(57)【要約】  従来の電子機器より操作性を向上させた電子機器を提供する。  表示装置（１０）は、筐体（１１）と操作板（１２）と静電センサ（１４）と圧電センサ（１３）と制御部（２０）と記憶部（４０）と表示部（３０）と通信部（６１）とを備える。制御部（２０）は、圧電センサ（１３）の出力電圧が第１電圧値（Ｖｔｈ１）以上を示すとき、圧電センサ（１３）が第１押圧荷重の変化を検出したと判定し、第１処理を実行する。一方、制御部（２０）は、圧電センサ（１３）の出力電圧が第２電圧値（Ｖｔｈ２）以上を示すとき、圧電センサ（１３）が第２押圧荷重の変化を検出したと判定する。そして、制御部（２０）は、圧電センサ（１３）が第２押圧荷重の変化を検出し、且つ、第１押圧荷重が検出されてから第２押圧荷重が検出されるまでの間に静電センサ（１４）が接触を検出し続けたとき、第２処理を実行する。
2017122466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の入力を受け付ける操作部と、
前記操作部に対する接触を検出する接触検出部と、
前記操作部に対する押圧荷重の変化を検出する圧電素子と、
前記圧電素子が第１押圧荷重の変化を検出したとき、第１処理を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記圧電素子が第２押圧荷重の変化を検出し、且つ、前記第１押圧荷重が検出されてから前記第２押圧荷重が検出されるまでの間に前記接触検出部が前記接触を検出し続けたとき、第２処理を実行する、電子機器。
【請求項２】
前記第２押圧荷重の変化量は、前記第１押圧荷重の変化量以下である、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記制御部は、前記圧電素子の出力が第１閾値以上を示すとき、前記圧電素子が前記第１押圧荷重の変化を検出したと判定し、前記圧電素子の出力が第２閾値以上を示すとき、前記圧電素子が前記第２押圧荷重の変化を検出したと判定し、
前記第２閾値は、前記第１閾値以下である、請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記第１閾値は、所定の第１電圧値であり、
前記第２閾値は、所定の第２電圧値である、請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記第１閾値は、所定の第１パルス幅であり、
前記第２閾値は、所定の第２パルス幅である、請求項３に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押圧荷重に応じて複数段階の入力を受け付ける電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、押圧荷重に応じて複数段階の入力を受け付ける電子機器が各種考案されている。例えば特許文献１は、押圧荷重に応じて２段階の入力を受け付ける電子機器を開示している。【０００３】
図１６は、特許文献１の電子機器における操作面にかかる押圧荷重と経過時間との関係を示す図である。特許文献１の電子機器は、押圧荷重を検出する荷重検出部と、荷重検出部が、第１段階の入力を受け付ける第１荷重基準Ｆａ１を満たす押圧荷重を検出したとき、被写体に対して焦点を自動で調整するオートフォーカス処理を行う制御部と、を備える。【０００４】
制御部は、荷重検出部が、第２段階の入力を受け付ける第２荷重基準Ｆａ２を満たす押圧荷重を検出したとき、静止撮像画像を取得するように制御する。ここで、第２荷重基準Ｆａ２は、第１荷重基準Ｆａ１より大きい。【０００５】
一方、制御部は、オートフォーカス処理を開始したときから被写体に対する焦点の調整が完了するときまでの間に、荷重検出部が、前記第２段階の入力を受け付ける第２荷重基準Ｆａ２を満たす押圧荷重を検出したとき、静止撮像画像を取得しないように制御する。【０００６】
以上の構成において特許文献１の電子機器は、押圧荷重に応じて２段階の入力を受け付け、第１段階と第２段階とで異なる処理を実行している。そして、操作者は第２段階の入力において、第１段階の押圧荷重より強い荷重で押圧する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１０２１９２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、スマートホンやタブレットなどの操作部は、ガラスなどの硬い材料によって構成されており、容易に変形しない。そのため、操作者が第２段階の入力において、第１段階の押圧荷重より強い荷重で押圧することは困難である。したがって、従来の電子機器では、操作性が悪いという問題がある。【０００９】
本発明の目的は、従来の電子機器より操作性を向上させた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電子機器は、操作部と、接触検出部と、圧電素子と、制御部と、を備える。操作部は、操作者の入力を受け付ける。接触検出部は、操作部に対する接触を検出する。圧電素子は、操作部に対する押圧荷重の変化を検出する。【００１１】
制御部は、圧電素子が第１押圧荷重の変化を検出したとき、第１処理を実行する。一方、制御部は、圧電素子が第２押圧荷重の変化を検出し、且つ、第１押圧荷重が検出されてから第２押圧荷重が検出されるまでの間に接触検出部が接触を検出し続けたとき、第２処理を実行する。例えば制御部は、圧電素子の出力が第１閾値以上を示すとき、圧電素子が第１押圧荷重の変化を検出したと判定し、圧電素子の出力が第２閾値以上を示すとき、圧電素子が第２押圧荷重の変化を検出したと判定する。この場合、第２閾値は、第１閾値以下であることが好ましい。【００１２】
この構成において圧電素子は、押圧荷重の微分値が出力に比例する素子である。そのため、操作者が第１段階の押圧（半押し）を行った後、半押しの状態を維持しているとき、圧電素子は変形しているにも関わらず、圧電素子で発生する電荷がゼロになる。【００１３】
よって、操作者が半押しの状態を維持しているとき、半押し以上の押圧荷重を操作部に加えなければ、圧電素子は第２段階の押圧（全押し）を検出できない。その結果、操作者は、半押しの状態を維持しているとき、極めて大きい押圧荷重を操作部に加える必要がある。【００１４】
しかしながら、この構成の電子機器は、操作部に対する接触を接触検出部によって検出する。そのため、操作者は、第１押圧荷重を操作部に加えた後、第１押圧荷重を開放し、操作部に対する接触を維持することで、第２段階の入力において第１段階の押圧荷重より強い荷重で押圧しなくても済む。すなわち操作者は、第２段階の入力において第１押圧荷重より弱い第２押圧荷重で押圧しても、第２処理を制御部に実行させることができる。【００１５】
したがって、この構成の電子機器は、従来の電子機器より操作性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電子機器は、従来の電子機器より操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表示装置１０の平面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図１に示すＡ−Ａ線における拡大断面図である。
【図４】図１に示す表示装置１０のブロック図である。
【図５】操作者によって押圧されたタッチパネル１００の断面図である。
【図６】図１に示す操作面１０１にかかる押圧荷重と経過時間との関係の一例を示す図である。
【図７】図４に示す増幅回路１９の出力電圧および基準電圧の差分と経過時間との関係の一例を示す図である。
【図８】図１に示す操作面１０１にかかる押圧荷重と経過時間との関係の一例を示す図である。
【図９】図４に示す増幅回路１９の出力電圧および基準電圧の差分と経過時間との関係の一例を示す図である。
【図１０】図４に示す制御部２０が行う動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る表示装置２１０のブロック図である。
【図１２】図１１に示す増幅回路１９の出力電圧の一例を示す図である。
【図１３】図１２に示す０秒から６秒までの区間の拡大図である。
【図１４】図１１に示す比較器２１９の出力電圧の一例を示す図である。
【図１５】図１１に示す増幅回路１９の出力電圧のピーク値と比較器２１９の出力電圧のパルス幅との関係の一例を示す図である。
【図１６】特許文献１の電子機器における操作面にかかる押圧荷重と経過時間との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第１実施形態に係る表示装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る表示装置１０の平面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線における断面図である。図３は、図１に示すＡ−Ａ線における拡大断面図である。図４は、図１に示す表示装置１０のブロック図である。
【００１９】
表示装置１０は、図１〜図４に示すように、筐体１１と操作板１２と静電センサ１４と圧電センサ１３と制御部２０と記憶部４０と表示部３０と通信部６１とを備える。表示装置１０は、例えばスマートホン、タブレット等である。操作板１２、静電センサ１４及び圧電センサ１３は、タッチパネル１００を構成する。
【００２０】
筐体１１は、枠状の側面および矩形状の底面から構成され、矩形状の開口部を有する。筐体１１の開口部を塞ぐように操作板１２が筐体１１に当接する。操作板１２は、操作者の入力を受け付ける操作面１０１を有する。操作板１２は、絶縁性および透光性を有する材質からなる。操作板１２の材料は例えばガラス、ＰＥＴ、又はＰＰである。
【００２１】
記憶部４０は、例えばフラッシュメモリで構成されている。記憶部４０は、表示装置１０の各部の制御方法が記述された制御プログラムを保存する。この制御プログラムは、後述するブラウザソフトを含む複数のアプリケーションソフトをインストールしている。
【００２２】
制御部２０は、例えばＣＰＵで構成されている。制御部２０は、筐体１１の内底面上に配置され、静電センサ１４及び圧電センサ１３に電気的に接続されている。制御部２０は、記憶部４０に保存されている制御プログラムに従って、表示装置１０の各部の動作を制御する。
【００２３】
通信部６１は、不図示のアンテナを有している。通信部６１は、携帯電話網に接続された基地局を介してサーバ装置（不図示）と通信する。
【００２４】
表示部３０は、液晶パネル、偏光板、バックライトを備える。表示部３０は、制御部２０に電気的に接続されている。
【００２５】
なお、表示装置１０は、本発明の電子機器の一例に相当する。操作板１２は、本発明の操作部の一例に相当する。圧電センサ１３は、本発明の圧電素子の一例に相当する。静電センサ１４は、本発明の接触検出部の一例に相当する。
【００２６】
また、以下では、操作板１２の操作面１０１の長手方向をＸ方向と称し、操作板１２の操作面１０１の短手方向をＹ方向と称し、操作板１２の厚み方向をＺ方向と称することがある。
【００２７】
静電センサ１４は、図３、図４に示すように、操作板１２の操作面１０１とは逆側の面に接触している。静電センサ１４は、複数の静電容量検出用電極１１Ｄ１と、平板状の絶縁性基板１１Ｄ２と、複数の静電容量検出用電極１１Ｄ３と、平板状の絶縁性基板１１Ｄ４と、不図示の増幅回路と、を有する。
【００２８】
静電センサ１４は、操作面１０１に対する接触を検出する。静電センサ１４は、操作者の指が操作面１０１に近接したり接触したりした際に生じる静電容量変化を、静電容量検出用電極１１Ｄ１，１１Ｄ３で検出する。
【００２９】
そして、静電センサ１４は、各静電容量検出用電極１１Ｄ１，１１Ｄ３の検出容量の値を示す接触検出信号を生成し、増幅する。接触検出信号の信号レベルは、操作者の指が静電センサ１４に近接もしくは接触した際に生じる静電容量の変化量に依存している。そして、静電センサ１４は、生成した接触検出信号をＡＤ変換器１２０へ出力する。
【００３０】
ＡＤ変換器１２０は、接触検出信号をＡＤ変換し、制御部２０へ出力する。制御部２０は、静電センサ１４から出力された接触検出信号の信号レベルが所定閾値よりも大きいことを検出すると、その接触検出信号から操作位置を取得する。
【００３１】
次に、圧電センサ１３は、図３、図４に示すように、静電センサ１４の操作板１２とは逆側の面に接触している。圧電センサ１３は、圧電フィルム２１、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ）２２、２３、平板電極２４，２５、基板２６，２７、及び増幅回路１９を備える。ＯＣＡ２２，２３は、透明な粘着剤である。圧電センサ１３は、操作面１０１に対する押圧荷重の変化を検出する。
【００３２】
平板電極２４は、圧電フィルム２１に対向する基板２６の主面に形成されている。平板電極２５は、圧電フィルム２１に対向する基板２７の主面に形成されている。平板電極２４，２５は銅箔等の金属膜からなる。基板２６，２７の材料は、ＰＥＴ樹脂、ポリイミド樹脂等である。
【００３３】
また、圧電フィルム２１は、第１主面および第２主面を有する。圧電フィルム２１の第１主面には平板電極２４がＯＣＡ２２を介して配置されている。ＯＣＡ２２は平板電極２４を圧電フィルム２１の第１主面に貼付している。
【００３４】
一方、圧電フィルム２１の第２主面には平板電極２５がＯＣＡ２３を介して配置されている。ＯＣＡ２３は平板電極２５を圧電フィルム２１の第２主面に貼付している。平板電極２４，２５は増幅回路１９に電気的に接続されている。
【００３５】
ここで、圧電フィルム２１の材料は例えば、ＰＬＬＡ（Ｌ型ポリ乳酸）である。ＰＬＬＡは、キラル高分子であり、主鎖が螺旋構造を有する。ＰＬＬＡは、一軸延伸され、分子が配向すると、圧電性を有する。一軸延伸されたＰＬＬＡの圧電定数は、高分子中で非常に高い部類に属する。
【００３６】
なお、圧電フィルム２１は、ＰＬＬＡを主材料とするフィルムに限られず、Ｄ型ポリ乳酸（ＰＤＬＡ）や、ポリ-γ-ベンジル-Ｌ-グルタメート（ＰＢＬＧ）等の他のキラル高分子を主材料とするフィルムであってもよい。ただし、ＰＬＬＡやＰＤＬＡのようなキラル高分子を主材料とする圧電フィルム２１の圧電性は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やＰＺＴ等の強誘電体のようにイオンの分極によって発現するものではなく、分子の特徴的な構造である螺旋構造に由来するものである。
【００３７】
このため、ＰＬＬＡは、延伸等による分子の配向処理で圧電性を生じ、ＰＶＤＦ等の他のポリマーや圧電セラミックスのように、ポーリング処理を行う必要がない。すなわち、強誘電体に属さないＰＬＬＡの圧電性は、ＰＶＤＦやＰＺＴ等の強誘電体のようにイオンの分極によって発現するものではなく、分子の特徴的な構造である螺旋構造に由来するものである。
【００３８】
このため、ＰＬＬＡには、他の強誘電性の圧電体で生じる焦電性が生じない。さらに、ＰＶＤＦ等は経時的に圧電定数の変動が見られ、場合によっては圧電定数が著しく低下する場合があるが、ＰＬＬＡの圧電定数は経時的に極めて安定している。
【００３９】
ＰＬＬＡの延伸方向に３軸をとり、３軸方向に垂直な方向に１軸および２軸をとると、ＰＬＬＡにはｄ１４の圧電定数（ずりの圧電定数）が存在する。すなわちＰＬＬＡはずり圧電性を有する圧電体である。１軸方向が厚み方向となり、３軸方向（延伸方向）に対して４５°の角度をなす方向が長手方向となるように、ストライプ状の圧電フィルム２１が切り出される。これにより、圧電フィルム２１が長手方向に伸縮すると、圧電フィルム２１は厚み方向に分極する。
【００４０】
なお、１軸方向は、４５°であることが最も効果的であるが、例えば４５±１０°の範囲であっても略同等の効果が得られる。
【００４１】
次に、圧電センサ１３が押圧を検知する場面について説明する。
【００４２】
図５は、操作者によって押圧されたタッチパネル１００の断面図である。
【００４３】
なお、図５では、操作板１２及び圧電センサ１３が撓む様子を説明するため、これらの撓みを強調して示している。図５中の白抜き矢印は、操作者が押圧する方向を示している。図５中の黒色矢印は、圧電フィルム２１が伸縮する方向を示している。
【００４４】
操作板１２の周縁は、筐体１１に固定されている。そのため、図５に示すように、操作面１０１の一部が操作者によって押圧されると、操作板１２は押圧された方向に凸となるように撓む。圧電センサ１３も、押圧された方向に凸となるように撓む。
【００４５】
そのため、圧電センサ１３は長手方向（Ｙ方向）に伸びる（歪む）。すなわち圧電センサ１３を構成する圧電フィルム２１が長手方向に伸びる。そのため、圧電効果により圧電フィルム２１は厚み方向に分極する。
【００４６】
圧電フィルム２１の両主面に発生した電荷により、平板電極２４，２５に電荷が誘起される。平板電極２４，２５に発生する電荷は、増幅回路１９へ出力される。
【００４７】
図４に戻り、増幅回路１９は、平板電極２４，２５の出力に基づく信号を押圧検出信号として生成し、増幅する。そして、増幅回路１９は、押圧検出信号をＡＤ変換器１１９へ出力する。ＡＤ変換器１１９は、押圧検出信号をＡＤ変換し、制御部２０へ出力する。
【００４８】
制御部２０は、入力された押圧検出信号と接触検出信号とに基づいて、操作入力内容を決定する。制御部２０は、決定した操作入力内容に基づく画像データを生成し、表示部３０へ出力する。表示部３０は、画像データに基づいて操作面１０１に画像を表示する。
【００４９】
ここで、制御部２０は、押圧荷重に応じて２段階で操作入力内容を決定し、第１段階と第２段階とで異なる処理を実行する。具体的には制御部２０は、圧電センサ１３の出力電圧が第１電圧値Ｖｔｈ１以上を示すとき、圧電センサ１３が第１押圧荷重の変化を検出したと判定し、第１処理を実行する。
【００５０】
一方、制御部２０は、圧電センサ１３の出力電圧が第２電圧値Ｖｔｈ２以上を示すとき、圧電センサ１３が第２押圧荷重の変化を検出したと判定する。そして、制御部２０は、圧電センサ１３が第２押圧荷重の変化を検出し、且つ、第１押圧荷重が検出されてから第２押圧荷重が検出されるまでの間に静電センサ１４が接触を検出し続けたとき、第２処理を実行する。
【００５１】
なお、本実施形態において第１電圧値Ｖｔｈ１は第１閾値の一例に相当する。第２電圧値Ｖｔｈ２は第２閾値の一例に相当する。第２電圧値Ｖｔｈ２は、第１電圧値Ｖｔｈ１以下であることが好ましい。また、第１処理および第２処理の具体的な内容は後に詳述する。
【００５２】
図６は、図１に示す操作面１０１にかかる押圧荷重と経過時間との関係の一例を示す図である。図７は、図４に示す増幅回路１９の出力電圧および基準電圧の差分と経過時間との関係の一例を示す図である。図６、図７では操作者が、操作面１０１の一部に対して第１段階目の第１押圧荷重を加え、操作面１０１の一部に指を接触させ続けた後、操作面１０１の一部に対して第２段階目の第２押圧荷重を加える場面を想定している。第１段階目の押圧は半押しと、第２段階目の押圧は全押しと、必要に応じて以下称する。
【００５３】
なお、図６に示す経過時間と図７に示す経過時間とは同じ時間を表す。そのため、図６に示す押圧荷重のグラフと図７に示す差分のグラフとは対応している。
【００５４】
図６に示すように、操作者が操作面１０１の一部に対して第１押圧荷重Ｆ１を加えたとき、操作板１２及び圧電センサ１３は図５に示すように、押圧された方向に凸となるように撓む。そのため、図７に示すように、圧電センサ１３の出力電圧が第１電圧値Ｖｔｈ１以上を示す。これにより、制御部２０は、圧電センサ１３が第１押圧荷重の変化（Ｆ１−０）を検出したと判定する。
【００５５】
次に、圧電センサ１３を構成するＯＣＡ２２、２３は、変形した形状から、元の形状に復元しようとする。そのため、図７に示すように、ＯＣＡ２２、２３によって、荷重が変化する方向とは逆方向へ応力緩和作用が働く。操作者が荷重を変化させ始めた直後から荷重がＯＣＡ２２、２３によって緩和されるが、応力緩和作用は、荷重の変化が終わった後も続く。そのため、圧電センサ１３は、荷重の変化が終わった後、荷重の変化に対応する電圧とは逆方向の電圧を出力する。
【００５６】
次に、図６に示すように、操作者が操作面１０１の一部から第１押圧荷重Ｆ１を開放し、操作面１０１の一部に指を接触させ続けたとき、操作板１２及び圧電センサ１３は元の形状に復元する。そのため、図７に示すように、圧電センサ１３の出力電圧が負側へ反転する。
【００５７】
次に、図６に示すように、操作者が操作面１０１の一部に指を接触させ続けた状態から、操作面１０１の一部に対して第２押圧荷重Ｆ２を加えたとき、操作板１２及び圧電センサ１３は図５に示すように、押圧された方向に凸となるように撓む。そのため、図７に示すように、圧電センサ１３の出力電圧が第２電圧値Ｖｔｈ２以上を示す。これにより、制御部２０は、圧電センサ１３が第２押圧荷重の変化（Ｆ２−略０）を検出したと判定する。
【００５８】
次に、圧電センサ１３は、再び、前述の応力緩和作用によって、荷重の変化に対応する電圧とは逆方向の電圧を出力する。
【００５９】
次に、図６に示すように、操作者が操作面１０１の一部から第２押圧荷重Ｆ２を開放したとき、操作板１２及び圧電センサ１３は元の形状に復元する。そのため、図７に示すように、圧電センサ１３の出力電圧が負側へ反転する。
【００６０】
以上の構成において制御部２０は、押圧荷重に応じて２段階で操作入力内容を決定し、第１段階と第２段階とで異なる処理を実行する。ここで、圧電センサ１３は、押圧荷重の微分値が出力に比例する圧電素子である。そのため、操作者が半押しを行った後、半押しの状態を維持しているとき、圧電センサ１３は変形しているにも関わらず、圧電センサ１３で発生する電荷がゼロになる。
【００６１】
よって、操作者が半押しの状態を維持しているとき、半押し以上の押圧荷重を操作面１０１に加えなければ、圧電センサ１３は全押しを検出できない。その結果、操作者が半押しの状態を維持しているとき、極めて大きい押圧荷重を操作面１０１に加える必要がある。
【００６２】
しかしながら、表示装置１０は、操作面１０１に対する接触を静電センサ１４によって検出する。そのため、操作者は、第１押圧荷重を操作面１０１に加えた後、第１押圧荷重を開放し、操作面１０１に対する接触を維持することで、第２段階の入力において第１段階の押圧荷重より強い荷重で押圧しなくても済む。すなわち操作者は、第２段階の入力において第１押圧荷重より弱い第２押圧荷重で押圧しても、第２処理を表示装置１０に実行させることができる。
【００６３】
したがって、本実施形態の表示装置１０は、従来の電子機器より操作性を向上させることができる。
【００６４】
なお、操作者は第２段階の入力において、第１段階の押圧荷重より強い荷重で押圧しても構わない。
【００６５】
図８は、図１に示す操作面１０１にかかる押圧荷重と経過時間との関係の一例を示す図である。図９は、図４に示す増幅回路１９の出力電圧および基準電圧の差分と経過時間との関係の一例を示す図である。図８、図９では操作者が、操作面１０１の一部に対して第１段階目の第１押圧荷重を加えた後、操作面１０１の一部に対して第２段階目の第２押圧荷重を加える場面を想定している。
【００６６】
なお、図８に示す経過時間と図９に示す経過時間とは同じ時間を表す。そのため、図８に示す押圧荷重のグラフと図９に示す差分のグラフとは対応している。
【００６７】
図８に示すように、操作者が操作面１０１の一部に対して第１押圧荷重Ｆ１を加えたとき、操作板１２及び圧電センサ１３は図５に示すように、押圧された方向に凸となるように撓む。そのため、図９に示すように、圧電センサ１３の出力電圧が第１電圧値Ｖｔｈ１以上を示す。これにより、制御部２０は、圧電センサ１３が第１押圧荷重の変化（Ｆ１−０）を検出したと判定する。
【００６８】
次に、図８に示すように、操作者が操作面１０１の一部に対して第１押圧荷重Ｆ１を加え続けた状態から、操作面１０１の一部に対して第２押圧荷重Ｆ２を加えたとき、操作板１２及び圧電センサ１３は図５に示すように、押圧された方向に凸となるように撓む。そのため、図９に示すように、圧電センサ１３の出力電圧が第２電圧値Ｖｔｈ２以上を示す。これにより、制御部２０は、圧電センサ１３が第２押圧荷重の変化（Ｆ２−Ｆ１）を検出したと判定する。
【００６９】
次に、図８に示すように、操作者が操作面１０１の一部から第２押圧荷重Ｆ２を開放したとき、操作板１２及び圧電センサ１３は元の形状に復元する。そのため、図９に示すように、圧電センサ１３の出力電圧が負側へ反転する。
【００７０】
以上より、操作者は第２段階の入力において、第１段階の押圧荷重より強い荷重で押圧しても、第２処理を表示装置１０に実行させることができる。
【００７１】
次に、制御部２０がアプリケーションソフトを起動している場面について説明する。
【００７２】
図１０は、図４に示す制御部２０が行う動作を示すフローチャートである。本実施形態では一例として、操作者が、操作面１０１に表示される複数のアプリケーションソフトのアイコン内のブラウザソフトのアイコンをタッチし、制御部２０がブラウザソフトを起動した場面について説明する。制御部２０は、ブラウザソフトを起動すると、ブラウザソフトに予め設定されているホームページのＵＲＬのデータを通信部６１によってサーバ装置（不図示）からダウンロードする。当該データは、ＨＴＭＬ（ＨｙｐｅｒＴｅｘｔ  Ｍａｒｋｕｐ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、画像データ等を含む。そして、制御部２０は、ダウンロードしたＨＴＭＬの記述に従ってホームページを表示するよう表示部３０に指示する。
【００７３】
制御部２０は、静電センサ１４が操作面１０１に対する接触を検出したとき、例えば操作者が指を操作面１０１に表示されている所定のリンクに接触させたとき、圧電センサ１３の出力が第１閾値以上を示すかどうか判定する（Ｓ１）。本実施形態では、第１閾値は、所定の第１電圧値Ｖｔｈ１であり、第２閾値は、所定の第２電圧値Ｖｔｈ２である。
【００７４】
制御部２０は、圧電センサ１３の出力が第１閾値未満を示すとき、接触操作に対応する第３処理を実行し（Ｓ２）、本処理を終了する。例えば制御部２０は第３処理として、操作者が指を接触させている所定のリンク先のＵＲＬのデータをサーバ装置（不図示）からダウンロードし、所定のリンク先のページを表示するよう表示部３０に指示する。
【００７５】
なお、Ｓ２は、操作者が単に接触操作を行った場面を想定している。
【００７６】
制御部２０は、上記Ｓ１において圧電センサ１３の出力が第１閾値以上を示すと判定したとき、第１処理を実行する（Ｓ３）。例えば制御部２０は第１処理として、操作者が指を押圧させている所定のリンク先のＵＲＬのデータをサーバ装置（不図示）からダウンロードし、所定のリンク先のページを一時的に表示するよう表示部３０に指示する。
【００７７】
次に、制御部２０は、圧電センサ１３の出力が第２閾値以上を示し、且つ、第１押圧荷重が検出されてから第２押圧荷重が検出されるまでの間に静電センサ１４が接触を検出し続けた否かを判定する（Ｓ４，Ｓ５）。
【００７８】
制御部２０は、圧電センサ１３の出力が第２閾値以上を示し、且つ、第１押圧荷重が検出されてから第２押圧荷重が検出されるまでの間に静電センサ１４が接触を検出し続けなかったと判定したとき、第１処理の実行を終了し（Ｓ６）、Ｓ１に戻る。例えば制御部２０は、リンク先のページを一時的に表示することを終了し、リンク元のページを表示するよう表示部３０に指示する。
【００７９】
一方、制御部２０は、圧電センサ１３の出力が第２閾値以上を示し、且つ、第１押圧荷重が検出されてから第２押圧荷重が検出されるまでの間に静電センサ１４が接触を検出し続けたと判定したとき、第２処理を実行し（Ｓ７）、本処理を終了する。例えば制御部２０は第２処理として、所定のリンク先のページの詳細情報（ＨＴＭＬなど）を表示するよう表示部３０に指示する。
【００８０】
以下、本発明の第２実施形態に係る表示装置について図面を用いて説明する。
【００８１】
図１１は、本発明の第２実施形態に係る表示装置２１０のブロック図である。図１２は、図１１に示す増幅回路１９の出力電圧の一例を示す図である。図１３は、図１２に示す０秒から６秒までの区間の拡大図である。図１４は、図１１に示す比較器２１９の出力電圧の一例を示す図である。
【００８２】
第２実施形態の表示装置２１０の構成が、第１実施形態の表示装置１０の構成と異なる点は、圧電センサ２１３が比較器２１９を備える点である。表示装置２１０はＡＤ変換器１１９を備えない。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
【００８３】
圧電フィルム２１は微小な変位に対しても敏感で高感度なことが特長である。しかし、圧電フィルム２１は、図１２に示す１４秒から２１秒までの区間のように、大きな変位が加わった場合に出力が１０２４の値を超えて飽和し、検出範囲を大きく取れない。
【００８４】
そこで、表示装置２１０は、例えば図１１に示すような増幅回路１９のアナログ出力を、図１２に示すように比較器２１９によって２値化する。表示装置２１０において制御部２０は、比較器２１９から出力されるパルス状波形のパルス幅によって、押圧荷重の変化の大きさを判定する。
【００８５】
具体的には制御部２０は、圧電センサ１３の出力信号が第１パルス幅以上を示すとき、圧電センサ１３が第１押圧荷重の変化を検出したと判定し、第１処理を実行する。
【００８６】
一方、制御部２０は、圧電センサ１３の出力信号が第２パルス幅以上を示すとき、圧電センサ１３が第２押圧荷重の変化を検出したと判定する。そして、制御部２０は、圧電センサ１３が第２押圧荷重の変化を検出し、且つ、第１押圧荷重が検出されてから第２押圧荷重が検出されるまでの間に静電センサ１４が接触を検出し続けたとき、第２処理を実行する。第２パルス幅は、第１パルス幅以下であることが好ましい。例えば第２パルス幅は８０ミリ秒であり、第１パルス幅は１００ミリ秒であることが好ましい。
【００８７】
以上の構成において表示装置２１０は、操作面１０１に対する接触を静電センサ１４によって検出する。そのため、表示装置２１０は、操作面１０１に対する接触を静電センサ１４によって検出する。そのため、操作者は、第１押圧荷重を操作面１０１に加えた後、第１押圧荷重を開放し、操作面１０１に対する接触を維持することで、第２段階の入力において第１段階の押圧荷重より強い荷重で押圧しなくても済む。すなわち操作者は、第２段階の入力において第１押圧荷重より弱い第２押圧荷重で押圧しても、第２処理を表示装置２１０に実行させることができる。
【００８８】
したがって、本実施形態の表示装置２１０は、表示装置１０と同様に、従来の電子機器より操作性を向上させることができる。さらに、表示装置２１０では、ＡＤ変換器１１９が不要になる。また、制御部２０に入力される信号にノイズが含まれ難くなる。
【００８９】
次に、増幅回路１９の出力電圧のピーク値と比較器２１９の出力電圧のパルス幅との関係について説明する。
【００９０】
図１５は、図１１に示す増幅回路１９の出力電圧のピーク値と比較器２１９の出力電圧のパルス幅との関係の一例を示す図である。図１５は、圧電フィルム２１の発生電圧に対する、増幅回路１９の出力電圧のピーク値と比較器２１９の出力電圧のパルス幅とをシミュレーションで測定した結果を示している。
【００９１】
測定結果より、増幅回路１９の出力電圧のピーク値が飽和している区間（０．１Ｖ以上の区間）でも、パルス幅は飽和しないことが明らかとなった。したがって、表示装置２１０は、表示装置１０に比べて広い範囲で押圧荷重の変化を検出することができる。
【００９２】
なお、前記実施形態では電子機器として表示装置１０で説明したが、これに限るものではない。実施の際、表示部を備えない電子機器（例えばタッチパッドや電子ペン）に本発明を適用してもよい。
【００９３】
また、前記実施形態では圧電センサ１３の各層は、透明な粘着剤であるＯＣＡ２２，２３で接合されているが、これに限るものではない。実施の際、圧電センサ１３の各層は、接着剤で接合されていてもよい。
【００９４】
また、前記実施形態では表示装置１０が静電センサ１４を備え、操作者の指が触れているかどうかを制御部２０が、静電センサ１４によって判定しているが、これに限るものではない。実施の際、表示装置１０が静電センサ１４を備えず、圧電センサ１３の出力が反転するかどうかによって操作者の指が触れているかどうかを制御部２０が判定しても良い。
【００９５】
また、前記実施形態では制御部２０がブラウザソフトを起動しているが、これに限るものではない。本発明は例えば、メールソフトや地図ソフトにも適用できる。例えば操作者が、メールの文章に記載されている住所を指によって第１押圧荷重で押圧したとき、制御部２０は第１処理として地図ソフトを起動してその住所の周辺地図を操作面１０１に表示するよう表示部３０に指示する。そして、操作者が、操作面１０１に表示されている周辺地図における所定の地点を指によって第２押圧荷重で押圧したとき、制御部２０は第２処理としてその地点の詳細情報（その地点にある店の写真や店の情報など）を表示するよう表示部３０に指示する。
【００９６】
また、前記実施形態では制御部２０が第１押圧荷重の変化と第２押圧荷重の変化とを判定しているが、これに限るものではない。実施の際、制御部２０は、複数段階の入力における押圧荷重の変化を判定しても良い。例えば制御部２０は、第３段階の入力における第３押圧荷重の変化を判定しても良い。
【００９７】
最後に、前記実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲は、特許請求の範囲と均等の範囲も含む。
【符号の説明】
【００９８】
１０…表示装置
１１…筐体
１１Ｄ１…静電容量検出用電極
１１Ｄ２…絶縁性基板
１１Ｄ３…静電容量検出用電極
１１Ｄ４…絶縁性基板
１２…操作板
１３…圧電センサ
１４…静電センサ
１９…増幅回路
２０…制御部
２１…圧電フィルム
２２，２３…ＯＣＡ
２４，２５…平板電極
２６，２７…基板
３０…表示部
４０…記憶部
６１…通信部
１００…タッチパネル
１０１…操作面
１１９…ＡＤ変換器
１２０…ＡＤ変換器
２１０…表示装置
２１３…圧電センサ
２１９…比較器
【図１】
2017122466.tif 000003
【図２】
2017122466.tif 000004
【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】
2017122466.tif 000012
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月5日(2018.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の入力を受け付ける操作部と、
前記操作部に対する接触位置を検出する接触検出部と、
前記操作部に対する押圧荷重の変化を検出する圧電素子と、
前記圧電素子が第１押圧荷重の変化を検出したとき、第１処理を実行する制御部と、
前記操作部で受け付けた入力内容に基づく画像を表示する表示部と、
を備え、
前記第１処理は、前記接触位置に対応して前記表示部に表示する画像を変化させ、
前記制御部は、前記圧電素子が前記第１押圧荷重の変化を検出し、且つ、前記第１押圧荷重が検出されてから第２押圧荷重が検出されるまでの間に前記接触検出部が前記接触位置を検出し続けたとき、第２処理を実行する電子機器。
【請求項２】
前記第２押圧荷重の変化量は、前記第１押圧荷重の変化量以下である、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記制御部は、前記圧電素子の出力が第１閾値以上を示すとき、前記圧電素子が前記第１押圧荷重の変化を検出したと判定し、前記圧電素子の出力が第２閾値以上を示すとき、前記圧電素子が前記第２押圧荷重の変化を検出したと判定し、
前記第２閾値は、前記第１閾値以下である、請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記第１閾値は、所定の第１電圧値であり、
前記第２閾値は、所定の第２電圧値である、請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記第１閾値は、所定の第１パルス幅であり、
前記第２閾値は、所定の第２パルス幅である、請求項３に記載の電子機器。
【国際調査報告】
2017122466.tif 000019
2017122466.tif 000020
2017122466.tif 000021
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