(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧力に応じた出力電圧を発生する圧電センサと、
タッチ面上の操作入力された位置に基づいた位置検出信号を出力するタッチセンサと、
前記圧電センサの出力電圧に基づいて押圧力を検出する押圧力検出部と、
を備えたタッチ式操作入力装置であって、
前記押圧力検出部は、
前記タッチセンサからの前記位置検出信号に基づいて一定の操作入力があったことを示す検出結果が得られない時には、押圧力検出用の基準電圧を前記圧電センサの前記出力電圧に一致させ、
前記タッチセンサからの前記位置検出信号に基づいて一定の操作入力があったことを示す検出結果が得られた時には、前記基準電圧を固定し、前記圧電センサの前記出力電圧と前記固定した基準電圧との電圧の差から押圧力を検出する、タッチ式操作入力装置。
【請求項２】
前記押圧力検出部は、
前記タッチセンサからの前記位置検出信号が表すタッチ面上の位置が所定時間以上同じである時に、前記一定の操作入力があったことを示す検出結果が得られたものと判断する、請求項１に記載のタッチ式操作入力装置。
【請求項３】
前記押圧力検出部は、
前記タッチセンサからの前記位置検出信号を検出していない時に、押圧力検出を停止し、
前記タッチセンサからの前記位置検出信号を検出した時に、押圧力検出を開始する、請求項１または請求項２に記載のタッチ式操作入力装置。
【請求項４】
前記押圧力検出部は、
タッチセンサからの前記位置検出信号が表すタッチ面上の位置に応じて、前記出力電圧から検出する押圧力を補正する、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタッチ式操作入力装置。
【請求項５】
前記押圧力検出部は、
前記位置検出信号が表すタッチ面上の位置と、タッチ面の中心との距離に基づいて、前記中心から離間するほど前記押圧力に対する感度を高くする補正を行う、請求項４に記載のタッチ式操作入力装置。
【請求項６】
前記圧電センサと前記タッチセンサは、
互いに対向する第１主面と第２主面を備えた平膜状の圧電フィルムと、
該圧電フィルムの少なくとも前記第１主面または前記第２主面に形成された静電容量検出用電極と、
前記圧電フィルムの前記第１主面および前記第２主面に形成された圧電電圧検出用電極と、を備える、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のタッチ式操作入力装置。
【請求項７】
前記圧電フィルムは、少なくとも一軸方向に延伸処理を行ったポリ乳酸からなる、請求項６に記載のタッチ式操作入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指等で操作入力された位置と当該操作時の押し込み量とを検出するタッチ式操作入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操作者が指等で平面状の操作面をタッチすることで、当該タッチ位置とタッチ時の押し込み量とを同時に検出するタッチ式操作入力装置が各種考案されている。【０００３】
例えば、特許文献１には、平板状の感圧センサと、タッチ位置を検出するタッチパネルとを密着させて重ね合わせた構造のタッチ式操作入力装置が記載されている。このタッチ入力装置では、タッチ位置は、タッチパネルで検出される。押し込み量は、タッチパネルとは別体で形成され、当該タッチパネルに重ねられた感圧センサで検出される。【０００４】
このようなタッチ式操作入力装置において、感圧センサに圧電素子を用いた場合、押し込み量を検出するために、圧電素子に所定バイアスの基準電圧を印加したり、圧電素子に出力電圧をオペアンプ等の増幅回路で増幅したりする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−６１５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のように、圧電素子に所定バイアスを印加したり、増幅回路で出力電圧を増幅すると、外部からのノイズ等による外乱によって、基準電圧が不安定になってしまう。【０００７】
このため、実際に操作者がタッチパネルを押した場合に、真の押圧力に応じた出力電圧が得られているとは限らない。【０００８】
したがって、本発明の目的は、外乱による基準電圧の不安定さの影響を受けることなく、操作者が押した押圧力を正確に検出することができるタッチ式操作入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、押圧力に応じた出力電圧を発生する圧電センサと、タッチ面上の操作入力された位置を検出し、位置検出信号を出力するタッチセンサと、圧電センサの出力電圧に基づいて押圧力を検出する押圧力検出部を備えたタッチ式操作入力装置に関するものであって、次に示す特徴を有する。この押圧力検出部は、タッチセンサからの前記位置検出信号に基づいて一定の操作入力があったことを示す検出結果が得られない時には、押圧力検出用の基準電圧を圧電センサの前記出力電圧に一致させる。押圧力検出部は、タッチセンサからの前記位置検出信号に基づいて一定の操作入力があったことを示す検出結果が得られた時には、基準電圧を固定し、出力電圧と固定した基準電圧との電圧の差から押圧力を検出する。
【００１０】
この構成では、タッチ式操作入力装置の所定位置に対して、一定の押圧力が加わったタイミングで基準電圧が固定され、押圧力が検出される。これにより、外乱による基準電圧の不安定さを抑制した状態で、押圧力の検出が行われる。【００１１】
また、この発明のタッチ式操作入力装置では、押圧力検出部は、タッチセンサからの押圧位置を表す出力信号が所定時間以上同じである時に、一定の操作入力があったことを示す検出結果が得られたものと判断することが好ましい。【００１２】
この構成では、タッチ面を誤って触ってしまった場合や、タッチ面上の操作位置を移動させながらタッチ面を触った場合には押圧力の検出が行われない。これにより、押圧力の検出が必要な時にのみ、押圧力を検出することができる。【００１３】
また、この発明のタッチ式操作入力装置では、次に構成であることが好ましい。押圧力検出部は、タッチセンサからの押圧位置を表す出力信号を検出していない時に、押圧力検出を停止する。押圧力検出部は、タッチセンサからの押圧位置を表す出力信号を検出した時に、押圧力検出を開始する。【００１４】
この構成では、操作入力が行われていない間は、押圧力検出部がスリープモードとなり、操作入力が行われると押圧力検出部が起動する。これにより、タッチ式操作入力装置を省電力化できる。【００１５】
また、この発明のタッチ式操作入力装置では、押圧力検出部は、タッチセンサからの押圧位置を表す出力信号の示すタッチ面上の位置に応じて、出力電圧から検出する押圧力を補正することもできる。【００１６】
この構成では、押圧力に対する圧電センサの曲がり量がタッチ面の位置に応じて異なることに起因する押圧力検出値の誤差を補正することができる。【００１７】
また、この発明のタッチ式操作入力装置では、押圧力検出部は、押圧位置を表す出力信号の示すタッチ面上の位置とタッチ面の中心との距離に基づいて、中心から離間するほど押圧力に対する感度を高くする補正を行うことが好ましい。【００１８】
この構成では、タッチ面上のタッチ位置によらず、押圧力をより正確に検出することができる。【００１９】
また、この発明のタッチ式操作入力装置は、次の構成であることが好ましい。圧電センサとタッチセンサは、互いに対向する第１主面と第２主面を備えた平膜状の圧電フィルムと、該圧電フィルムの少なくとも第１主面または第２主面に形成された静電容量検出用電極と、圧電フィルムの第１主面および第２主面に形成された圧電電圧検出用電極と、を備える。【００２０】
この構成では、圧電センサとタッチセンサを、１枚の圧電フィルムと該圧電フィルムに形成する電極とによって形成できる。これにより、圧電センサとタッチセンサとを一体化し、薄型化することができる。【００２１】
また、この発明のタッチ式操作入力装置では、圧電フィルムは、少なくとも一軸方向に延伸処理を行ったポリ乳酸からなることが好ましい。【００２２】
この構成では、上記圧電フィルムに好適な材料例を示している。延伸することにより所定の方向に対する分子配向度を高くしたポリ乳酸は、圧電定数が高いため、圧電フィルムにポリ乳酸を用いれば、タッチによる押し込み量の検出感度が高く、タッチによる静電容量の変化の検出感度も高くできる。【００２３】
さらに、ポリ乳酸は、内部ヘイズ値が極めて小さく、全光線透過率が高いので、透光性の高いタッチ式操作入力装置も実現できる。そして、ポリ乳酸は、焦電性がないため、指等がタッチ表面に触れた際に体温が伝わっても、押し込み量（押圧力）の検出に影響を与えない。したがって、圧電フィルムとしてポリ乳酸を用いた場合、ＰＶＤＦ等の焦電性を有する圧電フィルムを用いた場合と比較して、体温による補正を行う必要が無い。もしくは、体温が圧電フィルムに伝達されないような複雑な機構を付与する必要が無い。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、操作者が押した押圧力を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のタッチ式操作入力装置１のブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る押圧力検出部３の処理フローを示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態に係る押圧力検出部３による処理を行った場合の各電圧の変化を示す図である。
【図４】押圧力検出部３の操作入力検出フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明のタッチパネル１０の平面図および複数の断面図である。
【図６】本発明のタッチパネル１０の第１主面１００ＳＴの平面図である。
【図７】本発明のタッチパネル１０の第２主面１００ＳＢの平面図である。
【図８】本発明のタッチパネル１０の押し込み量検出機能を説明するための図である。
【図９】本発明のタッチパネル１０の押し込み量の出力電圧の波形図、および出力電圧と押し込み量との相関を示すグラフである。
【図１０】第２の実施形態に係る押圧力検出部３の処理フローを示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施形態に係る押圧力検出部３で実行される押圧力補正処理の概念を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係るタッチ式操作入力装置１について、図を参照して説明する。図１は本発明のタッチ式操作入力装置１のブロック図である。
【００２７】
タッチ式操作入力装置１は、タッチパネル１０、圧電センサ用駆動電圧印加部２Ａ、タッチセンサ用駆動電圧印加部２Ｂ、押圧力検出部３を備える。
【００２８】
タッチパネル１０は、圧電センサ１０Ｐとタッチセンサ１０Ｄとが１枚の圧電フィルム１００を用いて一体形成されてなる。圧電センサ用駆動電圧印加部２Ａは、圧電センサ１０Ｐに対して所定の駆動電圧を印加する。この駆動電圧により、圧電センサ１０Ｐの基準電圧が決定する。タッチセンサ用駆動電圧印加部２Ｂは、タッチセンサ１０Ｄに対して所定の検出用電圧を印加する。
【００２９】
圧電センサ１０Ｐは、好適となる詳細な構造は後述するが、ポリ乳酸（ＰＬＡ）からなる圧電フィルム１００の第１主面に形成された圧電電圧検出用電極と、第２主面に形成された圧電電圧検出用電極とを備える。圧電センサ１０Ｐは、タッチパネル１０に押圧力が加わり、タッチパネル１０の微少な撓みにより圧電フィルム１００が伸長（もしくは圧縮）されると、第１主面の圧電電圧検出用電極と、第２主面の圧電電圧検出用電極との間に、変位量に応じた出力電圧が発生して、出力する。
【００３０】
タッチセンサ１０Ｄも、好適となる詳細な構造は後述するが、ポリ乳酸（ＰＬＡ）からなる圧電フィルム１００の第１主面に形成された静電容量検出用電極と、第２主面に形成された静電容量検出用電極とを備える。タッチセンサ１０Ｄは、操作者が指で保護層３０の所定位置をタッチした際に生じる第１主面と第２主面にそれぞれ形成された静電容量検出用電極間での電流変化を検出し、位置検出信号を出力する。
【００３１】
押圧力検出部３は、圧電センサ１０Ｐからの出力電圧とタッチセンサ１０Ｄからの位置検出信号とに基づいて、タッチパネル１０に対する押圧力Ｐを検出する。なお、図示していないが、タッチ式操作入力装置１は、タッチセンサ１０Ｄからの位置検出信号に基づいて、タッチ位置を検出する機能部も備えている。
【００３２】
次に、押圧力検出部３のより具体的な処理について説明する。図２は押圧力検出部３の処理フローを示すフローチャートである。図３は押圧力検出部３による処理を行った場合の各電圧の変化を示す図である。
【００３３】
押圧力検出部３は、タッチセンサ１０Ｄからの位置検出信号をモニタすることで、タッチセンサ１０Ｄによる操作入力の有無を検出する（Ｓ１０１）。押圧力検出部３は、位置検出信号を取得できず、操作入力無しと判断すると（Ｓ１０２：ＮＯ）、図３の期間Ｔａに示すように、押圧力検出用の基準電圧Ｖｒｅｆを、圧電センサ１０Ｐの出力電圧Ｖｐに追随させる（Ｓ１０３）。言い換えれば、押圧力検出部３は、入力される圧電センサ１０Ｐの出力電圧Ｖｐに一致させるように、常に基準電圧Ｖｒｅｆを変動させる。
【００３４】
押圧力検出部３は、位置検出信号を取得し、操作入力有りと判断すると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、図３の期間Ｔｂに示すように、押圧力検出用の基準電圧Ｖｒｅｆを固定する（Ｓ１０４）。この際、押圧力検出部３は、基準電圧Ｖｒｅｆを、操作入力有りと判断したタイミングでの出力電圧Ｖｐに一致させて固定する。もしくは、押圧力検出部３は、基準電圧Ｖｒｅｆを、操作入力有りと判断したタイミングの直前に取得した出力電圧Ｖｐに一致させて固定する。
【００３５】
押圧力検出部３は、基準電圧Ｖｒｅｆを固定すると、圧電センサ１０Ｐの出力電圧Ｖｐを取得する。押圧力検出部３は、出力電圧Ｖｐから基準電圧Ｖｒｅｆを差分し、押圧力検出電圧Ｖｏｕｔを算出する。押圧力検出部３は、予め記憶した押圧力検出電圧Ｖｏｕｔと押圧力Ｐとの関係テーブルもしくは関係式を用いて、算出した押圧力検出電圧Ｖｏｕｔから押圧力Ｐを算出する（Ｓ１０５）。
【００３６】
なお、図３の期間Ｔｃに示すように、操作入力が解除され、押圧力検出部３が位置検出信号を取得できず、操作入力無しと判断すると、押圧力検出部３は、基準電圧Ｖｒｅｆを再び圧電センサ１０Ｐの出力電圧Ｖｐに追随させる。
【００３７】
このような処理を行うことで、図３の期間Ｔａに示すように、タッチパネル１０が操作されていない時には、外部環境の変化に応じて基準電圧Ｖｒｅｆが適応する。そして、図３の期間Ｔｂに示すように、タッチパネル１０が操作された時に基準電圧Ｖｒｅｆが固定され、出力電圧Ｖｐとの差から押圧力Ｐを検出することができる。
【００３８】
これにより、外乱の影響を受けて基準電圧Ｖｒｅｆがばらつくことによる押圧力検出電圧Ｖｏｕｔの誤差成分を抑圧することができる。したがって、押圧力検出電圧Ｖｏｕｔを高精度に検出でき、押圧力Ｐを高精度に検出することができる。
【００３９】
なお、この際、例えば、圧電センサ１０Ｐの後段に接続するオペアンプの入力インピーダンスを非常に高く保持する構造や、圧電センサ１０Ｐにキャパシタを並列接続する構造を用いることで、押圧力Ｐに応じた出力電圧Ｖｐの保持時間を長くすることができ、押圧力検出電圧Ｖｏｕｔを算出しやすくなる。
【００４０】
ところで、タッチパネル１０に操作入力を行う際に、ある程度の押圧力を与えず、タッチ面をなぞるだけの場合もある。例えば、マウスのポインタを移動させるような状況が、この状況に該当する。このような場合、タッチ面をなぞったことを検出して基準電圧Ｖｒｅｆを固定するよりも、タッチ面をなぞる場合には基準電圧Ｖｒｅｆを出力電圧Ｖｐに追随させた方が、好適な時もある。この場合、例えば、操作入力の有無の判断処理を次の図４に示すフローに基づいて行うとよい。図４は押圧力検出部３の操作入力検出フローを示すフローチャートである。
【００４１】
押圧力検出部３は、タッチセンサ１０Ｄからの位置検出信号をモニタすることで、タッチセンサ１０Ｄによる操作入力の有無を検出する。押圧力検出部３は、位置検出信号を検出できなければ（Ｓ１１１：ＮＯ）、位置検出信号のモニタを継続する。押圧力検出部３は、位置検出信号を検出すると（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、当該位置検出信号からタッチセンサ１０Ｄ上のタッチ面における押圧位置を検出する。
【００４２】
押圧力検出部３は、この処理を継続し、予め設定した所定時間以上、同じ押圧位置を検出できれば（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、押圧力検出用の操作トリガを発生する（Ｓ１１３）。押圧力検出部３は、押圧力検出用の操作トリガを得られると、図２に示したフローにしたがって、押圧力Ｐを検出する。押圧力検出部３は、同じ押圧位置を検出した継続時間が、前記予め設定した所定時間に満たなければ（Ｓ１２２：ＮＯ）、位置検出信号のモニタを継続する。なお、前記「同じ押圧位置」とは、位置検出座標が所定の範囲内にとどまることを意味する。
【００４３】
このような処理を実行することで、タッチ面をなぞった場合には基準電圧Ｖｒｅｆが押圧力検出電圧Ｖｏｕｔに追随するために押圧力が検知されない。したがって、操作者がタッチ面を意図的に押圧した時にのみ、基準電圧Ｖｒｅｆが固定され、押圧力検出電圧Ｖｏｕｔを高精度に検出することができる。なお、このような処理を実行すれば、意図せず（誤って）、タッチ面を押圧した場合にも、基準電圧Ｖｒｅｆが固定されない。
【００４４】
なお、押圧力検出部３において、押圧力検出用の操作トリガを得ていない場合には、押圧力の検出そのものの動作を行わないというソフトウエア的な処理を行うようにしてもよい。
【００４５】
次に、上述のタッチ式操作入力装置１に、より好適となるタッチパネル１０の構成について、図５から図９を参照して説明する。
【００４６】
図５は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパネル１０の平面図と、当該平面図におけるＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図、Ｃ−Ｃ’断面図、Ｄ−Ｄ’断面図である。図６は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパネル１０の第１主面１００ＳＴの平面図である。図７は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパネル１０の第２主面１００ＳＢの平面図である。なお、図６、図７は、第１主面１００ＳＴ、第２主面１００ＳＢを、第１主面１００ＳＳＴ側から見た図である。なお、図５、図６、図７の電極パターンは一例であり、第１線状電極、第２線状電極、第３線状電極および第４線状電極の配設個数はこれに限るものではなく、タッチパネルの仕様に応じて、これらの個数は適宜決定されている。
【００４７】
タッチパネル１０は、圧電フィルム１００、保護層３０，４０、後述するパターンで形成された圧電検出用電極および静電容量検出用電極を備える。
【００４８】
圧電フィルム１００は、互いに対向する第１主面１００ＳＴと第２主面１００ＳＢを備える矩形状の平膜からなる。圧電フィルム１００は、一軸延伸されたポリ乳酸（ＰＬＡ）によって形成されている。
【００４９】
ＰＬＡは、キラル高分子であり、主鎖が螺旋構造を有する。ＰＬＡ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ＰＬＡの圧電定数は、高分子中で非常に高い部類に属する。
【００５０】
なお延伸倍率は３〜８倍程度が好適である。延伸後に熱処理を施すことにより、ＰＬＡの延びきり鎖結晶の結晶化が促進され圧電定数が向上する。尚、二軸延伸した場合はそれぞれの軸の延伸倍率を異ならせることによって一軸延伸と同様の効果を得ることが出来る。例えばある方向をＸ軸としてその方向に８倍、その軸に直交するＹ軸方向に２倍の延伸を施した場合、圧電定数に関してはおよそＸ軸方向に４倍の一軸延伸を施した場合とほぼ同等の効果が得られる。単純に一軸延伸したフィルムは延伸軸方向に沿って裂け易いため、前述したような二軸延伸を行うことにより幾分強度を増すことが出来る。
【００５１】
また、ＰＬＡ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ＰＬＡ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。このため、ＰＬＡ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、ＰＬＡの圧電定数は経時的に極めて安定している。なお、ポリ乳酸（ＰＬＡ）にはＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）とＤ型ポリ乳酸（ＰＤＬＡ）があるが、製造コスト等の点からＰＬＬＡを用いるのが好ましい。
【００５２】
また、ＰＬＬＡは比誘電率が約２．５と非常に低いため、ｄを圧電定数とし、εＴを誘電率とすると、圧電出力定数（＝圧電ｇ定数、ｇ＝ｄ／εＴ）が大きな値となる。
【００５３】
ここで、誘電率ε３３Ｔ＝１３×ε０，圧電定数ｄ３１＝２５ｐＣ／ＮのＰＶＤＦの圧電ｇ定数は、上述の式から、ｇ３１＝０．２１７２Ｖｍ／Ｎとなる。一方、圧電定数ｄ１４＝１０ｐＣ／ＮであるＰＬＬＡの圧電ｇ定数をｇ３１に換算して求めると、ｄ１４＝２×ｄ３１であるので、ｄ３１＝５ｐＣ／Ｎとなり、圧電ｇ定数は、ｇ３１＝０．２２５８Ｖｍ／Ｎとなる。したがって、圧電定数ｄ１４＝１０ｐＣ／ＮのＰＬＬＡで、ＰＶＤＦと同様の押し込み量の検出感度を十分に得ることができる。そして、本願発明の発明者らは、ｄ１４＝１５〜２０ｐＣ／ＮのＰＬＬＡを実験的に得ており、当該ＰＬＬＡを用いることで、さらに非常に高感度に押し込み量を検出することが可能になる。
【００５４】
このような特性を有するＰＬＬＡからなる圧電フィルム１００の第１主面１００ＳＴには、静電容量検出用電極となる複数の第１線状電極１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆと、押圧力検出用電極となる第３線状電極１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇ，１３Ｈ，１３Ｉ，１３Ｊ，１３Ｋ，１３Ｌが図５，図６に示すようなパターンで形成されている。これら複数の第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆと、線状電極１３Ａ〜１３Ｌは、ＩＴＯ、ＺｎＯ、銀ナノワイヤ、ポリチオフェンを主成分とする有機電極、ポリアニリンを主成分とする有機電極のいずれかを用いるのが好適である。これらの材料を用いることで、透光性の高い電極パターンを形成できる。尚、透明性が必要とされない場合には銀ペーストにより形成された電極や、蒸着やスパッタ、あるいはメッキなどにより形成された金属系の電極を用いることもできる。
【００５５】
複数の第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆは、同じ形状からなる。具体的に、例えば、第１線状電極１１Ａは、複数の幅広部１１１と複数の幅狭部１１２と一対の端部用の幅広部１１３を備える。各幅広部１１１は、正方形からなる。幅狭部１１２は幅に対して長さの長い矩形状からなる。端部用の幅広部１１３は、略二等辺三角形からなる。複数の幅広部１１１と複数の幅狭部１１２は、第１線状電極１１Ａの延びる方向に沿って、交互に並ぶように接続されている。この際、各幅広部１１１は、正方形の対角線と幅狭部１１２に対する接続方向とが平行になるように、幅狭部１１２に接続される。さらに、各幅広部１１１は、当該対角線を形成する一対の頂角で、幅狭部１１２に接続される。
【００５６】
第１線状電極１１Ａの延びる方向の両端には、端部用の幅広部１１３が備えられている。複数の幅広部１１１と複数の幅狭部１１２とからなる連続の電極パターンの両端は、幅狭部１１２によって端部用の幅広部１１３へ接続されている。この際、端部用の幅広部１１３は、二等辺三角形の頂角で幅狭部１１２に接続されている。
【００５７】
複数の第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆは、圧電フィルム１００の第１主面１００ＳＴにおける第１方向に沿って延びるように形成されている。複数の第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆは、第１主面１００ＳＴにおける前記第１方向と直交する第２方向に沿って、所定間隔をおいて形成されている。この際、複数の第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆは、それぞれの幅広部１１１が第１方向に沿った同じ位置となるように、言い換えれば、それぞれに幅広部１１１が第２方向に沿って配列されるように、形成されている。
【００５８】
ここで、第１方向と第２方向は、圧電フィルム１００の一軸延伸方向９００に対して略４５°の角度を成す方向に設定されている。略４５°とは、例えば４５°±１０°程度を含む角度をいう。これらの角度は、変位センサの用途に基づき、曲げの検知精度など全体の設計に応じて、適宜決定されるべき設計事項である。
【００５９】
複数の第３線状電極１３Ａ〜１３Ｌは、第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆの外径形状に沿う形状で、当該第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆから離間して形成されている。
【００６０】
具体的には、第３線状電極１３Ａは、第１線状電極１１Ａにおける第１線状電極１１Ｂと反対側の外径形状に沿って、当該第１線状電極１１Ａから離間して形成されている。
【００６１】
第３線状電極１３Ｂは、第１線状電極１１Ａにおける第１線状電極１１Ｂ側の外径形状に沿って、当該第１線状電極１１Ａから離間して形成されている。第３線状電極１３Ｃは、第１線状電極１１Ｂにおける第１線状電極１１Ａ側の外径形状に沿って、当該第１線状電極１１Ｂから離間して形成されている。第３線状電極１３Ｂ，１３Ｃは、第１線状電極の幅広部１１１および端部の幅広部１１３の角部付近で互いに接続している。
【００６２】
第３線状電極１３Ｄは、第１線状電極１１Ｂにおける第１線状電極１１Ｃ側の外径形状に沿って、当該第１線状電極１１Ｂから離間して形成されている。第３線状電極１３Ｅは、第１線状電極１１Ｃにおける第１線状電極１１Ｂ側の外径形状に沿って、当該第１線状電極１１Ｃから離間して形成されている。第３線状電極１３Ｄ，１３Ｅは、第１線状電極の幅広部１１１および端部の幅広部１１３の角部付近で互いに接続している。
【００６３】
第３線状電極１３Ｆは、第１線状電極１１Ｃにおける第１線状電極１１Ｄ側の外径形状に沿って、当該第１線状電極１１Ｃから離間して形成されている。第３線状電極１３Ｇは、第１線状電極１１Ｄにおける第１線状電極１１Ｃ側の外径形状に沿って、当該第１線状電極１１Ｄから離間して形成されている。第３線状電極１３Ｆ，１３Ｇは、第１線状電極の幅広部１１１および端部の幅広部１１３の角部付近で互いに接続している。
【００６４】
第３線状電極１３Ｈは、第１線状電極１１Ｄにおける第１線状電極１１Ｅ側の外径形状に沿って、当該第１線状電極１１Ｄから離間して形成されている。第３線状電極１３Ｉは、第１線状電極１１Ｅにおける第１線状電極１１Ｄ側の外径形状に沿って、当該第１線状電極１１Ｅから離間して形成されている。第３線状電極１３Ｈ，１３Ｉは、第１線状電極の幅広部１１１および端部の幅広部１１３の角部付近で互いに接続している。
【００６５】
第３線状電極１３Ｊは、第１線状電極１１Ｅにおける第１線状電極１１Ｆ側の外径形状に沿って、当該第１線状電極１１Ｅから離間して形成されている。第３線状電極１３Ｋは、第１線状電極１１Ｆにおける第１線状電極１１Ｅ側の外径形状に沿って、当該第１線状電極１１Ｆから離間して形成されている。第３線状電極１３Ｊ，１３Ｋは、第１線状電極の幅広部１１１および端部の幅広部１１３の角部付近で互いに接続している。
【００６６】
第３線状電極１３Ｌは、第１線状電極１１Ｆにおける第１線状電極１１Ｅと反対側の外径形状に沿って、当該第１線状電極１１Ｆから離間して形成されている。
【００６７】
第３線状電極１３Ａ〜１３Ｋは、引き回し電極１４によってまとめられており、外部回路へ接続されている。第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆは、それぞれ個別に引き回し電極１２Ａ〜１２Ｆに接続され、当該引き回し電極１２Ａ〜１２Ｆを介して外部回路へ接続される。これら引き回し電極１２Ａ〜１２Ｆ，１４は、第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆと第３線状電極１３Ａ〜１３Ｋの形成領域よりも外側に形成されている。さらに、引き回し電極１２Ａ〜１２Ｆは第１方向の一方端に形成され、引き回し電極１４は第１方向の他方端に形成されている。
【００６８】
また、圧電フィルム１００の第２主面１００ＳＢには、静電容量検出用電極となる複数の第２線状電極２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆと、押圧力検出用電極となる第４線状電極２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ，２３Ｆ，２３Ｇ，２３Ｈ，２３Ｉ，２３Ｊ，２３Ｋ，２３Ｌが図１，図３に示すようなパターンで形成されている。これら複数の第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆと線状電極２３Ａ〜２３Ｌも、ＩＴＯ、ＺｎＯ、銀ナノワイヤ、ポリチオフェンを主成分とする有機電極、ポリアニリンを主成分とする有機電極のいずれかを用いるのが好適である。これらの材料を用いることで、透光性の高い電極パターンを形成できる。尚、透明性が必要とされない場合には銀ペーストにより形成された電極や、蒸着やスパッタ、あるいはメッキなどにより形成された金属系の電極を用いることもできる。
【００６９】
複数の第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆは、同じ形状からなる。具体的に、例えば、第２線状電極２１Ａは、複数の幅広部２１１と複数の幅狭部２１２と一対の端部用の幅広部２１３を備える。各幅広部２１１は、正方形からなる。幅狭部２１２は幅に対して長さの長い矩形状からなる。端部用の幅広部２１３は、略二等辺三角形からなる。複数の幅広部２１１と複数の幅狭部２１２は、第２線状電極２１Ａの延びる方向に沿って、交互に並ぶように接続されている。この際、各幅広部２１１は、正方形の対角線と幅狭部２１２に対する接続方向とが平行になるように、幅狭部２１２に接続される。さらに、各幅広部２１１は、当該対角線を形成する一対の頂角で、幅狭部２１２に接続される。
【００７０】
第２線状電極２１Ａの延びる方向の両端には、端部用の幅広部２１３が備えられている。複数の幅広部２１１と複数の幅狭部２１２とからなる連続の電極パターンの両端は、幅狭部２１２によって端部用の幅広部２１３へ接続されている。この際、端部用の幅広部２１３は、二等辺三角形の頂角で幅狭部２１２に接続されている。
【００７１】
複数の第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆは、圧電フィルム１００の第２主面１００ＳＢにおける第２方向に沿って延びるように形成されている。複数の第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆは、第２主面１００ＳＢにおける前記第２方向と直交する第１方向に沿って、所定間隔をおいて形成されている。この際、複数の第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆは、それぞれの幅広部２１１が第２方向に沿った同じ位置となるように、言い換えれば、それぞれに幅広部２１１が第１方向に沿って配列されるように、形成されている。
【００７２】
また、複数の第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆは、それぞれの幅広部２２１が圧電フィルム１００を介して第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆの幅広部１１１と対向しないように、形成されている。言い換えれば、第１主面１００ＳＴ側から見て、複数の第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆを構成する各幅広部２２１が、第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆを構成する各幅広部１１１に重ならないように、第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆは形成されている。さらに別の表現をすれば、複数の第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆおよび複数の第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆは、幅狭部１１２，２１２の部分でのみ圧電フィルム１００を介して対向している。
【００７３】
さらには、第１主面１００ＳＴ側から見て、複数の第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆを構成する各幅広部２２１と、第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆを構成する各幅広部１１１との間に所定の幅の隙間ができるように、第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆおよび第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆは形成されている。そして、この隙間の幅は、上述の第１主面１００ＳＴに形成される線状電極１３Ａ〜１３Ｋが、第１主面１００ＳＴ側から見て隙間内に収まるように、設定されている。
【００７４】
複数の第４線状電極２３Ａ〜２３Ｌは、第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆの外径形状に沿う形状で、当該第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆから離間して形成されている。
【００７５】
具体的には、第４線状電極２３Ａは、第２線状電極２１Ａにおける第２線状電極２１Ｂと反対側の外径形状に沿って、当該第２線状電極２１Ａから離間して形成されている。
【００７６】
第４線状電極２３Ｂは、第２線状電極２１Ａにおける第２線状電極２１Ｂ側の外径形状に沿って、当該第２線状電極２１Ａから離間して形成されている。第４線状電極２３Ｃは、第２線状電極２１Ｂにおける第２線状電極２１Ａ側の外径形状に沿って、当該第２線状電極２１Ｂから離間して形成されている。第４線状電極２３Ｂ，２３Ｃは、第２線状電極の幅広部２１１および端部の幅広部２１３の角部付近で互いに接続している。
【００７７】
第４線状電極２３Ｄは、第２線状電極２１Ｂにおける第２線状電極２１Ｃ側の外径形状に沿って、当該第２線状電極２１Ｂから離間して形成されている。第４線状電極２３Ｅは、第２線状電極２１Ｃにおける第２線状電極２１Ｂ側の外径形状に沿って、当該第２線状電極２１Ｃから離間して形成されている。第４線状電極２３Ｄ，２３Ｅは、第２線状電極の幅広部２１１および端部の幅広部２１３の角部付近で互いに接続している。
【００７８】
第４線状電極２３Ｆは、第２線状電極２１Ｃにおける第２線状電極２１Ｄ側の外径形状に沿って、当該第２線状電極２１Ｃから離間して形成されている。第４線状電極２３Ｇは、第２線状電極２１Ｄにおける第２線状電極２１Ｃ側の外径形状に沿って、当該第２線状電極２１Ｄから離間して形成されている。第４線状電極２３Ｆ，２３Ｇは、第２線状電極の幅広部２１１および端部の幅広部２１３の角部付近で互いに接続している。
【００７９】
第４線状電極２３Ｈは、第２線状電極２１Ｄにおける第２線状電極２１Ｅ側の外径形状に沿って、当該第２線状電極２１Ｄから離間して形成されている。第４線状電極２３Ｉは、第２線状電極２１Ｅにおける第２線状電極２１Ｄ側の外径形状に沿って、当該第２線状電極２１Ｅから離間して形成されている。第４線状電極２３Ｈ，２３Ｉは、第２線状電極の幅広部２１１および端部の幅広部２１３の角部付近で互いに接続している。
【００８０】
第４線状電極２３Ｊは、第２線状電極２１Ｅにおける第２線状電極２１Ｆ側の外径形状に沿って、当該第２線状電極２１Ｅから離間して形成されている。第４線状電極２３Ｋは、第２線状電極２１Ｆにおける第２線状電極２１Ｅ側の外径形状に沿って、当該第２線状電極２１Ｆから離間して形成されている。第４線状電極２３Ｊ，２３Ｋは、第２線状電極の幅広部２１１および端部の幅広部２１３の角部付近で互いに接続している。
【００８１】
第４線状電極２３Ｌは、第２線状電極２１Ｆにおける第２線状電極２１Ｅと反対側の外径形状に沿って、当該第２線状電極２１Ｆから離間して形成されている。
【００８２】
そして、第２主面１００ＳＢに形成された第４線状電極２３Ａ〜２３Ｌと第１主面１００ＳＴに形成された第３線状電極１３Ａ〜１３Ｋは、幅広部２１１，２１３と幅広部１１１，１１３との間に生じる第１主面１００ＳＴ側から見た隙間において、略全長に亘り、圧電フィルム１００を介して、互いに対向するように形成されている。
【００８３】
例えば、図５に示すように、第４線状電極２３Ａは、第２線状電極２１Ａの端部用の幅広部２１３と第１線状電極１１Ａの端部用の幅広部１１３との間において、第３線状電極１３Ａに対向する。また、第４線状電極２３Ａは、第２線状電極２１Ａの幅広部２１１と第１線状電極１１Ａ，１１Ｂの端部用の幅広部１１３との間において、それぞれ第３線状電極１３Ｂ，１３Ｃに対向する。
【００８４】
なお、図５に示すように、第４線状電極２３Ａの他の箇所も同様に、第３線状電極１３Ｄ〜１３Ｌに対向し、他の第４線状電極２３Ｂ〜２３Ｌも、それぞれ第３線状電極１３Ａ〜１３Ｌに対向する。
【００８５】
第４線状電極２３Ａ〜２３Ｋは、引き回し電極２４によってまとめられており、外部回路へ接続されている。第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆは、それぞれ個別に引き回し電極２２Ａ〜２２Ｆに接続され、当該引き回し電極２２Ａ〜２２Ｆを介して外部回路へ接続される。これら引き回し電極２２Ａ〜２２Ｆ，２４は、第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆと第４線状電極２３Ａ〜２３Ｋの形成領域よりも外側に形成されている。さらに、引き回し電極２２Ａ〜２２Ｆは第２方向の一方端に形成され、引き回し電極２４は第２方向の他方端に形成されている。
【００８６】
このように第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆ、第３線状電極１３Ａ〜１３Ｌ、第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆおよび第４線状電極２３Ａ〜２３Ｌが形成された圧電フィルム１００により、タッチパネル１のタッチパネル１０が構成される。
【００８７】
タッチパネル１０における圧電フィルム１００の第１主面１００ＳＴ側には、第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆおよび第３線状電極１３Ａ〜１３Ｌの電極パターン形成領域の全面を覆うように、保護層３０が配設されている。保護層３０は、絶縁性を有し、透光性を有する材料によって形成されている。なお、透光性が必要とされない場合には、絶縁性を有していれば特に材料は限定されない。
【００８８】
タッチパネル１０における圧電フィルム１００の第２主面１００ＳＢ側には、第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆおよび第４線状電極２３Ａ〜２３Ｌの電極パターン形成領域の全面を覆うように、保護層４０が配設されている。保護層４０も、保護層３０と同様に、絶縁性を有し、透光性を有する材料によって形成されている。なお、保護層３０，４０は、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、ポリプロピレンＰＰ等を用いればよく、圧電フィルム１００の湾曲を阻害しない形状（厚み等）で形成するとよい。また、透光性が必要とされない場合には、絶縁性を有していれば特に材料は限定されない。
【００８９】
以上のような構造からなるタッチパネル１０は、次に示すように、タッチ位置および押し込み量を検出する。
【００９０】
まず、タッチ位置は、次のような原理で検出される。なお、本実施形態の構成では、所謂、投影型で相互キャパシタンス方式によるタッチ位置の検出概念を用いており、詳細な検出概念の説明は省略する。したがって、以下では、タッチ位置の検出概念を概略的に説明する。
【００９１】
第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆには、引き回し電極１２Ａ〜１２Ｆを介して駆動信号が印加される。第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆは、引き回し電極２２Ａ〜２２Ｆを介して、図示しない検出回路に接続されている。
【００９２】
このような状態において、操作者が指で保護層３０の所定位置をタッチすると、当該タッチ位置での電界の一部が指側に誘導される。これにより、タッチ位置では、指によるタッチを行っていない時に対して、電流変化が生じる。したがって、このような電流変化を検出回路で検出することで、タッチ位置に応じた位置検出信号が生成され、指によるタッチを検出することができる。
【００９３】
ここで、上述のように、第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆが第１方向に延びる形状で第２方向に沿って所定間隔で配設され、第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆが第２方向に延びる形状で第１方向に沿って所定間隔で配設されていることから、第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆと第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆが圧電フィルム１００を介して対向する位置、言い換えれば電界を生じて検出用の電流を流す位置は、当該対向位置を構成する第１線状電極と第２線状電極との組合せから二次元座標で検出できる。例えば、操作者が、第１線状電極１１Ｃと第２線状電極２１Ｄの対向位置付近をタッチした場合、当該対向位置付近では、電界が変化し、第１線状電極１１Ｃから第２線状電極２１Ｄを介して流れる電流が変化する。この際、他の対向箇所では電界が変化しないので、電流も変化しない。このような原理を用いることで、タッチ位置を検出することができる。
【００９４】
さらに、本実施形態の第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆおよび第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆは、操作面である第１主面１００ＳＴに直交する方向に沿って見て、幅狭部１１２，２１２で対向し、幅広部１１１，１１２では重なり合わないように配設されていることで、第１線状電極１１Ａ〜１１Ｆおよび第２線状電極２１Ａ〜２１Ｆの両方に対して、指のタッチによる電界変化が生じやすくなる。これにより、タッチの検出感度を向上させることができる。
【００９５】
次に、押し込み量の検出概念について説明する。図８は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパネル１０の押し込み量検出機能を説明するための図である。図８（Ａ）が押し込み量の係っていない状態を示し、図８（Ｂ）は指による押し込み量の係っている状態を示す。図９（Ａ）は、押し込み量と検出電圧との相関を示すグラフであり、図９（Ｂ）は本発明の第１の実施形態に係るタッチパネル１０の押し込み量の検出電圧の波形図である。
【００９６】
図８（Ａ）に示すように、タッチパネル１のタッチパネル１０を平板状の弾性体５０の一方主面に、互いの平面が密着するように取り付ける。弾性体５０はガラス、アクリル、ポリカーボネート等で形成されている。弾性体５０はここに記載した材料に限らず、使用条件に応じて適切な材料を選択すればよい。また、タッチパネル１のタッチパネル１０を貼り合わせる面についても使用条件に応じて適切な面を選択すればよい。弾性体５０の対向する両端を支持体５０１で支持する。すなわち、タッチパネル１であれば、タッチパネル１の第１方向の両端を固定する。この状態では、弾性体５０は屈曲しておらず、圧電フィルム１００に応力が係っていないため、電荷は生じない。
【００９７】
図８（Ｂ）に示すように、弾性体５０の表面を指５１０で押すと、太矢印５２０に示すような押圧力が弾性体５０に加わる。この場合、弾性体５０は、タッチパネル１０の配設面側へ膨らむように湾曲する。これにより、タッチパネル１０の圧電フィルム１００は第１方向に略沿って伸延され、太矢印５３０に示すような引っ張り応力が発生する。この応力により、圧電フィルム１００は、第１主面１００ＳＴと第２主面１００ＳＢとに分極する。
【００９８】
ここで、上述のように、第１主面１００ＳＴに第３線状電極１３Ａ〜１３Ｌが形成され、第２主面１００ＳＢに第４線状電極２３Ａ〜２３Ｌが形成されていることで、第３線状電極１３Ａ〜１３Ｌと第４線状電極２３Ａ〜２３Ｌとの間に電位差が生じる。したがって、この電位差、すなわち圧電電圧を検出することで、指による押圧、言い換えれば指のタッチによる押し込みを検出することができる。
【００９９】
さらに、ＰＬＡでは、図９（Ａ）に示すように、押し込み量（押圧力Ｐに対応）に応じて出力電圧Ｖｐ（圧電電圧）が線形で変化する。この際、上述のように基準電圧Ｖｒｅｆが状況に応じて適切に固定されることで、押圧力検出電圧Ｖｏｕｔを正確に検出することができる。これらの効果により、タッチパネル１０の出力電圧Ｖｐを計測することで押圧力Ｐを容易且つ高精度に検出することもできる。すなわち、操作者が操作面を軽くタッチしたか、強く押し込んだかを、正確に検出することができる。なお、タッチパネル１０の出力電圧Ｖｐは、通常、応力の生じた瞬間に生じ、圧電効果による電荷の漏洩とともに、出力電圧Ｖｐの値も急速に低下してしまう。しかしながら、上述のように、出力電圧Ｖｐの検出回路に大きな入力インピーダンスを有する検出回路を用いれば、図９（Ｂ）に示すように、出力電圧Ｖｐ値を所定時間維持することができる。これにより、より確実に出力電圧Ｖｐ値を計測し、押圧力Ｐを検出することができる。
【０１００】
このように、上述の態様のタッチパネル１０を用いれば、押圧力Ｐを容易且つ高精度に検出できる。さらに、上述の態様のタッチパネル１０を用いれば、１枚の圧電フィルム１００の対向する両面に静電容量検出用電極および押圧力検出用電極を形成するだけで、タッチ位置と押圧力を同時に検出することができる。これにより、薄型のタッチ式操作入力装置を実現することができる。さらに、透光性の高いタッチ式操作入力装置を実現することができる。
【０１０１】
さらに、圧電フィルム１００のＰＬＡを用いることにより、焦電性による影響を受けない。したがって、検出時、検出位置の温度に依存することなく、押圧力Ｐのみに応じた出力電圧Ｖｐを得ることができる。すなわち、上述の基準電圧Ｖｒｅｆの適応とともに、より高精度に、押圧力Ｐを検出することができる。また、ＰＬＡはポリマーであり、柔軟性を有するので、圧電セラミックスのように、大きな変位で破損することがない。したがって、変位量が大きくても、当該変位量を確実に検出することができる。
【０１０２】
なお、上述の説明では、単に保護層３０，４０を配設することを記載したが、上述のように弾性率の高いアクリル板等の弾性体５０にタッチパネル１０の第１主面１００ＳＴ側を当接し、第２主面１００ＳＢ側にのみ保護層４０を配設するようにしてもよい。
【０１０３】
また、保護層３０，４０を配設し、保護層４０のタッチパネル１０と反対側の面に粘着性を持たせるようにしてもよい。さらに、この粘着性を弱粘着性にすることで、使用場所に応じて、装着したり剥がしたりすることが可能なタッチパネルを実現できる。
【０１０４】
また、上述の態様からなるタッチパネル１０は一例であり、圧電センサとタッチセンサとが一体化された他の態様のタッチパネルを用いても、上述の構成を適用できる。
【０１０５】
次に、第２の実施形態に係るタッチ式操作入力装置について、図を参照して説明する。本実施形態のタッチ式操作入力装置は、第１の実施形態に示したタッチ式操作入力装置と構成は同じであり、押圧力検出部３の行う処理が異なる。したがって、異なる箇所のみを説明する。図１０は、第２の実施形態に係る押圧力検出部３の処理フローを示すフローチャートである。
【０１０６】
押圧力検出部３は、位置検出信号の入力が検出できなければ（Ｓ２０１：ＮＯ）、位置検出信号の入力検出機能のみを稼働させた状態で他の機能を停止するスリープモード（省電力モード）に設定する（Ｓ２１１）。押圧力検出部３は、位置検出信号の入力を検出すると（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、押圧力検出部３の全機能を起動し、スリープモードを解除する（Ｓ２０２）。当該位置検出信号からタッチセンサ１０Ｄ上のタッチ面における押圧位置を検出する。
【０１０７】
押圧力検出部３は、この処理を継続し、予め設定した所定時間以上、同じ押圧位置を検出できれば（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、押圧力検出用の操作トリガを発生する（Ｓ２０４）。押圧力検出部３は、同じ押圧位置を検出した継続時間が、前記予め設定した所定時間に満たなければ（Ｓ２０３：ＮＯ）、押圧力検出用の操作トリガを発生しない。
【０１０８】
押圧力検出部３は、押圧力検出用の操作トリガを取得していなければ、操作入力無しと判断し（Ｓ２０５：ＮＯ）、押圧力検出用の基準電圧Ｖｒｅｆを、圧電センサ１０Ｐの出力電圧Ｖｐに追随させる（Ｓ２０６）。言い換えれば、押圧力検出部３は、入力される圧電センサ１０Ｐの出力電圧Ｖｐに一致させるように、常に基準電圧Ｖｒｅｆを変動させる。
【０１０９】
押圧力検出部３は、押圧力検出用の操作トリガを取得し、操作入力有りと判断すると（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、押圧力検出用の基準電圧Ｖｒｅｆを固定する（Ｓ２０７）。
【０１１０】
押圧力検出部３は、基準電圧Ｖｒｅｆを固定すると、圧電センサ１０Ｐの出力電圧Ｖｐを取得する。押圧力検出部３は、出力電圧Ｖｐから基準電圧Ｖｒｅｆを差分し、押圧力検出電圧Ｖｏｕｔを算出する。押圧力検出部３は、予め記憶した押圧力検出電圧Ｖｏｕｔと押圧力Ｐとの関係テーブルもしくは関係式を用いて、算出した押圧力検出電圧Ｖｏｕｔから押圧力Ｐを算出する（Ｓ２０８）。
【０１１１】
このような処理を行うことで、位置検出信号が得られるまでは、押圧力検出部３の機能が部分的に停止し、省電力化が可能になる。したがって、より消費電力の少ないタッチ式操作入力装置１０を実現することができる。
【０１１２】
次に、第３の実施形態に係るタッチ式操作入力装置について、図を参照して説明する。本実施形態の本実施形態のタッチ式操作入力装置は、第１の実施形態に示したタッチ式操作入力装置と構成は同じであり、押圧力検出部３の行う処理が異なる。したがって、異なる箇所のみを説明する。図１１は、第３の実施形態に係る押圧力検出部３で実行される押圧力補正処理の概念を説明するための図である。
【０１１３】
押圧力検出部３は、圧電センサ１０Ｐの出力電圧Ｖｐから押圧力Ｐを算出するが、圧電センサ１０Ｐは、端部が固定された圧電フィルム１００を用いているため、押圧位置によって、押圧力Ｐに対する曲がり量が異なる。このため、押圧力Ｐに対する出力電圧Ｖｐ、言い換えれば押圧力Ｐに対する出力電圧Ｖｐの感度が異なる。具体的には、同じ押圧力Ｐであれば、中心ほど大きく曲がるため、出力電圧Ｖｐも大きくなる。
【０１１４】
したがって、本実施形態の押圧力検出部３では、タッチセンサ１０Ｄからの位置検出信号に基づいて、押圧位置を検出すると、押圧位置に応じた補正係数を用いて押圧力Ｐを算出する。この際、補正係数は、タッチパネル１０（圧電フィルム１００）の中心９００から押圧位置９０１までの距離ＲＰに依存するように設定されている。より具体的には、例えば、次のように補正係数を設定する。
【０１１５】
圧電フィルム１００の中心９００と押圧位置９０１とを結ぶ線と、圧電フィルム１００の端面を構成する線との交点９０２とする。中心９００と交点９０２との距離をＲＡとする。タッチパネル１０（圧電フィルム１００）の中心９００から押圧位置９０１までの距離は、上述のようにＲＰとする。このような設定において、補正係数は、ＲＰ／ＲＡに依存する関数で与えられる。例えば、補正係数は、ＲＰ／ＲＡの値が大きくなるほど、すなわち押圧位置９０１が中心９００から離間するほど、大きくなる値に設定されている。言い換えれば、ＲＰ／ＲＡの値が大きくなるほど、すなわち押圧位置９０１が中心９００から離間するほど感度が高くなるように設定する。
【０１１６】
押圧力検出部３は、このように設定した補正係数を、上述の押圧力検出電圧Ｖｏｕｔに乗算する。これにより、押圧位置の違いによる押圧力Ｐの算出誤差を抑制することができる。なお、ここで、押圧力検出電圧Ｖｏｕｔに補正係数を乗算したが、押圧力検出電圧Ｖｏｕｔから上述の方法で算出した押圧力Ｐに対して補正係数を乗算するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１：タッチ式操作入力装置、
２Ａ：圧伝センサ用駆動電圧印加部、
２Ｂ：タッチセンサ用駆動電圧印加部、
３：押圧力検出部、
１０：タッチパネル、
１０Ｐ：圧電センサ、
１０Ｄ：タッチセンサ、
３０，４０：保護層、
５０：弾性体、
１００：圧電フィルム、
１００ＳＴ：第１主面、１００ＳＢ：第２主面、
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ：第１線状電極、
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ：第２線状電極、
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇ，１３Ｈ，１３Ｉ，１３Ｊ，１３Ｋ，１３Ｌ，１３１Ａ，１３２Ａ，１３１Ｂ，１３２Ｂ，１３１Ｃ，１３２Ｃ，１３１Ｄ，１３２Ｄ，１３１Ｅ，１３２Ｅ，１３１Ｈ，１３２Ｈ，１３１Ｉ，１３２Ｉ，１３１Ｊ，１３２Ｊ，１３１Ｋ，１３２Ｋ，１３１Ｌ，１３２Ｌ：第３線状電極、
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ，２３Ｆ，２３Ｇ，２３Ｈ，２３Ｉ，２３Ｊ，２３Ｋ，２３Ｌ，２３１Ａ，２３２Ａ，２３１Ｂ，２３２Ｂ，２３１Ｃ，２３２Ｃ，２３１Ｄ，２３２Ｄ，２３１Ｅ，２３２Ｅ，２３１Ｈ，２３２Ｈ，２３１Ｉ，２３２Ｉ，２３１Ｊ，２３２Ｊ，２３１Ｋ，２３２Ｋ，２３１Ｌ，２３２Ｌ：第４線状電極、
１２Ａ〜１２Ｆ，１４，２２Ａ〜２２Ｆ，２４，１４１，１４２，１４３，１４４，２４１，２４２，２４３，２４４：引き回し電極、
１１１，２１１：幅広部、１１２，２１２：幅狭部、１１３，２１３：端部用の幅広部、
Ａｒ１：第１部分領域、Ａｒ２：第２部分領域、Ａｒ３：第３部分領域、Ａｒ４：第４部分領域
【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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