利用壓電效應(yīng)的觸摸板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種觸摸板，更具體而言，涉及一種能夠使用壓電薄膜的同時(shí)能夠以金屬材料顯著纖薄地體現(xiàn)，能夠準(zhǔn)確且穩(wěn)定地識(shí)別由用戶進(jìn)行的長(zhǎng)鍵、多鍵、滑移鍵等各種觸摸圖案，并且能夠顯著提高安全級(jí)別的利用壓電效應(yīng)的觸摸板。
【背景技術(shù)】
[0002]作為有關(guān)觸敏開關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，開發(fā)有具備以下的(反射模式超聲波)觸敏開關(guān)(參考美國(guó)專利第5673041號(hào)):具有觸摸區(qū)域的基板(substrate)、帶電極的壓電元件(piezoelectric element)、用于對(duì)電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(drive means)、用于提供從驅(qū)動(dòng)信號(hào)導(dǎo)出的檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)(detect1n means)、及用于提供輸出信號(hào)的判別機(jī)構(gòu)(discriminating means)。
[0003]這種觸敏開關(guān)具有相互對(duì)置且平行的第I表面及第2表面，第I表面具備帶有觸摸區(qū)域的基板(substrate)，具有通常平坦、平行且對(duì)置的第I表面及第2表面，各表面上具備帶電極的壓電元件(piezoelectric element)，壓電元件從觸摸區(qū)域橫穿基板而以與基板的第2表面平行的關(guān)系附著。
[0004]而且，所述觸敏開關(guān)具備與電極耦合而用于對(duì)電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(drive means);具備與電極耦合而用于提供從驅(qū)動(dòng)信號(hào)導(dǎo)出的檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)(detect1n means);為從檢測(cè)機(jī)構(gòu)接收檢測(cè)信號(hào)而耦合，對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行評(píng)價(jià)，用于提供表示手指已觸摸到觸摸區(qū)域的輸出信號(hào)的判別機(jī)構(gòu)(discriminating means)。
[0005]通過這種結(jié)構(gòu)，從觸摸區(qū)域?qū)Ω街谙喾磦?cè)的基板的壓電元件施加頻率調(diào)制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，壓電元件將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為振幅調(diào)制的信號(hào)，振幅調(diào)制的信號(hào)被解調(diào)而解調(diào)后的信號(hào)的振幅根據(jù)手指是否與觸摸區(qū)域接觸而發(fā)生變動(dòng)。
[0006]因此，即使在防止觸摸區(qū)域易損壞，一定程度地提高觸摸的可靠性，逐漸增大觸摸的強(qiáng)度的情況下，傳感器的靈敏度也不會(huì)大幅降低，而另一方面，基于現(xiàn)有技術(shù)的超聲波方式的觸敏開關(guān)具有如下致命的缺點(diǎn)，即因水或番茄醬等異物引起觸摸錯(cuò)誤。
[0007]另一方面，還有如下問題:在簡(jiǎn)單的壓電方式的情況下容易受到外部的沖擊或振動(dòng)等，尤其在為了觸摸識(shí)別而使用壓電元件的情況下，具備觸摸鍵的金屬等的板厚較厚或觸摸鍵之間的間隔較窄，則壓電元件的輸出值不充分，從而由用戶進(jìn)行的準(zhǔn)確且穩(wěn)定的觸摸識(shí)別無法得到保證。
[0008]另外，現(xiàn)有技術(shù)的利用壓電效應(yīng)(piezo effect)的壓電觸摸裝置若對(duì)金屬或新材料等不額外施加工藝則無法直接適用，或者即使對(duì)具備觸摸鍵的金屬板等進(jìn)行觸摸輸入，若對(duì)觸摸對(duì)象(object)緩慢地解除接觸，則無法正確輸出壓電元件的位移值。
[0009]因此，有如下問題:無法安全地識(shí)別長(zhǎng)鍵(long key)輸入(鍵輸入狀態(tài)維持一定時(shí)間)和多鍵(multi key)輸入(多個(gè)鍵輸入狀態(tài)同時(shí)進(jìn)行)以及輪滑移(wheel slide)觸摸輸入(采用拖動(dòng)(drag)觸摸且在短時(shí)間內(nèi)放開觸摸對(duì)象)。
[0010]因此，還有如下問題:將利用壓電效應(yīng)(piezo effect)的觸摸裝置適用于金屬板等時(shí)，因長(zhǎng)鍵(long key)輸入和多鍵(multi key)輸入的識(shí)別受到限制，用戶能夠設(shè)定的密碼(password)之類的安全密鑰(security key)的種類非常有限，實(shí)際上難以期待高水平的保密性。
[0011]另外，現(xiàn)有技術(shù)的利用壓電效應(yīng)(piezo effect)的壓電觸摸裝置在使用陶瓷壓電元件時(shí)，無法顯著纖薄地體現(xiàn)，因此有難以適用于超薄型智能手機(jī)等的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明是為了解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，其第一目的在于提供一種利用壓電效應(yīng)的觸摸板，使用壓電薄膜的同時(shí)過濾因水或番茄醬等異物以及外部的沖擊或振動(dòng)引起的人為的觸摸錯(cuò)誤，即使金屬板的厚度較厚或觸摸鍵之間的間隔較窄，通過互補(bǔ)壓電型和阻抗型的缺點(diǎn)而準(zhǔn)確地識(shí)別由用戶進(jìn)行的觸摸。
[0013]并且，本發(fā)明的目的在于提供一種利用壓電效應(yīng)的觸摸板，如在觸摸屏幕那樣準(zhǔn)確地識(shí)別觸摸解除時(shí)刻，從而穩(wěn)定地識(shí)別由用戶進(jìn)行的長(zhǎng)鍵(long key)和多鍵(multikey)等各種觸摸圖案。
[0014]另外，本發(fā)明的目的在于提供一種利用壓電效應(yīng)的觸摸板，組合長(zhǎng)鍵輸入和多鍵輸入，根據(jù)其位置和按壓圖案變形為各種鍵值，因此能夠設(shè)定不與別人重疊的只屬于自己的秘密安全密鑰，并且能夠顯著提高安全級(jí)別。
[0015]另外，本發(fā)明的目的在于提供一種利用壓電效應(yīng)的觸摸板，將每個(gè)信道的阻抗變化(相鄰信道之間的干擾)提取為坐標(biāo)并準(zhǔn)確識(shí)別觸摸解除時(shí)刻，由此，尤其可適用于金屬材料，使用壓電薄膜的同時(shí)也能夠穩(wěn)定地識(shí)別如在觸摸屏幕中的拖動(dòng)(drag)、輪滑移(wheel slide)、放大(zoon in)、縮小(zoom out)等由用戶進(jìn)行的各種滑動(dòng)觸摸圖案。
[0016]另外，本發(fā)明的目的在于提供一種利用壓電效應(yīng)的觸摸板，使用壓電薄膜的同時(shí)還可適用于金屬材料等，在超薄型智能手機(jī)等中能夠顯著纖薄地體現(xiàn)，能夠穩(wěn)定且靈敏地識(shí)別觸摸鍵的輸出值。
[0017]為實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的利用壓電效應(yīng)的觸摸板的特征在于，包含如下而構(gòu)成:具備觸摸鍵的觸摸板；配置于所述觸摸板的底面，發(fā)射超聲波的壓電薄膜；及通過分析所述壓電薄膜的位移和由觸摸板的表面及與該表面接觸的觸摸對(duì)象反射的超聲波阻抗來識(shí)別由用戶進(jìn)行的觸摸的控制部。
[0018]在此，本發(fā)明的特征在于還包括支撐所述觸摸板和壓電薄膜，觸摸鍵輸入時(shí)形成觸摸板與壓電薄膜的彎曲空間的底板。
[0019]并且，本發(fā)明的特征在于所述底板在觸摸鍵輸入時(shí)每個(gè)觸摸鍵單獨(dú)形成彎曲空間。
[0020]此時(shí)，本發(fā)明的特征在于所述控制部在觸摸鍵輸入時(shí)不但檢測(cè)到壓電薄膜的位移，而且僅將通過與觸摸板的表面接觸的觸摸對(duì)象反射超聲波的觸摸鍵識(shí)別為由用戶進(jìn)行的觸摸。
[0021]另外，本發(fā)明的特征在于所述底板在觸摸鍵輸入時(shí)以遍布形成一個(gè)組的多個(gè)觸摸鍵連續(xù)的方式形成彎曲空間。
[0022]在此，本發(fā)明的特征在于所述控制部在觸摸鍵輸入時(shí)檢測(cè)到遍布多個(gè)觸摸鍵的壓電薄膜的位移的組內(nèi)，僅將通過與觸摸板的表面接觸的觸摸對(duì)象反射超聲波的觸摸鍵識(shí)別為由用戶進(jìn)行的觸摸。
[0023]作為本發(fā)明的一實(shí)施例，其特征在于，所述控制部在識(shí)別為由用戶進(jìn)行的觸摸之后，將該觸摸鍵的超聲波阻抗的變化維持一定時(shí)間以上之后返回的觸摸鍵識(shí)別為由用戶進(jìn)行的長(zhǎng)鍵輸入。
[0024]另外，本發(fā)明的特征在于，所述控制部在識(shí)別為由用戶進(jìn)行的哪一觸摸鍵的觸摸輸入之后，在維持該觸摸鍵的超聲波阻抗的變化的狀態(tài)下輸入其他觸摸鍵時(shí)，識(shí)別為由用戶進(jìn)行的多鍵輸入。
[0025]另一方面，本發(fā)明的特征在于，還包括存儲(chǔ)通過所述觸摸板輸入的用戶的安全密鑰的存儲(chǔ)器，所述控制部分析壓電薄膜的位移和通過觸摸板的表面及與該表面接觸的觸摸對(duì)象反射的超聲波阻抗來管理安全密鑰，所述安全密鑰包括由用戶進(jìn)行的長(zhǎng)鍵輸入。
[0026]在此，本發(fā)明的特征在于，所述安全密鑰包括由用戶進(jìn)行的多鍵輸入，控制部在識(shí)別為由用戶進(jìn)行的哪一觸摸鍵的觸摸輸入之后，在維持該觸摸鍵的超聲波阻抗的變化的狀態(tài)下輸入其他觸摸鍵時(shí)，識(shí)別為由用戶進(jìn)行的多鍵輸入。
[0027]而且，本發(fā)明的特征在于，所述安全密鑰由組合由用戶進(jìn)行的長(zhǎng)鍵輸入和多鍵輸入而構(gòu)成。
[0028]另外，本發(fā)明的特征在于，所述安全密鑰包括將觸摸板切換為輸入等待狀態(tài)的敲鍵輸入。
[0029]作為本發(fā)明的一實(shí)施例，其特征在于，包含如下而構(gòu)成:觸摸板，其具備觸摸鍵；壓電薄膜，配置于所述觸摸板的底面，具備多方向傳感器信道且發(fā)射超聲波；及控制部，分析所述壓電薄膜的位移和由觸摸板的表面及與該表面接觸的觸摸對(duì)象反射的超聲波阻抗，從而識(shí)別由用戶進(jìn)行的觸摸，所述控制部根據(jù)傳感器信道的每個(gè)信道的阻抗變化提取觸摸對(duì)象的位置坐標(biāo)，識(shí)別為由用戶進(jìn)行的滑動(dòng)觸摸手勢(shì)輸入。
[0030]在此，本發(fā)明的特征在于，所述控制部在識(shí)別為由用戶進(jìn)行的觸摸輸入的狀態(tài)下，將向恒定方向滾動(dòng)的觸摸對(duì)象識(shí)別為由用戶進(jìn)行的拖動(dòng)觸摸手勢(shì)輸入。
[0031]而且，本發(fā)明的特征在于，所述控制部在進(jìn)行某一拖動(dòng)觸摸手勢(shì)輸入的狀態(tài)下，同時(shí)進(jìn)行其他拖動(dòng)觸摸手勢(shì)輸入時(shí)，識(shí)別為放大觸摸以及縮小觸摸手勢(shì)輸入。
[0032]另外，本發(fā)明的特征在于，所述控制部將在拖動(dòng)觸摸手勢(shì)輸入時(shí)在一定時(shí)間內(nèi)解除觸摸的觸摸對(duì)象識(shí)別為由用戶進(jìn)行的輪滑移觸摸手勢(shì)輸入。
[0033]另外，本發(fā)明的特征在于，所述控制部將在識(shí)別為由用戶進(jìn)行的觸摸輸入之后超聲波阻抗的變化返回的觸摸對(duì)象識(shí)別為由用戶進(jìn)行的觸摸解除