圖7對根據本發明的第三實施例的變型的傳感器裝置305進行詳 細說明。圖7是用於說明傳感器裝置305的截面圖。傳感器裝置305包括基構件160、 壓敏式傳感器310、以及導電橡膠330。如圖7所示，基構件160、壓敏式傳感器310、導電橡膠330、以及控制器170與 根據第三實施例的基構件160、壓敏式傳感器310、導電橡膠330、以及控制器170基本上 相同。因此，在本發明的第三實施例的變型中，在傳感器裝置305的部件中，將主要對 按鈕307進行說明，並且省略與上述的第三實施例中相同的部件。按鈕307被定位在基構件160上，並且被形成為覆蓋壓敏式傳感器310和導電橡 膠330。如圖7所示，例如，按鈕307被形成為彎曲的形狀。通過按壓按鈕307的手指 50，壓敏式傳感器310和導電橡膠330收縮並且在兩個電極312之間的距離改變，由此壓 敏式傳感器315的電容改變。根據傳感器裝置305，可以僅使壓敏式傳感器310和導電橡膠330從傳感器裝置 300分離並且將壓敏式傳感器310和導電橡膠330用於不需要觸摸板120的另外的裝置。此外，還根據傳感器裝置305，當手指50等接近時，能夠以與根據第三實施例 的傳感器裝置300相同的方式而防止在壓敏式傳感器310與手指50之間發生電容耦合。例如，傳感器裝置305被提供給行動電話1000。在這種情況下，使用者用手指 等按壓按鈕307，由此能夠執行預定的操作。根據上述的各個實施例，在操作配備有包括如圖1所示的壓力傳感器的觸摸板 的行動電話1000時，在使用者的手的一部分接近壓敏式傳感器110周圍的情況下，例 如，可以操作行動電話1000而不輸出由電容值的改變所引起的錯誤的壓力值。此外，通 過將導電殼體的頂部設置得高於觸摸板120，可以在圖1所示的操作中防止除用於操作觸 摸板的指尖之外的部分接觸觸摸板120，並且防止檢測到壓力。此外，甚至在通過將移動 電話1000置於金屬桌上來對其進行操作的情形下，可以防止由於金屬桌與壓敏式傳感器 110的底部的接近而引起的電容值的改變以及由此導致的錯誤的壓力值的輸出。儘管在前述內容中已經參照附圖對本發明的優選實施例進行了說明，但是本發 明並不局限於此。本領域的普通技術人員應該理解，可以依據設計要求和其它因素而產 生各種修改、組合、子組合以及變更，它們在所附權利要求或其等同的範圍之內。本申請包含與2009年9月7日在日本專利局提交的日本優先權專利申請JP 2009-206464中所公開的主題相關的主題，其全部內容通過引用合併於此。
權利要求
1.一種傳感器裝置，包括壓敏式傳感器，其響應於操作工具的按壓而改變形狀，並且檢測由於該形狀改變而 引起的電容的改變；以及屏障，其至少覆蓋所述壓敏式傳感器的一部分，並且防止由於隨著所述壓敏式傳感 器與所述操作工具之間的接近而發生的電容耦合所引起的所述壓敏式傳感器的電容的改變。
2.根據權利要求1所述的傳感器裝置， 其中，所述屏障是接地的電導體，並且其中，所述電導體防止由於所述操作工具與所述壓敏式傳感器之間的電容耦合而引 起的所述壓敏式傳感器的電容的改變。
3.根據權利要求1所述的傳感器裝置，還包括觸摸板，其包括輸入操作表面，並且檢測所述操作工具在所述輸入操作表面上的按 壓位置，其中，所述壓敏式傳感器根據所述觸摸板的所述輸入操作表面上的按壓位置來改變 形狀，並且其中，在通過使用所述屏障來防止由於在所述壓敏式傳感器附近的操作工具引起的 所述壓敏式傳感器的誤檢測的情況下，所述壓敏式傳感器檢測由於所述形狀改變而引起 的所述電容的改變。
4.根據權利要求3所述的傳感器裝置，其中，所述屏障從所述輸入操作表面側以及從與所述輸入表面垂直的表面側覆蓋所 述壓敏式傳感器。
5.根據權利要求4所述的傳感器裝置，其中，所述屏障包括第一屏障，其從所述輸入操作表面側覆蓋所述壓敏式傳感 器；以及第二屏障，其從與所述輸入表面垂直的表面側覆蓋所述壓敏式傳感器， 其中，所述第一屏障和所述第二屏障是物理上分離的，並且 其中，所述第一屏障能夠根據形狀的改變移動。
6.根據權利要求5所述的傳感器裝置， 其中，所述第一屏障是薄膜。
7.根據權利要求5所述的傳感器裝置，其中，所述第二屏障覆蓋所述壓敏式傳感器的各表面中位於所述觸摸板側的相反側 的表面。
8.根據權利要求5所述的傳感器裝置， 其中，所述第二屏障被形成為具有高於所述輸入操作表面的位置的末端。
9.根據權利要求2所述的傳感器裝置，其中，所述壓敏式傳感器包括第一彈性體，並且其中，所述屏障包括第二彈性體，所述第二彈性體在與所述第一彈性體成為整體的 情況下根據所述操作工具的按壓與所述第一彈性體一起改變形狀。
10.—種信息處理裝置，包括壓敏式傳感器，其響應於操作工具的按壓而改變形狀，並且檢測由於所述形狀改變而引起的電容的改變；屏障，其至少覆蓋所述壓敏式傳感器的一部分，並且防止由於隨著所述壓敏式傳感 器與所述操作工具之間的接近而發生的電容耦合所引起的所述壓敏式傳感器的電容的改 變；以及控制器，其基於所述壓敏式傳感器所檢測到的電容的改變，根據所述操作工具的操 作來處理信息。
全文摘要
提供了一種傳感器裝置以及信息處理裝置。傳感器裝置包括壓敏式傳感器，其響應於操作工具的按壓而改變形狀，並且檢測由於形狀改變而引起的電容的改變；以及屏障，其至少覆蓋該壓敏式傳感器的一部分，並且防止由於隨著壓敏式傳感器與操作工具之間的接近而發生的電容耦合所引起的壓敏式傳感器的電容的改變。
文檔編號G06F3/044GK102012771SQ20101027241
公開日2011年4月13日 申請日期2010年8月31日 優先權日2009年9月7日
發明者山野鬱男 申請人:索尼公司