(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明部分を有するカバー部材と、
前記カバー部材が積層されたタッチパネルと、
前記タッチパネルを介して前記透明部分に対向する表示領域を有する表示手段と、
前記カバー部材の押圧に応じて変形する複数の感圧センサと、
前記タッチパネル及び前記感圧センサに電気的に接続された制御手段と、を備えた電子機器であって、
前記制御手段は、
前記タッチパネルの出力値に基づいて検出信号を出力する検出部と、
前記検出部から前記検出信号が入力された場合に、所定タイミングの前記感圧センサの出力値を基準値として設定する設定部と、
前記感圧センサに印加された第１の押圧力として、前記所定タイミング以降の前記感圧センサの出力値と、前記基準値と、の差分を演算する第１の演算部と、を含んでおり、
前記設定部は、複数の前記感圧センサについて前記基準値を個別に設定し、
前記第１の演算部は、前記感圧センサの出力値が入力される毎に、複数の前記感圧センサについて前記第１の押圧力を個別に演算し、
前記検出信号は、前記カバー部材への被検出体の接触を検出したことを示す信号であり、
前記所定タイミングは、前記被検出体の接触を検出する直前、又は、前記被検出体の接触を検出した時点であることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
透明部分を有するカバー部材と、
前記カバー部材が積層されたタッチパネルと、
前記タッチパネルを介して前記透明部分に対向する表示領域を有する表示手段と、
前記カバー部材の押圧に応じて変形する複数の感圧センサと、
前記タッチパネル及び前記感圧センサに電気的に接続された制御手段と、を備えた電子機器であって、
前記制御手段は、
前記タッチパネルの出力値に基づいて検出信号を出力する検出部と、
前記検出部から前記検出信号が入力された場合に、所定タイミングの前記感圧センサの出力値を基準値として設定する設定部と、
前記感圧センサに印加された第１の押圧力として、前記所定タイミング以降の前記感圧センサの出力値と、前記基準値と、の差分を演算する第１の演算部と、を含んでおり、
前記設定部は、複数の前記感圧センサについて前記基準値を個別に設定し、
前記第１の演算部は、前記感圧センサの出力値が入力される毎に、複数の前記感圧センサについて前記第１の押圧力を個別に演算し、
前記検出信号は、前記カバー部材への被検出体の所定距離以内の接近を検出したことを示す信号であり、
前記所定タイミングは、前記被検出体の接近を検出した時点、又は、前記被検出体の接近を検出した直後であることを特徴とする電子機器。
【請求項３】
透明部分を有するカバー部材と、
前記カバー部材が積層されたタッチパネルと、
前記タッチパネルを介して前記透明部分に対向する表示領域を有する表示手段と、
前記カバー部材の押圧に応じて変形する複数の感圧センサと、
前記タッチパネル及び前記感圧センサに電気的に接続された制御手段と、を備えた電子機器であって、
前記制御手段は、
前記タッチパネルの出力値に基づいて検出信号を出力する検出部と、
前記検出部から前記検出信号が入力された場合に、所定タイミングの前記感圧センサの出力値を基準値として設定する設定部と、
前記感圧センサに印加された第１の押圧力として、前記所定タイミング以降の前記感圧センサの出力値と、前記基準値と、の差分を演算する第１の演算部と、を含んでおり、
前記設定部は、複数の前記感圧センサについて前記基準値を個別に設定し、
前記第１の演算部は、前記感圧センサの出力値が入力される毎に、複数の前記感圧センサについて前記第１の押圧力を個別に演算し、
前記制御手段は、
複数の前記基準値のうちのいずれか一つを比較値として選択する選択部と、
前記比較値と前記基準値に基づいて前記第１の押圧力を補正する補正部と、をさらに含んでいることを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子機器であって、
前記制御手段は、前記カバー部材に印加された第２の押圧力として、複数の前記第１の押圧力の総和を演算する第２の演算部をさらに含んでいることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
透明部分を有するカバー部材と、
前記カバー部材が積層されたタッチパネルと、
前記タッチパネルを介して前記透明部分に対向する表示領域を有する表示手段と、
前記カバー部材の押圧に応じて変形する複数の感圧センサと、を備えた電子機器の制御方法であって、
前記電子機器の制御方法は、
前記タッチパネルの出力値に基づいて、前記カバー部材への被検出体の接触又は接近を検出する第１のステップと、
前記被検出体の接触又は接近が検出された場合に、所定タイミングの前記感圧センサの出力値を基準値として設定する第２のステップと、
前記感圧センサに印加された第１の押圧力として、前記所定タイミング以降の前記感圧センサの出力値と、前記基準値と、の差分を演算する第３のステップと、を備えており、
前記第２のステップは、複数の前記感圧センサについて前記基準値を個別に設定することを含み、
前記第３のステップは、前記感圧センサの出力値が入力される毎に、複数の前記感圧センサについて前記第１の押圧力を個別に演算することを含み、
前記第１のステップは、前記カバー部材への前記被検出体の接触を検出することを含み、
前記所定タイミングは、前記被検出体の接触を検出する直前、又は、前記被検出体の接触を検出した時点であることを特徴とする電子機器の制御方法。
【請求項６】
透明部分を有するカバー部材と、
前記カバー部材が積層されたタッチパネルと、
前記タッチパネルを介して前記透明部分に対向する表示領域を有する表示手段と、
前記カバー部材の押圧に応じて変形する複数の感圧センサと、を備えた電子機器の制御方法であって、
前記電子機器の制御方法は、
前記タッチパネルの出力値に基づいて、前記カバー部材への被検出体の接触又は接近を検出する第１のステップと、
前記被検出体の接触又は接近が検出された場合に、所定タイミングの前記感圧センサの出力値を基準値として設定する第２のステップと、
前記感圧センサに印加された第１の押圧力として、前記所定タイミング以降の前記感圧センサの出力値と、前記基準値と、の差分を演算する第３のステップと、を備えており、
前記第２のステップは、複数の前記感圧センサについて前記基準値を個別に設定することを含み、
前記第３のステップは、前記感圧センサの出力値が入力される毎に、複数の前記感圧センサについて前記第１の押圧力を個別に演算することを含み、
前記第１のステップは、前記カバー部材への前記被検出体の所定距離以内の接近を検出することを含み、
前記所定タイミングは、前記被検出体の接近を検出した時点、又は、前記被検出体の接近を検出した直後であることを特徴とする電子機器の制御方法。
【請求項７】
透明部分を有するカバー部材と、
前記カバー部材が積層されたタッチパネルと、
前記タッチパネルを介して前記透明部分に対向する表示領域を有する表示手段と、
前記カバー部材の押圧に応じて変形する複数の感圧センサと、を備えた電子機器の制御方法であって、
前記電子機器の制御方法は、
前記タッチパネルの出力値に基づいて、前記カバー部材への被検出体の接触又は接近を検出する第１のステップと、
前記被検出体の接触又は接近が検出された場合に、所定タイミングの前記感圧センサの出力値を基準値として設定する第２のステップと、
前記感圧センサに印加された第１の押圧力として、前記所定タイミング以降の前記感圧センサの出力値と、前記基準値と、の差分を演算する第３のステップと、を備えており、
前記第２のステップは、複数の前記感圧センサについて前記基準値を個別に設定することを含み、
前記第３のステップは、前記感圧センサの出力値が入力される毎に、複数の前記感圧センサについて前記第１の押圧力を個別に演算することを含み、
前記電子機器の制御方法は、
複数の前記基準値の中からいずれか一つを比較値として選択する第４のステップと、
前記比較値と前記基準値に基づいて前記第１の押圧力を補正する第５のステップと、をさらに備えたことを特徴とする電子機器の制御方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の電子機器の制御方法であって、
前記電子機器の制御方法は、前記カバー部材に印加された第２の押圧力として、複数の前記第１の押圧力の総和を演算する第６のステップをさらに備えたことを特徴とする電子機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置とタッチパネルと感圧センサを備えた電子機器及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルを液晶パネルの上方に配置して画面上の入力位置を検出すると共に、感圧センサを用いてタッチパネルに印加された押圧力を検出する電子機器が知られている（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２０１０−２４４５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の電子機器では、感圧センサがタッチパネルの四隅に配置されており、この感圧センサを介してタッチパネルが筐体に支持されている。このため、電子機器の姿勢等に応じて４つの感圧センサの検出精度が変化してしまう、という問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、押圧力の検出精度の向上を図ることが可能な電子機器及び電子機器の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係る電子機器は、透明部分を有するカバー部材と、前記カバー部材が積層されたタッチパネルと、前記タッチパネルを介して前記透明部分に対向する表示領域を有する表示手段と、前記カバー部材の押圧に応じて変形する複数の感圧センサと、前記タッチパネル及び前記感圧センサに電気的に接続された制御手段と、を備えた電子機器であって、前記制御手段は、前記タッチパネルの出力値に基づいて検出信号を出力する検出部と、前記検出部から前記検出信号が入力された場合に、所定タイミングの前記感圧センサの出力値を基準値として設定する設定部と、前記感圧センサに印加された第１の押圧力として、前記所定タイミング以降の前記感圧センサの出力値と、前記基準値と、の差分を演算する第１の演算部と、を含んでおり、前記設定部は、複数の前記感圧センサについて前記基準値を個別に設定し、前記第１の演算部は、前記感圧センサの出力値が入力される毎に、複数の前記感圧センサについて前記第１の押圧力を個別に演算することを特徴とする。
【０００７】
［２］上記発明において、前記検出信号は、前記カバー部材への被検出体の接触を検出したことを示す信号であり、前記所定タイミングは、前記被検出体の接触を検出する直前、又は、前記被検出体の接触を検出した時点であってもよい。
【０００８】
［３］上記発明において、前記検出信号は、前記カバー部材への被検出体の所定距離以内の接近を検出したことを示す信号であり、前記所定タイミングは、前記被検出体の接近を検出した時点、又は、前記被検出体の接近を検出した直後であってもよい。
【０００９】
［４］上記発明において、前記制御手段は、複数の前記基準値のうちのいずれか一つを比較値として選択する選択部と、前記比較値と前記基準値に基づいて前記第１の押圧力を補正する補正部と、をさらに含んでいてもよい。
【００１０】
［５］上記発明において、前記制御手段は、前記カバー部材に印加された第２の押圧力として、複数の前記第１の押圧力の総和を演算する第２の演算部をさらに含んでいてもよい。
【００１１】
［６］本発明に係る電子機器の制御方法は、透明部分を有するカバー部材と、前記カバー部材が積層されたタッチパネルと、前記タッチパネルを介して前記透明部分に対向する表示領域を有する表示手段と、前記カバー部材の押圧に応じて変形する複数の感圧センサと、を備えた電子機器の制御方法であって、前記電子機器の制御方法は、前記タッチパネルの出力値に基づいて、前記カバー部材への被検出体の接触又は接近を検出する第１のステップと、前記被検出体の接触又は接近が検出された場合に、所定タイミングの前記感圧センサの出力値を基準値として設定する第２のステップと、前記感圧センサに印加された第１の押圧力として、前記所定タイミング以降の前記感圧センサの出力値と、前記基準値と、の差分を演算する第３のステップと、を備えており、前記第２のステップは、複数の前記感圧センサについて前記基準値を個別に設定することを含み、前記第３のステップは、前記感圧センサの出力値が入力される毎に、複数の前記感圧センサについて前記第１の押圧力を個別に演算することを含むことを特徴とする。
【００１２】
［７］上記発明において、前記第１のステップは、前記カバー部材への前記被検出体の接触を検出することを含み、前記所定タイミングは、前記被検出体の接触を検出する直前、又は、前記被検出体の接触を検出した時点であってもよい。
【００１３】
［８］上記発明において、前記第１のステップは、前記カバー部材への前記被検出体の所定距離以内の接近を検出することを含み、前記所定タイミングは、前記被検出体の接近を検出した時点、又は、前記被検出体の接近を検出した直後であってもよい。
【００１４】
［９］上記発明において、前記電子機器の制御方法は、複数の前記基準値の中からいずれか一つを比較値として選択する第４のステップと、前記比較値と前記基準値に基づいて前記第１の押圧力を補正する第５のステップと、をさらに備えてもよい。
【００１５】
［１０］上記発明において、前記電子機器の制御方法は、前記カバー部材に印加された第２の押圧力として、複数の前記第１の押圧力の総和を演算する第６のステップをさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、感圧センサの出力値と基準値との差分を第１の押圧力として演算するので、電子機器の姿勢等による影響を相殺することができ、感圧センサによる押圧力の検出の精度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態における電子機器の平面図である。
【図２】図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態におけるカバー部材の平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態における補強部材の底面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態におけるタッチパネルの分解斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態における表示装置の平面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態における感圧センサの断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態における支持部材上の感圧センサの配置を示す平面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態における電子機器の制御装置を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態における取得部を示す回路図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態における取得部の第１変形例を示す回路図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態における取得部の第２変形例を示す回路図である。
【図１３】図１３は、感圧センサの押圧力−出力特性を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態における押圧力の検出方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１及び図２は本発明の第１実施形態における電子機器の平面図及び断面図、図３はカバー部材の平面図、図４は補強部材の底面図、図５はタッチパネルの分解斜視図、図６は表示装置の平面図、図７は感圧センサの断面図、図８は支持部材上の感圧センサの配置を示す平面図である。
【００２０】
本実施形態における電子機器１は、図１及び図２に示すように、可動ユニット１０と、感圧センサ６０と、シール部材７０と、支持部材８０と、を備えている。そして、可動ユニット１０は、カバー部材２０と、補強部材３０と、タッチパネル４０と、表示装置５０と、を備えている。可動ユニット１０は、感圧センサ６０及びシール部材７０を介して支持部材８０に支持されており、感圧センサ６０及びシール部材７０の弾性変形によって、支持部材８０に対する可動ユニット１０の微小な上下動が許容されている。
【００２１】
この電子機器１は、表示装置５０によって画像を表示することが可能となっている（表示機能）。また、この電子機器１は、操作者の指やタッチペン等によってカバー部材２０上における任意の位置が示されると、タッチパネル４０によってそのＸＹ座標位置を検出することが可能となっている（位置入力機能）。さらに、操作者の指等によって可動ユニット１０が押圧されると、この電子機器１は、感圧センサ６０によってその押圧操作を検出することが可能となっている。
【００２２】
カバー部材２０は、図２及び図３に示すように、可視光線を透過することが可能な透明基板２１から構成されている。こうした透明基板２１を構成する材料の具体例としては、例えば、ガラス、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等を例示することができる。
【００２３】
この透明基板２１の下面には、例えば白色インクや黒色インク等を塗布することで形成された遮蔽部分（額縁部分）２３が設けられている。この遮蔽部分２３は、透明基板２１の下面において中央に位置する矩形状の透明部分２２を除いた領域に枠状に形成されている。なお、透明部分２２と遮蔽部分２３の形状は特に上記に限定されない。なお、白色や黒色に加飾された加飾部材を透明基板２１の下面に貼り合わせることで、遮蔽部分２３を形成してもよい。或いは、透明基板２１と略同じ大きさを有し、遮蔽部分２３に対応する部分のみが白色や黒色に着色された透明なシートを準備し、当該シートを透明基板２１の下面に貼り付けることで、遮蔽部分２３を形成してもよい。
【００２４】
補強部材３０は、図２及び図４に示すように、カバー部材２０の下面に粘着剤２４を介して固定された枠状の部材である。この補強部材３０は、カバー部材２０の遮蔽部分２３に貼り付けられているので、操作者からはこの補強部材３０を視認できないようになっている。なお、本実施形態において、粘着剤２４，２５，３３，８３に代えて、接着剤を用いてもよい。
【００２５】
この補強部材３０は、本体部３１と、突出部３２と、を有している。本体部３１は、矩形枠形状を有しており、カバー部材２０の主面に対して実質的に平行な方向に延在している。一方、突出部３２は、本体部３１の開口３１１に連通した角筒形状を有しており、本体部３１の内縁から下方に向かって突出している。この突出部３２の先端面には、表示装置５０がネジ止めされるネジ穴３２１が形成されている。この補強部材３０は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料、ＡＢＳ樹脂やポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂材料、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等の複合材料等の硬くて加工性に優れた材料で構成されており、本体部３１と突出部３２とが一体的に形成されている。
【００２６】
タッチパネル４０は、図５に示すように、相互に重ね合わせられた２枚の電極シート４１，４２を備えた静電容量方式のタッチパネルである。なお、タッチパネルの構造は、特にこれに限定されず、例えば、抵抗膜方式のタッチパネルや、電磁誘導方式のタッチパネルを採用してもよい。また、以下に説明する第１の電極パターン４１２や第２の電極パターン４２２をカバー部材２０の下面に形成して、カバー部材２０をタッチパネルの一部として利用してもよい。或いは、２枚の電極シート４１，４２に代えて、一枚のシートの両面に電極を形成したものを用いてもよい。
【００２７】
第１の電極シート４１は、可視光線を透過可能な第１の透明基材４１１と、この第１の透明基材４１１上に設けられた複数の第１の電極パターン４１２と、を有している。
【００２８】
第１の透明基材４１１を構成する具体的な材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、ビニル系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の樹脂材料を例示することができる。
【００２９】
第１の電極パターン４１２は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や導電性高分子から構成された透明電極であり、図５中のＹ方向に沿って延在する短冊形状の面状パターン（所謂ベタパターン）で構成されている。図５に示す例では、第１の透明基材４１１上において、９本の第１の電極パターン４１２が相互に平行に並べられている。なお、第１の電極パターン４１２の形状、数、配置等は上記に特に限定されない。
【００３０】
第１の電極パターン４１２をＩＴＯで構成する場合には、例えば、スパッタリング、フォトリソグラフィ、及び、エッチングによって形成する。一方、第１の電極パターン４１２を導電性高分子で構成する場合には、ＩＴＯの場合と同様にスパッタリング等によって形成してもよいし、或いは、スクリーン印刷やグラビアオフセット印刷等の印刷法や、コーティングした後にエッチングを行うことによって形成してもよい。
【００３１】
第１の電極パターン４１２を構成する導電性高分子の具体例としては、例えば、ポリチオフェン系、ポリピロール系、ポリアニリン系、ポリアセチレン系、ポリフェニレン系等の有機化合物を例示することができるが、この中でもＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ化合物を用いることが好ましい。
【００３２】
なお、この第１の電極パターン４１２を、導電性ペーストを第１の透明基材４１１上に印刷して硬化させることで形成してもよい。この場合には、タッチパネル３０の十分な光透過性を確保するために、それぞれの第１の電極パターン４１２を、面状パターンに代えて、メッシュ状に形成する。導電性ペーストとしては、例えば、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）等の金属粒子と、ポリエステルやポリフェノール等のバインダと、を混合したものを用いることができる。
【００３３】
複数の第１の電極パターン４１２は、第１の引出配線パターン４１３を介して、タッチパネル制御部９１（図９参照）に接続されている。この第１の引出配線パターン４１３は、第１の透明基材４１１上において、カバー部材２０の遮蔽部分２３に対向する位置に設けられており、操作者からはこの第１の引出配線パターン４１３を視認できないようになっている。このため、この第１の引出配線パターン４１３は、導電性ペーストを第１の透明基材４１１上に印刷して硬化させることが形成されている。
【００３４】
第２の電極シート４２も、可視光線を透過可能な第２の透明基材４２１と、この第２の透明基材４２１上に設けられた複数の第２の電極パターン４２２と、を有している。
【００３５】
第２の透明基材４２１は、上述の第１の透明基材４１１と同様の材料で構成されている。また、第２の電極パターン４２２も、上述の第１の電極パターン４１２と同様に、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や導電性高分子から構成された透明電極である。
【００３６】
この第２の電極パターン４２２は、図５中のＸ方向に沿って延在する短冊状の面状パターンで構成されている。図５に示す例では、第２の透明基材４２１上において、６本の第２の電極パターン４２２が相互に平行に並べられている。なお、第２の電極配線パターン４２２の形状、数、配置等は上記に特に限定されない。
【００３７】
複数の第２の電極パターン４２２は、第２の引出配線パターン４２３を介して、タッチパネル制御部９１（図９参照）に接続されている。この第２の引出配線パターン４２３は、第２の透明基材４２１上において、カバー部材２０の遮蔽部分２３に対向する位置に設けられており、操作者からはこの第２の引出配線パターン４２３を視認できないようになっている。このため、上述の第１の引出配線パターン４１３と同様に、この第２の引出配線パターン４２３も、導電ペーストを第２の透明基材４２１上に印刷して硬化させることで形成されている。
【００３８】
第１の電極シート４１と第２の電極シート４２は、平面視において第１の電極パターン４１２と第２の電極パターン４２２が実質的に直交するように、透明粘着剤を介して相互に貼り付けられている。また、タッチパネル４０自体も、第１及び第２の電極パターン４１２，４２２がカバー部材２０の透明部分２２に対向するように、透明粘着剤２５を介して、カバー部材２０の下面に貼り付けられている。こうした透明粘着剤２５の具体例としては、例えば、アクリル系粘着剤等を例示することができる。
【００３９】
表示装置５０は、図６に示すように、画像が表示される表示領域５１と、その表示領域５１を取り囲む外縁領域５２と、その外縁領域５２の両端から突出するフランジ５３と、を有している。この表示装置５０の表示領域５１は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、又は、電子ペーパ等の薄型の表示デバイスで構成されている。
【００４０】
フランジ部５３には、２種類の貫通孔５３１，５３２が設けられている。第１の貫通孔５３１は、上述の補強部材３０の突出部３２に形成されたネジ穴３２１に対向している。一方、第２の貫通孔５３２は、支持部材８０のネジ穴８１（後述）に対向している。
【００４１】
図２に示すように、ボルト５４が第１の貫通孔５３１を介してネジ穴３２１に螺合することで、表示装置５０が補強部材３０に固定されており、これにより、表示領域５１が補強部材３０の開口３１１を介してカバー部材２０の透明部分２２に対向している。
【００４２】
この際、本実施形態では、ボルト５４を補強部材３０に締め付けると、表示装置５０の外縁領域５２がタッチパネル４０の下面に密着して当該タッチパネル４０をカバー部２０と表示装置５０との間に挟み込むように設定されている。これにより、タッチパネル４０と表示装置５０との間の隙間がなくなるので、電子機器１における画面の見栄えが向上する。
【００４３】
また、本実施形態では、粘着剤を用いずにタッチパネル４０と表示装置５０を密着させることができるので、タッチパネル４０と表示装置５０の間に異物や気泡が入るおそれがなくなり、製品の歩留りが向上する。
【００４４】
なお、表示装置５０の外縁領域５２のみに粘着剤（図６中における破線部分５２１）を付与して、この外縁領域５２とタッチパネル４０を固定してもよい。これにより、可動ユニット１０の剛性を高めることができるので、可動ユニット１０の構成部材２０〜５０を薄くすることで、結果的に可動ユニット１０全体を薄型化することができる。なお、粘着剤５２１に代えて、接着剤を用いてもよい。
【００４５】
図１及び図２に示すように、感圧センサ６０は、以上に説明した可動ユニット１０の四隅に取り付けられている。なお、感圧センサ６０が可動ユニット１０を安定して保持可能であれば、感圧センサ６０の数や配置は特に限定されない。また、感圧センサの構成は、圧力を検出可能なものであれば、以下に説明するものに限定されない。例えば、静電容量方式の圧力センサ、感圧導電性ゴム、歪みゲージ、或いは、圧電素子等を、感圧センサとして用いてもよい。
【００４６】
この感圧センサ６０は、図７に示すように、第１の電極シート６１と、第２の電極シート６２と、これらの間に介装されたスペーサ６３と、を備えている。なお、図７は、後述する図８におけるVII-VII線に沿った断面図である。
【００４７】
第１の電極シート６１は、第１の基材６１１と、上部電極６１２と、を有している。第１の基材６１１は、可撓性を有する絶縁性フィルムであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等から構成されている。
【００４８】
上部電極６１２は、第１の上部電極層６１３と第２の上部電極層６１４から構成されており、第１の基材６１１の下面に設けられている。第１の上部電極層６１３は、電気的抵抗の比較的低い導電性ペーストを第１の基材６１１の下面に印刷して硬化させることで形成されている。一方、第２の上部電極層６１４は、電気的抵抗の比較的高い導電性ペーストを第１の上部電極層６１３を覆うように第１の基材６１１の下面に印刷して硬化させることで形成されている。
【００４９】
第２の電極シート６２も、第２の基材６２１と、下部電極６２２と、を有している。第２の基材６２１は、上述の第１の基材６１１と同様の材料で構成されている。下部電極６２２は、第１の下部電極層６２３と第２の下部電極層６２４から構成されており、第２の基材６２１の上面に設けられている。
【００５０】
第１の下部電極層６２３は、上述の第１の上部電極層６１３と同様に、電気的抵抗の比較的低い導電性ペーストを第２の基材６２１の上面に印刷して硬化させることで形成されている。一方、第２の下部電極層６２４は、上述の第２の上部電極層６１４と同様に、電気的抵抗の比較的高い導電性ペーストを第１の下部電極層６２３を覆うように第２の基材６２１の上面に印刷して硬化させることで形成されている。
【００５１】
なお、電気的抵抗の比較的低い導電性ペーストとしては、例えば、銀（Ａｇ）ペースト、金（Ａｕ）ペースト、銅（Ｃｕ）ペーストを例示することができる。これに対し、電気的抵抗の比較的高い導電性ペーストとしては、例えば、カーボン（Ｃ）ペーストを例示することができる。また、これらの導電性ペーストを印刷する方法としては、例えば、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、インクジェット法等を例示することができる。
【００５２】
第１の電極シート６１と第２の電極シート６２はスペーサ６３を介して積層されている。このスペーサ６３は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等の絶縁性材料から構成されている。
【００５３】
このスペーサ６３には、上部電極６１２及び下部電極６２２に対応する位置に開口６３１が形成されている。上部電極６１２及び下部電極６２２は、この開口６３１の中に位置しており相互に対向している。また、このスペーサ６３の厚さは、上部電極６１２及び下部電極６２２が相互接触するように調整されている。なお、上部電極６１２及び下部電極６２２が相互に接触していなくてもよいが、上部電極６１２及び下部電極６２２を予め接触させておくことで、圧力が印加されているのに電極同士が非接触であるという事態（すなわち、感圧センサ６０の出力が０（ゼロ）である事態）がなくなり、検出精度の向上を図ることができる。
【００５４】
なお、第２の上部電極層６１４や第２の下部電極層６２４を、カーボンペーストに代えて、感圧インクを印刷して硬化させることで形成してもよい。また、上述した電極層６１３，６１４，６２３，６２４を、印刷法に代えて、めっき処理やパターニング処理によって形成してもよい。
【００５５】
支持部材８０は、感圧センサ６０を介して可動ユニット１０を支持しており、例えば、アルミニウム等の金属材料や、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂等の樹脂材料から構成されている。上述のように、この支持部材８０の四隅には感圧センサ６０が配置されているが、図８に示すように、さらに、この支持部材８０には、感圧センサ６０の外側に位置するように、支持部材８０の外縁に沿ってシール部材７０が設けられている。なお、特に図示しないが、感圧センサ６０を表示装置５０の下面と支持部材８０の上面の間に挟んでもよい。
【００５６】
この環状のシール部材７０は、感圧センサの圧縮弾性率よりも相対的に低い圧縮弾性率を有すると共に密閉性を有する材料から構成されている。こうしたシール部材７０を構成する材料の具体例としては、例えば、独立気泡ウレタンフォーム等を例示することができる。このシール部材７０によって、可動ユニット１０と支持部材８０の間に外部から異物が侵入するのを防止することが可能となっている。
【００５７】
図２に示すように、感圧センサ６０とシール部材７０は、粘着剤３３を介して補強部材３０の本体部３１の下面に取り付けられていると共に、粘着剤８３を介して支持部材８０に取り付けられている。感圧センサ６０及びシール部材７０のいずれも、カバー部材２０の遮蔽部分２３の後方に配置されているので、操作者からは感圧センサ６０とシール部材７０を視認できないようになっている。
【００５８】
図２、図６及び図８に示すように、表示装置５０のフランジ５３の第２の貫通孔５３２に対向するように、支持部材８０の上面に２つのネジ穴８１が形成されている。このネジ穴８１には、ボルト８２が表示装置５０の第２の貫通孔５３２を介して固定されている。
【００５９】
このボルト８２は、表示装置５０の第２の貫通孔５３２の内径よりも大きな外径の頭部と、当該第２の貫通孔５３２の内径よりも小さな外径の軸部と、を有している。可動ユニット１０は、このボルト８２によって、若干の上下動が許容されつつ、支持部材８０から所定距離以上離反するのを制限されている。これにより、例えば、電子機器１を反転させた場合に可動ユニット１０が支持部材８０から分離してしまうのが防止されている。
【００６０】
次に、本実施形態における電子機器の制御システムについて、図９〜図１３を参照しながら説明する。
【００６１】
図９は本実施形態における電子機器の制御装置を示すブロック図、図１０は本実施形態における取得部を示す回路図、図１１及び図１２は本実施形態における取得部の変形例を示す回路図、図１３は感圧センサの押圧力−出力特性を示す図である。
【００６２】
本実施形態における電子機器１の制御装置９０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び各種インターフェース等を備えたコンピュータや、電気回路等で構成されており、タッチパネル３０や感圧センサ６０に電気的に接続されている。この制御装置９０は、図９に示すように、タッチパネル３０を制御するタッチパネル制御部９１と、感圧センサ６０を制御する感圧センサ制御部９２と、当該制御部９１，９２の出力に基づいて電子機器１への入力操作を判断する入力操作判断部１００と、を機能的に備えている。なお、本実施形態における制御装置９０が本発明における制御手段の一例に相当し、本実施形態におけるタッチパネル制御部９１が本発明における検出部の一例に相当する。
【００６３】
タッチパネル制御部９１は、例えば、タッチパネル４０の第１の電極パターン４１２と第２の電極パターン４２２との間に所定電圧を周期的に印加し、第１及び第２の電極パターン４１２，４２２の交点毎の静電容量の変化に基づいて、タッチパネル４０上における指の位置を検出する。
【００６４】
また、本実施形態では、このタッチパネル制御部９１は、静電容量の値が所定閾値以上となった場合に、操作者の指がカバー部材２０に接触したことを検出し、当該検出信号を感圧センサ制御部９２に出力するようになっている。
【００６５】
なお、このタッチパネル制御部９１が、操作者の指がカバー部材２０から所定距離以内に接近したこと（いわゆるホバー（hover）状態）を検出した際に、当該検出信号を感圧センサ制御部９２に出力してもよい。
【００６６】
感圧センサ制御部９２は、図９に示すように、取得部９３と、設定部９４と、第１の演算部９５と、選択部９６と、補正部９７と、第２の演算部９８と、感度調整部９９と、を備えている。
【００６７】
取得部９３は、図１０に示すように、感圧センサ６０の上部電極６１２（又は下部電極６２２）に直列接続されている電源９３１と、当該感圧センサ６０の下部電極６２２（又は上部電極６１２）に直列接続されている第１の抵抗体９３２と、を備えている。そして、電源９３１によって電極６１２，６２２間に所定電圧を印加した状態で、感圧センサ６０に対して上方から荷重が加わると、当該荷重の大きさに応じて電極６１２，６２２間の電気的な抵抗値が変化する。取得部９３は、こうした抵抗変化に対応した電圧値を感圧センサ６０から一定の間隔で周期的にサンプリングし、当該電圧値をＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換した後に、当該デジタル信号を設定部９４と第１の演算部９５に出力する。
【００６８】
なお、図１１に示すように、取得部９３が、感圧センサ６０に並列接続された第２の抵抗体９３３を有してもよい。さらに、図１２に示すように、取得部９３が、感圧センサ６０と第２の抵抗体９３３から構成される並列回路に直列接続された第３の抵抗体９３４を有してもよい。第１〜第３の抵抗体９３２〜９３４の抵抗値を調整することで、感圧センサ６０の出力特性をリニア（直線状）に近づけることができる。
【００６９】
設定部９４は、タッチパネル制御部９１から検出信号が入力された場合に、所定のタイミングの感圧センサ６０の出力値ＯＰｎを基準値ＯＰ０として設定する。この設定部９４は、感圧センサ６０毎に設けられており、感圧センサ６０毎に基準値ＯＰ０を設定する。なお、この基準値ＯＰ０には０（ゼロ）も含まれる。
【００７０】
上記の検出信号が、カバー部材２０への指の接触を検出したことを示す場合には、設定部９４は、当該接触検出の直前の感圧センサ６０の出力値（つまり接触検出の直前にサンプリングされた出力値ＯＰｎ）を、基準値ＯＰ０として設定する。
【００７１】
これに対し、上記の検出信号が、カバー部材２０への指の所定距離以内の接近を検出したことを示す場合には、設定部９４は、当該接近検出の直後の感圧センサ６０の出力値（つまり接近検出の直後にサンプリングされた出力値ＯＰｎ）を、基準値ＯＰ０として設定する。
【００７２】
なお、上記の検出信号が、カバー部材２０への指の接触を検出したことを示す場合に、当該接触検出時点の感圧センサ６０の出力値（つまり接触検出と同時にサンプリングされた出力値ＯＰｎ）を、基準値ＯＰ０として設定してもよい。
【００７３】
また、上記の検出信号が、カバー部材２０への指の所定距離以内の接近を検出したことを示す場合に、当該接近検出時点の感圧センサ６０の出力値（つまり接近検出と同時にサンプリングされた出力値ＯＰｎ）を、基準値ＯＰ０として設定してもよい。
【００７４】
第１の演算部９５は、下記の（１）式に従って、感圧センサ６０に印加されている第１の押圧力ｆｎを演算する。この第１の演算部９５も、設定部９４と同様に、感圧センサ６０毎に設けられており、感圧センサ６０毎に第１の押圧力ｆｎを演算する。
ｆｎ＝ＯＰｎ−ＯＰ０  …  （１）
【００７５】
選択部９６は、４つの設定部９４によって設定された４つの基準値ＯＰ０の中から最小値を選択し、当該最小基準値を比較値Ｓ０に設定する。
【００７６】
補正部９７は、下記の（２）及び（３）式に従って、それぞれの感圧センサ６０の補正値Ｒｎを算出し、この補正値Ｒｎを用いて当該感圧センサ６０の第１の押圧力ｆｎを補正する。この補正部９７も、設定部９４や第１の演算部９５と同様に、感圧センサ６０毎に設けられており、感圧センサ６０毎に第１の押圧力ｆｎを補正する。なお、下記の（３）式におけるｆ’ｎは、補正後の第１の押圧力である。
Ｒｎ＝ＯＰ０／Ｓ０  …  （２）
ｆ’ｎ＝ｆｎ×Ｒｎ  …  （３）
【００７７】
ここで、感圧センサ６０は、図１３に示すように、押圧力が大きくなるほど出力値の増加率が小さくなる特性を有している。このため、同一の押圧力の変化量ΔＦであっても、初期荷重（押圧開始荷重）が大きいほど出力値の変化量が小さくなる傾向があり、初期荷重に応じて出力値の変化量に差が生じる。
【００７８】
具体的には、同図に示すように、小さな第１の初期荷重Ｆ１から押圧を開始した場合には、感圧センサ６０の出力値は第１の変化量ΔＶ１だけ変化するのに対し、第１の初期荷重Ｆ１よりも大きな第２の初期荷重Ｆ２から押圧を開始した場合（Ｆ２＞Ｆ１）には第２の変化量ΔＶ２しか変化せず、この第２の変化量ΔＶ２は第１の変化量ΔＶ１よりも狭い（ΔＶ２＜ΔＶ１）。
【００７９】
電子機器１が備える４つの感圧センサ６０は、当該電子機器１の姿勢等に応じて異なる初期荷重が印加されている場合があり、上述した理由により、第１の演算部９５によって演算された第１の押圧力ｆｎは、それぞれの感圧センサ６０の初期荷重に大きく依存している。
【００８０】
これに対し、本実施形態では、補正値Ｒｎを用いて第１の押圧力ｆｎを補正して、第１の押圧力ｆｎに対する初期荷重の影響を低減することで、感圧センサ６０の検出精度の向上を図っている。
【００８１】
なお、選択部９６が、基準値ＯＰ０の中からいずれか一つの値を比較値Ｓ０として選択すればよく、例えば、基準値ＯＰ０の中の最大値を比較値Ｓ０として選択してもよい。
【００８２】
また、選択部９６による第１の押圧力ｆｎの補正方法は、比較値Ｓ０に対して基準値ＯＰ０が大きいほど第１の押圧力ｆｎを大きく補正し、比較値Ｓ０に対して基準値ＯＰ０が小さいほど第１の押圧力ｆｎを小さく補正するのであれば、上記の方法に特に限定されない。
【００８３】
第２の演算部９８は、下記の（４）式に従って、カバー部材２０に印加された第２の押圧力Ｆｎとして、４つの感圧センサ６０の補正後の第１の押圧力ｆ’ｎの総和を算出する。
Ｆｎ＝Σｆ’ｎ  …  （４）
【００８４】
感度調整部９９は、下記の（５）式に従って、第２の押圧力Ｆｎの感度調整を行う。なお、下記の（５）式におけるｋａｄｊは、操作者の押圧力の個人差を調整するための係数であり、例えば、制御装置９０の記憶部（不図示）に予め記憶されており、操作者に応じて任意に設定することが可能となっている。また、下記の（５）式におけるＦ’ｎは、感度調整後の第２の押圧力である。
Ｆ’ｎ＝Ｆｎ／ｋａｄｊ  …（５）
【００８５】
そして、入力操作判断部１００は、タッチパネル制御部９１により検出された指の位置や、感圧センサ制御部９２により検出された第２の押圧力Ｆ’ｎに基づいて、操作者が意図する入力操作を判断する。
【００８６】
以下に、本実施形態における感圧センサを用いた押圧力の検出方法について、図１４を参照しながら説明する。図１４は本実施形態における押圧力の検出方法を示すフローチャートである。
【００８７】
本実施形態における電子機器１の制御が開始されると、先ず、図１４のステップＳ１０において、取得部９３が、４つの感圧センサ６０の出力を取得して、当該出力値ＯＰｎを設定部９４や第１の演算部９５に出力する。次いで、ステップＳ２０において、設定部９４が、タッチパネル制御部９１からの検出信号の入力の有無を判断する。
【００８８】
カバー部材２０に対する操作者の指の接触がタッチパネル制御部９１によって検出されない限り（図１４のステップＳ２０にてＮＯ）、ステップＳ１０〜Ｓ２０を一定の間隔で繰り返し実行する。
【００８９】
一方、タッチパネル制御部９１によって指の接触が検出されたら（図１４のステップＳ２０にてＹＥＳ）、図１４のステップＳ３０において、設定部９４が、当該接触検出の直前にサンプリングされた出力値ＯＰｎを、基準値ＯＰ０として設定する。この基準値ＯＰ０は感圧センサ６０毎に設定され、すなわち、本例では４つの基準値ＯＰ０が設定される。
【００９０】
基準値ＯＰ０が設定されたら、図１４のステップＳ４０において、取得部９３が感圧センサ６０の出力値ＯＰｎを取得し、次いで、図１４のステップＳ５０において、第１の演算部９５が、上記の（１）式に従って、当該出力値ＯＰｎと基準値ＯＰ０から第１の押圧力ｆｎを算出する。この第１の押圧力ｆｎも感圧センサ６０毎に設定される。
【００９１】
次いで、図１４のステップＳ６０において、選択部９６が、４つの基準値ＯＰ０の中で最も小さな値を比較値Ｓ０として設定する。
【００９２】
次いで、図１４のステップＳ７０において、補正部９７が、上記の（２）式に従って、それぞれの感圧センサ６０の補正値Ｒｎを算出し、図１４のステップＳ８０において、補正部９７が、上記の（３）式に従って、この補正値Ｒｎを用いて第１の押圧力ｆｎを補正する。この補正値Ｒｎも感圧センサ６０毎に設定される。
【００９３】
次いで、図１４のステップＳ９０において、第２の演算部９８が、上記の（４）式に従って、４つの感圧センサ６０の補正後の第１の押圧力ｆ’ｎの合計を算出することで、第２の押圧力Ｆｎを求める。
【００９４】
次いで、図１４のステップＳ１００において、感度調整部９９が、上記の（５）式に従って、第２の押圧力Ｆｎの感度調整を行う。調整後の第２の押圧力Ｆ’ｎは入力操作判断部１００に出力され、入力操作判断部１００は、当該調整後の第２の押圧力Ｆ’ｎに基づいて、操作者が電子機器１に対して行った入力操作を判断する。なお、このステップＳ１００を省略してもよく、この場合には、ステップＳ９０で算出された第２の押圧力Ｆｎが入力操作判断部１００に出力される。
【００９５】
指の接触が継続している限り（図１４のステップＳ１１０にてＹＥＳ）、上述のステップＳ４０〜Ｓ１００が一定の間隔で繰り返し実行される。なお、このステップＳ６０は、タッチパネル制御部９１から検出信号が入力された後に初回だけ実行すればよい。
【００９６】
これに対し、タッチパネル制御部９１によって指の接触が検出されなくなったら（図１４のステップＳ１１０にてＮＯ）、図１４のステップＳ１２０において、４つの基準値ＯＰ０と比較値Ｓ０の設定を解除した後に、図１４のステップＳ１０に戻る。
【００９７】
以上のように、本実施形態では、感圧センサ６０の出力値ＯＰｎと基準値ＯＰ０との差分を第１の押圧力ｆｎとして演算するので、電子機器１０の姿勢等による影響を相殺することができ、感圧センサ６０による押圧力の検出の精度向上を図ることができる。
【００９８】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００９９】
例えば、補正後の第１の押圧力ｆ’ｎに代えて、第１の演算部９５によって算出された第１の押圧力ｆｎの総和を演算することで、第２の押圧力Ｆｎを算出してもよい。
【０１００】
また、第２の押圧力Ｆｎに代えて、補正後の第１の押圧力ｆ’ｎを入力操作判断部１００に出力し、入力操作判断部１００が当該補正後の第１の押圧力ｆ’ｎに基づいて入力操作を判断してもよい。
【０１０１】
或いは、第２の押圧力Ｆｎに代えて、第１の押圧力ｆｎを入力操作判断部１００に出力し、入力操作判断部１００が当該第１の押圧力ｆｎに基づいて入力操作を判断してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１…電子機器
１０，１０Ｃ…可動ユニット
２０…カバー部材
３０…補強部材
４０…タッチパネル
５０…表示装置
６０…感圧センサ
７０…シール部材
８０…支持部材
９０…制御装置
９１…タッチパネル制御部
９２…感圧センサ制御部
９３…取得部
９４…設定部
９５…第１の演算部
９６…選択部
９７…補正部
９８…第２の演算部
９９…感度調整部
１００…入力操作判断部
【要約】      （修正有）【課題】押圧力の検出精度の向上を図ることが可能な電子機器を提供する。【解決手段】電子機器は、タッチパネル４０と、複数の感圧センサ６０と、これらに接続された制御装置９０と、を備えており、制御装置９０は、タッチパネル４０の出力値に基づいて検出信号を出力するタッチパネル制御部９１と、タッチパネル制御部９１から検出信号が入力された場合に、所定タイミングの感圧センサ６０の出力値ＯＰｎを基準値ＯＰ０として設定する設定部９４と、感圧センサ６０の第１の押圧力ｆｎとして、所定タイミング以降の感圧センサの出力値ＯＰｎと基準値ＯＰ０との差分を演算する第１の演算部９５と、を含み、設定部９４は、複数の感圧センサ６０について基準値ＯＰ０を個別に設定し、第１の演算部９５は、感圧センサ６０の出力値が入力される毎に、複数の感圧センサ６０について第１の押圧力ｆｎを個別に演算する。【選択図】図９【図１】
0005567727.tif 000002
【図２】
0005567727.tif 000003
【図３】
0005567727.tif 000004
【図４】
0005567727.tif 000005
【図５】
0005567727.tif 000006
【図６】
0005567727.tif 000007
【図７】
0005567727.tif 000008
【図８】
0005567727.tif 000009
【図９】
0005567727.tif 000010
【図１０】
0005567727.tif 000011
【図１１】
0005567727.tif 000012
【図１２】
0005567727.tif 000013
【図１３】
0005567727.tif 000014
【図１４】
0005567727.tif 000015