CN110301023B - 开关体 - Google Patents

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Abstract

目的将是提供能够改变可动触点构件相对于布线基板的位置的开关体。所述开关体(100)包括：形成有第一固定触点构件～第四固定触点构件(11A～14A)的布线基板(10)；以及可动触点构件(30)，其包括与所述第二固定触点构件(12A)相对的受压部(30A)、面向所述第一固定触点构件(11A)的第一外缘部(31A)和面向所述第三触点构件(13A)的第二外缘部(31B)。所述第四固定触点构件(14A)形成在比作为所述可动触点构件(30)在所述布线基板(10)上的投影的投影区域靠外侧的区域中，并且所述第四固定触点构件(14A)在所述第二外缘部(31B)移动到形成有所述第二固定触点构件(12A)的区域的情况下，处于面向所述第一外缘部(31A)的位置。

Description

开关体
技术领域
本发明涉及在各种电子装置的操作单元中使用的开关体。
背景技术
近来，为了能够进行各种操作的目的，提供了包括如下的开关体的各种电子装置，其中在该开关体中，可动触点构件安装在用作基底的布线基板上。
例如，专利文献1公开了可动触点构件安装在布线基板上的传统的开关体。在布线基板上形成有圆形的第一固定触点构件(在专利文献1中为由附图标记“1a”表示的第二固定触点)和被布置成包围第一固定触点构件的环状的第二固定触点构件(在专利文献2中为由附图标记“1b”表示的第一固定触点)。可动触点构件是具有向上凸起的圆顶形状的弹性金属部件，并且在顶视图中被形成为圆形。可动触点构件安装在布线基板的上面，以使其外周部与第二固定触点构件接触。并且，可动触点构件的中央部面向第一固定触点构件并且在可动触点构件的中央部和第一固定触点构件之间具有预定间隙。在可动触点构件的中央部被向着布线基板按压并发生变形的情况下，可动触点构件与第一固定触点构件接触。因此，在传统的开关体中，第一固定触点构件和第二固定触点构件经由可动触点构件电气连接。总之，传统的开关体从第一固定触点构件和第二固定触点构件彼此电气绝缘的断开状态切换到第一固定触点构件和第二固定触点构件彼此电气连接的接通状态。
在传统的开关体中，可动触点构件相对于布线基板(基底)的位置取决于固定触点构件(第一固定触点构件和第二固定触点构件)的位置。为了改变可动触点构件(可动电极)的位置，需要改变固定触点构件(固定电极)的位置。
本发明涉及针对该现有问题的解决方案，并且其目的将是提出能够在不改变基底上所形成的固定电极的位置的情况下改变可动电极的位置的开关体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-40808
发明内容
根据本发明的一方面的一种开关体，包括：基底，其包括：第一固定电极；第二固定电极，其被布置成以与所述第一固定电极电气独立的方式与所述第一固定电极相邻；第三固定电极，其被布置成与所述第二固定电极相邻、且位于所述第二固定电极的与所述第一固定电极相反的一侧；以及第四固定电极，其被布置成与所述第一固定电极相邻、且位于所述第一固定电极的与所述第二固定电极相反的一侧；以及可动电极，其包括与所述基底的所述第二固定电极相对的受压部、面向所述第一固定电极的第一外缘部和面向所述第三固定电极的第二外缘部，并且被设计成在所述受压部被向着所述基底按压然后发生变形的情况下允许与所述受压部相反的面向着所述第二固定电极移动，其中，所述第四固定电极形成在比作为所述可动电极在所述基底上的投影的投影区域靠外侧的区域中，并且所述第四固定电极在所述可动电极的所述第二外缘部移动到形成有所述第二固定电极的区域的情况下，处于面向所述可动电极的所述第一外缘部的位置。
附图说明
图1是实施例1的开关体的截面图。
图2是该开关体的分解立体图。
图3是该开关体的立体图。
图4是该开关体的开关单元的结构的说明图。
图5是该开关体的部分放大顶视图。
图6是在该开关体中可动触点构件相对于布线基板的位置改变的场景的说明图。
图7是实施例2的开关体的截面图。
图8是该开关体的分解立体图。
图9是该开关体的立体图。
图10是包括变形例1的输入装置的输入系统的示意图。
图11是该输入装置的立体图。
图12是在未按压金属弹片(metal dome)的状态下的输入装置的操作的说明图。
图13是在按压金属弹片的状态下的输入装置的操作的说明图。
图14是输入装置的分解立体图。
图15是在未按压金属弹片的状态下的输入装置的局部放大图。
图16是在按压金属弹片的状态下的输入装置的局部放大图。
图17是输入装置的平面图。
图18是与输入装置有关的、表示金属弹片的按压量(行程)与金属弹片上的负载及压力传感器的静电容量之间的关系的曲线图。
图19是与输入装置有关的、表示金属弹片的按压量(行程)与金属弹片上的负载及压力传感器的静电容量之间的关系的另一曲线图。
图20是与第一压力传感器的静电容量的测量有关的输入装置的等效电路图。
图21是图20的等效电路图的更简化的电路图。
图22是与第二压力传感器的静电容量的测量有关的输入装置的等效电路图。
图23是图22的等效电路图的更简化的电路图。
图24是输入系统的判断系统的第一判断操作的流程图。
图25是该判断系统的第二判断操作的流程图。
图26是根据变形例2的输入系统的示意图。
图27是该输入系统的输入装置的立体图。
图28是该输入装置的平面图。
图29是根据变形例3的输入系统的示意图。
图30是根据变形例4的输入系统的输入装置的立体图。
图31是该输入装置的立体图。
图32是该输入装置的印刷基板的平面图。
图33是该输入装置的平面图。
图34是沿着图33中的线A-A所截取的截面图。
图35是图34中的区域B的放大图。
图36是在未按压金属弹片的状态下的输入装置的操作的说明图。
图37是在按压金属弹片的状态下的输入装置的操作的说明图。
图38是根据变形例1的输入系统的输入装置的一组电极的变形例的平面图。
图39是根据变形例2的输入系统的输入装置的一组电极的变形例的平面图。
具体实施方式
1.实施例
1.1实施例1
1.1.1概要
图1示出本实施例的开关体100。开关体100是用于向各种电子装置提供输入的输入装置。开关体100包括：布线基板10，其包括第一固定电极11A、被布置成以电气独立于第一固定电极11A的方式与第一固定电极11A相邻的第二固定电极12A、被布置成与第二固定电极12A相邻且在第二固定电极12A的与第一固定电极11A相反的一侧的第三固定电极13A、以及被布置成与第一固定电极11A相邻且在第一固定电极11A的与第二固定电极12A相反的一侧的第四固定电极14A；以及可动电极30，其包括与第二固定电极12A相对的受压部30A。
可动电极30安装在布线基板10上。因此，可动电极30包括与第一固定电极11A接触的第一外缘部31A，该第一外缘部31A是可动电极30的外界限的一部分。同样，可动电极30包括与第二固定电极11B接触的第二外缘部31B，该第二外缘部31B是可动电极30的外界限的一部分。可动电极30被设计成在受压部30A被向着布线基板10按压并发生变形的情况下，通过使与受压部30A相反的面(可动电极部30B)与第二固定电极12A接触来使第一固定电极11A和第二固定电极12A电气互连。
第四固定电极14A形成在比作为可动电极30在布线基板10上的投影的投影区域靠外侧的区域中。并且，在可动电极30的第二外缘部31B移动到形成有第二固定电极12A的区域时，第四固定电极14A处于与可动电极30的第一外缘部31A接触的位置。
本实施例的开关体100可以提供如下的有利效果：能够在不改变布线基板10中所形成的固定电极(第一固定电极11A～第四固定电极14A)的位置的情况下，改变可动电极30相对于布线基板10的位置。
总之，可以提供实现如下的开关体的有利效果，该开关体能够在不改变布线基板上所形成的固定电极的位置的情况下改变可动电极相对于布线基板的位置。
特别地，在本实施例中，第一固定电极11A是多个第一固定电极11A～11C其中之一。第二固定电极12A是多个第二固定电极12A～12C其中之一。第三固定电极13A是多个第三固定电极13A～13C其中之一。第四固定电极14A是多个第四固定电极14A～14C其中之一。可动电极30是多个可动电极30其中之一。多个可动电极30被设计成在可动电极30被向着布线基板10按压并发生变形、由此分别与多个第二固定电极12A～12C接触的情况下，使多个第一固定电极11A～11C和多个第二固定电极12A～12C电气互连。
1.1.2结构
以下参考图1～图6来说明本实施例的开关体100。
如图1和图2所示，开关体100包括布线基板10、间隔件20、可动电极(可动触点构件)30、按压部40和保护片50。在布线基板10的上面，各自被形成为条状的第一固定电极(第一固定触点构件)11A、第二固定电极(第二固定触点构件)12A、第三固定电极(第三固定触点构件)13A和第四固定电极(第四固定触点构件)14A并排配置。
优选地，第一固定电极11A和第三固定电极13A例如通过布线基板10中所形成的连接线路电气互连。第二固定电极12A以电气独立于第一固定电极11A和第三固定电极13A的方式形成在第一固定电极11A和第三固定电极13A之间。换句话说，第二固定电极12A被布置成与第一固定电极11A相邻。第三固定电极13A被布置成与第二固定电极12A相邻，并且在第二固定电极12A的与第一固定电极11A相反的一侧。
第四固定电极14A被布置成与第一固定电极11A相邻，并且在第一固定电极11A的与第二固定电极12A相反的一侧。换句话说，第一固定电极11A形成在第二固定电极12A和第四固定电极14A之间。优选地，第二固定电极12A和第四固定电极14A例如通过布线基板10中所形成的连接线路电气互连。如图4所示，开关体100至少包括包含可动电极30、第一固定电极11A和第二固定电极12A的开关单元100A。
如图1、图4和图5所示，可动电极30是被形成为向上凸起的弹性金属薄板的构件(即，金属弹片)。可动电极30安装在布线基板10的上面的经由间隔件20的开口部20A暴露的一部分上，使得具有弧状且是可动电极30的外界限的一部分的外缘部(第一外缘部)31A与第一固定电极11A接触。同样，可动电极30安装在布线基板10的上面的经由间隔件20的开口部20A暴露的一部分上，使得具有弧状且是可动电极30的外界限的一部分的外缘部(第二外缘部)31B与第三固定电极13A接触。特别地，第一外缘部31A和第二外缘部31B是可动电极30的外界限的长轴上的相对部，并且相对于可动电极30的中心轴彼此相反。
可动电极30包括受压部30A，并且与受压部30A相反的面面向第二固定电极12A并且该面与第二固定电极12A之间具有预定间隙。如图4所示，关于可动电极30，与受压部30A相反的面中的对应于受压部30A的部分构成可动电极部(可动触点部)30B。第二固定电极12A中的面向可动电极部30B的区域构成固定电极部(固定触点部)17A。
可动电极30被设计成在受压部30A被向着布线基板10的上面按压并发生变形的情况下，使与受压部30A相反的面(可动电极部30B)与第二固定电极12A的固定电极部17A接触。因此，第一固定电极11A和第二固定电极12A可经由可动电极30电气连接。因此，可以进行从第一固定电极11A和第二固定电极12A彼此电气绝缘的断开状态向第一固定电极11A和第二固定电极12A彼此电气连接的接通状态的切换。
如图1所示，按压部40布置在面向可动电极30的受压部30A的位置，并且保持在保护片50的下面下方。保护片50被布置成覆盖间隔件20的开口部20A，并且保持在间隔件20的上面上。
如图5所示，第一固定电极11A、第二固定电极12A和第三固定电极13A位于布线基板10的上面的与间隔件20的开口部20A的内侧相对应的部分上。并且，第四固定电极14A位于布线基板10的上面的与间隔件20的开口部20A的外侧相对应的部分上。因此，第四固定电极14A与间隔件20重叠。因此，可以减少第四固定电极14A的不必要暴露，并且也可以减少诸如氧化等的不希望腐蚀。此外，第四固定电极14A形成在比作为可动电极30在布线基板10上的投影的投影区域靠外侧的区域中。如图6所示，在可动电极30的外缘部31B移动到形成有第二固定电极12A的区域时，第四固定电极14A处于与可动电极30的外缘部31A接触的位置。
注意，优选地，第一固定电极11A的外形与第二固定电极12A的外形相同。
根据该结构，开关体100能够在不改变作为基底的布线基板10上所形成的第一固定电极11A、第二固定电极12A、第三固定电极13A和第四固定电极14A的位置的情况下，将可动电极30相对于布线基板10的位置从图5所示的位置改变为图6所示的位置。
图5示出可动电极30安装在布线基板10上、以便使受压部30A对应于第二固定电极12A。在这种情况下，第二固定电极12A的部分区域构成能够与可动电极部30B接触的固定电极部17A。注意，可动电极30的外缘部31A与第一固定电极11A接触。可动电极30的外缘部31B与第三固定电极13A接触。
另一方面，图6示出可动电极30移动并安装在布线基板10上、以便使受压部30A对应于第一固定电极11A。在这种情况下，第一固定电极11A的部分区域构成能够与可动电极部30B接触的固定电极部17A。注意，可动电极30的外缘部31A与第四固定电极14A接触。可动电极30的外缘部31B与第二固定电极12A接触。
总之，开关体100被配置成使得：在作为可动电极30的外界限的一部分的外缘部31B移动到形成有第二固定电极12A的区域时，作为可动电极30的外界限的一部分的外缘部31A位于形成有第四固定电极14A的区域中。
注意，在图6所示的开关体100中，关于可动电极30，在受压部30A被向着布线基板10按压并发生变形的情况下，与受压部30A相反的面(可动电极部30B)与第一固定电极11A的固定电极部17A接触。因此，第一固定电极11A和第二固定电极12A通过可动电极30电气连接。因此，可以进行从第一固定电极11A和第二固定电极12A彼此电气绝缘的断开状态向第一固定电极11A和第二固定电极12A彼此电气连接的接通状态的切换。
同样，在图5和图6所示的各个状态中，开关体100可以从第一固定电极11A和第二固定电极12A彼此电气绝缘的断开状态切换为第一固定电极11A和第二固定电极12A彼此电气连接的接通状态。因此，可以在不改变固定电极(第一固定电极11A、第二固定电极12A、第三固定电极13A和第四固定电极14A)的位置的情况下改变可动电极30的位置。因此，可以利用一个类型的布线基板10来产生在可动电极30的位置上有所不同的各种类型的开关体100。
此外，如图5所示，开关体100可被配置成使得可动电极30的外缘部31A和外缘部31B分别与第一固定电极11A的上面和第三固定电极13A的上面接触。根据该结构，可动电极30可以对称地安装在布线基板10上，因而可以使操作触感稳定。
注意，在图6所示的状态中，可动电极30的外缘部31A和外缘部31B分别与第二固定电极12A的上面和第四固定电极14A的上面接触。因此，可动电极30可以对称地安装在布线基板10上，因而可以使操作触感稳定。
因此，不论开关体100处于图5所示的状态还是图6所示的状态，可动电极30都可以以可动电极30相对于布线基板10的上面未倾斜的方式安装在布线基板10的上面上。因而，可以使操作触感稳定。
以下给出开关体100的详细结构和说明。
如图1～图3所示，开关体100包括布线基板(基底)10、间隔件20、三个可动电极(可动触点构件)30、三个按压部40和保护片50。
布线基板10是形成有预定图案化导体的布线基板。布线基板10例如可以通过使用具有挠性的由聚酰亚胺制成的柔性基板(FPC)来制造。布线基板10包括具有预定宽度的条状的本体部10A和从本体部10A向外延伸的具有预定宽度的延伸部10B。
在布线基板10的本体部10A的上面形成有第一固定电极(第一固定触点构件)11A～11C、第二固定电极(第二固定触点构件)12A～12C、第三固定电极(第三固定触点构件)13A～13C、第四固定电极(第四固定触点构件)14A～14C和第五固定电极(第五固定触点构件)15B。布线基板10用作形成有第一固定电极11A～11C、第二固定电极12A～12C、第三固定电极13A～13C、第四固定电极14A～14C和第五固定电极15B并支撑这些电极的基底(支撑体)。
如图3所示，开关体100包括三个开关单元(开关单元100A～100C)。注意，开关单元100A～100C按等间隔排成一行。
如图4所示，开关单元100A包括可动电极30、第一固定电极11A、第二固定电极12A、第三固定电极13A和第四固定电极14A。开关单元100B包括可动电极30、第一固定电极11B、第二固定电极12B、第三固定电极13B、第四固定电极14B和第五固定电极15B。开关单元100C包括可动电极30、第一固定电极11C、第二固定电极12C、第三固定电极13C和第四固定电极14C。注意，关于开关单元100B和100C，可以不说明与开关单元100A相同的组件，但可以说明与开关单元100A不同的组件。
接着，说明构成开关单元100A的第一固定电极11A、第二固定电极12A、第三固定电极13A和第四固定电极14A。如图2和其它图所示，第三固定电极13A、第二固定电极12A、第一固定电极11A和第四固定电极14A按该顺序沿本体部10A的长度方向顺次配置。第一固定电极11A和第三固定电极13A经由设置到本体部10A的布线线路电气连接。第二固定电极12A和第四固定电极14A经由设置到本体部10A的布线线路电气连接。
并且，第一固定电极11A和第二固定电极12A彼此电气独立，并且通过设置到布线基板10的连接线路分别电气连接至延伸部10B的前端所形成的连接端子。
接着，说明构成开关单元100B的第一固定电极11B、第二固定电极12B、第三固定电极13B、第四固定电极14B和第五固定电极15B。注意，第一固定电极11B、第二固定电极12B、第三固定电极13B和第四固定电极14B的结构与已经说明的第一固定电极11A、第二固定电极12A、第三固定电极13A和第四固定电极14A的结构相同，因此可以省略对这些结构的说明。因此，以下主要说明第五固定电极15B的结构。
如图2所示，第五固定电极15B被布置成与第三固定电极13B相邻。如详细说明的，第五固定电极15B被布置成与第三固定电极13B相邻，并且在第三固定电极13B的与第二固定电极12B相反的一侧。第五固定电极15B通过设置到本体部10A的布线线路电气连接至第二固定电极12B和第四固定电极14B。
注意，同样在开关单元100B中，第一固定电极11B和第二固定电极12B彼此电气独立，并且通过设置到布线基板10的连接线路分别电气连接至延伸部10B的前端所形成的连接端子。
构成开关单元100C的第一固定电极11C、第二固定电极12C、第三固定电极13C和第四固定电极14C的结构与已经说明的第一固定电极11A、第二固定电极12A、第三固定电极13A和第四固定电极14A的结构相同，因此可以省略对这些结构的说明。
注意，已经说明的第一固定电极11A～11C、第二固定电极12A～12C、第三固定电极13A～13C、第四固定电极14A～14C和第五固定电极15B各自在顶视图中具有几乎条状，并且优选可以具有相同的可见形状。
间隔件20具有预定厚度并且由绝缘树脂材料制成。间隔件20是在顶视图中外形与布线基板10的本体部10A的外形相同的条状构件。间隔件20利用施加在间隔件20的下面的诸如热固化粘合剂和紫外固化(UV固化)粘合剂等的粘合剂固定到布线基板10的上面。在间隔件20中，形成有开口部20A～20C。开口部20A～20C按等间隔排成一行。
开口部20A～20C分别形成在与第一固定电极11A～11C相对应的位置中。第一固定电极11A～11C、第二固定电极12A～12C和第三固定电极13A～13C分别经由间隔件20的开口部20A～20C暴露。开口部20A～20C的顶视图形状略大于可动电极30的顶视图形状。在本实施例中，开口部20A～20C在其顶视图中具有椭圆形形状(卵形形状)。可动电极30分别容纳在开口部20A～20C的内侧。因此，可动电极30以其位置在水平方向上受到限制的状态保持。
注意，在本实施例中，形成有三个开口部20A～20C的间隔件20布置在布线基板10上。可选地，可以使用各自仅包括单个开口部20A的三个间隔件。这些间隔件可以以并排配置的方式布置在布线基板10的上面。
可动电极30由弹性薄金属板制成，并且被形成为向上凸起的圆顶形状。在顶视图中，可动电极30具有通过从圆形形状中沿着平行直线切出相对端部所获得的所谓的椭圆形形状(卵形形状)。如图4所示，在顶视图中，可动电极30包括通过沿着平行直线切割所形成的两个直线部30C以及具有弧形且在切割之后保留的外缘部31A和31B。注意，直线部30C以及外缘部31A和31B的附图标记仅在图1、图4、图5和图6中出现，并且在其它图中省略。
在本实施例中，三个可动电极30容纳在间隔件20的开口部20A～20C中，并且安装在布线基板10的上面。因此，可动电极30的外缘部31A和31B的下端分别与布线基板10的第一固定电极11A～11C和第三固定电极13A～13C的上面接触。注意，可动电极30由在其顶视图中具有圆形形状的物体形成为具有椭圆形形状。直线部30C的下端的高度位置高于外缘部31A和31B的下端。因此，如根据图1及其相关部分明显的是，第二固定电极12A～12C不与可动电极30接触。
如图4所示，可动电极30包括受压部30A和可动电极部30B。受压部30A位于可动电极30的中央部。换句话说，受压部30A包括可动电极30的最向上突出的区域。换句话说，受压部30A包括在布线基板10的上面的法线方向上距该上面最远的区域。如图4所示，可动电极30的与受压部30A相反的面中的与受压部30A相对应的部分构成可动电极部30B。各个可动电极30的可动电极部30B面向第二固定电极12A～12C的上面并在各个可动电极30的可动电极部30B与第二固定电极12A～12C的上面之间具有预定间隙。注意，受压部30A和可动电极部30B的附图标记仅在图1、图4、图5和图6中出现，并且在其它图中省略。
在这方面，如图4所示，第二固定电极12A的面向可动电极部30B的区域构成固定电极部17A。注意，未给出详细图示和利用附图标记的指示，但第二固定电极12B和12C的面向可动电极30的可动电极部30B的区域分别构成固定电极部17B和17C。
如图2所示，按压部40是由绝缘树脂材料制成且具有实心圆柱形状的构件。在本实施例中，三个按压部40分别固定到保护片50的下面。注意，保护片50和按压部40通过激光照射或超声波处理而被焊接。按压部40分别面向可动电极30的受压部30A。换句话说，按压部40分别布置在可动电极30的中央部的上面。注意，为了焊接保护片50和按压部40，保护片50和按压部40可以优选由相同材料制成。可选地，按压部40可以利用热固化粘合剂或紫外固化(UV固化)粘合剂固定到保护片50。可选地，通过加热将按压部40按压到保护片50的下面，按压部40可以固定到保护片50。
保护片50由绝缘膜制成。保护片50布置在间隔件20的上方以覆盖开口部20A～20C。并且，保护片50的外周部固定到间隔件20的上面。因此，间隔件20的开口部20A～20C由保护片50封闭，从而密封。可选地，保护片50可被固定成包围间隔件20的开口部20A～20C的整个外界限或其附近。注意，在本实施例中，保护片50通过激光照射或超声波处理被焊接到间隔件20的上面。为了焊接保护片50和间隔件20，保护片50和间隔件20可以优选由相同材料制成。可选地，保护片50可以利用热固化粘合剂、紫外固化(UV固化)粘合剂或粘合材料保持在间隔件20的上面。
在本实施例中，单个保护片50覆盖开口部20A～20C。可选地，可以利用比保护片50小的三个保护片分别覆盖开口部20A～20C。
开关体100是如上配置成的。并且，如以上所述，开关体100被配置为包括并排配置的三个开关单元100A～100C。注意，源自本发明的技术概念可以应用于仅包括单个开关单元100A的开关体。
接着，参考开关单元100A的操作作为示例来简要说明开关体100的操作。注意，开关单元100B和100C的操作与开关单元100A的操作相同。在通过保护片50对按压部40进行向下按压时，如此产生的按压力通过按压部40传递到可动电极30的受压部30A。可动电极30以伴随有点击感的方式反转成向下凸起。因而，可动电极30的可动电极部30B和第二固定电极12A的固定电极部17A彼此接触。结果，第一固定电极11A和第二固定电极12A通过可动电极30电气互连，因而开关单元100A变为接通状态。在去除了按压力之后，可动电极30通过自身的恢复力恢复到其原来的向上凸起形状，因此变为断开状态。
注意，在第一固定电极11A和第三固定电极13A电气连接时，可以期望开关操作中的电气连接的稳定性得到改善。然而，经由可动电极30形成第一固定电极11A和第二固定电极12A之间的电气路径就足够了。因此，第一固定电极11A和第三固定电极13A可能并非始终彼此电气连接。如本实施例的开关体100那样，可以通过设置第三固定电极13A来使可动电极30的外缘部31A和31B各自与第一固定电极11A和第三固定电极13A其中之一接触。在这种情况下，可动电极30可以以对称方式安装在布线基板10上。因而，这可以使得提高操作触感的稳定性。
如图6所示，本实施例的开关体100的第四固定电极14A在作为可动电极30的外界限的一部分的外缘部31B移动到形成有第二固定电极12A的区域时，布置在与作为可动电极30的外界限的另一部分的外缘部31A接触的位置。换句话说，第四固定电极14A被布置成使得：第二固定电极12A和第四固定电极14A的内侧边之间的距离短于可动电极30的长度(外缘部31A和31B之间的距离)，并且第二固定电极12A与第四固定电极14A的外侧边之间的距离长于可动电极30的长度。
根据该结构，开关体100能够在不改变布线基板10中所形成的第一固定电极11A、第二固定电极12A、第三固定电极13A和第四固定电极14A的位置的情况下，将可动电极30相对于布线基板10的位置从图5所示的位置改变为图6所示的位置。
图5和图6未示出按压部40和保护片50，而是仅为了简洁的说明而省略这两者。注意，关于间隔件20，图5和图6仅示出开口部20A，并且利用虚线示出开口部20A。注意，在图6中，间隔件20根据上述的可动电极30的位置的变化而在开口部20A的位置上有所不同。
图5示出可动电极30安装在布线基板10上、使得受压部30A对应于第二固定电极12A。在这种情况下，第二固定电极12A的部分区域构成与可动电极部30B接触的固定电极部17A。注意，可动电极30的外缘部31A与第一固定电极11A接触。可动电极30的外缘部31B与第三固定电极13A接触。
相比之下，图6示出可动电极30移动然后安装在布线基板10上、使得受压部30A对应于第一固定电极11A。在这种情况下，第一固定电极11A的部分区域构成与可动电极部30B接触的固定电极部17A。注意，可动电极30的外缘部31A与第四固定电极14A接触。可动电极30的外缘部31B与第二固定电极12A接触。
总之，开关体100被配置成使得：在作为可动电极30的外界限的一部分的外缘部31B移动到形成有第二固定电极12A的区域时，作为可动电极30的外界限的一部分的外缘部31A处于在形成有第四固定电极14A的区域内的位置。
注意，在图6所示的开关体100中，关于可动电极30，在受压部30A被按压而更靠近布线基板10的上面并发生变形的情况下，与受压部30A相反的面(可动电极部30B)与第一固定电极11A的固定电极部17A接触。因此，第一固定电极11A和第二固定电极12A通过可动电极30电气连接。因此，可以从第一固定电极11A和第二固定电极12A电气绝缘的断开状态切换到这两者电气连接的接通状态。总之，不论开关体100处于图5所示的状态还是图6所示的状态，都可以进行开关操作。
如以上所述，不论开关体100处于图5所示的状态还是图6所示的状态，开关体100都可以从第一固定电极11A和第二固定电极12A电气绝缘的断开状态切换到这两者电气连接的接通状态。总之，可以在不改变固定电极(第一固定电极11A、第二固定电极12A、第三固定电极13A和第四固定电极14A)的位置的情况下改变可动电极30的位置。因此，可以利用一个类型的布线基板10来产生在可动电极30的位置上有所不同的各种类型的开关体。
注意，开关单元100C也在固定电极(第一固定电极11C、第二固定电极12C、第三固定电极13C和第四固定电极14C)的位置的配置上与上述的开关单元100A相同，因此使得能够在不改变固定电极的位置的情况下改变可动电极30的位置。
此外，开关单元100B在固定电极(第一固定电极11B、第二固定电极12B、第三固定电极13B和第四固定电极14B)的位置的配置上与上述的开关单元100A相同，因此使得能够在不改变固定电极的位置的情况下改变可动电极30的位置。
此外，除了与上述的开关单元100A相同的结构之外，开关单元100B还包括第五固定电极15B。第五固定电极15B和第二固定电极12B通过连接线路彼此电气连接。此外，第一固定电极11B和第三固定电极13B通过连接线路彼此电气连接。并且，在作为可动电极30的外界限的一部分的外缘部31A移动到形成有第二固定电极12A的区域时，第五固定电极15B处于与作为可动电极30的外界限的另一部分的外缘部31B接触的位置。换句话说，第五固定电极15B被布置成使得：第二固定电极12B和第五固定电极15B的内侧边之间的距离短于可动电极30的长度，并且第二固定电极12B和第四固定电极15B的外侧边之间的距离长于可动电极30的长度。
因此，开关单元100B与开关单元100A和100C相比能够更自由地改变可动电极30的位置。因此，通过适当地设置布线基板10中所形成的固定电极的数量和位置，可以适当地改变可动电极30的可能位置的自由度。
如以上所述，开关体100能够在不改变固定电极的位置的情况下改变可动电极30的位置。因此，对于开关体100，无需准备具有根据可动电极30的位置而改变位置的固定电极的布线基板。因此，可以利用一个类型的布线基板10来产生在可动电极30的位置上有所不同的各种类型的开关体100。
在这方面，安装有开关体的电子装置通常可以包括多个按钮，并且根据诸如电子装置的设计和电子零件的布局等的设计条款和条件来确定各个按钮的位置。因此，需要制造如下的开关体，其中在该开关体中，根据安装开关体的电子装置所需的按钮的位置来调整开关单元的位置。
本实施例的开关体100被配置为使得能够在开关单元100A～100C各自中改变可动电极30的位置。因此，根据开关体100，可以适当地设置开关单元100A～100C的位置以及这些开关单元之间的距离(例如，开关单元100A和开关单元100C之间的距离)。不同于传统的开关体，开关体100使得能够在不准备包括根据各种电子装置所需的按钮的位置来确定位置的第一固定电极和第二固定电极的布线基板的情况下，改变开关单元的位置以及这些开关单元之间的距离。
注意，本实施例的开关体100可以不必包括多个开关单元100A～100C，而是例如可被配置为仅包括开关单元100A的开关体。
1.2实施例2
图7～图9示出本实施例的开关体101。开关体101是用于向各种电子装置提供输入的输入装置。与实施例1的开关体100相同，开关体101包括布线基板10、间隔件20、多个可动电极30、按压部40和保护片50。此外，开关体101包括绝缘片60、多个第一弹性构件71A、71B和71C、多个第二弹性构件72A、72B和72C、以及多个第三弹性构件73A、73B和73C。
如图8所示，绝缘片60是矩形片状的绝缘体(介电构件)。绝缘片60布置在布线基板10的本体部10A与间隔件20之间。绝缘片60具有能够覆盖布线基板10的本体部10A的整个面的大小。因此，绝缘片60共同覆盖第一固定电极11A～11C、第二固定电极12A～12C、第三固定电极13A～13C、第四固定电极14A～14C以及第五固定电极15B。绝缘片60的覆盖第一固定电极11A～11C的部位分别用作第一绝缘体61A～61C。绝缘片60的覆盖第二固定电极12A～12C的部位分别用作第二绝缘体62A～62C。绝缘片60的覆盖第三固定电极13A～13C的部位分别用作第三绝缘体63A～63C。在本实施例中，绝缘片60预先附接至间隔件20的面向布线基板10的面(图7中的下面)。
如图8所示，第一弹性构件71A～71C具有矩形平板状。第一弹性构件71A～71C的外形分别与第一固定电极11A～11C的外形几乎相同。第一弹性构件71A～71C分别布置在绝缘片60的第一绝缘体61A～61C与第一固定电极11A～11C之间。如图8所示，第二弹性构件72A～72C具有矩形平板状。第二弹性构件72A～72C的外形分别与第二固定电极12A～12C的外形几乎相同。第二弹性构件72A～72C分别布置在绝缘片60的第二绝缘体62A～62C与第二固定电极12A～12C之间。如图8所示，第三弹性构件73A～73C具有矩形平板状。第三弹性构件73A～73C的外形分别与第三固定电极13A～13C的外形几乎相同。第三弹性构件73A～73C分别布置在绝缘片60的第三绝缘体63A～63C与第三固定电极13A～13C之间。在本实施例中，第一弹性构件71A～71C、第二弹性构件72A～72C以及第三弹性构件73A～73C预先设置到绝缘片60的面向布线基板10的面(图7中的绝缘片60的下面)。在这方面，第一弹性构件71A～71C、第二弹性构件72A～72C和第三弹性构件73A～73C分别在与第一绝缘体61A～61C、第二绝缘体62A～62C和第三绝缘体63A～63C相对应的位置。
在本实施例中，第一弹性构件71A～71C、第二弹性构件72A～72C和第三弹性构件73A～73C各自是导电的。此外，关于第一弹性构件71A～71C、第二弹性构件72A～72C和第三弹性构件73A～73C各自，其在厚度方向上的第一面包括粗糙面并且其在厚度轴上的第二面包括平坦面。在一个示例中，关于第一弹性构件71A～71C、第二弹性构件72A～72C和第三弹性构件73A～73C各自，其在厚度方向上的第一面包括多个突起。
多个可动电极30分别布置在间隔件20的开口部20A、20B和20C内。在这方面，在开口部20A内，可动电极30的可动电极部30B面向第二绝缘体62A，并且可动电极30的外缘部31A和31B分别面向第一绝缘体61A和第三绝缘体63A。同样，在开口部20B内，可动电极30的可动电极部30B面向第二绝缘体62B，并且可动电极30的外缘部31A和31B分别面向第一绝缘体61B和第三绝缘体63B。此外，在开口部20C内，可动电极30的可动电极部30B面向第二绝缘体62C，并且可动电极30的外缘部31A和31B分别面向第一绝缘体61C和第三绝缘体63C。
如图9所示，开关体101包括三个开关单元101A、101B和101C。开关单元101A包括可动电极30、第一固定电极～第三固定电极11A、12A和13A、第一绝缘体～第三绝缘体61A、62A和63A以及第一弹性构件～第三弹性构件71A、72A和73A。同样，开关单元101B包括可动电极30、第一固定电极～第三固定电极11B、12B和13B、第一绝缘体～第三绝缘体61B、62B和63B以及第一弹性构件～第三弹性构件71B、72B和73B。此外，开关单元101C包括可动电极30、第一固定电极～第三固定电极11C、12C和13C、第一绝缘体～第三绝缘体61C、62C和63C以及第一弹性构件～第三弹性构件71C、72C和73C。
三个开关单元101A、101B和101C具有相同的结构，因此对开关单元101A的说明经适当修改后可以应用于开关单元101B和101C，因而以下仅详细说明开关单元101A。
在开关单元101A中，可动电极30、第一固定电极～第三固定电极11A、12A和13A、第一绝缘体～第三绝缘体61A、62A和63A、第一弹性构件～第三弹性构件71A、72A和73A用作具有静电容量的电容器(第一压力传感器C1～第三压力传感器C3是静电容量式压力传感器)。
如图7所示，第一压力传感器C1包括可动电极30的外缘部31A、第一固定电极11A、第一绝缘体61A和第一弹性构件71A。换句话说，第一压力传感器C1包括用作电极的第一固定电极11A、可动电极30的在第一固定电极11A上支撑的预定部位(外缘部31A)、以及在第一固定电极11A和该预定部位之间的绝缘体(第一绝缘体61A)。第一压力传感器C1还包括在第一绝缘体61A和第一固定电极11A之间的弹性构件(第一弹性构件71A)。
如图7所示，第二压力传感器C2包括可动电极30的外缘部31B、第三固定电极13A、第三绝缘体63A和第三弹性构件73A。换句话说，第二压力传感器C2包括用作电极的第三固定电极13A、可动电极30的在第三固定电极13A上支撑的预定部位(外缘部31B)、以及在第三固定电极13A和该预定部位之间的绝缘体(第三绝缘体63A)。第二压力传感器C2还包括在第三绝缘体63A和第三固定电极13A之间的弹性构件(第三弹性构件73A)。
第一压力传感器C1和第二压力传感器C2各自是面向可动电极30的凹面(图7中的可动电极30的下面)并且支撑可动电极30的压力传感器。在可动电极30的长度方向上，第一压力传感器C1和第二压力传感器C2相对于可动电极30的中心轴在相反侧。
如图7所示，第三压力传感器C3包括可动电极30的可动电极部30B、第二固定电极12A、第二绝缘体62A和第二弹性构件72A。第三压力传感器C3包括在用作电极的第二固定电极12A与第二绝缘体62A之间的弹性构件(第二弹性构件72A)。
如图7所示，不同于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2，第三压力传感器C3不是面向可动电极30的凹面并支撑可动电极30的压力传感器。第三压力传感器C3面向可动电极30的凹面但远离可动电极30。
在开关单元101A中，在按压可动电极30的外缘部31A(可动电极30的与第一压力传感器C1相对应的部分)的情况下，第一压力传感器C1所感测到的压力高于作用于第二压力传感器C2的压力。随着可动电极30的按压量(行程)的增加，第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量增加。然而，第一压力传感器C1的静电容量的变化变得大于第二压力传感器C2的静电容量的变化。相比之下，在按下可动电极30的外缘部31B(可动电极30的与第二压力传感器C2相对应的部分)的情况下，第二压力传感器C2的静电容量的变化变得大于第一压力传感器C1的静电容量的变化。因此，开关单元101A可以识别输入者在与可动电极30的中心轴交叉的预定方向上按压了可动电极30的哪个部分。
在按压可动电极30的中央部分的情况下，几乎相等的压力作用于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2。因而，随着可动电极30的按压量(行程)的增加，第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量增加。另一方面，第三压力传感器C3不支撑可动电极30，因此观察到其静电容量的变化小于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化。在可动电极30的按压量(行程)增加并且达到规定值时，可动电极30发生弹性变形，然后产生点击感。在发生弹性变形时，可动电极30接触绝缘片60(第二绝缘体62A)。总之，可动电极30的弹性变形引起可动电极部30B和第二固定电极12A之间的距离发生大的变化。这样的距离的大变化可能导致第三压力传感器C3的静电容量的大的变化。
第一压力传感器C1～第三压力传感器C3各自是静电容量式压力传感器，因此可用作用于感测具有地电位的物体(例如，输入者的手指或手)的接近传感器。这利用在具有地电位的物体和压力传感器(C1～C3)之间形成的伪电容器。在一个示例中，开关单元101A可以利用第一压力传感器C1～第三压力传感器C3来检测靠近可动电极30的输入者的手指或手。
在这方面，在作为可动电极30的外界限的一部分的外缘部31B移动到形成有第二固定电极12A的区域时，第四固定电极14A处于面向作为可动电极30的外界限的一部分的外缘部31A的位置。因此，在间隔件20移动、使得可动电极30的外缘部31B位于形成有第二固定电极12A的区域内的情况下，可动电极30、第一固定电极11A、第二固定电极12A和第四固定电极14A、第一绝缘体～第三绝缘体61A、62A和63A、以及第一弹性构件～第三弹性构件71A、72A和73A用作具有静电容量的电容器(第一压力传感器C1～第三压力传感器～C3是静电容量式压力传感器)。在这种情况下，可动电极30的外缘部31A、第四固定电极14A、第一绝缘体61A和第一弹性构件71A构成第一压力传感器C1。并且，可动电极30的外缘部31B、第二固定电极12A、第二绝缘体62A和第二弹性构件72A构成第二压力传感器C2。此外，可动电极30的可动电极部30B、第一固定电极11A、第二绝缘体62A和第二弹性构件72A构成第三压力传感器C3。
如以上所述，开关单元101A使得能够在不改变布线基板10中所形成的第一固定电极11A、第二固定电极12A、第三固定电极13A和第四固定电极14A的位置的情况下，改变可动电极30相对于布线基板10的位置。
此外，开关单元101C在固定电极(第一固定电极11C、第二固定电极12C、第三固定电极13C和第四固定电极14C)的位置的配置上与上述的开关单元101A相同，因此使得能够在不改变固定电极的位置的情况下改变可动电极30的位置。
此外，开关单元101B在固定电极(第一固定电极11B、第二固定电极12B、第三固定电极13B和第四固定电极14B)的位置的配置上与上述的开关单元101A相同，因此使得能够在不改变固定电极的位置的情况下改变可动电极30的位置。
此外，除了与上述的开关单元101A相同的结构之外，开关单元101B还包括第五固定电极15B。因此，与开关单元101A和101C相比，开关单元101B使得能够更自由地改变可动电极30的位置。
如以上所述，开关体101使得能够在不改变固定电极的位置的情况下改变可动电极30的位置。因此，对于开关体101，无需准备具有根据可动电极30的位置而改变位置的固定电极的布线基板。因此，可以利用一个类型的布线基板10来产生在可动电极30的位置上有所不同的各种类型的开关体101。
注意，本实施例的开关体101可以不必包括多个开关单元101A～101C，而是例如可被配置为仅包括开关单元101A的开关体。
2.变形例
上述实施例是根据本发明的各种实施例中的一些实施例。上述实施例可以根据设计等进行修改，只要这些实施例仍可以实现本发明的目的即可。以下是上述实施例的可能变形例的列表。
例如，在开关体(100；101)中，按压部40和保护片50是可选的。设置绝缘片60以防止可动电极30与第一弹性构件～第三弹性构件(71A～71C,72A～72C,73A～73C)或者第一固定电极～第三固定电极(11A～11C,12A～12C,13A～13C)之间的直接接触就足够了。在一个示例中，绝缘片60至少可以包括第一绝缘体～第三绝缘体(61A～61C,62A～62C,63A～63C)。
在开关体101中，绝缘片60可以预先附接至间隔件20或布线基板10。第一弹性构件～第三弹性构件(71A～71C,72A～72C,73A～73C)可以预先附接至绝缘片60或布线基板10。
应用源自本发明的技术概念的开关体的示例可以包括以下所述的变形例1～4的输入系统的输入装置(开关体)。简言之，以下的变形例1～4的开关体可以包括与第四固定电极(14A～14C)相对应的组件。
2.1变形例1
2.1.1概要
图10是本实施例的输入系统的例示。输入系统包括输入装置102和判断系统200。图11是输入装置102的例示。如图12和图13所示，输入装置102包括金属弹片140以及第一压力传感器C1、第二压力传感器C2和第三压力传感器C3。第一压力传感器C1和第二压力传感器C2面向金属弹片140的凹面141a并支撑金属弹片140。因此，即使在金属弹片140发生弹性变形、然后产生点击感之前，也可以利用第一压力传感器C1和第二压力传感器C2测量施加在金属弹片140上的按压力(施加在金属弹片140的凸面141b上的按压力)。在金属弹片140发生弹性变形、然后产生点击感之后，可以利用第一压力传感器C1～第三压力传感器C3测量施加在金属弹片140上的按压力。总之，不论是否产生点击感(不论金属弹片140是否发生弹性变形)，都可以测量金属弹片140上的按压力。
2.1.2输入装置
以下将参考图10～图17来更详细地说明输入装置102。注意，图12对应于沿着图17中的线X-X所截取的截面图。
如图14所示，输入装置102包括第一导电构件～第三导电构件110a、110b和110c、第一弹性构件～第三弹性构件120a、120b和120c、绝缘片130、金属弹片140和按压构件150。此外，输入装置102包括壳体160(参见图11～图13)。
如图12和图13所示，壳体160容纳第一导电构件～第三导电构件110a、110b和110c、第一弹性构件～第三弹性构件120a、120b和120c、绝缘片130、金属弹片140和按压构件150。壳体160包括本体161和盖162。本体161具有扁平四角形(例如，正方形)的箱状，并且还在其厚度方向上的第一面(图12和图13中的上面)中具有开口。盖162具有四角形(例如，正方形)的平板状。盖162安装至本体161的第一面以覆盖本体161的第一面中的开口。本体161和盖162具有电气绝缘性。例如，本体161和盖162由具有电气绝缘性的树脂材料制成。特别地，盖162具有挠性。因而，可以经由盖162推压或按压壳体160中所容纳的金属弹片140。盖162的与金属弹片140相反的面提供了输入装置102的操作区域。
如图14所示，第一导电构件110a包括电极111a和一对端子112a。电极111a具有矩形的平板状。一对端子112a从电极111a的长度方向上的相对端突出。一对端子112a从电极111a突出的方向是与电极111a的长度方向和宽度方向交叉的方向。第二导电构件110b包括电极111b和一对端子112b。电极111b具有矩形的平板状。一对端子112b从电极111b的长度方向上的相对端突出。一对端子112b从电极111b突出的方向是与电极111b的长度方向和宽度方向交叉的方向。第三导电构件110c包括电极111c和一对端子112c。电极111c具有矩形的平板状。在这方面，电极111c的长度方向上的中央部与其相对端相比在其厚度方向上突出。一对端子112c从电极111c的长度方向上的相对端突出。一对端子112c从电极111c突出的方向是与电极111c的长度方向和宽度方向交叉的方向。第一导电构件～第三导电构件110a、110b和110c可以由金属板制成。
如图12和图13所示，第一导电构件110a～第三导电构件110c通过嵌件成型嵌入本体161中。因此，第一导电构件110a～第三导电构件110c的电极111a～111c用作固定电极。并且，本体161用作支撑电极(固定电极)111a～111c的基底(支撑体)。关于第一导电构件110a，电极111a在本体161的底面上露出，并且一对端子112a从本体161的厚度方向上的第二面(图12和图13中的下面)突出。关于第二导电构件110b，电极111b在本体161的底面上露出，并且一对端子112b从本体161的厚度方向上的第二面突出。关于第三导电构件110c，电极111c的长度方向上的中央部在本体161的底面上露出，并且一对端子112c从本体161的厚度方向上的第二面突出。
如图14所示，第一弹性构件120a具有矩形的平板状。第一弹性构件120a的外形与第一导电构件110a的电极111a的外形几乎相同。第一弹性构件120a放置在电极111a上。第二弹性构件120b具有矩形的平板状。第二弹性构件120b的外形与第二导电构件110b的电极111b的外形几乎相同。第二弹性构件120b放置在电极111b上。第三弹性构件120c具有矩形的平板状。第三弹性构件120c的外形与第三导电构件110c的电极111c的长度方向上的中央部的外形几乎相同。第三弹性构件120c放置在电极111c的长度方向上的中央部上。在本实施例中，第一弹性构件120a～第三弹性构件120c各自具有导电性。
另外，第一弹性构件120a的厚度方向上的第一面包括粗糙面，并且第一弹性构件120a的厚度方向上的第二面包括平坦面。在一个示例中，如图15和图16所示，第一弹性构件120a的厚度方向上的第一面包括多个突起121。同样，第二弹性构件120b和第三弹性构件120c各自的厚度方向上的第一面包括粗糙面，并且第二弹性构件120b和第三弹性构件120c各自的厚度方向上的第二面包括平坦面。
如图14所示，绝缘片130是具有四角形(例如，正方形)的片状的绝缘体(介电构件)。绝缘片130具有能够共同覆盖第一弹性构件～第三弹性构件120a、120b和120c的大小。绝缘片130包括用于覆盖第一弹性构件120a的第一部分130a、用于覆盖第二弹性构件120b的第二部分130b和用于覆盖第三弹性构件120c的第三部分130c。
如图14和图17所示，金属弹片140整体具有四角形(例如，正方形)的板状。金属弹片140在其中央部包括具有圆顶状的弹性变形部141。如图12所示，弹性变形部141的厚度方向上的第一面(图12中的下面)定义凹面141a，并且其第二面(图12中的上面)定义凸面141b。如图13所示，在按压弹性变形部141的凸面141b时，弹性变形部141发生弹性变形，并由此产生点击感。更详细地，这样的弹性变形导致弹性变形部141的中央部(受电部)发生反转，因此弹性变形部141从凸状态改变为凹状态。此外，金属弹片140在其单独的四个角部包括定义外缘部的腿部(第一腿部～第四腿部)142a～142d。第一腿部～第四腿部142a～142d在与弹性变形部141突出的方向相反的方向上突出。如图17所示，金属弹片140的外缘部中的一个外缘部(第一腿部142a和第二腿部142b)放置在第一弹性构件120a上。金属弹片140的外缘部中的其它外缘部(第三腿部142c和第四腿部142d)放置在第二弹性构件120b上。金属弹片140用作可动电极。
按压构件150是用于辅助引起金属弹片140的弹性变形部141的弹性变形的构件。如图14所示，按压构件150具有圆盘状。此外，按压构件150的外形小于金属弹片140的弹性变形部141的外形。如图12所示，按压构件150放置在金属弹片140的凸面141b的中央部与盖162之间。特别地，按压构件150固定至盖162。注意，按压构件150具有电气绝缘性。
在输入装置102中，第一导电构件110a、第二导电构件110b和第三导电构件110c、第一弹性构件120a、第二弹性构件120b和第三弹性构件120c、绝缘片130以及金属弹片140用作具有静电容量的电容器。换句话说，第一导电构件110a、第二导电构件110b和第三导电构件110c、第一弹性构件120a、第二弹性构件120b和第三弹性构件120c、绝缘片130以及金属弹片140构成第一压力传感器C1、第二压力传感器C2和第三压力传感器C3。在图10中，将输入装置102例示为等效电路。第一压力传感器C1、第二压力传感器C2和第三压力传感器C3包括金属弹片140作为公共电极，因而彼此电气耦合。
更详细地，如图12和图13所示，第一压力传感器C1包括第一导电构件110a的电极111a、第一弹性构件120a、绝缘片130的第一部分130a、以及金属弹片140的第一腿部142a和第二腿部142b。换句话说，第一压力传感器C1包括电极111a、金属弹片140的在电极111a上支撑的预定部位(第一腿部142a和第二腿部142b)、以及在电极111a和该预定部位之间的绝缘体(第一部分130a)。此外，第一压力传感器C1包括在绝缘体(第一部分130a)和电极111a之间的弹性构件(第一弹性构件120a)。在这方面，第一弹性构件120a包括多个突起121。因此，如图16所示，在第一弹性构件120a被金属弹片140按压的情况下，多个突起121被压扁。因而，第一弹性构件120a整体变薄，同时第一弹性构件120a和绝缘片130之间的接触面积增大。因此，与仅改变第一弹性构件120a的厚度的情况相比，改善了静电容量相对于第一压力传感器C1上的按压力的静电容量的变化的线性。注意，靠在绝缘片130上的上述预定部位(第一腿部142a和第二腿部142b的与绝缘片130接触的部分)优选可以包括一个以上的预定的平面区域。根据该结构，一个以上的平面区域被放置在电极111a附近且与电极111a相对。一个以上的平面区域辅助金属弹片140按压更多数量的突起121。因而，可以增加静电容量的变化。在本实施例中，第一腿部142a和第二腿部142b的面向绝缘片130的整个面是平面区域。
如图12和图13所示，第二压力传感器C2包括第二导电构件110b的电极111b、第二弹性构件120b、绝缘片130的第二部分130b、以及金属弹片140的第三腿部142c和第四腿部142d。换句话说，第二压力传感器C2包括电极111b、金属弹片140的在电极111b上支撑的预定部位(第三腿部142c和第四腿部142d)、以及在电极111b和该预定部位之间的绝缘体(第二部分130b)。另外，第二压力传感器C2包括在绝缘体(第二部分130b)和电极111b之间的弹性构件(第二弹性构件120b)。在这方面，以与第一弹性构件120a相同的方式，第二弹性构件120b包括多个突起121。因此，改善了静电容量相对于第二压力传感器C2上的按压力的静电容量的变化的线性。与上述情形相同，第三腿部142c和第四腿部142d的与绝缘片130接触的部分优选可以包括一个以上的预定的平面区域。在本实施例中，第三腿部142c和第四腿部142d的面向绝缘片130的整个面是平面区域。
第一压力传感器C1和第二压力传感器C2各自是面向金属弹片140的凹面141a且支撑金属弹片140的压力传感器。第一压力传感器C1和第二压力传感器C2在与金属弹片140的中心轴交叉的预定方向上相对于该中心轴在相反侧。在本实施例中，预定方向是与金属弹片140的中心轴垂直的方向，并且也是第一腿部142a和第三腿部142c(或者第二腿部142b和第四腿部142d)排列的方向。总之，在图17中，预定方向与左右方向平行。此外，第一压力传感器C1和第二压力传感器C2各自是静电容量式压力传感器。
第三压力传感器C3包括第三导电构件110c的电极111c、第三弹性构件120c、绝缘片130的第三部分130c、以及金属弹片140的弹性变形部141。第三压力传感器C3还包括在绝缘体(绝缘片130的第三部分130c)和电极111c之间的弹性构件(第三弹性构件120c)。在这方面，与第一弹性构件120a相同，第三弹性构件120c包括多个突起。因此，改善了静电容量相对于第三压力传感器C3上的按压力的静电容量的变化的线性。
第三压力传感器C3是与第一压力传感器C1和第二压力传感器C2类似的静电容量式压力传感器。然而，如图12所示，第三压力传感器C3不同于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2，并且不是面向金属弹片140的凹面141a且支撑金属弹片140的压力传感器。第三压力传感器C3被放置成面向金属弹片140的凹面141a，但与金属弹片140分离。第三压力传感器C3被放置成面向金属弹片140的凹面141a，并且用作用于检测通过按压金属弹片140的凸面141b引起的金属弹片140(弹性变形部141)的弹性变形的检测器。
图18和图19涉及输入装置102，并且示出金属弹片140的按压量(行程)与金属弹片140上的负载(按压力)以及压力传感器C1～C3的静电容量之间的关系。
图18所示的曲线图对应于按压金属弹片140的预定方向上的中央部分(与第三压力传感器C3相对应的部分)的情形。在图18中，Gc1表示第一压力传感器C1的静电容量，Gc2表示第二压力传感器C2的静电容量，并且GC3表示第三压力传感器C3的静电容量。另外，GL表示金属弹片140上的负载。
第一压力传感器C1和第二压力传感器C2支撑金属弹片140，并且在与金属弹片140的中心轴交叉的预定方向上相对于该中心轴在金属弹片140的相反侧。因此，在按压金属弹片140的中央部分的情况下，几乎相等的压力作用于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2。因而，随着金属弹片140的按压量(行程)的增加，第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量增加。另一方面，第三压力传感器C3不支撑金属弹片140，因此观察到其静电容量的变化小于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化。在金属弹片140的按压量(行程)增加并且达到规定值L1时，金属弹片140的弹性变形部141发生弹性变形，然后产生点击感。如图13所示，金属弹片140的弹性变形部141在发生弹性变形时接触第三部分130c。总之，弹性变形部141的弹性变形引起弹性变形部141的中央部与电极111c之间的距离发生大的变化。这样的距离的大变化可能导致第三压力传感器C3的静电容量的大变化。
图19所示的曲线图对应于按压金属弹片140的预定方向上的第一端部(图17中的左部分，即与第一压力传感器C1相对应的部分)的情形。同样在图19中，Gc1表示第一压力传感器C1的静电容量，Gc2表示第二压力传感器C2的静电容量，并且GC3表示第三压力传感器C3的静电容量。另外，GL表示金属弹片140上的负载。
如上所述，第一压力传感器C1和第二压力传感器C2支撑金属弹片140，并且在与金属弹片140的中心轴交叉的预定方向上相对于该中心轴在金属弹片140的相反侧。因此，在按压金属弹片140的与第一压力传感器C1相对应的部分的情况下，第一压力传感器C1所感测到的压力高于作用于第二压力传感器C2的压力。随着金属弹片140的按压量(行程)的增加，第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量增加。然而，第一压力传感器C1的静电容量的变化变得大于第二压力传感器C2的静电容量的变化。相比之下，在按压金属弹片140的预定方向上的第二端部(图17中的右部分，即与第二压力传感器C2相对应的部分)的情况下，第二压力传感器C2的静电容量的变化变得大于第一压力传感器C1的静电容量的变化。因此，输入装置102可以识别输入者在与金属弹片140的中心轴交叉的预定方向上按压了金属弹片140的哪个部分。
第一压力传感器C1～第三压力传感器C3各自是静电容量式压力传感器，因此可用作用于感测具有地电位的物体(例如，输入者的手指或手)的接近传感器。这利用在具有地电位的物体和压力传感器(C1～C3)之间形成的伪电容器。在一个示例中，输入装置102可以利用第一压力传感器C1～第三压力传感器C3来检测靠近金属弹片140的输入者的手指或手。
例如，关于输入装置102，电极111c可用作第二固定电极，电极111a和111b中的一个电极可用作第一固定电极且这两者中的另一电极可用作第三固定电极，并且可以新设置第四固定电极。在这种情况下，电极111c的形状可以与电极111a和111b的形状相同。
2.1.3判断系统
判断系统200被配置为基于来自输入装置102的输出(输入结果)来判断向输入装置102的输入。在本实施例中，输入结果包括输入装置102的第一压力传感器C1～第三压力传感器C3的静电容量的值(变化)。
如图10所示，判断系统200包括第一端子200a～第三端子200c。第一端子200a～第三端子200c分别电气连接至输入装置102的第一压力传感器C1～第三压力传感器C3。例如，第一端子200a、第二端子200b和第三端子200c连接至第一导电构件110a的一个端子112a、第二导电构件110b的一个端子112b和第三导电构件110c的一个端子112c。这样，判断系统200电气连接至第一压力传感器C1、第二压力传感器C2和第三压力传感器C3(电极111a、111b和111c)。
如图10所示，判断系统200包括获得单元210和判断单元220。
获得单元210被配置为从输入装置102获得第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化。此外，获得单元210被配置为从输入装置102获得第三压力传感器C3的静电容量的变化。获得单元210可以将用于从输入装置102获得多个压力传感器C1～C3的静电容量的变化的灵敏度在第一等级和高于第一等级的第二等级之间切换。
可以从传统的各种方法中选择用于获得压力传感器(C1,C2,C3)的静电容量的方法。在一个示例中，可以应用开关电容器法。开关电容器法基于构成压力传感器的电容器中所储存的电荷量来测量压力传感器的静电容量(的变化)。例如，获得单元210在预定时间段内交替地重复用于对压力传感器(电容器)进行充电的充电处理和用于通过使压力传感器放电来利用压力传感器中所储存的电荷对判断电容器进行充电的放电处理。在判断电容器两端的电压达到规定值时，获得单元210结束放电处理并开始充电处理。因此，随着压力传感器的静电容量的增加，在预定时间段内判断电容器两端的电压达到规定值的次数增加。因此，可以基于在预定时间段内判断电容器两端的电压达到规定值的次数来判断压力传感器的静电容量的变化。在这方面，规定值增大可能导致在预定时间段内判断电容器两端的电压达到规定值的次数减少。相比之下，规定值减小可能导致在预定时间段内判断电容器两端的电压达到规定值的次数增加。因而，可以使用规定值来进行灵敏度的调整。注意，可以基于在充电处理中施加至压力传感器的电压来调整灵敏度。可选地，可以基于充电和/或放电所需的时间(例如，对判断电容器进行充电所需的时间)来调整灵敏度。
判断单元220被配置为基于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化之间的平衡来判断金属弹片140的预定方向上的按压部分(倾斜)。可以基于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化的量之间的关系来评价第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化之间的平衡。另外，判断单元220被配置为基于第三压力传感器C3的静电容量的变化来判断金属弹片140是否发生了弹性变形(产生了点击感)。此外，判断单元220被配置为基于多个压力传感器C1～C3的静电容量的变化来判断在金属弹片140的附近是否存在检测对象(例如，输入者的手指)。后面参考图24和图25所示的流程图来说明判断单元220的详细操作。
判断系统200被配置为利用获得单元210和判断单元220进行第一判断操作和第二判断操作。第一判断操作被定义为进行金属弹片140的倾斜的判断以及与是否发生了金属弹片140的弹性变形有关的判断的操作。换句话说，第一判断操作可以是测量金属弹片140的按压量并检测点击感的产生的操作。第二判断操作被定义为判断检测对象(具有地电位的物体)是否在金属弹片140的附近的操作。以下参考图24和图25所示的流程图来说明判断系统200的第一判断操作和第二判断操作。
图24示出第一判断操作的流程图。首先，获得单元210将用于测量静电容量的变化的灵敏度设置为第一等级(S10)。
接着，获得单元210获得静电容量的变化(S11)。详细地，获得单元210向第一端子200a～第三端子200c中的一个端子施加电压并且使其它端子接地。这样，获得单元210顺次测量第一压力传感器C1～第三压力传感器C3的静电容量的变化。
为了测量第一压力传感器C1的静电容量的变化，获得单元210向第一端子200a施加电压并且使第二端子200b和第三端子200c接地。结果，第一压力传感器C1连接至第二压力传感器C2和第三压力传感器C3的并联电路。图20示出这种情况下的输入系统的等效电路图。Ca表示在第一压力传感器C1的电极111a和输入装置102附近的地面之间产生的寄生电容。Cb表示在第二压力传感器C2的电极111b和输入装置102附近的地面之间产生的寄生电容。Cc表示第三压力传感器C3的电极111c和输入装置102附近的地面之间产生的寄生电容。在第二压力传感器C2和第三压力传感器C3接地的情况下，可以忽略寄生电容Cb和Cc的影响。另外，在产生点击感之前，可以忽略第三压力传感器C3。因此，可以如图21所示简化图20的等效电路图。获得单元210获得第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的串联电路与寄生电容Ca的并联电路的静电容量的变化，作为第一压力传感器C1的静电容量的变化。
为了测量第二压力传感器C2的静电容量的变化，获得单元210向第二端子200b施加电压并且使第一端子200a和第三端子200c接地。结果，第二压力传感器C2连接至第一压力传感器C1和第三压力传感器C3的并联电路。图22示出这种情况下的输入系统的等效电路图。在第一压力传感器C1和第三压力传感器C3接地的情况下，可以忽略寄生电容Ca和Cc的影响。另外，在产生点击感之前，可以忽略第三压力传感器C3。因此，可以如图23所示简化图22的等效电路图。获得单元210获得第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的串联电路与寄生电容Cb的并联电路的静电容量的变化，作为第二压力传感器C2的静电容量的变化。
为了测量第三压力传感器C3的静电容量的变化，获得单元210向第三端子200c施加电压并且使第一端子200a和第二端子200b接地。结果，第三压力传感器C3连接至第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的并联电路。获得单元210获得第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的并联电路与第三压力传感器C3的串联电路的静电容量的变化，作为第三压力传感器C3的静电容量的变化。
在步骤S11中获得第一压力传感器C1～第三压力传感器C3的静电容量的变化，然后判断单元220基于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化的平衡来判断金属弹片140的预定方向上的按压部分(倾斜)。首先，判断单元220比较第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化(S12、S13)。注意，在比较第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化之前，判断单元220可以进行用于调整第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的大小或变化量以使得能够在这两者之间进行适当比较的处理。基于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化之间的比较结果，判断单元220判断按压了金属弹片140的预定方向上的哪个部分。如果第一压力传感器C1的静电容量的变化大于第二压力传感器C2的静电容量的变化(S12中为“是”)，则判断单元220判断为按压了金属弹片140的第一端部(图17中的左部分)(S14)。如果第二压力传感器C2的静电容量的变化大于第一压力传感器C1的静电容量的变化(S12中为“否”、S13中为“是”)，则判断单元220判断为按压了金属弹片140的第二端部(图17中的右侧)(S15)。如果第一压力传感器C1的静电容量的变化等于第二压力传感器C2的静电容量的变化(S12中为“否”、S13中为“否”)，则判断单元220判断为按压了金属弹片140的中央部(图17中的中央部分)(S16)。另外，基于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量变化之间的平衡，判断单元220除了判断金属弹片140的预定方向上的按压部分之外，还可以判断按压程度(按压量)。例如，认为随着压力传感器的静电容量的变化的增加、按压量增大。因此，判断单元220可以根据压力传感器(C1,C2)的静电容量的变化来判断按压量。
在步骤S14、S15和S16之后，判断单元220基于第三压力传感器C3的静电容量的变化来判断金属弹片140是否发生了弹性变形(产生了点击感)。详细地，判断单元220判断第三压力传感器C3的静电容量的变化是否超过规定值(S17)。该规定值定义用于判断金属弹片140的弹性变形部141是否发生了弹性变形以产生点击感的阈值。如果第三压力传感器C3的静电容量的变化超过规定值(S17中为“是”)，则判断单元220判断为产生了点击感(S18)。
图25示出第二判断操作的流程图。首先，获得单元210将用于测量静电容量变化的灵敏度设置为第二等级(S20)。如上所述，第二等级被选择得高于第一等级。总之，获得单元210使第二判断操作中的灵敏度大于第一判断操作中的灵敏度。为了测量由具有地电位的物体的接近引起的第一压力传感器C1～第三压力传感器C3的静电容量的变化，使第二判断操作中的灵敏度大于用于测量由按压力引起的第一压力传感器C1～第三压力传感器C3的静电容量的变化的第一判断操作中的灵敏度。因此，可以提高与检测对象是否在金属弹片140附近有关的判断的精度。
接着，获得单元210获得静电容量的变化(S21)。详细地，获得单元210以与步骤S11相同的方式测量第一压力传感器C1～第三压力传感器C3的静电容量的变化。
在步骤S21之后，基于多个压力传感器C1～C3的静电容量的变化，判断单元220判断检测对象(例如，输入者的手指)是否在金属弹片140附近。详细地，判断单元220判断第一压力传感器C1～第三压力传感器C3的静电容量的变化是否超过各个规定值(S22～S24)。如果第一压力传感器C1的静电容量的变化超过相应的规定值(S22中为“是”)，则判断单元220判断为输入者的手指在金属弹片140的第一端部(图17中的左部分，该部分对应于第一压力传感器C1)的附近(S25)。如果第二压力传感器C2的静电容量的变化超过相应的规定值(S23中为“是”)，则判断单元220判断为输入者的手指在金属弹片140的第二端部(图17中的右部分，该部分对应于第二压力传感器C2)的附近(S26)。如果第三压力传感器C3的静电容量的变化超过相应的规定值(S24中为“是”)，则判断单元220判断为输入者的手指在金属弹片140的中央部(图17中的中央部分，该部分对应于第三压力传感器C3)的附近(S27)。注意，针对第一压力传感器C1～第三压力传感器C3的规定值可以不同或相同。第二判断操作使用在第一判断操作中也使用的第一压力传感器C1～第三压力传感器C3。因此，不需要附加的传感器来判断检测对象是否在金属弹片140的附近。
如上所述，判断系统200是被配置为基于来自输入装置102的输出来判断向输入装置102的输入的判断系统，并且包括获得单元210和判断单元220。获得单元210从输入装置102获得第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化。判断单元220基于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化之间的平衡，来判断金属弹片140的预定方向上的按压部分(倾斜)。判断系统200例如可以利用一个以上的处理器(微处理器)和一个以上的存储器实现。在一个示例中，判断系统200可以利用微控制单元实现。如上所述，一个以上的处理器执行一个以上的存储器中所存储的一个以上的程序以用作判断系统200。换句话说，一个以上的程序包括使得一个以上的处理器能够进行以下的判断方法的判断程序。判断方法包括从输入装置102获得第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化。此外，判断方法包括基于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化之间的平衡来判断金属弹片140的预定方向上的按压部分(倾斜)。
2.2变形例2
图26是本实施例的输入系统的例示。输入系统包括输入装置103和判断系统200。
如图26所示，输入装置103除包括第一压力传感器C1～第三压力传感器C3之外，还包括第四压力传感器C4和第五压力传感器C5。
以下参考图27和图28来详细说明输入装置103。如图27所示，输入装置103包括第一导电构件110d～第五导电构件110h、第一弹性构件120d～第五弹性构件120h、绝缘片130、金属弹片140和按压构件150。另外，输入装置103包括壳体160(参见图28)。
如图27所示，第一导电构件110d包括电极111d和端子112d。电极111d具有矩形的平板状。端子112d从电极111d的长度方向的一端突出。端子112d从电极111d突出的方向是与电极111d的长度方向和宽度方向交叉的方向。第二导电构件110e、第四导电构件110g和第五导电构件110h各自具有与第一导电构件110d相同的形状，并且分别包括电极111e、111g和111h以及端子112e、112g和112h。第三导电构件110f具有与输入装置102的第三导电构件110c相同的形状，并且包括电极111f和一对端子112f。第一导电构件110d～第五导电构件110h可以由金属板制成。
第一导电构件110d～第五导电构件110h通过嵌件成型嵌入本体161中。因此，第一导电构件110d～第五导电构件110h的电极111d～111h用作固定电极。并且，本体161用作支撑电极(固定电极)111d～111h的基底(支撑体)。在这方面，第一导电构件110d、第二导电构件110e、第四导电构件110g和第五导电构件110h的电极111d、111e、111g和111h分别在本体161的底面的四个角部露出。相比之下，第三导电构件110f的电极111f的中央部在本体161的底面的中央露出。第一导电构件110d、第二导电构件110e、第四导电构件110g和第五导电构件110h的端子112d、112e、112g和112h以及第三导电构件110f的一对端子112f从本体161的厚度方向的第二面突出。
如图27所示，第一弹性构件120d～第五弹性构件120h各自具有矩形的平板状。第一弹性构件120d、第二弹性构件120e、第四弹性构件120g和第五弹性构件120h的外形分别与相应电极111d、111e、111g和111h的外形几乎相同。第一弹性构件120d、第二弹性构件120e、第四弹性构件120g和第五弹性构件120h分别放置在相应的电极111d、111e、111g和111h上。第三弹性构件120f的外形与第三导电构件110f的电极111f的长度方向的中央部的外形几乎相同。第三弹性构件120f放置在电极111f的长度方向的中央部上。在本实施例中，第一弹性构件120d～第五弹性构件120h各自是导电的。另外，第一弹性构件120d～第五弹性构件120h各自的厚度方向的第一面包括粗糙面，并且第一弹性构件120d～第五弹性构件120h各自的厚度方向上的第二面包括平坦面。在一个示例中，与输入装置102的第一弹性构件120a相同，第一弹性构件120d～第五弹性构件120h各自的厚度方向上的第一面包括多个突起121(参见图15和图16)。
如图27所示，绝缘片130具有能够共同覆盖第一弹性构件120d～第五弹性构件120h的大小。绝缘片130包括分别覆盖第一弹性构件120d～第五弹性构件120h的第一部分130d～第五部分130h。
与变形例1相同，金属弹片140在其四个角部包括第一腿部142a～第四腿部142d。如图28所示，第一腿部142a、第二腿部142b、第三腿部142c和第四腿部142d分别放置在第一弹性构件120d、第二弹性构件120e、第四弹性构件120g和第五弹性构件120h上。
在输入装置103中，第一导电构件110d～第五导电构件110h、第一弹性构件120d～第五弹性构件120h、绝缘片130和金属弹片140用作具有静电容量的电容器。换句话说，第一导电构件110d～第五导电构件110h、第一弹性构件120d～第五弹性构件120h、绝缘片130和金属弹片140构成第一压力传感器C1～第五压力传感器C5。
更详细地，第一压力传感器C1包括第一导电构件110d的电极111d、第一弹性构件120d、绝缘片130的第一部分130d、以及金属弹片140的第一腿部142a。换句话说，第一压力传感器C1包括电极111d、金属弹片140的在电极111d上支撑的预定部位(第一腿部142a)、以及在电极111d和该预定部位之间的绝缘体(第一部分130d)。第一压力传感器C1还包括在绝缘体(第一部分130d)和电极111d之间的弹性构件(第一弹性构件120d)。
第二压力传感器C2包括第二导电构件110e的电极111e、第二弹性构件120e、绝缘片130的第二部分130e、以及金属弹片140的第三腿部142c。换句话说，第二压力传感器C2包括电极111e、金属弹片140的在电极111e上支撑的预定部位(第三腿部142c)、以及在电极111e和该预定部位之间的绝缘体(第二部分130e)。第二压力传感器C2还包括在绝缘体(第二部分130e)和电极111e之间的弹性构件(第二弹性构件120e)。
第四压力传感器C4包括第四导电构件110g的电极111g、第四弹性构件120g、绝缘片130的第四部分130g、以及金属弹片140的第二腿部142b。换句话说，第四压力传感器C4包括电极111g、金属弹片140的在电极111g上支撑的预定部位(第二腿部142b)、以及在电极111g和该预定部位之间的绝缘体(第四部分130g)。第四压力传感器C4还包括在绝缘体(第四部分130g)和电极111g之间的弹性构件(第四弹性构件120g)。
第五压力传感器C5包括第五导电构件110h的电极111h、第五弹性构件120h、绝缘片130的第五部分130h、以及金属弹片140的第四腿部142d。换句话说，第五压力传感器C5包括电极111h、金属弹片140的在电极111h上支撑的预定部位(第四腿部142d)、以及在电极111h和该预定部位之间的绝缘体(第五部分130h)。第五压力传感器C5还包括在绝缘体(第五部分130h)和电极111h之间的弹性构件(第五弹性构件120h)。
第一压力传感器C1、第二压力传感器C2、第四压力传感器C4和第五压力传感器C5各自是面向金属弹片140的凹面141a且支撑金属弹片140的压力传感器。如图28所示，第一压力传感器C1和第二压力传感器C2在与金属弹片140的中心轴交叉的(第一)预定方向(其平行于图28中的左右方向)上相对金属弹片140的中心轴在相反侧。相比之下，第一压力传感器C1和第二压力传感器C2在与金属弹片140的中心轴和第一预定方向交叉的第二预定方向上相对于金属弹片140的中心轴在相同侧。在本实施例中，第二预定方向是与金属弹片140的中心轴和第一预定方向垂直的方向，并且也是第一腿部142a和第二腿部142b(或者第三腿部142c和第四腿部142d)排列的方向。总之，在图28中，第二预定方向平行于上下方向。同样，第四压力传感器C4和第五压力传感器C5在第一预定方向(其平行于图28中的左右方向)上相对于金属弹片140的中心轴在相反侧。相比之下，第四压力传感器C4和第五压力传感器C5在第二预定方向(其平行于图28中的上下方向)上相对于金属弹片140的中心轴在相同侧。特别地，第四压力传感器C4是在第二预定方向上相对于金属弹片140的中心轴位于作为第一压力传感器C1和第二压力传感器C2其中之一(在这种情况下为第一压力传感器C1)的相应压力传感器的相反侧的附加压力传感器。另外，第五压力传感器C5是在第二预定方向上相对于金属弹片140的中心轴位于作为第一压力传感器C1和第二压力传感器C2其中之一(在这种情况下为第二压力传感器C2)的相应压力传感器的相反侧的附加压力传感器。因此，第四压力传感器C4和第一压力传感器C1在第一预定方向上相对于金属弹片140的中心轴在相同侧。同样，第五压力传感器C5和第二压力传感器C2在第一预定方向上相对于金属弹片140的中心轴在相同侧。此外，第一压力传感器C1、第二压力传感器C2、第四压力传感器C4和第五压力传感器C5各自是静电容量式压力传感器。
第三压力传感器C3包括第三导电构件110f的电极111f、第三弹性构件120f、绝缘片130的第三部分130f、以及金属弹片140的弹性变形部141。第三压力传感器C3还包括在绝缘体(绝缘片130的第三部分130f)和电极111f之间的弹性构件(第三弹性构件120f)。
第三压力传感器C3是与第一压力传感器C1、第二压力传感器C2、第四压力传感器C4和第五压力传感器C5类似的静电容量式压力传感器。然而，第三压力传感器C3不同于第一压力传感器C1、第二压力传感器C2、第四压力传感器C4和第五压力传感器C5，并且不是面向金属弹片140的凹面141a且支撑金属弹片140的压力传感器。与变形例1相同，第三压力传感器C3用作检测器。
以上所述的输入装置103包括第一压力传感器C1～第五压力传感器C5。第一压力传感器C1～第五压力传感器C5各自是静电容量式压力传感器，因此可用作用于感测具有地电位的物体(例如，输入者的手指或手)的接近传感器。在一个示例中，输入装置103可以利用第一压力传感器C1～第五压力传感器C5检测靠近金属弹片140的输入者的手指或手。
此外，输入装置103可以确定金属弹片140的按压量(行程)。
在按压金属弹片140的中央部分的情况下，几乎相等的压力作用于第一压力传感器C1、第二压力传感器C2、第四压力传感器C4和第五压力传感器C5上。因而，随着金属弹片140的按压量(行程)的增加，第一压力传感器C1、第二压力传感器C2、第四压力传感器C4和第五压力传感器C5的静电容量增加。另一方面，第三压力传感器C3不支撑金属弹片140，因此观察到其静电容量的变化小于第一压力传感器C1、第二压力传感器C2、第四压力传感器C4和第五压力传感器C5的静电容量的变化。在金属弹片140的弹性变形部141发生弹性变形并且产生点击感时，第三压力传感器C3表现出其静电容量的大变化。
在按压金属弹片140的第一预定方向(其平行于图28中的左右方向)上的第一端部(图28中的左部分，该部分对应于第一压力传感器C1和第四压力传感器C4)的情况下，第一压力传感器C1所感测到的压力高于作用于第二压力传感器C2的压力。另外，第四压力传感器C4所感测到的压力高于作用于第五压力传感器C5的压力。相比之下，在按压金属弹片140的第一预定方向(其平行于图28中的左右方向)上的第二端部(图28中的右部分，该部分对应于第二压力传感器C2和第五压力传感器C5)的情况下，第二压力传感器C2所感测到的压力高于作用于第一压力传感器C1的压力。另外，第五压力传感器C5所感测到的压力高于作用于第四压力传感器C4的压力。可以根据第一压力传感器C1、第二压力传感器C2、第四压力传感器C4和第五压力传感器C5的静电容量的变化来测量这样的压力差。因此，输入装置103可以识别输入者在金属弹片140的第一预定方向上所按压的金属弹片140的部分。
在按压金属弹片140的第二预定方向(其平行于图28中的上下方向)上的端部(图28中的下部分，该部分对应于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2)的情况下，第一压力传感器C1所感测到的压力高于作用于第四压力传感器C4的压力。另外，第二压力传感器C2所感测到的压力高于作用于第五压力传感器C5的压力。相比之下，在按压金属弹片140的第二预定方向(其平行于图28中的上下方向)上的第二端部(图28中的上部分，该部分对应于第四压力传感器C4和第五压力传感器C5)的情况下，第四压力传感器C4所感测到的压力高于作用于第一压力传感器C1的压力。另外，第五压力传感器C5所感测到的压力高于作用于第二压力传感器C2的压力。可以根据第一压力传感器C1、第二压力传感器C2、第四压力传感器C4和第五压力传感器C5的静电容量的变化来测量这样的压力差。因此，输入装置103可以识别输入者在金属弹片140的第二预定方向上所按压的金属弹片140的部分。
此外，在输入装置103中，第一压力传感器C1～第五压力传感器C5各自是静电容量式压力传感器，因此可用作用于感测具有地电位的物体(例如输入者的手指或手)的接近传感器。在一个示例中，输入装置103可以利用第一压力传感器C1～第五压力传感器C5检测靠近金属弹片140的输入者的手指或手。
如图26所示，判断系统200包括第一端子200a～第三端子200c。第一端子200a～第三端子200c分别电连接至输入装置103的第一压力传感器C1～第三压力传感器C3。例如，第一端子200a、第二端子200b和第三端子200c分别连接至第一导电构件110d的端子112d、第二导电构件110e的端子112e和第三导电构件110f的端子112f。这样，判断系统200电气连接至第一压力传感器C1、第二压力传感器C2和第三压力传感器C3(电极111d、111e和111f)。相比之下，判断系统200未直接连接至输入装置103的第四压力传感器C4和第五压力传感器C5。如图26所示，第四压力传感器C4和第五压力传感器C5接地。
判断系统200被配置为利用获得单元210和判断单元220进行第一判断操作和第二判断操作。
在第一判断操作中，如关于变形例1所述，获得单元210向第一端子200a施加电压并且使第二端子200b和第三端子200c接地，以测量第一压力传感器C1的静电容量的变化。此外，第四压力传感器C4和第五压力传感器C5接地。总之，获得单元210在第四压力传感器C4接地的状态下获得第一压力传感器C1的静电容量的变化。因而，第一压力传感器C1连接至第二压力传感器C2、第三压力传感器C3、第四压力传感器C4和第五压力传感器C5的并联电路。在这方面，第一压力传感器C1和第四压力传感器C4在第一预定方向上相对于金属弹片140的中心轴在相同侧。因此，在按压金属弹片140的第一预定方向上的第一端部的情况下，不仅第一压力传感器C1的静电容量可以改变，而且第四压力传感器C4的静电容量也可以改变。因此，输入装置103整体的静电容量的变化变得更大。总之，关于按压金属弹片140的第一预定方向上的第一端部，可以提高针对该第一端部的测量灵敏度。这可以提高按压部分的判断精度。
此外，在第一判断操作中，如关于变形例1所述，获得单元210向第二端子200b施加电压并且使第一端子200a和第三端子200c接地，以测量第二压力传感器C2的静电容量的变化。此外，第四压力传感器C4和第五压力传感器C5接地。总之，获得单元210在第五压力传感器C5接地的状态下获得第二压力传感器C2的静电容量的变化。因而，第二压力传感器C2连接至第一压力传感器C1、第三压力传感器C3、第四压力传感器C4和第五压力传感器C5的并联电路。在这方面，第二压力传感器C2和第五压力传感器C5在第一预定方向上相对于金属弹片140的中心轴在相同侧。因此，在按压金属弹片140的第一预定方向上的第二端部的情况下，不仅第二压力传感器C2的静电容量可以改变，而且第五压力传感器C5的静电容量也可以改变。因此，输入装置103整体的静电容量的变化变得更大。总之，关于按压金属弹片140的第一预定方向上的第二端部，可以提高针对该第二端部的测量灵敏度。在本实施例中，第四压力传感器C4和第五压力传感器C5永久接地。因此，无需向判断系统200设置用于使第四压力传感器C4和第五压力传感器C5接地的附加端子。
2.3变形例3
图29示出根据本实施例的输入系统。本实施例的输入系统包括输入装置103和判断系统201。
判断系统201被配置为基于来自输入装置103的输出(输入结果)来判断向输入装置103的输入。在本实施例中，输入结果包括输入装置103的第一压力传感器C1～第五压力传感器C5的静电容量的值(变化)。与判断系统200相同，判断系统201可以利用一个以上的处理器(微处理器)和一个以上的存储器实现。
如图29所示，判断系统201包括第一端子200a～第五端子200e。第一端子200a～第五端子200e分别电气连接至输入装置103的第一压力传感器C1～第五压力传感器C5。例如，第一端子200a、第二端子200b和第三端子200c分别连接至第一导电构件110d的端子112d、第二导电构件110e的端子112e和第三导电构件110f的一个端子112f。另外，第四端子200d和第五端子200e分别连接至第四导电构件110g的端子112g和第五导电构件110h的端子112h。这样，判断系统201电气连接至第一压力传感器C1～第五压力传感器C5(电极111d～111h)。
与判断系统200相同，判断系统201被配置为利用获得单元210和判断单元220进行第一判断操作和第二判断操作。
在第一判断操作中，获得单元210将用于判断静电容量的变化的灵敏度设置为第一等级。接着，获得单元210获得静电容量的变化。详细地，获得单元210向第一端子200a～第四端子200e中的任一端子施加电压并且使其它端子接地。这样，获得单元210顺次测量第一压力传感器C1～第四压力传感器C4的静电容量的变化。
在获得单元210获得第一压力传感器C1～第四压力传感器C4的静电容量的变化时，判断单元220基于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化的平衡来判断金属弹片140的第一预定方向上的按压部分(倾斜)。另外，判断单元220基于第一压力传感器C1和第四压力传感器C4的静电容量的变化的平衡来判断金属弹片140的第二预定方向上的按压部分(倾斜)。
详细地，基于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化之间的比较结果，判断单元220判断金属弹片140的第一预定方向上的按压部分(倾斜)。判断单元220使用在金属弹片140的第一预定方向上相对于金属弹片140的中心轴在相反侧的一对压力传感器。在具体示例中，判断单元220比较第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化。如果第一压力传感器C1的静电容量的变化大于第二压力传感器C2的静电容量的变化，则判断单元220判断为按压了金属弹片140的第一端部(图28中的左部分，该部分对应于第一压力传感器C1和第四压力传感器C4)。如果第二压力传感器C2的静电容量的变化大于第一压力传感器C1的静电容量的变化，则判断单元220判断为按压了金属弹片140的第二端部(图28中的右部分，该部分对应于第二压力传感器C2和第五压力传感器C5)。如果第一压力传感器C1的静电容量的变化等于第二压力传感器C1的静电容量的变化，则判断单元220判断为按压了金属弹片140的中央部(图28中的中央部分，该部分对应于第三压力传感器C3)。
另外，根据第一压力传感器C1和第四压力传感器C4的静电容量的变化之间的比较结果，判断单元220判断金属弹片140的第二预定方向上的按压部分(倾斜)。判断单元220使用在金属弹片140的第二预定方向上相对于金属弹片140的中心轴在相反侧的一对压力传感器。在具体示例中，判断单元220比较第一压力传感器C1和第四压力传感器C4的静电容量的变化。如果第一压力传感器C1的静电容量的变化大于第四压力传感器C4的静电容量的变化，则判断单元220判断为按压了金属弹片140的第三端部(图28中的下部分，该部分对应于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2)。如果第四压力传感器C4的静电容量的变化大于第一压力传感器C1的静电容量的变化，则判断单元220判断为按压了金属弹片140的第四端部(图28中的上部分，该部分对应于第四压力传感器C4和第五压力传感器C5)。如果第一压力传感器C1的静电容量的变化等于第四压力传感器C4的静电容量的变化，则判断单元220判断为按压了金属弹片140的中央部(图28中的中央部分，该部分对应于第三压力传感器C3)。
此外，判断单元220基于金属弹片140的第一预定方向和第二预定方向上的按压部分的组合来判断按压了金属弹片140的哪个部分。在判断为第一预定方向上的按压部分是第一端部并且判断为第二预定方向上的按压部分是第三端部的情况下，判断单元220判断为按压了金属弹片140的第一角部(图28中的左下部分，该部分仅对应于第一压力传感器C1)。例如，在判断为第一预定方向的按压部分是第二端部并且判断为第二预定方向上的按压部分是第三端部的情况下，判断单元220判断为按压了金属弹片140的第二角部(图28中的右下部分，该部分仅对应于第二压力传感器C2)。例如，在判断为第一预定方向上的按压部分是第一端部并且判断为第二预定方向上的按压部分是第四端部的情况下，判断单元220判断为按压了金属弹片140的第三角部(图28中的左上部分，该部分仅对应于第四压力传感器C4)。例如，在判断为第一预定方向上的按压部分是第二端部并且判断为第二预定方向上的按压部分是第四端部的情况下，判断单元220判断为按压了金属弹片140的第四角部(图28中的右上部分，该部分仅对应于第五压力传感器C5)。例如，假设判断为第一预定方向上的按压部分是第一端部并且判断为第二预定方向上的按压部分是中央部。在该假设中，判断单元220判断为按压了金属弹片140的第一端部的中央(图28中的左侧的中央部分，该部分在第一压力传感器C1和第四压力传感器C4之间)。例如，假设判断为第一预定方向上的按压部分是第二端部并且判断为第二预定方向上的按压部分是中央部。在该假设中，判断单元220判断为按压了金属弹片140的第二端部的中央(图28中的右侧的中央部分，该部分在第二压力传感器C2和第五压力传感器C5之间)。例如，假设判断为第一预定方向上的按压部分是中央部并且判断为第二预定方向上的按压部分是第三端部。在该假设中，判断单元220判断为按压了金属弹片140的第三端部的中央(图28中的下侧的中央部分，该部分在第一压力传感器C1和第二压力传感器C2之间)。例如，假设判断为第一预定方向上的按压部分是中央部并且第二预定方向上的按压部分是第四端部。在该假设中，判断单元220判断为按压了金属弹片140的第四端部的中央(图28中的上侧的中央部分，该部分在第四压力传感器C4和第五压力传感器C5之间)。例如，如果判断为第一预定方向和第二预定方向上的按压部分都是中央部，则判断单元220判断为按压了金属弹片140的中央(图28中的中央部分，该部分仅对应于第三压力传感器C3)。
此外，判断单元220判断第三压力传感器C3的静电容量的变化是否超过规定值。如果第三压力传感器C3的静电容量的变化超过规定值，则判断单元220判断为产生了点击感。
在第二判断操作中，获得单元210将用于测量静电容量的变化的灵敏度设置为第二等级。第二等级被选择成高于第一等级。接着，获得单元210获得静电容量的变化。在获得单元210获得第一压力传感器C1～第五压力传感器C5的静电容量的变化时，判断单元220判断第一压力传感器C1～第五压力传感器C5的静电容量的变化是否超过各个规定值。如果第一压力传感器C1的静电容量的变化超过相应的规定值，则判断单元220判断为输入者的手指在金属弹片140的第一角部(图28中的左下部分，该部分仅对应于第一压力传感器C1)的附近。如果第二压力传感器C2的静电容量的变化超过相应的规定值，则判断单元220判断为输入者的手指在金属弹片140的第二角部(图28中的右下部分，该部分仅对应于第二压力传感器C2)的附近。如果第三压力传感器C3的静电容量的变化超过相应的规定值，则判断单元220判断为输入者的手指在金属弹片140的中央部(图28中的中央部分，该部分仅对应于第三压力传感器C3)的附近。如果第四压力传感器C4的静电容量的变化超过相应的规定值，则判断单元220判断为输入者的手指在金属弹片140的第三角部(图28中的左上部分，该部分仅对应于第四压力传感器C4)的附近。如果第五压力传感器C5的静电容量的变化超过相应的规定值，则判断单元220判断为输入者的手指在金属弹片140的第四角部(图28中的右上部分，该部分仅对应于第五压力传感器C5)的附近。注意，针对第一压力传感器C1～第五压力传感器C5的规定值可以不同或相同。
2.4变形例4
图30示出本实施例的输入系统中所使用的输入装置104。如图36和图37所示，输入装置104包括基板310、放置在基板310上的压力传感器(第一压力传感器C1、第二压力传感器C2和第三压力传感器)、以及放置在压力传感器C1、C2和C3上的金属弹片360。根据本实施例的输入装置104，指向压力传感器C1、C2和C3的按压力通过金属弹片360传递到压力传感器C1、C2和C3。金属弹片360因这样的按压力而发生弹性变形，然后可以产生点击感。因此，可以提供包括压力传感器C1、C2和C3而且可以产生点击感的输入装置104。
此外，在输入装置104中，三个压力传感器C1、C2和C3包括面向金属弹片360的凹面360a并支撑金属弹片360的特定的压力传感器C1和C2。因此，即使在金属弹片360发生弹性变形、然后产生点击感之前，也可以利用压力传感器C1和C2测量施加于金属弹片360的按压力(施加于金属弹片360的凸面360b的按压力)。在金属弹片360发生弹性变形、然后产生点击感之后，可以利用压力传感器C1、C2和C3测量施加于金属弹片360的按压力。总之，不论是否产生点击感(不论是否发生金属弹片360的弹性变形)，都可以测量金属弹片360上的按压力。
之后，使用图30～图37来说明输入装置104。如图30所示，输入装置104包括基板310、印刷基板320、绝缘片330、导电片340、保护片350、金属弹片360和按压构件370。此外，输入装置104包括安装至基板310并且连同基板310一起构成壳体的盖。盖使按压构件370露出以能够对按压构件370进行操作。如图31所示，印刷基板320放置在基板310上。特别地，基板310具有矩形的平板状。印刷基板320放置在基板310的厚度方向上的面(图30中的上面)上。
如图32所示，印刷基板320包括电极321和电气连接至电极321的导线322。例如，电极321和导线322是形成在绝缘基板上的图案化导体。
如图32所示，电极321包括第一电极321a、第二电极321b和第三电极321c。第一电极321a和第二电极321b被形成为弧状。第一电极321a和第二电极321b彼此相对配置。第三电极321c被形成为圆状。第三电极321c放置在第一电极321a和第二电极321b之间。注意，如图32所示，第一电极321a、第二电极321b和第三电极321c被形成为单独部分。
如图32所示，导线322包括电气连接至第一电极321a的第一导线322a、电气连接至第二电极321b的第二导线322b和电气连接至第三电极321c的第三导线322c。第一导线322a、第二导线322b和第三导线322c各自连接至微控制单元。注意，如图32所示，第一导电线322a、第二导电线322b和第三导电线322c被形成为单独部分。
绝缘片330放置在印刷基板320上。并且，绝缘片330覆盖印刷基板320。特别地，绝缘片330具有电气绝缘性。绝缘片330至少覆盖印刷基板320的第一电极321a、第二电极321b和第三电极321c。此外，绝缘片330不覆盖导线322的与电极321相反的端部。
导电片340放置在绝缘片330上。此外，导电片340被放置成面向电极321且将绝缘片330夹持在导电片340和电极321之间。导电片340包括第一导电部341a、第二导电部341b和第三导电部341c。注意，如图30所示，第一导电部341a、第二导电部341b和第三导电部341c被形成为单独部分。
第一导电部341a放置在与第一电极321a相对应的位置。第二导电部341b放置在与第二电极321b相对应的位置。第三导电部341c放置在与第三电极321c相对应的位置。
换句话说，第一导电部341a和第二导电部341b被放置成彼此面对。第三导电部341c放置在第一导电部341a和第二导电部341b之间。
保护片350放置在导电片340上。保护片350覆盖导电片340。特别地，保护片350共同覆盖第一导电部341a、第二导电部341b和第三导电部341c。
金属弹片360是在其厚度方向上弯曲的金属板。如图36所示，金属弹片360的厚度方向上的第一面(图36中的下面)定义凹面360a，并且其第二面(图36中的上面)定义凸面360b。在按压金属弹片360的凸面360b时，如图37所示金属弹片360发生弹性变形，由此产生点击感。
如图36所示，金属弹片360放置在保护片350上以便向上凸出。此外，金属弹片360放置在与导电片340相对应的位置。
金属弹片360包括第一边缘部361a、第二边缘部361b和顶部362。顶部362用作受压部。第一边缘部361a和第二边缘部361b是一对外缘部。第一边缘部361a放置在与第一导电部341a相对应的位置，并且与保护片350接触。第二边缘部361b放置在与第二导电部341b相对应的位置，并且与保护片350接触。顶部362形成在第一边缘部361a和第二边缘部361b之间以向上凸出。顶部362放置在与第三导电部341c相对应的位置。例如，第一边缘部361a和第二边缘部361b是金属弹片360的长度方向上的相对端部，并且顶部362是金属弹片360的长度方向上的中央部。
按压构件370放置在金属弹片360上。并且，按压部件370与顶部362接触。特别地，按压构件370具有电气绝缘性。按压构件370是具有长度的矩形板状。按压构件370的外形大于金属弹片360的外形。按压构件370的厚度方向上的面接触金属弹片360的凸面360b。
如上所述形成了输入装置104。电极321、导电片340以及放置在电极321和导电片340之间的绝缘片330用作具有静电容量的电容器。换句话说，印刷基板320、绝缘片330和导电片340构成静电容量式压力传感器(第一压力传感器C1、第二压力传感器C2和第三压力传感器C3)。更详细地，如图36和图37所示，第一压力传感器C1包括第一电极321a、第一导电部341a以及绝缘片330的第一部分330a。绝缘片330的第一部分330a是绝缘片330的一部分并且夹持在第一电极321a和第一导电部341a之间。并且，第二压力传感器C2包括第二电极321b、第二导电部341b以及绝缘片330的第二部分330b。绝缘片330的第二部分330b是绝缘片330的一部分并且夹持在第二电极321b和第二导电部341b之间。并且，第三压力传感器C3包括第三电极321c、第三导电部341c以及绝缘片330的第三部分330c。绝缘片330的第三部分330c是绝缘片330的一部分并且夹持在第三电极321c和第三导电部341c之间。
在输入者(用户)仿佛轻触一样按压按压构件370时，按压构件370略微按压金属弹片360。该按压力通过第一边缘部361a和第二边缘部361b按压第一导电部341a和第二导电部341b。这可能导致由电极321、导电片340以及放置在电极321和导电片340之间的绝缘片330给出的静电容量发生改变。特别地，可以改变第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量。利用经由导线322连接至输入装置104的微控制单元测量这样的静电容量变化。
在这种情况下，按压力不会引起点击感，但可以测量出按压力。换句话说，输入装置104可以检测到触摸(输入者对按压构件370的触摸)。换句话说，即使在金属弹片360发生弹性变形、然后产生点击感之前，也可以利用压力传感器C1和C2测量施加于金属弹片360的按压力(施加于金属弹片360的凸面360b的按压力)。
输入者进一步按压按压构件370，并且在产生点击感的同时金属弹片360发生弹性变形。金属弹片360所产生的点击感经由按压构件370传递至输入者。因此，输入者可以感觉到点击感。
如图37所示，金属弹片360的这种弹性变形使得顶部362能够按压第三电极321c。在这种情况下，可以通过第一边缘部361a、第二边缘部361b和顶部362按压第一导电部341a、第二导电部341b和第三导电部341c。因此，除第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化之外，还发生第三压力传感器C3的静电容量的变化。因此，在金属弹片360发生弹性变形、然后产生点击感之后，可以利用压力传感器C1、C2和C3测量施加于金属弹片360的按压力。金属弹片360的使用可以增加静电容量的变化。
在使用仅仅引起金属弹片360的弹性变形的按压力作为阈值时，可以使用第三导电部341c和第三电极321c(即，第三压力传感器C3)作为用于判断是否向输入装置104的传感器施加了等于或大于该阈值的按压力。仅仅引起金属弹片360的弹性变形的按压力等于引起金属弹片360的弹性变形所需的金属弹片360上的按压力。因此，第三压力传感器C3的静电容量的变化使得能够判断是否产生点击感。
可以利用微控制单元测量这些静电容量变化(压力传感器C1、C2和C3的各个静电容量的变化)。微控制单元基于测量结果来输出输入信号。在这方面，可以用变形例1的判断系统200替换微控制单元。换句话说，输入装置104和判断系统200可以构成输入系统。
例如，关于输入装置104，第三电极321c可用作第二固定电极，第一电极321a和第二电极321b中的一个电极可用作第一固定电极且另一电极可用作第三固定电极，并且可以新设置第四固定电极。在这种情况下，第一电极321a～第三电极321c可以具有相同的形状。
2.5其它变形例
如图18所示，在第一压力传感器C1和第二压力传感器C2中可以观察到由金属弹片140的弹性变形引起的静电容量的变化。因此，可以通过使用第一压力传感器C1和第二压力传感器C2来检测点击感的产生。在这种情况下，输入装置(102；103；104)可能不一定包括第三压力传感器C3。
在输入装置(102；103；104)中，压力传感器的数量可能不受特别限制。例如，在输入装置103中，两个压力传感器C1和C2(或者C4和C5)沿第一预定方向排列，但三个以上的压力传感器可以排成一行。在输入装置103中，两个压力传感器C1和C4(或者C2和C5)沿第二预定方向排列，但三个以上的压力传感器可以排成一行。在输入装置(102；103；104)中，多个压力传感器可以呈矩阵(例如，2×2、2×3和3×3)排列。
输入装置(102；103；104)包括至少一个压力传感器，这就足够了。例如，输入装置102可以仅包括第一压力传感器C1。在这方面，在输入装置102中，第二导电构件110b的电极111b和第三导电构件110c的电极111c可以从绝缘片130暴露。在这种情况下，未形成第二压力传感器C2和第三压力传感器C3。相反，电极111b总是与金属弹片140接触。并且，电极111c仅在金属弹片140发生弹性变形时才与金属弹片140接触。因此，基于第二导电构件110b和第三导电构件110c之间的路径是导通还是断开，可以检测点击感的产生。
在输入装置102中，第一弹性构件120a～第三弹性构件120c可能不是导电的。关于第一弹性构件120a～第三弹性构件120c各自，该弹性构件的厚度方向上的相反的面可以是粗糙面或平坦面。此外，可以省略第一弹性构件120a～第三弹性构件120c。这也适用于输入装置103。
此外，输入装置(102；103；104)的组件的形状可以不限于上述实施例中的组件的形状。例如，金属弹片140的外形可以不限于上述外形，并且弹性变形部141的形状可以不受特别限制。金属弹片140可以仅包括弹性变形部141。然而，金属弹片140在其包括腿部142a～142b的情况下可以更稳定地放置。按压构件150的形状可以是除盘状以外的形状(例如，矩形板状)。壳体160的形状可以是除扁平的四角形箱状以外的形状(例如，中空圆筒形状)。
此外，在输入装置(102；103；104)中，电极(21a～21c；111a～11c；111d～111h)的形状可以不限于实施例中的电极的形状，并且可以根据金属弹片(360；140)的形状和/或压力传感器的应用而适当地修改。
例如，图38示出变形例1的输入装置102的第一导电构件、第二导电构件和第三导电构件110a～110c的电极111a～111c的变形例。在图38中，电极111c具有正方形的板状。电极111a和111b具有矩形的板状，但在靠近电极111c的边中包括三角形切口113a和113b，以避免与电极111c的干涉。
例如，在变形例2的输入系统中，输入装置103的第四压力传感器C4和第五压力传感器C5接地。因此，第四导电构件110g的电极111g和第五导电构件110h的电极111h可以彼此电气连接。图39示出变形例2的输入系统的输入装置103的变形例。在图39所示的变形例中，电极111f具有正方形的板状。此外，在该变形例中，代替第四导电构件110g和第五导电构件110h而使用第六导电构件110i。第六导电构件110i包括电极111i和一对端子112i。电极111i具有矩形的板状，但在靠近电极111f的边中包括三角形切口113i，以避免与电极111f的干涉。一对端子112i从电极111i的长度方向上的相对端突出。注意，电极111d和111e的靠近电极111f的角部呈锥状，以避免与电极111f的干涉。
在输入装置102中，一对端子112a、一对端子112b和一对端子112c可以不从壳体160的本体161的厚度方向上的第二面、而是从其侧面突出。据此，可以减少在安装输入装置102时使用的助焊剂的不期望影响。该结构可以应用于输入装置103。此外，端子112d、112e、112f、112g和112h可以不从壳体160的本体161的厚度方向上的第二面、而是从其侧面突出。
在输入装置104中，在防止了导电片340和电极321之间的直接接触的情况下，绝缘片330可能不一定需要如图30所示覆盖印刷基板320。同样，保护片350可以具有能够防止金属弹片360和导电片340之间的直接接触的形状和大小。
同样，在输入装置102中，绝缘片130可能不一定需要共同覆盖第一弹性构件～第三弹性构件120a、120b和120c。绝缘片130可以防止金属弹片140与第一导电构件110a～第三导电构件110c之间的直接接触，这就足够了。因而，在输入装置102中，绝缘片130至少可以包括第一部分130a～第三部分130c。该结构可以应用于输入装置103，并且绝缘片130至少可以包括第一部分130d～第五部分130h。在这方面，金属弹片140中的与第一弹性构件～第三弹性构件120a、120b和120c相对应的面可以被绝缘层覆盖或者经过绝缘处理。在这种情况下，可以省略绝缘片130。该结构也可应用于输入装置103。
在判断系统201中，判断单元220可以使用第五压力传感器C5来判断按压了哪个部分。例如，判断单元220可以基于第四压力传感器C4和第五压力传感器C5的静电容量的变化之间的平衡来判断金属弹片140的第一预定方向上的按压部分(倾斜)。或者，判断单元220可以基于第二压力传感器C2和第五压力传感器C5的静电容量的变化之间的平衡来判断金属弹片140的第二预定方向上的按压部分(倾斜)。判断单元220可以通过使用这些判断的结果来判断按压了金属弹片140的哪个部分，结果可以提高判断精度。
在判断系统(200；201)中，获得单元210分别从多个压力传感器获得静电容量的变化，但可以将多个压力传感器中的两个以上的压力传感器作为单个压力传感器来处理，并且从该单个压力传感器获得静电容量的变化。
例如，判断系统200可以基于多个压力传感器C1～C3各自来判断检测对象(例如，输入者的手指)是否在金属弹片140的附近。在这方面，判断系统200可以将两个以上的压力传感器用作单个传感器，并且基于该单个传感器来判断检测对象(例如，输入者的手指)是否在金属弹片140的附近。例如，在步骤S21中，判断系统200可以向所有的第一端子200a～第三端子200c施加电压。通过这样做，第一压力传感器C1～第三压力传感器C3用作单个压力传感器。因而，判断系统200可以获得第一压力传感器C1～第三压力传感器C3的静电容量的变化的总和，并且基于该总和来判断检测对象是否正在接近。换句话说，代替判断检测对象正在接近多个压力传感器中的哪个压力传感器，可以提高与检测对象是否正在接近有关的判断精度。该结构可以应用于判断系统201的判断单元220。注意，无需将所有的多个压力传感器都用作单个传感器，但将多个压力传感器中的两个以上的压力传感器用作单个传感器可以有助于提高灵敏度。
例如，为了判断按压了第一预定方向上的哪个部分以及按压量，判断系统201可以将第一压力传感器C1和第四压力传感器C4用作单个压力传感器，并且还可以将第二压力传感器C2和第五压力传感器C5用作另一单个压力传感器。总之，基于第一压力传感器C1和第四压力传感器C4的静电容量的变化的总和与第二压力传感器C2和第五压力传感器C5的静电容量的变化的总和之间的比较结果，判断单元220可以判断按压了第一预定方向上的哪个部分以及按压量。在这种情况下，获得单元210向端子112d和112g施加电压并且使端子112e、112f和112h接地，由此获得第一压力传感器C1和第四压力传感器C4的静电容量的变化的总和。同样，获得单元210向端子112e和112h施加电压并且使端子112d、112f和112g接地，由此获得第二压力传感器C2和第五压力传感器C5的静电容量的变化的总和。据此，可以提高针对金属弹片140的第一预定方向上的按压部分和该按压量的检测精度。同样，为了判断按压了第二预定方向上的哪个部分以及按压量，判断系统201可以将第一压力传感器C1和第二压力传感器C2用作单个压力传感器，并且还可以将第四压力传感器C4和第五压力传感器C5用作另一单个压力传感器。总之，基于第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化的总和与第四压力传感器C4和第五压力传感器C5的静电容量的变化的总和之间的比较结果，判断单元220可以判断按压了金属弹片140的第二预定方向上的哪个部分以及按压量。在这种情况下，获得单元210向端子112d和112e施加电压并且使端子112f、112g和112h接地，由此获得第一压力传感器C1和第二压力传感器C2的静电容量的变化的总和。同样，获得单元210向端子112g和112h施加电压并且使端子112d、112e和112f接地，由此获得第四压力传感器C4和第五压力传感器C5的静电容量的变化的总和。据此，可以提高针对第二预定方向上的按压部分和该按压量的检测精度。
3.方面
如根据上述实施例和变形例明显的是，第一方面是一种开关体(100；101)，其包括：基底(10)；以及可动电极(30)。基底(10)包括第一固定电极(11A～11C)、第二固定电极(12A～12C)、第三固定电极(13A～13C)和第四固定电极(14A～14C)。第二固定电极(12A～12C)被布置成以与第一固定电极(11A～11C)电气独立的方式与第一固定电极(11A～11C)相邻。第三固定电极(13A～13C)被布置成与第二固定电极(12A～12C)相邻，并且位于第二固定电极(12A～12C)的与第一固定电极(11A～11C)相反的一侧。第四固定电极(14A～14C)被布置成与第一固定电极(11A～11C)相邻，并且位于第一固定电极(11A～11C)的与第二固定电极(12A～12C)相反的一侧。可动电极(30)包括与基底(10)的第二固定电极(12A～12C)相对的受压部(30A)、面向第一固定电极(11A～11C)的第一外缘部(31A)和面向第三固定电极(13A～13C)的第二外缘部(31B)。基底(10)被设计成在受压部(30A)被向着基底(10)按压然后发生变形的情况下，允许与受压部(30A)相反的面向着第二固定电极(12A～12C)移动。第四固定电极(14A～14C)形成在比作为可动电极(30)在基底(10)上的投影的投影区域靠外侧的区域中。第四固定电极(14A～14C)在可动电极(30)的第二外缘部(31B)移动到形成有第二固定电极(12A～12C)的区域的情况下，处于面向可动电极(30)的第二外缘部(31B)的位置。根据第一方面，可以在不改变基底(10)中所形成的固定电极(第一固定电极～第四固定电极)的位置的情况下改变可动电极(30)相对于基底(10)的位置。
第二方面是将结合第一方面实现的开关体(100)。在第二方面中，第一外缘部(31A)与第一固定电极(11A～11C)接触。第二外缘部(31B)与第二固定电极(12A～12C)接触。可动电极(30)被设计成在受压部(30A)被向着基底(10)按压然后发生变形的情况下，通过使与受压部(30A)相反的面与第二固定电极(12A～12C)接触，来使第一固定电极(11A～11C)和第二固定电极(12A～12C)电气互连。第四固定电极(14A～14C)形成在比作为可动电极(30)在基底(10)上的投影的投影区域靠外侧的区域中。第四固定电极(14A～14C)在可动电极(30)的第二外缘部(31B)移动到形成有第二固定电极(12A～12C)的区域的情况下，处于与可动电极(30)的第二外缘部(31B)接触的位置。根据第二方面，可以在不改变基底(10)中所形成的固定电极(第一固定电极～第四固定电极)的位置的情况下改变可动电极(30)相对于基底(10)的位置。
第三方面是将结合第二方面实现的开关体(100)。在第三方面中，第一固定电极(11A～11C)的形状与第二固定电极(12A～12C)的形状相同。根据第三方面，可以在不改变基底(10)中所形成的固定电极(第一固定电极～第四固定电极)的位置的情况下改变可动电极(30)相对于基底(10)的位置。
第四方面是将结合第二方面或第三方面实现的开关体(100)。在第四方面中，第三固定电极(13A～13C)在基底(10)中电气连接至第一固定电极(11A～11C)。根据第四方面，可以在不改变基底(10)中所形成的固定电极(第一固定电极～第四固定电极)的位置的情况下改变可动电极(30)相对于基底(10)的位置。
第五方面是将结合第二方面至第四方面中任一方面实现的开关体(100)。在第五方面中，第四固定电极(14A～14C)在基底(10)中电气连接至第二固定电极(12A～12C)。根据第五方面，可以在不改变基底(10)中所形成的固定电极(第一固定电极～第四固定电极)的位置的情况下改变可动电极(30)相对于基底(10)的位置。
第六方面是将结合第一方面实现的开关体(101)。在第六方面中，开关体(101)包括第一绝缘体(61A～61C)、第二绝缘体(62A～62C)和第三绝缘体(63A～63C)。第一绝缘体(61A～61C)存在于第一固定电极(11A～11C)的面向可动电极(30)的面上。第二绝缘体(62A～62C)存在于第二固定电极(12A～12C)的面向可动电极(30)的面上。第三绝缘体(63A～63C)存在于第三固定电极(13A～13C)的面向可动电极(30)的面上。根据第六方面，可动电极(30)、第一固定电极～第三固定电极(11A～11C,12A～12C,13A～13C)和第一绝缘体～第三绝缘体(61A～61C,62A～62C,63A～63C)构成静电容量式压力传感器。因此，可以判断按压了可动电极(30)的哪个部分。
第七方面是将结合第六方面实现的开关体(101)。在第七方面中，开关体(101)包括第一弹性构件(71A～71C)、第二弹性构件(72A～72C)和第三弹性构件(73A～73C)。第一弹性构件(71A～71C)在第一固定电极(11A～11C)和第一绝缘体之间(61A～61C)。第二弹性构件(72A～72C)在第二固定电极(12A～12C)和第二绝缘体(62A～62C)之间。第三弹性构件(73A～73C)在第三固定电极(13A～13C)和第三绝缘体(63A～63C)之间。根据第七方面，可以提高压力传感器的灵敏度。
第八方面是将结合第七方面实现的开关体(101)。在第八方面中，第一弹性构件(71A～71C)、第二弹性构件(72A～72C)和第三弹性构件(73A～73C)各自是导电的。根据第八方面，可以提高压力传感器的灵敏度。
第九方面是将结合第一方面至第八方面中任一方面实现的开关体(101)。在第九方面中，开关体(100；101)还包括间隔件(20)，该间隔件(20)包括容纳可动电极(30)的开口部(20A,20B,20C)。间隔件(20)布置在基底(10)的上方，以利用间隔件(20)的在开口部(20A～20C)外侧的区域覆盖第四固定电极(14A～14C)。根据第九方面，可以减少第四固定电极(14A～14C)的不必要暴露，并且也可以减少诸如氧化等的不期望腐蚀。
第十方面是将结合第一方面至第九方面中任一方面实现的开关体(101)。在第十方面中，第一固定电极(11A～11C)是多个第一固定电极(11A～11C)其中之一。第二固定电极(12A～12C)是多个第二固定电极(12A～12C)其中之一。第三固定电极(13A～13C)是多个第三固定电极(13A～13C)其中之一。第四固定电极(14A～14C)是多个第四固定电极(14A～14C)其中之一。可动电极(30)是多个可动电极(30)其中之一。根据第十方面，可以在不改变基底(10)中所形成的固定电极(第一固定电极～第四固定电极)的位置的情况下改变可动电极(30)相对于基底(10)的位置。
产业上的可利用性
根据本发明的任何方面的开关体使得能够在不改变基底中所形成的固定电极的位置的情况下，改变可动电极相对于基底的位置，因而对于安装有根据本发明的任何方面的开关体的电子装置而言可以是非常有用的。
附图标记说明
100,101 开关体
10 布线基板(基底)
11A,11B,11C 第一固定电极
12A,12B,12C 第二固定电极
13A,13B,13C 第三固定电极
14A,14B,14C 第四固定电极
20 间隔件
20A,20B,20C 开口部
30 可动电极
30A 受压部
31A,31B 外缘部(第一外缘部、第二外缘部)
61A,61B,61C 第一绝缘体
62A,62B,62C 第二绝缘体
63A,63B,63C 第三绝缘体
71A,71B,71C 第一弹性构件
72A,72B,72C 第二弹性构件
73A,73B,73C 第三弹性构件

Claims (10)

1.一种开关体，包括：
基底，其包括：第一固定电极；第二固定电极，其被布置成以与所述第一固定电极电气独立的方式与所述第一固定电极相邻；第三固定电极，其被布置成与所述第二固定电极相邻、且位于所述第二固定电极的与所述第一固定电极相反的一侧；以及第四固定电极，其被布置成与所述第一固定电极相邻、且位于所述第一固定电极的与所述第二固定电极相反的一侧；
可动电极，其包括与所述基底的所述第二固定电极相对的受压部、面向所述第一固定电极的第一外缘部和面向所述第三固定电极的第二外缘部，并且被设计成在所述受压部被向着所述基底按压然后发生变形的情况下允许与所述受压部相反的面向着所述第二固定电极移动；以及
间隔件，其固定于所述基底，
其中，所述第四固定电极形成在比作为所述可动电极在所述基底上的投影的投影区域靠外侧的区域中，并且所述第四固定电极在所述可动电极的所述第二外缘部移动到形成有所述第二固定电极的区域的情况下，处于面向所述可动电极的所述第一外缘部的位置，
所述间隔件包括容纳所述可动电极的开口部，
所述可动电极被容纳在所述开口部的内侧，使得所述可动电极以其位置在平行于所述基底的方向上受到限制的状态保持，
所述第一外缘部以如下方式面向所述第一固定电极：所述间隔件不夹设在所述第一外缘部和所述第一固定电极之间，以及
所述第二外缘部以如下方式面向所述第三固定电极：所述间隔件不夹设在所述第二外缘部和所述第三固定电极之间。
2.根据权利要求1所述的开关体，其中，
所述第一外缘部与所述第一固定电极接触，
所述第二外缘部与所述第三固定电极接触，
所述可动电极被设计成在所述受压部被向着所述基底按压然后发生变形的情况下，通过使与所述受压部相反的面与所述第二固定电极接触来使所述第一固定电极和所述第二固定电极电气互连，以及
所述第四固定电极形成在比作为所述可动电极在所述基底上的投影的投影区域靠外侧的区域中，并且所述第四固定电极在所述可动电极的所述第二外缘部移动到形成有所述第二固定电极的区域的情况下，处于与所述可动电极的所述第一外缘部接触的位置。
3.根据权利要求2所述的开关体，其中，所述第一固定电极的形状与所述第二固定电极的形状相同。
4.根据权利要求2或3所述的开关体，其中，所述第三固定电极在所述基底中电气连接至所述第一固定电极。
5.根据权利要求2或3所述的开关体，其中，所述第四固定电极在所述基底中电气连接至所述第二固定电极。
6.根据权利要求1所述的开关体，还包括：
第一绝缘体，其存在于所述第一固定电极的面向所述可动电极的面上；
第二绝缘体，其存在于所述第二固定电极的面向所述可动电极的面上；以及
第三绝缘体，其存在于所述第三固定电极的面向所述可动电极的面上。
7.根据权利要求6所述的开关体，还包括：
第一弹性构件，其在所述第一固定电极和所述第一绝缘体之间；
第二弹性构件，其在所述第二固定电极和所述第二绝缘体之间；以及
第三弹性构件，其在所述第三固定电极和所述第三绝缘体之间。
8.根据权利要求7所述的开关体，其中，所述第一弹性构件、所述第二弹性构件和所述第三弹性构件各自是导电的。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的开关体，其中，所述间隔件布置在所述基底的上方，以利用所述间隔件的在所述开口部外侧的区域覆盖所述第四固定电极。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的开关体，其中，
所述第一固定电极是多个第一固定电极其中之一，
所述第二固定电极是多个第二固定电极其中之一，
所述第三固定电极是多个第三固定电极其中之一，
所述第四固定电极是多个第四固定电极其中之一，以及
所述可动电极是多个可动电极其中之一。
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