(57)【要約】【課題】表面保護パネルと平面表示素子とが一体化した構造の表示部において、当該表示部を応用した筐体の強度及びその入力検出精度の安定性を保持できるようにする。【解決手段】表示入力装置１００は、操作面及び所定の厚みを有して入力操作画像を表示する表示部２９と、この表示部２９の操作面に対する反対側の面に連設された平面状の入力検出部４５とを備え、入力検出部４５は、表示部２９を介在して加圧される押圧力を検知するものである。操作者の指等による表示画面上の摺動又は及び押下操作によって情報を入力する場合に、表示部２９の剛性の低下及び薄型化の傾向を辿る中で、操作体の摺動位置及び押圧力の量を表示部２９の裏面側で検知できるようになる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作体による表示画面上の摺動又は及び押下操作によって情報を入力する表示入力装置であって、
操作面を有して入力操作画像を表示する表示部と、
前記表示部の操作面に対する反対側の面に連設された平面状の入力検出部とを備え、
前記入力検出部は、
前記表示部を介在して加圧される押圧力を個々に検知することを特徴とする表示入力装置。
【請求項２】
前記入力検出部は、
導電性の電極部材に感圧部材を被覆した感圧電極を接点とする感圧センサモジュール構造を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示入力装置。
【請求項３】
前記入力検出部には、
所定の大きさの電極を有して母材用の素材の所定の位置に配設された入力検出用の導電性の高分子素材と、
前記高分子素材の電極に駆動電圧を供給する電源供給部とを有した触覚可変シート機能が備えられることを特徴とする請求項１に記載の表示入力装置。
【請求項４】
前記電源供給部は、
前記母材用の素材に配設された複数の前記高分子素材の電極に個別又はグループ毎に駆動電圧を供給するプログラム可能な機能を有していることを特徴とする請求項３に記載の表示入力装置。
【請求項５】
前記入力検出部には、
所定の大きさの電極を有して母材用の素材の所定の位置に配設された入力検出用の導電性の高分子素材と、
前記高分子素材の電極から押圧起電力を検出する検出回路とを有した触覚非可変シート機能が備えられることを特徴とする請求項１に記載の表示入力装置。
【請求項６】
前記表示部には、
有機ＥＬ表示素子又は液晶表示素子が使用されることを特徴とする請求項１に記載の表示入力装置。
【請求項７】
前記液晶表示素子には、
光吸収層上に透明性のフィルム及び封止された液晶層を複数重ね合わせた電子ペーパーを使用することを特徴とする請求項６に記載の表示入力装置。
【請求項８】
操作体による表示画面上の摺動又は及び押下操作によって情報を入力する表示入力手段を備えた電子機器であって、
前記表示入力手段は、
操作面を有して入力操作画像を表示する表示部と、
前記表示部の操作面に対する反対側の面に連設された平面状の入力検出部とを有し、
前記入力検出部は、
前記表示部を介在して加圧される押圧力を検知することを特徴とする電子機器。
【請求項９】
前記入力検出部から得られる位置検出信号に基づいて前記表示部の操作面に振動を
与える振動体を備えることを特徴とする請求項８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、アイコン画面に触れると触覚を提示する触覚入力機能を備えたデジタルカメラや、ビデオカメラ、携帯電話機、携帯端末装置、デスクトップ型のパーソナルコンピュータ（以下パソコンという）、ノート型のパソコン、点字ブロック装置等の電子機器に適用可能な表示入力装置及び電子機器に関する。
【０００２】
詳しくは、操作者の指等による表示画面上の摺動又は及び押下操作によって情報を入力する場合に、表示部の操作面に対する反対側の面に連設された平面状の入力検出部を備え、表示部を介在して加圧される押圧力を検知して、操作体の摺動位置及び押圧力の量を表示部の裏面側で検知できるようにすると共に、表示部の良好な光学特性及び、当該表示部を応用した筐体の強度及びその入力検出精度の安定性を保持できるようにした。
【背景技術】
【０００３】
近年、ユーザ（操作者）は、多種類の動作モードを装備したデジタルカメラを使用して被写体を撮影したり、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯端末装置に様々なコンテンツを取り込み、それを利用するようになってきた。これらのデジタルカメラや携帯端末装置等には表示入力装置が具備される。表示入力装置にはキーボードや、ＪＯＧダイヤル等の入力手段と表示部とを合わせたタッチパネル式の液晶ディスプレイなどが使用される場合が多い。更に、ユーザが表示画面上を指で摺動すると、表示内容が切り替わる表示入力装置も製品化され始めてきている。
【０００４】
上述の表示入力装置に関連して、特許文献１には、座標入力機能付き表示装置が開示されている。この表示装置によれば、基板上に画素電極が設けられ、この基板上には表示部を成す高分子分散液晶層が設けられる。この液晶層の一方の主面には、座標入力部を構成する第１の透明抵抗膜、スペーサ、第２の透明抵抗膜及び可撓性透明膜を積層して設けられている。第２の透明抵抗膜は、スペーサを介して第１の透明抵抗膜と対峙するように配設されている。スペーサは第１の透明抵抗膜と第２の透明抵抗膜との間に設けられ、一定の間隙を保っている。可撓性透明膜は第２の透明抵抗膜に重ねて設けられている。
【０００５】
このような構造において、第１の透明抵抗膜の端部に電流を供給し、当該透明抵抗膜の電流供給端部とは別の端部及び第２の透明抵抗膜の端部から電流を検出する。可撓性透明膜が外力により変形し、第２の透明抵抗膜が第１の透明抵抗膜に電気的に接触した時における検出出力に基づいて電気的接触点の座標を検出するようにしたものである。このように装置を構成すると、座標入力部と表示部との貼り合わせずれをなくし、かつ視線方向による表示位置と座標入力位置のずれを小さくできるというものである。
【０００６】
また、特許文献２には入力装置、情報処理装置、リモートコントロール装置および入力装置の制御方法が開示されている。この入力装置によれば、センサ部、位置判定処理部、制御部及び駆動部を備え、パネルの表面に対する押圧操作または接触操作によって入力を行う場合に、センサ部は、パネル表面に対する押圧または接触によって変化する検出データ値によって押圧等の有無を検出する。位置判定処理部は、その検出データ値を基に押圧等の操作開始から確定までの時間を計測してその長さに応じた制御信号を生成する。制御部は、その制御信号を用いてパネルを変位させるための駆動電圧の信号波形を生成する。駆動電圧の信号波形は制御部から駆動部へ出力される。制御部は入力操作確定までの時間が長いときには、パネルに対して操作が弱く行われていると判断してパネルを小さく振動させ、入力操作確定までの時間が短いときには、パネルに対して操作が強く行われていると判断してパネルを大きく振動する信号波形を生成するようにしたものである。このように装置を構成すると、操作者のタッチパネルに対する操作の仕方に応じた力覚を帰還できるというものである。
【０００７】
更に、表示部とタッチパネルの一体化に関連して、特許文献３には表示装置が開示されている。この表示装置によれば、画像を表示する液晶表示パネルと、使用者が触れて指令を入力するためのタッチパネルとを備え、タッチパネルは、液晶表示パネルに対して間隔を設けて配置されている。液晶表示パネルとタッチパネルとの間には透明樹脂充填材が設けられ、タッチパネルを通じて加わる力を緩衝するようにした。このように表示装置を構成すると、タッチパネルが液晶表示パネル上を保護し、当該液晶表示パネルとタッチパネルとを一体化できるので、タッチパネル強度の向上を図ることができ、かつ、表示装置の薄型化を図ることができるというものである。
【０００８】
【特許文献１】特許第３３７３６９１号        （第３頁  図１）
【特許文献２】特許第３９４１７７３号        （第９頁  図３）
【特許文献３】特開２００４−７７８８７号公報（第６頁  図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、従来例に係る表示装置を実装した携帯電話機や、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の電子機器によれば、以下のような問題がある。  
ｉ．特許文献１に見られるような表示装置によれば、表示部を成す高分子分散液晶層の上方に第１、第２の透明抵抗膜、スペーサ及び可撓性透明膜から構成される抵抗膜方式の座標入力部が積層して設けられている。従って、表示部から座標入力部へ透過して視認される光が、座標入力部を配置しない場合に比べて低下し、高分子分散液晶層の光学特性の劣化が懸念される。
【００１０】
ii．特許文献２に見られるような触覚提示機能を有する入力装置によれば、液晶表示部の上方に抵抗膜方式や静電方式等のタッチパネルを積層して設けられている。これらの方式のタッチパネルによれば、特許文献１に見られるような第１、第２の透明抵抗膜、スペーサ及び可撓性透明膜や、画素読み取りのための電位回路を構成する容量電極に至るＩＴＯ膜等の配線パターンに、多層配線構造が採られる場合が多い。従って、タッチパネルの入力機能を備えた表示入力装置において、液晶表示部から、これらの方式のタッチパネルへ透過して視認される光が、タッチパネルを配置しない場合に比べて低下する。表示部の光学特性を劣化させる要因としては、当該表示部の開口率の低下や、それに伴う透過率の低下などが挙げられる。これにより、液晶表示部で本来得られるはずの光学特性が損なわれるという問題がある。
【００１１】
iii．特許文献３に見られるような表示部とタッチパネルとを一体化した表示装置において、操作者の指等の摺動位置のみならず、その摺動位置における押圧力を検出する機構を付加しようとした場合に、当該タッチパネルの周囲に額縁状の枠体を設けて、この枠体に入力検出部を実装して押下方向（Ｚ方向）の押し込み力を検出する方法が考えられるが、額縁状の入力検出部で安定的な入力検出を行うためには、タッチパネルのみならず、表示部をも支持する構造を採る必要がある。しかし、押下操作時の押圧力（荷重）が入力検出部に架かり過ぎると、入力検出精度の安定性に悪影響を及ぼしたり、表示部が枠体のみによって支持される構造となってしまい、表示部の強度が低下するという問題がある。
【００１２】
因みに、入力検出部のみならず、それ以外の筐体部材で、タッチパネル及び、液晶表示パネルや、有機ＥＬ表示素子等の平面表示素子を支持するような構造を採ることが考えられる。この構造であると、筐体部材等が、タッチパネル及び表示部を支持することになるため、その支持方法によっては、表示部上のタッチパネルを介して行われる入力操作に対して、パネル同一平面内における面均一な入力手法が採れず、入力検出精度の安定性に悪影響を及ぼすことが懸念される。
【００１３】
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、表面保護パネルと平面表示素子が一体化した構造の表示部においても、当該表示部を応用した筐体の強度及びその入力検出精度の安定性を保持できるようにした表示入力装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題は、操作体による表示画面上の摺動又は及び押下操作によって情報を入力する表示入力装置であって、操作面を有して入力操作画像を表示する表示部と、この表示部の操作面に対する反対側の面に連設された平面状の入力検出部とを備え、入力検出部は、表示部を介在して加圧される押圧力を検知することを特徴とする表示入力装置によって解決される。
【００１５】
本発明に係る表示入力装置によれば、操作体による表示画面上の摺動又は及び押下操作によって情報を入力する場合に、表示部の剛性の低下及び薄型化の傾向を辿る中で、表示部が荷重伝達部材となって操作体の摺動位置及び押圧力の量を表示部裏面側で検知できるようになる。
【００１６】
本発明に係る電子機器は、操作体による表示画面上の摺動又は及び押下操作によって情報を入力する表示入力手段を備えた電子機器であって、表示入力手段は、操作面を有して入力操作画像を表示する表示部と、この表示部の操作面に対する反対側の面に連設された平面状の入力検出部とを有し、入力検出部は、表示部を介在して加圧される押圧力を検知することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る表示入力装置が備えられるので、表示部の剛性の低下及び薄型化の傾向を辿る中で、表示部が荷重伝達部材となって操作体の摺動位置及び押圧力の量を表示部裏面側で検知できるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る表示入力装置によれば、操作体による表示画面上の摺動又は及び押下操作によって情報を入力する場合に、表示部の操作面に対する反対側の面に連設された平面状の入力検出部を備え、入力検出部は表示部を介在して加圧される押圧力を検知するようになされる。
【００１９】
この構成によって、表示部の剛性の低下及び薄型化の傾向を辿る中で、表示部が荷重伝達部材となって操作体の摺動位置及び押圧力の量を表示部裏面側で検知できるようになる。従って、表示部上にタッチパネルを配設した表示入力方式に比べて、表示部の良好な光学特性及び、その入力操作画像を選択する操作体の位置情報を表示面下で正確に検知できるようになる。
【００２０】
本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る表示入力装置が備えられるので、表示部の剛性の低下及び薄型化の傾向を辿る中で、表示部が荷重伝達部材となって操作体の摺動位置及び押圧力の量を表示部裏面側で検知できるようになる。従って、表面保護パネルと表示素子が一体化した構造の表示部を応用した電子機器の強度及びその入力検出精度の安定性を保持できるようになる。しかも、表示入力装置の小型化及び操作性を向上できることから、当該電子機器の誤動作の低減、コストダウン及び製造プロセスの簡素化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
続いて、この発明に係る表示入力装置及び電子機器の実施の形態について、図面を参照しながら説明をする。
【実施例１】
【００２２】
図１は、第１の実施例としての表示入力装置１００の構成例を示す斜視図である。この実施例では、平面表示素子の剛性の低下及び薄型化を着目して、操作者（ユーザ）の入力操作方向から見て、表示部２９の裏面に入力検出部４５を配置し、ユーザの入力動作を表示部２９の物理的な押圧力を通して検出できるようにした表示入力装置１００を提供する。
【００２３】
図１に示す表示入力装置１００は、操作体、例えば、操作者の指による表示画面上の摺動又は及び押下操作によって情報を入力するものである。表示入力装置１００は、平面状の入力検出部４５及び表示部２９を備え、表示部２９が入力検出部４５上に積層されて構成される。表示入力装置１００は薄型であって、簡易情報処理システムにおける入力検出機能を実現すると共に、光学特性に優れた平面表示素子を実現する。
【００２４】
表示部２９は操作面を有しており、アイコン操作画像等の入力操作画像を表示する。表示部２９の大きさは、その幅をＷとし、その長さをＬとし、その厚みをｔ１としたとき、Ｗ×Ｌ＝４０乃至６０ｍｍ×６０乃至１２０ｍｍ程度、厚みｔ１は０．５ｍｍ乃至２．０ｍｍ程度である。表示部２９には、例えば、有機ＥＬ表示素子が使用される。表示部２９には有機ＥＬ表示素子の他に、光吸収層上に透明性のフィルム及び封止された液晶層を複数重ね合わせた電子ペーパーを使用してもよい。もちろん、バックライト付きの液晶表示素子を使用してもよい。
【００２５】
入力検出部４５は、平面状及び所定の厚みｔ２を有して表示部２９の操作面に対する反対側の面に連設されている。入力検出部４５の大きさも、その幅がＷで、その長さがＬで、その厚みはｔ２である。入力検出部４５のＷ×Ｌは表示部２９とほぼ同様であり、厚みｔ２は０．１ｍｍ乃至１．０ｍｍ程度である。入力検出部４５は、ユーザによる操作位置情報のみならず、押し込み力（押圧力Ｆ）をも検出する。入力検出部４５は、例えば、表示部２９の表面上において、ユーザが指などを物理的に動かすことにより、表示部２９を介在して加圧される押圧力Ｆを検知するように動作する。これにより、表示入力装置１００で入力操作を実行できるようになっている。
【００２６】
図２は、表示入力装置１００の構成例（正面）を示す断面図である。図２に示す表示入力装置１００は、入力検出部４５上に表示部２９が面接合されて構成されている。入力検出部４５は平面状の感圧センサモジュール構造を有している。感圧センサモジュール構造によれば、ベースシート５０に、スペース部材５３、上部用の配線パターン５７１，下部用の配線パターン５７２及び複数の感圧センサ１０１が設けられて構成される。
【００２７】
ベースシート５０は表示部２９の幅×長さ＝Ｗ×Ｌとほぼ同様である。ベースシート５０には、その厚みが０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍ程度のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等が使用され、ベースシート５０の上部には複数の下部用の配線パターン５７２が配置されている。
【００２８】
ベースシート５０上には絶縁性のスペース部材５３が配置されている。スペース部材５３には所定の大きさの開口部５３ａがモジュール構造を成す感圧センサ１０１毎に蜂の巣状に設けられる。開口部５３ａは直径ｄを有した筒状を成し、感圧センサ１０１のスペース開口面積を設定している。スペース開口面積は、感圧センサ１０１の感圧特性に大きく影響するパラメータとなる。直径ｄは、例えば、携帯電話機の入力装置を構成する場合、２ｍｍ乃至５ｍｍ程度である。スペース部材５３の厚さはｔ２’である。その厚さｔ２は０．１乃ｍｍ０．２ｍｍ程度であり、感圧センサ１０１の感圧特性に大きく影響するパラメータとなる。
【００２９】
このスペース部材５３上には、絶縁シート５１ａが設けられている。絶縁シート５１ａの裏面側には複数の上部用の配線パターン５７１が配置されている。上述の表示部２９は絶縁シート５１ａの表面に面接合されている。この面接合は、表示部２９を介在して絶縁シート５１ａ等に押圧力Ｆを加え、感圧センサ１０１の感圧電極１１０に押圧力Ｆを伝搬するようにしたためである。
【００３０】
この例で、配線パターン５７１，５７２の間であって、スペース部材５３の各々の開口部内には感圧センサ１０１が設けられる。１つの感圧センサ１０１は上部用の感圧電極１１０と下部用の感圧電極２１０とが接点構造を成している。感圧電極１１０及び２１０は塗膜構造を有しており、例えば、銀製の電極材料に感圧インク等の感圧部材を被覆して構成される。感圧センサ１０１の接点部は、通常のメンブレンスイッチと同じ構造を有している。感圧センサ１０１と、一般のメンブレンスイッチとの大きな相違点は、上下の接点電極の両方に感圧電極１１０，２１０を設けている点である。もちろん、上下の接点電極のいずれか一方に感圧電極１１０又は２１０を設けるようにしてもよい。
【００３１】
この例で、感圧センサ１０１は、接点上面にかかる押圧力Ｆに応じて連続的に抵抗値Ｒが変化する接点構造を有している。すなわち、感圧センサ１０１は、感圧電極１１０，２１０が接触した後、接触（接点）抵抗が徐々に変化（減少）する可変抵抗型の単位スイッチ素子を構成しており、操作者の指等で押し込まれる押圧力Ｆに応じて連続的に接点抵抗値が減少するように動作する。抵抗範囲は、例えば、５０Ω〜５００ｋΩである。
【００３２】
上述の感圧電極１１０と感圧電極２１０との間には単位スイッチ素子のストロークを確保するために、スペース部材５３によって空間が形成されている。これらの接点構造の感圧電極１１０，２１０を上下の電極シートに挟まれたスペース部材５３の各々の開口部内に配置することにより、操作者の指の押下位置及び押圧力Ｆ（荷重）の分布を検知するようになされる。
【００３３】
図３は、入力検出部４５における感圧センサ１０１の構成例を示す斜視図である。図３に示す感圧センサ１０１は感圧電極１１０及び感圧電極２１０から構成され、センサ出力は両面取り出し方式が採用される。
【００３４】
感圧電極１１０は、銀（Ａｇ）電極１１１及び感圧被覆部１１２を有して構成される。銀電極１１１は円柱状を有して配線パターン５７１に接続される。感圧被覆部１１２は銀電極１１１の外周部を感圧インク等で包み込むように被覆している。感圧電極１１０は、銀電極やカーボン電極と同様に、感圧インクを銀電極１１１に印刷することにより形成される。例えば、導電粒子を含む流動状の感圧インクをスクリーン印刷により、銀電極１１１や２１１に均一に塗布するようになされる。その後、感圧電極１１０及び感圧電極２１０の塗膜面を乾燥する。
【００３５】
感圧電極２１０も、銀電極２１１及び感圧被覆部２１２を有して構成される。銀電極２１１は円柱状を有して配線パターン５７２に接続される。感圧被覆部２１２は銀電極２１１の外周部を感圧インク等で包み込むように被覆されている。感圧電極２１０も、感圧電極１１０と同様にして形成される。感圧電極１１０と感圧電極２１０との接点の接触抵抗値は、感圧電極層の比抵抗（抵抗率）と、上下の配線パターン５７１，５７２間の接続抵抗（ＯＮ抵抗）によって決定される。
【００３６】
続いて、表示入力装置１００における感圧センサ１０１の検出回路例について説明する。図４は、感圧センサ１０１の検出回路例を示すブロック図である。この例では、表示入力装置１００における感圧センサ１０１の押圧変位を読み取って操作者の指３０ａ等の摺動位置及び押圧力を検知するようなされる。
【００３７】
図４に示す表示入力装置１００は、ある１つの操作キー要素に対応する部分を抜き出した構成例であって、上部用の配線パターン５７１、下部用の配線パターン５７２、感圧センサ１０１、負荷抵抗ＲＬ、比較回路４５０及び駆動電源５０５を備えて構成される。操作キー１要素に対応する感圧センサ１０１は、配線パターン５７１及び配線パターン５７２の間に配設されている。配線パターン５７１は例えば、接地線ＧＮＤに接続され、配線パターン５７２は負荷抵抗ＲＬを介在して駆動電源５０５に接続される。
【００３８】
負荷抵抗ＲＬと配線パターン５７２の接続点には比較回路４５０が接続され、感圧センサ１０１の押圧変位（変化）を読み取って操作体の押圧力を検知するようになる。この例では負荷抵抗ＲＬには感圧センサ１０１に与えられる押圧力Ｆに対応した電圧降下（以下出力電圧Ｖ０という）を生じるようになる。比較回路４５０には２つの比較器４５１，４５２が使用され、各々比較器４５１，４５２は電源線ＶＣＣ及び接地線ＧＮＤに接続される。負荷抵抗ＲＬと配線パターン５７２の接続点は比較器４５１，４５２の各々＋端子に接続される。
【００３９】
比較回路４５０の各段の比較器４５１，４５２の−端子には駆動電源５０５が接続され、基準電圧ＶREFが供給される。位置検出用の比較器４５１には基準電圧ＶREFとして位置検出用の閾値電圧Ｖth１が供給され、押圧力判定閾値用の比較器４５２には押圧力判定用の閾値電圧Ｖth２が供給される。駆動電源５０５は電源線ＶＣＣ及び接地線ＧＮＤに接続される。
【００４０】
閾値電圧Ｖth１、Ｖth２及び駆動電圧Ｖｏは、ＣＰＵ３２（図１５参照）等の上位の制御系からの指令データＤによって設定される。比較器４５１は閾値電圧Ｖth１と出力電圧Ｖ０と比較して、閾値電圧Ｖth１を越える出力電圧Ｖ０が得られた場合に位置検出信号Ｓ１を上位の制御系に出力する。比較器４５２は閾値電圧Ｖth２と出力電圧Ｖ０と比較して、閾値電圧Ｖth２を越える出力電圧Ｖ０が得られた場合に押圧検知信号Ｓ２を上位の制御系に出力する。
【００４１】
この例で、感圧センサ１０１の非押下時は、感圧電極１１０と感圧電極２１０とが離れており、感圧電極１１０と感圧電極２１０との間にはギャップｇが設定されている。ギャップｇは、通常のメンブレンスイッチとして機能させるために設けている。
【００４２】
続いて、感圧センサ１０１における入力検出例について説明する。図５及び図６は、操作キー１要素の感圧センサ１０１における入力検出例（その１，２）を説明するブロック図である。  
この例で、駆動電源５０５は上位の制御系から入力した指令データＤに基づく大きさの駆動電圧Ｖｏを配線パターン５７１及び配線パターン５７２を介して感圧電極１１０，２１０間に印加する。比較器４５１には閾値電圧Ｖth１が設定され、比較器４５２には閾値電圧Ｖth２が設定されている場合を例に挙げる。
【００４３】
これらを入力条件にして、図４に示した感圧センサ１０１によれば、駆動電源５０５が上位の制御系から指令データＤを入力し、指令データＤに基づく大きさの駆動電圧Ｖｏを配線パターン５７１及び配線パターン５７２を介して感圧電極１１０，２１０間に印加することで、感圧センサ１０１がスタンバイ状態となされる。このスタンバイ状態は、比較器４５１が閾値電圧Ｖth１を越える出力電圧Ｖ０を検出しないので、位置検出信号Ｓ１はロー・レベル＝「０」である。また、比較器４５２も、閾値電圧Ｖth２を越える出力電圧Ｖ０を検出しないので押圧検知信号Ｓ２もロー・レベル＝「０」である。
【００４４】
そして、図５に示す感圧センサ１０１の入力検出例（位置検出処理）によれば、操作者の指３０ａ等により、表示部２９の厚み方向から感圧センサ１０１上を押圧し、その感圧センサ１０１の感圧電極１１０と感圧電極２１０とが接触した場合である。このとき、操作者の指３０ａ等が感圧センサ１０１上を押圧しているので、負荷抵抗ＲＬを流れる電流ｉが変化する。例えば、感圧センサ１０１上を押圧されていない状態の電流ｉに比べて増加する。この電流ｉの変化は負荷抵抗ＲＬの両端の電圧降下によって現れる。
【００４５】
比較回路４５０の位置検出処理によれば、負荷抵抗ＲＬと配線パターン５７２の接続点の出力電圧Ｖ０を監視することで、操作者の指３０ａ等の摺動位置を検知するようなされる。この例では、比較器４５１は閾値電圧Ｖth１と出力電圧Ｖ０とを比較して閾値電圧Ｖth１を越える出力電圧Ｖ０を監視する。このとき、比較器４５１が閾値電圧Ｖth１を越える出力電圧Ｖ０を検出した場合に、例えば、ハイ・レベル＝「１」の位置検出信号Ｓ１（位置検出電圧Ｖ１でもよい）が上位の制御系のＡ／Ｄドライバ３１等へ出力される。Ａ／Ｄドライバ３１では位置検出信号Ｓ１をアナログ・デジタル変換した位置検出情報Ｄ１を上位の制御系に出力する（図１５参照）。
【００４６】
この例では、上述の位置検出処理に並行して押圧検知処理が実行される。図６に示す感圧センサ１０１の入力検出例（押圧検知処理）によれば、負荷抵抗ＲＬと配線パターン５７２の接続点の出力電圧Ｖ０を監視することで、操作者の指３０ａ等により、表示部２９の厚み方向から感圧センサ１０１へ押し込まれる押圧力Ｆを検知するようなされる。この例で比較器４５２は、閾値電圧Ｖth２と出力電圧Ｖ０とを比較して、閾値電圧Ｖth２を越える出力電圧Ｖ０を監視する。
【００４７】
このとき、感圧センサ１０１上を更に強く押圧されると、当該比較器４５２が閾値電圧Ｖth２を越える出力電圧Ｖ０を検出するようになるので、例えば、ハイ・レベル＝「１」の押圧検知信号Ｓ２（押圧検知電圧Ｖ２でもよい）を上位の制御系のＡ／Ｄドライバ３１等へ出力する。位置検出電圧Ｖ１と押圧検知電圧Ｖ２とは大きさが異なる（Ｖ１≠Ｖ２）。Ａ／Ｄドライバ３１は、押圧検知信号Ｓ２をアナログ・デジタル変換した押圧検知情報Ｄ２を上位の制御系に出力する。
【００４８】
上述の例で閾値電圧Ｖth２を越える出力電圧Ｖ０が検出された場合は、押圧検知情報Ｄ２をトリガーにして入力を確定する。これにより、上位の制御系において、位置検出情報Ｄ１及び押圧検知情報Ｄ２から操作者の指３０ａ等の摺動位置及び押圧力Ｆを検知できるようになる。
【００４９】
図７Ａはモジュール構造及びシート状の感圧センサ１０１，１０１’の抵抗−圧力特性例を示すグラフ図、及び、図７Ｂ及びＣは、感圧センサ１０１等の押下状態を示す概念図である。以下で抵抗−圧力特性をＲ−Ｆ特性という。
【００５０】
図７Ａに示す縦軸は、モジュール構造の感圧センサ１０１や、シート状の感圧センサ１０１’の押下時の配線パターン５７１及び配線パターン５７２間の抵抗値Ｒ［Ω］である。シート状の感圧センサ１０１’は、表示部２９を介在させないで感圧電極１１０と感圧電極２１０とを押圧するように操作される場合である。同図の横軸は、感圧センサ１０１等の押下時の押圧力Ｆ［Ｎ］である。破線に示すＲ−Ｆ特性＃１０１は、モジュール構造の感圧センサ１０１の配線パターン５７１及び配線パターン５７２間の抵抗値Ｒの変化例である。実線に示すＲ−Ｆ特性＃１０１’は、シート状の感圧センサ１０１’の配線パターン５７１及び配線パターン５７２間の抵抗値Ｒの変化例である。
【００５１】
この例の感圧センサ１０１のＲ−Ｆ特性＃１０１によれば、感圧センサ１０１’のＲ−Ｆ特性＃１０１’よりも、配線パターン５７１及び配線パターン５７２間の抵抗値Ｒが直線的（一次関数的：リニア）に変化しており、図７Ｂに示すように操作者の指３０ａ等で表示部２９を介在して感圧センサ１０１へ押圧力Ｆ１により押下した場合である。この場合、配線パターン５７１及び配線パターン５７２間の抵抗値はＲ（Ｉ）となる。同様にして、図７Ｃに示すように、感圧センサ１０１を押圧力Ｆ２で押下した場合は、抵抗値はＲ（II）となる。Ｒ−Ｆ特性曲線は、押圧力Ｆが増加するほど、ほぼ直線的に減少する傾向の抵抗値変化特性が得られている。
【００５２】
また、感圧センサ１０１’のＲ−Ｆ特性＃１０１’によれば、感圧センサ１０１のＲ−Ｆ特性＃１０１よりも指数関数的（リニア）に変化しており、図７Ｂに示したような操作者の指３０ａ等で表示部２９を介することなく、直接、感圧センサ１０１へ押圧力Ｆ１で押下した場合である。この場合、配線パターン５７１及び配線パターン５７２間の抵抗値はＲ（Ｉ）となるが、感圧センサ１０１を押圧力Ｆ２で押下した場合は、抵抗値Ｒ（II）’となる。抵抗値変化曲線は、押圧力Ｆが増加するほど、ほぼ指数関数的に減少する傾向の特性が得られている。感圧センサ１０１’の場合、絶縁シート５１ａ等に直接押圧力Ｆが加えられるため、数百Ｎ近くの高押圧力Ｆ領域まで、配線パターン５７１及び配線パターン５７２間の抵抗値Ｒを変化させることが困難なことによる。
【００５３】
これに対して、モジュール構造の感圧センサ１０１によれば、表示部２９を介在して絶縁シート５１ａ等に押圧力Ｆが加えられ、感圧電極１１０に押圧力Ｆが伝搬されるため、絶縁シート５１ａに伝搬される押圧力Ｆを分散させることができる。従って、モジュール構造の感圧センサ１０１によれば、数百Ｎ近くの高押圧力Ｆ領域まで、配線パターン５７１及び配線パターン５７２間の抵抗値Ｒを直線的に変化させることができる。
【００５４】
この例で、表示部２９は、弾性率の高いゴム製の押圧子のような性質を有するものを使用するとよい。これは、弾性率の高いゴム製の押圧子で感圧センサ１０１に押圧力Ｆを加えた場合、比較的低い押圧力Ｆで抵抗値Ｒの飽和が始まる傾向が見出され、その後、飽和が緩やかに進むことが確認されている。すなわち、表示部２９がゴム製の押圧子のような性質を有する場合、弾性率が高いために、表示部２９を介在して感圧センサ１０１に押圧力Ｆを加えた際に、当該感圧センサ１０１の上下の感圧電極１１０，２１０の接触面積が緩やかに広がり、それに応じて接触抵抗も緩やかに小さくなるためである。
【００５５】
反対に、表示部２９に弾性率の低い樹脂製の押圧子のような性質を有するものを使用した場合には、抵抗値Ｒが比較的高い圧力で変化するが、その変化は急峻であり、狭い圧力領域で抵抗値Ｒが飽和する傾向が見出されている。これは、表示部２９が樹脂製の押圧子のような性質を有する場合は、弾性率が低いために、表示部２９を介在して感圧センサ１０１に押圧力Ｆを加えた際に、感圧センサ１０１の上下の感圧電極１１０，２１０の接触面積が急激に広がり、それにより接触抵抗も急激に小さくなるためと考えられる。
【００５６】
また、図２に示したスペース部材５３における開口部５３ａの直径ｄが５ｍｍ程度である場合、押圧力Ｆを加え続けると、比較的低い押圧力Ｆで抵抗値Ｒが飽和する傾向ある。直径ｄが２ｍｍである場合は、直径ｄ＝５ｍｍの場合よりも、スペース開口面積が減少することから、押圧力Ｆと抵抗値Ｒの関係が、より直線（リニア）に近づく傾向が見出されている。
【００５７】
更に、スペース部材５３の厚さｔ２’に関して、例えば、厚さｔ２’＝０．ｌｍｍと、ｔ２’＝０．１２５ｍｍとを比較した場合（他の条件を一定とする）であって、スペース部材５３の厚さｔ２’が０．ｌｍｍである場合、押圧力Ｆを加え続けた際の抵抗値Ｒは比較的急峻に変化する。また、その厚さｔ２’が０．ｌ２５ｍｍである場合は、比較的緩やかに抵抗値Ｒが変化する。なお、押圧力Ｆを加えた際の抵抗値Ｒは、全体的にｔ２’＝０．１２５ｍｍよりもｔ２’＝０．１ｍｍの方が高くなる。これにより、押圧力Ｆによる押し込み量をパラメータとした情報入力処理をできるようになる。
【００５８】
続いて、入力検出部４５における他の感圧センサ１０２等について説明する。図８は、入力検出部４５における他の感圧センサ１０２の構成例を示す断面図である。図８に示す感圧センサ１０２はベースシート５０の下部用の配線パターン５７２と上部用の配線パターン５７１との間に、図示しないスペース部材を介在して、双方の対向面が凹状を有した感圧電極１２０及び感圧電極２２０を有して構成される。感圧センサ１０２は、センサ出力両面取り出し方式が採用される。配線パターン５７１上には表示部２９が面接合されている。感圧電極１２０及び感圧電極２２０には、所望の安定した接触抵抗を得るために、その塗膜表面に微細な凹又は／及び凸状が設けられている。この例では、凹凸状の度合い（表面粗さ）や突起部の硬さ等を設定することで、感圧電極１２０及び感圧電極２２０間の接触抵抗を制御するようになっている。
【００５９】
感圧電極１２０は、銀（Ａｇ）電極１２１及び感圧被覆部１２２を有して構成される。銀電極１２１は環状を有して配線パターン５７１に接続される。感圧被覆部１２２は銀電極１２１の外周部を感圧インク等で包み込むように被覆している。感圧電極１２０は、銀電極やカーボン電極と同様に、感圧インクを銀電極１２１に印刷することにより形成される。例えば、導電粒子を含む流動状の感圧インクをスクリーン印刷により、銀電極１２１や２２１を含む平面上に均一に塗布するようになされる。その後、感圧電極１２０及び感圧電極２２０の塗膜面を乾燥する。
【００６０】
感圧電極２２０も、銀電極２２１及び感圧被覆部２２２を有して構成される。銀電極２２１は環状を有して配線パターン５７２に接続される。感圧被覆部２２２は銀電極２２１の外周部を感圧インク等で包み込むように被覆されている。感圧電極２２０も、感圧電極１２０と同様にして形成される。感圧電極１２０と感圧電極２２０との接点の接触抵抗値は、感圧電極層の比抵抗（抵抗率）と、上下の配線パターン５７１，５７２間の接続抵抗（ＯＮ抵抗）によって決定される。
【００６１】
これにより、各々の感圧電極１２０，２２０の接点が各々有する接触ばらつきを上下の感圧電極１２０，２２０の接点凹凸形状により相殺できるようになり、その結果、Ｒ−Ｆ特性のばらつきを低減できるようになる。また、感圧センサ１０２のＲ−Ｆ特性の直線性を維持しつつ、そのゆらぎを軽減できるようになる。感圧電極１２０，２２０の接点を凹凸形状とすることで、スクリーン印刷時の塗布ばらつきも補正できるようになった。
【００６２】
図９は、入力検出部４５における他の感圧センサ１０３の構成例を示す断面図である。
図９に示す感圧センサ１０３は感圧電極１３０及び感圧電極２３０から構成され、センサ出力は両面取り出し方式が採用される。
【００６３】
感圧電極１３０は、銀（Ａｇ）電極１３１及び感圧被覆部１３２を有して構成される。銀電極１３１は円柱状を有して配線パターン５７１に接続されるが、図３に示した銀電極１１１に比べて直径が大きい。感圧被覆部１３２は銀電極１３１の外周部を感圧インク等で包み込むように被覆しているが、図３に示した感圧被覆部１１２に比べて肉厚が薄く設定されている。
【００６４】
感圧電極２３０も、銀電極２３１及び感圧被覆部２３２を有して構成される。銀電極２３１は円柱状を有して配線パターン５７２に接続されるが、図３に示した銀電極２１１に比べて直径が大きい。感圧被覆部２３２は銀電極２３１の外周部を感圧インク等で包み込むように被覆されているが、図３に示した感圧被覆部２１２に比べて肉厚が薄く設定されている。
【００６５】
感圧電極１３０と感圧電極２３０との接点の接触抵抗値は、感圧電極層の比抵抗（抵抗率）と、上下の配線パターン５７１，５７２間の接続抵抗（ＯＮ抵抗）によって決定されるが、感圧被覆部１３２，２３２を薄くしたことで、感圧センサ１０１と異なるＲ−Ｆ特性を得ることができる。例えば、感圧センサ１０３によれば、比較的低い押圧力Ｆにより、抵抗値Ｒが大きく変化し、高い押圧力Ｆを加え続けた場合、抵抗値Ｒが飽和する傾向となる。
【００６６】
図１０は、入力検出部４５における他の感圧センサ１０４の構成例を示す断面図である。図１０に示す感圧センサ１０４は感圧電極１４０及び感圧電極２４０から構成され、センサ出力は両面取り出し方式が採用される。
【００６７】
感圧電極１４０は、銀（Ａｇ）電極１４１及び感圧被覆部１４２を有して構成される。銀電極１４１は円柱状を有して配線パターン５７１に接続される。銀電極１４１は、図３に示した銀電極１１１と同じ直径を有している。感圧被覆部１４２は銀電極１４１の外周部を感圧インク等で包み込むように被覆している。感圧被覆部１４２は、図３に示した感圧被覆部１１２と同じ肉厚に設定されている。
【００６８】
感圧電極２４０は、銀電極２４１及び感圧被覆部２４２を有して構成される。銀電極２４１は円柱状を有して配線パターン５７２に接続されるが、図３に示した銀電極２１１に比べて直径が大きい。感圧被覆部２４２は銀電極２４１の外周部を感圧インク等で包み込むように被覆されているが、図３に示した感圧被覆部２１２に比べて肉厚が薄く設定されている。
【００６９】
つまり、感圧センサ１０４は、感圧センサ１０１の感圧電極１１０と、感圧センサ１０３の感圧電極２１０とを組み合わせた接点構造を有している。感圧電極１４０と感圧電極２４０との接点の接触抵抗値は、感圧電極層の比抵抗（抵抗率）と、上下の配線パターン５７１，５７２間の接続抵抗（ＯＮ抵抗）によって決定されるが、感圧被覆部１４２のみを薄くしたことで、感圧センサ１０１や、感圧センサ１０３と異なるＲ−Ｆ特性を得ることができる。
【００７０】
例えば、感圧センサ１０４によれば、押圧力Ｆを加え続けた場合に、感圧センサ１０３に比べて比較的低い押圧力Ｆで抵抗値Ｒが飽和し始め、高い押圧力Ｆを加え続けた場合、感圧センサ１０３よりも高い抵抗値Ｒを示すようになる。
【００７１】
図１１は、入力検出部４５における他の感圧センサ１０５の構成例を示す断面図である。図１１に示す感圧センサ１０５は感圧電極１５０及び電極対パターン２５０から構成され、センサ出力は片面取り出し方式が採用される。
【００７２】
感圧電極１５０は、銀（Ａｇ）電極１５１及び感圧被覆部１５２を有して構成される。銀電極１５１は円柱状を有して配線パターン５７１に接続される。銀電極１５１は、図３に示した銀電極１１１と同じ直径を有している。感圧被覆部１５２は銀電極１５１の外周部を感圧インク等で包み込むように被覆している。感圧被覆部１５２は、図３に示した感圧被覆部１１２と同じ肉厚に設定されている。
【００７３】
電極対パターン２５０は、Ｆ形の銀電極パターン２５１及びＦ形の銀電極パターン２５２を有し、双方のＦ形部位が櫛状に入れ子を成して組み合わされている。銀電極パターン２５１はＦ形状を有して配線パターン５７１に接続され、銀電極パターン２５２はＦ形状を有して配線パターン５７２に接続される。
【００７４】
つまり、感圧センサ１０５は、感圧センサ１０１の感圧電極１１０と、センサ出力片面取り出し方式を採る電極対パターン２５０とを組み合わせた片面接点構造を有している。感圧電極１５０と電極対パターン２５０との接点の接触抵抗値は、感圧電極層の比抵抗（抵抗率）と、同一平面上の配線パターン５７１，５７２間の接続抵抗（ＯＮ抵抗）によって決定される。感圧センサ１０５が片面接点構造を有することで、感圧センサ１０１や、感圧センサ１０３等と異なるＲ−Ｆ特性を得ることができる。
【００７５】
例えば、感圧センサ１０５によれば、押圧力Ｆを加え続けた場合に、感圧センサ１０３に比べて比較的低い押圧力Ｆで抵抗値Ｒが飽和し始め、高い押圧力Ｆを加え続けた場合、感圧センサ１０３よりも高い抵抗値Ｒを示すようになる。
【００７６】
図１２は、入力検出部４５における他の感圧センサ１０６の構成例を示す断面図である。図１２に示す感圧センサ１０６は感圧電極１６０及び１対の感圧電極２６ａ，２６ｂから構成され、センサ出力は片面取り出し方式が採用される。
【００７７】
感圧電極１６０は、銀（Ａｇ）電極１６１及び感圧被覆部１６２を有して構成される。銀電極１６１は円柱状を有して配線パターン５７１に接続される。銀電極１６１は、図３に示した銀電極１１１と同じ直径を有している。感圧被覆部１６２は銀電極１６１の外周部を感圧インク等で包み込むように被覆している。感圧被覆部２６２は、図３に示した感圧被覆部１１２と同じ肉厚に設定されている。
【００７８】
感圧電極２６ａは、半月形状の銀電極２６１及び、これを半月形状に覆う感圧被覆部２６２を有している。感圧電極２６ｂは、半月形状の銀電極２６３及び、これを半月形状に覆う感圧被覆部２６４を有している。感圧電極２６ａ，２６ｂは双方の半月形状の弦部位が対峙して組み合わされている。感圧電極２６ａは厚みを帯びた半月形状を有して配線パターン５７１に接続され、感圧電極２６ｂも同様な形状を有して配線パターン５７２に接続される。
【００７９】
つまり、感圧センサ１０６は、感圧センサ１０１の感圧電極１１０と、センサ出力片面取り出し方式を採る感圧電極２６ａ，２６ｂとを組み合わせた片面接点構造を有している。感圧電極１６０と感圧電極２６ａ，２６ｂとの接点の接触抵抗値は、感圧電極層の比抵抗（抵抗率）と、同一平面上の配線パターン５７１，５７２間の接続抵抗（ＯＮ抵抗）によって決定される。感圧センサ１０６が片面接点構造を有することで、感圧センサ１０１や、感圧センサ１０３等と異なるＲ−Ｆ特性を得ることができる。
【００８０】
例えば、感圧センサ１０６によれば、押圧力Ｆを加え続けた場合に、感圧センサ１０３に比べて比較的低い押圧力Ｆで抵抗値Ｒが飽和し始め、高い押圧力Ｆを加え続けた場合、感圧センサ１０３よりも高い抵抗値Ｒを示すようになる。
【００８１】
このように、第１の実施例としての表示入力装置１００によれば、操作者の指３０ａによる表示画面上の摺動又は及び押下操作によって情報を入力する場合に、表示部２９の剛性の低下及び薄型化の傾向を辿る中で、表示部２９が押圧力Ｆの伝達部材となって操作者の指３０ａの摺動位置及び押圧力の量を表示部裏面側で検知できるようになる。
【００８２】
従って、表示部２９上にタッチパネルを配設した表示入力方式に比べて、表示部２９の良好な光学特性が確保され、及び、その入力操作画像を選択する操作体の位置情報を表示面下で正確に検知できるようになる。
【００８３】
これにより、表示部２９下にモジュール化された感圧センサ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５又は１０６を配設した表示入力方式を実現できるようになった。しかも、表面保護パネルと平面表示素子が一体化した構造の表示部２９において、従来方式と比べて、当該表示部２９を応用した電子機器の強度及びその入力検出精度の安定性を向上できるようになった。
【００８４】
更に、本発明によれば、単一のデバイスたる入力検出部４５に、位置検出機能及び押圧力検知機能を備えたので、従来方式と比べて、部品点数を削減できるようになり、コストダウンを図ることができた。しかも、電子機器の駆動及び管理システムを簡素化することができ、消費電力の低減に寄与するところが大きい。
【００８５】
また、表示部２９の下方に“面状”の入力検出部４５を備えたため、従来方式の“枠状”の入力検出部と比較して、表示入力装置１００の組立段階での取り扱いが容易となり、製造効率を向上できるようになった。しかも、表示部２９の薄型化および高い視認性が得られるようになった。
【実施例２】
【００８６】
図１３は、表示入力装置１００を備えた第２の実施例としての携帯電話機２００の構成例を示す斜視図である。この例で、携帯電話機２００には、第１の実施例で説明した表示入力装置１００を実装する筐体（ケース）を含め、感圧センサ１０１や感圧センサ１０２，１０３，１０４，１０５又は１０６等のように最適に設計した感圧センサモジュールを有した入力検出部４５及び表示部２９（押圧力伝達部材）を複合化した機構部品が実装される。
【００８７】
図１３に示す携帯電話機２００は電子機器の一例を構成し、操作者の指３０ａ等による表示画面上の摺動又は及び押下操作によって情報を入力する表示入力機能を備えたものである。携帯電話機２００は電話機能の他に、音声及び映像処理を始め、触覚入力提示機能等の各種データ処理をするものである。
【００８８】
携帯電話機２００は、操作面を有した非折畳み式の筐体４０１及び、押圧力検知及び触覚入力機能付きの表示入力装置１００を有している。表示入力装置１００は表示入力手段の機能の一例を構成し、表示画面上の入力検出面における操作者の指３０ａ等の摺動及び押下操作に対して情報を入力する装置である。筐体４０１は上面操作枠体（キャビネット）４１及び下部容器４２（ケース）を有して構成される。下部容器４２は底付きの箱体を成している。
【００８９】
表示入力装置１００は、上面操作枠体４１内に嵌め込むように設けられ、操作者の指３０ａ等による摺動及び押下操作によってＸ，Ｙ，Ｚ方向の３次元の情報を入力するようになされる。表示入力装置１００は、第１の実施例で説明したような操作面を有して入力操作画像を表示する表示部２９と、この表示部２９の操作面に対する反対側の面に連設された平面状の入力検出部４５とを有している。表示部２９には、有機ＥＬ表示素子や、液晶表示素子等が使用され、アイコン画像等の入力情報が表示される。
【００９０】
入力検出部４５は表示部２９を介在して加圧される押圧力Ｆを検知するように動作する。入力検出部４５は、入力デバイスを構成し、操作者（ユーザ）の指３０ａが表示部２９の操作表面に触れたり、押し込んだりされた際に、その操作表面にほぼ垂直な方向への押圧力Ｆの変化を多段階に検出して、その入力検出情報を当該携帯電話機２００のアプリケーション操作と連動させて表示入力機能を実現するものである。
【００９１】
この例で、入力検出部４５は、操作面を有した表示部２９の裏面側（底面側）に設けられて、操作者３０の指３０ａ等の摺動位置及び押圧力Ｆ（押し込み量）を検出するようになされる。入力検出部４５には、例えば、モジュール構造の感圧センサ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５又は１０６を配設した表示入力方式が採られる。
【００９２】
上面操作枠体４１の表面の中央左上方には、振動体の機能を構成する超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが配設され、入力検出部４５から得られる位置検出信号に基づいて表示部２９の操作面に振動を与えるようになされる。スピーカー３６ｂは、通話用のレシーバ（受話器）と触覚提示用のアクチュエータの機能を兼ね備えている。スピーカー３６ｂには音声信号の他に、触覚提示用の２００Ｈｚの振動制御信号が入力される。
【００９３】
この例で、表示部２９は表示領域が２つに分割され、その上部表示領域には、複数のボタンアイコン等の入力情報が表示され、下部表示領域には、操作パネル映像が表示される。この例では、表示部２９に表示された入力操作用のアイコン画像を指で操作すると、スピーカー３６ｂからクリック音（サイバースイッチ操作音）と共に、表示画面上を触れている操作者の指に触覚を提示するようになされる。
【００９４】
この例で、表示部２９に表示される操作パネル映像は、複数の押しボタンスイッチ９２から構成される。例えば、押しボタンスイッチ９２は、「０」〜「９」数字キー、「＊」や「＃」等の記号キー、「オン」や「オフ」等のフックボタン、メニューキー等から構成される。表示部２９の背面にはカメラ３４が取り付けられ、被写体像を撮像するように操作される。上面操作枠体４１の上面下方には、通話用のマイクロフォン９３が取り付けられ、送話器として機能するようになされる。
【００９５】
なお、下部容器４２の側面にはＵＳＢ端子などのコネクタ９９が配置され、外部機器と通信処理が可能なようになされている。下部容器４２の内側には、モジュール型のアンテナ９６が取り付けられ、その内側周辺には、図示しない大音響用のスピーカーが設けられ、着信メロディや映像データに付加された音声（音楽）等を放音するようになされる。下部容器４２の内部には回路基板９７が設けられる。更に筐体内には、バッテリー９４が内蔵され、回路基板９７や表示部２９等へ電源が供給される。
【００９６】
続いて、携帯電話機２００における表示入力装置１００の配置例について説明する。図１４は、表示入力装置１００の配置例を示す斜視図である。図１４に示す携帯電話機２００における表示入力装置１００は、図１に示した感圧センサモジュール構造を有した平面状の入力検出部４５及び表示部２９を備え、表示部２９が入力検出部４５上に積層されて構成される。入力検出部４５の一端部にはフレキシブル配線５７’が接続され、図１で説明したような感圧電極１１０，２１０に接続された配線パターン５７１，５７２を引き出すようになされる。
【００９７】
表示部２９は、有機ＥＬ表示素子を成す自発光有機材料２９ｂ及び封止層２９ａを有して構成される。自発光有機材料２９ｂは封止層２９ａによって封止されている。封止層２９ａの一端部にはフレキシブル配線５８’が接続され、自発光有機材料２９ｂを駆動するための配線パターン群を引き出すようになされる。
【００９８】
この例で、図１３に示した上面操作枠体４１の表面の中央左上方に配設されるアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂは、例えば、封止層２９ａの側面に取り付けられる。スピーカー３６ｂの大きさは幅×長さ×高さ＝６ｍｍ×１５ｍｍ×２．８ｍｍ程度である。
【００９９】
表示部２９上には、厚み０．７５ｍｍ〜１．１５ｍｍ程度のＴＭＤやＭＤＧ等の透明性の材料をシート状に形成したベースパネル２９ｄが設けられる。ベースパネル２９ｄの上部には筐体４０１を構成する枠形を有した上面操作枠体４１で押さえ込まれて一体化される。上面操作枠体４１は、例えば、厚み０．３ｍｍ程度のアルミニウム板から構成される。これにより、図１３に示したような感圧センサモジュール構造を有した入力検出部４５及び表示部２９（押圧力伝達部材）が複合化され、光学特性に優れた機構部品を構成できるようになる。
【０１００】
図１５は、携帯電話機２００の制御系の構成例を示すブロック図である。図１５に示す携帯電話機２００は、下部容器４２の回路基板９７に各機能のブロックを実装して構成される。なお、図１３及び図１４に示した各部と対応する部分は、同一符号で示している。携帯電話機２００は、制御部１５、受信部１８、送信部２２、アンテナ共用器２３、入力検出部４５、表示部２９、電源ユニット３３、カメラ３４、記憶部３５、着信メロディ用のスピーカー３６ａ、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂを有している。表示部２９及び入力検出部４５には第１の実施例で説明した表示入力装置１００が使用される。
【０１０１】
図１５に示す制御部１５は、画像処理部２６、Ａ／Ｄドライバ３１、ＣＰＵ３２及びメモリ部３７を有している。Ａ／Ｄドライバ３１には、入力検出部４５からの位置検出信号Ｓ１および押圧検知信号Ｓ２が供給される。Ａ／Ｄドライバ３１ではカーソリングとアイコン選択の機能を区別するために位置検出信号Ｓ１および押圧検知信号Ｓ２よりなるアナログ信号をデジタルデータに変換する。この他にＡ／Ｄドライバ３１は、このデジタルデータを演算処理して、カーソリング入力かアイコン選択情報かを検出し、カーソリング入力かアイコン選択かを区別するフラグデータＤ３１あるいは位置検出情報Ｄ１または押圧検知情報Ｄ２をＣＰＵ３２に供給するようになされる。これらの演算はＣＰＵ３２内で実行してもよい。
【０１０２】
Ａ／Ｄドライバ３１にはＣＰＵ３２が接続される。ＣＰＵ３２はシステムプログラムに基づいて当該電話機全体を制御するようになされる。記憶部３５には当該電話器全体を制御するためのシステムプログラムデータが格納される。図示しないＲＡＭはワークメモリとして使用される。ＣＰＵ３２は電源オンと共に、記憶部３５からシステムプログラムデータを読み出してＲＡＭに展開し、当該システムを立ち上げて携帯電話機全体を制御するようになされる。例えば、ＣＰＵ３２は、Ａ／Ｄドライバ３１からの位置検出情報Ｄ１、押圧検知情報Ｄ２及びフラグデータＤ３１（以下単に入力データともいう）を受けて所定の指令データＤを電源ユニット３３や、カメラ３４、記憶部３５、メモリ部３７、映像＆音声処理部４４等のデバイスに供給したり、受信部１８からの受信データを取り込んだり、送信部２２へ送信データを転送するように制御する。
【０１０３】
この例で、ＣＰＵ３２は、入力検出部４５から得られる押圧検知情報Ｄ２と予め設定された押下判定閾値Ｆthとを比較し、当該比較結果に基づいてアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂを振動制御するようにメモリ部３７を制御する。例えば、入力検出部４５の表示部２９を介在しての押下位置の入力検出面から伝播される触覚を＃ａ及び＃ｂとすると、触覚＃ａは、その押下位置における操作者の指３０ａの押圧力Ｆに応じた入力検出面を低周波数かつ小振幅の振動パターンから、高周波数かつ大振幅の振動パターンに変化させることによって得られる。また、触覚＃ｂは、その押下位置における操作者の指３０ａの押圧力Ｆに応じた入力検出面を高周波数かつ大振幅の振動パターンから、低周波数かつ小振幅の振動パターンに変化させることよって得られる。
【０１０４】
上述のＣＰＵ３２には記憶部３５が接続され、入力項目選択用の表示画面を、例えば、３次元的に表示するための表示情報Ｄ４１、当該表示情報Ｄ４１に対応したアイコンの選択位置及び振動モードに関する制御情報Ｄｃ等が表示画面毎に記憶される。制御情報Ｄｃには、表示部２９におけるアプリケーション（３次元的な表示や、各種表示内容）に同期した複数の異なった触覚を発生でき、その触覚を発生せしめる複数の具体的な振動波形、及び、アプリケーション毎の具体的な触覚発生モードを設定するアルゴリズムが含まれる。記憶部３５には、ＥＥＰＲＯＭや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が使用される。
【０１０５】
この例でＣＰＵ３２は、Ａ／Ｄドライバ３１から出力される位置検出情報Ｄ１、押圧検知情報Ｄ２及びフラグデータＤ３１に基づいて表示部２９の表示制御及び、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂの出力制御をする。例えば、制御部１５は、入力検出部４５から得られる位置検出信号Ｓ１及び押圧検知信号Ｓ２に基づいて記憶部３５から制御情報Ｄｃを読み出して、メモリ部３７へアクセスし、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂに振動発生信号Ｓａを供給するような制御がなされる。
【０１０６】
ＣＰＵ３２は、例えば、入力検出部４５が押下判定閾値Ｆthを越える押圧検知情報Ｄ２を検出したとき、触覚＃ａを起動し、その後、押下判定閾値Ｆthを下回る押圧検知情報Ｄ２を検出したとき、触覚＃ｂを起動するように、メモリ部３７を読み出し制御する。このようにすると、操作者の指３０ａ等の”押圧力”に合わせた異なる振動パターンを発生させることができる。
【０１０７】
ＣＰＵ３２にはメモリ部３７が接続され、ＣＰＵ３２からの制御情報Ｄｃに基づいて振動発生データＤａを読み出す。振動発生データＤａは、正弦波形からなる出力波形を有している。メモリ部３７には映像＆音声処理部４４が接続され、各々の振動発生データＤａが映像＆音声処理部４４に供給され、その振動発生データＤａが音声処理（デジタル・アナログ変換・増幅等）され、振動発生信号Ｓout２’となってアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂに供給される。スピーカー３６ｂは、振動発生信号Ｓout２’に基づいて振動するようになされる。
【０１０８】
この例で、メモリ部３７は、各アプリケーションに対応する押下判定閾値Ｆthを記憶する。例えば、押下判定閾値Ｆthはトリガーパラメータとして記憶部３５に設けられたＲＯＭ等に予め格納される。記憶部３５は、ＣＰＵ３２の制御を受けて、押圧検知情報Ｄ２を入力し、予め設定された押下判定閾値Ｆthと、押圧検知情報Ｄ２から得られる押圧力Ｆとを比較し、Ｆth＞Ｆの判定処理や、Ｆth≦Ｆ等の判定処理を実行する。
【０１０９】
例えば、押下判定閾値Ｆth＝１００［ｇｆ］をメモリ部３７に設定すると、クラシックスイッチの触覚を得るための振動パターンに基づいて入力検出面を振動するようになされる。また、押下判定閾値Ｆth＝２０［ｇｆ］を設定すると、サイバースイッチの触覚を得るための振動パターンに基づいて入力検出面を振動するようになされる。
【０１１０】
ＣＰＵ３２にはメモリ部３７の他に画像処理部２６が接続され、ボタンアイコン等を３次元的に表示するための表示情報Ｄ４１を画像処理するようになされる。画像処理後の表示情報Ｄ４１を表示部２９に供給するようになされる。この例で、ＣＰＵ３２は、表示画面中のボタンアイコンを奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示するように表示部２９を表示制御する。
【０１１１】
このように構成された表示入力装置１００は、例えば、入力項目選択用の表示画面に表示された複数のボタンアイコンの１つを押下（接触）して当該表示画面上で入力検出部４５をＺ方向に押下すると触覚を伴って画面入力操作されるものである。操作者３０は、指３０ａに振動を受けて触感として、ボタンアイコン毎の振動を感じる。
【０１１２】
表示部２９の表示内容は操作者の目３０ｂによる視覚により、スピーカー３６ａ，３６ｂ等からの放音は、操作者の耳３０ｃによる聴覚により各機能を判断するようになされる。上述のＣＰＵ３２には表示部２９が接続され、当該表示部２９には上述のアイコン選択画面の他に映像信号Ｓｖに基づいて着信映像を表示するようにしてもよい。
【０１１３】
また、図１５に示すアンテナ９６は、アンテナ共用器２３に接続され、着呼時、相手方からの無線電波を基地局等から受信する。アンテナ共用器２３には受信部１８が接続され、アンテナ９６から導かれる受信データを受信して映像や音声等を復調処理し、復調後の映像及び音声データＤinをＣＰＵ３２等に出力するようになされる。受信部１８には、ＣＰＵ３２を通じて映像＆音声処理部４４が接続され、デジタルの音声データをデジタル／アナログ変換して音声信号Ｓout１を出力したり、デジタルの映像データをデジタル／アナログ変換して映像信号Ｓｖを出力するようになされる。
【０１１４】
映像＆音声処理部４４には大音響用を構成するスピーカー３６ａ及び、受話器を構成するアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが接続される。スピーカー３６ａは、着呼時、音響信号Ｓout１に基づいて着信音や着信メロディ等を鳴動するようになされる。スピーカー３６ｂは、音声信号Ｓout２を入力して相手方の話声等を拡大して耳３０ｃへ伝搬するようになされる。また、スピーカー３６ｂは、触覚提示時、振動発生信号Ｓout２’に基づいて振動するようになされる。
【０１１５】
この映像＆音声処理部４４にはスピーカー３６ａ，３６ｂの他に、送話器を構成するマイクロフォン９３が接続され、操作者の声３０ｄを集音して音声信号Ｓinを出力するようになされる。映像＆音声処理部４４は、発呼時、相手方へ送るためのアナログの音声信号Ｓinをアナログ／デジタル変換してデジタルの音声データを出力したり、アナログの映像信号Ｓｖをアナログ／デジタル変換してデジタルの映像データを出力するようになされる。
【０１１６】
ＣＰＵ３２には受信部１８の他に、送信部２２が接続され、相手方へ送るための映像及び音声データＤout等を変調処理し、変調後の送信データをアンテナ共用器２３を通じアンテナ９６に供給するようになされる。アンテナ９６は、アンテナ共用器２３から供給される無線電波を基地局等に向けて輻射するようになされる。
【０１１７】
上述のＣＰＵ３２には送信部２２の他に、カメラ３４が接続され、被写体を撮影して、例えば、静止画情報や動作情報を送信部２２を通じて相手方に送信するようになされる。カメラ３４は上部筐体２０の背面側に設けてもよい。電源ユニット３３は、バッテリー９４を有しており、ＣＰＵ３２、受信部１８、送信部２２、表示部２９、カメラ３４、記憶部３５、メモリ部３７、映像＆音声処理部４４及び入力検出部４５にＤＣ電源を供給するようになされる。なお、この例で、メモリ部３７を映像＆音声処理部４４とは別個に設ける場合について説明したが、映像＆音声処理部４４に備え付けの記憶装置を兼用するようにしてもよい。部品点数が低減できる。
【０１１８】
続いて、携帯電話機２００における入力処理例について、図４、図５、図６及び図１６を参照しながら説明をする。図１６は、携帯電話機２００における表示入力装置１００の入力処理例を示すフローチャートである。この例で、図４に示した駆動電源５０５は、ＣＰＵ３２から入力した電圧印加用の指令データＤに基づく大きさの駆動電圧Ｖｏを配線パターン５７１及び配線パターン５７２を介して感圧電極１１０，２１０間に印加する。比較器４５１には閾値電圧Ｖth１が設定され、比較器４５２には閾値電圧Ｖth２が設定されている場合を例に挙げる。
【０１１９】
これらを入力条件にして、図１６に示すフローチャートのステップＳＴ２１でＡ／Ｄドライバ３１に位置検出信号Ｓ１及び押圧検知信号Ｓ２を検出する。図４に示した感圧センサ１０１によれば、駆動電源５０５がＣＰＵ３２から電圧印加用の指令データＤを入力し、当該指令データＤに基づく大きさの駆動電圧Ｖｏを配線パターン５７１及び配線パターン５７２間に印加するが、感圧電極１１０及び２１０が開いている状態である。この状態は、比較器４５１が閾値電圧Ｖth１を越える出力電圧Ｖ０を検出しないので、位置検出信号Ｓ１はロー・レベル＝「０」である。また、比較器４５２も、閾値電圧Ｖth２を越える出力電圧Ｖ０を検出しないので押圧検知信号Ｓ２もロー・レベル＝「０」である。
【０１２０】
そして、ステップＳＴ２２における位置検出処理とステップＳＴ２５における押圧検知処理とを並行して処理する。図５に示した感圧センサ１０１によれば、操作者の指３０ａ等により、表示部２９を介在して感圧センサ１０１上が押圧され、その表示部２９及び配線パターン５７１が凹状に変化した場合である。また、操作者の指３０ａ等が感圧電極１１０上を押圧しているので、負荷抵抗ＲＬを流れる電流ｉが変化する。例えば、感圧電極１１０上を押圧されていない状態の電流ｉに比べて減少又は増加する。この電流ｉの変化は負荷抵抗ＲＬの両端の電圧降下によって現れる。
【０１２１】
ステップＳＴ２２における位置検出処理によれば、負荷抵抗ＲＬと感圧電極２１０の接続点の出力電圧Ｖ０を監視することで、操作者の指３０ａ等の摺動位置を検知するようなされる。この例では、ステップＳＴ２３で比較器４５１は閾値電圧Ｖth１と出力電圧Ｖ０とを比較して閾値電圧Ｖth１を越える出力電圧Ｖ０を監視する。
【０１２２】
このとき、比較器４５１が閾値電圧Ｖth１を越える出力電圧Ｖ０を検出した場合に、例えば、ハイ・レベル＝「１」の位置検出信号Ｓ１（位置検出電圧Ｖ１でもよい）がＡ／Ｄドライバ３１へ出力される。Ａ／Ｄドライバ３１は位置検出信号Ｓ１をアナログ・デジタル変換した位置検出情報Ｄ１をＣＰＵ３２に出力する。このような閾値電圧Ｖth１を越える出力電圧Ｖ０が検出された場合は、ステップＳＴ２４に移行して、ハイ・レベルの位置検出情報Ｄ１を図１５に示したような記憶部３５に格納する。
【０１２３】
上述の位置検出処理に並行してステップＳＴ２５で実行される押圧検知処理によれば、負荷抵抗ＲＬと配線パターン５７２の接続点の出力電圧Ｖ０を監視することで、操作者の指３０ａ等の押圧力Ｆを検知するようなされる。この例では、ステップＳＴ２６で比較器４５２は閾値電圧Ｖth２と出力電圧Ｖ０とを比較して、閾値電圧Ｖth２を越える出力電圧Ｖ０を監視する。
【０１２４】
このとき、感圧電極１１０上を更に強く押圧されると、当該比較器４５２が閾値電圧Ｖth２を越える押圧検知電圧Ｖ２を検出するようになるので、例えば、ハイ・レベル＝「１」の押圧検知信号Ｓ２をＡ／Ｄドライバ３１へ出力する。位置検出電圧Ｖ１と押圧検知電圧Ｖ２とは大きさが異なる（Ｖ１≠Ｖ２）。Ａ／Ｄドライバ３１は、押圧検知信号Ｓ２をアナログ・デジタル変換した押圧検知情報Ｄ２をＣＰＵ３２に出力する。
【０１２５】
上述の例で閾値電圧Ｖth２を越える出力電圧Ｖ０が検出された場合は、ステップＳＴ２７に移行して押圧検知情報Ｄ２をトリガーにして入力を確定する。これにより、ＣＰＵ３２において、位置検出情報Ｄ１及び押圧検知情報Ｄ２から操作者の指３０ａ等の摺動位置及び押圧力Ｆを検知できるようになる。その後、ステップＳＴ２８に移行してＣＰＵ３２は終了判別をする。例えば、当該携帯電話機２００の電源オフ情報を検出する。電源オフ情報が検出された場合は、入力処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合は、ステップＳＴ１に戻って入力処理を継続する。
【０１２６】
このように、第２の実施例としての携帯電話機２００によれば、本発明に係る表示入力装置１００が備えられるので、表示部２９の剛性の低下及び薄型化の傾向を辿る中で、表示部２９が押圧力伝達部材となって操作者の指３０ａの摺動位置及び押圧力の量を表示部裏面側で、感圧センサモジュール構造の入力検出部４５により検知できるようになる。
【０１２７】
従って、表示部２９上にタッチパネルを配設した表示入力方式に比べて、表示部２９の良好な光学特性及び、その入力操作画像を選択する操作者の指３０ａの位置情報を表示面下で正確に検知できるようになる。これにより、表面保護パネルと、自発光有機材料２９ｂから成る有機ＥＬ表示素子が一体化した構造の表示部２９において、当該表示部２９を応用した携帯電話機２００の強度及びその入力検出精度の安定性を保持できるようになる。
【実施例３】
【０１２８】
続いて、携帯電話機２００に実装可能な他の表示入力装置１２９について説明する。図１７は、第３の実施例としての触覚可変シート機能付きの表示入力装置１２９の構成例を示す斜視図である。この実施例では、図１４に示した入力検出部４５に、所定の大きさの電極を有して母材用の素材の所定の位置に配設された入力検出用の導電性の高分子素材と、この高分子素材の電極に駆動電圧を供給する電源供給部とを有した触覚シート部材を使用する場合について説明する。
【０１２９】
図１７に示す表示入力装置１２９は、非透明性の触覚可変シート部１８０と、当該触覚可変シート部１８０上に表示部２９を備えている。表示部２９には有機ＥＬ表示素子が使用される。触覚可変シート部１８０は、配線パターン１８３を有したベースフィルム１８１上に、導電ラバー１８２及び配線用のフィルム部１８４を積層して構成される。導電ラバー１８２は、例えば、マトリクス状に配設された複数の要素筋肉部５４から構成される。要素筋肉部５４は、非透明性かつ導電性を有したシート状の高分子素材（人工筋肉）が使用される。要素筋肉部５４には、動作電圧が１．５Ｖ程度で、しなやかかつ強靱な導電性エンブラフィルムや、良溶媒中で大きく膨潤可能な導電性ゲルポリマーが含まれる。
【０１３０】
表示部２９は、封止層２９ａの下方に中間層フィルム２９ｈを備え、封止層２９ａ内に自発光有機材料２９ｂを有し、封止層２９ａ上に中間層フィルム２９ｃ及びベースパネル２９ｄを積層して構成される。表示入力装置１２９は、図１３に示した上面操作枠体４１に実装される。
【０１３１】
図１８は、表示入力装置１２９の構成例を示す断面図である。図１８に示す表示入力装置１２９は、非透明性の触覚可変シート部１８０を有している。触覚可変シート部１８０は、ベースフィルム１８１を有しており、ベースフィルム１８１上には、電極５１に接続される配線パターン１８３が配設される。配線パターン１８３はベースフィルム１８１上に銅や金、銀等の導電部材をパターニングして形成される。電極５１は、例えば、配線パターン１８３の各々の終端部をラウンドパターン状に形成するとよい。ベースフィルム１８１の上部には導電ラバー１８２が積層されて構成される。
【０１３２】
ベースフィルム１８１は、厚みが０．１［ｍｍ］程度のポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）系の透明性の材料、及び、当該材料上にパターニングされた配線パターン群５７を成すＩＴＯ膜から構成される。配線パターン群５７の配線ピッチは表示画素の配置ピッチの約１／２〜１倍程度である。
【０１３３】
導電ラバー１８２の上部には配線用のフィルム部１８４が設けられる。フィルム部１８４には絶縁性、かつ、非透明性のポリイミド系のフィルム部材が使用される。フィルム部１８４の下面側には触覚可変シート用の配線パターン群５７が設けられ、その上面側には、表示用の配線パターン群５８が設けられる。導電ラバー１８２の上面側には、個々の操作キー映像に対応する位置に、図１８に示す電極５２が配設され、これら複数の電極５２は個々に配線パターン群５７に接続される。
【０１３４】
配線用のフィルム部１８４の上部には、中間層フィルム２９ｈを介在して有機ＥＬ表示素子を有する表示部２９が接着剤等で接合されている。表示部２９は、封止層２９ａ、自発光有機材料２９ｂ、中間層フィルム２９ｃ、ベースパネル２９ｄ及び、電極パターン２９ｅを有して構成される。封止層２９ａは図１７に示したような枠形状を有して中間層フィルム２９ｈ上に設けられ、自発光有機材料２９ｂを封止するようになされる。
【０１３５】
封止層２９ａ及び自発光有機材料２９ｂの上部には中間層フィルム２９ｃが接着剤等で接合されている。中間層フィルム２９ｃには、絶縁性かつ非透明性のポリイミド系のフィルム部材が使用される。中間層フィルム２９ｃの上部にはベースパネル２９ｄが配設されている。ベースパネル２９ｄには、透明性のフィルム部材や、ガラス部材が使用される。
【０１３６】
ベースパネル２９ｄの下面側には電極パターン２９ｅが配設されている。電極パターン２９ｅはＩＴＯ膜から構成され、単−又はブロックに分割されたベタパターンや、マトリクス状に区分されたパターンのどちらでもよい。中間層フィルム２９ｈの下面側の配線パターン群５８は、電極パターン２９ｅと共に、自発光有機材料２９ｂの各画素に駆動電圧を印加するようになされる。
【０１３７】
上述の配線パターン群５７，５８は、図２０に示すような駆動電源５０５に接続され、当該駆動電源５０５で個々の操作キー映像毎に電極５１と電極５２との間にＤＣ駆動電圧を印加するようになされる。その際に、ＤＣ駆動電圧の大きさを可変して印加するようにしてもよい。これらにより携帯電話機２００に適用可能な表示入力装置１２９を構成する。
【０１３８】
このように、表示入力装置１２９によれば、表示部２９（有機ＥＬ表示素子）の下方に触覚可変シート部１８０を構成しているので、表示部２９が押圧力伝達部材となって操作者の指３０ａの摺動位置及び押圧力の量を表示部裏面側の触覚可変シート部１８０で検知できるようになる。
【０１３９】
しかも、表示面が平坦状に観察され、表示部２９に表示されたアイコン画像等を手で触れ、表示画面下の導電ラバー１８２の上部を摺動したとき、凹凸感を伴った入力操作を提示できるようになる。これにより、表面保護パネルと有機ＥＬ表示素子から成る表示部２９とが一体化した構造において、プログラム可能なアイコンタッチ用の触覚可変シート機能付きの表示入力装置１２９を提供できるようになる。
【０１４０】
続いて、携帯電話機２００に実装可能な他の表示入力装置２２９について説明する。図１９は、携帯電話機２００に適用可能な触覚可変シート機能付きの表示入力装置２２９の構成例を示す断面図である。
【０１４１】
図１９に示す表示入力装置２２９は、表示部２９の下方に、透明性の触覚可変シート部１８０を備えている。表示部２９には有機ＥＬ表示素子に代えて液晶表示素子が使用される。この例では、触覚可変シート部１８０の下方にバックライト２９ｇが設けられることから、バックライト上方に位置する部材に、透明性が要求されるので、図１８で説明した”非透明性”の部材を”透明性”の部材に読み替えて適用できる。
【０１４２】
透明性の触覚可変シート部１８０は、図１９に示すバックライト２９ｇの上部に、透明性のベースフィルム１８１を有しており、ベースフィルム１８１上に配線パターン１８３及び導電ラバー１８２を積層して構成される。配線パターン１８３はベースフィルム１８１の上部に接着剤等で接合され、配線パターン１８３上には導電ラバー１８２が同剤で接合されている。導電ラバー１８２には、透明性かつ導電性を有したシート状の高分子素材（人工筋肉）が使用される。
【０１４３】
導電ラバー１８２の上部には配線用のフィルム部１８４が設けられる。フィルム部１８４には絶縁性、かつ、透明性のポリイミド系のフィルム部材が使用される。フィルム部１８４の下面側には触覚可変シート用の配線パターン群５７が設けられ、その上面側には、液晶表示素子用の配線パターン群５８が設けられる。この例で、導電ラバー１８２の上面側には、個々の操作キー映像に対応する位置に、図１９に示す電極５２が配設され、これら複数の電極５２は個々に配線パターン群５７に接続される。
【０１４４】
配線用のフィルム部１８４の上部には、液晶表示素子を有する表示部２９が接着剤等で接合されている。表示部２９は、封止層２９ａ、液晶材料２９ｆ、中間層フィルム２９ｃ、ベースパネル２９ｄ及び、電極パターン２９ｅを有して構成される。封止層２９ａは図１５に示したような枠形状を有して中間層フィルム２９ｈ上に設けられ、液晶材料２９ｆを封止するようになされる。
【０１４５】
封止層２９ａ及び液晶材料２９ｆの上部には中間層フィルム２９ｃが接着剤等で接合されている。中間層フィルム２９ｃの上部にはベースパネル２９ｄが配設され、このベースパネル２９ｄの下面側には電極パターン２９ｅが配設されている。中間層フィルム２９ｈの下面側の配線パターン群５８は、電極パターン２９ｅと共に液晶材料２９ｆの各画素に駆動電圧を印加するようになされる。
【０１４６】
上述の配線パターン群５７，５８は図示しない駆動電源５０５に接続され、当該駆動電源５０５で個々の操作キー映像毎に電極５１，５２との間にＤＣ駆動電圧を印加するようになされる。その際に、ＤＣ駆動電圧の大きさを可変して印加するようにしてもよい。これらにより、携帯電話機２００で適用可能な表示入力装置２２９を構成する。他の構成部材及び機能は、表示入力装置１２９と同様な構成部材が使用され、同様な機能を有するので、その説明を省略する。
【０１４７】
このように、表示部２９（液晶表示素子）の下方に触覚可変シート部１８０を有した表示入力装置２２９を構成しているので、表示部２９が押圧力伝達部材となって操作者の指３０ａの摺動位置及び押圧力の量を表示部裏面側の触覚可変シート部１８０で検知できるようになる。しかも、表示面が平坦状に観察され、表示部２９に表示されたアイコン画像等を手で触れ、表示画面下の導電ラバー１８２の上部を摺動したとき、凹凸感を伴った入力操作を提示できるようになる。これにより、表面保護パネルと液晶表示素子から成る表示部２９とが一体化した構造においても、プログラム可能なアイコンタッチ用の触覚可変シート機能付きの表示入力装置２２９を提供できるようになる。
【０１４８】
図２０は、表示入力装置１２９や２２９等の操作キー１要素の検出回路例を示すブロック図である。この実施例では、操作者の指３０ａ等が表示部２９を介在して押し込まれる表示入力装置１２９を構成し、当該表示入力装置１２９において、導電ラバー１８２（操作キー１要素の要素筋肉部５４）の押圧変位を入力検出部４５を成す触覚可変シート部１８０で読み取って、その摺動位置及び押圧力を検知するようなされる。
【０１４９】
図２０に示す表示入力装置１２９は、ある１つの操作キー１要素に対応する部分を抜き出した構成例において、触覚可変シート部１８０、負荷抵抗ＲＬ、比較回路４５０及び駆動電源５０５を備えて構成される。
【０１５０】
触覚可変シート部１８０は、下部用の電極５１、上部用の電極５２及び要素筋肉部５４（導電ラバー１８２でもよい）を有している。この例では、１つの操作キー要素に対応する要素筋肉部５４が電極５１及び電極５２で挟み込まれている。電極５１は負荷抵抗ＲＬを介在して駆動電源５０５に接続され、電極５２は配線パターン群５７を介して例えば、接地線ＧＮＤに接続される。
【０１５１】
負荷抵抗ＲＬと電極５１の接続点には比較回路４５０が接続され、表示部２９を介在して押し込まれる要素筋肉部５４の押圧変位（変化）を読み取って操作体の押圧力を検知するようになる。この例では負荷抵抗ＲＬには要素筋肉部５４に与えられる押圧力Ｆに対応した電圧降下（以下出力電圧Ｖ０という）を生じるようになる。比較回路４５０にはｎ個の比較器４５１，４５２・・・４５ｎが使用され、各々比較器４５１，４５２・・４５ｎは電源線ＶＣＣ及び接地線ＧＮＤに接続される。負荷抵抗ＲＬと電極５１の接続点は比較器４５１の＋端子に接続される。
【０１５２】
比較回路４５０の各段の比較器４５１，４５２・・４５ｎの−端子には駆動電源５０５が接続され、基準電圧ＶREFが供給される。位置検出用の比較器４５１には基準電圧ＶREFとして位置検出用の閾値電圧Ｖth１が供給され、押圧力判定閾値用の比較器４５２には押圧力判定用の閾値電圧Ｖth２が供給される。同様にして、押圧力判定閾値用の比較器４５ｎには押圧力判定用の閾値電圧Ｖthｎが供給される。
【０１５３】
駆動電源５０５は電源線ＶＣＣ及び接地線ＧＮＤに接続される。駆動電源５０５は、導電ラバー１８２の電極５１，５２に個別又はグループ毎に駆動電圧Ｖｏを供給するプログラム可能な機能を有している。閾値電圧Ｖth１、Ｖth２・・・Ｖthｎ及び駆動電圧Ｖｏは、ＣＰＵ３２からの指令データＤによって設定される。比較器４５１は閾値電圧Ｖth１と出力電圧Ｖ０と比較して、閾値電圧Ｖth１を越える出力電圧Ｖ０が得られた場合に位置検出信号Ｓ１（位置検出電圧Ｖ１）をＡ／Ｄドライバ３１に出力する。位置検出信号Ｓ１が二値化データを成す場合は、Ａ／Ｄドライバ３１を省略してＣＰＵ３２に出力する。
【０１５４】
比較器４５２は閾値電圧Ｖth２と、比較器４５１の位置検出電圧Ｖ１と比較して、閾値電圧Ｖth２を越える押圧検知電圧Ｖ２が得られた場合に押圧検知信号Ｓ２をＡ／Ｄドライバ３１に出力する。押圧検知信号Ｓ２が二値化データを成す場合は、Ａ／Ｄドライバ３１を省略してＣＰＵ３２に出力する。
【０１５５】
同様にして、比較器４５ｎは閾値電圧Ｖthｎと、比較器４５（ｎ−１）の押圧検知電圧Ｖ（ｎ−１）と比較して、閾値電圧Ｖthｎを越える押圧検知電圧Ｖｎが得られた場合に押圧検知信号ＳｎをＡ／Ｄドライバ３１に出力する。押圧検知信号Ｓｎが二値化データを成す場合は、Ａ／Ｄドライバ３１を省略してＣＰＵ３２に出力する。これにより、ｎビットの位置検出及び押圧検知情報を得ることができる。例えば、第１ビットが押下位置を示すデータで、第２〜ｎビットが押圧力Ｆの量を示すデータとなる。
【０１５６】
このように表示部２９の裏面に入力検出部４５を配置すると、操作者の指３０ａ等の押圧変化を読み取って操作者の指３０ａによる押圧力Ｆを検知できるようになる。この例では、操作キー１要素に付き比較回路４５０を設けているので、同時に、多数の操作キーを押下された場合も、各々の比較回路４５０からｎビットの位置検出及び押圧検知情報を得ることができる。
【０１５７】
続いて、表示入力装置１２９等における入力処理例について説明する。図２１及び図２２は、操作キー１要素の動作例（その１，２）を説明するブロック図である。図２３、図２４は、その入力処理例（その１，２）を示すフローチャートである。  
この例で、駆動電源５０５はＣＰＵ３２から入力した形状提示の指令データＤに基づく大きさの駆動電圧Ｖｏを電極５１及び電極５２間に印加する。比較器４５１には閾値電圧Ｖth１が設定され、比較器４５２には閾値電圧Ｖth２が設定され、比較器４５ｎには閾値電圧Ｖthｎが設定されている場合を例に挙げる。また、操作キー１要素が例えば、音量調整レベル用の操作キー映像となっている場合であって、例えば、０〜５段階（音量小→大）の音量調整レベルの入力を確定（設定）する場合を例に採る。
【０１５８】
これらを入力条件にして、図２３に示すフローチャートのステップＳＴ３１でＡ／Ｄドライバ３１に位置検出信号Ｓ１及び押圧検知信号Ｓ２〜Ｓｎを入力する。図２１に示す触覚可変シート部１８０によれば、形状提示時、要素筋肉部５４が凸状に変化している。この形状変化は、駆動電源５０５がＣＰＵ３２から形状提示の指令データＤを入力し、指令データＤに基づく大きさの駆動電圧Ｖｏを電極５１及び電極５２間に印加することで、要素筋肉部５４が凸状に形状を変えるためである。この状態は、比較器４５１〜４５ｎが閾値電圧Ｖth１を越える出力電圧Ｖ０を検出しないので、位置検出信号Ｓ１はロー・レベル＝「０」である。
【０１５９】
また、比較器４５２も、閾値電圧Ｖth２を越える出力電圧Ｖ０を検出しないので押圧検知信号Ｓ２もロー・レベル＝「０」である。同様にして、比較器４５ｎも、閾値電圧Ｖthｎを越える出力電圧Ｖ０を検出しないので押圧検知信号Ｓｎもロー・レベル＝「０」である。
【０１６０】
そして、最初にステップＳＴ３２における位置検出処理をし、その後、ステップＳＴ３５〜ＳＴ４６で押圧検知処理をカスケード（直列）に実行する。図２２に示す触覚可変シート部１８０によれば、形状提示時であって、操作者の指３０ａ等により、要素筋肉部５４上を押圧され、その要素筋肉部５４が凹状に変化した場合である。しかし、操作者の指３０ａ等が要素筋肉部５４上を押圧しているので、負荷抵抗ＲＬを流れる電流ｉが変化する。例えば、要素筋肉部５４上を押圧されていない状態の電流ｉに比べて減少又は増加する。この電流ｉの変化は負荷抵抗ＲＬの両端の電圧降下によって現れる。
【０１６１】
ステップＳＴ３２における位置検出処理によれば、負荷抵抗ＲＬと電極５１の接続点の出力電圧Ｖ０を監視することで、操作者の指３０ａ等の摺動位置を検知するようなされる。この例では、ステップＳＴ３３で比較器４５１は閾値電圧Ｖth１と出力電圧Ｖ０とを比較して閾値電圧Ｖth１を越える出力電圧Ｖ０を監視する。
【０１６２】
このとき、比較器４５１が閾値電圧Ｖth１を越える出力電圧Ｖ０→Ｖ１を検出した場合に、例えば、ハイ・レベル＝「１」の位置検出信号Ｓ１（位置検出電圧Ｖ１でもよい）がＡ／Ｄドライバ３１へ出力される。Ａ／Ｄドライバ３１は位置検出信号Ｓ１をアナログ・デジタル変換した位置検出情報Ｄ１をＣＰＵ３２に出力する。このような閾値電圧Ｖth１を越える位置検出電圧Ｖ１が検出された場合は、ステップＳＴ３４に移行して、位置検出情報Ｄ１を図１５に示したような記憶部３５に格納する。
【０１６３】
上述の情報記憶処理に並行してステップＳＴ３５で押圧検知処理を継続して実行する。この押圧検知処理によれば、比較器４５１の位置検出電圧Ｖ１を監視することで、操作者の指３０ａ等の押圧力Ｆの量を検知するようなされる。
【０１６４】
この例では、ステップＳＴ３６で比較器４５２は閾値電圧Ｖth２と位置検出電圧Ｖ１とを比較して、閾値電圧Ｖth２を越える位置検出電圧Ｖ１を監視する。このとき、要素筋肉部５４上を更に強く押圧されると、当該比較器４５２が閾値電圧Ｖth２を越える位置検出電圧Ｖ１→押圧検知電圧Ｖ２を検出するようになるので、例えば、ハイ・レベル＝「１」の押圧検知信号Ｓ２をＡ／Ｄドライバ３１へ出力する。位置検出電圧Ｖ１と押圧検知電圧Ｖ２とは大きさが異なる（Ｖ１≠Ｖ２）。Ａ／Ｄドライバ３１は、押圧検知信号Ｓ２をアナログ・デジタル変換した押圧検知情報Ｄ２をＣＰＵ３２に出力する。
【０１６５】
上述の例で閾値電圧Ｖth２を越える押圧検知電圧Ｖ２が検出された場合は、ステップＳＴ３７に移行して押圧検知情報Ｄ２をトリガーにして入力＃１を確定する。この例では、入力＃１で、例えば、０〜５段階の音量調整レベルのうち、第１段階の音量レベルの設定が確定する。
【０１６６】
更に、上述の入力＃１の確定処理に並行してステップＳＴ３８で押圧検知処理を継続して実行する。この押圧検知処理によれば、比較器４５２の押圧検知電圧Ｖ２を監視することで、操作者の指３０ａ等の押圧力Ｆの更なる量を検知するようなされる。
【０１６７】
この例では、ステップＳＴ３９で比較器４５３は閾値電圧Ｖth３と押圧検知電圧Ｖ２とを比較して、閾値電圧Ｖth３を越える押圧検知電圧Ｖ３を監視する。このとき、要素筋肉部５４上を更に強く押圧されると、当該比較器４５３が閾値電圧Ｖth３を越える押圧検知電圧Ｖ２→Ｖ３を検出するようになるので、例えば、ハイ・レベル＝「１」の押圧検知信号Ｓ３（押圧検知電圧Ｖ３でもよい）をＡ／Ｄドライバ３１へ出力する。押圧検知電圧Ｖ２と押圧検知電圧Ｖ３とは大きさが異なる（Ｖ２≠Ｖ３）。Ａ／Ｄドライバ３１は、押圧検知信号Ｓ３をアナログ・デジタル変換した押圧検知情報Ｄ３をＣＰＵ３２に出力する。
【０１６８】
上述の例で閾値電圧Ｖth３を越える押圧検知電圧Ｖ３が検出された場合は、ステップＳＴ４０に移行して押圧検知情報Ｄ３をトリガーにして入力＃２を確定する。入力＃２で、０〜５段階の音量調整レベルのうち、第２段階の音量レベルの設定が確定する。
【０１６９】
更に、上述の入力＃２の確定処理に並行してステップＳＴ４１で押圧検知処理を継続して実行する。この押圧検知処理によれば、比較器４５３の押圧検知電圧Ｖ３を監視することで、操作者の指３０ａ等の押圧力Ｆの更なる量を検知するようなされる。
【０１７０】
この例では、ステップＳＴ４２で比較器４５４は閾値電圧Ｖth４と押圧検知電圧Ｖ３とを比較して、閾値電圧Ｖth４を越える押圧検知電圧Ｖ４を監視する。このとき、要素筋肉部５４上を更に強く押圧されると、当該比較器４５４が閾値電圧Ｖth４を越える押圧検知電圧Ｖ３→Ｖ４を検出するようになるので、例えば、ハイ・レベル＝「１」の押圧検知信号Ｓ４（押圧検知電圧Ｖ４でもよい）をＡ／Ｄドライバ３１へ出力する。押圧検知電圧Ｖ３と押圧検知電圧Ｖ４とは大きさが異なる（Ｖ３≠Ｖ４）。Ａ／Ｄドライバ３１は、押圧検知信号Ｓ４をアナログ・デジタル変換した押圧検知情報Ｄ４をＣＰＵ３２に出力する。
【０１７１】
上述の例で閾値電圧Ｖth４を越える押圧検知電圧Ｖ４が検出された場合は、ステップＳＴ４３に移行して押圧検知情報Ｄ４をトリガーにして入力＃３を確定する。入力＃３で、０〜５段階の音量調整レベルのうち、第３段階の音量レベルの設定が確定する。
【０１７２】
同様にして、上述の入力＃３の確定処理に並行してステップＳＴ４４で押圧検知処理を継続して実行する。この押圧検知処理によれば、比較器４５（ｎ−１）の押圧検知電圧Ｖ（ｎ−１）３を監視することで、操作者の指３０ａ等の押圧力Ｆの更なる量を検知するようなされる。
【０１７３】
この例では、ステップＳＴ４５で比較器４５ｎは閾値電圧Ｖthｎと押圧検知電圧Ｖ（ｎ−１）とを比較して、閾値電圧Ｖthｎを越える押圧検知電圧Ｖ（ｎ−１）を監視する。このとき、要素筋肉部５４上を更に強く押圧されると、当該比較器４５ｎが閾値電圧Ｖthｎを越える押圧検知電圧Ｖ（ｎ−１）→Ｖｎを検出するようになるので、例えば、ハイ・レベル＝「１」の押圧検知信号Ｓｎ（押圧検知電圧Ｖｎでもよい）をＡ／Ｄドライバ３１へ出力する。押圧検知電圧Ｖ（ｎ−１）と押圧検知電圧Ｖｎとは大きさが異なる（Ｖ（ｎ−１）≠Ｖｎ）。Ａ／Ｄドライバ３１は、押圧検知信号Ｓｎをアナログ・デジタル変換した押圧検知情報ＤｎをＣＰＵ３２に出力する。
【０１７４】
上述の例で閾値電圧Ｖthｎを越える押圧検知電圧Ｖｎが検出された場合は、ステップＳＴ４６に移行して押圧検知情報Ｄｎをトリガーにして入力＃（ｎ−１）を確定する。入力＃（ｎ−１）で、０〜５段階の音量調整レベルのうち、例えば、第５段階の音量レベルの設定が確定する。その後、ステップＳＴ４７に移行してＣＰＵ３２は終了判別をする。例えば、当該携帯電話機２００の電源オフ情報を検出する。電源オフ情報が検出された場合は、入力処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合は、ステップＳＴ３１に戻って入力処理を継続する。
【０１７５】
このように、第３の実施例としての携帯電話機２００によれば、本発明に係る表示入力装置２２９が備えられるので、表示部２９の剛性の低下及び薄型化の傾向を辿る中で、表示部２９が押圧力伝達部材となって操作者の指３０ａの摺動位置及び押圧力Ｆの量を表示部裏面側で検知できるようになる。上述した例で、操作者の指３０ａ等の摺動位置は位置検出情報Ｄ１、その摺動位置における押圧力Ｆの量は押圧検知情報Ｄ２〜Ｄｎから検知できるようになる。
【０１７６】
従って、表示部２９上にタッチパネルを配設した表示入力方式に比べて、表示部２９の良好な光学特性及び、その入力操作画像を選択する操作者の指３０ａの位置情報を表示面下で正確に検知できるようになる。これにより、表面保護パネルと有機ＥＬ表示素子が一体化した構造の表示部２９においても、当該表示部２９を応用した携帯電話機２００等の電子機器の強度及びその入力検出精度の安定性を保持できるようになる。
【０１７７】
しかも、従来方式で入力検出部４５を構成していた抵抗膜方式のタッチパネルや、静電容量方式のタッチパネルを表示部２９上から省略できるようになる。触覚可変シート部１８０の比較回路４５０は表示画面下に配置されるので、表示画面上に配置する場合に比べて、当該比較回路４５０を表示画面から外れた回路基板上に配置するという制約も緩和でき、入力検出部４５を成す触覚可変シート部１８０の設計制約を緩和できるようになった。
【０１７８】
上述した例によれば、駆動電源５０５から個々の操作キー映像に対応する電極５１と電極２との間に駆動電圧Ｖｏの大きさを可変して印加できるので、導電ラバー１８２の個々の操作キー映像に対応する位置において、キー要素となる電極５１と電極５２に挟まれた導電ラバー１８２の各々が操作者の指３０ａ等に対して、その部分の導電ラバー１８２の膨らみ量が可変調整された隆起形状、陥没形状又は通電無しによる元形状によって凹凸感を与えるプログラム可能な触覚を提示できるようになる。
【０１７９】
このように、従来方式に比べて表示画面上で触覚を通した凹凸形状表現を行うことができ、かつ、操作キー画面のアプリケーションの状態によって、その表現する場所を変えることができるので、ユーザは今までのキーボードや、実存世界の凹凸形状を有する物質に接触して得ているような触覚情報（簡単な凹凸や、服の肌さわりなど）を、本発明の操作平面から得ることが可能となり、操作性を飛躍的に向上できるようになった。
【０１８０】
この実施例では、ベースフィルム１８１上の配線パターン１８３の各々の終端部に電極５１を設け、電極５２を導電ラバー１８２に設け、電極５２を接地線に接続し、配線パターン１８３を介して電極５１に駆動電圧Ｖｏを印加する場合について説明したが、これに限られることはなく、電極５１を接地し、電極５２に駆動電圧Ｖｏを印加する方式を採ってもよい。このようにすると、ベースフィルム１８１上の電極５１及び配線パターン１８３を１枚のグランドパターンに置き換えることができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
【実施例４】
【０１８１】
続いて、携帯電話機２００に実装可能な他の表示入力装置３２９について説明する。図２５は、第４の実施例としての表示入力装置３２９の操作キー１要素の検出回路例を示すブロック図である。この実施例では、操作者の指３０ａ等が表示部２９を介在して押し込まれる表示入力装置３２９を構成し、当該表示入力装置３２９において、導電ラバー１８２（操作キー１要素の要素筋肉部５４）の押圧変位を入力検出部４５を成す触覚非可変シート部１９０で読み取って、その摺動位置及び押圧力Ｆを検知するようなされる。
【０１８２】
触覚非可変シート部１９０では、第３の実施例と異なり、駆動電源５０５’から個々の操作キー映像に対応する電極５１と電極５２との間には、駆動電圧Ｖｏが印加されることなく、導電ラバー１８２の個々の操作キー映像に対応する位置において、凸状感は無いものである。もちろん、押圧力Ｆを加えることにより凹状感は発生する。なお、第３の実施例と同様の名称及び符号のものは同じ機能を有するので、その説明を省略する。
【０１８３】
図２５に示す表示入力装置３２９は、ある１つの操作キー１要素に対応する部分を抜き出した構成例において、触覚非可変シート部１９０、負荷抵抗ＲＬ、比較回路４５０及び駆動電源５０５’を備えて構成される。触覚非可変シート部１９０は、下部用の電極５１、上部用の電極５２及び要素筋肉部５４（導電ラバー１８２でもよい）を有している。
【０１８４】
この例では、１つの操作キー要素に対応する要素筋肉部５４が電極５１及び電極５２で挟み込まれている。電極５１は第３の実施例と異なり接地線ＧＮＤに接続され、しかも、電極５２が負荷抵抗ＲＬを介在して接地線ＧＮＤに接続される。この表示入力装置３２９の検出原理によれば、要素筋肉部５４を押圧すると、この押圧力Ｆに比例した押圧起電力Ｖ０’を生ずるという発電（圧電）現象に着目して、当該押圧起電力Ｖ０’を検出するようになされる。当該押圧起電力Ｖ０’の大きさから、操作者の指３０ａ等の摺動位置及び押圧力Ｆを検知するようになされる。
【０１８５】
負荷抵抗ＲＬと電極５２の接続点には比較回路４５０が接続され、表示部２９を介在して押し込まれる要素筋肉部５４の押圧変位（変化）を読み取って操作体の押圧力を検知するようになる。この例では負荷抵抗ＲＬには要素筋肉部５４に与えられる押圧力Ｆに対応した押圧起電力Ｖ０’を生じるようになる。比較回路４５０には第３の実施例と同様にして、ｎ個の比較器４５１，４５２・・・４５ｎが使用され、各々比較器４５１，４５２・・４５ｎは電源線ＶＣＣ及び接地線ＧＮＤに接続される。負荷抵抗ＲＬと電極５２の接続点は比較器４５１の＋端子に接続される。
【０１８６】
比較回路４５０の各段の比較器４５１，４５２・・４５ｎの−端子には駆動電源５０５’が接続され、基準電圧ＶREFが供給される。位置検出用の比較器４５１には基準電圧ＶREFとして位置検出用の閾値電圧Ｖth１が供給され、押圧力判定閾値用の比較器４５２には押圧力判定用の閾値電圧Ｖth２が供給される。同様にして、押圧力判定閾値用の比較器４５ｎには押圧力判定用の閾値電圧Ｖthｎが供給される。
【０１８７】
駆動電源５０５’は電源線ＶＣＣ及び接地線ＧＮＤに接続され、ｎ個の閾値電圧Ｖthｎを生成して出力する。駆動電源５０５’は、第３の実施例と異なり、導電ラバー１８２の電極５１，５２に駆動電圧を供給しない。閾値電圧Ｖth１、Ｖth２・・・Ｖthｎは、例えば、ＣＰＵ３２からの指令データＤによって設定される。比較器４５１は閾値電圧Ｖth１と押圧起電力Ｖ０’と比較して、閾値電圧Ｖth１を越える押圧起電力Ｖ０’が得られた場合に位置検出信号Ｓ１（位置検出電圧Ｖ１）をＡ／Ｄドライバ３１に出力する。位置検出信号Ｓ１が二値化データを成す場合は、第３の実施例と同様にしてＡ／Ｄドライバ３１を省略してＣＰＵ３２に出力してもよい。
【０１８８】
比較器４５２は第３の実施例と同様にして閾値電圧Ｖth２と、比較器４５１の位置検出電圧Ｖ１と比較し、閾値電圧Ｖth２を越える押圧検知電圧Ｖ２が得られた場合に押圧検知信号Ｓ２をＡ／Ｄドライバ３１に出力する。押圧検知信号Ｓ２が二値化データを成す場合は、Ａ／Ｄドライバ３１を省略してＣＰＵ３２に出力してもよい。
【０１８９】
同様にして、比較器４５ｎは閾値電圧Ｖthｎと、比較器４５（ｎ−１）の押圧検知電圧Ｖ（ｎ−１）と比較して、閾値電圧Ｖthｎを越える押圧検知電圧Ｖｎが得られた場合に押圧検知信号ＳｎをＡ／Ｄドライバ３１に出力する。押圧検知信号Ｓｎが二値化データを成す場合は、Ａ／Ｄドライバ３１を省略してＣＰＵ３２に出力してもよい。これにより、第３の実施例と同様にしてｎビットの位置検出及び押圧検知情報を得ることができる。例えば、第１ビットが押下位置を示すデータで、第２〜ｎビットが押圧力Ｆの量を示すデータとなる。
【０１９０】
続いて、表示入力装置３２９における入力処理例について説明する。図２６及び図２７は、表示入力装置３２９における操作キー１要素の動作例（その１，２）を説明するブロック図である。この例で、駆動電源５０５’はＣＰＵ３２から入力した閾値設定用の指令データＤに基づく大きさの閾値電圧Ｖth１〜Ｖthｎを比較器４５１〜４５ｎに供給する。比較器４５１には閾値電圧Ｖth１が設定され、比較器４５２には閾値電圧Ｖth２が設定され、比較器４５ｎには閾値電圧Ｖthｎが設定される場合を例に挙げる。
【０１９１】
これらを入力処理条件にして、図２５に示す触覚非可変シート部１９０によれば、電源オン時、要素筋肉部５４には外力が加わっていないので平坦状を維持している。この状態で触覚非可変シート部１９０は何らの押圧起電力Ｖ０’を発生しない。従って、比較器４５１〜４５ｎは閾値電圧Ｖth１を越える押圧起電力Ｖ０’を検出しないので、位置検出信号Ｓ１はロー・レベル＝「０」である。
【０１９２】
また、比較器４５２も、閾値電圧Ｖth２を越える押圧起電力Ｖ０’を検出しないので押圧検知信号Ｓ２もロー・レベル＝「０」である。同様にして、比較器４５ｎも、閾値電圧Ｖthｎを越える押圧起電力Ｖ０’を検出しないので押圧検知信号Ｓｎもロー・レベル＝「０」である。
【０１９３】
次に、図２６に示す触覚非可変シート部１９０によれば、操作者の指３０ａ等により、要素筋肉部５４上を押圧され、その要素筋肉部５４が凹状に変化した場合である。この例では、操作者の指３０ａ等が要素筋肉部５４上を弱い押圧力Ｆで押圧しているので、負荷抵抗ＲＬを流れる電流ｉが変化する。例えば、要素筋肉部５４上を押圧されていない状態の電流ｉに比べて増加する。この電流ｉの変化は負荷抵抗ＲＬの両端の電圧降下によって現れる。
【０１９４】
従って、負荷抵抗ＲＬと電極５１の接続点の押圧起電力Ｖ０’を監視することで、操作者の指３０ａ等の摺動位置を検知できるようになる。このとき、比較器４５１は閾値電圧Ｖth１と押圧起電力Ｖ０’とを比較して閾値電圧Ｖth１を越える押圧起電力Ｖ０’を監視する。例えば、比較器４５１が閾値電圧Ｖth１を越える押圧起電力Ｖ０’→Ｖ１を検出した場合に、第３の実施例と同様にして、ハイ・レベル＝「１」の位置検出信号Ｓ１（位置検出電圧Ｖ１でもよい）がＡ／Ｄドライバ３１へ出力される。Ａ／Ｄドライバ３１は位置検出信号Ｓ１をアナログ・デジタル変換した位置検出情報Ｄ１をＣＰＵ３２に出力する。
【０１９５】
更に、図２６に示す触覚非可変シート部１９０によれば、操作者の指３０ａ等により、要素筋肉部５４上を更に強く押圧され、その要素筋肉部５４が更に凹状に変化した場合である。負荷抵抗ＲＬを流れる電流ｉは図２６に示した場合に比べて増加する。この電流ｉの変化は負荷抵抗ＲＬの両端の電圧降下によって現れる。
【０１９６】
この例で、比較器４５２は閾値電圧Ｖth２と位置検出電圧Ｖ１とを比較して、閾値電圧Ｖth２を越える位置検出電圧Ｖ１を監視する。上述の例で要素筋肉部５４上を更に強く押圧されているので、当該比較器４５２が閾値電圧Ｖth２を越える位置検出電圧Ｖ１→押圧検知電圧Ｖ２を検出するようになる。従って、ハイ・レベル＝「１」の押圧検知信号Ｓ２が比較器４５２からＡ／Ｄドライバ３１へ出力される。Ａ／Ｄドライバ３１は、押圧検知信号Ｓ２をアナログ・デジタル変換した押圧検知情報Ｄ２をＣＰＵ３２に出力する。
【０１９７】
上述の例で閾値電圧Ｖth２を越える押圧検知電圧Ｖ２が検出された場合は第３の実施例と同様にして、押圧検知情報Ｄ２をトリガーにして入力＃１を確定するようになる。以下、第３の実施例と同様な動作となるので、その説明を省略する。
【０１９８】
このように第４の実施例としての携帯電話機２００によれば、本発明に係る触覚非可変シート部１９０を有した表示入力装置３２９が備えられるので、表示部２９の剛性の低下及び薄型化の傾向を辿る中で、表示部２９が押圧力伝達部材となって操作者の指３０ａの摺動位置及び押圧力Ｆの量を表示部裏面側で検知できるようになる。上述した例で、操作者の指３０ａ等の摺動位置は位置検出情報Ｄ１、その摺動位置における押圧力Ｆの量は押圧検知情報Ｄ２〜Ｄｎから検知できるようになる。
【０１９９】
従って、表示部２９上にタッチパネルを配設した表示入力方式に比べて、表示部２９の良好な光学特性及び、その入力操作画像を選択する操作者の指３０ａの位置情報を表示面下で正確に検知できるようになる。これにより、表面保護パネルと有機ＥＬ表示素子が一体化した構造の表示部２９を実装した携帯電話機２００等の電子機器の強度及びその入力検出精度の安定性を保持できるようになった。
【０２００】
しかも、第３の実施例と同様にして、抵抗膜方式のタッチパネルや、静電容量方式のタッチパネルを表示部２９上から省略できるようになった。触覚非可変シート部１９０の比較回路４５０は表示画面下に配置されるので、表示画面上に配置する場合に比べて、当該比較回路４５０を表示画面から外れた回路基板上に配置するという制約も緩和でき、入力検出部４５を成す触覚非可変シート部１９０の設計制約を緩和できるようになる。
【０２０１】
この例でも、操作キー１要素に付き比較回路４５０を設けているので、同時に、多数の操作キーを押下された場合も、各々の比較回路４５０からｎビットの位置検出及び押圧検知情報を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２０２】
この発明は、アイコン画面に触れると触覚を提示する触覚入力機能を備えたデジタルカメラや、ビデオカメラ、携帯電話機、携帯端末装置、デスクトップ型及びノート型のパーソナルコンピュータ、点字ブロック装置、現金自動受け払い機等の電子機器に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【０２０３】
【図１】第１の実施例としての表示入力装置１００の構成例を示す斜視図である。
【図２】表示入力装置１００の構成例（正面）を示す断面図である。
【図３】入力検出部４５における感圧センサ１０１の構成例を示す斜視図である。
【図４】感圧センサ１０１の検出回路例を示すブロック図である。
【図５】操作キー１要素の感圧センサ１０１における入力検出例（その１）を説明するブロック図である。
【図６】操作キー１要素の感圧センサ１０１における入力検出例（その２）を説明するブロック図である。
【図７】（Ａ）は、モジュール構造の感圧センサ１０１等の抵抗−圧力特性例を示すグラフ図、及び、（Ｂ）及び（Ｃ）は、その押下状態を示す概念図である。
【図８】入力検出部４５における他の感圧センサ１０２の構成例を示す断面図である。
【図９】入力検出部４５における他の感圧センサ１０３の構成例を示す断面図である。
【図１０】入力検出部４５における他の感圧センサ１０４の構成例を示す断面図である。
【図１１】入力検出部４５における他の感圧センサ１０５の構成例を示す断面図である。
【図１２】入力検出部４５における他の感圧センサ１０６の構成例を示す断面図である。
【図１３】表示入力装置１００を備えた第２の実施例としての触覚入力機能付きの携帯電話機２００の構成例を示す斜視図である。
【図１４】表示入力装置１００の配置例を示す斜視図である。
【図１５】携帯電話機２００の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図１６】携帯電話機２００における表示入力装置１００の入力処理例を示すフローチャートである。
【図１７】第３の実施例としての触覚可変シート機能付きの表示入力装置１２９の構成例を示す斜視図である。
【図１８】表示入力装置１２９の構成例を示す断面図である。
【図１９】携帯電話機２００に適用可能な触覚可変シート機能付きの表示入力装置２２９の構成例を示す断面図である。
【図２０】表示入力装置１２９等の操作キー１要素の検出回路例を示すブロック図である。
【図２１】操作キー１要素の動作例（その１）を説明するブロック図である。
【図２２】操作キー１要素の動作例（その２）を説明するブロック図である。
【図２３】表示入力装置１２９等の入力処理例（その１）を示すフローチャートである。
【図２４】表示入力装置１２９等の入力処理例（その２）を示すフローチャートである。
【図２５】第４の実施例としての表示入力装置３２９の操作キー１要素の検出回路例を示すブロック図である。
【図２６】表示入力装置３２９における操作キー１要素の動作例（その１）を説明するブロック図である。
【図２７】表示入力装置３２９における操作キー１要素の動作例（その２）を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【０２０４】
１３・・・マイクロフォン、１５・・・制御部、１８・・・受信部、２２・・・送信部、２３・・・アンテナ共用器、２６・・・画像処理部、２９・・・表示部、３１・・・Ａ／Ｄドライバ、３２・・・ＣＰＵ（制御部）、３３・・・電源ユニット、３４・・・カメラ、３５・・・記憶部、３６ａ・・・スピーカー、３６ｂ・・・アクチュエータ機能付きのスピーカー、３７・・メモリ部、４４・・・映像＆音声処理部、４５・・・入力検出部、５１，５２・・・電極、５３・・・スペース部材、５４・・・要素筋肉部、９６・・・アンテナ、５７，５８・・・配線パターン群、１００，１２９，２２９，３２９・・・表示入力装置、１９０・・・触覚可変シート部、１９０’・・・触覚非可変シート部、１１０，２１０・・・感圧電極、２００・・・携帯電話機（電子機器）、４５０・・・比較回路，４５１，４５２，４５ｎ・・・比較器、５０５，５０５’・・・駆動電源
【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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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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