WO2016002460A1 - 入力端末 - Google Patents

Abstract

　入力端末（１）のパネル（２１Ａ）は、互いに対向する第１主面と第２主面を有するベース基板（５０１）と、互いに対向する第３主面と第４主面とを有し、一軸延伸されたポリ乳酸からなる圧電フィルムと、ベース基板（５０１）の第１主面および第２主面の端部に配置し、ベース基板（５０１）を挟んで対向配置することにより、ベース基板（５０１）の捻れの変形を部分的に妨げる剛体（６０１，６０１Ｒ）とを備える。圧電フィルム（１０１）の第１主面には、第１主面を四分割するように、変位検出用電極（２０１，２０２，２０３，２０４）が形成されている。圧電フィルム（１０１）の第２主面には、第１主面の変位検出用電極（２０１，２０２，２０３，２０４）と対向するように、変位検出用電極（２０１Ｒ，２０２Ｒ，２０３Ｒ，２０４Ｒ）が形成されている。

Description

入力端末

　本発明は、ユーザの操作入力を検出する入力端末に関する。

　従来、操作者による操作面のタッチによる入力だけでなく、より多様性に富んだ操作入力が可能な入力端末（装置）が各種考案されている。例えば、特許文献１に示されている入力装置は、タッチ位置検出パネル、焦電性による影響を受けないよう一軸延伸されたＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）によって形成されている圧電フィルム、および圧電フィルムの曲げ変位・捻れ変位を検出する変位検出用電極を備えている。この構成によって、特許文献１の入力装置は、タッチ位置および当該タッチ位置に対する押圧力のほかに、圧電フィルムの変位により変位検出用電極間に生じる電圧から、曲げ変位・捻れ変位の方向および変位量を検出している。

国際公開第２０１３／１２２０７０号

　しかしながら、特許文献１に記載の入力端末では、圧電フィルムを形成するＰＬＬＡの一軸延伸方向と長手方向または短手方向とが４５°の角度を成す場合に、曲げ変位により生じる電圧と比べて、捻れ変位によりに生じる電圧が著しく小さく、ノイズ等により誤検知されることも多かった。

　一方、圧電フィルムを形成するＰＬＬＡの一軸延伸方向と長手方向とが成す角度が０°の場合には、曲げ変位により生じる電圧に比べて、捻れ変位により生じる電圧が著しく大きくなることが知られている。このため、捻れ変位により生じる電圧のレベルを高めるため、異なる一軸延伸方向のＰＬＬＡから成る圧電フィルムを単純に２枚重ね合わせる方法が考えられる。しかしながら、曲げ変位・捻れ変位の検出センサを２枚重ね合わせると、圧電フィルム層が単に２倍になることに加えて電極層も増えることになる。これによりデバイス全体の厚みが増すとともに透明度が著しく低下してしまう。また、製造工程が多く、コストが増大するという問題もある。その一方で、いずれか１つのセンサだけでは、曲げ変位・捻れ変位の両方を検出するために、信号検知回路において検知信号の強度の差を適正化するなどの特別な処置が必要となる。

　本発明の目的は、簡素な構造で、フィルムの積層方向の厚みを増やすことなく、曲げ変位・捻れ変位を検出することのできる入力端末を提供することにある。

　（１）本発明の入力端末は、互いに対向する第１主面と第２主面を有する平板状のベース基板と、互いに対向する第３主面と第４主面とを有し、前記第３主面が前記ベース基板の前記第２主面と対向して配設する平膜状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの前記第３主面および前記第４主面に形成され、前記圧電フィルムの曲げの変位によって発生する電圧を検出する変位検出用電極と、を備えた入力端末であって、前記ベース基板の前記第１主面および前記第２主面の端部に配置され、前記ベース基板を挟んで対向配置されることにより、前記ベース基板の捻れの変形を部分的に妨げる剛体を備えていることを特徴とする。

　（２）本発明の入力端末は、互いに対向する第１主面と第２主面を有する平板状のベース基板と、互いに対向する第３主面と第４主面とを有し、前記第３主面が前記ベース基板の前記第２主面と対向して配設する平膜状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの前記第３主面および前記第４主面に形成され、前記圧電フィルムの曲げの変位によって発生する電圧を検出する変位検出用電極と、を備えた入力端末であって、前記ベース基板の前記第１主面および前記第２主面の端部に、前記ベース基板を挟んで対向配置され、前記ベース基板の捻れによる変形の方向に対して交差する方向に延在する剛体を備えていることを特徴とする。

　この構成により、変位検出用電極のそれぞれから出力される電圧が、圧電フィルムの変位に応じて個別であることを利用し、電圧分布から圧電フィルムの変位を検出することが可能になる。例えば、圧電フィルムを所定方向に曲げた場合と、捻った場合とで、異なる電圧分布となる。したがって、この電圧分布を検出することで圧電フィルムが曲がったり捻れたりしたこと、すなわち変位したことを検出することができる。これにより、入力端末を変位させる（曲げる、捻る等）ことによる操作入力を可能にした入力端末を実現できる。

　また、ベース基板の端部に沿って剛体を配置したことにより、パネルに対して捻れを生じさせる外力が加わった場合に、ベース基板の表面の伸縮が剛体近傍では部分的に妨げられ、圧電フィルムの伸縮方向の向きが部分的に変更される。そのため、曲げ変位により発生する電圧と比較して、著しく小さな出力であった捻れ変位により発生する電圧を高出力で得ることができる。曲げ変位と同様に、捻れ変位を高感度で検出することができため、ノイズ等を誤検知する可能性を低くすることができる。さらに、１つの圧電フィルムで曲げ変位・捻れ変位の両方を検出することができるため、曲げ変位用と捻れ変位用の圧電フィルムを二枚重ね合わせる必要がない。そのため、フィルムの積層方向の厚みを増やすことなく薄型の入力端末を実現できる。

　（３）前記変位検出用電極は、前記第１主面または前記第２主面の第１方向に沿って複数に分割され、前記第１方向に直交する第２方向に沿って複数に分割されていることが好ましい。この構成では、第１方向に沿って複数、第２方向に沿って複数、すなわち圧電フィルムに対してそれぞれ異なる領域に四個以上の変位検出用電極が形成される。この構成によって、変位パターンの異なる複数種類の変位（曲げ、捻れ等）でそれぞれ個別の電圧分布が得られる。したがって、複数種類の変位を個別に検出することができる。

　（４）前記圧電フィルムは、前記第１主面および前記第２主面に平行な方向へ一軸延伸されたポリ乳酸からなり、前記圧電フィルムの前記一軸延伸の方向は、前記第１方向および前記第２方向に対して所定角をなす方向であることが好ましい。この構成は、ポリ乳酸を用いた圧電フィルムの具体的な使用態様を示すものである。このように、一軸延伸の方向を適宜設定することで、検出したい変位に対する圧電フィルムの感度を適正に設定することができる。

　（５）前記剛体は、前記圧電フィルムの前記第１方向の両端部に、前記第２方向に沿って形成されていることが好ましい。この構成により、捻れ変位によって発生する剛体近傍の応力の向きが、第２方向に沿って圧電フィルムを曲げた場合に発生する応力の向きと同方向となり、曲げ変位と同様に、捻れ変位を高感度で検出することができる。

　（６）本発明の入力端末は、操作面側となる第３主面と前記第３主面に対向する第４主面とを有する平膜状の主体を備え、前記第３主面および前記第４主面に形成された静電容量検出用電極を備えるタッチ位置検出パネルと、前記第１主面および前記第２主面と、前記第３主面および前記第４主面とが、前記操作面側から見て略重なるように配置されていることが好ましい。この構成により、タッチ位置検出パネルによる操作面上での操作入力と、入力端末を変位（曲げ、捻れ等）させることによる操作入力とを、それぞれに可能にした入力端末を実現できる。さらに、この際、タッチ位置検出パネルと圧電フィルムとがそれぞれ平膜状であるので、薄型の入力端末を実現できる。

　（７）本発明の入力端末は、前記静電容量検出用電極と前記変位検出用電極とが同一面上に複合して形成されていることが好ましい。この構成では、静電容量検出用電極と変位検出用電極が同じ層に形成されているため、静電センサと圧電センサとの間にベース基板を設ける必要がなく、さらに薄型の入力端末を実現できる。

　（８）また、本発明の入力端末は、前記タッチ位置検出パネルの前記主体が前記圧電フィルムによって形成され、前記静電容量検出用電極と前記変位検出用電極とが同一面上に複合して形成されていることが好ましい。この構成では、タッチ位置検出パネルの主体が圧電フィルムであり、圧電フィルムの一方面に静電容量検出用電極と変位検出用電極が形成されているため、さらに薄型の入力端末を実現できる。

　本発明によれば、簡素な構造で、フィルムの積層方向の厚みを増やすことなく、曲げ変位・捻れ変位を検出することのできる入力端末を構成できる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る入力端末１のパネル２１Ａの平面図である。 図２（Ａ）はパネル２１Ａの静電センサ１３の構造を示す平面図であり、図２（Ｂ）はパネル２１Ａの圧電センサ１２の構造を示す平面図であり、図２（Ｃ）は図１および図２（Ａ）におけるＡ－Ａ’断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る入力端末１の機能ブロック図である。 図４（Ａ）は剛体を備えないパネル２０を曲げる前の状態の側面図であり、図４（Ｂ）はパネル２０を曲げた場合の側面図であり、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）とは逆方向に曲げた場合の側面図である。 図５（Ａ）は剛体を備えないパネル２０を捻った状態の斜視図であり、図５（Ｂ）は剛体を備えないパネル２０を捻った状態の側面図である。 図６（Ａ）は剛体を備えないパネル２０を曲げた状態で発生した電圧分布を示す図であり、図６（Ｂ）は剛体を備えないパネル２０を捻った状態で発生した電圧分布を示す図である。 図７は剛体を備えないパネル２０を捻った状態において圧電フィルムに生じる伸縮方向を示す図である。 図８（Ａ）はパネル２１Ａを曲げる前の状態の側面図であり、図８（Ｂ）はパネル２１Ａを曲げた場合の側面図であり、図８（Ｃ）は図８（Ｂ）とは逆方向に曲げた場合の側面図である。 図９（Ａ）はパネル２１Ａを捻った状態の斜視図であり、図９（Ｂ）はパネル２１Ａを捻った状態の側面図である。 図１０はパネル２１Ａを捻った状態で発生した電圧分布を示す図である。 図１１はパネル２１Ａを捻った状態において圧電フィルムに生じる伸縮方向を示す図である。 図１２は、本発明の第１の実施形態に係るパネル２１Ａを曲げた状態と捻った状態での入力端末１で検出した電圧分布例を示す図である。 図１３は、変形例に係る入力端末のパネル２１Ｂの構造を示す平面図である。 図１４は第２の実施形態に係る入力端末のパネル２２の構造を示す平面図である。 図１５は第２の実施形態に係る入力端末のパネル２２の構造を示す裏面図である。 図１６は第３の実施形態に係る入力端末のパネル２３の構造を示す平面透視図である。 図１７は、パネル２３に備えるセグメント電極４０３の構造を示す平面図である。 図１８は、パネル２３に備えるコモン電極４０７および変位検出用電極２０５の構造を示す平面図である。 図１９は、パネル２３の構造を示す裏面図である。

　以降、図を参照していくつかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。

　《第１の実施形態》
　本発明の第１の実施形態に係る入力端末について、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る入力端末１のパネル２１Ａの平面図である。図２は本発明の第１の実施形態に係る入力端末１のパネル２１Ａの構造を説明するための図である。図２（Ａ）はパネル２１Ａの静電センサ１３の構造を示す平面図であり、図２（Ｂ）はパネル２１Ａの圧電センサ１２の構造を示す平面図であり、図２（Ｃ）は図１および図２（Ａ）におけるＡ－Ａ’断面図である。図２（Ｃ）において、各部の厚みは誇張して図示している。以降の各実施形態における断面図についても同様である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る入力端末１の機能ブロック図である。

　入力端末１は、圧電センサ１２、静電センサ１３、変位検出部１４、タッチ位置検出部１５、および操作内容解析部１６を備える。圧電センサ１２、静電センサ１３、ベース基板５０１、剛体６０１，および剛体６０１Ｒは組み合わされてパネル２１Ａとなっており、パネル２１Ａは、図２に示すような構造からなる。

　圧電センサ１２は、圧電フィルム１０１、変位検出用電極２０１，変位検出用電極２０２，変位検出用電極２０３，変位検出用電極２０４，変位検出用電極２０１Ｒ，変位検出用電極２０２Ｒ，変位検出用電極２０３Ｒ，および変位検出用電極２０４Ｒを備える。

　圧電フィルム１０１は、互いに対向する第３主面と第４主面を備える矩形状の平膜からなる。ここで、長手方向を第１方向とし、短手方向を第２方向とする。圧電フィルム１０１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。本実施形態では、圧電フィルム１０１は、矩形の対角線に略沿った方向に一軸延伸されている（図２（Ｂ）の二点鎖線の中抜き矢印参照）。この方向を、以下では一軸延伸方向９００と称する。圧電フィルム１０１が正方形の場合には一軸延伸方向９００は対角線に沿うことが好ましく、また圧電フィルム１０１が長方形の場合には一軸延伸方向９００は第１の方向または第２の方向に対して４５°の角度を成すようにするのが好ましい。ただし、角度はこれに限るものではなく、圧電フィルム１０１の特性や、装置の使用状態に鑑みて最適な角度に設計すればよい。これにより、一軸延伸方向９００は、圧電フィルム１０１の第１方向および第２方向に対して所定の角度をなすように設定されている。

　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。なお、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は圧電出力定数（＝圧電ｇ定数、ｇ＝ｄ／ε^Ｔ）が大きい。したがって、ＰＬＬＡを用いることで、非常に高感度に変位を検出することが可能になる。ここではＰＬＬＡを主たる実施例として述べるが、ＰＬＬＡの光学異性体であるＰＤＬＡを用いてもよい。

　このような特性を有するＰＬＬＡからなる圧電フィルム１０１の一方主面である第３主面には、変位検出用電極２０１，変位検出用電極２０２，変位検出用電極２０３，および変位検出用電極２０４が形成されている。変位検出用電極２０１，変位検出用電極２０２，変位検出用電極２０３，および変位検出用電極２０４は、圧電フィルム１０１の第３主面を略均等に四分割する形状で形成されている。より具体的には、変位検出用電極２０１と変位検出用電極２０２とは、圧電フィルム１０１の第１方向に沿って並ぶように形成されている。変位検出用電極２０３と変位検出用電極２０４とは、圧電フィルム１０１の第１方向に沿って並ぶように形成されている。また、変位検出用電極２０１と変位検出用電極２０３とは、圧電フィルム１０１の第２方向に沿って並ぶように形成されている。変位検出用電極２０２と変位検出用電極２０４とは、圧電フィルム１０１の第２方向に沿って並ぶように形成されている。

　このような構成により、変位検出用電極２０１と変位検出用電極２０３とが圧電フィルム１０１の一方の対角線上にあるように配置された構成となる。また、変位検出用電極２０２と変位検出用電極２０４とが圧電フィルム１０１の他方の対角線上にあるように配置された構成となる。変位検出用電極２０１、変位検出用電極２０２、変位検出用電極２０３、および変位検出用電極２０４は、操作面を平面視した中心に対して１８０°の回転対称に配置された構成となる。

　圧電フィルム１０１の他方主面である第４主面には、変位検出用電極２０１Ｒ，変位検出用電極２０２Ｒ，変位検出用電極２０３Ｒ，および変位検出用電極２０４Ｒが形成されている。変位検出用電極２０１Ｒは、変位検出用電極２０１と略同じ面積であり、変位検出用電極２０１と略全面が対向する位置に形成されている。変位検出用電極２０２Ｒは、変位検出用電極２０２と略同じ面積であり、変位検出用電極２０２と略全面が対向する位置に形成されている。変位検出用電極２０３Ｒは、変位検出用電極２０３と略同じ面積であり、変位検出用電極２０３と略全面が対向する位置に形成されている。変位検出用電極２０４Ｒは、変位検出用電極２０４と略同じ面積であり、変位検出用電極２０４と略全面が対向する位置に形成されている。

　これら変位検出用電極２０１，変位検出用電極２０２，変位検出用電極２０３，変位検出用電極２０４，変位検出用電極２０１Ｒ，変位検出用電極２０２Ｒ，変位検出用電極２０３Ｒ，および変位検出用電極２０４Ｒは、ＩＴＯ、ＺｎＯ、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、銀ナノワイヤ電極、またはカーボンナノチューブ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。なお、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、蒸着やスパッタ、あるいはメッキ等により形成された金属系の電極を用いることもできる。パネル２１Ａは大きく変位させられるため、屈曲性に優れている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、銀ナノワイヤ電極、カーボンナノチューブ電極、または金属系の電極は特に好適である。

　圧電フィルム１０１における変位検出用電極２０１、および変位検出用電極２０１Ｒで挟まれる領域が検出領域ＲｅＡとなり、ＲｅＡ電圧検出部１２１として機能する。圧電フィルム１０１における変位検出用電極２０２、および変位検出用電極２０２Ｒで挟まれる領域が検出領域ＲｅＢとなり、ＲｅＢ電圧検出部１２２として機能する。圧電フィルム１０１における変位検出用電極２０３、および変位検出用電極２０３Ｒで挟まれる領域が検出領域ＲｅＣとなり、ＲｅＣ電圧検出部１２３として機能する。圧電フィルム１０１における変位検出用電極２０４、および変位検出用電極２０４Ｒで挟まれる領域が検出領域ＲｅＤとなり、ＲｅＤ電圧検出部１２４として機能する。

　このような構成からなる圧電センサ１２は、互いに対向する第１主面と第２主面を備え、矩形状の平板からなるベース基板５０１の第２主面に貼り付けられている。すなわち、図２（Ｃ）に示すように、圧電センサ１２の圧電フィルム１０１の第３主面が、ベース基板５０１の第２主面と平行になるように対向して配設されている。このように、ベース基板５０１に圧電センサ１２が貼り付けられているため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が伸縮すると、このベース基板５０１の表面の伸縮に伴って圧電フィルム１０１も伸縮することになる。

　ベース基板５０１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、またはアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等の比較的強度が高いポリマーで形成されている。また、ベース基板は金属であってもよい。ベース基板５０１の厚みは、ベース基板５０１に必要とされる強度に応じて適宜設定されている。

　また、ベース基板５０１の一方主面である第１主面には、剛体６０１が配置されている。剛体６０１は、ベース基板５０１の第１主面の対向する二辺の端部に、第２方向に沿って配置されている。ベース基板５０１の他方主面である第２主面には、剛体６０１Ｒが配置されている。剛体６０１Ｒは、ベース基板５０１の第２主面の対向する二辺の端部に、第２方向に沿って配置されている。剛体６０１Ｒは、剛体６０１と略同じ面積であり、ベース基板５０１を挟んで剛体６０１と略全面が対向する位置に配置されている。剛体６０１および剛体６０１Ｒは、例えばアルミニウム（Al）平板等である。図２（Ｃ）に示した構成では、剛体６０１と剛体６０１Ｒとが、ベース基板５０１の第１方向に対向する二辺の端部を、ベース基板５０１の第１主面と第２主面の両主面から挟持する構造である。

　ここで、上述のように、矩形状の平板からなるベース基板５０１の長手方向を第１方向とし、短手方向を第２方向とすると、剛体６０１および剛体６０１Ｒは、第１方向の両端部に、第２方向に沿って形成されていることが好ましい。詳細は後述するが、剛体６０１および剛体６０１Ｒが、ベース基板５０１の中央部ではなく、ベース基板５０１の端部に沿って配置されることにより、曲げ変位・捻れ変位を検出するために必要な電圧の確保が容易となる。また、第２方向に沿って配置することにより、対向する二辺の端部に沿って配置された剛体同士が並行配置されるため、曲げ変位と同様に、捻れ変位を高感度で検出することができる。

　剛体６０１および剛体６０１Ｒの材質は、本実施形態の構成に限られるものではなく、ベース基板５０１の捻れの変形を部分的に妨げることができる剛性を有する材質であれば、任意に変更可能である。例えば、木材、プラスチック、金属等を用いることもできる。なお、導電性を有する材質を剛体に用いる場合には、剛体表面に絶縁性を有する保護膜を形成する必要がある。ベース基板に対する剛体の取り付け方法については、本実施形態の構成に限られるものではなく、接着材による貼付、螺子等による締め付け、または上述した方法の併用等、任意に変更可能である。また、ベース基板５０１の捻れの変形を部分的に妨げることができる剛性を有するのであれば、蒸着やスパッタ、あるいはメッキ等により形成された金属を用いることもできる。

　静電センサ１３は、ベースフィルム３０１、複数のセグメント電極４０１、および複数のコモン電極４０５を備える。ベースフィルム３０１は、互いに対向する第５主面と第６主面を有する矩形の平膜からなる。ベースフィルム３０１は、所定の誘電率を有する材質からなり、ベース基板５０１の変位（曲げ、捻れ等）を極力阻害しない程度の強度からなる。ベースフィルム３０１は、透光性を有する材質であると好適である。

　ベースフィルム３０１の一方主面である第５主面には、複数のセグメント電極４０１が所定の間隔で配列形成されている。複数のセグメント電極４０１のそれぞれは、長尺状からなり、長尺方向に直交する方向に沿って配列されている。

　ベースフィルム３０１の他方主面である第６主面には、複数のコモン電極４０５が所定の間隔で配列形成されている。複数のコモン電極４０５のそれぞれは、長尺状からなり、長尺方向に直交する方向に沿って配列されている。第５主面および第６主面に直交する方向から見て、複数のコモン電極４０５の長尺方向と、複数のセグメント電極４０１の長尺方向とは、略直交するように、複数のセグメント電極４０１および複数のコモン電極４０５が形成されている。

　なお、セグメント電極４０１およびコモン電極４０５は、上述した変位検出用電極２０１，変位検出用電極２０２，変位検出用電極２０３，変位検出用電極２０４，変位検出用電極２０１Ｒ，変位検出用電極２０２Ｒ，変位検出用電極２０３Ｒ，および変位検出用電極２０４Ｒと同じ材料で形成するとよい。

　このような構成により、タッチした位置に応じたセグメント電極４０１とコモン電極４０５との間の静電容量の変化を検出することでタッチ位置を検出する静電容量式のタッチ位置検出パネルを構成することができる。

　このような構成からなる静電センサ１３は、ベース基板５０１の一方主面である第１主面に貼り付けられている。すなわち、ベース基板５０１における圧電センサ１２が貼り付けられた面と対向する面に貼り付けられている。

　静電センサ１３のベース基板５０１に貼り付けられる面と反対側の面には、保護膜５０３が配設されている。保護膜５０３は、可撓性を有し絶縁性を有する材質からなる。保護膜５０３は、透光性を有する材質からなる。例えば、保護膜５０３には、ＰＥＴまたはＰＰを用いるとよい。

　圧電センサ１２のベース基板５０１に貼り付けられる面と反対側の面には、保護膜５０２が配設されている。保護膜５０２は、可撓性を有し絶縁性を有する材質からなる。保護膜５０２は、透光性を有する材質からなる。例えば、保護膜５０２には、ＰＥＴまたはＰＰを用いるとよい。

　以上のような構成により、圧電センサ１２、静電センサ１３、ベース基板５０１、剛体６０１，および剛体６０１Ｒを備えるパネル２１Ａを平板状、すなわち薄型に構成することができる。また、ベース基板５０１、圧電センサ１２、静電センサ１３、保護膜５０２、および保護膜５０３の全てを、透光性を有する材質で形成することにより、透光性を有するパネル２１Ａを構成することができる。このように、透光性を有するパネル２１Ａにすることで、パネル２１Ａの裏面側に、液晶ディスプレイ等を配置した場合に、当該液晶ディスプレイの表示を見ることができる。また、パネル２１Ａの裏面側に光電池等を配置することもできる。このように、光電池を配置することで、光電池で発電した電気を別途設置した二次電池に充電し、入力端末１の電源として利用することができる。

　（剛体配置による作用）
　図４（Ａ）は剛体を備えないパネル２０を曲げる前の状態の側面図であり、図４（Ｂ）はパネル２０を曲げた場合の側面図であり、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）とは逆方向に曲げた場合の側面図である。図５（Ａ）は剛体を備えないパネル２０を捻った状態の斜視図であり、図５（Ｂ）は剛体を備えないパネル２０を捻った状態の側面図である。図６（Ａ）は剛体を備えないパネル２０を曲げた状態で発生した電圧分布を示す図であり、図６（Ｂ）は剛体を備えないパネル２０を捻った状態で発生した電圧分布を示す図である。図７は剛体を備えないパネル２０を捻った状態において圧電フィルムに生じる伸縮方向を示す図である。図４、図５、図６、および図７は図の上側に圧電センサ１２を貼り付けた構成であり、図および原理を分かりやすくするために、パネル２０の構造を簡略化して図示している。図６では、電圧分布を濃淡で表現しており、淡い色から濃い色に変化するのに従って発生した電圧が高くなっていくことを示している。

　図４（Ｂ）は、パネル２０を長手方向に沿って曲げた状態を図示している。図６（Ａ）を使って説明すると、端辺ＡＢの両端となる角部Ａおよび角部Ｂと、端辺ＣＤの両端となる角部Ｃおよび角部Ｄとが、パネル２０の圧電センサ１２を貼り付けた面に略直交する方向で、且つ互いに同じ方向へ変位した場合を示している（図４（Ｂ）および図６（Ａ）中の矢印参照）。図４（Ｂ）に示すように、パネル２０のベース基板５０１は長手方向に沿って谷折りに湾曲するため、ベース基板５０１の曲げ変位によりベース基板５０１の表面は圧縮する。圧電センサ１２はベース基板５０１に貼り付けられているため、このベース基板５０１の表面の圧縮に伴って、圧電センサ１２の圧電フィルムは圧縮されることになる（図４（Ｂ）の中抜き矢印参照）。

　このように、パネル２０に対して曲げを生じさせる外力が加わった場合、一軸延伸方向９００と曲げ方向との関係から、図６（Ａ）に示すような電圧分布となる。すなわち、圧電フィルムの伸張が最も大きくなるパネル２０の長手方向の中心から垂直方向（短手方向）に沿った部分に、最も大きな電圧が発生し、長手方向の両端（端辺ＡＢ、端辺ＣＤ）に向かうに従って発生する電圧は低くなる。

　図５（Ａ）は、パネル２０の長手方向の一端となる端辺ＡＢと、他方端となる端辺ＣＤに捻れが生じた場合を図示している。言い換えれば、端辺ＡＢの両端となる角部Ａおよび角部Ｂと、端辺ＣＤの両端となる角部Ｃおよび角部Ｄとが、パネル２０の圧電センサ１２を貼り付けた面に略直交する方向で、且つ互いに逆方向へ変位した場合を示している（図５（Ａ）中の矢印参照）。図５（Ａ）に示すように、パネル２０のベース基板５０１は、主に圧電センサ１２の圧電フィルムの一軸延伸方向９００に対して略同じ方向（０°）、または一軸延伸方向９００に対して垂直方向（９０°）に発生している（図９（Ｂ）中の中抜き矢印参照）。

　また、図５（Ｂ）に示すように、パネル２０に対して捻れを生じさせる外力が加わった場合、パネル２０のベース基板５０１は長手方向に沿ってほとんど湾曲しておらず、ベース基板５０１に貼り付けた圧電センサ１２の圧電フィルムは一軸延伸方向９００に対して４５°方向にはほとんど伸縮しないことがわかる。そのため、パネル２０に対して捻れを生じさせる外力が加わった場合、一軸延伸方向９００と捻れ方向との関係から、図６（Ｂ）に示すような電圧分布となる。すなわち、圧電フィルムに対して圧縮が最も大きくなる角部Ａおよび角部Ｃに、最も大きな電圧が発生する。圧電フィルムに対して伸張が最も大きくなる角部Ｂおよび角部Ｄに、最も絶対値の大きな電圧が発生する。なお、角部Ａおよび角部Ｃに発生する電圧は、角部Ｂおよび角部Ｄに発生する電圧と絶対値が略同じであり、異符号の電圧が発生する。そして、圧電フィルムの中央部に向かうに従って発生する電圧の絶対値が小さくなっている。しかし、パネル２０に対して捻れを生じさせる外力が加わった場合に発生する電圧の絶対値は、パネル２０に対して曲げを生じさせる外力が加わった場合に発生する電圧の絶対値に比べて著しく小さい。

　図７はパネル２０を捻った状態において圧電フィルムに生じる伸縮方向を示している。図７に示すように、パネル２０を捻った場合に圧電フィルムに生じる伸縮方向が、圧電フィルム全体に一軸延伸方向９００に対して略０°方向、または略９０°方向である。また、図５（Ｂ）に示すように、圧電フィルムの一軸延伸方向９００に対して４５°方向（ベース基板５０１の長手方向）に伸縮がほとんど発生していない。そのため、パネル２０に対して捻れを生じさせる外力が加わった場合に発生する電圧の絶対値は、パネル２０に対して曲げを生じさせる外力が加わった場合に発生する電圧の絶対値に比べて著しく小さい。

　次にパネル２１Ａの場合について、図を参照して説明する。図８（Ａ）はパネル２１Ａを曲げる前の状態の側面図であり、図８（Ｂ）はパネル２１Ａを曲げた場合の側面図であり、図８（Ｃ）は図８（Ｂ）とは逆方向に曲げた場合の側面図である。図９（Ａ）はパネル２１Ａを捻った状態の斜視図であり、図９（Ｂ）はパネル２１Ａを捻った状態の側面図である。図１０はパネル２１Ａを捻った状態で発生した電圧分布を示す図である。図１１はパネル２１Ａを捻った状態において圧電フィルムに生じる伸縮方向を示す図である。図８、図９、図１０、および図１１は図の上側に圧電センサ１２を貼り付けた構成であり、図および原理を分かりやすくするために、パネル２１Ａの構造を簡略化して図示している。図１０では、電圧分布を濃淡で表現しており、淡い色から濃い色に変化するのに従って発生した電圧が高くなっていくことを示している。

　図８（Ｂ）は、パネル２１Ａを長手方向に沿って曲げた状態を図示している。図６（Ａ）を使って説明すると、端辺ＡＢの両端となる角部Ａおよび角部Ｂと、端辺ＣＤの両端となる角部Ｃおよび角部Ｄとが、パネル２１Ａの圧電センサ１２を貼り付けた面に略直交する方向で、且つ互いに同じ方向へ変位した場合を示している（図８（Ｂ）中の矢印参照）。パネル２０の場合と同様に、パネル２１Ａのベース基板５０１は長手方向に沿って谷折りに湾曲する。したがって、パネル２１Ａに対して曲げを生じさせる外力が加わった場合、一軸延伸方向９００と曲げ方向との関係から、パネル２０の場合と同様に、図６（Ａ）に示すような電圧分布となる。

　図９（Ｂ）は、図５（Ａ）の場合と同様に、パネル２１Ａの長手方向の一端となる端辺ＡＢと、他方端となる端辺ＣＤに捻れが生じた場合を図示している。言い換えれば、端辺ＡＢの両端となる角部Ａおよび角部Ｂと、端辺ＣＤの両端となる角部Ｃおよび角部Ｄとが、パネル２１Ａの圧電センサ１２を貼り付けた面に略直交する方向で、且つ互いに逆方向へ変位した場合を示している（図９（Ａ）中の矢印参照）。

　パネル２１Ａに対して捻れを生じさせる外力が加わった場合、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、パネル２１Ａの角部Ｂ側のベース基板５０１は、長手方向に沿って山折りに湾曲する。そのため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が伸張し、ベース基板５０１の表面の伸張に伴って圧電センサ１２の圧電フィルムも伸張される（図９（Ａ）および図９（Ｂ）の角部Ｂ側の中抜き矢印参照）。また、パネル２１Ａの角部Ｃ側のベース基板５０１は、長手方向に沿って谷折りに湾曲する。そのため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が圧縮し、ベース基板５０１の表面の圧縮に伴って圧電センサ１２の圧電フィルムも圧縮される（図９（Ａ）および図９（Ｂ）の角部Ｃ側の中抜き矢印参照）。

　一方、パネル２１Ａの角部Ａ側のベース基板５０１は、長手方向に沿って谷折りに湾曲する。そのため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が圧縮し、ベース基板５０１の表面の圧縮に伴って圧電センサ１２の圧電フィルムも圧縮される（図９（Ａ）の角部Ａ側の中抜き矢印参照）。また、パネル２１Ａの角部Ｄ側のベース基板５０１は、長手方向に沿って谷折りに湾曲する。そのため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が圧縮し、ベース基板５０１の表面の圧縮に伴って圧電センサ１２の圧電フィルムも圧縮される（図９（Ａ）の角部Ｄ側の中抜き矢印参照）。

　したがって、パネル２１Ａに対して捻れを生じさせる外力が加わった場合、一軸延伸方向９００と捻れ方向との関係から、図１０に示すような電圧分布となる。圧電フィルムに対して圧縮が最も大きくなる角部Ａおよび角部Ｃに、最も絶対値の大きい電圧が発生する。圧電フィルムに対して伸張が最も大きくなる角部Ｂおよび角部Ｄに、最も絶対値の大きい電圧が発生する。なお、角部Ａおよび角部Ｃに発生する電圧は、角部Ｂおよび角部Ｄに発生する電圧と絶対値が略同じであり、異符号の電圧が発生する。そして、圧電フィルムの中央部に向かうに従って発生する電圧の絶対値が小さくなっている。つまり、図６（Ｂ）に示すパネル２０の場合と同様である。但し、パネル２１Ａを捻った状態で各角部に発生する電圧は、パネル２０を捻った状態で各角部に発生する電圧よりも大きく、パネルを曲げた状態で発生する電圧と略同じ絶対値の電圧が発生していることがわかる。以下、その理由について説明する。

　図１１はパネル２１Ａを捻った状態において圧電フィルムに生じる伸縮方向を示している。図１１に示すように、パネル２１Ａを捻った場合、圧電フィルムに生じる伸縮方向は、パネル２１Ａの中央部では一軸延伸方向９００に対して略０°方向、または略９０°方向に発生しているが、剛体近傍では一軸延伸方向９００に対して略４５°方向に発生していることがわかる。これは、ベース基板５０１の端部に沿って剛体を配置したことにより、パネル２１Ａを捻った場合に、ベース基板５０１の表面の伸縮が剛体近傍では部分的に妨げられ、圧電フィルムの伸縮方向の向きが部分的に変更されたことを示している。

　つまり、ベース基板５０１の長手方向の両端部に剛体を配置したことにより、パネル２１Ａを捻った場合に、ベース基板５０１の表面（および圧電フィルム）の剛体近傍における伸縮方向の向きが、パネル２１Ａを曲げた場合に発生する伸縮方向と同じ方向となる。したがって、パネルを捻った場合においても、パネルを曲げた場合と略同じ絶対値の電圧を発生することができる。

　以上から、この構成により、曲げ変位により発生する電圧と比較して、著しく小さな出力であった捻れ変位により発生する電圧を高出力で得ることができる。曲げ変位と同様に、捻れ変位を高感度で検出することができるため、ノイズ等を誤検知する可能性を低くすることができる。さらに、１つの圧電フィルムで曲げ変位・捻れ変位の両方を検出することができるため、曲げ変位用と捻れ変位用の圧電フィルムを二枚重ね合わせる必要がない。そのため、フィルムの積層方向の厚みを増やすことなく薄型のパネルおよび入力端末を実現できる。

　上述の構成からなるパネル２１Ａの圧電センサ１２および静電センサ１３は、図３に示すように、後段の各回路へ接続されている。

　図３に示すように、ＲｅＡ電圧検出部１２１から出力される検出電圧Ｖ（ＲｅＡ）、すなわち圧電フィルム１０１の変位により変位検出用電極２０１および変位検出用電極２０１Ｒ間に生じる電圧は、変位検出部１４へ出力される。ＲｅＢ電圧検出部１２２から出力される検出電圧Ｖ（ＲｅＢ）、すなわち圧電フィルム１０１の変位により変位検出用電極２０２および変位検出用電極２０２Ｒ間に生じる電圧は、変位検出部１４へ出力される。ＲｅＣ電圧検出部１２３から出力される検出電圧Ｖ（ＲｅＣ）、すなわち圧電フィルム１０１の変位により変位検出用電極２０３および変位検出用電極２０３Ｒ間に生じる電圧は、変位検出部１４へ出力される。ＲｅＤ電圧検出部１２４から出力される検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）、すなわち圧電フィルム１０１の変位により変位検出用電極２０４および変位検出用電極２０４Ｒ間に生じる電圧は、変位検出部１４へ出力される。

　詳細は後述するが、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）は、圧電フィルム１０１の変位状態に応じた電圧分布となる。したがって、変位検出部１４は、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）の電圧分布から変位状態を検出する。変位検出部１４は、変位状態の検出結果を操作内容解析部１６へ出力する。

　静電センサ１３の各セグメント電極４０１と各コモン電極４０５は、タッチ位置検出部１５に接続されている。静電センサ１３で検出されたタッチ位置検出電圧は、タッチ位置検出部１５へ出力される。タッチ位置検出部１５は、タッチ位置検出電圧が検出されるセグメント電極４０１とコモン電極４０５との組合せから操作面上でのタッチ位置を検出する。タッチ位置検出部１５は、タッチ位置検出結果を操作内容解析部１６へ出力する。

　操作内容解析部１６は、変位状態の検出結果またはタッチ位置検出結果の少なくともいずれか一方を用いて、操作内容を解析する。

　タッチ位置に基づいて操作を解析する場合、例えば、操作内容解析部１６は、タッチ位置検出結果から、タッチされた位置に基づく制御コマンドを取得し、当該制御コマンドを実行する。

　制御コマンドとしては、入力端末１をＴＶのリモコンに利用する場合として、次の各種コマンドが可能である。

　・タッチ位置に相当するチャンネルに切り替えるコマンド
　・タッチ位置の軌跡に応じてボリュームを調整するコマンド
　・タッチ位置の軌跡に応じてチャンネル番号を解析し、解析したチャンネルに切り替えるコマンド
　変位状態に基づいて操作内容を解析する場合、例えば、操作内容解析部１６は、変位状態の検出結果から、制御コマンドを特定し、当該制御コマンドを実行する。

　制御コマンドとしては、入力端末１をＴＶのリモコンに利用する場合として、次の各種コマンドが可能である。

　・入力端末１の曲がりを検出した場合に、曲がり量および曲がる方向に応じてボリュームを調整するコマンド
　・入力端末１の捻れを検出した場合に、捻れ量および捻れる方向に応じてチャンネルを切り替えるコマンド
　以上のように、本実施形態の構成を用いれば、操作面に対するタッチ操作だけでなく、パネル２１Ａを変位（曲げ、捻れ等）させて、制御コマンドの実行処理を行うことができる。これにより、多様性に富んだ操作入力が可能な入力端末を実現することができる。

（曲げや捻れの検出概念）
　次に、本実施形態における曲げや捻れの検出概念について、より詳細に説明する。図１２は、本発明の第１の実施形態に係るパネル２１Ａを曲げた状態と捻った状態での入力端末１で検出した電圧分布例を示す図である。

　（曲げ変位検出）
　図８（Ａ）に示すように、曲げ変位が０の場合、すなわちパネル２１Ａに対して曲げを生じさせる外力が加わっていない場合、パネル２１Ａのベース基板５０１は、図８（Ａ）に示すように主面が平坦な状態となる。この場合、ベース基板５０１の第２主面に貼り付けた圧電センサ１２の圧電フィルムは伸縮せず、曲げ変位による圧電センサ１２からの出力電圧の変化は生じない。例えば、この状態で検出電圧が０［Ｖ］になるように設定しておけば、ＲｅＡ電圧検出部１２１から出力される検出電圧Ｖ（ＲｅＡ）、ＲｅＢ電圧検出部１２２から出力される検出電圧Ｖ（ＲｅＢ）、ＲｅＣ電圧検出部１２３から出力される検出電圧Ｖ（ＲｅＣ）、およびＲｅＤ電圧検出部１２４から出力される検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）は、全て０［Ｖ］となる。

　曲げ変位が所定値の場合、すなわちパネル２１Ａに対して曲げを生じさせる外力が加わった場合、パネル２１Ａのベース基板５０１は、図８（Ｂ）または図８（Ｃ）に示すように主面が長手方向に沿って湾曲する。この場合、ベース基板５０１の第２主面に貼り付けた圧電センサ１２の圧電フィルムは、圧電センサ１２が貼り付けられているベース基板５０１の表面の伸縮に伴って、伸びるかもしくは縮む。これにより、曲げ変位による圧電センサからの出力電圧の変化が生じる。

　そして、本実施形態のような構成を用いることで、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）は、次に示すように変化する。

　曲げ変位が＋ａの場合、図８（Ｂ）に示すように、ベース基板５０１の長手方向に沿って谷折りに湾曲するため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が圧縮し、ベース基板５０１の表面の圧縮に伴って圧電フィルム１０１も圧縮される（図８（Ｂ）の中抜き矢印参照）。したがって、一軸延伸方向９００と曲げ方向（パネル２１Ａの長手方向）との関係から、図１２に示すように、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）は、略同じ電圧値＋ＶＢａとなる。

　曲げ変位が＋ｂ（≠＋ａ）の場合、図１２に示すように、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）は、略同じ電圧値＋ＶＢｂ（≠＋ＶＢａ）となる。

　曲げ変位が－ａの場合、すなわち、曲げ変位が＋ａと逆方向で同じ曲げ量である場合、図８（Ｃ）に示すように、ベース基板５０１の長手方向に沿って山折りに湾曲するため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が伸張し、ベース基板５０１の表面の伸張に伴って圧電フィルム１０１も伸張される（図８（Ｃ）の中抜き矢印参照）。したがって、図１２に示すように、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）は、略同じ電圧値－ＶＢａとなる。

　このように、本実施形態の構成では、曲げ変位に対して、全ての検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）は、曲げ量に応じた略同じ電圧値となる。

　したがって、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）の電圧値を比較し、これらが略同じであれば、パネル２１Ａが曲げられていることを検出できる。また、この際の電圧値を測定することで、曲げ方向および曲げ量を検出することができる。

　（捻れ変位検出）
　捻れ変位が０の場合、すなわちパネル２１Ａに対して捻れを生じさせる外力が加わっていない場合、パネル２１Ａのベース基板５０１は、主面が平坦な状態となる。この場合、圧電センサ１２の圧電フィルム１０１は伸縮せず、捻れ変位による圧電センサ１２からの出力電圧の変化は生じない。例えば、この状態で検出電圧が０［Ｖ］になるように設定しておけば、ＲｅＡ電圧検出部１２１から出力される検出電圧Ｖ（ＲｅＡ）、ＲｅＢ電圧検出部１２２から出力される検出電圧Ｖ（ＲｅＢ）、ＲｅＣ電圧検出部１２３から出力される検出電圧Ｖ（ＲｅＣ）、ＲｅＤ電圧検出部１２４から出力される検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）は、全て０［Ｖ］となる。

　捻れ変位が所定値の場合、すなわちパネル２１Ａに対して捻れを生じさせる外力が加わった場合、パネル２１Ａのベース基板５０１は、図９（Ａ）に示すように、パネル２１Ａの長手方向の一端となる端辺ＡＢと、他方端となる端辺ＣＤが捻れた状態となる。言い換えると、端辺ＡＢの両端となる角部Ａおよび角部Ｂと、端辺ＣＤの両端となる角部Ｃおよび角部Ｄとが、パネル２１Ａの圧電センサ１２を貼り付けた面に略直交する方向で、且つ互いに逆方向へ変位した状態となる（図９（Ａ）中の矢印参照）。この場合、ベース基板５０１の第２主面に貼り付けた圧電センサ１２の圧電フィルムは、圧電センサ１２が貼り付けられているベース基板５０１の表面の伸縮に伴って、伸びるかもしくは縮む。これにより、捻れ変位による圧電センサからの出力電圧の変化が生じる。より具体的には、捻れ状態により、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）はそれぞれ個別に変化する。

　捻れ変位が＋ｃの場合、図９（Ａ）に示すように、角部Ｂが主面（圧電センサ１２が貼り付けられた面）よりも上側に変位し、角部Ｃが主面（圧電センサ１２が貼り付けられた面）よりも下側に変位する。角部Ｂ側のベース基板５０１は、長手方向に沿って山折りに湾曲する。そのため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が伸張し、ベース基板５０１の表面の伸張に伴って圧電センサ１２の圧電フィルムも伸張される（図９（Ａ）および図９（Ｂ）の角部Ｂ側の中抜き矢印参照）。また、角部Ｃ側のベース基板５０１は、長手方向に沿って谷折りに湾曲する。そのため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が圧縮し、ベース基板５０１の表面の圧縮に伴って圧電センサ１２の圧電フィルムも圧縮される（図９（Ａ）および図９（Ｂ）の角部Ｃ側の中抜き矢印参照）。一方、角部Ａ側のベース基板５０１は、長手方向に沿って谷折りに湾曲する。そのため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が圧縮し、ベース基板５０１の表面の圧縮に伴って圧電センサ１２の圧電フィルムも圧縮される（図９（Ａ）の角部Ａ側の中抜き矢印参照）。また、角部Ｄ側のベース基板５０１は、長手方向に沿って山折りに湾曲する。そのため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が伸張し、ベース基板５０１の表面の伸張に伴って圧電センサ１２の圧電フィルムも伸張される（図９（Ａ）の角部Ｄ側の中抜き矢印参照）。

　したがって、一軸延伸方向９００と捻れ方向との関係から、図１２に示すように、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）の絶対値は、略同じ電圧値ＶＷｃとなる。そして、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＣ）と、検出電圧Ｖ（ＲｅＢ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）とは異符号になる。例えば、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＣ）は電圧値＋ＶＷｃとなり、検出電圧Ｖ（ＲｅＢ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）は電圧値－ＶＷｃとなる。

　捻れ変位が＋ｄ（≠＋ｃ）の場合、図１２に示すように、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）の絶対値は、略同じ電圧値ＶＷｄとなる。そして、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＣ）と、検出電圧Ｖ（ＲｅＢ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）とは異符号になる。例えば、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＣ）は電圧値＋ＶＷｄとなり、検出電圧Ｖ（ＲｅＢ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）は電圧値－ＶＷｄとなる。

　捻れ変位が－ｃの場合、すなわち、捻れ変位が＋ｃと逆方向で同じ捻れ量である場合、角部Ｂ側のベース基板５０１は、長手方向に沿って谷折りに湾曲する。そのため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が圧縮し、ベース基板５０１の表面の伸張に伴って圧電センサ１２の圧電フィルムも圧縮される。また、角部Ｃ側のベース基板５０１は、長手方向に沿って山折りに湾曲する。そのため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が伸張し、ベース基板５０１の表面の伸張に伴って圧電センサ１２の圧電フィルムも伸張される。一方、角部Ａ側のベース基板５０１は、長手方向に沿って山折りに湾曲する。そのため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が伸張し、ベース基板５０１の表面の伸張に伴って圧電センサ１２の圧電フィルムも伸張される（図９（Ａ）の角部Ａ側の中抜き矢印参照）。また、角部Ｄ側のベース基板５０１は、長手方向に沿って谷折りに湾曲する。そのため、ベース基板５０１の変位によりベース基板５０１の表面が圧縮し、ベース基板５０１の表面の圧縮に伴って圧電センサ１２の圧電フィルムも圧縮される。

　したがって、図１２に示すように、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）の絶対値は、略同じ電圧値ＶＷｃとなる。そして、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＣ）と、検出電圧Ｖ（ＲｅＢ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）とは異符号になる。この際、検出電圧の符号は、捻れ変位が＋ｃの場合と逆になる。具体的には、捻れ変位が＋ｃで、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＣ）が電圧値＋ＶＷｃとなり、検出電圧Ｖ（ＲｅＢ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）が電圧値－ＶＷｃとなる場合、捻れ変位が－ｃでは、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＣ）が電圧値－ＶＷｃとなり、検出電圧Ｖ（ＲｅＢ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）が電圧値＋ＶＷｃとなる。

　このように、本実施形態の構成では、捻れ変位に対して、一軸延伸方向に沿って配置される変位検出用電極による検出電圧Ｖ（ＲｅＡ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＣ）と、一軸延伸方向に直交する方向に沿って配置される変位検出用電極による検出電圧Ｖ（ＲｅＢ）および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）とは、捻れ量に応じた略同じ電圧絶対値で且つ異符号の電圧となる。

　したがって、検出電圧Ｖ（ＲｅＡ），検出電圧Ｖ（ＲｅＢ），検出電圧Ｖ（ＲｅＣ），および検出電圧Ｖ（ＲｅＤ）の電圧分布を観測することで、パネル２１Ａが捻られていることを検出できる。また、この際の電圧値を測定することで、捻れ方向および捻れ量を検出することができる。

　なお、本実施形態に係る入力端末１のパネル２１Ａにおいて、剛体６０１および剛体６０１Ｒの端部は、ベース基板５０１の端部（第１方向の両端部）に沿って配置された構成である（図１および図２（Ｃ）を参照）。しかし、ベース基板５０１の捻れの変形を部分的に妨げることができる剛性を有するのであれば、剛体６０１および剛体６０１Ｒの端部は、正確にベース基板５０１の端部（第１方向の両端部）に沿っているものに限らない。

　図１３は、変形例に係る入力端末のパネル２１Ｂの構造を示す平面図である。パネル２１Ｂは、パネル２１Ａとは剛体６０１および剛体６０１Ｒの配置が異なっており、それ以外は同じ構成である。ベース基板５０１の第１方向の一方端（図１３におけるパネル２１Ｂの左側短辺）から剛体の端部までの距離はｘであり、剛体６０１および剛体６０１Ｒの第１方向に沿った幅はｙであり、剛体６０１および剛体６０１Ｒの端部からパネル２１Ｂを第２方向に二等分する架空の分割線までの距離はｚである。この場合において、パネル２１Ｂは、ｘ＜ｙ＜ｚとなっていることにより、曲げ変位・捻れ変位を検出するために必要な電圧の確保が容易となり、曲げ変位と同様に、捻れ変位を高感度で検出することができる。このように、端部（本願請求項における”端部”）とは、正確にベース基板５０１の端部（第１方向の両端部）に沿っているものに限らず、ｘ＜ｙの場合を含むものである。

　《第２の実施形態》
　次に、第２の実施形態に係る入力端末について、図を参照して説明する。図１４は第２の実施形態に係る入力端末のパネル２２の構造を示す平面図である。図１５は第２の実施形態に係る入力端末のパネル２２の構造を示す裏面図である。なお、図１４および図１５では、ベース基板および剛体の図示は省略している。概略的には、本実施形態のパネル２２は、圧電フィルム１０１が静電センサのベースフィルムを兼用しているものである。

　圧電フィルム１０１の第３主面には、概略形状として長尺状のセグメント電極４０２が複数配列形成されている。複数のセグメント電極４０２は、長尺方向に対して直交する方向に沿って配列形成されている。セグメント電極４０２は、長手方向に沿って、幅広部と幅狭部とが交互に繋がる形状で形成されている。

　圧電フィルム１０１の一方主面である第３主面には、変位検出用電極２０１Ａ，変位検出用電極２０２Ｂ，変位検出用電極２０３Ｃ，および変位検出用電極２０４Ｄが形成されている。変位検出用電極２０１Ａは、第３主面を平面視した中心を通り各辺に直交する架空の分割線で分割される検出領域ＲｅＡに形成されている。変位検出用電極２０１Ａは線状電極であり、検出領域ＲｅＡ内の範囲において、セグメント電極４０２の外形から所定間隔離間して、当該外形に沿う形状で形成されている。変位検出用電極２０１Ａは引き回し電極２１１Ａによって接続されている。

　変位検出用電極２０２Ｂは、第３主面を平面視した中心を通り各辺に直交する架空の分割線で分割される検出領域ＲｅＢに形成されている。変位検出用電極２０２Ｂは線状電極であり、検出領域ＲｅＢ内の範囲において、セグメント電極４０２の外形から所定間隔離間して、当該外形に沿う形状で形成されている。変位検出用電極２０２Ｂは引き回し電極２１２Ｂによって接続されている。

　変位検出用電極２０３Ｃは、第３主面を平面視した中心を通り各辺に直交する架空の分割線で分割される検出領域ＲｅＣに形成されている。変位検出用電極２０３Ｃは線状電極であり、検出領域ＲｅＣ内の範囲において、セグメント電極４０２の外形から所定間隔離間して、当該外形に沿う形状で形成されている。変位検出用電極２０３Ｃは引き回し電極２１３Ｃによって接続されている。

　変位検出用電極２０４Ｄは、第３主面を平面視した中心を通り各辺に直交する架空の分割線で分割される検出領域ＲｅＤに形成されている。変位検出用電極２０４Ｄは線状電極であり、検出領域ＲｅＤ内の範囲において、セグメント電極４０２の外形から所定間隔離間して、当該外形に沿う形状で形成されている。変位検出用電極２０４Ｄは引き回し電極２１４Ｄによって接続されている。

　圧電フィルム１０１の他方主面である第４主面には、概略形状として長尺状のコモン電極４０６が複数配列形成されている。複数のコモン電極４０６は、長尺方向に対して直交する方向に沿って配列形成されている。コモン電極４０６は、長尺方向に沿って、幅広部と幅狭部とが交互に繋がる形状で形成されている。コモン電極４０６の長尺方向と、セグメント電極４０２の長尺方向は、圧電フィルム１０１を平面視した方向から見て直交する。

　圧電フィルム１０１の第４主面には、変位検出用電極２０１ＲＡ，変位検出用電極２０２ＲＢ，変位検出用電極２０３ＲＣ，および変位検出用電極２０４ＲＤが形成されている。変位検出用電極２０１ＲＡは、第２主面を平面視した中心を通り各辺に直交する架空の分割線で分割される検出領域ＲｅＡに形成されている。変位検出用電極２０１ＲＡは線状電極であり、検出領域ＲｅＡ内の範囲において、コモン電極４０６の外形から所定間隔離間して、当該外形に沿う形状で形成されている。変位検出用電極２０１ＲＡは、圧電フィルム１０１を平面視する方向から見て、変位検出用電極２０１Ａと部分的に重なるように形成されている。変位検出用電極２０１ＲＡは引き回し電極２１１ＲＡによって接続されている。

　変位検出用電極２０２ＲＢは、第４主面を平面視した中心を通り各辺に直交する架空の分割線で分割される検出領域ＲｅＢに形成されている。変位検出用電極２０２ＲＢは線状電極であり、検出領域ＲｅＢ内の範囲において、コモン電極４０６の外形から所定間隔離間して、当該外形に沿う形状で形成されている。変位検出用電極２０２ＲＢは、圧電フィルム１０１を平面視する方向から見て、変位検出用電極２０２Ｂと部分的に重なるように形成されている。変位検出用電極２０２ＲＢは引き回し電極２１２ＲＢによって接続されている。

　変位検出用電極２０３ＲＣは、第４主面を平面視した中心を通り各辺に直交する架空の分割線で分割される検出領域ＲｅＣに形成されている。変位検出用電極２０３ＲＣは線状電極であり、検出領域ＲｅＣ内の範囲において、コモン電極４０６の外形から所定間隔離間して、当該外形に沿う形状で形成されている。変位検出用電極２０３ＲＣは、圧電フィルム１０１を平面視する方向から見て、変位検出用電極２０３Ｃと部分的に重なるように形成されている。変位検出用電極２０３ＲＣは引き回し電極２１３ＲＣによって接続されている。

　変位検出用電極２０４ＲＤは、第４主面を平面視した中心を通り各辺に直交する架空の分割線で分割される検出領域ＲｅＤに形成されている。変位検出用電極２０４ＲＤは線状電極であり、検出領域ＲｅＤ内の範囲において、コモン電極４０６の外形から所定間隔離間して、当該外形に沿う形状で形成されている。変位検出用電極２０４ＲＤは、圧電フィルム１０１を平面視する方向から見て、変位検出用電極２０４Ｄと部分的に重なるように形成されている。変位検出用電極２０４ＲＤは引き回し電極２１４ＲＤによって接続されている。

　このような構成であっても、上述の各実施形態と同様に、タッチ位置による操作入力と、入力端末の変位による操作入力とを行うことができる。そして、本実施形態の構成を用いることで、１枚の圧電フィルムで静電センサと圧電センサとを形成することができ、圧電センサと静電センサとを個別に形成する必要が無い。したがって、入力端末をより薄型に形成することができる。また、透明に形成する場合には層方向に対する電極層が減るので、透明度が増す。

　なお、上述の実施形態の各電極パターンは一例を示すものであり、操作面を複数の領域に分割して、分割した領域毎に変位による電圧を検出できるように、電極パターンを形成すれば、上述の作用効果を得ることができる。

　《第３の実施形態》
　次に、第３の実施形態に係る入力端末について、図を参照して説明する。図１６は第３の実施形態に係る入力端末のパネル２３の構造を示す平面透視図である。図１７は、パネル２３に備えるセグメント電極４０３の構造を示す平面図である。図１８は、パネル２３に備えるコモン電極４０７および変位検出用電極２０５の構造を示す平面図である。図１９は、パネル２３の構造を示す裏面図である。なお、図１７、図１８、および図１９では、ベース基板および剛体の図示は省略している。概略的には、本実施形態のパネル２３は、静電センサ用のコモン電極４０７と圧電センサ用の変位検出用電極２０５とが同じ層に形成されているものである。

　ベースフィルム３０１の一方主面である第５主面には、概略形状として長尺状のセグメント電極４０３が複数配列形成されている。複数のセグメント電極４０３は、長尺方向に対して直交する方向に沿って配列形成されている。セグメント電極４０３は、長尺方向に沿って、幅広部と幅狭部とが交互に繋がる形状で形成されている。

　ベースフィルム３０１の他方主面である第６主面には、概略形状として長尺状のコモン電極４０７が複数配列形成されている。複数のコモン電極４０７は、長尺方向に対して直交する方向に沿って配列形成されている。コモン電極４０７は長尺方向に沿って、幅広部と幅狭部とが交互に繋がる形状で形成されている。コモン電極４０７の長尺方向は、圧電フィルム１０１を平面視した方向から見て、セグメント電極４０３の長尺方向と直交する。

　圧電フィルム１０１の一方主面である第３主面には、概略形状として長尺状の変位検出用電極２０５が形成されている。複数の変位検出用電極２０５は、長尺方向に対して直交する方向に沿って配列形成されている。変位検出用電極２０５は、長尺方向に沿って、幅広部と幅狭部とが交互に繋がる形状で形成されている。変位検出用電極２０５は引き回し電極２１５によって接続されている。変位検出用電極２０５の長尺方向は、コモン電極４０７の長尺方向と並行であり、圧電フィルム１０１を平面視した方向から見て、セグメント電極４０３の長尺方向と直交している。また、変位検出用電極２０５とコモン電極４０７は、圧電フィルム１０１を平面視する方向から見て、長尺方向に対して直交する方向に沿って交互に配列形成されている。

　本実施形態におけるパネル２３は、ベースフィルム３０１の第６主面と圧電フィルム１０１の第３主面とが対向して貼り合わされた構成であるため、コモン電極４０７と変位検出用電極２０５とが同一の層に存在している（図１８を参照）。コモン電極４０７の幅広部および変位検出用電極２０５の幅狭部と、コモン電極４０７の幅狭部および変位検出用の電極２０５の幅広部とは、モザイクパターンのように長尺方向に沿って交互に配置されている。したがって、変位検出用電極２０５は、圧電フィルム１０１を平面視する方向から見て、コモン電極４０７と重ならない構造となっている。なお、変位検出用電極２０５は、圧電フィルム１０１を平面視する方向から見て、セグメント電極４０３と略全面が重なった構造となっている。

　圧電フィルム１０１の他方主面である第４主面には、変位検出用電極２０５ＲＡ，変位検出用電極２０５ＲＢ，変位検出用電極２０５ＲＣ，および変位検出用電極２０５ＲＤが形成されている。変位検出用電極２０５ＲＡは、変位検出用電極２０５と略全面が対向する位置に形成されている。変位検出用電極２０５ＲＢは、変位検出用電極２０５と略全面が対向する位置に形成されている。変位検出用電極２０５ＲＣは、変位検出用電極２０５と略全面が対向する位置に形成されている。変位検出用電極２０５ＲＤは、変位検出用電極２０５と略全面が対向する位置に形成されている。

　このような構成であっても、上述の各実施形態と同様に、タッチ位置による操作入力と、入力端末の変位による操作入力とを行うことができる。そして、本実施形態の構成を用いることで、静電センサ用のコモン電極４０７と圧電センサ用の変位検出用電極２０５とが同じ層に形成されているため、パネル２３および入力端末をより薄型に形成することができる。また、透明に形成する場合には層方向に対する電極層が減るので、透明度が増す。

　上述の実施形態では、圧電フィルム１０１を平面視する方向から見て、変位検出用の四つの領域に形成された全ての変位検出用電極２０５ＲＡ，変位検出用電極２０５ＲＢ，変位検出用電極２０５ＲＣ，および変位検出用電極２０５ＲＤと部分的に重なるよう、変位検出用電極２０５を共通電極とした例を示したが、この構成に限るものではなく、適宜変更してもよい。例えば、圧電フィルム１０１の第３主面に形成される変位検出用電極は、分割した領域毎に変位による電圧を検出できるように電極パターンを形成してもよく、分割した複数の領域にわたる変位による電圧を検出できるように電極パターンを形成してもよい。このような構成により、上述の作用効果のほか、検出したい変位に対して圧電フィルムの感度を適正に設定することもできる。

　《その他の実施形態》
　なお、上述の実施形態では、圧電フィルムにＰＬＬＡを用いた例を示したが、ＰＤＬＡ、ポリ－γ－メチルグルタメート、ポリ－γ－ベンジルグルタメート、セルロース、コラーゲン、ポリ－Ｄ－プロピレンオキシドを用いることもできる。

　また、上述の実施形態では、圧電フィルム１０１を平面視する方向から見て、パネル、およびベース基板等の形状が矩形である例を示したが、この構成に限るものではない。剛体によりベース基板の捻れの変形を部分的に妨げることができるのであれば、パネル、およびベース基板等の形状は適宜変更してもよい。

　また、上述の実施形態では、変位検出用の領域を四つの領域に設定する例を示したが、一軸延伸方向に対して所定の位置関係であれば、設定する領域数はこれに限るものではなく複数であればよい。

１…入力端末
１２…圧電センサ
１３…静電センサ
１４…変位検出部
１５…タッチ位置検出部
１６…操作内容解析部
２０，２１Ａ，２１Ｂ，２２，２３…パネル
１０１…圧電フィルム
１２１…ＲｅＡ電圧検出部
１２２…ＲｅＢ電圧検出部
１２３…ＲｅＣ電圧検出部
１２４…ＲｅＤ電圧検出部
２０１，２０２，２０３，２０４，２０１Ｒ，２０２Ｒ，２０３Ｒ，２０４Ｒ，２０１Ａ，２０２Ｂ，２０３Ｃ，２０４Ｄ，２０１ＲＡ，２０２ＲＢ，２０３ＲＣ，２０４ＲＤ，２０５，２０５ＲＡ，２０５ＲＢ，２０５ＲＣ，２０５ＲＤ…変位検出用電極
２１１Ａ，２１１ＲＡ，２１２Ｂ，２１２ＲＢ，２１３Ｃ，２１３ＲＣ，２１４Ｄ，２１４ＲＤ，２１５…引き回し電極
３０１…ベースフィルム
４０１，４０２，４０３…セグメント電極
４０５，４０６，４０７…コモン電極
５０１…ベース基板
５０２，５０３…保護膜
６０１，６０１Ｒ…剛体
９００…一軸延伸方向

Claims (8)

1. 　互いに対向する第１主面と第２主面を有する平板状のベース基板と、
   　互いに対向する第３主面と第４主面とを有し、前記第３主面が前記ベース基板の前記第２主面と対向して配設する平膜状の圧電フィルムと、
   　前記圧電フィルムの前記第３主面および前記第４主面に形成され、前記圧電フィルムの曲げの変位によって発生する電圧を検出する変位検出用電極と、
   　を備えた入力端末であって、
   　前記ベース基板の前記第１主面および前記第２主面の端部に配置され、前記ベース基板を挟んで対向配置されることにより、前記ベース基板の捻れによる変形を部分的に妨げる剛体を備えていることを特徴とする、入力端末。
2. 　互いに対向する第１主面と第２主面を有する平板状のベース基板と、
   　互いに対向する第３主面と第４主面とを有し、前記第３主面が前記ベース基板の前記第２主面と対向して配設する平膜状の圧電フィルムと、
   　前記圧電フィルムの前記第３主面および前記第４主面に形成され、前記圧電フィルムの曲げの変位によって発生する電圧を検出する変位検出用電極と、
   　を備えた入力端末であって、
   　前記ベース基板の前記第１主面および前記第２主面の端部に、前記ベース基板を挟んで対向配置され、前記ベース基板の捻れによる変形の方向に対して交差する方向に延在する剛体を備えていることを特徴とする、入力端末。
3. 　前記変位検出用電極は、前記第３主面または前記第４主面の第１方向に沿って複数に分割され、前記第１方向に直交する第２方向に沿って複数に分割されている、請求項１または２に記載の入力端末。
4. 　前記圧電フィルムは、前記第３主面および前記第４主面に平行な方向へ一軸延伸されたポリ乳酸からなり、
   　前記圧電フィルムの前記一軸延伸の方向は、前記第１方向および前記第２方向に対して所定角をなす方向である、請求項３に記載の入力端末。
5. 　前記剛体は、前記圧電フィルムの前記第１方向の両端部に、前記第２方向に沿って形成されている、請求項３または４に記載の入力端末。
6. 　操作面側となる第５主面と前記第５主面に対向する第６主面とを有する平膜状の主体を備え、前記第５主面および前記第６主面に形成された静電容量検出用電極を備えるタッチ位置検出パネルを備え、
   　前記第３主面および前記第４主面と、前記第５主面および前記第６主面とが、前記操作面側から見て略重なるように配置された、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の入力端末。
7. 　前記静電容量検出用電極と前記変位検出用電極とが同一面上に複合して形成されている、請求項６に記載の入力端末。
8. 　前記タッチ位置検出パネルの前記主体が前記圧電フィルムによって形成され、前記静電容量検出用電極と前記変位検出用電極とが同一面上に複合して形成されている、請求項６または７に記載の入力端末。

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