WO2014050683A1 - 押込量検出センサ、タッチ式入力装置 - Google Patents

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contact detection
push
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北田宏明
石井徹
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株式会社村田製作所
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    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Definitions

  • the present invention relates to a touch-type input device that detects the amount of pressing during operation with a finger or the like.
  • Patent Document 1 discloses a sensor including a pressure detection unit and a detection result conversion unit.
  • the pressure detection unit is made of a plate-like piezoelectric body and outputs an amplitude level signal corresponding to the displacement of the piezoelectric body.
  • the detection result conversion unit integrates the output signal of the pressure detection unit. This integral calculation value corresponds to the pushing amount. Thereby, the sensor of patent document 1 detects pushing amount.
  • the signal level with respect to the displacement amount when the pressing force is applied is different from the signal level with respect to the displacement amount when the pressing force is released. Therefore, when the signal level is integrated as in the sensor of Patent Document 1, the reference potential differs before and after a single pushing operation. For this reason, in the structure of the sensor of patent document 1, a reference potential will differ for every pushing operation.
  • the push amount is calculated from the integrated value of the difference between the signal level corresponding to the displacement amount and the reference potential, if the reference potential changes, the relationship between the signal level and the push amount changes. . That is, even if the pushing amount is the same every time, the difference between the signal level and the reference potential is different. For this reason, in the structure of the sensor of patent document 1, the measurement precision of pushing amount will fall.
  • An object of the present invention is to provide a push-in amount detection sensor capable of maintaining the push-in amount measurement accuracy with high accuracy, and a touch input device using the push-in amount detection sensor.
  • the push amount detection sensor of the present invention includes a piezoelectric sensor that outputs a push signal corresponding to a displacement amount when the operation surface is pushed in, and a contact that detects contact of the piezoelectric sensor with the operation surface and outputs a contact detection signal.
  • a detection sensor and a push amount calculation unit that integrates a difference between the push signal and the reference potential and outputs a push amount detection signal from the integration result.
  • the pushing amount calculation unit of the pushing amount detection sensor switches between integration processing and reference potential reset processing according to a change in the state of the contact detection signal.
  • the integration process of the push signal and the reset process of the reference potential are switched according to the contact state, that is, the operation state. Specifically, integration processing is executed when contact is detected, and reference potential reset processing is executed when contact is not detected. Thus, the reference potential is maintained at a constant value regardless of the number of operations.
  • the indentation amount detection sensor of the present invention preferably has the following configuration.
  • the contact detection sensor outputs a binary contact detection signal that is divided into two states of contact with the operation surface and non-contact.
  • the push-in amount calculation unit performs integration processing on one of the binary values and performs reset processing on the other binary value.
  • This configuration shows a specific form of a contact detection signal for switching between integration processing and reset processing.
  • the push amount calculation unit can easily switch between the integration process and the reset process.
  • the indentation amount detection sensor of the present invention may have the following configuration.
  • the push-in amount calculation unit is an integration circuit with a bypass circuit, and has a circuit configuration in which the bypass circuit is validated when one of the binary values and the bypass circuit is invalidated when the other binary value.
  • This configuration shows a specific circuit configuration when the push-in amount calculation unit is realized by an analog electronic circuit.
  • the indentation amount detection sensor of the present invention may have the following configuration.
  • the push-in amount calculation unit includes an operational amplifier in which a push signal is input to the inverting input terminal via a resistor and a reference potential is applied to the non-inverting input terminal, and a capacitor connected in parallel between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier. And a series circuit of a switching element connected in parallel to the capacitor and controlled to be turned on / off by a contact detection signal, and a discharging resistor.
  • This configuration shows a more specific circuit configuration when the push-in amount calculation unit is realized by an analog electronic circuit.
  • the indentation amount detection sensor of the present invention may have the following configuration.
  • the contact detection sensor generates the contact detection signal that changes the state according to the contact state from the contact sensor and the electrostatic sensor that outputs the contact signal corresponding to the position where the capacitance changes due to the contact with the operation surface.
  • the indentation amount calculation unit and the contact detection signal generation unit are realized by a single-chip digital IC.
  • This configuration shows a specific mode in which a part of the indentation amount detection sensor is converted into a digital IC.
  • the push-in amount detection sensor can be miniaturized by using a digital IC.
  • the present invention relates to a touch input device, characterized in that it includes a push-in amount detection sensor having any one of the above-described configurations, and outputs a contact detection signal together with the push-in amount detection signal.
  • the touch input device of the present invention preferably has the following configuration.
  • the indentation amount calculation unit includes a signal output selection unit that stops the output of the contact detection signal when the indentation amount detection signal is less than the threshold value and enables the output of the contact detection signal when the indentation amount detection signal exceeds the threshold value.
  • the contact detection signal is not output until the indentation amount detection signal exceeds a predetermined level. For this reason, a contact detection signal is not output in the state where it is not operated, for example, the state where the finger has just approached the operation surface or the state where the finger is only lightly touched. Thereby, the detection (false detection) of the contact when it is not the state operated intentionally can be suppressed.
  • the touch input device of the present invention preferably has the following configuration.
  • the contact detection sensor generates a contact detection signal that changes a state according to a contact state from an electrostatic sensor that outputs a contact signal corresponding to a position at which the capacitance changes due to contact with the operation surface, and pushes the contact detection sensor.
  • a contact detection signal generation unit that outputs to the quantity calculation unit.
  • the indentation amount calculation unit and the contact detection signal generation unit are realized by a single-chip digital IC.
  • This configuration shows a specific mode in which a part of the touch input device is converted into a digital IC. In this manner, the touch input device can be reduced in size by using a digital IC.
  • the detection accuracy of the indentation amount can be maintained with high accuracy.
  • FIG. 1 is a block diagram of a touch input device according to a first embodiment of the present invention. It is a wave form conceptual diagram of the push amount detection signal in the touch type input device which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the conventional touch type input device. It is a block diagram of the touch-type input device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is a block diagram of the touch type input device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is a block diagram of the touch type input device which concerns on the 4th Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a touch input device according to a first embodiment of the present invention.
  • the touch-type input device 1 includes a touch panel 10, a push-in amount calculation unit 200, and a contact detection signal generation unit 300.
  • the touch panel 10 includes a piezoelectric sensor 10P and an electrostatic sensor 10D.
  • a block including the electrostatic sensor 10D and the contact detection signal generation unit 300 corresponds to the contact detection sensor of the present invention.
  • the touch panel 10 has a flat plate shape, although a specific structural example will be described later, and accepts an operator's operation using at least one main surface (flat plate surface) of the flat plate surface as an operation surface.
  • the piezoelectric sensor 10P of the touch panel 10 is connected to the indentation amount calculation unit 200.
  • the piezoelectric sensor 10 ⁇ / b> P outputs a push signal having a signal level corresponding to a displacement amount that is curved when the operation surface is pushed to the push amount calculation unit 200.
  • the electrostatic sensor 10D of the touch panel 10 is connected to the contact detection signal generation unit 300.
  • the electrostatic sensor 10D outputs a contact signal corresponding to a change in electrostatic capacitance that occurs when an operator's finger or the like touches the operation surface.
  • the contact detection signal generation unit 300 generates a contact detection signal from the contact signal.
  • the contact detection signal is a binarized signal of Hi and Low. Specifically, the contact detection signal generation unit 300 sets a contact detection threshold for the signal level of the contact signal, and the contact detection signal in the Hi state is detected during a period in which a signal level equal to or higher than the contact detection threshold is detected. Is output.
  • the contact detection signal generation unit 300 outputs a Low state contact detection signal during a period in which a signal level equal to or higher than the contact detection threshold is not detected.
  • the contact detection signal generator 300 outputs a contact detection signal to the push amount calculator 200 and the first output terminal Pout1. At this time, the contact detection signal generation unit 300 only needs to output a contact detection signal to the indentation amount calculation unit 200. For the first output terminal Pout1, information on the contact position is output to the contact detection signal. Output together.
  • the pushing amount calculation unit 200 includes an operational amplifier U1, a resistor R1, a capacitor C1, a discharging resistor R0, and a switch element S0.
  • the inverting input terminal of the operational amplifier U1 is connected to the piezoelectric sensor 10P via the resistor R1. Therefore, the push signal is input to the inverting input terminal of the operational amplifier U1 through the resistor R1.
  • a reference potential V1 is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier U1.
  • the output terminal of the operational amplifier U1 is connected to the second output terminal Pout2 of the touch input device 1.
  • the capacitor C1 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier U1.
  • the discharging resistor R0 and the switch element S0 are connected in series, and this series circuit is connected in parallel to the capacitor C1.
  • the switch element S0 is ON / OFF controlled according to Hi and Low of the contact detection signal. For example, the switch element S0 is turned on when the contact detection signal is in the Low state, and is turned off when the contact detection signal is in the Hi state.
  • the switch element S0 is realized by, for example, a normally-on FET.
  • the switch element S0 is controlled to be on during the period when the Low state contact detection signal is input, and is controlled to be off during the period when the Hi state contact detection signal is input. That is, the switch element S0 is on-controlled during a period in which contact is not detected, and is off in a period in which contact is detected.
  • a normally-on element when used as the switch element S0, the above-described binary contact detection signal may be used.
  • a normally-off element is used as the switch element S0, contact detection is performed. What is necessary is just to invert the binary state of a signal. That is, a contact detection signal that is in a low state during a contact detection period and in a hi state during a period in which no contact detection is performed may be used.
  • the push-in amount calculation unit 200 forms an integration circuit including the operational amplifier U1, the resistor R1, and the capacitor C1 during the period in which the switch element S0 is in the OFF state. Therefore, the push amount calculation unit 200 integrates the difference between the push signal and the reference potential, and outputs a push amount detection signal as a result of the integration to the second output terminal Pout2.
  • the push amount calculation unit 200 integrates the difference between the push signal and the reference potential. Then, the push-in amount calculation unit 200 outputs a push-in amount detection signal, which is the integration result, to the second output terminal Pout2.
  • the circuit configuration is such that the capacitor C1 and the discharging resistor R0 are connected in parallel.
  • the indentation amount calculation unit 200 does not function as an integration circuit. Therefore, the push-in amount calculation unit 200 outputs the push-in signal as it is to the second output terminal Pout2.
  • a closed loop circuit including the capacitor C1 and the discharging resistor R0 is configured, the electric charge stored in the capacitor C1 is discharged and consumed by the discharging resistor R0. Therefore, the potential of the output terminal Pout2 is reset to the reference potential.
  • the push-in amount calculation unit 200 resets the potential of the second output terminal Pout2 to the reference potential.
  • FIG. 2 is a waveform conceptual diagram of the push-in amount detection signal in the touch input device according to the first embodiment of the present invention and the conventional touch input device.
  • the solid line shows the waveform of the push amount detection signal when the configuration of the embodiment of the present invention is used
  • the broken line shows the waveform of the push amount detection signal when the conventional configuration is used.
  • the reference potential changes before and after the pushing operation.
  • the push amount is determined by the signal level of the push amount detection signal, and the signal level of the push amount detection signal is determined by the difference between the push signal and the reference potential. Therefore, if the reference potential can be stabilized as in the present embodiment, the push amount can be detected with high accuracy.
  • the detection accuracy of the indentation amount is maintained high even if the operation (the indentation operation) is repeated while outputting the indentation amount detection signal having a signal level corresponding to the indentation amount. be able to.
  • the specific configuration of the touch panel 10 is not shown. However, for example, it is preferable to use the touch panel 10 having the following configuration.
  • the touch panel 10 is formed by integrally forming a piezoelectric sensor 10P and an electrostatic sensor 10D using a single piezoelectric film. Specifically, a pressing amount detection electrode and a capacitance detection electrode are provided on both main surfaces of a piezoelectric film facing each other.
  • the piezoelectric film is formed of a rectangular flat film having a first main surface and a second main surface facing each other.
  • the piezoelectric film is formed of uniaxially stretched L-type polylactic acid (PLLA).
  • PLLA is a chiral polymer, and the main chain has a helical structure.
  • PLLA is uniaxially stretched and has piezoelectricity when the molecules are oriented.
  • the piezoelectric constant of uniaxially stretched PLLA belongs to a very high class among polymers.
  • the draw ratio is preferably about 3 to 8 times.
  • PLLA generates piezoelectricity by molecular orientation processing such as stretching, and there is no need to perform poling processing like other polymers such as PVDF and piezoelectric ceramics. That is, the piezoelectricity of PLLA that does not belong to ferroelectrics is not expressed by the polarization of ions like ferroelectrics such as PVDF and PZT, but is derived from a helical structure that is a characteristic structure of molecules. is there. For this reason, the pyroelectricity generated in other ferroelectric piezoelectric materials does not occur in PLLA. Further, PVDF or the like shows a change in piezoelectric constant over time, and in some cases, the piezoelectric constant may be significantly reduced, but the piezoelectric constant of PLLA is extremely stable over time.
  • a plurality of first capacitance detection electrodes and first indentation amount detection electrodes are formed in a predetermined pattern on the first main surface of the piezoelectric film made of PLLA having such characteristics.
  • the plurality of first capacitance detection electrodes and first indentation amount detection electrodes are any one of ITO, ZnO, silver nanowires, an organic electrode mainly composed of polythiophene, and an organic electrode mainly composed of polyaniline. It is preferred to use. By using these materials, an electrode pattern with high translucency can be formed. When transparency is not required, an electrode formed of silver paste, or a metal electrode formed by vapor deposition, sputtering, plating, or the like can be used.
  • a plurality of second capacitance detection electrodes and second indentation amount detection electrodes are formed in a predetermined pattern on the second main surface of the piezoelectric film.
  • the plurality of second capacitance detection electrodes and second indentation amount detection electrodes also use any one of ITO, ZnO, silver nanowires, an organic electrode mainly composed of polythiophene, and an organic electrode mainly composed of polyaniline. Is preferred. By using these materials, an electrode pattern with high translucency can be formed. When transparency is not required, an electrode formed of silver paste, or a metal electrode formed by vapor deposition, sputtering, plating, or the like can be used.
  • the first capacitance detection electrode and the second capacitance detection electrode are patterned so as to partially face each other through the piezoelectric film.
  • the first indentation amount detection electrode and the second capacitance detection electrode are also patterned so as to partially face each other through the piezoelectric film.
  • the touch panel 10 having the above structure outputs a contact signal and a push signal as shown below.
  • the electrostatic sensor 10D is configured by the piezoelectric film and the first and second capacitance detection electrodes arranged with the piezoelectric film interposed therebetween.
  • the piezoelectric film When the operator presses the operation surface with a finger or the like, the piezoelectric film is bent and displaced according to the pressing amount (pressing force). The piezoelectric film generates an electric charge according to the amount of displacement. As a result, a potential difference is generated between the first pressing amount detection electrode and the second capacitance detection electrode, and a pressing signal is generated and output by this potential difference.
  • the piezoelectric sensor 10 ⁇ / b> P is configured by the piezoelectric film and the first and second pressing amount detection electrodes arranged with the piezoelectric film interposed therebetween.
  • the piezoelectric sensor 10P and the electrostatic sensor 10D can be configured based on a single piezoelectric film, and the touch panel 10 can be thinned. Thereby, a small and thin touch input device can be realized as a whole.
  • FIG. 3 is a block diagram of a touch input device according to the second embodiment of the present invention.
  • the touch input device 1A is a touch IC that is obtained by converting a push-in amount calculation unit and a contact detection signal generation unit into a digital IC with respect to the touch input device 1 illustrated in the first embodiment.
  • the configuration of is the same. Therefore, only different points from the touch input device 1 according to the first embodiment will be specifically described.
  • the touch input device 1A includes a touch panel 10 and a digital IC 234A.
  • the digital IC 234A includes an ADC 400, an integration calculation unit 210A, and a contact detection signal generation unit 300A.
  • the ADC 400 performs analog-to-digital conversion on the push signal from the piezoelectric sensor 10P and outputs the converted signal to the integral calculation unit 210A.
  • the contact detection signal generation unit 300A Similar to the contact detection signal generation unit 300 of the first embodiment, the contact detection signal generation unit 300A generates a binarized contact detection signal from the contact signal from the electrostatic sensor 10D, and outputs a first output terminal. It is output to Pout1 and the integral calculation unit 210A.
  • Integral calculation section 210A integrates the digitized push signal and generates a push amount detection signal during a period in which the contact detection signal indicating the state in which the touch is detected is input.
  • the integral calculation unit 210A outputs this push amount detection signal to the second output terminal Pout2.
  • the integral calculation unit 210A resets the second output terminal Pout2 to the reference potential during a period in which a contact detection signal indicating a state in which no contact is detected is input.
  • the detection accuracy of the push-in amount can be maintained with high accuracy, as in the first embodiment described above. Furthermore, by using a digital IC, the contact detection signal generation unit and the push-in amount calculation unit can be downsized, and the touch input device can be downsized.
  • FIG. 4 is a block diagram of a touch input device according to the third embodiment of the present invention.
  • the touch input device 1B of the present embodiment is different from the touch input device 1 shown in the first embodiment in the configuration of the push amount calculation unit 200B. Therefore, only a different part from the touch-type input device 1 shown in 1st Embodiment is demonstrated.
  • the contact detection signal generator 300 outputs the contact detection signal only to the switch element S0.
  • the output terminal of the operational amplifier U1 is connected to the inverting input terminal of the comparator U2.
  • the selection reference potential V2 is applied to the non-inverting input terminal of the comparator U2.
  • the output terminal of the comparator U2 is connected to the first output terminal Pout1.
  • the comparator U2 outputs a definite contact detection signal having a predetermined first signal level (for example, Hi level) to the first output terminal Pout1 if the signal level of the push-in amount detection signal is equal to or higher than the selection reference potential V2. If the signal level of the push-in amount detection signal is less than the selection reference potential V2, the comparator U2 outputs a definite contact detection signal having a predetermined second signal level (for example, Low level) to the first output terminal Pout1.
  • the comparator U2 corresponds to the “signal output selection unit” of the present invention.
  • the definite contact detection signal indicating the contact state is not output until the indentation amount detection signal becomes equal to or higher than the predetermined signal level.
  • FIG. 5 is a block diagram of a touch input device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the touch input device 1C of the present embodiment is a digital IC of a push amount calculation unit, a contact detection signal generation unit, and a comparator with respect to the touch input device 1B shown in the third embodiment.
  • the configuration of the touch panel 10 is the same. Therefore, only different points from the touch input device 1B according to the third embodiment will be specifically described.
  • the touch input device 1C includes a touch panel 10 and a digital IC 234C.
  • the digital IC 234A includes an ADC 400, an integration calculation unit 210A, and a contact detection signal generation unit 300A.
  • the ADC 400 performs analog-to-digital conversion on the push signal from the piezoelectric sensor 10P and outputs the converted signal to the integral calculation unit 210A.
  • the contact detection signal generation unit 300A Similar to the contact detection signal generation unit 300 of the first embodiment, the contact detection signal generation unit 300A generates a binarized contact detection signal from the contact signal from the electrostatic sensor 10D, and integrates the calculation unit 210A. Output to.
  • Integral calculation section 210A integrates the digitized push signal and generates a push amount detection signal during a period in which the contact detection signal indicating the state in which the touch is detected is input.
  • the integral calculation unit 210A outputs this push amount detection signal to the second output terminal Pout2 and the comparison calculation unit 500.
  • the comparison calculation unit 500 If the signal level of the push-in amount detection signal is equal to or higher than the selected reference potential, the comparison calculation unit 500 outputs a fixed contact detection signal indicating a contact state to the first output terminal Pout1. If the signal level of the push-in amount detection signal is less than the selected reference potential, the comparison calculation unit 500 outputs a fixed contact detection signal indicating a non-contact state to the first output terminal Pout1.
  • the contact detection signal generation unit, the push-in amount calculation unit, and the comparator can be downsized, and the touch input device can be downsized.
  • the touch input device that outputs both the contact detection signal and the push amount detection signal has been described as an example.
  • only the push amount detection signal may be output.
  • a push-in amount detection sensor can be realized.
  • the piezoelectric sensor 10P and the electrostatic sensor 10D are formed on the basis of a single piezoelectric film.
  • the piezoelectric sensor 10P and the electrostatic sensor 10D are separately formed and overlapped. And an integrated structure may be used.
  • 1, 1A, 1B, 1C touch input device
  • 10 Touch panel
  • 10P Piezoelectric sensor
  • 10D electrostatic sensor
  • 200, 200B Indentation amount calculation unit
  • 210A integral calculation unit
  • 234A, 234C Digital IC
  • 300, 300A contact detection signal generator
  • 400 ADC (analog-digital converter)
  • 500 Comparison operation unit
  • U1 operational amplifier
  • U2 Comparator
  • R1 resistor
  • C1 capacitor
  • R0 discharge resistor
  • S0 switch element
  • Pout1 first output terminal
  • Pout2 Second output terminal

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Abstract

タッチ式入力装置（１）は、タッチパネル（１０）、押込量算出部（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）は、操作面を押し込むことによる変位量に応じた押込信号を、押込量算出部（２００）に出力する。静電センサ（１０Ｄ）は、接触、非接触に対応した接触信号を、接触検出信号生成部（３００）に出力する。接触検出信号生成部（３００）は、接触状態と非接触状態に応じて二値化された接触検出信号を押込量算出部（２００）へ出力する。押込量算出部（２００）は、接触状態を示す接触検出信号が入力されている期間は、押込信号と基準電位との差分を積分し、押込量検出信号を生成して出力する。押込量算出部（２００）は、非接触状態を示す接触検出信号が入力されている期間は、基準電位をリセットする。

Description

押込量検出センサ、タッチ式入力装置
　本発明は、指等による操作時の押し込み量を検出するタッチ式入力装置に関する。
　従来、押し込み量を検出可能なタッチ式入力装置に利用される技術として、押し込み量を検出するセンサが各種考案されている。例えば、特許文献１には、圧力検知部と検知結果変換部とを備えるセンサが開示されている。
　圧力検知部は、平板状の圧電体からなり、圧電体の変位量に応じた振幅レベルの信号を出力する。検知結果変換部は、圧力検知部の出力信号を積分する。この積分演算値が押し込み量に相当する。これにより、特許文献１のセンサは、押し込み量を検知する。
特開２０００－２８３８６９号公報
　しかしながら、圧電体は、押圧力をかける時の変位量に対する信号レベルと、押圧力を解放する時の変位量に対する信号レベルとが異なる。したがって、特許文献１のセンサのように、信号レベルを積分する場合、一回の押し込み操作の前後で基準電位が異なってしまう。このため、特許文献１のセンサの構成では、基準電位は、押し込み操作毎に異なってしまう。
　ここで、押し込み量は、変位量に応じた信号レベルと基準電位の差の積分値から算出されるので、基準電位が変化してしまうと、信号レベルと押し込み量との関係が変化してしまう。すなわち、押し込み量が毎回同じであっても、信号レベルと基準電位との差がそれぞれ異なってしまう。このため、特許文献１のセンサの構成では、押し込み量の測定精度が低下してしまう。
　特に、押し込み操作を繰り返すと、基準電位と押圧力（押し込み量）との関係が乖離していき、測定精度がさらに低下してしまう。
　本発明の目的は、押し込み量の測定精度を高精度に維持できる押込量検出センサおよびこれを用いたタッチ式入力装置を提供することにある。
　この発明の押込量検出センサは、操作面を押し込んだ際の変位量に応じた押込信号を出力する圧電センサと、圧電センサの前記操作面への接触を検出して接触検出信号を出力する接触検出センサと、押込信号と基準電位との差を積分して、積分結果から押込量検出信号を出力する押込量算出部と、を備える。押込量検出センサの押込量算出部は、接触検出信号の状態変化に応じて、積分処理と、基準電位のリセット処理とを切り替える。
　この構成では、接触状態すなわち操作状態に応じて、押込信号の積分処理と基準電位のリセット処理が切り替えられる。具体的には、接触を検出した時に積分処理が実行され、接触を検出していない時に基準電位のリセット処理が実行される。これにより、操作回数に依ることなく、基準電位は一定値に維持される。
　また、この発明の押込量検出センサは次の構成であることが好ましい。接触検出センサは、操作面への接触と非接触の二つの状態で分かれる二値の接触検出信号を出力する。押込量算出部は、二値の一方で積分処理を行い、二値の他方でリセット処理を行う。
　この構成では、積分処理とリセット処理を切り替えるための具体的な接触検出信号の態様を示している。このように、接触検出信号を二値化して押込量算出部へ与えることで、押込量算出部は、容易に積分処理とリセット処理を切り替えることができる。
　また、この発明の押込量検出センサは次の構成であってもよい。押込量算出部は、バイパス回路付き積分回路であって、二値の一方の時にバイパス回路が有効化され、二値の他方の時にバイパス回路が無効化される回路構成からなる。
　この構成では、押込量算出部をアナログ電子回路で実現する場合の具体的な回路構成を示している。
　また、この発明の押込量検出センサは、次の構成であってもよい。押込量算出部は、反転入力端子に抵抗器を介して押込信号が入力され非反転入力端子に基準電位が与えられるオペアンプと、オペアンプの出力端子と反転入力端子との間に並列接続されたコンデンサと、コンデンサに並列接続され接触検出信号によってオンオフ制御されるスイッチ素子と放電用抵抗器の直列回路と、を備える。
　この構成では、押込量算出部をアナログ電子回路で実現する場合のさらに具体的な回路構成を示している。
　また、この発明の押込量検出センサは次の構成であってもよい。接触検出センサは、操作面への接触によって静電容量が変化する位置に対応した前記接触信号を出力する静電センサと、接触信号から、接触状態によって状態変化する接触検出信号を生成する接触検出信号生成部と、を備える。押込量算出部と接触検出信号生成部は、１チップ化されたデジタルＩＣによって実現されている。
　この構成では、押込量検出センサの一部をデジタルＩＣ化する場合の具体的な態様を示している。このように、デジタルＩＣ化をすることで、押込量検出センサを小型化することができる。
　また、この発明はタッチ式入力装置に関するものであり、上述のいずれかの構成からなる押込量検出センサを備え、押込量検出信号とともに接触検出信号を出力することを特徴としている。
　この構成では、押込量の検出精度を高精度に維持し、且つ接触位置を検出可能なタッチ式入力装置を実現できる。
　また、この発明のタッチ式入力装置は次の構成であることが好ましい。押込量算出部は、押込量検出信号が閾値未満では接触検出信号の出力を停止し、閾値以上になると接触検出信号の出力を可能にする信号出力選択部を備える。
　この構成では、押込量検出信号が所定レベル以上になるまで接触検出信号が出力されない。このため、操作していない状態、例えば指が操作面に近づいただけの状態や、軽く触っただけの状態では、接触検出信号が出力されない。これにより、意図的に操作している状態ではない時の接触の検出（誤検出）を抑制できる。
　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。接触検出センサは、操作面への接触によって静電容量が変化する位置に対応した接触信号を出力する静電センサと、接触信号から、接触状態によって状態変化する接触検出信号を生成して、押込量算出部へ出力する接触検出信号生成部と、を備える。押込量算出部と接触検出信号生成部は、１チップ化されたデジタルＩＣによって実現されている。
　この構成では、タッチ式入力装置の一部をデジタルＩＣ化する場合の具体的な態様を示している。このように、デジタルＩＣ化をすることで、タッチ式入力装置を小型化することができる。
　この発明によれば、押込量の検出精度を高精度に維持することができる。
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。 本発明の第１の実施形態に係るタッチ式入力装置と、従来のタッチ式入力装置とでの押込量検出信号の波形概念図である。 本発明の第２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。 本発明の第３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。 本発明の第４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。
　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。
　タッチ式入力装置１は、タッチパネル１０、押込量算出部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。静電センサ１０Ｄと接触検出信号生成部３００とからなるブロックが本発明の接触検出センサに相当する。
　タッチパネル１０は、具体的な構造例は後述するが、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。
　タッチパネル１０の圧電センサ１０Ｐは、押込量算出部２００に接続されている。圧電センサ１０Ｐは、操作面が押し込まれることに湾曲する変位量に応じた信号レベルの押込信号を、押込量算出部２００に出力する。
　タッチパネル１０の静電センサ１０Ｄは、接触検出信号生成部３００に接続されている。静電センサ１０Ｄは、操作面に操作者の指等が接触した場合に生じる静電容量の変化に応じた接触信号を出力する。
　接触検出信号生成部３００は、接触信号から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、接触信号の信号レベル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信号レベル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信号レベル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。
　接触検出信号生成部３００は、押込量算出部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、押込量算出部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。
　押込量算出部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、押込信号は、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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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、押込量算出部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、押込量算出部２００は、押込信号と基準電位との差を積分し、この積分結果である押込量検出信号を第２出力端子Ｐｏｕｔ２に出力する。
　すなわち、接触検出されている期間は、押込量算出部２００は、押込信号と基準電位との差を積分する。そして、押込量算出部２００は、この積分結果である押込量検出信号を第２出力端子Ｐｏｕｔ２に出力する。
　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、押込量算出部２００は、積分回路として機能しなくなる。したがって、押込量算出部２００は、押込信号をそのまま第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。
　すなわち、接触検出されている期間は、押込量算出部２００は、第２出力端子Ｐｏｕｔ２の電位を基準電位にリセットする。
　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と、従来のタッチ式入力装置とでの押込量検出信号の波形概念図である。図２において実線が本発明の実施形態の構成を用いた場合の押込量検出信号の波形を示し、波線が従来の構成を用いた場合の押込量検出信号の波形を示す。
　図２に示すように、本実施形態の構成を用いることで、押込量に応じた積分波形が現れるとともに、押し込み操作の前後での基準電位は同じである。一方、従来の構成では、押し込み操作の前後で基準電位が変化してしまう。ここで、押込量は、押込量検出信号の信号レベルによって決まり、押込量検出信号の信号レベルは、押込信号と基準電位との差によって決まる。したがって、本実施形態のように、基準電位を安定させることができれば、押込量を高精度に検出することができる。
　以上のように、本実施形態の構成を用いれば、押込量に応じた信号レベルの押込量検出信号を出力しつつ、操作（押し込み操作）を繰り返しても、押込量の検出精度を高く維持することができる。
　ところで、上述の説明では、タッチパネル１０の具体的な構成を示していないが、例えば、次に示すような構成のタッチパネル１０を用いると好適である。
　タッチパネル１０は、圧電センサ１０Ｐと静電センサ１０Ｄとが１枚の圧電フィルムを用いて一体形成されてなる。具体的には、１枚の圧電フィルムの互いに対向する両主面に、押込量検出用電極および静電容量検出用電極を備える。
　圧電フィルムは、互いに対向する第１主面と第２主面を備える矩形状の平膜からなる。圧電フィルムは、一軸延伸されたＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）によって形成されている。
　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。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。
　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。
　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。
　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。
　ここで、誘電率ε３３ Ｔ＝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。
　このような特性を有するＰＬＬＡからなる圧電フィルムの第１主面には、複数の第１静電容量検出用電極および第１押込量検出用電極とが、所定のパターンで形成されている。これら複数の第１静電容量検出用電極と、第１押込量検出用電極は、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。
　また、圧電フィルムの第２主面には、複数の第２静電容量検出用電極と、第２押込量検出用電極とが、所定のパターンで形成されている。これら複数の第２静電容量検出用電極および第２押込量検出用電極も、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。
　第１静電容量検出用電極と第２静電容量検出用電極は、圧電フィルムを介して部分的に対向するようにパターン形成されている。第１押込量検出用電極と第２静電容量検出用電極も、圧電フィルムを介して部分的に対向するようにパターン形成されている。
　以上のような構造からなるタッチパネル１０は、次に示すように接触信号および押込信号を出力する。
　操作面に操作者の指等が接触すると、接触した位置に応じて、第１静電容量検出用電極と第２静電容量検出用電極との間で静電容量が変化し、この静電容量に応じた接触信号を出力する。このように、上述の構成では、圧電フィルムと、該圧電フィルムを挟んで配置される第１、第２静電容量検出用電極とによって、静電センサ１０Ｄが構成される。
　操作面を操作者が指等で押し込むと、押込量（押圧力）に応じて圧電フィルムが湾曲し、変位する。圧電フィルムは、この変位量に応じて電荷を発生する。これにより、第１押込量検出用電極と第２静電容量検出用電極との間に電位差が生じ、この電位差によって押込信号が生成され、出力される。このように、上述の構成では、圧電フィルムと、該圧電フィルムを挟んで配置される第１、第２押込量検出用電極とによって、圧電センサ１０Ｐが構成される。
　このように、本実施形態の構成を用いれば、圧電センサ１０Ｐと静電センサ１０Ｄとを、単一の圧電フィルムをベースとして構成することができ、タッチパネル１０を薄型化することができる。これにより、全体として小型、薄型のタッチ式入力装置を実現することができる。
　次に、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３は、本発明の第２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。
　本実施形態のタッチ式入力装置１Ａは、第１の実施形態に示したタッチ式入力装置１に対して、押込量算出部と接触検出信号生成部とをデジタルＩＣ化したものであり、タッチパネル１０の構成は同じである。したがって、第１の実施形態に係るタッチ式入力装置１と異なる箇所のみを具体的に説明する。
　タッチ式入力装置１Ａは、タッチパネル１０、デジタルＩＣ２３４Ａを備える。デジタルＩＣ２３４Ａは、ＡＤＣ４００、積分演算部２１０Ａ、接触検出信号生成部３００Ａを備える。
　ＡＤＣ４００は、圧電センサ１０Ｐからの押込信号をアナログデジタル変換して、積分演算部２１０Ａに出力する。
　接触検出信号生成部３００Ａは、第１の実施形態の接触検出信号生成部３００と同様に、静電センサ１０Ｄからの接触信号から、二値化された接触検出信号を生成し、第１出力端子Ｐｏｕｔ１および積分演算部２１０Ａに出力する。
　積分演算部２１０Ａは、接触を検出した状態を示す接触検出信号が入力されている期間は、デジタル化された押込信号を積分演算し、押込量検出信号を生成する。積分演算部２１０Ａは、この押込量検出信号を第２出力端子Ｐｏｕｔ２に出力する。
　積分演算部２１０Ａは、接触を検出していない状態を示す接触検出信号が入力されている期間は、第２出力端子Ｐｏｕｔ２を基準電位にリセットする。
　このような構成であっても、上述の第１の実施形態と同様に、押込量の検出精度を高精度に維持することができる。さらに、デジタルＩＣ化することによって、接触検出信号生成部と押込量算出部とを小型化することができ、タッチ式入力装置を小型化することができる。
　次に、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４は、本発明の第３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。
　本実施形態のタッチ式入力装置１Ｂは、第１の実施形態に示したタッチ式入力装置１に対して、押込量算出部２００Ｂの構成が異なるものである。したがって、第１の実施形態に示したタッチ式入力装置１と異なる箇所のみを説明する。
　接触検出信号生成部３００は、接触検出信号をスイッチ素子Ｓ０のみに出力する。
　オペアンプＵ１の出力端子は、コンパレータＵ２の反転入力端子に接続されている。コンパレータＵ２の非反転入力端子には、選択基準電位Ｖ２が印加されている。コンパレータＵ２の出力端子は、第１出力端子Ｐｏｕｔ１に接続されている。
　コンパレータＵ２は、押込量検出信号の信号レベルが選択基準電位Ｖ２以上であれば、所定の第１信号レベル（例えばＨｉレベル）からなる確定接触検出信号を第１出力端子Ｐｏｕｔ１に出力する。コンパレータＵ２は、押込量検出信号の信号レベルが選択基準電位Ｖ２未満であれば、所定の第２信号レベル（例えばＬｏｗレベル）からなる確定接触検出信号を第１出力端子Ｐｏｕｔ１に出力する。このコンパレータＵ２が本発明の「信号出力選択部」に相当する。
　このような構成とすることで、押込量検出信号が所定信号レベル以上になるまでは、接触状態を示す確定接触検出信号が出力されない。これにより、例えば、操作者が操作面に不要に指等を近づけただけの状態や、操作面に軽く指等を接触させて押し込みを行わないような状態で、操作入力がされたと誤検出してしまうことを防止できる。これにより、より確実に接触検出を行うことができる。
　次に、第４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４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。
　本実施形態のタッチ式入力装置１Ｃは、第３の実施形態に示したタッチ式入力装置１Ｂに対して、押込量算出部と接触検出信号生成部とコンパレータとをデジタルＩＣ化したものであり、タッチパネル１０の構成は同じである。したがって、第３の実施形態に係るタッチ式入力装置１Ｂと異なる箇所のみを具体的に説明する。
　タッチ式入力装置１Ｃは、タッチパネル１０、デジタルＩＣ２３４Ｃを備える。デジタルＩＣ２３４Ａは、ＡＤＣ４００、積分演算部２１０Ａ、接触検出信号生成部３００Ａを備える。
　ＡＤＣ４００は、圧電センサ１０Ｐからの押込信号をアナログデジタル変換して、積分演算部２１０Ａに出力する。
　接触検出信号生成部３００Ａは、第１の実施形態の接触検出信号生成部３００と同様に、静電センサ１０Ｄからの接触信号から、二値化された接触検出信号を生成し、積分演算部２１０Ａに出力する。
　積分演算部２１０Ａは、接触を検出した状態を示す接触検出信号が入力されている期間は、デジタル化された押込信号を積分演算し、押込量検出信号を生成する。積分演算部２１０Ａは、この押込量検出信号を第２出力端子Ｐｏｕｔ２と比較演算部５００に出力する。
　比較演算部５００は、押込量検出信号の信号レベルが選択基準電位以上であれば、接触状態を示す確定接触検出信号を第１出力端子Ｐｏｕｔ１に出力する。比較演算部５００は、押込量検出信号の信号レベルが選択基準電位未満であれば、非接触状態を示す確定接触検出信号を第１出力端子Ｐｏｕｔ１に出力する。
　このような構成であっても、上述の第３の実施形態と同様に、押込量の検出精度を高精度に維持することができる。さらに、デジタルＩＣ化することによって、接触検出信号生成部と押込量算出部とコンパレータを小型化することができ、タッチ式入力装置を小型化することができる。
　なお、上述の各実施形態では、接触検出信号と押込量検出信号とをともに出力するタッチ式入力装置を例に説明したが、押込量検出信号のみを出力するようにしてもよい。この場合、押込量検出センサを実現することができる。
　また、上述の説明では、圧電センサ１０Ｐと静電センサ１０Ｄとを、単一の圧電フィルムをベースに形成する例を示したが、圧電センサ１０Ｐと静電センサ１０Ｄと個別に形成し、重ね合わせて一体化する構造を用いてよい。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ：タッチ式入力装置、
１０：タッチパネル、
１０Ｐ：圧電センサ、
１０Ｄ：静電センサ、
２００，２００Ｂ：押込量算出部、
２１０Ａ：積分演算部、
２３４Ａ，２３４Ｃ：デジタルＩＣ、
３００，３００Ａ：接触検出信号生成部、
４００：ＡＤＣ（アナログデジタル変換部）、
５００：比較演算部、
Ｕ１：オペアンプ、
Ｕ２：コンパレータ、
Ｒ１：抵抗器、
Ｃ１：コンデンサ、
Ｒ０：放電用抵抗器、
Ｓ０：スイッチ素子、
Ｐｏｕｔ１：第１出力端子、
Ｐｏｕｔ２：第２出力端子

Claims (10)

  1. 　操作面を押し込んだ際の変位量に応じた押込信号を出力する圧電センサと、
    　前記圧電センサの前記操作面への接触を検出して接触検出信号を出力する接触検出センサと、
    　前記押込信号と基準電位との差を積分して、積分結果から押込量検出信号を出力する押込量算出部と、を備え、
    　前記押込量算出部は、
    　前記接触検出信号の状態変化に応じて、前記積分処理と、基準電位のリセット処理とを切り替える、
    　を備える押込量検出センサ。
  2. 　前記接触検出センサは、
    　前記操作面への接触と非接触の二つの状態で分かれる二値の接触検出信号を出力し、
    　前記押込量算出部は、前記二値の一方で前記積分処理を行い、前記二値の他方でリセット処理を行う、請求項１に記載の押込量検出センサ。
  3. 　前記押込量算出部は、
    　バイパス回路付き積分回路であって、
    　前記二値の一方の時に前記バイパス回路が有効化され、前記二値の他方の時に前記バイパス回路が無効化される回路構成からなる、請求項２に記載の押込量検出センサ。
  4. 　前記押込量算出部は、
    　反転入力端子に抵抗器を介して前記押込信号が入力され、非反転入力端子に基準電位が与えられるオペアンプと、
    　前記オペアンプの出力端子と前記反転入力端子との間に並列接続されたコンデンサと、
    　前記コンデンサに並列接続され、前記接触検出信号によってオンオフ制御されるスイッチ素子と放電用抵抗器の直列回路と、を備える、請求項３に記載の押込量検出センサ。
  5. 　前記接触検出センサは、
    　前記操作面への接触によって静電容量が変化する位置に対応した前記接触信号を出力する静電センサと、
    　前記接触信号から、接触状態によって状態変化する前記接触検出信号を生成する接触検出信号生成部と、を備え、
    　前記押込量算出部と、前記接触検出信号生成部は、１チップ化されたデジタルＩＣによって実現されている、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の押込量検出センサ。
  6. 　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の押込量検出センサを備え、
    　前記押込量検出信号とともに、前記接触検出信号を出力する、タッチ式入力装置。
  7. 　前記押込量算出部は、
    　前記押込量検出信号が閾値未満では前記接触検出信号の出力を停止し、前記閾値以上になると前記接触検出信号の出力を可能にする、信号出力選択部を備える、請求項６に記載のタッチ式入力装置。
  8. 　前記接触検出センサは、
    　前記操作面への接触によって静電容量が変化する位置に対応した前記接触信号を出力する静電センサと、
    　前記接触信号から、接触状態によって状態変化する前記接触検出信号を生成して、前記押込量算出部へ出力する接触検出信号生成部と、を備え、
    　前記押込量算出部と前記接触検出信号生成部は、１チップ化されたデジタルＩＣによって実現されている、請求項６または請求項７に記載のタッチ式入力装置。
  9. 　前記圧電センサと前記静電センサは、
    　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８に記載のタッチ式入力装置。
  10. 　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９に記載のタッチ式入力装置。
PCT/JP2013/075254 2012-09-28 2013-09-19 押込量検出センサ、タッチ式入力装置 WO2014050683A1 (ja)

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