(57)【要約】【課題】操作性の良いセンサ装置及び情報処理装置を提供すること。【解決手段】本発明の一形態に係るセンサ装置は、タッチパネル５０と、筐体１０と、感圧センサ６０とを具備する。タッチパネル５０は、入力操作面を有し、該入力操作面に直接又は間接的に操作子が触れた位置を検出する。筐体１０は、タッチパネル５０を収容する。感圧センサ６０は、タッチパネル５０に固定された第１の電極６１と、上記筐体に固定された第２の電極６３と、タッチパネル５０と筐体１０との間に配置され筐体１０に対してタッチパネル５０を弾性的に支持する弾性体６２とを有する。感圧センサ６０は、入力操作面に入力される押圧力を第１及び第２の電極６１、６３間の静電容量の変化として検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力操作面を有し、該入力操作面に直接又は間接的に操作子が触れた位置を検出するタッチパネルと、
前記タッチパネルを収容する筐体と、
前記タッチパネルに固定された第１の電極と、前記筐体に固定された第２の電極と、前記タッチパネルと前記筐体との間に配置され前記筐体に対して前記タッチパネルを弾性的に支持する弾性体とを有し、前記入力操作面に入力される押圧力を前記第１及び第２の電極間の静電容量の変化として検出する感圧センサと
を具備するセンサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記入力操作面は矩形状を有し、
前記感圧センサは、前記タッチパネルの四隅に配置されている
センサ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサ装置であって、
前記弾性体は、前記タッチパネルの周囲に沿って環状に形成されている
センサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサ装置であって、
前記第１の電極は、前記タッチパネルの四隅位置に対応して複数形成されており、前記複数の第１の電極は相互に電気的に接続されている
センサ装置。
【請求項５】
請求項３に記載のセンサ装置であって、
前記第１及び前記第２の電極は、前記タッチパネルの周囲に沿って環状に形成されている
センサ装置。
【請求項６】
請求項２に記載のセンサ装置において、
前記感圧センサそれぞれで検出された静電容量変化の合算値に基づいて前記押圧力を判定する判定ユニットをさらに具備する
センサ装置。
【請求項７】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記タッチパネルは、第１の電極パターンを有する第１の基板と、第２の電極パターンを有する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とを相互に接着する接着層とを含み、
前記感圧センサの前記第１の電極は、前記タッチパネルの前記第１の基板上に形成されている
センサ装置。
【請求項８】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記第１の電極は、前記弾性体を挟んで前記第２の電極と対向する２つの電極部からなる
センサ装置。
【請求項９】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記第２の電極に対応して設けられた第１の導体層と、
前記第１の導体層と前記第２の電極との間に設けられた、前記弾性体の誘電率よりも小さい誘電率を有する第１の誘電体層とをさらに具備する
センサ装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記第１の電極に対応して設けられた第２の導体層と、
前記第２の導体層と前記第１の電極との間に設けられた、前記弾性体の誘電率よりも小さい誘電率を有する第２の誘電体層とをさらに具備する
センサ装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記タッチパネルは、静電容量式のタッチパネルである
センサ装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記感圧センサからの出力の経時変化の変動の大きさに基づいて操作子による入力の有無を判定する判定ユニットをさらに具備する
センサ装置。
【請求項１３】
入力操作面を有し、該入力操作面に直接又は間接的に操作子が触れた位置を検出するタッチパネルと、
前記タッチパネルを収容する筐体と、
前記タッチパネルに固定された第１の電極と、前記筐体に固定された第２の電極と、前記タッチパネルと前記筐体との間に配置され前記筐体に対して前記タッチパネルを弾性的に支持する弾性体とを有し、前記入力操作面に入力される押圧力を前記第１及び第２の電極間の静電容量の変化として検出する感圧センサと、
前記タッチパネルの背面側に配置され、前記筐体に収容された表示パネルと
を具備する情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルを備えるセンサ装置及び情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電子機器、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話機等の情報処理装置には、タッチパネルによる入力が可能な機器がある。センサ装置としてのタッチパネルには、静電容量方式や抵抗膜方式等の入力デバイスが用いられる。例えば静電容量方式のタッチパネルでは、指や接触ペン等の入力操作子をタッチパネル操作面に接触させることにより、その接触位置を検出し入力操作が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４７０９２号公報（段落番号［０００２］、［０００３］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のタッチパネルにおいては、入力操作時、入力操作子を操作面から一旦離間してから再度入力操作子を操作面に接触させて次の入力決定を行う必要がある。このため、従来のセンサ装置は、操作性が悪いという問題があった。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は操作性の良いセンサ装置及び情報処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るセンサ装置は、タッチパネルと、筐体と、感圧センサとを具備する。
上記タッチパネルは、入力操作面を有し、該入力操作面に直接又は間接的に操作子が触れた位置を検出する。
上記筐体は、上記タッチパネルを収容する。
上記感圧センサは、上記タッチパネルに固定された第１の電極と、上記筐体に固定された第２の電極と、上記タッチパネルと上記筐体との間に配置され上記筐体に対して上記タッチパネルを弾性的に支持する弾性体とを有する。上記感圧センサは、上記入力操作面に入力される押圧力を上記第１及び第２の電極間の静電容量の変化として検出する。
【０００７】
上記センサ装置によれば、タッチパネルを備えることにより、操作子が接触する入力操作面の位置検出を行うことができる。更に、押圧力に応じて静電容量が変化する感圧センサを備えることにより、静電容量変化から操作子による入力操作面への押圧力を検出することができる。従って、押圧力の検出から入力決定を判定することができる。これにより、単に操作子が入力操作面に直接的或いは間接的に接触しているだけでは、入力決定とは判定されないので、誤入力を減少させることができる。更に、操作子を、入力操作面に直接的或いは間接的に接触した状態で移動させることができるので操作性が向上する。
【０００８】
上記入力操作面が矩形状である場合、上記感圧センサは、上記タッチパネルの四隅に配置することができる。
これにより、入力操作面への押圧位置に依存しない高精度な押圧力検出が可能となる。
【０００９】
上記弾性体は、上記タッチパネルの周囲に沿って環状に形成されてもよい。
これにより、押圧位置に依存しない安定した操作感を得ることが可能となる。また、上記弾性体に、タッチパネルと筐体との間に装着されるシール部材としての機能をもたせることが可能となる。
【００１０】
上記第１の電極は、上記タッチパネルの四隅位置に対応して複数形成されてもよい。この場合、上記複数の電極は相互に電気的に接続されてもよい。
各第１の電極の形成位置において検出される静電容量の変化を合算することで、入力操作面に対する押圧力を高精度に検出することができる。
なお、第１及び第２の電極が、上記タッチパネルの周囲に沿って環状に形成されてもよく、これによっても上述と同様の効果を得ることができる。ここでいう「環状」とは、タッチパネルの周囲に沿った連続的な環状と、一部に切欠き部を有する非連続的な環状とが含まれる。なお、「環状の弾性体」の意味についても上記と同様である。
【００１１】
上記センサ装置は、タッチパネルの四隅位置に配置された各感圧センサで検出された静電容量変化の合算値に基づいて、上記押圧力を判定する判定ユニットをさらに具備してもよい。これにより、入力操作面への押圧位置に依存しない高精度な押圧力検出が可能となる。上記判定ユニットは、上記静電容量変化の合算値から押圧力を判定してもよいし、上記合算値を感圧センサの数で除算することで得られる平均値から押圧力を判定してもよい。
【００１２】
上記タッチパネルは、第１の電極パターンを有する第１の基板と、第２の電極パターンを有する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とを相互に接着する接着層とを含んでもよい。この場合、上記感圧センサの上記第１の電極は、上記タッチパネルの上記第１の基板上に形成することができる。
これにより、タッチパネルの第１の電極パターンと感圧センサの第１の電極とを第１の基板上に共通に形成することが可能となる。
【００１３】
上記第１の電極は、前記弾性体を挟んで前記第２の電極と対向する２つの電極部で構成されてもよい。
これにより、第２の電極に対する配線の引き回しが不要となり、構成の簡素化を図ることができる。
【００１４】
上記センサ装置は、第１の導体層と、第１の誘電体層とをさらに具備してもよい。上記第１の導体層は、上記第２の電極に対応して設けられる。上記第１の誘電体層は、上記第１の導体層と上記第２の電極との間に設けられ、上記弾性体の誘電率よりも小さい誘電率を有する。
これにより、外乱による第２の電極の電位の変動を抑制して、感圧センサの検出感度の安定化を図ることができる。
【００１５】
上記センサ装置は、第２の導体層と、第２の誘電体層とをさらに具備してもよい。上記第２の導体層は、上記第１の電極に対応して設けられる。上記第２の誘電体層は、上記第２の導体層と前記第１の電極との間に設けられ、上記弾性体の誘電率よりも小さい誘電率を有する。
これにより、外乱による第１の電極の電位の変動を抑制して、感圧センサの検出感度の安定化を図ることができる。
【００１６】
上記タッチパネルは、静電容量式のタッチパネルで構成することができる。なお、これに限らず、抵抗膜式などの他のタッチパネルが用いられてもよい。
【００１７】
上記センサ装置は、上記感圧センサからの出力の経時変化の変動の大きさに基づいて操作子による入力の有無を判定する判定ユニットをさらに具備してもよい。これにより、滑らかでない操作子の移動を伴う入力操作があっても、感圧センサからの出力の変動が小さければ、正常な動きであるとして入力と判定することができる。
【００１８】
本発明の一形態に係る情報処理装置は、タッチパネルと、筐体と、感圧センサと、表示パネルとを具備する。
上記タッチパネルは、入力操作面を有し、該入力操作面に直接又は間接的に操作子が触れた位置を検出する。
上記筐体は、上記タッチパネルを収容する。
上記感圧センサは、上記タッチパネルに固定された第１の電極と、上記筐体に固定された第２の電極と、上記タッチパネルと上記筐体との間に配置され上記筐体に対して上記タッチパネルを弾性的に支持する弾性体とを有する。上記感圧センサは、上記入力操作面に入力される押圧力を上記第１及び第２の電極間の静電容量の変化として検出する。
上記表示パネルは、上記タッチパネルの背面側に配置され、上記筐体に収容される。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、操作性の良いセンサ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１、第２、第３、第７及び第８の実施形態に係る情報処理装置の概略断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る、図１に示す情報処理装置の筐体の図示を省略した概略分解斜視図である。
【図３】図２の部分拡大図であり、タッチパネルの分解斜視図に相当する。
【図４】図１の円Ａで囲まれた領域の拡大図である。
【図５】図１に示す情報処理装置に組み込まれる感圧センサの動作原理を説明するための図である。
【図６】図５に示す感圧センサの特性を示す図である。
【図７】情報処理装置におけるＦＰＣ基板の配置例を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る、図１に示す情報処理装置に組み込まれるセンサ装置の概略分解斜視図である。
【図９】第３の実施形態に係る、図１に示す情報処理装置に組み込まれるセンサ装置の概略分解斜視図である。
【図１０】第１、第３の実施形態の各感圧センサの斜視図及びその等価回路図である。
【図１１】押圧によるセンサ装置の弾性体の変位によるタッチパネルと下部電極との位置関係を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係るセンサ装置の概略斜視図である。
【図１３】第４実施形態に係る情報処理装置の概略部分断面図である。
【図１４】第５実施形態に係る情報処理装置の概略部分断面図である。
【図１５】第６実施形態に係る情報処理装置の概略部分断面図である。
【図１６】センサ装置の概略断面図及びセンサ装置により検出される変位量を示すグラフである。
【図１７】センサ装置の入力操作時における静電容量変化を示す図である。
【図１８】第７実施形態に係るセンサ装置のタッチパネルの分解斜視図である。
【図１９】第８実施形態に係るセンサ装置のタッチパネルの分解斜視図である。
【図２０】第９実施形態に係る情報処理装置の概略断面図である。
【図２１】変形例に係る情報処理装置の概略部分断面図である。
【図２２】他の静電容量方式タッチパネルの構造を示す概略断面図である。
【図２３】センサ装置を構成する感圧センサの構成の変形例を示す要部の概略斜視図である。
【図２４】第７実施形態に係るセンサ装置を構成する上部電極の概略平面図及びその変形例を示す平面図である。
【図２５】第１０実施形態に係る、操作子がタッチパネル上を滑らかに移動した場合におけるセンサ装置の出力例である。
【図２６】第１０実施形態に係る、操作子がタッチパネル上を滑らかに移動しない場合におけるセンサ装置の出力例である。
【図２７】第１０実施形態に係る、入力操作が誤入力か否かを判定するプログラムのフローチャートである。
【図２８】従来の画像処理方法を示すタッチパネルの概略平面図である。
【図２９】第１１実施形態に係る、本発明のセンサ装置による画像処理方法を示すセンサ装置の概略平面図である。
【図３０】図２９に示す画像処理のプログラムのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づき説明する。
【００２２】
［センサ装置の構成］
図１は、センサ装置を備えた情報処理装置の概略断面図である。図２は、図１に示す情報処理装置の筐体の図示を省略した概略分解斜視図である。図３は、図２の部分拡大図であり、タッチパネルの分解斜視図に相当する。尚、図２において、図面を見やすくするためにタッチパネルの電極構造を一部省略して図示し、図３にてタッチパネルの詳細な電極構造を図示した。図４は、図１の円Ａで囲まれた領域の拡大図である。図５は、図１に示す情報処理装置に組み込まれる感圧センサの動作原理を説明するための図である。図６は、図５に示す感圧センサの特性を示す図である。図７は、情報処理装置におけるＦＰＣ（Flexible  Printed  Circuit）基板の配置例を示す図である。図面において、構造をわかりやすくするために、各構造を実際とは異なる縮尺で図示し、また配線数なども実際とは異なる数で図示している。
【００２３】
図１〜４に示すように、情報処理装置１は、トッププレート４０と、センサ装置１００と、表示パネルとしての液晶パネル３０と、液晶パネル３０に対して光を照射するバックライト２０と、これらを収容する筐体１０とを備える。情報処理装置１において、使用者側からみて、トッププレート４０、センサ装置１００、液晶パネル３０、バックライト２０の順に配置される。センサ装置１００は、タッチパネル５０と感圧センサ６０を備える。
【００２４】
トッププレート４０は、その下部に位置するタッチパネル５０の表面を保護するものであるが、トッププレート４０を省略した構成としてもよい。トッププレート４０には透明のガラス基板やフィルムなどを用いることができる。トッププレート４０のセンサ装置１００が配置される側とは反対側の面が、使用者による入力操作時に、指やタッチペン等の入力操作子が直接接触する操作子接触面４１となる。以下、入力操作子として指を例にあげて説明する。
【００２５】
トッププレート４０とセンサ装置１００とは接着層９１とにより接着固定されている。平面矩形状のセンサ装置１００は、平面矩形状のタッチパネル５０と感圧センサ６０とを備え、両者は接着固定されている。
【００２６】
タッチパネル５０は、操作子接触面４１側に位置する入力操作面５１と、これに対向する液晶パネル３０側に位置する第２の面５２とを有している。感圧センサ６０は、タッチパネル５０の第２の面５２の額縁部の四隅にそれぞれ１つづつ、計４つ配置される。タッチパネル５０はトッププレート４０側、感圧センサ６０は液晶パネル３０側に位置するように配置される。液晶パネル３０は、タッチパネル５０の背面側に配置されている。本実施形態においては、入力操作面５１にトッププレート４０を介して間接的に操作子が触れ、入力操作が行われる。
【００２７】
センサ装置１００の一部を構成する感圧センサ６０は、筐体１０に固定配置されている。感圧センサ６０は、弾性体６２と、これを挟み込むように配置された第１の電極としての上部電極６１及び第２の電極としての下部電極６３を備える。操作子接触面４１と垂直な方向（図面ｚ軸方向）に操作子接触面４１を押圧すると、感圧センサ６０の弾性体６２が縮小するように歪むとともに、この感圧センサ６０が接着固定されているトッププレート４０及びタッチパネル５０が押圧方向に移動する。このように、感圧センサ６０は、押圧によって、操作子接触面４１と垂直な方向（図面ｚ軸方向）にその厚みが変位する構成となっている。そのため、指による押圧によって感圧センサ６０の変位分、タッチパネル５０は液晶パネル３０に近づくように移動するので、その移動分を考慮してセンサ装置１００と液晶パネル３０との間には空隙９５が設けられている。
【００２８】
本実施形態において、センサ装置１００を、タッチパネル５０の第２の面５２側から見ると、感圧センサ６０が第２の面５２よりも突出した構成となっているが、突出せず、感圧センサ６０が第２の面５２と同じ高さ或いは引っ込む構成としてもよい。
【００２９】
［タッチパネル］
タッチパネル５０は、静電容量方式による、入力操作面５１のｘｙ座標を検出する入力デバイスである。静電容量方式によるタッチパネル５０においては、局所的に静電容量が変化した部位を検出することにより、タッチパネルの入力操作面の使用者の指が触れた位置、さらにはこの位置の変化を検出するようになされている。
【００３０】
図２及び図３に示すように、タッチパネル５０は、例えばＸ電極基板１５０、Ｙ電極基板２５０を順に積層し互いを接着層９３にて接着して構成される。Ｘ電極基板１５０及びＹ電極基板２５０はそれぞれ矩形状を有し、Ｙ電極基板２５０はＸ電極基板１５０より小さい外形を有する。Ｘ電極基板１５０、Ｙ電極基板２５０それぞれに形成される検出用Ｘ透明電極パターン１５３及び検出用Ｙ透明電極パターン２５２が互いに平面的に重なりあった領域が、ｘｙ平面の座標検出領域８０となる。感圧センサ６０は、タッチパネル５０のｘｙ平面の座標検出領域８０外の周縁領域（額縁部）に配置される。言い換えると、平面的に見て、Ｘ電極基板１５０のＹ電極基板２５０より突出した部分が額縁形状を有し、この突出した部分に感圧センサ６０が設けられる。
【００３１】
図２、図３において、Ｘ電極基板１５０、Ｙ電極基板２５０それぞれに形成される電極パターン等は、図面上、基板の裏面側に配置されるため、点線で図示している。
【００３２】
Ｘ電極基板１５０は、透明ポリイミド基板１５１と、該基板１５１上に形成されたＸ透明電極パターン１５３と、第１の電極としての上部電極６１と、Ｘ透明電極パターン１５３に電気的に接続する配線１５４と、上部電極６１と電気的に接続する引出配線１５５とを有する。透明ポリイミド基板１５１以外に、ＰＥＴフィルム基板やガラス基板などを用いてもよい。Ｘ透明電極パターン１５３は、図上、Ｘ軸方向に延在するストライプ状の検出用のＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）が形成される。上部電極６１は、感圧センサ６０の一部を構成する。上部電極６１は、Ｘ透明電極パターン１５３と同時形成され、ＩＴＯから形成される。上部電極６１は、座標検出領域８０外の矩形のタッチパネル５０の額縁上の四隅にそれぞれ１つづつ、計４つ配置される。４つの上部電極６１は、それぞれ電気的に独立している。配線１５４は、Ｘ透明電極パターン１５３と図示しない回路基板とをＦＰＣ基板８１を介して電気的に接続するための配線であり、Ｘ透明電極パターン１５３とほぼ平行に延在して矩形状のＸ電極基板１５０の一辺に集約して形成される。引出配線１５５は、上部電極６１と図示しない回路基板とをＦＰＣ基板８１を介して電気的に接続するための配線である。引出配線１５５の一端は上部電極６１と接続し、他端は配線１５４が集約される辺と同じ辺に集約して形成される。配線１５４及び引出配線１５５は、例えばＡｇ（銀）などで印刷形成される。尚、上部電極６１を配線１５４及び引出配線１５５と同時形成し、Ａｇなどで印刷形成してもよい。
【００３３】
Ｙ電極基板２５０は、透明ポリイミド基板２５１と、該基板２５１上に形成されたＹ透明電極パターン２５２と、Ｙ透明電極パターン２５２に電気的に接続する配線２５４とを有する。透明ポリイミド基板２５１以外に、ＰＥＴフィルム基板やガラス基板などを用いてもよい。Ｙ透明電極パターン２５２は、図上、ｙ軸方向に延在するストライプ状の検出用のＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）を印刷して形成される。配線２５４は、Ｙ透明電極パターン２５２と図示しない回路基板とをＦＰＣ基板８２を介して電気的に接続するための配線であり、Ｙ透明電極パターン２５２とほぼ平行に延在して矩形状のＹ電極基板２５０の一辺に集約して形成される。配線２５４は、例えばＡｇ（銀）などで印刷形成される。回路基板は、例えばバックライト２０の液晶パネル３０が配置される側とは反対の面側に配置される。
【００３４】
このように、タッチパネル５０は、直交する二軸の方向に検出用の電極パターンが設けられた構成となっている。Ｘ透明電極パターン１５３、Ｙ透明電極パターン２５２それぞれの検出出力は、図示しない回路基板上に設けられている演算回路に入力され、二軸の空間での位置、すなわちＸＹ座標の特定が行われる。各Ｘ透明電極パターン１５３及びＹ透明電極パターン２５２には所定電圧がかけられ、Ｘ透明電極パターン１５３とＹ透明電極パターン２５２との間には電荷が形成される。指による接触によりその電荷が変化し、Ｘ透明電極、Ｙ透明電極それぞれに流れる電流が変化する。この変化を検出することによってＸＹ座標が特定でき、指の位置が検出される。尚、トッププレート４０を設けない場合は、Ｘ電極基板１５０の電極パターンが配置されない側の入力操作面５１が操作子接触面となり、操作子が入力操作面５１に直接触れて入力操作がおこなわれる。
【００３５】
［感圧センサ］
図１〜図４に示すように、感圧センサ６０は、タッチパネル５０と筐体１０との間に配置された誘電材料からなる弾性体６２と、これを挟み込むように配置された上部電極６１及び第２の電極としての下部電極６３とを備える。感圧センサ６０はさらに、弾性体６２と上部電極６１とを接着固定する接着層６５と、弾性体６２と下部電極６３とを接着固定する接着層６４とを備える。本実施形態においては、４つの各感圧センサ６０を構成する弾性体が連結して１つの枠状の弾性体６２を構成し、４つの感圧センサ６０で１つの弾性体６２を共有している。また、４つの各感圧センサ６０を構成する下部電極が連結して１つの枠状の下部電極６３を構成し、４つの感圧センサ６０で１つの下部電極６３を共有している。
【００３６】
弾性体６２には、例えば、残留ひずみが少なく、復元率（復元速度）が高い材料が用いられる。この種の材料としては、例えばシリコーンゴム、ウレタン系ゴムを用いることができる。弾性体６２は、ヤング率が０．００１〜２ＭＰａで、かつ、戻り時間が４００ｍｓ以下の応答速度であることが望ましい。ヤング率が０．００１ＭＰａよりも低いと、単に操作子が入力操作面に直接的或いは間接的に接触しているだけでも押圧操作していると誤検知するおそれがある。ヤング率が２ＭＰａよりも高いと、大きな押圧力が必要となることで操作性が悪くなるおそれがある。
戻り時間が４００ｍｓよりも遅いと、入力操作子による押圧操作の検知に時間がかかってしまい、早い入力操作時の押圧の検知が難しく、操作特性が悪い、または、ダブルクリック等の連続操作の検知ができにくくなる。また、弾性体６２は、上記ヤング率及び応答速度に加え、圧縮残留歪が最大で初期歪の５％程度であることが望ましい。
圧縮残留歪が５％よりも大きいと、長期使用による弾性体６２の劣化に伴い、感圧センサ６０の感度が低くなってしまう。このため、圧縮残留歪を最大で５％程度とすることにより、長期使用によっても十分な感度が維持可能な感圧センサ６０を得ることができ、操作特性が悪くなることを防止することができる。
ここで、上記ヤング率は、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards） Ｋ６２５４に準拠した試験方法に基づいて測定した。上記圧縮残留歪は、ＪＩＳ Ｋ６４０１（圧縮残留歪が５０％の試験方法）に準拠した試験方法を用いて測定した。また、弾性体６２の厚みは、タッチパネルのサイズに応じて、例えば０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度のものを用いることができる。例えば、タッチパネルが５インチ以下であれば０．１〜５ｍｍ程度、５インチ以上であれば０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度のものを用いることができる。
【００３７】
本実施形態では、弾性体６２として、株式会社イノアックコーポレーション製「ポロン」（商標）が用いられている。具体的には、例えばポロン（商標）のＳＳ１０、ＳＳ２４、ＭＳ４０、ＭＨ４８等が用いられる。ポロンＳＳ１０は、そのヤング率は０．０１ＭＰａ、その応答速度は１５ｍｓ以下である。ポロンＳＳ２４は、そのヤング率は０．０３ＭＰａ、その応答速度は２０ｍｓ以下である。ポロンＭＳ４０は、そのヤング率は０．２ＭＰａ、その応答速度は３０ｍｓ以下である。ポロンＭＨ４８は、そのヤング率は１．２ＭＰａ、その応答速度は３０ｍｓ以下である。
【００３８】
弾性体６２は、例えば１０％程度変位すればよく、例えば厚み０．５ｍｍの弾性体６２を用いる場合、５０μｍ程度変位すればよい。本実施形態において、弾性体６２はタッチパネル５０の額縁に対応して額縁状（環状）に設けられている。弾性体６２を額縁状に設けることにより、情報処理装置１の状態で、タッチパネル５０と筐体１０との間、詳細にはタッチパネル５０と液晶パネル３０との間の空隙９５に外部からのゴミなどが侵入することを防止できる。このように額縁状の弾性体６２に、外部からのゴミの侵入を防止するシール機能を持たせることができる。従って、外部からのゴミ侵入による表示特性への影響がない。
【００３９】
上述したように、上部電極６１は、タッチパネル５０上に、Ｘ透明電極パターン１５３または配線１５４と同時形成されている。これにより、上部電極６１を別工程で形成する必要がない。また、感圧センサ６０の一部を構成する上部電極６１と、タッチパネル５０に形成されるＸ透明電極パターンや配線を同一基板上に形成できるので、これら電極等を一括して同じ配線基板８１にて配線することができる。
【００４０】
下部電極６３は、筐体１０上に例えば導電ペーストを印刷して形成される。下部電極６３には、例えば銀ペーストを用いることができる。下部電極６３は、弾性体６２と同様にタッチパネル５０の額縁部に対応して額縁状（環状）に配置される。下部電極６３はＦＰＣ基板８３を介して電気的に図示しない回路基板と電気的に接続される。下部電極６３を、複数の感圧センサ６０で共有することにより、下部電極６３の配線を単純化させることができる。
【００４１】
ここで、下部電極６３も上部電極６１と同様に、タッチパネル５０上、例えばＹ電極基板２５０上に形成することが考えられる。しかしながら、図１１に示すように、押圧の有無により、Ｙ電極基板２５０と下部電極６３との距離９６、９７が変わってくるため、接続構造が複雑となる。このため、本実施形態では、下部電極６３を筐体１０上に形成した。尚、図１１は図３に対応する、押圧によるセンサ装置の弾性体の変位によるタッチパネルと下部電極との位置関係を示す図であり、（ａ）は押圧前の状態、（ｂ）は押圧時の状態を示す。
【００４２】
［感圧センサの動作原理］
次に、本実施形態における感圧センサ６０の動作原理について図５及び図６を用いて説明する。本実施形態の感圧センサ６０は、感圧センサ６０の上部電極６１、弾性体６２及び下部電極６３の積層方向に指９６によって加わる押圧力に応じて静電容量が変化する。図５（ｂ）に示すように、指９６によって押圧力が加わると、感圧センサ６０を構成する弾性体６２はその厚みが減少するようにひずみ、上部電極６１と下部電極６３との間の静電容量が減少する。
【００４３】
このように、弾性体６２の変位による電極６１、６３間の静電容量変化を利用して感圧機能を実現している。図６に示すように、感圧センサ６０は、静電容量変化率が、押し込み力、すなわち感圧センサ６０に加わる押圧力にほぼ比例するリニアな特性を有している。本実施形態においては、下部電極６３に矩形のパルスを加え、上部電極から得られる信号が、図示しない回路基板に設けられている演算回路に入力され、電極６１、６３間の静電容量変化を検出することができる。そして、電極６１、６３間の静電容量変化から、入力操作面５１への押圧による入力決定操作がなされたことを判定することができる。
【００４４】
感圧センサ６０の静電容量変化に基く入力操作面５１への押圧力は、図示しない判定ユニットによって判定される。上記判定ユニットは、上記演算回路を含み、情報処理装置１の制御部の一部として構成することができる。判定ユニットは、タッチパネル５０の四隅位置に配置された各感圧センサ６０で検出された静電容量変化に基づいて、上記押圧力を判定する。判定ユニットは、後述するように、各感圧センサ６０の静電容量変化の合算値に基づいて、上記押圧力を判定してもよい。これにより、入力操作面への押圧位置に依存しない高精度な押圧力検出が可能となる。この場合、判定ユニットは、例えば、上記静電容量変化の合算値から押圧力を判定してもよいし、上記合算値を感圧センサの数で除算することで得られる平均値から押圧力を判定してもよい。
【００４５】
センサ装置１００においては、トッププレート４０を介して入力操作面５１に指９６が間接的に触れることにより、タッチパネル５０によってｘｙ平面座標の検出が行われる。そして、トッププレート４０を介して入力操作面５１を間接的に指９６で押すことにより、感圧センサ６０によってｘｙ平面と垂直な方向（ｚ軸方向）に向かって加わる押圧力が検出され、入力決定が判定される。これにより、単に指９６がトッププレート４０を介して入力操作面５１に間接的に触れているだけでは、決定とは判定されないので、誤入力を減少させることができる。更に、トッププレート４０を介して指９６を間接的に入力操作面５１に触れた状態で入力操作面５１上を移動させることができるので操作性がよい。
【００４６】
図１７は、本実施形態に係るセンサ装置の入力操作時における静電容量変化を示す。図１７に示すように、指が近接していない状態では、容量変化は０．０％となっている。指が入力操作面に近接すると、容量変化が−５．０％程度に減少し、入力操作面に指が接触（タッチ）すると、急激に容量変化が減少する。指が入力操作面に接触した状態では、−２７．０％程度の容量変化となっている。そして、指によって入力操作面を押圧する決定操作が行われると、容量変化が−１２〜−１４％程度まで増加する。このような容量変化の履歴から単なる接触と決定とを区別し、決定を判定することができる。尚、決定の判定方法はこれに限定されるものではない。例えば、入力操作面上での指の動きが静止してから、そこを基準として容量変化が増加するように変化すれば決定と判定してもよい。
【００４７】
［その他の構成］
本実施形態におけるセンサ装置１００は例えば携帯端末などに使用でき、次のように用いることができる。情報処理装置１の液晶パネル３０にパーソナルコンピュータのキーボードの如くテンキ―を表示させ、操作子接触面４１上で指９６による入力を行う場合に、上述のような操作特性を持たせることができる。この場合、操作子接触面４１から指９６を離さずに移動させても指による押圧を加えなければ入力決定と判定されないので、指９６を操作子接触面４１に接触していて望まないキーを入力決定してしまうという、誤入力がない。
【００４８】
また、センサ装置１００を、情報処理装置に対して命令を与えるためのマウス操作の代替、例えば液晶パネルに表示されるアイコンのクリック及びドラッグに適用することも可能である。この場合、例えば、ドラッグさせたいアイコンを入力操作子で選択し、そのアイコン箇所を押圧することによって、マウスのクリックに相当する操作が行われる。そして、押圧状態を保持したまま入力操作子を入力操作面に接触させた状態で移動させることによって、ドラッグに相当する操作が行われる。
【００４９】
図２において、ＦＰＣ基板８１、８２、８３を、額縁状の弾性体６２の外側に位置するように接続配置した。しかし、図７に示すように、ＦＰＣ基板８１、８２、８３（８２、８３は図示を省略）を額縁状の弾性体６２の内側（額縁で囲まれた領域）に位置するように配置させてもよい。これにより、ＦＰＣ基板８１、８２、８３それぞれの図示しない回路基板への接続を額縁状の弾性体６２の内側から行うことができ、弾性体６２によるシール効果がより一層向上する。
【００５０】
また、弾性体６２とは別にシールを形成してもよい。シールとして、トップレート４０と筐体１０との間に、平面的にセンサ装置１００を囲むような額縁状のスポンジ等の伸縮可能な部材を設けることができる。これにより、スポンジによって外部から空隙にゴミなどの侵入がすることをより確実に防止することができる。
【００５１】
また、本実施形態においては、筐体に下部電極を設けていたが、弾性体に下部電極が形成されたフィルムを接着し、このフィルムと筐体とを接着層によって接着してもよい。以下、図２１を用いて説明する。上述の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００５２】
図２１は、センサ装置を備えた情報処理装置８００１の概略部分断面図である。図２１では、液晶パネル、バックライトは図示を省略している。
【００５３】
情報処理装置８００１は、トッププレート４０と、センサ装置８１００と、液晶パネル３０と、バックライトと、これらを収容する筐体１０とを備える。センサ装置８１００は、タッチパネル５０と感圧センサ８０６０とを備え、両者は接着固定されている。感圧センサ８０６０は、平面矩形状のタッチパネル５０の額縁部の四隅にそれぞれ１つづつ、計４つ配置される構成となっている。感圧センサ８０６０は、筐体１０に固定配置されている。感圧センサ８０６０は、弾性体６２と、弾性体６２を挟み込むように配置された上部電極６１及び第２の電極としての下部電極８０６５と、弾性体６２と上部電極６１を接着する接着層６５と、弾性体６２と下部電極８０６５とを接着する接着層８０６４とを備える。下部電極８０６５は透明フィルム上に形成された状態で弾性体６２と接着しており、透明フィルムは図示を省略している。下部電極８０６５の形状は額縁状でも、各上部電極６１と対応して島状に形成してもよい。下部電極８０６４は、接着層８０６３を介して筐体１０に接着固定されている。このように下部電極を筐体に形成しなくてもよく、筐体に下部電極を設ける場合と比較して、下部電極と回路基板との接続が容易である。
【００５４】
更に、図２１に示す構成に加え、上部電極をタッチパネル上に形成せずに、透明フィルム上に上部電極を形成し、これを弾性体に接着させてもよい。この場合、タッチパネルと感圧センサとをそれぞれ別に形成することができる。
【００５５】
＜第２の実施形態＞
次に第２の実施形態について、図１、図４及び図８を用いて説明する。第１の実施形態においては、弾性体２６が額縁状を有していた。これに対し、本実施形態においては、弾性体が複数の各感圧センサ毎に分離して島状に構成されている点で大きく異なる。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００５６】
図１は、センサ装置を備えた情報処理装置の概略断面図である。図４は、図１の円Ａで囲まれた領域の拡大図である。図８は、図１に示す情報処理装置に組み込まれるセンサ装置の概略分解斜視図である。図８において、Ｙ電極基板２５０に設けられる電極パターン等は図示を省略している。
【００５７】
図１、４、及び８に示すように、第２の実施形態に係るタッチパネル付き情報処理装置１００１は、トッププレート４０と、センサ装置１１００と、液晶パネル３０と、バックライト２０と、これらを収容する筐体１０とを備える。
【００５８】
センサ装置１１００は、タッチパネル５０と感圧センサ１０６０とを備え、両者は固定されている。感圧センサ１０６０は、タッチパネル５０の第２の面５２の額縁部の四隅にそれぞれ１つずつ、計４つ配置される構成となっている。センサ装置１１００の一部を構成する感圧センサ１０６０は、筐体１０に固定配置されている。センサ装置１１００を操作子接触面４１と垂直な方向（図面ｚ軸方向）に押圧すると、感圧センサ１０６０の弾性体１０６２が縮小するように歪むとともに、この感圧センサ１０６０が接着固定されているトッププレート４０及びタッチパネル５０は押圧方向に移動する。
【００５９】
感圧センサ１０６０は、弾性体１０６２と、これを挟み込むように配置された上部電極６１及び下部電極６３、弾性体１０６２と上部電極６１とを接着固定する接着層１０６５と、弾性体１０６２と下部電極６３とを接着固定する接着層６４とを備える。弾性体１０６２には、第１の実施形態の弾性体６２と同様の材料を用いることができる。弾性体１０６２は、タッチパネル５０の額縁部に配置される４つの第１の電極６１と対応して４つ設けられている。更に、Ｙ電極基板２５０と弾性体１０６２とを接着する接着層１０６５も弾性体１０６２に対応して４つ分離して設けられている。尚、接着層１０６５を各感圧センサ６０毎に設けたが、第１の実施形態のように、枠状に接着層６５を設け、４つの感圧センサ６０で１つの接着層６５を共有する構成としてもよい。
【００６０】
本実施形態においては、額縁状に弾性体を設けていないため、入力操作時の押圧によりセンサ装置１１０がｚ軸方向に移動するのに伴って、空隙９５にゴミなどが侵入しやすくなる。この場合、例えば、トップレート４０と筐体１０との間に、シールとして、平面的にセンサ装置１１００を囲むような額縁状のスポンジ等の伸縮可能な部材を設ければよい。これにより、スポンジによって外部から空隙にゴミなどの侵入が防止され、表示特性に影響を及ぼさない。
【００６１】
＜第３の実施形態＞
次に第３の実施形態について、図１、図４、図９、図１０及び図１２を用いて説明する。第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態と比較して、感圧センサの電極構造が異なる点で大きく相違なる。以下、上述の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００６２】
図１は、センサ装置を備えた情報処理装置２００１の概略断面図である。図４は、図１の円Ａで囲まれた領域の拡大図である。図９は、図１に示す情報処理装置２００１に組み込まれるセンサ装置２１００の概略分解斜視図である。図９において、Ｙ電極基板２５０に設けられる電極パターン等は図示を省略している。図１０（ａ）は第１の実施形態のセンサ装置１００の一部を構成する感圧センサ６０の斜視図及びその等価回路図である。図１０（ｂ）は第３の実施形態のセンサ装置２１００の一部を構成する感圧センサ２０６０の斜視図及びその等価回路図である。図１２は、本実施形態に係るセンサ装置２１００の概略斜視図である。
【００６３】
図に示すように、第３の実施形態に係るタッチパネル付き情報処理装置２００１は、トッププレート４０と、センサ装置２１００と、液晶パネル３０と、バックライト２０と、これらを収容する筐体１０とを備える。
【００６４】
センサ装置２１００は、タッチパネル２０５０と感圧センサ２０６０とを備え、両者は接着固定されている。感圧センサ２０６０は、タッチパネル２０５０の液晶パネル３０側の面の額縁部の四隅にそれぞれ１つずつ、計４つ配置される構成となっている。センサ装置２１００の一部を構成する感圧センサ２０６０は、筐体１０に固定配置されている。センサ装置２１００を操作子接触面４１と垂直な方向（図面ｚ軸方向）に押圧すると、感圧センサ２０６０の弾性体２０６２が縮小するように歪むとともに、この感圧センサ２０６０が接着固定されているトッププレート４０及びタッチパネル２０５０が押圧方向に移動する。
【００６５】
感圧センサ２０６０は、弾性体１０６２と、これを挟み込むように配置された第１の電極としての上部電極２０６１及び第２の電極としての下部電極２０６３を備える。更に、感圧センサ２０６０は、弾性体１０６２と上部電極２０６１とを接着固定する接着層１０６５と、弾性体１０６２と下部電極２０６３とを接着固定する接着層６４とを備える。
【００６６】
タッチパネル２０５０は、Ｘ電極基板２１５０、Ｙ電極基板２５０を順に積層し互いを接着層９３にて接着して構成される。Ｘ電極基板２１５０、Ｙ電極基板２５０それぞれに形成される検出用Ｘ透明電極パターン１５３及び検出用Ｙ透明電極パターン２５２が互いに平面的に重なりあった領域が、ｘｙ平面の座標検出領域８０となる。感圧センサ２０６０は、タッチパネル２０５０のｘｙ平面の座標検出領域８０外の領域（額縁部）に配置される。
【００６７】
Ｘ電極基板２１５０は、透明ポリイミド基板１５１と、該基板１５１上に形成されたＸ透明電極パターン１５３と、第１の電極としての上部電極２０６１と、Ｘ透明電極パターン１５３に電気的に接続する配線１５４と、上部電極２０６１と電気的に接続する引出配線２０５５とを有する。上部電極２０６１は、感圧センサ６０の一部を構成する。上部電極２０６１は、Ｘ透明電極パターン１５３と同時形成され、ＩＴＯから形成される。上部電極２０６１は、互いに電気的に独立した第１上部電極部２０６１ａと第２上部電極部２０６１ｂとから構成され、各感圧センサ２０６０毎に上部電極２０６１が設けられている。引出配線２０５５は、上部電極２０６１と図示しない回路基板とをＦＰＣ基板８１を介して電気的に接続するための配線であり、配線１５４が集約される辺と同じ辺に集約して形成される。配線１５４及び引出配線２０５５は、例えばＡｇ（銀）などで印刷形成される。
【００６８】
本実施形態において、筐体１０上に配置される下部電極２０６３はフローティング状態となっている。
【００６９】
図１０（ａ）に示すように、第１の実施形態における感圧センサ６０では、上部電極６１と下部電極６３との電位差から弾性体の静電容量を検出している。これに対し、本実施形態における感圧センサ２０６０では、上部電極２０６１と下部電極２０６３とを有し、上部電極２０６１は電気的に独立した第１上部電極部２０６１ａと第２上部電極部２０６１ｂとで構成されている。第１上部電極部２０６１ａ及び第２上部電極部２０６１ｂはそれぞれ弾性体１０６２を挟んで下部電極２０６３と対向する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、第１上部電極部２０６１ａと第２上部電極部２０６１ｂとから弾性体２０６２の静電容量を検出することができる。従って、弾性体の静電容量を検出するための電極を同一基板上に形成でき、一括して同じ配線基板にて回路基板と接続することができ、配線構造を単純化することができる。
【００７０】
＜第４の実施形態＞
次に第４の実施形態について、図１３を用いて説明する。第３の実施形態においては下部電極を筐体１０上に配置し、下部電極を浮遊電位としていた。これに対し、第４の実施形態においては、筐体１０上に第１シールド電極を設け、第１シールド電極と下部電極との間に誘電体層を設けている。以下、上述第３の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００７１】
図１３は、センサ装置を備えた情報処理装置の概略部分断面図である。図１３において、液晶パネル、バックライト及び筐体の図示を省略している。
【００７２】
図１３に示すように、第３の実施形態に係る情報処理装置は、トッププレート４０と、センサ装置３１００と、表示パネルとしての液晶パネルと、バックライト２０、これらを収容する筐体とを備える。
【００７３】
センサ装置３１００は、タッチパネル２０５０と感圧センサ３０６０とを備え、両者は接着固定されている。感圧センサ３０６０は、弾性体１０６２と、これを挟み込むように配置された第１の電極としての上部電極２０６１及び第２の電極としての下部電極３０６３を有する。下部電極３０６３は、例えば透明フィルム（図示せず）などに印刷形成されており、接着層６４を介して弾性体１０６２に固定されている。
【００７４】
筐体には、例えば銅箔などの導体層からなる第１シールド電極３００１が額縁状に形成、配置されている。更に、第１シールド電極３００１上には、額縁状に第１誘電体層３００２が配置される。第１シールド電極３００１と第１誘電体層３００２、第１誘電体層３００２と下部電極３０６３は、それぞれ図示しない接着層によって接着固定されている。第１誘電体層３００２は、その誘電率ε２が弾性体１０６２の誘電率ε１よりも小さくなっている。本実施形態において、第１誘電体層３００２は、弾性体１０６２と同一の材料で構成され、かつ、その実効誘電率を下げるために多孔質形状を有している。第１シールド電極３００１はグランド電位に接続される。
【００７５】
本実施形態においては、感圧センサ３０６０を、弾性体１０６２と、これを挟み込むよう配置された上部電極２０６１と下部電極３０６３とから構成し、上部電極２０６１を電気的に独立した第１上部電極２０６１ａと第２上部電極２０６１ｂとから構成している。更に下部電極３０６３をフローティング状態とすることにより、第１上部電極２０６１ａと第２上部電極２０６１ｂにより静電容量が検出可能となる。そして、本実施形態においては、弾性体１０６２よりも誘電率の低い誘電率を有する第１誘電体層３００２及び第１シールド電極３００１を設けることにより、外部からの影響を受けずに下部電極３０６３を安定したフローティング状態に維持することができる。また、第１誘電体層３００２の誘電率ε２が弾性体１０６２の誘電率ε１よりも小さいため、下部電極３０６３と第１シールド電極３００１の間の静電容量を低くでき、感圧センサ３０６０の感度に及ぼす影響を最小に抑えることが可能となる。
【００７６】
＜第５の実施形態＞
次に第５の実施形態について、図１４を用いて説明する。第５の実施形態においては、第４の実施形態の構造に加え、上部電極に対応する第２シールド電極及び第２誘電体層を設けている。以下、第４の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００７７】
図１４は、センサ装置を備えた情報処理装置の概略部分断面図である。図１４において、液晶パネル、バックライト及び筐体の図示を省略している。
【００７８】
図１４に示すように、第５の実施形態に係る情報処理装置は、トッププレート４０と、センサ装置４１００と、液晶パネルと、バックライト、これらを収容する筐体とを備える。センサ装置４１００は、タッチパネル２０５０と感圧センサ３０６０とを備え、両者は接着固定されている。トッププレート４０とセンサ装置４１００とを接着する接着層４０９１は、センサ装置４００１の外形よりも小さい範囲に設けられている。トッププレート４０とセンサ装置４１００との間であって接着層４０９１が設けられていない領域に、上部電極２０６１に対応して第２シールド電極４００１及び第２誘電体層４００２がそれぞれ設けられている。第２シールド電極４００１は、例えば銅箔などの導体層からなり、トッププレート４０の入力操作面と反対側の面上に配置されている。第２誘電体層４００２は、センサ装置４１００と第２シールド電極４００１との間に設けられている。第２誘電体層４００２も、その誘電率ε３が弾性体１０６２の誘電率ε１よりも小さくなっている。本実施形態において、第２誘電体層４００２は、弾性体１０６２と同一の材料で構成され、かつ、その実効誘電率を下げるために多孔質形状を有している。
【００７９】
このように本実施形態においては、上部電極２０６１に対応して第２誘電体層４００２及び第２シールド電極４００１を設けることにより、電磁ノイズによる感圧センサ３０６０の誤検出を防止することが可能となる。また、第２誘電体層４００２の誘電率ε３を弾性体１０６２の誘電率ε１よりも小さくすることで、タッチパネル５０に指が接触した際に生じる上部電極の静電容量変化に影響を受けることなく、押圧による静電容量変化を感圧センサ３０６０によって検出することができる。
【００８０】
＜第６の実施形態＞
次に第６の実施形態について、図１５を用いて説明する。第６の実施形態においては、第５実施形態と比較して、下部電極に対して第１シールド電極及び第１誘電体層を設ける点、及び上部電極に対応して第２シールド電極及び第２誘電体層を設けている点で共通する。しかし、第６の実施形態は、第２シールド電極、第２誘電体層及び第１電極の配置が第５の実施形態と異なる。以下、第５の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００８１】
図１５は、センサ装置を備えた情報処理装置の概略部分断面図である。図１５において、液晶パネル、バックライト及び筐体の図示を省略している。
【００８２】
図１５に示すように、第６の実施形態に係る情報処理装置は、トッププレート４０と、センサ装置５１００と、液晶パネルと、バックライト、これらを収容する筐体とを備える。センサ装置５１００は、タッチパネル５０５０と感圧センサ５０６０とを備え、両者は接着固定されている。感圧センサ５０６０は、弾性体１０６２と、これを挟み込むように配置された第１の電極としての上部電極５０６１及び第２の電極としての下部電極３０６３を備える。更に、感圧センサ５０６０は、弾性体１０６２と上部電極５０６１とを接着固定する接着層６５と、弾性体１０６２と下部電極３０６３とを接着固定する接着層６４とを備える。上部電極５０６１は、電気的に独立した第１上部電極５０６１ａと第２上部電極５０６１ｂとからなり、本実施形態に係る感圧センサの動作原理は第３の実施形態と同様である。
【００８３】
Ｘ電極基板５１５０とＹ電極基板５２５０とはその外形がほぼ同じ大きさを有している。Ｘ電極基板５１５０とＹ電極基板５２５０とは、これら基板の外形よりも小さい領域に設けられた接着層５０９３によって接着固定されている。Ｘ電極基板５１５０は、第３の実施形態に示されるＸ電極基板２１５０の上部電極２０６１が取り除かれ、感圧センサ５０６０に対応した第２シールド電極５００１が加わった構成となっている。Ｙ電極基板５２５０は、第１の実施形態に示されるＹ電極基板２５０に、Ｙ透明電極パターンと同時形成された上部電極５０６１が配置された構成となっている。上部電極５０６１のパターン形状は、第３の実施形態に示される上部電極２０６１と同様である。Ｘ電極基板５１５０とＹ電極基板５２５０との間であって接着層５０９３が設けられていない領域に、上部電極５０６１に対応する第２シールド電極５００１及び第２誘電体層５００２がそれぞれ設けられている。第２シールド電極５００１は、Ｘ電極基板５１５０上に設けられているＸ透明電極パターンと同時形成される。第２誘電体層５００２は、第２シールド電極５００１とＹ電極基板５２５０との間に設けられている。第２誘電体層５００２も、その誘電率ε３が弾性体１０６２の誘電率ε１よりも小さくなっている。第２誘電体層５００２は、その実効誘電率をさげるために多孔質形状を有している。
【００８４】
このように、感圧センサの上部電極をタッチパネルのＹ電極基板に設けてもよい。また、上部電極に対応する第２シールド電極をタッチパネルのＸ電極基板に設けてもよい。これにより、タッチパネル５０５０に接触した際に生じる上部電極の静電容量変化に影響されずに、押圧による静電容量変化を感圧センサ５０６０によって検出することができる。
【００８５】
上述の各実施形態において、感圧センサを用いて入力判定を行っている。この入力判定において、複数の感圧センサを用いる場合には、各感圧センサにより検出される静電容量変化を合算させて押圧力を判定することができる。以下、図１６を用いて説明する。
【００８６】
図１６はセンサ装置の概略断面図及び変位量を示すグラフである。図１６において、操作子接触面４１の向かい合う両端部にそれぞれ１つづつ感圧センサ６０を設け、入力箇所を変えてそれぞれ操作子接触面４１を同じ力で押圧している。グラフにおいて、横軸は時間、縦軸は静電容量を示す。図では、２つの感圧センサ６０それぞれで検出される静電容量と、それら静電容量を合算したものをグラフ化している。
【００８７】
図１６（ａ）は、操作子接触面４１の中央部を指で押圧した場合を示すものである。グラフ上、３つの折れ線グラフの中で、ピークが一番高くでている折れ線グラフが、２つの感圧センサ６０でそれぞれ検出された静電容量を合算して形成されたグラフである。３つの折れ線グラフの中で、次にピークが一番高く出ている折れ線グラフが、左側に位置する感圧センサ６０にて検出された静電容量をもとに形成されたグラフである。３つの折れ線グラブの中で、最もピークが低く出ている折れ線グラフが、右側に位置する感圧センサ６０にて検出された静電容量をもとに形成されたグラフである。
【００８８】
図１６（ｂ）は、操作子接触面４１の中央部より左側を指で押圧した場合を示すものである。グラフ上、３つの折れ線グラフの中で、ピークが一番高くでている折れ線グラフが、２つの感圧センサ６０でそれぞれ検出された静電容量を合算して形成されたグラフである。３つの折れ線グラフの中で、次にピークが一番高く出ている折れ線グラフが、左側に位置する感圧センサ６０にて検出された静電容量をもとに形成されたグラフである。３つの折れ線グラブの中で、最もピークが低く出ている折れ線グラフが、右側に位置する感圧センサ６０にて検出された静電容量をもとに形成されたグラフである。
【００８９】
図１６（ｃ）は、操作子接触面４１の中央部より右側を指で押圧した場合を示すものである。グラフ上、３つの折れ線グラフの中で、ピークが一番高くでている折れ線グラフが、２つの感圧センサ６０でそれぞれ検出された静電容量を合算して形成されたグラフである。３つの折れ線グラフの中で、次にピークが一番高く出ている折れ線グラフが、右側に位置する感圧センサ６０にて検出された静電容量をもとに形成されたグラフである。３つの折れ線グラブの中で、最もピークが低く出ている折れ線グラフが、左側に位置する感圧センサ６０にて検出された静電容量をもとに形成されたグラフである。
【００９０】
各図に示されるグラフからわかるように、２つの感圧センサで検出された静電容量の合算値のグラフは、いずれの図においてもほぼ同じ形状を有している。すなわち、入力位置によっては各感圧センサ間で異なる静電容量が検出されるが、その合算値は押圧力にほぼ比例する。本実施形態における感圧センサは、ｘｙ座標の位置検出には用いず、単に押圧力を検出するだけであるので、各感圧センサ毎に静電容量変化を見る必要がない。従って、センサ装置に複数の感圧センサを設ける場合、各感圧センサで検出された静電容量を合算し、その合算値から入力判定を行うことができる。あるいは、各感圧センサで検出された静電容量の合算値を感圧センサの個数で除算して得られる平均値から、入力判定を行うことができる。
【００９１】
上述の実施形態において、感圧センサの数を４つとしたが、これに限定されるものではなく、１以上あればよい。
【００９２】
＜第７の実施形態＞
次に第７の実施形態について図１及び図１８を用いて説明する。第７の実施形態においては、上部電極の形状が額縁状を有し、これに伴い感圧センサが１つ構成される点で、第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。また、第１の実施形態と同様の構成については図示を省略する。
【００９３】
図１はセンサ装置を備えた情報処理装置の概略断面図である。図１８は、本実施形態に係るセンサ装置のタッチパネルの分解斜視図である。
【００９４】
図１に示すように、第７の実施形態に係る情報処理装置６００１は、トッププレート４０と、センサ装置６１００と、液晶パネル３０と、バックライト２０と、これらを収容する筐体１０とを備える。センサ装置６１００は、タッチパネル６０５０と感圧センサ６０６０とを備え、両者は固定されている。感圧センサ６０６０は、平面矩形状のタッチパネル６０５０の額縁部に対応して額縁状に１つ配置される構成となっている。センサ装置６１００の一部を構成する感圧センサ６０６０は、筐体１０に固定配置されている。
【００９５】
感圧センサ６０６０は、弾性体６２と、これを挟み込むように配置された額縁状（環状）の上部電極６０６１及び下部電極６３、弾性体６２と上部電極６０６１とを接着固定する接着層と、弾性体６２と下部電極６３とを接着固定する接着層とを備える。本実施形態においては、感圧センサ６０６０が、いずれも平面形状が額縁状の上部電極６０６１、弾性体６２及び下部電極６３が積層されて構成されている。
【００９６】
タッチパネル６０５０は、Ｘ電極基板６１５０、Ｙ電極基板２５０を順に積層し互いを接着層９３にて接着して構成される。感圧センサ６０６０は、タッチパネル６０５０のｘｙ平面の座標検出領域８０外の領域（額縁部）に配置される。Ｘ電極基板６１５０は、透明ポリイミド基板１５１と、該基板１５１上に形成されたＸ透明電極パターン１５３と、額縁状の上部電極６０６１と、Ｘ透明電極パターン１５３に電気的に接続する配線１５４と、上部電極６０６１と電気的に接続する引出配線６１５５とを有する。上部電極６０６１は、Ｘ透明電極パターンと同時形成し、ＩＴＯで形成してもよいし、銀ペースト等で形成してもよく、配線１５４と電気的に絶縁するように設ければよい。
【００９７】
上述したように、入力操作位置がどの個所であっても、１つの感圧センサ６０６０で検出される静電容量は押圧力にほぼ比例するので、感圧センサ６０６０の出力値に基づいてタッチパネル６０５０に対して入力された押圧力を高精度に検出することができる。また、押圧時のトッププレート４０のゆがみによる検出感度のバラツキを解消することができ、入力感度のよいセンサ装置を得ることができる。また、額縁状の感圧センサ６０６０とすることにより、タッチパネルと筐体との間へ外部からゴミ等が侵入するのを防ぐシールの効果が向上する。
【００９８】
＜第８の実施形態＞
次に第８の実施形態について図１及び図１９を用いて説明する。第８の実施形態においては、４つの上部電極が電気的に接続されている点で、第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。また、第１の実施形態と同様の構成については図示を省略する。
【００９９】
図１はセンサ装置を備えた情報処理装置の概略断面図である。図１９は、本実施形態に係るセンサ装置のタッチパネルの分解斜視図である。
【０１００】
図１に示すように、第８の実施形態に係る情報処理装置７００１は、トッププレート４０と、センサ装置７１００と、液晶パネル３０と、バックライト２０と、これらを収容する筐体１０とを備える。センサ装置７１００は、タッチパネル７０５０と感圧センサ７０６０とを備え、両者は固定されている。センサ装置７１００の一部を構成する感圧センサ７０６０は、筐体１０に固定配置されている。感圧センサ７０６０は、弾性体６２と、これを挟み込むように配置された第１の電極としての上部電極７０６１及び下部電極６３、弾性体６２と上部電極６０６１とを接着固定する接着層と、弾性体６２と下部電極６３とを接着固定する接着層とを備える。本実施形態においては、複数の上部電極７０６１が直列接続されているため、センサ装置７１００全体からみると１つの感圧センサが設けられていることになる。
【０１０１】
タッチパネル７０５０は、Ｘ電極基板７１５０、Ｙ電極基板２５０を順に積層し互いを接着層９３にて接着して構成される。感圧センサ７０６０は、タッチパネル７０５０のｘｙ平面の座標検出領域８０外の領域（額縁部）に配置される。Ｘ電極基板７１５０は、透明ポリイミド基板１５１と、該基板１５１上に形成されたＸ透明電極パターン１５３と、４つの上部電極７０６１と、Ｘ透明電極パターン１５３に電気的に接続する配線１５４と、各上部電極７０６１を互いに電気的に接続する引出配線７１５５とを有する。上部電極７０６１及び引出配線７１５５は、Ｘ透明電極パターンと同時形成してＩＴＯで形成してもよいし、銀ペースト等で形成してもよい。
【０１０２】
上述したように、入力操作位置がどの個所であっても、複数の感圧センサ間で検出される静電容量の合算値は押圧力にほぼ比例するので、本実施形態のように、複数の上部電極７０６１を直列接続して、１つの感圧センサとする構成としてもよい。これにより本実施形態においては、第１の実施形態と比較して、上部電極に接続する引出配線数を減らすことができ、配線構造を単純化することができる。
【０１０３】
＜第９の実施形態＞
次に第９の実施形態について図２０を用いて説明する。第１の実施形態においては、入力操作面を押圧することにより、感圧センサが縮小するように歪んでいた。これに対し、第９の実施形態においては、入力操作面を押圧することにより感圧センサの弾性体が伸張するように構成してもよい。
【０１０４】
図２０は、センサ装置を備えた情報処理装置の概略断面図である。第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略或いは簡略化する。
【０１０５】
図２０に示すように、タッチパネル付き情報処理装置９００１は、トッププレート４０と、センサ装置９１００と、液晶パネル３０と、バックライト２０と、これらを収容する筐体９０１０とを備える。センサ装置９１００は、タッチパネル９０５０と感圧センサ９０６０を備える。
【０１０６】
トッププレート４０とセンサ装置９１００とは接着層とにより接着固定されている。感圧センサ９０６０は、上述の実施形態と同様に、弾性体を挟むように上部電極と下部電極が配置されて構成される。上部電極及び下部電極はタッチパネル上には形成されず、別の工程で形成される。上部電極は筐体に接着固定され、下部電極はタッチパネル９０５０に接着固定される。
【０１０７】
センサ装置９１００は、タッチパネル９０５０と感圧センサ９０６０とを備え、両者は接着固定されている。感圧センサ９０６０は、平面矩形状のタッチパネル９０５０のトップレート側の面の額縁部に配置される。感圧センサ９０６０は、筐体９０１０に固定配置されている。入力操作面５１をその垂直な方向（図面ｚ軸方向）に指で押圧すると、感圧センサ２０６０の弾性体が伸張するとともに、この感圧センサ２０６０が接着固定されているタッチパネル２０５０は押圧方向に移動する。このように、感圧センサ２０６０は、押圧によって、入力操作面５１と垂直な方向（図面ｚ軸方向）にその厚みが変位する構成となっている。そのため、指による押圧によって感圧センサ２０６０の変位分、タッチパネル２０５０は液晶パネル３０に近づくように移動するので、その移動分を考慮してセンサ装置１００と液晶パネル３０との間には空隙９５が設けられている。このように、押圧により感圧センサ２０６０を構成する弾性体が伸張するようにしてもよい。
【０１０８】
上述の実施形態においては、静電容量方式タッチパネルとして、Ｘ電極基板とＹ電極基板とを貼り合わせた構成のものを使用したが、これに限定されるものではなく、既知の構成のものを用いることができる。例えば、図２２に示す静電容量方式タッチパネル６０５０のように、ＰＥＴ基板６１５０の一方の面に、Ｘ透明電極パターン６１５３及び配線６１５４を設け、他方の面に、Ｙ透明電極パターン６２５３及び配線６２５４を設けたものを用いてもよい。また、上述の実施形態においては、タッチパネルとして静電容量方式のものを採用したが、これに限定されるものではなく、既知のタッチパネルを用いることができる。例えば、光学方式、表面弾性波方式、抵抗膜方式、超音波方式等を採用したタッチパネルを用いても良い。
【０１０９】
上述の実施形態において、上部電極及び下部電極の幅は、これらと弾性体を接着する際の位置ずれを考慮して、弾性体の幅よりも大きくすることが望ましい。これにより接着時に位置ずれが生じても、平面的に見て上部電極、下部電極がそれぞれ形成される領域内に弾性体が位置するように配置することができ、センサ特性のばらつきがなく、安定した品質の感圧センサを得ることができる。
【０１１０】
上述の実施形態においては、トッププレートとタッチパネルが直接接着固定され、タッチパネルと感圧センサが接着固定され、感圧センサが筐体に接着固定されていた。しかし、タッチパネルと感圧センサとを直接固定せずに、それぞれ別にトッププレートに直接固定してもよい。例えば、トッププレートの操作子接触面と反対側の面にタッチパネルを接着し、更に、トッププレートの額縁部にタッチパネルと重ならないように感圧センサを接着してもよい。感圧センサは、例えば上部電極側がトッププレートと接着固定され、下部電極側が筐体に接着固定される。これにより、感圧センサはトッププレートを介して間接的にタッチパネルに固定される。このような構造においても、入力操作面を押圧することによって、感圧センサは、弾性体の収縮或いは伸張により、押圧力を検出することができ、またタッチパネルによってｘｙ平面座標を検出することができる。
【０１１１】
［比較例］
本発明において、感圧センサとして、弾性体を一対の電極により挟持した構造のものを用い、押圧による静電容量の変化を利用して入力決定の判定を行っている。静電容量と押圧力とはほぼ比例するため、入力判定の制御がしやすい。ここで、導電性微粒子が分散されたシリコーンなどの絶縁性ポリマーからなる感圧導電シートを挟み込むように一対の電極を設けた感圧センサと比較する。このような感圧導電シートを用いた感圧センサにおいては、押圧力による抵抗の変化を利用して押圧の有無の判定を行うことができるが、抵抗と押圧力とは比例せず、押圧が少し加わっただけで高い抵抗値を示してしまう。このため、感圧導電シートを用いた感圧センサにおいては、押圧による入力判定の制御が難しい。これに対し、本発明に用いられる感圧センサは、静電容量と押圧力がほぼ比例するため、押圧による入力判定の制御が容易である。また、感圧導電シートは有機物を使用しているため、経時変化により劣化しやすく、また使用可能温度範囲が狭いため、安定した特性を維持することが困難である。
【０１１２】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
【０１１３】
例えば、以上の実施の形態では、タッチパネルとして静電容量式のタッチパネルを用いたが、これに代えて、抵抗膜式、表面弾性波式などの他の検出方式によるタッチパネルを採用してもよい。
【０１１４】
また、感圧センサを構成する第１の電極（上部電極）、第２の電極（下部電極）及び弾性体の配置関係は上記の例に限定されない。すなわち、以上の実施の形態では、図２３（Ａ）に示すように、上部電極６１及び下部電極６３の電極面全体が弾性体６２と対向するように、弾性体６２が上部電極６１と下部電極６３との間に配置された例を説明した。これに限られず、図２３（Ｂ）に示すように、上部電極６１及び下部電極６３の電極面の一部が弾性体６２と対向するように、弾性体６２が上部電極６１と下部電極６３との間に配置されてもよい。あるいは、図２３（Ｃ）に示すように、電極面が弾性体６２と対向していなくてもよい。各電極６１、６３の間には、弾性体６２以外の他の誘電体あるいは空気（層）を介在させることができる。
【０１１５】
また、以上の第７の実施形態では、第１の電極としての上部電極６０６１を環状に形成した例について説明した。ここでいう「環状」とは、図２４（Ａ）に示すように連続的な環状と、図２４（Ｂ）に示すように、一部に切欠き部６０６１ｃを有する非連続的な環状とが含まれる。上記「環状」は、感圧センサを構成する弾性体及び第２の電極（下部電極）についても、同様の意味である。
【０１１６】
＜第１０実施形態＞
次に、上記第３の実施形態に記載したセンサ装置２１００を構成するタッチパネル２０５０及び感圧センサ２０６０から得られる出力例を図２５、図２６に示す。
【０１１７】
図２５（ｄ）及び図２６（ｄ）は、センサ装置２１００の概略平面図である。センサ装置２１００において、タッチパネル２０５０の四隅にはそれぞれ１つずつ、計４つの感圧センサ２０６０ａ〜２０６０ｄが配置される。図２５（ｄ）及び図２６（ｄ）においては、入力決定の状態、すなわち押圧した状態で操作子が位置３００から位置３０１へ移動する様子（図上、右から左に移動する様子）が示されている。図２５（ａ）、図２５（ｂ）、図２６（ａ）及び図２６（ｂ）は、タッチパネル２０５０及び感圧センサ２０６０から得られる出力を３次元的に図示したものであり、横軸及び縦軸からなる平面はタッチパネル２０５０のＸＹ平面画面に相当し、高さ軸は出力の大きさを示す。図２５（ａ）及び図２６（ａ）は、操作子が位置３００におかれた時の出力図である。図２５（ｂ）及び図２６（ｂ）は、操作子が位置３０１におかれた時の出力図である。図２５（ｃ）、図２６（ｃ）は、４つの感圧センサ２０６０ａ〜２０６０ｄそれぞれの出力値の経時変化を示す図であり、縦軸は出力、横軸は時間を示す。図２５（ｃ）、図２６（ｃ）において、実線１は感圧センサ２０６０ａの、長点線２は感圧センサ２０６０ｂの、短点線３は感圧センサ２０６０ｃの、一点鎖線４は感圧センサ２０６０ｄの出力を表す。
【０１１８】
図２５は、操作子がタッチパネル２０５０上を滑らかに移動した場合を示す。図２６は、操作子がタッチパネル上を滑らかに移動しない場合を示す。例えば、図２６では、利き手とは反対の手を用いて入力を行った場合を示している。利き手とは反対の手を用いて入力を行う際、タッチパネル２０５０上を滑らかに操作子を移動させることができず、操作子の移動速度や力の加わり方が一定とならない場合がある。また、例えば、センサ装置２１００を机上などの固定した場所に置いて入力を行うのではなく、手にセンサ装置２１００をもった状態で入力を行う際にも、滑らかに操作子を移動させるのは困難であり、操作子の移動速度や力の加わり方が一定とならない場合がある。操作子が滑らかに移動する場合、図２５（ｃ）に示すように、各感圧センサ２０６０ａ〜２０６０ｄからの出力の経時変化は変動が少なく、安定している。これに対し、操作子が滑らかに移動しない場合、図２６（ｃ）に示すように、各感圧センサ２０６０ａ〜２０６０ｄからの出力の経時変化における変動が大きい。このため、操作子による入力操作が、誤入力、あるいは、誤入力ではなく正しい入力であるが、何らかの要因、例えば上述のように手にセンサ装置２１００を持った状態で入力を行ったなどの要因で、出力変動が大きく検出されているだけなのかを、正確に判断することが難しい。
【０１１９】
そこで、本実施形態では、操作子が滑らかに移動しなかった場合、その入力操作が誤入力か否かを判定するプログラムが上記回路基板上の演算回路（判定ユニット）に組み込まれている。図２７は、その処理フローを示す。
【０１２０】
図２７に示すように、ステップ１（Ｓ１）で、タッチパネル２０５０から検出されたｘｙ座標出力結果から、操作子がタッチパネル２０５０上を移動中か否かが判定される。
【０１２１】
Ｓ１で操作子が移動中でないと判定されると、ステップ２（Ｓ２）で、圧力センサ２０６０（２０６０ａ〜２０６０ｄ）からの出力結果である圧力データが採用され、その圧力データを基に操作子の押圧による入力決定がなされたか否かが判定される。
【０１２２】
一方、Ｓ１で操作子が移動中であると判定されると、ステップ３（Ｓ３）で、ある所定の時間内での感圧センサ２０６０から検出される圧力データの変動量が大きいか否かが判定される。例えば、所定の時間内、例えば１００ｍｓｅｃ内で、連続して出力される各感圧センサの圧力データが、その直前に出力された圧力データと比較して±３０％以上の変動があったことが３回観測されたとき、圧力データの変動量が大きいと判定される。なお、圧力データの変動量が大きいか否かの判定は、これに限られるものではない。
【０１２３】
Ｓ３で変動量が大きいと判定されると、ステップ４（Ｓ４）で、操作子の動きが正常でないとして誤入力であると判定され、圧力センサ２０６０から出力された圧力データは無視され、操作子の押圧による入力決定操作ではないと判定される。
【０１２４】
一方、Ｓ３で変動量が小さいと判定されると、ステップ５（Ｓ５）で、圧力センサ２０６０から出力された圧力データは使われず、予め入力されている正常圧力データが採用されて入力決定操作であると判定される。
【０１２５】
以上のように、本実施形態では、感圧センサからの出力の経時変化の変動の大きさにより、その入力操作が、正常な操作子の動きのものであるか、あるいは、正常な操作子の動きのものでない（誤入力）か、を判定することができる。そして、正常な動きと判定された場合は入力と判定され、正常な動きでないと判定された場合はその入力操作がなかったものと判定される。このように、感圧センサからの出力の経時変化の変動の大きさにより操作子による入力の有無が判定されることにより、滑らかでない操作子の移動を伴う入力操作があっても、感圧センサからの出力の変動が小さければ、正常な動きであるとして入力と判定される。なお、ここでは実施形態３に示す構成を具備するセンサ装置を例にあげて説明したが、その他の上述の実施形態に示すセンサ装置にも、本プログラムを適用できる。
【０１２６】
＜第１１実施形態＞
次に、上述した情報処理装置の使用例について図２８、図２９、図３０を用いて説明する。なお、ここでは第１実施形態に記載したセンサ装置１００を例にあげて説明するが、他の実施形態に記載したセンサ装置に適用することもできる。
【０１２７】
図２８は、従来の２本の指を用いた画像処理の手法を示す概略平面図である。図２８（ａ）は画像の拡大、図２８（ｂ）は画像の縮小、図２８（ｃ）は画像の回転、図２８（ｄ）は画像の移動を指示するときの２本の指の動きを示す。図２９は、本実施形態に係わる、１つの操作子を用いた画像処理の手法を示す概略平面図である。図２９（ａ）は画像の拡大、図２９（ｂ）は画像の縮小、図２９（ｃ）は画像の移動、図２９（ｄ）は画像の回転、図２９（ｅ）はページ送り、あるいはファイルトップやファイルエンドへ送る操作を指示するときの操作子の動きを示す。これらの、１つの操作子を用いた画像の拡大、縮小、回転及び移動等を行うためのプログラムは、例えば回路基板上の演算回路（判定ユニット）に組み込むことができる。図３０は、この画像処理のプログラムのフローチャートである。
【０１２８】
図２８に示すように、従来、タッチパネル４００に表示される画像を拡大、縮小、回転、移動する際には、２本の指を用いて行っていた。図２８（ａ）に示すように、画像を拡大する場合には、例えば位置４０１に人指し指、位置４０２に親指を置き、それぞれを矢印の方向に移動させて、２つの指の距離を広げる動作を行う。図２８（ｂ）に示すように、画像を縮小する場合には、例えば位置４０１に人指し指、位置４０２に親指を置き、それぞれを矢印の方向に移動させて、２つの指の距離を縮める動作を行う。図２８（ｃ）に示すように、画像を回転する場合には、例えば位置４０１に人指し指、位置４０２に親指を置き、親指４０２を基点にして人差し指を回転したい方向に移動させる。図２８（ｄ）に示すように、画像を移動する場合には、例えば位置４０１に人指し指、位置４０２に親指を置き、双方の指を移動したい方向に移動させる。
【０１２９】
これに対して、本実施形態においては、画像を拡大する場合は、図２９（ａ）、図３０に示すように、センサ装置１００のタッチパネル５０上の一点を操作子によって押圧することにより、ステップ１（Ｓ１）で感圧がＯＮであるかどうかがＹＥＳと判定される。そして、押圧を維持することにより、ステップ２（Ｓ２）で感圧がＯＦＦであるかどうかがＮＯと判定される。そして、押圧を維持したまま操作子を画面の上部に移動させることにより、ステップ３（Ｓ３）で移動方向が認識され、ステップ４（Ｓ４）で拡大の指示がされたと判定される。
【０１３０】
画像を縮小する場合は、図２９（ｂ）、図３０に示すように、タッチパネル５０上の一点を操作子によって押圧することにより、ステップ１（Ｓ１）で感圧がＯＮであるかどうかがＹＥＳと判定される。そして、押圧を維持することにより、ステップ２（Ｓ２）で感圧がＯＦＦであるかどうかがＮＯと判定される。そして、押圧を維持したまま操作子を画面の下部に移動することにより、ステップ３（Ｓ３）で移動方向が認識され、ステップ４（Ｓ４）で縮小の指示がされたと判定される。
【０１３１】
画像を移動する場合は、図２９（ｃ）、図３０に示すように、タッチパネル５０上の一点を操作子によって１回押圧（シングルクリック）することにより、ステップ１（Ｓ１）で感圧がＯＮであるかどうかがＹＥＳと判定され、更にステップ２（Ｓ２）で感圧がＯＦＦであるかどうかがＹＥＳと判定される。そして、更なるクリックがない場合には、ステップ５（Ｓ５）で感圧シングルクリックであると判定され、押圧が解除された状態で操作子を移動することにより、ステップ６（Ｓ６）で移動の指示がされたと判定される。
【０１３２】
画像を回転する場合は、図２９（ｄ）、図３０に示すように、基点を操作子で２回押圧（ダブルクリック）することにより、ステップ１（Ｓ１）で感圧がＯＮであるかどうかがＹＥＳと判定され、更にステップ２（Ｓ２）で感圧がＯＦＦであるかどうかがＹＥＳと判定される。そして、更なるクリック（ダブルクリック）があるので、ステップ５（Ｓ５）で感圧シングルクリックでないと判定され、ステップ７（Ｓ７）でＹＥＳと判定され、ステップ８（Ｓ８）で回転の指示がされたと判定される。次に、操作子を基点から離れた位置に移動させ、押圧を解除した状態で回転させる方向に操作子を移動させることにより、回転操作が行われる。
【０１３３】
ページ送り、又は、ファイルトップやファイルエンドへ送る場合は、図２９（ｅ）、図３０に示すように、センサ装置１００のタッチパネル５０上の一点を操作子によって押圧することにより、ステップ１（Ｓ１）で感圧がＯＮであるかどうかがＹＥＳと判定される。そして、押圧を維持することにより、ステップ２（Ｓ２）で感圧がＯＦＦであるかどうかがＮＯと判定される。そして、タッチパネル５０上で操作子を右方向又は左方向に移動させることにより、ステップ３（Ｓ３）で移動方向が認識され、ステップ４（Ｓ４）でページ送り、又はファイルトップやファイルエンド送りの指示がされたと判定される。図２９上、操作子による押圧によって入力と判定されている状態を感圧動作＋と称し、黒丸で示した。操作子による押圧がなく入力と判定されていない状態を、感圧動作−と称し、白丸で示した。操作子の押圧による１回の入力操作（シングルクリック）は＋で示した。操作子の押圧による２回の入力操作（ダブルクリック）は×で示した。
【０１３４】
本実施形態においては、操作子の移動の初期６０ミリ秒の動きが、ＸＹ平面上で、水平方向（画面上の左右方向）から概ね±３０度あるいは概ね１５０度から２１０度以内であれば、水平方向に移動したと判定されるようにプログラミングした。また、操作子の移動の初期６０ミリ秒の動きが、ＸＹ平面上で、水平方向（画面上の左右方向）から概ね６０〜１２０度あるいは２４０度から３００度以内であれば垂直方向（画面上の上下方向）に移動したと判定されるようにプログラミングした。そして、これらの範囲に含まれない場合は、拡大や縮小等の指示がされたと判定させず、１４０ミリ秒後の位置が、水平方向から概ね±４０度あるいは概ね１４０度から２２０度以内であれば水平方向に移動したと判定され、水平方向から５０〜１３０度あるいは２３０度〜３１０度以内であれば垂直方向に移動したと判定されるようにプログラミングした。そして、これらの範囲に含まれない場合は、拡大や縮小等の指示がされたと判定されないようにプログラミングした。
【０１３５】
以上のように本実施形態で示した使用例では、操作子が１つで足りるため、操作子が２つ必要な場合と比較して、操作性がよい。
【符号の説明】
【０１３６】
１０、９０１０…筐体
５０、２０５０、５０５０、６０５０、７０５０、９０５０…タッチパネル
５１…入力操作面
６０、１０６０、２０６０、３０６０、５０６０、６０６０、７０６０、９０６０…感圧センサ
６１、２０６１、５０６１、６０６１、７０６１…上部電極
６２、１０６２…弾性体
６３、２０６３、３０６３、８０６５…下部電極
１００、１１００、２１００、３１００，４１００、５１００、６１００、７１００…センサ装置
１５３…Ｘ透明電極パターン
３００１…第１シールド電極
３００２…第１誘電体層
４００１、５００１…第２シールド電極
４００２、５００２…第２誘電体層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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