(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサと、
前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、
前記制御手段は、
前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、
補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、
前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、
前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の入力装置であって、
前記感圧センサは、押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化することを特徴とする入力装置。
【請求項３】
押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化する感圧センサと、
前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、
前記制御手段は、
前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、
補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、
前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、
前記取得部は、前記感圧センサに電気的に直列接続された固定抵抗体を有しており、
前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、下記の（１）式であることを特徴とする入力装置。
【数１】
0005586776.tif 000028
但し、前記（１）式において、
Ｖｉｎは、前記感圧センサへの入力電圧値であり、
Ｒｆｉｘは、前記固定抵抗体の抵抗値であり、
ｈ（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆと前記感圧センサの抵抗変数との関係を示す抵抗特性関数である。
【請求項４】
請求項３に記載の入力装置であって、
前記抵抗特性関数ｈ（Ｆ）は、下記の（２）式であり、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（３）式であることを特徴とする入力装置。
【数２】
0005586776.tif 000029
【数３】
0005586776.tif 000030
但し、前記（２）式及び前記（３）式において、
ｋは、前記感圧センサの切片定数であり、
ｎは、前記感圧センサの傾き定数である。
【請求項５】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記（３）式において、ｎ＝１であることを特徴とする入力装置。
【請求項６】
押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサと、
前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、
前記制御手段は、
前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、
補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、
前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、
前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする入力装置。
【請求項７】
押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサと、
前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、
前記制御手段は、
前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、
補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、
前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（４）式であることを特徴とする入力装置。
【数４】
0005586776.tif 000031
但し、前記（４）式において、ａは、前記感圧センサの比例定数である。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の入力装置であって、
前記入力装置は、複数の前記感圧センサを備え、
前記記憶部は、複数の前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶しており、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、複数の前記感圧センサのそれぞれに個別的に対応していることを特徴とする入力装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載の入力装置であって、
前記入力装置は、タッチパネルを少なくとも有するパネルユニットをさらに備えており、
前記感圧センサは、前記パネルユニットを介して印加された荷重を検出することを特徴とする入力装置。
【請求項１０】
押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、
補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、
前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、
前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、
前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする入力装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の入力装置の制御方法であって、
前記感圧センサは、押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化することを特徴とする入力装置の制御方法。
【請求項１２】
押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、
補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、
前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、
前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、
前記入力装置は、前記感圧センサに電気的に直列接続された固定抵抗体を備えており、
前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、下記の（５）式であることを特徴とする入力装置。
【数５】
0005586776.tif 000032
但し、前記（５）式において、
Ｖｉｎは、前記感圧センサへの入力電圧値であり、
Ｒｆｉｘは、前記固定抵抗体の抵抗値であり、
ｈ（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆと前記感圧センサの抵抗変数との関係を示す抵抗特性関数である。
【請求項１３】
請求項１２に記載の入力装置の制御方法であって、
前記抵抗特性関数ｈ（Ｆ）は、下記の（６）式であり、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（７）式であることを特徴とする入力装置。
【数６】
0005586776.tif 000033
【数７】
0005586776.tif 000034
但し、前記（６）式及び前記（７）式において、
ｋは、前記感圧センサの切片定数であり、
ｎは、前記感圧センサの傾き定数である。
【請求項１４】
請求項１３に記載の入力装置であって、
前記（７）式において、ｎ＝１であることを特徴とする入力装置の制御方法。
【請求項１５】
押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、
補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、
前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、
前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、
前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする入力装置の制御方法。
【請求項１６】
押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、
補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、
前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、
前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（８）式であることを特徴とする入力装置。
【数８】
0005586776.tif 000035
但し、前記（８）式において、ａは、前記感圧センサの比例定数である。
【請求項１７】
請求項１０〜１６の何れかに記載の入力装置の制御方法であって、
前記入力装置は、複数の前記感圧センサを備え、
前記第１のステップは、複数の前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備することを含み、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、複数の前記感圧センサのそれぞれに個別的に対応していることを特徴とする入力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感圧センサを備えた入力装置、及び、当該入力装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感圧センサの検出精度向上のため、感圧センサの特性の個体間のバラツキを低減する技術として、次のようなものが知られている。
【０００３】
すなわち、実測データに基づいて出力対圧力の関係を表す近似式を個体毎に定める技術（例えば特許文献１参照）や、外力が０の場合に感圧センサの抵抗値も０とし、外力が最大の場合に感圧センサの抵抗値が１とする外力−抵抗特性の規格化情報を定める技術が知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０６５１３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３３４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、そもそも、感圧センサは、印加荷重が大きくなるほど抵抗値の低下率が鈍化する曲線的な特性を有している。このため、同一の荷重変化量であっても初期荷重に応じて抵抗変化量が異なってしまうという現象が生じる。従って、感圧センサの特性の直線化を図らなければ、感圧センサの検出精度の向上を十分に図ることはできない、という問題がある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、感圧センサの特性の直線化を図ることで、感圧センサの検出精度の向上を図ることが可能な入力装置及び入力装置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】
【０００７】
［１］本発明に係る入力装置は、押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサと、前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、前記制御手段は、前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする。
【０００８】
［２］上記発明において、前記感圧センサは、押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化してもよい。
【０００９】
［３］本発明に係る入力装置は、押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化する感圧センサと、前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、前記制御手段は、前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、前記取得部は、前記感圧センサに電気的に直列接続された固定抵抗体を有しており、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、下記の（１）式であることを特徴とする。
【００１０】
【数１】
0005586776.tif 000002
【００１１】
但し、前記（１）式において、Ｖｉｎは、前記感圧センサへの入力電圧値であり、Ｒｆｉｘは、前記固定抵抗体の抵抗値であり、ｈ（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆと前記感圧センサの抵抗変数との関係を示す抵抗特性関数である。
【００１２】
［４］上記発明において、前記抵抗特性関数ｈ（Ｆ）は、下記の（２）式であり、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（３）式であってもよい。
【００１３】
【数２】
0005586776.tif 000003
【００１４】
【数３】
0005586776.tif 000004
【００１５】
但し、前記（２）式及び前記（３）式において、ｋは、前記感圧センサの切片定数であり、ｎは、前記感圧センサの傾き定数である。
【００１６】
［５］上記発明において、前記（３）式において、ｎ＝１であってもよい。
【００１７】
［６］本発明に係る入力装置は、押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサと、前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、前記制御手段は、前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする。
【００１８】
［７］本発明に係る入力装置は、押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサと、前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、前記制御手段は、前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（４）式であることを特徴とする。
【００１９】
【数４】
0005586776.tif 000005
【００２０】
但し、前記（４）式において、ａは、前記感圧センサの比例定数である。
【００２１】
［８］上記発明において、前記入力装置は、複数の前記感圧センサを備え、前記記憶部は、複数の前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶しており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、複数の前記感圧センサのそれぞれに個別的に対応していてもよい。
【００２２】
［９］上記発明において、前記入力装置は、タッチパネルを少なくとも有するパネルユニットをさらに備えており、前記感圧センサは、前記パネルユニットを介して印加された荷重を検出してもよい。
【００２３】
［１０］上記発明において、前記感圧センサは、第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に対向するように前記第２の基板に設けられた第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極に対応する位置に貫通孔を有し、前記第１の基板と前記第２の基板との間に介在するスペーサと、を備えてもよい。
【００２４】
［１１］本発明に係る入力装置の制御方法は、押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする。
【００２５】
［１２］上記発明において、前記感圧センサは、押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化してもよい。
【００２６】
［１３］本発明に係る入力装置の制御方法は、押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、前記入力装置は、前記感圧センサに電気的に直列接続された固定抵抗体を備えており、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、下記の（５）式であることを特徴とする。
【００２７】
【数５】
0005586776.tif 000006
【００２８】
但し、前記（５）式において、Ｖｉｎは、前記感圧センサへの入力電圧値であり、Ｒｆｉｘは、前記固定抵抗体の抵抗値であり、ｈ（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆと前記感圧センサの抵抗変数との関係を示す抵抗特性関数である。
【００２９】
［１４］上記発明において、前記抵抗特性関数ｈ（Ｆ）は、下記の（６）式であり、
前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（７）式であってもよい。
【００３０】
【数６】
0005586776.tif 000007
【００３１】
【数７】
0005586776.tif 000008
【００３２】
但し、前記（６）式及び前記（７）式において、ｋは、前記感圧センサの切片定数であり、ｎは、前記感圧センサの傾き定数である。
【００３３】
［１５］上記発明において、前記（７）式において、ｎ＝１であってもよい。
【００３４】
［１６］本発明に係る入力装置の制御方法は、押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする。
【００３５】
［１７］本発明に係る入力装置の制御方法は、押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ−１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（８）式であることを特徴とする。
【００３６】
【数８】
0005586776.tif 000009
【００３７】
但し、前記（８）式において、ａは、前記感圧センサの比例定数である。
【００３８】
［１８］上記発明において、前記入力装置は、複数の前記感圧センサを備え、前記第１のステップは、複数の前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備することを含み、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、複数の前記感圧センサのそれぞれに個別的に対応していてもよい。
【００３９】
［１９］上記発明において、前記感圧センサは、第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に対向するように前記第２の基板に設けられた第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極に対応する位置に貫通孔を有し、前記第１の基板と前記第２の基板との間に介在するスペーサと、を備えてもよい。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して出力変数Ｖｏｕｔを補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に、実出力値を代入することで、実出力値を補正する。これにより、感圧センサの出力特性の直線化を図ることができ、延いては感圧センサの検出精度の向上を図ることができる。
【００４１】
また、本発明によれば、感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して出力変数Ｖｏｕｔを補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に、実出力値を代入することで、実出力値を補正する。これにより、感圧センサの出力特性の直線化を図ることができ、延いては感圧センサの検出精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の実施形態における入力装置の平面図である。
【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タッチパネルの分解斜視図である。
【図４】図４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５】図５は、本発明の実施形態における感圧センサの変形例を示す拡大断面図である。
【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入力装置のシステム構成を示すブロック図である
【図８】図８（ａ）は、図７の取得部の詳細構成を示す回路図であり、図８（ｂ）は当該取得部の等価回路図である。
【図９】図９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１０】図１０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１１】図１１は、本発明の実施形態における感圧センサの荷重−抵抗特性（抵抗特性関数ｈ（Ｆ））を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態における感圧センサの荷重−出力電圧特性（出力特性関数ｆ（Ｆ））を示すグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態における感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）、逆関数ｆ−１（Ｆ）、及び、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）による補正出力値を示すグラフである。
【図１４】図１４（ａ）は、補正前の感圧センサの出力特性を示すグラフであり、図１４（ｂ）は、補正後の感圧センサの出力特性を示すグラフである。
【図１５】図１５は、第１の近似関数を用いた補正後の感圧センサの出力特性を示すグラフである。
【図１６】図１６は、第２の近似関数を用いた補正後の感圧センサの出力特性を示すグラフである。
【図１７】図１７は、本発明の実施形態における入力装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図１８】図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、本発明の実施形態における具体的な効果を説明するためのグラフであり、図１８（ａ）は、感圧センサの補正前の出力特性を示し、図１８（ｂ）は、当該感圧センサの補正後の出力特性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４４】
図１及び図２は本実施形態における入力装置の平面図及び断面図である。なお、以下に説明する入力装置１の構成は一例に過ぎず、特にこれに限定されない。
【００４５】
本実施形態における入力装置（電子機器）１は、図１及び図２に示すように、パネルユニット１０と、表示装置４０と、感圧センサ５０と、シール部材６０と、第１の支持部材７０と、第２の支持部材７５と、を備えており、パネルユニット１０は、カバー部材２０と、タッチパネル３０と、を備えている。パネルユニット１０は、感圧センサ５０とシール部材６０を介して第１の支持部材７０に支持されており、感圧センサ５０及びシール部材６０の弾性変形によって、第１の支持部材７０に対するパネルユニット１０の微小な上下動が許容されている。
【００４６】
この入力装置１は、表示装置４０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、この入力装置１は、操作者の指やタッチペン等によって画面上における任意の位置が示されると、タッチパネル３０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パネルユニット１０がＺ方向に押圧されると、この入力装置１は、感圧センサ５０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（押圧検出機能）。
【００４７】
カバー部材２０は、図１及び図２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。
【００４８】
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。
【００４９】
なお、透明部分２２と遮蔽部分２３の形状は特に上記に形成されない。また、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と略同一の大きさを有し、遮蔽部分２３に対応する部分のみが白色又は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。
【００５０】
図３は本実施形態におけるタッチパネルの分解斜視図である。
【００５１】
タッチパネル３０は、図３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３１，３２を備えた静電容量方式のタッチパネルである。
【００５２】
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、以下に説明する電極パターン３１２，３２２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３１，３２に代えて、一枚のシートの両面に電極を形成したタッチパネルを用いてもよい。
【００５３】
第１の電極シート３１は、可視光線を透過可能な第１の透明基材３１１と、この第１の透明基材３１１上に設けられた複数の第１の電極パターン３１２と、を有している。
【００５４】
第１の透明基材３１１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）等の樹脂材料やガラスを例示することができる。
【００５５】
第１の電極パターン３１２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３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３に示す例では、第１の透明基材３１１上において、９本の電極パターン３１２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３１２の形状、数、配置等は上記に特に限定されない。
【００５６】
第１の電極パターン３１２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３１２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。
【００５７】
第１の電極パターン３１２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。
【００５８】
なお、この第１の電極パターン３１２を、導電性ペーストを第１の透明基材３１１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３１２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。
【００５９】
複数の第１の電極パターン３１２は、第１の引出配線パターン３１３を介してタッチパネルコントローラ８０（図７参照）に接続されている。この第１の引出配線パターン３１３は、第１の透明基材３１１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３１３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３１３は、導電性ペーストを第１の透明基材３１１上に印刷して硬化させることで形成されている。
【００６０】
第２の電極シート３２も、可視光線を透過可能な第２の透明基材３２１と、この第２の透明基材３２１上に設けられた複数の第２の電極パターン３２２と、を有している。
【００６１】
第２の透明基材３２１は、上述の第１の透明基材３１１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３２２も、上述の第１の電極パターン３１２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。
【００６２】
この第２の電極パターン３２２は、図３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３に示す例では、第２の透明基材３２１上において、６本の第２の電極パターン３２２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３２２の形状、数、配置等は上記に特に限定されない。
【００６３】
複数の第２の電極パターン３２２は、第２の引出配線パターン３２３を介して、タッチパネルコントローラ８０（図７参照）に接続されている。この第２の引出配線パターン３２３は、第２の透明基材３２１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３２３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３１３と同様に、この第２の引出配線パターン３２３も、導電ペーストを第２の透明基材３２１上に印刷して硬化させることで形成されている。
【００６４】
第１の電極シート３１と第２の電極シート３２は、平面視において第１の電極パターン３１２と第２の電極パターン３２２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３０自体も、第１及び第２の電極パターン３１２，３２２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。
【００６５】
以上に説明したカバー部材２０とタッチパネル３０から構成されるパネルユニット１０は、図２に示すように、感圧センサ５０とシール部材６０を介して第１の支持部材７０に支持されている。図１に示すように、感圧センサ５０は、パネルユニット１０の四隅に設けられている。これに対し、シール部材６０は、矩形の環状形状を有し、パネルユニット１０の外縁に沿って全周に亘って設けられており、感圧センサ５０の外側に配置されている。感圧センサ５０及びシール部材６０は、粘着剤を介してカバー部材２０の下面にそれぞれ貼り付けられていると共に、粘着剤を介して第１の支持部材７０にそれぞれ貼り付けられている。なお、感圧センサ５０がパネルユニット１０を安定して保持可能であれば、感圧センサ５０の数や配置は特に限定されない。
【００６６】
図４は本実施形態における感圧センサの断面図、図５は本実施形態における感圧センサの変形例を示す拡大断面図である。
【００６７】
感圧センサ５０は、図４に示すように、検出部５１と、弾性部材５５と、を備えており、検出部５１は、第１の電極シート５２と、第２の電極シート５３と、これらの間に介装されたスペーサ５４と、を備えている。なお、図４は、図１のIV-IV線に沿った断面図である。
【００６８】
第１の電極シート５２は、第１の基材５２１と、上部電極５２２と、を有している。第１の基材５２１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。
【００６９】
上部電極５２２は、第１の上部電極層５２３と第２の上部電極層５２４から構成されており、第１の基材５２１の下面に設けられている。第１の上部電極層５２３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５２１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５２４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５２３を包むように第１の基材５２１の下面に印刷して硬化させることで形成されている。
【００７０】
第２の電極シート５３も、第２の基材５３１と、下部電極５３２と、を有している。第２の基材５３１は、上述の第１の基材５２１と同様の材料で構成されている。下部電極５３２は、第１の下部電極層５３３と第２の下部電極層５３４から構成されており、第２の基材５３１の上面に設けられている。
【００７１】
第１の下部電極層５３３は、上述の第１の上部電極層５２３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５３１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５３４は、上述の第２の上部電極層５２４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５３３を包むように第２の基材５３１の上面に印刷して硬化させることで形成されている。
【００７２】
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。
【００７３】
第１の電極シート５２と第２の電極シート５３は、スペーサ５４を介して積層されている。このスペーサ５４は、両面粘着シートから構成されており、その基材５４１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。このスペーサ５４は、その両面に設けられた粘着層を介して、第１及び第２の電極シート５２，５３にそれぞれ貼り付けられている。
【００７４】
このスペーサ５４には、上部電極５２２及び下部電極５３２に対応する位置に貫通孔５４１形成されている。上部電極５２２及び下部電極５３２は、この貫通孔５４１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５４の厚さは、感圧センサ５０に対して圧力が印加されていない状態において、上部電極５２２及び下部電極５３２が相互に接触するように調整されている。
【００７５】
なお、無負荷状態において上部電極５２２及び下部電極５３２が離れていてもよいが、上部電極５２２及び下部電極５３２を無負荷状態で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５０の出力が０（ゼロ）である事態）がなくなり、感圧センサ５０の検出精度の向上を図ることができる。
【００７６】
上部電極５２２と下部電極５３２の間に所定電圧を印加した状態で、感圧センサ５０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上部電極５２２と下部電極５３２との密着度が増加し、これらの電極５２２，５３２の間の電気抵抗が減少する。一方、感圧センサ５０に対する荷重が解放されると、上部電極５２２と下部電極５３２との密着度が減少し、これらの電極５２２，５３２間の電気抵抗が増加する。
【００７７】
このように、感圧センサ５０は、この抵抗変化に基づいて感圧センサ５０に加わる圧力の大きさを検出することが可能となっており、本実施形態における入力装置１は、この感圧センサ５０の電気抵抗値を所定の閾値と比較することで、操作者によるパネルユニット１０の押圧操作を検出する。なお、本実施形態において、「密着度が増加する」とは、微視的な接触面積の増加を意味し、「密着度が減少する」とは、微視的な接触面積の減少を意味する。
【００７８】
なお、第２の上部電極層５２４や第２の下部電極層５３４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。感圧インクの具体例としては、例えば、量子トンネル効果を利用した量子トンネル複合材料を挙げることができる。また、感圧インクの他の具体例としては、例えば、金属やカーボン等の導電粒子と、有機物弾性フィラーまたは無機酸化物フィラー等の弾性粒子と、バインダと、を含んだものを例示することができ、この感圧インクの表面は弾性粒子によって凹凸状になっている。また、上述した電極層５２３，５２４，５３３，５３４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。
【００７９】
弾性部材５５は、第１の電極シート５２の上に粘着剤５５１を介して積層されている。この弾性部材５５は、発泡材やゴム材料等の弾性材料から構成されている。弾性部材５５を構成する発泡材の具体例としては、例えば、独立気泡型のウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、シリコーンフォーム等を例示することができる。また、弾性部材５５を構成するゴム材料としては、ポリウレタンゴム、ポリスチレンゴム、シリコーンゴム等を例示することができる。なお、弾性部材５５を、第２の電極シート５３の下に積層してもよい。或いは、弾性部材５５を、第１の電極シート５２の上に積層すると共に、第２の電極シート５３の下に積層してもよい。
【００８０】
こうした弾性部材５５を感圧センサ５０が備えることで、感圧センサ５０に対して印加された荷重を検出部５１全体に均等に分散させることができ、感圧センサ５０の検出精度の向上を図ることができる。また、支持部材７０，７５等が歪んでいる場合や支持部材７０，７５等の厚さ方向の公差が大きい場合に、弾性部材５５によってこれらを吸収するこができる。さらに、感圧センサ５０に過大な圧力や衝撃が加わった場合に、こうした弾性部材５５によって感圧センサ５０の損傷や破壊を防止することもできる。
【００８１】
なお、感圧センサの構造は上記に特に限定されない。例えば、図５に示す感圧センサ５０Ｂのように、上部電極５２２Ｂの第２の上部電極層５２４Ｂによって環状の突出部５２５を形成し、下部電極５３２Ｂを突出部５２５と同一径となるように拡大し、さらに当該突出部５２５と下部電極５２２Ｂとの間にスペーサ５４Ｂを挟むように構成してもよい。本例における突出部５２５は、上部電極５２２Ｂの上部から径方向に突出している。また、本例におけるスペーサ５４Ｂの貫通孔５４１Ｂの内径は、上部電極５３２Ｂの突出部５２５の外径や下部電極５２２Ｂの外径に対して相対的に小さくなっている。
【００８２】
また、印加荷重と感圧センサの出力との関係が非線形のものであれば、感圧センサの構造は、特に上記に限定されない。例えば、圧電素子や歪みゲージを感圧センサとしても用いてもよい。或いは、ピエゾ抵抗層を有する片持梁形状（或いは両持梁形状）のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子を、感圧センサとして用いてもよい。或いは、スクリーン印刷によって電極をそれぞれ形成した絶縁性基板の間に、圧電性を示すポリアミノ酸材料を挟み込んだ構造を有する圧力センサを、感圧センサとして用いてもよい。或いは、圧電性を示すポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いた圧電素子を、感圧センサとして用いてもよい。或いは、一対の電極間の静電容量の変化に基づいて印加荷重を検出するものや、導電性ゴムを用いたものを、感圧センサとしても用いてもよい。
【００８３】
シール部材６０も、上述の弾性部材５５と同様に、発泡材やゴム材料等の弾性材料から構成されている。シール部材６０を構成する発泡材の具体例としては、例えば、独立気泡型のウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、シリコーンフォーム等を例示することができる。また、シール部材６０を構成するゴム材料としては、ポリウレタンゴム、ポリスチレンゴム、シリコーンゴム等を例示することができる。こうしたシール部材６０をカバー部材２０と第１の支持部材７０との間に設けることで、外部からの異物の侵入を防止することができる。
【００８４】
なお、上述の弾性部材５５の弾性率は、シール部材６０の弾性率に対して相対的に高いことが好ましい。これにより、押圧力を感圧センサ５０に正確に伝達することができ、感圧センサ５０の検出精度の向上を図ることができる。
【００８５】
以上に説明した感圧センサ５０とシール部材６０は、図２に示すように、カバー部材２０と第１の支持部材７０との間に挟まれている。第１の支持部材７０は、枠部７１と、保持部７２と、を有している。枠部７１は、カバー部材２０を収容可能な開口を有する矩形枠形状を有している。一方、保持部７２は、矩形環形状を有しており、枠部７１の下端から径方向内側に向かって突出している。感圧センサ５０とシール部材６０は、この保持部７２に保持されることで、カバー部材２０と第１の支持部材７０の間に介装されている。この第１の支持部材７０は、例えば、アルミニウム等の金属材料、或いは、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂等の樹脂材料等で構成されており、枠部７１と保持部７２とが一体的に形成されている。
【００８６】
図６は本実施形態における表示装置の平面図である。
【００８７】
表示装置４０は、図６に示すように、画像が表示される表示領域４１と、その表示領域４１を取り囲む外縁領域４２と、その外縁領域４２の両端から突出するフランジ４３と、を有している。この表示装置４０の表示領域４１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。
【００８８】
フランジ４３には貫通孔４３１が設けられており、この貫通孔４３１は第１の支持部材７０の背面に形成されたネジ穴に対向している。図２に示すように、ネジ４４が貫通孔４３１を介して第１の支持部材７０のネジ穴に螺合することで、表示装置４０が第１の支持部材７０に固定されており、これにより、表示領域４１が第１の支持部材７０の中央開口７２１を介してカバー部材２０の透明部分２２に対向している。
【００８９】
第２の支持部材７５は、上述の第１の支持部材７０と同様に、例えば、アルミニウム等の金属材料、或いは、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂等の樹脂材料等で構成されている。この第２の支持部材７５は、表示装置４０の背面を覆うように、粘着剤を介して、第１の支持部材７０に取り付けられている。なお、粘着剤に代えて、第２の支持部材７５を第１の支持部材７０にネジ止めしてもよい。
【００９０】
次に、本実施形態における入力装置１のシステム構成について、図７〜図１０を参照しながら説明する。
【００９１】
図７は本実施形態における入力装置のシステム構成を示すブロック図、図８（ａ）は図７の取得部の詳細を示す回路図、図８（ｂ）は当該取得部の等価回路図、図９及び図１０は取得部の変形例を示す回路図である。
【００９２】
本実施形態における入力装置１は、図７に示すように、タッチパネル３０が電気的に接続されたタッチパネルコントローラ８０と、感圧センサ５０が電気的に接続されたセンサコントローラ９０と、当該コントローラ８０，９０が電気的に接続されたコンピュータ１００と、を備えている。本実施形態におけるセンサコントローラ９０が、本発明における制御手段の一例に相当する。
【００９３】
タッチパネルコントローラ８０は、例えばＣＰＵ等を備えた電子回路等で構成されている。このタッチパネルコントローラ８０は、タッチパネル３０の第１の電極パターン３１２と第２の電極パターン３２２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３１２，３２２の交点毎の静電容量の変化に基づいて、タッチパネル３０上における指の位置（Ｘ座標値及びＹ座標値）を検出し、当該ＸＹ座標値をコンピュータ１００に出力するようになっている。
【００９４】
また、このタッチパネルコントローラ８０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、コンピュータ１００を介してセンサコントローラ９０にタッチオン信号を送信するようになっている。一方、静電容量の値が所定閾値未満となった場合には、このタッチパネルコントローラ８０は、操作者の指がカバー部材２０から離れたことを検出し、コンピュータ１００を介してセンサコントローラ９０タッチオフ信号を送信するようになっている。
【００９５】
なお、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、タッチパネルコントローラ８０がタッチオン信号を送信してもよい。
【００９６】
センサコントローラ９０も、上述のタッチパネルコントローラ８０と同様に、例えばＣＰＵ等を備えた電子回路から構成されている。このセンサコントローラ９０は、図７に示すように、取得部９１、記憶部９２と、第１の補正部９３と、設定部９４と、第１の演算部９５と、選択部９６と、第２の補正部９７と、第２の演算部９８と、感度調整部９９と、を機能的に備えている。本実施形態における取得部９１が本発明における取得部の一例に相当し、本実施形態体における記憶部９２が本発明における記憶部の一例に相当し、本実施形態における第１の補正部９３が本発明における補正部の一例に相当する。
【００９７】
取得部９１は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、感圧センサ５０の上部電極５２２（又は下部電極５３２）に直列接続された電源９１１と、当該感圧センサ５０の下部電極５３２（又は上部電極５２２）に直列接続された第１の固定抵抗体９１２と、感圧センサ５０と第１の固定抵抗体９１２との間に接続されたＡ／Ｄ変換器９１５と、を備えている。本実施形態における第１の固定抵抗体９１２が、本発明における固定抵抗体の一例に相当する。
【００９８】
電源９１１によって電極５２２，５３２に所定電圧を印加した状態で、感圧センサ５０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５２２，５３２間の電気的な抵抗値が変化する。取得部９１は、こうした抵抗変化に対応した電圧値のアナログ信号を感圧センサ５０から一定の間隔で周期的にサンプリングし、当該アナログ信号をＡ／Ｄ変換器９１５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（実出力値）を第１の補正部９３に出力する。
【００９９】
図７に示すように、この取得部９１は、感圧センサ５０毎に設けられており、感圧センサ５０毎に実出力値を取得する。
【０１００】
なお、図９に示すように、取得部９１が、感圧センサ５０に並列接続された第２の固定抵抗体９１３を有してもよい。さらに、図１０に示すように、取得部９１が、感圧センサ５０と第２の固定抵抗体９１３から構成される並列回路に直列接続された第３の固定抵抗体９１４を有してもよい。第１〜第３の固定抵抗体９１２〜９１４の抵抗値を調整することで、感圧センサ５０の出力特性をリニア（直線状）により近づけることができる。
【０１０１】
記憶部９２には、感圧センサ５０の実出力値を直線状に補正するための補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）が記憶されている。この補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、後述するように、感圧センサ５０の出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、感圧センサ５０の出力変数Ｖｏｕｔを当該感圧センサ５０の補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、当該感圧センサ５０に対する印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数である。本実施形態では、具体的には、この補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は下記の（９）式で表わされる。
【０１０２】
【数９】
0005586776.tif 000010
【０１０３】
上記の（９）式において、Ｒｆｉｘは第１の固定抵抗体９１２の抵抗値であり、Ｖｉｎは感圧センサ５０への入力電圧値であり、ｋは感圧センサ５０の切片定数であり、ｎは感圧センサ５０の傾き定数である。
【０１０４】
図７に示すように、記憶部９２は感圧センサ５０毎に設けられており、それぞれの記憶部９２には、個々の感圧センサ５０に対応したフィッティングパラメータ（具体的には、上記のｋ及びｎ）が入力された補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）が記憶されている。こうした補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は感圧センサ５０毎に個別に設定されており、以下に説明する要領で予め設定されている。
【０１０５】
以下に、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）の具体的な設定方法について、図１１〜図１２を参照しながら説明する。
【０１０６】
図１１は本実施形態における感圧センサの荷重−抵抗特性（抵抗特性関数ｈ（Ｆ））を示すグラフ、図１２は本実施形態における感圧センサの荷重−出力電圧特性（出力特性関数ｆ（Ｆ））を示すグラフである。
【０１０７】
すなわち、先ず、図１１に示すように、複数の荷重点（本例では図１１中において丸で囲んだ３点）で感圧センサ５０の抵抗値を測定する。次いで、当該測定した抵抗値を用いて、下記の（１０）式に対してカーブフィッティング（曲線あてはめ）を行うことで、切片定数ｋと傾き定数ｎの値を算出する。なお、下記の（１０）式は、接触抵抗の圧力依存性を利用した感圧センサの特性を表した経験式である。この（１０）式は、感圧センサ５０に対する印加荷重変数Ｆと感圧センサ５０の抵抗変数Ｒｓｅｎｓとの間の関係を示す抵抗特性関数であり、印加荷重変数Ｆに対する抵抗変数Ｒｓｅｎｓを表している。
【０１０８】
【数１０】
0005586776.tif 000011
【０１０９】
なお、図１２に示すように、複数の荷重点（本例では図１２中において丸で囲んだ３点）で感圧センサ５０の出力電圧値を測定し、当該測定した出力電圧値を用いて下記の（１２）式に対してフィッティングを行うことで、切片定数ｋと傾き定数ｎの値を算出してもよい。
【０１１０】
本実施形態における上記の（１０）式が、本発明における抵抗特性関数ｈ（Ｆ）の一例に相当する。なお、抵抗特性関数ｈ（Ｆ）は特にこれに限定されず、例えば、多項式近似、対数近似、累乗近似等を用いた近似関数であってもよい。
【０１１１】
一方、直列固定抵抗体９１２を有する回路（図８参照）を用いて検出した感圧センサ５０の出力電圧値は、以下の（１１）式で表すことができ、下記の（１１）式に上記（１０）式を代入すると、以下の（１２）式を得ることができる。下記の（１２）式は、感圧センサ５０に対する印加荷重変数Ｆと感圧センサ５０の出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す出力特性関数であり、印加荷重変数Ｆに対する出力変数Ｖｏｕｔを表している。
【０１１２】
【数１１】
0005586776.tif 000012
【０１１３】
【数１２】
0005586776.tif 000013
【０１１４】
さらに、印加荷重変数Ｆ及び出力変数Ｖｏｕｔについて上記の（１２）式の逆関数ｆ−１（Ｆ）を求めると、以下の（１３）式のようになる。そして、下記の（１３）式に対して、感圧センサ５０の出力変数Ｖｏｕｔを当該感圧センサ４０の補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、当該感圧センサ５０に対する印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えることで、上記の（９）式のｇ（Ｖｏｕｔ）を得ることができる。換言すれば、上記の（９）式の補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、等式変形によって、上記の（１２）式を印加荷重変数Ｆについて解いた式である。
【０１１５】
【数１３】
0005586776.tif 000014
【０１１６】
以上の要領で上記の（９）式ｇ（Ｖｏｕｔ）を予め準備しておく工程が、本発明における第１のステップの一例に相当する。
【０１１７】
なお、図９に示す第２の固定抵抗体９１３の抵抗値は、感圧センサ５０の抵抗値Ｒｓｅｎｓよりも十分に大きい。そのため、取得部９１が図９に示す回路構成を有する場合であっても、当該第２の固定抵抗体９１３を無視することができ、上記の（１２）式をそのまま使用することができる。
【０１１８】
或いは、図９に示す例の場合に、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）として、下記の（１４）式を用いてもよい。なお、下記の（１４）式において、Ｒ２は、第２の固定抵抗体９１３の抵抗値である。
【０１１９】
【数１４】
0005586776.tif 000015
【０１２０】
ここで、図９に示す構成の取得部９１を用いて検出した感圧センサ５０の出力電圧値は、以下の（１５）式で表すことができる。すなわち、図９に示す例のように取得部９１が第２の固定抵抗値を含む場合には、上記の（１１）における抵抗変数Ｒｓｅｎｓを、感圧センサ５０と第２の固定抵抗体から構成される並列回路の合成抵抗に置き換えればよい。
【０１２１】
【数１５】
0005586776.tif 000016
【０１２２】
そして、上記の（１４）式は、この（１５）式の出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、感圧センサ５０の出力変数Ｖｏｕｔを補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、当該感圧センサ５０に対する印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数である。なお、（１５）式の出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）は、以下の（１６）式で表わされる。
【０１２３】
【数１６】
0005586776.tif 000017
【０１２４】
また、取得部９１が上述の図１０に示す回路構成を有する場合には、上述の図９に示す例の場合と同様の要領で、上記の（１１）における抵抗変数Ｒｓｅｎｓを、感圧センサ５０と第２の固定抵抗体９１３から構成される並列回路と、当該並列回路に直列接続された第３の固定抵抗体９２４と、の合成抵抗に置き換えればよい。
【０１２５】
また、特に図示しないが、第１の固定抵抗体９１２に他の固定抵抗体が電気的に接続されている場合にも、上記の（１１）における抵抗値Ｒｆｉｘを、それらの合成抵抗に置き換えればよい。
【０１２６】
図7に戻り、第１の補正部９３は、上記の（９）式の補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）中の出力変数Ｖｏｕｔに、取得部９１により取得された実出力値を代入する。
【０１２７】
ここで、上記の（９）式において、第１の固定抵抗体９１２の抵抗値Ｒｆｉｘと感圧センサ５０への入力電圧値Ｖｉｎ（すなわち電源９１１の電圧Ｖｉｎ）は既知であり、切片定数ｋと傾き定数ｎは上述のように決定されている。そして、これらの値Ｒｆｉｘ，Ｖｉｎ，ｋ，ｎは、記憶部９２に記憶され、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に入力されている。このため、第１の補正部９３は、当該補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）の出力変数Ｖｏｕｔに実出力値を代入することで、補正後の出力値ＯＰｎ（＝Ｖｏｕｔ’）を一義的に得ることができる。
【０１２８】
この第１の補正部９３は、図７に示すように、上述の取得部９１や記憶部９２と同様に、感圧センサ５０毎に設けられており、感圧センサ５０毎に補正出力値ＯＰｎを算出する。
【０１２９】
図１３は本実施形態における感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）、逆関数ｆ−１（Ｆ）、及び、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）による補正出力値を示すグラフ、図１４（ａ）は補正前の感圧センサの出力特性を示すグラフ、図１４（ｂ）は補正後の感圧センサの出力特性を示すグラフである。
【０１３０】
ここで、上述の出力特性関数ｆ（Ｆ）と逆関数ｆ−１（Ｆ）との合成関数は、図１３に示すように、逆関数の定義上、以下の（１７）式に示すような恒等関数となる。
【０１３１】
【数１７】
0005586776.tif 000018
【０１３２】
このため、上記の（９）式の出力値Ｖｏｕｔに感圧センサ５０の実出力値を代入すると、印加荷重に対する実出力値が曲線であっても、当該実出力値を恒等関数（つまり、ｙ＝ｘ）の直線に近づけることができる。なお、図１３において、実線は、上記の（１２）式の出力特性関数ｆ（Ｆ）を示し、一点鎖線は、上記の（１３）式の逆関数ｆ−１（Ｆ）を示し、破線は、出力特性関数ｆ（Ｆ）の出力値を補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）により補正した値を示す。
【０１３３】
また、補正前の感圧センサ５０の実出力値がバラツキを有している場合（図１４（ａ）参照）であっても、本実施形態では、感圧センサ５０毎に補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を作成するので、当該実出力値を上記の（９）式に代入すると、当該バラツキも低減することができる（図１４（ｂ）参照）。
【０１３４】
なお、図１４（ａ）は、意図的にバラツキを持たせた９種類の出力特性関数ｆ（Ｆ）を示している。これら９種類の出力特性関数ｆ（Ｆ）では、図８に示す回路における電源９１１による感圧センサ５０Ｂに対する印加電圧Ｖｉｎが５Ｖに設定され、同図に示す回路における第１の固定抵抗体９１２の抵抗値が２２００Ωに設定され、切片定数ｋとして７０００，１００００，１３０００の３種類が設定され、傾き定数ｎとして０．９，１．０，１．１の３種類が設定されている。
【０１３５】
これに対し、図１４（ｂ）は、上記の３種類の切片定数ｋと３種類の傾き定数ｎを用いて作成した９種類の上記の（１３）式に対して、対応する理論出力値（図１４（ａ）参照）をそれぞれ代入した結果を示すグラフである。
【０１３６】
図１５は第１の近似関数による補正後の感圧センサの出力特性を示すグラフ、図１６は第２の近似関数による補正後の感圧センサの出力特性を示すグラフである。
【０１３７】
記憶部９２が、上記の（９）式に示す補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に代えて、下記の（１８）式に示す第１の近似関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶してもよく、さらに第１の補正部９３が当該第１の近似関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を用いて実出力値を補正してもよい。
【０１３８】
【数１８】
0005586776.tif 000019
【０１３９】
上記の（１８）式は、上記の（９）式においてｎ＝１とした式であり、ｋ’は、下記の（１９）式に示すとおりである。このｋ’の値は、例えば、最大荷重印加時（図１５に示す例では５Ｎ印加時）に補正出力値Ｖｏｕｔ’が１となるように設定される。ここで、ｎ＝１としたのは、通常の感圧センサ５０の傾き定数ｎが１．０前後であることに基づくものである。
【０１４０】
【数１９】
0005586776.tif 000020
【０１４１】
このように、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に代えて、上記の（１８）式に示す簡易式を用いることで、図１５に示すように、補正出力値Ｖｏｕｔ’の直線性が若干損なわれるが、センサコントローラ８０の処理速度の向上を図ることができ、処理速度の遅いセンサコントローラにも対応することができる。
【０１４２】
なお、図１５は、上記の３種類の切片定数ｋと３種類の傾き定数ｎを用いて作成した９種類の上記の（１８）式に対して、対応する理論出力値（図１４（ａ）参照）をそれぞれ代入した結果を示すグラフである。
【０１４３】
或いは、記憶部９２が、上記の（９）式に示す補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に代えて、下記の（２０）式に示す第２の近似関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶してもよく、さらに第１の補正部９３が当該第２の近似関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を用いて実出力値を補正してもよい。
【０１４４】
【数２０】
0005586776.tif 000021
【０１４５】
上記の（２０）式は、図１３に示す逆関数ｆ−１（Ｆ）の形状が下記の（２１）式の形状に類似していることに基づくものである。なお、上記の（２０）式におけるａは比例定数であり、例えば、最大荷重印加時（図１６に示す例では５Ｎ印加時）に補正出力値Ｖｏｕｔ’が１となるように設定される。
【０１４６】
【数２１】
0005586776.tif 000022
【０１４７】
このように、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に代えて、上記の（２０）式に示す簡易式を用いることで、図１６に示すように、補正出力値Ｖｏｕｔ’の直線性が若干損なわれるが、センサコントローラ８０の処理速度の向上をさらに図ることができ、処理速度の遅いセンサコントローラにも対応することができる。
【０１４８】
なお、図１６は、上記の３種類の切片定数ｋと３種類の傾き定数ｎを用いて作成した９種類の上記の（２０）式に対して、対応する理論出力値（図１４（ａ）参照）をそれぞれ代入した結果を示すグラフである。
【０１４９】
なお、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）の代わりに用いることのできる近似関数は、上記の第１の近似関数や第２の近似関数に特に限定されず、例えば、次数が２以下の多項式近似、対数近似、累乗近似等による近似式等により近似された関数を用いてもよい。
【０１５０】
図７に戻り、センサコントローラ９０の設定部９４は、コンピュータ１００を介してタッチパネルコントローラ８０からタッチオン信号が入力された場合に、当該接触検出時点或いはその直前に感圧センサ５０の実出力値（つまり接触検出の同時又はその直前にサンプリングされた実出力値）の補正出力値ＯＰｎを基準値ＯＰ０に設定する。この設定部９４は、感圧センサ５０毎に設けられており、感圧センサ５０毎に基準値ＯＰ０を設定する。
【０１５１】
なお、この基準値ＯＰ０には０（ゼロ）も含まれる。また、タッチオン信号が、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、当該接近検出時点又はその直後の感圧センサの出力値（つまり接近検出と同時又はその直後にサンプリングされた出力値）の補正出力値ＯＰｎを基準値ＯＰ０に設定する。
【０１５２】
第１の演算部９５は、下記の（２２）式に従って、感圧センサ５０に印加されている第１の押圧力ｐｎ１を演算する。この第１の演算部９５も、図７に示すように、上述の取得部９１、記憶部９２、第１の補正部９３、第１の設定部９４と同様に、感圧センサ５０毎に設けられており、感圧センサ５０毎に第１の押圧力ｐｎ１を演算する。
【０１５３】
【数２２】
0005586776.tif 000023
【０１５４】
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。
【０１５５】
第２の補正部９７は、下記の（２３）及び（２４）式に従って、それぞれの感圧センサ５０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５０の第１の押圧力ｐｎ１を補正する。この第２の補正部９６も、図７に示すように、上述の取得部９１、記憶部９２、第１の補正部９３、設定部９４、及び、第１の演算部９５と同様に、感圧センサ５０毎に設けられており、感圧センサ５０毎に第１の押圧力ｐｎ１を補正する。なお、下記の（２４）式におけるｐｎ１’は補正後の第１の押圧力である。
【０１５６】
【数２３】
0005586776.tif 000024
【０１５７】
【数２４】
0005586776.tif 000025
【０１５８】
上述のように、感圧センサ５０は、印加荷重が大きくなるほど抵抗値の低下率が鈍化する曲線的な特性を有しており、同一の荷重変化量であっても初期荷重に応じて抵抗変化量が異なってしまうという現象が生じる。特に、入力装置１が備える４つの感圧センサ５０は、当該入力装置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る。そのため、第１の演算部９５によって演算された第１の押圧力ｐｎ１は、それぞれの感圧センサ５０の初期荷重に大きく依存している。
【０１５９】
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ｐｎ１を補正して、第１の押圧力ｐｎ１に対する初期荷重の影響を低減することで、感圧センサ５０の検出精度の向上を図っている。
【０１６０】
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。
【０１６１】
また、選択部９６による第１の押圧力ｐｎ１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ｐｎ１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ｐｎ１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。
【０１６２】
第２の演算部９８は、下記の（２５）式に従って、カバー部材２０に印加された第２の押圧力ｐｎ２として、４つの感圧センサ５０の補正後の第１の押圧力ｐｎ１’の総和を算出する。
【０１６３】
【数２５】
0005586776.tif 000026
【０１６４】
感度調整部９９は、下記の（２６）式に従って第２の押圧力ｐｎ２の感度調整を行うことで、最終的な押圧力Ｐｎを算出する。この（２６）式により算出された押圧力Ｐｎは、コンピュータ１００に出力される。なお、下記の（２６）式におけるｋａｄｊは、操作者の押圧の個人差を調整するための係数であり、例えば、感度調整部９９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。
【０１６５】
【数２６】
0005586776.tif 000027
【０１６６】
なお、特に図示しないが、４つの感圧センサ５０とセンサコントローラ９１との間にセレクタを介在させてもよい。この場合には、センサコントローラ９０は、取得部９１、記憶部９２、第１の補正部９３、設定部９４、第１の演算部９５、及び、第２の補正部９７をそれぞれ一つずつ備えればよい。
【０１６７】
コンピュータ１００は、特に図示しないが、ＣＰＵ、主記憶装置（ＲＡＭ等）、補助記憶装置（ハードディスクやＳＳＤ等）、及び、インタフェース等を備えた電子計算機であり、図７に示すように、上述のタッチパネルコントローラ８０やセンサコントローラ９０がインタフェースを介して電気的に接続されている。このコンピュータ１００は、特に図示しないが、補助記憶装置に記憶された各種プログラムを実行することで、タッチパネルコントローラ８０により検出された指の位置や、センサコントローラ９０により検出された押圧力Ｐｎに基づいて、操作者が意図する入力操作を判断する。
【０１６８】
以下に、本実施形態における入力装置の制御方法について、図１７を参照しながら説明する。図１７は本実施形態における入力装置の制御方法を示すフローチャートである。
【０１６９】
本実施形態における入力装置１の制御が開始されると、先ず、図１７のステップＳ１０において、取得部９１が４つの感圧センサ５０から実出力値を取得する。この実出力値は、感圧センサ５０毎に取得される。
【０１７０】
次いで、図１７のステップＳ２０において、第１の補正部９３が、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を用いて実出力値を補正することで補正出力値ＯＰｎを算出し、当該補正出力値ＯＰｎを設定部９４や第１の演算部９５に出力する。この補正出力値ＯＰｎも、感圧センサ５０毎に算出される。
【０１７１】
次いで、図１７のステップＳ３０において、設定部９４が、タッチパネルコントローラ８０からのタッチオン信号の入力の有無を判断する。
【０１７２】
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コントローラ８０によって検出されない限り（図１７のステップＳ３０にてＮＯ）、ステップＳ１０〜Ｓ３０を繰り返し実行する。
【０１７３】
これに対し、タッチパネルコントローラ８０によって指の接触が検出されたら（図１７のステップＳ３０にてＹＥＳ）、図１７のステップＳ４０において、設定部９４が、当該接触検出直前にサンプリングされた実出力値の補正出力値ＯＰｎを、基準値ＯＰ０に設定する。この基準値ＯＰ０は、感圧センサ５０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。
【０１７４】
基準値ＯＰ０が設定されたら、図１７のステップＳ５０において、取得部９１が感圧センサ５０の実出力値を改めて取得する。この実出力値は、感圧センサ５０毎に取得される。
【０１７５】
次いで、図１７のステップＳ６０において、第１の補正部９３が、上記のステップＳ５０で取得された実出力値を、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を用いて補正することで、補正出力値ＯＰｎを算出する。この補正出力値ＯＰｎも、感圧センサ５０毎に算出される。
【０１７６】
次いで、図１７のステップＳ７０において、第１の演算部９５が、上記の（２２）式に従って、当該補正出力値ＯＰｎと基準値ＯＰ０から第１の押圧力ｐｎ１を算出する。この第１の押圧力ｐｎ１も感圧センサ５０毎に算出される。
【０１７７】
次いで、図１７のステップＳ８０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に設定する。
【０１７８】
次いで、図１７のステップＳ９０において、第２の補正部９７が、上記の（２３）式に従って、それぞれの感圧センサ５０の補正値Ｒｎを算出し、図１７のステップＳ１００において、第２の補正部９７が、上記の（２４）式に従って、この補正値Ｒｎを用いて第１の押圧力ｐｎ１を補正する。この補正値Ｒｎも感圧センサ５０毎に算出される。
【０１７９】
次いで、図１７のステップＳ１１０において、第２の演算部９８が、上記の（２５）式に従って、４つの感圧センサ５０の補正後の第１の押圧力ｐｎ１’の合計を算出することで、第２の押圧力ｐｎ２を求める。
【０１８０】
次いで、図１７のステップＳ１２０において、感度調整部９９が、上記の（２６）式に従って、第２の押圧力ｐｎ２の感度調整を行う。調整後の第２の押圧力Ｐｎはコンピュータ１００に出力される。そして、コンピュータ１００は、当該調整後の第２の押圧力Ｐｎに基づいて、操作者が入力装置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Ｓ１１０で算出された第２の押圧力ｐｎ２がコンピュータ１００に入力される。
【０１８１】
指の接触が継続している限り（図１７のステップＳ１３０にてＹＥＳ）、上述のステップＳ５０〜Ｓ１２０の処理が定期的に実行される。なお、ステップＳ８０は、タッチコントローラ８０からタッチオン信号が入力された後に初回だけ実行すればよい。
【０１８２】
これに対し、タッチパネルコントローラ８０によって指の接触が検出されなくなったら（図１７のステップＳ１３０にてＮＯ）、図１７のステップＳ１４０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１７のステップＳ１０に戻る。
【０１８３】
以上のように、本実施形態では、感圧センサ５０の出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して出力変数Ｖｏｕｔを補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に、実出力値を代入することで、実出力値を補正する。これにより、感圧センサ５０の出力特性の直線化を図ることができ、延いては感圧センサ５０の検出精度の向上を図ることができる。
【０１８４】
なお、本発明における図１７のステップＳ１０，Ｓ５０が本発明における第２のステップの一例に相当し、本発明における図１７のステップＳ２０，Ｓ６０が本発明における第３のステップの一例に相当する。
【０１８５】
以下に、本実施形態の具体的な効果について、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１８６】
図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は本実施形態における具体的な効果を説明するためのグラフであり、図１８（ａ）は感圧センサの補正前の出力特性を示し、図１８（ｂ）は当該感圧センサの補正後の出力特性を示す。
【０１８７】
図１８（ａ）は、図８（ａ）に示す構成の取得部９１により感圧センサ５０Ｂの実出力値を取得することで作成したグラフである。
【０１８８】
感圧センサ５０Ｂは上述の図５に示す構成を有しており、当該感圧センサ５０Ｂの具体的な仕様は以下のとおりである。
【０１８９】
すなわち、第１／第２の基材５２１，５３１として１００μｍの厚さを有するＰＥＴシートを用い、第１の上部／下部電極層５２３，５３３Ｂを、銀ペーストを印刷して硬化させることで形成した。一方、第２の上部／下部電極層５２４Ｂ，５３４Ｂを、高抵抗感圧カーボンペーストを印刷して硬化させることで形成した。これら電極層５２３，５２４Ｂ，５３３Ｂ，５３４Ｂの厚さはいずれも１０μｍとした。第２の上部／下部電極層５２４Ｂ，５３４Ｂの比抵抗は、１００Ω・ｃｍであった。
【０１９０】
また、第１の上部電極層５２３の外径を６ｍｍとし、第２の上部電極層５２４Ｂの外径を８ｍｍとし、第１の下部電極層５３３Ｂの外径を７．５ｍｍとし、第２の下部電極層５３４Ｂの外径を８ｍｍとした。スペーサ５４Ｂとして１０μｍの厚さを有する両面粘着シートを用い、貫通孔５４１の内径を７ｍｍとした。また、１５０μｍの厚さを有する粘着テープ５５１を介して、０．８ｍｍの厚さを有する弾性材料５５を第１の基材５２１の上に貼り付けた。
【０１９１】
また、取得部９１の具体的な仕様は以下のとおりである。
【０１９２】
すなわち、取得部９１の電源９１１による感圧センサ５０Ｂに対する印加電圧値Ｖｉｎは５Ｖであり、第１の固定抵抗体９１２の抵抗値Ｒｆｉｘは２２００Ωとした。
【０１９３】
そして、取得部９１により取得した図１８（ａ）の３Ｎ，４Ｎ，５Ｎ印加時の抵抗値を用いて、上記の（１０）式によるフィッティングを行うことで、切片定数ｋと傾き定数ｎの値を算出した。次いで、当該切片定数ｋと傾き定数ｎの値を上記の（９）式に代入し、当該（９）式を完成させた。
【０１９４】
次いで、図１８（ａ）のデータを（９）式の出力変数Ｖｏｕｔに代入することで（すなわち、図１８（ａ）のデータを（９）式でフィルタリングすることで）、感圧センサ５０Ｂの出力特性の補正を行った。その結果、図１８（ｂ）に示すように、感圧センサ５０Ｂの出力特性のバラツキが抑制され、且つ、線形に近い出力特性に変換することができた。
【０１９５】
因みに、上記の例では、切片定数ｋ及び傾き定数ｎの算出時の荷重点が３つであるが、当該荷重点の数を増加させることで、感圧センサの補正後の出力特性の線形性の更なる向上を図ることができる。
【０１９６】
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。
【０１９７】
例えば、上述の実施形態では、感圧センサ５０の実出力値や出力特性関数ｆ（Ｆ）の出力変数Ｖｏｕｔを電圧値として説明したが、特にこれに限定されず、例えば、電流値を感圧センサの実出力値や出力特性関数の出力変数に用いてもよい。
【０１９８】
また、上述の実施形態では、所得部９１の直後に第１の補正部９３が配置されているが、特にこれに限定されず、センサコントローラ９０内であれば第１の補正部９３を任意の位置に配置してもよい。
【符号の説明】
【０１９９】
１…入力装置
１０…パネルユニット
２０…カバー部材
３０…タッチパネル
４０…表示装置
５０，５０Ｂ…感圧センサ
５１…検出部
５２，５２Ｂ…第１の電極シート
５２１…第１の基材
５２２，５２２Ｂ…上部電極
５２５…突出部
５３，５３Ｂ…第２の基板
５３１…第２の基材
５３２，５２２Ｂ…下部電極
５４，５４Ｂ…スペーサ
５４１…貫通孔
５５…弾性部材
５５１…粘着剤
６０…シール部材
７０…第１の支持部材
７５…第２の支持部材
８０…タッチパネルコントローラ
９０…センサコントローラ
９１…取得部
９２…記憶部
９３…第１の補正部
９４…設定部
９５…第１の演算部
９６…選択部
９７…第２の補正部
９８…第２の演算部
９９…感度調整部
１００…コンピュータ
【要約】
【課題】感圧センサの特性の直線化を図ることで、感圧センサの検出精度の向上を図ることが可能な入力装置を提供する。
【解決手段】入力装置１は、感圧センサ５０とセンサコントローラ９０を備え、センサコントローラ９０は、感圧センサ５０の実出力値を取得する取得部９１と、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部９２と、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に実出力値を代入することで、実出力値を補正する補正部９３と、を有しており、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、感圧センサ５０の出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ−１（Ｆ）に対して、感圧センサ５０の出力変数Ｖｏｕｔを感圧センサ５０の補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、感圧センサ６０に対する印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数である。
【選択図】  図７【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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