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技術 入力装置及び電子機器

出願人 ソニー株式会社
発明者 川口裕人新開章吾後藤哲郎叶俊夫
出願日 2014年1月30日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2015-509872
公開日 2017年2月16日 (1年8ヶ月経過) 公開番号 WO2014-162647
状態 特許登録済
技術分野 キーボード等からの入力
主要キーワード センサチャンネル 容量検出センサ 金属プレス 操作感度 押込み方向 キー操作状態 周縁位置 変形構造
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年2月16日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

本技術の一形態に係る入力装置は、操作部材と、電極基板と、第1の支持体とを具備する。上記操作部材は、複数のキー領域を有し、変形可能に構成される。上記電極基板は、上記複数のキー領域に各々対向して配置された第1の容量素子と、上記第1の容量素子の周囲に配置された第2の容量素子とを有する。上記電極基板は、上記複数のキー領域各々との距離の変化を静電的に検出することが可能に構成される。上記第1の支持体は、複数の第1の構造体と、第1の空間部とを有する。上記複数の第1の構造体は、上記電極基板と上記操作部材との間を接続する。上記第1の空間部は、上記複数の第1の構造体の間に形成され、入力操作に応じて上記複数のキー領域各々と上記電極基板との間の距離を変化させることが可能に構成される。

概要

背景

入力操作静電的に検出することが可能な入力装置として、画面に表示されたキーボードタッチすることでキー入力を可能とする入力装置が知られている。例えば特許文献1に記載には、表示デバイスとしての機能を有するタッチパネルソフトウェアキーボード等のGUI部品を表示し、表示されたキーをタッチすることで当該キーを表示する入力デバイスが開示されている。

概要

本技術の一形態に係る入力装置は、操作部材と、電極基板と、第1の支持体とを具備する。上記操作部材は、複数のキー領域を有し、変形可能に構成される。上記電極基板は、上記複数のキー領域に各々対向して配置された第1の容量素子と、上記第1の容量素子の周囲に配置された第2の容量素子とを有する。上記電極基板は、上記複数のキー領域各々との距離の変化を静電的に検出することが可能に構成される。上記第1の支持体は、複数の第1の構造体と、第1の空間部とを有する。上記複数の第1の構造体は、上記電極基板と上記操作部材との間を接続する。上記第1の空間部は、上記複数の第1の構造体の間に形成され、入力操作に応じて上記複数のキー領域各々と上記電極基板との間の距離を変化させることが可能に構成される。

目的

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、キー入力の操作性を確保しつつ、ストローク感クリック感を得ることができる入力装置及び電子機器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数のキー領域を有する変形可能なシート状の操作部材と、前記複数のキー領域に各々対向して配置された第1の容量素子と、前記第1の容量素子の周囲に配置された第2の容量素子とを有し、前記複数のキー領域各々との距離の変化を静電的に検出することが可能な電極基板と、前記電極基板と前記操作部材との間を接続する複数の第1の構造体と、前記複数の第1の構造体の間に形成され、入力操作に応じて前記複数のキー領域各々と前記電極基板との間の距離を変化させることが可能な第1の空間部とを有する第1の支持体とを具備する入力装置

請求項2

請求項1に記載の入力装置であって、前記第1の容量素子は、前記複数のキー領域各々の中央部に対向して配置され、前記第2の容量素子は、前記複数のキー領域各々の周縁部に対向して配置される入力装置。

請求項3

請求項1に記載の入力装置であって、前記電極基板は、前記第2の容量素子と前記操作部材との間に配置され前記第1の空間部の厚みを部分的に制限する制限層をさらに有する入力装置。

請求項4

請求項1に記載の入力装置であって、前記操作部材は、前記電極基板と対向する面に設けられた導体層をさらに有する入力装置。

請求項5

請求項1に記載の入力装置であって、前記電極基板を挟んで前記操作部材に対向配置され、前記電極基板と対向する面に導体層が設けられたベース基板と、前記電極基板と前記ベース基板との間を接続し前記電極基板を挟んで前記複数の第1の構造体とそれぞれ対向する複数の第2の構造体と、前記複数の第2の構造体の間に形成され、入力操作に応じて前記電極基板と前記ベース基板との間の距離を変化させることが可能な第2の空間部とを有する第2の支持体とをさらに具備し、前記第1の支持体は、前記電極基板と前記操作部材との間を接続し前記第1の空間部に配置された複数の第3の構造体をさらに有する入力装置。

請求項6

請求項1に記載の入力装置であって、前記操作部材は、前記複数の第1の構造体に支持され前記複数のキー領域を相互に連結する連結領域をさらに有し、前記連結領域は、前記複数のキー領域よりも曲げ剛性が低く形成される入力装置。

請求項7

請求項6に記載の入力装置であって、前記複数のキー領域は、前記連結領域よりも大きな厚みで形成される入力装置。

請求項8

請求項1に記載の入力装置であって、前記電極基板に電気的に接続され、前記第1の容量素子及び前記第2の容量素子の出力に基づいて前記複数のキー領域各々に対する入力操作に関する情報を生成するように構成された制御部をさらに具備する入力装置。

請求項9

請求項8に記載の入力装置であって、前記制御部は、前記第1の容量素子の容量変化量が第1の閾値を超え、かつ前記第2の容量素子の容量変化量が前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値を超える場合に、入力信号を出力するように構成される入力装置。

請求項10

請求項8に記載の入力装置であって、前記制御部は、前記第1の容量素子の容量変化量と前記第2の容量素子の容量変化量との差が所定の閾値を超える場合に、入力信号を出力するように構成される入力装置。

請求項11

請求項8に記載の入力装置であって、前記制御部は、前記第1の容量素子の容量変化量が第1の所定値を超え、かつ前記第1の容量素子の容量変化時間変化率が第2の所定値を超える場合に、入力信号を出力するように構成される入力装置。

請求項12

複数のキー領域を有する変形可能なシート状の操作部材と、前記複数のキー領域に各々対向して配置された第1の容量素子と、前記第1の容量素子の周囲に配置された第2の容量素子とを有し、前記複数のキー領域各々との距離の変化を静電的に検出することが可能な電極基板と、前記電極基板と前記操作部材との間を接続する複数の第1の構造体と、前記複数の第1の構造体の間に形成され、入力操作に応じて前記複数のキー領域各々と前記電極基板との間の距離を変化させることが可能な第1の空間部とを有する第1の支持体と、前記電極基板に電気的に接続され、前記第1の容量素子及び前記第2の容量素子の出力に基づいて前記複数のキー領域各々に対する入力操作に関する情報を生成するように構成された制御部とを具備する電子機器

技術分野

0001

本技術は、入力操作静電的に検出することが可能な入力装置及び電子機器に関する。

背景技術

0002

入力操作を静電的に検出することが可能な入力装置として、画面に表示されたキーボードタッチすることでキー入力を可能とする入力装置が知られている。例えば特許文献1に記載には、表示デバイスとしての機能を有するタッチパネルソフトウェアキーボード等のGUI部品を表示し、表示されたキーをタッチすることで当該キーを表示する入力デバイスが開示されている。

先行技術

0003

特開2012−146267号公報

発明が解決しようとする課題

0004

キーボードを表示したタッチパネルを用いた入力装置においては、操作者は画面上のキーに指に置くことができず、常に指を浮かせた状態から所望のキー領域にタッチする必要があるため、操作性が低い。またストローク感クリック感を得ることができず、高速入力に適さないという欠点がある。

0005

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、キー入力の操作性を確保しつつ、ストローク感やクリック感を得ることができる入力装置及び電子機器を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

以上の目的を達成するため、本技術の一形態に係る入力装置は、操作部材と、電極基板と、第1の支持体とを具備する。
上記操作部材は、複数のキー領域を有し、変形可能に構成される。
上記電極基板は、上記複数のキー領域に各々対向して配置された第1の容量素子と、上記第1の容量素子の周囲に配置された第2の容量素子とを有する。上記電極基板は、上記複数のキー領域各々との距離の変化を静電的に検出することが可能に構成される。
上記第1の支持体は、複数の第1の構造体と、第1の空間部とを有する。上記複数の第1の構造体は、上記電極基板と上記操作部材との間を接続する。上記第1の空間部は、上記複数の第1の構造体の間に形成され、入力操作に応じて上記複数のキー領域各々と上記電極基板との間の距離を変化させることが可能に構成される。

0007

記入力装置は、キー領域に対する入力操作を、当該キー領域との対向距離の変化に基づく第1及び第2の容量素子の静電容量の変化を利用して検出する。これにより操作部材上に指等を置いた状態での入力操作が可能となるため、操作性の低下を防止することができる。また各キー領域は、複数の第1の構造体の間に形成された第1の空間部を介して電極基板上に支持されているため、所定のストローク感やクリック感を得ることができる。

0008

さらに電極基板は、第1の容量素子とその周囲に配置された第2の容量素子とが各キー領域に対応して設けられているため、入力面積入力位置に依存しない安定した入力操作感を得ることができる。

0009

上記第1の容量素子は、上記複数のキー領域各々の中央部に対向して配置されてもよい。この場合、上記第2の容量素子は、上記複数のキー領域各々の周縁部に対向して配置される。これにより、例えばキー領域の中央位置と周縁位置との間における検出感度バラツキを抑制することができる。

0010

上記電極基板は、制限層をさらに有してもよい。上記制限層は、上記第2の容量素子と上記操作部材との間に配置され、上記第1の空間部の厚みを部分的に制限する。上記制限層は、典型的には誘電体材料で構成される。これにより第2の容量素子の感度が向上し、入力面積や入力位置の違いによる操作感のバラツキを抑制することができる。

0011

上記操作部材は、上記電極基板と対向する面に設けられた導体層をさらに有してもよい。これによ、例えばユーザが手袋をはめた状態等においても適正な入力操作が可能となる。

0012

上記入力装置は、ベース基板と、第2の支持体とをさらに具備してもよい。
上記ベース基板は、上記電極基板を挟んで上記操作部材に対向配置され、上記電極基板と対向する面に導体層が設けられる。
上記第2の支持体は、複数の第2の構造体と、第2の空間部とを有する。上記複数の第2の構造体は、上記電極基板と上記ベース基板との間を接続し、上記電極基板を挟んで上記複数の第1の構造体とそれぞれ対向する。上記第2の空間部は、上記複数の第2の構造体の間に形成され、入力操作に応じて上記電極基板と上記ベース基板との間の距離を変化させることが可能に構成される。
この場合、上記第1の支持体は、第3の構造体をさらに有してもよい。上記第3の構造体は、上記電極基板と上記操作部材との間を接続し、上記第1の空間部に配置される。

0013

上記入力装置によれば、操作部材上から押圧した際に操作部材及び導体層各々と電極基板との間の相対距離がそれぞれ変化し、その距離の変化に基づいて押圧等の入力操作を静電的に検出することが可能となる。したがって、入力操作に基づく静電容量の変化量を大きくすることができ、検出感度を高めることが可能となる。

0014

上記操作部材は、上記複数の第1の構造体に支持され上記複数のキー領域を相互に連結する連結領域をさらに有してもよい。この場合、上記連結領域は、上記複数のキー領域よりも曲げ剛性が低く形成される。
このような構成により、入力面積や入力位置の違いによる操作感のバラツキをさらに抑制することができる。

0015

この場合、上記複数のキー領域は、上記連結領域よりも大きな厚みで形成されてもよい。これによりキー領域の曲げ剛性を連結領域のそれよりも容易に高めることができる。

0016

上記入力装置は、制御部をさらに具備してもよい。
上記制御部は、上記電極基板に電気的に接続され、上記第1の容量素子及び上記第2の容量素子の出力に基づいて上記複数のキー領域各々に対する入力操作に関する情報を生成するように構成される。

0017

上記制御部は、上記第1の容量素子の容量変化量が第1の閾値を超え、かつ上記第2の容量素子の容量変化量が上記第1の閾値よりも小さい第2の閾値を超える場合に、入力信号を出力するように構成されてもよい。

0018

あるいは、上記制御部は、上記第1の容量素子の容量変化量と上記第2の容量素子の容量変化量との差が所定の閾値を超える場合に、入力信号を出力するように構成されてもよい。

0019

あるいは、上記制御部は、上記第1の容量素子の容量変化量が第1の所定値を超え、かつ上記第1の容量素子の容量変化時間変化率が第2の所定値を超える場合に、入力信号を出力するように構成されてもよい。

0020

本技術の一形態に係る電子機器は、操作部材と、電極基板と、第1の支持体と、制御部とを具備する。
上記操作部材は、複数のキー領域を有し、変形可能に構成される。
上記電極基板は、上記複数のキー領域に各々対向して配置された第1の容量素子と、上記第1の容量素子の周囲に配置された第2の容量素子とを有する。上記電極基板は、上記複数のキー領域各々との距離の変化を静電的に検出することが可能に構成される。
上記第1の支持体は、複数の第1の構造体と、第1の空間部とを有する。上記複数の第1の構造体は、上記電極基板と上記操作部材との間を接続する。上記第1の空間部は、上記複数の第1の構造体の間に形成され、入力操作に応じて上記複数のキー領域各々と上記電極基板との間の距離を変化させることが可能に構成される。
上記制御部は、上記電極基板に電気的に接続され、上記第1の容量素子及び上記第2の容量素子の出力に基づいて上記複数のキー領域各々に対する入力操作に関する情報を生成するように構成される。

発明の効果

0021

以上のように、本技術によれば、キー入力の操作性を確保することができる。

図面の簡単な説明

0022

本技術の第1の実施形態に係る入力装置の概略断面図である。
上記入力装置の平面図である。
上記入力装置の要部の拡大断面図である。
上記入力装置における電極基板の構成を示す要部の平面図である。
上記電極基板における第1の配線基板の要部平面図である。
上記電極基板における第2の配線基板の要部平面図である。
入力装置の一構成例を説明する断面図である。
入力装置の他の構成例を説明する断面図である。
図8の入力装置の作用を説明する図である。
図8の入力装置の作用を説明する図である。
図1の入力装置の構成を示す要部の平面図及び断面図である。
上記入力装置の構成の変形例を示す要部の平面図である。
図1の入力装置の構成を示す要部の平面図及び断面図である。
上記入力装置の構成の変形例を示す要部の平面図及び断面図である。
比較例に係る入力装置の電極形状及びその作用を説明する図である。
図1の入力装置の電極形状及びその作用を説明する図である。
図1の入力装置の他の構成例を示す断面図である。
図1の入力装置を用いた入力操作の検出方法を説明する図である。
図1の入力装置を用いた入力操作の検出方法を説明する図である。
本技術の第2の実施形態に係る入力装置の要部の平面図及び断面図である。
上記入力装置の作用を説明する断面図である。
上記入力装置の変形例を示す要部の平面図及び断面図である。
図1の入力装置における電極形状の変形例を示す要部平面図である。
図1の入力装置における容量素子の構成の変形例を示す要部平面図である。

実施例

0023

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

0024

<第1の実施形態>
図1は本技術の第1の実施形態に係る入力装置の概略断面図、図2は入力装置の平面図、図3は入力装置の要部の拡大断面図である。
以下、本実施形態の入力装置1の構成について説明する。なお図中、X軸及びY軸は相互に直交する方向(入力装置1の面内方向)を示し、Z軸はX軸及びY軸に直交する方向(入力装置1の厚み方向)を示している。

0025

[入力装置の基本構成
入力装置1は、操作部材10と、電極基板20と、支持体30(第1の支持体)とを有する。入力装置1は、例えばコンピュータ等の電子機器のキーボード装置として構成される。

0026

操作部材10は、複数のキー領域10aを有し、変形可能に構成される。
電極基板20は、複数のキー領域10aに各々対向して配置された第1の容量素子C1と、第1の容量素子C1の周囲に配置された第2の容量素子C2とを有する。電極基板20は、複数のキー領域10a各々との距離の変化を静電的に検出することが可能に構成される。
支持体30は、複数の構造体31(第1の構造体)と、空間部32(第1の空間部)とを有する。複数の構造体31は、電極基板20と操作部材10との間を接続する。第1の空間部32は、複数の構造体31の間に形成され、入力操作に応じてキー領域10a各々と電極基板20との間の距離を変化させることが可能に構成される。

0027

(操作部材)
本実施形態において操作部材10は、基材11と、導体層12との積層構造を有する。

0028

基材11は、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PMMAポリメタクリル酸メチル)、PC(ポリカーボネート)、PI(ポリイミド)等のフレキシブル性を有する絶縁性プラスチックシートで構成される。基材11の厚みは特に限定されず、例えば、数10〜数100μm程度である。操作部材10の表面には、複数のキー領域10aが配列されている。

0029

導体層12は、電極基板20と対向する基材11の裏面に設けられ、Cu(銅)、Al(アルミニウム)等の金属箔あるいはメッシュ材で構成される。導体層12は、複数のキー領域10aに対する入力操作を受けて電極基板20側へ部分的に変形可能に構成される。導体層12の厚みは特に限定されず、例えば、数10nm〜数10μmである。導体層12は、典型的には、グランド電位に接続される。

0030

基材11及び導体層12は、樹脂シートの表面にあらかじめ金属箔が貼り付けられた複合シート等で構成されてもよいし、基材11の表面に形成された蒸着膜スパッタ膜等で構成されてもよい。あるいは基材11の表面に印刷された導電ペースト等の塗膜であってもよい。さらに導体層12は、入力装置1の仕様に応じて省略されてもよい。

0031

各キー領域10aは、ユーザによって押圧操作されるキートップに相当し、キーの種類に応じた形状、大きさを有する。各キー領域10aは、ユーザの手指あるいはスタイラス等の操作子による押圧操作(入力操作)に応じて電極基板20側へ変形することが可能に構成される。

0032

各キー領域10aには、適宜のキー表示が施されていてもよく、当該キー表示は、キーの種類を表示するものであってもよいし、個々のキーの位置(輪郭)を表示するものであってもよいし、これら両方を表示するものであってもよい。表示には、適宜の印刷手法、例えば、スクリーン印刷フレキソ印刷グラビア印刷等が採用可能である。

0033

基材11は、金属等の導電性を有する材料で構成されてもよい。これにより導体層12が不要となり、操作部材10を薄型化することができる。この場合、基材11は、導体層12としての機能をも有し、例えばグランド電位に接続される。

0034

(電極基板)
電極基板20は、第1の配線基板21と、第2の配線基板22との積層構造を有する。図4は電極基板20の構成を示す要部の平面図、図5は第1の配線基板21の要部平面図、図6は第2の配線基板22の要部平面図である。

0035

第1の配線基板21は、絶縁性のプラスチックシートで構成された第1の基材21sと、第1の基材21sの上に形成された複数の第1の電極線210とを有する。

0036

複数の第1の電極線210は、第1の電極部211及び第2の電極部212をそれぞれ有する。第1及び第2の電極部211,212は、複数のキー領域10aに対応する複数の検出領域21aにそれぞれ配置される。本実施形態において第1の電極部211は、各検出領域21aの中央部に配置され、第2の電極部212は、各検出領域21aの周縁部に配置される。

0037

第1の電極線210は、X軸方向に沿った各列の検出領域21aをX軸方向に接続するように形成される。第1の電極部211及び第2の電極部212は、各々独立した電極線(第1の電極線210)で構成される。

0038

一方、第2の配線基板22は、絶縁性のプラスチックシートで構成された第2の基材22sと、第2の基材22sの上に形成された複数の第2の電極線220とを有する。

0039

複数の第2の電極線220は、第1の電極部221及び第2の電極部222をそれぞれ有する。第1及び第2の電極部221,222は、複数のキー領域10aに対応する複数の検出領域22aにそれぞれ配置される。本実施形態において第1の電極部221は、各検出領域22aの中央部に配置され、第2の電極部222は、各検出領域22aの周縁部に配置される。

0040

第2の電極線220は、X軸方向に沿った各列の検出領域22aをY軸方向に接続するように形成される。第1の電極部221及び第2の電極部222は、各検出領域22aにおいて相互に一体的に接続されている。

0041

第1の基材21s及び第2の基材22sは、PET、PEN、PC、PMMA等の電気絶縁性のプラスチックシート、ガラス基板ガラスエポキシ基板等で構成される。第1の基材21s及び第2の基材22sの厚みは特に限定されず、例えば数10μm〜数100μmである。第1の基材21s及び第2の基材22sは、フレキシブル性を有するシート材で構成されてもよいし、フレキシブル性を有しないシート材で構成されてもよい。

0042

第1の電極線210及び第2の電極線220は、例えばAlやCu等の金属箔のエッチング、あるいはAg(銀)等の金属ペーストの印刷等によって、第1の基材21s及び第2の基材22s上にそれぞれ形成される。

0043

第1の配線基板21と第2の配線基板22とは、図示しない接着層を挟んで第1及び第2の電極線210,220が相互に対向するように積層されてもよいし、第1及び第2の基材21s,22sの少なくとも何れか一方を挟んで第1及び第2の電極線210,220が相互に対向するように積層されてもよい。

0044

電極基板20において、第1の配線基板21上の検出領域21a及び第2の配線基板22上の検出領域22aはZ軸方向に相互に対向し、複数のキー領域10aに各々対向して配置された電極基板20の複数の検出領域20aを構成する。

0045

そして図4に示すように、第1の電極線210の第1の電極部211及び第2の電極線220の第1の電極部221はZ軸方向に相互に対向し、これにより電極基板20の第1の容量素子(容量センサ)C1が構成される。同様に、第1の電極線210の第2の電極部212及び第2の電極線220の第2の電極部222はZ軸方向に相互に対向し、これにより電極基板20の第2の容量素子(容量センサ)C2が構成される。

0046

第1及び第2の容量素子C1,C2は、予め設定された初期容量を有する。容量素子C1,C2の容量は、これらに対向するキー領域10a(導体層12)との間の距離に応じて変化する。後述するように電極基板20は制御部60に電気的に接続されており、任意のキー領域10aとこれに対向する検出領域20aとの間の距離の変化が各容量素子C1,C2の容量変化量に基づいて検出される。このように電極基板20は、複数のキー領域10a各々との距離の変化を静電的に検出することが可能に構成される。

0047

本実施形態において、第1の容量素子C1は、複数のキー領域10a各々の中央部に対向して配置され、第2の容量素子C2は、複数のキー領域10a各々の周縁部に対向して配置される。

0048

(支持体)
支持体30は、操作部材10と電極基板20との間に配置される。支持体30は、複数の構造体31(第1の構造体)と、空間部32(第1の空間部)とを有する。複数の構造体31は、電極基板20と操作部材10との間を接続する。空間部32は、複数の構造体31の間に形成され、入力操作に応じて複数のキー領域10a各々と電極基板20との間の距離を変化させることが可能に構成される。

0049

本実施形態において支持体30は、各構造体31を支持する基材33をさらに有する。基材33は、PET、PEN、PC等の電気絶縁性のプラスチックシートで構成され、電極基板20の第2の配線基板22上に積層される。基材33の厚みは特に限定されず、例えば数μm〜数100μmである。

0050

複数の構造体31は、それぞれ同一の高さ(例えば数μm〜数100μm)を有し、操作部材10の各キー領域10a(電極基板20の各検出領域20a)を区画するように、電極基板20と操作部材10との間を接続する。

0051

各構造体31は、各キー領域10aにおける操作性(クリック感、ストローク感)や検出感度の向上の観点から剛性の比較的高い材料で構成されるが、弾性材料で構成されてもよい。各構造体31は、例えば、紫外線硬化樹脂等の電気絶縁性の樹脂材料で構成され、基材33の表面に転写法等の適宜の手法を用いて形成される。

0052

空間部32は、操作部材10をキー領域10a単位で電極基板20に向けて部分的に弾性変形させることが可能に構成される。空間部32は、複数のキー領域10a間で相互に連通するように形成されるが、これに限られず、キー領域10a毎に独立して設けられてもよい。

0053

(制御部)
本実施形態の入力装置1は、制御部60をさらに備える。制御部60は、電極基板20に電気的に接続され、第1の容量素子C1及び第2の容量素子C2の出力に基づいて複数のキー領域10a各々に対する入力操作に関する情報を生成するように構成される。

0054

制御部60は、典型的には、CPU/MPU、メモリ等を有するコンピュータで構成される。制御部60は、単一のチップ部品で構成されてもよいし、複数の回路部品で構成されてもよい。制御部60は、入力装置1に搭載されてもよいし、入力装置1に接続される機器本体(処理装置)に搭載されてもよい。前者の場合には、例えば、電極基板20に接続されるフレキシブル配線基板上に実装される。後者の場合には、上記機器本体を制御するコントローラと一体的に構成されてもよい。

0055

制御部60は、記憶部と、演算部とを有する。記憶部は、操作部材10のキーレイアウト情報を記憶する。演算部は、記憶部に記憶されたキーレイアウト情報と各検出領域20aにおける第1及び第2の容量素子C1,C2の出力とに基づいて、複数のキー領域10aに対する入力判定を実行する。典型的には、制御部60は、第1及び第2の容量素子C1,C2の容量変化量に対応する閾値を設定し、この閾値に対する大小によりキー入力判定を行う。

0056

例えば、制御部60は、第1の容量素子C1の容量変化量が第1の閾値を超え、かつ第2の容量素子C2の容量変化量が上記第1の閾値よりも小さい第2の閾値を超える場合に、入力信号を出力するように構成される。

0057

また制御部60は、第1の容量素子C1の容量変化量と第2の容量素子C2の容量変化量との差が所定の閾値を超える場合に、入力信号を出力するように構成される。

0058

さらに制御部60は、第1の容量素子C1の容量変化量が第1の所定値を超え、かつ第1の容量素子C1の容量変化の時間変化率が第2の所定値を超える場合に、入力信号を出力するように構成される。

0059

上記記憶部は、複数のキー領域10aのレイアウトが相互に異なる複数種の操作部材のキーレイアウト情報を記憶可能に構成されてもよい。これによりキーレイアウトの異なる複数の操作部材に対しても適切な入力操作を判定することが可能となる。

0060

上記演算部は、複数の検出領域20aのうち少なくとも1つの検出領域20aにおける第1及び第2の容量素子C1,C2の容量変化量に応じて異なる制御信号を生成するように構成される。これによりキー領域10aのオンオフ判定だけでなく、キー領域10aへのタッチ操作の有無や操作力等の判定が可能となる。

0061

上記演算部は、複数の検出領域20aのうち少なくとも1つの検出領域20aにおける第1及び第2の容量素子C1,C2の容量変化量が所定値以上の場合に制御信号を生成するように構成されてもよい。このような構成により、制御が必要な操作があったときのみ機器本体(処理装置)へ制御信号が出力されるため、機器本体における信号の処理量を低減させることができる。

0062

[本実施形態の作用]
基本動作
キー入力装置として広く使用されているキーボードは、所定の指で押したときの沈み込み(ストローク)とキーを押したときの感触(クリック感)によって良好かつ安定したキー入力が可能であるため、広く普及した入力装置である。

0063

例えば図7に示す機械式キーボード110は、上下動が可能な略平板な複数のキー101とその下部分に上下の導電レイヤ102,103が設置されており、キー101を所望の力で押す事で、上下の導電レイヤ102,103を接触させることでスイッチをON状態にする構造を持っている。このような構造を持っている為にキーボードを薄く作ることには限界が有る。昨今、上下の導電レイヤの間に抵抗変化材料を用いた薄型のキーボード等も提案されている。

0064

一方、タッチパネルを活用したキー入力装置も普及し始めている。画面の一部にキーボード画面を表示して、画面をタッチすることで文字入力を行うというものである。この方式は、タッチパネルによる座標計算と画面に表示されるキー領域の整合性を計算して、指などが所定のキー領域にタッチしたと判断された場合にキー入力判定されている。

0065

ところが上述したキーボード110と異なり、操作者は画面上のキーに指を置くことが出来ず、常に指を浮かせた状態から所望のキー領域に指をタッチさせてキー入力を行う必要が有ある。また、上述した機械式のキーボードのようなストローク感やクリック感を得る事は出来ず、高速の入力に適さないという欠点が有る。また、広く用いられている静電タッチパネルの場合は、特殊な例を除いて、手袋等での入力が出来ない事や、爪先等の微小面積でのタッチには反応しづらい等の性質を持っており、こういった性質もキー入力の作業性を著しく阻害している。

0066

これに対して本実施形態の入力装置1は、例えば以下の特長を有している。

0067

(1)本実施形態の入力装置1は、キー領域10aの背面に配された導体層12と電極基板20との間の距離の変化を、容量センサ(第1及び第2の容量素子C1,C2)の容量変化として検出する機能を有する。このため操作動作に対して、ON/OFF2値判定だけではなく、操作力に応じた操作部材10(キー領域10a)の局所的な変形による上記容量センサの容量変化に基づいて導体層12と電極基板20との距離の変化を検出することができる。これにより容量変化量に対応する閾値を設定することで、この閾値に対する大小によりキー入力判定を行うことができる。

0068

また、例えば図7に示したキーボード110においては、ON/OFFの操作荷重感度がデバイス特性により決まるが、本実施形態の入力装置1においては、上記閾値の値で操作感度が決定でき、更に、一つのデバイスで複数の性能操作荷重感度を持った入力装置を作ることが可能となる。このことは単に操作荷重を自由に変えられるだけにはとどまらず、キー入力装置でありながら重心計算による座標検出荷重量の検出等の様々な検出が可能になっていることを示している。

0069

一方、タッチパネルを用いたキー入力装置は前述の通り、指を浮かせて操作する必要がある。これに対して本実施形態では、操作時の操作荷重に応じた容量変化量に対応する閾値を用いているので、キー領域10aに指が触れていても、その時の荷重設定閾値以下の荷重になっていればキー入力は行われない。これにより、操作者はキー領域10aに指を置きながら入力操作を行うことが可能になる。

0070

(2)本実施形態の入力装置1は、操作部材10の電極基板20と対向する面に導体層12を有するため、指と容量センサとの容量結合を検出する通常のタッチセンサと異なり、導体層12と電極基板20との間の距離の変化によって入力操作を検出することができる。したがって、爪先や手袋をはめた指で入力した場合でも導体層12が所望の変形を起こすので、非導電性の操作子を用いた入力操作が可能となる。

0071

(3)本実施形態の入力装置1は、入力操作の検出に容量変化量の閾値を用いるため、一部で重心計算を活用することも可能である。この原理を用いる事で、1つの容量センサ(第1及び第2の容量素子C1,C2)に対して複数種類のキーレイアウトを対応させることも可能である。例えば、一般的なキーボードのレイアウトは、日本、米国、欧州等で一部が異なっている。従来は、こういったキーレイアウトの違いに合わせて全ての構成部品を変える必要があった。本実施形態では少なくともセンサ部分(電極基板20)は共通にすることが出来る。つまり、所望のキーレイアウトが形成された数種類のキートップは、共通の容量センサを使用することが可能であり、この場合はキートップの種類に対応したキー判定プログラムが用意されていれば良い。

0072

(4)本実施形態の入力装置1は、基本的にはN、Mのセンサチャンネル組合せによりN×M個=S個の容量センサによって検出を行うものである。Sの数量は必要なキーの数量よりも多くてもよく、また、例えば「Space」キーや「Enter」キー、「Shift」キーのように通常のキーサイズよりも大きなキーに対しては2個以上の複数の容量センサを割り当ててもよい。また、複数のキーレイアウトに対応させる為、個々のキーレイアウトによりキーの位置が微妙に異なるような領域に対しては、各々のキーレイアウトに対して正確なキー判定が行えるようなセンサの位置や数量を配置するようにすることが出来る。

0073

以上の4つの特長により、本実施形態の入力装置1は、例えば以下のような利点を有している。

0074

[1]本実施形態によれば、操作部材10、電極基板20及び支持体30が基本的には薄いフィルム材積層体で構成されるため、入力装置1の全体を薄く構成するができる。

0075

[2]本実施形態によれば、空間部32を含む支持体30を用いて操作部材10と電極基板20との距離の変化によりキー判定を行うように構成されているため、タッチとスイッチを識別することができる。また、この時のスイッチの閾値はプログラム側のパラメーター変更によって自由に変更することができるため、入力装置のスイッチ荷重感度を簡単に変えられる。更に特定のキーの荷重感度だけを変更するなどのカスタマイズ化も容易に行うことができる。

0076

[3]本実施形態によれば、微小な荷重操作でも電極基板20に容量変化が生じるため、スイッチON判定の閾値以下の場合でも操作されている情報を得ることが可能であり、これによりジェスチャ動作等での入力も可能となる。

0077

[4]本実施形態によれば、キーレイアウトに対応した容量センサの配置を行う事が可能であり、キーレイアウトの違いに対しては、プログラムを使い分けることで、電極基板20の共通化を図ることができる。

0078

[5]本実施形態によれば、キー入力に相当する容量変化量を検出した時にキー入力指令を行うように構成されているが、キー入力に相当する容量変化が無くても、容量変化データを生成することが可能である。この微小な容量変化データを用いて、例えば、押そうとするキーの情報を画面上に表示したり、キーを入力する直前に音を発したり、表示の大きさを変えたりすることが可能である。これにより、新しいユーザビリティーを実現することができる。

0079

(本実施形態の作用)
図7に示したキーボード110においては、キー101の操作面は操作力に対してほとんど曲げ変形は生じずに押込み方向に対して略平行に移動する。キー操作面が所定のバネ定数を有する弾性体104で支えられているので、キー101の移動量は、操作時の荷重とキー操作面を支えるバネ定数の関係により決まり、キー領域内の位置や面積による移動量のバラツキが小さくなるように設計されている。

0080

一方、本実施形態においては、キー操作面自体も薄い部材(操作部材10)で構成されているため、キー操作面は一般的なキーボード等の入力装置に対し、図8に示すように操作荷重により曲げ変形が生じやすい構成になっている。このため、図9上段中段及び下段にそれぞれ示すように、操作位置操作面積により曲げ状態が大きく変化し、結果的にキー操作面の移動量にバラツキが生じやすい。本実施形態では、キー操作面の移動量による容量変化の量の大小でキー判定を行うので、キー操作面移動量のバラツキはキー判定のバラツキに直結する。例えば、キーの中央部を押すと弱い操作力でキーがONするが、キーの隅近くを押す場合にはより大きな操作荷重が必要となる。このようなバラツキがあると入力時のキーの押し位置によってキーが入りにくいとか、ブラインドタッチ時にキーをさぐる動作を行っている時に意図せずにキーONしてしまう等の不都合が生じ、キー判定の最適化を行う事が難しくなってしまう。

0081

上述のような問題を解消するため、本実施形態では、操作部材10、電極基板20及び制御部60について以下のように対策が施されている。下記<1>〜<4>の対策例は、各々単独で採用されてもよいし、2以上のものを組み合わせて採用されてもよい。

0082

<1>操作荷重の位置や面積に対して曲げ変形量のバラツキを減らす。
<2>複数の容量検出センサを有し、各々の容量センサの位置を曲げ変形量の大きい部分と少ない部分に分けて配置する。
<3>一つのキーエリアに対して複数の容量センサを配置し、各々の容量センサが検知した値に対して所定の演算を加味してスイッチONを判定する。
<4>キーを押す時に速度に関係する容量変化の速度での判定基準を追加することでスイッチONを判定する。

0083

(対策例<1>について)
図10は、キー操作状態の検出例をそれぞれ示している。図10上段に示す例では、指F等の導電体が容量センサ(電極基板20)に近づいたときの容量変化が検出される。図10中段に示す例では、指Fで押圧されたキー操作フィルムの導体層12が容量センサ(電極基板20)に近づいたときの容量変化が検出される。図10下段に示す例では、指F及びメッシュ状の導体層12が容量センサ(電極基板20)に近づいたときの容量変化が検出される。

0084

図10に示した例では、操作力による変形はキー操作面のみで起こっている。このような変形構造の場合に、キー操作面の曲げ変形のバラツキを抑制する構造例を以下に説明する。

0085

図11上段及び下段はそれぞれ、キー操作面の要部平面図及びその断面図である。本実施形態では、キー領域10aに対してキー操作面(操作部材10)の支持面が大きく構成されている。すなわち支持体30の複数の構造体31は、キー領域10aの外側に配置されている。これによりキー領域10aの中央部と周縁部とでキー操作時の曲げ変形量の差を小さくできるため、キー入力位置のバラツキによる検出感度のバラツキや誤検出を抑制することができる。

0086

キー領域10aをユーザが操作領域として認識しやすくするために、キー領域10aに適宜の表示が施されていてもよい。また構造体31は、図12に示すように分割して構成されてもよい。

0087

図13及び図14はそれぞれ、操作部材10の構成の変形例を示す模式図であり、図13及び図14上段はキー操作面の要部平面図、図13及び図14下段はそれらの断面図である。これらの例では、キー領域の曲げ剛性が、キー領域の外周部側の剛性に対して大きくなるように構成されている。

0088

すなわち本実施形態において操作部材10は、複数の構造体31に支持され複数のキー領域10aを相互に連結する連結領域13をさらに有し、連結領域13は、複数のキー領域よりも曲げ剛性が低く形成される。

0089

図13に示す例では、キー領域10aの厚みがキー領域10aの外周部分(連結領域13)の厚みに対して大となるように操作部材10が構成されている。このようにキー操作面の曲げ剛性を部分的に変えることにより、キーの操作荷重に対するキー領域10a1の曲げ量を抑制して、電極基板20へ向かうキー領域10aの移動を平行移動に近づけることができる。さらに個々のキー領域10aがキー操作面から突出形成されているため、ユーザによるブラインドタッチが可能となり、操作性をより高めることができる。

0090

キー操作面に所望の段差を設ける手法としては、例えば、印刷によりキー操作面に所望に樹脂を付加する方法や、UV樹脂転写成型による方法、フィルムに対して所望の金型熱プレスすることによりフィルムに凹凸を設ける方法、射出成型を用いる方法等が有る。更に操作部材10が金属シートで構成されている場合には、金属プレスや金属エッチング等によって所望の凹凸を形成することができる。

0091

一方、図14に示す例では、キー領域10aのヤング率がキー領域10aの外周部(連結領域13)のヤング率よりも大となるように操作部材10が構成されている。このような構成においてもキーの操作荷重に対するキー領域10aの曲げ量を抑制して、電極基板20へ向かうキー領域10aの移動を平行移動に近づける事が出来る。この例では、操作部材10の電極基板20と対向する面において構造体31で支持されていない所定の領域に任意の材料層を積層することで構成されたが、これに限られず、少なくとも個々のキー領域10aの直下に上記材料層が積層されてもよい。また、他の材料層の積層に代えて、構造体31の支持される一定領域を部分的に薄くすることによっても同様の作用を得ることができる。

0092

(対策例<2>及び<3>について)
本実施形態における入力操作の検出方法は前述のとおり電極基板20における静電容量の変化の検出である。キーを操作したときの変形による静電容量の変化は厳密に言うと、キーを操作したときに、センサの容量に対して影響を与える導電面(導体層12)の距離の変化による静電容量の変化である。本実施形態での電極配置の基本的な考え方は次のようなものである。

0093

1:キー操作面に加わる操作力により変形しやすい領域と変形しにくい領域とに複数に分割して、その分割された領域にセンサ電極を配置する。
上記1のように配置されたセンサ電極の容量変化のデータを用いて所定の判定基準を付加する。

0094

本実施形態では、電極基板20の検出領域20aにおける容量センサをキー領域10aの曲げ変形量の大きい部分と小さい部分とに分けて第1及び第2の容量素子C1,C2が配置されている。以下、異なる電極配置例と比較しながら本実施形態の作用について説明する。

0095

例えば図15上段に示すように、個々の検出領域20a(キー領域10a)において2つの容量センサC10,C20が左右に分割して配置された電極配置例を考える。図15中段左側に示すように指Fの爪先でキー領域10aの中央部を押圧したときと比較して、図15中段右側に示すように指Fの腹でキー領域10aの中央部を押圧したときの方が、容量センサC10,C20の容量変化量は大きい。これはキー入力時に変形した操作部材10と容量センサC10,C20との対向面積の違いに基づくものである。また、図15下段左側に示すように指Fの爪先でキー領域10aの中央部を押圧したときと比較して、図15下段右側に示すように指Fの爪先でキー領域10aの周縁部を押圧したときの方が、容量センサC20の容量変化量は小さい。これはキー入力位置の違いに基づくものである。

0096

一方、本実施形態では、図16上段に示すように個々の検出領域20a(キー領域10a)において2つの容量センサC1,C2が中央部と周縁部とに分割して配置されている。この場合においても上述の例と同様である。すなわち図16中段左側に示すように指Fの爪先でキー領域10aの中央部を押圧したときと比較して、図16中段右側に示すように指Fの腹でキー領域10aの中央部を押圧したときの方が、容量センサC1,C2の容量変化量は大きい。また、図16下段左側に示すように指Fの爪先でキー領域10aの中央部を押圧したときと比較して、図16下段右側に示すように指Fの爪先でキー領域10aの周縁部を押圧したときの方が、容量センサC2の容量変化量は小さい。これはキー入力位置の違いに基づくものである。

0097

ところが、比較例(図15)よりも本実施形態(図16)の方が、面積の違い及び位置の違いによる容量変化量のバラツキは小さく、さらに入力位置の違いによる容量変化量の絶対値は大きい。このことから、本実施形態によれば、入力面積や位置による検出感度のバラツキや誤検出を抑制できることがわかる。

0098

また本実施形態においては、小さな面積の場合は、キー中央部に配置した容量センサC1の容量変化が生じ、外側に配置した容量センサC2の容量変化は小さくなる。一方、大きな面積の場合は、容量センサC1の容量変化は当然大きくなるが、同時に容量センサC2の容量変化も大きくなる。このような容量変化の特徴を用いて次のようなキーの判定方法が可能となる。

0099

容量センサC1の容量変化量をΔC1、容量センサC2の容量変化量をΔC2としたとき、キーの入力ONの判定基準として以下の例が挙げられる。
判定基準1:ΔC1(又はΔC2)>S00
判定基準2:ΔC1−α×ΔC2>S01
(α:任意の係数(0<α≦1)、S00及びS01:任意のキー判定定数

0100

判定基準1では、ΔC1が所定の閾値(S00)より大きいときにスイッチONと判定される。判定基準2では、ΔC1とΔC2との差が所定の閾値を超える場合に、スイッチONと判定される。上記の判定方法は、操作面積の大小によりΔC1が変動しやすいことを、操作面積が増えた際にΔC2も増加するという特徴を活かして、面積による変動を抑制するというものである。

0101

さらに本実施形態の入力装置1においては、容量センサC1の周囲に配置される容量センサC2は、キーフィルムの変形量が小さな領域に配置されるため、キー領域10aの中央部を操作されたときの容量センサC2の容量変化量ΔC2が小さい。そこで電極基板を以下のように構成することで、キー操作時のΔC2を確保するようにしてもよい。

0102

図17は、電極基板の構成の変形例を示す要部の断面図である。図17に示すように電極基板200は、容量センサC1,C2を内蔵する基材積層体201と、基材積層体201の表面に形成された制限層202とを有する。制限層202は、容量センサC2と操作部材10との間に配置され、空間部32の厚みを部分的に制限する。制限層202は、例えば、プラスチックフィルム、紫外線硬化樹脂等の絶縁材料で構成される。

0103

図17上段に示すように、電極基板200が操作部材10に積層される前の状態において、容量センサC1,C2の初期容量Cs1,Cs2は、Cs1<Cs2に設定される。この例では、容量センサC1を構成する電極の対向面積よりも容量センサC2を構成する電極の対向面積を大きく形成される。

0104

そして図17中段に示すように、構造体31を介して操作部材10を電極基板200に積層した状態では、容量センサC2は制限層202を介して導体層12と対向するため、導体層12との結合は、容量センサC1と導体層12との結合よりも強くなる。その結果、容量センサC2の電極間容量が減少し、非操作時の容量センサC1,C2の容量Cr1,Cr2の差は小さくなる。

0105

本実施形態では、例えば、Cr1≒Cr2となるように制限層202の比誘電率及び厚みが設定される。より具体的に、非操作時における容量センサC1と導体層12との対向距離をL1、制限層202と導体層12との対向距離をL1"とし、図17下段に示すように操作時におけるそれらの距離をそれぞれL2、L2"とすると、L2/L1≒L2"/L1"となるように、制限層202の比誘電率及び厚みが設定される。

0106

これにより容量センサC2が対向する操作部材10の変形量が小さい場合でも、容量センサC2の感度が向上し、入力面積や入力位置の違いによる操作感のバラツキを抑制することができる。

0107

(対策例<4>について)
図18及び図19は、容量センサの容量変化の時間的変化の一例を示す概念図である。キー操作面を押すときの速度により容量変化の速度は変化する。図18図19を比較すると、キーを押す速度は図19の方が速く、その結果所定の時間Δtに対する容量変化ΔC、つまりΔCの速度が図19の方が大きい値となる。一方、図18及び図19のように容量変化量に対するスイッチ判定値1が点線の位置にある場合、容量変化量によって図18ではスイッチONとなるが、図19ではスイッチONにはならない。図19は例えば、爪先で勢いよくキーを叩くというような動作が想定されるが、図から明らかなように、容量変化量だけでのスイッチON判定が難しい場合でも、図19はΔC/Δtが大きくなるので、速度判定を付加することでスイッチONの判定を行うことが可能になる。

0108

そこで本実施形態では、次の判定基準が併用される。
判定基準3:(ΔC1/Δt)>D1、かつ、ΔC1>スイッチ判定値2

0109

すなわち図19に示すように容量センサC1の容量変化量ΔC1が「スイッチ判定値2」を超え、かつ容量センサC1の容量変化の時間変化率(ΔC1/Δt)が所定値D1以上の場合に、スイッチONと判定される。容量センサC2の容量変化についても同様に適用可能である。

0110

また、上記の判定は、以下のように例えば速度閾値複数設定してもよい。
(ΔC1/Δt)>D1、かつ、ΔC1>スイッチ判定値2
(ΔC1/Δt)>D2、かつ、ΔC1>スイッチ判定値3
ここで、D1>D2、「スイッチ判定値2」>「スイッチ判定値3」である。

0111

<第2の実施形態>
図20は本技術の第2の実施形態に係る入力装置を示しており、上段は要部平面図、下段はその断面図である。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

0112

本実施形態の入力装置2は、ベース基板40と、第2の支持体50とをさらに備える。ベース基板40は、電極基板20を挟んで操作部材10に対向配置され、電極基板20と対向する面に導体層42が設けられる。
第2の支持体50は、複数の第2の構造体51と、第2の空間部52とを有する。複数の第2の構造体51は、電極基板20とベース基板40との間を接続し、電極基板20を挟んで複数の第1の構造体31とそれぞれ対向する。第2の空間部52は、複数の第2の構造体51の間に形成され、入力操作に応じて電極基板20とベース基板40との間の距離を変化させることが可能に構成される。
そして本実施形態において、第1の支持体31は、電極基板20と操作部材10との間を接続し第1の空間部32に配置された複数の柱状体34(第3の構造体)をさらに有する。

0113

ベース基板40は、基材41と、導体層42との積層構造を有し、これらは操作部材10の基材11及び導体層12とそれぞれ同様に構成される。導体層42は、導体層12と同様に例えばグランド電位に接続される。

0114

電極基板20は、第1の実施形態と同様に、第1及び第2の容量素子(容量センサ)C1,C2が配置された検出領域20aを有する。本実施形態において電極基板20は、容量素子C1,C2を支持する基材がフレキシブル性を有するプラスチックフィルムで構成される。電極基板20は、複数の第1の構造体31と複数の第2の構造体51との間に挟持され、複数の第2の構造体51によってベース基板40に対して支持される。第2の構造体51の高さは特に限定されず、第1の構造体31よりも高くてもよいし低くてもよく、あるいは第1の構造体31と同じ高さであってもよい。

0115

柱状体34は、第1の構造体31と同一の高さで形成される。柱状体34は、典型的には、各キー領域10aの中央部に配置されるが、これに限られない。柱状体34は、例えば紫外線硬化樹脂で構成され、第1の構造体31と同様な手法で作製される。

0116

図21は入力装置2の作用を示す模式図である。図21上段は、キー領域10aの中心を押した時の変形概略図である。キー領域10aの中央部には柱状体34があり、操作部材10と電極基板20との距離は殆ど変化しないのに対して、電極基板20は第2の空間部52を介してベース基板40に向かって押し下げられる。このとき、電極基板20とベース基板40の導体層42との距離が変化することで所定の静電容量の変化を得ることができる。

0117

図21下段は、キー領域10aの周縁部と中央部との間を押した時の変形概略図である。このとき、操作部材10は、第1及び第3の構造体31,33の間での曲げ変形が発生する。同時に柱状体34に加わる力により電極基板20もベース基板40へ向かって押し下げられる。このような変形で、操作部材10と電極基板20との距離の変化による容量変化と、電極基板20とベース基板40との距離の変化とによる容量変化が同時に起こり、この2つの容量変化の合算により静電容量の変化を得ることが可能となる。

0118

本実施形態ではキー領域10a内に配置される柱状体34の数はそれぞれ1個の例を挙げているが、キー領域10a内に複数の柱状体34が配置されてもよい。例えば図22に、キー領域10a内に4個の柱状体34が配置された例を示す。

0119

さらに本実施形態の操作部材10においても、図13及び図14に示したように、キー領域10aの曲げ剛性をそれ以外の領域の曲げ剛性よりも高める連結領域13を有してもよい。

0120

以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

0121

例えば以上の各実施形態では、電極基板20を構成する第1及び第2の配線基板21,22上の電極形状として図5及び図6に示した例を説明したが、電極の形態及び形状は勿論これに限られない。図23に他の電極例を示す。

0122

図23上段は、第1の電極線210の電極形状を示し、検出領域21aの中央部から周縁部にわたって形成された単一の電極部21eで構成される。図23中段は、第2の電極線220の電極形状を示し、検出領域22aの中央部に配置された第1の電極部22e1とその周縁部に配置された第2の電極部22e2とを有する。図23下段は、電極部21eと電極部22e1とで構成された第1の容量素子C1’と、電極部21eと電極部22e2とで構成された第2の容量素子C2’とを示す。

0123

また以上の各実施形態では、電極基板20の第1及び第2の容量素子C1,C2をミューチャキャパシタンス方式の容量センサで構成されたが、これに代えて、セルフキャパシタンス方式の容量センサで構成されてもよい。その電極配置例を図24に示す。

0124

図24に示す電極基板は、単一の基材20sで構成することができる。各検出領域20aには、検出領域20aの中央部に位置する第1の電極部231と、第1の電極部の周囲に位置する第2の電極部232とが配置され、それぞれ電極線230を介して制御部60に電気的に接続可能に構成される。第1の電極部231は、操作部材10の導体層12,42との容量結合により第1の容量素子を構成し、第2の電極部232は、操作部材10の導体層12,42との容量結合により第2の容量素子を構成する。このような構成によっても上述の各実施形態と同様の作用を得ることができる。

0125

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
(1)複数のキー領域を有する変形可能なシート状の操作部材と、
前記複数のキー領域に各々対向して配置された第1の容量素子と、前記第1の容量素子の周囲に配置された第2の容量素子とを有し、前記複数のキー領域各々との距離の変化を静電的に検出することが可能な電極基板と、
前記電極基板と前記操作部材との間を接続する複数の第1の構造体と、前記複数の第1の構造体の間に形成され、入力操作に応じて前記複数のキー領域各々と前記電極基板との間の距離を変化させることが可能な第1の空間部とを有する第1の支持体と
を具備する入力装置。
(2)前記(1)に記載の入力装置であって、
前記第1の容量素子は、前記複数のキー領域各々の中央部に対向して配置され、
前記第2の容量素子は、前記複数のキー領域各々の周縁部に対向して配置される
入力装置。
(3)前記(1)又は(2)に記載の入力装置であって、
前記電極基板は、前記第2の容量素子と前記操作部材との間に配置され前記第1の空間部の厚みを部分的に制限する制限層をさらに有する
入力装置。
(4)前記(1)から(3)のいずれか1つに記載の入力装置であって、
前記操作部材は、前記電極基板と対向する面に設けられた導体層をさらに有する
入力装置。
(5)前記(1)から(4)のいずれか1つに記載の入力装置であって、
前記電極基板を挟んで前記操作部材に対向配置され、前記電極基板と対向する面に導体層が設けられたベース基板と、
前記電極基板と前記ベース基板との間を接続し前記電極基板を挟んで前記複数の第1の構造体とそれぞれ対向する複数の第2の構造体と、前記複数の第2の構造体の間に形成され、入力操作に応じて前記電極基板と前記ベース基板との間の距離を変化させることが可能な第2の空間部とを有する第2の支持体と
をさらに具備し、
前記第1の支持体は、前記電極基板と前記操作部材との間を接続し前記第1の空間部に配置された複数の第3の構造体をさらに有する
入力装置。
(6)前記(1)から(5)のいずれか1つに記載の入力装置であって、
前記操作部材は、前記複数の第1の構造体に支持され前記複数のキー領域を相互に連結する連結領域をさらに有し、
前記連結領域は、前記複数のキー領域よりも曲げ剛性が低く形成される
入力装置。
(7)前記(6)に記載の入力装置であって、
前記複数のキー領域は、前記連結領域よりも大きな厚みで形成される
入力装置。
(8)前記(1)から(7)のいずれか1つに記載の入力装置であって、
前記電極基板に電気的に接続され、前記第1の容量素子及び前記第2の容量素子の出力に基づいて前記複数のキー領域各々に対する入力操作に関する情報を生成するように構成された制御部をさらに具備する
入力装置。
(9)前記(8)に記載の入力装置であって、
前記制御部は、前記第1の容量素子の容量変化量が第1の閾値を超え、かつ前記第2の容量素子の容量変化量が前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値を超える場合に、入力信号を出力するように構成される
入力装置。
(10)前記(8)又は(9)に記載の入力装置であって、
前記制御部は、前記第1の容量素子の容量変化量と前記第2の容量素子の容量変化量との差が所定の閾値を超える場合に、入力信号を出力するように構成される
入力装置。
(11)前記(8)から(10)のいずれか1つに記載の入力装置であって、
前記制御部は、前記第1の容量素子の容量変化量が第1の所定値を超え、かつ前記第1の容量素子の容量変化の時間変化率が第2の所定値を超える場合に、入力信号を出力するように構成される
入力装置。
(12)複数のキー領域を有する変形可能なシート状の操作部材と、
前記複数のキー領域に各々対向して配置された容量素子を有し、前記複数のキー領域各々との距離の変化を静電的に検出することが可能な電極基板と、
前記電極基板と前記操作部材との間を接続する複数の第1の構造体と、前記複数の第1の構造体の間に形成され、入力操作に応じて前記複数のキー領域各々と前記電極基板との間の距離を変化させることが可能な第1の空間部とを有する第1の支持体と
を具備し、
前記操作部材は、前記複数の第1の構造体に支持され前記複数のキー領域を相互に連結する連結領域をさらに有し、
前記連結領域は、前記複数のキー領域よりも曲げ剛性が低く形成される
入力装置。

0126

1,2…入力装置
10…操作部材
10a…キー領域
12,42…導体層
13…連結領域
20…電極基板
30,50…支持体
31,51…構造体
32,52…空間部
34…柱状体
40…ベース基板
60…制御部
202…制限層
C1…第1の容量素子
C2…第2の容量素子

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