(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面への操作位置を検出して操作検出信号を出力するタッチセンサと、
前記操作面への押圧を検出して押圧検出信号を出力する押圧センサと、
前記操作検出信号と前記押圧検出信号を用いて操作入力内容を決定する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記操作検出信号によって操作位置を検出した後に、
前記押圧検出信号の信号レベルが第１閾値よりも大きくなったことを検出すると、
前記押圧検出信号の信号レベルが前記第１閾値よりも大きくなる前に取得した操作位置と、前記押圧検出信号の信号レベルとを用いて、前記操作入力内容を決定し、
前記操作検出信号の信号レベルが第３閾値以下であることを検出すると、
前記押圧検出信号の信号レベルと前記第１閾値との比較処理を省略して、検出した操作位置と前記押圧検出信号の信号レベルとを用いて、前記操作入力内容を決定する、
タッチ式入力装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記押圧検出信号の信号レベルが第１閾値よりも大きくなったことを検出した後に、
検出した操作位置の変化量が第２閾値よりも大きくなったことを検出すると、
前記変化後に検出した操作位置と、当該操作位置を検出した時点での押圧検出信号の信号レベルとを用いて、前記操作入力内容を決定する、
請求項１に記載のタッチ式入力装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記操作入力内容を判断するための前記操作位置と前記押圧検出信号の信号レベルとを取得した後に、
前記押圧検出信号の信号レベルが第４閾値未満になったことを検出すると、
操作入力の終了を検出する、
請求項１または請求項２に記載のタッチ式入力装置。
【請求項４】
前記押圧センサは、一軸延伸されたポリ乳酸からなる圧電フィルムを備える、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタッチ式入力装置。
【請求項５】
操作面への操作位置を検出して操作検出信号を出力する操作位置検出工程と、
前記操作面への押圧を検出して押圧検出信号を出力する押圧検出工程と、
前記操作検出信号と前記押圧検出信号を用いて操作入力内容を判断する制御処理工程と、を有し、
前記制御処理工程は、
前記操作検出信号によって操作位置を検出した後に、
前記押圧検出信号の信号レベルが第１閾値よりも大きくなったことを検出すると、
前記押圧検出信号の信号レベルが前記第１閾値よりも大きくなる前に取得した操作位置と、前記押圧検出信号の信号レベルとを用いて、前記操作入力内容を決定し、
前記操作検出信号の信号レベルが第３閾値以下であることを検出すると、
前記押圧検出信号の信号レベルと前記第１閾値との比較処理を省略して、検出した操作位置と前記押圧検出信号の信号レベルとを用いて、前記操作入力内容を決定する、
タッチ式入力検出方法。
【請求項６】
前記制御処理工程は、
前記押圧検出信号の信号レベルが第１閾値よりも大きくなったことを検出した後に、
検出した操作位置の変化量が第２閾値よりも大きくなったことを検出すると、
前記変化後に検出した操作位置と、当該操作位置を検出した時点での押圧検出信号の信号レベルとを用いて、前記操作入力内容を決定する、
請求項５に記載のタッチ式入力検出方法。
【請求項７】
前記制御処理工程は、
前記操作入力内容を判断するための前記操作位置と前記押圧検出信号の信号レベルとを取得した後に、
前記押圧検出信号の信号レベルが第４閾値未満になったことを検出すると、
操作入力の終了を検出する、
請求項５または請求項６に記載のタッチ式入力検出方法。
【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の検出と操作面への押圧量を検出することで、操作入力を検出するタッチ式入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操作者が操作面に触れたことで操作入力を検出するタッチ式入力装置が各種考案されている。タッチ式入力装置としては、タッチ位置を検出し、検出したタッチ位置に基づいて操作入力を検出する装置や、操作面の押圧や押圧量を検出して、当該押圧の有無や押圧量に基づいて操作入力を検出する装置がある。【０００３】
その中で、タッチ位置の検出と、押圧や押圧量の検出とが可能なタッチ式入力装置も各種考案されており、例えば、特許文献１に記載の構成からなる。【０００４】
特許文献１に記載のタッチ式入力装置は、平板状の感圧センサと平板状のタッチパネルを重ねた構造である。感圧センサは押圧量を検出し、タッチパネルは操作位置を検出する。
【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、このようなタッチ位置と押圧量を検出するタッチ式入力装置では、次に示すような問題が生じる。【０００７】
図７は操作者の指がタッチ式入力装置の操作面に接触する前から、接触して押圧力が加わるまでの工程を示す側面図であり、タッチ式入力装置は、タッチ位置を検出するタッチセンサ１１Ｄの一つの検出軸に関する部分のみを概略的に示している。【０００８】
図７は、１：接触前、２：接触、３：接触（軽荷重）、４：接触（重荷重）を示しており、２：接触は、操作者の指が操作面に触れ、荷重が殆ど掛かっていない状態を示す。３：接触（軽荷重）は、操作者の指が操作面に触れ、押圧を軽く掛けた状態を示す。４：接触（重荷重）は、操作者の指が操作面に触れ、押圧を強く掛けた状態を示す。【０００９】
１：接触前
接触前は、指が操作面から離れていれば、操作位置検出信号Ｓｄの信号レベルＤＳｄは０である。ただし、図７に示すように、指が操作面に接触していなくても、静電容量を発する程度に近接していれば、操作位置検出信号Ｓｄの信号レベルＤＳｄとしては微弱ながら０ではない値が検出される。この際、信号レベルＤＳｄは、操作面上の指が最も近い位置をピークとして、当該ピーク位置から離れるほどレベルが低くなるように分布する。なお、操作面が押圧されていないので、押圧検出信号Ｓｐの信号レベルＤＳｐは０となる。【００１０】
２：接触（ほぼ無荷重）
指が操作面に接触している場合、操作位置検出信号Ｓｄの信号レベルＤＳｄは０でない値となる。この際、信号レベルＤＳｄは、操作面上の指が接触する位置の中央位置をピークとして、当該ピーク位置から離れるほどレベルが低くなるように分布する。なお、指は操作面に接触しており、押圧力は殆ど係っていないので、押圧検出信号Ｓｐの信号レベルＤＳｐは０に近いＡ１となる。【００１１】
３：接触（軽荷重）
指が操作面に接触して、軽い押圧力が加わっている場合、２：接触の場合と同様に、操作位置検出信号Ｓｄの信号レベルＤＳｄは０でない値となる。この際、信号レベルＤＳｄは、操作面上の指が接触する位置の中央位置をピークとして、当該ピーク位置から離れるほどレベルが低くなるように分布する。なお、指によって操作面が押圧されているので、押圧検出信号Ｓｐの信号レベルＤＳｐはＡ１よりも高いＡ２となる。【００１２】
この際、指の構造から、押圧力を強くしたこと（押圧量を増加させたこと）により、押圧位置すなわち操作位置が指の付け根側に移動してしまう。すなわち、図７に示すように、３：接触（軽荷重）で検出した操作位置と、２：接触（ほぼ無荷重）で検出した操作位置とは異なり、３：接触（軽荷重）で検出した操作位置は、２：接触（ほぼ無荷重）で検出した操作位置に対して移動量δＰＯＳ１移動した位置となる。【００１３】
４：接触（重荷重）
指が操作面に接触して、強い押圧力が加わっている場合、２：接触（ほぼ無荷重）の場合および３：接触（軽荷重）と同様に、操作位置検出信号Ｓｄの信号レベルＤＳｄは０でない値となる。この際、信号レベルＤＳｄは、操作面上の指が接触する位置の中央位置をピークとして、当該ピーク位置から離れるほどレベルが低くなるように分布する。なお、指によって操作面がより強く押圧されているので、押圧検出信号Ｓｐの信号レベルＤＳｐはＡ２よりも高いＡ３となる。【００１４】
この際、指の構造から、押圧力をさらに強くしたこと（押圧量をさらに増加させたこと）により、押圧位置すなわち操作位置がさらに指の付け根側に移動してしまう。すなわち、図７に示すように、４：接触（重荷重）で検出した操作位置と、３：接触（軽荷重）で検出した操作位置とは異なり、４：接触（重荷重）で検出した操作位置は、３：接触（軽荷重）で検出した操作位置に対してさらに移動量δＰＯＳ２移動した位置となる。すなわち、４：接触（重荷重）で検出した操作位置は、２：接触（ほぼ無荷重）で検出した操作位置に対して移動量δＰＯＳ１２（＝δＰＯＳ１＋δＰＯＳ２）移動した位置となる。【００１５】
このように、指で操作面を押圧して押圧量を変化させた場合、押圧量に応じて、検出される操作位置が変化してしまうことがある。特に押圧量が大きい場合には、検出される操作位置が、最初に接触した位置から大きく変化してしまう。【００１６】
このような現象が生じると、操作位置と押圧量によって操作入力内容を判別する際に問題が生じる。例えば、操作面に画像を表示し、操作位置の画像を拡大縮小処理する場合に、押圧によって拡大縮小の開始のトリガや、押圧量によって拡大率、縮小率の変更を行う場合、操作位置が変化してしまって、画像上の拡大される位置が変化してしまう。これにより、意図しない位置を拡大縮小してしまうことになる。【００１７】
したがって、本発明の目的は、検出される操作位置が押圧によって変化することを抑制す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】
【００１８】
この発明のタッチ式入力装置は、タッチセンサ、押圧センサ、及び制御部を備える。タッチセンサは、操作面への操作位置を検出して操作検出信号を出力する。押圧センサは、操作面への押圧を検出して押圧検出信号を出力する。制御部は、操作検出信号と押圧検出信号を用いて操作入力内容を判断する。さらに、制御部は、操作検出信号によって操作位置を検出した後に、押圧検出信号の信号レベルが第１閾値よりも大きくなったことを検出すると、押圧検出信号の信号レベルが第１よりも大きくなる前に取得した操作位置と、押圧検出信号の信号レベルとを用いて操作入力内容を決定する。【００１９】
この構成では、操作面の押圧力が増加して、操作検出信号で検出される操作位置が変化しても、出力される操作位置が、押圧力が加わる前の操作位置に固定される。これにより、操作者が意図した操作位置と押圧量で、操作入力内容を決定することができる。【００２０】
また、この発明のタッチ式入力装置では、次の構成であることが好ましい。制御部は、押圧検出信号の信号レベルが第１閾値よりも大きくなったことを検出した後に、検出した操作位置の変化量が第２閾値よりも大きくなったことを検出すると、変化後に検出した操作位置と、当該操作位置を検出した時点での押圧検出信号の信号レベルとを用いて、操作入力内容を決定する。【００２１】
この構成では、操作面が高い押圧力で押された状態のまま、操作位置を意図的に移動させた場合に、当該操作位置の移動を検出することができる。【００２２】
また、この発明のタッチ式入力装置では、次の構成であることが好ましい。制御部は、操作検出信号の信号レベルが第３閾値以下であることを検出すると、押圧検出信号の信号レベルと第１閾値との比較処理を省略して、検出した操作位置と押圧検出信号の信号レベルとを用いて操作入力内容を決定する。【００２３】
この構成では、押圧が所定閾値を超えた場合でも操作位置は固定されず、指先やスタイラスの移動に応じて検出操作位置を移動させることができる。すなわち、指以外の押圧量に応じて重心位置が変化しない媒体を使って操作入力を行う場合にも、正確に操作入力内容を検出することができる。【００２４】
また、この発明のタッチ式入力装置では、次の構成であることが好ましい。制御部は、操作入力内容を判断するための操作位置と押圧検出信号の信号レベルとを取得した後に、押圧検出信号の信号レベルが第４閾値未満になったことを検出すると、操作入力の終了を検出する。【００２５】
この構成では、操作入力の一連の動作が終了したことを、確実に検出することができる。【００２６】
また、この発明のタッチ式入力装置では、押圧センサは、一軸延伸されたポリ乳酸からなる圧電フィルムを備えることが好ましい。【００２７】
この構成では、押圧検出信号の信号レベルを、確実且つ高感度に検出することができる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、操作面への押圧量が変化しても、検出される操作位置が変化することによる操作位置の誤検出を抑制できる。これにより、操作者が操作面に指を接触させた後、押圧力を加えた場合にも、操作者が意図する操作位置で押圧したものと判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１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】本発明の第１の実施形態に係るタッチ式入力装置の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係るタッチ式入力装置の構成を示す側面断面図である。
【図４】本実施形態に係るタッチセンサおよび押圧センサの平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るタッチ式入力装置の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るタッチ式入力装置の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図７】操作者の指がタッチ式入力装置の操作面に接触する前から、接触して押圧力が加わるまでの工程を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の第１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、本発明の第１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。
【００３１】
図１に示すように、本発明のタッチ式入力装置１は、タッチパネルからなる操作入力部１０、制御部２０、記憶部２１、および表示部３０を備える。操作入力部１０は、押圧センサ１１Ｐ、タッチセンサ１１Ｄを備える。
【００３２】
押圧センサ１１Ｐは、タッチパネルの操作面が押圧されると、押圧量（押圧力）に応じた信号レベルＤＳｐの押圧検出信号を生成する。押圧センサ１１Ｐは、押圧検出信号を制御部２０へ出力する。
【００３３】
タッチセンサ１１Ｄは、タッチパネルの操作面の操作位置に応じた操作検出信号を生成する。なお、操作検出信号の信号レベルＤＳｄは、操作者の指がタッチセンサ１１Ｄ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。タッチセンサ１１Ｄは、操作検出信号を制御部２０へ出力する。
【００３４】
制御部２０は、押圧検出信号と操作検出信号とに基づいて、操作入力内容を決定する。この際、制御部２０は、記憶部２１を操作入力内容の判断処理用の記憶領域として用いる。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画面に画像を表示する。
【００３５】
次に、制御部２０の具体的な操作入力内容の決定処理について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係るタッチ式入力装置の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。なお、図２では、押圧力検出信号の信号レベルＤＳｐを、押圧量ＤＳｐと記載している。これは、押圧力検出信号の信号レベルが押圧量に依存して決まることに基づいており、操作入力内容の検出上において同意に捉えることができるからである。
【００３６】
制御部２０は、操作入力内容の決定処理の開始に当たり、初期検出操作位置（ｘｐ，ｙｐ）を決定する（Ｓ１０１）。初期検出操作位置（ｘｐ，ｙｐ）は、操作位置の検出可能範囲内であればどの位置であってもよく、例えば、検出可能範囲の中央や角部であってもよい。
【００３７】
制御部２０は、操作検出信号の信号レベルＤＳｄを取得する。制御部２０は、信号レベルＤＳｄが接触検出用閾値ＴＨＳｄ以下である期間は、初期検出操作位置（ｘｐ，ｙｐ）を維持して、接触検出を継続する（Ｓ１０２：ＮＯ）。接触検出用閾値ＴＨＳｄは、例えば、指が操作面に近接して接触していない時の信号レベルＤＳｄと、指が操作面に確実に接触している時の信号レベルＤＳｄとの間の信号レベルに設定すればよい。なお、信号レベルＤＳｄは、ピーク値であってもよいし、積分値であってもよい。
【００３８】
制御部２０は、信号レベルＤＳｄが接触検出用閾値ＴＨＳｄよりも大きくなったことを検出すると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、検出したタイミングの操作検出信号から検出操作位置（ｘ，ｙ）を取得する（Ｓ１０３）。
【００３９】
制御部２０は、検出操作位置（ｘ，ｙ）を取得すると、押圧力検出信号の信号レベル（押圧量）ＤＳｐを検出する（Ｓ１０４）。なお、以下では、押圧力検出信号の信号レベル（押圧量）ＤＳｐを、単に押圧量ＤＳｐと称する。
【００４０】
制御部２０は、押圧量ＤＳｐが第１閾値ＴＨＳｐよりも大きいかどうかを判断する。第１閾値ＴＨＳｐは、検出操作位置（ｘ，ｙ）を固定するかどうかを判断するための閾値である。したがって、第１閾値ＴＨＳｐは、指が操作面に確実に接触しており、軽く押圧されている時の信号レベルＤＳｐに設定すればよい。例えば、図７に示す、Ａ１とＡ２の間の値にすればよい。
【００４１】
制御部２０は、押圧量ＤＳｐが第１閾値ＴＨＳｐ以下であると判断すると（Ｓ１０５：ＮＯ）、その時点での検出操作位置（ｘ，ｙ）と押圧量ＤＳｐに基づいて操作入力内容を決定する（Ｓ１０６）。
【００４２】
制御部２０は、検出操作位置（ｘ、ｙ）と押圧量ＤＳｐとを用いて操作入力内容を決定している期間中、押圧力ＤＳｐと第３閾値ＴＨｒとを比較する。制御部２０は、押圧力ＤＳｐが第４閾値ＴＨｒ以上であると判断すると（Ｓ１０７：ＮＯ）、検出操作位置（ｘ，ｙ）の処理に戻る（Ｓ１０３）。一方、制御部２０は、押圧力ＤＳｐが第４閾値ＴＨｒ未満であると判断すると（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、操作入力内容の検出処理を停止する（Ｓ１０８）。
【００４３】
制御部２０は、押圧量ＤＳｐが第１閾値ＴＨＳｐよりも大きいと判断すると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、当該判断の直前に取得した検出操作位置（ｘ，ｙ）を読み出し、検出操作位置（ｘ，ｙ）を固定する（Ｓ１１１）。この処理は、制御部２０が各サンプリングタイミングでの検出操作位置（ｘ、ｙ）を、記憶部２１に順次記憶しておくことにより、実現可能である。制御部２０は、押圧量ＤＳｐが第１閾値ＴＨＳｐよりも大きいと判断すると、そのタイミングにおいて記憶部２１に記憶されている最も新しい検出操作位置を読み出す。なお、記憶部２１に記憶する検出操作位置を順次更新しながら記憶する場合には、単に記憶部２１に記憶されている検出操作位置を読み出せばよい。
【００４４】
制御部２０は、固定した検出操作位置（ｘ，ｙ）と検出した押圧量ＤＳｐに基づいて操作入力内容を決定する（Ｓ１１２）。すなわち、押圧量ＤＳｐが第１閾値ＴＨＳｐよりも大きいと判断した後には、押圧量ＤＳｐはその変化に伴った値で出力され、検出操作位置（ｘ，ｙ）は常に固定値が出力される。したがって、制御部２０は、固定された検出操作位置（ｘ，ｙ）と、順次その時点での押圧量ＤＳｐに応じて操作入力内容を決定する。例えば、押圧量ＤＳｐが増加した場合は、検出操作位置（ｘ，ｙ）を変化させることなく、増加した押圧量ＤＳｐに応じた操作入力内容を決定する。
【００４５】
このような処理を行うことで、操作面への指の接触後に、押圧力が増加して、指の接触面の中心が操作者の意図によらず移動しても、押圧力が増加する前の操作検出位置、すなわち接触位置が、検出操作位置（ｘ、ｙ）として出力される。
【００４６】
これにより、操作位置と押圧量によって操作入力内容を決定するに際して、操作者の意図する操作位置と押圧量を正確に反映した操作入力内容を決定することができる。
【００４７】
例えば、上述の画像の拡大縮小処理の場合、操作者が拡大縮小したい位置を、正確に拡大縮小することができる。また、押圧量に応じて正確に画像の拡大縮小を行うことができる。
【００４８】
制御部２０は、固定の検出操作位置（ｘ、ｙ）と押圧量ＤＳｐとを用いて操作入力内容を決定している期間中、押圧力ＤＳｐと第３閾値ＴＨｒとを比較する。制御部２０は、押圧力ＤＳｐが第４閾値ＴＨｒ以上であると判断すると（Ｓ１１３：ＮＯ）、押圧量ＤＳｐの検出処理に戻る（Ｓ１０４）。一方、制御部２０は、押圧力ＤＳｐが第４閾値ＴＨｒ未満であると判断すると（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、操作入力内容の検出処理を停止する（Ｓ１０８）。
【００４９】
このように、操作入力検出の停止処理を行うことで、操作者によって意図的に操作入力が行われている期間では、上述の正確な操作入力内容の検出処理を実行することができ、操作者が意図的に操作入力を停止させれば、操作入力検出を確実に停止することができる。
【００５０】
なお、上述のタッチ式入力装置１は、具体的に次のような構成によって実現できる。図３は、本実施形態に係るタッチ式入力装置の構成を示す側面断面図である。図４は、本実施形態に係るタッチセンサおよび押圧センサの平面図である。図４（Ａ）がタッチセンサの平面図であり、図４（Ｂ）が押圧センサの平面図である。
【００５１】
図３に示すように、タッチ式入力装置１は、筐体５０を備える。筐体５０は、直方体形状であり、天面が開口する形状からなる。筐体５０内には、タッチセンサ１１Ｄ、押圧センサ１１Ｐ、表示部３０、制御回路モジュール５２が配置されている。タッチセンサ１１Ｄ、押圧センサ１１Ｐ、および表示部３０は平板状であり、それぞれの平板面が筐体５０の開口面に平行になるように、筐体５０に配置されている。この際、開口面側から、タッチセンサ１１Ｄ、押圧センサ１１Ｐ、表示部３０の順に配置される。筐体５０の底面と表示部３０との間には、回路基板（図示せず）が配置されており、当該回路基板に制御回路モジュール５２が実装されている。制御回路モジュール５２は、上述の制御部２０および記憶部２１を実現するモジュールであり、タッチセンサ１１Ｄ、押圧センサ１１Ｐ、表示部３０に接続されている。
【００５２】
タッチセンサ１１Ｄは、平板状の絶縁性基板１１Ｄ１を備える。絶縁性基板１１Ｄ１は、透光性を有する材料からなる。図４（Ａ）に示すように、絶縁性基板１１Ｄ１の一方の平板面には、複数の静電容量検出用電極１１Ｄ２が形成されている。複数の静電容量検出用電極１１Ｄ２は長尺状であり、長尺方向が第１の方向に沿う形状からなる。複数の静電容量検出用電極１１Ｄ２は、第１の方向に直交する第２の方向に沿って間隔を空けて配置されている。絶縁性基板１１Ｄ１の他方の平板面には、複数の静電容量検出用電極１１Ｄ３が形成されている。複数の静電容量検出用電極１１Ｄ３は長尺状であり、長尺方向が第２の方向に沿う形状からなる。複数の静電容量検出用電極１１Ｄ３は、第１の方向に沿って間隔を空けて配置されている。複数の静電容量検出用電極１１Ｄ２，１１Ｄ３は透光性を有する材料からなる。
【００５３】
タッチセンサ１１Ｄは、操作者の指が近接したり、接触した際に生じる静電容量変化を、静電容量検出用電極１１Ｄ２，１１Ｄ３で検出し、この検出に基づく信号を操作検出信号として制御回路モジュール５２へ出力する。
【００５４】
押圧センサ１１Ｐは、平膜状の圧電フィルム１１Ｐ１を備える。圧電フィルム１１Ｐ１の対向する各平膜面には、押圧検出電極１１Ｐ２，１１Ｐ３が形成されている。押圧検出電極１１Ｐ２，１１Ｐ３は、圧電フィルム１１Ｐ１の平膜面の略全面に形成されている。
【００５５】
押圧センサ１１Ｐは、操作者が平膜面を押圧することで、圧電フィルム１１Ｐ１が撓んで発生する電荷を、押圧検出電極１１Ｐ２，１１Ｐ３で検出し、この検出に基づく信号を押圧検出信号として制御回路モジュール５２へ出力する。
【００５６】
なお、圧電フィルム１１Ｐ１は、圧電性を有するフィルムであればよいが、好ましくは、一軸延伸されたポリ乳酸（ＰＬＡ）、さらにはＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）によって形成されていることが好ましい。
【００５７】
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。そして、一軸延伸されたＰＬＬＡは、圧電フィルムの平膜面が押圧されることにより、電荷を発生する。この際、発生する電荷量は、押圧により平膜面が、当該平膜面に直交する方向へ変位する変位量によって一意的に決定される。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。
【００５８】
したがって、ＰＬＬＡを用いることで、押圧による変位を確実且つ高感度に検出することができる。すなわち、押圧を確実に検出し、押圧量を高感度に検出することができる。
【００５９】
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Ｘ軸方向に８倍、Ｘ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できる。
【００６０】
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。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。
【００６１】
このような一軸延伸処理された圧電フィルム１１Ｐ１は、図４（Ｂ）に示すように、筐体５０の側面に沿った直交二方向に対して、一軸延伸方向９００が略４５°の角度を成すように、筐体５０に配置されることが好ましい。このような配置を行うことで、より高感度に変位を検出できる。したがって、押圧および押圧量をより高感度に検出することができる。
【００６２】
押圧検出電極１１Ｐ２，１１Ｐ３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、透光性の高い導体パターンを形成できる。
【００６３】
表示部３０は、所謂フラットディスプレイからなり、ここでは、具体的に液晶表示素子からなる。表示部３０は、液晶パネル３０１、表面偏光板３０２、裏面偏光板３０３、バックライト３０４を備える。表面偏光板３０２と裏面偏光板３０３は、液晶パネル３０１を挟むように配置されている。バックライト３０４は、裏面偏光板３０３を挟んで、液晶パネル３０１と反対側に配置されている。
【００６４】
以上のような構成により、上述の回路構成からなるタッチ式入力装置１を実現することができる。なお、本実施形態では、タッチセンサ１１Ｄ、押圧センサ１１Ｐ等の操作入力部と同じ筐体５０内に、表示部３０を配置する態様を示した。しかしながら、表示部３０は、筐体５０と別体に形成してもよい。
【００６５】
次に、本発明の第２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５は、本発明の第２の実施形態に係るタッチ式入力装置の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。なお、図５でも、押圧力検出信号の信号レベルＤＳｐを、押圧量ＤＳｐと記載している。これは、押圧力検出信号の信号レベルが押圧量に依存して決まることに基づいており、操作入力内容の検出上において同意に捉えることができるからである。
【００６６】
本実施形態のタッチ式入力装置は、第１の実施形態に示したタッチ式入力装置に対して、制御部の処理が異なるものであり、他の構成は第１の実施形態に示したタッチ式入力装置と同じである。また、制御部の基本的な処理は、第１の実施形態と同じであり、以下では異なる箇所のみを具体的に説明する。
【００６７】
制御部２０は、押圧量ＤＳｐが第１閾値ＴＨＳｐよりも大きいと判断すると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、連続するサンプリングタイミングの検出操作位置間での変化量（Δｘ，Δｙ）を算出する（Ｓ１２１）。具体的には、あるサンプリングタイミングＴ１で取得した検出操作位置を（ｘＴ１，ｙＴ１）とし、その直前のサンプリングタイミングＴ０で取得した検出操作位置を（ｘＴ２，ｙＴ２）とすると、変化量は、（Δｘ＝ＡＢＳ（ｘＴ２−ｘＴ１），Δｙ＝ＡＢＳ（ｙＴ２−ｙＴ１））となる。なお、ＡＢＳ（）は絶対値演算を表す。
【００６８】
制御部２０は、変化量Δｘ，Δｙと第２閾値ＴＨｓｈとを比較する。第２閾値ＴＨｓｈは、操作者の指の意図的な移動を検出するための閾値であり、例えば、上述の押圧による移動量に対して十分なマージンを有する値に設定されている。
【００６９】
制御部２０は、変化量Δｘが第２閾値ＴＨｓｈよりも大きいか、変化量Δｙが第２閾値ＴＨｓｈよりも大きいことを検出すると（Ｓ１２２：ＹＥＳ）、検出操作位置（ｘ，ｙ）を固定せず、その時点で検出した検出操作位置（ｘ，ｙ）および押圧量ＤＳｐに基づいて操作入力内容を決定する（Ｓ１０６）。
【００７０】
制御部２０は、変化量Δｘ，Δｙの両方が第２閾値ＴＨｓｈ以下であることを検出すると（Ｓ１２２：ＮＯ）、移動検出前の検出操作位置（ｘ，ｙ）に固定する（Ｓ１１１）。
【００７１】
このような処理を行うことで、押圧を強めた状態で指を移動するように操作者が操作した場合（例えば、所謂スライドやフリックが行われた場合）に、検出操作位置が固定されず、指の移動に応じて検出操作位置も移動させることができる。これにより、押圧を強くした状態で操作入力を行う場合であっても、操作者の意図する操作入力内容を正確に検出することができる。
【００７２】
次に、本発明の第３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６は、本発明の第３の実施形態に係るタッチ式入力装置の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。なお、図６でも、押圧力検出信号の信号レベルＤＳｐを、押圧量ＤＳｐと記載している。これは、押圧力検出信号の信号レベルが押圧量に依存して決まることに基づいており、操作入力内容の検出上において同意に捉えることができるからである。
【００７３】
本実施形態のタッチ式入力装置は、第１、第２の実施形態に示したタッチ式入力装置に対して、制御部の処理が異なるものであり、他の構成は第１、第２の実施形態に示したタッチ式入力装置と同じである。また、制御部の基本的な処理は、第１の実施形態と同じであり、以下では異なる箇所のみを具体的に説明する。
【００７４】
制御部２０は、信号レベルＤＳｄが接触検出用閾値ＴＨＳｄよりも大きくなったことを検出すると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、検出したタイミングの操作検出信号から検出操作位置（ｘ，ｙ）を取得する（１０３Ｓ）。続いて制御部２０は、押圧量ＤＳｐを取得する（Ｓ１０４）。
【００７５】
制御部２０は、操作検出信号の信号レベルＤＳｄが接触物判定閾値ＴＨＳｄ２より大きい場合（Ｓ１３１：ＹＥＳ）、押圧量ＤＳｐが第１閾値ＴＨＳｐよりも大きいかどうかを判断する。
【００７６】
制御部２０は、操作検出信号の信号レベルＤＳｄが接触物判定閾値（第３閾値）ＴＨＳｄ２以下の場合は（Ｓ１３１：ＮＯ）、押圧量ＤＳｐに対する判定を行わず、その時点での検出操作位置（ｘ，ｙ）と押圧量ＤＳｐに基づいて操作入力内容を決定する（Ｓ１０６）。
【００７７】
接触物判定閾値ＴＨＳｄ２は、接触検出用閾値ＴＨＳｄより大きく、指の腹とスタイラスのように先端が指より細いものが区別できる間に設定するのが望ましい。
【００７８】
このような処理を行うことで、指先やスタイラスで操作した場合は、押圧が所定の閾値を超えた場合でも操作位置は固定されず、指先やスタイラスの移動に応じて検出操作位置を移動させることができる。これにより、指の腹で操作をした場合は定位置で押圧を強くした状態では意図しない検出位置のずれを防ぐとともに、先端の細いスタイラスで操作した場合は押圧にかかわらず操作位置を検出でき、細かい文字入力等の操作も正確に可能となる。
【００７９】
なお、第３の実施形態に示す処理と、第２の実施形態に示す処理を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１：タッチ式入力装置
１０：操作入力部
１１Ｐ：押圧センサ
１１Ｐ１：圧電フィルム
１１Ｐ２，１１Ｐ３：押圧検出電極
１１Ｄ：タッチセンサ
１１Ｄ１：絶縁性基板
１１Ｄ２，１１Ｄ３：静電容量検出用電極
２０：制御部
２１：記憶部
３０：表示部
３０１：液晶パネル
３０２：表面偏光板
３０３：裏面偏光板
３０４：バックライト
５０：筐体
５２：制御回路モジュール
【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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