CN109416601A - 电容式三维传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电容式三维传感器，其为检测平面XY方向及深度Z方向的输入的电容式三维传感器(1)，具备：导光单元(U)，其具有沿着深度Z方向的侧面(50a)及操作面(T)，侧面(50a)设置有入射来自光源(60)的光的入射部，操作面(T)设置有射出所述光的射出部；片状的XY电极体(40)，其检测平面XY方向的输入；易变形体(30)，其具有片状的弹性体(32)；以及片状的Z电极体(20)，其检测深度Z方向的输入，导光单元(U)具备：任意设置的装饰片、以及对从所述侧面入射的所述光进行导光并朝向所述射出部进行射出的导光片(50)，导光片(50)的抗弯刚度D1与所述装饰片的抗弯刚度D2的合计小于256。

Description

电容式三维传感器

技术领域

本发明涉及从内部照亮操作面的电容式三维传感器。本申请基在2016年7月5日在日本申请的特愿2016－133451号主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

虽然作为触摸传感器使用的电容式传感器检测二维方向(X方向及Y方向)的电容的变化是主流的，但近年来，提出了检测三维方向(X方向、Y方向及Z方向)的电容的变化的电容式传感器(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－91149号公报

发明内容

发明所要解决的问题

出于提高触摸传感器的操作面的视觉辨认性、操作性、装饰性等目的，要求在传感器装置的内部配置LED等光源，从内部朝向外部照亮操作面。然而，在将光源配置在传感器装置的底部的情况下，在光源与配置在其上方的操作面之间隔有三层以上的对X、Y、Z各方向进行传感检测的电极片等，因此存在从光源到达操作面的光的亮度(光量)下降的问题。

本发明的目的在于，提供一种能够无损触摸传感器的灵敏度地从装置内部以高亮度照亮触摸传感器的操作面的电容式三维传感器。

用于解决问题的手段

[1]一种电容式三维传感器，为检测平面XY方向及深度Z方向的输入的电容式三维传感器，具备：导光单元，其具有沿着所述深度Z方向的侧面及进行所述输入的操作面，所述侧面设置有入射来自光源的光的入射部，所述操作面设置有射出所述光的射出部；片状的XY电极体，其检测所述平面XY方向的输入；易变形体，其具有片状的弹性体；以及片状的Z电极体，其检测所述深度Z方向的输入，所述导光单元、所述XY电极体、所述易变形体及所述Z电极体按此顺序配置为在所述深度Z方向上观察时重叠，所述导光单元具备：任意设置的装饰片、以及对从所述侧面入射的所述光进行导光并朝向所述射出部进行射出的导光片，所述装饰片及所述导光片按此顺序配置为在所述深度Z方向上观察时重叠，由下述式(1)计算出的所述导光片的抗弯刚度D1与由下述式(2)计算出的所述装饰片的抗弯刚度D2的合计小于256：

式(1)…D1＝(E1)×(h1)³÷[12×{1－(ν1)²}]，

式(2)…D2＝(E2)×(h2)³÷[12×{1－(ν2)²}]，

式中，D1、E1、h1及ν1分别表示所述导光片的抗弯刚度(单位：N·mm)、弯曲模量(单位：N/mm²)、厚度(单位：mm)及泊松比；D2、E2、h2及ν2分别表示所述装饰片的抗弯刚度(单位：N·mm)、弯曲模量(单位：N/mm²)、厚度(单位：mm)及泊松比。

[2]如[1]所述的电容式三维传感器，其中，所述导光片的厚度为0.1mm以上且0.7mm以下。

[3]如[1]或[2]所述的电容式三维传感器，其中，所述装饰片的厚度为0.1mm以上且0.7mm以下。

[4]如[1]至[3]中任一项所述的电容式三维传感器，其中，所述导光片的厚度与所述装饰片的厚度的合计为0.1mm以上且0.7mm以下。

[5]如[1]至[4]中任一项所述的电容式三维传感器，其中，所述装饰片通过压敏粘着剂贴合于所述导光片的表面。

[6]如[1]至[5]中任一项所述的电容式三维传感器，其中，所述导光片及所述装饰片为分别独立地由树脂材料形成的树脂片。

在所述导光单元中，有无所述装饰片均可。在不具备所述装饰片的情况下，所述式(2)中的厚度h2视为0，所述装饰片的抗弯刚度D2为0。

发明效果

根据本发明的电容式三维传感器，由于将导光单元配置在操作面的正下方，因此能够使从射出部射出的光的亮度(光量)多于现有技术。由此，能够提高操作面的视觉辨认性、操作性、装饰性等。

另外，由于构成导光单元的导光片及装饰片的刚性适度，因此被触摸的操作面易于向Z方向适度凹陷，能够高灵敏度地检测出相对于Z方向的输入(按压力)。

附图说明

图1为本发明所涉及的第一实施方式的电容式三维传感器1的截面的分解图。

图2为本发明所涉及的第一实施方式的电容式三维传感器1的俯视图。

图3为本发明所涉及的第二实施方式的电容式三维传感器2的截面的分解图。

图4为本发明所涉及的第三实施方式的电容式三维传感器3的截面的分解图。

图5为表示本发明所涉及的电容式三维传感器1、2、3的导光单元U的截面以及用两根手指同时按压该片的前表面后的状况的示意图。

图6为实施例1的测量结果，是以表示Z灵敏度的△C为纵轴且以抗弯刚度D1为横轴的分布图。

图7为实施例1的测量结果，是以表示Z灵敏度的△C的分散率为纵轴且以抗弯刚度D1为横轴的分布图。

图8为表示对在针对实施例1中制作出的三维传感器的操作面同时按压两个位置的情况下能否分开检测各个按压进行了调查的结果的图。

具体实施方式

《第一实施方式》

参照附图，对本发明的电容式三维传感器(以下，简称为“三维传感器”)的第一实施方式进行说明。

在以下的所有附图中，各构成要素的厚度、尺寸的比率不一定与实际的比率一致，为了易于观察而对附图适当进行了调整。

图1为第一实施方式的三维传感器1的截面的分解图，图2为三维传感器1的俯视图。在图2的G－G线处切断的截面为图1的截面。

图1中，纸面的右手方向为X方向，纸面的下方向为Z方向，与X方向及Z方向垂直的纸面的近前方向为Y方向。

图2中，纸面的右手方向为X方向，纸面的下方向为Y方向，与X方向及Y方向垂直的纸面的深度方向为Z方向。

图1～2所示的三维传感器1为，检测平面XY方向及深度Z方向的输入的电容式三维传感器，具备：导光单元U，其具有沿着所述深度Z方向的侧面以及进行所述输入的操作面T，所述侧面设置有入射来自光源60的光的入射部LI，所述操作面T设置有射出所述光的射出部LO；片状的XY电极体40，其检测所述平面XY方向的输入；易变形体30，其具有片状的弹性体32；以及片状的Z电极体20，其检测所述深度Z方向的输入。

在沿深度Z方向(传感器的厚度方向)观察三维传感器1时，导光单元U、XY电极体40、易变形体30及Z电极体20以按此顺序重叠的方式，层叠于支承构件11的前表面11a。在该层叠体的附近，在支承构件11的前表面11a设置有LED等光源60。

本说明书中，将导光单元U侧称为“前侧”或“前表面侧(表侧)”，将支承构件11侧称为“里侧”或“背面侧”。

如图1所示，三维传感器1的导光单元U由导光片50构成。导光片50(导光单元U)与XY电极体40通过粘合层84接合。导光片50的靠近光源60的一侧的侧面50a与光源60的光射出部对置配置，构成了入射来自光源60的光的入射部LI。通过该配置，从光源60照射的光从入射部LI入射至导光片50内，并在片内传播。出于使光源60的光高效地入射至入射部LI的目的，也可以使光源60与入射部LI紧贴。对由透明构件构成的导光片50的前表面50b的一部分实施印刷，并通过印刷的浓淡来调整透明度，从而设置有形成为透明的射出部LO及形成为不透明的遮光部LB。在导光片50传播的光从前表面50b的射出部LO射出。

本说明书中，所谓“透明”，是指按照JISK7105测量出的光线透过率为50％以上的含义。另外，所谓“不透明”，是指上述光线透过率小于50％的含义。

如图2所示，在导光片50的前表面50b所构成的操作面T形成有：通过全面涂布的印刷而遮光的遮光部LB；以及以该遮光部LB为背景去除印刷而形成为透明的矩形及十字形的射出部LO。上述的矩形与使手指或触控笔等接触的输入区域相对应。由于输入区域的外侧被搭载三维传感器1的装置的壳体框包围，因此在从上方观察的情况下，光源60被该壳体框隐藏。具备多个光源60，导光片50配置在各光源60彼此之间，并包围各光源60的3个方向。通过该配置，导光片50的侧面50a所构成的入射部LI包围各光源60的3个方向，并与各光源60的光射出部对置配置。入射部LI的侧面50a以山谷状的锯片的方式形成，将入射的光向导光片50的内部分散。

虽然在图2的例子中，入射部LI包围3个方向，但也可以采用仅一个方向对置配置的结构，即，导光片50的侧面50a为直线状。另外，出于不使光源60的光朝向入射部LI以外的上方及侧方漏出的目的，也可以利用导光片50或其他构件覆盖光源60的上方及侧方。

另外，虽然在图2的例子中，通过射出部LO描绘了矩形及十字形，但是并不限定于矩形或十字形，能够替换为任意的图案、文字等。

形成于导光片50的前表面50b(操作面T)的射出部LO只要是能够透过光的区域，则其结构并无特别限定，例如，由前表面50b上通过印刷等而形成的不透明区域之外的光透过区域形成。

光源60只要为能够使光入射至导光片50的侧面50a的发光体则并无特别限定，例如，可举出发光二极管(LED)、冷阴极管等。

[三维传感器的层叠构造]

支承构件11与Z电极体20通过使用了粘着剂的粘合层81而贴合。Z电极体20与易变形体30通过由粘着剂构成的粘合层82而贴合。易变形体30与XY电极体40通过硅橡胶片33而贴合。XY电极体40与导光片50通过使用了粘着剂的粘合层84而贴合。

以下，从支承构件11侧起依次对各结构的详细情况进行说明。

[支承构件]

三维传感器1的支承构件11具备基板和形成于该基板的前表面的屏蔽层(未图示)。基板的构成材料并无特别限定，例如，可举出环氧纸基板、环氧玻璃基板、酚醛纸基板、金属板等。屏蔽层为金属层，例如由铜、铝、银等构成。屏蔽层不具有图案，是全面涂布的金属层。作为具备基板及屏蔽层的支承构件11，可使用例如印刷基板。在支承构件11为金属板的情况下，由于金属板本身作为屏蔽层而发挥功能，因此也可以不具有另行设置的屏蔽层。

支承构件11的厚度优选为，能够在构造上支承设置于支承构件11的前表面11a的光源60和电极体的厚度，例如，能够设为0.1～10mm左右。

支承构件11的形状不限定于板状，只要为能够支承其他的构成构件的形状，则能够采用任意的形状，可举出例如沿单轴方向弯曲的曲面状等。

[Z电极体]

Z电极体20为检测Z方向的输入的电极体，是具有第三基材片21、图案状的导电膜22以及绝缘膜23的电极片，其中，导电膜22形成在第三基材片21的前表面，绝缘膜23覆盖第三基材片21及导电膜22的前表面。

本说明书中，导电膜的“导电”，是指电阻值小于1MΩ优选为小于0.1MΩ，绝缘膜的“绝缘”，是指电阻值为1MΩ以上优选为10MΩ以上。

作为第三基材片21的构成材料，例如，可举出塑料薄膜、玻璃板等。作为构成塑料薄膜的树脂，能够使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、三乙酰纤维素、环状聚烯烃、丙烯酸树脂等。在它们当中，由于耐热性及尺寸稳定性高且成本低，因此聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯为优选。

作为第三基材片21的厚度，可举出例如10～100μm。

第三基材片21既可以为透明，也可以为不透明。

作为导电膜22，例如，可举出由含有金颗粒、银颗粒、铜颗粒、镍颗粒、铝颗粒、铬颗粒、锡掺杂氧化铟等的导电性膏形成的膜；含有聚噻吩等导电性高分子的膜；含有金或银等的金属纳米线的膜；含有碳纳米纤维、碳纳米芽、炭黑、碳纳米管、石墨烯等导电性碳材料的膜；金、银、锡掺杂氧化铟等的金属蒸镀膜等。

也可以对导电膜22的表面实施等离子体处理、紫外线照射处理、电晕处理、准分子光处理等各种表面处理。若对导电膜22实施了表面处理，则导电膜22与绝缘膜23之间的紧贴性提高，接触电阻降低。

作为导电膜22的厚度，可举出例如0.01μm～25μm左右。

导电膜22的图案形状应用能检测Z方向的输入的公知的图案，例如，可举出如专利文献1所记载的那样，以任意的间距配置有矩形或线形的导电部的图案。

用于将通过导电膜22的图案检测出的信号输出至外部的引绕布线、外部连接端子等布线也形成在第三基材片21上。

绝缘膜23为由绝缘性树脂构成的膜，能够提高相对于粘合层82及易变形体30的紧贴性，防止导电膜22、所述布线的氧化。

作为绝缘性树脂，例如，可举出热固化型树脂、可见光固化型树脂、电子束固化型树脂或紫外线固化型树脂。其中，从固化时的热收缩小的观点出发，紫外线固化型树脂为优选。

作为绝缘膜23的厚度，可举出例如0.5～50μm左右。

也可以取代上述的结构，应用挠性低的所谓的刚性基板作为第三基材片21。作为刚性基板，例如，可举出玻璃环氧基板、纸环氧基板、纸酚醛基板等。作为刚性基板上的导电膜，可举出贴合有铜箔等金属箔的结构。

另外，也可以将支承构件11的基板用作第三基材片21，并在所述基板的前表面形成导电膜22、绝缘膜23，从而将支承构件11与Z电极体20一体化。该情况下，也可以将屏蔽层设置于所述基板的背面。

[易变形体]

易变形体30为在导光片50的前表面50b所构成的操作面T的一部分向支承构件11侧被按压(压缩)时能够弹性变形的片，具备：弹性体用基材片31；设置于弹性体用基材片31的前表面的片状的弹性体32；以及使弹性体32与XY电极体40粘合的硅橡胶片33。

作为弹性体用基材片31，例如，能够应用与Z电极体20的第三基材片21相同的片。就弹性体用基材片31和第三基材片21而言，其材料及厚度既可以彼此相同，也可以不同。

作为弹性体用基材片31的厚度，可举出例如10～100μm。

弹性体32为由弹性材料构成的片，在其表面设置有大量的突起状的弹性分隔件32a。各弹性分隔件32a设置为其顶面朝向XY电极体40侧(前表面侧)。另外，多个弹性分隔件32a均匀地分散配置于弹性体32的整个前表面。因此，当俯视弹性体32的前表面时，可以看到弹性分隔件32a的顶面均匀地分散于一个面的点图案(圆点图案)。

作为弹性分隔件32a的顶面的形状，例如，可举出圆形、椭圆形、矩形、其他的多边形等。

将弹性体32的厚度设为1cm进行测量时的肖氏(Shore)A硬度优选为85以下。若上述肖氏A硬度为85以下，则能够在被按压时容易地弹性变形。但是，如果过软，则弹性变形后的恢复变慢，因此上述的肖氏A硬度优选为10以上。

三维传感器1中，在导光单元U的操作面T未被按压的情况下，XY电极体40与Z电极体20的间隔被易变形体30支承，保持为以易变形体30的厚度分离。

另一方面，当向支承构件11侧按压导光单元U的操作面T时，在被按压的局部，弹性体32尤其是弹性分隔件32a以被压扁的方式变形，从而XY电极体40与Z电极体20的分离距离局部地缩短。由此，Z方向的输入(位置变化)作为Z电极体20的电容的变化而被检测出。

作为构成弹性体32的弹性材料，可举出聚氨酯橡胶、异戊二烯橡胶、乙丙橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、硅橡胶等热固化性弹性体；聚氨酯类、酯类、苯乙烯类、烯烃类、丁二烯类或氟类等热可塑性弹性体；或者它们的复合物等。作为弹性体32的构成材料，优选为对于反复的按压的尺寸变化小即压缩永久变形小的硅橡胶。

弹性分隔件32a的高度优选为30μm且以上150μm以下，更优选为40μm以上且100μm以下。如果弹性分隔件32a的高度为上述下限值以上，则在按压导光单元U的操作面T时，XY电极体40会变得更容易挠曲，从而能够确保充分的位移量。如果在所述上限值以下，则会提高非按压时的保持力，从而能够抑制对Z方向的输入进行检测的灵敏度的降低。

作为弹性体32的表面上的多个弹性分隔件32a的排列，例如，可举出60度交错状、垂直交错状、并列状、格子状的排列。

相邻的弹性分隔件彼此之间的间距优选为0.1mm以上且2.0mm以下，更优选为0.1mm以上且1.0mm以下。如果相邻的弹性分隔件彼此之间的间距为上述下限值以上，则能够在按压导光单元U的操作面T时使XY电极体40更容易挠曲。

易变形体30与XY电极体40通过硅橡胶片33而贴合。硅橡胶的片的表面例如被实施紫外线处理、电晕处理、等离子体处理等易粘合处理。通过该处理，具有牢固的粘合性，因此粘接在XY电极体40的背面及弹性分隔件32a的顶面的硅橡胶片33不会沿平面方向滑动，而成为粘合的状态。

另外，也可以代替硅橡胶片33，通过粘合层来粘着弹性体32与XY电极体40，也可以使用由硅橡胶以外的材料构成的片构件。

[XY电极体]

XY电极体40为在检测X方向及Y方向的输入时所使用的电极体，设置于比易变形体30更靠前表面侧。本实施方式的XY电极体40为将第一电极片40x和第二电极片40y进行了层叠的电极片层叠体。

第一电极片40x具有：第一基材片41；形成于第一基材片41的前表面的图案状的导电膜42；以及覆盖第一基材片41及导电膜42的前表面的绝缘膜43。

作为第一基材片41、导电膜42、绝缘膜43，例如，可举出与Z电极体20的第三基材片21、导电膜22、绝缘膜23相同的构件。

作为第一电极片40x的厚度，可举出例如10μm～100μm。

导电膜42的图案形状应用能检测X方向和Y方向的输入的公知的图案，例如，可举出如专利文献1所记载的那样，以任意的间距配置了矩形或线形的导电部的图案。

在第一基材片41上，与导电膜42的图案一起还形成有用于将通过该图案检测到的信号输出至外部的引绕布线、外部连接端子等布线。

第二电极片40y具有：第二基材片45；形成于第二基材片45的前表面的图案状的导电膜46；以及覆盖第二基材片45及导电膜46的前表面的绝缘膜47。

第二基材片45、导电膜46及绝缘膜47的说明与第一基材片41、导电膜42及绝缘膜43的说明相同，因此省略。

关于构成XY电极体40的第一电极片40x与第二电极片40y，既可以是分别分担检测X方向的输入及Y方向的输入中的任意一者的结构，也可以是双方电极片40x、40y协作来检测X方向的输入及Y方向的输入这两者的结构(例如，一方为发送型，另一方为接收型)。

XY电极体40介于导光单元U(导光片50)与易变形体30之间。在XY电极体40为完全不会挠曲那样的极厚的情况下，即使受到针对导光单元U的操作面T的局部的按压力，也导致易变形体30的整个表面被按压。该情况下，虽然检测到相对于Z方向的输入，但是难以将该输入与XY方向关联而在局部进行检测。

为了上述在局部进行检测，优选XY电极体40也具有能够沿着导光单元U的变形挠曲的柔软度。因此，XY电极体40整体的厚度优选为0.4mm以下，更优选为0.3mm以下，进一步优选为0.25mm以下。XY电极体40整体的厚度的下限值并无特别限定，例如，可举出0.05mm以上。

[导光单元]

本实施方式的导光单元U由导光片50构成，导光片50由片状的透明材料构成。

作为所述透明材料，例如，能够使用透明树脂、玻璃。作为透明树脂，例如，能够使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、三乙酰纤维素、环状聚烯烃、丙烯酸树脂、硅橡胶、聚氨酯橡胶、其他的弹性体等。在它们当中，由于导光性优异，因此聚碳酸酯、丙烯酸树脂或环状聚烯烃为优选。导光片50优选为由透明树脂片构成。

从提高射出的光的亮度的观点出发，导光片50的厚度越厚越为优选，但从容易将在操作面T上向Z方向输入的按压力传递至易变形体30的观点出发，导光片50的厚度越薄越为优选。考虑到上述相反的条件，导光片50的厚度例如优选为0.05mm以上且1mm以下，更优选为0.10mm以上且0.70mm以下，进一步优选为0.10mm以上且0.40mm以下，更进一步优选为0.10mm以上且0.30mm以下，特别优选为0.10mm以上且0.25mm以下，最优选为0.10mm以上且0.20mm以下。

在导光片50由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、三乙酰纤维素、环状聚烯烃或丙烯酸树脂形成的情况下，其厚度优选为处于上述优选的范围。

在导光片50由玻璃形成的情况下，其厚度优选为0.05mm以上且0.35mm以下，更优选为0.05mm以上且0.30mm以下，进一步优选为0.05mm以上且0.25mm以下，更进一步优选为0.05mm以上且0.20mm以下，特别优选为0.05mm以上且0.15mm以下，最优选为0.05mm以上且0.10mm以下。

从可靠地将所述按压力传递至易变形体30，以提高相对于Z方向的输入的检测灵敏度的观点出发，由下述式(1)计算出的导光片50的抗弯刚度D1优选为小于256，更优选为32以下，进一步优选为20以下，特别优选为16以下，最优选为10以下。

抗弯刚度D1的下限值并无特别限定，优选为0.1以上。

式(1)…D1＝(E1)×(h1)³÷[12×{1－(ν1)²}]

式中，D1、E1、h1及ν1分别表示导光片50的抗弯刚度(单位：N·mm)、弯曲模量(单位：N/mm²)、厚度(单位：mm)及泊松比。

按照JISK7171∶2008(ISO178∶2001)的方法，在温度20℃的条件下测量导光片50的弯曲模量(杨氏模量)E1。

作为测量导光片50的厚度h1的方法，例如，可举出千分尺测量、数显卡尺测量、激光位移测量、使用扫描型电子显微镜的截面观察等公知方法。将针对导光片50的任意5个位置进行测量得到的厚度的平均值作为导光片50的厚度h1。

例如，使用非接触的视频引伸计(例如，株式会社DJK的双轴视频引伸计(AVE))，在温度20℃的条件下测量导光片50的泊松比ν1。

通常情况下，导光片的泊松比ν1与构成该导光片的透明材料的普通的物性值并无太大不同，因此可以临时替代使用透明材料的普通的物性值。具体而言，普通的玻璃的泊松比为0.20～0.25左右，普通的热塑性树脂的泊松比为0.20～0.40左右。

一般情况下，测量由于单轴应力而产生的纵向应变ε1和与纵向应变正交的横向应变ε2，并通过{ε2÷ε1×(－1)}这一算式来计算泊松比。虽然横向应变ε2会具有彼此正交的两个方向，但是在本发明中简单地认为与其方向无关而是固定的，即便如此，在实际使用中也没有问题。另外，在分开考虑横向应变的两个方向的情况下，本发明中，采用两个横向应变中的较小一方的值。

在导光片50的前表面50b实施的印刷的厚度与导光片50的厚度相比足够薄(例如为0.01mm以下)，因此印刷基本不会对导光片50的抗弯刚度D1造成影响。

另外，也可以不在导光片50的前表面50b实施印刷，而是在其相反侧的背面实施印刷。本说明书中的“印刷”不仅包括含有颜料、色素的涂膜，还包括不连续的(除射出部以外的)非导电性的金属蒸镀膜。

在代替上述的结构，使操作面T的整个面发光(从整个面射出光)的情况下，无需在导光片50的前表面50b设置通过印刷所形成的遮光部LB。

[粘合层]

作为对构成三维传感器1的各片彼此进行粘合的粘合层81、82、83、84，应用使用了公知的固化型粘合剂(粘合前为液状的粘合剂，固化前基本不显示粘合力)或粘着剂(粘合前为凝胶状的压敏粘合剂，对被按压的被粘物显示粘合性)的粘合层。另外，粘合层也可以为在基材层的两面配置有粘合剂或粘着剂的基材型粘合层。作为基材型粘合层，可举出例如公知的双面胶带。

作为所述粘合剂、粘着剂，例如，可举出丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物等。所述固化型粘合剂既可以为含有在固化时挥发的溶剂的溶剂型，也可以为热熔型。

作为所述固化型粘合剂，例如，优选为聚酯型的热熔粘合剂。

作为所述粘着剂，例如，优选为含有(甲基)丙烯酸树脂的丙烯酸类的粘着剂。

各粘合层81、82、83、84既可以为透明，也可以为不透明。作为各粘合层各自的厚度，可举出例如1μm～75μm。使用了所述粘合剂的粘合层的厚度优选为1μm～20μm。使用了所述粘着剂的粘合层的厚度优选为10μm～75μm。若为上述范围的厚度，则粘合层基本不会对导光片50的抗弯刚度D1造成影响。

各粘合层中的粘合导光片50与XY电极体40的粘合层84优选为使用了粘着剂的粘合层。若粘合层84为使用了粘着剂的粘合层，则导光片50的抗弯刚度D1不会被XY电极体40的刚性影响，从而能够作为从XY电极体40分离的独立体来考虑导光片50的抗弯刚度D1。

《第二实施方式》

图3表示本发明的第二实施方式的三维传感器2的截面的分解图。对于与第一实施方式的三维传感器1相同的构件标记相同的符号，并省略其说明。

本实施方式中，导光单元U由导光片50及装饰片70构成。在导光片50的前表面50b经由粘合层85而粘合了装饰片70。

在本实施方式的导光片50的前表面50b实施字符印刷而形成为遮光部LB，实施了字符印刷的位置以外的前表面50b形成为朝向前侧射出光的射出部。

作为其他的实施方式，也可举出不在前表面50b实施印刷而在背面的任意的位置实施扩散光的扩散印刷的结构。例如，若以图案状实施扩散印刷，则与该图案对应的光由背面反射并从前表面50b射出。

[装饰片]

装饰片70由片状的材料构成，既可以为透明材料，也可以为不透明材料。装饰片70优选为由透明树脂片构成。

在装饰片70由透明材料构成的情况下，其背面面对导光片50的射出部，从导光片50射出的光由装饰片70的背面入射至装饰片70内部。在装饰片70的前表面70b或背面的一部分实施印刷，通过印刷的浓淡来调整透明性，从而设置了形成为透明的射出部LO及形成为不透明的遮光部LB。透射过装饰片70的光从前表面70b的射出部LO射出。

在装饰片70由不透明材料构成的情况下，设置有在其厚度方向上贯通的透光孔，从导光片50的射出部射出的光从装饰片70的背面穿过所述透光孔，从前表面70b的所述透光孔的开口部(射出部)射出。

作为所述透明材料，例如，可举出与构成第一实施方式的三维传感器1中的导光片50的透明材料相同的材料。

作为所述不透明材料，例如，可举出染色后的所述透明材料等。

从提高机械强度的观点出发，装饰片70的厚度越厚越为优选，但从容易将在操作面T上向Z方向输入的按压力传递至易变形体30的观点出发，装饰片70的厚度越薄越为优选。考虑到上述相反的条件，装饰片70的厚度例如优选为0.05mm以上且1mm以下，更优选为0.10mm以上且0.70mm以下，进一步优选为0.10mm以上且0.40mm以下，更进一步优选为0.10mm以上且0.30mm以下，特别优选为0.10mm以上且0.25mm以下，最优选为0.10mm以上且0.20mm以下。

在装饰片70由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、三乙酰纤维素、环状聚烯烃或丙烯酸树脂形成的情况下，其厚度优选为处于上述优选的范围。

在装饰片70由玻璃形成的情况下，其厚度优选为0.05mm以上且0.35mm以下，更优选为0.05mm以上且0.30mm以下，进一步优选为0.05mm以上且0.25mm以下，更进一步优选为0.05mm以上且0.20mm以下，特别优选为0.05mm以上且0.15mm以下，最优选为0.05mm以上且0.10mm以下。

从更容易将所述按压力传递至易变形体30，以提高相对于Z方向的输入的检测灵敏度的观点出发，由下述式(2)计算出的装饰片70的抗弯刚度D2优选为小于256，更优选为32以下，进一步优选为20以下，特别优选为16以下，最优选为10以下。

抗弯刚度D2的下限值并无特别限定，优选为0.1以上。

式(2)…D2＝(E2)×(h2)³÷[12×{1－(ν2)²}]

式中，D2、E2、h2及ν2分别表示装饰片70的抗弯刚度(单位：N·mm)、弯曲模量(单位：N/mm²)、厚度(单位：mm)及泊松比。

作为测量装饰片70的弯曲模量(杨氏模量)E2、厚度h2及泊松比ν2的方法，可举出与前述的测量导光片50的弯曲模量E1、厚度h1及泊松比ν1的方法相同的方法。

通常情况下，装饰片70的泊松比ν2与构成装饰片的材料的普通的物性值并无太大不同，因此可以临时替代使用所述材料的普通的物性值。具体而言，普通的玻璃的泊松比为0.20～0.25左右，普通的热塑性树脂的泊松比为0.20～0.40左右。

由于在装饰片70的前表面70b实施的印刷的厚度与装饰片70的厚度相比足够薄(例如为0.01mm以下)，因此印刷基本不会对装饰片70的抗弯刚度D2造成影响。

另外，也可以不在装饰片70的前表面70b实施印刷，而是在其相反侧的背面实施印刷。

从更可靠将所述按压力传递至易变形体30，进一步提高针对Z方向的输入的检测灵敏度的观点出发，由所述式(1)计算出的导光片50的抗弯刚度D1与由所述式(2)计算出的所述装饰片的抗弯刚度D2的合计优选为小于256，更优选为32以下，进一步优选为20以下，特别优选为16以下，最优选为10以下。

所述合计的下限值并无特别限定，优选为0.1以上。

从更容易地将Z方向的所述按压力传递至易变形体30的观点出发，导光片50与装饰片70的合计厚度例如优选为0.05mm以上且1mm以下，更优选为0.10mm以上且0.70mm以下，进一步优选为0.10mm以上且0.60mm以下，特别优选为0.10mm以上且0.50mm以下。

[粘合层85]

作为对构成三维传感器2的导光片50与装饰片70彼此进行粘合的粘合层85，应用与前述的粘合层81、82、83、84相同的粘合层。

粘合层85优选为透明。作为粘合层85的厚度，可举出例如1μm～75μm。使用了所述粘合剂的粘合层的厚度优选为1μm～20μm。使用了所述粘着剂的粘合层的厚度优选为10μm～75μm。若为上述范围的厚度，则粘合层85基本不会对导光片50及装饰片70的抗弯刚度D1及抗弯刚度D2造成影响。

粘合导光片50与装饰片70的粘合层85优选为使用了粘着剂的粘合层。

若粘合层85为使用了粘着剂的粘合层，则在对操作面T施加了Z方向的按压力时，导光片50与装饰片70的粘着可以移位(构成粘合层85的粘着剂可以移位)，因此导光片50的抗弯刚度D1与装饰片70的抗弯刚度D2不会相互造成影响，从而能够将导光片50的抗弯刚度D1与装饰片70的抗弯刚度D2分开独立地考虑。即，组合装饰片70、粘合层85及导光片50后的抗弯刚度D’成为两片50、70的抗弯刚度的合计(D1+D2)。

另一方面，在粘合层85由固化型粘合剂构成的情况下，在施加了所述按压力时，两片50、70的粘合牢固，因此不会移位。该情况下的组合装饰片70、粘合层85及导光片50后的抗弯刚度D”虽然可以视为D1与D2的合计，但优选为将导光片50、粘合层85、装饰片70视为一体化的复合片，通过下述式(3)来计算。

式(3)…抗弯刚度D”＝(E3)×(h3)³÷[12×{1－(ν3)²}]

式中，D”、E3、h3及ν3分别表示所述复合片的抗弯刚度(单位：N·mm)、弯曲模量(单位：N/mm²)、厚度(单位：mm)及泊松比。

作为测量所述复合片的弯曲模量(杨氏模量)E3、厚度h3及泊松比ν3的方法，可举出与前述的测量导光片50的弯曲模量E1、厚度h1及泊松比ν1的方法相同的方法。

从更容易将所述按压力传递至易变形体30，以提高相对于Z方向的输入的检测灵敏度的观点出发，由所述式(3)计算出的所述复合片的抗弯刚度D”优选为小于256，更优选为32以下，进一步优选为20以下，特别优选为16以下，最优选为10以下。

抗弯刚度D”的下限值并无特别限定，优选为0.1以上。

《第三实施方式》

图4表示本发明所涉及的第三实施方式的三维传感器3的截面的分解图。对于与第二实施方式的三维传感器2相同的构件标注相同的符号，并省略其说明。

第三实施方式的XY电极体40的结构如下，即，从第二实施方式的XY电极体40中去除了第二基材片45及粘合层83，并且在第一电极片40x的绝缘膜43的前表面形成有第二电极片40y的导电膜46。

第三实施方式的XY电极体40的厚度比第二实施方式的XY电极体40的厚度薄了与第二基材片45及粘合层83的厚度对应的量。因此，操作面T上的Z方向的输入易于经由XY电极体40向易变形体30及Z电极体20传递，从而相对于Z方向的输入的灵敏度提高。

第三实施方式的XY电极体40也可以应用为第一实施方式的XY电极体40。在应用到第一实施方式的情况下，同样会使相对于Z方向的输入的灵敏度提高。

《三维传感器的制造方法》

作为前述的三维传感器1～3的制造方法，能够应用公知的层叠片的制造方法、公知的导电膜的成膜方法、公知的电容式三维传感器的制造方法等，例如，可举出专利文献1所述的三维传感器的制造方法。

作为具体例，可举出具有XY电极体的制作工序、Z电极体的制作工序、易变形体的制作工序、导光片的制作工序、装饰片的制作工序及接合工序的制造方法。以下，针对各工序的一例，对制造三维传感器1、2的情况进行说明。

[XY电极体的制作工序]

在本工序中，制作第一电极片40x和第二电极片40y。

在第一基材片41的前表面形成构成导电膜42的金属细线、引绕布线和外部连接用端子，并在它们之上形成绝缘膜43，由此获得第一电极片40x。

更加详细而言，通过印刷含有金属颗粒的墨水的方法、对金属箔或金属蒸镀膜进行图案形成的方法等，在第一基材片41的前表面形成金属细线的图案。并且，通过与金属细线的形成方法相同的方法来形成引绕布线。接下来，在将导电性膏丝网印刷到引绕布线的端部之后，使导电性膏固化，由此形成外部连接用端子。之后，以覆盖第一基材片41及导电膜42的方式，通过丝网印刷、喷墨印刷等各种印刷方法来形成绝缘膜43，获得第一电极片40x。第二电极片40y也以与上述的第一电极片40x相同的方式制作。

通过由所述粘着剂构成的粘合层83来粘合所获得的第一电极片40x与第二电极片40y。

[Z电极体的制作工序]

在第三基材片21的前表面形成构成导电膜22的金属细线、引绕布线和外部连接用端子，并在它们之上形成绝缘膜23，由此获得Z电极体20。具体而言，以与第一电极片40x相同的方式制作。

[易变形体的制作工序]

在本工序中，制作片状的弹性体32，并将弹性体32贴合于弹性体用基材片31。具体而言，利用压制成形法、注塑成形法、丝网印刷法、铸造成形法等公知的成形方法来形成弹性材料，由此制作在片的前表面设置有大量的圆柱状的弹性分隔件32a的片状的弹性体32。

在使用注塑成形法的情况下，通过预先在模具内配置弹性体用基材片31，能够在弹性体用基材片31的前表面直接形成弹性体32。

另外，在使用注塑成形法以外的成形方法的情况下，例如，可举出在模具内，注入未固化的弹性体，覆盖弹性体用基材片31并进行加热压缩，由此接合弹性体32的方法。

[导光片的制作工序]

在制作第一实施方式的三维传感器1中的导光片50的情况下，在本工序中，利用凹版印刷、丝网印刷等公知的印刷方法，在由透明材料构成的片的前表面印刷构成遮光部LB的涂料。另外，使用使光散射的涂料，通过丝网印刷在所述片的背面形成散射透过图案，然后，印刷无色层(透明层)、白色固体层。由此，在导光片50内传播的光由背面散射及反射，并从前表面的射出部LO(未形成遮光部LB的区域)射出。

在制作第二实施方式的三维传感器2中的导光片50的情况下，在本工序中，在由透明材料构成的片的前表面任意地实施字符印刷，并使用使光散射的涂料，通过丝网印刷在背面形成散射透过图案，然后，印刷无色层(透明层)、白色固体层。由此，在导光片50内传播的光由背面散射及反射，并从前表面射出。

[装饰片的制作工序]

在制作第二实施方式的三维传感器2中的装饰片70的本工序中，在由透明材料构成的片的前表面任意地实施硬涂层处理，并利用凹版印刷、丝网印刷等公知的印刷方法，在背面印刷构成遮光部LB的涂料。由此，从导光片50的前表面射出的光从装饰片70的背面的未形成遮光部LB的区域入射至装饰片70，并从装饰片70的前表面射出。

[接合工序]

在制作第一实施方式的三维传感器1的情况下，在本工序中，通过由粘着剂构成的粘合层81将Z电极体20的第三基材片21的背面粘合于支承构件11的前表面11a。接下来，通过由粘着剂构成的粘合层82将易变形体30的弹性体用基材片31的背面粘合于Z电极体20的绝缘膜23的前表面。接下来，将硅橡胶片33的背面载置于易变形体30的多个弹性分隔件32a的顶面，再将XY电极体40的第一基材片41的背面载置于硅橡胶片33的前表面，通过实施了易粘合处理的硅橡胶片33来接合。接着，通过由在基材层的两面配置有粘着剂的双面胶带构成的粘合层84，将导光片50的背面(所述白色固体层)粘合于XY电极体40的绝缘膜47的前表面。

在制作第二实施方式的三维传感器2的情况下，通过由在基材层的两面配置有粘着剂的双面胶带构成的粘合层85，将装饰片70的背面粘合于导光片50的前表面50b。

接下来，通过公知方法将光源60设置于支承构件11的前表面11a，光源60的光射出部配置为与通过上述的粘合已经设置的导光片50的侧面50a的入射部LI对置。由此，来自光源60的光能够从侧面50a的入射部LI入射至导光片50内。

通过以上的工序，得到三维传感器1、2。

另外，各构件的粘合、设置顺序并不限定于上述，能够按照所需的顺序进行。

＜作用效果＞

在第一实施方式的三维传感器1中，由于构成导光单元U的导光片50的抗弯刚度D1适度，因此能够高灵敏度地检测出相对于操作面T(导光片50的前表面50b)的局部的按压。由此，例如，如图5所示，能够将由食指和中指进行的同时按压作为分别独立的输入而进行检测。

另外，在操作面T设置有射出来自光源60的光的射出部LO，从而提高了操作面T的操作性、视觉辨认性、装饰性。由于操作面T由导光片50的前表面50b构成，因此入射到导光片50内的光没有被其他构件损耗的机会，而能够以高亮度从设置于导光片50的前表面50b的射出部LO射出。由此，所述操作性、视觉辨认性、装饰性进一步提高。

在第二实施方式的三维传感器2中，由于构成导光单元U的导光片50的抗弯刚度D1及装饰片70的抗弯刚度D2适度，因此能够高灵敏度地检测出对于操作面T(装饰片70的前表面70b)的局部的按压。由此，例如，与第一实施方式的情况同样，能够将由食指和中指进行的同时按压作为分别独立的输入而进行检测。

另外，在装饰片70设置有射出来自光源60的光的射出部LO，从而提高了操作面T的操作性、视觉辨认性、装饰性。由于粘合层85及装饰片70的片构件介于操作面T与导光片50的前表面50b之间，因此在与第一实施方式相比的情况下，到达操作面T并在前表面侧射出的光的亮度稍微损失。但是，例如，在与导光片50配置于Z电极体20与支承构件11的前表面11a之间的结构相比的情况下，由于介于操作面T与导光片50的射出部LO之间的构件少，因此亮度的损失得到了抑制。

进而，通过将装饰片70和导光片50形成为单独的构件，从而例如在装饰片的前表面侧和背面侧实施印刷等，由此能够产生深度感的效果。另外，在装饰片70的背面侧实施的印刷等不露出而被保护在内部，因此耐久性提高。

在第三实施方式的三维传感器3中，在与第二实施方式相比较的情况下，XY电极体40的厚度减小，因此相对于操作面T(装饰片70的前表面70b)的局部的按压力更加易于传递至易变形体30，从而能够更加高灵敏度地检测出Z方向的输入。

实施例

[实施例1]

利用真空蒸镀法使由厚度0.15μm的铜蒸镀膜构成的导电膜形成在厚度50μm的PET薄膜(抗弯刚度小于1N·mm)的一个面之后，对该导电膜进行化学蚀刻而形成了电极图案。接下来，以覆盖PET薄膜及导电膜的方式，对含有紫外线固化性丙烯酸类树脂的绝缘膏进行丝网印刷而形成了未固化树脂层之后，向未固化树脂层照射紫外线而形成了厚度20μm的绝缘膜。

通过上述方法，获得了构成XY电极体40的第一电极片40x及第二电极片40y和Z电极体20。

在由上述获得的第二电极片40y的背面，形成了由粘着剂构成的厚度10μm的粘合剂层。使第一电极片40x的前表面与该粘合剂层接触并进行固定，获得了XY电极体40。

使用能够制作在一个面设置有许多圆柱状弹性分隔件的片状的弹性体32的注塑成形用模具，将厚度50μm的PET薄膜配置于模具的内部，并对热固化性的液态硅进行了注塑成形。由此，获得在对由硅橡胶构成的弹性体32进行成形及固化的同时在其背面贴合由PET薄膜构成的第三基材片21而成的层叠体A。

在由上述获得的Z电极体20的绝缘膜的前表面，形成了由粘着剂构成的厚度10μm的粘合剂层。使上述层叠体A的第三基材片21的背面与该粘合剂层接触并进行固定，由此获得了层叠体B。

通过使表面经过了等离子体处理的硅橡胶片33夹持并紧贴在XY电极体40的背面与上述层叠体B的排列有弹性分隔件32a的前表面之间，从而获得了按照Z电极体20、易变形体30、XY电极体40的顺序层叠而成的电极层叠体(传感器片)。

接下来，准备由表1所示的透明材料构成的导光片50，通过使用了粘着剂的透明双面胶带(厚度：50μm)(3M公司制，型号：467MP)将导光片50与上述传感器片的XY电极体40的前表面进行了粘合。

然后，通过上述透明双面胶带将具备光源60的支承构件11粘合于上述传感器片的背面，由此获得了图1所示的三维传感器1。

所制作出的三维传感器1的操作面T的可检测区域的尺寸为纵48mm×横88mm。

(Z灵敏度的评价)

按压三维传感器1的操作面T，并通过以下的方法对检测Z方向的输入的灵敏度(Z灵敏度)进行了评价。

具体而言，使用电容检测用IC(Integrated Circuit，集成电路)对△C(载荷施加后的电容值－载荷施加前的电容值)进行了测量。在此，电容值为接收侧的Z电极体20的导电膜与发送侧的第一电极片40x的导电膜之间的电容。△C的数值越大，意味着Z灵敏度越高。

作为按压操作面T的方法，通过如下的方法来进行，即，使用连接GND的直径10mm的圆柱状的金属棒(按压件)，将其圆形的前端部与操作面T抵接，施加700g的载荷。

使用操作面T的可检测区域中的纵24mm×横24mm的区域，在将该区域分割为纵×横＝6×6＝36个单元的栅格中，能够检测每个单元各自Z方向的输入(△C)。

在使按压件的前端部与操作面T接触时的区域内包含有大约4个单元。也就是说，在用按压件按压操作面T时，将同时在至少4个单元测量△C的数值。因此，对于一次按压而言，将在36个单元测量出的各△C的数值按照从大到小的顺序进行排序，将排在前面的4个单元的测量值的合计值设为“△C@4单元”，将36个单元的测量值的合计值设为“△C@36单元”。

将导光片50的种类和具备各导光片50的三维传感器1的△C(单位：fF)的测量结果示于表1。

[表1]

表1中，“D值”为导光片50的抗弯刚度D1(单位：N·mm)，“杨氏模量”为弯曲模量(单位：N/mm²)。

表1的“△C的分散率”通过{(△C@36单元－△C@4单元)÷△C@4单元}×100％这一算式来计算，其是测量在由按压件按压的位置处产生的挠曲向其周边波及的程度的指标。该数值越小，表示所按压的部分的挠曲越大，向周边波及的挠曲越少，意味着确定操作面T上的被按压的位置的分辨率越高。

根据表1的结果可以说，△C@4单元与抗弯刚度D1成反比例的关系。从以△C为纵轴并以抗弯刚度D1为横轴的分布图(图6)也可以清楚看出该关系。在分布图中，×的标绘点表示△C@4单元的结果，●的标绘点表示△C@36单元的结果。

另外，表1的结果具有如下倾向，即，随着抗弯刚度D1增大，△C的分散率增大。该倾向从以△C的分散率为纵轴并以抗弯刚度D1为横轴的分布图(图7)也可明确。

从以上的结果可以明确：若为相同的材质，则抗弯刚度D1越小，Z灵敏度越良好，△C的分散率越小，即确定被按压的位置的分辨率越高。

为了在获得良好的Z灵敏度的同时，提高确定操作面T上的被按压的位置的分辨率，三维传感器1的导光片50的抗弯刚度D1优选为小于256，更优选为88以下，更加优选为32以下，进一步优选为20以下，特别优选为16以下，最优选为10以下。

另外，无论在使用何种导光片50的情况下，检测XY方向的输入的灵敏度(XY灵敏度)及光从导光片50的射出部射出的射出效率均良好。

[实施例2]

以与实施例1相同的方式，获得按照Z电极体20、易变形体30、XY电极体40的顺序层叠所形成的电极层叠体(传感器片)。

接下来，准备由表2所示的透明材料构成的导光片50(表中记为第一层)，通过使用了粘着剂的透明双面胶带(厚度：50μm)(3M公司制，型号：467MP)来粘合导光片50与上述传感器片的XY电极体40的前表面。

接着，准备由表2所示的透明材料构成的装饰片70(表中记为第二层)，通过上述的透明双面胶带来粘合装饰片70与上述导光片50的前表面。

然后，通过上述的透明双面胶带将具备光源60的支承构件11粘合于上述传感器片的背面，由此获得图3所示的三维传感器2。

(Z灵敏度的评价)

按压三维传感器2的操作面T，并通过与实施例1相同的方法对检测Z方向的输入的灵敏度(Z灵敏度)进行评价。将其结果示于表2。

[表2]

表2中，“第一层”表示导光片50，“第二层”表示装饰片70，“第二层”为斜线的情况表示不具备装饰片70。不具备装饰片70的传感器为实施例1的三维传感器1，在此是为了比较而记载的。

表2中，表2的“D值”表示导光片50的抗弯刚度D1(单位：N·mm)与装饰片70的抗弯刚度D2的合计值(D1+D2)。另外，“杨氏模量”为弯曲模量(单位：N/mm²)。

表2的“△C的分散率”以与实施例1相同的方式计算出，具有与实施例1相同的含义。

表2表示：若为材质和总厚度相同的条件，则通过粘着剂粘合两张薄的片所得的D值(D1+D2)比一张厚的片的D值(D1)低。在此，总厚度不包括粘合层的厚度。

另外，抗弯刚度D1与抗弯刚度D2的合计值越小，Z灵敏度越良好，△C的分散率越小，即确定被按压的位置的分辨率越高，这与实施例1的结果是相同的。

从表2的测量结果可知：在使导光片50与装饰片70的材料和总厚度一致的情况下，就△C@4单元、△C@36单元及△C的分散率而言，实施例2的三维传感器2比实施例1的三维传感器1更为良好。也就是说，可认为在以可比较的条件进行比较的情况下，实施例2的三维传感器2的Z灵敏度和确定按压位置的分辨率更为优异。

从表2的测量结果可知：导光片50的厚度A同装饰片70的厚度B相同(厚度A∶厚度B＝1∶1)或近似(厚度A∶厚度B＝1∶2～2∶1)的情况与相异(厚度A∶厚度B＝5∶1～3∶1或1∶3～1∶5)的情况相比，△C@4单元及△C的分散率更为良好。

另外，无论在使用哪种装饰片70及导光片50的情况下，检测XY方向的输入的灵敏度(XY灵敏度)及光从装饰片70的射出部射出的射出效率均良好。

[实施例3]

(确定按压位置的分辨率的评价)

使用在实施例1中制作出的三维传感器1，将两个上述按压件同时压抵于操作面T，施加合计1000g的载荷，并使用上述的可检测区域中的纵24mm×横32mm，以纵×横＝6×8＝48单元的栅格测量了△C。两个按压件的两个圆形的按压部的分离距离在中心彼此之间为14mm，在最近点彼此之间为4mm。将改变导光片50的种类进行测量的结果示于图8。

图8中利用多边形表示作为导光片50具备表1所示的厚度0.2mm、0.4mm、0.7mm、1mm、2mm的聚碳酸酯片的三维传感器1的测量结果和具备厚度0.67mm的玻璃片的三维传感器1的测量结果。各多边形的高度表示△C的大小，各多边形的位置与操作面T的二维平面大致对应。

具备厚度0.2mm、抗弯刚度D1＝2N·mm的聚碳酸酯片以作为导光片50的三维传感器1(图8的“0.2mmPC”)将两个按压件的按压分离为两个峰值而检测出。同样地，在厚度0.4mm、抗弯刚度D1＝16N·mm的“0.4mmPC”；厚度0.7mm、抗弯刚度D1＝88N·mm的“0.7mmPC”的各三维传感器1中，也将两个按压件的按压分离为两个峰值而检测出。该两个按压件模拟两个手指，从而意味着能够独立地检测出各个手指的按压并进行信号处理。

另一方面，在厚度1mm、抗弯刚度D1＝256N·mm的“1mmPC”、厚度2mm且抗弯刚度D1＝2044N·mm的“2mmPC”、厚度0.67mm且抗弯刚度D1＝1852N·mm的“0.67mm_玻璃”的各三维传感器1中，将两个按压件的按压作为单一的峰值而检测出，从而无法分离两个按压而是作为单一的按压而检测出。

从以上的表1和图8的结果可知，为了在同时按压操作面上的相互接近的两个位置的情况下将各个按压分开独立地进行检测，导光片50的抗弯刚度D1优选为小于256N·mm，更优选为88N·mm以下，进一步优选为16N·mm以下。

从与上述相同的观点可知，△C的分散率优选为80％以下，更优选为60％以下，进一步优选为40％以下。

另外，从表2和图8的结果可知，在实施例1的三维传感器1所具备的导光片50的厚度与实施例2的三维传感器2所具备的导光片50及装饰片70的合计厚度相同的情况下，实施例2的三维传感器2的D值(D1+D2)更小，从而确定被按压的位置的分辨率提高。因此，对于在同时按压操作面上相互接近的两个位置的情况下将各个按压分开独立地进行检测而言，有时实施例2的三维传感器2更有利。

从以上的结果可知，本发明所涉及的三维传感器对于Z方向的输入具有优异的灵敏度。

符号的说明

1～3…三维传感器，11…支承构件，20…Z电极体，21…第三基材片，22…导电膜，23…绝缘膜，30…易变形体，31…弹性体用基材片，32…弹性体，32a…弹性分隔件，33…硅橡胶片，40…XY电极体，40x…第一电极片，40y…第二电极片，41…第一基材片，42…导电膜，43…绝缘膜，45…第二基材片，46…导电膜，47…绝缘膜，50…导光片，60…光源，70…装饰片，81～85…粘合层。

Claims (6)

1.一种电容式三维传感器，是检测平面XY方向及深度Z方向的输入的电容式三维传感器，其具备：

导光单元，其具有沿着所述深度Z方向的侧面及进行所述输入的操作面，所述侧面设置有入射来自光源的光的入射部，所述操作面设置有射出所述光的射出部；

片状的XY电极体，其检测所述平面XY方向的输入；

易变形体，其具有片状的弹性体；以及

片状的Z电极体，其检测所述深度Z方向的输入，

所述导光单元、所述XY电极体、所述易变形体及所述Z电极体按此顺序配置为在所述深度Z方向上观察时重叠，

所述导光单元具备：任意设置的装饰片、以及对从所述侧面入射的所述光进行导光并朝向所述射出部进行射出的导光片，

所述装饰片及所述导光片按此顺序配置为在所述深度Z方向上观察时重叠，

由下述式(1)计算出的所述导光片的抗弯刚度D1与由下述式(2)计算出的所述装饰片的抗弯刚度D2的合计小于256：

式(1)…D1＝(E1)×(h1)³÷[12×{1－(ν1)²}]

式(2)…D2＝(E2)×(h2)³÷[12×{1－(ν2)²}]

式中，D1、E1、h1及ν1分别表示所述导光片的抗弯刚度、弯曲模量、厚度及泊松比；

D2、E2、h2及ν2分别表示所述装饰片的抗弯刚度、弯曲模量、厚度及泊松比，

其中，抗弯刚度的单位为N·mm，弯曲模量的单位为N/mm²，厚度的单位为mm。

2.如权利要求1所述的电容式三维传感器，其中，

所述导光片的厚度为0.1mm以上且0.7mm以下。

3.如权利要求1或2所述的电容式三维传感器，其中，

所述装饰片的厚度为0.1mm以上且0.7mm以下。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电容式三维传感器，其中，

所述导光片的厚度与所述装饰片的厚度的合计为0.1mm以上且0.7mm以下。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电容式三维传感器，其中，

所述装饰片通过压敏粘着剂而贴合于所述导光片的表面。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电容式三维传感器，其中，

所述导光片及所述装饰片是分别独立地由树脂材料形成的树脂片。