(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作子によって操作される入力操作面を有し、第１の静電容量を有する第１の容量素子と、
第２の静電容量を形成する第１及び第２の電極を有する第２の容量素子と、
前記入力操作面に対する前記操作子による押圧によって、前記第２の静電容量を押圧前の第２の静電容量よりも小さく変換させる弾性体機構と
を具備し、
前記弾性体機構は、
厚み方向に沿ってそれぞれ配置された対向する第１面及び第２面を有し、前記第１面に前記第１及び第２の電極が設けられ、前記押圧によって厚み方向に収縮する弾性部材と、
前記第２面に設けられ接地された導体と、を有する
するセンサ装置。
【請求項２】
請求項１記載のセンサ装置であって、
前記第１の容量素子は、前記入力操作面に対する前記操作子の近接または接触により、前記第１の静電容量を減少させる
センサ装置。
【請求項３】
請求項１記載のセンサ装置であって、
前記第２の容量素子は、前記第１の電極と前記第２の電極との組を複数組有する
センサ装置。
【請求項４】
請求項２記載のセンサ装置であって、
前記第１の静電容量の変化に基づいて前記第１の容量素子から出力される第１の信号と、前記第２の静電容量の変化に基づいて前記第２の容量素子から出力される第２の信号とを処理する信号処理回路を更に具備する
センサ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のセンサ装置であって、
前記第１の信号は、前記入力操作面に対する前記操作子の近接または接触位置を検出するための信号を含み、
前記第２の信号は、前記入力操作面に対する前記操作子の押圧力を検出するための信号を含む
センサ装置。
【請求項６】
操作子によって操作される入力操作面を有し、第１の静電容量を有する第１の容量素子と、
第２の静電容量を形成する第１及び第２の電極を有する第２の容量素子と、
前記入力操作面に対する前記操作子による押圧によって、前記第２の静電容量を押圧前の第２の静電容量よりも小さく変換させる弾性体機構と、
前記入力操作面に画像を表示させる表示素子と
を具備し、
前記弾性体機構は、
厚み方向に沿ってそれぞれ配置された対向する第１面及び第２面を有し、前記第１面に前記第１及び第２の電極が設けられ、前記押圧によって厚み方向に収縮する弾性部材と、
前記第２面に設けられ接地された導体と、を有する
情報処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の情報処理装置であって、
前記第１の容量素子は、前記入力操作面に対する前記操作子の近接または接触により、前記第１の静電容量を減少させる
情報処理装置。
【請求項８】
請求項６記載の情報処理装置であって、
前記第２の容量素子は、前記第１の電極と前記第２の電極との組を複数組有する
情報処理装置。
【請求項９】
請求項７記載の情報処理装置であって、
前記第１の静電容量の変化に基づいて前記第１の容量素子から出力される第１の信号と、前記第２の静電容量の変化に基づいて前記第２の容量素子から出力される第２の信号とを処理する信号処理回路を更に具備する
情報処理装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の情報処理装置であって、
前記第１の信号は、前記入力操作面に対する前記操作子の近接または接触位置を検出するための信号を含み、
前記第２の信号は、前記入力操作面に対する前記操作子の押圧力を検出するための信号を含む
情報処理装置。
【請求項１１】
対向する第１面及び第２面を有する、誘電材料からなる弾性部材と、
前記第１面に設けられ、互いに離間して配置され、静電容量を形成する第１及び第２の電極と、
前記第２面に設けられた接地電極と
を具備するセンサ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のセンサ装置であって、
前記第１の電極と前記第２の電極との組を複数組有する
センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力操作面に対する操作子の接触位置と押圧力を検出するセンサ装置及びこれを備えた情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話に代表される携帯型の情報処理装置の多機能化が進められており、筐体に設けられた表示部をユーザインターフェースとして機能させる構成が提案されている。例えば特許文献１には、表示部に対する入力操作位置を検出するタッチパネルと、入力操作力を検出する押圧検知センサとを備えた電子機器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３４４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、構成の簡素化および開発コストの低減を図るため、複数種類のセンサからの出力信号を共通の回路で処理できることが好ましい。例えば、操作位置を検出する検出素子と操作力を検出する検出素子をともに静電容量式の容量素子で構成することで、これら複数の容量素子からの出力信号を処理する回路を共通化することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、例えば、操作位置を検出する検出素子がタッチパネルへの入力による静電容量の減少を検出し、入力操作力を検出する検出素子がタッチパネルへの入力による静電容量の増加を検出する場合、共通の回路で各素子の信号を処理しようとすると、回路設計が複雑となるといった不都合がある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、入力操作位置を検出する検出素子及び入力操作力を検出する検出素子からの信号出力を、構成を複雑化することなく共通の回路で検出することが可能な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】
【０００７】
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、第１の容量素子と、第２の容量素子と、弾性体機構とを具備する。
上記第１の容量素子は、操作子によって操作される入力操作面を有し、第１の静電容量を有する。
上記第２の容量素子は、第２の静電容量を形成する第１及び第２の電極を有する。
上記弾性体機構は、上記入力操作面に対する上記操作子による押圧によって、上記第２の静電容量を押圧前の第２の静電容量よりも小さく変換させる。
【０００８】
上記センサ装置は、第２の容量素子及び弾性体機構を備えているので、入力操作面に対する操作子による押圧を、第２の静電容量の減少により検出することができる。これにより、押圧による第１の静電容量の減少を検出することによって入力操作位置を第１の容量素子により検出するセンサ装置とした場合、第１の静電容量及び第２の静電容量はともに押圧によって押圧前よりも小さく変換される。従って、第２の容量素子における検出を、第１の容量素子における検出回路で検出可能となり、回路設計を単純化することが可能となる。
【０００９】
上記弾性体機構は、弾性部材と、接地された導体とを有していてもよい。上記弾性部材は、厚み方向に沿ってそれぞれ配置された対向する第１面及び第２面を有し、上記第１面に上記第１及び第２の電極が設けられ、上記押圧によって厚み方向に収縮する。上記導体は上記第２面に設けられる。
このような構成によれば、押圧により、弾性部材が収縮し、第１の電極及び第２の電極と、接地された導体との距離は小さくなる。これにより、第１及び第２の電極と導体との間の静電結合が大きくなり、第１の電極と第２の電極との間の静電容量（第２の静電容量）は押圧前よりも小さく変換される。
【００１０】
上記第１の容量素子は、上記入力操作面に対する上記操作子の近接または接触により、上記第１の静電容量を減少させる。
このような構成によれば、第１の容量素子によって、入力操作位置を、操作子の近接または接触による第１の静電容量の減少によって検出することができる。これにより、第１の静電容量及び第２の静電容量はともに入力操作によって小さく変換される。従って、第２の容量素子における検出を、第１の容量素子と共通の検出回路で検出可能となり、回路設計を単純化することが可能となる。
【００１１】
上記第２の容量素子は、上記第１の電極と上記第２の電極との組を複数組有していてもよい。例えば、各組の第１及び第２の電極は、それぞれ第１の容量素子の四隅位置に配置されてもよいし、第１の容量素子の中央部に配置されてもよい。
【００１２】
上記センサ装置は、上記第１の静電容量の変化に基づいて上記第１の容量素子から出力される第１の信号と、上記第２の静電容量の変化に基づいて上記第２の容量素子から出力される第２の信号とを処理する信号処理回路を更に具備していてもよい。
このような構成によれば、第１の容量素子から出力される第１の信号の処理と第２の容量素子から出力される第２の信号の処理を共通の処理回路にて行うことができ、回路構成を単純化することができる。
【００１３】
上記第１の信号は、上記入力操作面に対する上記操作子の近接または接触位置を検出するための信号を含み、上記第２の信号は、上記入力操作面に対する上記操作子の押圧力を検出するための信号を含んでいてもよい。このように、各容量素子で検出すべき操作子の操作態様を異ならせることで、操作子を用いた三次元的な入力操作を高精度に検出することが可能となる。
【００１４】
上記第１の容量素子を収容する筐体を更に具備し、上記弾性体機構は、弾性部材を有し、上記第１の電極は上記筐体に固定され、上記第２の電極は上記入力操作面に固定され、上記入力操作面に対する上記操作子による押圧によって、上記弾性部材は、その厚み方向に伸長してもよい。
上記弾性部材は、厚み方向に沿ってそれぞれ配置された対向する第１面及び第２面を有し、上記第１面に上記第１の電極、上記第２面に前記第２の電極が設けられる。
このような構成によれば、押圧により弾性部材が伸張して第１の電極と第２の電極との間の距離は大きくなるので、第１の電極と第２の電極とにより形成される第２の静電容量は、押圧前の第２の静電容量よりも小さく変換される。
【００１５】
上記弾性体機構は、幅方向に沿ってそれぞれ配置された対向する第１面及び第２面を有し、上記第１面に上記第１の電極、上記第２面に上記第２の電極が設けられ、上記押圧によって幅方向に伸長する弾性部材を有しても良い。
このような構成によれば、押圧により弾性部材が幅方向に伸張し、第１の電極と第２の電極との間の距離は大きくなるので、第１の電極と第２の電極とにより形成される第２の静電容量は、押圧前の第２の静電容量よりも小さく変換される。
【００１６】
本発明の一形態に係る情報処理装置は、第１の容量素子と、第２の容量素子と、弾性体機構と、表示素子とを具備する。
上記第１の容量素子は、操作子によって操作される入力操作面を有し、第１の静電容量を有する。
上記第２の容量素子は、第２の静電容量を形成する第１及び第２の電極を有する。
上記弾性体機構は、上記入力操作面に対する上記操作子による押圧によって、上記第２の静電容量を押圧前の第２静電容量よりも小さく変換させる。
上記表示素子は、上記入力操作面に画像を表示させる。
【００１７】
上記情報処理装置は、第２の容量素子及び弾性体機構が設けられているので、入力操作面に対する操作子による押圧を、第２の静電容量の減少により検出することができる。これにより、押圧による第１の静電容量の減少を検出することによって入力操作位置を第１の容量素子により検出するセンサ装置とした場合、第１の静電容量及び第２の静電容量はともに押圧によって押圧前よりも小さく変換される。従って、第２の容量素子における検出を、第１の容量素子における検出回路で検出可能となり、回路設計を単純化することが可能となる。
【００１８】
本発明の他の形態に係るセンサ装置は、弾性部材と、第１及び第２の電極と、接地電極とを具備する。
上記弾性部材は、対向する第１面及び第２面を有する、誘電材料からなる。
上記第１及び第２の電極は、上記第１面に設けられ、互いに離間して配置され、静電容量を形成する。
上記接地電極は、上記第２面に設けられる。
【００１９】
このような構成によれば、センサ装置に対して、第１及び第２面に対して垂直に押圧を加えることにより、弾性部材が収縮し、第１及び第２の電極と、接地電極との距離は小さくなる。これにより、第１の電極と第２の電極とにより形成される電界の一部が接地電極に流れ、第１及び第２の電極により形成される静電容量は押圧前よりも小さく変換される。従って、第１及び第２の電極により形成される静電容量の変化を検出することにより、おセンサ装置に対して加わった押圧力を検出することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、入力操作による静電容量の減少を基に押圧力を検出することができ、入力操作位置を検出する検出素子からの信号と押圧力を検出する検出素子からの信号を、共通の回路で処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る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】上記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】上記情報処理装置の要部の拡大図である。
【図４】図１の円Ａで囲まれた領域の拡大図である。
【図５】上記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】上記情報処理装置に組み込まれたセンサ装置の一構成例を示す回路図である。
【図７】上記センサ装置の一構成例を示す要部の回路図である。
【図８】他の位置実施形態に係わる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９】更に他の位置実施形態に係わる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１０】図６に示したセンサ装置の他の構成例を示す回路図である。
【図１１】比較例の感圧センサの動作原理を説明するための図である。
【図１２】図４に示したセンサ装置の他の構成例を示す断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るセンサ装置の他の構成例を示す概略平面図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るセンサ装置の他の構成例を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
［全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る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。図２では、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、図３にてタッチパネルの詳細な電極構造を示した。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。
【００２４】
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、センサユニット１００と、表示素子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７０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、センサユニット１００、液晶パネル３０、バックライト２０はその順に配置される。センサユニット１００は、第１の容量素子としてのタッチパネル５０と、第２の容量素子としての感圧センサ６０とを備える。
【００２５】
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の表面は、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接触する入力操作面５１となる。以下、入力操作子として指を例にあげて説明する。
【００２６】
トッププレート４０とセンサユニット１００とは、接着層９１により接着固定されている。センサユニット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。本実施形態において、トッププレート４０は、タッチパネル５０の一部として構成される。
【００２７】
タッチパネル５０は、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の周囲に配置されている。本実施形態では、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つずつ、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を介して操作子が近接あるいは接触（以下、「接触」と総称する。）することで、情報処理装置１に対する入力操作が行われる。
【００２８】
感圧センサ６０は、筐体７０に固定配置されている。感圧センサ６０は、その厚み方向に沿ってそれぞれ配置された対向する第１面６２ａ及び第２面６２ｂを有している。第１面６２ａ側がタッチパネル５０に固定配置され、第２面６２ｂ側が筐体７０に固定配置される。第１面６２ａには、第１の電極としての駆動電極６１及び第２の電極としての受信電極６６が互いに離間して配置されている。駆動電極６１と受信電極６６とは第２の静電容量を形成している。第２面６２ｂには、接地電極６３が設けられている。すなわち、弾性体６２を挟み込むようにして、駆動電極６１及び受信電極６６と、接地電極６３とが対向して配置される。入力操作面５１と垂直な方向、すなわち弾性体６２の厚み方向（図面ｚ軸方向）に入力操作面５１を押圧すると、感圧センサ６０の弾性体６２がその厚み方向に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、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ユニット１００と液晶パネル３０との間には空隙９５が設けられている。
【００２９】
［タッチパネル］
タッチパネル５０は、入力操作面５１のｘｙ座標を検出する、投影型静電容量方式の一つである相互キャパシタンス検出方式を用いた入力デバイスである。相互キャパシタンス検出方式のタッチパネル５０においては、電極間の静電容量の変化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、本実施形態では、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Ｘ方向検出電極１５３及びＹ方向検出電極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方向検出電極１５３と、Ｘ方向検出電極１５３に電気的に接続する配線１５４と、駆動電極６１と、駆動電極６１と電気的に接続する引出配線１１３と、受信電極６６と、受信電極６６と電気的に接続する引出配線１１４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。
【００３３】
Ｘ方向検出電極１５３は、図上、Ｘ軸方向に延在するストライプ状の透明導電膜、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）で形成される。駆動電極６１及び受信電極６６は、感圧センサ６０の一部を構成する。駆動電極６１及び受信電極６６は、Ｘ方向検出電極１５３と同時形成され、ＩＴＯで形成される。駆動電極６１及び受信電極６６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つずつ、計４つ配置される。４つの駆動電極６１及び４つの受信電極６６は、それぞれ電気的に独立している。なお、駆動電極６１及び受信電極６６の組は上述の４組に限られず、少なくとも一組あればよい。
【００３４】
配線１５４は、Ｘ方向検出電極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る。引出配線１１３は、駆動電極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１１４は、受信電極６６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。配線１５４及び引出配線１１３、１１４は、例えばＡｇ（銀）などで印刷形成される。ＦＰＣ基板８１に電気的に接続する図示しない回路基板には、図５に示すように、駆動電極６１と電気的に接続する信号発生回路４、受信電極６６と電気的に接続する電荷検出回路６等が設けられる。
【００３５】
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方向検出電極２５２と、Ｙ方向検出電極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。
【００３６】
Ｙ方向検出電極２５２は、図上、ｙ軸方向に延在するストライプ状の透明導電膜、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）で形成される。配線２５４は、Ｙ方向検出電極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。
【００３７】
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。タッチパネル５０の検出出力（第１の信号）は、図示しない回路基板上に設けられている検出回路に入力され、二軸平面での位置、すなわちＸＹ座標の特定が行われる。本実施形態では、Ｙ方向検出電極２５２にはパルス信号等の検出信号の送信回路（信号発生回路）が接続され、Ｘ方向検出電極１５３には検出信号の受信回路が接続される。Ｙ方向検出電極２５２に入力された検出信号は、当該Ｙ方向検出電極と対向するＸ方向検出電極１５３を介して上記受信回路に供給される。受信回路で検出される検出信号は、Ｘ方向検出電極１５３とＹ方向検出電極２５２との間の静電容量に応じて変化する。すなわち、これら電極の交差領域に指が近接または接触すると、当該交差領域の静電容量が減少するため、受信回路で検出さ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が設けられない場合は、Ｘ電極基板１５０の電極パターンが配置されない側の面が入力操作面となる。
【００３８】
［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７０との間に配置された、誘電材料からなる弾性部材としての弾性体６２、駆動電極６１、受信電極６６及び接地電極６３とを備える。
【００３９】
弾性体６２は、その厚み方向に沿って配置された、互いに対向する第１面６２ａ及び第２面６２ｂを有している。第１面６２ａ側には、互いに離間して配置された駆動電極６１及び受信電極６６が設けられている。駆動電極６１には上記送信回路（信号発生回路）が接続され、受信電極６６には上記受信回路が接続される。第２面６２ｂ側には接地電極６３が設けられている。接地電極６３は、グラウンド電位に接続された導体で形成される。駆動電極６１及び受信電極６６と、接地電極６３とは、弾性体６２を介して対向配置される。
【００４０】
感圧センサ６０はさらに、弾性体６２と駆動電極６１及び受信電極６６とを接着固定する接着層６５と、弾性体６２と接地電極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、弾性体６２と接地電極６３とで弾性体機構を構成している。弾性体機構は、入力操作面に対する操作子による押圧によって、駆動電極６１と受信電極６６とが形成する第２の静電容量を押圧前の第２の静電容量よりも小さく変換させるものである。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を構成する接地電極が連結して１つの枠状の接地電極６３を構成し、４つの感圧センサ６０で１つの接地電極６３を共有している。尚、駆動電極６１や受信電極６６もそれぞれ、接地電極６３と同様に枠状に形成されてもよい。
【００４１】
弾性体６２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。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。
【００４２】
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７０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。
【００４３】
上述したように、駆動電極６１、受信電極６６及び引出配線１１３、１１４は、タッチパネル５０上に、Ｘ方向検出電極１５３または配線１５４と同時形成されている。これにより、駆動電極６１及び受信電極６６を別工程で形成する必要がない。また、感圧センサ６０の一部を構成する駆動電極６１及び受信電極６６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ＦＰＣ基板８１にて配線することができる。
【００４４】
接地電極６３は、筐体７０上に例えば導電ペーストを印刷して形成される。接地電極６３には、例えば銀ペーストを用いることができる。接地電極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。
【００４５】
［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を用いて説明する。本実施形態の感圧センサ６０においては、駆動電極６１及び受信電極６６、弾性体６２、接地電極６３の積層方向に加わる押圧力に応じて静電容量が変化する。図５（ａ）に示すように、押圧力が加わっていない状態では、駆動電極６１と受信電極６６間で電界１１０が形成され、駆動電極６１と受信電極６６とが静電的に結合している。そして、指によって押圧力が加わると、図５（ｂ）に示すように、感圧センサ６０を構成する弾性体６２はその厚みｄがｄ´に減少するように歪み、この歪みによって、駆動電極６１及び受信電極６６と、接地電極６３との距離が小さくなる。これにより、駆動電極６１及び受信電極６６によって形成された電界の一部が、より低い電位である接地電極６３と結合される。その結果、駆動電極６１と受信電極６６によって形成される電界１１１は、押圧前の電界１１０よりも弱くなり、駆動電極６１と受信電極６６との間の静電容量が減少する。このように、入力操作面に対する操作子による押圧によって、第２の静電容量を押圧前の第２の静電容量よりも小さく変換、言い換えると減少させることができる。
【００４６】
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、駆動電極６１に信号発生回路４から矩形のパルスを加え、受信電極６６から得られる信号（第２の信号）が、図示しない回路基板に設けられている電荷検出回路６に入力され、駆動電極６１と受信電極６６間の第２の静電容量の変化を検出することができる。そして、駆動電極６１、受信電極６６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。
【００４７】
感圧センサ６０の静電容量変化に基づく入力操作面５１への押圧力は、後述する演算回路７を含む判定ユニットによって判定される。上記判定ユニットは、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。
【００４８】
ここで、図１１に、比較例としての感圧センサを示す。比較例としての感圧センサは、弾性体４０６２を介して、上部電極４０６１及び下部電極４０６６が設けられた構成をしている。比較例としての感圧センサでは、上部電極４０６１、弾性体４０６２及び下部電極４０６６の積層方向に加わる押圧力に応じて、上部電極４０６１と下部電極４０６６とで形成される静電容量が変化する。図１１に示すように、押圧力が加わると、感圧センサを構成する弾性体４０６２はその厚みが減少するようにひずみ、上部電極４０６１と下部電極４０６６との間の静電容量Ｃは静電容量Ｃ´に増加する。
【００４９】
このように、弾性体４０６２の変位による上部電極４０６１、下部電極４０６６間の静電容量変化を利用して感圧機能を実現することができる。しかし、図１１に示す構成の感圧センサを用いた情報処理装置においては、押圧により静電容量の増加が検出されるのに対し、相互キャパシタンス検出方式のタッチパネルでは操作子の近接または接近により静電容量の減少が検出される。このため、感圧センサにおける電荷検出回路とタッチパネルにおける電荷検出回路とを、同一の駆動回路上に設けようとすると回路設計が複雑なものとなってしまう。これに対し、本実施形態においては、弾性体６２及び接地電極６３からなる弾性体機構を設けることにより、押圧によって駆動電極６３と受信電極６６との間の静電容量が減少する感圧センサ６０を得ることができる。従って、感圧センサにおける電荷検出を、タッチパネルにおける電荷検出回路で検出可能となり、回路設計を単純化することが可能となる。
【００５０】
［信号処理回路］
次に、上述したタッチパネル５０及び感圧センサ６０からそれぞれ出力される第１及び第２の信号の生成及び処理を実行する信号処理回路について説明する。図６は、信号処理回路１０１の一構成例を示す概略構成図、図７は、信号処理回路１０１の一部を構成する検出回路の一構成例を示す回路図である。また、センサユニット１００及び信号処理回路１０１により、センサ装置１０が構成される。
【００５１】
図６に示すように、センサユニット１００においては、入力操作面５１に指が触れるか近接することにより、タッチパネル５０によってｘｙ平面の座標位置が検出される。そして、入力操作面５１を指で押すことにより、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、単に指が入力操作面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、指が入力操作面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。
【００５２】
図６に示すように、センサ装置１０は、Ｘ方向検出電極２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄとＹ方向検出電極３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄとを有するタッチパネル５０と、駆動電極６１と受信電極６６を有する感圧センサ６０と、信号発生回路４と、第１のスイッチ回路５０１と、第２のスイッチ回路５０２と、電荷検出回路６と、演算回路７とを有する。Ｘ方向検出電極２ａ〜２ｄ及びＹ方向検出電極３ａ〜３ｄはそれぞれ、上述の検出電極１５３、２５２に対応しており、図６では説明を分かり易くするため、それぞれ４本ずつ示している。
【００５３】
Ｘ方向検出電極２ａ〜２ｄとＹ方向検出電極３ａ〜３ｄとは、Ｚ方向から見ればそれぞれが入力操作面５１上において交差するように配置され、互いに接触しない。これにより、Ｘ方向検出電極２ａ〜２ｄとＹ方向検出電極３ａ〜３ｄとが交差する複数の箇所には、両検出電極２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄが対向する第１の静電容量Ｃ１がそれぞれ形成される。タッチパネル５０は、第１のスイッチ回路５０１と第２のスイッチ回路５０２との間に接続される。
【００５４】
感圧センサ６０は、駆動電極６１と受信電極６６とにより第２の静電容量Ｃ２を形成する。感圧センサ６０は、第１のスイッチ回路５０１と第２のスイッチ回路５０２との間に接続される。
【００５５】
信号発生回路４は、スイッチ回路５０１に接続され、スイッチ回路５０１を介してＹ方向検出電極３ａ〜３ｄに供給される入力信号を発生する。本実施形態において、信号発生回路４はパルス状の入力信号を発生するが、入力信号はパルス以外にも正弦波等の他の周期的信号であってもよい。
【００５６】
第１のスイッチ回路５０１は、Ｙ方向検出電極３ａ〜３ｄ及び感圧センサ６０の駆動電極６１のそれぞれに接続され、信号発生回路４において発生された信号を、対応するＹ方向検出電極３ａ〜３ｄ及び駆動電極６１へ供給する複数のスイッチＳ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｄ及びＳ１ｅを有する。スイッチ回路５０１は、スイッチＳ１ａ〜Ｓ１ｅを開閉することにより、信号発生回路４をＹ方向検出電極３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ及び駆動電極６１のいずれかひとつと接続する。スイッチ回路５０１は、スイッチＳ１ａ〜Ｓ１ｅを所定のタイミングで順次切り替える。ここでは、検出電極３ａ、検出電極３ｂ、検出電極３ｃ、検出電極３ｄ、駆動電極６１の順でスイッチＳ１ａ〜Ｓ１ｅが切り替えられる。これにより、タッチパネル５０を構成する個々の第１の静電容量Ｃ１と、感圧センサ６０を構成する第２の静電容量Ｃ２とに対して順次、信号発生回路４からの入力信号が周期的に供給されることになる。
【００５７】
第２のスイッチ回路５０２は、Ｘ方向検出電極２ａ〜２ｄ及び感圧センサ６０の受信電極６６のそれぞれに接続され、静電容量Ｃ１、Ｃ２を介して供給される電気信号を電荷検出回路６へ出力する複数のスイッチＳ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｄ（以上、第１のスイッチ）及びＳ２ｅ（第２のスイッチ）を有する。スイッチ回路５０２は、スイッチＳ２ａ〜Ｓ２ｅを開閉することにより、Ｘ方向検出電極２ａ〜２ｄ及び受信電極６６のいずれかひとつを検出回路６と接続する。スイッチ回路５０２は、スイッチＳ２ａ〜Ｓ２ｅを所定のタイミングで順次切り替える。ここではスイッチＳ１ａ〜Ｓ１ｄのいずれかがオン操作されたとき、スイッチＳ２ａ〜Ｓ２ｄのいずれかがオン操作される。また、スイッチＳ１ｅがオン操作されたときは、スイッチＳ２ａ〜Ｓ２ｄはオフとされ、スイッチＳ２ｅはオン操作される。以上のようにして、タッチパネル５０を構成する各静電容量Ｃ１と、感圧センサ６０を構成する静電容量Ｃ２からの出力信号とが順次、電荷検出回路６へ周期的に供給される。
【００５８】
次に、電荷検出回路６の構成について説明する。図７は、電荷検出回路６の一構成例を示す回路図である。なお、電荷検出回路６の構成は、以下に説明するものに限られない。
【００５９】
電荷検出回路６は、Ｎチャネル型ＦＥＴ（Field effect transistor）であるＦＥＴ２１及びＦＥＴ２２、参照用静電容量Ｃｘを有する。ＦＥＴ２１のソースは接地され、ゲート及びドレインはスイッチ回路５０２を介してＸ方向検出電極２ａ〜２ｄに接続されている。ＦＥＴ２１のゲートはさらにＦＥＴ２２のゲートと接続されている。ＦＥＴ２２のソースは接地され、ドレインは参照用静電容量Ｃｘを介して電源端子（Ｖdd）２４に接続されている。ＦＥＴ２２のドレインはさらに演算回路７に接続されている。上記構成の検出回路６において、ＦＥＴ２１及びＦＥＴ２２によりカレントミラー回路が構成される。即ち、ＦＥＴ２１のドレイン−ソース電流に比例した電流がＦＥＴ２２のドレイン−ソース間を流れる。
【００６０】
静電容量Ｃ１及びＣ２は、共通の入力信号に対して、各々の静電容量の大きさによって異なる大きさの電流信号を出力する。電荷検出回路６は、静電容量Ｃ１及びＣ２から出力される電流の変化に基づいて、静電容量Ｃ１及びＣ２の静電容量の変化に応じた検出信号（Ｖout）を演算回路７へ出力する。
【００６１】
演算回路７は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等で構成されている。演算回路７は、検出回路６からの出力信号を演算し、タッチパネル５０を構成する各々の静電容量Ｃ１の静電容量の変化に基づいて、入力操作面５１に対する指の操作位置を特定する。演算回路７はこの特定された操作位置（ｘｙ座標値）を図示しない操作対象機器に出力する。
【００６２】
電荷検出回路６においては、参照用静電容量Ｃｘは電源端子２４によって充電され、その充電電圧（Ｖout）が演算回路７に出力される。第２のスイッチ回路５０２からタッチパネル５０又は感圧センサ６０の出力信号（第１、第２の信号）が検出回路６へ供給されると、当該電流はカレントミラー回路で増幅されて参照用静電容量Ｃｘに充電される。これにより、参照用静電容量Ｃｘの検出側端子の電位が徐々に上昇し、演算回路７への出力電圧（Ｖout）が徐々に低下する。出力電圧（Ｖout）の低下率は、電荷検出回路６へ入力される電流の大きさによって異なる。演算回路７は、電圧Ｖoutの出力値や当該出力値の低下率（時間変化率）等に基づき、静電容量Ｃ１、Ｃ２の静電容量の変化を検出する。
【００６３】
例えば、タッチパネル５０を構成する静電容量Ｃ１に関しては、入力操作面５１に指が接触するときとしないときとで、当該指の直下付近に位置する静電容量Ｃ１の静電容量が異なる。すなわち、指は大地（グラウンド）とみなすことができるため、指と近接するＸ方向検出電極は当該指と静電的に結合することで、当該Ｘ方向検出電極とこれに対向するＹ方向検出電極との間の静電容量は減少する。したがって、指が近接しないときに比べ、指が近接したときの方が静電容量Ｃ１の静電容量は小さくなる。その結果、信号発生回路４と電荷検出回路６とを結ぶ回路のインピーダンスが増加し、検出回路６へ供給される電流が小さくなる。これにより、電荷検出回路６から演算回路７へ供給される出力電圧（Ｖout）の低下が緩やかになることで、演算回路７において当該静電容量Ｃ１の静電容量の減少が検出される。演算回路７は、タッチパネル５０を構成する全ての静電容量Ｃ１について、上述した静電容量の変化を個々に検出する。
【００６４】
一方、感圧センサ６０を構成する静電容量Ｃ２に関しては、入力操作面５１が押圧されたときと押圧されないときとで静電容量が異なる。すなわち、入力操作面５１に押圧力が加わらないときに比べ、押圧力が加わったときの方が、上述の動作原理で説明したように、押圧前よりも静電容量Ｃ２の静電容量は減少する。その結果、信号発生回路４と検出回路６とを結ぶ回路のインピーダンスが増加し、検出回路６へ供給される電流が小さくなる。これにより、検出回路６から演算回路７へ供給される出力電圧（Ｖout）の低下が緩やかになることで、演算回路７において当該静電容量Ｃ２の静電容量の減少が検出される。
【００６５】
また、入力操作面５１に対する押圧力の大きさに応じて静電容量Ｃ２の静電容量も連続的に変化する。その結果、検出回路６へ入力される電流量も静電容量Ｃ２の静電容量の変化に応じて変化するため、演算回路７において入力操作面５１に対する押圧力を検出することが可能となる。
【００６６】
以上のようにして、信号処理回路１０１が構成される。信号処理回路１０１は、単独の処理回路で構成されてもよいし、複数の回路で構成されてもよい。また、信号処理回路１０１は、アナログ回路で構成されてもよいし、デジタル回路で構成されてもよいし、これらを組み合わせて構成されてもよい。
【００６７】
［情報処理装置の動作］
次に、本実施形態の情報処理装置１の一動作例について説明する。
【００６８】
情報処理装置１が入力操作面５１に対する情報の入力待機状態にあるとき、信号発生回路４で発生した入力信号は、第１のスイッチ回路５０１を介して、タッチパネル５０のＹ方向検出電極３ａ〜３ｄ及び感圧センサ６０の駆動電極６１へ順次印加される。入力操作面５１は、液晶パネル３０の画像が表示されることで、ＧＵＩ（Graphic  User  Interface）として機能する。表示画像は、ユーザによって選択操作されるアイコンであってもよいし、ユーザによる入力操作に基づいて表示される画像であってもよい。
【００６９】
入力信号がＹ方向検出電極３ａ〜３ｄへ順に入力されている間、各静電容量Ｃ１から出力される電流信号が第２のスイッチ回路５０２を介して電荷検出回路６へ順次供給される。静電容量Ｃ１の走査方法は特に限定されず、例えば、スイッチＳ１ａがオン状態（Ｙ方向電極３ａへの信号入力状態）のとき、スイッチＳ２ａ〜Ｓ２ｄが所定の計測周期で順次切り替えられる。次に、スイッチＳ１ｂがオン状態にされ、再びスイッチＳ２ａ〜Ｓ２ｄに切り替えられる。以後、スイッチＳ１ｃ及びスイッチＳ１ｄについても同様な制御が行われる。これにより、各静電容量Ｃ１に対して点順次的に入力信号が印加され、各静電容量Ｃ１からの出力信号が電荷検出回路６へ点順次的に供給される。
【００７０】
スイッチＳ１ｄに対するオン操作が終了した後、スイッチＳ１ｅがオン状態とされ、感圧センサ６０の下部電極６３へ入力信号が印加される。スイッチＳ１ｅのオン操作に同期して、スイッチ回路５０２のスイッチＳ２ａ〜Ｓ２ｄはオフ状態に、また、スイッチＳ２ｅはオン状態とされる。これにより、駆動電極６１及び受信電極６６と接地電極６３との静電結合によって、押圧前の静電容量よりも小さく変換された静電容量Ｃ２からの出力電流が電荷検出回路６へ供給される。
【００７１】
以上の動作が繰り返されることで、１つの信号処理回路１０１により、タッチパネル５０を構成する各静電容量Ｃ１の出力と、感圧センサ６０を構成する静電容量Ｃ２の出力とが電荷検出回路６へ交互に供給される。電荷検出回路６は、静電容量Ｃ１及びＣ２の静電容量に応じた電圧（Ｖout）を演算回路７へ順次出力する。
【００７２】
演算回路７は、検出回路６の電荷出力電圧（Ｖout）に基づいて、静電容量Ｃ１及びＣ２の静電容量の変化を監視する。入力操作面５１に指が接触していないとき、検出回路から出力される各静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２は一定である。一方、入力操作面５１に指が接触したとき、その接触位置近傍の静電容量Ｃ１の静電容量が減少する。演算回路７は、電荷検出回路６を介して、当該静電容量Ｃ１の静電容量の減少を電気的に検出することで、入力操作面５１上の操作位置を特定する。
【００７３】
また、入力操作面５１に対する指による押圧操作が伴うと、静電容量Ｃ２の静電容量が押圧量に応じて減少する。演算回路７は、電荷検出回路６を介して、当該静電容量Ｃ２の静電容量の減少を電気的に検出することで、入力操作面５１に対する押圧操作力を特定する。感圧センサ６０は、タッチパネル５０の周囲に配置されているので、筐体７０に対するタッチパネル５０の相対位置変化を高精度に検出することができる。また、タッチパネル５０は感圧センサ６０を介して筐体７０に設置されているため、入力操作面５１に対する押圧力を感圧センサ６０によって弾性的に支持することが可能となり、操作感の向上を図ることが可能となる。
【００７４】
以上のように、本実施形態の情報処理装置１によれば、弾性体６２と接地電極６３からなる弾性機構を設けることにより、感圧センサ６０を構成する静電容量Ｃ２の静電容量を、入力操作面に対して押圧力を加えていない状態の静電容量Ｃ２の静電容量よりも減少させることができる。従って、入力操作面に対して押圧力を加えることによって静電容量が減少する相互キャパシタンス検出方式のタッチパネル５０からの出力信号と、感圧センサ６０からの出力信号とを共通の回路で処理することが可能となる。従って、信号処理回路１０１の構成の簡素化および開発コストの低減を図ることができる。
【００７５】
また、本実施形態によれば、第２のスイッチ回路５０２を備えているので、タッチパネル５０用の検出回路を感圧センサ６０用の検出回路として兼用することができる。これにより、静電容量の異なる２種の容量素子からの出力信号を共通の回路で処理することが可能となり、信号処理回路１０１の構成の簡素化および開発コストの低減を図ることができる。
【００７６】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の他の実施形態による情報処理装置の概略断面図である。第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、主に異なる構成について説明する。第１実施形態においては、図１上、感圧センサはタッチパネルの下方に設けられ、感圧センサの上部がタッチパネルに固定され、下部が筐体に固定されていた。これに対し、本実施形態においては、図８に示すように、感圧センサ１０６０はタッチパネル１０５０の上方に設けられ、感圧センサ１０６０の上部が筐体、下部がタッチパネル１０５０に固定されている。尚、各構成を接着固定する接着層については図示を省略した。
【００７７】
図８に示すように、情報処理装置１００１は、トッププレート４０と、センサユニット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１０１０とを備える。情報処理装置１００１において、使用者側からみて、トッププレート４０、センサユニット１１００、液晶パネル３０、バックライト２０はその順に配置される。センサユニット１１００は、第１の容量素子としてのタッチパネル１０５０と、第２の容量素子としての感圧センサ１０６０とを備える。タッチパネル１０５０は、第１の実施形態のタッチパネル５０とほぼ同様の構成を有し、基板形状が異なる点でのみ相違する。
【００７８】
感圧センサ１０６０は、筐体１０１０に固定配置されている。感圧センサ１０６０は、その厚み方向に沿ってそれぞれ配置された対向する第１面１０６２ａ及び第２面１０６２ｂを有する弾性体機構としての弾性体１０６２と、駆動電極１０６１及び受信電極１０６６とを含む。感圧センサ１０６０は、その第１面１０６２ａ側が筐体１０１０に固定配置され、第２面１０６２ｂ側が筐体１０１０に固定配置されている。第１面１０６２ａには第１の電極としての駆動電極１０６１が配置され、第２面には第２の電極としての受信電極１０６６が配置されている。駆動電極１０６１と受信電極１０６６とは弾性体１０６２を挟み込むように配置され、駆動電極１０６１と受信電極１０６６とは第２の静電容量を形成している。
【００７９】
本実施形態においては、入力操作面５１と垂直な方向、すなわち弾性体１０６２の厚み方向（図面ｚ軸方向）に入力操作面５１を押圧すると、感圧センサ１０６０の弾性体１０６２が伸張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タッチパネル１０５０が押圧方向に移動する。このように、感圧センサ１０６０は、押圧によって、ｚ軸方向にその厚みが変位する構成となっている。押圧によって、駆動電極１０６１と受信電極１０６６との距離は、押圧前の時よりも長くなる。このため、押圧後の駆動電極１０６１と受信電極１０６６とによって形成される第２の静電容量は、押圧前のそれよりも小さく変換される。このように、本実施形態では、感圧センサ１０６０を、その厚み方向に沿って順に駆動電極１０６１、弾性体１０６２、受信電極１０６６と配置されるように構成し、押圧によって弾性体が伸張する構成としている。これによって、押圧により第２の静電容量が減少する感圧センサを構成することができ、第１実施形態と同様に、相互キャパシタンス検出方式のタッチパネル１０５０からの出力信号と、感圧センサ１０６０からの出力信号とを共通の回路で処理することが可能となる。従って、信号処理回路の構成の簡素化および開発コストの低減を図ることができる。
【００８０】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の更に他の実施形態による情報処理装置の概略断面図である。第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、主に異なる構成について説明する。本実施形態は、第１実施形態と比較して、感圧センサ２０６０の構成が異なる点でのみ相違する。
【００８１】
図９に示すように、情報処理装置２００１は、トッププレート４０と、センサユニット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７０とを備える。情報処理装置２００１において、使用者側からみて、トッププレート４０、センサユニット２１００、液晶パネル３０、バックライト２０はその順に配置される。センサユニット２１００は、第１の容量素子としてのタッチパネル５０と、第２の容量素子としての感圧センサ２０６０とを備える。
【００８２】
感圧センサ２０６０は、その幅方向に沿ってそれぞれ配置された対向する第１面２０６２ａ及び第２面２０６２ｂを有する弾性体機構としての弾性体２０６２と、駆動電極２０６１及び受信電極２０６６からなる。第１面２０６２ａには第１の電極としての駆動電極２０６１が配置され、第２面２０６２ｂには第２の電極としての受信電極２０６６が配置されている。駆動電極２０６１と受信電極２０６６とは弾性体２０６２を挟み込むように配置され、駆動電極２０６１と受信電極２０６６とは第２の静電容量を形成している。
【００８３】
本実施形態においては、入力操作面５１と垂直な方向、すなわち弾性体２０６２の厚み方向（図面ｚ軸方向）に入力操作面５１を押圧すると、感圧センサ２０６０の弾性体２０６２がその厚み方向に収縮し、また、幅方向に伸長するように歪む。弾性体２０６２の歪とともに、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が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、ｚ軸方向にその厚みが変位する構成となっている。押圧によって、弾性体２０６２は厚みが収縮するとともに幅方向に広がるため、駆動電極２０６１と受信電極２０６６との距離は、押圧前の時のそれよりも長くなる。このため、押圧後の駆動電極２０６１と受信電極２０６６とによって形成される第２の静電容量は、押圧前のそれよりも小さく変換される。このように、本実施形態においては、感圧センサ２０６０を、その幅方向に沿って順に駆動電極２０６１、弾性体２０６２、受信電極２０６６と配置されるよう構成し、押圧により弾性体が幅方向に伸長する構成としている。これにより、押圧により第２の静電容量が減少する感圧センサ２０６０を構成することができ、第１実施形態と同様に、タッチパネル５０からの出力信号と、感圧センサ２０６０からの出力信号とを共通の回路で処理することが可能となる。従って、信号処理回路の構成の簡素化および開発コストの低減を図ることができる。
【００８４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００８５】
例えば以上の実施の形態では、タッチパネル５０及び感圧センサ６０に対して共通に電荷検出回路６を設置した例を説明したが、これに限られない。例えば、電荷検出回路は、図１０に示すようにタッチパネル５０のＸ方向検出電極２ａ〜２ｄ及び感圧センサ６０ごとに複数設置されてもよい。この場合、各検出回路６ａ〜６ｅは共通の構成の回路を用いることができるため、回路部品の共通化により装置コストの低減を図ることが可能となる。なお、図１０において図６と対応する部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００８６】
また、以上の第１の実施形態では、感圧センサ６０の接地電極６３を筐体７０に固定する例を説明した。これに代えて、筐体７０が接地電位に接続された導体で形成されている場合は、弾性体６２を支持する筐体７０を接地電極として機能させることも可能である。この場合、図１２に示すように、接地電極６３を設けることなく弾性体６２を筐体７０に直接接着してもよい。
【００８７】
さらに、以上の実施形態では、図１３（ａ）に示すように、感圧センサを構成する駆動電極６１及び受信電極６６はそれぞれ同じ数だけ形成され、さらに各電極に個別に引出配線１１３、１１４が形成されたが、これに限られない。例えば、図１３（ｂ）に示すように、駆動電極６１は、各受信電極６６に共通とされてもよい。図示の例では、駆動電極６１は、各受信電極の内周側に形成された単一の環状体とされる。これにより、電極および配線の形成の簡素化を図ることができる。また、図１４（ａ）は、駆動電極６１および受信電極６６をそれぞれ単一の環状体で形成した例を示している。これにより、引出配線１１３、１１４の共通化を図ることができる。駆動電極６１は受信電極６６の内周側に配置されているが、受信電極６６の外周側に配置されてもよい。そして、図１４（ｂ）は、タッチパネル５０の四隅に配置された駆動電極６１および受信電極６６を各々配線６１ａおよび配線６１ｂで接続した例を示している。このような構成例においても、引出配線１１３、１１４の共通化を図ることができる。
【００８８】
そして、感圧センサ６０の配置部位はタッチパネル５０の四隅位置に限られない。例えば、タッチパネルの中央部、あるいは、縦（上下）方向または横（左右）方向に偏倚した位置など、押圧力あるいは押圧位置を検出できる領域であればどこに配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１、１００１、２００１…情報処理装置
２ａ〜２ｄ、１５３…Ｘ方向検出電極
３ａ〜３ｄ、２５２…Ｙ方向検出電極
４…信号発生回路
１０…センサ装置
３０…液晶パネル
５０…タッチパネル
５１…入力操作面
６０…感圧センサ
６１、１０６１、２０６１…駆動電極
６２、１０６２、２０６２…弾性体
６２ａ、１０６２ａ、２０６２ａ…第１の面
６２ｂ、１０６２ｂ、２０６２ｂ…第２の面
６３…接地電極
６６、１０６６、２０６６…受信電極
７０…筐体
９６…指
【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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