(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体と、第１位置検出用導体および第２位置検出用導体を備える静電容量式の位置検出センサと、
圧電フィルムと、該圧電フィルムを挟んで配置された第１押圧検出用導体および第２押圧検出用導体を備える押圧検出センサと、
前記押圧検出センサが出力する電荷を用いて押圧検出電圧信号を生成する押圧検出信号生成部と、
前記位置検出センサに電圧を与え前記位置検出センサの電荷を得ることで、接触検出電圧信号を発生する接触検出信号生成部と、
を備えたタッチ式入力装置であって、
前記位置検出センサと前記押圧検出センサとは、近接して配置されており、
前記第１押圧検出用導体及び前記第１位置検出用導体は、前記圧電フィルムと前記誘電体との間に配置され、
前記押圧検出センサは、
前記位置検出センサに与えられる電圧によって前記押圧検出センサに生じる電荷と、押圧によって前記押圧検出センサに生じる電荷とが逆極性になるように、配置されている、
タッチ式入力装置。
【請求項２】
圧電フィルムと、
前記圧電フィルムの一方主面に形成された第１位置検出用導体および前記圧電フィルムの他方主面に形成された第２位置検出用導体を備える静電容量式の位置検出センサと、
前記圧電フィルムの前記一方主面に形成された第１押圧検出用導体および前記圧電フィルムの前記他方主面に形成された第２押圧検出用導体を備える押圧検出センサと、
前記押圧検出センサが出力する電荷を用いて押圧検出電圧信号を生成する押圧検出信号生成部と、
前記位置検出センサに電圧を与え前記位置検出センサの電荷を得ることで、接触検出電圧信号を発生する接触検出信号生成部と、
を備えたタッチ式入力装置であって、
前記位置検出センサと前記押圧検出センサとは、近接して配置されており、
前記押圧検出センサは、
前記位置検出センサに与えられる電圧によって前記押圧検出センサに生じる電荷と、押圧によって前記押圧検出センサに生じる電荷とが逆極性になるように、配置されている、
タッチ式入力装置。
【請求項３】
前記圧電フィルムは、
キラル高分子からなり、
前記位置検出センサに与えられる電圧によって前記押圧検出センサに生じる電荷と、押圧によって前記押圧検出センサに生じる電荷とが逆極性になるように、一軸延伸方向が設定されている、
請求項１又は２に記載のタッチ式入力装置。
【請求項４】
操作を受け付ける操作面をさらに有し、
前記操作面側から、前記位置検出センサと前記押圧検出センサとが順に積層配置され、
前記操作面が操作を受け付けると、前記第１位置検出用導体は、負に帯電し、前記第２位置検出用導体は、正に帯電し、
前記操作面が押圧操作を受け付けると、前記第１押圧検出用導体は、負に帯電し、前記第２押圧検出用導体は、正に帯電する、
請求項１〜３のいずれかに記載のタッチ式入力装置。
【請求項５】
前記第１位置検出用導体と前記第１押圧検出用導体は、同じ平面上に形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載のタッチ式入力装置。
【請求項６】
前記圧電フィルムはキラル高分子からなる、請求項１〜５のいずれかに記載のタッチ式入力装置。
【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されたポリ乳酸からなる、請求項６に記載のタッチ式入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作面へのタッチ位置と押圧を検出するタッチ式入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操作面へのタッチ位置と押圧を検出するタッチ式入力装置が各種考案されている。例えば、特許文献１には、抵抗式のタッチパネルを備えている。特許文献１のタッチパネルは、操作面に平行な主面を有する第１導電膜と第２導電膜を備える第１導電膜と第２導電膜は、主面に直交する方向に間隔を空けて配置されている。操作面が押し込まれると、押し込まれた位置で第１導電膜と第２導電膜が接触する。特許文献１のタッチ式入力装置は、この接触位置に基づく分圧でタッチ位置を検出し、分圧と抵抗で押圧を検出する。【０００３】
このような構成および動作であるため、タッチ位置検出回路と押圧検出回路を、第１導電膜と第２導電膜に切り替えて接続するためのスイッチ回路が必要になる。また、特許文献１の構成では、第１電極膜と第２電極膜が接触しなければ、すなわち、或程度の押し込みを行わなければ、位置検出ができない。【０００４】
一方、位置検出センサと押圧検出センサを異なるベース部材で形成し、これら位置検出センサと押圧検出センサを重ねあわせて構成からなるタッチ式入力装置も、従来から考案されている。この構成では、位置検出センサをタッチ位置検出回路に接続し、押圧検出センサを押圧検出回路に接続するので、スイッチ回路を必要としない。また、この構成では、操作面に軽く接触しただけでも、位置を検出することができる。【０００５】
ここで、位置検出センサとして静電容量式の位置検出センサを用いれば、静電容量の変化によってタッチ位置を検出できるので、操作面に軽く接触しただけでも、すなわち強く押し込まなくても、タッチ位置を検出することができる。【０００６】
そして、このような位置検出センサに対して、圧電膜を用いた圧電センサを押圧検出センサとして用いることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２８３８６９号公報
【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、静電容量式の位置検出センサと、圧電センサからなる押圧検出センサを組み合わせた場合、次の問題が生じる。【０００９】
静電容量式の位置検出センサは、静電容量を測定するために、定常的に位置検出センサに対して電荷が注入されている。この注入量は静電容量によって変化するため、操作面に指等の誘電体が接触した時と接触していない時で変化する。【００１０】
位置検出センサと押圧検出センサが近接して配置されている場合、押圧検出センサと位置検出センサは容量結合してしまう。この場合、位置検出センサに注入された電荷の一部の影響を受けて、押圧検出センサに電荷が生じてしまう。【００１１】
圧電センサからなる押圧検出センサは、操作面への押し込みによって圧電膜がひずんで発生する電荷によって押圧の有無や押圧力を検出する。【００１２】
このため、位置検出センサの電荷の影響による電荷が押圧検出センサに生じてしまうと、この電荷を、押圧によって圧電センサが発生する電荷として、誤検出してしまう。これにより、押圧量を正確に検出できないことがある。【００１３】
本発明の目的は、静電容量式の位置検出センサと圧電センサによる押圧検出センサが近接して配置されるタッチセンサであっても、押圧を正確に検出できるタッチ式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】
【００１４】
この発明のタッチ式入力装置は、位置検出センサ、押圧検出センサ、押圧検出信号生成部、および、接触検出信号生成部を備える。位置検出センサは、静電容量式であり、第１位置検出用導体および第２位置検出用導体を備える。押圧検出センサは、所謂圧電センサであり、圧電フィルムと、該圧電フィルムを挟んで配置された第１押圧検出用導体および第２押圧検出用導体を備える。押圧検出信号生成部は、押圧検出センサが出力する電荷を用いて押圧検出電圧信号を生成する。接触検出信号生成部は、位置検出センサに電圧を与え位置検出センサの電荷を得ることで、接触検出電圧信号を発生する。位置検出センサと押圧検出センサとは、近接して配置されている。押圧検出センサは、位置検出センサに与えられた電圧によって押圧検出センサに生じる電荷と、押圧によって押圧検出センサに生じる電荷とが逆極性になるように、配置されている。【００１５】
この構成では、押圧（押し込み）がなく位置検出センサに与えられた電圧によって押圧検出センサに励起される電荷と、押圧によって押圧検出センサが発生した電荷とでは、押圧検出電圧信号の電圧値に与える影響が逆になる。例えば、位置検出センサに与えられた電圧によって励起される電荷により、押圧検出電圧信号が電圧を高める方向に作用する場合、押圧によって発生する電荷により、押圧検出電圧信号の電圧は低くなる方向に作用する。これにより、接触によって励起される電荷よる押圧検出電圧信号の電圧値の変化と、押圧によって発生する電荷よる押圧検出電圧信号の電圧値の変化とを、区別することができる。【００１６】
また、この発明のタッチ式入力装置では、第１位置検出用導体と第１押圧検出用導体は、同じ平面上に形成されていることが好ましい。【００１７】
この構成では、位置検出センサと押圧検出センサが積層された複合体（タッチセンサ）を薄くすることができる。【００１８】
また、この発明のタッチ式入力装置では、圧電フィルムはキラル高分子からなることが好ましい。また、この発明のタッチ式入力装置では、圧電フィルムは少なくとも一軸方向に延伸されたポリ乳酸からなることが好ましい。【００１９】
これらの構成では、圧電フィルムの好適な例を示している。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、静電容量式の位置検出センサと圧電センサによる押圧検出センサが近接して配置されるタッチセンサを用いながら、押圧を正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るタッチ式入力装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るタッチパネルの主要構成を示す側面断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るタッチ式入力装置における押圧による電荷を検出する原理を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態にかかるタッチ式入力装置で検出される接触検出電圧および押圧検出電圧の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態に係るタッチ式入力装置について、図を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係るタッチ式入力装置のブロック図である。図２は本発明の実施形態に係るタッチパネルの主要構成を示す側面断面図である。
【００２３】
タッチ式入力装置１は、タッチパネル１０、押圧検出信号生成部２００、接触検出信号生成部３００を備える。タッチパネル１０は、圧電センサ１０Ｐと静電センサ１０Ｄとを備える。圧電センサ１０Ｐが本発明の「押圧検出センサ」に相当し、静電センサ１０Ｄが本発明の「静電容量式の位置検出センサ」に相当する。
【００２４】
タッチパネル１０は、平板状であり、平板面の少なくとも一方の主面（平板面）を操作面として、操作者の操作を受け付ける。圧電センサ１０Ｐおよび静電センサ１０Ｄも平板状であり、当該平板形状の主面が平行になるように、積層されている。本実施形態のタッチパネル１０では、操作面側から、静電センサ１０Ｄ、圧電センサ１０Ｐの順に積層されている。
【００２５】
圧電センサ１０Ｐは、圧電フィルム１１０、第１押圧検出用導体１１１、および第２押圧検出用導体１１２を備える。圧電フィルム１１０は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、より具体的には、Ｌ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）を含む材料としている。なお、圧電フィルム１１０は、圧電性を有するフィルムであればよいが、キラル高分子を含む材料からなることが好ましく、より好ましくは、ＰＬＡ，ＰＬＬＡを含む材料であるとよい。なお、ＰＬＬＡを用いて圧電フィルム１１０を構成する場合、圧電フィルム１１０は、一軸延伸処理されている。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。
【００２６】
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、ポリ乳酸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。このように、二軸延伸する場合であっても、実質的に一軸延伸と同等の状態である場合は、本発明の少なくとも一軸方向に延伸されたポリ乳酸に相当する。
【００２７】
また、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。このため、ＰＬＬＡには、他の強誘電性の圧電体が有する焦電性がないため、焦電生による電荷が生じない。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。
【００２８】
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。
【００２９】
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と同様の押圧力（押込量）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圧力を検出することが可能になる。
【００３０】
また、ＰＬＬＡは、高い透光性を有する。したがって、ＰＬＬＡで圧電フィルム１１０を形成し、後述する第１、第２押圧検出用導体１１１，１１２を透光性の高い材料で形成することで、透光性を有する圧電センサ１０Ｐを実現することができる。
【００３１】
圧電フィルムの第１主面には、第１押圧検出用導体１１１が形成されている。また、圧電フィルム１１０の第２主面には、第２押圧検出用電極１１２が形成されている。
【００３２】
これら複数の第１、第２押圧検出用導体１１１，１１２は、ポリチオフェンやポリアニリンを主成分とする有機電極、ＩＴＯ、ＺｎＯ、銀ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、グラフェン等の無機電極のいずれかを用いることで、透光性の高い導体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。
【００３３】
第１、第２押圧検出用導体１１１，１１２は、引き回し導体１１３によって、押圧検出信号生成部２００に接続されている。
【００３４】
静電センサ１０Ｄは、誘電体基板１２０、第１位置検出用導体１２１、第２位置検出用導体１２２を備える。誘電体基板１２０は、透光性を有する誘電体材料からなり、例えば、ガラス等からなる。
【００３５】
誘電体基板１２０の第１主面、言い換えれば、誘電体基板１２０の圧電センサ１０Ｐ側の面には、複数の第１位置検出用導体１２１が形成されている。複数の第１位置検出用導体１２１は、長尺状であり、誘電体基板１２０の第１主面の第１方向に伸長する形状からなる。複数の第１位置検出用導体１２１は、第１主面の第２方向（第１方向に直交する方向）にそれぞれ間隔を空けて配列形成されている。
【００３６】
なお、上述の圧電センサ１０Ｐの第１押圧検出用電極１１１と、当該静電センサ１０Ｄの第１位置検出用導体１２１は、圧電フィルム１１０と誘電体基板１２０との間に配置されており、タッチセンサ１０における積層方向に同じ位置に配置されている。第１押圧検出用電極１１１と第１位置検出用導体１２１は、接触しないように配置されている。
【００３７】
誘電体基板１２０の第２主面、言い換えれば、誘電体基板１２０の操作面側の面には、複数の第２位置検出用導体１２２が形成されている。複数の第２位置検出用導体１２２は、長尺状であり、誘電体基板１２０の第２主面の第２方向に伸長する形状からなる。複数の第２位置検出用導体１２２は、第２主面の第１方向（第２方向に直交する方向）にそれぞれ間隔を空けて配列形成されている。
【００３８】
第１、第２位置検出用導体１２１，１２２は、ＩＴＯ等の透明電極によって形成されている。第１、第２位置検出用導体１２１，１２２は、引き回し導体パターン１２３によって、接触検出信号生成部３００に接続されている。
【００３９】
圧電センサ１０Ｐの第２押圧検出用電極１１２側の外面には、絶縁性フィルム１１４が装着されており、静電センサ１０Ｄの第２位置検出用導体１２２側の外面（操作面）には、絶縁性フィルム１２４が装着されている。
【００４０】
このような構成からなるタッチセンサ１０の操作面に、指等の誘電体（以下、単に指とする。）が接近もしくは接触すると、静電センサ１０Ｄは、接触位置の静電容量が変化する。この静電容量の変化は、接触検出電圧として、接触検出信号生成部３００で検知され、接触検出信号生成部３００は、この電圧値からなる接触検出信号を生成して出力する。
【００４１】
静電センサ１０Ｄが生じる静電容量は、指と操作面との距離もしくは、指と操作面との接触面積によって変化するので、接触面積が変化しなければ、押圧力が大小に係わらず同じとなる。すなわち、接触しているか否かによって、接触検出信号の電圧値が変化する。そして、この接触検出信号の電圧値を観測することで、操作面がタッチされているか否かを判断することができる。また、上述のように第１位置検出用導体１２１および第２位置検出用導体１２２が配置されていることで、第１位置検出用導体１２１と第２位置検出用導体１２２の重複部は、操作面に投影してマトリクス状となっている。そして、タッチ位置において静電容量が最も変化する。したがって、第１、第２位置検出用導体１２１，１２２の組毎に接触検出信号を取得することで、静電センサ１０Ｄは、タッチ位置を検出することができる。
【００４２】
また、タッチセンサ１０の操作面を指で押し込むと、押圧力（押込量）に応じて、圧電センサ１０Ｐの圧電フィルム１１０が撓む。圧電フィルム１１０は、この撓み量に応じた電荷を発生する。第１、第２押圧検出用導体１１１，１１２は、この圧電効果による電荷によって電位差が生じる。押圧検出信号生成部２００は、この電位差による電圧値からなる押圧検出信号を生成する。
【００４３】
接触検出信号生成部３００は、上述のように、静電センサ１０Ｄに接続されており、接触検出電圧に応じた接触検出信号を生成する。接触検出信号は、Ｈｉ、Ｌｏｗの二値化された信号である。具体的には、接触検出信号生成部３００は、接触検出電圧に対して接触検出用閾値を設定し、当該接触検出用閾値以上の接触検出電圧を検出した期間にはＨｉ状態の接触検出信号を出力する。接触検出信号生成部３００は、当該接触検出用閾値以上の接触検出電圧を検出しない期間にはＬｏｗ状態の接触検出信号を出力する。
【００４４】
接触検出信号生成部３００は、押圧検出信号生成部２００および第１出力端子Ｐｏｕｔ１に接触検出信号を出力する。この際、接触検出信号生成部３００は、押圧検出信号生成部２００に対しては接触検出信号のみを出力すればよく、第１出力端子Ｐｏｕｔ１に対しては、接触位置に関する情報を、接触検出信号を一緒に出力する。
【００４５】
押圧検出信号生成部２００は、オペアンプＵ１、抵抗器Ｒ１、コンデンサＣ１、放電用抵抗器Ｒ０、スイッチ素子Ｓ０を備える。オペアンプＵ１の反転入力端子は、抵抗器Ｒ１を介して、圧電センサ１０Ｐに接続されている。したがって、圧電センサ１０Ｐの生じる電位差による信号は、抵抗器Ｒ１を介してオペアンプＵ１の反転入力端子に入力される。オペアンプＵ１の非反転入力端子には、基準電位Ｖ１が印加されている。
【００４６】
オペアンプＵ１の出力端子は、タッチ式入力装置１の第２出力端子Ｐｏｕｔ２に接続されている。コンデンサＣ１は、オペアンプＵ１の反転入力端子と出力端子との間に接続されている。放電用抵抗器Ｒ０とスイッチ素子Ｓ０とは、直列接続されており、この直列回路は、コンデンサＣ１に並列接続されている。
【００４７】
スイッチ素子Ｓ０は、接触検出信号のＨｉ、Ｌｏｗに応じてオンオフ制御される。例えば、スイッチ素子Ｓ０は、接触検出信号がＬｏｗ状態の時にオン状態となり、接触検出信号がＨｉ状態の時にオフ状態となる。具体的には、スイッチ素子Ｓ０は、例えばノーマリーオンのＦＥＴ等によって実現される。
【００４８】
これにより、スイッチ素子Ｓ０は、Ｌｏｗ状態の接触検出信号が入力されている期間はオン制御され、Ｈｉ状態の接触検出信号が入力されている期間はオフ制御される。すなわち、スイッチ素子Ｓ０は、接触検出されていない期間はオン制御され、接触検出されている期間はオフ制御される。
【００４９】
なお、スイッチ素子Ｓ０としてノーマリーオンの素子を用いた場合は、上述の二値からなる接触検出信号を用いればよいが、スイッチ素子Ｓ０としてノーマリーオフの素子を用いた場合には、接触検出信号の二値状態を反転させればよい。すなわち、接触検出している期間はＬｏｗ状態となり、接触検出されていない期間はＨｉ状態となる接触検出信号を用いればよい。
【００５０】
このような回路構成とすることで、スイッチ素子Ｓ０がオフ状態の期間には、押圧検出信号生成部２００は、オペアンプＵ１、抵抗器Ｒ１、コンデンサＣ１による積分回路が形成される。したがって、押圧検出信号生成部２００は、圧電センサ１０Ｐの生じる電位と基準電位との差を積分し、この積分結果である押圧検出信号を第２出力端子Ｐｏｕｔ２に出力する。
【００５１】
すなわち、接触検出されている期間は、押圧検出信号生成部２００は、圧電センサ１０Ｐの生じる電位と基準電位との差を積分する。そして、押圧検出信号生成部２００は、この積分結果である押圧検出信号を第２出力端子Ｐｏｕｔ２に出力する。
【００５２】
一方、スイッチ素子Ｓ０がオン状態の時には、コンデンサＣ１と放電用抵抗器Ｒ０とが並列接続される回路構成となる。これにより、押圧検出信号生成部２００は、積分回路として機能しなくなる。したがって、押圧検出信号生成部２００は、圧電センサ１０Ｐの生じる電位に基づく信号をそのまま第２出力端子Ｐｏｕｔ２に出力する。また、コンデンサＣ１と放電用抵抗器Ｒ０との閉ループ回路が構成されるため、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷は、放電用抵抗器Ｒ０によって放電、消費される。したがって、出力端子Ｐｏｕｔ２の電位は基準電位にリセットされる。
【００５３】
すなわち、接触検出されている期間は、押圧検出信号生成部２００は、第２出力端子Ｐｏｕｔ２の電位を基準電位にリセットする。
【００５４】
このような構成からなるタッチ式入力装置１０では、静電センサ１０Ｄの第１位置検出用導体１２１と、圧電センサ１０Ｐの第１押圧検出用電極１１１が近接しているため、上述の課題に示したように、静電センサ１０Ｄの発生する電荷によって、圧電センサ１０Ｐに電荷が励起してしまう。すなわち、接触検出による励起電荷が発生してしまう。
【００５５】
しかしながら、次に示す構成を備えることで、この励起電荷が生じても、圧電フィルム１１０が撓むことによって発生する電荷を、正確に検出することができる。図３は、本発明の実施形態に係るタッチ式入力装置における押圧による電荷を検出する原理を説明するための図である。
【００５６】
圧電センサ１０Ｐの圧電フィルム１１０は、上述のように、撓みが発生すると、その撓み量に応じた電荷を発生する。この際、電荷量は、撓みの方向と一軸延伸方向との関係、および撓み量によって決定される。そして、電荷の発生する極性は、撓み方向と一軸延伸方向との関係によって決定される。
【００５７】
したがって、圧電フィルム１１０が押圧によって発生する電荷の極性と、圧電フィルム１１０に生じる励起電荷の極性とを、逆極性にする。
【００５８】
例えば、図３に示す場合では、指が操作面に接触する（もしくは近接する）と、誘電体基板１２０の第１位置検出用導体１２１側が負に帯電して、誘電体基板１２０の第２位置検出用導体１２２側が正に帯電するように、接触検出信号生成部２００に接続されて電圧が印加されている。
【００５９】
この場合、図３（Ａ）に示すように、圧電フィルム１１０の第１押圧検出用導体１１１側が正に帯電し、圧電フィルム１１０の第２押圧検出用導体１１２側が負に帯電する。
【００６０】
したがって、圧電フィルム１１０は、図３（Ｂ）に示すように、操作面の押圧によって、第１押圧検出用導体１１１側が負に帯電し、第２押圧検出用導体１１２側が正に帯電するように、一軸延伸方向を設定する。
【００６１】
このような構成を用いることで、接触検出電圧および押圧検出電圧（押圧検出信号の電圧値）は、図４に示すような波形となる。図４は、本発明の実施形態にかかるタッチ式入力装置で検出される接触検出電圧および押圧検出電圧の波形図である。
【００６２】
上述の構成を備えることで、操作面に指が接触すると、接触検出電圧が上昇する。これにより、操作面への指の接触を検出することができる。同時に、押圧検出電圧も基準電圧から上昇する。しかしながら、上述のように、押圧が加わると、圧電センサ１０Ｐは、負の電圧を発生するように構成されているので、このように押圧検出電圧が基準電圧から上昇しても、押圧によるものではないと判断できる。
【００６３】
次に、操作面が指で押し込まれる（押圧印加）と、押圧力に応じて、押圧検出電圧は、基準電圧に励起電荷による電圧を加えた第２基準電圧から低下する。したがって、この押圧検出電圧の低下を検出することで、操作面が押し込まれたこと（押圧されたこと）を検出することができる。さらに、電圧低下量を検出することで、押圧力を検出することができる。なお、押圧検出電圧は、押圧検出信号生成部２００の有する積分回路の定数によって、徐々に第２基準電圧に戻るように、電圧が上昇する。
【００６４】
次に、操作面への指による押し込みが開放される（押圧開放）と、押圧検出電圧は、第２基準電圧から上昇する。したがって、この押圧検出電圧の低下を検出することで、操作面への押し込みの開放を検出することができる。なお、押圧検出電圧は、押圧検出信号生成部２００の有する積分回路の定数によって、徐々に第２基準電圧に戻るように、電圧が低下する。
【００６５】
次に、操作面から指を離すと、接触検出電圧が低下する。これにより、操作面への指の接触を検出することができる。同時に、押圧検出電圧も基準電圧へ低下し、押圧検出待機状態に戻すことができる。
【００６６】
以上のように、本実施形態の構成を用いることで、静電容量式の位置検出センサと圧電センサによる押圧検出センサが近接して配置されるタッチセンサであっても、押圧を正確に検出することができる。
【００６７】
なお、上記実施形態では、静電容量式の位置検出センサの第１位置検出用導体１２１と押圧検出センサの第１押圧検出用導体１１１を同じ平面上、すなわち圧電フィルム１１０上に配置したが、これに限るものではない。例えば、静電容量式の位置検出センサの第１位置検出用導体１２１と押圧検出センサの第１押圧検出用導体１１１との間に粘着剤層があるようなタッチセンサであっても、静電容量式の位置検出センサと圧電センサによる押圧検出センサが近接して配置されているため、本発明の技術思想は有効である。しかし、タッチセンサを薄型化するには、第１位置検出用導体１２１と第１押圧検出用導体１１１を同じ平面上に配置することが好ましい。
【００６８】
また、誘電体基板１２０を用いずに、圧電フィルム１１０の一方の面に第１位置検出用導体１２１と第１押圧検出用導体１１１を配置し、圧電フィルム１１０の他方の面に、第２位置検出用導体１２２と第２押圧検出用導体１１２を配置する構造にすれば、さらに、タッチセンサを薄型に形成することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１：タッチ式入力装置
１０：タッチセンサ
１０Ｄ：静電センサ
１０Ｐ：圧電センサ
１１０：圧電フィルム
１１１：第１押圧検出用導体
１１２：第２押圧検出用導体
１１３：引き回し導体パターン
１１４：絶縁性フィルム
１２０：誘電体基板
１２１：第１位置検出用導体
１２２：第２位置検出用導体
１２３：引き回し導体パターン
１２４：絶縁性フィルム
２００：押圧検出信号生成部
３００：接触検出信号生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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