CN105453008A - 输入状态检测装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够可靠地检测对象物的接触和按压状态的输入状态检测装置。状态切换部(50)能够在第一状态和第二状态之间进行切换，该第一状态是将恒压电源装置(20、220)的施加端子(21)与第一电极(11)侧连接并且将检测器(30、230)的检测端子(31、231)与第二电极(12a～12h)侧连接的状态，该第二状态是将恒压电源装置(20、220)的施加端子(21、221)与第二电极(12a～12h)侧连接并且将检测器(30、230)的检测端子(31、231)与第一电极(11)侧连接的状态。输入检测部(70、170、270)根据第一状态下的检测器(30、230)的检测值来检测对象物相对于第二电极(12a～12h)侧的面是处于非接触状态还是处于接触非按压状态，并且根据第二状态下的检测器(30、230)的检测值来检测对象物相对于第二电极(12a～12h)侧的面是处于接触非按压状态还是处于按压状态。

Description

输入状态检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测人的手指等导电性的对象物发生了接触以及检测被对象物按压的状态的输入状态检测装置。

背景技术

在专利文献1中记载了使用静电电容型传感器能够检测人的手指的接近状态和按压状态的装置。当手指接近第一电极时，可变电容增大，另外，当通过用手指隔着绝缘片按压第一电极而使第一电极和第二电极接近时，可变电容增大。通过监视第一电极的电位或电流的变化以及监视第二电极的电位或电流的变化，来进行用手指接触的情形的检测以及用手指按压时的检测。

专利文献1：日本特开2010-217967号公报

发明内容

发明要解决的问题

在此，在专利文献1所记载的检测电路中，在用手指按压第一电极时，检测出的电位或电流受到第一电极侧的电位或电流的变化以及第二电极侧的电位或电流的变化的影响。因此，根据按压力的大小，有可能检测出的电位或电流变得不稳定。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够可靠地检测对象物的接触和按压状态的输入状态检测装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明人们使用恒压电源装置，并且以静电电容型传感器介于恒压电源装置的施加端子与检测器的检测端子之间的方式将检测器与静电电容型传感器串联连接。而且，在检测对象物的接触的情况下，设为对象物接触检测器的检测端子侧的电极、即接触与恒压电源装置的施加端子相反侧的电极那样的电路，在检测对象物的按压的情况下，设为对象物按压与检测器的检测端子相反侧的电极、即按压恒压电源装置的施加端子侧的电极那样的电路。也就是说，对象物与静电电容型传感器的电极之间的位置关系在本发明的电路结构与专利文献1所记载的电路结构中是相反的关系。以下详细地说明本方案。

本发明所涉及的输入状态检测装置具备：静电电容型传感器，其具备安装于基材的第一电极、位于进行接触的导电性的对象物侧的第二电极以及介电层，该介电层被配置在上述第一电极与上述第二电极之间，并且通过上述对象物向上述第二电极施加的按压力而被压缩；恒压电源装置，该恒压电源装置的施加端子与上述静电电容型传感器侧连接，对上述静电电容型传感器施加规定电压；检测器，其与上述静电电容型传感器串联连接，该检测器的检测端子与上述静电电容型传感器侧连接，该检测器检测与上述静电电容型传感器的静电电容和上述对象物的静电电容相应地变化的上述检测端子的电位或检测与上述静电电容型传感器的静电电容和上述对象物的静电电容相应地变化的从上述检测端子流过的电流；状态切换部，其能够在第一状态和第二状态之间进行切换，该第一状态是将上述恒压电源装置的施加端子与上述第一电极侧连接并且将上述检测器的检测端子与上述第二电极侧连接的状态，该第二状态是将上述恒压电源装置的施加端子与上述第二电极侧连接并且将上述检测器的检测端子与上述第一电极侧连接的状态；以及输入检测部，其根据上述第一状态下的上述检测器的检测值，检测上述对象物相对于上述静电电容型传感器中的上述第二电极侧的面是处于非接触状态还是处于接触非按压状态，并且根据上述第二状态下的上述检测器的检测值，检测上述对象物相对于上述第二电极是处于接触非按压状态还是处于按压状态。

也就是说，输入检测部在第一状态下检测对象物是处于非接触状态还是处于接触非按压状态。第一状态是如上述那样将恒压电源装置的施加端子与第一电极侧连接并且将检测器的检测端子与第二电极侧连接的状态。也就是说，对象物与静电电容型传感器串联连接并且与检测器并联连接。在该情况下，由于导电性的对象物的接触，流过电路的电流从静电电容型传感器被分支为检测器侧的路径以及对象物侧的路径。因而，伴随着对象物的接触，检测器的检测值可靠地减小。由此，能够可靠地判定对象物的非接触状态和接触非按压状态。

另一方面，输入检测部在第二状态下检测对象物是处于接触非按压状态还是处于按压状态。第二状态是指如上述那样将恒压电源装置的施加端子与第二电极侧连接并且将检测器的检测端子与第一电极侧连接的状态。也就是说，对象物与静电电容型传感器和检测器并联连接。在该情况下，由于导电性的对象物的按压，流过电路的电流从恒压电源装置被分支为静电电容型传感器和检测器侧的路径以及对象物侧的路径。此时，通过上述并联连接，与对象物的按压无关地施加到静电电容型传感器和检测器的电压为恒压电源装置的电压。因而，由于对象物的按压而静电电容型传感器的静电电容增加，随之检测器的检测值增加。由此，能够可靠地判定对象物的接触非按压状态和按压状态。

以下对本发明所涉及的输入状态检测装置的优选的实施方式进行说明。

优选的是，由上述恒压电源装置施加的上述规定电压是周期性的电压，上述检测器是将从上述检测端子流过的电流作为与上述静电电容型传感器的静电电容和上述对象物的静电电容相应的值来进行检测的电流计。由电流计检测的电流为与静电电容型传感器的静电电容以及对象物的静电电容相应的值。因而，使用由电流计检测的电流，能够进行对象物的非接触状态、接触非按压状态以及按压状态的判定。

另外，检测器除电流计以外还能够使用以下电路。即，也可以形成为，上述检测器具备：电桥用电容器，其被连接于上述检测器的上述检测端子与接地电位之间；充放电用开关元件，其与上述电桥用电容器并联连接，在闭合状态时将上述检测端子的电荷放电到接地电位；充放电用控制装置，其执行以下工序：在上述恒压电源装置没有对上述静电电容型传感器施加上述规定电压的状态下，将上述检测端子的电荷放电到接地电位；以及在上述放电的工序之后，通过将上述充放电用开关元件设为打开状态并且设为由上述恒压电源装置施加上述规定电压的状态，来对上述静电电容型传感器进行充电；以及电位检测器，其在通过上述充放电用控制装置进行上述充电的工序中，将上述检测端子的电位作为与上述静电电容型传感器的静电电容和上述对象物的静电电容相应的值来进行检测。

通过像这样构成的检测器检测出的检测端子的电位为与静电电容型传感器的静电电容和对象物的静电电容相应的值。因而，使用由上述检测器检测的电位，能够进行对象物的非接触状态、接触非按压状态以及按压状态的判定。

另外，优选的是，上述输入检测部根据上述第二状态下的上述检测器的检测值，检测上述对象物向上述第二电极施加的按压力的大小。如上述那样，在第二状态下，检测端子的电位或从检测端子流过的电流实质上受到静电电容型传感器的静电电容的影响。因此，在第二状态下，根据检测器的检测值能够检测静电电容型传感器的静电电容的当量值。而且，静电电容型传感器的静电电容相当于对象物的按压力的大小。也就是说，根据检测器的检测值能够检测对象物的按压力的大小。

另外，优选的是，上述输入状态检测装置具备控制上述状态切换部的状态的控制部，上述控制部使上述状态切换部周期性地在上述第一状态和上述第二状态之间进行切换，上述输入检测部周期性地进行是处于上述非接触状态还是处于上述接触非按压状态的检测以及是处于上述接触非按压状态还是处于上述按压状态的检测。也就是说，由于交替地进行第一状态下的检测和第二状态下的检测，因此能够早期地检测对象物的按压状态。另外，能够早期地检测从对象物对第二电极的按压状态向非接触状态的变化。

另外，优选的是，将使上述状态切换部继续上述第一状态的模式设为第一模式，将使上述状态切换部继续上述第二状态的模式设为第二模式，将使上述状态切换部周期性地在上述第一状态和上述第二状态之间进行交替切换的模式设为第三模式，上述输入状态检测装置具备控制上述状态切换部的模式的控制部。

在从上述非接触状态变化为上述接触非按压状态时，上述控制部将上述状态切换部从上述第一模式切换到上述第三模式，在从上述接触非按压状态变化为上述非接触状态时，上述控制部将上述状态切换部从上述第三模式切换到上述第一模式，在从上述接触非按压状态变化为上述按压状态时，上述控制部将上述状态切换部从上述第三模式切换到上述第二模式，在从上述按压状态变化为上述接触非按压状态时，上述控制部将上述状态切换部从上述第二模式切换到上述第三模式。

如上述那样，通过在非接触状态时设为状态切换部继续第一状态的第一模式，由此输入检测部能够可靠地检测从非接触状态变化为接触非按压状态的情形。另外，在检测按压力的大小的情况下，通过在按压状态时设为状态切换部继续第二状态的第二模式，由此输入检测部能够高精度地检测按压力的大小。

但是，从第一模式向第二模式的转变以及从第二模式向第一模式的转变的判断并不容易。因此，根据上述，设为经由第三模式进行第一模式与第二模式之间的转变。第三模式是周期性地在第一状态和第二状态之间进行交替切换的模式。也就是说，在第三模式时，状态切换部既平滑地向继续第一状态的第一模式转变，也平滑地向继续第二状态的第二模式转变。

另外，优选的是，上述输入检测部在上述第一模式时，通过上述第一状态下的上述检测器的检测值低于第一阈值而判定为从上述非接触状态变化为上述接触非按压状态，在上述第三模式时，通过上述第一状态下的上述检测器的检测值超过上述第一阈值而判定为从上述接触非按压状态变化为上述非接触状态，在上述第三模式时，通过上述第二状态下的上述检测器的检测值超过第二阈值而判定为从上述接触非按压状态变化为上述按压状态，在上述第二模式时，通过上述第二状态下的上述检测器的检测值低于上述第二阈值而判定为从上述按压状态变化为上述接触非按压状态，上述控制部根据上述输入检测部的判定，来获取上述非接触状态、上述接触非按压状态以及上述按压状态的变化。

输入检测部通过在各模式中使用第一阈值或第二阈值，能够可靠地判定对象物的状态的变化。因而，控制部能够适当地进行各模式的切换。

另外，优选的是，设定上述第一阈值和上述第二阈值，使得上述接触非按压状态时的上述第一状态下的上述检测器的检测值与上述第一阈值之差大于上述接触非按压状态时的上述第二状态下的上述检测器的检测值与上述第二阈值之差。

由此，控制部能够可靠地判定在接触非按压状态时是变化为非接触状态还是变化为按压状态。其结果，控制部还能够可靠地判定在第三模式时是向第一模式切换还是向第二模式切换。

另外，优选的是，将使上述状态切换部继续上述第一状态的模式设为第一模式，将使上述状态切换部继续上述第二状态的模式设为第二模式，上述输入状态检测装置具备控制上述状态切换部的状态的控制部，在从上述非接触状态变化为上述接触非按压状态时，上述控制部将上述状态切换部从上述第一模式切换到上述第二模式，在从上述按压状态变化为上述接触非按压状态时，上述控制部将上述状态切换部从上述第二模式切换到上述第一模式。由此，能够检测对象物的非接触状态、接触非按压状态以及按压状态。此时，能够使状态切换部的切换动作的次数减少，能够降低消耗能量。

另外，优选的是，通过具备多个上述第一电极和上述第二电极中的至少一方，来构成多个静电电容型传感器，上述输入检测部检测上述对象物存在的位置。由此，能够检测对象物接触或按压的位置。

另外，优选的是，上述介电层由弹性体或树脂形成。另外，优选的是，上述第一电极和上述第二电极是通过使导电性填料与弹性体混合而形成的。通过如上述那样形成第一电极和第二电极，使第一电极和第二电极具有挠性并且具有伸缩自如的性质。

附图说明

图1示出第一实施方式的输入状态检测装置的结构，示出从面法线方向看到的静电电容型传感器单元的图。

图2示出图1的静电电容型传感器单元的截面图。

图3示出输入状态检测装置的等效电路。

图4示出第一状态下的输入状态检测装置的等效电路。

图5示出第二状态下的输入状态检测装置的等效电路。

图6是第一实施方式的时序图，(a)示出作为对象物的人的手指的位置，(b)示出第一状态下的电流计的检测值，(c)示出第二状态下的电流计的检测值，(d)示出控制部的切换定时。

图7示出第二实施方式的输入状态检测装置的结构。

图8示出第二实施方式中的控制部的切换定时。在图8中，T1～T4与图6相同。

图9示出第三实施方式中的控制部的切换定时。在图9中，T1～T4与图6相同。

图10示出第四实施方式的输入状态检测装置的结构。

图11示出第五实施方式的输入状态检测装置的结构。

图12示出作为对象物的人的手指相对于静电电容型传感器处于非接触状态时的输入状态检测装置的等效电路。

图13是在第五实施方式中开关元件SW10、SW11、静电电容型传感器的一方的电位Vin1和输出电位Vout的动作的时序图。

图14示出在第一状态下作为对象物的人的手指相对于静电电容型传感器处于接触非按压状态时的输入状态检测装置的等效电路。

图15示出在第二状态下作为对象物的人的手指相对于静电电容型传感器处于按压状态时的输入状态检测装置的等效电路。

具体实施方式

<第一实施方式>

(1.输入状态检测装置的概要)

本实施方式的输入状态检测装置具备静电电容型传感器单元10，检测导电性的对象物接触该传感器单元10的情形以及按压该传感器单元10的情形。例如，设导电性的对象物为人的手指，检测人的手指接触该传感器单元10的情形以及由人的手指按压该传感器单元10的情形。并且，在由人的手指按压该传感器单元10的状态下，输入状态检测装置还能够检测按压力。

(2.静电电容型传感器的说明)

如上述那样，输入状态检测装置具备静电电容型传感器单元10。首先，参照图1和图2来说明静电电容型传感器单元10。静电电容型传感器单元10构成后述的多个静电电容型传感器1。但是，也可以设为静电电容型传感器单元10构成一个静电电容型传感器1。

如图1和图2所示，本实施方式的静电电容型传感器单元10具备基材14、第一电极11、多个第二电极12a～12h、介电层13以及表皮层15。如图2所示，基材14由非导电性的树脂等形成，位于静电电容型传感器单元10的背面侧。第一电极11如图2所示那样被安装在基材14的表面侧。第一电极11如图1所示那样形成为带状。

多个第二电极12a～12h如图2所示那样与第一电极11在面法线方向上隔开距离地相向设置。也就是说，多个第二电极12a～12h相对于第一电极11位于进行接触的导电性的对象物侧。另外，如图1所示，多个第二电极12a～12h分别形成为带状并相互平行地配置。在此，多个第二电极12a～12h在第一电极11的延长方向上排列配置。

因而，第一电极11与多个第二电极12a～12h相向的位置排成一列。在图1中，在静电电容型传感器单元10中，八个相向位置排成一列。

在此，各电极11、12a～12h例如通过使导电性填料混合在弹性体中而形成。通过这样，各电极11、12a～12h能够具有挠性并且具有伸缩自如的性质。构成各电极11、12a～12h的弹性体例如能够应用硅橡胶、乙烯-丙烯共聚物橡胶、天然橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醚橡胶、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯橡胶等。另外，混合在各电极11、12a～12h中的导电性填料只要是具有导电性的粒子即可，例如能够应用碳材料、金属等的微粒子。

如图2所示，介电层13被配置在第一电极11与多个第二电极12a～12h的各个第二电极之间，并且介电层13通过人的手指向静电电容型传感器单元10中的多个第二电极12a～12h侧的面按压的按压力而被压缩。介电层13由弹性体或树脂形成，与第一、第二电极11、12a～12h同样地具有挠性。在构成介电层13的弹性体中，例如能够应用硅橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醚橡胶、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯橡胶等。另外，在构成介电层13的树脂中例如能够应用聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氨酯树脂、聚苯乙烯树脂(包含交联发泡聚苯乙烯树脂)、聚氯乙烯-聚偏氯乙烯共聚物、乙烯-醋酸共聚物等。更加优选的是，在介电层13中适合使用在压缩时能够进行大的弹性变形的弹性体。这是由于大的压缩变形引起大的静电电容变化。

如图2所示，表皮层15被配置为覆盖多个第二电极12a～12h的表面侧。表皮层15由非导电性的材料形成，具有挠性并且具有伸缩自如的性质。也就是说，在由人的手指按压表皮层15(相当于“静电电容型传感器中的第二电极侧的面”)而使介电层13压缩变形的情况下，表皮层15能够跟随介电层13的变形。表皮层15例如由作为构成介电层13的弹性体或树脂而记载的材料形成。

如上述那样构成的静电电容型传感器单元10构成为在排成一列的八个位置使第一电极11与多个第二电极12a～12h的各个第二电极相向。在此，通过构成该相向位置的第一电极11、多个第二电极12a～12h中的某一个以及介于它们之间的介电层13来形成一个静电电容型传感器1(图3所示)。也就是说，静电电容型传感器单元10具有八个静电电容型传感器1。

而且，在由人的手指向静电电容型传感器单元10的面法线方向以按压力F按压表皮层15的情况下，介电层13向该面法线方向压缩变形，由此位于该部位的构成静电电容型传感器1的电极间距离缩短。其结果，位于该部位的静电电容型传感器1的静电电容增大。另一方面，在人的手指与表皮层15接触但没有按压的情况下，介电层13没有压缩变形，因此全部的静电电容型传感器1的静电电容不发生变化。

在此，各电极11、12a～12h如上述那样由具有挠性且具有伸缩自如的性质的材料形成。因此，与仅由导电性金属板等形成的电极相比，各电极11、12a～12h具有高电阻。因而，例如在将第一电极11与第二电极12a的相向位置设为对象位置的静电电容型传感器1的情况下，到该位置为止的第一电极11和第二电极12a作为与对象位置处的静电电容型传感器1串联连接的电阻3、4(图3所示)发挥功能。也就是说，静电电容型传感器单元10具有静电电容型传感器1以及在静电电容型传感器1两侧分别串联连接的电阻3、4。

(3.输入状态检测装置中的其它结构的说明)

接着，参照图1说明输入状态检测装置中的除静电电容型传感器单元10以外的结构。如图1所示，输入状态检测装置除静电电容型传感器单元10以外，还具备恒压电源装置20、电流计30、电极侧切换部40、状态切换部50、控制部60以及输入检测部70。

恒压电源装置20是施加端子21与静电电容型传感器1侧连接并对静电电容型传感器1施加周期性的电压(交流电压、矩形波电压等)的电源。恒压电源装置20的接地端子22与接地电位连接。

电流计30(检测器)与静电电容型传感器1串联连接。特别地，电流计30的检测端子31与静电电容型传感器1侧连接，电流计30的接地端子32与接地电位侧连接。即，静电电容型传感器1被连接在恒压电源装置20的施加端子21与电流计30的检测端子31之间。另外，电流计30的接地端子32与恒压电源装置20的接地端子22连接。电流计30检测从检测端子31流过的电流。在此，由电流计30检测的电流与静电电容型传感器1的静电电容以及作为对象物的人的手指的静电电容相应地变化。

电极侧切换部40的一端与恒压电源装置20的施加端子21侧或电流计30的检测端子31侧连接，另一端与各列的第二电极12a～12h的一端(图1的下端)连接。而且，电极侧切换部40具备各开关40a～40h，与各测量对象相应地，预先设定的第二电极12a～12h中的一个所连接的开关闭合(ON)，余下的开关打开(OFF)。在图1中，在将附有阴影的静电电容型传感器1作为测量对象的情况下，与第二电极12a连接的开关40a闭合，余下的开关40b～40h打开。

状态切换部50具备第一开关51和第二开关52。第一开关51的一端与第一电极11连接。第一开关51的另一端能够选择性地切换为与恒压电源装置20的施加端子21连接或与电流计30的检测端子31连接。另外，第二开关52的一端经由电极侧切换部40与第二电极12a～12h连接。第二开关52的另一端能够选择性地切换为与恒压电源装置20的施加端子21连接或与电流计30的检测端子31连接。

由控制部60控制状态切换部50的第一、第二开关51、52的切换动作。控制部60进行控制使得第一开关51和第二开关52联动地进行动作。具体地说，在第一开关51连接在恒压电源装置20的施加端子21侧的情况下，第二开关52被连接在电流计30的检测端子31侧。另一方面，在第一开关51连接在电流计30的检测端子31侧的情况下，第二开关52被连接在恒压电源装置20的施加端子21侧。也就是说，控制部60使恒压电源装置20的施加端子21和电流计30的检测端子31的一方与第一电极11连接，使另一方与从第二电极12a～12h中选择的某一个第二电极连接。

在此，将第一开关51与恒压电源装置20的施加端子21侧连接、第二开关52与电流计30的检测端子31侧连接的状态称为第一状态。另一方面，将第一开关51与电流计30的检测端子31侧连接、第二开关52与恒压电源装置20的施加端子21侧连接的状态称为第二状态。

也就是说，状态切换部50能够在第一状态和第二状态之间进行切换，该第一状态是将恒压电源装置20的施加端子21与第一电极11侧连接并且将电流计30的检测端子31与第二电极12a～12h侧连接的状态，该第二状态是将恒压电源装置20的施加端子21与第二电极12a～12h侧连接并且将电流计30的检测端子31与第一电极11侧连接的状态。

输入检测部70根据电流计30的检测值，检测是否处于作为对象物的人的手指与静电电容型传感器单元10的第二电极12a～12h侧的面接触且非按压的状态(以下称为“接触非按压状态”)。也就是说，输入检测部70检测人的手指相对于静电电容型传感器单元10是处于非接触状态还是处于接触非按压状态。另外，输入检测部70根据电流计30的检测值，检测作为对象物的人的手指向静电电容型传感器单元10施加了按压力的情形。也就是说，输入检测部70检测人的手指相对于静电电容型传感器单元10是处于接触非按压状态还是处于按压状态。

更详细地说，输入检测部70根据第一状态下的电流计30的检测值，检测作为对象物的人的手指是处于非接触状态还是处于接触非按压状态。另外，输入检测部70根据第二状态下的电流计30的检测值，检测作为对象物的人的手指是处于接触非按压状态还是处于按压状态。并且，在施加了按压力的情况下，输入检测部70根据第二状态下的电流计30的检测值检测按压力的大小。

(4.输入状态检测装置的等效电路的说明)

接着，参照图3说明上述的输入状态检测装置的等效电路。图3示出将静电电容型传感器单元10的任意的静电电容型传感器1作为测量对象的情况的等效电路。

如图3所示，静电电容型传感器1可变，在静电电容型传感器1的第一电极11侧串联连接电阻3，在静电电容型传感器1的第二电极12a～12h侧串联连接电阻4。在第一状态(由图3的开关51、52的实线表示)下，恒压电源装置20的施加端子21与静电电容型传感器1的第一电极11侧连接，电流计30的检测端子31与静电电容型传感器1的第二电极12a～12h侧串联连接。在第二状态(由图3的开关51、52的虚线表示)下，恒压电源装置20的施加端子21与静电电容型传感器1的第二电极12a～12h侧连接，电流计30的检测端子31与静电电容型传感器1的第一电极11侧串联连接。

在此，对作为对象物的人的手指2的等效电路进行说明。如图3的两点划线所示，人的手指2由例如2200pF的电容器、1kΩ～10kΩ的电阻以及100pF的电容器的串联电路表示。也就是说，在人的手指2接触表皮层15的状态或按压表皮层15的状态下，形成为该对象物的等效电路与第二电极12a～12h侧连接。

(5.第一状态下的接触检测)

接着，考虑在第一状态下作为对象物的人的手指2接触表皮层15的情况。此时的电路如图4所示。也就是说，由恒压电源装置20向第一电极11侧施加周期性的电压。另一方面，第二电极12a～12h经由电阻4与电流计30的检测端子31连接。而且，人的手指2被连接在第二电极12a～12h与电流计30的检测端子31之间。也就是说，人的手指2的等效电路与静电电容型传感器1串联连接，并且与电流计30和电阻4的串联电路并联连接。

此时，由恒压电源装置20提供的电流在通过静电电容型传感器1之后，被分支为电流计30和电阻4侧的路径以及人的手指2的等效电路侧的路径。因而，在电流从第二电极12a～12h流向人的手指2侧的瞬间，流过电流计30的电流减小。在此，电流从第二电极12a～12h流向人的手指2侧的瞬间，手指2必然被电连接在第二电极12a～12h与电阻4之间，实际上等同于人的手指2接触表皮层15的瞬间。

这样，在第一状态下，在作为对象物的人的手指2接触表皮层15的情况下，电流计30的检测值与紧挨着接触前相比减少。因此，输入检测部70根据第一状态下的电流计30的检测值，检测人的手指2相对于表皮层15是处于非接触状态还是处于接触非按压状态。

此外，在第一状态下，在由人的手指2按压表皮层15的情况下，第一电极11与第二电极12a～12h之间的距离缩短，因此静电电容型传感器1的静电电容增大。因此，流过静电电容型传感器1的电流增大。其结果，流过电流计30的电流也增大。而且，第一状态下的电流计30的检测值用于检测人的手指2是否接触表皮层15，但是不用于检测人的手指是否施加了按压力。

(6.第二状态下的按压力施加的检测)

接着，考虑在第二状态下作为对象物的人的手指2对表皮层15施加了按压力的情况。此时的电路如图5所示那样。也就是说，由恒压电源装置20向第二电极12a～12h侧施加周期性的恒定电压。另一方面，第一电极11经由电阻3与电流计30的检测端子31连接。而且，人的手指2被连接在静电电容型传感器1与恒压电源装置20的施加端子21之间。也就是说，人的手指2的等效电路与静电电容型传感器1、电流计30以及电阻3的串联电路并联连接。

此时，由恒压电源装置20提供的电流被分支为静电电容型传感器1、电阻3以及电流计30侧的路径和人的手指2的等效电路侧的路径。但是，除了恒压电源装置20以外，静电电容型传感器1与人的手指2被并联连接，因此恒压电源装置20提供与流过人的手指2的等效电路侧的路径的电流量相应的电流使得流过静电电容型传感器1侧的路径的电流与原来的大小为相同程度。因而，在第二状态下，即使人的手指2接触表皮层15，也几乎不影响流过静电电容型传感器1侧的路径的电流。

另一方面，由于人的手指2的按压力而第一电极11与第二电极12a～12h之间的距离缩短，因此静电电容型传感器1的静电电容发生变化。具体地说，以按压力越大静电电容越大的方式发生变化。也就是说，当静电电容型传感器1的静电电容增加时，流过静电电容型传感器1、电阻3以及电流计30侧的路径的电流增加。也就是说，在第二状态下，按压力越大，电流计30的检测值越大。

这样，在第二状态下，在作为对象物的人的手指2向表皮层15施加了按压力的情况下，电流计30的检测值与按压力的大小相应地变化。因此，输入检测部70根据第二状态下的电流计30的检测值，检测人的手指2是否对表皮层15施加了按压力。也就是说，输入检测部70在第二状态下检测人的手指相对于表皮层15是处于接触非按压状态还是处于按压状态。并且，输入检测部70检测对表皮层15施加的按压力的大小。

此外，在第二状态下人的手指2仅接触表皮层15而没有施加按压力的情况下，流过静电电容型传感器1侧的电流几乎没有变化。因而，第二状态下的电流计30的检测值用于检测人的手指2是否对表皮层15施加了按压力，但是不用于检测是否接触了表皮层15。

(7.控制部的动作)

接着，参照图6说明由控制部60控制的状态切换部50的第一、第二开关51、52的切换定时。

图6的(a)示出人的手指2的前端位置。设为以下情况：人的手指2靠近静电电容型传感器单元10的表皮层15(时刻T1之前)，在接触表皮层15之后(时刻T1-T2)按压表皮层15(时刻T2-T3)，之后相对于表皮层15形成非接触状态(时刻T4以后)。此时，在第一状态下，流过电流计30的电流呈现图6的(b)所示的行为，在第二状态下，流过电流计30的电流呈现图6的(c)所示的行为。

但是，由于在第一状态和第二状态之间进行切换，因此图6的(b)为在假设继续第一状态的情况下流过电流计30的电流。图6的(c)也同样地为在假设继续第二状态的情况下流过电流计30的电流。因而，图6的(b)、(c)不是实际由电流计30检测出的电流。

如图6的(b)所示，第一状态下的电流计30的检测值在人的手指2相对于表皮层15从非接触状态进行接触的瞬间减小，通过从接触非按压状态施加按压力而稍微增加，在从按压状态变为接触非按压状态的瞬间稍微减小，通过从接触非按压状态变为非接触状态而增加，再次恢复为初始值。

另一方面，如图6的(c)所示，第二状态下的电流计30的检测值在人的手指2相对于表皮层15处于非接触状态和接触非按压状态中几乎不发生变化。因此，将此时的电流计30的检测值规定为基准值。接着，当从接触非按压的状态对表皮层15施加按压力时，随着按压力的大小增加，电流计30的检测值增加。在此，电流计30的检测值和相对于基准值的差与按压力的大小对应。接着，当从按压状态变为按压力为零而成为非接触时，电流计30的检测值恢复为初始值(相当于基准值)。

人的手指2的前端位置、第一状态下的电流计30的检测值以及第二状态下的电流计30的检测值如上述那样发生变化。此时，由控制部60如以下那样控制状态切换部50的开关51、52的切换定时。

开关51、52的切换定时如图6的(d)所示那样。也就是说，控制部60将状态切换部50的开关51、52周期性地切换为第一状态和第二状态。将周期设定为与从人的手指2接触表皮层15起直到变为非接触为止的平均时间相比非常短的时间。

此时，输入检测部70周期性地进行以下检测：在第一状态下检测作为对象物的人的手指2相对于表皮层15是处于非接触状态还是处于接触非按压状态以及在第二状态下检测是处于接触非按压状态还是处于按压状态。当然，在第二状态下，输入检测部70还检测按压力的大小。

具体地说，输入检测部70通过在第一状态时判定电流计30的检测值低于第一阈值Th1的情形，来检测人的手指2相对于表皮层15从非接触状态变化为接触非按压状态的情形。在图6的(d)中，在时刻T1稍后的第一状态时，输入检测部70检测出人的手指2接触了表皮层15。

而且，输入检测部70通过在第二状态时判定电流计30的检测值超过第二阈值Th2的情形，来检测人的手指2相对于表皮层15从接触非按压状态变化为按压状态的情形。在图6的(d)中，由于在时刻T2是第二状态，因此在时刻T2的时点，输入检测部70检测出人的手指2对表皮层15施加了按压力。并且，输入检测部70在第二状态下还检测按压力的大小。

并且，输入检测部70通过在第二状态时判定电流计30的检测值低于第二阈值Th2的情形，来检测人的手指2相对于表皮层15从按压状态变化为接触非按压状态的情形。在图6的(d)中，在时刻T3附近，输入检测部70检测出人的手指2解除了对表皮层15的按压力。

另外，输入检测部70通过在第一状态时判定电流计30的检测值超过第一阈值Th1的情形，来检测人的手指2相对于表皮层15从接触非按压状态变化为非接触状态的情形。在图6的(d)中，在时刻T4稍后的第一状态时，输入检测部70检测出人的手指2相对于表皮层15成为非接触状态。

也就是说，由于交替地进行人的手指2的接触的检测和手指2施加了按压力的检测，因此能够早期地检测人的手指2的按压状态。另外，能够早期地检测人的手指2从按压第二电极12a～12h的按压状态离开第二电极12a～12h的情形。

<第二实施方式>

参照图7和图8说明第二实施方式的输入状态检测装置。本实施方式的输入状态检测装置相对于第一实施方式的输入状态检测装置而言控制部160和输入检测部170不同。对其它结构附加相同的附图标记并省略说明。

如图7所示，控制部160根据输入检测部170的判定来获取非接触状态、接触非按压状态以及按压状态的变化。然后，控制部160根据从输入检测部170获取的信息，来控制状态切换部50的第一、第二开关51、52的切换动作。状态切换部50被控制部160控制为以下的第一模式、第二模式以及第三模式中的某一模式。第一模式是使状态切换部50继续第一状态的模式。第二模式是使状态切换部50继续第二状态的模式。第三模式是使状态切换部50周期性地在第一状态和第二状态之间进行交替切换的模式。

参照图8说明控制部160的动作以及输入检测部170的各状态的检测。在此，本实施方式中的人的手指2的前端位置(图8的(a))、第一状态下的电流计30的检测值(图8的(b))以及第二状态下的电流计30的检测值(图8的(c))呈现与第一实施方式大致相同的行为。因而，在图8中，时刻T1～T4的意义与第一实施方式的图6中的T1～T4相同。

但是，如图8的T2～T3所示，由于人的手指2对表皮层15的按压力大，因此人的手指2的前端位置、第一状态下的电流计30的检测值以及第二状态下的电流计30的检测值与第一实施方式相比发生了大幅位移。

在此，如图8的(b)所示，将接触非按压状态时的第一状态下的电流计30的检测值(T1～T2的最小值)与按压状态时的第一状态下的电流计30的检测值(T2～T3的最大值)之差设为ΔA1。另外，如图8的(c)所示，将接触非按压状态时的第一状态下的电流计30的检测值(T1～T2的最小值)与第一阈值Th1之差设为ΔA2。

另外，如图8的(b)所示，将接触非按压状态时的第二状态下的电流计30的检测值(T1～T2的最小值)与按压状态时的第二状态下的电流计30的检测值(T2～T3的最大值)之差设为ΔB1。另外，如图8的(c)所示，将接触非按压状态时的第二状态的电流计30的检测值(T1～T2的最小值)与第二阈值Th2之差设为ΔB2。

第一阈值Th1和第二阈值Th2被设定为满足式(1)的关系。也就是说，将第一阈值Th1和第二阈值Th2设定为ΔA2与ΔA1的比大于ΔB2与ΔB1的比。

[数1]

$\frac{\mathrm{\&Delta;}A2}{\mathrm{\&Delta;}A1}>\frac{\mathrm{\&Delta;}B2}{\mathrm{\&Delta;}B1}\mathrm{...}\left(1\right)$

因而，在从接触非按压状态向按压状态变化时，第二状态下的电流计30的检测值超过第二阈值Th2的时刻在第一状态下的电流计30的检测值超过第一阈值Th1的时刻之前。在此，为了满足上述的关系，简单地如以下那样设定第一阈值Th1和第二阈值Th2。即，将第一阈值Th1和第二阈值Th2设定为使接触非按压状态时的第一状态下的电流计30的检测值与第一阈值Th1之差ΔA2大于接触非按压状态时的第二状态下的电流计30的检测值与第二阈值Th2之差ΔB2。

如图8的(d)的时刻T1之前所示，在作为初始状态、即在由输入检测部170判定为是非接触状态的情况下，控制部160将状态切换部50设为第一模式。在此，输入检测部170在第一模式时，通过第一状态下的电流计30的检测值低于第一阈值Th1而判定为从非接触状态变化为接触非按压状态。因而，从图8的(b)可知，输入检测部170判定为在时刻T1时从非接触状态变化为接触非按压状态。

这样，如图8的(d)所示，控制部160在时刻T1将状态切换部50从第一模式切换为第三模式。也就是说，状态切换部50周期性地在第一状态和第二状态之间进行交替切换。在该状态下，输入检测部170检测是从接触非按压状态变化为按压状态还是从接触非按压状态变化为非接触状态。

接着，如图8的(a)所示，设为在时刻T2，人的手指2相对于表皮层15从接触非按压状态变化为按压状态。这样，如图8的(b)、(c)的时刻T2附近所示，第一状态下的电流计30的检测值增加，并且第二状态下的电流计30的检测值也增加。

其中，第一阈值Th1和第二阈值Th2如上述那样被设定为满足式(1)。因此，在从接触非按压状态向按压状态变化时，第二状态下的电流计30的检测值超过第二阈值Th2的时刻T2在第一状态下的电流计30的检测值超过第一阈值Th1的时刻T10之前。而且，输入检测部170在第三模式时基于第二状态下的电流计30的检测值超过第二阈值Th2而判定为从接触非按压状态变化为上述按压状态。因而，从图8的(c)可知，输入检测部170判定为在时刻T2时从接触非按压状态变化为按压状态。

这样，如图8的(d)所示，控制部160在时刻T2将状态切换部50从第三模式切换为第二模式。也就是说，状态切换部50继续第二状态。在该状态下，输入检测部170检测从按压状态变化为接触非按压状态的情形。

接着，如图8的(a)所示，设为在时刻T3，人的手指2相对于表皮层15从按压状态向接触非按压状态变化。这样，如图8的(c)的时刻T3附近所示，第二状态下的电流计30的检测值减小。在此，输入检测部170在第二模式时通过第二状态下的电流计30的检测值低于第二阈值Th2而判定为从按压状态变化为接触非按压状态。因而，从图8的(c)可知，输入检测部170判定为在时刻T3时从按压状态变化为接触非按压状态。

这样，如图8的(d)所示，控制部160在时刻T3将状态切换部50从第二模式切换到第三模式。也就是说，状态切换部50再次周期性地在第一状态和第二状态之间进行交替切换。

接着，如图8的(a)所示，设为在时刻T4，人的手指2相对于表皮层15从接触非按压状态向非接触状态变化。这样，如图8的(b)的时刻T4附近所示，第一状态下的电流计30的检测值增加，与此相对地，如图8的(c)的时刻T4附近所示，第二状态下的电流计30的检测值不发生变化。

而且，输入检测部170在第三模式时基于第一状态下的电流计30的检测值超过第一阈值Th1而判定为从接触非按压状态变化为非接触状态。因而，从图8的(b)可知，输入检测部170判定为在时刻T4时从接触非按压状态变化为非接触状态。

这样，如图8的(d)所示，控制部160在时刻T4将状态切换部50从第三模式切换到第一模式。也就是说，状态切换部50继续第一状态。在该状态下，输入检测部170再次检测从非接触状态变化到接触非按压状态的情形。

如上述那样，通过在非接触状态时将状态切换部50设为继续第一状态的第一模式，输入检测部170能够可靠地检测从非接触状态变化为接触非按压状态。另外，在检测按压力的大小的情况下，通过在按压状态时将状态切换部50设为继续第二状态的第二模式，输入检测部170能够高精度地检测按压力的大小。

但是，从第一模式向第二模式的转变以及从第二模式向第一模式的转变的判断并不容易。因此，根据上述，设为经由第三模式进行第一模式与第二模式之间的转变。第三模式是周期性地在第一状态和第二状态之间进行交替切换的模式。也就是说，在第三模式时，状态切换部50既平滑地向继续第一状态的第一模式转变，也平滑地向继续第二状态的第二模式转变。

并且，输入检测部170通过在各模式中使用第一阈值Th1或第二阈值Th2，能够可靠地判定人的手指2所引起的状态的变化。因而，控制部160能够适当地进行各模式的切换。并且，如上述那样设定第一阈值Th1和第二阈值Th2。由此，控制部160在接触非按压状态时能够可靠地判定是变化为非接触状态还是变化为按压状态。其结果，控制部160还能够在第三模式时可靠地判定是向第一模式切换还是向第二模式切换。

<第三实施方式>

参照图9说明第三实施方式的输入状态检测装置中的控制部160的动作。本实施方式的输入状态检测装置为与第二实施方式的输入状态检测装置实质相同的结构。

在此，控制部160根据从输入检测部170获取的信息，来控制状态切换部50的第一、第二开关51、52的切换动作。但是，状态切换部50被控制部160控制为继续第一状态的第一模式和继续第二状态的第二模式中的某一模式。另外，本实施方式中的人的手指2的前端位置、第一状态下的电流计30的检测值以及第二状态下的电流计30的检测值的行为与呈现第一实施方式中的各行为的图6的(a)～(c)相同。

参照图9说明控制部160的动作。如图9的时刻T1以前所示，在作为初始状态、即在由输入检测部170判定为是非接触状态的情况下，控制部160将状态切换部50设为第一模式。在此，输入检测部170在第一模式时通过第一状态下的电流计30的检测值低于第一阈值Th1而判定为从非接触状态变化为接触非按压状态。

在图9的时刻T1时，输入检测部170检测出人的手指2相对于表皮层15从非接触状态变化为接触非按压状态。具体地说，输入检测部170通过判定第一状态下的电流计30的检测值低于第一阈值Th1而检测出人的手指2接触了表皮层15。

然后，在判定为人的手指2接触了表皮层15的定时，控制部160将状态切换部50的开关51、52从第一模式切换到第二模式。在该状态下，输入检测部170检测人的手指2相对于表皮层15从接触非按压状态变化为按压状态的情形，并且在按压状态下检测按压力的大小。具体地说，输入检测部170通过判定第二状态下的电流计30的检测值是否超过第二阈值Th2，来检测人的手指2向表皮层15施加按压力的情形。在图9中，在时刻T2时，输入检测部170检测出人的手指2对表皮层15施加了按压力。

接着，输入检测部170在由人的手指2减小按压力时，判定第二状态下的电流计30的检测值是否低于第二阈值Th2。输入检测部170通过判定检测值低于第二阈值Th2而判定为人的手指2对表皮层15的按压力实质上消失而变为仅接触表皮层15的状态。也就是说，输入检测部170检测出在时刻T3时从按压状态变化为接触非按压状态。在该定时，控制部160将状态切换部50的开关51、52从第二模式切换到第一模式。在图9中，在时刻T3时，输入检测部170检测出人的手指2解除了对表皮层15的按压力。

然后，在切换到第一模式之后，输入检测部170通过判定电流计30的检测值超过第一阈值Th1的情形，来检测人的手指2相对于表皮层15从接触非按压状态变化为非接触状态的情形。在图9中，在时刻T4时，输入检测部170检测出人的手指2相对于表皮层15成为非接触状态。

然后，控制部160将状态切换部50设为第一模式直到人的手指2相对于表皮层15再次从非接触状态变化为接触非按压状态时为止。由此，能够可靠地检测人的手指2对表皮层15的接触以及按压状态。此时，能够减少状态切换部50的切换动作的次数，能够降低消耗能量。

<第四实施方式>

在第一～第三实施方式中，多个静电电容型传感器1构成为排成一列。如图10所示，输入状态检测装置具备多个静电电容型传感器单元10、10、与多个静电电容型传感器单元分别对应的多个恒压电源装置20、20、多个电流计30、30、多个电极侧切换部40、40、多个状态切换部50、50、共用的控制部60以及共用的输入检测部70。

检测范围5为包括多个静电电容型传感器单元10、10的范围。因而，输入状态检测装置能够在广范围进行人的手指2相对于表皮层15的非接触状态、接触非按压状态以及按压状态的检测。

<第五实施方式>

在上述实施方式中，输入状态检测装置通过使用电流计30检测流过检测端子31的电流，来检测非接触状态、接触非按压状态以及按压状态。除此之外，输入状态检测装置还能够通过使用以下的检测器230检测检测端子231的电位，来检测输入状态。

(输入状态检测装置的结构)

参照图11说明使用检测器230的输入状态检测装置。输入状态检测装置具备静电电容型传感器单元10、恒压电源装置220、检测器230、电极侧切换部40、状态切换部50、控制部160、输入检测部170。在此，本实施方式中的恒压电源装置220和检测器230以外的结构与在第一实施方式或第二实施方式中附加相同的附图标记的结构相同。

恒压电源装置220具备恒压电源223和输入用开关元件SW11。恒压电源223是能够施加作为固定电压的输入电压Vin的电源。输入用开关元件SW11的一端侧即施加端子221与静电电容型传感器1侧连接。输入用开关元件SW11的另一端侧能够切换地连接在恒压电源223和接地电位侧的接地端子222中的一方。也就是说，在输入用开关元件SW11与恒压电源223侧连接的情况下，成为向静电电容型传感器1施加输入电压Vin的状态。另一方面，在输入用开关元件SW11与接地电位侧连接的情况下，成为不向静电电容型传感器1施加输入电压Vin的状态。

检测器230具备电桥用电容器233、充放电用开关元件SW10、充放电用控制装置234、电位检测器235。电桥用电容器233与静电电容型传感器1的另一方(与恒压电源装置220不同的侧)串联连接，连接在静电电容型传感器1与接地电位之间。也就是说，静电电容型传感器1和电桥用电容器233构成电桥电路。在此，电桥用电容器233的静电电容为Cb。

充放电用开关元件SW10与静电电容型传感器1的另一方串联连接，并且与电桥用电容器233并联连接。并且，充放电用开关元件SW10在闭合状态时将静电电容型传感器1的另一方的电荷放电到接地电位。

充放电用控制装置234交替地执行以下所示的放电工序和充电工序。即，充放电用控制装置234通过将输入用开关元件SW11设为与接地电位侧连接的状态并且将充放电用开关元件SW10设为闭合状态，来将静电电容型传感器1的电荷放电到接地电位(放电工序)。在此，输入用开关元件SW11与接地电位侧连接的状态相当于没有对静电电容型传感器1施加输入电压Vin的状态。通过上述放电工序将静电电容型传感器1的电荷设定为作为基准状态的接地电位，由此能够进行校准。

另外，充放电用控制装置234在上述放电工序之后，通过将输入用开关元件SW11设为与恒压电源223侧连接的状态并且将充放电用开关元件SW10设为打开状态，来向静电电容型传感器1充电(充电工序)。在此，输入用开关元件SW11与恒压电源223侧连接的状态相当于对静电电容型传感器1施加输入电压Vin的状态。

电位检测器235在充放电用控制装置234执行充电工序的情况下，检测静电电容型传感器1与电桥用电容器233之间的电位Vout(以下也称为“输出电位”)。此外，输出电位Vout相当于静电电容型传感器1的另一方的电位。

(非接触状态时的等效电路)

人的手指2相对于表皮层15处于非接触状态时的输入状态检测装置的等效电路为图12所示那样的电路。在将输入用开关元件SW11与恒压电源223侧连接的状态下，输出电位Vout0通过静电电容型传感器1的静电电容Cn0、电桥用电容器233的静电电容Cb以及输入电压Vin如式(2)那样表示。

[数2]

$Vout0=\frac{Cn0}{Cn0+Cb}\&times;Vin\mathrm{...}\left(2\right)$

在此，电桥用电容器233的静电电容Cb和输入电压Vin是已知的。因而，根据式(2)，由电位检测器235检测的输出电位Vout0为相当于静电电容型传感器1的静电电容的值。

(充放电用控制装置的动作)

接着，参照图13说明在人的手指2相对于表皮层15处于非接触状态时充放电用控制装置234所执行的充放电用开关元件SW10的打开和闭合的定时和静电电容型传感器1的一方的电位Vin1与输出电位Vout的关系。在T11～T12，将充放电用开关元件SW10设为ON(闭合状态)。另外，输入用开关元件SW11与接地电位侧连接。因而，静电电容型传感器1的一方的电位Vin1为接地电位。

通过上述动作，静电电容型传感器1的电荷经由充放电用开关元件SW10进行放电。其结果，静电电容型传感器1与电桥用电容器233之间的输出电位Vout为作为基准状态的接地电位。也就是说，在上述动作前，输出电位Vout是不定的，但是通过上述动作，将输出电位Vout设定为接地电位。

接着，在T12～T14，将充放电用开关元件SW10设为OFF(打开状态)，将输入用开关元件SW11与恒压电源223侧连接。因而，静电电容型传感器1的一方的电位Vin1为输入电压Vin。通过上述动作，将电荷充入静电电容型传感器1。在经过充电所需的时间之后(图2的T13～T14)，电位检测器235检测输出电位Vout。电位检测器235检测的输出电位Vout是作为检测对象的输出电位Vout0。

接着，在T14～T15，将充放电用开关元件SW10设为ON(闭合状态)，将输入用开关元件SW11与接地电位侧连接。通过该动作，静电电容型传感器1的一方的电位Vin1为接地电位，静电电容型传感器1的电荷被放电。即，上述输出电位Vout变为接地电位。接着，T15～T19重复与上述的T11～T15同样的动作。

如上述那样，电桥用电容器233与静电电容型传感器1串联连接，电位检测器235检测静电电容型传感器1的另一方的电位、即静电电容型传感器1与电桥用电容器233之间的输出电位Vout。在此，由于仅两个电容器的中间电位是不定的，因此使用该中间电位检测出的静电电容不是高精度的。

但是，如上述那样，通过将充放电用开关元件SW10设为闭合状态，静电电容型传感器1的电荷被放电。即，作为上述中间电位的输出电位Vout为作为基准状态的接地电位。也就是说，通过将充放电用开关元件SW10设为闭合状态，来进行输出电位Vout的校准。

而且，在放电后，在将充放电用开关元件SW10设为打开状态并且设为向静电电容型传感器1的一方施加了输入电压Vin的状态时，电位检测器235检测静电电容型传感器1的另一方的电位。也就是说，电位检测器235检测的电位为与静电电容型传感器1的静电电容Cn0相应的电位。

(接触非按压状态以及按压状态的输出电位)

在第一状态下，人的手指2相对于表皮层15处于接触非按压状态时的输入状态检测装置的等效电路为图14所示那样的电路。在此，为了方便，将人的手指2的静电电容设为Cy。在输入用开关元件SW11与恒压电源223侧连接的状态下，输出电位Vout1通过静电电容型传感器1的静电电容Cn0、电桥用电容器233的静电电容Cb、输入电压Vin、人的手指2的静电电容Cy来如式(3)那样表示。在此，在接触非按压状态下，静电电容型传感器1的静电电容Cn0实质上为固定值。

[数3]

$Vout1=\frac{Cn0}{Cn0+Cy+Cb}\&times;vin\mathrm{...}\left(3\right)$

当将式(3)和式(2)进行比较时，由于人的手指2的静电电容Cy的影响，接触非按压状态的输出电位Vout1小于非接触状态的输出电位Vout0。也就是说，输出电位Vout0、Vout1如第一～第三实施方式所示那样成为与电流计30的检测值相同的行为。

另外，在第二状态下，人的手指2相对于表皮层15处于按压状态时的输入状态检测装置的等效电路为图15所示那样的电路。在输入用开关元件SW11与恒压电源223侧连接的状态下，输出电位Vout2通过静电电容型传感器1的静电电容Cn1、电桥用电容器233的静电电容Cb、输入电压Vin、人的手指2的静电电容Cy来如式(4)那样表示。在此，在按压状态下，静电电容型传感器1的静电电容Cn1与按压力相应地变化。

[数4]

$Vout2=\frac{Cn1}{Cn1+Cb}\&times;Vin\mathrm{...}\left(4\right)$

在此，按压状态下的静电电容Cn1大于接触非按压状态时的静电电容Cn0。因而，当将式(4)和式(3)进行比较时，由于静电电容型传感器1的静电电容Cn1的变化，按压状态的输出电位Vout2大于接触非按压状态的输出电位Vout1。也就是说，输出电位Vout1、Vout2如第一～第三实施方式所示那样成为与电流计30的检测值相同的行为。根据以上，即使在将电流计30代替为检测器230的情况下，也能够可靠地检测人的手指2的输入状态。

(其它)

在上述中，设为输入状态检测装置始终进行第一状态的检测和第二状态的检测中的某一个。也就是说，输入状态检测装置连续地进行第一状态和第二状态中的某一个状态的检测。除此之外，输入状态检测装置也可以按照规定的周期间歇性地进行第一状态和第二状态中的某一个状态的检测。通过这样，状态切换部50的切换动作的次数进一步减少，进一步降低消耗能量。

另外，如上述那样，静电电容型传感器单元10通过具备第一电极11以及多个第二电极12a～12h而构成了八个静电电容型传感器1。因而，输入检测部70检测作为对象物的人的手指2存在于多个位置的静电电容型传感器1的哪个位置，进一步检测是与表皮层15接触还是对表皮层15施加了按压力。除此之外，也可以形成为静电电容型传感器单元10构成一个静电电容型传感器1。在该情况下，静电电容型传感器单元10具备一个第一电极和一个第二电极。此时，不需要电极侧切换部40。

附图标记说明

1：静电电容型传感器；2：人的手指(对象物)；3、4：电阻；10：静电电容型传感器单元；11：第一电极；12a～12h：第二电极；13：介电层；14：基材；15：表皮层；20、220：恒压电源装置；21、221：施加端子；22、222：接地端子；30：电流计(检测器)；31、231：检测端子；32、232：接地端子；40：电极侧切换部；50：状态切换部；51：第一开关；52：第二开关；60、160、260：控制部；70、170、270：输入检测部；223：恒压电源；230：检测器；233：电桥用电容器；234：充放电用控制装置；235：电位检测器；SW10：充放电用开关元件；SW11：输入用开关元件；Th1：第一阈值；Th2：第二阈值；Vin：输入电压；Vout、Vout1、Vout2、Vout3：输出电位。

Claims (12)

1.一种输入状态检测装置，具备：

静电电容型传感器，其具备安装于基材的第一电极、位于进行接触的导电性的对象物侧的第二电极以及介电层，该介电层被配置在上述第一电极与上述第二电极之间，并且通过上述对象物向上述第二电极施加的按压力而被压缩；

恒压电源装置，该恒压电源装置的施加端子与上述静电电容型传感器侧连接，对上述静电电容型传感器施加规定电压；

检测器，其与上述静电电容型传感器串联连接，该检测器的检测端子与上述静电电容型传感器侧连接，该检测器检测与上述静电电容型传感器的静电电容和上述对象物的静电电容相应地变化的上述检测端子的电位或检测与上述静电电容型传感器的静电电容和上述对象物的静电电容相应地变化的从上述检测端子流过的电流；

状态切换部，其能够在第一状态和第二状态之间进行切换，该第一状态是将上述恒压电源装置的施加端子与上述第一电极侧连接并且将上述检测器的检测端子与上述第二电极侧连接的状态，该第二状态是将上述恒压电源装置的施加端子与上述第二电极侧连接并且将上述检测器的检测端子与上述第一电极侧连接的状态；以及

输入检测部，其根据上述第一状态下的上述检测器的检测值，检测上述对象物相对于上述静电电容型传感器中的上述第二电极侧的面是处于非接触状态还是处于接触非按压状态，并且根据上述第二状态下的上述检测器的检测值，检测上述对象物相对于上述第二电极是处于接触非按压状态还是处于按压状态。

2.根据权利要求1所述的输入状态检测装置，其特征在于，

由上述恒压电源装置施加的上述规定电压是周期性的电压，

上述检测器是将从上述检测端子流过的电流作为与上述静电电容型传感器的静电电容和上述对象物的静电电容相应的值来进行检测的电流计。

3.根据权利要求1所述的输入状态检测装置，其特征在于，

上述检测器具备：

电桥用电容器，其被连接于上述检测器的上述检测端子与接地电位之间；

充放电用开关元件，其与上述电桥用电容器并联连接，在闭合状态时将上述检测端子的电荷放电到接地电位；

充放电用控制装置，其执行以下工序：在上述恒压电源装置没有对上述静电电容型传感器施加上述规定电压的状态下，将上述检测端子的电荷放电到接地电位；以及在上述放电的工序之后，通过将上述充放电用开关元件设为打开状态并且设为由上述恒压电源装置施加上述规定电压的状态，来对上述静电电容型传感器进行充电；以及

电位检测器，其在通过上述充放电用控制装置进行上述充电的工序中，将上述检测端子的电位作为与上述静电电容型传感器的静电电容和上述对象物的静电电容相应的值来进行检测。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的输入状态检测装置，其特征在于，

上述输入检测部根据上述第二状态下的上述检测器的检测值，检测上述对象物向上述第二电极施加的按压力的大小。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的输入状态检测装置，其特征在于，

上述输入状态检测装置还具备控制上述状态切换部的状态的控制部，

上述控制部使上述状态切换部周期性地在上述第一状态和上述第二状态之间进行切换，

上述输入检测部周期性地进行是处于上述非接触状态还是处于上述接触非按压状态的检测以及是处于上述接触非按压状态还是处于上述按压状态的检测。

6.根据权利要求1～4中的任一项所述的输入状态检测装置，其特征在于，

将使上述状态切换部继续上述第一状态的模式设为第一模式，将使上述状态切换部继续上述第二状态的模式设为第二模式，将使上述状态切换部周期性地在上述第一状态和上述第二状态之间进行交替切换的模式设为第三模式，

上述输入状态检测装置还具备控制上述状态切换部的模式的控制部，

在从上述非接触状态变化为上述接触非按压状态时，上述控制部将上述状态切换部从上述第一模式切换到上述第三模式，

在从上述接触非按压状态变化为上述非接触状态时，上述控制部将上述状态切换部从上述第三模式切换到上述第一模式，

在从上述接触非按压状态变化为上述按压状态时，上述控制部将上述状态切换部从上述第三模式切换到上述第二模式，

在从上述按压状态变化为上述接触非按压状态时，上述控制部将上述状态切换部从上述第二模式切换到上述第三模式。

7.根据权利要求6所述的输入状态检测装置，其特征在于，

上述输入检测部在上述第一模式时，通过上述第一状态下的上述检测器的检测值低于第一阈值而判定为从上述非接触状态变化为上述接触非按压状态，

在上述第三模式时，通过上述第一状态下的上述检测器的检测值超过上述第一阈值而判定为从上述接触非按压状态变化为上述非接触状态，

在上述第三模式时，通过上述第二状态下的上述检测器的检测值超过第二阈值而判定为从上述接触非按压状态变化为上述按压状态，

在上述第二模式时，通过上述第二状态下的上述检测器的检测值低于上述第二阈值而判定为从上述按压状态变化为上述接触非按压状态，

上述控制部根据上述输入检测部的判定，来获取上述非接触状态、上述接触非按压状态以及上述按压状态的变化。

8.根据权利要求7所述的输入状态检测装置，其特征在于，

设定上述第一阈值和上述第二阈值，使得上述接触非按压状态时的上述第一状态下的上述检测器的检测值与上述第一阈值之差大于上述接触非按压状态时的上述第二状态下的上述检测器的检测值与上述第二阈值之差。

9.根据权利要求1～4中的任一项所述的输入状态检测装置，其特征在于，

将使上述状态切换部继续上述第一状态的模式设为第一模式，将使上述状态切换部继续上述第二状态的模式设为第二模式，

上述输入状态检测装置还具备控制上述状态切换部的状态的控制部，

在从上述非接触状态变化为上述接触非按压状态时，上述控制部将上述状态切换部从上述第一模式切换到上述第二模式，

在从上述按压状态变化为上述接触非按压状态时，上述控制部将上述状态切换部从上述第二模式切换到上述第一模式。

10.根据权利要求1～9中的任一项所述的输入状态检测装置，其特征在于，

通过使上述第一电极和上述第二电极中的至少一方具备多个，来构成多个静电电容型传感器，

上述输入检测部检测上述对象物存在的位置。

11.根据权利要求1～10中的任一项所述的输入状态检测装置，其特征在于，

上述介电层由弹性体或树脂形成。

12.根据权利要求1～11中的任一项所述的输入状态检测装置，其特征在于，

上述第一电极和上述第二电极是通过使导电性填料与弹性体混合而形成的。