输入装置的制作方法

本公开涉及一种用于对各种电子设备进行输入的输入装置。

背景技术：

以下，说明以往的输入装置。以往的输入装置具有压力传感器和弹性体。压力传感器配置于弹性体内部。并且，输入人员例如通过扭转或拉拽而使弹性体进行弹性变形。并且，压力传感器对弹性体的弹性变形进行检测并输出与弹性变形相对应的信号。以往的输入装置像这样地根据压力传感器的检测结果来进行输入信号的输出。

另外，作为与本公开相关的现有技术文献信息，例如已知专利文献1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-004129号公报

技术实现要素：

但是，在以往的输入装置中，利用压力传感器来检测弹性体内的复杂的力学性的变动。因而，以往的输入装置有时会发生误检测等而进行输入人员预料之外的输出。也就是说，以往的输入装置容易发生操作者的误输入，对于操作不熟练的人来说，难以正确地进行输入。

本公开的输入装置包括：弹性体；按压部，其配置于所述弹性体的第1端部，能够朝向第1方向按压所述弹性体，所述第1方向是自所述第1端部朝向所述弹性体的第2端部去的方向；以及压力传感器，其配置于所述弹性体的所述第2端部，用于借助所述弹性体对来自第2所述按压部的按压力进行检测。并且，所述弹性体位于所述按压部与所述压力传感器之间。

采用本公开的输入装置，压力传感器隔着弹性体地配置于按压部的相反侧。因此，操作者能够通过对按压部进行按压从而对输入装置进行输入。因而，本公开的输入装置能够以简单的操作来检测输入。另外，作为“简单的操作”，除“按压”以外，还有“推倒”和“拉动”等。

附图说明

图1是实施方式1的输入装置的展开立体图。

图2是实施方式1的输入装置的立体图。

图3a是实施方式2的输入装置的立体图。

图3b是实施方式2的输入装置的壳体的剖视图。

图4是第1变形例的输入装置的立体图。

图5是第1变形例的输入装置的剖视图。

图6是第2变形例的输入装置的立体图。

图7是第2变形例的输入装置的剖视图。

具体实施方式

以下，说明本实施方式的输入装置。另外，在本公开中，使用“上”、“下”、“上表面”以及“下表面”等表示方向的用语来进行说明，但这些用语仅表示相对的位置关系，并不限定于此。

(实施方式1)

参照图1和图2说明输入装置100。图1是输入装置100的展开立体图。图2是输入装置100的立体图。

[输入装置100的结构]

输入装置100具有输入部10和压力传感器20。输入部10具有按压部11和弹性体12。并且，按压部11以能够按压弹性体12的方式配置于压力传感器20之上。

压力传感器20隔着弹性体12地位于按压部11的相反侧。换言之，弹性体12被压力传感器20和按压部11夹着。

[输入装置100的动作]

对像以上那样构成的输入装置100的动作进行说明。在按压部11被输入人员(未图示)沿着第1方向(在图2中示出)按压时，由输入人员施加的按压力向弹性体12传递。于是，弹性体12在按压力的作用下发生弹性变形。弹性变形后的按压部11欲恢复为原来的形状，因此在弹性体12产生恢复力。但是，在弹性体12被按压的状态下，按压力比恢复力强。因此，利用弹性体12的下表面对压力传感器20进行按压。

压力传感器20用于根据电阻、静电电容等的变化而对来自弹性体12的按压力进行检测。然后，输入装置100基于压力传感器20的检测结果从而以有线或无线的方式向外部输出信号。作为另一个例子，输入装置100也可以基于压力传感器20的检测结果而产生声音、光或振动等。此外，输入装置100也可以使所产生的声音、光或振动等进行变化。

输入装置100像上述那样进行动作，因此利用压力传感器20进行检测的压力的力成为自弹性体12的配置有按压部11的上表面(第1端部)朝向弹性体12的下表面(第2端部)去的力。也就是说，在本实施方式中，按压弹性体12的方向是图2所示的第1方向，压力传感器20所检测的压力的朝向成为第1方向。

压力传感器20能够借助弹性体12自弹性体12的下表面(第2端部)对力分量进行检测。因此，针对输入装置100而言，能够通过仅是按下的简单的动作来进行输入。另外，由于是对输入装置100进行输入，因此输入人员也可以不进行“扭转”弹性体12等复杂的动作。另外，在本实施方式的输入装置100中，也不需要进行“拉拽”的动作。因此，针对输入装置100而言能够提高耐久性。另外，由于在按压部11与压力传感器20之间配置有弹性体12，因此输入人员也可以不直接对力觉较硬的压力传感器20进行按压。因此，能够减小输入人员对输入装置100进行输入的力。

另外，也可以将按压部11和弹性体12形成为一体，或者，也可以将按压部11和弹性体12彼此独立地形成。例如，在将按压部11和弹性体12形成为一体的情况下，弹性体12的按压面或者按压突起等弹性体12的端部相当于按压部11。通过将按压部11和弹性体12形成为一体，从而使输入人员能够感受着弹性体12的触感地进行输入。

另外，也可以以能够使按压部11借助机械机构、弹簧或金属板等来对弹性体12进行按压的方式将按压部11和弹性体12形成为彼此独立。在该情况下，也可以将机械机构、弹簧以及金属板设为按压部11的一部分。

按压部11也可以具有机械机构、弹簧或金属板等。由此，能够抑制输入人员按压错误的位置的情况，能够使输入装置100更可靠地进行动作。

[输入装置100的详细结构]

以下，自弹性体12观察，将按压部11侧设为上方并将压力传感器20侧设为下方来更详细地说明输入装置100。

输入装置100具有输入部10、压力传感器20以及基板30，上述输入部10具有按压部11和弹性体12，上述压力传感器20隔着弹性体12配置于与按压部11的所在侧相反的那一侧，在上述基板30固定有压力传感器20。

另外，基板30的上表面可以是平坦的，也可以具有凹部。在基板30的上表面具有凹部的情况下，在基板30的凹部处配置有片材21。

利用螺纹件将输入部10固定于压力传感器20，或者机械性地将输入部10保持于压力传感器20，或者将输入部10粘接、固定安装于压力传感器20，从而将输入部10配置于压力传感器20之上。

另外，按压部11和弹性体12也可以形成为一体。也就是说，在按压部11和弹性体12形成为一体的情况下，弹性体12的按压面(端部)成为按压部11。

另外，按压部11的形状没有特别限定。例如，按压部11可以为突起状，也可以是具有多个面的形状。

弹性体12例如由热固化性的橡胶即弹性体形成。弹性体非常富于柔软性。例如更具体而言，能够通过rim(reactioninjectionmolding，反应注射成型)对含有硅的材料进行成型，从而将弹性体形成为预定的形状。

并且，弹性体12形成为锥台形状。另外，弹性体12可以为不透明，也可以为透明。另外，弹性体12的形状例如也可以为圆锥、三棱锥以及四棱锥等锥体状。另外，弹性体12的形状例如也可以为圆柱、三棱柱以及四棱柱等柱体状。另外，例如，弹性体12的形状也可以是像四面体、八面体那样的多面体。

这样，将弹性体12成型为各种各样的形状。特别是，弹性体12优选是像圆锥台、三棱锥台、四棱锥台等那样的锥台形状。也就是说，弹性体12的形状优选形成为使下表面(第2面)比上表面(第1面)宽阔。并且，更优选将弹性体12配置为随着从上方到下方去而末端扩大。通过将弹性体12配置为随着从上方到下方去而末端扩大，从而能够使施加于按压部11的按压力均匀地向压力传感器20的导电部22扩展传递，能够缓和对压力传感器20施加的力。

压力传感器20具有绝缘性的片材21、导电部22、介电部23、电极部24以及基部片材25。

绝缘性的片材21例如由通过将绝缘性的高分子材料加工成膜状而得到的一片片材形成。在片材21的下方配置有导电部22。

导电部22具有4个柱构造体22a和4个柱电极22b。4个柱构造体22a分别与相对应的柱电极22b电连接。柱构造体22a是具有形成有许多个突起的面的片状。并且，柱构造体22a配置为使突起朝向下方。换言之，例如在柱构造体22a具有平滑的正面和形成有突起的反面时，将柱构造体22a配置为使形成有突起的面朝向下方并使平滑的面朝向上方。另外，也可以将柱构造体22a的正面和反面均形成为形成有突起的面。柱电极22b电连接于柱构造体22a的上方的面。柱电极22b形成为，例如通过蒸镀、溅镀等将导电性的金属材料形成于柱构造体22a。

在导电部22的下方配置有介电部23。即，导电部22被片材21和介电部23夹着。介电部23例如是由聚酰亚胺(pi)等介电性材料形成的膜。

在介电部23的下方配置有电极部24。电极部24具有1个输入电极24a、4个输出电极24c以及5个引脚电极24b。1个输入电极24a和4个输出电极24c分别与5个引脚电极24b中的相对应的引脚电极24b电连接。

由输入电极24a和输出电极24c形成的检测电极例如由金、银、铜等形成。另外，引脚电极24b也由金、银、铜等形成。输入电极24a和输出电极24c配置于弹性体12的下方。

4个输出电极24c分别逐个等间隔地配置于4个划分区域，利用经过圆锥台状的弹性体12的底面的中心的第1直线和经过圆锥台状的弹性体12的底面的中心且与第1直线垂直相交的第2直线来切分形成上述4个划分区域。

并且，各个输出电极24c配置为隔着介电部23而与相对应的柱电极22b相对。电极部24形成于基部片材25之上。

基部片材25是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)形成的膜。通过丝网印刷或溅镀来将电极部24形成于基部片材25的表面。并且，将基部片材25配置于介电部23的下方，并且使形成有电极部24的表面朝向上方地将基部片材25配置于基板30之上。将电极部24配置为被基部片材25和介电部23夹着。

具有片材21、导电部22、介电部23、电极部24以及基部片材25的压力传感器20固定于基板30。

另外，在本实施方式中，以一片片材21进行了说明，但也可以在4个柱构造体22a分别形成有彼此独立的片材21。也就是说，也可以在柱构造体22a的上方配置有4片片材21，在各个柱构造体22a的上方配置有4个片材21中的相对应的片材21。

另外，介电部23也可以与片材21同样，在4个柱构造体22a的下方配置有4个介电部23，在各个柱构造体22a的下方构成彼此独立的介电部23。即，也可以在各个柱构造体22a的下方配置有相对应的介电部23。

基板30例如由丙烯酸树脂形成。基板30配置于压力传感器20的下方。利用例如粘接剂等将基板30和压力传感器20粘接在一起。

[输入装置100的详细动作]

通过对按压部11进行按压从而使像以上那样构成的输入装置100如下这样地动作。

在按压按压部11时，按压力经由弹性体12向片材21传递。然后，片材21发生挠曲。片材21的挠曲使导电部22弹性地变形。即，借助片材21来按压导电部22。

导电部22的柱电极22b例如与电池等电源电连接，用于对柱构造体22a外加电压。引脚电极24b与电源电连接。其结果，对柱构造体22a外加有电压。

在导电部22与电极部24之间配置有介电部23。其结果，在导电部22与电极部24之间蓄积有静电电容。通过对导电部22施加按压力从而使该静电电容发生变化。并且，该静电电容相对于按压力以例如比例性、指数性、阶梯性等的关系进行变化。

例如利用与比较仪(comparator)等比较器相连接的微型控制单元等控制部来检测该静电电容的变化。能够通过对静电电容的变化进行检测从而求出所施加的按压力。另外，在该情况下，可以将按压力与静电电容的关系做成表并记录于判定部，或者也可以将按压力与静电电容的关系记录为计算公式。

形成有电极部24的基部片材25固定于基板30。基板30是具有不容易挠曲的程度的刚度的较硬的板，因此所施加的按压力在弹性体12与压力传感器20之间不容易被缓和。因而，采用该结构，压力传感器20能够更高精度地检测按压力。

因此，利用例如微型控制单元等对介电部23与4个电极部24之间的静电电容的分布进行观察，从而能够使输入装置100输出压力的分布。输入装置100的输出也可以是声音、光、振动等。另外，输入装置100也可以以无线或有线的方式向外部进行输出。

由此，针对输入装置100而言，能够沿着x轴、与x轴正交的y轴以及与由x轴和y轴形成的x-y平面正交的z轴这3个轴进行输入。因此，输入人员能够通过例如沿前后左右推倒或按压或拉拽按压部11等简单的动作来进行输入。

另外，在仅将输入人员的按压动作作为对象的情况下，不必像本实施方式那样使压力传感器20具有4个检测电极。例如，也可以构成为在输入部10的弹性体12的下方配置具有1个检测电极的压力传感器20。即使在像这样使压力传感器20仅具有1个检测电极的情况下，压力传感器20也能够检测按压力。

另外，在本公开中，将输入电极24a和1个输出电极24c设为1组而作为1个检测电极进行说明。

另外，由于输入装置100是借助富于柔软性的弹性体12来按压压力传感器20的结构，因此与直接对压力传感器20施力或者利用较硬的材质的物质来按压压力传感器20的情况相比，能够扩大压力传感器20所能够检测的压力幅度。即，压力传感器20的压力的检测范围较广。

另外，能够将输入装置100用作传感器。

例如，在输入部10的上方配置欲进行传感检测的对象。与欲进行传感检测的对象的动作相应地例如使弹性体12振动或使弹性体12的重心移动。利用例如4个检测电极来检测该变化，从而能够监测检测对象的倾斜、振动、重量。此外，在输入装置100以有线或无线的方式与平衡装置相连接时，通过使输入装置100向平衡装置输入检测结果，从而能够进行检测对象的平衡调整。

另外，针对输入装置100而言，在拉拽的动作也能够进行输入的情况下，将弹性体12以按压着压力传感器20的状态配置较佳。作为这样的配置的一个例子，有以下这样的结构。

如图4所示，存在利用壳体240将弹性体212a推挤保持于压力传感器(未图示)的配置等。由此，输入装置200也能够高精度地检测与按压相反的动作即拉拽的动作(针对压力传感器20而言是成为减压的动作)。此外，将图4所示的输入装置200的详细结构作为第1变形例在后面进行说明。

(实施方式2)

接下来，参照图3a和图3b说明实施方式2的输入装置101。图3a是实施方式2的输入装置101的立体图。图3b是实施方式2的输入装置101的壳体40的剖视图。另外，图3b是壳体40的沿着图3a所示的x-x线的剖视图。

参照图2说明的输入装置100与图3a和图3b所示的输入装置101的不同之处在于，将基板30设为壳体40的这一点和在壳体40的内部配置有发光二极管50的这一点。发光二极管50借助控制部(未图示)连接于电极部24。另外，其他结构与参照图1和图2说明的实施方式1同样，因此对同样的结构标注相同的附图标记并在此省略其详细说明。

壳体40例如由丙烯酸树脂等树脂材料或玻璃等无机材料等成型。并且，与输入装置100同样，在壳体40之上配置有输入部10和压力传感器20。

壳体40在其四角具有用于固定压力传感器20的4个固定部41。在压力传感器20中，在基部片材25的四角和片材21的四角处与固定部相对应地形成有孔。并且，固定部41向上方凸起，通过使其贯穿压力传感器20的孔而对压力传感器20进行固定。

如图3b所示，壳体40具有与压力传感器20的电极部24相匹配地向上方凸起的凸部40a。壳体40因凸部40a而具有下方面40b与凸部40a之间的高低差。壳体40具有由下方面40b和凸部40a形成的凹部。并且，在该凹部配置有压力传感器20。在下方面40b的与电极部24的中央部相对应的位置具有将凹部与壳体40的内部连接在一起的通孔42。并且，在壳体40的下方面40b的下方具有空间。并且，在该空间中的与通孔42相对的位置处配置有发光二极管50。发光二极管50的光朝向通孔42发出。使发光面朝向通孔42地将发光二极管配置于壳体40的空间。并且，发光二极管50能够与由压力传感器20检测到的压力相应地例如使光带有强弱或改变光的颜色。发光二极管50也可以点亮红、绿、蓝这三种颜色。发光二极管50也可以将红、绿、蓝这三种颜色混合而点亮3种颜色以上的光色。发光二极管50也可以仅点亮一种颜色的光。

说明以上那样构成的输入装置101的动作。

在输入装置101中，利用压力传感器20来检测对输入部10进行按压的按压力。然后，控制部对压力传感器20检测到的压力的强弱进行判定。控制部基于判定结果对发光二极管50输出控制信号。发光二极管50能够基于控制信号而使光带有强弱或改变光的颜色。

在此，对使光带有强弱的方法和改变光的颜色的方法的一个例子进行说明。在使光带有强弱的情况下，例如使发出红色的光的发光二极管50根据向输入部10施加的按压力而连续或间断地明亮地进行点亮。在改变光的颜色的情况下，例如使在未施加压力的状态下发出白色的光的发光二极管50根据向输入部10施加的按压力而连续或间断地变为蓝色、绿色、红色等颜色地进行点亮。

并且，来自发光二极管50的光也可以使透明的壳体40发光，或者透过压力传感器20而使输入部10发光。

输入装置101像以上那样地进行动作，因此能够使输入人员进行直接的输入，给使用者展示直接的变化。也就是说，在本实施方式中，输入人员能够根据视觉来判断状况。因此，例如在将输入装置101用于游戏、虚拟现实等的娱乐设备的情况下，针对娱乐设备而言，能够进行三维操作，并且能够给输入人员反馈与操作内容相对应的由光形成的刺激。由此，输入人员能够进一步感到真实感地进行输入。

(第1变形例)

接下来，参照图4和图5将上述的输入装置100(或输入装置101)的应用例作为第1变形例进行说明。图4和图5所示的输入装置200具有第1输入部210、第2输入部220以及壳体240。

第1输入部210具有弹性体212a、钩部211以及第1压力传感器部(未图示)。另外，第1压力传感器部例如是与上述的实施方式的压力传感器20(参照图1等)同样的结构。另外，弹性体212a与上述的实施方式同样由弹性体形成。钩部211与弹性体212a机械性地结合在一起。钩部211例如是将塑料材料、金属材料等形成为钩状而得到的。针对第1压力传感器部而言，为了使其能够检测弹性体212a的压力分布，将其例如配置在弹性体212a的下方。也就是说，第1输入部210构成为能够沿3个轴(x轴、y轴以及z轴)进行输入。

第2输入部220具有弹性体212b和第2压力传感器部(未图示)。另外，第2压力传感器部例如是与上述的实施方式的压力传感器20(参照图1等)同样的结构，因此在此省略说明。另外，弹性体212b与上述的实施方式同样由弹性体形成。此外，针对第2压力传感器部而言，为了使其能够检测弹性体212b的压力分布，例如将其配置于弹性体212b的下方。

壳体240以将弹性体212a压靠于第1压力传感器部的方式保持弹性体212a。壳体240例如由塑料材料、金属材料等形成。另外，在壳体240内配置有与第1压力传感器部和第2压力传感器部电连接的控制部。此外，在壳体240内配置有与控制部电连接的通信部等。

输入装置200构成为能够对钩部211进行拉拽。另外，在钩部211未被拉拽的状态下，弹性体212a压靠于第1压力传感器部。也就是说，在操作者未进行任何操作的状态(按压或拉拽前的状态)下，第1压力传感器部检测到预定的压力。利用该结构，第1输入部210能够以按压的动作和拉拽钩部211的动作中的任一方法进行输入。

另外，输入装置200具有第2输入部220。本实施方式的输入装置200具有两个输入部，因此能够进行使用第1输入部210和第2输入部220而实现的复合的输入。另外，能够对第1输入部210和第2输入部220进行彼此独立操作的分配。

另外，输入装置200的壳体240以与手的形状相匹配的方式形成为细长，因此易于用单手进行操作。操作者例如能够通过握住第2输入部220来对输入装置200进行输入。另外，操作者例如能够通过对第1输入部210进行推倒、按压或拉拽从而对输入装置200进行输入。

另外，第1压力传感器部和第2压力传感器部也可以由实施方式1那样的压力传感器20形成。另外，第1压力传感器部相对于弹性体212a的位置以及第2压力传感器部相对于弹性体212b的位置也可以构成为与实施方式1同样。

另外，在弹性体212a具有能够被第1压力传感器部检测到压力的程度的质量的情况下，壳体240也可以不将弹性体212a压靠于第1压力传感器部。

(第2变形例)

接下来，参照图6和图7，接着将上述的输入装置100(或输入装置101)的应用例作为第2变形例来进行说明。输入装置300具有第1输入部310、第2输入部320以及壳体340。输入装置300构成为使第1输入部310和第2输入部320这两者均能够进行3轴输入。

第1输入部310具有弹性体312a和第1压力传感器部(未图示)。另外，第1压力传感器部例如是与上述的实施方式的压力传感器20(参照图1等)同样的结构。另外，弹性体312a与上述的实施方式同样由弹性体形成。第1压力传感器部例如配置在弹性体312a的下方等，从而配置为能够对弹性体312a的压力分布进行检测。

第2输入部320具有弹性体312b和第2压力传感器部(未图示)。第2压力传感器部也与第1压力传感器部同样，例如是与上述的实施方式的压力传感器20(参照图1等)同样的结构。另外，弹性体312b也与弹性体312a同样由弹性体形成。第2压力传感器部例如配置于弹性体312b的下方等，从而配置为能够对弹性体312b的压力分布进行检测。

壳体340保持第1输入部310和第2输入部320。壳体340例如由塑料材料、金属材料等形成。另外，在壳体340内配置有与第1压力传感器部、第2压力传感器部电连接的控制部、与控制部电连接的通信部等。

针对输入装置300而言，第1输入部310和第2输入部320均能够进行3轴输入。因此，针对输入装置300而言，例如能够利用第1输入部310对移动体进行操作，利用第2输入部320对配置于移动体的摄像机等进行操作。在此，移动体例如是无线电控制车、无人机等。

另外，也可以在弹性体312a、弹性体312b设置图4所示那样的钩部211。另外，也可以使弹性体312a压靠于第1压力传感器部。另外，也可以使弹性体312b压靠于第2压力传感器部。

如以上说明的那样，也可以相对于1个壳体配置两个以上的输入装置。

另外，在实施方式1的输入装置100的情况下，通过固定安装而将压力传感器20固定于基板30，但也可以与实施方式2同样地利用固定部41(参照图3a)进行固定。

相反地，在实施方式2的输入装置101的情况下，利用固定部41将压力传感器20固定于壳体40，但也可以与实施方式1同样地通过固定安装来进行固定。

(总结)

本公开的输入装置具有弹性体12、按压部11以及压力传感器20。并且，按压部11配置于弹性体12的一端部，朝向自一端部朝向另一端部去的第1方向按压弹性体12。压力传感器20配置于弹性体12的另一端部，用于借助弹性体12对来自按压部11的按压力进行检测。并且，弹性体12位于按压部11与压力传感器20之间。

本公开的输入装置也可以是，弹性体12与按压部11形成为一体。此时，弹性体12的一端部也可以成为按压部11。

在本公开的输入装置中，也可以是，弹性体12是具有第1面和比第1面宽阔的第2面的锥台形状。并且，在第1面配置有按压部11，在第2面配置有压力传感器20。

此外，本公开的输入装置也可以是，还具有形成有压力传感器20的片材21或者壳体40等。

产业上的可利用性

本公开的输入装置具有能够进行直观的输入这样的效果，在用于各种电子设备等时是有用的。

附图标记说明

10、输入部；11、按压部；12、弹性体；20、压力传感器；21、片材；22、导电部；22a、柱构造体；22b、柱电极；23、介电部；24、电极部；24a、输入电极；24b、引脚电极；24c、输出电极；25、基部片材；30、基板；40、壳体；40a、凸部；40b、下方面；41、固定部；42、通孔；50、发光二极管；100、101、200、输入装置；210、第1输入部；211、钩部；212a、212b、弹性体；220、第2输入部；240、壳体；300、输入装置；310、第1输入部；312a、312b、弹性体；320、第2输入部；340、壳体。