输入装置制造方法

输入装置制造方法
【专利摘要】本发明的输入装置具备基板、基板的开关元件、和检测开关元件中的静电电容的变化的检测部。上述开关元件具有被设置于上述基板的固定电极部、以及被设置于上述基板的主面侧且至少一部分能够沿接近以及远离上述固定电极部的方向弹性位移的可动电极部。上述可动电极部能够通过由作为导电体的被检测体进行的按压而发生接近上述固定电极部的方向的位移。上述检测部能够检测因上述被检测体接近以及远离上述可动电极部而产生的静电电容的变化、以及因上述按压引起的上述可动电极部的位移而产生的上述可动电极部与上述固定电极部之间的静电电容的变化。上述固定电极部相对于上述可动电极部电绝缘并且与地连接。
【专利说明】输入装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及在智能电话等便携式电话机、平板终端等便携式信息终端(PDA:Personal Digital Assistant (个人数字助理)等)、个人计算机、触摸面板等电子设备所使用的输入装置。
[0002]本申请基于2012年06月12日在日本申请的特愿2012 — 133301以及2012年06月12日在日本申请的特愿2012 — 133302主张优先权，并在此引用它们的内容。

【背景技术】
[0003]在便携式电话机等中，使用具备I个或多个开关元件的输入装置(例如，参照专利文献I)。
[0004]在专利文献I中公开有一种输入装置，其具备:接点电极；通过由操作者进行的按压而与上述接点电极接触的反转部件；以及对操作者的手指等(被检测体)接近时的静电电容的变化进行检测的位置检测单元。
[0005]专利文献1:日本专利第4049703号公报
[0006]专利文献2:日本特开2011 - 081910号公报
[0007]专利文献3:日本特开2008 - 052620号公报
[0008]专利文献4:日本特开2010 - 123367号公报
[0009]专利文献5:日本专利第4049703号公报
[0010]专利文献6:日本特开2006 - 222022号公报
[0011]专利文献7:日本特开2001 - 74404号公报
[0012]在上述输入装置中，由于需要进行静电电容的变化的检测以及反转部件与接点电极之间的电连接的检测，所以需要具备检测静电电容的变化的电路和检测电连接的电路双方，或者需要使用具有各自功能的2个集成电路，由于内部构造变复杂，所以在成本方面、制造容易度、装置小型化等方面存在问题。
[0013]另外，在专利文献2中公开了一种具备输入装置的烹饪设备，在专利文献3中公开了一种具有静电传感器20的输入装置，在专利文献4中公开了一种具有开关机构2的输入装置。并且，在专利文献5中公开一种了具备开关输入单元、反转部件以及接点电极9的输入装置，在专利文献6中公开了一种具备固定电极以及可动电极的静电电容式开关，在专利文献7中公开了一种具备:具有固定电极等的基板、导电性橡胶板以及橡胶板的静电电容式传感器。


【发明内容】

[0014]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种在对被检测体的位置以及按压操作进行检测的输入装置中，能够简化内部的电路结构的输入装置。
[0015]为了解决上述课题，本发明的一个方式提供以下的结构。
[0016]本发明的一个方式提供一种输入装置，该输入装置具备绝缘性的基板、被设置于上述基板的开关元件、以及检测上述开关元件中的静电电容的变化的检测部，上述开关元件具有被设置于上述基板的固定电极部、以及被设置于上述基板的主面侧且至少一部分能够沿相对于上述固定电极部接近以及远离的方向弹性位移的可动电极部，上述可动电极部能够通过由作为导电体的被检测体进行的按压而产生接近上述固定电极部的方向的位移，上述检测部能够对因上述被检测体相对于上述可动电极部接近以及远离而产生的静电电容的变化、以及因上述按压引起的上述可动电极部的位移而产生的上述可动电极部与上述固定电极部之间的静电电容的变化进行检测，上述固定电极部相对于上述可动电极部电绝缘并且与地连接。
[0017]优选上述可动电极部为向远离上述基板的方向突出的圆顶形状或者拱形形状，并且大致中央部能够向与上述固定电极部接近以及远离的方向弹性位移。
[0018]优选上述可动电极部与被设置于上述基板的主面侧的外电极部电连接，上述外电极部在俯视下形成于上述固定电极部的周围，并且上述外电极部相对于上述固定电极部的径向距离比上述可动电极部的接近以及远离上述固定电极部的方向的最大位移距离大。
[0019]优选上述外电极部在俯视下形成于包含上述可动电极部的区域，并且上述外电极部的外形尺寸是上述可动电极部的外形尺寸的1.5倍以上。
[0020]优选上述固定电极部被设置于上述基板的与主面侧相反面侧。
[0021]优选在上述基板的主面侧形成有对接近上述基板方向的上述可动电极部的移动进行限制的高度调整部。
[0022]优选上述高度调整部形成为沿着上述主面的层状。
[0023]优选在本发明的一个方式中，上述固定电极部被设置于上述基板的主面侧，至少在上述固定电极部的上述可动电极部侧的面形成有绝缘部，该绝缘部阻止上述可动电极部沿接近上述固定电极部的方向位移时与上述固定电极部电连接。
[0024]优选上述绝缘部由从丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂、聚酰亚胺类树脂以及环氧类树脂组成的组中选择的I种或者2种以上构成。
[0025]优选上述绝缘部的相对介电常数为1.5?10。
[0026]优选上述绝缘部的厚度为5 μ m以上。
[0027]优选以上述基板的主面为基准的上述绝缘层上表面与上述外电极部上表面的高低差在O以上且上述固定电极部和与其面对的部分的上述可动电极部之间的距离的十分之一以下的范围。
[0028]根据本发明的一个方式，由于检测部不仅能够检测因被检测体的位置变化而产生的静电电容变化，还能够检测因开关元件的按压操作而产生的可动电极部的位移时的静电电容变化，所以能够将检测被检测体的位置的电路和检测可动电极部的按压动作的电路共通化，可简化内部的电路构造。因此，在成本方面、制造容易度、装置小型化等方面有利。
[0029]另外，由于基于静电电容的变化来检测可动电极部的按压动作，所以与基于电极部的电连接来检测按压动作的构造相比，检测时在电路中流动的电流不会激增，不会产生因此造成的不良情况。
[0030]另外，在本发明的一个方式中，与基于电极部的电连接来检测按压动作的构造不同，不会产生因以异物混入、电极部的腐蚀等为原因的接触不良而检测灵敏度下降的情况。
[0031]在本发明的一个方式中，由于固定电极部被设置于基板的与主面相反的面侧，所以能够使固定电极部与可动电极部之间可靠地绝缘。因此，不会产生因两个电极部电连接而造成的不能检测静电电容的情况。
[0032]根据本发明的一个方式，通过单个检测部不仅能够检测因被检测体接近以及远离时的位置变化而产生的静电电容变化，还能够检测因开关元件的按压操作而产生的可动电极部位移时的静电电容变化。即，能够利用单个检测部检测2个阶段的静电电容变化。结果，能够将检测被检测体的位置的电路和检测可动电极部的按压动作的电路共通化，可简化内部的电路构造。因此，在成本方面、制造容易度、装置小型化等方面有利。
[0033]另外，由于基于静电电容的变化来检测可动电极部的按压动作，所以与基于电极部的电连接来检测按压动作的构造相比，检测时在电路中流动的电流不会激增，不会产生因此造成的不良情况。
[0034]另外，在本发明的一个方式中，与基于电极部的电连接来检测按压动作的构造不同，不会产生因以异物混入、电极部的腐蚀等为原因的接触不良而检测灵敏度下降的情况。
[0035]在本发明的一个方式中，由于固定电极部以及可动电极部均被设置于基板的主面，所以能够利用便宜的单面基板，可抑制成本。

【专利附图】

【附图说明】
[0036]图1是表示本发明的第I实施方式的输入装置的剖视图。
[0037]图2是表示图1的输入装置的俯视图。
[0038]图3是示意性地表示图1的输入装置的结构图。
[0039]图4是示意性地表示在图1的输入装置中被检测体接近了可动电极部后的状态的结构图。
[0040]图5是示意性地表示在图1的输入装置中被检测体按压可动电极部后的状态的结构图。
[0041]图6是表示在图1的输入装置中被检测体接近可动电极部后的状态的剖视图。
[0042]图7是表示在图1的输入装置中被检测体按压可动电极部后的状态的剖视图。
[0043]图8是表示使用了图1的输入装置的电子设备的例子的立体图。
[0044]图9是表示图1的输入装置中的静电电容的变化的图。
[0045]图1OA是关于图1的输入装置中的被检测体的位置检测的说明图。
[0046]图1OB是关于图1的输入装置中的被检测体的位置检测的说明图。
[0047]图1OC是关于图1的输入装置中的被检测体的位置检测的说明图。
[0048]图11是表示具有可动电极部的其他例子的输入装置的俯视图。
[0049]图12是表示本发明的第2实施方式的输入装置的剖视图。
[0050]图13是表示在图12的输入装置中被检测体按压可动电极部后的状态的剖视图。
[0051]图14是表示图12的输入装置的俯视图。
[0052]图15是表示按压操作时施加至可动电极部的负载与可动电极部的位移量之间的关系的图。
[0053]图16是表示具有可动电极部的其他例子的输入装置的俯视图。
[0054]图17是表示使用了具有突起部的外装片材的输入装置的一个例子的剖视图。
[0055]图18是表示使用了按压力传递部件的输入装置的一个例子的剖视图。
[0056]图19是表示本发明的第3实施方式的输入装置的剖视图。
[0057]图20是表示图19的输入装置的俯视图。
[0058]图21是示意性地表示图19的输入装置的结构图。
[0059]图22是示意性地表示在图19的输入装置中被检测体接近可动电极部后的状态的结构图。
[0060]图23是示意性地表示在图19的输入装置中被检测体按压可动电极部后的状态的结构图。
[0061]图24是表示在图19的输入装置中被检测体接近可动电极部后的状态的剖视图。
[0062]图25是表示在图19的输入装置中被检测体按压可动电极部后的状态的剖视图。
[0063]图26是表示使用了图19的输入装置的电子设备的例子的立体图。
[0064]图27是表示图19的输入装置中的静电电容的变化的图。
[0065]图28A是关于图19的输入装置中的被检测体的位置检测的说明图。
[0066]图28B是关于图19的输入装置中的被检测体的位置检测的说明图。
[0067]图28C是关于图19的输入装置中的被检测体的位置检测的说明图。
[0068]图29是表不具有可动电极部的其他例子的输入装置的俯视图。
[0069]图30是表示使用了具有突起部的外装片材的输入装置的一个例子的剖视图。
[0070]图31是表示使用了按压力传递部件的输入装置的一个例子的剖视图。
[0071]图32是表示输入装置的其他例子的剖视图。
[0072]图33是表示输入装置的其他例子的俯视图。
[0073]图34是表示输入装置的其他例子的俯视图。

【具体实施方式】
[0074]图1是表示本发明的第I实施方式的输入装置10(输入装置模块)的剖视图。图2是表示输入装置10的俯视图。图3是示意性地表示输入装置10的结构图。图4是示意性地表示被检测体20接近可动电极部12后的状态的结构图。图5是示意性地表示被检测体20按压可动电极部12后的状态的结构图。图6是表示被检测体20接近可动电极部12后的状态的剖视图。图7是表示被检测体20按压可动电极部12后的状态的剖视图。图8是表示使用了输入装置10的电子设备的例子的立体图。
[0075]在以下的说明中，高度方向是指图1中的上方(与基板I垂直且远离基板I的方向)。
[0076]图8表示使用了输入装置10的电子设备的一个例子的便携式电话机。输入装置10被设置于便携式电话机30的主体部31。
[0077]如图1?图3所示，输入装置10具备基板1、被设置于基板I的主面Ia的开关元件2、检测开关元件2中的静电电容的变化的检测部3、覆盖开关元件2的按压片材4、以及覆盖按压片材4的外装片材5。
[0078]作为基板1，可使用聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯树脂、芳族聚酰胺树脂、液晶聚合物、玻璃等绝缘性材料中的I种或2种以上，例如能够使用FPC(柔性印刷电路:Flexible Printed Circuit)、PCB (印刷电路板:Printed Circuit Board)等印刷布线基板。
[0079]基板I的相对介电常数例如可以为1.5?10。通过使相对介电常数处于该范围，能够提高固定电极部11与可动电极部12之间的静电电容而使检测灵敏度良好。
[0080]基板I的厚度例如可以为10?500 μ m。通过使基板I的厚度处于该范围，能够可靠地实现固定电极部11与可动电极部12之间的绝缘，并且能够提高固定电极部11与可动电极部12之间的静电电容，从而使检测灵敏度良好。
[0081]可在主面Ia形成由铜等导电体构成的布线层(省略图示)，能够通过该布线层将各电极部与检测部3电连接。
[0082]基板I作为使固定电极部11与可动电极部12电绝缘的绝缘部发挥作用。
[0083]开关元件2具有:被设置于与主面Ia相反的面即背面Ib (在图1中为下表面)的固定电极部11、至少一部分被设置于俯视下与固定电极部11重叠的位置的可动电极部12、以及被设置于主面Ia的外电极部14。
[0084]固定电极部11是由银、铜等导电体构成的导电层，俯视形状可以为大致圆形(参照图2)。固定电极部11并不局限于由铜形成，也可以由不锈钢、铝等其他金属等形成。
[0085]固定电极部11与地连接。因此，固定电极部11的电位一定。
[0086]从而，能够避免因固定电极部11的电位变动而引起的可动电极部12与固定电极部11之间的静电电容的变化，从而能够准确地进行2个阶段的静电电容的检测。
[0087]另外，可设想为在输入装置之下配置某种电子设备来进行使用，但可动电极部与固定电极部之间的静电电容值有可能因从该电子设备产生的噪音(静电电容)而紊乱。在2个阶段的静电电容变化的检测中，由于每一个阶段的变化允许幅度与检测I个阶段的静电电容变化的情况相比当然变小，所以该问题变得显著。
[0088]因此，在2个阶段的静电电容变化的检测中，能够进行高精度的检测。
[0089]可动电极部12是由金属等导电体构成的板状体(金属板)，可以为按照向上方(远离基板I的方向)成为凸状的方式突出的圆顶形状。
[0090]可动电极部12例如具有弯曲了的剖面形状,在图1所示的例子中是剖面近似为椭圆的弧形。此外，可动电极部12并不局限于弯曲形状，也可以是平板状，还可以是曲折形状。
[0091]可动电极部12的俯视形状可以为大致圆形(参照图2)。可动电极部12的基端部12a(可动电极部12的边缘部)被固定于外电极部14的上表面，并与外电极部14电连接。
[0092]图示例子的可动电极部12具有比固定电极部11大的外径，被设置成覆盖固定电极部11。
[0093]可动电极部12能够由不锈钢等金属材料形成。
[0094]可动电极部12具有中央部12b能够基于操作者的按压而向接近以及远离固定电极部11的方向弹性位移的可挠性，能够切换图6所示的不变形的状态和如图7所示那样中央部分向下方变成凸状而中央部12b接近固定电极部11后的状态(按压状态)。
[0095]中央部12b处于最下降位置时的中央部12b与固定电极部11之间的距离(图7所示的h2)例如可以为10?500 μ m。通过使该距离处于该范围，能够提高固定电极部11与可动电极部12之间的静电电容而使检测灵敏度良好。中央部12b在处于最下降位置时也可以与基板I接触。
[0096]外电极部14形成于主面Ia侧，可以是按照俯视下大致包围固定电极部11的方式形成在从固定电极部11沿径向远离的位置的大致C形或者大致环状。图示例子的外电极部14俯视下呈C形(参照图2)。
[0097]如图1所示，优选俯视下的外电极部14与固定电极部11的径向的距离LI比可动电极部12的行程(上下方向的可动电极部12的最大位移距离。例如图6以及图7所示的“h1- h2，，)大。
[0098]由此，由于固定电极部11与外电极部14之间产生的寄生电容变小，所以因被检测体20的近接、可动电极部12接近固定电极部11而产生的静电电容值的变化量相对变大，能够使第I阶段(被检测体的接近以及分离)和第2阶段(因按压产生的可动电极部的位移)的静电电容的相对变化量变大。结果，检测变得容易。
[0099]这里，寄生电容是指在被检测体20未接近开关元件2的状态下产生的静电电容值。
[0100]优选俯视下的外电极部14与固定电极部11的径向的分离距离LI为0.15?3.5mm。通过使LI处于该范围，能够减小寄生电容，并且能够防止输入装置10的大型化。
[0101]另外，优选可动电极部12的行程“hi — h2”为0.1?0.4mm。由此，能够增大静电电容值的变化量，并且能够防止输入装置10的大型化。
[0102]另外，优选LI与“hi — h2”之差为0.05?3.1_。
[0103]由此，因被检测体20的近接、可动电极部12接近固定电极部11而产生的静电电容值的变化量相对变大，检测变得容易。
[0104]另外，优选外电极部14的径向尺寸(图1所示的宽度Wl)为0.5mm以上。通过使宽度Wl处于该范围，能够提高检测灵敏度。
[0105]此外，如图2所示，固定电极部11形成在俯视下沿径向远离外电极部14的位置，但固定电极部11的大小以及形成位置并不限定于图示例子。例如，固定电极部11的形成范围可以比图2所示例子更大，也可以使其一部分形成在俯视下与外电极部14重叠的范围。
[0106]按压片材4是可挠性的片材体，由PET等树脂材料等构成。按压片材4能够沿厚度方向挠曲变形。
[0107]在按压片材4的下表面4a (基板I侧的面)形成有树脂层7。
[0108]在图示例子中，在树脂层7形成有比外电极部14大一圈的俯视呈圆形的开口部7a (参照图2)，在该开口部7a内形成有外电极部14。
[0109]外装片材5是可挠性的片材体，由PET等树脂材料等构成。外装片材5能够沿厚度方向挠曲变形。
[0110]如图8所示，能够在外装片材5形成显示文字、标记、图形等的显示部5a (操作键部)。优选显示部5a(操作键部)形成在俯视下与可动电极部12的至少一部分重叠的位置。
[0111]接下来，对输入装置10的动作进行说明。
[0112]如图1以及图3所示，在被检测体20未接近开关元件2的状态下，利用检测部3 (脉冲生成部以及电容检测部)通过对可动电极部12施加脉冲电压而检测的静电电容是在固定电极部11与可动电极部12之间形成的静电电容Y I与寄生电容α之和(α + Υ?)。
[0113]用ei(S/hl)表示Y1。其中，S1是固定电极部11与可动电极部12之间的介电常数。实际上，在固定电极部11与可动电极部12之间夹设有空气层和基板1，各自的介电常数不同，但这里为了简化说明而认为在固定电极部11与可动电极部12之间夹持相同介电常数的物质，设介电常数为ε 10 S是与可动电极部12面对的固定电极部11的面积。hi是固定电极部11与俯视下和固定电极部11重叠的部分的可动电极部12之间的距离，例如是固定电极部11的上表面Ila与中央部12b的下表面之间的高低差。
[0114]优选与可动电极部12面对的固定电极部11的面积即S为0.5?20.0mm2。由此，能够增大在可动电极部12和固定电极部11产生的静电电容值，可增大后述的可动电极部12被按压时的静电电容值的变化量。
[0115]静电电容Y I根据固定电极部11与可动电极部12之间的距离、检测部3的结构而大为不同，但大致为0.01?20 (pF)。
[0116]检测部3中的静电电容检测通过检测静电电容变化时的静电电容的变化量来进行。静电电容的检测可利用日本特开2007 - 18839号公报、日本特开2005 — 353565号公报等中所记载的电路的一部分。将如图1以及图3所示被检测体20未接近开关元件2的状态称为“通常状态”。
[0117]若如图4以及图6所示，被检测体20接近开关元件2，则由检测部3检测的静电电容如以下那样变化。
[0118]被检测体20例如是操作者的手指、触控笔等，至少一部分由导电体构成，与可动电极部12之间形成静电电容β。
[0119]在图示例子中，被检测体20与俯视下和可动电极部12重叠的位置的外装片材5的上表面抵接，并位于接近可动电极部12的位置。在该状态下，由于可动电极部12未被按压，可动电极部12没有变形，所以中央部12b的高度位置与图1以及图3所示的通常状态相同。将图4以及图6所示的状态称为“接近状态”。
[0120]在该接近状态下，由于在被检测体20与可动电极部12之间形成静电电容β，所以由检测部3检测的静电电容成为对通常状态下的静电电容(α + Υ1)加上静电电容β后的值(α + β + Y I)。即，检测值与通常状态相比增加“ β ”。
[0121]静电电容β根据可动电极部12的大小、检测部3的结构而大为不同，但大致为I ?100 (pF)。
[0122]若如图5以及图7所示，被检测体20经由外装片材5将可动电极部12的中央部12b向下方(靠近基板I的方向)按压，则可动电极部12弹性变形，包括中央部12b的部分(中央部分)成为向下方呈凸的弯曲形状。
[0123]由此，中央部12b向下方位移，与固定电极部11之间的距离变小。在该变形时，可动电极部12对操作者赋予点击(click)感。
[0124]将图5以及图7所示的状态称为“按压状态”。
[0125]由于固定电极部11被设置于基板I的背面lb，所以可动电极部12不与固定电极部11抵接，可动电极部12与固定电极部11不电连接。
[0126]若可动电极部12与固定电极部11电连接，则可认为不能进行静电电容的检测，但在该输入装置10中，不会发生这样的情况。
[0127]在该按压状态下，固定电极部11与可动电极部12之间形成的静电电容Y2为“ ε 2(S/h2) ”。ε 2是按压状态下的固定电极部11与可动电极部12之间的介电常数。
[0128]由于固定电极部11与可动电极部12之间的距离(图5以及图7所示的h2)变小，所以静电电容Y2与图4以及图6所示的“接近状态”下的静电电容Yl相比变大。
[0129]因此，由检测部3检测的静电电容(α+β + γ2)比接近状态(参照图4以及图6)的静电电容(α+β + Υ1)大。
[0130]静电电容Y 2根据基板I的相对介电常数、h2的长度而大为不同，但大致为0.04 ?350 (pF)。
[0131]接近状态与按压状态的静电电容之差为Y2 — Y I。该差大致为0.03?330 (pF)。
[0132]若操作者停止按压，则可动电极部12通过可动电极部12的弹性恢复力而变为原来的形状(图4以及图6所示的形状)，中央部12b向上方位移。静电电容的检测值变为
(α +β + Y I)。
[0133]若被检测体20远离开关元件2，则返回至图1以及图3所示的通常状态，静电电容的检测值再次变为(α + Y I)。
[0134]图9是表示一连串的操作下的静电电容的变化的图。以下，参照该图对输入装置10中的检测动作的一个例子进行说明。
[0135]预先对通常状态的静电电容(α + Υ1)与接近状态的静电电容(α+β + Υ1)之间设定基准值I (第I基准值)，并且对接近状态的静电电容(α + β + Υ I)与按压状态的静电电容(α + β + Υ 2)之间设定基准值2 (第2基准值)。
[0136]若从通常状态(图3)变为接近状态(图4)，则由检测部3检测的静电电容从(a + y I)超过基准值I而增加至(α + β + Y I)。
[0137]检测部3若检测到超过基准值I的静电电容，则识别为被检测体20接近并输出第I检测信号，通过该第I检测信号能够进行某种动作(例如向显示部(省略图示)的画面显示)O
[0138]若从接近状态(图4)变为按压状态(图5)，则由检测部3检测的静电电容从(α +β + y I)超过基准值2而增加至(α + β + Y 2)。
[0139]检测部3若检测到超过基准值2的静电电容，则识别为进行了按压动作并输出第2检测信号，通过该第2检测信号能够进行某种动作(例如向显示部(省略图示)的画面显示)O
[0140]同样在静电电容伴随着从按压状态向接近状态的转移而小于基准值2时、以及在静电电容伴随着从接近状态向通常状态的转移而小于基准值I时，检测部3也能够分别输出检测信号，来进行某种动作。
[0141]在该例中，通过预先设定2个基准值，检测部3分别识别被检测体20的接近及分离、以及开关元件2的按压动作，来发挥2个阶段的开关功能。
[0142]此外，在该例中设定了 2个基准值，但基准值也可以是3个以上。例如也可以在(a + y I)与(α +β + y I)之间以及在(α +β + y I)与(α + β + y 2)之间分另ll设定2个以上基准值。
[0143]另外，基准值也可以设置有滞后作用(hysteresis)。
[0144]如图1OA?图1OC所示，输入装置10也能够检测被检测体20的平面位置(沿着基板I的面内的位置)。
[0145]设想被检测体20从接近第I开关元件2 (2A)的第I位置(图10A)经由接近第2开关元件2(2B)的第2位置(图10B)移动到达接近第3开关元件2(2C)的第3位置(图10C)的情况。
[0146]在第I位置(图10A)，由于被检测体20接近第I开关元件2A，所以在第I开关元件2A中，静电电容的检测值成为较高的值，另一方面，在处于通常状态的第2以及第3开关元件2B、2C中，静电电容的检测值成为比较低的值。
[0147]在第2位置(图10B)，由于被检测体20接近第2开关元件2B，所以在第2开关元件2B中，静电电容的检测值成为较高的值，在第I以及第3开关元件2A、2C中成为较低的值。
[0148]在第3位置(图10C)，由于被检测体20接近第3开关元件2C，所以在第3开关元件2C中，静电电容的检测值成为较高的值，在第I以及第2开关元件2A、2B中成为较低的值。
[0149]这样，由于各开关元件2的静电电容的检测值根据被检测体20的位置而变化，所以能够基于检测值来确定被检测体20的位置。
[0150]为了制作输入装置10，在设置了固定电极部11、外电极部14以及可动电极部12的基板I的主面Ia设置树脂层7，在其之上设置按压片材4，进而在其之上设置外装片材5。
[0151]由此，得到图1等所示的输入装置10。
[0152]在输入装置10中，由于检测部3不仅能够检测因被检测体20的位置变化而产生的静电电容变化，还能够检测因按压操作引起的可动电极部12位移时的静电电容变化，所以能够将检测被检测体20的位置的电路和检测可动电极部12的按压动作的电路共通化，能够简化内部的电路构造。因此，在成本方面、制造容易度、装置小型化等方面有利。
[0153]在输入装置10中，由于根据静电电容的变化来检测可动电极部12的按压动作，所以与根据电极部的电连接来检测按压动作的构造相比，检测时在电路中流动的电流不会激增，不会产生因此造成的不良情况。
[0154]另外，与根据电极部的电连接来检测按压动作的构造不同，不会因以异物混入、电极部的腐蚀等为原因的接触不良而使得检测灵敏度下降。
[0155]在输入装置10中，由于固定电极部11被设置于基板I的背面lb，所以能够使固定电极部11与可动电极部12之间可靠地绝缘。因此，不会产生因两个电极部11、12电连接而造成不能检测静电电容这一情况。
[0156]本发明的技术范围并不局限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内，能够施加各种变更。
[0157]可动电极部12的形状并不局限于图示例。可动电极部12也可以是例如如图11所示那样由俯视下向左右延伸的一定宽度的长板构成且两基端部12Aa形成在外电极部14上的拱形形状。
[0158]另外，在图示例子中，输入装置10具有多个开关元件2，但开关元件2也可以仅为I个。
[0159]图12是表示本发明的第2实施方式的输入装置40的剖视图。图13是表示按压状态的输入装置40的剖视图。图14是表示输入装置40的俯视图。
[0160]如图12所示，输入装置40与图1等所示的第I实施方式的输入装置10的不同之处在于:在基板I的主面Ia形成有对接近基板I的方向的可动电极部12的移动进行限制的高度调整层13 (高度调整部)。
[0161]如图13所示，对于可动电极部12(中央部12b)向接近固定电极部11的方向(下方)位移时的中央部12b的高度位置而言，由于若过高则可动电极部12的变形量小，所以点击感容易不足，若过低则对可动电极部12的耐久性造成影响。
[0162]高度调整层13限制可动电极部12 (中央部12b)向接近固定电极部11的方向(下方)位移时的中央部12b的下方移动，调整中央部12b的高度位置。高度调整层13为了限制与上表面13a抵接的中央部12b的进一步的下方移动，规定中央部12b的下方位移的界限位置。
[0163]高度调整层13是沿着主面Ia的层状，关于高度调整层13的构成材料，如果不与检测部3等电连接则可以是导电性材料，但若使用绝缘性材料，则能够提高固定电极部11与可动电极部12之间的静电电容而使检测灵敏度良好。
[0164]作为高度调整层13的构成材料，例如可使用从由聚酰亚胺类树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯类树脂、液晶聚合物、丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、环氧类树脂组成的组中选择出的I种或者2种以上。也可以对高度调整层13使用通用的阻焊剂。
[0165]能够使高度调整层13的介电常数例如为1.5?10(F/m)。通过使介电常数处于该范围，能够提高固定电极部11与可动电极部12之间的静电电容而使检测灵敏度良好。
[0166]能够使高度调整层13的厚度(基板I的厚度方向的尺寸)例如为10?200 μ m。通过使高度调整层13的厚度处于该范围，能够使点击感良好，并且能够防止可动电极部12的耐久性降低。
[0167]优选高度调整层13的厚度与外电极部14的厚度大致相同。
[0168]如图14所示，高度调整层13的俯视位置为位移时的中央部12b能够抵接的位置。优选高度调整层13形成为包含俯视下至少与中央部12b层叠的位置。
[0169]高度调整层13 (高度调整部)的形状只要是能够调整中央部12b的高度的形状即可，并不局限于层状，也可以是其他形状。例如也可以是形成于主面Ia的I个或者多个块状。
[0170]高度调整层13可以与树脂层7独立，也可以与树脂层7形成为一体。在图13所示的例子中，在树脂层7形成比外电极部14大一圈的俯视为C形的开口部7a’，该开口部7a’的内侧的大致圆形部分形成为高度调整层13。
[0171]图15是表示在按压操作时施加至可动电极部12的负载(纵轴)与中央部12b的位移量(横轴)之间的关系的图。位移量是以通常状态(参照图12)为基准的按压操作时的中央部12b的移动距离(图12以及图13的上下方向的距离)。
[0172]SI是可动电极部12的中央部分被反转时的位移量，此时的负载是最大值Pl。S2是反转完成时的位移量，此时的负载是最小值P2。
[0173]在高度调整层13的厚度尺寸过大而中央部12b与高度调整层13抵接时的位移量变成比S2小的S2’的情况下，由于负载成为比最小值P2大的P2’，所以在点击感方面较差。
[0174]相对于此，在将高度调整层13的厚度设定成与高度调整层13抵接时的中央部12b的位移量成为S2的情况下，由于负载为最小值P2，所以按压操作时的负载变化变大，因而点击感良好。
[0175]在输入装置40中，通过设置高度调整层13，能够得到充分的点击感，并且能够防止可动电极部12的耐久性的变差。
[0176]可动电极部12的形状并不局限于图示例子，例如也可以是如图16所示那样由俯视下向左右延伸的一定宽度的长板构成且两基端部12Aa形成在外电极部14上的拱形形状。
[0177]在该例中，树脂层7的开口部7a”是与在长度方向的中央将图14的俯视C形的开口部7a’分割成2个后的形状相当的扇形。
[0178]也可以如图17所示，在外装片材5的下表面5b设置突起部15 (按压力传递部)。
[0179]突起部15是具有圆形、多边形等俯视形状的厚壁部分，从下表面5b向下方突出而形成。优选突起部15的形成位置包括俯视下与可动电极部12的中央部12b重叠的位置。
[0180]在该输入装置中，若操作者按压外装片材5，则突起部15向下方位移，经由按压片材4按压可动电极部12的中央部12b。由于按压力经由突起部15而集中作用于可动电极部12，所以能够使该按压力高效地作用于可动电极部12而提高操作的可靠性，并且能够得到良好的点击感。
[0181]另外，即使由操作者进行的按压的俯视位置是从可动电极部12的中央偏离的位置，由于按压力也经由突起部15被传递至可动电极部12的适当的位置，所以能够防止误操作。
[0182]图18是表示使用了按压力传递部件的输入装置的一个例子的剖视图，在该输入装置中，按压片材4具有向上方突出的突出部16。图示例子的突出部16具有上板16a和从其边缘垂下的侧板16b。突出部16的俯视形状可以是圆形、多边形等。
[0183]突出部16的内面侧(下表面侧)是收容凹部16c，在收容凹部16c内收容有按压力传递部件17。由于按压力传递部件17被收容于按压片材4的收容凹部16c，所以不易产生向侧方的位置偏移。
[0184]按压力传递部件17可以为沿着收容凹部16c的内面形状的形状、例如圆柱状、立方体状等块状，优选其设置位置包括俯视下与可动电极部12的中央部12b重叠的位置。
[0185]在该输入装置中，由于按压力传递部件17被设置在可动电极部12的上表面与按压片材4之间，所以操作者的按压力经由按压力传递部件17而集中作用于可动电极部12。因此，能够使该按压力高效地作用于可动电极部12而提高操作的可靠性，并且能够得到良好的点击感。
[0186]另外，即使由操作者进行的按压的俯视位置是从可动电极部12的中央偏离了的位置，由于按压力也经由按压力传递部件17被传递至可动电极部12的适当的位置，所以能够防止误操作。
[0187]能够在外装片材5的上表面5c形成操作凸部18。操作凸部18是具有圆形、多边形等俯视形状的厚壁部分，优选其形成位置包括俯视下与可动电极部12的中央部12b重叠的位置。
[0188]通过操作凸部18，操作者的按压力被更可靠地传递至可动电极部12。
[0189]图19是表示本发明的第3实施方式的输入装置110 (输入装置模块)的剖视图。图20是表示输入装置110的俯视图。图21是示意性地表示输入装置110的结构图。图22是示意性地表示被检测体20接近可动电极部12后的状态的结构图。图23是示意性地表示被检测体20按压可动电极部12后的状态的结构图。图24是表示被检测体20接近可动电极部12后的状态的剖视图。图25是表示被检测体20按压可动电极部12后的状态的剖视图。图26是表示使用了输入装置110的电子设备的例子的立体图。
[0190]在以下的说明中，对于与第I实施方式以及第2实施方式的输入装置相同的结构，有时赋予相同的标记而省略说明。其中，高度方向是指图19中的上方(与基板I垂直且远离基板I的方向)。
[0191]图26表示使用了输入装置110的电子设备的一个例子即便携式电话机。输入装置110被设置于便携式电话机30的主体部31。
[0192]如图19?图21所示，输入装置110具备:基板1、被设置于基板I的主面Ia的开关元件102、检测开关元件102中的静电电容的变化的检测部3、覆盖开关元件102的按压片材4、以及覆盖按压片材4的外装片材5。
[0193]作为基板1，可使用聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯树脂、芳族聚酰胺树脂、液晶聚合物、玻璃等绝缘性的材料，例如能够利用FPC(柔性印刷电路flexiblePrinted Circuit)、PCB (印刷电路板:Printed Circuit Board)等印刷布线基板。
[0194]可在主面Ia形成由银、铜等导电体构成的布线层(省略图示)，能够通过该布线层将各电极部与检测部3电连接。
[0195]开关元件102具有被设置于主面Ia的固定电极部111、至少一部分被设置于俯视下与固定电极部111重叠的位置的可动电极部12、覆盖固定电极部111的至少一部分而形成的绝缘层113 (绝缘部)、以及被设置于主面Ia的外电极部14。
[0196]固定电极部111是由银、铜等导电体构成的导电部，俯视形状可以为大致圆形(参照图20)。
[0197]固定电极部111与地连接。因此，固定电极部111的电位一定。
[0198]因此，能够避免因固定电极部111的电位变动而造成的可动电极部12与固定电极部111之间的静电电容的变化，来准确地进行2个阶段的静电电容的检测。另外，由于固定电极部111的电位一定，所以不仅能够不受噪音的影响，还能够利用固定电极部111吸收噪音，因而还能够防止噪音到达可动电极部12。
[0199]因此，在2个阶段的静电电容变化的检测中，能够进行高精度的检测。
[0200]可动电极部12是由金属等导电体构成的板状体(金属板)，可以为按照向上方(远离基板I的方向)成为凸状的方式突出的圆顶形状。
[0201]可动电极部12例如具有弯曲了的剖面形状，在图19所示的例子中是剖面大致为椭圆的弧形。此外，可动电极部12并不局限于弯曲形状，也可以是平板状，还可以是曲折形状。
[0202]能够使可动电极部12的俯视形状为大致圆形(参照图20)。可动电极部12的基端部12a (可动电极部12的边缘部)被固定于外电极部14的上表面，并与外电极部14电连接。
[0203]图示例子的可动电极部12具有比固定电极部111大的外径，被设置成覆盖固定电极部11。
[0204]可动电极部12能够由不锈钢等金属材料形成。
[0205]可动电极部12具有中央部12b能够基于操作者的按压而沿接近以及远离固定电极部111的方向弹性位移的可挠性，能够切换图24所示的不变形的状态和如图25所示那样中央部分向下方成为凸状而中央部12b接近固定电极部111后的状态(按压状态)。
[0206]外电极部14形成于主面Ia侧，可以是按照俯视下大致包围固定电极部111的方式形成在沿径向远离固定电极部111的位置的大致C形或者大致环状。图示例子的外电极部14为俯视C形(参照图20)。
[0207]如图19所示，优选俯视下的外电极部14与固定电极部111的径向的距离LI’比可动电极部12的行程(上下方向的可动电极部12的最大位移距离。例如图24以及图25所示的“hi’ 一 h2’”)大。
[0208]由此，由于在固定电极部111与外电极部14之间产生的寄生电容变小，所以因被检测体20的近接、可动电极部12接近固定电极部111而产生的静电电容值的变化量相对变大，能够使第I阶段(被检测体的接近以及分离)和第2阶段(由按压产生的可动电极部的位移)的静电电容的相对变化量变大。结果，检测变得容易。
[0209]这里，寄生电容是指在被检测体20未接近开关元件102的状态下产生的静电电容值。
[0210]优选俯视下的外电极部14与固定电极部111之间的径向的分离距离LI’为0.15?3.5mm。通过使LI’处于该范围，能够减小寄生电容，并且能够防止输入装置110的大型化。
[0211]另外，优选可动电极部12的行程“hi’ 一 h2’”为0.1?0.4mm。由此，能够增大静电电容值的变化量，并且能够防止输入装置110的大型化。
[0212]另外，优选LI’ 与“hi，— h2’”之差为 0.05 ?3.1mm。
[0213]由此，因被检测体20的近接、可动电极部12接近固定电极部111而产生的静电电容值的变化量相对变大，检测变得容易。
[0214]另外，优选外电极部14的径向尺寸(图19所示的宽度W1’)为0.5mm以上。通过使宽度W1’处于该范围，能够提高检测灵敏度。
[0215]按压片材4是可挠性的片材体，由PET等树脂材料等构成。按压片材4能够沿厚度方向挠曲变形。
[0216]在按压片材4的下表面4a (基板I侧的面)形成有树脂层7。
[0217]绝缘层113至少形成于固定电极部111的上表面Illa(可动电极部12侧的面)。
[0218]作为绝缘层113的构成材料，例如可使用从由丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂、聚酰亚胺类树脂以及环氧类树脂组成的组中选择出的I种或者2种以上。也可以对绝缘层113使用通用的阻焊剂。绝缘层113可以通过印刷而形成，也可以将片材状的绝缘材料粘合于固定电极部11而形成。
[0219]能够使绝缘层113的相对介电常数例如为1.5?10。通过使相对介电常数处于该范围，能够提高固定电极部111与可动电极部12之间的静电电容，使检测灵敏度良好。
[0220]通过绝缘层113的厚度(基板I的厚度方向的尺寸)例如为5 μ m以上，能够可靠地进行绝缘。优选绝缘层113的厚度为5?150 μ m。通过使绝缘层113的厚度处于该范围，能够可靠地进行绝缘，并且能够提高固定电极部111与可动电极部12之间的静电电容，使检测灵敏度良好。
[0221]绝缘层113能够阻止可动电极部12沿接近固定电极部111的方向位移时与固定电极部111接触而与固定电极部111电连接。
[0222]如图24所示，绝缘层113上表面与外电极部14上表面的高低差h3越小则能够使可动电极部12的行程越大，得到良好的点击感。能够使高度差h3例如为O以上且高低差hi’的十分之一以下的范围。优选高低差h3为O。
[0223]图32是表示高低差h3为O的例子、即绝缘层113上表面与外电极部14上表面为相同高度的例子。在该例中，通过固定电极部111形成得比外电极部14薄，来调整绝缘层113上表面的高度位置，使绝缘层113上表面的高度位置与外电极部14的上表面的高度位置相同。
[0224]其中，高低差h3是以基板I的主面Ia为基准，从绝缘层113上表面的高度尺寸减去外电极部14上表面的高度尺寸后的值。
[0225]图19等所示的绝缘层113为大致一定厚度并且覆盖包含固定电极部111的端面的整体的形状，但也可以仅形成于固定电极部111的上表面111a。
[0226]绝缘层113可以形成于上表面Illa的整个区域，但只要能够阻止可动电极部12与固定电极部111的电连接，则也可以仅形成于上表面Illa的一部分区域。
[0227]绝缘层113 (绝缘部)的形状只要是能够阻止可动电极部12与固定电极部111的电连接的形状即可，并不局限于层状，也可以是其他形状。例如也可以是形成于固定电极部111的上表面Illa的I个或者多个块状。
[0228]绝缘层113可以与树脂层7独立，也可以与树脂层7形成为一体。在图示例子中，在树脂层7形成有比外电极部14大一圈的俯视C形的开口部7a (参照图20)，该开口部7a的内侧的大致圆形部分成为绝缘层113。
[0229]外装片材5是可挠性的片材体，由PET等树脂材料等构成。外装片材5能够沿厚度方向挠曲变形。
[0230]如图26所示，能够在外装片材5形成显示有文字、标记、图形等的显示部5a (操作键部)。优选显示部5a (操作键部)形成在俯视下与可动电极部12的至少一部分重叠的位置。
[0231]接下来，对输入装置110的动作进行说明。
[0232]如图19以及图21所示，在被检测体20未接近开关元件102的状态下，利用检测部3(脉冲生成部以及电容检测部)通过对可动电极部12施加电压而检测的静电电容(寄生电容)是在固定电极部111与可动电极部12之间形成的静电电容Y I与这以外的寄生电容α之和(α + Y I)。
[0233]用S1 (S/hl’)表示Y I。其中，S1是固定电极部111与可动电极部12之间的介电常数。实际上，在固定电极部111与可动电极部12之间夹设有空气层和绝缘层113，各自的介电常数不同，但在这里为了简化说明而认为在固定电极部111与可动电极部12之间夹持相同介电常数的物质，设介电常数为S是与可动电极部12面对的固定电极部111的面积。hi’是固定电极部111和与其面对的部分的可动电极部12之间的距离，例如是固定电极部111的上表面Illa与中央部12b的下表面之间的高低差。
[0234]优选与可动电极部12面对的固定电极部111的面积即S为0.5?20.0mm2。由此，能够增大在可动电极部12和固定电极部111产生的静电电容值，可增大后述的可动电极部12被按压时的静电电容值的变化量。
[0235]虽然静电电容Y I根据固定电极部111与可动电极部12之间的距离、检测部3的结构而大为不同，但大致为0.01?20 (pF)。
[0236]检测部3中的静电电容检测通过检测静电电容变化时的静电电容的变化量来进行。静电电容的检测能够利用日本特开2007 - 18839号公报、日本特开2005 — 353565号公报等所记载的电路的一部分。
[0237]如图19以及图21所示，将被检测体20未接近开关元件102的状态称为“通常状态”。
[0238]如图22以及图24所示，若被检测体20接近开关元件102，则由检测部3检测的静电电容如以下那样变化。
[0239]被检测体20例如是操作者的手指、触控笔等，至少一部分由导电体构成，可动电极部12经由被检测体20与接地之间形成静电电容β。
[0240]在图示例子中，被检测体20与俯视下和可动电极部12重叠的位置的外装片材5的上表面抵接，并位于接近可动电极部12的位置。在该状态下，由于可动电极部12未被按压，可动电极部12没有变形，所以中央部12b的高度位置与图19以及图21所示的通常状态相同。
[0241]将图22以及图24所示的状态称为“接近状态”。
[0242]在该接近状态下，由于在接地与可动电极部12之间形成静电电容β，所以由检测部3检测的静电电容成为对通常状态下的静电电容(α + Υ1)加上静电电容β后的值(α+β + γ1)0即，检测值与通常状态相比增加“ β ”。
[0243]静电电容β根据可动电极部12的大小、检测部3的结构而大为不同，但大致为I ?100 (pF)。
[0244]如图23以及图25所示，若被检测体20经由外装片材5将可动电极部12的中央部12b向下方(靠近基板I的方向)按压，则可动电极部12弹性变形，包括中央部12b的部分(中央部分)变成向下方凸出的弯曲形状。
[0245]由此，中央部12b向下方位移。在图示例子中，中央部12b位移至与绝缘层113的上表面抵接的位置。在该变形时，可动电极部12对操作者赋予点击感。
[0246]将图23以及图25所示的状态称为“按压状态”。
[0247]由于在固定电极部111的上表面Illa形成有绝缘层113，所以即使可动电极部12到达图23以及图25所示的最下降位置(与绝缘层113抵接的位置)，可动电极部12也不与固定电极部111抵接，可动电极部12与固定电极部111不会电连接。
[0248]若可动电极部12与固定电极部111电连接，则可认为不能进行静电电容的检测，但在该输入装置110中，由于通过绝缘层113阻止电极部11、12的连接，所以不会发生这样的情况。
[0249]在该按压状态下，固定电极部111与可动电极部12之间形成的静电电容Y2为“ ε 2(S/h2> )”。ε2是按压状态下的固定电极部111与可动电极部12之间的介电常数。
[0250]由于固定电极部111与可动电极部12之间的距离(图23以及图25所示的h2’)和“接近状态”的距离(hi’ )相比变小，所以静电电容Y 2与图22以及图24所示的“接近状态”下的静电电容Y I相比变大。
[0251]因此，由检测部3检测的静电电容(α+β +Y 2)比接近状态(参照图22以及图24)的静电电容(α+β + Υ1)大。
[0252]此时，通过如上述那样提高绝缘层113的相对介电常数，能够增大从“接近状态”至“按压状态”时的静电电容的变化量。
[0253]静电电容Y 2根据绝缘层113的相对介电常数、h2’的长度而大为不同，但大致为0.04 ?350 (pF)。
[0254]接近状态与按压状态的静电电容之差为Y2 — Y I。该差大致为0.03?330 (pF)。
[0255]若操作者停止按压，则可动电极部12通过可动电极部12的弹性恢复力变为原来的形状(图22以及图24所示的形状)，中央部12b向上方位移。静电电容的检测值变为
(α +β + Y I)。
[0256]若被检测体20远离开关元件102，则返回至图19以及图21所示的通常状态，静电电容的检测值再次变为(α + Y I)。
[0257]图27是表示一连串的操作下的静电电容的变化的图。以下，参照该图对输入装置110中的检测动作的一个例子进行说明。
[0258]预先对通常状态的静电电容(α + Υ1)与接近状态的静电电容(α+β + Υ1)之间设定基准值I (第I基准值)，并且对接近状态的静电电容(α + β + Υ I)与按压状态的静电电容(α + β + Υ 2)之间设定基准值2 (第2基准值)。
[0259]若从通常状态(图21)变为接近状态(图22)，则由检测部3检测的静电电容从(a + y I)超过基准值I而增加至(α + β + Y I)。
[0260]检测部3若检测到超过基准值I的静电电容，则识别为被检测体20接近并输出第I检测信号，通过该第I检测信号能够进行某种动作(例如向显示部(省略图示)的画面显示)O
[0261]若从接近状态(图22)变为按压状态(图23)，则由检测部3检测的静电电容从(α + β + y I)超过基准值2而增加至(α + β + Y 2)。
[0262]检测部3若检测到超过基准值2的静电电容，则识别为进行了按压动作并输出第2检测信号，通过该第2检测信号能够进行某种动作(例如向显示部(省略图示)的画面显示)O
[0263]同样，在静电电容伴随着从按压状态向接近状态的转移而小于基准值2时、以及静电电容伴随着从接近状态向通常状态的转移而小于基准值I时，检测部3也能够分别使检测信号输出，来进行某种动作。
[0264]在该例中，通过预先设定2个基准值，检测部3分别识别被检测体20的接近及分离、以及开关元件102的按压动作，来发挥2个阶段的开关功能。
[0265]此外，在该例中设定了 2个基准值，但基准值也可以是3个以上。例如也可以对(a + y I)与(α+β + γ?)之间、以及(α+β + γ?)与(α+β + γ2)之间分别设定2个以上的基准值。
[0266]另外，基准值也可以设置有滞后作用。
[0267]如图28Α?图28C所示，输入装置110能够检测被检测体20的平面位置(沿着基板I的面内的位置)。
[0268]设想被检测体20从接近第I开关元件102 (102Α)的第I位置(图28Α)经由接近第2开关元件102(102Β)的第2位置(图28Β)移动至到达接近第3开关元件102(102C)的第3位置(图28C)的情况。
[0269]在第I位置(图28A)，由于被检测体20接近第I开关元件102A，所以在第I开关元件102A中，静电电容的检测值成为较高的值，另一方面，在处于通常状态的第2以及第3开关元件102BU02C中，静电电容的检测值成为比较低的值。
[0270]在第2位置(图28B)，由于被检测体20接近第2开关元件102B，所以在第2开关元件102B中，静电电容的检测值成为较高的值，在第I以及第3开关元件102AU02C中成为较低的值。
[0271]在第3位置(图28C)，由于被检测体20接近第3开关元件102C，所以在第3开关元件102C中，静电电容的检测值成为较高的值，在第I以及第2开关元件102AU02B中成为较低的值。
[0272]这样，由于各开关元件102的静电电容的检测值根据被检测体20的位置而变化，所以能够基于检测值来进行被检测体20的位置的确定、使显示画面横向移动(滑动)。
[0273]为了制作输入装置110，在设置了固定电极部111、外电极部14以及可动电极部12的基板I的主面Ia设置树脂层7，并且在固定电极部111上形成绝缘层113，在其之上设置按压片材4，进而在其之上设置外装片材5。
[0274]由此，得到图19等所示的输入装置110。
[0275]在输入装置110中，通过单个检测部3不仅能够检测因被检测体20接近或者远离时的位置变化而产生的静电电容变化，还能够检测因按压操作而产生的可动电极部12的位移时的静电电容变化。即，能够利用单个检测部3来检测2个阶段的静电电容变化。结果，能够使检测被检测体20的位置的电路和检测可动电极部12的按压动作的电路为相同的电路，可简化内部的电路构造。因此，在成本方面、制造容易度、装置小型化等方面有利。
[0276]在输入装置110中，由于基于静电电容的变化来检测可动电极部12的按压动作，所以与基于电极部的电连接来检测按压动作的构造相比，检测时在电路中流动的电流不会激增，不会产生因此造成的不良情况。
[0277]另外，与基于电极部的电连接来检测按压动作的构造不同，不会产生因以异物混入、电极部的腐蚀等为原因的接触不良而检测灵敏度下降的情况。
[0278]在输入装置110中，由于固定电极部111、可动电极部12、外电极部14均被设置于基板I的主面la，所以能够利用便宜的单面基板，可抑制成本。
[0279]不过，也可以使用双面基板，在固定电极部111、外电极部14中对基板形成从主面Ia导通至背面的通孔，在背面侧形成布线层。
[0280]本发明的技术范围并不局限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够施加各种变更。
[0281]可动电极部12的形状并不局限于图示例子。可动电极部12也可以是例如如图29所示那样由俯视下向左右延伸的一定宽度的长板构成且两基端部12Aa形成于外电极部14上的拱形形状。在该例中，树脂层7的开口部7a’是与在长度方向的中央将图20的俯视C形的开口部7a分割成2个后的形状相当的扇形。
[0282]另外，在图示例子中，输入装置110具有多个开关元件102，但开关元件102也可以仅为I个。
[0283]另外，在图示例子中，外电极部14按照示大致包围固定电极部111的方式呈俯视C形，但只要形成在固定电极部111的周围即可，例如也可以仅形成在隔着固定电极部111而对置的2个部位。
[0284]也可以如图30所示，在外装片材5的下表面5b设置突起部15(按压力传递部)。
[0285]突起部15是具有圆形、多边形等俯视形状的厚壁部分，从下表面5b向下方突出而形成。优选突起部15的形成位置包括俯视下与可动电极部12的中央部12b重叠的位置。
[0286]在该输入装置中，若操作者按压外装片材5，则突起部15向下方位移，经由按压片材4按压可动电极部12的中央部12b。由于按压力经由突起部15而集中作用于可动电极部12，所以能够使该按压力高效地作用于可动电极部12而提高操作的可靠性，并且能够得到良好的点击感。
[0287]另外，即使由操作者进行的按压的俯视位置是从可动电极部12的中央偏离了的位置，由于按压力也经由突起部15被传递至可动电极部12的适当的位置，所以能够防止误操作。
[0288]图31是表示使用了按压力传递部件的输入装置的一个例子的剖视图，在该输入装置中，按压片材4具有向上方突出的突出部16。图示例子的突出部16具有上板16a和从其边缘垂下的侧板16b。突出部16的俯视形状可以是圆形、多边形等。
[0289]突出部16的内面侧(下表面侧)是收容凹部16c，在收容凹部16c内收容有按压力传递部件17。由于按压力传递部件17被收容于按压片材4的收容凹部16c，所以不易产生向侧方的位置偏移。
[0290]按压力传递部件17可以是沿着收容凹部16c的内面形状的形状、例如圆柱状、立方体状等块状，优选其设置位置包括俯视下与可动电极部12的中央部12b重叠的位置。
[0291]在该输入装置中，由于按压力传递部件17被设置在可动电极部12的上表面与按压片材4之间，所以操作者的按压力经由按压力传递部件17而集中作用于可动电极部12。因此，能够使该按压力高效地作用于可动电极部12而提高操作的可靠性，并且能够得到良好的点击感。
[0292]另外，即使由操作者进行的按压的俯视位置是从可动电极部12的中央偏离了的位置，由于按压力也经由按压力传递部件17被传递至可动电极部12的适当的位置，所以能够防止误操作。
[0293]能够在外装片材5的上表面5c形成操作凸部18。操作凸部18是具有圆形、多边形等俯视形状的厚壁部分，优选其形成位置包括俯视下与可动电极部12的中央部12b重叠的位置。
[0294]利用操作凸部18，操作者的按压力被更可靠地传递至可动电极部12。
[0295]图33是表示开关元件的其他例子的图，这里所示的开关元件112与图14所示的开关元件2的不同之处在于使用外电极部114来代替外电极部14。这以外的结构可以与开关元件2相同。
[0296]优选外电极部114形成为其中心位置与可动电极部12的中心位置一致。图示例子的外电极部114是中心位置与可动电极部12的中心位置大致一致的近似C形。
[0297]外电极部114形成在俯视下包含可动电极部12的区域，与图14所示的外电极部14相比，外径(外形尺寸)较大。优选外电极部114的外径Dl与可动电极部12的外径D2相比为1.5倍以上(优选为2倍以上)。
[0298]在树脂层7中形成比外电极部114大一圈的俯视大致C形的开口部117a，在该开口部117a内形成有外电极部114。
[0299]图34是表示开关元件另一个例子的图，这里所示的开关元件122与图14所示的开关元件2的不同之处在于，使用外电极部124来代替外电极部14。这以外的结构可以与开关元件2相同。
[0300]外电极部124在俯视下呈大致矩形(大致长方形)。外电极部124形成在俯视下包含可动电极部12的区域，优选外电极部124的长边方向的尺寸L2与可动电极部12的外径D2相比为1.5倍以上(优选为2倍以上)。优选外电极部124的短边方向的尺寸L3比可动电极部12的外径D2大。
[0301]在树脂层7形成比外电极部124大一圈的大致矩形的开口部127a，在该开口部127a内形成有外电极部124。
[0302]在图33以及图34所示的开关元件112、122中，由于外电极部114、124的面积较大，所以与被检测体20之间形成的静电电容相应变大。因此，由于被检测体20接近开关元件112、122时、以及被检测体20按压可动电极部12时的静电电容的变化变大，所以被检测体20的检测变容易。
[0303]在2个阶段的静电电容变化的检测中，与检测I个阶段的静电电容变化的情况相t匕，由于每I个阶段的变化允许幅度必然变小，所以有可能难以实现高精度的静电电容值的检测，但在该开关元件112、122中，由于能够使整体的静电电容变化幅变大，所以能够使每一个阶段的静电变化量的变化量相对变大。因此，能够高精度地检测各阶段的静电电容变化。
[0304]例如，由于在图9中能够增大基准值1、2、将基准值I与基准值2的差值确保得大，所以能够可靠地进行基于与各基准值的比较的静电电容变化的检测。
[0305]本发明并不限定于上述的例子，在不脱离本发明的范围内能够进行各结构的数量、位置、大小、数值等的变更、追加。
[0306]本发明的输入装置并不局限用于便携式电话机，还能够用于便携式信息终端(PDA:Personal Digital Assistant (个人数字助理)等)、个人计算机等。
[0307]附图标记说明:1…基板;la…主面;2、102…开关兀件；3…检测部;11…固定电极部；Ila…上表面(可动电极部侧的面)；12…可动电极部；12b…中央部；13…高度调整层(高度调整部)；14、114、124…外电极部；113…绝缘层(绝缘部)。
【权利要求】
1.一种输入装置，其特征在于，具备:绝缘性的基板、被设置于所述基板的开关元件、以及检测所述开关元件中的静电电容的变化的检测部， 所述开关元件具有固定电极部以及可动电极部，所述固定电极部被设置于所述基板，所述可动电极部被设置于所述基板的主面侧且至少一部分能够沿相对于所述固定电极部接近以及远离的方向弹性位移， 所述可动电极部能够通过由作为导电体的被检测体进行的按压而发生接近所述固定电极部的方向的位移， 所述检测部能够检测因所述被检测体相对于所述可动电极部接近以及远离而产生的静电电容的变化、以及因所述按压引起的所述可动电极部的位移而产生的所述可动电极部与所述固定电极部之间的静电电容的变化， 所述固定电极部相对于所述可动电极部电绝缘并且与地连接。
2.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于， 所述可动电极部为向远离所述基板的方向突出的圆顶形状或者拱形形状，并且大致中央部能够沿相对于所述固定电极部接近以及远离的方向弹性位移。
3.根据权利要求1或者2所述的输入装置，其特征在于， 所述可动电极部与被设置于所述基板的主面侧的外电极部电连接， 所述外电极部在俯视下形成于所述固定电极部的周围，并且所述外电极部相对于所述固定电极部的径向距离比所述可动电极部的接近以及远离所述固定电极部的方向的最大位移距离大。
4.根据权利要求1?3中任意一项所述的输入装置，其特征在于， 所述外电极部在俯视下形成于包含所述可动电极部的区域，并且所述外电极部的外形尺寸为所述可动电极部的外形尺寸的1.5倍以上。
5.根据权利要求1?4中任意一项所述的输入装置，其特征在于， 所述固定电极部被设置于所述基板的与主面侧相反面侧。
6.根据权利要求5所述的输入装置，其特征在于， 在所述基板的主面侧形成有高度调整部，所述高度调整部对接近所述基板的方向的所述可动电极部的移动进行限制。
7.根据权利要求6所述的输入装置，其特征在于， 所述高度调整部形成为沿着所述主面的层状。
8.根据权利要求1?3中任意一项所述的输入装置，其特征在于， 所述固定电极部被设置于所述基板的主面侧， 至少在所述固定电极部的所述可动电极部侧的面形成有绝缘部，所述绝缘部阻止在所述可动电极部沿接近所述固定电极部的方向位移时与所述固定电极部电连接这一情况。
9.根据权利要求8所述的输入装置，其特征在于， 所述绝缘部由从丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂、聚酰亚胺类树脂以及环氧类树脂组成的组中选择的1种或者2种以上构成。
10.根据权利要求8或者9所述的输入装置，其特征在于， 所述绝缘部的相对介电常数为1.5?10。
11.根据权利要求8?10中任意一项所述的输入装置，其特征在于， 所述绝缘部的厚度为5 μ m以上。
12.根据权利要求8?11中任意一项所述的输入装置，其特征在于， 以所述基板的主面为基准的所述绝缘层上表面与所述外电极部上表面之间的高低差在0以上且所述固定电极部和与所述固定电极部面对的部分的所述可动电极部之间的距离的十分之一以下的范围。
【文档编号】H01H13/702GK104350566SQ201380030117
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年6月11日 优先权日:2012年6月12日
【发明者】栗川洋平, 近藤渉, 高松信, 佐野宜纪, 富塚稔瑞, 尾野靖, 青木理, 青岛信介, 立川泰之 申请人:株式会社藤仓