(57)【要約】  ユーザからの押圧操作により変形する圧電フィルム（１４）と、圧電フィルム（１４）の第一主面に形成された第一電極（１１）と、圧電フィルム（１４）の第一主面に形成された第二電極（１２）と、圧電フィルム（１４）の第二主面に形成された基準電極（１３）と、を備え、第一電極（１１）及び第二電極（１２）は、Ｚ方向に並んで配置され、第一電極（１１）及び第二電極（１２）の第一方向（Ｚ）方向における幅の差は、Ｚ方向に垂直な第二方向（Ｙ）方向に沿って互いに異なる。
2018225407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザからの押圧操作により変形する圧電フィルムと、
前記圧電フィルムの第一主面に形成された第一電極と、
前記圧電フィルムの前記第一主面に形成された第二電極と、
前記圧電フィルムの第二主面に形成された基準電極と、
を備え、
前記第一電極及び前記第二電極は、第一方向に並んで配置され、
前記第一電極及び前記第二電極の前記第一方向における幅の差は、前記第一方向に垂直な第二方向に沿って互いに異なる押し位置検出センサ。
【請求項２】
前記第一電極は、前記第二方向へ沿って面積が一様である請求項１に記載の押し位置検出センサ。
【請求項３】
前記第二電極は、前記第二方向に沿って一様に面積が増加又は減少する請求項１に記載の押し位置検出センサ。
【請求項４】
前記第一電極は、所定の区分毎に前記第一方向に突出する複数の第一突出部を備え、
前記第二電極は、所定の区分毎に前記第一方向に突出する複数の第二突出部を備え、
前記第一突出部はそれぞれ同一の面積を有し、
前記第二突出部は前記第二方向へ沿って各第二突出部の面積が増加又は減少し、
前記第一突出部及び前記第二突出部は交互に前記第二方向へ沿って並ぶ請求項２に記載の押し位置検出センサ。
【請求項５】
前記第二電極から出力される第二電圧に対する、前記第一電極から出力される第一電圧の比を算出することにより、前記圧電フィルムの押圧操作により変形する位置を検出する検出部を備えた請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の押し位置検出センサ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の押し位置検出センサを備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、パネル上での押し位置を検出する押し位置検出センサ及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、各種のディスプレイ画面を構成するパネルと、該パネル周縁の交差する少なくとも２辺に沿って各々固定された長尺状の圧電素子と、該パネルへの押圧力に起因する前記圧電素子の出力を基に該パネル中の押圧箇所を演算する押圧位置演算手段とを備えたタッチパネルが開示されている。特許文献１に記載のタッチパネルにおいては、ディスプレイ画面を構成するパネル周縁に沿って固定された長尺状の圧電素子を用いて、パネル上の押圧位置を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８６９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のタッチパネルにおいては、圧電素子を貼り付ける箇所がいずれの位置においても均一に変形する必要がある。例えば、圧電素子を貼り付ける箇所が位置によって変形具合が異なると、同じ強さで押しても生じる電圧は変形具合に影響される。また、仮に圧電素子を貼り付ける箇所においていずれの位置も均一に変形する場合であっても、ユーザの押す速度等によって、生じる電圧が影響を受ける場合がある。【０００５】
そこで、本発明の一実施形態の目的は、変形の具合や押す速度に影響されることなく、押圧操作を受け付けた位置を検知できる押し位置検出センサ及び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】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る押し位置検出センサは、ユーザからの押圧操作により変形する圧電フィルムと、前記圧電フィルムの第一主面に形成された第一電極と、前記圧電フィルムの前記第一主面に形成された第二電極と、前記圧電フィルムの第二主面に形成された基準電極と、を備え、前記第一電極及び前記第二電極は、第一方向に並んで配置され、前記第一電極及び前記第二電極の前記第一方向における幅の差は、前記第一方向に垂直な第二方向に沿って互いに異なることを特徴とする。【０００７】
この構成では、圧電フィルムが押圧操作により変形するときに、第一方向に並んで配置されている第一電極及び第二電極は同時に電圧を出力する。第一電極及び第二電極から出力される電圧は、それぞれの電極の面積に対応する。前記第一電極及び前記第二電極の前記第一方向における幅の差は、前記第一方向に垂直な第二方向に沿って互いに異なる。第二方向における押圧操作を受け付ける位置がいずれの位置であっても、第一電極及び第二電極における押圧操作を受け付ける位置の幅の差が異なる。したがって、第一電極及び第二電極はそれぞれ異なる面積に応じた電圧を出力する。このため、第二電極から出力される電圧に対する、第一電極から出力される電圧の比を算出することにより、変形の具合や押す速度に影響されることなく、押圧操作を受け付けた位置を検知できる
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、変形の具合や押す速度に影響されることなく、押圧操作を受け付けた位置を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（Ａ）は、第一実施形態に係る押し位置検出センサを備えた電子機器の斜視図である。図１（Ｂ）は、第一実施形態に係る筐体を説明するための図である。
【図２】図２は、図１（Ａ）の破線楕円Ａ１で囲んだ部分に対応する圧電素子を説明するための図である。
【図３】図３（Ａ）は、第一実施形態に係る圧電素子の分解斜視図、図３（Ｂ）はその断面図である。
【図４】図４は、図１（Ａ）の破線楕円Ａ１で囲んだ部分に対応する電極を説明するための図である。
【図５】図５は第一実施形態に係る圧電フィルムを説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）は、第一実施形態に係る第一電極及び第二電極の押圧操作を受ける位置と発生電圧との関係を説明するための図である。図６（Ｂ）は、第一電極及び第二電極における発生電圧の比と押圧操作を受ける位置との関係を説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）〜（Ｄ）は、第一実施形態に係る第一電極及び第二電極の変形例を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）〜（Ｄ）は、第一実施形態に係る第一電極及び第二電極の変形例を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）は、第二実施形態に係る押し位置検出センサの第一電極及び第二電極を説明するための図である。図９（Ｂ）は、第二実施形態に係る第一電極及び第二電極における発生電圧の比と押圧操作を受ける位置との関係を説明するための図である。
【図１０】図１０は、実施例及び参考例に係る第一電極及び第二電極における発生電圧の比と押圧操作を受ける位置との関係を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第三実施形態に係る押し位置検出センサを説明するための概念図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、第四実施形態に係る押し位置検出センサの第一電極及び第二電極を説明するための図である。図１２（Ｂ）は、第四実施形態に係る押圧操作を受ける位置と圧電フィルムとの位置関係を説明するための図である。図１２（Ｃ）は、第一電極及び第二電極における発生電圧の比と押圧操作を受ける位置との関係を説明するための図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、第四実施形態に係る変形例を説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、第五実施形態に係る押し位置検出センサの第一電極及び第二電極を説明するための図である。図１４（Ｂ）は、第五実施形態に係る圧電フィルムを説明するための図である。図１４（Ｃ）は、第一電極及び第二電極における発生電圧と押圧操作を受ける位置との関係を説明するための図である。
【図１５】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、第一実施形態に係る押し位置検出センサを備えた電子機器の別の一例の平面図である。
【図１６】図１６（Ａ）は、第六実施形態に係る押し位置検出センサの第一電極及び第二電極を説明するための図である。図１６（Ｂ）及び図１６（Ｃ）は、第六実施形態に係る第一電極及び第二電極における発生電圧に基づく値と押圧操作を受ける位置との関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１（Ａ）は、第一実施形態に係る押し位置検出センサ１００を備えた電子機器１の斜視図である。図１（Ｂ）は、第一実施形態に係る筐体２を説明するための図である。図２は、図１（Ａ）の破線楕円Ａ１で囲んだ部分に対応する圧電素子１０を説明するための図である。図２は、筐体２を内側から見た図である。なお、図１（Ａ）に示す電子機器１はあくまで一例であり、これに限るものではなく仕様に応じて適宜変更することができる。
【００１１】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、電子機器１は、上面が開口した略直方体形状の筐体２を備える。電子機器１は、筐体２の上面の開口部に配置された平板状の表面パネル４を備える。表面パネル４は、ユーザが指やペンなどを用いてタッチ操作を行う操作面として機能する。筐体２は側面部３及び底面部７を備える。以下では、筐体２の幅方向（横方向）をＸ方向とし、長さ方向（縦方向）をＹ方向とし、厚み方向をＺ方向として説明する。
【００１２】
側面部３には第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３が形成されている。本実施形態では、第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３は平面視で矩形状であり、Ｙ−Ｚ平面においてＹ方向に並んで形成されている。また、本実施形態においては、３つの押圧部を形成しているがこれに限られず、押圧部は一つ以上形成されていればよい。なお、第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３は、Ｙ−Ｚ平面以外の箇所に形成されていてもよく、底面部７又は表面パネル４に形成されていてもよい。例えば、図１（Ａ）の破線楕円Ａ２で囲んだ部分にされていてもよい。また、表面パネル４のうち例えば表示部の周辺に第一押圧部５１等を並べて配置する、すなわち表示部の周辺を囲むように配置することにより、表示部のどの位置を押したかを検知することができる。
【００１３】
第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３は、側面部３の一部を色分けする、マークを付ける、又は周囲に溝を形成することなどによって、側面部３の他の部分と区別されている。また、第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３の形状は矩形状には限らず、円形、多角形、又は三角形状等別の形状であってもよい。さらに、第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３は、Ｙ方向に並ぶことには限定されず、例えば、Ｚ方向に並ぶ状態やＹ方向に対して斜めの方向であってもよい。
【００１４】
図１（Ｂ）に示すように、筐体２内部には、押し位置検出センサ１００が形成されている。押し位置検出センサ１００は筐体２内部に形成されているため、押圧操作による摩擦を直接に受けないため耐久性に優れる。また、メカニカルスウィッチを設置するように側面部３に貫通孔を設ける必要がない。このため、複雑な構造が必要とされずに筐体２の薄型化が図れ、かつ貫通孔を通して外部から水分やほこりなどの異物が筐体２内部へ侵入することを防止できる。
【００１５】
押し位置検出センサ１００は、圧電素子１０及び検出部１８を備える。圧電素子１０は、側面部３の内側８に配置されている。なお、押し位置検出センサ１００は筐体２外部に形成されていてもよい。
【００１６】
図２においては、第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３は、点線で示されている。図２に示すように、筐体２の側面部３を挟んで、第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３に対応する位置に、圧電素子１０が配置されている。検出部１８は、筐体２内部に配置され、不図示の配線で圧電素子１０と接続されている。
【００１７】
第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３にユーザが指やペンなどを用いてタッチ操作を行うと、圧電素子１０に圧力が伝わる。このため、圧電素子１０は、第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３で受け付けた操作に応じた電圧を出力する。検出部１８は、圧電素子１０が出力する電圧を検出する。なお、検出部１８は、筐体２内部であればいずれの位置であっても構わない。
【００１８】
図３（Ａ）は、第一実施形態に係る圧電素子１０の分解斜視図、図３（Ｂ）はその断面図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、圧電素子１０は、第一電極１１、第二電極１２、基準電極１３、及び圧電フィルム１４を備える。なお、図３（Ａ）では、圧電素子１０は、第一電極１１、第二電極１２、基準電極１３、及び圧電フィルム１４以外の図示は省略している。
【００１９】
第一電極１１及び第二電極１２は、同一平面上に配置されている。圧電フィルム１４は基準電極１３に積層され、第一電極１１及び第二電極１２は、圧電フィルム１４に積層されている。すなわち、第一電極１１及び第二電極１２は圧電フィルム１４の第一主面１４１に、基準電極１３は圧電フィルム１４の第二主面１４２に形成されている。基準電極１３及び圧電フィルム１４は概ね同様の形状に形成されている。
【００２０】
圧電素子１０を平面視した時、基準電極１３又は第一電極１１及び第二電極１２の対の少なくとも一方は、上面視で圧電フィルム１４と完全に重なるか、圧電フィルム１４より面方向内側に位置していると良い。これにより、電極の端部における短絡を抑制できる。また、基準電極１３及び圧電フィルム１４はそれぞれ、第一電極１１及び第二電極１２の形状に併せて二組形成されていてもよい。これにより、基準電極１３及び圧電フィルム１４のサイズを小さく形成することができるため、嵩張りを減らすことができる。
【００２１】
第一電極１１及び第二電極１２は、Ｚ方向に並んで配置されている。なお、第一電極１１及び第二電極１２は、いずれがＺ方向上方であってもよい。第一電極１１は、矩形状であり、Ｙ方向へ沿ってＺ方向の幅が均一に形成されている。第一電極１１は、Ｙ方向へ沿って所定の区分毎に区切ると、それぞれの所定の区分毎の面積が一様である。第二電極１２は、Ｙ方向へ沿ってＺ方向の幅が変化する、すなわち区分毎の面積が変化する直角三角形状である。第二電極１２は、二辺がそれぞれＹ方向又はＺ方向へ平行である。第二電極１２は、直角三角形状であるため、製造が容易である。なお、変形例で示すように、第二電極１２は、Ｙ方向へ沿って面積が変化すればよく、直角三角形状には限定されない。すなわち、第一電極１１及び第二電極１２のＺ方向における幅の差は、Ｙ方向に沿って互いに異なる。Ｙ方向は本発明における第二方向に相当し、Ｚ方向は本発明における第一方向に相当する。
【００２２】
図４は、図１（Ａ）の破線楕円Ａ１で囲んだ部分に対応する第一電極１１及び第二電極１２を説明するための図である。図４は、筐体２を内側から見た図である。図４においては、第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３は、点線で示されている。また、図４においては、圧電素子１０のうち第一電極１１及び第二電極１２のみを示す。
【００２３】
図４に示すように、第一電極１１は、Ｙ方向へ沿ってＺ方向の幅が均一である。このため、第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３に対応する箇所の第一電極１１の面積は、それぞれ同一である。これに対して、第二電極１２は、Ｙ方向へ沿って面積が変化する。このため、第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３に対応する箇所の第二電極１２の面積は、第一押圧部５１から第三押圧部５３へ向かって順に増加する。なお、第一電極１１及び第二電極１２は、第一押圧部５１、第二押圧部５２、及び第三押圧部５３の形状に併せて適宜変更することも可能である。
【００２４】
図５は第一実施形態に係る圧電フィルム１４を説明するための図である。図５は、圧電フィルム１４を平面視した図である。
【００２５】
図５に示すように、圧電フィルム１４はキラル高分子から形成されるフィルムであってもよい。キラル高分子として、第一実施形態では、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、特にＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）を用いている。キラル高分子からなるＰＬＬＡは、主鎖が螺旋構造を有する。ＰＬＬＡは、一軸延伸されて分子が配向すると圧電性を有する。そして、一軸延伸されたＰＬＬＡは、圧電フィルム１４の平板面が押圧されることにより、電圧を発生する。この際、発生する電圧量は、押圧量により平板面が当該平板面に直交する方向へ変位する変位量に依存する。
【００２６】
第一実施形態では、圧電フィルム１４（ＰＬＬＡ）の一軸延伸方向は、図５の矢印に示すように、Ｙ方向及びＺ方向に対して４５度の角度を成す方向としている。この４５度には、例えば４５度±１０度程度を含む角度を含む。これにより、圧電フィルム１４が押圧されることにより電圧が発生する。
【００２７】
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又は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。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。焦電性がないため、ユーザの指の温度や摩擦熱による影響が生じないため、表面パネル４を薄く形成することができる。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。したがって、周囲環境に影響されることなく、押圧による変位を高感度に検出することができる。
【００２８】
なお、圧電フィルム１４は、ＰＬＬＡに代えて、ポーリング処理を行ったＰＶＤＦ又はＰＺＴ等のようなイオンが分極した強誘電体から形成されるフィルムからなるものであってもよい。
【００２９】
圧電フィルム１４の両主面に形成されている第一電極１１、第二電極１２、及び基準電極１３は、アルミニウムや銅等の金属系の電極を用いるのが好適である。このような第一電極１１、第二電極１２、及び基準電極１３を設けることで、圧電フィルム１４が発生する電荷を電圧として取得でき、押圧量に応じた電圧値の押圧量検出信号を外部へ出力することができる。
【００３０】
ここで、電子機器１が押圧操作を受けたときに発生する電圧及び位置の検出方法について説明する。図６（Ａ）は、第一実施形態に係る第一電極１１及び第二電極１２の押圧操作を受ける位置と発生電圧との関係を説明するための図である。図６（Ｂ）は、第一電極１１及び第二電極１２における発生電圧の比と押圧操作を受ける位置との関係を説明するための図である。
【００３１】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、不図示のポリカーボネイトの平板に基準電極１３、圧電フィルム１４、並びに第一電極１１及び第二電極１２を積層したものを想定して電圧の測定をシミュレーションしたものである。第一電極１１、第二電極１２、基準電極１３、及び圧電フィルム１４はすべてＹ方向の両端において固定されている。ポリカーボネイトの平板は、１００×１００×１ｍｍの形状を想定する。第一電極１１及び第二電極１２は、Ｙ方向の幅が９０ｍｍ、Ｚ方向の最大幅が５ｍｍ、Ｘ厚みが０．５ｍｍとなるように形成したものを想定する。なお、Ｙ方向の中心の位置を０ｍｍとして示す。押圧位置は、−４５ｍｍ〜４５ｍｍである。
【００３２】
この構成では、圧電フィルム１４が押圧操作により変形したときに、Ｙ方向に並んで配置されている第一電極１１及び第二電極１２は同時に電圧を出力する。第一電極１１及び第二電極１２から出力される電圧は、押圧操作を受け付けた位置の電極の面積、すなわちＺ方向の幅にそれぞれ対応する。図４に示すように、第一電極１１は、Ｙ方向へ沿っていずれの位置においても幅が同一である。第一電極１１は、Ｙ方向へ沿って所定の区分毎に区切ると、それぞれの所定の区分毎の面積が一様である。このため、図６（Ａ）に示すように、Ｙ方向における押圧操作を受け付ける位置に応じて、該一様の面積に応じた電圧を出力する。例えば、押圧操作を受け付ける位置がＹ方向に０ｍｍである場合、第一電極１１から出力される電圧はマイナス方向に最大値となる。押圧操作を受け付ける位置がＹ方向に−４５ｍｍ又は４５ｍｍである場合、圧電フィルム１４は殆ど変形せず、第一電極１１から出力される電圧はマイナス方向に最小値となる。ここで、第一電極１１が出力する電圧をＶ１として表す。Ｖ１は、本発明における第一電圧に相当する。第一電極１１は、Ｙ方向の中心を境に二次曲線の電圧（Ｖ１）を出力する。
【００３３】
これに対して、第二電極１２はＹ方向へ沿って面積が変化する。このため、第二電極１２はＹ方向における押圧操作を受け付ける位置及び面積に応じた電圧を出力する。圧電フィルム１４が押圧操作により変形するとき、第一電極１１及び第二電極１２は同様に変形するが、変形を受ける場所の面積が異なる。これにより、第一電極１１及び第二電極１２それぞれの電極からの出力は、第一電極１１及び第二電極１２それぞれの変形を受けた面積比に応じた出力の比となる。ここで、第二電極１２が出力する電圧をＶ２として表す。Ｖ２は、本発明における第二電圧に相当する。検出部１８は、圧電素子１０が出力する電圧（Ｖ１及びＶ２）を検出する。
【００３４】
不図示の算出部は、第二電極１２から出力される電圧（Ｖ２）に対する第一電極１１から出力される電圧（Ｖ１）の比（μ）を算出する。比（μ）は、μ＝Ｖ２／Ｖ１の式で算出される。図６（Ｂ）に示すように、比（μ）は、押圧位置がＹ方向のプラス方向へ移動するにつれて線形に減少する。このため、予め押圧位置と比（μ）とを対応付けた関係を記憶しておくことにより、算出部から得らえる比（μ）の値によってどの位置が押圧操作を受けたかを判別できる。
【００３５】
第二電極１２は、Ｙ方向のプラス方向へ沿って線形にＺ方向の幅が減少又は増加することが好ましい。第二電極１２がＹ方向へ沿って単調にＺ方向の幅が減少又は増加することにより、比（μ）は単調に減少又は増加する。これにより、押圧位置と比（μ）との関係が１対１となるため、比（μ）を得ることにより押圧位置を明確に検出することができる。したがって、第一押圧部５１、第二押圧部５２、又は第三押圧部５３のうちのいずれかが押圧操作を受けた場合、それぞれに対応する位置の比（μ）が得られる。これにより、第一押圧部５１、第二押圧部５２、又は第三押圧部５３のうちのいずれが押圧操作を受けたかを判別することができる。
【００３６】
また、比（μ）によって押圧位置を検知するため、変形の具合や押す速度に影響されることを抑制できる。例えば、第一押圧部５１、第二押圧部５２、又は第三押圧部５３において、第二押圧部５２の位置が異なった素材で形成されたボタンである場合が挙げられる。第二押圧部５２が堅く歪み難い素材で形成され、押圧操作を受けた場合第二押圧部５２に対応する部分の圧電フィルム１４の歪は小さい。このとき、Ｖ１及びＶ２は共に小さくなる。逆に第二押圧部５２が柔らかく歪み易い素材で形成されたボタンである場合、Ｖ１及びＶ２は共に大きくなる。押圧位置を検知するためにはＶ１及びＶ２の比を算出するため、変形の具合が相殺され、押圧位置の変形の具合によっては影響を受けない。また、同様にユーザの押す速度や強さによっても、それぞれのＶ１及びＶ２の間で変形具合が相殺される。このため、ユーザの押す速度や強さによる影響を抑制することができる。
【００３７】
図７（Ａ）〜（Ｄ）及び図８（Ａ）〜（Ｄ）は、第一実施形態に係る第一電極１１及び第二電極１２の変形例を説明するための図である。以下の変形例１〜８においても、第一実施形態の第一電極１１及び第二電極１２と同様にＹ方向のプラス方向に沿って押圧位置が移動すると、得られるＶ１及びＶ２の比（μ）が変化する。これにより、押圧位置を検出することができる。
【００３８】
また、電極から少し離れた箇所を押した場合であっても、電極の存在する箇所を押した場合と同様に押圧位置を検出することができる。例えば、図７(Ａ)の場合、Ｚ軸方向のどの箇所に押圧を加えたとしても、Ｙ軸方向の押圧位置を検知することができる。すなわち、電極形成部付近だけでなく、電極から少し離れた箇所を押した場合であっても、Ｙ軸方向の押圧位置が分かる。これについては、後述の実施例において詳細に説明する。
【００３９】
図７（Ａ）に示すように、変形例１は、第一電極２１及び第二電極２２を備える。第一電極２１は第一実施形態に係る第一電極１１と同様のものである。第二電極２２は、Ｚ方向の幅がＹ方向のプラス方向に沿って増加する台形の形状である。変形例１においては、第二電極２２は台形の形状でるため、Ｙ方向のマイナス側の端部においてＺ方向に幅がある。このため、Ｙ方向のマイナス側の端部を押した場合でも、第二電極２２からの出力が一定以上の大きさとなるため、端部においてより正確に押圧位置を検知することができる。
【００４０】
図７（Ｂ）に示すように、変形例２は、第一電極２３及び第二電極２４を備える。第一電極２３は第一実施形態に係る第一電極１１と同様のものである。第二電極２４は、Ｙ方向のプラス方向に沿ってＺ方向の幅が所定の区間毎に所定の割合で増加する形状である。
【００４１】
図７（Ｃ）に示すように、変形例３は、第一電極２５及び第二電極２６を備える。第一電極２５は第一実施形態に係る第一電極１１と同様のものである。第二電極２６は二等辺三角形に形成されており、Ｙ方向のプラス方向に沿ってＺ方向の幅が増加する形状である。
【００４２】
図７（Ｄ）に示すように、変形例４は、第一電極２７及び第二電極２８を備える。変形例４の圧電素子は、円錐形の筐体７１に貼り付けられている。第一電極２７は、Ｚ方向に対して幅が同一に形成されている。また、第二電極２８は、概ね三角形状であり、周方向であるＹ方向のプラス方向に沿ってＺ方向の幅が変化する形状である。
【００４３】
図８（Ａ）に示すように、変形例５は、第一電極３１及び第二電極３２を備える。第一電極３１は、Ｚ方向の幅がＹ方向のプラス方向に沿って増加する台形の形状である。第二電極３２は、Ｚ方向の幅がＹ方向のマイナス方向に沿って増加する台形の形状である。変形例５においては、図８（Ａ）に示すように、他の辺に対する角度が垂直ではない辺同士が向かい合うように配置されることにより、第一電極３１及び第二電極３２は全体として概ね矩形状に形成されている。このためＺ方向において無駄な領域が生じることがないため、押し位置検出センサ１００の小型化が可能となる。
【００４４】
図８（Ｂ）に示すように、変形例６は、第一電極３３及び二枚の第二電極３４を備える。第一電極３３は、Ｚ方向の幅がＹ方向のプラス方向に沿って増加する三角形状である。第二電極３４は、Ｚ方向の幅がＹ方向のマイナス方向に沿って増加する三角形状である。第一電極３３から出力される電圧と、それぞれの第二電極３４から出力される電圧との比が二つ得られるため、位置を検出する精度をさらに高めることができる。なお、第一電極３３又は第二電極３４はそれぞれ複数であっても単数であってもよい。
【００４５】
図８（Ｃ）に示すように、変形例７は、第一電極３５及び第二電極３６を備える。第一電極３５は、Ｚ方向の幅がＹ方向のプラス方向に沿って増加する台形の形状である。第二電極３６は、第一電極３５を囲むような形状に形成されている。第二電極３６は、Ｚ方向の幅がＹ方向のマイナス方向に沿って増加する。したがって、第一電極３５及び第二電極３６のＺ方向の幅がＹ方向に沿ってそれぞれ変化するため、Ｙ方向における押圧位置を検知することができる。
【００４６】
図８（Ｄ）に示すように、変形例８は、第一電極３７及び第二電極３８を備える。第一電極３７及び第二電極３８は、全体として矩形状であるが、第一電極３７と第二電極３８との近接する辺は曲線状に形成されている。したがって、第一電極３７から出力される電圧は、Ｙ方向のマイナス側では変化が比較的少なく、Ｙ方向のプラス側に向かうほど変化を大きくすることができる。これにより、比（μ）の変化を大きくすることで短い移動でも高感度で検知できるよう形成することができる。
【００４７】
図９（Ａ）は、第二実施形態に係る押し位置検出センサ８０の第一電極８１及び第二電極８２を説明するための図である。図９（Ｂ）は、第二実施形態に係る第一電極８１及び第二電極８２における発生電圧の比と押圧操作を受ける位置との関係を説明するための図である。なお、押し位置検出センサ８０において、第一電極８１及び第二電極８２のみを示す。
【００４８】
図９（Ａ）に示すように、第二実施形態に係る押し位置検出センサ８０は、第一電極８１及び第二電極８２を備える。第一電極８１は、所定の区分毎にＺ方向に突出する複数の第一突出部８３を備える。第二電極８２は、所定の区分毎にＺ方向に突出する複数の第二突出部８４を備える。複数の第一突出部８３はそれぞれ同一の面積を有する。第二突出部８４は、Ｙ方向へ沿って各第二突出部８４の面積が減少する。第一突出部８３及び第二突出部８４は交互にＹ方向へ沿って並ぶ。
【００４９】
押し位置検出センサ８０を、図９（Ａ）に示すようにＹ方向へ均等な長さの区分Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３に分ける。第一電極８１の面積は、区分Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３においてそれぞれ均一である。これに対して、Ｙ方向へ沿って各第二突出部８４の面積が減少するため、第二電極８２の面積は、区分Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の順に減少する。
【００５０】
押し位置検出センサ８０において、図９（Ａ）に示す矢印８０１のようにユーザが押し位置検出センサ８０をＹ方向になぞると、ユーザの押圧操作の位置に応じて第一電極８１及び第二電極８２はそれぞれ電圧を出力する。第一電極８１は区分Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３においてそれぞれ面積が均一であるため、区分Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３のいずれが押圧操作を受けた場合であても同様の電圧（Ｖ１）を出力する。これに対して、第二電極８２の面積は区分Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の順に減少するため、第二電極８２は、区分Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の順に出力する電圧（Ｖ２）は減少する。したがって、ユーザの押圧操作の位置が区分Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の順に移動するにつれ、図９（Ｂ）に示すように得られるＶ１及びＶ２の比μは段階的に減少する。ユーザが矢印８０１と逆の向きに押し位置検出センサ８０をＹ方向になぞると、得られるＶ１及びＶ２の比μは段階的に増加する。したがって、押し位置検出センサ８０においては、押した位置だけでなく、ユーザが押し位置検出センサ８０をなぞる方向（こすり操作を受け付けた方向）を判別することができる。
【００５１】
図１０は、実施例１〜４及び参考例１、２に係る第一電極１１及び第二電極１２における発生電圧の比と押圧操作を受ける位置との関係を説明するための図である。以下、実施例１〜４及び参考例１、２について説明する。
【００５２】
電圧の測定には、１００×１００×１ｍｍのポリカーボネイトの平板に、基準電極１３、圧電フィルム１４、並びに第一電極１１及び第二電極１２を積層したものを使用した。第一電極１１及び第二電極１２は、Ｙ方向の幅が９０ｍｍ、Ｚ方向の最大幅が５ｍｍ、Ｘ厚みが０．５ｍｍとなるように形成したものを用いた。圧電フィルム１４としては、ＰＶＤＦをＹ方向の幅が９０ｍｍ、Ｚ方向の幅が１０ｍｍ、Ｘ厚みが０．５ｍｍとなるように形成した矩形状のフィルムを用いた。基準電極１３としては、Ｙ方向の幅が９０ｍｍ、Ｚ方向の幅が１０ｍｍとなるように形成した矩形状のものを用いた。
【００５３】
実施例１として、第一電極１１及び第二電極１２のＺ方向の中心をＹ方向に沿って、１０００Ｐａ程度の力で押圧しながら、押圧位置をＹ方向に沿って移動させ出力電圧を測定した。なお、Ｙ方向の中心の位置を０ｍｍとして示した。押圧位置は、−４５ｍｍ〜４５ｍｍである。
【００５４】
実施例２としては、押圧位置を第一電極１１及び第二電極１２のＺ方向の中心からＺ方向に１０ｍｍとして測定した。同様に、実施例３としてはＺ方向の中心からＺ方向に２０ｍｍ、実施例４としてはＺ方向の中心からＺ方向に３０ｍｍとして測定した。また、参考例１として押圧位置が第一電極１１及び第二電極１２のＺ方向の中心からＺ方向に−１０ｍｍ、参考例２としてはＺ方向の中心からＺ方向に−２０ｍｍとして測定した。
【００５５】
図１０に示すように、実施例１においては、比（μ）は、押圧位置がＹ方向のプラス方向へ移動するにつれて減少した。実施例２〜４において、すなわち押圧位置がＺ方向の中心からＺ方向に１０ｍｍ〜３０ｍｍである場合、比（μ）は、実施例１より多少大きい値となるが、押圧位置がＹ方向のプラス方向へ移動するにつれて実施例１と同様に減少した。参考例１、２において、すなわち押圧位置がＺ方向の中心からＺ方向に−２０ｍｍ〜−１０ｍｍである場合、比（μ）は、実施例より多少小さい値となり、押圧位置がＹ方向へ移動するにつれてＹ方向の０ｍｍ付近では実施例と同様に減少することが確認された。
【００５６】
図１１は、第三実施形態に係る押し位置検出センサ１０１を説明するための概念図である。第三実施形態に係る押し位置検出センサ１０１及び押し位置検出センサ１０２は、Ｘ-Ｙ平面上の検知領域１１０における押圧位置を検出するセンサである。なお、図１１において、検知領域１１０の一部は省略して示されている
図１１に示すように、押し位置検出センサ１０１は、第一電極１１１、第二電極１１２、及び圧電フィルム１１４を備える。第一電極１１１は第一実施形態に係る第一電極１１と同様のものである。第二電極１１２は、第一実施形態に係る第二電極１２と同様のものである。第二電極１１２は、Ｙ方向の幅がＸ方向のプラス方向に沿って増加する三角形状である。
【００５７】
押し位置検出センサ１０２は、第一電極１１５、第二電極１１６、及び圧電フィルム１１７を備える。第一電極１１５は第一電極１１１と同様のものである。第二電極１１６は、Ｙ方向の幅がＸ方向のマイナス方向に沿って増加する三角形状である。圧電フィルム１１７は圧電フィルム１１４と同様のものである。
【００５８】
押し位置検出センサ１０１及び押し位置検出センサ１０２において、検知領域１１０に近い側に、矩形形状の第一電極１１１及び第一電極１１５が配置されている。このため、第一電極１１１及び第一電極１１５からの出力は、検知領域１１０のＸ方向に亘るいずれの位置が押圧操作を受け付けた場合であっても比較的均一な安定したものとなる。また、検知領域１１０に遠い側である筐体２の端部側に、三角形状の第二電極１１２及び第二電極１１６が配置されている。このため、第二電極１１２及び第二電極１１６は変形し易い。したがって、第二電極１１２及び第二電極１１６からの出力は、検知領域１１０のＸ方向に亘って変形の影響を受けやすくなる。第二電極１１２及び第二電極１１６からの出力は、Ｘ方向に亘って大きく変化する。これにより、押し位置検出センサ１０１及び押し位置検出センサ１０２において、Ｘ方向に亘って変化を精度よく検知することができる。
【００５９】
押し位置検出センサ１０１及び押し位置検出センサ１０２において、第二電極１１２及び第二電極１１６の幅の広くなる向きは逆である。これにより、押し位置検出センサ１０１及び押し位置検出センサ１０２において、それぞれ逆の変化が得られる。例えば、押圧位置がＸ方向のプラス側に向かうほど、第二電極１１２からの出力は大きくなる。逆に、押圧位置がＸ方向のプラス側に向かうほど、第二電極１１６からの出力は小さくなる。したがって、Ｘ方向においてプラス側及びマイナス側の両側から検出位置を検知することができるため、より検出位置の検出の精度を高めることができる。
【００６０】
検知領域１１０で押圧操作を受け付けると、押圧操作の受け付けた位置によって圧電フィルム１１４及び圧電フィルム１１７が変形する。例えば、検知領域１１０を格子状に分割した場合における、格子点の座標（ｘ，ｙ＝ｉ，ｊ）が押圧操作の受け付けた場合について説明する。なお、ここでは説明の便宜上、第一電極１１１からは電圧Ｃ１、第二電極１１２からは電圧Ｄ１がそれぞれ出力されることとして説明する。また、第一電極１１５からは電圧Ｃ２、第二電極１１６からは電圧Ｄ２がそれぞれ出力されることとして説明する。
【００６１】
予め、各格子点の座標が押圧操作を受け付けた場合における、押し位置検出センサ１０１及び押し位置検出センサ１０２の出力の比を求めておく。例えば、ｐ＝Ｃ１／Ｄ１、ｑ＝Ｃ２／Ｄ２、ｒ＝Ｄ１／Ｄ２の３つの比である。また、各格子点の座標における３つの比ｐ、ｑ、及びｒの基準マップを作成しておく。すなわち、検知領域１１０の座標（ｘ，ｙ＝ｉ，ｊ）毎における、ｐｉ、ｑｉｊ、ｒｉｊを求めておく。さらにｓ＝Ｃ１／Ｃ２を加えた４つの比を用いることで、押し位置をより精度よく検知することができる。なお押し位置の精度がそれほど要求されない場合は、ｐ、ｑの２つの比だけでも実現可能な場合がある。
【００６２】
検知領域１１０が押圧操作の受け付けると、押し位置検出センサ１０１及び押し位置検出センサ１０２は、それぞれの電極から電圧を出力する。このとき、検知領域１１０内の座標は、以下の式１によって求められる。
【００６３】
式１：ｆｉｊ（ｐ，ｑ，ｒ）＝ｆ（ｐ−ｐｉｊ，ｑ−ｑｉｊ，ｒ−ｒｉｊ）
式１において、（ｐ−ｐｉｊ）２＋（ｑ−ｑｉｊ）２＋（ｒ−ｒｉｊ）２が最小値になる点を計算する。これにより、検知領域１１０において押圧操作を受け付けた座標（ｘ，ｙ＝ｉ，ｊ）が得られる。これにより、予め所定の座標毎にスイッチを割り当てることにより、どこの座標のスイッチが押圧操作を受け付けたかを識別することが可能となる。
【００６４】
なおｐ、ｑ、ｒ、ｓを、ｘ、ｙを変数とする適当な回帰モデルで表すことにより、実際に得られた値から、変数ｘ、ｙを求めることもできる。
【００６５】
図１２（Ａ）は、第四実施形態に係る押し位置検出センサ１２０の第一電極４１及び第二電極４２を説明するための図である。図１２（Ｂ）は、第四実施形態に係る押圧操作を受ける位置と圧電フィルム１２１〜１２４との位置関係を説明するための図である。図１２（Ｃ）は、第一電極４１及び第二電極４２における発生電圧の比と押圧操作を受ける位置との関係を説明するための図である。なお、図１２（Ｂ）においては、筐体２の一部のみを示している。
【００６６】
図１２（Ａ）に示すように、第四実施形態に係る押し位置検出センサ１２０は、圧電フィルム１２１〜１２４、４つの第一電極４１、及び第二電極４２〜４５を備える。圧電フィルム１２１〜１２４は、第一電極４１のうちの一つと、第二電極４２〜４５のうちの一つと、それぞれ対をなして配置されている。第二電極４２〜４５はそれぞれ、第一電極４１に対してＹ方向に並ぶように配置されている。
【００６７】
４つの第一電極４１からは配線４６が引き出されている。第二電極４２〜４５からは配線４７が引き出されている。ここで、配線４６と配線４７とは、実際はスルーホール等により別の層に形成されているため、接触しない構成となっている。
【００６８】
４つの第一電極４１、及び第二電極４２〜４５が同一の層に形成されているため、押し位置検出センサ１２０をより薄く形成することができる。また、第一電極４１、及び第二電極４２〜４５が同一の層に存在するため押圧操作による変形を同様にうける。これにより、押し位置検出センサ１２０の感度をより高めることができる。なお、第一電極４１及び配線４６と、第二電極４２〜４５及び配線４７と、をそれぞれ別の層に予め形成し、これを積層させることによって押し位置検出センサ１２０を構成してもよい。
【００６９】
図１２（Ｂ）に示すように、筐体２には、圧電フィルム１２１〜１２４に対応する箇所にそれぞれボタン領域Ｂ１〜Ｂ４が配置されている。例えば、ボタン領域Ｂ１には、圧電フィルム１２１、第一電極４１、及び第二電極４２が備えられている。
【００７０】
４つの第一電極４１は、それぞれＹ−Ｚ平面における面積が同一の大きさである。このため、圧電フィルム１２１〜１２４が押圧操作により同様に変形すると、それぞれの圧電フィルム１２１〜１２４から同様の大きさの電圧が出力される。これに対して、第二電極４２〜４５は、Ｙ−Ｚ平面における面積がそれぞれ異なる大きさである。このため、圧電フィルム１２１〜１２４が押圧操作により同様に変形すると、それぞれの圧電フィルム１２１〜１２４から、それぞれの圧電フィルム１２１〜１２４の面積に相当する大きさの電圧が出力される。
【００７１】
このように、ボタン領域Ｂ１〜Ｂ４のそれぞれの押圧位置に応じて、第二電極４２〜４５における発生電圧が異なる。したがって図１２（Ｃ）に示すように、ボタン領域Ｂ１〜Ｂ４によって、第一電極４１及び第二電極４２〜４５における発生電圧の比が異なる。よって、検出される第一電極４１及び第二電極４２〜４５における発生電圧の比によって、ボタン領域Ｂ１〜Ｂ４のいずれの位置が押圧操作を受け付けたかを認識することが可能となる。
【００７２】
図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、第四実施形態に係る変形例９〜１１を説明するための図である。なお、変形例９の説明において、第四実施形態と同様の構成については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。また、変形例１０〜１１の説明において、変形例９と同様の構成については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００７３】
図１３（Ａ）に示すように、変形例９においては、第二電極４２〜４５はそれぞれ、第一電極４１に対してＺ方向に並ぶように配置されている。ボタン領域Ｂ１〜Ｂ４において、第一電極４１及び第二電極４２〜４５はＹ方向に対して、それぞれ均等に配置されている。このためＹ方向に対するぶれが少なくなる。したがって、押し位置検出センサ１３０の精度をより高めることができる。
【００７４】
図１３（Ｂ）に示すように、変形例１０は、変形例９と比べると、配線４６及び配線４７の第一電極４１及び第二電極４２〜４５からの引き出し方向が異なる。ここで、配線４６は、配線４７及び第二電極４２〜４５と接触しない構成とする必要がある。これにより、配線４６及び配線４７が形成される長さが短くなるため、押し位置検出センサ１３１の製造が容易となり、また押し位置検出センサ１３１自体を小型化及び軽量化することが可能となる。
【００７５】
図１３（Ｃ）に示すように、変形例１１は、変形例９と比べると、複数の圧電フィルム１２１〜１２４の代わりに一枚の圧電フィルム１２５を備える。これにより、圧電フィルム１２５が一枚のみで構成されるため、押し位置検出センサ１３２の製造が容易となる。また、押し位置検出センサ１３２自体を小型化及び軽量化することが可能となる。
【００７６】
図１４（Ａ）は、第五実施形態に係る押し位置検出センサ１４０の第一電極４１及び第二電極４２〜４５を説明するための図である。図１４（Ｂ）は、第五実施形態に係る圧電フィルム１２１〜１２４を説明するための図である。図１４（Ｃ）は、第一電極４１及び第二電極４２〜４５における発生電圧と押圧操作を受ける位置との関係を説明するための図である。なお、図１４（Ｂ）においては、第一電極４１及び第二電極４２〜４５を省略している。また、第五実施形態に係る押し位置検出センサの説明において、変形例９と同様の構成については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。図１４（Ｃ）においては、説明の便宜上、第一電極、第二電極、及び圧電フィルムがさらにＹ方向に倍に増えた状態のものについて表している。
【００７７】
図１４（Ａ）に示すように、第五実施形態に係る押し位置検出センサ１４０においては、Ｙ方向のプラス方向に向かって、Ｙ−Ｚ平面における第二電極４２〜４５の面積が減少する構成である。なお、Ｙ方向のプラス方向に向かって、Ｙ−Ｚ平面における第二電極４２〜４５の面積が増加する構成であってもよい。
【００７８】
図１４（Ｂ）に示すように、押し位置検出センサ１４０においては、圧電フィルム１２１〜１２４は、交互に一軸延伸方向が異なる。すなわち、圧電フィルム１２１及び圧電フィルム１２３の一軸延伸方向（図１４（Ｂ）で示す矢印９０１）と、圧電フィルム１２２及び圧電フィルム１２４の一軸延伸方向（図１４（Ｂ）で示す矢印９０２）とは概ね９０度異なる。これにより、圧電フィルム１２１及び圧電フィルム１２３から出力される電圧と、圧電フィルム１２２及び圧電フィルム１２４から出力される電圧とは逆の極性となる。
【００７９】
圧電フィルム１２１〜１２４は、Ｙ軸方向に沿って交互に一軸延伸方向が異なる。このため、圧電フィルム１２１〜１２４が押圧操作により同様に変形すると、押圧位置がＹ方向のプラス方向に向かうにつれて、図１４（Ｃ）に示すように、第一電極４１から出力される電圧の大きさ（Ｅ１）は、概ね同様の変位を繰り返す。これに対して、第二電極４２〜４５から出力される電圧の大きさ（Ｅ２）は、押圧位置がＹ方向のプラス方向に向かうにつれて、徐々に変位が小さくなる。
【００８０】
したがって、これらの電圧の比（Ｅ１／Ｅ２、又はＥ２／Ｅ１）の変化から、Ｙ方向におけるいずれの方向へ押圧位置が移動しているかを検知することが可能となる。すなわち、押し位置検出センサ１４０においては、押圧操作において指等をスライドさせた場合に、そのスライド方向を検出することができる。なお、ここでは交流の信号が得られるため、センサの特性が温度変化によってドリフト変化した場合でも、その変化分を抽出し補正することで安定した信号強度を取得することができる。
【００８１】
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、第一実施形態に係る押し位置検出センサを備えた電子機器１の別の一例の平面図である。なお、電子機器１の別の一例においては、第一実施形態に係る押し位置検出センサを備えた電子機器１と同様の構成については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。また、圧電素子１０は説明のために透過してその位置を表している。
【００８２】
図１５（Ａ）に示すように、電子機器１５０は、リモートコントローラの操作パネルである。電子機器１５０としては、リモートコントローラ以外に、洗濯機、炊飯器等の操作パネルが挙げられる。
【００８３】
電子機器１５０は、複数の操作ボタン１５２、操作面１５３及び、２つの圧電素子１０を備える。操作ボタン１５２は、それぞれ操作面１５３の一区画であり、操作面１５３と同一平面上に設けられている。このため、操作面は平坦でありほこりなどのごみが溜まることなく衛生的に保つことができる。
【００８４】
圧電素子１０は、操作面１５３の操作される側の裏面に貼り付けられている。圧電素子１０は、複数の操作ボタン１５２を挟むようにＹ軸方向に隔てて、複数の操作ボタン１５２の形成されている領域の外側に配置されている。第三実施形態に係る押し位置検出センサと同様に、操作ボタン１５２のいずれかが押圧操作を受け付けると、２つの圧電素子１０からの出力によって、操作ボタン１５２のいずれが押圧操作を受け付けたかを検知することができる。
【００８５】
図１５（Ｂ）に示すように、電子機器１５１は、電子機器１５０と比べると、２つの圧電素子１０の配置がそれぞれ異なる。電子機器１５１において、圧電素子１０は、複数の操作ボタン１５２を挟むようにＹ軸方向に隔てて、複数の操作ボタン１５２の間に配置されている。
【００８６】
電子機器１５０のように、操作ボタン１５２の形成されている領域の端に圧電素子１０を配置する場合とくらべて、電子機器１５１の配置の場合、圧電素子１０間の距離を近づけることができる。例えば、電子機器１５０の操作面１５３の表面積が大きい場合、中心付近の操作ボタン１５２を操作すると、圧電素子１０が操作箇所から大きく離れるために、圧電素子１０で十分に変形を検知できないおそれがある。これに対して、電子機器１５１の配置の場合、圧電素子１０が操作ボタン１５２の間に配置されているため、変形する箇所の近くに圧電素子１０を配置することができるため、さらに検知精度を向上させることができる。なお、電子機器１５１において、圧電素子１０は２つに限られず、３以上であってもよい。これにより、さらに検知精度を向上させることができる。
【００８７】
なお、電子機器１５０において、圧電素子１０の数を増やして、電子機器１５１のように操作ボタン１５２を複数の操作ボタン１５２の間に配置してもよい。これにより、さらに検知精度を向上させることができる。
【００８８】
図１６（Ａ）は、第六実施形態に係る押し位置検出センサ１６０の第一電極１６１及び第二電極１６２を説明するための図である。図１６（Ｂ）及び図１６（Ｃ）は、第六実施形態に係る第一電極１６１及び第二電極１６２における発生電圧に基づいて算出した値と押圧操作を受け付ける位置との関係を説明するための図である。なお、押し位置検出センサ１６０において、第一電極１６１及び第二電極１６２のみを示す。
【００８９】
図１６（Ａ）に示すように、第六実施形態に係る押し位置検出センサ１６０は、第一電極１６１及び第二電極１６２を備える。第一電極１６１及び第二電極１６２は、それぞれＹ方向へ沿ってＺ方向の幅が変化する。第一電極１６１はＹ方向の増加する向きへ向かってＺ方向の幅が増加し、第二電極１６２はＹ方向の増加する向きへ向かってＺ方向の幅が減少する。第一電極１６１及び第二電極１６２は、互いにＺ方向の幅の和を一定に保つように、Ｙ方向へ沿って互いに増減する。このため、押し位置検出センサ１６０は、Ｙ方向へ沿っていずれの位置が押圧操作を受け付けても、第一電極１６１及び第二電極１６２から発生する電圧の和は一定である。
【００９０】
押し位置検出センサ１６０がユーザから押圧操作を受け付けると、第一電極１６１及び第二電極１６２は、それぞれ押圧操作を受け付けた位置に応じた電圧（Ｖ１及びＶ２）を出力する。押し位置検出センサ１６０は、第一電極１６１及び第二電極１６２が出力する値から、値１（Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２））、及び値２（Ｖ２／（Ｖ１＋Ｖ２））を算出する。
【００９１】
図１６（Ｂ）に示すように、押し位置検出センサ１６０において、押圧操作を受け付けた位置がＹ方向の増加する向きへ向かうほど、値１は増加する。これに対して、図１６（Ｃ）に示すように、押し位置検出センサ１６０において、押圧操作を受け付けた位置がＹ方向の増加する向きへ向かうほど、値２は減少する。このため、値１及び値２からいずれの位置が押圧操作を受け付けたかを判別することができる。なお、値１及び値２のうちいずれか一方から位置を判別してもよい。
【００９２】
ここで、押し位置検出センサ１６０において、押圧操作を受け付けた位置と得られる値１及び値２との関係を予め求めておく場合について説明する。例えば、押し位置検出センサ１６０が、図１６（Ａ）に示すＰ１においてユーザから押圧操作を受け付けた場合、図１６（Ｂ）に示すように、値１としてＣ１が得られる。また、同時に図１６（Ｃ）に示すように、値２としてＣ２が得られる。
【００９３】
得られたＣ１及びＣ２から、それぞれに対応する、押圧操作を受け付けた位置が得られる。得られた押圧位置が同一の場合、高い精度で押圧位置が得られたこととなる。これに対して、得られた押圧位置が異なる場合、平均することにより位置精度を高めることができる。これにより、押し位置検出センサ１６０の検出する誤差を抑制することができる。また、押圧位置が想定された値と大きくかけ離れている場合は、押し位置検出センサ１６０に不具合が生じたことを予想できる。
【００９４】
なお、実施形態において筐体２として直方体形状のものや、筐体７１として円錐形状のものを挙げたが、筐体２又は筐体７１の形状はこれに限らない。筐体２の形状として、例えば、円柱、多角柱、球体、多角錐等の他の形状が挙げられる。
【００９５】
最後に、本実施形態の説明は、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、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９６】
１，１５０，１５１…電子機器
２，７１…筐体
１０…圧電素子
１１，２１，２３，２５，２７，３１，３３，３５，３７，４１，８１，１１１，１１５，１６１…第一電極
１２，２２，２４，２６，２８，３２，３４，３６，３８，４２，４３，４４，４５，８２，１１２，１１６，１６２…第二電極
１３…基準電極
１４，１１４，１１７，１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，…圧電フィルム
１８…検出部
８３…第一突出部
８４…第二突出部
８０，１００，１０１，１０２，１２０，１３０，１３１，１３２，１４０，１６０…押し位置検出センサ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…区分
Ｙ…第二方向
Ｚ…第一方向
【図１】
2018225407.tif 000003
【図２】
2018225407.tif 000004
【図３】
2018225407.tif 000005
【図４】
2018225407.tif 000006
【図５】
2018225407.tif 000007
【図６】
2018225407.tif 000008
【図７】
2018225407.tif 000009
【図８】
2018225407.tif 000010
【図９】
2018225407.tif 000011
【図１０】
2018225407.tif 000012
【図１１】
2018225407.tif 000013
【図１２】
2018225407.tif 000014
【図１３】
2018225407.tif 000015
【図１４】
2018225407.tif 000016
【図１５】
2018225407.tif 000017
【図１６】
2018225407.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月26日(2019.9.26)
【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】
ユーザからの押圧操作により変形する圧電フィルムと、
前記圧電フィルムの第一主面に形成された第一電極と、
前記圧電フィルムの前記第一主面に形成された第二電極と、
前記圧電フィルムの第二主面に形成された基準電極と、
を備え、
前記第一電極及び前記第二電極は、第一方向に並んで配置され、
前記第一電極及び前記第二電極の前記第一方向における幅の差は、前記第一方向に垂直な第二方向に沿って互いに異なり、
前記第一電極は、前記第二方向へ沿って面積が一様である押し位置検出センサ。
【請求項２】
前記第一電極は、所定の区分毎に前記第一方向に突出する複数の第一突出部を備え、
前記第二電極は、所定の区分毎に前記第一方向に突出する複数の第二突出部を備え、
前記第一突出部はそれぞれ同一の面積を有し、
前記第二突出部は前記第二方向へ沿って各第二突出部の面積が増加又は減少し、
前記第一突出部及び前記第二突出部は交互に前記第二方向へ沿って並ぶ請求項１に記載の押し位置検出センサ。
【請求項３】
前記第二電極から出力される第二電圧に対する、前記第一電極から出力される第一電圧の比を算出することにより、前記圧電フィルムの押圧操作により変形する位置を検出する検出部を備えた請求項１又は２に記載の押し位置検出センサ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の押し位置検出センサを備える電子機器。
【国際調査報告】
2018225407.tif 000019
2018225407.tif 000020