CN104995839A - 输入装置、电子设备和传感器片 - Google Patents

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Abstract

提供了一种输入装置，包括：具有多个按键区域的可变形片状操作部件；电极基板，所述电极基板具有多条第一电极线以及设置成与所述多条第一电极线相面对、且与所述多条第一电极线交叉的多条第二电极线，所述电极基板能够静电式地检测与所述多个按键区域中的每一按键区域之间的距离的变化；和支撑体，所述支撑体具有连接所述电极基板和所述操作部件的多个构造体、形成在所述多个构造体之间且对应于所述多个按键区域中的每一按键区域的第一空间、以及形成在所述多个构造体之间且被预定多个按键区域所共用的第二空间。

Description

输入装置、电子设备和传感器片
本申请要求2013年1月23日提出申请的日本优先权专利申请JP2013-010448的优先权，在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种能够静电式地检测输入操作的输入装置、电子设备和传感器片。
背景技术
在广泛用作按键输入装置的所谓键盘中，当手指按压预定按键时提供的下沉(敲击)和感觉(点击感觉)能够实现良好且稳定的按键输入。例如，专利文献1描述了一种包括膜片开关(membrane switch)和按键部件的键盘，所述膜片开关具有由设置在与按键对应的位置处的一对电极构成的接触点，所述按键部件设置成面对所述接触点，从而通过下按所述按键部件接触所述接触点。
另一方面，还已知一种能够通过触摸显示于显示器上的键盘来进行按键输入的输入装置。例如，专利文献2公开了一种输入装置，其中在具有显示设备功能的触摸面板上显示诸如软件键盘之类的GUI部件，并且当触摸所显示的按键时，显示所述按键。
引用列表
专利文献
PTL 1：日本待审专利申请No.2012-129140
PTL 2：日本待审专利申请No.2012-146267
发明内容
技术问题
近年来，对薄键盘有所需求。通过专利文献1中所述的构造，键盘的薄形化受到限制。此外，由于应当对应于每个按键来设置接触点，所以会依据按键布局而不希望地改变接触点的位置。
另一方面，在专利文献2中所述的输入装置中，操作者不能将手指停放于屏幕所显示的按键上，而必须在手指始终浮置的同时触摸所期望的按键区域。因而，可操作性较低。而且，也不能提供敲击感觉和点击感觉，存在不适于高速输入的缺点。
技术问题的解决方案
鉴于上述情况，需要提供一种能够接纳多种可能的按键布局且同时能够提供按键输入的可操作性的输入装置、电子设备和传感器片。
根据本发明的实施方式，提供了一种输入装置，包括操作部件、电极基板和支撑体。
所述操作部件具有多个按键区域。
所述电极基板具有多条第一电极线以及设置成与所述多条第一电极线相面对、且与所述多条第一电极线交叉的多条第二电极线，所述电极基板能够静电式地检测与所述多个按键区域中的每一按键区域之间的距离的变化。
所述支撑体具有多个构造体、第一空间和第二空间。所述多个构造体连接所述电极基板和所述操作部件。所述第一空间形成在所述多个构造体之间且对应于所述多个按键区域中的每一按键区域。所述第二空间形成在所述多个构造体之间且被预定多个按键区域所共用。
所述输入装置通过利用所述电极基板上的所述第一和第二电极线的电容变化来检测针对按键区域的输入操作，所述电容变化是基于与所述按键区域之间的面对距离的变化。通过这样的方式，在手指等停放于操作部件上的同时执行输入操作成为可能，由此防止可操作性降低。各个按键区域是经由形成在所述多个构造体之间的所述第一和第二空间而被支撑在所述电极基板上，由此提供预定的敲击感觉和点击感觉。
而且，与对应于各个按键区域分别形成的所述第一空间不同，所述第二空间形成为被预定多个按键区域所共用。因此，可自由地改变所述第二空间中的按键区域的数量或位置。此外，能够对所述第二空间中的具有不同按键布局的多种操作部件使用共用的支撑体和共用的电极基板。
所述电极基板可具有多个检测器部分。所述多个检测器部分形成在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的交叉区域处，并且所述多个检测器部分被构造成：电容根据与所述多个按键区域之间的相对距离而变化。
通常，所述多个检测器部分是与所述操作部件的所述多个按键区域相对应地设置的，可不与所述按键区域的数量或布局匹配，且可被设计成具有能够检测每个按键区域的输入操作的数量或布局。
在该情形中，所述多个构造体被设置在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的非交叉区域上。
通过这样的方式，随着与各个按键区域相面对的检测器部分的数量增加，能够提高按键输入操作的检测灵敏度。
通常，所述多个检测器部分包括能够检测针对所述预定多个按键区域的输入操作的预定多个检测器部分。所述预定多个检测器部分可被设置在所述第二空间上，以使得所述预定多个检测器部分的数量大于所述预定多个按键区域的数量，或者所述预定多个检测器部分可以以不同于所述预定多个按键区域的布置间距设置在所述第二空间上。
通过这样的方式，能够增加所述第二空间中的按键区域的布局自由度。
所述支撑体可进一步具有能够将多个第一空间和多个第二空间与外部空气相通的通孔。
通过给所述支撑体设置所述通孔，所述第一和第二空间的内部压力能够根据外部压力而变化。这能够不依赖于使用环境而确保稳定的可操作性。
所述操作部件可进一步具有导体层，所述导体层对应于使所述多个按键区域向所述电极基板抵靠的输入操作而相应地部分变形。
因而，即使例如当用户戴手套时，也能实现适当的操作输入。
所述输入装置可进一步包括控制单元。所述控制单元与所述电极基板电连接，并且能够基于来自所述多个检测器部分的输出而产生与针对所述多个按键区域中的每一案件区域的输入操作有关的信息。
所述控制单元可具有存储器和运算单元。所述存储器存储与多种操作部件有关的按键布局信息，所述多种操作部件具有多个按键区域的不同布局。所述运算单元基于所述存储器中存储的所述按键布局信息以及来自所述多个检测器部分的输出，执行针对所述预定多个按键区域的输入判定。
通过该构造，能够对具有不同按键布局的多种操作部件判定适当的输入操作。
所述运算单元可根据所述多个检测器部分之中的至少一个检测器部分中的电容变化量，产生不同的控制信号。
因而，不仅可判定按键区域的开/关，而且还可判定按键区域是否被触摸以及操作力量等。
可选择地，所述运算单元也可在所述多个检测器部分之中的至少一个检测器部分中的电容变化量超过预定值时，产生控制信号。
通过该构造，因为仅当要被控制的操作完成时才将控制信号输出至设备主单元(处理装置)，所以可减小设备主单元中的信号吞吐量。
另一方面，所述控制单元可被构造成：能够基于所述多条第一电极线和所述多条第二电极线中的电容变化，产生与所述操作部件相邻的操作物体的位置的有关信息。
通过这样的方式，可检测操作部件上的手指移动。所述输入装置能够被用作定点设备。
所述输入装置可进一步包括能够发射照明光以照明所述多个按键区域的光源。所述操作部件由能够传输所述照明光的透光材料构成。
这可提高每个按键区域的可见度。
所述光源可设置在任何地方，例如设置在所述操作部件、所述电极基板等上。
当所述光源被设置在所述操作部件上时，所述操作部件具有供用户进行输入操作的第一表面、面对所述支撑体的第二表面、形成在所述第一表面与所述第二表面之间并具有侧表面的导光部分、和形成在所述第二表面上的扩散部分，所述扩散部分用于将所述照明光扩散到所述多个按键区域。
所述扩散部分包括形成在所述第二表面上的凹/凸部分，或包括所述第二表面与所述多个构造体的粘结部分。
当所述光源被设置在所述电极基板上时，所述电极基板支撑所述多条第一电极线和所述多条第二电极线，并进一步具有由能够传输所述照明光的透光材料构成且具有侧表面的基底材料。所述光源被设置在所述基底材料的所述侧表面上。所述多个构造体由能够传输所述照明光的透光材料构成。
所述光源可被设置在所述基底材料的后表面上。在该情形中，所述电极基板支撑所述多条第一电极线和所述多条第二电极线，并进一步具有由能够传输所述照明光的透光材料构成的基底材料。所述多个构造体由能够传输所述照明光的透光材料构成，且所述光源包括片状光源，所述片状光源以所述电极基板介于中间的方式面对所述操作部件。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种电子设备，包括操作部件、电极基板、支撑体和控制器。
所述操作部件具有多个按键区域。
所述电极基板具有多条第一电极线和多条第二电极线，所述多条第二电极线设置成与所述多条第一电极线相面对、且与所述多条第一电极线交叉，且所述电极基板能够静电式地检测与所述多个按键区域中的每一按键区域之间的距离的变化。
所述支撑体具有多个构造体、第一空间和第二空间。所述多个构造体连接所述电极基板和所述操作部件。所述第一空间形成在所述多个构造体之间且对应于所述多个按键区域中的每一按键区域。所述第二空间形成在所述多个构造体之间且被预定多个按键区域所共用。
所述控制器具有控制单元，所述控制单元与所述电极基板电连接，并且能够基于来自多个检测器部分的输出而产生与针对所述多个操作部件中的每一操作部件的输入操作有关的信息。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种传感器片，包括第一配线基板、第二配线基板和支撑体。
所述第一配线基板具有多条第一电极线。
所述第二配线基板被设置成与所述第一配线基板面对并具有多条第二电极线，在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的交叉区域处形成检测器部分。
所述支撑体被设置在所述第一配线基板上，且包括多个构造体、第一凹部和第二凹部。所述多个构造体设置在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的非交叉区域上。所述第一凹部形成在所述多个构造体之间并容纳至少一个检测器部分。所述第二凹部形成在所述多个构造体之间并容纳两个以上检测器部分。
发明的有益技术效果
如上所述，根据本发明，能够接纳多种可能的按键布局且同时能够提供按键输入的可操作性。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的输入装置的示意性剖面图；
图2是输入装置的平面图；
图3是输入装置的主要部分的放大剖面图；
图4A是显示输入装置中的操作部件构造的可替换实施方式的主要部分平面图和剖面图；
图4B是显示输入装置中的操作部件构造的可替换实施方式的主要部分平面图和剖面图；
图4C是显示输入装置中的操作部件构造的可替换实施方式的主要部分平面图和剖面图；
图5A是显示输入装置中的操作部件构造的可替换实施方式的示意性剖面图；
图5B是显示输入装置中的操作部件构造的可替换实施方式的示意性剖面图；
图6是构成输入装置中的电极基板的第一配线基板的平面图；
图7是构成电极基板的第二配线基板的平面图；
图8是输入装置中的支撑体的平面图；
图9是图8的主要部分放大图；
图10是图8中所示的支撑体中的最下端区域的主要部分平面图；
图11A是显示支撑体构造的可替换实施方式的主要部分示意图；
图11B是显示支撑体构造的可替换实施方式的主要部分示意图；
图11C是显示支撑体构造的可替换实施方式的主要部分示意图；
图12是显示支撑体构造的可替换实施方式的主要部分示意图；
图13是显示形成在彼此成直角的电极之间的电容元件的平面图；
图14A是显示两电极构造的可替换实施方式的主要部分平面图；
图14B是显示两电极构造的可替换实施方式的主要部分平面图；
图14C是显示两电极构造的可替换实施方式的主要部分平面图；
图14D是显示两电极构造的可替换实施方式的主要部分平面图；
图15A是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的示意图；
图15B是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的示意图；
图15C是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的示意图；
图15D是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的示意图；
图15E是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的示意图；
图15F是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的示意图；
图15G是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的示意图；
图15H是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的示意图；
图16A是图解输入装置的按键布局的操作部件的平面图；
图16B是具有与图16A中所示不同的按键布局的操作部件的平面图；
图17A是显示图16A所示按键布局中的最下端按键布置的平面图；
图17B是显示图16B所示按键布局中的最下端按键布置的平面图；
图17C是显示图16A或16B所示按键布局中的最下端按键布置的平面图；
图17D是显示与图16A或16B中所示的按键排列对应的区域的支撑体的平面图；
图17E是显示图17D中所示构造的可替换实施方式的示图；
图18是图解输入装置的操作的流程图；
图19是图解输入装置的操作的流程图；
图20是图解输入装置的操作的示图；
图21是图解输入装置的操作的示图；
图22是图解输入装置的操作的示图；
图23是图解输入装置的操作的流程图；
图24是图解输入装置的操作的流程图；
图25是显示输入装置的构造的可替换实施方式的框图；
图26是显示包括输入装置的电子设备的构造的框图；
图27是显示包括输入装置的电子设备的构造的框图；
图28是根据本发明第二实施方式的输入装置的示意性剖面图；
图29是显示根据本发明第三实施方式的输入装置的构造示例的示意性侧视图；
图30显示了预定按键区域的构造示例，包括部分A和B，部分A是主要部分平面图，部分B是部分A的B1-B1线剖面图；
图31显示了预定按键区域的另一构造示例，包括部分A和B，部分A是主要部分平面图，部分B是部分A的B2-B2线剖面图；
图32显示了预定按键区域的另一构造示例，包括部分A和B，部分A是主要部分平面图，部分B是部分A的B3-B3线剖面图；
图33A是显示按键区域的另一构造示例的主要部分平面图；
图33B是图33A的B4-B4线剖面图；
图34A是显示按键区域的另一构造示例的主要部分平面图；
图34B是图34A的B5-B5线剖面图；
图35是显示输入装置的另一构造示例的示意性侧视图；
图36是显示输入装置的另一构造示例的示意性侧视图；
图37是显示输入装置的另一构造示例的示意性侧视图；
图38A是显示输入装置的另一构造示例的示意性侧视图；
图38B是显示输入装置的另一构造示例的示意性侧视图；
图38C是显示输入装置的另一构造示例的示意性侧视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述根据本发明的实施方式。
<第一实施方式>
图1是根据本发明第一实施方式的输入装置1的示意性剖面图。图2是输入装置1的平面图。图3是输入装置1的主要部分的放大剖面图。之后，将描述根据本实施方式的输入装置1的构造。在图1到3中，X轴和Y轴表示彼此正交的方向(输入装置1中的平面内方向)。Z轴表示与X轴和Y轴正交的方向(输入装置1中的厚度方向)。
(输入装置)
输入装置1包括操作部件10、电极基板20和支撑体30。根据本实施方式的输入装置的例子是计算机的键盘装置。
操作部件10具有多个按键区域10a。
电极基板20包括多条第一电极线210、以及与多条第一电极线210交叉的多条第二电极线220，且电极基板20能够静电式地检测与所述多个按键区域10a中的每一按键区域之间的距离的变化。支撑体30包括多个构造体320、第一空间331和第二空间332。多个构造体320将电极基板20与操作部件10连接。第一空间331形成在多个构造体320之间且分别对应于各个按键区域10a。第二空间332形成在多个构造体320之间且被预定多个按键区域10a所共用。
(操作部件)
根据本实施方式，操作部件10具有柔性片11和基底材料12的层叠结构。
柔性片11例如是由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)、PI(聚酰亚胺)等构成的柔性绝缘塑料片。柔性片11可具有非限制性的厚度，例如具有几十微米到几百微米的厚度。多个按键区域10a布置在操作部件10的表面上。
基底材料12例如是由PET、PEN、PMMA、PC、PI等构成的柔性绝缘塑料片。基底材料12可具有非限制性的厚度，例如具有几十微米到几百微米的厚度。基底材料12的表面通过粘结层13粘结到柔性片11的后表面。
在基底层12的后表面处设置有由包括Cu(铜)、Al(铝)等的金属箔或者网格材料(mesh material)构成的导体层14。导体层14能够对应于使多个按键区域10a向电极基板20抵靠的输入操作而相应地部分变形。导体层可具有非限制性的厚度，例如具有几十微米到几百微米的厚度。导体层14例如连接至地电位。
基底12和导体层14可由其中金属箔预先贴附到树脂片的复合片、形成在基底12上的气相沉积膜或溅射膜、或者其中在基底12上印刷导电胶的涂布膜构成。
每个按键区域10a对应于被用户按压以用于操作的键顶，且具有取决于按键类型的形状和尺寸。每个按键区域10a可具有适当的键顶标记。键顶标记可表示按键的类型、按键的位置(轮廓)或者上述二者。能够根据情况例如通过丝网印刷、柔版印刷(flexography printing)或凹版印刷来印刷所述标记。
操作部件10并不限于整体上平坦的片，而是例如可具有预定的凹/凸按键区域10a。图4A到4C显示了具有不同按键区域10a构造的操作部件构造。在每个图中，上方是主要部分平面图，下方是剖面图。为易于理解，每个图中用阴影画出了片的凸起表面(最高表面)。
图4A中所示的操作部件10A具有向上凸起的按键区域10a。图4B中所示的操作部件10B具有下沉的按键区域10a。图4C中所示的操作部件10C具有围绕按键区域10a的槽。在任意一个构造示例中，通过压制成形操作部件10A、10B或10C来形成按键区域10a，且按键区域10a能在垂直方向(片厚度方向)上分别变形。
操作部件10的构造不限于此。图5A和5B每一个显示了操作部件10的可替换实施方式的示意性剖面图。图5A中所示的操作部件10D具有其中导体层14设置于基底材料12与粘结层13之间的构造。图5B中所示的操作部件10E具有其中导体层14通过粘结层13而粘结到柔性片11的后表面的构造。
操作部件10可仅由柔性片11和导体层14构成。能够通过包括压制成形、蚀刻、激光处理等适当处理技术来形成凹/凸按键区域10a。可选择地，可通过包括注射成型的成形技术形成凹/凸柔性片11。在该情形中，导体层14可以是形成在柔性片的后表面上的气相沉积膜或溅射膜，或者可以是其中在柔性片的后表面上印刷导电胶的涂布膜。除上述之外，只要导体层14设置于柔性片11的后表面上，操作部件10的构造就没有特别限制。
此外，柔性片11可由诸如金属之类的导电材料构成。通过这样的方式，基底材料12、粘结层13和导体层14就不是必要的，操作部件10能够很薄。在该情形中，柔性片11还用作导体层14，且例如连接至地电位。
(电极基板)
电极基板20是具有第一电极线210的第一配线基板21和具有第二电极线220的第二配线基板22的层叠体。图6是第一配线基板21的平面图，图7是第二配线基板22的平面图。
第一配线基板21包括第一基底材料211和多条第一电极线(Y电极)210。第一基底材料211由包括PET、PEN、PC、PMMA等的电绝缘塑料片、玻璃基板、环氧玻璃基板等构成。第一基底材料211可具有非限制性的厚度，例如具有几十微米到几百微米的厚度。
多条第一电极线210被整体地设置于第一基底材料211的一个表面上，并沿X轴方向几乎线性形成。多条第一电极线210由以预定间隔沿Y轴方向布置的多个电极组21w构成。所述预定间隔对应于按键区域的各个列沿Y轴方向的布置间隔。电极组21w设置在沿Y轴方向布置的按键区域10a的各个列的正下方(设置在包括与按键区域10a的各个列相面对、并且与Z轴方向相面对的位置在内的区域处)。
每条第一电极线210与设置在第一基底材料211一端上的提取部210s的每个端子连接。多个电极组21w与单独的端子连接。各个电极组21w的多条电极线可与共同端子或者两个以上的单独端子连接。提取部210s与控制单元50电连接。
另一方面，第二配线基板22包括第二基底材料221和多条第二电极线(X电极)220。与第一基底材料211类似，第二基底材料221由包括PET、PEN、PC、PMMA等的电绝缘塑料片、玻璃基板、环氧玻璃基板等构成。第二基底材料221可具有非限制性的厚度，例如具有几十微米到几百微米的厚度。第二配线基板22设置成面对第一配线基板21。
多条第二电极线220被整体地设置于第二基底材料221的一个表面上，并沿X轴方向布置。各个行中的第二电极线220形成为遵循Y轴方向上的预定路径，且各个行中的第二电极线220由在按键区域10a的正下方(在包括与按键区域10a面对、并且与Z轴方向面对的位置在内的区域处)被分支成多个的各电极组22w构成。
每条第二电极线220与设置在第二基底材料221一端上的提取部220s的每个端子连接。各个行中的第二电极线220与单独的端子连接。提取部220s与控制单元50电连接。
通过蚀刻诸如Al和Cu之类的金属箔、或通过印刷诸如Ag(银)之类的金属胶，在第一基底材料211和第二基底材料221上分别形成第一电极线210和第二电极线220。第一基底材料211和第二基底材料221可由柔性片材料或非柔性片材料形成。
如图3中所示，电极基板20包括用于将第一配线基板21和第二配线基板22相互粘结的粘结层23。粘结层23具有电绝缘性质，且例如由固化的粘结剂、诸如胶带之类的粘结材料等形成。
根据本实施方式，第一配线基板21和第二配线基板22相互粘结，以使第一电极线210和第二电极线220相互面对。然而，并不限于此，第一配线基板21和第二配线基板22可相互粘结，以使第一电极线210和第二电极线220以第一基底材料211或第二基底材料211或者它们二者介于中间的方式而彼此面对。根据本实施方式，第一配线基板21层叠在第二配线基板22上方。然而，并不限于此，第二配线基板22可层叠在第一配线基板21上方。
电极基板20包括形成在第一电极线210和第二电极线220的交叉区域处的多个检测器部分20s。检测器部分20s被构造成：电容能够依据与按键区域10a之间的相对距离而变化。检测器部分20s是包括以下部件的电容元件：第一电极线210、与第一电极线210面对的第二电极线220、以及设置于第一电极线210和第二电极线220之间的电介质层(粘结层23)。检测器部分20s的初始电容是依据第一电极线210和第二电极线220之间的面对面积、第一电极线210和第二电极线220之间的面对距离、以及粘结层23的介电常数来设定的。
电极基板20可静电式地检测与多个按键区域10a之间的距离变化。在本实施方式中，检测器部分20s主要形成在第一电极线210的第一电极组21w和第二电极线220的第二电极组22w的交叉区域处。如上所述，第一电极组21w和第二电极组22w设置在各个按键区域10a的正下方。因而，各个检测器部分20s设置在各个按键区域10a的正下方。检测器部分20s通过检测器部分20s自身中的电容变化来检测按键区域10a的接近，所述电容变化是由于与随着被按压用于操作的按键区域10a一起而接近电极基板20的导体层14的静电耦合所导致的。电极基板20包括与检测器部分20s中的电容变化量有关的信息，并将用于指定被按压用于操作的按键区域10a的信号输出至控制单元50。
电极基板20进一步包括屏蔽层24。屏蔽层24由金属箔、金属网格材料或导电胶的涂布膜构成，并设置在第二配线基板22的后表面上。屏蔽层24具有阻挡从输入装置1外部进入电容元件20s的电磁噪声的功能。屏蔽层24通常连接至地电位。
(支撑体)
支撑体30设置在操作部件10与电极基板20之间。支撑体30包括多个构造体320、用于形成第一空间331的第一凹部321、用于形成第二空间332的第二凹部322、以及框架323。
如图3中所示，根据本实施方式的支撑体30具有包括基板31和设置在基板31的表面(上表面)上的构造体层32的层叠结构。基板31由包括PET、PEN、PC等的电绝缘塑料片构成。基板31可具有非限制性的厚度，例如具有几十微米到几百微米的厚度。构造体层32由诸如紫外固化树脂之类的电绝缘树脂材料构成，并在基板31上形成多个构造体320、第一凹部321、第二凹部322和框架323。
图8是支撑体30的平面图。图9是图8的主要部分放大图。
多个构造体320将电极基板20和操作部件10连接，以便将操作部件10处的按键区域10a分离开，并在多个构造体320之间形成第一凹部321和第二凹部322。框架323形成在基板31上，以围绕基板31的外周。构造体320和框架323以相同高度(例如几十微米到几百微米)设置在基板31的表面上。
根据本实施方式，多个构造体320包括在X轴方向上延伸的多个第一构造体部分320x和在Y轴方向上延伸的多个第二构造体部分320y。第一构造体部分320x设置于在Y轴方向上排列的多个按键区域之间。第二构造体部分320y设置于在X轴方向上排列的多个按键区域之间。
从Z轴方向上观看时，第一构造体部分320x和第二构造体部分320y设置在电极基板20上的第一电极线210和第二电极线220的非交叉区域上。从Z轴方向上看时，第一凹部321形成在多个构造体320(320x，320y)之间，且第一凹部321容纳电极基板20上的至少一个检测器部分20s。另一方面，从Z轴方向上看时，第二凹部322形成在多个构造体320(320x，320y)之间，且第二凹部322容纳电极基板20上的两个以上检测器部分20s。
通过在第一电极线210和第二电极线220的非交叉区域处设置多个构造体320，变得容易使按键区域10a部分地变形。这能够提供操作时的敲击感觉和点击感觉，并能确保按键输入的优良可操作性。此外，还能够抑制在经由构造体320而相邻的多个按键区域10a之间的无意中的同时输入。此外，当按压按键区域10a以用于操作时，能够提高检测灵敏度。
通常，构造体320由相对硬的材料构成。然而，构造体320可由当按键输入时能够随操作部件10一起变形的弹性材料构成。换句话说，构造体320的弹性模量没有特别限制，可根据情况选择材料，只要能够提供想要的操作感觉和检测灵敏度即可。
支撑体30设置在操作部件10与电极基板20之间，以使得基板31与电极基板20面对，且构造体层32与操作部件10面对。第一凹部321在操作部件10与电极基板20之间形成第一空间331。第二凹部322在操作部件10与电极基板20之间形成第二空间332。第一空间331形成为对应于操作部件10上的各个按键区域10a。第二空间332形成为被操作部件10上的预定多个按键区域10a所共用。
图10显示了通过图8中所示的支撑体30中的第一构造体部分320x分离的最下端区域。如图9和10中所示，每个第一凹部321(每个第一空间331)形成为对应于每个按键区域10a，第二凹部322(第二空间332)形成为容纳多个按键区域10a。
第一凹部321和第二凹部322的形成位置没有特别限制，该形成位置可根据按键的尺寸、形状和布置方式进行适当选择。根据本实施方式，因为支撑体30包括第一凹部321以及第二凹部332，所以支撑体30不仅能够用于具有特定按键布局的操作部件10，而且还能够用于具有不同按键布局的其他操作部件。
换句话说，按键布局一般根据所使用的国家或地区、型号、标准等确定。例如，如果支撑体30仅包括第一凹部321，则对于具有不同按键布局的操作部件来说就需要专用的支撑体30。就管理和成本而言，这会导致不利的结果。相反，当根据本实施方式，支撑体30包括第一凹部321和第二凹部322时，具有不同形状、尺寸、布置方式等的预定多个按键区域能够被容纳在其中不同按键布局共用第二凹部322的多种操作部件中。因而，可将共同的支撑体30应用于多种操作部件。
使用布置在第二凹部322上的多个检测器部分20s，检测布置于第二凹部322(第二空间332)上的每个按键区域10a处的输入操作。根据本实施方式，设置在第二空间332上的多个检测器部分20s的数量，大于布置在与第二空间332对应的位置上的多个按键区域10a的数量。设置在第二空间332上的多个检测器部分20s的布置间距，不同于布置在与第二空间332对应的位置上的多个按键区域10a的布置间距。通过这样的方式，能够提高第二空间332中的按键区域10a的布局自由度。
尽管每个第一构造体部分320x可在X轴方向上连续地形成，但根据本实施方式，可如图9中所示在适当位置处形成空间320a。尽管第二构造体部分320y可与第一构造体部分320x连接，但根据本实施方式，可如图8和9中所示，第二构造体部分320y与第一构造体部分320x分离。通过这样的方式，因为第一空间331与第二空间332相通，所以第一和第二空间331和332能够保持在同一压力，能够防止按键位置处的操作感觉的变动或变化。
此外，根据本实施方式，在框架323的适当位置上设置有一个以上的通孔323a。例如，通孔323a形成为在X轴方向或Y轴方向上穿透框架323的一部分，从而第一空间331和第二空间332能够与外部空气相通。通过这样的方式，第一空间331和第二空间332的内部压力能够根据外部压力而变化。这能够不依赖于使用环境而确保稳定的可操作性。
根据本实施方式，支撑体30通过粘结层34粘结在电极基板20上。粘结层34可以是粘结剂或诸如胶带之类的粘结材料。支撑体30使用构造体层32而与操作部件10连接。在该情形中，构造体层32支撑操作部件10，并且还将支撑体30粘结到操作部件10。
例如，能够使用紫外固化粘结剂形成构造体层32。具体地说，如下形成构造体层32。首先，例如通过转印方法或印刷方法在基板31的表面上形成与构造体320和框架323对应的构造体层图案。之后，在构造体层图案与操作部件10的导体层14紧密接触的同时，从基板31一侧用紫外线照射构造体层图案。通过这样的方式，能够随构造体层32一起形成第一空间331和第二空间332。
将支撑体30粘结到操作部件10并不限于如上所述的方式。例如，可在导体层14的表面上形成粘结层，并可通过该粘结层将支撑体30(构造体层32)粘结到操作部件10。在该情形中，粘结层可形成在导体层14的整个表面上，或可仅形成在与构造体320和框架323面对的区域处。
支撑体30的结构不限于如上所述。例如，支撑体30可不具有基板31。图11A显示了仅由构造体层32构成的支撑体30A。图11B显示了具有下述结构的支撑体30B：所述结构包括形成在电极基板20上的树脂层324、和将树脂层324粘结到操作部件10的粘结层325。
支撑体30B进一步包括位于第一凹部321(第一空间331)中的调整单元326，以防止操作部件10与电极基板20接触。调整单元326可由与树脂层324相同的树脂材料形成。图11C显示了包括构造体层32和调整单元326的支撑体30C。调整单元326的位置、数量、形状等不限于图11B和11C中所示，能够根据情况进行选择。调整单元326可具有非限制性的高度，只要其低于构造体层32即可。
上述支撑体30A，30B和30C通过诸如转印方法和印刷方法之类的适当方法形成在电极基板20(第一配线基板21)上。在此，每个支撑体都设置在电极基板的基底材料(第一基底材料211)上，但并不限于此。支撑体30B可设置在电极基板的电极线(第一电极线210)上。图12显示了支撑体30B的构造示例。这同样可适用于包括支撑体30、30A和30C在内的其他支撑体。
(传感器片)
电极基板20和支撑体30构成了传感器片40(图1)。换句话说，传感器片40包括第一配线基板21、第二配线基板22和支撑体30。
如上所述，第一配线基板21包括多条第一电极线210。第二配线基板22设置成与第一配线基板21面对并包括多条第二电极线220，在多条第一电极线210和多条第二电极线220的交叉区域处形成检测器部分20s。支撑体30包括多个构造体320、第一凹部321、第二凹部322。多个构造体320设置在多条第一电极线210和多条第二电极线220的非交叉区域上。第一凹部321形成在多个构造体320之间并容纳至少一个检测器部分20s。第二凹部322形成在多个构造体320之间并容纳两个以上检测器部分20s。支撑体30设置在第一配线基板21上。
(控制单元)
控制单元50与电极基板20电连接。具体地说，控制单元50与第一配线基板21和第二配线基板22的提取部210s和220s连接。控制单元50构成信号处理电路，该信号处理电路能够基于多个检测器部分20s的输出来检测与针对多个按键区域10a中的每一按键区域的输入操作有关的信息。控制单元50以预定周期扫描多个检测器部分20s的每一个，获取每个检测器部分中的电容变化量，并基于电容变化量产生与输入操作有关的信息。
通常，控制单元50由包括CPU/MPU、存储器等的计算机构成。控制单元50可由单个芯片组件或多个电路组件构成。控制单元50可被安装到输入装置1，或者安装到与输入装置1连接的设备主单元(处理装置)。在前一情形中，控制单元50被安装到与电极基板20连接的柔性配线基板。在后一情形中，控制单元50可与控制设备主单元的控制器集成地构造。
如图3中所示，控制单元50包括存储器51和运算单元52。存储器51存储与多种操作部件有关的按键布局信息，所述多种操作部件具有多个按键区域10a的不同布局。运算单元52基于存储器51中存储的按键布局以及多个检测器部分20s的输出，执行针对多个按键区域10a的输入判定。因而，可检测针对具有不同按键布局的多个操作部件的相应输入操作。
运算单元52根据多个检测器部分20s之中的至少一个检测器部分20s中的电容变化量，产生不同的控制信号。因而，不仅可判定按键区域10a的开/关(on/off)，而且还可判定按键区域10a是否被触摸以及操作力量等。
运算单元52在多个检测器部分20s之中的至少一个检测器部分20s中的电容变化量超过预定值时，产生控制信号。通过该构造，因为仅当完成了所要控制的操作时才将控制信号输出至设备主单元(处理装置)，所以可减小设备主单元中的信号吞吐量。
(检测器部分)
接下来，将描述检测器部分20s。
检测器部分20s是由电极基板20上的多条第一电极线210和多条第二电极线220的交叉区域处的互电容形成。图13显示了在X轴方向上排列的两个X电极X1和X2以及在Y轴方向上排列的两个Y电极Y1和Y2之间形成的四个电容元件C1，C2，C3和C4。X电极X1和X2经由电绝缘基板W而面对Y电极Y1和Y2。电极X1、X2、Y1和Y2中的每一电极与不同端子(通道)A、B、C和D中的每一端子连接。在该示例中，四个电容元件C1到C4构成不同的四个检测器部分20s。电容元件C1到C4彼此独立。例如，当监控端子A-C，B-C，A-D和B-D之间的电压时，所述电容元件用作检测电容变化的传感器(检测器部分20s)。
图14A到14D显示了具有不同形状的X电极和Y电极的可替换实施方式。图14A显示了放射状形成的X电极Xa、和由比X电极Xa宽的单条线形成的Y电极Ya的组合示例。图14B显示了梳状X电极Xb和由单条线形成的Y电极Yb的组合示例。当以放射状或梳状形成X电极时，能够增加电极之间的面对面积。
图14C和14D显示了梳状电极的示例。当每个电极都是以梳状形成时，在两个电极之间形成多个互电容，并能够增加检测面积。梳齿的数量、宽度等可在各电极之间相同或不同。图14C显示了在X电极Xb和Y电极Yb中梳齿的数量和宽度相同的示例，图14D显示了X电极Xc的梳齿比Y电极Yb的梳齿薄的示例。
如上所述，在根据本实施方式的电极基板20中，各个检测器部分20s形成在电极组21w和22w的交叉区域处。这些电极组21w和22w例如对应于图14C中所示的梳状电极，但并不限于此。如图13、14A和14B中所示，X电极和Y电极中的至少一个可由单条配线构成。
可使用包括丝网印刷、凹版胶印(gravure offset printing)和喷墨印刷在内的印刷方法，由导电胶形成X电极和Y电极。可选择地，也可通过使用光刻技术的构图方法，由金属箔或金属层形成X电极和Y电极。
就按键区域10a中的传感器(检测器部分20s)的数量或位置而言，根据本实施方式的输入装置1具有下面的构造：
1、传感器的尺寸或数量根据按键的尺寸或形状而改变。
2、一个传感器片能够接纳多种可能的按键布局。
(1、传感器的如此构成的尺寸或数量)
在操作部件10中，设置有具有不同尺寸的多种按键。如图2中所示，各个按键(按键区域10a)并不是总是规则排列的。根据本实施方式，根据按键的尺寸和形状选择传感器的数量或布置。
图15A到15H每一个显示了一个按键区域10a上的传感器布置的示例。在下面的描述中，每条虚线代表按键区域10a的尺寸(按键尺寸)，每个阴影代表传感器区域(传感器S区域)。在此，根据本实施方式，各个传感器区域对应于例如参照图14描述的电容元件C1到C4，且对应于第一电极线210的电极组21w和第二电极线220的电极组22w的交叉区域。
图15A和15B每一个显示了为一个按键区域10a分配一个传感器S的示例。在该情形中，传感器区域可如图15A中所示小于按键区域10a，或者可如图15B中所示大于按键区域10a。在下面的描述(图15C到15H)中，作为一个示例，传感器区域小于按键区域，但并不限于此。能够自由选择按键区域和传感器区域之间的大小关系。
图15C、15D和15E显示了为一个按键区域10a分配多个传感器的示例。图15C显示了纵向设置两个传感器S的示例。图15D显示了水平设置两个传感器S的示例。图15E显示了以矩阵方式垂直和水平设置四个传感器S的示例。
传感器的数量、形状、尺寸等不限于如上所述，而是能够根据按键区域10a的形状、尺寸等适当选择。多个传感器可具有相同的形状或尺寸，或者具有不同的形状或尺寸。例如，图15F显示了为水平长形按键区域(如空格键)分配八个传感器8的示例。图15G显示了为特有形状的按键区域(如回车键)分配五个传感器S的示例。图15H显示了为特有形状的按键区域(如回车键)分配四个传感器S的示例。
如上所述，根据本实施方式，根据按键的布置或形状有效地分配传感器。换句话说，在通常的坐标输入传感器中，每个传感器以矩阵方式按规则间距设置。相反，根据本实施方式，传感器的位置或尺寸对应于按键输入区域而变化。因而，能够通过较少的传感器判定按键输入。
(2、传感器片)
电极基板20和支撑体30构成了根据该实施方式的传感器片40。如上所述，根据该实施方式，传感器片40能够被共同应用于具有不同按键布局的多种操作部件。下文中，将描述这种传感器片的构造。
图16A和16B显示了具有不同按键布局的两种不同的操作部件101和102。图16A中所示的操作部件101具有与图2中所示的操作部件10相同的布局。
如图16A和16B中所示，这两种布局的大部分都具有相同的位置和形状，但由虚线包围的区域R1和R2内的按键组具有不同的尺寸和数量。这种不同是由于使用该输入装置的地区、语言和习惯的不同而导致的。通常，在输入装置中，为了适应这种不同，连同键顶部分一起单独地制造用于判定按键输入的开关或传感器部分。
通过根据本实施方式的输入装置，能够用一种传感器片检测出这种稍微的不同。为了该目的，根据本实施方式的传感器片40具有下面的构造。
(2-1)在具有不同按键布置的区域中设置传感器的数量、尺寸和位置。
(2-2)在支撑体30中的可能存在多种按键布局的区域中，在按键之间不设置构造体(第二构造体部分320y)。
(2-3)对于具有不同按键布置的区域，将单独的判定标准应用于利用从每个传感器提供的电容变化数据进行的按键判定。
(2-4)对于具有不同按键布置的输入装置，采用不同的软件来进行按键判定。
(2-1、传感器布置)
将参照图17A到17E描述与传感器的数量、尺寸和位置有关的传感器布置。图17A显示了一种操作部件101的最底端处的按键布置Ka。图17B显示了另一种操作部件102的最底端处的按键布置Kb。图17C显示了与按键布置Ka和Kb对应的电极基板20的传感器布置L。图17D显示了与按键布置Ka和Kb对应的支撑体30的构造体部分的布置M1。
当按键布置Ka与按键布置Kb相比时，按键K1，K2，K3，K4，K6，K7和K8是共同的。传感器Sa1和S1b检测按键K1的输入，传感器S2，S3，S4，S6，S7和S8每一个检测按键K2，K3，K4，K6，K7和K8每一个的输入。传感器S1a和S1b共同设置在构造体部分的布置M1中的与按键K1对应的第一凹部321中，传感器S2，S3，S4，S6，S7和S8共同设置在构造体部分的布置M1中的分别与按键K2，K3，K4，K6，K7和K8对应的第一凹部321中。
另一方面，按键布置Ka具有位于区域R2内的按键K51a，K52a，K53a，K54a，K55a，K56a和K57a，按键布置Kb具有位于区域R2内的按键K51b，K52b，K53b和K54b。因而，在两个按键布置Ka和Kb中，设置于区域R2内的按键组的布局不同。
而与之相对，传感器布置L在区域R2内具有由比按键组的按键多的传感器构成的传感器组(S501，S502，S503，S504，S505，S506，S507，S508，S509，S510和S511)。各传感器组能够检测两个按键组的每个按键的输入。具体地说，每个传感器不是对应于按键组的按键布局来设置，而是以不同于按键布局的间距来设置。检测方法没有特别限制。通常，通过后述的坐标计算来判定按键输入。
传感器组的数量没有特别限制，其可以是11个(根据本实施方式)或者更多或更少，并能够根据区域R2内的按键的数量和形状进行选择。传感器组的每个传感器的尺寸和形状可以是相同的。传感器可具有特有的形状。此外，各个传感器的布置间距并不限于相同，而是能够根据想要的按键布局进行适当变化。
(2-2、支撑体构造)
如上所述，传感器布置L中的预定传感器组(S501到S511)被用于位于按键布置Ka和Kb的区域R2处的每个按键的输入判定。因为按键布置Ka和Kb在区域R2中具有不同的按键布局，所以传感器组(S501到S511)被共同地设置在构造体部分的布置M1中的与区域R2对应的第二凹部322上。
如上所述，传感器组(S501到S511)设置在与第二凹部322对应的位置上。因此，可在传感器S501到S511之间不插入第二构造体320y的情况下来布置传感器S501到S511。在构造体部分的布置M1中，在对应于区域R2的位置上不设置第二构造体320y。因而可提高区域R2内的按键布局的自由度并提供每个按键的输入可操作性的可靠性。
如上所述，根据本实施方式的支撑体30在其中可能存在多种按键布局的区域中具有第二凹部322，并且根据本实施方式的支撑体30在所述按键布局中被共用。不仅支撑体30，而且由电极基板20和层叠在其上的支撑体30构成的传感器片40也能够在具有不同按键布局的多个操作部件中被共用。
图17E显示了图17D中所示的构造体部分的布置M1的构造的可替换实施方式。图17E中所示的构造体部分的布置M2具有如下构造：在第二凹部322上设置参照图11B所述的调整单元326。当对区域R2内的按键执行输入操作时，与第二凹部322面对的操作部件10可能在较宽的范围上变形。于是，通过在第二凹部322的预定位置处设置一个以上的调整单元326，能够防止操作部件10在较宽范围上的较大变形。
(2-3、按键判定方法)
然后，将描述每个按键输入的判定方法。在控制单元50处判定按键输入。
根据本实施方式的输入装置1不仅开启被触摸的开关，而且还能通过检测取决于预定操作力量的电容变化量的值来开启所述开关。
例如，对于设置于第一凹部321(第一空间331)上方的按键来说，每个按键和每个传感器的位置相互一致。例如，当如传感器S2和按键K2那样，一个传感器对应于一个按键时，一旦传感器S2的电容变化量由于按键K2的按压操作而超过预定量，则检测为开关开启。
当如传感器S1a和S1b与按键K1之间的关系那样，两个传感器对应于一个按键时，一旦传感器S1a和S1b之一的电容变化量由于按键K1的按压操作而超过预定量，则检测为开关开启。例如，如图18中所示，当传感器S1a的电容变化量超过预定量A时(步骤101)或者当传感器S1b的电容变化量超过预定量B时(步骤102)，就判定开关开启(步骤103)。在该情形中，可增加下述条件，即当传感器S1a和S1b的电容变化量的组合值超过预定值C时开关开启(步骤104和103)。在判定了该按键输入之后，判定下一个按键输入(步骤105)。
另一方面，对于设置于第二凹部322(第二空间332)上方的按键(布置于区域R2中的按键组)来说，每个按键(K51a到K57a或K51b到K54b)和每个传感器(S501到S511)的位置不必一致。将描述该情形中的按键判定方法。
(判定方法1)
通常，能够使用坐标质心计算方法(coordinate centroid calculation method)判定按键。通过该方法，基于传感器(S501到S511)之间的电容变化计算被施加操作的坐标，以便根据坐标位置与按键布置之间的位置关系来选择用于判定的按键，例如如图19(步骤201和202)中所示。然后，当每个传感器的电容变化量或每个传感器的电容变化量的组合值超过预定值时，判定所选择的按键开启(步骤203和204)。图20显示了当对位于传感器S502正上方的按键以及位于传感器S508和S509之间的正上方的按键同时施加操作力P时，每个传感器S501到S511的电容变化的示例。
图21显示了当按压两个相邻按键时的电容变化的示例。图21显示了当对位于传感器S509正上方的按键以及位于传感器S510正上方的按键同时施加操作力P时，每个传感器S501到S511的电容变化。在该情形中，随着其中电容发生变化的连续传感器的数量增加，可使用传感器的数量和电容变化的组合值判定两个相邻的按键被按压。
(判定方法2)
代替坐标质心计算，可使用每个传感器的电容变化数据提取出显示哪个按键被按压的图案，并可判定对应于该图案的开关。图22显示了开关的判定逻辑。
图22显示了具有不同按键布局的两个按键布置Ka和Kb、以及与操作位置对应的多个传感器的电容变化曲线Cp。在图22中，“APP(a)”表示当按键布置Ka中的“APP”按键被输入时的电容变化图案，“APP(b)”表示当按键布置Kb中的“APP”按键被输入时的电容变化图案。图23显示了其判定逻辑的控制流程的示例。
首先，当通过任意操作导致每个传感器的电容变化时(步骤301)，根据每个传感器的电容变化的值，基于预定的判定标准从控制单元50中存储的表中筛分出特定图案(步骤302)。一旦筛分出所述图案，就通过按照所述图案设定的按键坐标计算来确定所要判定的按键区域是否被按压(步骤S303)，如果其处于按照所述图案设定的按键范围内，就判定开关开启(步骤S304)。
与利用判定方法1的坐标计算相比，该方法具有能够任意设定针对按压状态的图案的优点，且当每个按键判定被加权、同时按压多个按键等等时，很容易调整判定标准。此外，还可增加图案并在该图案上设定特定的判定标准。
对于按键布局中的不同，在判定方法1的情形中，因为按键的坐标根据类型而不同，所以可通过所计算的作为按键坐标的坐标值来改变用于按键判定的坐标值范围，而在判定方法2的情形中则可改变图案筛分的条件值。
(其他)
例如，当垂直相邻的按键之间的区域被按压时，会出现其中按键由于按压力或轻微的手指移动(抖动)而交替开启的现象。可避免这种现象。图24显示了其控制示例。
例如，在判定方法1和2中，在开关首次开启之后(步骤401)，如果通过下次检测到的电容变化量所计算的坐标数据并未达到与已计算的坐标位置相距的预定距离，则再次输出首次被按压的开关(步骤402和403)。另一方面，如果所述坐标数据超过了与已计算的坐标位置相距的预定距离，则进行正常的按键输出判定(步骤402和403)。根据该算法，当对相邻的两个按键施加操作力时，首次判定的按键输出是基础，由此即使进行上述操作，该操作也能够是稳定的。
可通过任意的上述方法或多个方法的组合来实现在图16A和16B中所示的区域R1中的具有不同按键布局的操作部件101和102的按键判定。
(2-4、用于按键判定的软件)
通过上述判定方法，可通过一种传感器提供多种按键布局。例如能够通过图25中所示的构造提供多种按键布局。在图25中，传感器部分(电极基板20或传感器片40)对于两个键顶11A和11B是共用的。键顶(操作部件)11A和11B以及按键判定固件(firm)63A和63B配置成对应于各自按键布局。
当考虑图25的特定设备构造时，能够提供一些构造。
(电子设备的构造示例1)
图26是显示包括输入装置1的电子设备71的构造的框图。电子设备71包括输入装置1和设备主单元60。输入装置1包括用于检测电极基板20上的多个检测器部分20s(传感器)的电容变化的控制单元50。设备主单元60包括用于从控制单元50接收传感器数据信号(与每个检测器部分20s中的电容变化量对应的数据信号)的控制器61、与键顶11A和11B相对应地准备的按键判定固件63A和63B、以及要被控制的设备(例如显示器)62。
设备62不限于包含在设备主单元60中的构造，也可构造成独立于设备主单元60。此外，可根据键顶11A和11B通过设备主单元60(例如控制器61)来选择按键判定固件63A和63B，或者按键判定固件63A和63B可内置于控制器61中。
在该情形中，不管电容是否变化，传感器(检测器部分20s)的所有数据都依次从控制单元50输出到控制器61，但是可仅输出具有预定值或更大的电容变化量的传感器的数据。通过这样的方式，可减小控制器61的处理负担。
(电子设备的构造示例2)
图27是显示包括输入装置1的另一电子设备72的构造的框图。电子设备72与上述电子设备71不同之处在于，按键判定固件63A和63B被整合到输入装置1的控制单元50中。在该情形中，按键判定固件63A和63B存储在控制单元50的存储器51中，通过来自设备主单元60的指令选择与按键布局对应的固件。
类似地，在该实施方式的电子设备72中，不管电容是否变化，传感器(检测器部分20s)的所有数据都依次从控制单元50输出到控制器61，但是可仅输出具有预定值或更大的电容变化量的传感器的数据。通过这样的方式，可减小控制器61的处理负担。
此外，还可降低功耗，从而控制单元50根据情况适当改变电极基板20上的每个检测器部分20s的扫描间隔。在该情形中，这能够通过改变驱动一般触摸面板所使用的扫描模式来实现。
此外，根据该实施方式的输入装置1能够通过质心计算，在操作位置处进行坐标计算。在该情形中，通过设定除开关输入模式之外的其他模式，例如可在输入装置上进行手指的手势输入(gesture input)。
输入装置1能够类推地检测每个检测器部分20s中的电容变化。因此，可通过利用小于开关开启时的电容变化量的变化量，根据操作力来输出控制信号(例如与按键选择显示相关的信号)。
<第二实施方式>
图28是显示根据本发明第二实施方式的输入装置的构造的剖面图。在图28中，由相同的参考标记表示与第一实施方式中对应的部分，因而之后将省略其详细描述。
根据该实施方式的输入装置2与输入装置1不同之处在于，操作部件10不包括导体层14。因而，在输入装置2中，能够判定按键输入，从而电极基板20静电式地检测执行操作部件10的输入操作的用户的手指F。
此外，在根据该实施方式的输入装置2中，控制单元50构造成能够基于多条第一电极线210和多条第二电极线220中的电容变化，产生与操作部件10相邻的操作物体(手指F)的位置有关的信息。通过这样的方式，可检测操作部件10上的手指移动。例如，输入装置2能用作定点设备(pointing device)。
根据本实施方式，可基于每个检测器部分20s中的电容变化量，检测手指F距离操作部件10的高度。此外，可实现对于操作部件10的非触摸输入操作。
此外，在该实施方式中，能够应用与操作部件10、电极基板20、支撑体30和控制单元50以及按键判定方法有关的上述可替换实施方式。
<第三实施方式>
之后，将描述本发明的第三实施方式。该实施方式与第一实施方式不同之处在于具有照明按键区域的功能。
(构造示例1)
图29是显示根据本发明第三实施方式的输入装置的构造示例的示意性侧视图。该实施方式的输入装置3包括光源100和操作部件110。该实施方式的操作部件110与第一实施方式的操作部件10共同之处在于它是具有多个按键区域的能够变形的片状操作部件，但操作部件110传输来自光源100的照明光L1并将其转换为朝输入装置3的正面方向(图29中为向上)发射的显示光L2。
操作部件110被构造成由诸如PET、PEN、PMMA等之类的能够变形的透光材料构成的导光板。换句话说，操作部件110包括供用户进行输入操作的第一表面111、面对传感器片40(支撑体30)的第二表面112、形成在第一表面111与第二表面112之间的导光部分113、以及扩散部分114。扩散部分114形成在第二表面112上，并将导光部分113所传输的照明光扩散到多个按键区域，由此形成从第一表面111出射的显示光L2。
光源100设置在导光部分113的侧表面113a上。入射到侧表面113a上的照明光L1在第一表面111与第二表面112之间反复全反射，传播到相对侧的侧表面，并通过扩散部分114处的扩散作用而出射成为显示光L2。
作为光源100，能够使用诸如LED(Light Emitting Diode，发光二极管)、半导体激光器和有机EL灯之类的点状光源；诸如CCFL(Cold CathodeFluorescent Lamp，冷阴极荧光灯)之类的线性光源等。线性光源可由多个点状光源构成。照明光L1没有特别限制，只要它是可见光即可，且照明光L1可以是包括白色光、红色光、绿色光和蓝色光在内的任何彩色光。
扩散部分114由形成在操作部件110的第二表面112上的凹/凸部分构成。通过由几何结构表面构成扩散部分114，在扩散部分114的形成区域中的照明光L1的全反射条件被破坏，照明光L1能够向上朝着第一表面111发送，并被发射成为显示光L2。
扩散部分114通常设置在其中显示多个按键区域的操作部件110上。图30显示了用于照明按键区域“H”的扩散部分114的构造示例。
在图30中，部分A是表示与显示“H”的按键区域10aH对应的扩散部分114H的构造示例的主要部分平面图，部分B是部分A的B1-B1线剖面图。扩散部分114H包括用于显示按键“H”的第一凹/凸部分114a、和用于显示操作区域10aH的范围(轮廓)的第二凹/凸部分114b。第一凹/凸部分114a和第二凹/凸部分114b由形成在第二表面112上的剖面为三角形的凹部构成。
在图31中，部分A是表示与显示“H”的按键区域10aH对应的扩散部分114H的另一构造示例的主要部分平面图，部分B是部分A的B2-B2线剖面图。多个第一凹/凸部分114a和第二凹/凸部分114b由多个细微沟槽部分构成。
在图32中，部分A是示出了与显示“H”的按键区域10aH对应的扩散部分114H的另一构造示例的主要部分平面图，部分B是部分A的B3-B3线剖面图。根据该实施方式，第一凹/凸部分114a和第二凹/凸部分114b由形成在第二表面112上并凸出的剖面为三角形的凸部构成。
图33A是示出了显示“H”的按键区域10aH的另一构造示例的主要部分平面图，图33B是图33A的B4-B4线剖面图。根据该实施方式，第一凹/凸部分114a和第二凹/凸部分114b由剖面为三角形的凸部、以及位于操作部件110的第一表面111上的遮蔽物115构成，所述遮蔽物115用于将按键“H”显示为着色背景上的白色图案。
图34A是示出了显示“H”的按键区域10aH的另一构造示例的主要部分平面图，图34B是图34A的B5-B5线剖面图。根据该实施方式，在操作部件110的第二表面112上的与按键区域10aH对应的区域上，形成由多个细微格栅槽构成的扩散部分114H，且在操作部件110的第一表面111上形成用于显示按键“H”的遮蔽物116。
此外，图35是其中扩散部分114s被设置在操作部件110的第二表面112与支撑体30的多个构造体320的粘结部分上的输入装置的示意性侧视图。通过由具有与其他区域不同的反射率、折射率等的光学面构成扩散部分114s，照明光L1的全反射条件被破坏，照明光L1能够向上被发送到第一表面111并被发射成为显示光L2。
如上所述，根据该实施方式，操作部件110上的多个按键区域10a能够发射显示光L2，由此能够提高每个按键区域10a的可见度，例如，当在较暗的室内或户外使用时能够提高输入可操作性。
(构造示例2)
图36是显示根据该实施方式的输入装置的另一构造示例的示意性侧视图。在该实施方式的输入装置4中，光源100设置在电极基板20的侧表面20a上。
操作部件10由透光材料构成。如第一实施方式中所述，电极基板20包括支撑多条第一电极线210的第一基底材料211和支撑多条第二电极线220的第二基底材料221(图3)，且电极基板20的侧表面20a由这些第一基底材料221和第二基底材料222以及将它们粘结的粘结层23的侧表面构成。在该情形中，第一基板221和第二基板222以及粘结层23由透光材料构成。
第一电极线210和第二电极线220能够用作将照明光L1反射并扩散到操作部件10的扩散层。第一电极线210和第二电极线220可由诸如Ag胶之类的非透光材料或诸如ITO之类的透光导电氧化物材料构成。
另一方面，支撑体30中的多个构造体320可用作将照明光L1反射并扩散到操作部件10的扩散层。在该情形中，多个构造体320(图3)由透光材料构成。设置在操作部件10与支撑体30之间的导体层14(图3)由网格图案或诸如ITO之类的透明导电膜构成，由此提供透光性质。
此外，如图36中所示，可在支撑体30与操作部件10之间形成用于限定显示光L2的透射区域的遮蔽层17。例如，这使得仅仅多个按键区域10a能够发光。遮蔽层17形成在操作部件10的下表面处，但是也可形成在操作部件10的上表面处。可选择地，也可通过将导体层14(图3)构图来形成遮蔽层17(图3)。
(构造示例3)
图37是显示根据该实施方式的输入装置的另一构造示例的示意性侧视图。在该实施方式的输入装置5中，光源101设置在电极基板20的后表面上。
光源101由片状光源构成。光源101由诸如有机EL器件之类的片状光源构成，但是也可由多个点状光源或多个线性光源构成。光源101设置成以传感器片40介于中间的方式面对操作部件10，照明光L1经由传感器片40而照射到操作部件10。
同样，在该实施方式中，操作部件10、电极基板20中的第一基板221和第二基板222、以及支撑体30中的多个构造体320由透光材料构成。此外，在该情形中，第一电极线210和第二电极线220以及多个构造体320可用作反射并扩散照明光L1的扩散层。通常，第一电极线210和第二电极线220由诸如ITO之类的透光导电氧化物材料构成。为了提供透光性，可在各个电极线210和220之间设置足够间隙。
与上述类似，设置在操作部件10与支撑体30之间的导体层14(图3)可由网格图案或诸如ITO之类的透明导电膜构成。此外，可在支撑体30与操作部件10之间形成用于限定显示光L2的透射区域的遮蔽层17。
尽管在此参照举例的实施方式描述了本发明，但应当理解本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明的范围的情况下可进行变化和修改。
例如，根据上述实施方式，作为传感器片40(电极基板20和支撑体30)，构造示例使用了具有不同按键布局的两个不同操作部件，但并不限于此。可使用具有相互不同按键布局的三个以上的操作部件。
此外，在其中可存在多种按键布局的区域中布置的按键的输入判定方法不限于上述实施方式，可使用其他判定逻辑来指定输入按键。
根据上述第一实施方式，传感器片40由电极基板20和支撑体30构成。传感器片可进一步包括与电极基板20的后表面面对的第二导体层、以及设置在第二导体层与电极基板20之间的第二支撑体。例如，第二导体层连接至地电位，第二支撑体由类似于多个构造体320的多个构造体构成。通过这样的方式，电极基板20能够基于与支撑体30之间的距离的变化以及与第二导体层之间的距离的变化输出电容变化，由此能够提高检测灵敏度并能够提高检测精度。
图38A到38C每一个示意性示出了包括具有上述构造的传感器片90的输入装置的构造。电极基板20设置在第一导体层14与第二导体层50之间。电极基板20经由第一支撑体30而连接到第一导体层14(操作部件10或110)，并经由第二支撑体80而连接到第二导体层70。图38A到38C每一个示出了具有第三实施方式中所述的照明按键区域的功能的输入装置，但也可由不具有这种功能的输入装置构成。
在此，图38A，38B和38C分别对应于根据第三实施方式的构造示例1、构造示例2和构造示例3。在图38B和38C所示的构造示例中，第二导体层70还用作反射照明光L1的反射表面。在该情形中，该反射表面可由镜面(银、铝等)形成，或可由散射表面(扩散表面)形成，由此提高光利用率。
根据上述第三实施方式，按键区域被无源地照明，但是也可如下所述被有源地照明。
例如，在根据第三实施方式的构造示例1(图29)中，并未采用将扩散部分114设置在操作部件10上的构造，而是可将扩散部分(散射部分)设置在与各个按键区域相对应的电极基板20上。在该情形中，扩散部分被构造为：当操作部件110由于操作负荷而变形并与电极基板20接触时，在操作部件110内部传输的照明光L1的全反射条件被破坏。通过这样的方式，照明光L1能够被向上发送到操作部件110的第一表面111，并被发射成为显示光L2。
此外，在根据第三实施方式的构造示例2(图36)中，扩散部分(散射部分)可形成在操作部件10侧。同样，在该情形中，当操作部件110由于操作负荷而变形并与电极基板20接触时，穿过电极基板20的照明光L1的全反射条件被破坏，照明光L1能够被向上发送到第一表面111，并被发射成为显示光L2。
此外，在图38B所示的构造示例中，扩散部分(散射部分)可设置在第一导体层14和第二导体层70中的至少之一上。当第一导体层14和电极基板20由于操作负荷而变形且电极基板20与第一导体层14或第二导体层70接触时，穿过电极基板20的照明光L1的全反射条件被破坏，照明光L1能够被向上发送到第一表面111，并被发射成为显示光L2。
本发明可具有下面的构造。
(1)一种输入装置，包括：
具有多个按键区域的可变形片状操作部件；
电极基板，所述电极基板具有多条第一电极线和多条第二电极线，所述多条第二电极线设置成与所述多条第一电极线相面对、且与所述多条第一电极线交叉，所述电极基板能够静电式地检测与所述多个按键区域中的每一按键区域之间的距离的变化；和
支撑体，所述支撑体具有连接所述电极基板和所述操作部件的多个构造体、形成在所述多个构造体之间且对应于所述多个按键区域中的每一按键区域的第一空间、以及形成在所述多个构造体之间且被预定多个按键区域所共用的第二空间。
(2)根据上面(1)所述的输入装置，其中
所述电极基板进一步具有形成在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的交叉区域处的多个检测器部分，所述多个检测器部分被构造成：电容根据与所述多个按键区域之间的相对距离而变化，且
所述多个构造体被设置在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的非交叉区域上。
(3)根据上面(2)所述的输入装置，其中
所述多个检测器部分包括能够检测针对所述预定多个按键区域的输入操作的预定多个检测器部分，且
所述预定多个检测器部分被设置在所述第二空间上，以使得所述预定多个检测器部分的数量大于所述预定多个按键区域的数量。
(4)根据上面(2)所述的输入装置，其中
所述多个检测器部分具有能够检测针对所述预定多个按键区域的输入操作的预定多个检测器部分，且
所述预定多个检测器部分是以不同于所述预定多个按键区域的布置间距设置在所述第二空间上。
(5)根据上面(1)到(4)任意一个所述的输入装置，其中
所述支撑体进一步具有能够将多个第一空间和多个第二空间与外部空气相通的通孔。
(6)根据上面(1)到(5)任意一个所述的输入装置，其中
所述操作部件进一步具有导体层，所述导体层对应于使所述多个按键区域向所述电极基板抵靠的输入操作而相应地部分变形。
(7)根据上面(2)所述的输入装置，进一步包括：
控制单元，所述控制单元与所述电极基板电连接，并且能够来自基于所述多个检测器部分的输出而产生与针对所述多个按键区域中的每一按键区域的输入操作有关的信息。
(8)根据上面(7)所述的输入装置，其中
所述控制单元具有：
存储器，所述存储器存储与多种操作部件有关的按键布局信息，所述多种操作部件具有多个按键区域的不同布局；和
运算单元，所述运算单元基于所述存储器中存储的所述按键布局信息以及来自所述多个检测器部分的输出，执行针对所述预定多个按键区域的输入判定。
(9)根据上面(8)所述的输入装置，其中
所述运算单元根据所述多个检测器部分之中的至少一个检测器部分中的电容变化量，产生不同的控制信号。
(10)根据上面(8)或(9)所述的输入装置，其中
所述运算单元在所述多个检测器部分之中的至少一个检测器部分中的电容变化量超过预定值时，产生控制信号。
(11)根据上面(7)到(10)任意一个所述的输入装置，其中
所述控制单元被构造成：能够基于所述多条第一电极线和所述多条第二电极线中的电容变化产生与所述操作部件相邻的操作物体的位置的有关信息。
(12)根据上面(1)到(11)任意一个所述的输入装置，进一步包括：
能够发射照明光以照明所述多个按键区域的光源，且
所述操作部件由能够传输所述照明光的透光材料构成。
(13)根据上面(12)所述的输入装置，其中
所述操作部件具有：
供用户进行输入操作的第一表面，
面对所述支撑体的第二表面，
形成在所述第一表面与所述第二表面之间并具有侧表面的导光部分，和
形成在所述第二表面上的扩散部分，所述扩散部分用于将所述照明光扩散到所述多个按键区域，
其中所述光源被设置在所述基底材料的所述侧表面上。
(14)根据上面(13)所述的输入装置，其中
所述扩散部分包括形成在所述第二表面上的凹/凸部分。
(15)根据上面(13)所述的输入装置，其中
所述扩散部分包括所述第二表面与所述多个构造体的粘结部分。
(16)根据上面(12)所述的输入装置，其中
所述电极基板支撑所述多条第一电极线和所述多条第二电极线，并进一步具有由能够传输所述照明光的透光材料构成且具有侧表面的基底材料，
所述多个构造体由能够传输所述照明光的透光材料构成，且
所述光源被设置在所述基底材料的所述侧表面上。
(17)根据上面(12)所述的输入装置，其中
所述电极基板支撑所述多条第一电极线和所述多条第二电极线，并进一步具有由能够传输所述照明光的透光材料构成的基底材料，
所述多个构造体由能够传输所述照明光的透光材料构成，且
所述光源包括片状光源，所述片状光源以所述电极基板介于中间的方式面对所述操作部件。
本领域技术人员应理解的是，可根据设计需要和其他因素进行各种修改、组合、再组合和替换，这些在所附权利要求的范围或其等同范围内。
参考标记列表
1，2，3，4，5 输入装置
10，100 操作部件
10a  按键区域
14   导体层
20   电极基板
20s  检测器部分
21   第一配线基板
22   第二配线基板
219  第一电极线
220  第二电极线
30   支撑体
320  构造体
321  第一凹部
322  第二凹部
323a 通孔
331  第一空间
332  第二空间
40   传感器片
50    控制单元
51    存储器
52    运算单元
71，72    电子设备
100，101  光源

Claims (19)

1.一种输入装置，包括：
具有多个按键区域的可变形片状操作部件；
电极基板，所述电极基板具有多条第一电极线和多条第二电极线，所述多条第二电极线设置成与所述多条第一电极线相面对、且与所述多条第一电极线交叉，所述电极基板能够静电式地检测与所述多个按键区域中的每一按键区域之间的距离的变化；和
支撑体，所述支撑体具有连接所述电极基板和所述操作部件的多个构造体、形成在所述多个构造体之间且对应于所述多个按键区域中的每一按键区域的第一空间、以及形成在所述多个构造体之间且被预定多个按键区域所共用的第二空间。
2.根据权利要求1所述的输入装置，其中
所述电极基板进一步具有形成在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的交叉区域处的多个检测器部分，所述多个检测器部分被构造成：电容根据与所述多个按键区域之间的相对距离而变化，且
所述多个构造体被设置在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的非交叉区域上。
3.根据权利要求2所述的输入装置，其中
所述多个检测器部分包括能够检测针对所述预定多个按键区域的输入操作的预定多个检测器部分，且
所述预定多个检测器部分被设置在所述第二空间上，以使得所述预定多个检测器部分的数量大于所述预定多个按键区域的数量。
4.根据权利要求2所述的输入装置，其中
所述多个检测器部分具有能够检测针对所述预定多个按键区域的输入操作的预定多个检测器部分，且
所述预定多个检测器部分是以不同于所述预定多个按键区域的布置间距设置在所述第二空间上。
5.根据权利要求1所述的输入装置，其中
所述支撑体进一步具有能够将多个第一空间和多个第二空间与外部空气相通的通孔。
6.根据权利要求1所述的输入装置，其中
所述操作部件进一步具有导体层，所述导体层对应于使所述多个按键区域向所述电极基板抵靠的输入操作而相应地部分变形。
7.根据权利要求2所述的输入装置，进一步包括：
控制单元，所述控制单元与所述电极基板电连接，并且能够基于来自所述多个检测器部分的输出而产生与针对所述多个按键区域中的每一按键区域的输入操作有关的信息。
8.根据权利要求7所述的输入装置，其中
所述控制单元具有：
存储器，所述存储器存储与多种操作部件有关的按键布局信息，所述多种操作部件具有多个按键区域的不同布局；和
运算单元，所述运算单元基于所述存储器中存储的所述按键布局信息以及来自所述多个检测器部分的输出，执行针对所述预定多个按键区域的输入判定。
9.根据权利要求8所述的输入装置，其中
所述运算单元根据所述多个检测器部分之中的至少一个检测器部分中的电容变化量，产生不同的控制信号。
10.根据权利要求8所述的输入装置，其中
所述运算单元在所述多个检测器部分之中的至少一个检测器部分中的电容变化量超过预定值时，产生控制信号。
11.根据权利要求7所述的输入装置，其中
所述控制单元被构造成：能够基于所述多条第一电极线和所述多条第二电极线中的电容变化，产生与所述操作部件相邻的操作物体的位置的有关信息。
12.根据权利要求1所述的输入装置，进一步包括：
能够发射照明光以照明所述多个按键区域的光源，且
所述操作部件由能够传输所述照明光的透光材料构成。
13.根据权利要求12所述的输入装置，其中
所述操作部件具有：
供用户进行输入操作的第一表面，
面对所述支撑体的第二表面，
形成在所述第一表面与所述第二表面之间并具有侧表面的导光部分，和
形成在所述第二表面上的扩散部分，所述扩散部分用于将所述照明光扩散到所述多个按键区域，
其中所述光源被设置在所述基底材料的所述侧表面上。
14.根据权利要求13所述的输入装置，其中
所述扩散部分包括形成在所述第二表面上的凹/凸部分。
15.根据权利要求13所述的输入装置，其中
所述扩散部分包括所述第二表面与所述多个构造体的粘结部分。
16.根据权利要求12所述的输入装置，其中
所述电极基板支撑所述多条第一电极线和所述多条第二电极线，并进一步具有由能够传输所述照明光的透光材料构成且具有侧表面的基底材料，
所述多个构造体由能够传输所述照明光的透光材料构成，且
所述光源被设置在所述基底材料的所述侧表面上。
17.根据权利要求12所述的输入装置，其中
所述电极基板支撑所述多条第一电极线和所述多条第二电极线，并进一步具有由能够传输所述照明光的透光材料构成的基底材料，
所述多个构造体由能够传输所述照明光的透光材料构成，且
所述光源包括片状光源，所述片状光源以所述电极基板介于中间的方式面对所述操作部件。
18.一种电子设备，包括：
具有多个按键区域的可变形片状操作部件；
电极基板，所述电极基板具有多条第一电极线和多条第二电极线，所述多条第二电极线设置成与所述多条第一电极线相面对、且与所述多条第一电极线交叉，所述电极基板能够静电式地检测与所述多个按键区域中的每一按键区域之间的距离的变化；
支撑体，所述支撑体具有连接所述电极基板和所述操作部件的多个构造体、形成在所述多个构造体之间且对应于所述多个按键区域中的每一按键区域的第一空间、以及形成在所述多个构造体之间且被预定多个按键区域所共用的第二空间；和
具有控制单元的控制器，所述控制单元与所述电极基板电连接，并且能够基于来自多个检测器部分的输出而产生与针对所述多个操作部件中的每一操作部件的输入操作有关的信息。
19.一种传感器片，包括：
具有多条第一电极线的第一配线基板；
设置成与所述第一配线基板面对并具有多条第二电极线的第二配线基板，在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的交叉区域处形成检测器部分；和
设置在所述第一配线基板上的支撑体，所述支撑体包括：
设置在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的非交叉区域上的多个构造体，
形成在所述多个构造体之间并容纳至少一个检测器部分的第一凹部，和
形成在所述多个构造体之间并容纳两个以上检测器部分的第二凹部。
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