WO2015099031A1 - 入力装置及び入力装置の制御方法 - Google Patents

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pressure sensor
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input device
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PCT/JP2014/084295
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泰之 立川
信 高松
青木　理
敏明 渡辺
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株式会社フジクラ
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Definitions

  • the present invention relates to an input device including a pressure sensor and a control method for the input device.
  • an input device including a pressure sensor and a control method for the input device.
  • the following technologies are known as techniques for reducing variations in the characteristics of the pressure sensor among individuals.
  • Patent Document 1 a technique that determines an approximate expression representing the relationship between output and pressure based on actual measurement data, or when the external force is zero, the resistance value of the pressure sensor is also zero, and the external force is maximum.
  • the pressure-sensitive sensor has a curvilinear characteristic that the rate of decrease in resistance value decreases as the applied load increases. For this reason, even if it is the same load change amount, the phenomenon that resistance change amount will differ according to an initial load arises. Therefore, there is a problem that the detection accuracy of the pressure sensitive sensor cannot be sufficiently improved unless the characteristics of the pressure sensitive sensor are linearized.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an input device and a control method of the input device that can improve the detection accuracy of the pressure sensor by linearizing the characteristics of the pressure sensor. is there.
  • An input device is an input device including a pressure-sensitive sensor whose output changes continuously according to a pressing force, and a control unit electrically connected to the pressure-sensitive sensor.
  • the control means includes an acquisition unit that acquires an actual output value of the pressure sensor, a storage unit that stores a correction function g (V out ), and linearization of the output characteristics of the pressure sensor.
  • the correction the function g (V out) by substituting actual output value, the has a correction unit for correcting the actual output value, the correction function g (V out), said pressure sensor
  • the output variable V out of the pressure sensor is replaced with the corrected output variable V out ′ of the pressure sensor, and the pressure sensor
  • the applied load variable F is replaced with the output variable Vout .
  • the output characteristic function f (F) is a function indicating the relationship between the applied load variable F and the output variable V out of the pressure sensor
  • the inverse function f ⁇ 1 (F) is It is an inverse function of the output characteristic function f (F) with respect to the applied load variable F and the output variable Vout .
  • the pressure sensor may have a resistance value continuously changing according to a pressing force.
  • An input device is an input device including a pressure-sensitive sensor whose resistance value continuously changes in accordance with a pressing force, and a control unit to which the pressure-sensitive sensor is electrically connected.
  • the control unit includes an acquisition unit that acquires an actual output value of the pressure sensor, a storage unit for storing a correction function g (V out), the correction the actual output value to a function g (V out) And a correction unit for correcting the actual output value, and the correction function g (V out ) is an inverse function f ⁇ of the output characteristic function f (F) of the pressure sensor.
  • the output characteristic function f (F) is The pressure sensor is a function showing the relationship between the applied load variable F and the output variable V out, and the inverse function f ⁇ 1 (F) is the function of the applied load variable F and the output variable V out. It is an inverse function of the output characteristic function f (F), the acquisition unit has a fixed resistor electrically connected in series to the pressure sensor, and the output characteristic function f (F) is (1).
  • V in is the input voltage value to said pressure sensor, R fix, said the resistance value of the fixed resistor, h (F), the applied load variable F And a resistance characteristic function showing the relationship between the pressure sensor and the resistance variable of the pressure sensor.
  • the resistance characteristic function h (F) may be the following expression (2)
  • the correction function g (V out ) may be the following expression (3).
  • k is an intercept constant of the pressure sensor
  • n is an inclination constant of the pressure sensor
  • An input device is an input device including a pressure-sensitive sensor whose output continuously changes according to a pressing force, and a control unit to which the pressure-sensitive sensor is electrically connected.
  • the control means includes an acquisition unit that acquires an actual output value of the pressure sensor, a storage unit that stores a correction function g (V out ), and linearization of the output characteristics of the pressure sensor.
  • the correction the function g (V out) by substituting actual output value, the has a correction unit for correcting the actual output value, the correction function g (V out), said pressure sensor
  • the output variable V out of the pressure sensor is replaced with the corrected output variable V out ′ of the pressure sensor, and the pressure sensor
  • the applied load variable F is replaced with the output variable Vout .
  • the output characteristic function f (F) is a function indicating the relationship between the applied load variable F and the output variable V out of the pressure sensor
  • the inverse function f ⁇ 1 ( F) is an inverse function of the output characteristic function f (F) with respect to the applied load variable F and the output variable Vout .
  • An input device is an input device including a pressure-sensitive sensor whose output continuously changes according to a pressing force, and a control unit to which the pressure-sensitive sensor is electrically connected.
  • the control means includes an acquisition unit that acquires an actual output value of the pressure sensor, and the correction function g (V out) stores the storage unit, the actual output value to the correction function g (V out)
  • a correction unit that corrects the actual output value by substituting, and the correction function g (V out ) is an inverse function f ⁇ 1 of the output characteristic function f (F) of the pressure sensor.
  • the output variable V out of the pressure sensor is replaced with the corrected output variable V out ′ of the pressure sensor, and the applied load variable F for the pressure sensor is replaced with the output variable V out .
  • a function approximating the function, and the output characteristic function f (F) is a function showing the relationship between the applied load variable F and the output variable V out of the pressure sensor, and the inverse function f ⁇ 1 (F) is the applied load variable F and the output variable. It is an inverse function of the output characteristic function f (F) with respect to V out , and the correction function g (V out ) is the following equation (4).
  • a is a proportional constant of the pressure sensor.
  • the input device includes a plurality of pressure-sensitive sensors
  • the storage unit stores a plurality of correction functions g (V out ), and the correction function g (V out ). May individually correspond to each of the plurality of pressure-sensitive sensors.
  • the input device may further include a panel unit having at least a touch panel, and the pressure sensor may detect a load applied via the panel unit.
  • the pressure-sensitive sensor includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a first electrode provided on the first substrate, and the first substrate.
  • a second electrode provided on the second substrate so as to oppose the first electrode; and a through hole at a position corresponding to the first electrode and the second electrode; And a spacer interposed between the second substrate and the second substrate.
  • a method for controlling an input device is a method for controlling an input device including a pressure-sensitive sensor whose output continuously changes according to a pressing force, and prepares a correction function g (V out ).
  • the output variable V out of the pressure sensor is replaced with the corrected output variable V out ′ of the pressure sensor, and the applied load variable F for the pressure sensor is replaced with the output variable V out.
  • the characteristic function f (F) is a function indicating the relationship between the applied load variable F and the output variable V out of the pressure sensor, and the inverse function f ⁇ 1 (F) is the applied load variable F and It is an inverse function of the output characteristic function f (F) with respect to the output variable Vout .
  • the resistance value of the pressure-sensitive sensor may continuously change according to the pressing force.
  • a method for controlling an input device is a method for controlling an input device including a pressure-sensitive sensor whose resistance value continuously changes in accordance with a pressing force, and a correction function g (V out ) is calculated.
  • a first step of preparing a second step of acquiring an actual output value of the pressure sensor, and substituting the actual output value into the correction function g (V out ), thereby correcting the actual output value.
  • the correction function g (V out ) is equal to the inverse function f ⁇ 1 (F) of the output characteristic function f (F) of the pressure sensor.
  • the output variable V out of the sensor is replaced with the corrected output variable V out ′ of the pressure sensor, and the applied load variable F to the pressure sensor is replaced with the output variable V out , and the output characteristic function f ( F) indicates the mark of the pressure sensor.
  • the input device includes a fixed resistor electrically connected in series to the pressure sensor, and the output characteristic function f (F) is expressed by the following equation (5): It is characterized by that.
  • V in is the input voltage value to said pressure sensor, R fix, said the resistance value of the fixed resistor, h (F), the applied load variable F And a resistance characteristic function showing the relationship between the pressure sensor and the resistance variable of the pressure sensor.
  • the resistance characteristic function h (F) is the following equation (6):
  • the correction function g (V out ) may be the following equation (7).
  • k is an intercept constant of the pressure sensor
  • n is an inclination constant of the pressure sensor
  • a control method for an input device is a control method for an input device including a pressure-sensitive sensor whose output continuously changes in accordance with a pressing force, and a correction function g (V out ) is prepared.
  • the output variable V out of the pressure sensor is replaced with the corrected output variable V out ′ of the pressure sensor, and the applied load variable F for the pressure sensor is replaced with the output variable V out.
  • a function that approximates the function replaced by The output characteristic function f (F) is a function indicating the relationship between the applied load variable F and the output variable V out of the pressure sensor, and the inverse function f ⁇ 1 (F) is the application function It is an inverse function of the output characteristic function f (F) with respect to the load variable F and the output variable Vout .
  • a method for controlling an input device is a method for controlling an input device including a pressure-sensitive sensor whose output continuously changes in accordance with a pressing force, and prepares a correction function g (V out ). And a second step of acquiring an actual output value of the pressure-sensitive sensor, and the actual output value is corrected by substituting the actual output value into the correction function g (V out ).
  • the output variable Vout is replaced with the corrected output variable Vout ′ of the pressure sensor, and the output load characteristic F is approximated to a function obtained by replacing the applied load variable F with the output variable Vout.
  • the function f (F) is the pressure sensitive sensor. Is a function indicating the relationship between the between the applied load variable F and the output variable V out of capacitors, the inverse function f -1 (F), the output characteristic function of the applied load variable F and the output variable V out It is an inverse function of f (F), and the correction function g (V out ) is the following equation (8).
  • a is a proportional constant of the pressure sensor.
  • the input device includes a plurality of the pressure-sensitive sensors
  • the first step includes preparing a plurality of the correction functions g (V out ), and the correction function g ( V out ) may individually correspond to each of the plurality of pressure-sensitive sensors.
  • the pressure-sensitive sensor includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a first electrode provided on the first substrate, and the first substrate.
  • a second electrode provided on the second substrate so as to oppose the first electrode; and a through hole at a position corresponding to the first electrode and the second electrode; And a spacer interposed between the second substrate and the second substrate.
  • the pressure sensor output characteristic function f (F) of the inverse function f -1 (F) for the output variable V out the corrected output variable V out 'output variables applied load variable F is replaced with the
  • the actual output value is corrected by substituting the actual output value into the correction function g (V out ) replaced with V out .
  • the applied load variable F is replaced with the output variable V out relative to the inverse function f -1 (F) of the output characteristic function f of the pressure-sensitive sensor (F) to the corrected output variable V out '
  • the actual output value is corrected by substituting the actual output value into the correction function g (V out ) that approximates the function replaced with the output variable V out .
  • FIG. 1 is a plan view of an input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the touch panel according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the pressure-sensitive sensor according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a modification of the pressure-sensitive sensor in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of the display device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a system configuration of the input device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a circuit diagram illustrating a detailed configuration of the acquisition unit in FIG.
  • FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the acquisition unit.
  • FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a first modification of the acquisition unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a second modification of the acquisition unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph showing the load-resistance characteristic (resistance characteristic function h (F)) of the pressure sensor in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a graph showing the load-output voltage characteristic (output characteristic function f (F)) of the pressure sensor in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a graph showing the corrected output value by the output characteristic function f (F), the inverse function f ⁇ 1 (F), and the correction function g (V out ) of the pressure-sensitive sensor according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 14A is a graph showing the output characteristics of the pressure-sensitive sensor before correction
  • FIG. 14B is a graph showing the output characteristics of the pressure-sensitive sensor after correction.
  • FIG. 15 is a graph showing the output characteristics of the pressure-sensitive sensor after correction using the first approximate function.
  • FIG. 16 is a graph showing the output characteristics of the pressure-sensitive sensor after correction using the second approximate function.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a method for controlling the input device according to the embodiment of the present invention.
  • 18A and 18B are graphs for explaining specific effects in the embodiment of the present invention, and FIG. 18A shows the output characteristics of the pressure-sensitive sensor before correction.
  • FIG. 18B shows the output characteristics after correction of the pressure sensor.
  • FIG. 1 and 2 are a plan view and a cross-sectional view of the input device according to this embodiment.
  • the structure of the input device 1 demonstrated below is only an example, and is not specifically limited to this.
  • the input device (electronic device) 1 in this embodiment includes a panel unit 10, a display device 40, a pressure sensor 50, a seal member 60, and a first support member 70.
  • the second support member 75, and the panel unit 10 includes the cover member 20 and the touch panel 30.
  • the panel unit 10 is supported by the first support member 70 via the pressure sensor 50 and the seal member 60, and the panel unit for the first support member 70 is elastically deformed by the pressure sensor 50 and the seal member 60. Ten minute vertical movements are allowed.
  • the input device 1 can display an image by the display device 40 (display function).
  • the input device 1 can detect the XY coordinate position by the touch panel 30 when an arbitrary position on the screen is indicated by an operator's finger or a touch pen (position input function). Furthermore, when the panel unit 10 is pressed in the Z direction by an operator's finger or the like, the input device 1 can detect the pressing operation by the pressure sensor 50 (press detection function).
  • the cover member 20 is comprised from the transparent substrate 21 which can permeate
  • the material constituting the transparent substrate 21 include glass, polymethyl methacrylate (PMMA), and polycarbonate (PC).
  • the lower surface of the transparent substrate 21 is provided with a shielding portion (frame portion) 23 formed by applying, for example, white ink or black ink.
  • the shielding portion 23 is formed in a frame shape in a region excluding the rectangular transparent portion 22 located in the center on the lower surface of the transparent substrate 21.
  • the shapes of the transparent portion 22 and the shielding portion 23 are not particularly formed as described above. Moreover, you may form the shielding part 23 by sticking the decorating member decorated in white and black on the lower surface of the transparent substrate 21. Alternatively, a transparent sheet having substantially the same size as that of the transparent substrate 21 and having only a portion corresponding to the shielding portion 23 colored in white or black is prepared, and the sheet is attached to the lower surface of the transparent substrate 21. Thus, the shielding part 23 may be formed.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the touch panel in the present embodiment.
  • the touch panel 30 is a capacitive touch panel provided with two electrode sheets 31 and 32 superimposed on each other as shown in FIG.
  • the structure of the touch panel is not particularly limited to this, and for example, a resistive film type touch panel or an electromagnetic induction type touch panel may be employed.
  • electrode patterns 312 and 322 described below may be formed on the lower surface of the cover member 20, and the cover member 20 may be used as a part of the touch panel.
  • a touch panel in which electrodes are formed on both surfaces of one sheet may be used.
  • the first electrode sheet 31 includes a first transparent base material 311 that can transmit visible light, and a plurality of first electrode patterns 312 provided on the first transparent base material 311. Yes.
  • Specific materials constituting the first transparent substrate 311 include, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), ethylene-acetic acid
  • resin materials such as vinyl copolymer resin (EVA), vinyl resin, polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyimide (PI), polyvinyl alcohol (PVA), acrylic resin, triacetyl cellulose (TAC), and glass. can do.
  • the first electrode pattern 312 is a transparent electrode made of, for example, indium tin oxide (ITO) or a conductive polymer, and is a strip-shaped planar pattern (so-called so-called) extending along the Y direction in FIG. Solid pattern).
  • ITO indium tin oxide
  • a conductive polymer e.g., polyimide
  • nine electrode patterns 312 are arranged in parallel to each other on the first transparent substrate 311. Note that the shape, number, arrangement, and the like of the first electrode pattern 312 are not particularly limited to the above.
  • the first electrode pattern 312 is made of ITO, it is formed by, for example, sputtering, photolithography, and etching.
  • the first electrode pattern 312 is composed of a conductive polymer, it may be formed by sputtering or the like as in the case of ITO, or a printing method such as screen printing or gravure offset printing, It may be formed by etching after coating.
  • the conductive polymer constituting the first electrode pattern 312 include organic compounds such as polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyacetylene, and polyphenylene, among which PEDOT It is preferable to use a / PSS compound.
  • the first electrode pattern 312 may be formed by printing a conductive paste on the first transparent substrate 311 and curing it. In this case, in order to ensure sufficient light transmittance of the touch panel 30, each first electrode pattern 312 is formed in a mesh shape instead of the planar pattern.
  • a conductive paste for example, a mixture of metal particles such as silver (Ag) or copper (Cu) and a binder such as polyester or polyphenol can be used.
  • the plurality of first electrode patterns 312 are connected to the touch panel controller 80 (see FIG. 7) via the first lead wiring pattern 313.
  • the first lead-out wiring pattern 313 is provided on the first transparent base material 311 at a position facing the shielding portion 23 of the cover member 20, and the operator pulls out the first lead-out wiring pattern 313. It is not visible. Therefore, the first lead wiring pattern 313 is formed by printing and curing a conductive paste on the first transparent substrate 311.
  • the second electrode sheet 32 also includes a second transparent substrate 321 that can transmit visible light, and a plurality of second electrode patterns 322 provided on the second transparent substrate 321. Yes.
  • the second transparent substrate 321 is made of the same material as the first transparent substrate 311 described above.
  • the second electrode pattern 322 is also a transparent electrode made of, for example, indium tin oxide (ITO) or a conductive polymer, like the first electrode pattern 312 described above.
  • ITO indium tin oxide
  • the second electrode pattern 322 is composed of a strip-shaped planar pattern extending along the X direction in FIG. In the example shown in FIG. 3, six second electrode patterns 322 are arranged in parallel to each other on the second transparent substrate 321.
  • the shape, number, arrangement, etc. of the second electrode wiring pattern 322 are not particularly limited to the above.
  • the plurality of second electrode patterns 322 are connected to the touch panel controller 80 (see FIG. 7) via the second lead wiring pattern 323.
  • the second lead wiring pattern 323 is provided on the second transparent base material 321 at a position facing the shielding portion 23 of the cover member 20, and the operator pulls the second lead wiring pattern 323 from the operator. It is not visible. For this reason, like the above-mentioned 1st extraction wiring pattern 313, this 2nd extraction wiring pattern 323 is also formed by printing the electrically conductive paste on the 2nd transparent base material 321, and hardening it.
  • the first electrode sheet 31 and the second electrode sheet 32 are attached to each other via a transparent adhesive so that the first electrode pattern 312 and the second electrode pattern 322 are substantially orthogonal in a plan view. It has been. Further, the touch panel 30 itself is also attached to the lower surface of the cover member 20 via a transparent adhesive so that the first and second electrode patterns 312 and 322 face the transparent portion 22 of the cover member 20.
  • transparent pressure-sensitive adhesives include acrylic pressure-sensitive adhesives.
  • the panel unit 10 including the cover member 20 and the touch panel 30 described above is supported by the first support member 70 via the pressure sensor 50 and the seal member 60 as shown in FIG.
  • the pressure sensitive sensors 50 are provided at the four corners of the panel unit 10.
  • the seal member 60 has a rectangular annular shape, is provided over the entire periphery along the outer edge of the panel unit 10, and is disposed outside the pressure-sensitive sensor 50.
  • the pressure-sensitive sensor 50 and the seal member 60 are respectively attached to the lower surface of the cover member 20 via an adhesive, and are attached to the first support member 70 via an adhesive. Note that the number and arrangement of the pressure sensitive sensors 50 are not particularly limited as long as the pressure sensitive sensors 50 can stably hold the panel unit 10.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the pressure-sensitive sensor according to the present embodiment
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating a modification of the pressure-sensitive sensor according to the present embodiment.
  • the pressure-sensitive sensor 50 includes a detection unit 51 and an elastic member 55, and the detection unit 51 includes a first electrode sheet 52, a second electrode sheet 53, and these And a spacer 54 interposed therebetween.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • the first electrode sheet 52 has a first substrate 521 and an upper electrode 522.
  • the first substrate 521 is a flexible insulating film, and is made of, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), or the like. Yes.
  • the upper electrode 522 includes a first upper electrode layer 523 and a second upper electrode layer 524, and is provided on the lower surface of the first base material 521.
  • the first upper electrode layer 523 is formed by printing and curing a conductive paste having a relatively low electrical resistance on the lower surface of the first substrate 521.
  • the second upper electrode layer 524 is formed by printing and curing a conductive paste having a relatively high electrical resistance on the lower surface of the first substrate 521 so as to wrap the first upper electrode layer 523. ing.
  • the second electrode sheet 53 also has a second base material 531 and a lower electrode 532.
  • the second base material 531 is made of the same material as the first base material 521 described above.
  • the lower electrode 532 includes a first lower electrode layer 533 and a second lower electrode layer 534, and is provided on the upper surface of the second base material 531.
  • the first lower electrode layer 533 is formed by printing and curing a conductive paste having a relatively low electrical resistance on the upper surface of the second base material 531 in the same manner as the first upper electrode layer 523 described above. Has been.
  • the second lower electrode layer 534 includes the second base material so that the first lower electrode layer 533 is wrapped with a conductive paste having a relatively high electrical resistance, like the second upper electrode layer 524 described above. It is formed by printing on the upper surface of 531 and curing.
  • examples of the conductive paste having a relatively low electrical resistance include a silver (Ag) paste, a gold (Au) paste, and a copper (Cu) paste.
  • a conductive paste having a relatively high electrical resistance for example, a carbon (C) paste can be exemplified. Examples of methods for printing these conductive pastes include screen printing, gravure offset printing, and inkjet method.
  • the first electrode sheet 52 and the second electrode sheet 53 are stacked with spacers 54 interposed therebetween.
  • the spacer 54 is composed of a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet, and the base material 541 has insulating properties such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), and the like. Consists of materials.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PI polyimide
  • PEI polyetherimide
  • a through hole 541 is formed at a position corresponding to the upper electrode 522 and the lower electrode 532.
  • the upper electrode 522 and the lower electrode 532 are located in the through hole 541 and face each other.
  • the thickness of the spacer 54 is adjusted so that the upper electrode 522 and the lower electrode 532 are in contact with each other when no pressure is applied to the pressure-sensitive sensor 50.
  • the upper electrode 522 and the lower electrode 532 may be separated from each other in the no-load state, but the electrodes are connected to each other even though pressure is applied by keeping the upper electrode 522 and the lower electrode 532 in contact with each other in the no-load state. Is not contacted (that is, a situation where the output of the pressure-sensitive sensor 50 is 0 (zero)), and the detection accuracy of the pressure-sensitive sensor 50 can be improved.
  • the upper electrode 522 and the lower electrode 532 When a predetermined voltage is applied between the upper electrode 522 and the lower electrode 532 and a load is applied to the pressure sensor 50 from above, the upper electrode 522 and the lower electrode 532 are brought into close contact according to the magnitude of the load. The degree increases and the electrical resistance between these electrodes 522, 532 decreases. On the other hand, when the load on the pressure sensor 50 is released, the degree of adhesion between the upper electrode 522 and the lower electrode 532 decreases, and the electrical resistance between these electrodes 522 and 532 increases.
  • the pressure sensor 50 can detect the magnitude of the pressure applied to the pressure sensor 50 based on this resistance change, and the input device 1 in the present embodiment can detect this pressure sensor.
  • the pressing operation of the panel unit 10 by the operator is detected by comparing the electric resistance value of 50 with a predetermined threshold value.
  • “the degree of adhesion increases” means that the microscopic contact area increases
  • “the degree of adhesion decreases” means that the microscopic contact area decreases. .
  • the second upper electrode layer 524 and the second lower electrode layer 534 may be formed by printing and curing pressure-sensitive ink instead of the carbon paste.
  • the pressure-sensitive ink for example, a quantum tunnel composite material using a quantum tunnel effect can be cited.
  • Other specific examples of the pressure-sensitive ink include those containing conductive particles such as metal and carbon, elastic particles such as organic elastic filler or inorganic oxide filler, and a binder. The surface of the pressure-sensitive ink is uneven by elastic particles.
  • the electrode layers 523, 524, 533, and 534 described above may be formed by plating or patterning instead of the printing method.
  • the sensitivity of the pressure sensor may be lowered as the distance from the center of the panel unit is closer. Specifically, the sensitivity of the pressure sensor can be reduced by reducing the resistance value of the first fixed resistor 912 described later or making the pressure sensor difficult to bend.
  • the elastic member 55 is laminated on the first electrode sheet 52 via an adhesive 551.
  • the elastic member 55 is made of an elastic material such as a foam material or a rubber material.
  • Specific examples of the foam material constituting the elastic member 55 include, for example, closed cell urethane foam, polyethylene foam, and silicone foam.
  • Examples of the rubber material constituting the elastic member 55 include polyurethane rubber, polystyrene rubber, and silicone rubber.
  • the elastic member 55 may be laminated under the second electrode sheet 53. Alternatively, the elastic member 55 may be stacked on the first electrode sheet 52 and may be stacked on the second electrode sheet 53.
  • the load applied to the pressure sensor 50 can be evenly distributed throughout the detection unit 51, and the detection accuracy of the pressure sensor 50 can be improved. be able to.
  • the support members 70 and 75 are distorted or when the tolerance in the thickness direction of the support members 70 and 75 is large, these can be absorbed by the elastic member 55.
  • the elastic member 55 can prevent the pressure sensor 50 from being damaged or broken.
  • the structure of the pressure sensor is not particularly limited to the above.
  • the annular protrusion 525 is formed by the second upper electrode layer 524B of the upper electrode 522B, and the lower electrode 532B is enlarged so as to have the same diameter as the protrusion 525.
  • the spacer 54B may be sandwiched between the protrusion 525 and the lower electrode 522B.
  • the protruding portion 525 in this example protrudes in the radial direction from the upper portion of the upper electrode 522B.
  • the inner diameter of the through hole 541B of the spacer 54B is relatively smaller than the outer diameter of the protrusion 525 of the upper electrode 532B and the outer diameter of the lower electrode 522B.
  • the structure of the pressure sensor is not particularly limited to the above.
  • a piezoelectric element or a strain gauge may be used as the pressure sensitive sensor.
  • a cantilever-shaped (or both-supported-beam) MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) element having a piezoresistive layer may be used as a pressure sensitive sensor.
  • a pressure sensor having a structure in which a polyamino acid material exhibiting piezoelectricity is sandwiched between insulating substrates each having electrodes formed by screen printing may be used as the pressure sensitive sensor.
  • a piezoelectric element using polyvinylidene fluoride (PVDF) exhibiting piezoelectricity may be used as a pressure sensitive sensor.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • a sensor that detects an applied load based on a change in capacitance between a pair of electrodes or a sensor that uses conductive rubber may be used as a pressure-sensitive sensor.
  • the seal member 60 is also made of an elastic material such as a foam material or a rubber material.
  • foam material constituting the sealing member 60 include closed cell urethane foam, polyethylene foam, silicone foam, and the like.
  • the rubber material constituting the seal member 60 include polyurethane rubber, polystyrene rubber, and silicone rubber.
  • the elastic modulus of the elastic member 55 described above is relatively higher than the elastic modulus of the seal member 60. Therefore, the pressing force can be accurately transmitted to the pressure sensor 50, and the detection accuracy of the pressure sensor 50 can be improved.
  • the pressure sensor 50 and the seal member 60 described above are sandwiched between the cover member 20 and the first support member 70 as shown in FIG.
  • the first support member 70 has a frame portion 71 and a holding portion 72.
  • the frame portion 71 has a rectangular frame shape having an opening that can accommodate the cover member 20.
  • the holding portion 72 has a rectangular ring shape, and protrudes from the lower end of the frame portion 71 toward the inside in the radial direction.
  • the pressure-sensitive sensor 50 and the seal member 60 are interposed between the cover member 20 and the first support member 70 by being held by the holding portion 72.
  • the first support member 70 is made of, for example, a metal material such as aluminum, or a resin material such as polycarbonate (PC) or ABS resin, and the frame portion 71 and the holding portion 72 are integrally formed. Has been.
  • FIG. 6 is a plan view of the display device according to the present embodiment.
  • the display device 40 includes a display area 41 on which an image is displayed, an outer edge area 42 that surrounds the display area 41, and flanges 43 that protrude from both ends of the outer edge area 42. Yes.
  • the display area 41 of the display device 40 is composed of a thin display device such as a liquid crystal display, an organic EL display, or electronic paper.
  • the through-hole 431 is provided in the flange 43, and the through-hole 431 faces a screw hole formed on the back surface of the first support member 70.
  • the display device 40 is fixed to the first support member 70 by screwing the screw 44 into the screw hole of the first support member 70 through the through hole 431, thereby
  • the display area 41 faces the transparent portion 22 of the cover member 20 through the central opening 721 of the first support member 70.
  • the second support member 75 is made of, for example, a metal material such as aluminum, or a resin material such as polycarbonate (PC) or ABS resin, like the first support member 70 described above.
  • the second support member 75 is attached to the first support member 70 via an adhesive so as to cover the back surface of the display device 40. Note that the second support member 75 may be screwed to the first support member 70 instead of the adhesive.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the system configuration of the input device according to the present embodiment
  • FIG. 8A is a circuit diagram showing details of the acquisition unit in FIG. 7
  • FIG. 8B is an equivalent circuit diagram of the acquisition unit
  • FIG. 9 and 10 are circuit diagrams showing modifications of the acquisition unit.
  • the input device 1 in this embodiment includes a touch panel controller 80 to which the touch panel 30 is electrically connected, a sensor controller 90 to which the pressure sensor 50 is electrically connected, the controller 80, And a computer 100 to which 90 is electrically connected.
  • the sensor controller 90 in the present embodiment corresponds to an example of a control unit in the present invention.
  • the touch panel controller 80 is composed of an electronic circuit equipped with a CPU, for example.
  • the touch panel controller 80 periodically applies a predetermined voltage between the first electrode pattern 312 and the second electrode pattern 322 of the touch panel 30, and sets the intersection between the first and second electrode patterns 312 and 322. Based on the change in capacitance, the finger position (X coordinate value and Y coordinate value) on the touch panel 30 is detected, and the XY coordinate value is output to the computer 100.
  • the touch panel controller 80 detects that the operator's finger has come into contact with the cover member 20 when the capacitance value is equal to or greater than a predetermined threshold value, and sends a touch-on signal to the sensor controller 90 via the computer 100. Is supposed to send. On the other hand, when the capacitance value is less than the predetermined threshold value, the touch panel controller 80 detects that the operator's finger has moved away from the cover member 20, and the sensor controller 90 touch-off signal is output via the computer 100. Is supposed to send.
  • the touch panel controller 80 may transmit a touch-on signal when it is detected that the operator's finger approaches within a predetermined distance from the cover member 20 (a so-called hover state).
  • the sensor controller 90 is also composed of an electronic circuit including, for example, a CPU. As shown in FIG. 7, the sensor controller 90 includes an acquisition unit 91, a storage unit 92, a first correction unit 93, a setting unit 94, a first calculation unit 95, a selection unit 96, and a second unit.
  • the correction part 97, the 2nd calculating part 98, and the sensitivity adjustment part 99 are provided functionally.
  • the acquisition unit 91 in the present embodiment corresponds to an example of the acquisition unit in the present invention
  • the storage unit 92 in the present embodiment corresponds to an example of the storage unit in the present invention
  • the first correction unit 93 in the present embodiment includes This corresponds to an example of a correction unit in the present invention.
  • the acquisition unit 91 includes a power source 911 connected in series to the upper electrode 522 (or the lower electrode 532) of the pressure sensor 50, and the pressure sensor 50.
  • a first fixed resistor 912 connected in series to the lower electrode 532 (or the upper electrode 522); an A / D converter 915 connected between the pressure sensor 50 and the first fixed resistor 912; It has.
  • the first fixed resistor 912 in the present embodiment corresponds to an example of the fixed resistor in the present invention.
  • an electrical resistance value between the electrodes 522 and 532 is determined according to the magnitude of the load. Change.
  • the acquisition unit 91 periodically samples an analog signal having a voltage value corresponding to such a resistance change from the pressure-sensitive sensor 50 at a constant interval, and converts the analog signal into a digital signal by the A / D converter 915.
  • the digital signal (actual output value) is output to the first correction unit 93.
  • the acquisition unit 91 is provided for each pressure sensor 50 and acquires an actual output value for each pressure sensor 50.
  • the acquisition unit 91 may include a second fixed resistor 913 that is connected in parallel to the pressure-sensitive sensor 50. Furthermore, as illustrated in FIG. 10, the acquisition unit 91 may include a third fixed resistor 914 connected in series to a parallel circuit including the pressure-sensitive sensor 50 and the second fixed resistor 913. . By adjusting the resistance values of the first to third fixed resistors 912 to 914, the output characteristics of the pressure sensor 50 can be made closer to a linear (linear) shape.
  • the storage unit 92 stores a correction function g (V out ) for correcting the actual output value of the pressure sensor 50 in a straight line.
  • the correction function g (V out ) is obtained by setting the output variable V out of the pressure sensor 50 to the inverse function f ⁇ 1 (F) of the output characteristic function f (F) of the pressure sensor 50. is replaced with the corrected output variable V out 'of the pressure sensitive sensor 50 is a function that replaces the applied load variable F with respect to the pressure sensor 50 to the output variable V out.
  • the correction function g (V out ) is expressed by the following equation (9).
  • R fix is the resistance of the first fixed resistor 912
  • V in is the input voltage value to the pressure sensor 50
  • k is an intercept constant of the pressure sensor 50
  • N are inclination constants of the pressure sensor 50.
  • a storage unit 92 is provided for each pressure sensor 50, and each storage unit 92 has a fitting parameter (specifically, the above k value) corresponding to each pressure sensor 50. And the correction function g (V out ) to which n) is input is stored. Such a correction function g (V out ) is individually set for each pressure sensor 50 and is set in advance in the manner described below.
  • FIG. 11 is a graph showing the load-resistance characteristic (resistance characteristic function h (F)) of the pressure-sensitive sensor in this embodiment
  • FIG. 12 is a load-output voltage characteristic (output characteristic function f () of the pressure-sensitive sensor in this embodiment. F)).
  • the resistance value of the pressure-sensitive sensor 50 is measured at a plurality of load points (in this example, three points circled in FIG. 11).
  • curve fitting curve fitting
  • the following formula (10) is an empirical formula that represents the characteristics of a pressure-sensitive sensor using the pressure dependence of contact resistance.
  • This equation (10) is a resistance characteristic function indicating the relationship between the applied load variable F for the pressure-sensitive sensor 50 and the resistance variable R sens of the pressure-sensitive sensor 50, and represents the resistance variable R sens for the applied load variable F. ing.
  • the output voltage value of the pressure sensor 50 is measured at a plurality of load points (three points circled in FIG. 12 in this example), and the measured output voltage value is used.
  • the values of the intercept constant k and the slope constant n may be calculated by fitting to the following equation (12).
  • the above formula (10) in this embodiment corresponds to an example of the resistance characteristic function h (F) in the present invention.
  • the resistance characteristic function h (F) is not particularly limited to this, and may be, for example, an approximation function using polynomial approximation, logarithmic approximation, power approximation, or the like.
  • the output voltage value of the pressure-sensitive sensor 50 detected using the circuit having the series fixed resistor 912 can be expressed by the following equation (11).
  • the following equation (12) can be obtained.
  • the following equation (12) is an output characteristic function indicating the relationship between the applied load variable F for the pressure sensor 50 and the output variable V out of the pressure sensor 50, and represents the output variable V out for the applied load variable F. Yes.
  • the correction function g (V out ) of the above equation (9) is an equation obtained by solving the above equation (12) with respect to the applied load variable F by equality modification.
  • the step of preparing the above expression (9) g (V out ) in advance as described above corresponds to an example of the first step in the present invention.
  • the resistance value of the second fixed resistor 913 shown in FIG. 9 is sufficiently larger than the resistance value R sens of the pressure sensor 50. Therefore, even if the acquisition unit 91 has the circuit configuration shown in FIG. 9, the second fixed resistor 913 can be ignored, and the above equation (12) can be used as it is.
  • Equation (14) may be used as the correction function g (V out ).
  • R 2 is the resistance value of the second fixed resistor 913.
  • the output voltage value of the pressure-sensitive sensor 50 detected using the acquisition unit 91 having the configuration shown in FIG. 9 can be expressed by the following equation (15). That is, as in the example shown in FIG. 9, when the acquisition unit 91 includes the second fixed resistance value, the resistance variable R sens in (11) is calculated from the pressure sensor 50 and the second fixed resistor. What is necessary is just to replace with the synthetic resistance of the parallel circuit comprised.
  • the above equation (14) is obtained by changing the output variable V out of the pressure sensor 50 to the corrected output variable V with respect to the inverse function f ⁇ 1 (F) of the output characteristic function f (F) of the equation (15). It is a function in which the applied load variable F for the pressure-sensitive sensor 50 is replaced with the output variable V out while being replaced with out ′. Note that an inverse function f ⁇ 1 (F) of the output characteristic function f (F) in the equation (15) is expressed by the following equation (16).
  • the resistance variable R sens in the above (11) is changed to a pressure-sensitive sensor in the same manner as in the example shown in FIG. 50 and a combined resistance of a parallel circuit composed of the second fixed resistor 913 and a third fixed resistor 924 connected in series to the parallel circuit.
  • the resistance value R fix in the above (11) can be replaced with their combined resistance. That's fine.
  • the first correction unit 93 substitutes the actual output value acquired by the acquisition unit 91 for the output variable V out in the correction function g (V out ) of the above equation (9).
  • the resistance value R fix of the first fixed resistor 912 and the input voltage value V in (that is, the voltage V in of the power source 911) to the pressure sensor 50 are known, and the intercept The constant k and the slope constant n are determined as described above.
  • the first correction unit 93 is provided for each pressure sensor 50 similarly to the acquisition unit 91 and the storage unit 92 described above, and the correction output value OP for each pressure sensor 50. n is calculated.
  • FIG. 13 is a graph showing the corrected output value by the output characteristic function f (F), the inverse function f ⁇ 1 (F), and the correction function g (V out ) of the pressure-sensitive sensor in the present embodiment
  • FIG. I s a graph showing the output characteristics of the pressure-sensitive sensor before correction
  • FIG. 14B is a graph showing the output characteristics of the pressure-sensitive sensor after correction.
  • the synthesis function of the output characteristic function f (F) and the inverse function f ⁇ 1 (F) is as shown in the following equation (17) in terms of the definition of the inverse function, as shown in FIG. It is an identity function.
  • the solid line indicates the output characteristic function f (F) of the above equation (12)
  • the alternate long and short dash line indicates the inverse function f ⁇ 1 (F) of the above equation (13)
  • the broken line indicates The value obtained by correcting the output value of the output characteristic function f (F) by the correction function g (V out ) is shown.
  • FIG. 14A shows nine types of output characteristic functions f (F) that are intentionally varied.
  • the voltage V in applied to the pressure sensor 50B by the power source 911 in the circuit shown in FIG. 8 is set to 5 V
  • three types of intercept constant k are set to 7000, 10000, and 13000
  • three types of slope constant n are set to 0.9, 1.0, and 1.1.
  • FIG. 14 (b) shows the corresponding theoretical output values (9) for the above-mentioned nine types of (13) created using the above three types of intercept constants k and three types of slope constants n. It is a graph which shows the result of substituting each (refer Fig.14 (a)).
  • FIG. 15 is a graph showing the output characteristic of the pressure-sensitive sensor after correction by the first approximate function
  • FIG. 16 is a graph showing the output characteristic of the pressure-sensitive sensor after correction by the second approximate function.
  • the storage unit 92 may store a first approximation function g (V out ) shown in the following equation (18) instead of the correction function g (V out ) shown in the above equation (9).
  • the first correction unit 93 may correct the actual output value using the first approximate function g (V out ).
  • the value of k ′ is set so that the corrected output value V out ′ becomes 1, for example, when the maximum load is applied (when 5N is applied in the example shown in FIG. 15).
  • FIG. 15 shows the corresponding theoretical output values (FIG. 14 (a)) with respect to the nine types of the above formula (18) created using the above three types of intercept constant k and the three types of slope constant n. It is a graph which shows the result of substituting (refer) each.
  • the storage unit 92 may store a second approximation function g (V out ) shown in the following equation (20) instead of the correction function g (V out ) shown in the above equation (9). Further, the first correction unit 93 may correct the actual output value using the second approximate function g (V out ).
  • the above equation (20) is based on the fact that the shape of the inverse function f ⁇ 1 (F) shown in FIG. 13 is similar to the shape of the following equation (21). Note that a in the above equation (20) is a proportionality constant, and is set so that the corrected output value V out ′ becomes 1, for example, when the maximum load is applied (when 5N is applied in the example shown in FIG. 16).
  • FIG. 16 shows the corresponding theoretical output values (FIG. 14 (a)) with respect to nine types of the above equation (20) created using the above three types of intercept constant k and three types of slope constant n. It is a graph which shows the result of substituting (refer) each.
  • the approximate function that can be used in place of the correction function g (V out ) is not particularly limited to the first approximate function and the second approximate function described above.
  • a function approximated by an approximation expression such as approximation or power approximation may be used.
  • the setting unit 94 of the sensor controller 90 outputs the actual output value of the pressure sensor 50 (that is, immediately before or after the contact detection). setting a corrected output value OP n contact simultaneously or actual output value sampled immediately before the detection) to the reference value OP 0.
  • the setting unit 94 is provided for each pressure sensor 50, and sets a reference value OP 0 for each pressure sensor 50.
  • the reference value OP 0 includes 0 (zero).
  • the setting unit 94 outputs the pressure sensor output value (that is, the approach) immediately after the approach detection. setting a corrected output value OP n of the detection simultaneously or output value sampled immediately after) the reference value OP 0.
  • the first calculation unit 95 calculates the first pressing force pn1 applied to the pressure sensor 50 according to the following equation (22). As shown in FIG. 7, the first calculation unit 95 is also provided for each pressure sensor 50 similarly to the acquisition unit 91, the storage unit 92, the first correction unit 93, and the first setting unit 94 described above. The first pressing force pn1 is calculated for each pressure-sensitive sensor 50.
  • Selecting unit 96 selects the minimum value from among the four reference values OP 0 set by the four setting unit 94, sets the minimum reference value to the comparison value S 0.
  • the second correction unit 97 calculates the correction value R n of each pressure sensor 50 according to the following equations (23) and (24), and uses the correction value R n to calculate the correction value R n of the pressure sensor 50.
  • the pressing force pn1 of 1 is corrected.
  • the second correction unit 96 is similar to the above-described acquisition unit 91, storage unit 92, first correction unit 93, setting unit 94, and first calculation unit 95. It is provided for each pressure sensor 50, and corrects the first pressing force pn1 for each pressure sensor 50.
  • pn1 ′ in the following equation (24) is a corrected first pressing force.
  • the pressure-sensitive sensor 50 has a curvilinear characteristic that the rate of decrease in the resistance value decreases as the applied load increases, and the resistance change according to the initial load even with the same load change amount. A phenomenon occurs in which the amount is different.
  • the four pressure sensors 50 included in the input device 1 may be applied with different initial loads depending on the posture of the input device 1 and the like. Therefore, the first pressing force pn1 calculated by the first calculating unit 95 greatly depends on the initial load of each pressure-sensitive sensor 50.
  • the pressure sensor 50 by correcting the first pressure p n1 using the correction value R n, to reduce the effect of the initial load applied to the first pressing force p n1, the pressure sensor 50 The detection accuracy is improved.
  • the selection unit 96 may select any one of the reference values OP 0 as the comparison value S 0. For example, the selection unit 96 selects the maximum value of the reference values OP 0 as the comparison value S 0. Also good.
  • the second calculation unit 98 calculates the first pressing force pn1 ′ after the correction of the four pressure-sensitive sensors 50 as the second pressing force pn2 applied to the cover member 20 according to the following equation (25). Calculate the sum of.
  • the sensitivity adjustment unit 99 calculates the final pressing force P n by adjusting the sensitivity of the second pressing force pn2 according to the following equation (26).
  • the pressing force P n calculated by the equation (26) is output to the computer 100.
  • k adj in the following equation (26) is a coefficient for adjusting the individual difference of the pressing of the operator, and is stored in advance in the sensitivity adjustment unit 99, for example, and is arbitrarily set according to the operator It is possible to do.
  • the sensor controller 90 includes an acquisition unit 91, a storage unit 92, a first correction unit 93, a setting unit 94, a first calculation unit 95, and a second correction unit 97, respectively. Just do it.
  • the computer 100 is an electronic computer including a CPU, a main storage device (RAM, etc.), an auxiliary storage device (hard disk, SSD, etc.), an interface, etc. As shown in FIG. A touch panel controller 80 and a sensor controller 90 are electrically connected via an interface. Although not particularly illustrated, the computer 100 executes various programs stored in the auxiliary storage device, and based on the finger position detected by the touch panel controller 80 and the pressing force P n detected by the sensor controller 90. Thus, the input operation intended by the operator is determined.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a method for controlling the input device according to this embodiment.
  • the acquisition unit 91 acquires actual output values from the four pressure-sensitive sensors 50 in step S10 of FIG. This actual output value is obtained for each pressure sensor 50.
  • the first correction unit 93 calculates the corrected output value OP n by correcting the actual output value using the correction function g (V out ), and the corrected output value OP n. Is output to the setting unit 94 and the first calculation unit 95. This correction output value OP n is also calculated for each pressure sensor 50.
  • step S30 of FIG. 17 the setting unit 94 determines whether or not a touch-on signal is input from the touch panel controller 80.
  • steps S10 to S30 are repeatedly executed.
  • step S40 in FIG. 17 the setting unit 94 outputs the actual output value sampled immediately before the contact detection.
  • the corrected output value OP n is set to the reference value OP 0.
  • the reference value OP 0 is set for each pressure-sensitive sensor 50, i.e., in this example is set four reference values OP 0.
  • the acquisition unit 91 acquires the actual output value of the pressure sensor 50 again in step S50 of FIG. This actual output value is obtained for each pressure sensor 50.
  • step S60 of FIG. 17 the first correction unit 93 corrects the actual output value acquired in step S50 using the correction function g (V out ), thereby correcting the corrected output value OP n. Is calculated. This correction output value OP n is also calculated for each pressure sensor 50.
  • step S70 of FIG. 17 the first arithmetic unit 95, according to the above (22), calculates a first pressing force p n1 from the corrected output value OP n and the reference value OP 0.
  • the first pressing force pn1 is also calculated for each pressure sensor 50.
  • step S80 of FIG. 17 the selection unit 96, sets the most small value comparison value S 0 of the four reference values OP 0.
  • step S90 of FIG. 17 the second correcting unit 97, according to the above (23), calculates a correction value R n of each of the pressure-sensitive sensor 50, in step S100 of FIG. 17, the second correction unit 97, according to the above (24), corrects the first pressing force p n1 using the correction value R n.
  • This correction value R n is also calculated for each pressure sensor 50.
  • step S110 of FIG. 17 the second calculation unit 98 calculates the sum of the corrected first pressing forces p n1 ′ of the four pressure sensitive sensors 50 according to the above equation (25). The second pressing force pn2 is obtained.
  • step S120 of FIG. 17 the sensitivity adjustment unit 99 adjusts the sensitivity of the second pressing force pn2 according to the above equation (26).
  • the adjusted second pressing force P n is output to the computer 100.
  • the computer 100 determines an input operation performed on the input device 1 by the operator based on the adjusted second pressing force Pn .
  • step S100 may be omitted, and in this case, the second pressing force pn2 calculated in step S110 is input to the computer 100.
  • step S80 may be executed only the first time after the touch-on signal is input from the touch controller 80.
  • step S140 of FIG. 17 unset comparison value S 0 and the four reference values OP 0 After that, the process returns to step S10 in FIG.
  • applied load is replaced with the output variable V out relative to the inverse function f -1 (F) of the output characteristic function f of the pressure-sensitive sensor 50 (F) to the corrected output variable V out '
  • the actual output value is corrected by substituting the actual output value into the correction function g (V out ) in which the variable F is replaced with the output variable V out .
  • steps S10 and S50 in FIG. 17 in the present invention correspond to an example of the second step in the present invention
  • steps S20 and S60 in FIG. 17 in the present invention correspond to an example of the third step in the present invention.
  • FIG. 18 (a) and 18 (b) are graphs for explaining specific effects in the present embodiment.
  • FIG. 18 (a) shows the output characteristics of the pressure-sensitive sensor before correction
  • FIG. b) shows the output characteristics of the pressure sensor after correction.
  • FIG. 18A is a graph created by acquiring the actual output value of the pressure-sensitive sensor 50B by the acquisition unit 91 configured as shown in FIG. 8A.
  • the pressure sensor 50B has the configuration shown in FIG. 5 described above, and the specific specifications of the pressure sensor 50B are as follows.
  • a PET sheet having a thickness of 100 ⁇ m was used as the first / second base materials 521 and 531, and the first upper / lower electrode layers 523 and 533B were formed by printing and curing a silver paste. .
  • the second upper / lower electrode layers 524B and 534B were formed by printing and curing a high resistance pressure sensitive carbon paste.
  • the thicknesses of these electrode layers 523, 524B, 533B, and 534B were all 10 ⁇ m.
  • the specific resistance of the second upper / lower electrode layers 524B and 534B was 100 ⁇ ⁇ cm.
  • the outer diameter of the first upper electrode layer 523 is 6 mm
  • the outer diameter of the second upper electrode layer 524B is 8 mm
  • the outer diameter of the first lower electrode layer 533B is 7.5 mm
  • the outer diameter of the electrode layer 534B was 8 mm.
  • a double-sided PSA sheet having a thickness of 10 ⁇ m was used as the spacer 54B, and the inner diameter of the through hole 541 was 7 mm.
  • an elastic material 55 having a thickness of 0.8 mm was pasted on the first substrate 521 through an adhesive tape 551 having a thickness of 150 ⁇ m.
  • the specific specifications of the acquisition unit 91 are as follows.
  • the applied voltage V in for the pressure-sensitive sensor 50B by the power 911 of the acquisition unit 91 is 5V
  • the resistance value R fix the first fixed resistor 912 was 2200Omu.
  • the actual output value of the pressure sensor 50 and the output variable V out of the output characteristic function f (F) are described as voltage values. You may use for the actual output value of a pressure sensor, or the output variable of an output characteristic function.
  • the first correction unit 93 is arranged immediately after the income unit 91.
  • the first correction unit 93 is not particularly limited thereto, and the first correction unit 93 is arbitrarily set within the sensor controller 90. You may arrange in a position.
  • the panel unit includes at least a touch panel, but the present invention is not particularly limited to this.
  • the panel unit may not include a touch panel, and may be configured only from a cover member, for example.
  • the pressure-sensitive sensors 50 are arranged at the four corners of the input device 1, but the present invention is not particularly limited thereto.
  • the pressure-sensitive sensor is configured by a sheet-shaped capacitive sensor and a transparent elastic member provided on the capacitive sensor.
  • the pressure-sensitive sensor may be interposed between the touch panel 30 and the display device 40 with the transparent elastic member facing the touch panel 30.
  • This pressure-sensitive sensor has the same size as the touch panel 30 and is laminated on the entire back surface of the touch panel 30.
  • the capacitance sensor is divided into a plurality of detection areas, and the sensor controller 90 acquires detection results from the plurality of detection areas, respectively.
  • a screw 44 see FIG. 2 for fixing the display device 40 to the first support member 70 is used. It becomes unnecessary.

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Abstract

入力装置１は、感圧センサ５０とセンサコントローラ９０を備え、センサコントローラ９０は、感圧センサ５０の実出力値を取得する取得部９１と、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部９２と、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に実出力値を代入することで、感圧センサ５０の出力特性を直線化するために、実出力値を補正する補正部９３と、を有しており、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、感圧センサ５０の出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、感圧センサ５０の出力変数Ｖｏｕｔを感圧センサ５０の補正出力変数Ｖｏｕｔ'に置き換えると共に、感圧センサ６０に対する印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数である。

Description

入力装置及び入力装置の制御方法
　本発明は、感圧センサを備えた入力装置、及び、当該入力装置の制御方法に関するものである。
　文献の参照による組み込みが認められる指定国については、２０１３年１２月２７日に日本国に出願された特願２０１３－２７２９６８に記載された内容を参照により本明細書に組み込み、本明細書の記載の一部とする。
　感圧センサの検出精度向上のため、感圧センサの特性の個体間のバラツキを低減する技術として、次のようなものが知られている。
　すなわち、実測データに基づいて出力対圧力の関係を表す近似式を個体毎に定める技術（例えば特許文献１参照）や、外力が０の場合に感圧センサの抵抗値も０とし、外力が最大の場合に感圧センサの抵抗値が１とする外力－抵抗特性の規格化情報を定める技術が知られている（例えば特許文献２参照）。
特開２００５－１０６５１３号公報 特開２０１１－１３３４２１号公報
　しかしながら、そもそも、感圧センサは、印加荷重が大きくなるほど抵抗値の低下率が鈍化する曲線的な特性を有している。このため、同一の荷重変化量であっても初期荷重に応じて抵抗変化量が異なってしまうという現象が生じる。従って、感圧センサの特性の直線化を図らなければ、感圧センサの検出精度の向上を十分に図ることはできない、という問題がある。
　本発明が解決しようとする課題は、感圧センサの特性の直線化を図ることで、感圧センサの検出精度の向上を図ることが可能な入力装置及び入力装置の制御方法を提供することである。
　［１］本発明に係る入力装置は、押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサと、前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、前記制御手段は、前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする。
　［２］上記発明において、前記感圧センサは、押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化してもよい。
　［３］本発明に係る入力装置は、押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化する感圧センサと、前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、前記制御手段は、前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、前記取得部は、前記感圧センサに電気的に直列接続された固定抵抗体を有しており、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、下記の（１）式であることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　但し、前記（１）式において、Ｖｉｎは、前記感圧センサへの入力電圧値であり、Ｒｆｉｘは、前記固定抵抗体の抵抗値であり、ｈ（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆと前記感圧センサの抵抗変数との関係を示す抵抗特性関数である。
　［４］上記発明において、前記抵抗特性関数ｈ（Ｆ）は、下記の（２）式であり、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（３）式であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　但し、前記（２）式及び前記（３）式において、ｋは、前記感圧センサの切片定数であり、ｎは、前記感圧センサの傾き定数である。
　［５］上記発明において、前記（３）式において、ｎ＝１であってもよい。
　［６］本発明に係る入力装置は、押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサと、前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、前記制御手段は、前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする。
　［７］本発明に係る入力装置は、押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサと、前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、前記制御手段は、前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（４）式であることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　但し、前記（４）式において、ａは、前記感圧センサの比例定数である。
　［８］上記発明において、前記入力装置は、複数の前記感圧センサを備え、前記記憶部は、複数の前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶しており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、複数の前記感圧センサのそれぞれに個別的に対応していてもよい。
　［９］上記発明において、前記入力装置は、タッチパネルを少なくとも有するパネルユニットをさらに備えており、前記感圧センサは、前記パネルユニットを介して印加された荷重を検出してもよい。
　［１０］上記発明において、前記感圧センサは、第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に対向するように前記第２の基板に設けられた第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極に対応する位置に貫通孔を有し、前記第１の基板と前記第２の基板との間に介在するスペーサと、を備えてもよい。
　［１１］本発明に係る入力装置の制御方法は、押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする。
　［１２］上記発明において、前記感圧センサは、押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化してもよい。
　［１３］本発明に係る入力装置の制御方法は、押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、前記入力装置は、前記感圧センサに電気的に直列接続された固定抵抗体を備えており、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、下記の（５）式であることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　但し、前記（５）式において、Ｖｉｎは、前記感圧センサへの入力電圧値であり、Ｒｆｉｘは、前記固定抵抗体の抵抗値であり、ｈ（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆと前記感圧センサの抵抗変数との関係を示す抵抗特性関数である。
　［１４］上記発明において、前記抵抗特性関数ｈ（Ｆ）は、下記の（６）式であり、
　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（７）式であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　但し、前記（６）式及び前記（７）式において、ｋは、前記感圧センサの切片定数であり、ｎは、前記感圧センサの傾き定数である。
　［１５］上記発明において、前記（７）式において、ｎ＝１であってもよい。
　［１６］本発明に係る入力装置の制御方法は、押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする。
　［１７］本発明に係る入力装置の制御方法は、押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（８）式であることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　但し、前記（８）式において、ａは、前記感圧センサの比例定数である。
　［１８］上記発明において、前記入力装置は、複数の前記感圧センサを備え、前記第１のステップは、複数の前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備することを含み、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、複数の前記感圧センサのそれぞれに個別的に対応していてもよい。
　［１９］上記発明において、前記感圧センサは、第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に対向するように前記第２の基板に設けられた第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極に対応する位置に貫通孔を有し、前記第１の基板と前記第２の基板との間に介在するスペーサと、を備えてもよい。
　本発明によれば、感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して出力変数Ｖｏｕｔを補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に、実出力値を代入することで、実出力値を補正する。これにより、感圧センサの出力特性の直線化を図ることができ、延いては感圧センサの検出精度の向上を図ることができる。
　また、本発明によれば、感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して出力変数Ｖｏｕｔを補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に、実出力値を代入することで、実出力値を補正する。これにより、感圧センサの出力特性の直線化を図ることができ、延いては感圧センサの検出精度の向上を図ることができる。
図１は、本発明の実施形態における入力装置の平面図である。 図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。 図３は、本発明の実施形態におけるタッチパネルの分解斜視図である。 図４は、本発明の実施形態における感圧センサの断面図である。 図５は、本発明の実施形態における感圧センサの変形例を示す拡大断面図である。 図６は、本発明の実施形態における表示装置の平面図である。 図７は、本発明の実施形態における入力装置のシステム構成を示すブロック図である 図８（ａ）は、図７の取得部の詳細構成を示す回路図であり、図８（ｂ）は当該取得部の等価回路図である。 図９は、本発明の実施形態における取得部の第１変形例を示す回路図である。 図１０は、本発明の実施形態における取得部の第２変形例を示す回路図である。 図１１は、本発明の実施形態における感圧センサの荷重－抵抗特性（抵抗特性関数ｈ（Ｆ））を示すグラフである。 図１２は、本発明の実施形態における感圧センサの荷重－出力電圧特性（出力特性関数ｆ（Ｆ））を示すグラフである。 図１３は、本発明の実施形態における感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）、逆関数ｆ－１（Ｆ）、及び、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）による補正出力値を示すグラフである。 図１４（ａ）は、補正前の感圧センサの出力特性を示すグラフであり、図１４（ｂ）は、補正後の感圧センサの出力特性を示すグラフである。 図１５は、第１の近似関数を用いた補正後の感圧センサの出力特性を示すグラフである。 図１６は、第２の近似関数を用いた補正後の感圧センサの出力特性を示すグラフである。 図１７は、本発明の実施形態における入力装置の制御方法を示すフローチャートである。 図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、本発明の実施形態における具体的な効果を説明するためのグラフであり、図１８（ａ）は、感圧センサの補正前の出力特性を示し、図１８（ｂ）は、当該感圧センサの補正後の出力特性を示す。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１及び図２は本実施形態における入力装置の平面図及び断面図である。なお、以下に説明する入力装置１の構成は一例に過ぎず、特にこれに限定されない。
　本実施形態における入力装置（電子機器）１は、図１及び図２に示すように、パネルユニット１０と、表示装置４０と、感圧センサ５０と、シール部材６０と、第１の支持部材７０と、第２の支持部材７５と、を備えており、パネルユニット１０は、カバー部材２０と、タッチパネル３０と、を備えている。パネルユニット１０は、感圧センサ５０とシール部材６０を介して第１の支持部材７０に支持されており、感圧センサ５０及びシール部材６０の弾性変形によって、第１の支持部材７０に対するパネルユニット１０の微小な上下動が許容されている。
　この入力装置１は、表示装置４０によって画像を表示することが可能となっている（表示機能）。また、この入力装置１は、操作者の指やタッチペン等によって画面上における任意の位置が示されると、タッチパネル３０によってそのＸＹ座標位置を検出することが可能となっている（位置入力機能）。さらに、操作者の指等によってパネルユニット１０がＺ方向に押圧されると、この入力装置１は、感圧センサ５０によってその押圧操作を検出することが可能となっている（押圧検出機能）。
　カバー部材２０は、図１及び図２に示すように、可視光線を透過することが可能な透明基板２１から構成されている。こうした透明基板２１を構成する材料の具体例としては、例えば、ガラス、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等を例示することができる。
　この透明基板２１の下面には、例えば白色インクや黒色インク等を塗布することで形成された遮蔽部分（額縁部分）２３が設けられている。この遮蔽部分２３は、透明基板２１の下面において中央に位置する矩形状の透明部分２２を除いた領域に枠状に形成されている。
　なお、透明部分２２と遮蔽部分２３の形状は特に上記に形成されない。また、白色や黒色に加飾された加飾部材を透明基板２１の下面に貼り合わせることで、遮蔽部分２３を形成してもよい。或いは、透明基板２１と略同一の大きさを有し、遮蔽部分２３に対応する部分のみが白色又は黒色に着色された透明なシートを準備し、当該シートを透明基板２１の下面に貼り付けることで、遮蔽部分２３を形成してもよい。
　図３は本実施形態におけるタッチパネルの分解斜視図である。
　タッチパネル３０は、図３に示すように、相互に重ね合わせられた２枚の電極シート３１，３２を備えた静電容量方式のタッチパネルである。
　なお、タッチパネルの構造は、特にこれに限定されず、例えば、抵抗膜方式のタッチパネルや、電磁誘導方式のタッチパネルを採用してもよい。また、以下に説明する電極パターン３１２，３２２をカバー部材２０の下面に形成して、カバー部材２０をタッチパネルの一部として利用してもよい。或いは、２枚の電極シート３１，３２に代えて、一枚のシートの両面に電極を形成したタッチパネルを用いてもよい。
　第１の電極シート３１は、可視光線を透過可能な第１の透明基材３１１と、この第１の透明基材３１１上に設けられた複数の第１の電極パターン３１２と、を有している。
　第１の透明基材３１１を構成する具体的な材料としては、例えば、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）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、エチレン－酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、ビニル系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の樹脂材料やガラスを例示することができる。
　第１の電極パターン３１２は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や導電性高分子から構成された透明電極であり、図３中のＹ方向に沿って延在する短冊形状の面状パターン（所謂ベタパターン）で構成されている。図３に示す例では、第１の透明基材３１１上において、９本の電極パターン３１２が相互に平行に並べられている。なお、第１の電極パターン３１２の形状、数、配置等は上記に特に限定されない。
　第１の電極パターン３１２をＩＴＯで構成する場合には、例えば、スパッタリング、フォトリソグラフィ、及び、エッチングによって形成する。一方、第１の電極パターン３１２を導電性高分子で構成する場合には、ＩＴＯの場合と同様にスパッタリング等によって形成してもよいし、或いは、スクリーン印刷やグラビアオフセット印刷等の印刷法や、コーティングした後にエッチングを行うことによって形成してもよい。
　第１の電極パターン３１２を構成する導電性高分子の具体例としては、例えば、ポリチオフェン系、ポリピロール系、ポリアニリン系、ポリアセチレン系、ポリフェニレン系等の有機化合物を例示することができるが、この中でもＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ化合物を用いることが好ましい。
　なお、この第１の電極パターン３１２を、導電性ペーストを第１の透明基材３１１上に印刷して硬化させることで形成してもよい。この場合には、タッチパネル３０の十分な光透過性を確保するために、それぞれの第１の電極パターン３１２を、面状パターンに代えて、メッシュ状に形成する。導電性ペーストとしては、例えば、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）等の金属粒子と、ポリエステルやポリフェノール等のバインダと、を混合したものを用いることができる。
　複数の第１の電極パターン３１２は、第１の引出配線パターン３１３を介してタッチパネルコントローラ８０（図７参照）に接続されている。この第１の引出配線パターン３１３は、第１の透明基材３１１上において、カバー部材２０の遮蔽部分２３に対向する位置に設けられており、操作者からはこの第１の引出配線パターン３１３を視認できないようになっている。このため、この第１の引出配線パターン３１３は、導電性ペーストを第１の透明基材３１１上に印刷して硬化させることで形成されている。
　第２の電極シート３２も、可視光線を透過可能な第２の透明基材３２１と、この第２の透明基材３２１上に設けられた複数の第２の電極パターン３２２と、を有している。
　第２の透明基材３２１は、上述の第１の透明基材３１１と同様の材料で構成されている。また、第２の電極パターン３２２も、上述の第１の電極パターン３１２と同様に、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や導電性高分子から構成された透明電極である。
　この第２の電極パターン３２２は、図３中のＸ方向に沿って延在する短冊状の面状パターンで構成されている。図３に示す例では、第２の透明基材３２１上において、６本の第２の電極パターン３２２が相互に平行に並べられている。なお、第２の電極配線パターン３２２の形状、数、配置等は上記に特に限定されない。
　複数の第２の電極パターン３２２は、第２の引出配線パターン３２３を介して、タッチパネルコントローラ８０（図７参照）に接続されている。この第２の引出配線パターン３２３は、第２の透明基材３２１上において、カバー部材２０の遮蔽部分２３に対向する位置に設けられており、操作者からはこの第２の引出配線パターン３２３を視認できないようになっている。このため、上述の第１の引出配線パターン３１３と同様に、この第２の引出配線パターン３２３も、導電ペーストを第２の透明基材３２１上に印刷して硬化させることで形成されている。
　第１の電極シート３１と第２の電極シート３２は、平面視において第１の電極パターン３１２と第２の電極パターン３２２が実質的に直交するように、透明粘着剤を介して相互に貼り付けられている。また、タッチパネル３０自体も、第１及び第２の電極パターン３１２，３２２がカバー部材２０の透明部分２２に対向するように、透明粘着剤を介して、カバー部材２０の下面に貼り付けられている。こうした透明粘着剤の具体例としては、例えば、アクリル系粘着剤等を例示することができる。
　以上に説明したカバー部材２０とタッチパネル３０から構成されるパネルユニット１０は、図２に示すように、感圧センサ５０とシール部材６０を介して第１の支持部材７０に支持されている。図１に示すように、感圧センサ５０は、パネルユニット１０の四隅に設けられている。これに対し、シール部材６０は、矩形の環状形状を有し、パネルユニット１０の外縁に沿って全周に亘って設けられており、感圧センサ５０の外側に配置されている。感圧センサ５０及びシール部材６０は、粘着剤を介してカバー部材２０の下面にそれぞれ貼り付けられていると共に、粘着剤を介して第１の支持部材７０にそれぞれ貼り付けられている。なお、感圧センサ５０がパネルユニット１０を安定して保持可能であれば、感圧センサ５０の数や配置は特に限定されない。
　図４は本実施形態における感圧センサの断面図、図５は本実施形態における感圧センサの変形例を示す拡大断面図である。
　感圧センサ５０は、図４に示すように、検出部５１と、弾性部材５５と、を備えており、検出部５１は、第１の電極シート５２と、第２の電極シート５３と、これらの間に介装されたスペーサ５４と、を備えている。なお、図４は、図１のIV-IV線に沿った断面図である。
　第１の電極シート５２は、第１の基材５２１と、上部電極５２２と、を有している。第１の基材５２１は、可撓性を有する絶縁性フィルムであり、例えば、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）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等から構成されている。
　上部電極５２２は、第１の上部電極層５２３と第２の上部電極層５２４から構成されており、第１の基材５２１の下面に設けられている。第１の上部電極層５２３は、電気的抵抗の比較的低い導電性ペーストを第１の基材５２１の下面に印刷して硬化させることで形成されている。一方、第２の上部電極層５２４は、電気的抵抗の比較的高い導電性ペーストを第１の上部電極層５２３を包むように第１の基材５２１の下面に印刷して硬化させることで形成されている。
　第２の電極シート５３も、第２の基材５３１と、下部電極５３２と、を有している。第２の基材５３１は、上述の第１の基材５２１と同様の材料で構成されている。下部電極５３２は、第１の下部電極層５３３と第２の下部電極層５３４から構成されており、第２の基材５３１の上面に設けられている。
　第１の下部電極層５３３は、上述の第１の上部電極層５２３と同様に、電気的抵抗の比較的低い導電性ペーストを第２の基材５３１の上面に印刷して硬化させることで形成されている。一方、第２の下部電極層５３４は、上述の第２の上部電極層５２４と同様に、電気的抵抗の比較的高い導電性ペーストを第１の下部電極層５３３を包むように第２の基材５３１の上面に印刷して硬化させることで形成されている。
　なお、電気的抵抗の比較的低い導電性ペーストとしては、例えば、銀（Ａｇ）ペースト、金（Ａｕ）ペースト、銅（Ｃｕ）ペーストを例示することができる。これに対し、電気的抵抗の比較的高い導電性ペーストとしては、例えば、カーボン（Ｃ）ペーストを例示することができる。また、これらの導電性ペーストを印刷する方法としては、例えば、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、インクジェット法等を例示することができる。
　第１の電極シート５２と第２の電極シート５３は、スペーサ５４を介して積層されている。このスペーサ５４は、両面粘着シートから構成されており、その基材５４１は、例えば、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）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等の絶縁性材料から構成されている。このスペーサ５４は、その両面に設けられた粘着層を介して、第１及び第２の電極シート５２，５３にそれぞれ貼り付けられている。
　このスペーサ５４には、上部電極５２２及び下部電極５３２に対応する位置に貫通孔５４１形成されている。上部電極５２２及び下部電極５３２は、この貫通孔５４１の中に位置しており相互に対向している。また、このスペーサ５４の厚さは、感圧センサ５０に対して圧力が印加されていない状態において、上部電極５２２及び下部電極５３２が相互に接触するように調整されている。
　なお、無負荷状態において上部電極５２２及び下部電極５３２が離れていてもよいが、上部電極５２２及び下部電極５３２を無負荷状態で接触させておくことで、圧力が印加されているのに電極同士が非接触であるという事態（すなわち、感圧センサ５０の出力が０（ゼロ）である事態）がなくなり、感圧センサ５０の検出精度の向上を図ることができる。
　上部電極５２２と下部電極５３２の間に所定電圧を印加した状態で、感圧センサ５０に対して上方から荷重が加わると、当該荷重の大きさに応じて上部電極５２２と下部電極５３２との密着度が増加し、これらの電極５２２，５３２の間の電気抵抗が減少する。一方、感圧センサ５０に対する荷重が解放されると、上部電極５２２と下部電極５３２との密着度が減少し、これらの電極５２２，５３２間の電気抵抗が増加する。
　このように、感圧センサ５０は、この抵抗変化に基づいて感圧センサ５０に加わる圧力の大きさを検出することが可能となっており、本実施形態における入力装置１は、この感圧センサ５０の電気抵抗値を所定の閾値と比較することで、操作者によるパネルユニット１０の押圧操作を検出する。なお、本実施形態において、「密着度が増加する」とは、微視的な接触面積の増加を意味し、「密着度が減少する」とは、微視的な接触面積の減少を意味する。
　なお、第２の上部電極層５２４や第２の下部電極層５３４を、カーボンペーストに代えて、感圧インクを印刷して硬化させることで形成してもよい。感圧インクの具体例としては、例えば、量子トンネル効果を利用した量子トンネル複合材料を挙げることができる。また、感圧インクの他の具体例としては、例えば、金属やカーボン等の導電粒子と、有機物弾性フィラーまたは無機酸化物フィラー等の弾性粒子と、バインダと、を含んだものを例示することができ、この感圧インクの表面は弾性粒子によって凹凸状になっている。また、上述した電極層５２３，５２４，５３３，５３４を、印刷法に代えて、めっき処理やパターニング処理によって形成してもよい。また、平面視においてパネルユニットの中心から感圧センサまでの距離が相違する場合には、パネルユニットの中心に近いほど、感圧センサの感度を低下させてもよい。具体的には、後述する第１の固定抵抗体９１２の抵抗値を小さくしたり、或いは、感圧センサを撓み難くすることで、感圧センサの感度を低下させることができる。
　弾性部材５５は、第１の電極シート５２の上に粘着剤５５１を介して積層されている。この弾性部材５５は、発泡材やゴム材料等の弾性材料から構成されている。弾性部材５５を構成する発泡材の具体例としては、例えば、独立気泡型のウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、シリコーンフォーム等を例示することができる。また、弾性部材５５を構成するゴム材料としては、ポリウレタンゴム、ポリスチレンゴム、シリコーンゴム等を例示することができる。なお、弾性部材５５を、第２の電極シート５３の下に積層してもよい。或いは、弾性部材５５を、第１の電極シート５２の上に積層すると共に、第２の電極シート５３の下に積層してもよい。
　こうした弾性部材５５を感圧センサ５０が備えることで、感圧センサ５０に対して印加された荷重を検出部５１全体に均等に分散させることができ、感圧センサ５０の検出精度の向上を図ることができる。また、支持部材７０，７５等が歪んでいる場合や支持部材７０，７５等の厚さ方向の公差が大きい場合に、弾性部材５５によってこれらを吸収するこができる。さらに、感圧センサ５０に過大な圧力や衝撃が加わった場合に、こうした弾性部材５５によって感圧センサ５０の損傷や破壊を防止することもできる。
　なお、感圧センサの構造は上記に特に限定されない。例えば、図５に示す感圧センサ５０Ｂのように、上部電極５２２Ｂの第２の上部電極層５２４Ｂによって環状の突出部５２５を形成し、下部電極５３２Ｂを突出部５２５と同一径となるように拡大し、さらに当該突出部５２５と下部電極５２２Ｂとの間にスペーサ５４Ｂを挟むように構成してもよい。本例における突出部５２５は、上部電極５２２Ｂの上部から径方向に突出している。また、本例におけるスペーサ５４Ｂの貫通孔５４１Ｂの内径は、上部電極５３２Ｂの突出部５２５の外径や下部電極５２２Ｂの外径に対して相対的に小さくなっている。
また、印加荷重と感圧センサの出力との関係が非線形のものであれば、感圧センサの構造は、特に上記に限定されない。例えば、圧電素子や歪みゲージを感圧センサとしても用いてもよい。或いは、ピエゾ抵抗層を有する片持梁形状（或いは両持梁形状）のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子を、感圧センサとして用いてもよい。或いは、スクリーン印刷によって電極をそれぞれ形成した絶縁性基板の間に、圧電性を示すポリアミノ酸材料を挟み込んだ構造を有する圧力センサを、感圧センサとして用いてもよい。或いは、圧電性を示すポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いた圧電素子を、感圧センサとして用いてもよい。或いは、一対の電極間の静電容量の変化に基づいて印加荷重を検出するものや、導電性ゴムを用いたものを、感圧センサとしても用いてもよい。
　シール部材６０も、上述の弾性部材５５と同様に、発泡材やゴム材料等の弾性材料から構成されている。シール部材６０を構成する発泡材の具体例としては、例えば、独立気泡型のウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、シリコーンフォーム等を例示することができる。また、シール部材６０を構成するゴム材料としては、ポリウレタンゴム、ポリスチレンゴム、シリコーンゴム等を例示することができる。こうしたシール部材６０をカバー部材２０と第１の支持部材７０との間に設けることで、外部からの異物の侵入を防止することができる。
　なお、上述の弾性部材５５の弾性率は、シール部材６０の弾性率に対して相対的に高いことが好ましい。これにより、押圧力を感圧センサ５０に正確に伝達することができ、感圧センサ５０の検出精度の向上を図ることができる。
　以上に説明した感圧センサ５０とシール部材６０は、図２に示すように、カバー部材２０と第１の支持部材７０との間に挟まれている。第１の支持部材７０は、枠部７１と、保持部７２と、を有している。枠部７１は、カバー部材２０を収容可能な開口を有する矩形枠形状を有している。一方、保持部７２は、矩形環形状を有しており、枠部７１の下端から径方向内側に向かって突出している。感圧センサ５０とシール部材６０は、この保持部７２に保持されることで、カバー部材２０と第１の支持部材７０の間に介装されている。この第１の支持部材７０は、例えば、アルミニウム等の金属材料、或いは、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂等の樹脂材料等で構成されており、枠部７１と保持部７２とが一体的に形成されている。
　図６は本実施形態における表示装置の平面図である。
　表示装置４０は、図６に示すように、画像が表示される表示領域４１と、その表示領域４１を取り囲む外縁領域４２と、その外縁領域４２の両端から突出するフランジ４３と、を有している。この表示装置４０の表示領域４１は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、又は、電子ペーパ等の薄型の表示デバイスで構成されている。
　フランジ４３には貫通孔４３１が設けられており、この貫通孔４３１は第１の支持部材７０の背面に形成されたネジ穴に対向している。図２に示すように、ネジ４４が貫通孔４３１を介して第１の支持部材７０のネジ穴に螺合することで、表示装置４０が第１の支持部材７０に固定されており、これにより、表示領域４１が第１の支持部材７０の中央開口７２１を介してカバー部材２０の透明部分２２に対向している。
　第２の支持部材７５は、上述の第１の支持部材７０と同様に、例えば、アルミニウム等の金属材料、或いは、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂等の樹脂材料等で構成されている。この第２の支持部材７５は、表示装置４０の背面を覆うように、粘着剤を介して、第１の支持部材７０に取り付けられている。なお、粘着剤に代えて、第２の支持部材７５を第１の支持部材７０にネジ止めしてもよい。
　次に、本実施形態における入力装置１のシステム構成について、図７～図１０を参照しながら説明する。
　図７は本実施形態における入力装置のシステム構成を示すブロック図、図８（ａ）は図７の取得部の詳細を示す回路図、図８（ｂ）は当該取得部の等価回路図、図９及び図１０は取得部の変形例を示す回路図である。
　本実施形態における入力装置１は、図７に示すように、タッチパネル３０が電気的に接続されたタッチパネルコントローラ８０と、感圧センサ５０が電気的に接続されたセンサコントローラ９０と、当該コントローラ８０，９０が電気的に接続されたコンピュータ１００と、を備えている。本実施形態におけるセンサコントローラ９０が、本発明における制御手段の一例に相当する。
　タッチパネルコントローラ８０は、例えばＣＰＵ等を備えた電子回路等で構成されている。このタッチパネルコントローラ８０は、タッチパネル３０の第１の電極パターン３１２と第２の電極パターン３２２との間に所定電圧を周期的に印加し、第１及び第２の電極パターン３１２，３２２の交点毎の静電容量の変化に基づいて、タッチパネル３０上における指の位置（Ｘ座標値及びＹ座標値）を検出し、当該ＸＹ座標値をコンピュータ１００に出力するようになっている。
　また、このタッチパネルコントローラ８０は、静電容量の値が所定閾値以上となった場合に、操作者の指がカバー部材２０に接触したことを検出し、コンピュータ１００を介してセンサコントローラ９０にタッチオン信号を送信するようになっている。一方、静電容量の値が所定閾値未満となった場合には、このタッチパネルコントローラ８０は、操作者の指がカバー部材２０から離れたことを検出し、コンピュータ１００を介してセンサコントローラ９０タッチオフ信号を送信するようになっている。
　なお、操作者の指がカバー部材２０から所定距離以内に接近したこと（いわゆるホバー（hover）状態）を検出した際に、タッチパネルコントローラ８０がタッチオン信号を送信してもよい。
　センサコントローラ９０も、上述のタッチパネルコントローラ８０と同様に、例えばＣＰＵ等を備えた電子回路から構成されている。このセンサコントローラ９０は、図７に示すように、取得部９１、記憶部９２と、第１の補正部９３と、設定部９４と、第１の演算部９５と、選択部９６と、第２の補正部９７と、第２の演算部９８と、感度調整部９９と、を機能的に備えている。本実施形態における取得部９１が本発明における取得部の一例に相当し、本実施形態体における記憶部９２が本発明における記憶部の一例に相当し、本実施形態における第１の補正部９３が本発明における補正部の一例に相当する。
　取得部９１は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、感圧センサ５０の上部電極５２２（又は下部電極５３２）に直列接続された電源９１１と、当該感圧センサ５０の下部電極５３２（又は上部電極５２２）に直列接続された第１の固定抵抗体９１２と、感圧センサ５０と第１の固定抵抗体９１２との間に接続されたＡ／Ｄ変換器９１５と、を備えている。本実施形態における第１の固定抵抗体９１２が、本発明における固定抵抗体の一例に相当する。
　電源９１１によって電極５２２，５３２に所定電圧を印加した状態で、感圧センサ５０に対して上方から荷重が加わると、当該荷重の大きさに応じて電極５２２，５３２間の電気的な抵抗値が変化する。取得部９１は、こうした抵抗変化に対応した電圧値のアナログ信号を感圧センサ５０から一定の間隔で周期的にサンプリングし、当該アナログ信号をＡ／Ｄ変換器９１５によってデジタル信号に変換した後に、当該デジタル信号（実出力値）を第１の補正部９３に出力する。
　図７に示すように、この取得部９１は、感圧センサ５０毎に設けられており、感圧センサ５０毎に実出力値を取得する。
　なお、図９に示すように、取得部９１が、感圧センサ５０に並列接続された第２の固定抵抗体９１３を有してもよい。さらに、図１０に示すように、取得部９１が、感圧センサ５０と第２の固定抵抗体９１３から構成される並列回路に直列接続された第３の固定抵抗体９１４を有してもよい。第１～第３の固定抵抗体９１２～９１４の抵抗値を調整することで、感圧センサ５０の出力特性をリニア（直線状）により近づけることができる。
　記憶部９２には、感圧センサ５０の実出力値を直線状に補正するための補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）が記憶されている。この補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、後述するように、感圧センサ５０の出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、感圧センサ５０の出力変数Ｖｏｕｔを当該感圧センサ５０の補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、当該感圧センサ５０に対する印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数である。本実施形態では、具体的には、この補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は下記の（９）式で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　上記の（９）式において、Ｒｆｉｘは第１の固定抵抗体９１２の抵抗値であり、Ｖｉｎは感圧センサ５０への入力電圧値であり、ｋは感圧センサ５０の切片定数であり、ｎは感圧センサ５０の傾き定数である。
　図７に示すように、記憶部９２は感圧センサ５０毎に設けられており、それぞれの記憶部９２には、個々の感圧センサ５０に対応したフィッティングパラメータ（具体的には、上記のｋ及びｎ）が入力された補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）が記憶されている。こうした補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は感圧センサ５０毎に個別に設定されており、以下に説明する要領で予め設定されている。
　以下に、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）の具体的な設定方法について、図１１～図１２を参照しながら説明する。
　図１１は本実施形態における感圧センサの荷重－抵抗特性（抵抗特性関数ｈ（Ｆ））を示すグラフ、図１２は本実施形態における感圧センサの荷重－出力電圧特性（出力特性関数ｆ（Ｆ））を示すグラフである。
　すなわち、先ず、図１１に示すように、複数の荷重点（本例では図１１中において丸で囲んだ３点）で感圧センサ５０の抵抗値を測定する。次いで、当該測定した抵抗値を用いて、下記の（１０）式に対してカーブフィッティング（曲線あてはめ）を行うことで、切片定数ｋと傾き定数ｎの値を算出する。なお、下記の（１０）式は、接触抵抗の圧力依存性を利用した感圧センサの特性を表した経験式である。この（１０）式は、感圧センサ５０に対する印加荷重変数Ｆと感圧センサ５０の抵抗変数Ｒｓｅｎｓとの間の関係を示す抵抗特性関数であり、印加荷重変数Ｆに対する抵抗変数Ｒｓｅｎｓを表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
　なお、図１２に示すように、複数の荷重点（本例では図１２中において丸で囲んだ３点）で感圧センサ５０の出力電圧値を測定し、当該測定した出力電圧値を用いて下記の（１２）式に対してフィッティングを行うことで、切片定数ｋと傾き定数ｎの値を算出してもよい。
　本実施形態における上記の（１０）式が、本発明における抵抗特性関数ｈ（Ｆ）の一例に相当する。なお、抵抗特性関数ｈ（Ｆ）は特にこれに限定されず、例えば、多項式近似、対数近似、累乗近似等を用いた近似関数であってもよい。
　一方、直列固定抵抗体９１２を有する回路（図８参照）を用いて検出した感圧センサ５０の出力電圧値は、以下の（１１）式で表すことができ、下記の（１１）式に上記（１０）式を代入すると、以下の（１２）式を得ることができる。下記の（１２）式は、感圧センサ５０に対する印加荷重変数Ｆと感圧センサ５０の出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す出力特性関数であり、印加荷重変数Ｆに対する出力変数Ｖｏｕｔを表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
　さらに、印加荷重変数Ｆ及び出力変数Ｖｏｕｔについて上記の（１２）式の逆関数ｆ－１（Ｆ）を求めると、以下の（１３）式のようになる。そして、下記の（１３）式に対して、感圧センサ５０の出力変数Ｖｏｕｔを当該感圧センサ４０の補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、当該感圧センサ５０に対する印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えることで、上記の（９）式のｇ（Ｖｏｕｔ）を得ることができる。換言すれば、上記の（９）式の補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、等式変形によって、上記の（１２）式を印加荷重変数Ｆについて解いた式である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
　以上の要領で上記の（９）式ｇ（Ｖｏｕｔ）を予め準備しておく工程が、本発明における第１のステップの一例に相当する。
　なお、図９に示す第２の固定抵抗体９１３の抵抗値は、感圧センサ５０の抵抗値Ｒｓｅｎｓよりも十分に大きい。そのため、取得部９１が図９に示す回路構成を有する場合であっても、当該第２の固定抵抗体９１３を無視することができ、上記の（１２）式をそのまま使用することができる。
　或いは、図９に示す例の場合に、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）として、下記の（１４）式を用いてもよい。なお、下記の（１４）式において、Ｒ２は、第２の固定抵抗体９１３の抵抗値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
　ここで、図９に示す構成の取得部９１を用いて検出した感圧センサ５０の出力電圧値は、以下の（１５）式で表すことができる。すなわち、図９に示す例のように取得部９１が第２の固定抵抗値を含む場合には、上記の（１１）における抵抗変数Ｒｓｅｎｓを、感圧センサ５０と第２の固定抵抗体から構成される並列回路の合成抵抗に置き換えればよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
　そして、上記の（１４）式は、この（１５）式の出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、感圧センサ５０の出力変数Ｖｏｕｔを補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、当該感圧センサ５０に対する印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数である。なお、（１５）式の出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）は、以下の（１６）式で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
　また、取得部９１が上述の図１０に示す回路構成を有する場合には、上述の図９に示す例の場合と同様の要領で、上記の（１１）における抵抗変数Ｒｓｅｎｓを、感圧センサ５０と第２の固定抵抗体９１３から構成される並列回路と、当該並列回路に直列接続された第３の固定抵抗体９２４と、の合成抵抗に置き換えればよい。
　また、特に図示しないが、第１の固定抵抗体９１２に他の固定抵抗体が電気的に接続されている場合にも、上記の（１１）における抵抗値Ｒｆｉｘを、それらの合成抵抗に置き換えればよい。
　図7に戻り、第１の補正部９３は、上記の（９）式の補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）中の出力変数Ｖｏｕｔに、取得部９１により取得された実出力値を代入する。
　ここで、上記の（９）式において、第１の固定抵抗体９１２の抵抗値Ｒｆｉｘと感圧センサ５０への入力電圧値Ｖｉｎ（すなわち電源９１１の電圧Ｖｉｎ）は既知であり、切片定数ｋと傾き定数ｎは上述のように決定されている。そして、これらの値Ｒｆｉｘ，Ｖｉｎ，ｋ，ｎは、記憶部９２に記憶され、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に入力されている。このため、第１の補正部９３は、当該補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）の出力変数Ｖｏｕｔに実出力値を代入することで、補正後の出力値ＯＰｎ（＝Ｖｏｕｔ’）を一義的に得ることができる。
　この第１の補正部９３は、図７に示すように、上述の取得部９１や記憶部９２と同様に、感圧センサ５０毎に設けられており、感圧センサ５０毎に補正出力値ＯＰｎを算出する。
　図１３は本実施形態における感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）、逆関数ｆ－１（Ｆ）、及び、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）による補正出力値を示すグラフ、図１４（ａ）は補正前の感圧センサの出力特性を示すグラフ、図１４（ｂ）は補正後の感圧センサの出力特性を示すグラフである。
　ここで、上述の出力特性関数ｆ（Ｆ）と逆関数ｆ－１（Ｆ）との合成関数は、図１３に示すように、逆関数の定義上、以下の（１７）式に示すような恒等関数となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
　このため、上記の（９）式の出力値Ｖｏｕｔに感圧センサ５０の実出力値を代入すると、印加荷重に対する実出力値が曲線であっても、当該実出力値を恒等関数（つまり、ｙ＝ｘ）の直線に近づけることができる。なお、図１３において、実線は、上記の（１２）式の出力特性関数ｆ（Ｆ）を示し、一点鎖線は、上記の（１３）式の逆関数ｆ－１（Ｆ）を示し、破線は、出力特性関数ｆ（Ｆ）の出力値を補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）により補正した値を示す。
　また、補正前の感圧センサ５０の実出力値がバラツキを有している場合（図１４（ａ）参照）であっても、本実施形態では、感圧センサ５０毎に補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を作成するので、当該実出力値を上記の（９）式に代入すると、当該バラツキも低減することができる（図１４（ｂ）参照）。
　なお、図１４（ａ）は、意図的にバラツキを持たせた９種類の出力特性関数ｆ（Ｆ）を示している。これら９種類の出力特性関数ｆ（Ｆ）では、図８に示す回路における電源９１１による感圧センサ５０Ｂに対する印加電圧Ｖｉｎが５Ｖに設定され、同図に示す回路における第１の固定抵抗体９１２の抵抗値が２２００Ωに設定され、切片定数ｋとして７０００，１００００，１３０００の３種類が設定され、傾き定数ｎとして０．９，１．０，１．１の３種類が設定されている。
　これに対し、図１４（ｂ）は、上記の３種類の切片定数ｋと３種類の傾き定数ｎを用いて作成した９種類の上記の（１３）式に対して、対応する理論出力値（図１４（ａ）参照）をそれぞれ代入した結果を示すグラフである。
　図１５は第１の近似関数による補正後の感圧センサの出力特性を示すグラフ、図１６は第２の近似関数による補正後の感圧センサの出力特性を示すグラフである。
　記憶部９２が、上記の（９）式に示す補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に代えて、下記の（１８）式に示す第１の近似関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶してもよく、さらに第１の補正部９３が当該第１の近似関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を用いて実出力値を補正してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
　上記の（１８）式は、上記の（９）式においてｎ＝１とした式であり、ｋ’は、下記の（１９）式に示すとおりである。このｋ’の値は、例えば、最大荷重印加時（図１５に示す例では５Ｎ印加時）に補正出力値Ｖｏｕｔ’が１となるように設定される。ここで、ｎ＝１としたのは、通常の感圧センサ５０の傾き定数ｎが１．０前後であることに基づくものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
　このように、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に代えて、上記の（１８）式に示す簡易式を用いることで、図１５に示すように、補正出力値Ｖｏｕｔ’の直線性が若干損なわれるが、センサコントローラ８０の処理速度の向上を図ることができ、処理速度の遅いセンサコントローラにも対応することができる。
　なお、図１５は、上記の３種類の切片定数ｋと３種類の傾き定数ｎを用いて作成した９種類の上記の（１８）式に対して、対応する理論出力値（図１４（ａ）参照）をそれぞれ代入した結果を示すグラフである。
　或いは、記憶部９２が、上記の（９）式に示す補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に代えて、下記の（２０）式に示す第２の近似関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶してもよく、さらに第１の補正部９３が当該第２の近似関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を用いて実出力値を補正してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
　上記の（２０）式は、図１３に示す逆関数ｆ－１（Ｆ）の形状が下記の（２１）式の形状に類似していることに基づくものである。なお、上記の（２０）式におけるａは比例定数であり、例えば、最大荷重印加時（図１６に示す例では５Ｎ印加時）に補正出力値Ｖｏｕｔ’が１となるように設定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000029
　このように、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に代えて、上記の（２０）式に示す簡易式を用いることで、図１６に示すように、補正出力値Ｖｏｕｔ’の直線性が若干損なわれるが、センサコントローラ８０の処理速度の向上をさらに図ることができ、処理速度の遅いセンサコントローラにも対応することができる。
　なお、図１６は、上記の３種類の切片定数ｋと３種類の傾き定数ｎを用いて作成した９種類の上記の（２０）式に対して、対応する理論出力値（図１４（ａ）参照）をそれぞれ代入した結果を示すグラフである。
　なお、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）の代わりに用いることのできる近似関数は、上記の第１の近似関数や第２の近似関数に特に限定されず、例えば、次数が２以下の多項式近似、対数近似、累乗近似等による近似式等により近似された関数を用いてもよい。
　図７に戻り、センサコントローラ９０の設定部９４は、コンピュータ１００を介してタッチパネルコントローラ８０からタッチオン信号が入力された場合に、当該接触検出時点或いはその直前に感圧センサ５０の実出力値（つまり接触検出の同時又はその直前にサンプリングされた実出力値）の補正出力値ＯＰｎを基準値ＯＰ０に設定する。この設定部９４は、感圧センサ５０毎に設けられており、感圧センサ５０毎に基準値ＯＰ０を設定する。
　なお、この基準値ＯＰ０には０（ゼロ）も含まれる。また、タッチオン信号が、カバー部材２０への指の所定距離以内の接近を検出したことを示す場合には、設定部９４は、当該接近検出時点又はその直後の感圧センサの出力値（つまり接近検出と同時又はその直後にサンプリングされた出力値）の補正出力値ＯＰｎを基準値ＯＰ０に設定する。
　第１の演算部９５は、下記の（２２）式に従って、感圧センサ５０に印加されている第１の押圧力ｐｎ１を演算する。この第１の演算部９５も、図７に示すように、上述の取得部９１、記憶部９２、第１の補正部９３、第１の設定部９４と同様に、感圧センサ５０毎に設けられており、感圧センサ５０毎に第１の押圧力ｐｎ１を演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000030
　選択部９６は、４つの設定部９４によって設定された４つの基準値ＯＰ０の中から最小値を選択し、当該最小基準値を比較値Ｓ０に設定する。
　第２の補正部９７は、下記の（２３）及び（２４）式に従って、それぞれの感圧センサ５０の補正値Ｒｎを算出し、この補正値Ｒｎを用いて当該感圧センサ５０の第１の押圧力ｐｎ１を補正する。この第２の補正部９６も、図７に示すように、上述の取得部９１、記憶部９２、第１の補正部９３、設定部９４、及び、第１の演算部９５と同様に、感圧センサ５０毎に設けられており、感圧センサ５０毎に第１の押圧力ｐｎ１を補正する。なお、下記の（２４）式におけるｐｎ１’は補正後の第１の押圧力である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000032
　上述のように、感圧センサ５０は、印加荷重が大きくなるほど抵抗値の低下率が鈍化する曲線的な特性を有しており、同一の荷重変化量であっても初期荷重に応じて抵抗変化量が異なってしまうという現象が生じる。特に、入力装置１が備える４つの感圧センサ５０は、当該入力装置１の姿勢等に応じて異なる初期荷重が印加されている場合がある。そのため、第１の演算部９５によって演算された第１の押圧力ｐｎ１は、それぞれの感圧センサ５０の初期荷重に大きく依存している。
　これに対し、本実施形態では、補正値Ｒｎを用いて第１の押圧力ｐｎ１を補正して、第１の押圧力ｐｎ１に対する初期荷重の影響を低減することで、感圧センサ５０の検出精度の向上を図っている。
　なお、選択部９６が、基準値ＯＰ０の中からいずれか一つの値を比較値Ｓ０として選択すればよく、例えば、基準値ＯＰ０の中の最大値を比較値Ｓ０として選択してもよい。
　また、選択部９６による第１の押圧力ｐｎ１の補正方法は、比較値Ｓ０に対して基準値ＯＰ０が大きいほど第１の押圧力ｐｎ１を大きく補正し、比較値Ｓ０に対して基準値ＯＰ０が小さいほど第１の押圧力ｐｎ１を小さく補正するのであれば、上記の方法に特に限定されない。
　第２の演算部９８は、下記の（２５）式に従って、カバー部材２０に印加された第２の押圧力ｐｎ２として、４つの感圧センサ５０の補正後の第１の押圧力ｐｎ１’の総和を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000033
　感度調整部９９は、下記の（２６）式に従って第２の押圧力ｐｎ２の感度調整を行うことで、最終的な押圧力Ｐｎを算出する。この（２６）式により算出された押圧力Ｐｎは、コンピュータ１００に出力される。なお、下記の（２６）式におけるｋａｄｊは、操作者の押圧の個人差を調整するための係数であり、例えば、感度調整部９９に予め記憶されており、操作者に応じて任意に設定することが可能となっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000034
　なお、特に図示しないが、４つの感圧センサ５０とセンサコントローラ９１との間にセレクタを介在させてもよい。この場合には、センサコントローラ９０は、取得部９１、記憶部９２、第１の補正部９３、設定部９４、第１の演算部９５、及び、第２の補正部９７をそれぞれ一つずつ備えればよい。
　コンピュータ１００は、特に図示しないが、ＣＰＵ、主記憶装置（ＲＡＭ等）、補助記憶装置（ハードディスクやＳＳＤ等）、及び、インタフェース等を備えた電子計算機であり、図７に示すように、上述のタッチパネルコントローラ８０やセンサコントローラ９０がインタフェースを介して電気的に接続されている。このコンピュータ１００は、特に図示しないが、補助記憶装置に記憶された各種プログラムを実行することで、タッチパネルコントローラ８０により検出された指の位置や、センサコントローラ９０により検出された押圧力Ｐｎに基づいて、操作者が意図する入力操作を判断する。
　以下に、本実施形態における入力装置の制御方法について、図１７を参照しながら説明する。図１７は本実施形態における入力装置の制御方法を示すフローチャートである。
　本実施形態における入力装置１の制御が開始されると、先ず、図１７のステップＳ１０において、取得部９１が４つの感圧センサ５０から実出力値を取得する。この実出力値は、感圧センサ５０毎に取得される。
　次いで、図１７のステップＳ２０において、第１の補正部９３が、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を用いて実出力値を補正することで補正出力値ＯＰｎを算出し、当該補正出力値ＯＰｎを設定部９４や第１の演算部９５に出力する。この補正出力値ＯＰｎも、感圧センサ５０毎に算出される。
　次いで、図１７のステップＳ３０において、設定部９４が、タッチパネルコントローラ８０からのタッチオン信号の入力の有無を判断する。
　カバー部材２０に対する操作者の指の接触がタッチパネルコントローラ８０によって検出されない限り（図１７のステップＳ３０にてＮＯ）、ステップＳ１０～Ｓ３０を繰り返し実行する。
　これに対し、タッチパネルコントローラ８０によって指の接触が検出されたら（図１７のステップＳ３０にてＹＥＳ）、図１７のステップＳ４０において、設定部９４が、当該接触検出直前にサンプリングされた実出力値の補正出力値ＯＰｎを、基準値ＯＰ０に設定する。この基準値ＯＰ０は、感圧センサ５０毎に設定され、すなわち、本例では４つの基準値ＯＰ０が設定される。
　基準値ＯＰ０が設定されたら、図１７のステップＳ５０において、取得部９１が感圧センサ５０の実出力値を改めて取得する。この実出力値は、感圧センサ５０毎に取得される。
　次いで、図１７のステップＳ６０において、第１の補正部９３が、上記のステップＳ５０で取得された実出力値を、補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を用いて補正することで、補正出力値ＯＰｎを算出する。この補正出力値ＯＰｎも、感圧センサ５０毎に算出される。
　次いで、図１７のステップＳ７０において、第１の演算部９５が、上記の（２２）式に従って、当該補正出力値ＯＰｎと基準値ＯＰ０から第１の押圧力ｐｎ１を算出する。この第１の押圧力ｐｎ１も感圧センサ５０毎に算出される。
　次いで、図１７のステップＳ８０において、選択部９６が、４つの基準値ＯＰ０の中で最も小さな値を比較値Ｓ０に設定する。
　次いで、図１７のステップＳ９０において、第２の補正部９７が、上記の（２３）式に従って、それぞれの感圧センサ５０の補正値Ｒｎを算出し、図１７のステップＳ１００において、第２の補正部９７が、上記の（２４）式に従って、この補正値Ｒｎを用いて第１の押圧力ｐｎ１を補正する。この補正値Ｒｎも感圧センサ５０毎に算出される。
　次いで、図１７のステップＳ１１０において、第２の演算部９８が、上記の（２５）式に従って、４つの感圧センサ５０の補正後の第１の押圧力ｐｎ１’の合計を算出することで、第２の押圧力ｐｎ２を求める。
　次いで、図１７のステップＳ１２０において、感度調整部９９が、上記の（２６）式に従って、第２の押圧力ｐｎ２の感度調整を行う。調整後の第２の押圧力Ｐｎはコンピュータ１００に出力される。そして、コンピュータ１００は、当該調整後の第２の押圧力Ｐｎに基づいて、操作者が入力装置１に対して行った入力操作を判断する。なお、このステップＳ１００を省略してもよく、この場合には、ステップＳ１１０で算出された第２の押圧力ｐｎ２がコンピュータ１００に入力される。
　指の接触が継続している限り（図１７のステップＳ１３０にてＹＥＳ）、上述のステップＳ５０～Ｓ１２０の処理が定期的に実行される。なお、ステップＳ８０は、タッチコントローラ８０からタッチオン信号が入力された後に初回だけ実行すればよい。
　これに対し、タッチパネルコントローラ８０によって指の接触が検出されなくなったら（図１７のステップＳ１３０にてＮＯ）、図１７のステップＳ１４０において、４つの基準値ＯＰ０と比較値Ｓ０の設定を解除した後に、図１７のステップＳ１０に戻る。
　以上のように、本実施形態では、感圧センサ５０の出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して出力変数Ｖｏｕｔを補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に印加荷重変数Ｆを出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に、実出力値を代入することで、実出力値を補正する。これにより、感圧センサ５０の出力特性の直線化を図ることができ、延いては感圧センサ５０の検出精度の向上を図ることができる。
　なお、本発明における図１７のステップＳ１０，Ｓ５０が本発明における第２のステップの一例に相当し、本発明における図１７のステップＳ２０，Ｓ６０が本発明における第３のステップの一例に相当する。
　以下に、本実施形態の具体的な効果について、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）を参照しながら説明する。
　図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は本実施形態における具体的な効果を説明するためのグラフであり、図１８（ａ）は感圧センサの補正前の出力特性を示し、図１８（ｂ）は当該感圧センサの補正後の出力特性を示す。
　図１８（ａ）は、図８（ａ）に示す構成の取得部９１により感圧センサ５０Ｂの実出力値を取得することで作成したグラフである。
　感圧センサ５０Ｂは上述の図５に示す構成を有しており、当該感圧センサ５０Ｂの具体的な仕様は以下のとおりである。
　すなわち、第１／第２の基材５２１，５３１として１００μｍの厚さを有するＰＥＴシートを用い、第１の上部／下部電極層５２３，５３３Ｂを、銀ペーストを印刷して硬化させることで形成した。一方、第２の上部／下部電極層５２４Ｂ，５３４Ｂを、高抵抗感圧カーボンペーストを印刷して硬化させることで形成した。これら電極層５２３，５２４Ｂ，５３３Ｂ，５３４Ｂの厚さはいずれも１０μｍとした。第２の上部／下部電極層５２４Ｂ，５３４Ｂの比抵抗は、１００Ω・ｃｍであった。
　また、第１の上部電極層５２３の外径を６ｍｍとし、第２の上部電極層５２４Ｂの外径を８ｍｍとし、第１の下部電極層５３３Ｂの外径を７．５ｍｍとし、第２の下部電極層５３４Ｂの外径を８ｍｍとした。スペーサ５４Ｂとして１０μｍの厚さを有する両面粘着シートを用い、貫通孔５４１の内径を７ｍｍとした。また、１５０μｍの厚さを有する粘着テープ５５１を介して、０．８ｍｍの厚さを有する弾性材料５５を第１の基材５２１の上に貼り付けた。
　また、取得部９１の具体的な仕様は以下のとおりである。
　すなわち、取得部９１の電源９１１による感圧センサ５０Ｂに対する印加電圧値Ｖｉｎは５Ｖであり、第１の固定抵抗体９１２の抵抗値Ｒｆｉｘは２２００Ωとした。
　そして、取得部９１により取得した図１８（ａ）の３Ｎ，４Ｎ，５Ｎ印加時の抵抗値を用いて、上記の（１０）式によるフィッティングを行うことで、切片定数ｋと傾き定数ｎの値を算出した。次いで、当該切片定数ｋと傾き定数ｎの値を上記の（９）式に代入し、当該（９）式を完成させた。
　次いで、図１８（ａ）のデータを（９）式の出力変数Ｖｏｕｔに代入することで（すなわち、図１８（ａ）のデータを（９）式でフィルタリングすることで）、感圧センサ５０Ｂの出力特性の補正を行った。その結果、図１８（ｂ）に示すように、感圧センサ５０Ｂの出力特性のバラツキが抑制され、且つ、線形に近い出力特性に変換することができた。
　因みに、上記の例では、切片定数ｋ及び傾き定数ｎの算出時の荷重点が３つであるが、当該荷重点の数を増加させることで、感圧センサの補正後の出力特性の線形性の更なる向上を図ることができる。
　なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
　例えば、上述の実施形態では、感圧センサ５０の実出力値や出力特性関数ｆ（Ｆ）の出力変数Ｖｏｕｔを電圧値として説明したが、特にこれに限定されず、例えば、電流値を感圧センサの実出力値や出力特性関数の出力変数に用いてもよい。
　また、上述の実施形態では、所得部９１の直後に第１の補正部９３が配置されているが、特にこれに限定されず、センサコントローラ９０内であれば第１の補正部９３を任意の位置に配置してもよい。
　また、パネルユニットがタッチパネルを少なくとも含んでいることが好ましいが、特にこれに限定されない。パネルユニットが、タッチパネルを含まず、例えば、カバー部材のみから構成されていてもよい。
　さらに、上述の実施形態では、感圧センサ５０を入力装置１の四隅に配置したが、特にこれに限定されない。例えば、感圧センサを静電容量方式のセンサを用いて構成する場合には、シート状の静電容量センサと、静電容量センサ上に設けられる透明な弾性部材と、で感圧センサを構成し、透明な弾性部材をタッチパネル３０側にして、当該感圧センサをタッチパネル３０と表示装置４０の間に介在させてもよい。この感圧センサは、タッチパネル３０と同等の大きさを有しており、タッチパネル３０の背面全面に積層されている。静電容量センサは、複数の検出領域に区分されており、センサコントローラ９０は、当該複数の検出領域から検出結果をそれぞれ取得する。なお、この場合には、感圧センサを介してタッチパネル３０と表示装置４０とが固定されているので、表示装置４０を第１の支持部材７０に固定するためのネジ４４（図２参照）は不要となる。
１…入力装置
　１０…パネルユニット
　　２０…カバー部材
　　３０…タッチパネル
　　４０…表示装置
　　５０，５０Ｂ…感圧センサ
　　　５１…検出部
　　　　５２，５２Ｂ…第１の電極シート
　　　　　５２１…第１の基材
　　　　　５２２，５２２Ｂ…上部電極
　　　　　　５２５…突出部
　　　　５３，５３Ｂ…第２の基板
　　　　　５３１…第２の基材
　　　　　５３２，５２２Ｂ…下部電極
　　　　５４，５４Ｂ…スペーサ
　　　　　５４１…貫通孔
　　　５５…弾性部材
　　　　５５１…粘着剤
　　６０…シール部材
　　７０…第１の支持部材
　　７５…第２の支持部材
　８０…タッチパネルコントローラ
　９０…センサコントローラ
　　９１…取得部
　　９２…記憶部
　　９３…第１の補正部
　　９４…設定部
　　９５…第１の演算部
　　９６…選択部
　　９７…第２の補正部
　　９８…第２の演算部
　　９９…感度調整部
　１００…コンピュータ

Claims (17)

  1. 　押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサと、
    　前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、
    　前記制御手段は、
    　前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、
    　補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、
    　前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、
    　前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
    　前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする入力装置。
  2. 　請求項１に記載の入力装置であって、
    　前記感圧センサは、押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化することを特徴とする入力装置。
  3. 　押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化する感圧センサと、
    　前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、
    　前記制御手段は、
    　前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、
    　補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、
    　前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
    　前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、
    　前記取得部は、前記感圧センサに電気的に直列接続された固定抵抗体を有しており、
    　前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、下記の（１）式であることを特徴とする入力装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     　但し、前記（１）式において、
    　Ｖｉｎは、前記感圧センサへの入力電圧値であり、
    　Ｒｆｉｘは、前記固定抵抗体の抵抗値であり、
    　ｈ（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆと前記感圧センサの抵抗変数との関係を示す抵抗特性関数である。
  4. 　請求項３に記載の入力装置であって、
    　前記抵抗特性関数ｈ（Ｆ）は、下記の（２）式であり、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（３）式であることを特徴とする入力装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
     　但し、前記（２）式及び前記（３）式において、
    　ｋは、前記感圧センサの切片定数であり、
    　ｎは、前記感圧センサの傾き定数である。
  5. 　請求項４に記載の入力装置であって、
    　前記（３）式において、ｎ＝１であることを特徴とする入力装置。
  6. 　押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサと、
    　前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、
    　前記制御手段は、
    　前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、
    　補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、
    　前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、
    　前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
    　前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする入力装置。
  7. 　押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサと、
    　前記感圧センサが電気的に接続された制御手段と、を備えた入力装置であって、
    　前記制御手段は、
    　前記感圧センサの実出力値を取得する取得部と、
    　補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶した記憶部と、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する補正部と、を有しており、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、
    　前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
    　前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（４）式であることを特徴とする入力装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
     　但し、前記（４）式において、ａは、前記感圧センサの比例定数である。
  8. 　請求項１～７の何れかに記載の入力装置であって、
    　前記入力装置は、複数の前記感圧センサを備え、
    　前記記憶部は、複数の前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を記憶しており、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、複数の前記感圧センサのそれぞれに個別的に対応していることを特徴とする入力装置。
  9. 　請求項１～８の何れかに記載の入力装置であって、
    　前記入力装置は、タッチパネルを少なくとも有するパネルユニットをさらに備えており、
    　前記感圧センサは、前記パネルユニットを介して印加された荷重を検出することを特徴とする入力装置。
  10. 　押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、
    　補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、
    　前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、
    　前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、
    　前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
    　前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする入力装置の制御方法。
  11. 　請求項１０に記載の入力装置の制御方法であって、
    　前記感圧センサは、押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化することを特徴とする入力装置の制御方法。
  12. 　押圧力に応じて抵抗値が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、
    　補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、
    　前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数であり、
    　前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
    　前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、
    　前記入力装置は、前記感圧センサに電気的に直列接続された固定抵抗体を備えており、
    　前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、下記の（５）式であることを特徴とする入力装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
     　但し、前記（５）式において、
    　Ｖｉｎは、前記感圧センサへの入力電圧値であり、
    　Ｒｆｉｘは、前記固定抵抗体の抵抗値であり、
    　ｈ（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆと前記感圧センサの抵抗変数との関係を示す抵抗特性関数である。
  13. 　請求項１２に記載の入力装置の制御方法であって、
    　前記抵抗特性関数ｈ（Ｆ）は、下記の（６）式であり、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（７）式であることを特徴とする入力装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
     　但し、前記（６）式及び前記（７）式において、
    　ｋは、前記感圧センサの切片定数であり、
    　ｎは、前記感圧センサの傾き定数である。
  14. 　請求項１３に記載の入力装置であって、
    　前記（７）式において、ｎ＝１であることを特徴とする入力装置の制御方法。
  15. 　押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、
    　補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、
    　前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、
    　前記感圧センサの出力特性を直線化するために、前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、
    　前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
    　前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であることを特徴とする入力装置の制御方法。
  16. 　押圧力に応じて出力が連続的に変化する感圧センサを備えた入力装置の制御方法であって、
    　補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備する第１のステップと、
    　前記感圧センサの実出力値を取得する第２のステップと、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）に前記実出力値を代入することで、前記実出力値を補正する第３のステップと、を備えており、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、前記感圧センサの出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数ｆ－１（Ｆ）に対して、前記感圧センサの出力変数Ｖｏｕｔを前記感圧センサの補正出力変数Ｖｏｕｔ’に置き換えると共に、前記感圧センサに対する印加荷重変数Ｆを前記出力変数Ｖｏｕｔに置き換えた関数に近似する関数であり、
    　前記出力特性関数ｆ（Ｆ）は、前記感圧センサの前記印加荷重変数Ｆと前記出力変数Ｖｏｕｔとの関係を示す関数であり、
    　前記逆関数ｆ－１（Ｆ）は、前記印加荷重変数Ｆ及び前記出力変数Ｖｏｕｔについての前記出力特性関数ｆ（Ｆ）の逆関数であり、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、下記の（８）式であることを特徴とする入力装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
     　但し、前記（８）式において、ａは、前記感圧センサの比例定数である。
  17. 　請求項１０～１６の何れかに記載の入力装置の制御方法であって、
    　前記入力装置は、複数の前記感圧センサを備え、
    　前記第１のステップは、複数の前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）を準備することを含み、
    　前記補正関数ｇ（Ｖｏｕｔ）は、複数の前記感圧センサのそれぞれに個別的に対応していることを特徴とする入力装置の制御方法。
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