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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024156638
(43)【公開日】2024-11-06
(54)【発明の名称】入力装置及び表示装置
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20241029BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 600
G06F3/041 400
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024069964
(22)【出願日】2024-04-23
(31)【優先権主張番号】P 2023070738
(32)【優先日】2023-04-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000001100
【氏名又は名称】株式会社クレハ
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】津田 拓也
(57)【要約】
【課題】タッチ位置及び押圧を略同時に高感度で検出すること。
【解決手段】本発明の一態様に係る入力装置は、タッチセンサ及び制御部を備え、前記タッチセンサは、圧電フィルムと、前記圧電フィルムに対向して、互いに電気的に絶縁された複数の電極部分を有する分割電極から構成されている第１検出導体と、前記第１検出導体に対向して、前記圧電フィルムを挟んで前記第１検出導体と反対側に配置されている第２検出導体と、を有し、前記制御部は、前記第２検出導体を基準電位として前記第１検出導体から検出された信号を、商用電源周波数帯域の第１信号と、前記商用電源周波数帯域以外の周波数帯域の第２信号と、に分離し、前記第１信号を用いてタッチ位置を検出し、前記第２信号を用いて押圧を検出する。
【選択図】図３
【解決手段】本発明の一態様に係る入力装置は、タッチセンサ及び制御部を備え、前記タッチセンサは、圧電フィルムと、前記圧電フィルムに対向して、互いに電気的に絶縁された複数の電極部分を有する分割電極から構成されている第１検出導体と、前記第１検出導体に対向して、前記圧電フィルムを挟んで前記第１検出導体と反対側に配置されている第２検出導体と、を有し、前記制御部は、前記第２検出導体を基準電位として前記第１検出導体から検出された信号を、商用電源周波数帯域の第１信号と、前記商用電源周波数帯域以外の周波数帯域の第２信号と、に分離し、前記第１信号を用いてタッチ位置を検出し、前記第２信号を用いて押圧を検出する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
タッチセンサ及び制御部を備える入力装置であって、
前記タッチセンサは、
圧電フィルムと、
前記圧電フィルムに対向して、互いに電気的に絶縁された複数の電極部分を有する分割電極から構成されている第１検出導体と、
前記第１検出導体に対向して、前記圧電フィルムを挟んで前記第１検出導体と反対側に配置されている第２検出導体と、
を有し、
前記制御部は、
前記第２検出導体を基準電位として前記第１検出導体から検出された信号を、商用電源周波数帯域の第１信号と、前記商用電源周波数帯域以外の周波数帯域の第２信号と、に分離し、
前記第１信号を用いてタッチ位置を検出し、前記第２信号を用いて押圧を検出する、
入力装置。
前記タッチセンサは、
圧電フィルムと、
前記圧電フィルムに対向して、互いに電気的に絶縁された複数の電極部分を有する分割電極から構成されている第１検出導体と、
前記第１検出導体に対向して、前記圧電フィルムを挟んで前記第１検出導体と反対側に配置されている第２検出導体と、
を有し、
前記制御部は、
前記第２検出導体を基準電位として前記第１検出導体から検出された信号を、商用電源周波数帯域の第１信号と、前記商用電源周波数帯域以外の周波数帯域の第２信号と、に分離し、
前記第１信号を用いてタッチ位置を検出し、前記第２信号を用いて押圧を検出する、
入力装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記第１信号の包絡線信号を算出し、前記包絡線信号の値が閾値を超えている場合に、前記包絡線信号に対応する分割電極の位置を前記タッチ位置として検出する、
請求項１に記載の入力装置。
請求項１に記載の入力装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記第２信号の値と押圧とを対応付けている情報に基づいて、分割電極毎の押圧を検出する、
請求項１に記載の入力装置。
請求項１に記載の入力装置。
【請求項4】
前記第１検出導体は、前記第２検出導体よりも、前記タッチセンサの指がタッチされる面の近くに配置されている、
請求項１に記載の入力装置。
請求項１に記載の入力装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記商用電源周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタを用いて、前記信号から前記第１信号と前記第２信号とを分離する、
請求項１に記載の入力装置。
請求項１に記載の入力装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記商用電源周波数帯域以外の周波数帯域を通過させるバンドストップフィルタを用いて、前記信号から前記第１信号と前記第２信号とを分離する、
請求項１に記載の入力装置。
請求項１に記載の入力装置。
【請求項7】
前記圧電フィルムはフッ素系樹脂から構成されている、
請求項１に記載の入力装置。
請求項１に記載の入力装置。
【請求項8】
前記タッチセンサの全光線透過率は８０％以上である、
請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の入力装置。
請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項9】
請求項８に記載の入力装置と、
前記タッチセンサの指がタッチされる面と反対側の面に重ね合わせて画像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルを駆動する駆動部と、
を備える表示装置。
前記タッチセンサの指がタッチされる面と反対側の面に重ね合わせて画像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルを駆動する駆動部と、
を備える表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、入力装置及び表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、操作面に触れる（タッチする）ことで操作入力を検出する種々のタッチ式入力装置が提案されている。このようなタッチ式入力装置として、位置検出と圧力検出とを行う３次元（３Ｄ）タッチセンサ（位置（２Ｄ）と圧力（１Ｄ）とを検出するタッチセンサ）が提案されている。
【0003】
例えば、特許文献１には、圧電センサと位置検出センサとを積層して形成されたタッチパネルが開示されている。これらの圧電センサ及び位置検出センサは、それぞれ、押圧検出回路及びタッチ位置検出回路に接続される。ここで、位置検出センサとして静電容量方式の位置検出センサを用いれば、静電容量の変化によってタッチ位置を検出できるので、操作面に軽く接触しただけで、タッチ位置を検出することができる。しかしながら、特許文献１に開示されているように、圧力（押圧）変化と静電容量の変化とを感知するために別個の電子機器を使用するシステムでは、タッチパネルが、より大きく、高価になるという問題があった。
【0004】
このような問題に対処する１つの解決策として、共通の電子機器を使用して圧力変化と静電容量の変化とを感知することが考えられる。
【0005】
例えば、特許文献２には、第１検出導体と第２検出導体とで圧電フィルムを挟む積層体を形成し、第１検出導体及び第２検出導体を介して出力される検出信号を用いて、押圧検出及びタッチ位置検出（静電容量方式）の両方を行う薄厚のタッチ式入力装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開第２０１５／０４６２８９号
【特許文献2】国際公開第２０１４／１９２７８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献２に開示されているタッチ式入力装置は、押圧検出とタッチ位置検出とを切り替えながら行う必要があり、タッチ位置検出時に押圧により生じた圧電フィルムの分極が緩和され、押圧の検出感度が低下する虞がある。また、特許文献２に開示されているタッチ式入力装置では、押圧検出とタッチ位置検出とは同時に実行されず、押圧検出とタッチ位置検出との切り替え間隔として、１０ミリ秒（１００Ｈｚ）が例示されている。ここで、指が１回接触することによる押圧を検出するには、通常、接触が１００ミリ秒以上継続する。したがって、１００ミリ秒以上の期間において断続的にしか検出できない特許文献２に開示されているタッチ式入力装置では、押圧の検出精度が低下する虞がある。
【0008】
本発明は、上記に鑑みて、タッチ位置及び押圧を略同時に高感度で検出することができる技術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】
【0009】
本発明の一態様に係る入力装置は、タッチセンサ及び制御部を備え、前記タッチセンサは、圧電フィルムと、前記圧電フィルムに対向して、互いに電気的に絶縁された複数の電極部分を有する分割電極から構成されている第１検出導体と、前記第１検出導体に対向して、前記圧電フィルムを挟んで前記第１検出導体と反対側に配置されている第２検出導体と、を有し、前記制御部は、前記第２検出導体を基準電位として前記第１検出導体から検出された信号を、商用電源周波数帯域の第１信号と、前記商用電源周波数帯域以外の周波数帯域の第２信号と、に分離し、前記第１信号を用いてタッチ位置を検出し、前記第２信号を用いて押圧を検出する。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、タッチ位置及び押圧を略同時に高感度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態に係る例示的な表示装置の外観斜視図
【図2】本実施形態に係る例示的な表示装置の側面断面図
【図3】本実施形態に係る例示的な表示装置の構成を説明するための説明図
【図4】本実施形態に係る例示的な表示装置の信号処理部の処理の一例を説明するための説明図
【図5】本実施形態、及びその変形例に係る例示的な表示装置の信号処理部が圧電信号を取り出すために用いるフィルタのフィルタ周波数特性の一例を示す図
【図6】本実施形態の変形例に係る例示的な表示装置の信号処理部の処理の一例を説明するための説明図
【図7】本実施形態、及びその変形例に係る例示的な表示装置の商用電源周波数帯域成分の信号を取り出すために用いるフィルタのフィルタ周波数特性の一例を示す図
【図8A】指でタッチしている電極から検出された信号に対する信号処理部による信号処理後のデジタル信号の例を示す図
【図8B】指でタッチしている電極から検出された信号に対する信号処理部による信号処理後のデジタル信号の例を示す図
【図8C】指でタッチしている電極から検出された信号に対する信号処理部による信号処理後のデジタル信号の例を示す図
【図9A】指でタッチしている電極に隣接する指でタッチしていない電極から検出された信号に対する信号処理部による信号処理後のデジタル信号の例を示す図
【図9B】指でタッチしている電極に隣接する指でタッチしていない電極から検出された信号に対する信号処理部による信号処理後のデジタル信号の例を示す図
【図9C】指でタッチしている電極に隣接する指でタッチしていない電極から検出された信号に対する信号処理部による信号処理後のデジタル信号の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【0012】
（本発明に至った経緯）
圧電センサを用いた押圧検出中に、圧電センサの検出電極に指を近接させると、検出電極からの信号において、商用電源周波数に依存したノイズ成分（一般にハムノイズ（hum又はhumming noise）として知られる）が観測される。
圧電センサを用いた押圧検出中に、圧電センサの検出電極に指を近接させると、検出電極からの信号において、商用電源周波数に依存したノイズ成分（一般にハムノイズ（hum又はhumming noise）として知られる）が観測される。
【0013】
ここで、商用電源周波数は、商用電源として供給されている交流の電源周波数を意味する。商用電源周波数は、国や地域によって異なり得るものであり、例えば、日本国内の商用電源周波数は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚである。商用電源周波数に依存したノイズ成分（ハムノイズ）は、商用電源周波数ノイズ、商用電源周波数依存ノイズ等と称されてもよい。
【0014】
一般にはこのノイズ成分は、押圧検出に使用されないため、バンドカットフィルタ等により除去される。しかしながら、本発明者は、鋭意検討した結果、このノイズ成分を分離することで、指によるタッチの有無検出に利用できることを見出した。そこで、以下では、商用電源周波数ノイズを利用してタッチ位置及び押圧を検出するための実施形態について説明する。
【0015】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態について、詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【0016】
なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本発明を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。なお、各種の図面に示す要素は、必ずしも縮尺通りに描かれているわけでない。
【0017】
（実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の外観斜視図である。かかる表示装置の例には、タッチ検出機能を有するモバイルＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末、スマートフォン、デジタルカメラ等の様々な装置が含まれる。
図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の外観斜視図である。かかる表示装置の例には、タッチ検出機能を有するモバイルＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末、スマートフォン、デジタルカメラ等の様々な装置が含まれる。
【0018】
図１に示すように、表示装置１は、略直方体形状の筐体１０を備える。筐体１０の表面側（Ｚ方向の正側）は開口している。なお、本明細書及び図面において、筐体１０の幅方向（横方向）をＸ方向とし、長さ方向（縦方向）をＹ方向とし、厚み方向をＺ方向として説明する（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに直交する）。本実施形態では、筐体１０のＸ方向の長さが、筐体１０のＹ方向の長さよりも短い場合を示している。しかしながら、Ｘ方向の長さとＹ方向の長さとが同一であってもよいし、Ｘ方向の長さがＹ方向の長さより長くてもよい。
【0019】
図２は、ＸＺ面に平行なＡ－Ａ’面で切断した場合の、本実施形態に係る表示装置の側面断面図である。
【0020】
図２に示すように、筐体１０内には、タッチセンサ２０、表示パネル３０及び各種回路４０が配置されている。これらは、筐体１０の開口面（表示面）側（Ｚ軸正方向側）から順に、Ｚ方向に沿って、タッチセンサ２０、表示パネル３０、各種回路４０の順で配置されている。タッチセンサ２０と回路４０の全部又は一部（例えば制御部又は制御回路）とは、タッチ式入力装置を構成する。
【0021】
図２に示すように、タッチセンサ２０は、保護膜（保護層）２０１と、基材２０２と、第１検出導体２０３と、圧電フィルム２０４と、第２検出導体２０５と、を備える。本実施形態において、タッチ位置検出及び押圧検出をより感度良く行うため、より大きな商用電源周波数ノイズが検出されるように、第１検出導体２０３は、筐体１０の開口面側に（すなわち指がタッチする面のより近くに）配置されており、第２検出導体２０５は、第１検出導体２０３よりもＺ軸負方向側に配置されている。
【0022】
保護膜２０１は、ガラスから構成されることが好ましく、絶縁性を有し、その厚さは１ｍｍ程度（本実施形態では１．１ｍｍ）であることが好ましい。保護膜２０１は、開口面の最外層に存在し、基材２０２における筐体１０の開口面側の面の略全面に配置されている。保護膜２０１は、表示装置１及びタッチ式入力装置の操作面となる。なお、保護膜２０１は、エポキシ樹脂などの透明な有機材料から構成されてもよいし、ガラスなどの無機材料から構成されてもよいし、それらを混合したものでもよい。
【0023】
基材２０２は、保護膜２０１における基材２０２の開口面と反対側の面の略全面に配置されている。基材２０２は、矩形平板状の絶縁性材料であって、透明性を有する材料から構成される。本実施形態において、基材２０２は、特に限定されないがポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などが好適に用いられる。
【0024】
第１検出導体２０３は、基材２０２における保護膜２０１に当接する面と反対側の面に配置されている。第１検出導体２０３は、図３を参照して説明するように、複数の電極から構成されている。第１検出導体２０３を構成する複数の電極は、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ沿って、間隔を空けてマトリクス状に配列されている。第１検出導体２０３は、測定回路（後述する増幅部４０１、マルチプレクサ４０２、アナログ－デジタル（ＡＤ：Analog to Digital）変換部４０３及び信号処理部４０４から構成される）に接続されている。
【0025】
第１検出導体２０３は、ＰＥＴフィルムを基材とし、酸化インジュウムスズ（ＩＴＯ）を主成分とする電極を用いている。なお、ＩＴＯ以外に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、銀ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、グラフェン等の無機系の電極、ポリチオフェン、ポリアニリン等を主成分とする有機系の電極を用いてもよい。これらの材料を用いることで、透明性の高い導体パターンを形成することができる。
【0026】
また、第１検出導体２０３は、ガラス等の保護膜２０１の上に導体パターンを形成することで実現されてもよい。その場合、基材は不要となる。
【0027】
圧電フィルム２０４は、基材２０２と略同サイズの矩形平板状であり、第１検出導体２０３における筐体１０の開口面側と反対側の面に配置されている。
【0028】
圧電フィルム２０４は、フッ素系樹脂から構成されるフィルムである。本実施形態では、圧電フィルム２０４は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）から構成されており、その圧電定数ｄ３３は２０ｐＣ／Ｎである。なお、圧電フィルム２０４は、キラル高分子から構成されるフィルムであってもよい。キラル高分子として、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、特にＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）が用いられてもよい。
【0029】
圧電フィルム２０４は、その平板面が押圧されることにより、電荷を発生させる。この際に発生する電荷量は、押圧量により平板面が当該平板面に直交する方向（Ｚ方向）に変位する変位量に依存する。
【0030】
第２検出導体２０５は、基材２０２及び圧電フィルム２０４と略同サイズの矩形平板状であり、圧電フィルム２０４における筐体１０の開口面側と反対側の面の略全面に配置されている。
【0031】
第２検出導体２０５は、１枚のＩＴＯ電極から構成されている。
【0032】
第２検出導体２０５は、測定回路基板のグランド電位、又は、グランド電位から一定のオフセット電圧を持つ固定電位に接続して、基準電位とすることが望ましい。このように第２検出導体２０５を基準電位とすることで、第１検出導体２０３と第２検出導体２０５とを介して出力される検出信号を、押圧検出及びタッチ位置検出に用いる。
【0033】
なお、基材２０２と第１検出導体２０３とは、上下入れ替えられてもよい。別言すれば、Ｚ方向において、正側に第１検出導体２０３が配置され、負側に基材２０２が配置されてもよい）。
【0034】
保護膜２０１と基材２０２と第１検出導体２０３と圧電フィルム２０４と第２検出導体２０５とを積層して形成されているタッチセンサ２０（表示パネル３０よりＺ軸正方向側に位置する）は、８０％以上という全光線透過率を有することができる。
【0035】
このように、タッチセンサ２０は、圧電フィルム２０４から筐体１０の開口面側に配置されている第１検出導体２０３と、圧電フィルム２０４から筐体１０の開口面とは反対側に配置されている第２検出導体２０５と、で圧電フィルム２０４を挟む構造を有する。
【0036】
表示装置１の操作者の指により操作面が押圧されると、圧電フィルム２０４の平板面が湾曲して、上述したように、押圧に応じた電荷が発生する。この発生した電荷に起因する電位差が第１検出導体２０３と第２検出導体２０５との間に生じる。第１検出導体２０３を構成する電極からの信号には、この電位差による圧電信号が含まれている。したがって、電極からの信号から圧電信号を抽出することにより、抽出された圧電信号を押圧検出用の検出信号として取得することができる。ここで、圧電フィルム２０４に加えられる押圧力による信号（変化）は、一般に１０Ｈｚ未満（低周波）である。
【0037】
一方で、表示装置１の操作者の指が操作面にタッチした場合、タッチ位置に対応する、第１検出導体２０３を構成する電極からの信号には、電極への指の近接に伴う商用電源周波数ノイズが含まれている。したがって、商用電源周波数を判別することにより、そのノイズ（信号）の発生源の電極の位置を、タッチ位置として検出することができる。
【0038】
表示パネル３０は、液晶表示素子（図示せず）を有するフラットパネルディスプレイから構成される。表示パネル３０は、液晶パネル、表面偏光板、裏面偏光板及びバックライト（いずれも図示せず）を備える。表面偏光板と裏面偏光板とは、液晶パネルを挟むように配置されている。バックライトは、裏面偏光板を挟んで、液晶パネルと反対側に配置されている。表示パネル３０は、タッチ式入力装置に重ね合わせて画像を表示する。なお、表示パネル３０は、上記の構成に限定されず、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子を有するフラットパネルディスプレイから構成される等、任意の表示パネルであってよい。
【0039】
各種回路４０は、図３を参照して説明するように、増幅部４０１（増幅回路）、マルチプレクサ４０２、ＡＤ変換部４０３（ＡＤ変換器、ＡＤ変換回路）、信号処理部４０４（信号処理回路）及びコントローラ４０５を含み、液晶表示素子を制御するための、表示パネル３０を駆動する駆動部（駆動回路；図示せず）をさらに含む。各種回路４０は、表示パネル３０の裏面側に配置されている。例えば、筐体１０内における表示パネル３０の裏面側の空間には、実装基板（図示せず）が配置されており、当該実装基板上に各種回路４０が実装されている。各種回路４０の全部又は一部（例えば、信号処理部４０４、コントローラ４０５）は、制御部又は制御回路と称されてもよい。
【0040】
図３は、本実施形態に係る表示装置の構成を説明するための説明図である。
【0041】
上述したように、第１検出導体２０３は、複数の電極から構成され、複数の電極は、分割配置されている。なお、本実施形態において、複数の電極の数は、電極Ｅ(１)、電極Ｅ(２)、・・・、電極Ｅ(ｎ)のｎ個であるものとする。
【0042】
複数の電極Ｅ(１)～Ｅ（ｎ）は、Ｚ方向から見て、Ｘ方向及びＹ方向に沿って、マトリクス状に配列されている。電極Ｅ(１)～Ｅ（ｎ）の各々は、例えば、上述したように、ＰＥＴフィルムを基材とし、ＩＴＯから構成される３０ｍｍ×３０ｍｍの大きさの矩形電極である。しかしながら、電極の大きさ、位置及び形状は、これらに限定されない。例えば、電極の形状は、六角形であってもよい。また、例えば、指でタッチされる平面タッチパネルの場合、第１検出導体２０３は、互いに電気的に絶縁された複数の電極部分を有する分割電極から構成され、パネル全体を覆い尽くすように配置されれば、１つ以上の電極に指が（間接的に）タッチする（近接する）ので、その位置を特定することが可能である。
【0043】
複数の電極Ｅ(１)～Ｅ（ｎ）の各々は、アナログ信号を増幅部４０１に出力（送信）する。
【0044】
増幅部４０１は、電極Ｅ(１)～Ｅ（ｎ）の各々から入力（受信）されたアナログ信号を、測定可能な振幅範囲（本実施形態では０～３．３Ｖ）まで増幅してマルチプレクサ４０２に出力する。増幅部４０１の数は、電極の数に等しい。
【0045】
マルチプレクサ４０２は、電極からマルチプレクサ４０２を介して入力されたアナログ信号を多重化する。マルチプレクサ４０２は、コントローラ４０５から入力された選択信号に従って、一定の間隔（周期）で（すなわち周期的に繰り返しながら）、電極Ｅ(１)からの増幅アナログ信号ＡＳ(１)、電極Ｅ(２)からの増幅アナログ信号ＡＳ(２)、・・・、電極Ｅ(ｎ)からの増幅アナログ信号ＡＳ(ｎ)を順番にＡＤ変換部４０３に出力する。
【0046】
ＡＤ変換部４０３は、マルチプレクサ４０２から入力された（増幅）アナログ信号ＡＳ(１)～ＡＳ(ｎ)をそれぞれデジタル信号ＤＳ(１)～ＤＳ(ｎ)に変換し、デジタル信号ＤＳ(１)～ＤＳ(ｎ)を順番に信号処理部４０４に出力する。ここで、ＡＤ変換部４０３から信号処理部４０４へのデジタル信号の出力は、デジタル信号ＤＳ(１)からデジタル信号ＤＳ(ｎ)までの出力を１周期として、出力が一定周期（例えば、５ミリ秒）で連続して周期的に繰り返される。なお、ＡＤ変換時のサンプリング周波数は、少なくとも商用電源周波数の２倍以上である。
【0047】
信号処理部４０４は、コントローラ４０５から入力された選択信号に従って、一定の間隔（周期）で（すなわち周期的に繰り返しながら）、ＡＤ変換部４０３から入力されたデジタル信号に対して以下の処理（周波数分離処理、包絡線検波処理、タッチ判定処理、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理及び圧力測定処理）を実行する。以下、適宜図４を参照して、信号処理部４０４の処理について説明する。なお、以下で説明する信号処理部４０４（又はコントローラ４０５）によって実行される処理は、ハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアにより実現されてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。
【0048】
［周波数分離処理］
周波数分離処理の前に、まず、信号処理部４０４は、ＡＤ変換部４０３から入力されたデジタル信号に対してオフセット調整を行う。信号処理部４０４は、オフセット調整後のデジタル信号Ａを、第１信号Ｂ（商用電源周波数成分Ｂとも呼ぶ）と第２信号Ｅ（商用電源周波数成分以外の周波数成分Ｅとも呼ぶ）とに分離する（図４に示す周波数分離処理）。具体的には、ＡＤ変換部４０３から入力されたデジタル信号Ａには、指がタッチしたことによる商用電源周波数ノイズと、圧電フィルム２０４に力が加わったことによる圧電信号と、が、重畳されているため、信号処理部４０４は、商用電源周波数成分Ｂと、圧電信号を含む商用電源周波数成分以外の周波数成分Ｅと、を分離する。
周波数分離処理の前に、まず、信号処理部４０４は、ＡＤ変換部４０３から入力されたデジタル信号に対してオフセット調整を行う。信号処理部４０４は、オフセット調整後のデジタル信号Ａを、第１信号Ｂ（商用電源周波数成分Ｂとも呼ぶ）と第２信号Ｅ（商用電源周波数成分以外の周波数成分Ｅとも呼ぶ）とに分離する（図４に示す周波数分離処理）。具体的には、ＡＤ変換部４０３から入力されたデジタル信号Ａには、指がタッチしたことによる商用電源周波数ノイズと、圧電フィルム２０４に力が加わったことによる圧電信号と、が、重畳されているため、信号処理部４０４は、商用電源周波数成分Ｂと、圧電信号を含む商用電源周波数成分以外の周波数成分Ｅと、を分離する。
【0049】
周波数分離処理において、一例では、信号処理部４０４は、商用電源周波数帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ；例えば、図７に示すフィルタ周波数特性を有するフィルタ）を用いて、ＡＤ変換部４０３から入力された（オフセット調整後の）デジタル信号Ａを、当該フィルタを通過した商用電源周波数成分Ｂと、当該フィルタを通過しない、商用電源周波数成分以外の周波数成分Ｅと、に分離してもよい。上述したように、圧電フィルム２０４に加えられる押圧力（タッチ）による信号（変化）は、一般に１０Ｈｚ未満であるので、商用電源周波数成分以外の周波数成分Ｅに含まれる。
【0050】
周波数分離処理において、別の一例では、信号処理部４０４は、ノッチフィルタ（バンドカットフィルタ又はバンドストップフィルタ；図示せず）を用いて、ＡＤ変換部４０３から入力された（オフセット調整後の）デジタル信号Ａを、当該フィルタを通過しない商用電源周波数成分Ｂと、当該フィルタを通過した、商用電源周波数成分以外の周波数成分Ｅと、に分離してもよい。この例では、信号処理部４０４は、検出されたデジタル信号Ａから商用電源周波数成分以外の周波数成分Ｅを差引くことにより、商用電源周波数成分Ｂを得ることができる。
【0051】
［包絡線検波処理］
信号処理部４０４は、上記のようにして得られた商用電源周波数成分の信号Ｂに対して、図４に示す波形の包絡線検波処理を行って、包絡線信号Ｃを算出する。なお、包絡線信号Ｃを得るために、ヒルベルト変換等の公知の技術が利用されてよい。
信号処理部４０４は、上記のようにして得られた商用電源周波数成分の信号Ｂに対して、図４に示す波形の包絡線検波処理を行って、包絡線信号Ｃを算出する。なお、包絡線信号Ｃを得るために、ヒルベルト変換等の公知の技術が利用されてよい。
【0052】
［タッチ判定処理］
タッチされた電極からの包絡線信号Ｃの値は、タッチされていない電極の包絡線信号と比べて大きくなるため、信号処理部４０４は、予め設定された閾値に基づいて、タッチの有無を電極毎に判定することができる（図４に示すタッチ判定処理）。例えば、信号処理部４０４は、電極毎に、包絡線信号Ｃの値が所定の閾値を越えている期間をタッチしているとして判定し、タッチしている（として判定した）期間のみハイレベルとなる信号（タッチしていることを示す信号）をコントローラ４０５に出力する。
タッチされた電極からの包絡線信号Ｃの値は、タッチされていない電極の包絡線信号と比べて大きくなるため、信号処理部４０４は、予め設定された閾値に基づいて、タッチの有無を電極毎に判定することができる（図４に示すタッチ判定処理）。例えば、信号処理部４０４は、電極毎に、包絡線信号Ｃの値が所定の閾値を越えている期間をタッチしているとして判定し、タッチしている（として判定した）期間のみハイレベルとなる信号（タッチしていることを示す信号）をコントローラ４０５に出力する。
【0053】
信号処理部４０４では、包絡線検波を用いたタッチ判定処理を示したが、得られた信号をフーリエ変換することで同様のタッチ判定処理を行うことが出来る。商用電源周波数成分の信号Ｂを一定の期間（フレーム）で連続して切り出し、前記フレームをフーリエ変換すると周波数に対する圧電信号強度のスペクトルが得られる。前記スペクトルでは、タッチされた電極の商用電源周波数における強度が、タッチされていない電極に比べて大きくなるため、各電極に対するタッチの有無を判定することが出来る。例えば、ある電極の商用電源周波数の強度が所定の閾値を越えている場合に、その電極は測定時点においてタッチされていると判定することが出来る。
【0054】
［ＬＰＦ処理］
上述したように、商用電源周波数成分以外の周波数成分Ｅは、圧電信号を含んでいる。信号処理部４０４は、圧電信号だけを取り出すためのＬＰＦ（例えば、図５に示すフィルタ周波数特性を有するフィルタ）を用いることにより図４に示すＬＰＦ処理を行って圧電信号Ｆを得る。
上述したように、商用電源周波数成分以外の周波数成分Ｅは、圧電信号を含んでいる。信号処理部４０４は、圧電信号だけを取り出すためのＬＰＦ（例えば、図５に示すフィルタ周波数特性を有するフィルタ）を用いることにより図４に示すＬＰＦ処理を行って圧電信号Ｆを得る。
【0055】
［圧力測定処理］
信号処理部４０４は、得られた圧電信号Ｆに基づいて、電極毎の圧力を測定し、測定した圧力（押圧）を示す圧力信号をコントローラ４０５に出力する。具体的には、信号処理部４０４は、表示装置１の記憶部（図示せず）に予め記憶されている、圧電信号の大きさ（後述する図８Ｃ及び図９Ｃの縦軸に示す値）と押圧とを対応付けている情報（例えばテーブルや計算式）を参照することで、電極毎の圧力を測定することができる。
信号処理部４０４は、得られた圧電信号Ｆに基づいて、電極毎の圧力を測定し、測定した圧力（押圧）を示す圧力信号をコントローラ４０５に出力する。具体的には、信号処理部４０４は、表示装置１の記憶部（図示せず）に予め記憶されている、圧電信号の大きさ（後述する図８Ｃ及び図９Ｃの縦軸に示す値）と押圧とを対応付けている情報（例えばテーブルや計算式）を参照することで、電極毎の圧力を測定することができる。
【0056】
コントローラ４０５は、それぞれの電極からの増幅アナログ信号を順番にＡＤ変換部４０３に出力させるための選択信号を、マルチプレクサ４０２に出力する。コントローラ４０５は、ＡＤ変換部４０３から入力されたそれぞれのデジタル信号に対して上述した信号処理を実行させるための選択信号を、信号処理部４０４に出力する。
【0057】
コントローラ４０５は、信号処理部４０４から入力された信号に基づいて、タッチ位置及び押圧をリアルタイムに検出する。具体的には、コントローラ４０５は、信号処理部４０４から入力されたタッチ判定処理結果を示す信号に対応する電極と、記憶部に予め記憶されている電極の位置情報（例えば位置座標）と、に基づいて、タッチ位置を特定（すなわち検出）することができる。また、コントローラ４０５は、信号処理部４０４から入力された圧力測定処理結果を示す圧力信号に基づいて、電極毎の押圧を特定（すなわち検出）することができる。
【0058】
上記実施形態によれば、押圧検出の期間を制限する必要がないので、タッチ位置及び押圧を略同時に検出することが可能である。また、第１検出導体２０３から検出された信号を、タッチ位置検出用の第１信号と押圧検出用の第２信号とに分離することで、タッチ位置及び押圧を高感度で検出することができる。また、第１検出導体２０３を開口部側に配置することで、第１信号からタッチ位置を高感度かつ高精度で検出することができる。また、通常のセンサの信号処理に必要とされるバンドカットフィルタ等を用いて（すなわち追加の回路を必要とせず）タッチ位置を検出するので、シンプルな構成の入力装置及び表示装置を提供することができる。
【0059】
＜変形例＞
上記実施形態では、商用電源周波数以外の信号を得るためにノッチフィルタを使用したが、信号処理部４０４全体として同じ効果を得るために、商用電源周波数を含めた帯域を除去するＬＰＦを適用する方法も考えられる。以下、図６を参照して、信号処理部４０４によるこの方法について説明する。この方法では、周波数分離処理は行われない。
上記実施形態では、商用電源周波数以外の信号を得るためにノッチフィルタを使用したが、信号処理部４０４全体として同じ効果を得るために、商用電源周波数を含めた帯域を除去するＬＰＦを適用する方法も考えられる。以下、図６を参照して、信号処理部４０４によるこの方法について説明する。この方法では、周波数分離処理は行われない。
【0060】
［バンドパスフィルタ処理］
バンドパスフィルタ処理（及び以下で説明するＬＰＦ処理）の前に、まず、信号処理部４０４は、ＡＤ変換部４０３から入力されたデジタル信号に対してオフセット調整を行う。信号処理部４０４は、商用電源周波数帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ；例えば、図７に示すフィルタ周波数特性を有するフィルタ）を用いて、ＡＤ変換部４０３から入力された（オフセット調整後の）デジタル信号Ａから、当該フィルタを通過した商用電源周波数成分Ｂを抽出する。
バンドパスフィルタ処理（及び以下で説明するＬＰＦ処理）の前に、まず、信号処理部４０４は、ＡＤ変換部４０３から入力されたデジタル信号に対してオフセット調整を行う。信号処理部４０４は、商用電源周波数帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ；例えば、図７に示すフィルタ周波数特性を有するフィルタ）を用いて、ＡＤ変換部４０３から入力された（オフセット調整後の）デジタル信号Ａから、当該フィルタを通過した商用電源周波数成分Ｂを抽出する。
【0061】
［包絡線検波処理］
本方法における包絡線検波処理は、図４を参照して説明した包絡線検波処理と同一又は同様であるので、説明を省略する。
本方法における包絡線検波処理は、図４を参照して説明した包絡線検波処理と同一又は同様であるので、説明を省略する。
【0062】
［タッチ判定処理］
本方法におけるタッチ判定処理は、図４を参照して説明したタッチ判定処理と同一又は同様であるので、説明を省略する。
本方法におけるタッチ判定処理は、図４を参照して説明したタッチ判定処理と同一又は同様であるので、説明を省略する。
【0063】
［ＬＰＦ処理］
ＡＤ変換部４０３から入力された（オフセット調整後の）デジタル信号Ａは、商用電源周波数ノイズ（商用電源周波数成分）だけでなく、圧電信号を含んでいる。そこで、信号処理部４０４は、商用電源周波数を除去し、かつ圧電信号だけを取り出すためのＬＰＦ（例えば、図５に示すフィルタ周波数特性を有するフィルタ）を用いることにより図６に示すＬＰＦ処理を行って圧電信号Ｆを得る。
ＡＤ変換部４０３から入力された（オフセット調整後の）デジタル信号Ａは、商用電源周波数ノイズ（商用電源周波数成分）だけでなく、圧電信号を含んでいる。そこで、信号処理部４０４は、商用電源周波数を除去し、かつ圧電信号だけを取り出すためのＬＰＦ（例えば、図５に示すフィルタ周波数特性を有するフィルタ）を用いることにより図６に示すＬＰＦ処理を行って圧電信号Ｆを得る。
【0064】
［圧力測定処理］
本方法における圧力測定処理は、図４を参照して説明した圧力測定処理と同一又は同様であるので、説明を省略する。
本方法における圧力測定処理は、図４を参照して説明した圧力測定処理と同一又は同様であるので、説明を省略する。
【0065】
本変形例において、このように複数のフィルタブロックを合成することで、上記実施形態と同一又は同様の効果を得ることができる。
【0066】
＜他の変形例＞
上記実施形態及び変形例では、ノッチフィルタ等の周波数フィルタをデジタル信号変換後のデジタルフィルタとして信号処理を実現したが、デジタルフィルタの代わりにアナログフィルタを用いても同じ機能を実現することが可能である。
上記実施形態及び変形例では、ノッチフィルタ等の周波数フィルタをデジタル信号変換後のデジタルフィルタとして信号処理を実現したが、デジタルフィルタの代わりにアナログフィルタを用いても同じ機能を実現することが可能である。
【0067】
上記実施形態及び変形例では、コントローラ４０５が、信号処理部４０４によるタッチ判定処理結果に基づいてタッチ位置を判定するとして説明したが、信号処理部４０４が、タッチ判定処理結果と、記憶部に予め記憶されている電極の位置情報と、に基づいて、タッチ位置を判定してもよい。
【0068】
上記実施形態及び変形例では、信号処理部４０４が、得られた圧電信号に基づいて、電極毎の圧力を測定し、測定した圧力（押圧）を示す圧力信号をコントローラ４０５に出力するとして説明したが、コントローラ４０５が、電極毎の圧力を測定してもよい。この場合、例えば、信号処理部４０４が、得られた圧電信号の大きさを示す情報をコントローラ４０５に出力し、コントローラ４０５は、記憶部に予め記憶されている、圧電信号の大きさと押圧とを予め対応付けている情報を参照することで、信号処理部４０４から入力された圧電信号の大きさを示す情報に基づいて、電極毎の圧力を測定することができる。
【0069】
＜押圧検出及びタッチ位置検出評価＞
本発明者は、本実施形態におけるタッチ式入力装置を作製し、押圧検出及びタッチ位置検出の評価を行った。本タッチ式入力装置においては、第１検出導体２０３を、互いに絶縁するように配置された１２枚の矩形電極（電極Ｅ（１）～電極Ｅ（１２））から構成し、タッチセンサ２０の全光線透過率は８０％以上であった。電極Ｅ（１）～電極Ｅ（１２）それぞれからのアナログ信号ＡＳ（１）～アナログ信号ＡＳ（１２）を１周期とし、サンプリング周波数２００Ｈｚでマルチプレクサ４０２から出力された信号が、ＡＤ変換部４０３によってアナログ信号ＡＳ（１）～ＡＳ（１２）からそれぞれデジタル信号ＤＳ（１）～ＤＳ（１２）に変換され、ＡＤ変換後のデジタル信号ＤＳ（１）～ＤＳ（１２）が信号処理部４０４へ入力された。
本発明者は、本実施形態におけるタッチ式入力装置を作製し、押圧検出及びタッチ位置検出の評価を行った。本タッチ式入力装置においては、第１検出導体２０３を、互いに絶縁するように配置された１２枚の矩形電極（電極Ｅ（１）～電極Ｅ（１２））から構成し、タッチセンサ２０の全光線透過率は８０％以上であった。電極Ｅ（１）～電極Ｅ（１２）それぞれからのアナログ信号ＡＳ（１）～アナログ信号ＡＳ（１２）を１周期とし、サンプリング周波数２００Ｈｚでマルチプレクサ４０２から出力された信号が、ＡＤ変換部４０３によってアナログ信号ＡＳ（１）～ＡＳ（１２）からそれぞれデジタル信号ＤＳ（１）～ＤＳ（１２）に変換され、ＡＤ変換後のデジタル信号ＤＳ（１）～ＤＳ（１２）が信号処理部４０４へ入力された。
【0070】
【0071】
図８Ａは、指がタッチしている矩形電極を介して得られた信号処理部４０４によるオフセット調整後のデジタル信号Ａ（「signal-A」）を示す図である。図８Ａに示すグラフにおいて、横軸は、５ミリ秒周期でサンプリングしたときのサンプリング回数ｎを表し、縦軸は、電圧信号強度を表す（強度１は０．８ミリボルトに相当する）。図８Ａは、商用電源周波数（５０Ｈｚ）に依存した信号（ハムノイズ）と圧電信号とが重畳していることを示している。
【0072】
図８Ｂは、上記デジタル信号Ａから、商用電源周波数（５０Ｈｚ）のノッチフィルタ（バンドカットフィルタ）を通過した商用電源周波数成分以外の周波数成分Ｅ（図８Ｃに示す）を差引いて商用電源周波数成分Ｂ（「signal-B」）を求め、商用電源周波数成分Ｂに対して包絡線検波処理を行って、包絡線信号Ｃ（「signal-C」）を得た信号処理例を示す図である。指がタッチしている矩形電極の包絡線信号Ｃの値は、指がタッチしていない矩形電極の包絡線信号と比べて大きくなるため（後述する図９Ｂ参照）、信号処理部４０４は、包絡線信号Ｃの値を閾値判定することで、タッチの有無を矩形電極毎に判定することができる。本評価にあたって、信号処理部４０４は、包絡線信号Ｃの値が閾値１００（「Threshold」）を越えている期間をタッチしているとして判定し、タッチしている期間のみハイレベルを出力する信号Ｄ（「signal-D」）を出力した。
【0073】
一方、商用電源周波数成分以外の信号Ｅは圧電信号を含んでおり、信号処理部４０４は、圧電信号だけを取り出すためのＬＰＦを用いてＬＰＦ処理を行って圧電信号Ｆを得て、圧電信号Ｆに基づいて電極毎の圧力を測定した。
【0074】
図８Ｃは、ノッチフィルタを通過した商用電源周波数以外の周波数成分Ｅ（「signal-E」）と、当該周波数成分Ｅを移動平均処理した信号Ｆ（「signal-F」）と、を示している。当該周波数成分Ｅには、商用電源周波数は含まれないものの、高周波ノイズが重畳しているが、信号Ｆには高周波ノイズが含まれない。信号処理部４０４は、指で押したときには正の値を示し、指を離したときには負の値を示し、圧力（押圧）に比例した大きさの信号Ｆを出力した。
【0075】
【0076】
図９Ａは、指でタッチした矩形電極に隣接し、指でタッチしていない矩形電極からのアナログ信号を２００Ｈｚの周波数でサンプリングした、信号処理部４０４によるオフセット調整後のデジタル信号Ａ（「signal-A」）を示す図である。図９Ａにおいて、商用電源周波数の信号はほとんど検出されなかった。
【0077】
図９Ｂは、上記デジタル信号Ａから、商用電源周波数（５０Ｈｚ）のノッチフィルタ（バンドカットフィルタ）を通過した商用電源周波数成分以外の周波数成分Ｅ（図９Ｃに示す）を差引いて商用電源周波数成分Ｂ（「signal-B」）を求め、商用電源周波数成分Ｂに対して包絡線検波処理を行って、包絡線信号Ｃ（「signal-C」）を得た信号処理例を示す図である。図９Ｂにおいて、包絡線信号Ｃの値が閾値１００（「Threshold」）を越える期間はないので、信号処理部４０４は、この測定の期間中、指がタッチしていないと判定している。
【0078】
図９Ｃは、ノッチフィルタを通過した商用電源周波数以外の周波数成分Ｅ（「signal-E」）と、当該周波数成分Ｅを移動平均処理した信号Ｆ（「signal-F」）と、を示している。図９Ｃにおいて、図８Ｃに示す波形と相似しているが、振幅の小さい波形として検出されている。
【0079】
このようにして、信号処理部４０４が、指がタッチしている矩形電極及び指がタッチしていない矩形電極の情報を周期的に取得してコントローラ４０５に出力することにより、コントローラ４０５は、記憶部に予め記憶されている矩形電極の位置情報を参照することでタッチ位置を特定（すなわち検出）することができる。これと同時に、信号処理部４０４が、信号Ｆに基づいて電極毎に圧力測定を行って測定結果をコントローラ４０５に出力することにより、コントローラ４０５は、測定結果である圧力（押圧）も特定（すなわち検出）することができる。
【0080】
コントローラ４０５は、信号処理部４０４から入力されたこれら２つの情報に基づいて、タッチ位置及び押圧をリアルタイムに検出することが可能である。
【0081】
図１０Ａは、図８Ｂ及び図９Ｂのそれぞれのsignal-Bの横軸を時間（単位：秒）で表示した図であり、タッチされた電極の前記シグナルをsignal-8BT、タッチされていない電極の前記シグナルをsignal-9BTと呼ぶ。
【0082】
図１０Ｂは、図１０Ａにおける１．００秒から１．２５秒までの区間を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）したシグナルを表示した図であり、横軸は周波数（単位：Ｈｚ）に相当する。Signal-8BTをＦＦＴしたシグナルをsignal-8F、signal-9BTをＦＦＴしたシグナルをsignal-9Fと表記する。フーリエ変換するためのサンプリング幅はとくに限定されない。前記サンプリング幅が短いほど検出速度は速くなるが、検出点数が少なくなるので検出精度が低くなる傾向がある。
【0083】
タッチされた電極からのsignal-8Fでは、商用電源周波数帯（５０Ｈｚ）に押圧に由来する強い信号が観測される。一方、タッチされていない電極からのsignal-9Fでは前記商用電源周波数帯に前記信号が観測されない。したがって、強度の閾値を適切に設定して（図１０Ｂでは３００に設定）判定すれば、電極に対するタッチの有無を判定することでできることがわかる。
【0084】
＜実施形態の効果＞
本発明の一実施形態に係る表示装置１に含まれる入力装置は、タッチセンサ２０と、信号処理部４０４、コントローラ４０５と、を備えている。タッチセンサ２０は、圧電フィルム２０４と、圧電フィルム２０４に対向して、指がタッチされる側に配置されている互いに電気的に絶縁された複数の電極部分を有する分割電極から構成されている第１検出導体２０３と、第１検出導体２０３に対向して、圧電フィルム２０４を挟んで第１検出導体２０３と反対側に配置されている第２検出導体２０５と、を有する。信号処理部４０４、コントローラ４０５は、第２検出導体２０５を基準電位として第１検出導体２０３から検出された信号を、商用電源周波数帯域の第１信号（ハムノイズ）と、商用電源周波数帯域以外の周波数帯域の第２信号と、に分離する。信号処理部４０４、コントローラ４０５は、第１信号を用いてタッチセンサ２０に対するタッチ位置を検出し、第２信号を用いてタッチセンサ２０に対する押圧を検出する。
本発明の一実施形態に係る表示装置１に含まれる入力装置は、タッチセンサ２０と、信号処理部４０４、コントローラ４０５と、を備えている。タッチセンサ２０は、圧電フィルム２０４と、圧電フィルム２０４に対向して、指がタッチされる側に配置されている互いに電気的に絶縁された複数の電極部分を有する分割電極から構成されている第１検出導体２０３と、第１検出導体２０３に対向して、圧電フィルム２０４を挟んで第１検出導体２０３と反対側に配置されている第２検出導体２０５と、を有する。信号処理部４０４、コントローラ４０５は、第２検出導体２０５を基準電位として第１検出導体２０３から検出された信号を、商用電源周波数帯域の第１信号（ハムノイズ）と、商用電源周波数帯域以外の周波数帯域の第２信号と、に分離する。信号処理部４０４、コントローラ４０５は、第１信号を用いてタッチセンサ２０に対するタッチ位置を検出し、第２信号を用いてタッチセンサ２０に対する押圧を検出する。
【0085】
上記の構成により、押圧検出の期間を制限する必要がないので、タッチ位置及び押圧を略同時に検出することが可能になり、第１検出導体２０３から検出された信号を、第１信号と第２信号とに分離することで、タッチ位置及び押圧を高感度で検出することができる。また、第１検出導体２０３を開口部側に配置することで、第１信号からタッチ位置を高感度かつ高精度で検出することができる。
【0086】
また、通常のセンサの信号処理に必要とされるバンドカットフィルタ等を用いて（すなわち追加の回路を必要とせず）タッチ位置を検出するので、シンプルな構成の入力装置を提供することができる。
【0087】
＜実施形態のまとめ＞
本発明の一態様に係る入力装置は、タッチセンサ及び制御部を備え、前記タッチセンサは、圧電フィルムと、前記圧電フィルムに対向して、互いに電気的に絶縁された複数の電極部分を有する分割電極から構成されている第１検出導体と、前記第１検出導体に対向して、前記圧電フィルムを挟んで前記第１検出導体と反対側に配置されている第２検出導体と、を有し、前記制御部は、前記第２検出導体を基準電位として前記第１検出導体から検出された信号を、商用電源周波数帯域の第１信号と、前記商用電源周波数帯域以外の周波数帯域の第２信号と、に分離し、前記第１信号を用いてタッチ位置を検出し、前記第２信号を用いて押圧を検出する。
本発明の一態様に係る入力装置は、タッチセンサ及び制御部を備え、前記タッチセンサは、圧電フィルムと、前記圧電フィルムに対向して、互いに電気的に絶縁された複数の電極部分を有する分割電極から構成されている第１検出導体と、前記第１検出導体に対向して、前記圧電フィルムを挟んで前記第１検出導体と反対側に配置されている第２検出導体と、を有し、前記制御部は、前記第２検出導体を基準電位として前記第１検出導体から検出された信号を、商用電源周波数帯域の第１信号と、前記商用電源周波数帯域以外の周波数帯域の第２信号と、に分離し、前記第１信号を用いてタッチ位置を検出し、前記第２信号を用いて押圧を検出する。
【0088】
一例において、前記制御部は、前記第１信号の包絡線信号を算出し、前記包絡線信号の値が閾値を超えている場合に、前記包絡線信号に対応する分割電極の位置を前記タッチ位置として検出する。
【0089】
一例において、前記制御部は、前記第２信号の値と押圧とを対応付けている情報に基づいて、分割電極毎の押圧を検出する。
【0090】
一例において、前記第１検出導体は、前記第２検出導体よりも、前記タッチセンサの指がタッチされる面の近くに配置されている。
【0091】
一例において、前記制御部は、前記商用電源周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタを用いて、前記信号から前記第１信号と前記第２信号とを分離する。
【0092】
一例において、前記制御部は、前記商用電源周波数帯域以外の周波数帯域を通過させるバンドストップフィルタを用いて、前記信号から前記第１信号と前記第２信号とを分離する。
【0093】
一例において、前記圧電フィルムはフッ素系樹脂から構成されている。
【0094】
一例において、前記タッチセンサの全光線透過率は８０％以上である。
【0095】
本発明の一態様に係る表示装置は、前記入力装置と、前記タッチセンサの指がタッチされる面と反対側の面に重ね合わせて画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルを駆動する駆動部と、を備える。
【0096】
本発明の一態様によれば、タッチ位置及び押圧を略同時に高感度で検出することができる。
【0097】
以上、図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかである。そのような変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態における各構成要素は任意に組み合わされてよい。
【産業上の利用可能性】
【0098】
本発明の一態様は、タッチ式入力装置として好適である。
【符号の説明】
【0099】
１ 表示装置
１０ 筐体
２０ タッチセンサ
２０１ 保護膜
２０２ 基材
２０３ 第１検出導体
２０４ 圧電フィルム
２０５ 第２検出導体
３０ 表示パネル
４０ 回路
４０１ 増幅部
４０２ マルチプレクサ
４０３ ＡＤ変換部
４０４ 信号処理部
４０５ コントローラ
１０ 筐体
２０ タッチセンサ
２０１ 保護膜
２０２ 基材
２０３ 第１検出導体
２０４ 圧電フィルム
２０５ 第２検出導体
３０ 表示パネル
４０ 回路
４０１ 増幅部
４０２ マルチプレクサ
４０３ ＡＤ変換部
４０４ 信号処理部
４０５ コントローラ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】