CN107209614A - 传感器、输入装置、键盘以及电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种传感器设置有导体层、包括有多个传感器单元的传感器层、以及将该导体层和该传感器层隔开的分离层，传感器单元由交替设置的第一和第二电极元件组成，并且传感器单元外周上的灵敏度高于传感器单元的中心部分的灵敏度。

Description

传感器、输入装置、键盘以及电子装置
技术领域
本技术涉及一种压敏传感器、输入装置、键盘以及电子装置。
背景技术
近来，能够统计检测输入操作的压敏传感器被广泛用于各种电子装置，诸如移动个人计算机(PC)和平板PC。提出了一种压敏传感器，其中，电极基板设置在第一和第二导体层之间，第一导体层通过多个第一结构体与电极基板分离，并且电极基板通过多个第二结构体与第二导体层分离(例如，参见专利文献1)。
引用列表
专利文献
专利文献1：WO 2014/141584
发明内容
本发明要解决的问题
对于压敏传感器，操作负载可能会发生变化。因此，期望的是减少操作负载的变化。
本技术的目的是提供一种能够减少操作负载变化的传感器、输入装置、键盘、以及电子装置。
问题的解决方案
为了解决上述问题，第一技术是一种传感器，该传感器设置有：导体层，包括传感器单元的传感器层，以及将导体层与传感器层分离的分离层；其中传感器单元由交替布置的第一和第二电极元件形成，并且传感器单元的端部的灵敏度高于传感器单元的中心部分的灵敏度。
第二技术是一种输入装置，该输入装置设置有：导体层，包括传感器单元的传感器层，以及将导体层与传感器层分离的分离层；其中传感器单元由交替布置的第一和第二电极元件形成，并且传感器单元的端部的灵敏度高于传感器单元的中心部分的灵敏度。
第三技术是一种键盘，该键盘设置有：导体层，包括传感器单元的传感器层，以及将导体层与传感器层分离的分离层；其中传感器单元由交替布置的第一和第二电极元件形成，并且传感器单元的端部的灵敏度高于传感器单元的中心部分的灵敏度。
第四技术是一种电子装置，该电子装置设置有传感器和电子装置主体，其中传感器设置有：导体层，包括传感器单元的传感器层，以及将导体层与传感器层分离的分离层；其中传感器单元由交替布置的第一和第二电极元件形成，并且传感器单元的端部的灵敏度高于传感器单元的中心部分的灵敏度。
本发明的技术效果
如上所述，本技术可以减少操作负载的变化。
附图说明
图1A是示出传感器的构造的示例的剖视图。图1B是示出相对于操作负载的电容变化的示例的曲线图。
图2是示出根据本技术的第一实施例的电子装置的构造的示例的框图。
图3A是示出本技术的第一实施例的传感器的构造的示例的剖视图。图3B是图3A所示的传感器的一部分的放大剖视图。图3C是示出按压体的变型的剖视图。
图4A是示出第一电极的构造的示例的平面图。图4B是示出第二电极的构造的示例的平面图。
图5是示出传感器单元的构造和布置的示例的平面图。
图6A是示出传感器层的构造的示例的示意图。图6B是示出传感器区域的灵敏度分布的示例的示意图。
图7A是示出传感器单元的构造示例1的平面图。图7B是示出传感器层的构造示例1的剖视图。
图8A是示出传感器层的构造示例2的剖视图。图8B是示出传感器层的构造示例2的剖视图。图8C是示出传感器层的构造示例3的剖视图。图8D是示出传感器层的构造示例3的剖视图。
图9A是示出传感器单元的构造示例4的平面图。图9B是示出传感器层的构造示例4的剖视图。
图10A是示出传感器单元的构造示例3的平面图。图10B是示出传感器层的构造示例3的剖视图。
图11A是示出在手势输入操作时的传感器操作的示例的剖视图。图11B是示出在键输入操作时的传感器操作的示例的剖视图。图11C是示出相对于操作负载的电容变化的示例的曲线图。
图12是示出控制器IC的操作的示例的流程图。
图13是示出根据本技术的第一实施例的变型1的传感器具有的传感器单元的构造的示例的平面图。
图14是示出根据本技术的第一实施例的变型2的传感器的构造的示例的剖视图。
图15A是示出第一电极的构造的示例的平面图。图15B是示出第二电极的构造的示例的平面图。
图16是示出传感器单元的构造和布置的示例的平面图。
图17A是示出传感器单元的构造的示例的平面图。图17B是示出传感器层的构造的示例的剖视图。
图18A是示出传感器区域的灵敏度分布的示例的示意图。18B是示出图18A所示的传感器区域中的第一和第二电极元件的布置的示例的示意图。
图19A是示出传感器区域的灵敏度分布的示例的示意图。图19B是示出图19A所示的传感器区域中的第一和第二电极元件的布置的示例的示意图。
图20是示出传感器单元的构造的示例的平面图。
图21A是示出传感器区域的灵敏度分布的示例的示意图。图21B是示出图21A所示的传感器区域中的第一和第二电极元件的布置的示例的示意图。
图22A是示出传感器层的构造的示例的示意图。图22B是示出传感器区域的灵敏度分布的示例的示意图。
图23A是示出传感器单元的构造的示例的平面图。图23B是示出传感器层的构造的示例的剖视图。
图24A是示出传感器区域的灵敏度分布的示例的示意图。图24B是示出图24A所示的传感器区域中的第一和第二电极元件的布置的示例的示意图。
图25A是示出传感器单元的构造的示例的平面图。图25B是示出传感器层的构造的示例的剖视图。
图26A是示出传感器层的构造的示例的示意图。图26B是示出传感器区域的灵敏度分布的示例的示意图。
图27A是示出传感器单元的构造示例1的平面图。图27B是示出传感器层的构造示例1的剖视图。
图28A是示出传感器单元的构造示例2的平面图。图28B是示出传感器层的构造示例2的剖视图。
图29A是示出传感器区域的灵敏度分布的示例的示意图。图29B是示出图29A所示的传感器区域中的第一和第二电极元件的布置的示例的示意图。
图30A是示出传感器单元的构造的示例的平面图。图30B是示出传感器层的构造的示例的剖视图。
图31A是示出根据本技术的第七实施例的传感器的构造的示例的剖视图。图31B是示出根据本技术的第七实施例的变型的传感器的构造的示例的剖视图。
图32A是示出在使用人造手指按压参考示例1中的传感器的键时的电容变化的曲线图。图32B是示出在使用人造指甲按压参考示例1中的传感器的键时的电容变化的曲线图。
图33A是示出用作试验示例1-1至1-4、2-1至2-4和3-1至3-4的应力模拟模型的传感器的操作表面的外观图的平面图。图33B是示出用作试验示例1-1至1-4、2-1至2-4和3-1至3-4的应力模拟模型的传感器的构造的剖视图。
图34A是示出用作试验示例1-1至1-4、2-1至2-4和3-1至3-4的电场模拟模型的传感器的构造的剖视图。图34B是示出用作试验示例1-1至1-4、2-1至2-4和3-1至3-4的电场模拟模型的传感器的构造的平面图。
图35A是示出试验示例1-1至1-4的模拟结果的曲线图。图35B是示出试验示例2-1至2-4的模拟结果的曲线图。图35C是示出试验示例3-1至3-4的模拟结果的曲线图。
图36A是示出完全按压REF电极层时的电容变化的曲线图。图36B是示出完成按压REF电极层时的电容变化与开始按压REF电极层时的电容变化的比率的曲线图。
具体实施方式
在本技术中，第一电极元件和第二电极元件的布置图案没有特别限定，只要沿着传感器层的厚度方向交替布置即可。也就是说，第一和第二电极元件可以布置在同一平面内或布置在不同的平面内。在本技术中，传感器单元的端部意在表示(例如)传感器单元的外周端或两端。
在本技术中，传感器单元的灵敏度分布优选地是：一维灵敏度分布，其中灵敏度从传感器单元的中心部分朝向其两端增加；或二维灵敏度分布，其中灵敏度从传感器单元的中心部分朝向其外周端增加。
在本技术中，第一和第二电极元件优选地布置成形成(例如)梳状、同心形状或螺旋形状。同心形状包括：例如，同心多边形，同心圆形和同心椭圆形，但所述形状不限于此。螺旋形状例如是螺旋状多边形，螺旋状圆形，螺旋状椭圆形，但所述形状并不限于此。
在本技术中，分离层优选地是包括结构体的结构层，该结构体设置成与传感器单元相对应。优选的是，结构层设置有包括凸部的凹凸层，并且结构体由凸部形成。优选的是，结构层设置有包括凸部的凹凸层和设置在凸部的顶端上的按压体，并且从改善点击感(click feeling)的角度出发，结构体由凸部和按压体形成。
在本技术中，虽然电子装置例如包括个人计算机、手机(诸如智能手机)、平板电脑、电视机、照相机、便携式游戏装置、汽车导航系统、可穿戴装置等，但所述装置不限于此。
按照下列顺序描述本技术的实施例。同时，在以下实施例的所有附图中，相同或对应的部分指定有相同的参考标号。
概述
1第一实施例(调整传感器单元的电容器的灵敏度的示例)
1.1电子装置的构造
1.2传感器的构造
1.3传感器的操作
1.4键输入操作引起的电容变化
1.5控制器IC的操作
1.6效果
1.7变型
2第二实施例(调整传感器单元的电容器的灵敏度的示例)
2.1传感器的构造
2.2效果
2.3变型
3第三实施例(调整传感器单元的电容器的布置的示例)
3.1传感器的构造
3.2效果
4第四实施例(调整传感器单元的电容器的布置的示例)
4.1传感器的构造
4.2效果
5第五实施例(调整传感器单元的电容器的布置和灵敏度的示例)
5.1传感器的构造
5.2效果
5.3变型
6第六实施例(调整传感器单元的电容器的布置和灵敏度的示例)
6.1传感器的构造
6.2效果
7第七实施例(具有另一构造的传感器的示例)
7.1传感器的构造
7.2传感器的操作
7.3效果
7.4变型
＜概述＞
本发明的发明人研究了具有图1A所示构造的传感器，该传感器为能够产生点击感的薄压敏传感器，利用该传感器，可以在相同的操作表面上执行两种类型的输入操作，具体地，键输入操作和手势输入操作。传感器720设置有参考电极层(以下称为“REF电极层”)721、传感器层722、中间层723、结构层724(包括多个结构体731)、REF电极层725以及键顶层(key top layer)726(包括多个键726a)。传感器层722包括传感器单元722s，传感器单元722s位于键726a的正下方。传感器单元722s由沿传感器层722的面内(in-plane)方向交替布置的多个第一电极元件742a和多个第二电极元件743a形成。当在相邻的第一电极元件742a和第二电极元件743a之间施加电压时，第一电极元件742a和第二电极元件743a形成电容性耦合。
在具有上述构造的压敏传感器720中，以下列方式检测键输入操作。当按压键726a时，REF电极层725变形以便接近传感器层722(也就是传感器单元722s)。由于该变形，相邻的第一电极元件742a和第二电极元件743a之间的电容发生变化。控制器集成电路(IC)检测设置在键726a正下方的多个第一电极元件742a和多个第二电极元件743a中所有的电容变化，并将检测结果与用于确定键输入操作的阈值进行比较，从而检测键输入操作的存在。
然而，在传感器720中，操作负载可能由于按压键726a的位置和按压键726a的物体的差异而变化(如图1B所示)。例如，在按压键726a的中心部分的情况下的REF电极层725变形与在按压键726a的端部的情况下的REF电极层725变形不同，使得操作负载可能发生变化。此外，在用手指垫(手指尖的内部)按压键726a的情况下的REF电极层725变形与在用指甲尖按压键726a的情况下的REF电极层725变形不同，使得操作负载可能发生变化。同时，图1B示出了用手指垫按压键726a的端部的情况与用指甲尖按压键726a的情况之间的操作负载的变化。
因此，为了减少上述操作负载的变化，本发明的发明人作了详尽的研究。结果发现，由于按压键726a的位置和按压键726a的物体的差异引起的操作负载的变化可以通过使传感器单元的两端或外周端的灵敏度高于传感器单元的中心部分的灵敏度来减少。在下文中，将描述具有这种灵敏度分布的传感器，具有该传感器的键盘以及电子装置。
＜1第一实施例＞
[1.1电子装置的构造]
如图2所示，电子装置10设置有键盘11、作为电子装置10主体的主机12以及显示装置13。同时，虽然图2示出了电子装置10设置有键盘11且两者集成的构造，但也可以采用键盘11设置在电子装置10的外部作为外围装置的构造。此外，虽然示出了电子装置10设置有显示装置13且两者集成的构造，但也可以采用显示装置13设置在电子装置10的外部作为外围装置的构造。尽管例如个人计算机作为电子装置10，但该装置不限于此。
(键盘)
作为输入装置的示例的键盘11设置有传感器20和控制器集成电路(IC)14。可以在传感器20上执行键输入操作20a和手势输入操作20b。传感器20根据输入操作检测电容的变化，并且将与之对应的电信号输出到控制器IC14。控制器IC14基于由传感器20提供的电信号将与在传感器20上执行的操作相对应的信息输出到主机12。例如，输出关于按压的键(例如扫描码)、坐标信息等信息。
(主机)
主机12基于由键盘11提供的信息执行各种处理；例如，执行诸如显示装置13上字符信息的显示以及显示装置13上所显示光标的移动的处理。
(显示装置)
显示装置13基于由主机12提供的视频信号、控制信号等显示视频(屏幕)。虽然显示装置13包括(例如)液晶显示器、电致发光(EL)显示器、阴极射线管(CRT)显示器、等离子体显示面板(PDP)等，但是，该显示装置不限于此。
[1.2传感器的构造]
在下文中，参照图3A和3B描述传感器20的构造的示例。传感器20设置有REF电极层21(作为第一导体层)，传感器层22，中间层(间隔层)23，结构层24(包括多个结构体31)，REF电极层25(作为第二导体层)以及键顶层26。传感器20包括柔性操作表面。在下文中，在传感器20的两个主表面及其部件(形成元件)当中，用作操作表面的主表面有时被称为表面(第一表面)，而与其相对的主表面有时被称为后表面(第二表面)。
传感器20统计检测由于键顶层26上的输入操作引起的REF电极层25与传感器层22之间的距离变化，从而检测输入操作。输入操作是键顶层26上的键输入操作或键顶层26上的手势操作。
REF电极层25设置在传感器层22的表面侧，与该表面相距预定间隔。另一方面，REF电极层21设置在传感器层22的后表面侧而与后表面相邻。通过以这种方式在传感器层22的两个表面侧设置REF电极层21和25，可以防止外部噪声(外部电场)进入传感器20。
中间层23和结构层24沿着从传感器层22到REF电极层25的方向依次设置在传感器层22和REF电极层25之间。通过包括在结构层24中的多个结构体31，中间层23与REF电极层25分离，并且在其间设有预定的空间。
(REF电极层)
形成传感器20的后表面的REF电极层21布置成沿着传感器20的厚度方向与REF电极层25相对。REF电极层21的弯曲刚度高于传感器层22、REF电极层25等的弯曲刚度，例如，其用作传感器20的支撑板。
导电层或导电性基材可以用作REF电极层21。例如，导电性基材具有基材和设置在其表面上的导电层。所述基材具有(例如)膜形状或板形状。这里，所述膜还包括片材。导电层具有导电性就足够了，例如，可以使用包括无机导电材料的无机导电层，包括有机导电材料的有机导电层，包括无机导电材料和有机导电材料两者的有机-无机导电层等。
无机导电材料例如包括金属、金属氧化物等。这里，定义为金属包括半金属。所述金属包括诸如铝、铜、银、金、铂、钯、镍、锡、钴、铑、铱、钢、钌、锇、锰、钼、钨、铌、钽、钛、铋、锑、铅以及它们的合金等金属；然而，所述金属不限于此。所述金属氧化物包括铟锡氧化物(ITO)、氧化锌、氧化铟、加锑氧化锡、加氟氧化锡、加铝氧化锌、加镓氧化锌、加硅氧化锌、氧化锌-氧化锡体系、氧化铟-氧化锡体系、氧化锌-氧化铟-氧化镁体系等。然而，所述金属氧化物不限于此。
有机导电材料例如包括碳材料、导电聚合物等。所述碳材料例如包括炭黑、碳纤维、富勒烯、石墨烯、碳纳米管、碳微线圈、纳米角等；然而，所述材料不限于此。可以使用例如取代或未取代的聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、由它们中的一种或两种形成的(共)聚合物等作为导电聚合物；然而，此处不作限制。
具体地，可以使用例如包括金属材料(诸如Al合金或Mg合金)的金属板，诸如碳纤维增强塑料的导体板以及通过形成导电层(诸如电镀膜、沉积膜、溅射膜或包括塑料材料的绝缘层上的金属膜等)获得的层状体作为REF电极层21。REF电极层21例如与接地电位连接。
虽然平板形状例如作为REF电极层21的形状，但其形状并不限于此。例如，REF电极层21可以具有台阶(step)。另外，可以在REF电极层21上设置一个或多个开口。此外，REF电极层21可以具有网状构造。
REF电极层25具有柔性。因此，当按压操作表面时，REF电极层25可能变形。REF电极层25例如是具有柔性的导电层或导电膜。例如，所述导电膜设置有作为基材的膜和设置在其表面上的导电层。与上述REF电极层21的导电层的材料相类似的材料可以示为导电层的材料。
具体地，例如，可以使用不锈钢(SUS)膜、碳印刷膜、氧化铟锡(ITO)膜、通过沉积金属(诸如Cu等)获得的金属沉积膜等作为例如导电膜。REF电极层25例如与接地电位连接。
(传感器层)
设置在REF电极层21和REF电极层25之间的传感器层22可以统计检测与操作表面侧的REF电极层25相距的距离变化。具体地，传感器层22包括多个传感器单元22s，并且多个传感器单元22s检测根据与REF电极层25的距离而变化的电容。传感器单元22s的两端的灵敏度高于传感器单元22s的中心部分的灵敏度。优选地，传感器单元22s的灵敏度从传感器单元22s的中心部分向其两端逐渐增加。多个传感器单元22s以二维方式沿着传感器层22的面内方向布置，从而与传感器20的键布置相对应。传感器单元22s由交替布置的多个第一电极元件42a和多个第二电极元件43a形成。
作为电容传感器层的传感器层22设置有基材41、多个第一电极、多个第二电极以及绝缘层44。多个第一电极和多个第二电极布置在基材41的表面上。第一和第二电极分别包括上述多个第一电极元件42a和多个第二电极元件43a。同时，将在下文中详细描述第一和第二电极的构造。
在图3A和3B中，为了简化图示，在示出的示例中，不论位置和厚度、布置间隔如何，传感器层22的厚度都是相同的；并且多个第一电极元件42a和第二电极元件43a的宽度是相同的。如后面所述，传感器层22的构造不限于此，也可以采用其变化的构造。
例如，传感器单元22s的大小与键区域Rk的大小基本上相同或比键区域Rk大。从提高键26a两端的灵敏度的角度来看，优选的是，传感器单元22s大于键26a，并且传感器单元22s的外周边缘布置在键区域Rk的外周边缘的外侧，如沿垂直于传感器20的表面的方向所看到的。这里，键区域Rk意指由键顶层26形成键26a的范围。
例如，可以使用聚合物树脂膜或玻璃衬底作为基材41。可以使用以下物质作为聚合物树脂膜的材料：例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚碳酸酯(PC)，丙烯酸树脂(PMMA)聚酰亚胺(PI)，三乙酰纤维素(TAC)，聚酯，聚酰胺(PA)，芳族聚酰胺，聚乙烯(PE)，聚丙烯酸酯，聚醚砜，聚砜，聚丙烯(PP)，二乙酸纤维素，聚氯乙烯，环氧树脂，脲醛树脂，聚氨酯树脂，三聚氰胺树脂，环烯烃聚合物(COP)，热塑性降冰片烯树脂等。
基材41的厚度优选地不小于100μm且不大于250μm。通过使基材41的厚度落在该范围内，可以获得足以使控制器IC14驱动的初始电容。基材41的相对电容率优选地不小于2且不大于5。通过使基材41的相对电容率落在该范围内，可以使用通常规树脂材料作为基材41的材料。
绝缘层44设置在基材41的表面上，从而覆盖多个第一和第二电极。可以使用紫外线固化树脂、热固化树脂、绝缘抗蚀剂，金属化合物等作为绝缘层44的材料。具体地，例如，可以使用树脂材料(诸如聚丙烯酸酯、聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亚胺、聚酯、环氧树脂、聚乙烯基苯酚、聚乙烯醇)和金属化合物(诸如SiO2、SiNx、SiON、Al2O3、Ta2O5、Y2O3、HfO2、HfAlO、ZrO2和TiO2)。
绝缘层44的厚度优选地不小于20μm且不大于80μm。通过使绝缘层44的厚度落在该范围内，可以通过丝网印刷法来制造绝缘层44，从而可以以低成本制造绝缘层44。此外，可以充分确保第一和第二电极的绝缘性能。绝缘层44的相对电容率优选地不小于2且不大于5。通过使绝缘层44的相对电容率落在该范围内，可以使用常规树脂材料作为绝缘层44的材料。
(第一和第二电极)
如图4A所示，第一电极42设置有多个第一单元电极体42U和多个第一连接件42c。同时，在本说明书中，基材41的表面内彼此正交的轴线中的一个轴线称为X轴，另一个轴线称为Y轴。此外，同时垂直于X轴和Y轴的轴线称为Z轴。多个第一单元电极体42U以规律的间隔沿X轴方向布置，并且沿X轴方向彼此相邻的第一单位电极体42U通过第一连接件42c而彼此电连接。
第一单元电极体42U整体上呈梳状。具体地，第一单元电极体42U设置有多个第一电极元件42a和接合部42b。多个第一电极元件42a沿Y轴方向延伸。彼此相邻的第一电极元件42a之间以恒定间隔分开。多个第一电极元件42a的一端与沿X轴方向延伸的接合部42b接合。
如图4B所示，第二电极43设置有多个第二单元电极体43U和多个第二连接件43c。多个第二单元电极体43U沿Y轴方向以规律间隔布置，使得沿Y轴方向彼此相邻的第二单元电极体43U以规律间隔沿X轴移位。此外，沿Y轴方向彼此相邻的第二单元电极体43U通过第二连接件43c而彼此电连接。
第二单元电极体43U整体上呈梳状。具体地，第二单元电极体43U设置有多个第二电极元件43a和接合部43b。多个第二电极元件43a沿Y轴方向延伸。相邻的第二电极元件43a之间以恒定间隔分开。多个第二电极元件43a的一端与沿X轴方向延伸的接合部43b接合。
可以将与REF电极层21和25的导电层的材料类似的材料示为第一和第二电极42和43的材料。例如，可以使用丝网印刷法和光刻法作为制造第一和第二电极42和43的方法。例如，可以使用气相沉积法和物理气相沉积(PVD)法(诸如溅射)作为对将通过光刻法图案化的薄膜进行沉积的方法。
如图5所示，多个传感器单元22s以二维方式布置在基材41上。每个传感器单元22s由一对第一和第二单元电极体42U和43U形成。包括在第一单元电极体42U中的多个第一电极元件42a和包括在第二单元电极体43U中的多个第二电极元件43a沿X轴方向交替布置。第一电极元件42a和第二电极元件43a之间以预定间隔彼此分离。
第一连接件42c设置成跨越第二连接件43c。具体而言，第一连接件42c具有跨接线单元42d，并且跨接线路单元42d布置成跨越第二连接件43c。跨接线路单元42d和第二连接件43c之间设置有绝缘层。
(灵敏度分布)
当在第一和第二电极42和43之间施加电压时，如图6A所示，沿基材41的面内方向相邻的第一电极元件42a和第二电极元件43a电容性耦合。电容性耦合的第一电极元件42a和第二电极元件43a可被认为形成具有电容C的电容器Cp。在图6A中，示出了一个传感器区域Rs中布置有五个电容器Cp的示例。同时，虽然实际上在所有的第一电极元件42a和第二电极元件43a之间都产生电容性耦合并形成电容器Cp，但是为了简化图示和描述，在图6A和6B中示出的示例中，认为仅在一对两个相邻的第一电极元件42a和第二电极元件43a之间产生电容性耦合并且形成电容器Cp。另外，在以下的说明中，也可以简化电容器Cp等的说明。
当按压键顶层26上的键26a时，REF电极层25变形，并且REF电极层25与第一电极元件42a和第二电极元件43a之间的距离(即REF电极层25与电容器Cp之间的距离)发生变化。电容性耦合的第一电极元件42a和第二电极元件43a的电容(即电容器Cp的电容C)根据该变化而改变。
传感器20具有灵敏度从传感器单元22s的中心部分朝向其两端变化的二维灵敏度分布。具体地，具有下述灵敏度分布。也就是说，布置在传感器单元22s的两端的电容器Cp的灵敏度高于布置在传感器单元22s的中心部分的电容器Cp的灵敏度。在这种情况下，电容器Cp的灵敏度优选地从传感器单元22s的中心部分朝向其两端逐渐增大。由于这样的构造，如上所述，传感器单元22s的两端的灵敏度高于传感器单元22s的中心部分的灵敏度。这里，电容器Cp的灵敏度意在表示电容器Cp相对于操作负载的灵敏度。也就是说，即使操作负载小而电容变化大的电容器Cp也可以称为高敏电容器Cp，即使操作负载大而电容变化小的电容器Cp也可以称为低敏电容器Cp。
如图6B所示，矩形传感器区域Rs由多个矩形单元区域RU均匀地划分成条纹图案，并且可以认为具有电容C的电容器Cp被布置在每个划分的单元区域RU中。同时，在图6B示出的示例中，矩形传感器区域Rs由五个矩形单元区域RU均匀地划分成条纹图案，并且电容器Cp布置在每个单元区域中。分配给单元区域RU的数值1至3表示布置在单元区域RU中的电容器Cp的灵敏度；数值越大，灵敏度越高。
(具有灵敏度分布的传感器层的构造示例)
在下文中，依次描述用于获得上述灵敏度分布的传感器层22的构造示例1至4。同时，也可以采用下文中将要描述的构造示例1至4中的两个或更多个示例的组合。
(构造示例1)
如图7A所示，包括在第一单元电极体42U中的多个第一电极元件42a和包括在第二单元电极体43U中的多个第二电极元件43a交替地布置成彼此平行。第一电极元件42a和第二电极元件43a的宽度Wx1和Wx2彼此相等，并且第一电极元件42a和第二电极元件43a之间以一定的间隙宽度Sx彼此分离。此外，第一电极元件与接合部之间的间隙宽度Sy1和第二电极元件与接合部之间的间隙宽度Sy2从传感器单元22s的中心部分到其两端是恒定的。这里，第一电极元件与接合部之间的间隙宽度Sy1意在表示第一电极元件42a的尖端与接合部43b之间的间隙宽度。此外，第二电极元件和接合部之间的间隙宽度Sy2意在表示第二电极元件43a的尖端与接合部42b之间的间隙宽度。
如图7B所示，传感器单元22s的两端(沿X轴方向的两端)的第一电极元件42a和第二电极元件43a的厚度t比传感器单元22s的中心部分(沿X轴方向的中心部分)的第一电极元件42a和第二电极元件43a的厚度t厚。在这种情况下，第一电极元件42a和第二电极元件43a的厚度t优选地从传感器单元22s的中心部分朝向其两端(沿X轴方向的两端)逐渐增大。
第一电极元件42a和第二电极元件43a的厚度t优选地不小于5μm且不大于20μm。当使第一电极元件42a和第二电极元件43a的厚度t落在该范围内时，可以通过丝网印刷法制造第一电极元件42a和第二电极元件43a，使得可以以低成本制造第一电极元件42a和第二电极元件43a。同时，整个第一电极42和整个第二电极43的厚度分别大体上等于上述第一电极元件42a和第二电极元件43a的厚度t。
第一电极元件42a和第二电极元件43a的宽度Wx1和Wx2以及间隙宽度Sx优选地落在不小于100μm且不大于1000μm的范围内。当使宽度Wx1和Wx2以及间隙宽度Sx不小于100μm时，可以通过丝网印刷法制造第一电极元件42a和第二电极元件43a，使得可以以低成本制造第一电极元件42a和第二电极元件43a。此外，当宽度Wx1和Wx2以及间隙宽度Sx落在不小于250μm且不大于1000μm的范围内时，可以在丝网印刷时使用便宜的银浆材料，从而可以以较低的成本来制造第一电极元件42a和第二电极元件43a。另一方面，当宽度Wx1和Wx2以及间隙宽度Sx不大于1000μm时，可以获得足以使控制器IC 14驱动的初始电容。
(构造示例2)
如图8A和8B所示，传感器单元22s的两端(沿X轴方向的两端)的传感器层22的厚度D比传感器单元22s的中心部分的传感器层22的厚度(沿X轴方向的中心部分)厚。在这种情况下，传感器层22的厚度D优选地从传感器单元22s的中心部分朝向两端(沿X轴方向的两端)逐渐增大。例如，传感器层22的表面和后表面中的至少一个具有从传感器单元22s的中心部分朝向其两端变高的倾斜表面或台阶。
图8A示出了如上所述通过绝缘层44的厚度d1的变化来改变传感器层22的厚度D的构造。图8B示出了如上所述通过基材41的厚度d2的变化来改变传感器层22的厚度D的构造。
(构造示例3)
如图8C和图8D所示，传感器单元22s的两端(沿X轴方向的两端)的传感器层22的电容率大于传感器单元22s的中心部分(沿X轴方向的中心部分)的传感器层22的电容率。在这种情况下，传感器层22的电容率优选地从传感器单元22s的中心部分朝向其两端逐渐增加。例如，传感器层22的电容率发生变化，从其中心向两端(沿X轴方向的两端)连续或不连续地增加。在传感器层22具有如图8C和8D所示的层状结构的情况下，传感器层22的电容率意在表示形成传感器层22的所有层的电容率或形成传感器层22的所有层中的至少一个层的电容率。
图8C示出了如上所述通过绝缘层44的电容率ε1的变化来改变传感器层22的电容率的构造。图8D示出了如上所述通过基材41的电容率ε2的变化来改变传感器层22的电容率的构造。
例如，可以使用下列制造方法(A)至(D)中的至少一种作为制造具有如上所述电容率分布的传感器层22的方法。
制造方法(A)：在该方法中，使绝缘层44和基材41中的至少一个包含气泡，并且赋予传感器层22这样的气泡浓度分布：传感器单元22s的两端的传感器层22中的气泡含量小于传感器单元22s的中心部分的传感器层22中的气泡含量。
制造方法(B)：在该方法中，使绝缘层44和基材41中的至少一个包含消泡剂，并且赋予传感器层22这样的消泡剂浓度分布：传感器单元22s的两端的传感器层22中的消泡剂含量大于传感器单元22s的中心部分的传感器层22中的消泡剂含量。
制造方法(C)：在该方法中，使基材41包含电容率小于或大于基材41的母材的电容率的颗粒，并且赋予基材41这样的电容率分布：传感器单元22s的两端的基材41的电容率大于传感器单元22s的中心部分的基材41的电容率。
制造方法(D)：在该方法中，使绝缘层44包含电容率小于或大于绝缘层44的母材的电容率的颗粒，并且赋予绝缘层44这样的电容率分布：传感器单元22s的两端的绝缘层44的电容率大于传感器单元22s的中心部分的绝缘层44的电容率。
在使用紫外线硬化树脂作为绝缘层44和基材41中的至少一个的材料的情况下，也可以使用下列制造方法(E)至(H)中的至少一种。
制造方法(E)：在该方法中，当通过施加紫外线使紫外线固化树脂固化来制造绝缘层44和基材41中的至少一个时，使与传感器单元22s的两端相对应的部分的紫外线照射强度比与传感器单元22s的中心部分相对应的部分的紫外线照射强度更强。
制造方法(F)：在该方法中，当通过施加紫外线使紫外线固化树脂固化来制造绝缘层44和基材41中的至少一个时，使与传感器单元22s的两端相对应的部分的紫外线照射时间比与传感器单元22s的中心部分相对应的部分的紫外线照射时间更长。
制造方法(G)：在该方法中，进一步提供了在制造绝缘层44和基材41之后对绝缘层44和基材41中的至少一个进行后烘的工艺，并且在该工艺中，对与传感器单元22s的两端相对应的部分进行后烘。
制造方法(H)：在该方法中，绝缘层44和基材41中的至少一个由包含引发剂的紫外线固化树脂制成，并且赋予传感器层22这样的引发剂浓度分布：传感器单元22s的两端的传感器层22中的引发剂含量大于传感器单元22s的中心部分的传感器层22中的引发剂含量。
在使用热固性树脂作为绝缘层44和基材41中的至少一个的材料的情况下，也可以使用下列制造方法(I)和(J)中的至少一种。
制造方法(I)：在该方法中，当通过加热使热固化树脂固化来制造绝缘层44和基材41中的至少一个时，使与传感器单元22s的两端相对应的部分的加热温度比与传感器单元22s的中心部分相对应的部分的加热温度更高。
制造方法(J)：在该方法中，当通过加热使热固化树脂固化来制造绝缘层44和基材41中的至少一个时，使与传感器单元22s的两端相对应的部分的加热时间比与传感器单元22s的中心部分相对应的部分的加热时间更长。
(构造示例4)
如图9A和9B所示，传感器单元22s的两端(沿X轴方向的两端)的电容性耦合的第一电极元件42a和第二电极元件43a之间的布置间隔dx小于传感器单元22s的中心部分(沿X轴方向的中心部分)的电容性耦合的第一电极元件42a和第二电极元件43a之间的布置间隔dx。在这种情况下，第一电极元件42a和第二电极元件43a之间的布置间隔dx优选地从传感器单元22s的中心部分朝向其两端(沿X轴方向的两端)逐渐减小。
(结构层)
结构层24是将传感器层22与REF电极层25分离的分离层的示例，其设置在REF电极层25和中间层23之间。通过包括在结构层24中的多个结构体31，REF电极层25与中间层23分离，并且在其间设有预定的空间。结构层24由具有凹凸形状的压纹层(凹凸层)30和多个按压体33形成，所述按压体33设置在压纹层30具有的多个凸部32的顶端32a上，如图3B所示。
结构体31设置成与传感器单元22s相对应。也就是说，结构体31设置在传感器单元22s上。结构体31由凸部32和设置在凸部32的顶端32a上的按压体33形成。凸部32的后表面侧是凹形的，凸部32的内部是中空的。平面部分34设置在凸部32之间，并且平面部分34设置在中间层23上。平面部分34通过(随后将要描述的)粘结层23c粘结到中间层23，使得结构层24固定在中间层23上。
凸部32是反作用力结构体，其中反作用力相对于按压量(操作负载)非线性地变化。凸部32具有顶端32a和弯折部32b。凸部32优选地具有截头圆锥形状或截头四角锥形状。利用这样的形状，与凸部32的形状为圆顶形状的情况相比，可以降低凸部32的高度。同时，凸部32的形状不限于此，也可以使用其它形状。
例如，作为双面粘合膜的按压体33具有树脂层33a和设置在该树脂层的两个表面上的粘结层33b和33c，如图3B所示。按压体33通过粘结层33b粘结到凸部32的顶端32a的表面，并且通过粘合层33c粘结到REF电极层25的后表面。压纹层30的顶端32a也可以变形为凸形，以提供如图3C所示的成形部分32c。在这种情况下，不需要树脂层33a和粘结层33c，并且按压体33可以仅由成形部分32c和粘结层33b形成。
在必要时，压纹层30可以具有通气孔。优选地使用压纹膜作为压纹层30。例如，可以使用聚合物树脂材料作为膜的材料。可以使用以下物质作为聚合物树脂材料：例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚碳酸酯(PC)，丙烯酸树脂(PMMA)聚酰亚胺(PI)，三乙酰纤维素(TAC)，聚酯，聚酰胺(PA)，芳族聚酰胺，聚乙烯(PE)，聚丙烯酸酯，聚醚砜，聚砜，聚丙烯(PP)，二乙酸纤维素，聚氯乙烯，环氧树脂，脲醛树脂，聚氨酯树脂，三聚氰胺树脂，环状烯烃聚合物(COP)，热塑性降冰片烯树脂等。
(中间层)
如图3B所示，中间层23设置有中间层23的主体层23b和设置在主体层23b的表面上的粘结层23c。中间层23还包括多个孔23a。例如，孔23a是从中间层23的表面贯穿其后表面的通孔。孔23a设置在与传感器单元22s相对应的位置。此外，孔23a位于结构体31的正下方。利用这种布置，在执行键输入操作的情况下，结构体31的顶端31a可以上下翻转进入孔23a。例如，中间层23通过丝网印刷、成形薄膜等形成。中间层23和压纹层30通过粘结层23c彼此粘合在一起。
(键顶层)
键顶层26具有柔性。因此，当按压操作表面时，键顶层26可能与REF电极层25一起变形。可以使用树脂膜、柔性金属板等作为键顶层26。多个键26a布置在键顶层26的表面上。作为按压单元的示例的键26a设置成与传感器单元22s相对应。字符、符号、功能等被印刷在键26a上。当按压或释放键26a时，诸如扫描码的信息从控制器IC14输出到主机12。
结构体31、孔23a和传感器单元22s设置在键26a的下方。也就是说，当沿着垂直于它们的表面的方向观察传感器20时，键26a、结构体31、孔23a和传感器单元22s彼此重叠。
(控制器IC)
控制器IC14基于根据由传感器20提供的电容变化的电信号确定在传感器20的操作表面上执行了手势输入操作和键输入操作中的哪一个，并且根据确定结果将信息输出到主机12。具体地，具有两个阈值A和B的控制器IC14基于阈值A和B执行上述确定。例如，在确定执行了手势输入操作的情况下，控制器IC14将坐标信息输出到主机12。另一方面，在确定执行了键输入操作的情况下，控制器IC14将关于诸如扫描代码的键的信息输出到主机12。
[1.3传感器的操作]
在下文中，参照图11A和11B描述在手势和键输入操作情况下的传感器20的操作的示例。
(手势输入操作)
如图11A所示，当在传感器20的表面(操作表面)上执行手势输入操作时，结构体31的形状轻微变形而从初始位置向下移位距离D1。利用这种布置，传感器层22和REF电极层25之间的距离略微变化了D1，并且电容略微改变。电容的变化由传感器层22中的传感器单元22s检测，而作为电信号输出到控制器IC14。这里，电容的变化是指整个传感器单元22s的电容的变化。
(键输入操作)
如图11B所示，当按压传感器20的键26a来执行键输入操作时，结构体31上下翻转而从初始位置移位了距离D2。利用这种布置，传感器层22和REF电极层25之间的距离显着变化了D2，并且电容显着变化。电容的变化由传感器层22中的传感器单元22s检测，而作为电信号输出到控制器IC14。
[1.4键输入操作引起的电容变化]
在下文中，参考图11C描述在键输入操作时的传感器120的电容变化的示例。
在具有上述构造的传感器20中，在按压键26a的中心部分的情况下，电容相对于操作负载的变化如曲线(a)所示。也就是说，随着通过按压操作负载增加，电容的变化逐渐增加，然后急剧增加，此后基本上恒定。
另一方面，在按压键26a的两端(X轴方向的两端)的情况下，电容相对于操作负载的变化如曲线(b)所示。也就是说，随着通过按压操作负载增加，电容的变化逐渐增加，此后基本上恒定。
控制器IC14存储阈值A和阈值B两个阈值，阈值B大于阈值A。例如，阈值A设定在电容变化范围RA内，其中曲线(a)最初相对于操作负载的增加而逐渐增加。另一方面，例如，阈值B设定在电容变化范围RB内，其中曲线(a)相对于操作负载的增加而急剧增加，而曲线(b)相对于操作负载的增加而逐渐增加。通过确定电容变化是否大于阈值A，控制器IC14可以基于根据由传感器20提供的电容变化的电信号来确定是否在操作表面上执行了手势操作。此外，通过确定电容是否大于阈值B，控制器IC14可以基于根据由传感器20提供的电容变化的电信号来确定是否在操作表面上执行了键输入操作。
[1.5控制器IC的操作]
在下文中，参照图12描述控制器IC14的操作的示例。
首先，当在步骤S1用户在键盘11的操作表面上执行输入操作时，在步骤S2，控制器IC14基于根据由传感器20提供的电容变化的电信号确定整个传感器单元22s的电容变化是否不小于阈值B。在步骤S2确定电容变化不小于阈值B的情况下，在步骤S3，控制器IC14将关于诸如扫描码的键的信息输出到主机12。利用这种布置，执行键输入。另一方面，在步骤S2确定电容变化不大于阈值B的情况下，转向步骤S4。
接下来，在步骤S4，控制器IC 14基于根据由传感器20提供的电容变化的电信号来确定整个传感器单元22s的电容变化是否不小于阈值A。在步骤S4确定电容变化不小于阈值A的情况下，在步骤S5，控制器IC14根据手势确定算法进行操作。利用这种布置，执行手势输入。另一方面，在步骤S4确定电容变化不大于阈值A的情况下，转向步骤S1。
[1.6效果]
在根据第一实施例的传感器20中，传感器单元22s的两端的电容器Cp的灵敏度高于传感器单元22s的中心部分的电容器Cp的灵敏度。因此，传感器单元22s的两端的灵敏度高于传感器单元22s的中心部分的灵敏度。因此，可以减少在按压键26a的中心部分和两端时的操作负载的变化。此外，可以减少由于按压键26a的物体的差异引起的操作负载的变化。
由于在根据第一实施例的传感器20中，电容器Cp的灵敏度如上所述发生变化，因此当用指甲等向键26a的端部施加负载时，可以使得相对于负载的电容变化(倾斜度)较大(参照图11C中的倾斜度(2))。当用指甲等向键26a的端部施加负载时，还可以使得电容变化饱和的负载较大(参照图11C的范围(3))。此外，饱和的电容的变化也可以类似地变大(参照图11C的范围(1))。
[1.7变型]
(变型1)
如图13所示，可以使传感器单元22Ms的两端(沿X轴方向的两端)的第一和第二电极元件与接合部之间的间隙宽度Sy1和Sy2小于传感器单元22Ms的中心部分的第一和第二电极元件与接合部之间的间隙宽度Sy1和Sy2。在这种情况下，第一和第二电极元件与接合部之间的间隙宽度Sy1和Sy2优选地从传感器单元22Ms的中心部分朝向其两端逐渐减小。也就是说，传感器单元22Ms的两端(沿X轴方向的两端)的第一电极元件42a和第二电极元件43a的长度比传感器单元22Ms的中心部分(沿X轴方向的中心部分)的第一电极元件42a和第二电极元件43a的长度更长。在这种情况下，第一电极元件42a和第二电极元件43a的长度优选地从传感器单元22M的中心部分朝向其两端逐渐增加。
通过采用这样的构造，可以改变传感器单元22Ms的沿X轴方向和Y轴方向的两个方向的灵敏度分布。同时，变型1中的构造也可以与上述第一实施例中的构造示例1至4中的至少一个进行组合。
(变型2)
如图14所示，根据第一实施例的变型2的传感器20M与根据第一实施例的传感器20的不同之处在于：传感器20M的REF电极层25不是处于结构层24和键顶层26之间而是在中间层23和结构层24之间。
为了使传感器层22和REF电极层25之间的距离恒定，根据第一实施例的传感器20需要调节传感器层22和REF电极层25之间的间隙。另一方面，在根据第一实施例的变型2的传感器20M中，仅需要将REF电极层25粘结到中间层23，从而不需要上述间隙调节，并且使得制造传感器20M的过程变得容易。
＜2第二实施例＞
在第一实施例中，描述了传感器具有从传感器单元的中心部分朝向其两端的一维灵敏度分布的情况。另一方面，在第二实施例中，描述了传感器具有从传感器单元的中心部分朝向其外周端的二维灵敏度分布的情况。
[2.1传感器的构造]
(第一和第二电极)
第一电极142设置有第一单元电极体142U，第一单元电极体142U由具有同心矩形形状的第一电极元件142a形成，如图15A所示。第二电极143设置有第二单元电极体143U，第二单元电极体143U由具有同心矩形形状的第二电极元件143a形成，如图15B所示。同时，在第二实施例中，与第一实施例相同的部分指定有相同的参考标号，并且省略其描述。
如图16所示，传感器单元122s以二维方式布置在基材41上。每个传感器单元122s由一对第一单元电极体142U和第二单元电极体143U形成。如图17A和17B所示，包括在第一单元电极142U中的多个第一电极元件142a和包括在第二单元电极体143U中的多个第二电极元件143a从传感器单元122s的中心朝向其外周交替地布置。
矩形第一电极元件142a的一部分缺少而形成缺口部分(lacking part)142c。相邻的第二电极元件143a由第二连接件143b通过缺口部分142c彼此连接。类似地，矩形第二电极元件143a的一部分缺少而形成缺口部分143c。相邻的第一电极元件142a由第一连接件142b通过缺口部分143c彼此连接。
(灵敏度分布)
矩形传感器区域Rs由多个矩形单元区域RU均匀地划分成格网图案，如图18A所示，并且可以认为一对电容性耦合的第一电极元件142a和第二电极元件143a的一部分布置在每个划分的单元区域RU中，如图18B所示。通过以这种方式考虑，可以认为在每个单元区域RU中布置了具有电容C的电容器Cp。也就是说，可以认为在矩形传感器区域Rs中，多个电容器Cp以二维方式布置成矩阵图案。例如，由不少于九个且不超过210个的单元区域RU来划分。同时，虽然实际上在所有的第一电极元件42a和第二电极元件43a之间都产生了电容性耦合并形成电容器Cp，但是为了简化图示和描述，在图18A和18B示出的示例中，认为仅在一对两个相邻的第一电极元件42a和第二电极元件43a之间产生电容性耦合并且形成电容器Cp。
同时，在图18A示出的示例中，矩形传感器区域Rs由25个矩形单元区域RU均匀地划分成格网图案，并且电容器Cp布置在每个单元区域中。分配给单元区域RU的数值1至3表示布置在单元区域RU中的电容器Cp的灵敏度；数值越大，灵敏度越高。如图18B所示，传感器单元122s的中心和键区域Rk可以沿着垂直于传感器120的表面的方向移位。
传感器区域Rs具有灵敏度从传感器单元122s的中心部分朝向其两端变化的二维灵敏度分布。具体地，具有下述灵敏度分布。也就是说，传感器单元122s的外周端的电容器Cp的灵敏度高于传感器单元122s的中心部分的电容器Cp的灵敏度。在这种情况下，电容器Cp的灵敏度优选地从传感器单元122s的中心部分朝向其外周端逐渐增大。由于这样的构造，传感器单元122s的外周端的灵敏度高于传感器单元122s的中心部分的灵敏度。传感器单元122s的灵敏度优选地从传感器单元122s的中心部分朝向其外周端逐渐增加。
(具有灵敏度分布的传感器层的构造示例)
在下文中，依次描述用于获得上述灵敏度分布的传感器层122的构造示例1至4。同时，也可以采用下文中将要描述的构造示例1至4中的两个或更多个示例的组合。
(构造示例1)
传感器单元122s的外周端的第一电极元件142a和第二电极元件143a的厚度t分别大于传感器单元122s的中心部分的第一电极元件142a和第二电极元件143a的厚度t。在这种情况下，第一电极元件142a和第二电极元件143a的厚度t优选地从传感器单元122s的中心部分朝向其外周端逐渐增加。在图17B中，示出了具有构造示例1的传感器层122。
(构造示例2)
传感器单元122s的外周端的传感器层122的厚度D大于传感器单元122s的中心部分的传感器层122的厚度。在这种情况下，传感器层122的厚度D优选地从传感器单元122s的中心部分朝向其外周端逐渐增加。例如，传感器层122的表面和后表面中的至少一个具有从传感器单元122s的中心部分朝向其外周端变高的倾斜表面或台阶。由于绝缘层44和基材41中的至少一个的厚度从传感器单元122s的中心部分朝向其外周端增加，因此传感器层122的厚度D以上述方式变化。
(构造示例3)
在传感器单元122s的外周端上的传感器层122的电容率比在传感器单元122s的中心部分的传感器层122的电容率要大。在这种情况下，传感器层122的电容率优选地从传感器单元122s的中心部分开始朝向其外周端逐步上升。
(构造示例4)
在传感器单元122s的外周端上电容性耦合的第一和第二电极元件之间的布置间隙d比传感器单元122s的中心部分内电容性耦合的第一和第二电极元件142a和143a之间的布置间隙d更窄。在这种情况下，第一和第二电极元件142a和143a之间的布置间隙d优选地从传感器单元122s的中心部分开始朝向其外周端逐步缩小。
[2.2效果]
在根据第二实施例的传感器120中，传感器单元122s的外周端上的电容器Cp的电容率比传感器单元122s的中心部分的电容器Cp的电容率更高。因此，传感器单元122s的外周端上的电容率比传感器单元122s的中心部分的电容率更高。因此，当对键26a的中心部分和外周端进行按压时，有可能减少操作负载的变化。此外，由于对键26a进行按压的物体的差异，也有可能减少工作负载的变化。
[2.3变型]
(变型1)
图19A示出一个示例，在该示例中，矩形传感器区域Rs被以格子图案均匀分割成50个矩形单元区域RU，并且在每个单元区域中设置有电容器Cp。分配给单元区域RU的数值1至5表示设置在单元区域RU内的电容器Cp的灵敏度；数值越大，灵敏度越大。传感器单元122s和键区域Rk的中心在垂直于传感器120表面的方向上看是重合的。
如图19A中所示，设置在矩形传感器区域Rs的角落上的电容器Cp的灵敏度是最高的，而传感器单元122s的角落，也就是说，键区域Rk的角落在传感器单元122s内具有最高的灵敏度。一对电容性耦合的第一和第二电极元件142a和143a的一部分被设置在每个分割的单元区域RU内，如图19B所示。优选地，传感器单元122s比键26a更大，并且从垂直于传感器20表面的方向上看，传感器单元122s的外周设置在键区域Rk的外侧。这是因为键26a的外周端的灵敏度可能得到提高。
依次对用于获得上述灵敏度分布的传感器层122的构造示例1至5进行描述。同时，下文中也可能对采用构造示例1至5的两个或多个构造示例的组合进行描述。
(构造示例1)
在传感器单元122s的角落上的第一和第二电极元件142a和143a的厚度t是传感器单元122s中最大的。
(构造示例2)
在传感器单元122s的角落上的传感器层122的厚度D是传感器单元122s中最大的。具体地，传感器单元122s上的绝缘层44和基材41中的至少一个的厚度是传感器单元122s中最大的。
(构造示例3)
传感器单元122s的角落上的传感器层22的电容率是传感器单元122s中最大的。
(构造示例4)
传感器单元122s的角落上电容性耦合的第一和第二电极元件142a和143a之间的间隙宽度S是传感器单元122s中最小的。
(构造示例5)
传感器单元122s的角落上的第一和第二电极元件142a和143a的宽度W1和W2是传感器单元122s中最小的。
(变型2)
如图20所示，第一和第二电极元件142a和143a可具有同心的圆形形状。具有这种形状的第一和第二电极元件142a和143a优选地在该传感器120中使用，包括如图21A和21B中所示的圆形键区域Rk和传感器区域Rs
<3第三实施例>
在第一实施例中描述了通过调节电容器的灵敏度来使传感器单元两端的灵敏度高于中心部分的灵敏度的示例。在另一方面，第三实施例中描述了通过调节电容器的布置来使传感器单元两端的灵敏度高于中心部分的灵敏度的示例。
[3.1传感器的构造]
如图22A所示，传感器区域22Rs两端的电容器Cp的密度高于传感器区域22Rs中心部分的电容器Cp的密度。在这种情况下，传感器Cp的密度优选地从传感器区域22Rs的中心部分开始朝向其两端逐步上升。包括在传感器区域22Rs内的每个电容器Cp的电容C被设定为相同。同时，尽管实际上在所有的第一和第二电极元件42a和43a之间生成了电容性耦合并形成了电容器Cp，但是为简化图示和说明，在图22A和22B中示出的示例仅考虑了一对两个相邻的第一和第二电极元件42a和43a之间生成的电容性耦合和形成的电容器Cp。
矩形传感器区域Rs被以条纹图案均匀地分割成多个矩形单元区域RU，如图22B所示，并且可以认为电容器Cp被设置在单元区域RU内，该单元区域RU具有从多个分割的单元区域RU分配出来的数值。分配给单元区域RU的数值表示每个单元区域RU的灵敏度；数值越大，灵敏度越高。在图22B中，示出了其中布置有电容器Cp的所有单元区域RU的灵敏度为“1”的示例。在本文中，如上所述，电容器Cp由一对电容性耦合的第一和第二电极元件42a和43a形成。
如图23A和23B所示，在根据第三实施例的传感器220中，在传感器单元222s两端(沿X轴方向的两端)上的第一和第二电极元件42a和43a的电极密度高于传感器单元222s的中心部分的第一和第二电极元件42a和43a的电极密度。在这种情况下，第一和第二电极元件42a和43a的电极密度优选地从传感器单元222s的中心部分开始朝向其两端(沿X轴方向的两端)逐步上升。电容性耦合的第一和第二电极元件42a和43a之间的布置间隙dx被设置为从传感器单元222s的中心部分到其两端是恒定的。在本文中，布置间隙d旨在表示第一和第二电极元件42a和43a的中心线之间的距离。
[3.2效果]
在根据第三实施例的传感器220中，传感器单元222s两端的电容器Cp的密度(意即，电容性耦合的第一和第二电极元件42a和43a的密度)高于传感器单元222s的中心部分的电容器Cp的密度。因此，传感器单元222s两端的灵敏度高于传感器单元222s中心部分的灵敏度。因此，当对键26a的中心部分和两端进行按压时，有可能减少操作负载的变化。此外，由于对键26a进行按压的物体的差异，也有可能减少工作负载的变化。
由于电容器Cp的密度如上所述地在根据第三实施例的传感器220中变化，因此当用指甲等(参照图11C中的范围(1))对键26a的端部施加负载时,有可能使电容的绝对变化变大。
<4第四实施例>
在第二实施例中描述了通过改变电容器的灵敏度来使传感器单元外周端上的灵敏度高于中心部分的灵敏度的示例。在另一方面，第四实施例中描述了通过电容器的布置来使传感器单元外周端上的灵敏度高于中心部分的灵敏度的实施例。
[4.1传感器的构造]
矩形传感器区域Rs被以格子图案均匀地分割成多个矩形单元区域RU，如图24A所示，并且可以认为电容器Cp被设置在单元区域RU内，该单元区域RU具有从多个分割的单元区域RU分配出来的数值。分配给单元区域RU的数值表示每个单元区域RU的灵敏度；数值越大，灵敏度越高。在图24A中，示出了其中布置有电容器Cp的所有单元区域RU的灵敏度为“1”的示例。在本文中，电容器Cp由一对电容性耦合的第一和第二电极元件142a和143a的一部分形成，如图24B所示。同时，尽管实际上在所有的第一和第二电极元件142a和143a之间生成了电容性耦合并形成了电容器Cp，但是为了简化图示和说明，在图24A和24B中示出的示例仅考虑了一对两个相邻的第一和第二电极元件42a和43a之间生成的电容性耦合和形成的电容器Cp。
如图24A和24B所示，传感器区域22Rs的外周端上的电容器Cp的密度高于传感器区域22Rs的中心部分的电容器Cp的密度。在这种情况下，电容器Cp的密度优选地从传感器区域22Rs的中心部分开始朝向其外周端逐步上升。包括在传感器区域22Rs内的每个电容器Cp的电容C被设定为相同。
如图25A和25B所示，传感器单元322s的外周端上的第一和第二电极元件142a和143a的电极密度高于传感器单元322s的中心部分的第一和第二电极元件142a和143a的电极密度。在这种情况下，第一和第二电极元件142a和143a的电极密度优选地从传感器单元322s的中心部分开始朝向其外周端逐步上升。电容性耦合的第一和第二电极元件142a和143a之间的布置间隙d被设置为从传感器单元322s的中心部分至其外周端是恒定的。
[4.2效果]
在根据第四实施例的传感器320中，传感器单元322s的外周端上的电容器Cp的密度(意即，电容性耦合的第一和第二电极元件142a和143a的电极密度)高于传感器单元322s的中心部分的电容器Cp的密度。因此，传感器单元322s的外周端上的灵敏度高于传感器单元322s的中心部分的灵敏度。因此，当对键26a的中心部分和两端进行按压时，有可能减少操作负载的变化。此外，由于对键26a进行按压的物体的差异，也有可能减少工作负载的变化。
<5第五实施例>
在第五实施例中描述了通过调节电容器的布置和灵敏度两者来使传感器单元两端的灵敏度高于传感器单元的中心部分的灵敏度。
[5.1传感器的构造]
如图26A和26B所示，传感器单元422s的两端(沿X轴方向的两端)上的电容器Cp的灵敏度和密度高于传感器单元422s的中心部分的那些。在这种情况下，电容器Cp的灵敏度和密度优选地从传感器单元422s的中心部分开始朝向其两端(沿X轴方向的两端)逐步上升。同时，尽管实际上在所有的第一和第二电极元件42a和43a之间生成了电容性耦合并形成了电容器Cp，但是为简化图示和说明，在图26A和26B中示出的示例仅考虑了一对两个相邻的第一和第二电极元件42a和43a之间生成的电容性耦合和形成的电容器Cp。此外，如上所述，分配至单元区域RU的数值1至3表示单元区域RU的灵敏度；数值越大，灵敏度越高。
在下文中描述了用于获得上述灵敏度分布的传感器层422的构造示例。同时，也可以采用下文中将要描述的构造示例中的两个或多个构造示例的组合。
(构造示例1)
如图27A和27B所示，在根据第五实施例的传感器420中，传感器单元422s两端(沿X轴方向的两端)上的第一和第二电极元件42a和42a的厚度t大于传感器单元422s中心部分的第一和第二电极元件42a和43a的厚度t。此外，传感器单元422s两端(沿X轴方向的两端)上的第一和第二电极元件42a和42a的电极密度高于传感器单元422s中心部分的。在这种情况下，第一和第二电极元件42a和43a的厚度t优选地从传感器单元422s的中心部分开始朝向其两端(沿X轴方向的两端)逐步上升。此外，第一和第二电极元件42a和43a的电极密度优选地从传感器单元422s的中心部分朝向其两端(沿X轴方向的两端)逐步上升。
尽管在构造示例1中描述了通过改变第一和第二电极元件42a和43a的厚度t和电极密度来获得上述灵敏度分布的示例，但是用于获得上述灵敏度分布的构造却并不仅限于此。例如，上述灵敏度分布还可以通过结合(a)第一和第二电极元件42a和43a的厚度t、(b)传感器层422的厚度D、(c)传感器层422的电容率、以及(d)电熔耦合的第一和第二电极元件42a和43a之间的布置间隙dx中至少一个的变化与例如电极密度的变化来获得。同时，上述构造(a)至(d)被分别描述为第一实施例中的传感器层22的构造示例1至4。
(构造示例2)
如图28A和28B所示，传感器单元422s两端(沿X轴方向的两端)上的第一和第二电极元件42a和43a之间的间隙宽度Sx小于传感器单元422s的中心部分(沿X轴方向的中心部分)内的第一和第二电极元件42a和43a之间的间隙宽度Sx。在这种情况下，第一和第二电极元件42a和43a之间的间隙宽度Sx优选地从传感器单元422s的中心部分开始朝向其外周端逐步减小。也有可能的是，传感器单元422s两端(沿X轴方向的两端)上的第一和第二电极元件与接合部分之间的间隙宽度Sy1和Sy2小于传感器单元422s中心部分的第一和第二电极元件与接合部分之间的间隙宽度Sy1和Sy2。在这种情况下，第一和第二电极元件与接合部分之间的间隙宽度Sy1和Sy2优选地从传感器单元422s的中心部分开始朝向其两端逐步减小。也就是说，也有可能的是，传感器单元422s两端(沿X轴方向的两端)上的第一和第二电极元件42a和43a的长度长于传感器单元422s中心部分(沿X轴方向的中心部分)内的第一和第二电极元件42a和43a的长度。在这种情况下，第一和第二电极元件42a和43a的长度优选地从传感器单元422s的中心部分开始朝向其两端逐步上升。
(构造示例3)
如图10A和10B所示，第一和第二电极元件42a和43a之间的间隙宽度Sx是恒定的，并且传感器单元422s两端(沿X轴方向的两端)上的第一和第二电极元件42a和43a的宽度Wx1和Wx2小于传感器单元422s中心部分(沿X轴方向的中心部分)内的第一和第二电极元件42a和43a的宽度Wx1和Wx2。在这种情况下，优选的是，第一和第二电极元件42a和43a之间的间隙宽度Sx为恒定的，并且第一和第二电极元件42a和43a的宽度Wx1和Wx2从传感器单元422s的中心部分开始朝向其两端(沿X轴方向的两端)逐步减小。
[5.2效果]
在根据第五实施例的传感器420中，传感器单元422s两端上的电容器Cp的灵敏度和密度高于传感器单元422s中心部分的电容器Cp的灵敏度和密度。因此，传感器单元422s两端上的灵敏度和密度高于传感器单元422s中心部分的灵敏度和密度。因此，与根据第一实施例的传感器20相比，有可能减少操作负载的变化。
由于电容器Cp的灵敏度和密度如上地所述在根据第五实施例的传感器420中变化，因此当用指甲等(参照图11C中的范围(1))对键26a的端部施加负载时，有可能使电容的绝对变化变大。在用指甲等(参照图11C中的倾斜度(2))对键26a的端部施加负载时,也有可能使相对于该负载的电容(倾斜度)变化变大。此外，当用指甲等(参照图11C中的范围(3))对键26a的端部施加负载时,有可能使电容变化饱和的负载变大。
<6第六实施例>
第六实施例中描述了通过调节电容器的布置和灵敏度两者来使传感器单元的外周端上的灵敏度高于传感器单元的中心部分的灵敏度。
[6.1传感器的构造]
如图29A和29B所示，传感器单元522s的外周端上的电容器Cp的灵敏度和密度高于传感器522s的中心部分的那些。在这种情况下，电容器Cp的灵敏度和密度优选地从传感器单元522s的中心部分开始朝向其两端逐步上升。同时，如上所述，分配给单元去RU的数值1至5表示单元区域RU的灵敏度；数值越大，灵敏度越高。同时，尽管实际上在所有的第一和第二电极元件42a和43a之间生成了电容性耦合并形成了电容器Cp，但是为简化图示和说明，在图29A和29B中示出的示例仅考虑了一对两个相邻的第一和第二电极元件42a和43a之间生成的电容性耦合和形成的电容器Cp。
在下文中描述了用于获得上述灵敏度分布的传感器层522的构造示例。同时，也可以采用下文中将要描述的构造示例中的两个或多个构造示例的组合。
(构造示例1)
如图30A和30B所示，在根据第六实施例的传感器520中，传感器单元522s的外周端上的第一和第二电极元件142a和143a的厚度t大于传感器单元522s的中心部分的第一和第二电极元件142a和143a的厚度t。此外，传感器单元522s的外周端上第一和第二电极元件142a和143a的电极密度高于传感器单元522s的中心部分的第一和第二电极元件142a和143a的电极密度。在这种情况下，第一和第二电极元件142a和143a的厚度t优选地从传感器单元522s的中心部分开始朝向其外周端逐步上升。此外，第一和第二电极元件142a和143a的电极密度优选地从传感器单元522s的中心部分开始朝向其末端逐步上升。
尽管在构造示例1中描述了通过改变第一和第二电极元件142a和143a的厚度与电极密度来获得上述灵敏度分布的示例，但是用于获得上述灵敏度分布的构造的组合却并不仅限于此。例如，上述灵敏度分布可通过可通过结合(a)第一和第二电极元件142a和143a的厚度t、(b)传感器层522的厚度D、(c)传感器层522的电容率、以及(d)电容性耦合的第一和第二电极元件142a和143a之间的布置间隙d中的至少一个的变化与例如电极密度的变化来获得。同时，在第二实施例中，上述构造(a)至(d)被详细描述为传感器层122的构造1至4。
(构造示例2)
传感器单元522s的外周端上电容性耦合的第一和第二电极元件142a和143a之间的间隙宽度S小于传感器单元522s的中心部分内电容性耦合的第一和第二电极元件142a和143a之间的间隙宽度S。在这种情况下，第一和第二元件142a和143a之间的间隙宽度S从传感器单元522s的中心部分开始朝向其外周端逐步减小。
(构造示例3)
第一和第二电极元件142a和143a之间的间隙宽度S为恒定的，并且传感器单元522s的外周端上的第一和第二电极元件142a和143a的宽度W1和W2小于传感器单元522s的中心部分的第一和第二电极元件142a和143a的宽度W1和W2。在这种情况下，优选的是，第一和第二电极元件142a和143a之间的间隙宽度S是恒定的，并且第一和第二电极元件142a和143a的宽度W1和W2从传感器单元522s的中心部分开始朝向其外周端逐步减小。
[6.2效果]
在根据第六实施例的传感器520中，传感器单元522s的外周端上的电容器Cp的灵敏度和密度高于传感器单元422s的中心部分的电容器Cp的灵敏度和密度。因此，传感器单元522s的外周端上的灵敏度和密度高于传感器单元22s的中心部分的灵敏度和密度。因此，与根据第一实施例的传感器20相比，可以减少操作负载的变化。
<7第七实施例>
[7.1传感器的构造]
如图31A所示，根据第七实施例的传感器620设置有作为第一导电层的REF电极层21、作为第一结构层的结构层630、作为第二结构层的传感器层22和结构层640、作为第二导电层的REF电极层25、以及键顶层26。同时，在第七实施例中，在第七实施例中，与第一实施例相同的部分分配有相同的附图标记并省略其描述。
传感器620通过统计检测在REF电极层25和传感器层22之间在其表面上有输入操作的期间的距离变化与REF电极层21和传感器层22之间的距离变化来检测输入操作。输入操作不限于对表面进行有意识的按压(推动)操作，也可以进行接触(触摸)操作。也就是说，传感器620能够检测通过一般触摸操作而添加的微小按压力(例如，大约几十克)，使得其被构造为可以执行类似于一般触摸操作的触摸操作。
REF电极层25设置在传感器层22的一个主面的一侧，而REF电极层设置在另一个主面的一侧。结构层640设置在传感器层22和REF电极层25之间。结构层630设置在传感器层22和REF电极层21之间。传感器层22的绝缘层44由粘结剂形成，并且结构层640和传感器层22通过绝缘层44彼此粘结。
(结构层)
结构层640设置有基材641、多个结构体642、以及框体(周缘结构体)643。框体643设置在基材641的周缘上。多个结构体642对应于键26a的部分设置在框体643内部。多个结构体642和框体643设置在REF电极层25和传感器层22之间，以隔开REF电极层25和传感器层22。多个结构体642以二维的方式按预定的间隙设置在基材641的一个主面(XY面)上，而空间644设置在结构体642之间。同时，也有可能的是，省略基材641并把多个结构体642和框体643直接设置在传感器层22上。
例如，基材641为柔性片。绝缘柔性材料优选地用作基材641的材料。这种材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、丙烯酸树脂(PMMA)、聚酰亚胺(PI)、三乙酰纤维素(TAC)、聚酯、聚酰胺(PA)、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二乙酸纤维素、聚氯乙烯、环氧树脂、尿素树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、环烯烃聚合物(COP)、热塑性降冰片烯树脂等。尽管基材641的厚度例如为几μm至几百μm，但其不限于此。
结构体642设置有结构部分642a和接合部分642b。结构部分642a的形状可以是锥状、柱形(例如，圆柱形和多边形柱状)、针状、球状的一部分(例如，半球形)、椭球状的一部分(例如，半椭球形)、多边形等；然而，形状并不限于此，也可以采用其他形状。
接合部分642b设置在结构部分642a上，并且结构部分642a通过接合部分642b连接到REF电极层25。同时，结构体642的构造并不限于如上所述的结构部分642a和接合部分642b隔开的构造，也可以采用结构部分642a和接合部分642b事先一体成型的构造。在这种情况下，例如，选用能够实现结构部分642a和接合部分642b两者功能的材料作为结构部分642a的材料。
框体643设置有结构部分643a和接合部分643b。结构部分643a连续成型，以包围基材641的一个主面的圆周。框体643的宽度并没有特别的限制，只要能够充分确保结构层640和整个传感器620的强度。结构体642和框体643的厚度(高度)基本上一致；例如，为几μm至几百μm。
接合部分643b设置在结构部分643a上，而结构部分643a通过该接合部分643b连接到REF电极层25。同时，结构部分643a的构造并不限于如上所述的结构部分643a和接合部分643b隔开的的构造，也可以采用结构部分643a和接合部分643b事先一体成型的构造。在这种情况下，例如，选用能够实现结构部分643a和接合部分643b两者功能的材料作为框体643d的材料。
例如，使用绝缘树脂材料作为结构部分642a和643a的材料。可以使用诸如紫外线光固化树脂之类的光固化树脂作为树脂材料。例如，使用粘结树脂材料等作为接合部分642b和643b的材料。
结构层630设置有多个结构体631和框体(周缘结构体)632。多个结构体631和框体632设置在传感器层22和REF电极层21之间以将传感器层22和REF电极层21隔开。多个结构体631以二维的方式按预定的间隙设置在传感器层22或REF电极层21的一个主面上，并且在结构体631之间提供有空间633。结构体631和框体632之间也提供有空间633。如果从垂直于操作表面(Z轴方向)的方向来看，结构体631设置在相邻结构体642之间。
框体632连续成型以围住传感器层22或REF电极层21的一个主面的圆周。框体632的宽度并没有特别限制，只要可以充分确保结构层630和整个传感器620的强度，并且例如其宽度基本上等同于框体643的宽度。
结构体631的形状可以是锥状、柱形(例如，圆柱形和多边形柱状)、针状、球状的一部分(例如，半球形)、椭球状的一部分(例如，半椭球形)、多边形等；然而，形状并不限于此，也可以采用其他形状。
例如，胶黏绝缘的橡胶材料被用作结构体631和框体632的材料。结构体631和框体632具有作为接合部分以将传感器层22接合至REF电极层21的功能，以及作为分离单元将传感器层22与REF电极层21隔开的功能。
尽管结构体631和框体632的厚度例如为几μm至几百μm，但其不限于此范围。同时，结构体631的厚度优选地小于结构体642的厚度。这是因为传感器层22在与REF电极层21接触之前可能会变形，以获得大的电容变化量。
[7.2传感器的操作]
在下文中，参考图31A描述了在手势和键输入操作时传感器620的操作的示例。
(手势输入操作)
当在传感器620的表面(操作表面)上执行手势输入操作时，键26a正下方的结构体642受到最大的作用力，并且结构体642本身稍微弹性变形以稍微向下移位。结构体642正下方的传感器单元22s通过该移位稍微向下移位。通过这种布置，传感器单元22s通过空间633略微靠近REF电极层21。也就是说，传感器单元22s和REF电极层25之间的距离稍微变化，以及传感器单元22s和REF电极层21之间的距离稍微变化，使得电容改变。
(键输入操作)
当按压传感器620的键26a进行手势输入操作时，键26a正下方的结构体642受到最大的作用力，并且结构体642弹性变形以向下移位。结构体642正下方的传感器单元22s通过该移位稍微向下移位。通过这种布置，传感器单元22s通过空间633靠近REF电极层或与电极层REF相接触。也就是说，传感器单元22s和REF电极层25之间的距离稍微有所变化，而传感器单元22s和REF电极层21之间的距离显著变化，使得电容改变。
[7.3效果]
在根据第七实施例的传感器620中，传感器单元22s和REF电极层21之间的距离与传感器单元22s和REF电极层25之间的距离均由于按压传感器620而变化，使得传感器单元22s中的电容变化总量变得更大。通过这种布置，使得提升输入操作的检测灵敏度成为可能。
[7.4变型]
如图31B所示，根据本技术的第七实施例的一个变型的传感器620M与根据第七实施例的传感器620不同之处在于，在REF电极层25上设置显示器650来代替键顶层26。显示器650通过粘结层651粘结至REF电极层25。同时，在第七实施例的变型中，与第七实施例相同的部分被配予相同的附图标记，并且省略其描述。
(显示器)
显示器650是例如包括玻璃基板、膜显示器、以及柔性显示器的显示器。例如，可以使用电子纸、有机电致发光(EL)显示器、无机EL显示器、液晶显示器等来作为显示器650；然而，显示器并不限于此。
(粘结层)
粘结层651由例如绝缘粘合剂或胶带形成。作为粘合剂，可以使用例如从包括丙烯酸粘合剂、硅酮粘合剂、聚氨酯粘合剂等中选择的一种或多种。
[参考示例，测试示例]
尽管以下参照参考示例和测试示例对本技术进行了详细的描述，但是该描述仅是作为参考示例和测试示例，而非用于限制本技术。
参考示例和测试示例按以下顺序进行描述。
i.实际制造传感器的评估
ii.传感器仿真研究(1)
iii.传感器仿真研究(2)
<i.实际制造传感器的评估>
(参考示例1)
制造具有如图1A所示构造的传感器。同时，使用梳状形的第一和第二电极元件。
(当用人造手指对键的中心部分和角落进行按压时操作负载的变化)
当用人造手指对键的中心部分和角落进行按压时操作负载的变化通过以下方式获得。首先，通过用代表手指垫的人造手指来将负载施加到键的中心部分和角落(外周端)以获取电容相对于该负载的变化。其结果示出在图32A中。使用具有扁平末端的圆柱形杆状体作为人造手指，其末端的直径设定为6mm。接下来，用于确定键输入操作的阈值(电容变化)应为-6.6％，然后以该阈值为基准，在键的中心部分和角落内获得键输入操作所要求的操作负载。接下来，当用人造手指将负载施加到键的中心部分和角落时，操作负载的变化通过用所获得的操作负载来获得。其结果示出在表格1中。
(当用人造手指对键的中心部分和角落进行按压时操作负载的变化)
当用人造手指对键的中心部分和角落进行按压时操作负载的变化通过以下方式获得。首先，通过用代表指甲末端的人造指甲来将负载施加到键的中心部分和角落(外周端)以获得相对于该负载的电容变化。其结果示出在图32B中。使用具有尖末端的细长杆状体作为人造指甲，且其末端的曲率半径R设定为1.5mm。接下来，当用人造指甲将负载施加到键的中心部分或角落时操作负载变化的获得与通过人造指甲的操作负载变化获得的情况一样。其结果示出在表格1中。
表格1示出参考示例1中传感器的操作负载的变化的评估结果。
[表格1]
上述评价结果可以理解如下。
使用人造指甲将负载施加到键外周端的情况下，电容的绝对变化小于使用人造手指(参照图32A和32B中的范围(1))将负载施加到键外周端的电容绝对变化。
使用人造指甲将负载施加到键外周端的情况下，电容变化(倾斜度)小于使用人造手指(参照图32A和32B中的倾斜度(2))将负载施加到键外周端的电容变化。
使用人造指甲将负载施加到键外周端的情况下，饱和电容的变化小于使用人造手指(参照图32A和32B中的范围(3))将负载施加到键外周端的饱和电容的变化。
<ii.传感器仿真研究(1)>
(测试示例1-1)
首先，通过压力仿真(有限元法)获得当以人造手指作为操作器将负载施加到键中心部分时REF电极层的移位分布。
图33A示出用作压力仿真模型的传感器的操作表面的外部视图。图33B示出用作压力仿真模型的传感器的构造。表格2示出压力仿真的设定情况。
[表格2]
衬垫厚度[mm] 0.2
衬垫杨氏模量[GPa] 1
键顶厚度[mm] 0.05
键顶杨氏模量[GPa] 7
粘结材料厚度[mm] 0.025
粘结材料杨氏模量[GPa] 0.4
PET压纹层厚度[mm] 0.05
PET压纹层杨氏模量[Gpa] 4.45
传感器的构造 参照图33A和33B
PET基材杨氏模量[Gpa] 4.45
人造手指形状 圆柱形φ6×h4mm(末端R90)
人造指甲材料和硬度 硅胶硬度60
人造指甲 半球体R1.5mm
人造指甲杨氏模量[GPa] 70
计算面积 70
接下来，通过电场仿真(有限元法)获得当REF电极层平行接近传感器层时相对于REF电极层位移的电容变化。图34A示出测试示例1-1中用作电场仿真模型的传感器的构造。图34B示出测试示例1-1中用作电场仿真模型的传感器的传感器单元的构造。
表格3示出电场仿真的设定情况。
[表格3]
绝缘层的相对电容率 3.7
绝缘层厚度[mm] 0.02
PET基材的相对电容率 3.2
PET基材厚度[mm] 0.188
第一和第二电极元件的厚度[mm] 0.01
第一和第二电极元件的宽度[mm] 0.275
REF电极层间隙[mm] 0至0.42
第一和第二电极元件按以下方式设置。电容性耦合的第一和第二电极元件之间的间隙宽度从传感器单元的中心部分到其外周端为恒定的(0.225mm)。也就是说，第一和第二电极元件被设置成使得电容器的密度从传感器单元的中心部分到其外周端为恒定的。
接下来，通过合成上述压力仿真和电场仿真的结果，获得用人造手指将操作负载施加到键中心部分时的电容变化。其结果示出在图35A中。
(测试示例1-2)
用人造手指将操作负载施加到键外端时的电容变化的获得与测试示例1-1中一样，除了用人造手指施加的负载的位置变成了键外周端。其结果示出在图35A中。
(测试示例1-3)
用人造指甲将操作负载施加到键中心部分时的电容变化的获得与测试示例1-1中一样，除了操作器变成了人造指甲。其结果示出在图35A中。同时，作为人造指甲，应为具有半球形的操作器，其末端的曲率半径为1.5mm，杨氏模量为70GPa。
(测试示例1-4)
用人造指甲将操作负载施加到键外周端时的电容变化的获得与测试示例1-2中一样，除了操作器变成了人造指甲。其结果示出在图35A中。
(测试示例2-1至2-4)
用人造指甲将操作负载施加到键中心部分时的电容变化的获得与测试示例1-1至1-4中一样，除了第一和第二电极元件被按一下方式进行设置。省略了测试示例1-1至1-4中的第一和第二电极元件的一部分，使得电容性耦合的第一和第二电极元件的密度从创拿起单元的中心部分开始朝向其外周端上升。也就是说，第一和第二电极元件被设置成使得电容器的密度从传感器单元的中心部分到其外周端上升。
(测试示例3-1至3-4)
用人造手指或人造指甲将操作负载施加到键中心部分时的电容变化的获得与测试示例1-1至1-4中一样，除了第一和第二电极元件被按一下方式进行设置。第一和第二电极元件设置成使得第一和第二电极元件之间在传感器单元的外周端的间隙宽度小于在传感器单元的中心部分的间隙宽度。也就是说，第一和第二电极元件设置成使得传感器单元外周端上的电容器的密度和灵敏度高于传感器单元的中心部分的电容器的密度和灵敏度。同时，第一和第二电极元件之间的间隙宽度从传感器单元的中心部分开始朝向其外周端按0.575mm、0.375mm、0.275mm三个阶段变小。
表格4示出测试示例1-1至1-4的仿真结果。
[表格4]
表格5示出测试示例2-1至2-4的仿真结果。
[表格5]
表格6示出测试示例3-1至3-4的仿真结果。
[表格6]
表格7示出测试示例1-1至1-4、2-1至2-4、以及3-1至3-4的操作负载变化。
[表格7]
上述仿真结果可以理解如下。
在电容器的布置间隙从传感器单元的中心部分开始朝向其外周端越来越窄的情况下，相比于电容器的布置间隙从传感器单元的中心部分至其外周端为恒定的的情况，操作负载的变化可能减小。
在电容器的布置间隙从传感器单元的中心部分开始朝向其外周端越来越窄而电容器的灵敏度上升的情况下，相比于电容器的布置间隙从传感器单元的中心部分至其外周端越来越窄的情况，操作负载的变化可能减小。
在电容器的布置间隙从传感器单元的中心部分开始朝向其外周端越来越窄的情况下，相比于电容器的布置间隙从传感器单元的中心部分至其外周端为恒定的的情况，可以获得下列优点。也就是说，(a)当用人造指甲将操作负载施加到键的外周端时电容的绝对变化可变得更大(参照图35A和35B中的范围(1))。
在电容器的布置间隙从传感器单元的中心部分开始朝向其外周端越来越窄而电容器的灵敏度上升的情况下，相比于电容器的布置间隙从传感器单元的中心部分至其外周端为恒定的的情况，可以获得下列有点。也就是说，(a)当用人造指甲将操作负载施加到键的外周端时电容的绝对变化可变得更大(参照图35A和35C中的范围(1))。(b)在使用人造指甲将操作负载施加到键的外周端的情况中,有可能使相对于该负载的电容(倾斜度)的变化变大。(参照图35A和35C中的范围(2))。(c)在使用人造指甲将操作负载施加到键的外周端的情况中,有可能使电容变化饱和的负载变大。(参照图35A和35C中的范围(3))。
<iii.传感器仿真研究(2)>
(测试示例4-1至4-4)
当REF电极层平行接近传感器层时相对于REF电极层位移的电容变化的获得与测试示例1-1中的电场仿真的一样，除了绝缘层的相对电容率变成2和5或者绝缘层的厚度变成0.02mm和0.08mm。接下来，通过使用其结果来获得完全按压REF电极层时的电容变化。其结果示出在图36A中。此外，获得了结束按压REF电极层时的电容变化与开始按压REF电极层时的电容变化的比率。其结果示出在图36B中。
同时，“当完全按压REF电极层时的电容变化”旨在意指通过从“REF电极层起始位置的电容”中减去“REF电极层撞击底部的位置处的电容”而获得的值。此外，“当开始按压REF电极层时的电容变化”旨在意指通过从“REF电极层的其实位置处的电容”中减去“REF电极层从其实位置被按压100μm时的位置处的电容”而获得的值，并且“结束按压REF电极层时的电容变化”旨在意指通过从“REF电极层被按压预定量的位置处的电容”中减去“REF电极层又被按压100μm而从REF被按压预定量的位置处到REF电极层撞击底部的位置处的电容”而获得的值。
(测试示例5-1至5-4)
当REF电极层平行接近传感器层时相对于REF电极层位移的电容变化的获得与测试示例1-1中的电场仿真的一样，除了基材的相对电容率变成2和5或者基材的厚度变成0.1mm和0.188mm。接下来，通过使用其中的结果来获得完全按压REF电极层时的电容变化。其结果示出在图36A中。此外，获得了结束按压REF电极层时的电容变化与开始按压REF电极层时的电容变化的比率。其结果示出在图36B中。
(测试示例6-1至6-6)
当REF电极层平行接近传感器层时相对于REF电极层位移的电容变化的获得与测试示例1-1中的电场仿真的一样，除了第一和第二电极元件的厚度变成0.05mm和0.02mm、第一和第二电极元件的宽度变成0.25mm和0.5mm、或者第一和第二电极元件之间的间隙宽度变成0.25mm和0.5mm。接下来，通过使用其中的结果来获得完全按压REF电极层时的电容变化。其结果示出在图36A中。此外，获得了结束按压REF电极层时的电容变化与开始按压REF电极层时的电容变化的比率。其结果示出在图36B中。
上述仿真结果可以理解如下。
可以通过改变绝缘层的电容率、绝缘层的厚度、基材的电容率、基材的厚度、第一和第二电极元件的厚度、第一和第二电极元件的宽度、或者第一和第二电极元件之间的间隙宽度来改变电容变化。特别地，第一和第二电极元件的宽度或第一和第二电极元件之间的间隙宽度的变化特别地影响了电容的变化。
因此，可以通过改变绝缘层的电容率、绝缘层的厚度、基材的电容率、基材的厚度、第一和第二电极元件的厚度、第一和第二电极元件的宽度、或者第一和第二电极元件之间的间隙宽度来对传感器单元赋予灵敏度分布。
尽管上面详细描述了本技术的第一至第七实施例，但是本技术并不限于上述的第一至第七实施例，且可能有基于本技术之技术思想的各种变型。
例如，在上述第一至第七实施例中描述了的构造、方法、工序、形状、材料、数值等仅是作为示例，而不同于上面所述的那些的构造、方法、工序、形状、材料、数值在有需要时也可以使用。
此外，上述第一至第七实施例中的构造、方法、工序、形状、材料、数值等可以在本技术的主旨之内互相组合。
尽管在第一至第七实施例中描述了传感器设置有单层结构层的情况作为示例，但是该传感器也可以设置有两层或更多层的多层结构的结构层。
尽管第一至第七实施例中描述了一个结构体设置在一个键的正下方作为示例，但是两个或多个结构体设置在一个键的正下方也是可以的。
尽管第一至第七实施例中描述了多个第一电极和多个第二电极被设置在基材的相同表面作为示例，但是传感器的构造并不受限于此示例。在垂直于传感器表面的方向上交替设置多个第一电极和多个第二电极就足够了；它们不一定须得设置在如上所述的相同表面上。因此，也可以采用将多个第一电极和多个第二电极设置在不同表面上以在传感器层的厚度方向上移位的构造。
尽管第一至第七实施例中描述了REF电极层设置在传感器层的两侧，但也可以省略设置在传感器层后表面侧的REF电极层。在这种情况下，优选的是将REF电极层设置在其上设置有传感器的输入装置上，或者电子装置上并将传感器设置在REF电极层上。
尽管第一至第七实施例中描述了本技术被应用至键盘作为示例，但是本技术对于压敏触摸面板也是可用的。在这种情况下，可以提高触摸面板的坐标精度。
尽管第一至第七实施例中描述了本技术被应用至包括多个键的传感器作为示例，但是本技术对于包括一个键的传感器也是可用的。
尽管在第一至第七实施例中描述了通过传感器层的物理构造调节灵敏度分布的示例，但是也可以通过控制器IC的处理来调节灵敏度分布。还可以同时通过传感器层的物理构造和控制器IC的处理来调节灵敏度分布。
本技术也可以采用下列构造。
(1)
一种传感器，包括：
导体层；
包括传感器单元的传感器层；以及
分离层，其将导体层和传感器层分隔开，其中
传感器单元由交替设置的第一和第二电极元件组成，并且
传感器单元的端部的灵敏度高于传感器单元的中心部分的灵敏度。
(2)
根据(1)所述的传感器，其中
传感器单元端部的第一和第二电极元件之间的间隙宽度小于传感器单元的中心部分的第一和第二电极元件之间的间隙宽度。
(3)
根据(1)或(2)所述的传感器，其中
传感器单元端部的第一和第二电极元件的宽度小于传感器单元的中心部分的第一和第二电极元件的宽度。
(4)
根据(1)至(3)所述的传感器，其中
传感器单元的端部的厚度大于传感器单元的中心部分的厚度。
(5)
根据(1)至(4)所述的传感器，其中
传感器单元端部的第一和第二电极元件的厚度大于传感器单元的中心部分的第一和第二电极元件的厚度。
(6)
根据(1)至(5)所述的传感器，其中
传感器单元的端部的电容率大于传感器单元的中心部分的电容率。
(7)
根据(1)至(6)所述的传感器，其中
传感器单元的周缘位于按压单元的周缘之外。
(8)
根据(1)至(7)所述的传感器，其中
传感器单元端部的第一和第二电极元件的密度高于传感器单元的中心部分的第一和第二电极元件的密度。
(9)
根据(1)至(8)所述的传感器，其中
第一和第二电极元件具有同心形状或螺旋形状。
(10)
根据(1)至(8)所述的传感器，其中
第一和第二电极元件具有同心的梳状形状。
(11)
根据(10)所述的传感器，其中
传感器单元端部的第一和第二电极元件的长度长于传感器单元的中心部分的第一和第二电极元件的长度。
(12)
根据(1)至(11)所述的传感器，其中
传感器单元的灵敏度从传感器单元的中心部分开始朝向传感器单元的端部逐步上升。
(13)
根据(1)至(12)所述的传感器，其中
传感器单元的角落具有传感器单元中最高的灵敏度。
(14)
根据(1)至(13)所述的传感器，其中
分离层包括设置成对应于传感器单元的结构体。
(15)
根据(14)所述的传感器，其中
分离层设置有凹凸层，该凹凸层包括凸部，并且
结构体由该凸部组成。
(16)
根据(14)所述的传感器，其中
分隔层设置有凹凸层，该凹凸层包括凸部和设置在该凸部的顶点上的按压体，并且
该结构体由凸部和按压体组成。
(17)
根据(15)或(16)所述的传感器，其中
凹凸层为压纹膜。
(18)
一种输入装置，包括
导体层；
包括传感器单元的传感器层；以及
分离层，其将导体层和传感器层分隔开，其中
传感器单元由交替设置的第一和第二电极元件组成，并且
传感器单元的端部的灵敏度高于传感器中心部分的灵敏度。
(19)
一种键盘，包括
导体层；
包括传感器单元的传感器层；
分离层，其将导体层和传感器层分隔开；以及
设置为对应于传感器单元的键，其中
传感器单元由交替设置的第一和第二电极元件组成，并且
传感器单元的端部的灵敏度高于传感器中心部分的灵敏度。
(20)
一种电子装置，包括
传感器；和电子装置主体，其中
该传感器设置有：
导体层；
包括传感器单元的传感器层；以及
分离层，其将导体层和传感器层分隔开，
传感器单元由交替设置的第一和第二电极元件组成，并且
传感器单元的端部的灵敏度高于传感器中心部分的灵敏度。
参考符号列表
10 电子装置
11 输入装置
12 主机
13 显示装置
14 控制器IC
20 传感器
21、25 参考电极层
22 传感器层
22s 传感器单元
23 中间层
24 结构层
26 键顶层
30 压纹层
31 结构体
32 凸部
33 按压体
41 基材
42 第一电极
42a 第一电极元件
43 第二电极
43a 第二电极元件
44 绝缘层。

Claims (20)

1.一种传感器，包括：
导体层；
包括传感器单元的传感器层；以及
分离层，其将所述导体层和所述传感器层分隔开，其中
所述传感器单元由交替设置的第一和第二电极元件组成，并且
所述传感器单元的端部的灵敏度高于所述传感器单元的中心部分的灵敏度。
2.根据权利要求1所述的传感器，其中
所述传感器单元的所述端部的所述第一和第二电极元件之间的间隙宽度小于所述传感器单元的所述中心部分的所述第一和第二电极元件之间的间隙宽度。
3.根据权利要求1所述的传感器，其中
所述传感器单元的所述端部的所述第一和第二电极元件的宽度小于所述传感器单元的所述中心部分的所述第一和第二电极元件的宽度。
4.根据权利要求1所述的传感器，其中
所述传感器单元的所述端部的厚度大于所述传感器单元的所述中心部分的厚度。
5.根据权利要求1所述的传感器，其中
所述传感器单元的所述端部的所述第一和第二电极元件的厚度大于所述传感器单元的所述中心部分的所述第一和第二电极元件的厚度。
6.根据权利要求1所述的传感器，其中
所述传感器单元的所述端部的电容率大于所述传感器单元的所述中心部分的电容率。
7.根据权利要求1所述的传感器，其中
所述传感器单元的周缘位于按压单元的周缘之外。
8.根据权利要求1所述的传感器，其中
所述传感器单元的所述端部的所述第一和第二电极元件的密度高于所述传感器单元的所述中心部分的所述第一和第二电极元件的密度。
9.根据权利要求1所述的传感器，其中
所述第一和第二电极元件具有同心形状或螺旋形状。
10.根据权利要求1所述的传感器，其中
所述第一和第二电极元件具有梳状形状。
11.根据权利要求10所述的传感器，其中
所述传感器单元的所述端部的所述第一和第二电极元件的长度长于所述传感器单元的所述中心部分的所述第一和第二电极元件的长度。
12.根据权利要求1所述的传感器，其中
所述传感器单元的灵敏度从所述传感器单元的所述中心部分开始朝向所述传感器单元的所述端部逐步上升。
13.根据权利要求1所述的传感器，其中
所述传感器单元的角落具有所述传感器单元中最高的灵敏度。
14.根据权利要求1所述的传感器，其中
所述分离层包括设置成对应于所述传感器单元的结构体。
15.根据权利要求14所述的传感器，其中
所述分离层设置有凹凸层，所述凹凸层包括凸部，并且
所述结构体由所述凸部组成。
16.根据权利要求14所述的传感器，其中
所述分隔层设置有凹凸层，所述凹凸层包括凸部和设置在所述凸部的顶点上的按压体，并且
所述结构体由所述凸部和所述按压体组成。
17.根据权利要求15所述的传感器，其中
所述凹凸层为压纹膜。
18.一种输入装置，包括
导体层；
包括传感器单元的传感器层；以及
分离层，其将所述导体层和所述传感器层分隔开，其中
所述传感器单元由交替设置的第一和第二电极元件组成，并且
所述传感器单元的端部的灵敏度高于所述传感器单元的中心部分的灵敏度。
19.一种键盘，包括
导体层；
包括传感器单元的传感器层；
分离层，其将导体层和传感器层分隔开；以及
设置为对应于所述传感器单元的键，其中
所述传感器单元由交替设置的第一和第二电极元件组成，并且
所述传感器单元的端部的灵敏度高于所述传感器单元的中心部分的灵敏度。
20.一种电子装置，包括
传感器；和电子装置主体，其中
所述传感器设置有：
导体层；
包括传感器单元的传感器层；以及
分离层，其将所述导体层和所述传感器层分隔开，
所述传感器单元由交替设置的第一和第二电极元件组成，并且
所述传感器单元的端部的灵敏度高于所述传感器单元的中心部分的灵敏度。
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